JP2011202110A - 発泡性熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法、予備発泡粒子および発泡成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】融点が117〜145℃であるポリオレフィン系樹脂100重量部に対してポリスチレン系樹脂100〜400重量部を含有する発泡性熱可塑性樹脂粒子を、密閉した予備発泡槽内で、0.02〜0.15MPaの予備発泡槽内のゲージ圧力下で予備発泡させて予備発泡粒子を得ることを特徴とする発泡性熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法により課題を解決する。
【選択図】なし
Description
予備発泡槽内に発泡性熱可塑性樹脂粒子を投入し;
予備発泡槽に、大気圧下、加圧されていない蒸気、または実質的に加圧されていない0.01MPa程度の加圧蒸気を流通させつつ、攪拌しながら発泡性熱可塑性樹脂粒子を加熱発泡させ;
発泡性熱可塑性樹脂粒子が所望の発泡倍率まで発泡した際、蒸気の流通を停止し、次いで空気を吹き込むことにより予備発泡粒子を冷却、乾燥し;
得られた予備発泡粒子を予備発泡槽内から回収する
方法が一般に用いられている。
よって、これらの問題点を解決する方法として、所定のゲージ圧力を有する加圧蒸気を用いた予備発泡方法が特許文献1に提案されている。
さらに本発明によれば、前記の予備発泡粒子を型内成形することにより得られる発泡成形体が提供される。
〜0.08MPa、より好ましくは0.04〜0.06MPaのゲージ圧力下で予備発泡を行う。0.02MPaより低いゲージ圧力下で予備発泡を行った場合、前記の易揮発性発泡剤の放出を引き起こすことがある。他方、0.15MPaより高いゲージ圧力下で予備発泡を行った場合、樹脂粒子が必要以上に軟化するため、ブロッキングを引き起こすことがある。
なお、本発明において、ゲージ圧力とは、予備発泡槽内に備えた圧力計が示す圧力を意味する。よって、本発明の予備発泡は、大気圧とゲージ圧力との合算圧力下で行われる。
本発明の発泡性熱可塑性樹脂粒子は、ポリオレフィン系樹脂にポリスチレン系樹脂が含まれた粒子である。
本発明においては、発泡性熱可塑性樹脂粒子を安定に予備発泡させることができるポリスチレン単独重合体が好ましい。
発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造時に使用する熱可塑性樹脂粒子の製造には、公知の重合法、即ち、懸濁重合法、乳化重合法、溶液重合法、シード重合法等を適宜使用することができる。本発明においては、重合時の過度な発熱、圧力上昇を抑制しつつ、より容易かつ安全に熱可塑性樹脂粒子を製造することができるため、重合法として懸濁重合法を用いることが好ましい。
含浸法の例として、
易揮発性発泡剤と熱可塑性樹脂粒子とを攪拌下に混合させる方法;
熱可塑性樹脂粒子が保持された容器中に易揮発性発泡剤を循環させる方法;
熱可塑性樹脂粒子が分散している水性媒体中に発泡剤を注入して熱可塑性樹脂粒子に発泡剤を含浸させる方法等が挙げられる。
本発明においては、図1に示すような開閉バルブ等により系内を閉じられた空間とし、系内のゲージ圧力を一定とすることができる予備発泡槽中で発泡性熱可塑性樹脂粒子の予備発泡を行うことができるが、本発明は図1の予備発泡槽に限定されるものではない。
2は予備発泡槽のジャケットに蒸気を送り込むラインを示しており、1と同様に、ジャケットに送り込む蒸気の圧力をバルブで調節することができる。
3は予備発泡を行う予備発泡槽を示している。
4は予備発泡の際、予備発泡粒子同士の合着を防ぐための攪拌翼を示している。
5は1から予備発泡槽内に送り込んだ蒸気を排出するためのラインを示しており、バルブ操作により開閉度を調節することができる。
6は予備発泡槽内に発泡性熱可塑性樹脂粒子を入れる際に用いる投入口を示している。
7は予備発泡終了後、予備発泡粒子を取り出す際の排出口を示している。
8は予備発泡槽内のゲージ圧力および温度を測定する際の計測計を示している。
9は蒸気配管内の加圧蒸気のゲージ圧力および温度を測定する際の計測計を示している。
前記の予備発泡槽は、5の蒸気排出バルブの開閉度を調節することで8の予備発泡槽内のゲージ圧力をゼロから9の蒸気配管の蒸気圧と同等のゲージ圧力まで任意に調節することができる。
0.02<P<10(8.027-1705/(T+220))×1.33×10-4−0.1013MPa
であることが好ましい。
log10P[mmHg]=A−B/(t[℃]+C)
によって、算出される。なお、A、BおよびCはアントワン定数を意味する。
前記の式を満たさない場合、予備発泡粒子がブロッキングを起こすことがある。
<ポリオレフィン系樹脂の融点>
