軽量骨材用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子
【課題】 粒子径の小さい軽量骨材用発泡粒子でも帯電防止剤の効果を阻害することなく、発泡時のブロッキング防止性能に関しても良好な軽量骨材用発泡性スチレン系樹脂粒子を提供する。
【解決手段】 平均粒子径３００〜６００μｍの発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において帯電防止剤０．０１〜１．０ｗｔ％の存在下において０．１〜１．０ｗｔ％のステアリン酸亜鉛が上記粒子表面に含まれている。
【解決手段】 平均粒子径３００〜６００μｍの発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において帯電防止剤０．０１〜１．０ｗｔ％の存在下において０．１〜１．０ｗｔ％のステアリン酸亜鉛が上記粒子表面に含まれている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量骨材用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に関する。本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、外壁等の軽量骨材として好適に使用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来、軽量コンクリートの軽量骨材としては、パーライト、バーミキュライト、軽石・石炭スラグ、火山灰などが使用されてきた。しかし、これらの軽量骨材はいずれも多孔質で形状が不揃いであるため、流動性が悪く、また、無機物であるからコンクリートを焼成しても分解することなく、コンクリート内部に残ってしまい、内部に空隙を持たせたコンクリートを製造できないなどの欠点がある。
【０００３】
これに対して、熱可塑性合成樹脂発泡粒子（例えば、発泡ポリスチレン粒子）を軽量骨材として用いると、発泡粒子は球状で形状が揃っており、また有機物であるため、高温での焼成により分解するため、上記のような欠点は解消できるが、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は発泡剤としてプロパン、ブタン、ペンタン等の炭化水素を含んでいる。またポリスチレン系樹脂粒子は摩擦により帯電しやすく、静電気により炭化水素に着火、爆発する危険性を含んでいる。
【０００４】
また、発泡ポリスチレン粒子は発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡する際に発泡時の熱により樹脂が軟化し、互いに合着してしまういわゆるブロッキングするといった問題点が合った。ブロッキングが発生すると、生産性が低下するだけでなく、コンクリートの空隙が広がり意匠性を悪化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３４１８０７５
【特許文献２】特許３９７０６５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の帯電を防ぐために帯電防止剤が添加されている。帯電性を改善する目的で樹脂に押出し機で帯電防止剤を練りこみ、その後、造粒する方法が挙げられている（特許文献１）。
【０００７】
また、ブロッキングを防ぐためにブロッキング防止剤として粉末状の脂肪酸金属塩を粒子に被覆させる方法が知られている（特許文献２）。
【０００８】
特許文献１の方法では押出し機により帯電防止剤を練りこみ、その後に造粒することから、小粒子径の粒子を生産することが困難であり、本発明のような粒子径の小さいものには不適である。また特許文献１には具体的に帯電量を幾らにするとの記載がなく、帯電防止の観点からは安全性が不十分である。
【０００９】
特許文献２の方法によりブロッキングは防ぐことが出来るが、脂肪酸金属塩の選択によっては、帯電防止剤を添加しても効果が見られず、例えばステアリン酸マグネシウムを用いると、ブロッキング防止効果は高いが、帯電量が高いままで使用時の危険性が高い。
【００１０】
本発明は、粒子径の小さい軽量骨材用発泡粒子でも帯電防止剤の効果を阻害することなく、発泡時のブロッキング防止性能に関しても良好な軽量骨材用発泡性スチレン系樹脂粒子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の発明者は、上記の課題に鑑み、小粒子後の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において帯電防止性能を損ねることなく、十分なブロッキング防止性能を発揮する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の生産を鋭意研究した結果、平均粒子径３００〜６００μｍの発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において帯電防止剤０．０１〜１．０ｗｔ％の存在下において０．１〜１．０ｗｔ％のステアリン酸亜鉛が上記粒子表面に含まれていることにより、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の帯電を引き起こすことなく、また発泡時のブロッキングを防ぐことが出来ることを見出した。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の帯電を引き起こすことなく、また発泡時のブロッキングを防ぐことが出来るため、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の取り扱いにおいての安全性が確保でき、また生産性を悪化させない発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ポリスチレン系樹脂粒子は、公知の方法で製造されたものを用いることができ、例えば、（１）水性媒体、スチレン系単量体及び重合開始剤をオートクレーブ内に供給し、オートクレーブ内において加熱、攪拌しながらスチレン系単量体を懸濁重合させてポリスチレン系樹脂粒子を製造する懸濁重合法、（２）水性媒体及びポリスチレン系樹脂種粒子をオートクレーブ内に供給し、ポリスチレン系樹脂種粒子を水性媒体中に分散させた後、オートクレーブ内を加熱、攪拌しながらスチレン系単量体を連続的に或いは断続的に供給して、ポリスチレン系樹脂種粒子にスチレン系単量体を吸収させつつ重合開始剤の存在下にて重合させてポリスチレン系樹脂粒子を製造するシード重合法などが挙げられる。なお、ポリスチレン系樹脂種粒子は、上記（１）の懸濁重合法により製造し分級すればよい。
【００１４】
本発明の製造方法において、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、イソプロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレンなどのスチレン系単量体の単独重合体又はこれらの共重合体などが挙げられ、スチレンを５０重量％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。
【００１５】
又、上記ポリスチレン系樹脂としては、上記スチレン系単量体を主成分とする、上記スチレン系単量体と、このスチレン系単量体と共重合可能なビニル単量体との共重合体であってもよく、このようなビニル単量体としては、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）アクリレートなどのアルキル（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単量体などが挙げられる。
【００１６】
