発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子及びポリスチレン系樹脂発泡成形体
【課題】高発泡倍数で機械強度に優れた発泡成形体を得ることが可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子及びポリスチレン系樹脂発泡成形体の提供。
【解決手段】発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂を粒子状としてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であって、沸点が５０℃以上の可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【解決手段】発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂を粒子状としてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であって、沸点が５０℃以上の可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡剤を含むポリスチレン系樹脂粒子からなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法に関し、可塑剤を添加することにより容易に高倍発泡が可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子及びポリスチレン系樹脂発泡成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法の一つとして、懸濁重合法やシード重合法によって水系媒体中でスチレン系単量体を重合してポリスチレン系樹脂粒子を得、さらにオートクレーブ中で該ポリスチレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る含浸法が知られている。
また、従来の含浸法において、ポリスチレン樹脂粒子にシクロヘキサンやアジピン酸ジイソブチルのような可塑剤を含有させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１には、ポリスチレン、スチレンの共重合体又はスチレンのグラフト重合体からなる樹脂の粒子中に、該樹脂の軟化点より低い沸点を持った脂肪族炭化水素又は環式脂肪族炭化水素を、該樹脂に対して１〜１５重量％と、アジピン酸ジイソブチルを０．２〜３．０質量％含ませたことを特徴とする、発泡性熱可塑性樹脂粒子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２９２６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の含浸法において可塑剤を含有させる場合、ポリスチレン系樹脂粒子の表面から含浸を行うため、得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、中心部から表層に向かって可塑剤の濃度が高くなるような濃度分布となり、樹脂粒子中に均一に可塑剤を存在させることができない。このように中心部から表層に向かって可塑剤の濃度が高くなるような濃度分布を持った発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、該樹脂粒子を加熱して発泡させ、予備発泡粒子とする工程で、発泡性能が悪くなり、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることが難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることができ、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を達成するため、本発明は、発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂を粒子状としてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であって、沸点が５０℃以上の可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を提供する。
【０００８】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から直接冷却用液体中に押し出し、押し出すと同時に押出物を高速回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る、溶融押出法によって得られたものであることが好ましい。
【０００９】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記可塑剤が、沸点が１５０℃以上の高沸点可塑剤を含んでいることが好ましい。
【００１０】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記高沸点可塑剤がエステル系の可塑剤であることが好ましい。
【００１１】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記高沸点可塑剤がアジピン酸エステル系の可塑剤であることが好ましい。
【００１２】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記高沸点可塑剤がアジピン酸ジイソブチルであることが好ましい。
【００１３】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲であることが好ましい。
【００１４】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲であることが好ましい。
【００１５】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記可塑剤が、沸点が５０℃以上の炭化水素を含むことが好ましい。
【００１６】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲であることが好ましい。
【００１７】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲であることが好ましい。
【００１８】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記発泡剤としてブタンを含むことが好ましい。
【００１９】
また本発明は、樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から直接冷却用液体中に押し出し、押し出すと同時に押出物を高速回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る、溶融押出法による発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、ポリスチレン系樹脂に、沸点が５０℃以上の可塑剤を添加し、該可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法を提供する。
【００２０】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記可塑剤が、沸点が１５０℃以上の高沸点可塑剤を含んでいることが好ましい。
【００２１】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記高沸点可塑剤がエステル系の可塑剤であることが好ましい。
【００２２】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記高沸点可塑剤がアジピン酸エステル系の可塑剤であることが好ましい。
【００２３】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記高沸点可塑剤がアジピン酸ジイソブチルであることが好ましい。
【００２４】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲であることが好ましい。
【００２５】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲であることが好ましい。
【００２６】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記可塑剤が、沸点が５０℃以上の炭化水素を含むことが好ましい。
【００２７】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲であることが好ましい。
【００２８】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲であることが好ましい。
【００２９】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記発泡剤としてブタンを含むことが好ましい。
【００３０】
また本発明は、前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱し発泡させて得られたポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を提供する。
【００３１】
本発明のポリスチレン系樹脂予備発泡粒子において、嵩発泡倍数５０倍に予備発泡させた状態での平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００３２】
また本発明は、前記ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を成形型のキャビティに充填し、加熱して型内発泡成形して得られたポリスチレン系樹脂発泡成形体を提供する。
【００３３】
また本発明は、発泡倍数５０倍に発泡させた状態での平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であることが好ましい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂を粒子状としてなり沸点が５０℃以上の可塑剤が粒子内部に均一に含有されたものなので、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることができ、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造することができる。
【００３５】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法は、溶融押出法によって発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を製造する際に、ポリスチレン系樹脂に、沸点が５０℃以上の可塑剤を添加し、該可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得るようにしたので、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることができ、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】溶融押出法による発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造装置の一例を示す構成図である。
【図２】実施例１で製造した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の断面の吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）の測定結果を示す概略図である。
【図３】比較例３で製造した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の断面の吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）の測定結果を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
（発泡性ポリスチレン系樹脂粒子）
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂を粒子状としてなり、沸点が５０℃以上の可塑剤が粒子内部に均一に含有されていることを特徴としている。
なお、本発明において可塑剤の「沸点」とは、１気圧下における沸点のことを指す。
【００３８】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に用いられるポリスチレン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、エチルスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン等のスチレン系モノマーの単独重合体又はこれらの共重合体等が挙げられ、スチレンを５０質量％以上含有するポリスチレン系樹脂が好ましく、ポリスチレンがより好ましい。
【００３９】
また、前記ポリスチレン系樹脂としては、前記スチレンモノマーを主成分とする、前記スチレン系モノマーとこのスチレン系モノマーと共重合可能なビニルモノマーとの共重合体であってもよく、このようなビニルモノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレートの他、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレートなどの二官能性モノマーなどが挙げられる。
【００４０】
また、ポリスチレン系樹脂が主成分であれば、他の樹脂を添加してもよく、添加する樹脂としては、例えば、発泡成形体の耐衝撃性を向上させるために、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三次元共重合体などのジエン系のゴム状重合体を添加したゴム変性ポリスチレン系樹脂、いわゆるハイインパクトポリスチレンが挙げられる。あるいは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体などが挙げられる。
【００４１】
原料となるポリスチレン系樹脂としては、市販されている通常のポリスチレン系樹脂、懸濁重合法などの方法で新たに作製したポリスチレン系樹脂などの、再生品ではないポリスチレン系樹脂（バージンポリスチレン）を使用できる他、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られた再生ポリスチレン系樹脂を使用することができる。
この再生ポリスチレン系樹脂としては、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体、例えば、魚箱、家電緩衝材、食品包装用トレーなどを回収し、リモネン溶解方式や加熱減容方式によって再生したポリスチレン系樹脂を用いることができる。また、使用することができる再生ポリスチレン系樹脂は、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られたもの以外にも、家電製品（例えば、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコンなど）や事務用機器（例えば、複写機、ファクシミリ、プリンターなど）から分別回収された非発泡のポリスチレン系樹脂成形体を粉砕し、溶融混練してリペレットした再生ポリスチレン系樹脂を用いることができる。