JIS K 7122:1987「プラスチックの転移熱測定方法」に記載の方法に従ってポリオレフィン系樹脂の融点の測定を行う。具体的には、示差走査熱量計装置DSC220型(セイコー電子工業社製)を用い、測定容器に試料を7mg充填し、窒素ガス流量30ml/分のもと、室温から220℃の間で10℃/分の昇・降スピードにより昇温、降温、昇温を繰り返し、2回目の昇温時のDSC曲線の融解ピーク温度を融点とする。また、融解ピークが2つ以上ある場合は、低い側のピーク温度を融点とする。
発泡性熱可塑性樹脂粒子20mg程度の量を精秤し、島津製作所社製熱分解炉PYR−1Aの分解炉入り口にセットし、15秒間ほどヘリウムでパージしてサンプルセット時の混入ガスを排出する。密閉後試料を200℃の炉心に挿入し、120秒間加熱してガスを放出させ、この放出ガスを島津製作所社製ガスクロマトグラフ GC−14B(検出器:TCD)を用いて定量する。その測定条件はカラムがジーエルサイエンス社製ポラパックQ(80/100)3mmf×1.5mを用い、カラム温度(100℃)、キャリアーガス(ヘリウム)、キャリアーガス流量(1ml/min)、注入口温度(120℃)、検出器温度(120℃)である。
本発明においては、発泡性熱可塑性樹脂粒子を系内に投入後、予備発泡槽内に加圧蒸気の導入を開始した時点から予備発泡粒子の嵩倍数が35倍となるまでの時間が65秒以下となる場合、合格(○)と判定する。前記の予備発泡時間は、予備発泡槽内の予備発泡粒子の全容積が、予備発泡粒子の嵩倍数が35倍に相当する所定の容積に達するまでの時間をいい、予備発泡粒子回収後、個々の予備発泡粒子の嵩倍数を評価することにより、予備発泡粒子の嵩倍数が実際に35倍であることを確認する。加圧蒸気の導入の終了は、予備発泡槽内に備えた発泡終了を検知するレベルセンサを用いて判断した。なお、予備発泡時に前記の所定の容積に達しなかった場合および65秒より長時間を要した場合、不合格(×)と判定する。
予備発泡実施後の予備発泡粒子を目視にて確認することにより、2粒子以上のブロッキングの有無を確認する。次いで、得られた予備発泡粒子を、ブロッキングの有無に関わらず、分級等の操作を行うことなく、キャビティ内に、予備発泡粒子を充填する充填器を備えた公知の発泡成形機を用いて発泡成形を行う。ここで、キャビティ内に予備発泡粒子を充填する際、ブリッジ等を引き起こすことなく良好に充填されるか否かを確認する。
以下の判定基準に従って、ブロッキングの評価を判定する。
1.ブロッキングが確認されず、良好に充填することができる:○(合格)
2.ブロッキングが確認されたが、良好に充填することができる:△(合格)
3.ブロッキングが確認され、良好に充填することもできない:×(不合格)
予備発泡粒子を500cm3のメスシリンダ内に500cm3の目盛りまで充填する。ここで、メスシリンダを水平から目視し、予備発泡粒子が一粒でも500cm3の目盛りに達しているものがあれば、その時点で予備発泡粒子のメスシリンダ内への充填を終了する。次いで、メスシリンダ内に充填した予備発泡粒子の質量を少数点以下2位の有効数字で測定し、その質量をW(g)とする。
下式により予備発泡粒子の嵩密度および嵩倍数を算出する。
嵩密度(g/cm3)=W/500
嵩倍数=1/嵩密度
予備発泡粒子の平均粒子径は、予備発泡粒子の粒子径の平均をとることにより算出する。即ち、本発明の予備発泡粒子の平均粒子径は体積平均粒子径を意味する。なお、予備発泡粒子の平均粒子径は、例えば、べックマンコールター株式会社から製品名「コールターマルチサイザーII」として市販されている測定装置を用いて測定することができる。
粒子の表層とは、予備発泡粒子の表面から深さ数μmまでの領域をいい、以下の測定により予備発泡粒子表層部分のポリスチレン系樹脂の比率を算出することができる。
吸光度比からポリスチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂の組成割合を求める方法としては、ポリスチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂とを所定の組成割合に均一に混合してなる複数種類の標準試料を後述の要領で作製し、各標準試料について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。得られた赤外吸収スペクトルのそれぞれから吸光度比を算出する。そして、縦軸に組成割合(標準試料中のポリスチレン系樹脂比率(質量%))を、横軸に吸光度比(D698/D1376)をとることで、検量線を描く。この検量線に基づいて、本発明の予備発泡粒子におけるポリスチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂の組成割合を求めることができる。
例えば、ポリプロピレン系樹脂がサンアロマー社製、商品名「PC540R」、ポリスチレン系樹脂がポリスチレン(積水化成工業社製、商品名「SS142」)の場合、図2に示す検量線を用いることで、組成割合を知ることができる。例えば、吸光度比(D698/D1376)が10.0の場合、ポリプロピレン系樹脂が20.2質量%、ポリスチレン系樹脂が79.8質量%、吸光度比が15.0の場合にはポリプロピレン系樹脂が8.1質量%、ポリスチレン系樹脂が90.9質量%であると算出できる。