更に、ポリスチレン系樹脂粒子を構成するポリスチレン系樹脂のスチレン換算重量平均分子量は、小さいと、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させて得られるポリスチレン系樹脂発泡成形体の機械的強度が低下することがある一方、大きいと、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の発泡性が低下し、高発泡倍率のポリスチレン系樹脂発泡成形体を得ることができない虞があるので、２０万〜５０万が好ましく、２４万〜４０万がより好ましい。
【００１７】
本発明で用いられるポリスチレン系樹脂粒子の平均粒子径は３００μｍ〜６００μｍのものが用いられる。平均粒子径が３００μｍよりも小さいと発泡剤の保持性が悪く、所望の発泡倍数まで発泡できないことがある。平均粒子径が６００μｍよりも大きいと発泡粒子の粒子径が大きくなるため、コンクリートの意匠性を悪化させ好ましくない。また、発泡粒子の粒子径を小さくする為には発泡倍数を低くすることになるため、コスト面で不適である。
【００１８】
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の帯電量は絶対値として５ｋＶ以下が好ましく、より好ましくは０．５ｋＶ以下である。帯電量の絶対値が５ｋＶを超えると、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を、フレキシブルコンテナからバンカーに投入する際や、バンカーから発泡機へ配管内を輸送するといった場合に、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が激しく動くために帯電し、静電気のスパークが発生し、着火、爆発の危険性があるため好ましくない。
【００１９】
なお、上記懸濁重合法及びシード重合法において用いられる重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシピバレ−ト、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、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、イソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシアセテート、２,２−ビス（t−ブチルパーオキシ）ブタン、t−ブチルパーオキシ−３、３、５トリメチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレートなどの有機過酸化物やアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリルなどのアゾ化合物などが挙げられ、これらは単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２０】
そして、水性媒体中にポリスチレン系樹脂粒子を分散させてなる水性懸濁液は、上記懸濁重合法又はシード重合法による重合後の反応液を水性懸濁液として用いても、或いは、上記懸濁重合法又はシード重合法によって得られたポリスチレン系樹脂粒子を反応液から分離し、このポリスチレン系樹脂粒子を別途用意した水性媒体に懸濁させて水性懸濁液を形成してもよい。なお、水性媒体としては、特に限定されず、例えば、水、アルコールなどが挙げられ、水が好ましい。
【００２１】
又、上記懸濁重合法又はシード重合法において、スチレン系単量体を重合させる際に、スチレン系単量体の液滴又はポリスチレン系樹脂種粒子の分散性を安定させるために懸濁安定剤を用いてもよく、このような懸濁安定剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリピニルピロリドンなどの水溶性高分子や、第三リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウムなどの難水溶性無機塩などが挙げられ、難水溶性無機塩を用いる場合には、アニオン界面活性剤が通常、併用される。
【００２２】
上記アニオン界面活性剤としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩、オレイン酸ナトリウムなどの高級脂肪酸塩、β−テトラヒドロキシナフタレンスルホン酸塩などが挙げられ、アルキルベンゼンスルホン酸塩が好ましい。
【００２３】
又、懸濁重合法又はシード重合法によって得られたポリスチレン系樹脂粒子を別途用意した水性媒体に懸濁させて水性懸濁液を形成する場合にも、ポリスチレン系樹脂粒子の分散性を安定させるために、上述の懸濁安定剤やアニオン界面活性剤を水性媒体中に添加してもよい。
【００２４】
この際、難水溶性無機塩の水性媒体中への添加量は、少ないと、水性媒体中におけるポリスチレン系樹脂粒子の分散性が低下し、ポリスチレン系樹脂粒子が塊状になってしまうことがある一方、多いと、ポリスチレン系樹脂粒子を分散させてなる水性媒体の粘性が上昇して、ポリスチレン系樹脂粒子を水性媒体中に均一に分散させることができないことがあるので、水性媒体１００重量部に対して０．５〜２重量部が好ましい。
【００２５】
そして、本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法では、上記水性懸濁液中に分散させたポリスチレン系樹脂粒子中に発泡剤を公知の要領で含浸させる。このような発泡剤としては、沸点がポリスチレン系樹脂の軟化点以下であって、常圧でガス状もしくは液状の有機化合物が適しており、例えば、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、シクロペンタン、シクロペンタジエン、ｎ−ヘキサン、石油エーテルなどの炭化水素、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルエチルエーテルなどの低沸点のエーテル化合物、炭酸ガス、窒素、アンモニアなどの無機ガスなどが挙げられ、沸点が−４５〜４０℃の炭化水素が好ましく、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタンがより好ましい。なお、発泡剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２６】
なお、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、気泡調整剤、充填剤、難燃剤、難燃助剤、滑剤、着色剤、溶剤などの添加剤を必要に応じて添加することができる。
【００２７】
そして、得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に帯電防止剤とブロッキング防止剤を粒子表面に塗布する。塗布する方法としては攪拌機中で帯電防止剤とブロッキング防止剤とともに発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を攪拌するのが好ましく、攪拌機としてはタンブラーミキサー、レディゲミキサー等の攪拌機が用いられる。
【００２８】
上記帯電防止剤としては、例えば、ヒドロキシアルキルアミン、ヒドロキシアルキルモノエーテルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のノニオン系界面活性剤、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等のアニオン系界面活性剤、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤等がある。ヒドロキシアルキルアミン、ヒドロキシアルキルモノエーテルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のノニオン系界面活性剤が好ましく用いられる。
【００２９】