【００４２】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有させる発泡剤としては、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン等の脂肪族炭化水素、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２３）、クロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）、１−クロロ−１，２，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２４）等のクロロフルオロカーボン、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）等のフルオロカーボン、各種アルコール、二酸化炭素、水、及び窒素などの物理発泡剤が挙げられ、これらの中の１種又は２種以上を併用して使用することができる。これらのうち、好ましい発泡剤としては、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン及びこれらを二種以上混合した発泡剤が挙げられ、特に好ましい発泡剤としては、ｎ−ブタン、イソブタン、及びこれらを混合した発泡剤が挙げられる。発泡剤の添加量は、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対して１〜１５質量部の範囲とされ、より好ましくは３〜１２質量部の範囲とされる。
【００４３】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有させる可塑剤は、沸点が５０℃以上であり、ポリスチレン系樹脂に添加することによって可塑剤としての効果を発揮し得るものであればよく、各種の可塑剤の中から適宜選択して使用することができ、例えば、エステル系可塑剤、芳香族炭化水素、脂環族炭化水素、テルペン系炭化水素などが挙げられる。
【００４４】
前記エステル系可塑剤としては、例えば、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸イソノニル、アジピン酸ジオクチルなどのアジピン酸エステル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチルなどのセバシン酸エステル、リン酸トリクレジルなどのリン酸エステル、グリセリンジアセトモノラウレートなどの脂肪酸グリセリドなどが挙げられる。
前記芳香族炭化水素としては、トルエン、キシレン、スチレンなどが挙げられる。
前記脂環族炭化水素としては、シクロヘキサン、シクロペンタンなどが挙げられる。
、前記テルペン系炭化水素としては、リモネン、ピネンなどが挙げられる。
【００４５】
本発明の好ましい実施形態において、前記可塑剤は、沸点が１５０℃以上の高沸点可塑剤を含んでいることが好ましい。
前記高沸点可塑剤としては、エステル系の可塑剤であることが好ましく、その中でもアジピン酸ジイソブチル、アジピン酸イソノニル、アジピン酸ジオクチルなどのアジピン酸エステルがより好ましく、特にアジピン酸ジイソブチル（ＤＩＢＡ）が好ましい。前記高沸点可塑剤は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００４６】
前記高沸点可塑剤の含有量は、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲であることが好ましく、０．２〜５質量部の範囲であることがより好ましい。高沸点可塑剤の含有量が前記範囲よりも少ないと、可塑剤による可塑効果が十分に得られなくなり、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることが困難、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造することが難しくなる。高沸点可塑剤の含有量が前記範囲よりも多くなると、得られる発泡成形体の機械的強度が低下し、また発泡成形体の外観が悪くなるおそれがある。
【００４７】
本発明の好ましい実施形態において、前記可塑剤は、沸点が５０℃以上の炭化水素を含むことが好ましい。
前記炭化水素としては、脂環族炭化水素、芳香族炭化水素などが挙げられ、それらの中でもシクロヘキサン、スチレンが好ましい。
【００４８】
前記炭化水素の含有量は、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲であることが好ましく、０．２〜５質量部の範囲であることがより好ましい。
前記炭化水素の含有量が前記範囲よりも少ないと、可塑剤による可塑効果が十分に得られなくなり、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることが困難、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造することが難しくなる。前記炭化水素の含有量が前記範囲よりも多くなると、得られる発泡成形体の機械的強度が低下し、また発泡成形体の外観が悪くなるおそれがある。
【００４９】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子には、発泡剤及び可塑剤の他、無機発泡核剤が均一に含有されていることが好ましい。無機発泡核剤としては、タルク、シリカ、その他の無機粉体が挙げられ、これらの中でもタルクが好ましい。
無機発泡核剤の量は、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．０５〜５質量部の範囲内であることが好ましく、０．１〜２質量部の範囲がより好ましい。
使用する無機発泡核剤の平均粒径は、０．１〜３０μｍの範囲内であることが好ましく、０．５〜１０μｍの範囲内であることがより好ましい。
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に可塑剤とともにタルクなどの無機発泡核剤を含有させることで、予備発泡粒子の嵩発泡倍数を高める効果や発泡成形体の機械強度向上効果を高めることができる。
無機発泡核剤は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子全体にわたり均一に含有している必要がある。樹脂粒子の局部、例えば、樹脂粒子の表層部分に無機発泡核剤が偏在していると、得られる発泡成形体の機械強度が低下するおそれがある。
【００５０】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子には、物性を損なわない範囲内において、架橋剤、可塑剤、充填剤、難燃剤、難燃助剤、滑剤、着色剤等の添加剤を添加してもよく、又、ジンクステアレート等の粉末状金属石鹸類を前記発泡性スチレン樹脂粒子の表面に塗布しておけば、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の予備発泡工程においてポリスチレン系樹脂予備発泡粒子同士の結合を減少させることができて好ましい。
【００５１】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の粒径は、特に限定されないが、通常は０．５〜３．０ｍｍの範囲が好ましく、０．７〜２．０ｍｍの範囲がより好ましい。また、粒子の形状は、特に限定されないが、球状乃至略球状であることが好ましい。
【００５２】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子全体に発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂を粒子状としてなり沸点が５０℃以上の可塑剤が粒子内部に均一に含有されたものなので、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることができ、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造することができる。
【００５３】
（発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法）
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法は、樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から直接冷却用液体中に押し出し、押し出すと同時に押出物を高速回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る、溶融押出法による発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、ポリスチレン系樹脂に、沸点が５０℃以上の可塑剤を添加し、該可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得ることを特徴としている。
【００５４】
図１は、本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法に用いられる製造装置の一例を示す構成図であり、本例の製造装置は、樹脂供給装置としての押出機１と、押出機１の先端に取り付けられた多数の小孔を有するダイ２と、押出機１内に樹脂原料等を投入する原料供給ホッパー３と、押出機１内の溶融樹脂に発泡剤供給口５を通して発泡剤を圧入する高圧ポンプ４と、ダイ２の小孔が穿設された樹脂吐出面に冷却水を接触させるように設けられ、室内に冷却水が循環供給されるカッティング室７と、ダイ２の小孔から押し出された樹脂を切断できるようにカッティング室７内に回転可能に設けられたカッター６と、カッティング室７から冷却水の流れに同伴して運ばれる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を冷却水と分離すると共に脱水乾燥して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る固液分離機能付き脱水乾燥機１０と、固液分離機能付き脱水乾燥機１０にて分離された冷却水を溜める水槽８と、この水槽８内の冷却水をカッティング室７に送る高圧ポンプ９と、固液分離機能付き脱水乾燥機１０にて脱水乾燥された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を貯留する貯留容器１１とを備えて構成されている。
【００５５】
なお、押出機１としては、スクリュを用いる押出機またはスクリュを用いない押出機のいずれも用いることができる。スクリュを用いる押出機としては、例えば、単軸式押出機、多軸式押出機、ベント式押出機、タンデム式押出機などが挙げられる。スクリュを用いない押出機としては、例えば、プランジャ式押出機、ギアポンプ式押出機などが挙げられる。また、いずれの押出機もスタティックミキサーを用いることができる。これらの押出機のうち、生産性の面からスクリュを用いた押出機が好ましい。また、カッター６を収容したカッティング室７も、樹脂の溶融押出による造粒方法において用いられている従来周知のものを用いることができる。
【００５６】
図１に示す製造装置を用い、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を製造するには、まず、原料の前記ポリスチレン系樹脂、可塑剤、無機発泡核剤や必要に応じて添加される発泡核剤などの所望の添加剤を秤量し、原料供給ホッパー３から押出機１内に投入する。原料のポリスチレン系樹脂は、ペレット状や顆粒状にして事前に良く混合してから１つの原料供給ホッパーから投入してもよいし、あるいは例えば複数のロットを用いる場合は各ロットごとに供給量を調整した複数の原料供給ホッパーから投入し、押出機内でそれらを混合してもよい。また、複数のロットのリサイクル原料を組み合わせて使用する場合には、複数のロットの原料を事前に良く混合し、磁気選別や篩分け、比重選別、送風選別などの適当な選別手段により異物を除去しておくことが好ましい。また、可塑剤、無機発泡核剤などの添加成分は、予めポリスチレン系樹脂などの熱可塑性樹脂に添加成分を高濃度で添加したマスターバッチを作成して添加することが好ましい。
【００５７】
押出機１内にポリスチレン系樹脂、可塑剤、無機発泡核剤やその他の添加剤を供給後、樹脂を加熱溶融し、その溶融樹脂をダイ２側に移送しながら、発泡剤供給口５から高圧ポンプ４によって発泡剤を圧入して溶融樹脂に発泡剤を混合し、押出機１内に必要に応じて設けられる異物除去用のスクリーンを通して、溶融物をさらに混練しながら先端側に移動させ、発泡剤を添加した溶融物を押出機１の先端に付設したダイ２の小孔から押し出す。また、可塑剤、無機発泡核剤は押出機横の供給口から圧入して添加してもよい。
【００５８】
ダイ２の小孔が穿設された樹脂吐出面は、室内に冷却水が循環供給されるカッティング室７内に配置され、且つカッティング室７内には、ダイ２の小孔から押し出された樹脂を切断できるようにカッター６が回転可能に設けられている。発泡剤添加済みの溶融物を押出機１の先端に付設したダイ２の小孔から押し出すと、溶融物は粒状に切断され、同時に冷却水と接触して急冷され、発泡が抑えられたまま固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子となる。
【００５９】
形成された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、カッティング室７から冷却水の流れに同伴して固液分離機能付き脱水乾燥機１０に運ばれ、ここで発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を冷却水と分離すると共に脱水乾燥する。乾燥された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、貯留容器１１に貯留される。
【００６０】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法は、溶融押出法によって発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を製造する際に、ポリスチレン系樹脂に、沸点が５０℃以上の可塑剤を添加し、該可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得るようにしたので、可塑剤を樹脂粒子に含浸させる従来技術と比べ、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることができ、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を効率よく製造することができる。
【００６１】
（ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子及びポリスチレン系樹脂発泡成形体）