上記標準試料は、次の方法により得られる。
まず、組成割合(ポリスチレン系樹脂/ポリプロピレン系樹脂)が下記比率になるようにポリスチレン系樹脂およびポリプロピレン系樹脂を合計2g精秤する。
これを小型射出成形機にて下記条件下に加熱混練して、直径が25mmでかつ高さが2mmの円柱状に成形することによって標準試料が得られる。
なお、小型射出成形機としては、例えば、CSI社から商品名「CS−183」で販売されているものを用いることができる。
組成割合(ポリスチレン系樹脂/ポリプロピレン系樹脂;質量比):
0/10、1/9、2/8、3/7、4/6、5/5、6/4、7/3、8/2、9/1、10/0
前期比率の標準試料の吸光度比を測定し、ポリスチレン系樹脂比率(質量%)と吸光度比(D698/D1376)の関係をグラフ化することで、図2の検量線が得られる。
図2において、ポリスチレン系樹脂比率が40質量%以下の場合、検量線は下記の式(1)で近似される。
Y=−2.5119X2+22.966X・・・(1)
また、図2において、ポリスチレン系樹脂比率が40質量%以上の場合、検量線は下記の式(2)で近似される。
Y=27.591Ln(X)+16.225・・・(2)
なお、前記式において、Xは吸光度比(D698/D1376)を示し、Yはポリスチレン系樹脂比率を示す。予備発泡粒子のポリスチレン系樹脂比率(質量%)が、図2の検量線を基に算出される。
<ポリオレフィン系樹脂粒子の調製>
ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂、プライムポリマー社製、製品名F−744NP、融点140℃)100重量部を押出機に供給して溶融混練して水中カット方式により造粒して楕円球状(卵状)のポリオレフィン系樹脂粒子を得た。このときのポリオレフィン系樹脂粒子の平均質量を100粒当たり74mgに調整した。
次いで、攪拌機付き5Lオートクレーブに、前記のポリオレフィン系樹脂粒子800gを入れ、水性媒体として純水2kg、ピロリン酸マグネシウム20g、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.5gを加え、攪拌して水性媒体中に懸濁させ、10分間保持し、その後60℃に昇温して水性懸濁液とした。次いで、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド(dicumyl peroxide)0.7gを溶解させたスチレン単量体0.344kgを30分で滴下した。滴下後30分間保持し、ポリオレフィン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。次いで、反応系の温度をポリオレフィン系樹脂の融点と同じ140℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をポリオレフィン系樹脂粒子中で重合させた。
次いで、第1の重合の反応液をポリオレフィン系樹脂の融点より20℃低い120℃として、この懸濁液中に、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ1.5gを加えた後、重合開始剤としてジクミルパーオキサイド3.6gを溶解したスチレン単量体0.856kgを4時間かけて滴下し、ポリオレフィン系樹脂粒子に吸収させながら重合を行った。この滴下終了後、120℃で1時間保持した後に昇温し、3時間保持して重合を完結し、熱可塑性樹脂粒子を得た。
この後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、難燃剤としてトリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート(日本化成社製)60gと、難燃助剤として2,3−ジメチルー2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)30gとを投入し、投入後、反応系の温度を130℃に昇温し、2時間攪拌を続け、熱可塑性樹脂粒子を得た。次いで、常温まで冷却し、熱可塑性樹脂粒子を5Lオートクレーブから取り出した。取り出し後の熱可塑性樹脂粒子2kgと水2Lを再び攪拌機付5Lオートクレーブに投入し、易揮発性発泡剤としてブタン520ml(300g)を攪拌機付5Lオートクレーブに注入した。注入後、70℃に昇温し、4時間攪拌を続けた。その後、常温まで冷却して5Lオートクレーブから取り出し、脱水乾燥した後に発泡性熱可塑性樹脂粒子を得た。易揮発性発泡剤の含有量は発泡性熱可塑性樹脂粒子100重量部に対して13重量部であった。