このような帯電防止剤の具体例としては、例えばＮ,Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）ドデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）テトラデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）ヘキサデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）オクタデシルアミン、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−（２−ヒドロキシテトラデシル）アミン、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−（２−ヒドロキシヘキサデシル）アミン、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−（２−ヒドロキシオクタデシル）アミン、Ｎ−ヒドロキシプロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシテトラデシル）アミン、Ｎ−ヒドロキシブチル−Ｎ−（２−ヒドロキシテトラデシル）アミン、Ｎ−ヒドロキシペンチル−Ｎ−（２−ヒドロキシテトラデシル〉アミン、Ｎ−ヒドロキシペンチル−Ｎ−（２−ヒドロキシヘキサデシル）アミン、Ｎ−ヒドロキシペンチル−Ｎ−（２−ヒドロキシオクタデシル）アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）ドデシルアミン、Ｎ，Ｎ―ビス（２−ヒドロキシエチル）テトラデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）ヘキサデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）オクタデシルアミン、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン等がある。また、これらの帯電防止剤は、単独または混合して使用することもできる。
【００３０】
帯電防止剤の使用量としては０．０１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％が好ましく、その中でも０．０３ｗｔ％〜０．１ｗｔ％が好ましい。すなわち帯電防止剤は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子１００重量部に対して０．０１〜１．０重量部が好ましい範囲である。使用量が０．０１ｗｔ％を下回ると、十分な帯電防止効果が得られないため、好ましくない。使用量が１．０ｗｔ％を超えると発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の輸送中に剥離し、配管の閉塞の要因となることがある。
【００３１】
上記ブロッキング防止剤としてはステアリン酸亜鉛が用いられる。ステアリン酸亜鉛の使用量は０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％が好ましく、その中でも０．４ｗｔ％〜０．８ｗｔ％がより好ましい。すなわちブロッキング防止剤は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子１００重量部に対して０．１〜１．０重量部が好ましい範囲である。使用量が０．１ｗｔ％よりも少ないとブロッキング防止効果が十分でなく、１．０ｗｔ％よりも多いと、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子表面から脱落し、輸送配管内に付着し配管の閉塞の要因となる場合や、成形時の融着を阻害することがあるため好ましくない。
【００３２】
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させてなる、軽量骨材用発泡粒子は０．０１４ｇ／ｃｍ３〜０．０３３ｇ／ｃｍ３の範囲の嵩密度を持つことが好ましい。嵩密度が０．０３３ｇ／ｃｍ３を上回ると生産性が悪化する。嵩密度が０．０１４ｇ／ｃｍ３を下回ると、発泡粒子の強度が弱く、コンクリートとの混合時に潰れてしまうことがあるため好ましくない。
【００３３】
また、発泡粒子の平均粒子径は０．５〜２．０ｍｍの範囲にあることが好ましく、より好ましくは１．０〜１．５ｍｍの範囲にあることである。発泡粒子の平均粒子径が０．５ｍｍを下回ると上記の嵩密度を満たすような発泡粒子を安定的に生産することが困難となり、２．０ｍｍを上回るような発泡粒子はコンクリートの空隙が大きくなり意匠性を悪化させるため好ましくない。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
内容積６３５０リットルの攪拌機付オートクレーブ内に、第三リン酸カルシウム（大平化学社製）１２．７ｋｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２５４ｋｇ、ベンゾイルパーオキサイド（純度７５重量％）８．８９ｋｇ、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１．９１ｋｇ、イオン交換水２５４０ｋｇ及びスチレン単量体２５４０ｋｇを供給した後、攪拌羽を４２ｒｐｍの回転速度にて回転させて攪拌して水性懸濁液を形成した。
【００３５】
次に、攪拌羽を４２ｒｐｍで攪拌しながらオートクレーブ内の温度を９０℃まで昇温して９０℃にて６時間に亘って保持し、さらにオートクレーブ内の温度を１２０℃まで昇温し、１２０℃で２時間に亘って保持することによって、スチレン単量体を懸濁重合した。
【００３６】
しかる後、オートクレーブ内の温度を２５℃まで冷却してオートクレーブ内からポリスチレン粒子を取り出して洗浄、脱水を複数回に亘って繰り返し行い、乾燥工程を経た後、ポリスチレン粒子を分級して、平均粒子径が４００μｍで且つ重量平均分子量が３０万のポリスチレン粒子を得た。
【００３７】
別の内容積６３５０リットルの攪拌機付オートクレーブ内に、ピロリン酸マグネシウム６．３５ｋｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．３０ｋｇ、イオン交換水３０８０ｋｇ及びスチレン単量体２０００ｋｇを供給した後、攪拌羽を３６ｒｐｍの回転速度にて回転させて、水中にポリスチレン粒子を均一に分散させた。
【００３８】
次いでオートクレーブを密閉し、９０℃まで昇温した。しかる後、発泡剤としてブタン（イソブタン／ノルマルブタン（重量比）＝３０／７０）５４．０ｋｇとペンタン（イソペンタン／ノルマルペンタン（量量比）＝２０／８０）１７０ｋｇとを窒素加圧してオートクレーブ内に３０分間かけて圧入し、その状態で３時間に亘って保持した。
【００３９】
続いて、オートクレーブ内の温度を２５℃まで冷却し、オートクレーブ内から発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を取り出して洗浄、脱水を複数回に亘って繰り返し行い、乾燥行程を経た後、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を分級して平均粒子径が４００μｍで且つ重量平均分子量が３０万の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
【００４０】
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子５００ｋｇ、並びに、帯電防止剤としてポリエチレングリコール２５０ｇ、ブロッキング防止剤としてステアリン酸亜鉛２．５ｋｇをタンブラーミキサーに供給し、３０分間に亘って攪拌して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面に前記表面処理剤を被覆した。