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡樹脂成形体の製造分野において周知の装置及び手法を用い、水蒸気加熱等により加熱して予備発泡し、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子（以下、予備発泡粒子と記す）とする。この予備発泡粒子は、製造するべき発泡成形体の密度と同等の嵩密度となるように予備発泡される。本発明において、その嵩密度は限定されないが、通常は０．０１０〜０．１０ｇ／ｃｍ３の範囲内とし、０．０１５〜０．０５０ｇ／ｃｍ３の範囲内とするのが好ましい。
【００６２】
なお、本発明において予備発泡粒子の嵩密度とは、ＪＩＳ Ｋ６９１１：１９９５年「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定されたものをいう。
＜予備発泡粒子の嵩密度＞
先ず、予備発泡粒子を測定試料としてＷｇ採取し、この測定試料をメスシリンダー内に自然落下させ、メスシリンダー内に落下させた測定試料の体積Ｖｃｍ３をＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠した見掛け密度測定器を用いて測定し、下記式に基づいて予備発泡粒子の嵩密度を測定する。
嵩密度（ｇ／ｃｍ３）＝測定試料の質量（Ｗ）／測定試料の体積（Ｖ）
【００６３】
＜予備発泡粒子の嵩発泡倍数＞
また、予備発泡粒子の嵩発泡倍数は、次式により算出される数値である。
嵩発泡倍数＝１／嵩密度（ｇ／ｃｍ３）
【００６４】
前記予備発泡粒子は、発泡樹脂成形体の製造分野において周知の装置及び手法を用い、該予備発泡粒子を成形型のキャビティ内に充填し、水蒸気加熱等により加熱して型内発泡成形し、ポリスチレン系樹脂発泡成形体（以下、発泡成形体と記す）を製造する。
本発明の発泡成形体の密度は特に限定されないが、通常は０．０１０〜０．１０ｇ／ｃｍ３の範囲内とし、０．０１５〜０．０５０ｇ／ｃｍ３の範囲内とするのが好ましい。
【００６５】
なお、本発明において発泡成形体の密度とは、ＪＩＳ Ｋ７１２２：１９９９「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」記載の方法で測定した発泡成形体密度のことである。
＜発泡成形体の密度＞
５０ｃｍ３以上（半硬質および軟質材料の場合は１００ｃｍ３以上）の試験片を材料の元のセル構造を変えない様に切断し、その質量を測定し、次式により算出した。
密度（ｇ／ｃｍ３）＝試験片質量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ３）
試験片状態調節、測定用試験片は、成形後７２時間以上経過した試料から切り取り、２３℃±２℃×５０％±５％または２７℃±２℃×６５％±５％の雰囲気条件に１６時間以上放置したものである。
【００６６】
＜発泡成形体の発泡倍数＞
また、発泡成形体の発泡倍数は次式により算出される数値である。
発泡倍数＝１／密度（ｇ／ｃｍ３）
【００６７】
本発明の発泡成形体は、前述した本発明に係る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱発泡させ、得られた予備発泡粒子を型内発泡成形して得られたものなので、高発泡倍数の発泡成形体を得ることができる。また、軽量で曲げ強度などの機械強度に優れた発泡成形体を得ることができる。
【実施例】
【００６８】
［実施例１］
（マスターバッチの製造）
基材樹脂としてポリスチレン樹脂（ＰＳジャパン社製、商品名「Ｇ９３０５」）を使用し、可塑剤としてアジピン酸ジイソブチル（沸点：２９３℃、田岡化学工業製、商品名「ＤＩ４Ａ」）が１０質量％となるようマスターバッチを作製した。
【００６９】
（発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造）
基材樹脂としてポリスチレン樹脂（ＰＳジャパン社製、商品名「Ｇ９３０５」）に対して、前記マスターバッチをポリスチレン樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジイソブチル２．１質量部となるように予め混合したものを時間当たり１６０ｋｇ／ｈｒの割合で口径９０ｍｍの単軸押出機内へ供給し、樹脂を加熱溶融させた後、発泡剤として樹脂１００質量部に対して６質量部のブタン（イソブタン：ノルマルブタン＝３０：７０（質量比））を押出機途中より圧入した。そして、押出機内で樹脂と発泡剤を混練しつつ、押出機先端部での樹脂温度が１７０℃となるように冷却しながら、押出機に連接しヒーターにより２９０℃に保持した、直径０．６ｍｍ、ランド長さ３．０ｍｍのノズルを２００個有する造粒用ダイスを通して、温度５０℃、水圧１．５ＭＰａの冷却水が循環する水中カット室内に押し出すと同時に、円周方向に１０枚の刃を有する高速回転カッターをダイスに密着させて、毎分３０００回転で切断し、脱水乾燥して球形の発泡性ポリスチレン樹脂粒子を得た。得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は変形、ヒゲ等の発生もなく、平均粒径１．１ｍｍであった。
次いで、内容積５．７リットルの攪拌機付オートクレーブに前記の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子２０００ｇ、蒸留水２５００ｇ、ピロリン酸マグネシウム４ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２ｇを入れ、撹拌し懸濁させた。窒素でオードクレーブ内を２ＭＰａに加圧した後、１００℃まで昇温して、５分間保持した後、２０℃まで冷却して取り出し、洗浄、脱水、乾燥した。
【００７０】
（発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面被覆）
前記の通り得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子１００質量部に対して、ポリエチレングリコール０．０３質量部、ステアリン酸亜鉛０．０５質量部、ステアリン酸モノグリセライド０．０５質量部、ヒドロキシステアリン酸トリグリセライド０．０５質量部を発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面全面に均一に被覆した。
【００７１】
（発泡成形体の製造）
続いて、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を円筒型バッチ式予備発泡機に供給して、吹き込み圧０．０５ＭＰａの水蒸気により加熱し、予備発泡粒子を得た。得られた予備発泡粒子は、嵩密度０．０２０ｇ／ｃｍ３（嵩発泡倍数５０倍）であった。
続いて、得られた予備発泡粒子を室温雰囲気下、２４時間に亘って放置した後、長さ４００ｍｍ×幅３００ｍｍ×高さ２５ｍｍの長方形状のキャビティを有する成形型内に予備発泡粒子を充填し、成形スチーム圧０．０８ＭＰａ（ゲージ圧力）、金型加熱３秒、一方加熱１０秒、逆一方加熱３秒、両面加熱１０秒、水冷５秒、設定取出面圧０．０２ＭＰａの条件で成形を行った。得られた発泡性形体は密度０．０２０ｇ／ｃｍ３（発泡倍数５０倍）であった。
このようにして作製した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、予備発泡粒子及び発泡成形体について、以下の各測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００７２】
＜発泡性の測定＞
得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の発泡性を調べる為に、発泡槽の中で発泡スチーム圧０．０１ＭＰａ（ゲージ圧力）の蒸気にて発泡させた。その時の加熱時間を２分、５分、１０分と変えて発泡させ、この発泡粒２ｇをメスシリンダーに入れて体積を測り、質量２ｇで除して見かけの発泡倍数（ｃｍ３／ｇ）を求めた。
加熱時間を２分、５分、１０分と変えて発泡させた見かけの発泡倍数の最大値を次の評価基準：
最大の発泡倍数が５５倍以上を特に良好（◎）
最大の発泡倍数が４５倍以上５５倍未満を良好（○）
最大の発泡倍数が４５倍未満を不良（×）
に基づき評価した。
【００７３】
＜強度の評価＞
実施例（及び比較例）で得られた発泡成形体について、ＪＩＳＡ９５１１：２００６「発泡プラスチック保温材」記載の方法に準じて曲げ強度を測定した。すなわち、テンシロン万能試験機ＵＣＴ−１０Ｔ（オリエンテック社製）を用い、試験体サイズは７５ｍｍ×３００ｍｍ×５０ｍｍとし、圧縮速度を１０ｍｍ／ｍｉｎ、先端治具は加圧くさび１０Ｒ、支持台１０Ｒで、支点間距離２００ｍｍの条件として測定し、次式にて曲げ強度を算出した。試験片の数は３個とし、その平均値を求めた。
曲げ強度（ＭＰａ）＝３ＦＬ／２ｂｈ２（ここで、Ｆは曲げ最大荷重（Ｎ）を表し、Ｌは支点間距離（ｍｍ）を表し、ｂは試験片の幅（ｍｍ）を表し、ｈは試験片の厚み（ｍｍ）を表す。）
このようにして曲げ強度の平均値を求め、次の評価基準：
曲げ強度が０．３１ＭＰａ以上を特に良好（◎）、
曲げ強度が０．２８ＭＰａ以上０．３１ＭＰａ未満を良好（Ｏ）、
曲げ強度が０．２８ＭＰａ未満を不良（×）、
に基づき、強度を評価した。
【００７４】
＜発泡成形体の外観評価＞
発泡成形体の外観を目視にて評価した。次の評価基準：
成形品表面の発泡粒子が接合した境界部分が非常に平滑である場合を特に良好（◎）
成形品表面の発泡粒子が接合した境界部分の平滑がやや劣る場合を良好（○）
成形品表面の発泡粒子の境界部分に凹凸があり平滑性が劣る場合を不良（×）
に基づき、外観を評価した。
【００７５】
＜融着率の評価＞
得られた箱形の発泡成形体を衝撃によって破断させ、その破断面の発泡粒子に１００〜１５０個を含む任意の範囲について、全粒子数（Ａ）と粒子内で破断している粒子数（Ｂ）を計数し、以下の式により融着率（％）を算出した。
融着率＝（Ｂ）×１００／（Ａ）
次の評価基準：
８０％以上、１００％未満を特に良好（◎）
６０％以上、８０％未満を良好（○）
６０％未満を不良（×）
に基づき、外観を評価した。
【００７６】
＜総合評価＞
総合評価は発泡性、外観、融着、強度の４つの評価が次の評価基準：
×がなく、◎が３つ以上を特に良好（◎）
×がないものを良好（○）
×が一つでもあるものを不良（×）
に基づき評価を行った。
【００７７】
［実施例２］
実施例１に記載のマスターバッチを、樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジイソブチル０．１質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００７８】
［実施例３］
実施例１に記載のマスターバッチを、樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジイソブチル０．２３質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００７９】
［実施例４］
実施例１に記載のマスターバッチを、樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジイソブチル５．１質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８０】
［実施例５］
実施例１に記載のマスターバッチを、樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジイソブチル７．４質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８１】
［実施例６］
実施例１のマスターバッチの製造時にアジピン酸ジイソブチルの代わりにグリセリンジアセトモノラウレート（沸点：４０１．６℃、理研ビタミン社製、商品名「リケマールＰＬ−１０２」）を使用し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時に該マスターバッチを樹脂１００質量部に対しグリセリンジアセトモノラウレートが２．１質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定を行った。その結果を表１に記す。
【００８２】
［実施例７］
実施例１のマスターバッチの製造時にアジピン酸ジイソブチルの代わりにアジピン酸ジオクチル（沸点：３３５℃、田岡化学工業製、商品名「ＤＯＡ」）を使用し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時に該マスターバッチを樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジオクチルが２．１質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８３】
［実施例８］
実施例１のマスターバッチの製造時にアジピン酸ジイソブチルの代わりにリン酸トリクレジル（沸点：４１０℃、味の素社製、商品名「デュラッドＴＣＰ」）を使用し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時に該マスターバッチを樹脂１００質量部に対しリン酸トリクレジルが２．１質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８４】
［実施例９］
実施例１のアジピン酸ジイソブチルのマスターバッチの製造において、シクロヘキサン（沸点：８０．７℃、ジャパンエナジー、商品名「カクタスソルベントＣＨＸ」）が１０質量％となるようにさらに加えてマスターバッチを作製し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時に樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジイソブチル２．１質量部、シクロヘキサンが１．１質量部となるよう該マスターバッチを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８５】
［実施例１０］
実施例１のマスターバッチの製造時にアジピン酸ジイソブチルの代わりにシクロヘキサンを使用し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時に該マスターバッチを樹脂１００質量部に対してシクロヘキサンが２．１質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８６】
［実施例１１］
実施例１の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時に発泡剤にブタンを使用する代わりにイソブタンを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８７】
［比較例１］
実施例１の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時にアジピン酸ジイソブチルのマスターバッチを使用しなかったこと（可塑剤添加無し）以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８８】
［比較例２］
実施例１の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時にアジピン酸ジイソブチルのマスターバッチを使用せず（可塑剤添加無し）、発泡剤にブタンを使用する代わりにイソペンタンを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８９】