次いで、得られた発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡機(笠原工業社製、製品名PSX40)に1000g投入し、系内を密閉後、PSX予備発泡槽内に加圧蒸気を導入するとともにPSX予備発泡槽内のゲージ圧力を0.14MPaに保ち、嵩倍数35倍に予備発泡させた予備発泡粒子を得た。予備発泡槽内のゲージ圧力を0.14MPaに保った場合、予備発泡槽内温度は126℃まで上昇した。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は21質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は5.0mmであった。
ポリオレフィン系樹脂粒子の調製時のポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂、プライムポリマー社製、製品名F−744NP、融点140℃)100重量部を押出機に供給して溶融混練して水中カット方式により造粒して楕円球状(卵状)のポリオレフィン系樹脂粒子を得、ポリオレフィン系樹脂粒子の平均質量を100粒当たり74mgに調整したことを、
ポリオレフィン系樹脂(直鎖状低密度ポリエチレン、日本ユニカー社製、製品名TUF−2032、融点126℃)100重量部を押出機に供給して造粒して、L/D=0.9のポリオレフィン系樹脂粒子を得、ポリオレフィン系樹脂粒子の平均質量を100粒当たり40mgに調整したこととした以外は実施例1と同様に実施した。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は13質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は4.1mmであった。
予備発泡時の予備発泡槽内のゲージ圧力を0.08MPaとした以外は実施例2と同様に実施した。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は13質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は4.1mmであった。
予備発泡時の予備発泡槽内のゲージ圧力を0.025MPaとした以外は実施例1と同様に実施した。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は21質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は5.0mmであった。
予備発泡時の予備発泡槽内のゲージ圧力を0.025MPaとした以外は実施例2と同様に実施した。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は13質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は4.1mmであった。
(1)第1の重合時のポリオレフィン系樹脂粒子800gを600gとし;
(2)第1の重合時のジクミルパーオキサイド0.7gを0.6gとし;
(3)第1の重合時のスチレン単量体0.344kgを0.3kgとし;
(4)第2の重合時のジクミルパーオキサイド3.6gを4.2gとし;
(5)第2の重合時のスチレン単量体0.856kgを1.1kg
とした以外は実施例1と同様に実施した。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は25質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は5.5mmであった。
(1)第1の重合時のポリオレフィン系樹脂粒子800gを400gとし;
(2)第1の重合時のジクミルパーオキサイド0.7gを0.4gとし;
(3)第1の重合時のスチレン単量体0.344kgを0.2kgとし;
(4)第2の重合時のジクミルパーオキサイド3.6gを4.8gとし;
(5)第2の重合時のスチレン単量体0.856kgを1.4kg
とした以外は実施例1と同様に実施した。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は32質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は6.3mmであった。
(1)第1の重合時のポリオレフィン系樹脂粒子800gを400gとし;
(2)第1の重合時のジクミルパーオキサイド0.7gを0.4gとし;
(3)第1の重合時のスチレン単量体0.344kgを0.2kgとし;
(4)第2の重合時のジクミルパーオキサイド3.6gを4.8gとし;
(5)第2の重合時のスチレン単量体0.856kgを1.4kg
とした以外は実施例2と同様に実施した。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は22質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は5.1mmであった。
予備発泡時の予備発泡槽内のゲージ圧力を0.05MPaとした以外は実施例8と同様に実施した。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は22質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は5.1mmであった。