【００４１】
次いで、表面処理の完了した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子５００ｋｇをポリエチレン製の内袋を備えた、ポリ酢酸ビニル製のフレキシブルコンテナに充填し、密閉した後、１５℃の保冷庫にて４８時間に亘って保管後、特許庁公報 ５７（１９８２）−１３３〔３３４７〕周知・慣用技術集（発泡成形）第３９頁に記載の発泡層上面検出器までの容積量が３５０リットルである円筒型バッチ式加圧予備発泡機に１ショット当たり発泡性ポリスチレン系樹脂粒子８．３ｋｇを供給して水蒸気により４分間加熱し嵩密度０．０２５ｇ／ｃｍ３のポリスチレン系発泡粒子を得た。その発泡粒子の平均粒子径は１．３ｍｍであった。
【００４２】
（実施例２）
ステアリン酸亜鉛の使用量を４．０ｋｇとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
【００４３】
（実施例３）
ステアリン酸亜鉛の使用量を１．０ｋｇとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
【００４４】
（実施例４）
ポリエチレングリコールの使用量を１００ｇとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
【００４５】
（比較例１）
ステアリン酸亜鉛の使用量を０．４ｋｇとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。その結果、発泡の段階において発泡粒子が結合してしまうブロッキングが生じた。
【００４６】
（比較例２）
ステアリン酸亜鉛の使用量を６．０ｋｇとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。予備発泡機への送粒ライン内にステアリン酸亜鉛の堆積が確認された。
【００４７】
（比較例３）
ポリエチレングリコールの使用量を２０ｇとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。帯電量が−５．８ｋＶとなり、帯電量の抑制効果が見られなかった。
【００４８】
（比較例４）
ステアリン酸亜鉛をステアリン酸マグネシウムとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。帯電量が−６．８ｋＶとなり、帯電量の抑制効果が見られなかった。
【００４９】
（比較例５）
ポリスチレン系樹脂粒子の平均粒子径を２００μｍとしたこと以外は実施例１と同様にした。その結果、発泡の段階で発泡性が低く、所望の密度の発泡粒子を得ることが出来なかった。
【００５０】
（比較例６）
ポリスチレン系樹脂粒子の平均粒子径を８００μｍとしたこと以外は実施例１と同様にした。嵩密度０．０２５ｇ／ｃｍ３のポリスチレン系発泡粒子を得たが、その発泡粒子の平均粒子径は２．５ｍｍであった。この平均粒子径で成形すると、コンクリートの空隙が大きくなり意匠性を悪化させて好ましくなかった。
【００５１】
表１に本実施例及び比較例の評価を示している。本実施例は比較例３、比較例４に比して帯電量が充分に抑えられ、また本実施例は比較例１に比して発泡時のブロッキングを防ぐことができる。また本実施例は比較例２に比して配管内での堆積が防止されると共に、本実施例は比較例５に比して好ましい発泡性を示している。また本実施例は比較例６に比して平均粒子径も数値範囲内に入っている。
【００５２】
【表１】
【００５３】
［測定方法］
〔帯電量測定〕
保冷庫にて４８時間に亘って保管後、内袋を開封し、静電気測定器（シムコジャパン株式会社製 ＦＭＸ−００３）にて発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の帯電量を測定した。帯電量の絶対値が０．５ｋＶ以下の場合を◎、５ｋＶ以下である場合を○、５ｋＶを超える場合を×と評価した。
【００５４】
〔発泡粒子の結合〕
上述の要領で得られたポリスチレン系発泡粒子をＷ１ｇ用意し、このポリスチレン発泡粒子を目開きが０．５ｃｍの篩でふるい、篩上に残ったポリスチレン発泡粒子の重量Ｗ２を測定して、下記式に基づいて発泡粒子の結合度を算出し、その結果を示した。なお、１重量％以下を「○」、１重量％を超えるものを「×」と評価した。この評価をブロッキング量として示す。
発泡粒子の結合度（重量％）＝１００×Ｗ２／Ｗｌ
【００５５】
〔発泡粒子の嵩密度〕
先ず、ポリスチレン系樹脂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ＪｌＳ Ｋ６９１１に準拠した見掛け密度測定器を用いて測定し、下記式に基づいてポリスチレン系樹脂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）
【００５６】
〔発泡性の評価〕
次に、発泡性スチレン系樹脂粒子の発泡性の評価は、以下の方法で行うことができる。すなわち、発泡性スチレン系樹脂粒子を発泡槽中でゲージ圧０．７ｋｇｆ／ｃｍ２の蒸気にて加熱発泡させる。このとき、加熱時間を１、３、４、５分と変化させ、発泡粒子に収縮が発生する直前の嵩密度を測定し、最高嵩密度とした。最高嵩密度が０．０３３ｇ／ｃｍ３を超えたものを○、超えなかったものを×とした。
【００５７】
〔ポリスチレン系樹脂粒子及び発泡粒子の平均粒子径の測定方法〕
本実施例において平均粒子径とはＤ５０で表現される値である。具体的には、ふるい目開き４．００ｍｍ、目開き３．３５ｍｍ、目開き２．８０ｍｍ、目開き２．３６ｍｍ、目開き２．００ｍｍ、目開き１．７０ｍｍ、目開き１．４０ｍｍ、目開き１．１８ｍｍ．目開き１．００ｍｍ、目開き０．８５ｍｍ、目開き０．７１ｍｍ、目開き０．６０ｍｍ、目開き０．５０ｍｍ、目開き０．４２５ｍｍ、目開き０．３５５ｍｍ、目開き０．３００ｍｍ、目開き０．２５０ｍｍ、目開き０．２１２ｍｍ、目開き０．１８０ｍｍのＪＩＳ標準ふるいで分級し、その結果から得られた累積重量分布曲線を元にして累積重量が５０％となる粒子径（メディアン径）を本実施例における平均粒子径と称する。
発泡粒子の場合、平均粒子径が０．５〜２．０ｍｍの範囲内にある場合は「○」、同範囲外にある場合は「×」と評価した。
〔配管内での堆積〕
前記円筒型バッチ式加圧予備発泡機への送粒ライン内に堆積が確認されなかったものを○、同堆積が確認されたものを×と評価した。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は軽量骨材用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子または同発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させた発泡粒子からなる軽量骨材に利用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量骨材用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に関する。本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、外壁等の軽量骨材として好適に使用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来、軽量コンクリートの軽量骨材としては、パーライト、バーミキュライト、軽石・石炭スラグ、火山灰などが使用されてきた。しかし、これらの軽量骨材はいずれも多孔質で形状が不揃いであるため、流動性が悪く、また、無機物であるからコンクリートを焼成しても分解することなく、コンクリート内部に残ってしまい、内部に空隙を持たせたコンクリートを製造できないなどの欠点がある。
【０００３】