［比較例３］
（スチレン系重合体種粒子の作製）
内容積１００リットルの攪拌機付オートクレーブ（以下、反応器ともいう）にリン酸三カルシウム（大平化学社製）１２０ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム４ｇ、過酸化ベンゾイル（純度７５％）１４０ｇ、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート３０ｇ、イオン交換水４０ｋｇ及びスチレン単量体４０ｋｇを投入した後、１００ｒｐｍの撹拌下で溶解及び分散させて懸濁液を形成した。
引き続き、攪拌羽を１００ｒｐｍで撹拌しながらオートクレーブ内の温度を９０℃まで昇温した後、９０℃で６時間保持した。
その後、さらにオートクレーブ内の温度を１２０℃まで昇温し、１２０℃で２時間保持した後、オートクレーブ内の温度を２５℃まで冷却し、オートクレーブから内容物を取り出し、脱水・乾燥・分級して粒子径が０．５〜０．７ｍｍで重量平均分子量が３０万のスチレン系重合体種粒子を得た。
【００９０】
（発泡性スチレン系樹脂粒子の作製）
次いで、内容積５０リットルの攪拌機付オートクレーブに前記のスチレン系重合体種粒子５．２ｋｇ、蒸留水１９．５ｋｇ、ピロリン酸マグネシウム１６１ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１．８ｇを入れ、撹拌し懸濁させた。
次いで予め用意した蒸留水２０００ｇ、ピロリン酸マグネシウム３６ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．９ｇ及びスチレン１３５０ｇをホモミキサーで攪拌して懸濁液を調製し、この懸濁液を７２℃に保持した反応器に添加し、１５分間ポリスチレン粒子にスチレンを吸収させた。
続いて、重合開始剤として過酸化ベンゾイル（純度７５％）６１ｇ及びｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート２６．５ｇをスチレン１０００ｇに溶解し、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．４ｇ、蒸留水２０００ｇと共にホモミキサーで攪拌して調製した懸濁液を７２℃に保持した反応器に加えた。
重合開始剤を含む懸濁液を反応器に加え始めた時点から６０分間、反応器内温度を７２℃に保持し、スチレン樹脂種粒子にスチレンと重合開始剤を吸収させた後、スチレン１５ｋｇを反応器内に連続的に３時間で供給するとともに、スチレン供給終了時に１０９℃となるように反応器内温度を連続的に昇温した。
引き続き１２０℃まで昇温して６０分保持した後、蒸留水７００ｇにピロリン酸マグネシウム２２ｇ、ドデシルベゼンスルホン酸ナトリウム２ｇに発泡助剤としてエステル系可塑剤としてアジピン酸ジイソブチル６４ｇを加えてホモミキサーで攪拌して懸濁液を調製し、この懸濁液を反応器内に圧入した。その後、１００℃まで冷却して、発泡剤であるブタン（イソブタン：ノルマルブタン＝３０：７０（質量比））２２５０ｇを圧入して１００℃で２時間保持した後、２０℃まで冷却して取り出し、洗浄、脱水、乾燥した。発泡性ポリスチレン粒子の洗浄時に、ＪＩＳ１０００μｍ篩を通過しない合着粒子、及びＪＩＳ５００μｍ篩を通過する微粉末状重合体を除き、その重量を各々測定した。さらに発泡後の気泡径が完全に安定するまで１５℃で５日間熟成させて、メジアン径０．８５ｍｍの発泡性スチレン系重合体粒子を得た。
発泡性スチレン系樹脂粒子の作製以降は実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定を行った。その結果を表１に記す。
【００９１】
【表１】
【００９２】
表１の結果から、本発明に係る実施例１〜１１において得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性が良好であり、高い発泡倍数の予備発泡樹脂粒子及び発泡成形体を得ることができた。また、実施例１〜１１において得られた発泡成形体は、外観に優れ、発泡粒子同士の融着あ良好であり、強度にも優れていた。
【００９３】
一方、可塑剤を添加しなかった比較例１，２で得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性能が悪く、発泡成形体の外観、融着度合、強度のいずれかが劣っていた。
さらに、含浸法によって可塑剤を添加した比較例３で得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性能が悪く、高い発泡倍数の予備発泡樹脂粒子及び発泡成形体を得ることが難しかった。
【００９４】
＜吸光度比の測定＞
実施例１、比較例３でそれぞれ製造した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の断面について、ＡＴＲ法赤外分光分析により粒子表面分析を行って、吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）を求め、可塑剤（アジピン酸ジイソブチル）の分布状態を調べた。
吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）は下記の要領で測定される。
即ち、無作為に選択した１０個の各樹脂粒子の表面（図２中の符号Ａ）、及び粒子を中心を通って切断した断面の中心部（図２中の符号Ｂ）について、ＡＴＲ法赤外分光分析により粒子表面分析を行って赤外線吸収スペクトルを得る。
各赤外線吸収スペクトルから吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）をそれぞれ算出し、表面Ａについて算出した吸光度比の相加平均を吸光度比（Ａ）とし、中心部Ｂについて算出した吸光度比の相加平均を吸光度比（Ｂ）とする。
吸光度Ｄ１７３０及び、Ｄ１６００は、たとえばＮｉｃｏｌｅｔ社から商品名「フーリエ変換赤外分光分析計 ＭＡＧＭＡ５６０」で販売されている測定装置を用いて測定する。
尚、赤外吸収スペクトルから得られる１６００ｃｍ−１での吸光度Ｄ１６００は、ポリスチレン系樹脂に含まれるベンゼン環の面内振動に由来する１６００ｃｍ−１付近に現れるピークの高さをいう。
また、赤外吸収スペクトルから得られる１７３０ｃｍ−１での吸光度Ｄ１７３０は、アクリル酸エステルに含まれるエステル基のＣ＝０間の伸縮振動に由来する１７３０ｃｍ−１付近に現れるピークの高さをいう。
【００９５】
図２は、実施例１で製造した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の断面の吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）の測定結果を示す概略図である。実施例１の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子２０は、樹脂粒子全体にわたって吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）が均一となり、可塑剤が樹脂粒子全体にわたって均一な濃度で含まれていた。
図３は、比較例３で製造した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の断面の吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）の測定結果を示す概略図である。含浸法で可塑剤を樹脂粒子に含浸させた比較例３の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子３０は、可塑剤が表層部３１に局在し、中心部３２には可塑剤が殆ど含まれていない。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、溶融押出法による発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法に関し、高発泡倍数で機械強度に優れた発泡成形体を得ることが可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子及びポリスチレン系樹脂発泡成形体に関する。
【符号の説明】
【００９７】
１…押出機（樹脂供給装置）、２…ダイ、３…原料供給ホッパー、４…高圧ポンプ、５…発泡剤供給口、６…カッター、７…カッティング室、８…水槽、９…高圧ポンプ、１０…固液分離機能付き脱水乾燥機、１１…貯留容器、２０…発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、３０…発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、３１…表層部、３２…中心部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡剤を含むポリスチレン系樹脂粒子からなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法に関し、可塑剤を添加することにより容易に高倍発泡が可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子及びポリスチレン系樹脂発泡成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法の一つとして、懸濁重合法やシード重合法によって水系媒体中でスチレン系単量体を重合してポリスチレン系樹脂粒子を得、さらにオートクレーブ中で該ポリスチレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る含浸法が知られている。
また、従来の含浸法において、ポリスチレン樹脂粒子にシクロヘキサンやアジピン酸ジイソブチルのような可塑剤を含有させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１には、ポリスチレン、スチレンの共重合体又はスチレンのグラフト重合体からなる樹脂の粒子中に、該樹脂の軟化点より低い沸点を持った脂肪族炭化水素又は環式脂肪族炭化水素を、該樹脂に対して１〜１５重量％と、アジピン酸ジイソブチルを０．２〜３．０質量％含ませたことを特徴とする、発泡性熱可塑性樹脂粒子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２９２６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の含浸法において可塑剤を含有させる場合、ポリスチレン系樹脂粒子の表面から含浸を行うため、得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、中心部から表層に向かって可塑剤の濃度が高くなるような濃度分布となり、樹脂粒子中に均一に可塑剤を存在させることができない。このように中心部から表層に向かって可塑剤の濃度が高くなるような濃度分布を持った発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、該樹脂粒子を加熱して発泡させ、予備発泡粒子とする工程で、発泡性能が悪くなり、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることが難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることができ、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を達成するため、本発明は、発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂を粒子状としてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であって、沸点が５０℃以上の可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を提供する。
【０００８】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から直接冷却用液体中に押し出し、押し出すと同時に押出物を高速回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る、溶融押出法によって得られたものであることが好ましい。
【０００９】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記可塑剤が、沸点が１５０℃以上の高沸点可塑剤を含んでいることが好ましい。
【００１０】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記高沸点可塑剤がエステル系の可塑剤であることが好ましい。
【００１１】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記高沸点可塑剤がアジピン酸エステル系の可塑剤であることが好ましい。
【００１２】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記高沸点可塑剤がアジピン酸ジイソブチルであることが好ましい。
【００１３】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲であることが好ましい。
【００１４】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲であることが好ましい。
【００１５】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記可塑剤が、沸点が５０℃以上の炭化水素を含むことが好ましい。
【００１６】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲であることが好ましい。
【００１７】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲であることが好ましい。
【００１８】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記発泡剤としてブタンを含むことが好ましい。
【００１９】
また本発明は、樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から直接冷却用液体中に押し出し、押し出すと同時に押出物を高速回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る、溶融押出法による発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、ポリスチレン系樹脂に、沸点が５０℃以上の可塑剤を添加し、該可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法を提供する。
【００２０】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記可塑剤が、沸点が１５０℃以上の高沸点可塑剤を含んでいることが好ましい。
【００２１】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記高沸点可塑剤がエステル系の可塑剤であることが好ましい。