予備発泡時の予備発泡槽内のゲージ圧力を0.025MPaとした以外は実施例7と同様に実施した。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は22質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は6.3mmであった。
予備発泡時の予備発泡槽内のゲージ圧力を0.025MPaとした以外は実施例8と同様に実施した。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は22質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は5.1mmであった。
予備発泡時の予備発泡槽内のゲージ圧力を0.17MPaとした以外は実施例1と同様に実施した。
予備発泡時にブロッキングが多く確認され、その後の成型は困難であった。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は21質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は5.0mmであった。
予備発泡時の予備発泡槽内のゲージ圧力を0.17MPaとした以外は実施例2と同様に実施した。
予備発泡時にブロッキングが多く確認され、その後の成型は困難であった。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は13質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は4.1mmであった。
予備発泡時の予備発泡槽内のゲージ圧力を0.17MPaとした以外は実施例7と同様に実施した。
予備発泡時にブロッキングが多く確認され、その後の成型は困難であった。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は32質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は6.3mmであった。
予備発泡時の予備発泡槽内のゲージ圧力を0.17MPaとした以外は実施例8と同様に実施した。
予備発泡時にブロッキングが多く確認され、その後の成型は困難であった。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は22質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は5.1mmであった。
予備発泡時の予備発泡槽内のゲージ圧力を0.01MPaとした以外は実施例8と同様に実施した。
しかし、予備発泡時間120秒で実施したが、発泡性熱可塑性樹脂粒子を所定の倍数まで予備発泡させることはできなかった。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は22質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は5.1mmであった。
予備発泡を、得られた発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡機(積水工機製作所社製、製品名SKK−70)に投入し、系内を密閉せず、大気圧下に開放した状態で、PSX予備発泡槽内に加圧蒸気圧0.05MPaの加圧蒸気を導入し、次いで同様に大気圧下に開放した状態で予備発泡を行った以外は実施例8と同様に実施した。
35倍の予備発泡粒子を得るのに82秒を必要とし、実施例8と比較して発泡時間に要する時間が長かった。
予備発泡工程時、予備発泡槽内のゲージ圧力は実質的に大気圧と同等であった。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は22質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は5.1mmであった。
(1)第1の重合時のポリオレフィン系樹脂粒子800gを1200gとし;
(2)第1の重合時のジクミルパーオキサイド0.7gを0.96gとし;
(3)第1の重合時のスチレン単量体0.344kgを0.48kgとし;
(4)第2の重合時のジクミルパーオキサイド3.6gを2.4gとし;
(5)第2の重合時のスチレン単量体0.856kgを0.32kg
とした以外は実施例1と同様に実施した。
しかし、予備発泡時間が120秒経過した場合であっても、良好な予備発泡を起こすことはできなかった。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は11質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は4.4mmであった。