これに対して、熱可塑性合成樹脂発泡粒子（例えば、発泡ポリスチレン粒子）を軽量骨材として用いると、発泡粒子は球状で形状が揃っており、また有機物であるため、高温での焼成により分解するため、上記のような欠点は解消できるが、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は発泡剤としてプロパン、ブタン、ペンタン等の炭化水素を含んでいる。またポリスチレン系樹脂粒子は摩擦により帯電しやすく、静電気により炭化水素に着火、爆発する危険性を含んでいる。
【０００４】
また、発泡ポリスチレン粒子は発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡する際に発泡時の熱により樹脂が軟化し、互いに合着してしまういわゆるブロッキングするといった問題点が合った。ブロッキングが発生すると、生産性が低下するだけでなく、コンクリートの空隙が広がり意匠性を悪化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３４１８０７５
【特許文献２】特許３９７０６５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の帯電を防ぐために帯電防止剤が添加されている。帯電性を改善する目的で樹脂に押出し機で帯電防止剤を練りこみ、その後、造粒する方法が挙げられている（特許文献１）。
【０００７】
また、ブロッキングを防ぐためにブロッキング防止剤として粉末状の脂肪酸金属塩を粒子に被覆させる方法が知られている（特許文献２）。
【０００８】
特許文献１の方法では押出し機により帯電防止剤を練りこみ、その後に造粒することから、小粒子径の粒子を生産することが困難であり、本発明のような粒子径の小さいものには不適である。また特許文献１には具体的に帯電量を幾らにするとの記載がなく、帯電防止の観点からは安全性が不十分である。
【０００９】
特許文献２の方法によりブロッキングは防ぐことが出来るが、脂肪酸金属塩の選択によっては、帯電防止剤を添加しても効果が見られず、例えばステアリン酸マグネシウムを用いると、ブロッキング防止効果は高いが、帯電量が高いままで使用時の危険性が高い。
【００１０】
本発明は、粒子径の小さい軽量骨材用発泡粒子でも帯電防止剤の効果を阻害することなく、発泡時のブロッキング防止性能に関しても良好な軽量骨材用発泡性スチレン系樹脂粒子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の発明者は、上記の課題に鑑み、小粒子後の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において帯電防止性能を損ねることなく、十分なブロッキング防止性能を発揮する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の生産を鋭意研究した結果、平均粒子径３００〜６００μｍの発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において帯電防止剤０．０１〜１．０ｗｔ％の存在下において０．１〜１．０ｗｔ％のステアリン酸亜鉛が上記粒子表面に含まれていることにより、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の帯電を引き起こすことなく、また発泡時のブロッキングを防ぐことが出来ることを見出した。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の帯電を引き起こすことなく、また発泡時のブロッキングを防ぐことが出来るため、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の取り扱いにおいての安全性が確保でき、また生産性を悪化させない発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ポリスチレン系樹脂粒子は、公知の方法で製造されたものを用いることができ、例えば、（１）水性媒体、スチレン系単量体及び重合開始剤をオートクレーブ内に供給し、オートクレーブ内において加熱、攪拌しながらスチレン系単量体を懸濁重合させてポリスチレン系樹脂粒子を製造する懸濁重合法、（２）水性媒体及びポリスチレン系樹脂種粒子をオートクレーブ内に供給し、ポリスチレン系樹脂種粒子を水性媒体中に分散させた後、オートクレーブ内を加熱、攪拌しながらスチレン系単量体を連続的に或いは断続的に供給して、ポリスチレン系樹脂種粒子にスチレン系単量体を吸収させつつ重合開始剤の存在下にて重合させてポリスチレン系樹脂粒子を製造するシード重合法などが挙げられる。なお、ポリスチレン系樹脂種粒子は、上記（１）の懸濁重合法により製造し分級すればよい。
【００１４】
本発明の製造方法において、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、イソプロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレンなどのスチレン系単量体の単独重合体又はこれらの共重合体などが挙げられ、スチレンを５０重量％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。
【００１５】
又、上記ポリスチレン系樹脂としては、上記スチレン系単量体を主成分とする、上記スチレン系単量体と、このスチレン系単量体と共重合可能なビニル単量体との共重合体であってもよく、このようなビニル単量体としては、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）アクリレートなどのアルキル（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単量体などが挙げられる。
【００１６】
更に、ポリスチレン系樹脂粒子を構成するポリスチレン系樹脂のスチレン換算重量平均分子量は、小さいと、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させて得られるポリスチレン系樹脂発泡成形体の機械的強度が低下することがある一方、大きいと、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の発泡性が低下し、高発泡倍率のポリスチレン系樹脂発泡成形体を得ることができない虞があるので、２０万〜５０万が好ましく、２４万〜４０万がより好ましい。
【００１７】
本発明で用いられるポリスチレン系樹脂粒子の平均粒子径は３００μｍ〜６００μｍのものが用いられる。平均粒子径が３００μｍよりも小さいと発泡剤の保持性が悪く、所望の発泡倍数まで発泡できないことがある。平均粒子径が６００μｍよりも大きいと発泡粒子の粒子径が大きくなるため、コンクリートの意匠性を悪化させ好ましくない。また、発泡粒子の粒子径を小さくする為には発泡倍数を低くすることになるため、コスト面で不適である。
【００１８】
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の帯電量は絶対値として５ｋＶ以下が好ましく、より好ましくは０．５ｋＶ以下である。帯電量の絶対値が５ｋＶを超えると、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を、フレキシブルコンテナからバンカーに投入する際や、バンカーから発泡機へ配管内を輸送するといった場合に、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が激しく動くために帯電し、静電気のスパークが発生し、着火、爆発の危険性があるため好ましくない。
【００１９】