【００２２】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記高沸点可塑剤がアジピン酸エステル系の可塑剤であることが好ましい。
【００２３】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記高沸点可塑剤がアジピン酸ジイソブチルであることが好ましい。
【００２４】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲であることが好ましい。
【００２５】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲であることが好ましい。
【００２６】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記可塑剤が、沸点が５０℃以上の炭化水素を含むことが好ましい。
【００２７】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲であることが好ましい。
【００２８】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲であることが好ましい。
【００２９】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記発泡剤としてブタンを含むことが好ましい。
【００３０】
また本発明は、前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱し発泡させて得られたポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を提供する。
【００３１】
本発明のポリスチレン系樹脂予備発泡粒子において、嵩発泡倍数５０倍に予備発泡させた状態での平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００３２】
また本発明は、前記ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を成形型のキャビティに充填し、加熱して型内発泡成形して得られたポリスチレン系樹脂発泡成形体を提供する。
【００３３】
また本発明は、発泡倍数５０倍に発泡させた状態での平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であることが好ましい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂を粒子状としてなり沸点が５０℃以上の可塑剤が粒子内部に均一に含有されたものなので、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることができ、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造することができる。
【００３５】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法は、溶融押出法によって発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を製造する際に、ポリスチレン系樹脂に、沸点が５０℃以上の可塑剤を添加し、該可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得るようにしたので、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることができ、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】溶融押出法による発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造装置の一例を示す構成図である。
【図２】実施例１で製造した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の断面の吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）の測定結果を示す概略図である。
【図３】比較例３で製造した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の断面の吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）の測定結果を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
（発泡性ポリスチレン系樹脂粒子）
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂を粒子状としてなり、沸点が５０℃以上の可塑剤が粒子内部に均一に含有されていることを特徴としている。
なお、本発明において可塑剤の「沸点」とは、１気圧下における沸点のことを指す。
【００３８】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に用いられるポリスチレン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、エチルスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン等のスチレン系モノマーの単独重合体又はこれらの共重合体等が挙げられ、スチレンを５０質量％以上含有するポリスチレン系樹脂が好ましく、ポリスチレンがより好ましい。
【００３９】
また、前記ポリスチレン系樹脂としては、前記スチレンモノマーを主成分とする、前記スチレン系モノマーとこのスチレン系モノマーと共重合可能なビニルモノマーとの共重合体であってもよく、このようなビニルモノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレートの他、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレートなどの二官能性モノマーなどが挙げられる。
【００４０】
また、ポリスチレン系樹脂が主成分であれば、他の樹脂を添加してもよく、添加する樹脂としては、例えば、発泡成形体の耐衝撃性を向上させるために、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三次元共重合体などのジエン系のゴム状重合体を添加したゴム変性ポリスチレン系樹脂、いわゆるハイインパクトポリスチレンが挙げられる。あるいは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体などが挙げられる。
【００４１】
原料となるポリスチレン系樹脂としては、市販されている通常のポリスチレン系樹脂、懸濁重合法などの方法で新たに作製したポリスチレン系樹脂などの、再生品ではないポリスチレン系樹脂（バージンポリスチレン）を使用できる他、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られた再生ポリスチレン系樹脂を使用することができる。
この再生ポリスチレン系樹脂としては、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体、例えば、魚箱、家電緩衝材、食品包装用トレーなどを回収し、リモネン溶解方式や加熱減容方式によって再生したポリスチレン系樹脂を用いることができる。また、使用することができる再生ポリスチレン系樹脂は、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られたもの以外にも、家電製品（例えば、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコンなど）や事務用機器（例えば、複写機、ファクシミリ、プリンターなど）から分別回収された非発泡のポリスチレン系樹脂成形体を粉砕し、溶融混練してリペレットした再生ポリスチレン系樹脂を用いることができる。
【００４２】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有させる発泡剤としては、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン等の脂肪族炭化水素、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２３）、クロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）、１−クロロ−１，２，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２４）等のクロロフルオロカーボン、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）等のフルオロカーボン、各種アルコール、二酸化炭素、水、及び窒素などの物理発泡剤が挙げられ、これらの中の１種又は２種以上を併用して使用することができる。これらのうち、好ましい発泡剤としては、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン及びこれらを二種以上混合した発泡剤が挙げられ、特に好ましい発泡剤としては、ｎ−ブタン、イソブタン、及びこれらを混合した発泡剤が挙げられる。発泡剤の添加量は、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対して１〜１５質量部の範囲とされ、より好ましくは３〜１２質量部の範囲とされる。
【００４３】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有させる可塑剤は、沸点が５０℃以上であり、ポリスチレン系樹脂に添加することによって可塑剤としての効果を発揮し得るものであればよく、各種の可塑剤の中から適宜選択して使用することができ、例えば、エステル系可塑剤、芳香族炭化水素、脂環族炭化水素、テルペン系炭化水素などが挙げられる。
【００４４】
前記エステル系可塑剤としては、例えば、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸イソノニル、アジピン酸ジオクチルなどのアジピン酸エステル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチルなどのセバシン酸エステル、リン酸トリクレジルなどのリン酸エステル、グリセリンジアセトモノラウレートなどの脂肪酸グリセリドなどが挙げられる。
前記芳香族炭化水素としては、トルエン、キシレン、スチレンなどが挙げられる。
前記脂環族炭化水素としては、シクロヘキサン、シクロペンタンなどが挙げられる。
、前記テルペン系炭化水素としては、リモネン、ピネンなどが挙げられる。
【００４５】
本発明の好ましい実施形態において、前記可塑剤は、沸点が１５０℃以上の高沸点可塑剤を含んでいることが好ましい。
前記高沸点可塑剤としては、エステル系の可塑剤であることが好ましく、その中でもアジピン酸ジイソブチル、アジピン酸イソノニル、アジピン酸ジオクチルなどのアジピン酸エステルがより好ましく、特にアジピン酸ジイソブチル（ＤＩＢＡ）が好ましい。前記高沸点可塑剤は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００４６】
前記高沸点可塑剤の含有量は、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲であることが好ましく、０．２〜５質量部の範囲であることがより好ましい。高沸点可塑剤の含有量が前記範囲よりも少ないと、可塑剤による可塑効果が十分に得られなくなり、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることが困難、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造することが難しくなる。高沸点可塑剤の含有量が前記範囲よりも多くなると、得られる発泡成形体の機械的強度が低下し、また発泡成形体の外観が悪くなるおそれがある。
【００４７】
本発明の好ましい実施形態において、前記可塑剤は、沸点が５０℃以上の炭化水素を含むことが好ましい。
前記炭化水素としては、脂環族炭化水素、芳香族炭化水素などが挙げられ、それらの中でもシクロヘキサン、スチレンが好ましい。
【００４８】
前記炭化水素の含有量は、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲であることが好ましく、０．２〜５質量部の範囲であることがより好ましい。
前記炭化水素の含有量が前記範囲よりも少ないと、可塑剤による可塑効果が十分に得られなくなり、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることが困難、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造することが難しくなる。前記炭化水素の含有量が前記範囲よりも多くなると、得られる発泡成形体の機械的強度が低下し、また発泡成形体の外観が悪くなるおそれがある。
【００４９】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子には、発泡剤及び可塑剤の他、無機発泡核剤が均一に含有されていることが好ましい。無機発泡核剤としては、タルク、シリカ、その他の無機粉体が挙げられ、これらの中でもタルクが好ましい。
無機発泡核剤の量は、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．０５〜５質量部の範囲内であることが好ましく、０．１〜２質量部の範囲がより好ましい。
使用する無機発泡核剤の平均粒径は、０．１〜３０μｍの範囲内であることが好ましく、０．５〜１０μｍの範囲内であることがより好ましい。
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に可塑剤とともにタルクなどの無機発泡核剤を含有させることで、予備発泡粒子の嵩発泡倍数を高める効果や発泡成形体の機械強度向上効果を高めることができる。
無機発泡核剤は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子全体にわたり均一に含有している必要がある。樹脂粒子の局部、例えば、樹脂粒子の表層部分に無機発泡核剤が偏在していると、得られる発泡成形体の機械強度が低下するおそれがある。
【００５０】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子には、物性を損なわない範囲内において、架橋剤、可塑剤、充填剤、難燃剤、難燃助剤、滑剤、着色剤等の添加剤を添加してもよく、又、ジンクステアレート等の粉末状金属石鹸類を前記発泡性スチレン樹脂粒子の表面に塗布しておけば、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の予備発泡工程においてポリスチレン系樹脂予備発泡粒子同士の結合を減少させることができて好ましい。
【００５１】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の粒径は、特に限定されないが、通常は０．５〜３．０ｍｍの範囲が好ましく、０．７〜２．０ｍｍの範囲がより好ましい。また、粒子の形状は、特に限定されないが、球状乃至略球状であることが好ましい。
【００５２】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子全体に発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂を粒子状としてなり沸点が５０℃以上の可塑剤が粒子内部に均一に含有されたものなので、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることができ、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造することができる。
【００５３】
（発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法）
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法は、樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から直接冷却用液体中に押し出し、押し出すと同時に押出物を高速回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る、溶融押出法による発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、ポリスチレン系樹脂に、沸点が５０℃以上の可塑剤を添加し、該可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得ることを特徴としている。
【００５４】
図１は、本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法に用いられる製造装置の一例を示す構成図であり、本例の製造装置は、樹脂供給装置としての押出機１と、押出機１の先端に取り付けられた多数の小孔を有するダイ２と、押出機１内に樹脂原料等を投入する原料供給ホッパー３と、押出機１内の溶融樹脂に発泡剤供給口５を通して発泡剤を圧入する高圧ポンプ４と、ダイ２の小孔が穿設された樹脂吐出面に冷却水を接触させるように設けられ、室内に冷却水が循環供給されるカッティング室７と、ダイ２の小孔から押し出された樹脂を切断できるようにカッティング室７内に回転可能に設けられたカッター６と、カッティング室７から冷却水の流れに同伴して運ばれる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を冷却水と分離すると共に脱水乾燥して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る固液分離機能付き脱水乾燥機１０と、固液分離機能付き脱水乾燥機１０にて分離された冷却水を溜める水槽８と、この水槽８内の冷却水をカッティング室７に送る高圧ポンプ９と、固液分離機能付き脱水乾燥機１０にて脱水乾燥された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を貯留する貯留容器１１とを備えて構成されている。
【００５５】
なお、押出機１としては、スクリュを用いる押出機またはスクリュを用いない押出機のいずれも用いることができる。スクリュを用いる押出機としては、例えば、単軸式押出機、多軸式押出機、ベント式押出機、タンデム式押出機などが挙げられる。スクリュを用いない押出機としては、例えば、プランジャ式押出機、ギアポンプ式押出機などが挙げられる。また、いずれの押出機もスタティックミキサーを用いることができる。これらの押出機のうち、生産性の面からスクリュを用いた押出機が好ましい。また、カッター６を収容したカッティング室７も、樹脂の溶融押出による造粒方法において用いられている従来周知のものを用いることができる。
【００５６】
図１に示す製造装置を用い、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を製造するには、まず、原料の前記ポリスチレン系樹脂、可塑剤、無機発泡核剤や必要に応じて添加される発泡核剤などの所望の添加剤を秤量し、原料供給ホッパー３から押出機１内に投入する。原料のポリスチレン系樹脂は、ペレット状や顆粒状にして事前に良く混合してから１つの原料供給ホッパーから投入してもよいし、あるいは例えば複数のロットを用いる場合は各ロットごとに供給量を調整した複数の原料供給ホッパーから投入し、押出機内でそれらを混合してもよい。また、複数のロットのリサイクル原料を組み合わせて使用する場合には、複数のロットの原料を事前に良く混合し、磁気選別や篩分け、比重選別、送風選別などの適当な選別手段により異物を除去しておくことが好ましい。また、可塑剤、無機発泡核剤などの添加成分は、予めポリスチレン系樹脂などの熱可塑性樹脂に添加成分を高濃度で添加したマスターバッチを作成して添加することが好ましい。
【００５７】
押出機１内にポリスチレン系樹脂、可塑剤、無機発泡核剤やその他の添加剤を供給後、樹脂を加熱溶融し、その溶融樹脂をダイ２側に移送しながら、発泡剤供給口５から高圧ポンプ４によって発泡剤を圧入して溶融樹脂に発泡剤を混合し、押出機１内に必要に応じて設けられる異物除去用のスクリーンを通して、溶融物をさらに混練しながら先端側に移動させ、発泡剤を添加した溶融物を押出機１の先端に付設したダイ２の小孔から押し出す。また、可塑剤、無機発泡核剤は押出機横の供給口から圧入して添加してもよい。
【００５８】
ダイ２の小孔が穿設された樹脂吐出面は、室内に冷却水が循環供給されるカッティング室７内に配置され、且つカッティング室７内には、ダイ２の小孔から押し出された樹脂を切断できるようにカッター６が回転可能に設けられている。発泡剤添加済みの溶融物を押出機１の先端に付設したダイ２の小孔から押し出すと、溶融物は粒状に切断され、同時に冷却水と接触して急冷され、発泡が抑えられたまま固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子となる。
【００５９】
形成された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、カッティング室７から冷却水の流れに同伴して固液分離機能付き脱水乾燥機１０に運ばれ、ここで発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を冷却水と分離すると共に脱水乾燥する。乾燥された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、貯留容器１１に貯留される。
【００６０】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法は、溶融押出法によって発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を製造する際に、ポリスチレン系樹脂に、沸点が５０℃以上の可塑剤を添加し、該可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得るようにしたので、可塑剤を樹脂粒子に含浸させる従来技術と比べ、高い発泡倍数の予備発泡粒子を得ることができ、軽量で十分な機械的強度を有する発泡成形体を製造可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を効率よく製造することができる。
【００６１】
（ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子及びポリスチレン系樹脂発泡成形体）
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡樹脂成形体の製造分野において周知の装置及び手法を用い、水蒸気加熱等により加熱して予備発泡し、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子（以下、予備発泡粒子と記す）とする。この予備発泡粒子は、製造するべき発泡成形体の密度と同等の嵩密度となるように予備発泡される。本発明において、その嵩密度は限定されないが、通常は０．０１０〜０．１０ｇ／ｃｍ３の範囲内とし、０．０１５〜０．０５０ｇ／ｃｍ３の範囲内とするのが好ましい。
【００６２】
なお、本発明において予備発泡粒子の嵩密度とは、ＪＩＳ Ｋ６９１１：１９９５年「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定されたものをいう。
＜予備発泡粒子の嵩密度＞
先ず、予備発泡粒子を測定試料としてＷｇ採取し、この測定試料をメスシリンダー内に自然落下させ、メスシリンダー内に落下させた測定試料の体積Ｖｃｍ３をＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠した見掛け密度測定器を用いて測定し、下記式に基づいて予備発泡粒子の嵩密度を測定する。
嵩密度（ｇ／ｃｍ３）＝測定試料の質量（Ｗ）／測定試料の体積（Ｖ）
【００６３】
＜予備発泡粒子の嵩発泡倍数＞
また、予備発泡粒子の嵩発泡倍数は、次式により算出される数値である。
嵩発泡倍数＝１／嵩密度（ｇ／ｃｍ３）
【００６４】
前記予備発泡粒子は、発泡樹脂成形体の製造分野において周知の装置及び手法を用い、該予備発泡粒子を成形型のキャビティ内に充填し、水蒸気加熱等により加熱して型内発泡成形し、ポリスチレン系樹脂発泡成形体（以下、発泡成形体と記す）を製造する。
本発明の発泡成形体の密度は特に限定されないが、通常は０．０１０〜０．１０ｇ／ｃｍ３の範囲内とし、０．０１５〜０．０５０ｇ／ｃｍ３の範囲内とするのが好ましい。
【００６５】
なお、本発明において発泡成形体の密度とは、ＪＩＳ Ｋ７１２２：１９９９「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」記載の方法で測定した発泡成形体密度のことである。
＜発泡成形体の密度＞
５０ｃｍ３以上（半硬質および軟質材料の場合は１００ｃｍ３以上）の試験片を材料の元のセル構造を変えない様に切断し、その質量を測定し、次式により算出した。
密度（ｇ／ｃｍ３）＝試験片質量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ３）
試験片状態調節、測定用試験片は、成形後７２時間以上経過した試料から切り取り、２３℃±２℃×５０％±５％または２７℃±２℃×６５％±５％の雰囲気条件に１６時間以上放置したものである。
【００６６】
＜発泡成形体の発泡倍数＞
また、発泡成形体の発泡倍数は次式により算出される数値である。
発泡倍数＝１／密度（ｇ／ｃｍ３）
【００６７】
本発明の発泡成形体は、前述した本発明に係る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱発泡させ、得られた予備発泡粒子を型内発泡成形して得られたものなので、高発泡倍数の発泡成形体を得ることができる。また、軽量で曲げ強度などの機械強度に優れた発泡成形体を得ることができる。
【実施例】
【００６８】
［実施例１］
（マスターバッチの製造）
基材樹脂としてポリスチレン樹脂（ＰＳジャパン社製、商品名「Ｇ９３０５」）を使用し、可塑剤としてアジピン酸ジイソブチル（沸点：２９３℃、田岡化学工業製、商品名「ＤＩ４Ａ」）が１０質量％となるようマスターバッチを作製した。
【００６９】
（発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造）
基材樹脂としてポリスチレン樹脂（ＰＳジャパン社製、商品名「Ｇ９３０５」）に対して、前記マスターバッチをポリスチレン樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジイソブチル２．１質量部となるように予め混合したものを時間当たり１６０ｋｇ／ｈｒの割合で口径９０ｍｍの単軸押出機内へ供給し、樹脂を加熱溶融させた後、発泡剤として樹脂１００質量部に対して６質量部のブタン（イソブタン：ノルマルブタン＝３０：７０（質量比））を押出機途中より圧入した。そして、押出機内で樹脂と発泡剤を混練しつつ、押出機先端部での樹脂温度が１７０℃となるように冷却しながら、押出機に連接しヒーターにより２９０℃に保持した、直径０．６ｍｍ、ランド長さ３．０ｍｍのノズルを２００個有する造粒用ダイスを通して、温度５０℃、水圧１．５ＭＰａの冷却水が循環する水中カット室内に押し出すと同時に、円周方向に１０枚の刃を有する高速回転カッターをダイスに密着させて、毎分３０００回転で切断し、脱水乾燥して球形の発泡性ポリスチレン樹脂粒子を得た。得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は変形、ヒゲ等の発生もなく、平均粒径１．１ｍｍであった。
次いで、内容積５．７リットルの攪拌機付オートクレーブに前記の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子２０００ｇ、蒸留水２５００ｇ、ピロリン酸マグネシウム４ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２ｇを入れ、撹拌し懸濁させた。窒素でオードクレーブ内を２ＭＰａに加圧した後、１００℃まで昇温して、５分間保持した後、２０℃まで冷却して取り出し、洗浄、脱水、乾燥した。
【００７０】
（発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面被覆）
前記の通り得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子１００質量部に対して、ポリエチレングリコール０．０３質量部、ステアリン酸亜鉛０．０５質量部、ステアリン酸モノグリセライド０．０５質量部、ヒドロキシステアリン酸トリグリセライド０．０５質量部を発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面全面に均一に被覆した。
【００７１】
（発泡成形体の製造）
続いて、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を円筒型バッチ式予備発泡機に供給して、吹き込み圧０．０５ＭＰａの水蒸気により加熱し、予備発泡粒子を得た。得られた予備発泡粒子は、嵩密度０．０２０ｇ／ｃｍ３（嵩発泡倍数５０倍）であった。
続いて、得られた予備発泡粒子を室温雰囲気下、２４時間に亘って放置した後、長さ４００ｍｍ×幅３００ｍｍ×高さ２５ｍｍの長方形状のキャビティを有する成形型内に予備発泡粒子を充填し、成形スチーム圧０．０８ＭＰａ（ゲージ圧力）、金型加熱３秒、一方加熱１０秒、逆一方加熱３秒、両面加熱１０秒、水冷５秒、設定取出面圧０．０２ＭＰａの条件で成形を行った。得られた発泡性形体は密度０．０２０ｇ／ｃｍ３（発泡倍数５０倍）であった。
このようにして作製した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、予備発泡粒子及び発泡成形体について、以下の各測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００７２】
＜発泡性の測定＞
得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の発泡性を調べる為に、発泡槽の中で発泡スチーム圧０．０１ＭＰａ（ゲージ圧力）の蒸気にて発泡させた。その時の加熱時間を２分、５分、１０分と変えて発泡させ、この発泡粒２ｇをメスシリンダーに入れて体積を測り、質量２ｇで除して見かけの発泡倍数（ｃｍ３／ｇ）を求めた。