なお、上記懸濁重合法及びシード重合法において用いられる重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシピバレ−ト、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、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、イソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシアセテート、２,２−ビス（t−ブチルパーオキシ）ブタン、t−ブチルパーオキシ−３、３、５トリメチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレートなどの有機過酸化物やアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリルなどのアゾ化合物などが挙げられ、これらは単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２０】
そして、水性媒体中にポリスチレン系樹脂粒子を分散させてなる水性懸濁液は、上記懸濁重合法又はシード重合法による重合後の反応液を水性懸濁液として用いても、或いは、上記懸濁重合法又はシード重合法によって得られたポリスチレン系樹脂粒子を反応液から分離し、このポリスチレン系樹脂粒子を別途用意した水性媒体に懸濁させて水性懸濁液を形成してもよい。なお、水性媒体としては、特に限定されず、例えば、水、アルコールなどが挙げられ、水が好ましい。
【００２１】
又、上記懸濁重合法又はシード重合法において、スチレン系単量体を重合させる際に、スチレン系単量体の液滴又はポリスチレン系樹脂種粒子の分散性を安定させるために懸濁安定剤を用いてもよく、このような懸濁安定剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリピニルピロリドンなどの水溶性高分子や、第三リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウムなどの難水溶性無機塩などが挙げられ、難水溶性無機塩を用いる場合には、アニオン界面活性剤が通常、併用される。
【００２２】
上記アニオン界面活性剤としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩、オレイン酸ナトリウムなどの高級脂肪酸塩、β−テトラヒドロキシナフタレンスルホン酸塩などが挙げられ、アルキルベンゼンスルホン酸塩が好ましい。
【００２３】
又、懸濁重合法又はシード重合法によって得られたポリスチレン系樹脂粒子を別途用意した水性媒体に懸濁させて水性懸濁液を形成する場合にも、ポリスチレン系樹脂粒子の分散性を安定させるために、上述の懸濁安定剤やアニオン界面活性剤を水性媒体中に添加してもよい。
【００２４】
この際、難水溶性無機塩の水性媒体中への添加量は、少ないと、水性媒体中におけるポリスチレン系樹脂粒子の分散性が低下し、ポリスチレン系樹脂粒子が塊状になってしまうことがある一方、多いと、ポリスチレン系樹脂粒子を分散させてなる水性媒体の粘性が上昇して、ポリスチレン系樹脂粒子を水性媒体中に均一に分散させることができないことがあるので、水性媒体１００重量部に対して０．５〜２重量部が好ましい。
【００２５】
そして、本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法では、上記水性懸濁液中に分散させたポリスチレン系樹脂粒子中に発泡剤を公知の要領で含浸させる。このような発泡剤としては、沸点がポリスチレン系樹脂の軟化点以下であって、常圧でガス状もしくは液状の有機化合物が適しており、例えば、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、シクロペンタン、シクロペンタジエン、ｎ−ヘキサン、石油エーテルなどの炭化水素、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルエチルエーテルなどの低沸点のエーテル化合物、炭酸ガス、窒素、アンモニアなどの無機ガスなどが挙げられ、沸点が−４５〜４０℃の炭化水素が好ましく、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタンがより好ましい。なお、発泡剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２６】
なお、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、気泡調整剤、充填剤、難燃剤、難燃助剤、滑剤、着色剤、溶剤などの添加剤を必要に応じて添加することができる。
【００２７】
そして、得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に帯電防止剤とブロッキング防止剤を粒子表面に塗布する。塗布する方法としては攪拌機中で帯電防止剤とブロッキング防止剤とともに発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を攪拌するのが好ましく、攪拌機としてはタンブラーミキサー、レディゲミキサー等の攪拌機が用いられる。
【００２８】
上記帯電防止剤としては、例えば、ヒドロキシアルキルアミン、ヒドロキシアルキルモノエーテルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のノニオン系界面活性剤、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等のアニオン系界面活性剤、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤等がある。ヒドロキシアルキルアミン、ヒドロキシアルキルモノエーテルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のノニオン系界面活性剤が好ましく用いられる。
【００２９】
このような帯電防止剤の具体例としては、例えばＮ,Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）ドデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）テトラデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）ヘキサデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）オクタデシルアミン、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−（２−ヒドロキシテトラデシル）アミン、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−（２−ヒドロキシヘキサデシル）アミン、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−（２−ヒドロキシオクタデシル）アミン、Ｎ−ヒドロキシプロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシテトラデシル）アミン、Ｎ−ヒドロキシブチル−Ｎ−（２−ヒドロキシテトラデシル）アミン、Ｎ−ヒドロキシペンチル−Ｎ−（２−ヒドロキシテトラデシル〉アミン、Ｎ−ヒドロキシペンチル−Ｎ−（２−ヒドロキシヘキサデシル）アミン、Ｎ−ヒドロキシペンチル−Ｎ−（２−ヒドロキシオクタデシル）アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）ドデシルアミン、Ｎ，Ｎ―ビス（２−ヒドロキシエチル）テトラデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）ヘキサデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）オクタデシルアミン、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン等がある。また、これらの帯電防止剤は、単独または混合して使用することもできる。