加熱時間を２分、５分、１０分と変えて発泡させた見かけの発泡倍数の最大値を次の評価基準：
最大の発泡倍数が５５倍以上を特に良好（◎）
最大の発泡倍数が４５倍以上５５倍未満を良好（○）
最大の発泡倍数が４５倍未満を不良（×）
に基づき評価した。
【００７３】
＜強度の評価＞
実施例（及び比較例）で得られた発泡成形体について、ＪＩＳＡ９５１１：２００６「発泡プラスチック保温材」記載の方法に準じて曲げ強度を測定した。すなわち、テンシロン万能試験機ＵＣＴ−１０Ｔ（オリエンテック社製）を用い、試験体サイズは７５ｍｍ×３００ｍｍ×５０ｍｍとし、圧縮速度を１０ｍｍ／ｍｉｎ、先端治具は加圧くさび１０Ｒ、支持台１０Ｒで、支点間距離２００ｍｍの条件として測定し、次式にて曲げ強度を算出した。試験片の数は３個とし、その平均値を求めた。
曲げ強度（ＭＰａ）＝３ＦＬ／２ｂｈ２（ここで、Ｆは曲げ最大荷重（Ｎ）を表し、Ｌは支点間距離（ｍｍ）を表し、ｂは試験片の幅（ｍｍ）を表し、ｈは試験片の厚み（ｍｍ）を表す。）
このようにして曲げ強度の平均値を求め、次の評価基準：
曲げ強度が０．３１ＭＰａ以上を特に良好（◎）、
曲げ強度が０．２８ＭＰａ以上０．３１ＭＰａ未満を良好（Ｏ）、
曲げ強度が０．２８ＭＰａ未満を不良（×）、
に基づき、強度を評価した。
【００７４】
＜発泡成形体の外観評価＞
発泡成形体の外観を目視にて評価した。次の評価基準：
成形品表面の発泡粒子が接合した境界部分が非常に平滑である場合を特に良好（◎）
成形品表面の発泡粒子が接合した境界部分の平滑がやや劣る場合を良好（○）
成形品表面の発泡粒子の境界部分に凹凸があり平滑性が劣る場合を不良（×）
に基づき、外観を評価した。
【００７５】
＜融着率の評価＞
得られた箱形の発泡成形体を衝撃によって破断させ、その破断面の発泡粒子に１００〜１５０個を含む任意の範囲について、全粒子数（Ａ）と粒子内で破断している粒子数（Ｂ）を計数し、以下の式により融着率（％）を算出した。
融着率＝（Ｂ）×１００／（Ａ）
次の評価基準：
８０％以上、１００％未満を特に良好（◎）
６０％以上、８０％未満を良好（○）
６０％未満を不良（×）
に基づき、外観を評価した。
【００７６】
＜総合評価＞
総合評価は発泡性、外観、融着、強度の４つの評価が次の評価基準：
×がなく、◎が３つ以上を特に良好（◎）
×がないものを良好（○）
×が一つでもあるものを不良（×）
に基づき評価を行った。
【００７７】
［実施例２］
実施例１に記載のマスターバッチを、樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジイソブチル０．１質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００７８】
［実施例３］
実施例１に記載のマスターバッチを、樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジイソブチル０．２３質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００７９】
［実施例４］
実施例１に記載のマスターバッチを、樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジイソブチル５．１質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８０】
［実施例５］
実施例１に記載のマスターバッチを、樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジイソブチル７．４質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８１】
［実施例６］
実施例１のマスターバッチの製造時にアジピン酸ジイソブチルの代わりにグリセリンジアセトモノラウレート（沸点：４０１．６℃、理研ビタミン社製、商品名「リケマールＰＬ−１０２」）を使用し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時に該マスターバッチを樹脂１００質量部に対しグリセリンジアセトモノラウレートが２．１質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定を行った。その結果を表１に記す。
【００８２】
［実施例７］
実施例１のマスターバッチの製造時にアジピン酸ジイソブチルの代わりにアジピン酸ジオクチル（沸点：３３５℃、田岡化学工業製、商品名「ＤＯＡ」）を使用し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時に該マスターバッチを樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジオクチルが２．１質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８３】
［実施例８］
実施例１のマスターバッチの製造時にアジピン酸ジイソブチルの代わりにリン酸トリクレジル（沸点：４１０℃、味の素社製、商品名「デュラッドＴＣＰ」）を使用し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時に該マスターバッチを樹脂１００質量部に対しリン酸トリクレジルが２．１質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８４】
［実施例９］
実施例１のアジピン酸ジイソブチルのマスターバッチの製造において、シクロヘキサン（沸点：８０．７℃、ジャパンエナジー、商品名「カクタスソルベントＣＨＸ」）が１０質量％となるようにさらに加えてマスターバッチを作製し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時に樹脂１００質量部に対しアジピン酸ジイソブチル２．１質量部、シクロヘキサンが１．１質量部となるよう該マスターバッチを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８５】
［実施例１０］
実施例１のマスターバッチの製造時にアジピン酸ジイソブチルの代わりにシクロヘキサンを使用し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時に該マスターバッチを樹脂１００質量部に対してシクロヘキサンが２．１質量部となるよう使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８６】
［実施例１１］
実施例１の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時に発泡剤にブタンを使用する代わりにイソブタンを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８７】
［比較例１］
実施例１の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時にアジピン酸ジイソブチルのマスターバッチを使用しなかったこと（可塑剤添加無し）以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８８】
［比較例２］
実施例１の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造時にアジピン酸ジイソブチルのマスターバッチを使用せず（可塑剤添加無し）、発泡剤にブタンを使用する代わりにイソペンタンを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８９】
［比較例３］
（スチレン系重合体種粒子の作製）
内容積１００リットルの攪拌機付オートクレーブ（以下、反応器ともいう）にリン酸三カルシウム（大平化学社製）１２０ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム４ｇ、過酸化ベンゾイル（純度７５％）１４０ｇ、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート３０ｇ、イオン交換水４０ｋｇ及びスチレン単量体４０ｋｇを投入した後、１００ｒｐｍの撹拌下で溶解及び分散させて懸濁液を形成した。
引き続き、攪拌羽を１００ｒｐｍで撹拌しながらオートクレーブ内の温度を９０℃まで昇温した後、９０℃で６時間保持した。
その後、さらにオートクレーブ内の温度を１２０℃まで昇温し、１２０℃で２時間保持した後、オートクレーブ内の温度を２５℃まで冷却し、オートクレーブから内容物を取り出し、脱水・乾燥・分級して粒子径が０．５〜０．７ｍｍで重量平均分子量が３０万のスチレン系重合体種粒子を得た。
【００９０】
（発泡性スチレン系樹脂粒子の作製）
次いで、内容積５０リットルの攪拌機付オートクレーブに前記のスチレン系重合体種粒子５．２ｋｇ、蒸留水１９．５ｋｇ、ピロリン酸マグネシウム１６１ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１．８ｇを入れ、撹拌し懸濁させた。
次いで予め用意した蒸留水２０００ｇ、ピロリン酸マグネシウム３６ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．９ｇ及びスチレン１３５０ｇをホモミキサーで攪拌して懸濁液を調製し、この懸濁液を７２℃に保持した反応器に添加し、１５分間ポリスチレン粒子にスチレンを吸収させた。
続いて、重合開始剤として過酸化ベンゾイル（純度７５％）６１ｇ及びｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート２６．５ｇをスチレン１０００ｇに溶解し、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．４ｇ、蒸留水２０００ｇと共にホモミキサーで攪拌して調製した懸濁液を７２℃に保持した反応器に加えた。
重合開始剤を含む懸濁液を反応器に加え始めた時点から６０分間、反応器内温度を７２℃に保持し、スチレン樹脂種粒子にスチレンと重合開始剤を吸収させた後、スチレン１５ｋｇを反応器内に連続的に３時間で供給するとともに、スチレン供給終了時に１０９℃となるように反応器内温度を連続的に昇温した。
引き続き１２０℃まで昇温して６０分保持した後、蒸留水７００ｇにピロリン酸マグネシウム２２ｇ、ドデシルベゼンスルホン酸ナトリウム２ｇに発泡助剤としてエステル系可塑剤としてアジピン酸ジイソブチル６４ｇを加えてホモミキサーで攪拌して懸濁液を調製し、この懸濁液を反応器内に圧入した。その後、１００℃まで冷却して、発泡剤であるブタン（イソブタン：ノルマルブタン＝３０：７０（質量比））２２５０ｇを圧入して１００℃で２時間保持した後、２０℃まで冷却して取り出し、洗浄、脱水、乾燥した。発泡性ポリスチレン粒子の洗浄時に、ＪＩＳ１０００μｍ篩を通過しない合着粒子、及びＪＩＳ５００μｍ篩を通過する微粉末状重合体を除き、その重量を各々測定した。さらに発泡後の気泡径が完全に安定するまで１５℃で５日間熟成させて、メジアン径０．８５ｍｍの発泡性スチレン系重合体粒子を得た。
発泡性スチレン系樹脂粒子の作製以降は実施例１と同様の方法で発泡成形体を製造し、同様の測定を行った。その結果を表１に記す。
【００９１】
【表１】
【００９２】
表１の結果から、本発明に係る実施例１〜１１において得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性が良好であり、高い発泡倍数の予備発泡樹脂粒子及び発泡成形体を得ることができた。また、実施例１〜１１において得られた発泡成形体は、外観に優れ、発泡粒子同士の融着あ良好であり、強度にも優れていた。
【００９３】
一方、可塑剤を添加しなかった比較例１，２で得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性能が悪く、発泡成形体の外観、融着度合、強度のいずれかが劣っていた。
さらに、含浸法によって可塑剤を添加した比較例３で得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性能が悪く、高い発泡倍数の予備発泡樹脂粒子及び発泡成形体を得ることが難しかった。
【００９４】
＜吸光度比の測定＞
実施例１、比較例３でそれぞれ製造した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の断面について、ＡＴＲ法赤外分光分析により粒子表面分析を行って、吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）を求め、可塑剤（アジピン酸ジイソブチル）の分布状態を調べた。
吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）は下記の要領で測定される。
即ち、無作為に選択した１０個の各樹脂粒子の表面（図２中の符号Ａ）、及び粒子を中心を通って切断した断面の中心部（図２中の符号Ｂ）について、ＡＴＲ法赤外分光分析により粒子表面分析を行って赤外線吸収スペクトルを得る。
各赤外線吸収スペクトルから吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）をそれぞれ算出し、表面Ａについて算出した吸光度比の相加平均を吸光度比（Ａ）とし、中心部Ｂについて算出した吸光度比の相加平均を吸光度比（Ｂ）とする。
吸光度Ｄ１７３０及び、Ｄ１６００は、たとえばＮｉｃｏｌｅｔ社から商品名「フーリエ変換赤外分光分析計 ＭＡＧＭＡ５６０」で販売されている測定装置を用いて測定する。
尚、赤外吸収スペクトルから得られる１６００ｃｍ−１での吸光度Ｄ１６００は、ポリスチレン系樹脂に含まれるベンゼン環の面内振動に由来する１６００ｃｍ−１付近に現れるピークの高さをいう。
また、赤外吸収スペクトルから得られる１７３０ｃｍ−１での吸光度Ｄ１７３０は、アクリル酸エステルに含まれるエステル基のＣ＝０間の伸縮振動に由来する１７３０ｃｍ−１付近に現れるピークの高さをいう。
【００９５】
図２は、実施例１で製造した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の断面の吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）の測定結果を示す概略図である。実施例１の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子２０は、樹脂粒子全体にわたって吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）が均一となり、可塑剤が樹脂粒子全体にわたって均一な濃度で含まれていた。
図３は、比較例３で製造した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の断面の吸光度比（Ｄ１７３０／Ｄ１６００）の測定結果を示す概略図である。含浸法で可塑剤を樹脂粒子に含浸させた比較例３の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子３０は、可塑剤が表層部３１に局在し、中心部３２には可塑剤が殆ど含まれていない。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、溶融押出法による発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法に関し、高発泡倍数で機械強度に優れた発泡成形体を得ることが可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子及びポリスチレン系樹脂発泡成形体に関する。