【００３０】
帯電防止剤の使用量としては０．０１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％が好ましく、その中でも０．０３ｗｔ％〜０．１ｗｔ％が好ましい。すなわち帯電防止剤は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子１００重量部に対して０．０１〜１．０重量部が好ましい範囲である。使用量が０．０１ｗｔ％を下回ると、十分な帯電防止効果が得られないため、好ましくない。使用量が１．０ｗｔ％を超えると発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の輸送中に剥離し、配管の閉塞の要因となることがある。
【００３１】
上記ブロッキング防止剤としてはステアリン酸亜鉛が用いられる。ステアリン酸亜鉛の使用量は０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％が好ましく、その中でも０．４ｗｔ％〜０．８ｗｔ％がより好ましい。すなわちブロッキング防止剤は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子１００重量部に対して０．１〜１．０重量部が好ましい範囲である。使用量が０．１ｗｔ％よりも少ないとブロッキング防止効果が十分でなく、１．０ｗｔ％よりも多いと、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子表面から脱落し、輸送配管内に付着し配管の閉塞の要因となる場合や、成形時の融着を阻害することがあるため好ましくない。
【００３２】
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させてなる、軽量骨材用発泡粒子は０．０１４ｇ／ｃｍ３〜０．０３３ｇ／ｃｍ３の範囲の嵩密度を持つことが好ましい。嵩密度が０．０３３ｇ／ｃｍ３を上回ると生産性が悪化する。嵩密度が０．０１４ｇ／ｃｍ３を下回ると、発泡粒子の強度が弱く、コンクリートとの混合時に潰れてしまうことがあるため好ましくない。
【００３３】
また、発泡粒子の平均粒子径は０．５〜２．０ｍｍの範囲にあることが好ましく、より好ましくは１．０〜１．５ｍｍの範囲にあることである。発泡粒子の平均粒子径が０．５ｍｍを下回ると上記の嵩密度を満たすような発泡粒子を安定的に生産することが困難となり、２．０ｍｍを上回るような発泡粒子はコンクリートの空隙が大きくなり意匠性を悪化させるため好ましくない。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
内容積６３５０リットルの攪拌機付オートクレーブ内に、第三リン酸カルシウム（大平化学社製）１２．７ｋｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２５４ｋｇ、ベンゾイルパーオキサイド（純度７５重量％）８．８９ｋｇ、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１．９１ｋｇ、イオン交換水２５４０ｋｇ及びスチレン単量体２５４０ｋｇを供給した後、攪拌羽を４２ｒｐｍの回転速度にて回転させて攪拌して水性懸濁液を形成した。
【００３５】
次に、攪拌羽を４２ｒｐｍで攪拌しながらオートクレーブ内の温度を９０℃まで昇温して９０℃にて６時間に亘って保持し、さらにオートクレーブ内の温度を１２０℃まで昇温し、１２０℃で２時間に亘って保持することによって、スチレン単量体を懸濁重合した。
【００３６】
しかる後、オートクレーブ内の温度を２５℃まで冷却してオートクレーブ内からポリスチレン粒子を取り出して洗浄、脱水を複数回に亘って繰り返し行い、乾燥工程を経た後、ポリスチレン粒子を分級して、平均粒子径が４００μｍで且つ重量平均分子量が３０万のポリスチレン粒子を得た。
【００３７】
別の内容積６３５０リットルの攪拌機付オートクレーブ内に、ピロリン酸マグネシウム６．３５ｋｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．３０ｋｇ、イオン交換水３０８０ｋｇ及びスチレン単量体２０００ｋｇを供給した後、攪拌羽を３６ｒｐｍの回転速度にて回転させて、水中にポリスチレン粒子を均一に分散させた。
【００３８】
次いでオートクレーブを密閉し、９０℃まで昇温した。しかる後、発泡剤としてブタン（イソブタン／ノルマルブタン（重量比）＝３０／７０）５４．０ｋｇとペンタン（イソペンタン／ノルマルペンタン（量量比）＝２０／８０）１７０ｋｇとを窒素加圧してオートクレーブ内に３０分間かけて圧入し、その状態で３時間に亘って保持した。
【００３９】
続いて、オートクレーブ内の温度を２５℃まで冷却し、オートクレーブ内から発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を取り出して洗浄、脱水を複数回に亘って繰り返し行い、乾燥行程を経た後、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を分級して平均粒子径が４００μｍで且つ重量平均分子量が３０万の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
【００４０】
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子５００ｋｇ、並びに、帯電防止剤としてポリエチレングリコール２５０ｇ、ブロッキング防止剤としてステアリン酸亜鉛２．５ｋｇをタンブラーミキサーに供給し、３０分間に亘って攪拌して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面に前記表面処理剤を被覆した。
【００４１】
次いで、表面処理の完了した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子５００ｋｇをポリエチレン製の内袋を備えた、ポリ酢酸ビニル製のフレキシブルコンテナに充填し、密閉した後、１５℃の保冷庫にて４８時間に亘って保管後、特許庁公報 ５７（１９８２）−１３３〔３３４７〕周知・慣用技術集（発泡成形）第３９頁に記載の発泡層上面検出器までの容積量が３５０リットルである円筒型バッチ式加圧予備発泡機に１ショット当たり発泡性ポリスチレン系樹脂粒子８．３ｋｇを供給して水蒸気により４分間加熱し嵩密度０．０２５ｇ／ｃｍ３のポリスチレン系発泡粒子を得た。その発泡粒子の平均粒子径は１．３ｍｍであった。
【００４２】
（実施例２）
ステアリン酸亜鉛の使用量を４．０ｋｇとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
【００４３】
（実施例３）
ステアリン酸亜鉛の使用量を１．０ｋｇとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
【００４４】
（実施例４）
ポリエチレングリコールの使用量を１００ｇとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
【００４５】
（比較例１）
ステアリン酸亜鉛の使用量を０．４ｋｇとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。その結果、発泡の段階において発泡粒子が結合してしまうブロッキングが生じた。
【００４６】
（比較例２）
ステアリン酸亜鉛の使用量を６．０ｋｇとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。予備発泡機への送粒ライン内にステアリン酸亜鉛の堆積が確認された。
【００４７】
（比較例３）
ポリエチレングリコールの使用量を２０ｇとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。帯電量が−５．８ｋＶとなり、帯電量の抑制効果が見られなかった。
【００４８】
（比較例４）
ステアリン酸亜鉛をステアリン酸マグネシウムとしたこと以外は実施例１と同様にして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。帯電量が−６．８ｋＶとなり、帯電量の抑制効果が見られなかった。
【００４９】
（比較例５）
ポリスチレン系樹脂粒子の平均粒子径を２００μｍとしたこと以外は実施例１と同様にした。その結果、発泡の段階で発泡性が低く、所望の密度の発泡粒子を得ることが出来なかった。
【００５０】
（比較例６）
ポリスチレン系樹脂粒子の平均粒子径を８００μｍとしたこと以外は実施例１と同様にした。嵩密度０．０２５ｇ／ｃｍ３のポリスチレン系発泡粒子を得たが、その発泡粒子の平均粒子径は２．５ｍｍであった。この平均粒子径で成形すると、コンクリートの空隙が大きくなり意匠性を悪化させて好ましくなかった。
【００５１】
表１に本実施例及び比較例の評価を示している。本実施例は比較例３、比較例４に比して帯電量が充分に抑えられ、また本実施例は比較例１に比して発泡時のブロッキングを防ぐことができる。また本実施例は比較例２に比して配管内での堆積が防止されると共に、本実施例は比較例５に比して好ましい発泡性を示している。また本実施例は比較例６に比して平均粒子径も数値範囲内に入っている。
【００５２】
【表１】
【００５３】
［測定方法］
〔帯電量測定〕
保冷庫にて４８時間に亘って保管後、内袋を開封し、静電気測定器（シムコジャパン株式会社製 ＦＭＸ−００３）にて発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の帯電量を測定した。帯電量の絶対値が０．５ｋＶ以下の場合を◎、５ｋＶ以下である場合を○、５ｋＶを超える場合を×と評価した。
【００５４】
〔発泡粒子の結合〕
上述の要領で得られたポリスチレン系発泡粒子をＷ１ｇ用意し、このポリスチレン発泡粒子を目開きが０．５ｃｍの篩でふるい、篩上に残ったポリスチレン発泡粒子の重量Ｗ２を測定して、下記式に基づいて発泡粒子の結合度を算出し、その結果を示した。なお、１重量％以下を「○」、１重量％を超えるものを「×」と評価した。この評価をブロッキング量として示す。
発泡粒子の結合度（重量％）＝１００×Ｗ２／Ｗｌ
【００５５】
〔発泡粒子の嵩密度〕
先ず、ポリスチレン系樹脂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ＪｌＳ Ｋ６９１１に準拠した見掛け密度測定器を用いて測定し、下記式に基づいてポリスチレン系樹脂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）
【００５６】
〔発泡性の評価〕
次に、発泡性スチレン系樹脂粒子の発泡性の評価は、以下の方法で行うことができる。すなわち、発泡性スチレン系樹脂粒子を発泡槽中でゲージ圧０．７ｋｇｆ／ｃｍ２の蒸気にて加熱発泡させる。このとき、加熱時間を１、３、４、５分と変化させ、発泡粒子に収縮が発生する直前の嵩密度を測定し、最高嵩密度とした。最高嵩密度が０．０３３ｇ／ｃｍ３を超えたものを○、超えなかったものを×とした。
【００５７】
〔ポリスチレン系樹脂粒子及び発泡粒子の平均粒子径の測定方法〕
本実施例において平均粒子径とはＤ５０で表現される値である。具体的には、ふるい目開き４．００ｍｍ、目開き３．３５ｍｍ、目開き２．８０ｍｍ、目開き２．３６ｍｍ、目開き２．００ｍｍ、目開き１．７０ｍｍ、目開き１．４０ｍｍ、目開き１．１８ｍｍ．目開き１．００ｍｍ、目開き０．８５ｍｍ、目開き０．７１ｍｍ、目開き０．６０ｍｍ、目開き０．５０ｍｍ、目開き０．４２５ｍｍ、目開き０．３５５ｍｍ、目開き０．３００ｍｍ、目開き０．２５０ｍｍ、目開き０．２１２ｍｍ、目開き０．１８０ｍｍのＪＩＳ標準ふるいで分級し、その結果から得られた累積重量分布曲線を元にして累積重量が５０％となる粒子径（メディアン径）を本実施例における平均粒子径と称する。
発泡粒子の場合、平均粒子径が０．５〜２．０ｍｍの範囲内にある場合は「○」、同範囲外にある場合は「×」と評価した。
〔配管内での堆積〕
前記円筒型バッチ式加圧予備発泡機への送粒ライン内に堆積が確認されなかったものを○、同堆積が確認されたものを×と評価した。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は軽量骨材用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子または同発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させた発泡粒子からなる軽量骨材に利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径３００〜６００μｍの発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において帯電防止剤０．０１〜１．０ｗｔ％の存在下において０．１〜１．０ｗｔ％のステアリン酸亜鉛が上記粒子表面に含まれていることを特徴とする軽量骨材用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項２】
帯電防止剤がノニオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項１記載の軽量骨材用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項３】
請求項１記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させ、その発泡粒子が０．０１４ｇ／ｃｍ３〜０．０３３ｇ／ｃｍ３の範囲の嵩密度を持ち、平均粒子径が０．５〜２．０ｍｍの範囲にあることを特徴とする軽量骨材。
【請求項１】
平均粒子径３００〜６００μｍの発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において帯電防止剤０．０１〜１．０ｗｔ％の存在下において０．１〜１．０ｗｔ％のステアリン酸亜鉛が上記粒子表面に含まれていることを特徴とする軽量骨材用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項２】
帯電防止剤がノニオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項１記載の軽量骨材用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項３】
請求項１記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させ、その発泡粒子が０．０１４ｇ／ｃｍ３〜０．０３３ｇ／ｃｍ３の範囲の嵩密度を持ち、平均粒子径が０．５〜２．０ｍｍの範囲にあることを特徴とする軽量骨材。
【公開番号】特開２０１１−７４２４２（Ｐ２０１１−７４２４２Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２７６１１（Ｐ２００９−２２７６１１）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【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２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【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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