【符号の説明】
【００９７】
１…押出機（樹脂供給装置）、２…ダイ、３…原料供給ホッパー、４…高圧ポンプ、５…発泡剤供給口、６…カッター、７…カッティング室、８…水槽、９…高圧ポンプ、１０…固液分離機能付き脱水乾燥機、１１…貯留容器、２０…発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、３０…発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、３１…表層部、３２…中心部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂を粒子状としてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であって、
沸点が５０℃以上の可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項２】
樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から直接冷却用液体中に押し出し、押し出すと同時に押出物を高速回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る、溶融押出法によって得られた請求項１に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項３】
前記可塑剤が、沸点が１５０℃以上の高沸点可塑剤を含んでいる請求項１又は２に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項４】
前記高沸点可塑剤がエステル系の可塑剤である請求項３に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項５】
前記高沸点可塑剤がアジピン酸エステル系の可塑剤である請求項４に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項６】
前記高沸点可塑剤がアジピン酸ジイソブチルである請求項５に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項７】
前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲である請求項３〜６のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項８】
前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲である請求項３〜７のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項９】
前記可塑剤が、沸点が５０℃以上の炭化水素を含む請求項１〜８のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項１０】
前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲である請求項９に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項１１】
前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲である請求項９又は１０に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項１２】
前記発泡剤としてブタンを含む請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項１３】
樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から直接冷却用液体中に押し出し、押し出すと同時に押出物を高速回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る、溶融押出法による発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、
ポリスチレン系樹脂に、沸点が５０℃以上の可塑剤を添加し、該可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１４】
前記可塑剤が、沸点が１５０℃以上の高沸点可塑剤を含んでいる請求項１３に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１５】
前記高沸点可塑剤がエステル系の可塑剤である請求項１４に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１６】
前記高沸点可塑剤がアジピン酸エステル系の可塑剤である請求項１５に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１７】
前記高沸点可塑剤がアジピン酸ジイソブチルである請求項１６に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１８】
前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲である請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１９】
前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲である請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項２０】
前記可塑剤が、沸点が５０℃以上の炭化水素を含む請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項２１】
前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲である請求項２０に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項２２】
前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲である請求項２０又は２１に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項２３】
前記発泡剤としてブタンを含む請求項１３〜２２のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項２４】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱し発泡させて得られたポリスチレン系樹脂予備発泡粒子。
【請求項２５】
嵩発泡倍数５０倍に予備発泡させた状態での平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内である請求項２４に記載のポリスチレン系樹脂予備発泡粒子。
【請求項２６】
請求項２４又は２５に記載のポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を成形型のキャビティに充填し、加熱して型内発泡成形して得られたポリスチレン系樹脂発泡成形体。
【請求項２７】
発泡倍数５０倍に発泡させた状態での平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内である請求項２６に記載のポリスチレン系樹脂発泡成形体。
【請求項１】
発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂を粒子状としてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であって、
沸点が５０℃以上の可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項２】
樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から直接冷却用液体中に押し出し、押し出すと同時に押出物を高速回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る、溶融押出法によって得られた請求項１に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項３】
前記可塑剤が、沸点が１５０℃以上の高沸点可塑剤を含んでいる請求項１又は２に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項４】
前記高沸点可塑剤がエステル系の可塑剤である請求項３に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項５】
前記高沸点可塑剤がアジピン酸エステル系の可塑剤である請求項４に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項６】
前記高沸点可塑剤がアジピン酸ジイソブチルである請求項５に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項７】
前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲である請求項３〜６のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項８】
前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲である請求項３〜７のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項９】
前記可塑剤が、沸点が５０℃以上の炭化水素を含む請求項１〜８のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項１０】
前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲である請求項９に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項１１】
前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲である請求項９又は１０に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項１２】
前記発泡剤としてブタンを含む請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項１３】
樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から直接冷却用液体中に押し出し、押し出すと同時に押出物を高速回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る、溶融押出法による発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、
ポリスチレン系樹脂に、沸点が５０℃以上の可塑剤を添加し、該可塑剤が粒子内部に均一に含有された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１４】
前記可塑剤が、沸点が１５０℃以上の高沸点可塑剤を含んでいる請求項１３に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１５】
前記高沸点可塑剤がエステル系の可塑剤である請求項１４に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１６】
前記高沸点可塑剤がアジピン酸エステル系の可塑剤である請求項１５に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１７】
前記高沸点可塑剤がアジピン酸ジイソブチルである請求項１６に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１８】
前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲である請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１９】
前記高沸点可塑剤の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲である請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項２０】
前記可塑剤が、沸点が５０℃以上の炭化水素を含む請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項２１】
前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜７質量部の範囲である請求項２０に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項２２】
前記炭化水素の含有量が、樹脂１００質量部に対し０．２〜５質量部の範囲である請求項２０又は２１に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項２３】
前記発泡剤としてブタンを含む請求項１３〜２２のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項２４】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱し発泡させて得られたポリスチレン系樹脂予備発泡粒子。
【請求項２５】
嵩発泡倍数５０倍に予備発泡させた状態での平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内である請求項２４に記載のポリスチレン系樹脂予備発泡粒子。
【請求項２６】
請求項２４又は２５に記載のポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を成形型のキャビティに充填し、加熱して型内発泡成形して得られたポリスチレン系樹脂発泡成形体。
【請求項２７】
発泡倍数５０倍に発泡させた状態での平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内である請求項２６に記載のポリスチレン系樹脂発泡成形体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−７１９９８（Ｐ２０１３−７１９９８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１７２３（Ｐ２０１１−２１１７２３）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
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