ポリオレフィン系樹脂(直鎖状低密度ポリエチレン、日本ユニカー社製、製品名TUF−2032、融点126℃)100重量部を押出機に供給して造粒して、L/D=0.9のポリオレフィン系樹脂粒子を得、ポリオレフィン系樹脂粒子の平均質量を100粒当たり40mgに調整した。次いで、攪拌機付き5Lオートクレーブに、前記のポリオレフィン系樹脂粒子200gを入れ、水性媒体として純水2kg、ピロリン酸マグネシウム20g、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.5gを加え、攪拌して水性媒体中に懸濁させ、10分間保持し、その後60℃に昇温して水性懸濁液とした。次いで、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.2gを溶解させたスチレン単量体0.1kgを15分で滴下した。滴下後30分保持し、ポリオレフィン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。次いで、反応系の温度をポリオレフィン系樹脂の融点より17℃高い140℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をポリオレフィン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は29質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は6.4mmであった。
<ポリオレフィン系樹脂粒子の調製>
ポリオレフィン系樹脂(エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA))(日本ユニカー社製、製品名NUC−3221、酢酸ビニル含有量:5重量%、融点107℃、密度:0.93g/cm3)100重量部および合成含水二酸化ケイ素0.5重量部を押出機に供給し、溶融混練し、水中カット方式により造粒して楕円球状(卵状)のポリオレフィン系樹脂粒子を得た。ポリオレフィン系樹脂粒子1粒の平均重量は0.60mgであった。
攪拌機付き5Lオートクレーブに、70℃の水2000kg、ピロリン酸マグネシウム16gおよびドデシルベンゼンスルホン酸0.4gを攪拌しながら水性媒体とした。次いで、水性媒体中に前記ポリオレフィン系樹脂粒子800gを攪拌しながら懸濁させた。次いで、水性媒体を85℃に昇温して水性懸濁液とした。重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド3g、t−ブチルパーオキシベンゾエート0.2gおよびジクミルパーオキサイド5gをスチレン単量体400gに溶解させて第1のスチレン単量体を作製した。また、スチレン単量体800gに気泡調整剤としてエチレンビスステアリン酸アミド2gを溶解させて第2のスチレン単量体を作製した。
次いで、第1のスチレン単量体を1時間当たり200gの割合で前期水性媒体中に連続的に滴下し、スチレン単量体、重合開始剤および架橋剤をポリオレフィン系樹脂粒子中に含浸させながら、スチレン単量体をポリオレフィン系樹脂粒子中に重合させた。
さらに、水性媒体を攪拌しつつ、第2のスチレン単量体の水性媒体への滴下が終了してから1時間放置した後、水性媒体を140℃に加熱して3時間保持した。次いで、重合容器を冷却して発泡性熱可塑性樹脂粒子を得た。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は27質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は5.0mmであった。
ポリスチレン系樹脂(東洋スチレン社製、製品名HRM10N)40重量部とポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂、サンアロマー社製、製品名PF734S、融点150℃)60重量部との混合樹脂100重量部に、気泡調整剤として微粉末タルク0.2重量部と共に押出機に供給し、溶液混合した。押出機は、かみ合い型同方向回転2軸スクリュー混練機(スクリュー外径37mm、L/D比31.1)を使用した。次いで、溶融混練物をストランド状に押出して、ペレタイズし、100粒子当たりの重量が200mgである熱可塑性樹脂粒子を得た。
予備発泡時間およびブロッキングの評価結果については表1に示す。
予備発泡粒子表層のポリスチレン系樹脂比率は27質量%であった。
予備発泡粒子の平均粒子径は4.6mmであった。
0.02<P<10(8.027-1705/(T+220))×1.33×10-4−0.1013MPa
を満たす場合、特に良好な予備発泡粒子を得ることができることを示している。
実施例1〜11で得られた予備発泡粒子を用いて発泡成形体を製造した場合、発泡成型時に予備発泡粒子を成型機内でブリッジ等を引き起こすことなく、安定内に成型機内に導入することができた。
従って、本発明の予備発泡方法を用いることにより得られた発泡成形体は耐熱性に優れ、その外観は美麗であった。
2 予備発泡槽のジャケットに蒸気を送り込むラインおよびその開閉バルブ
3 予備発泡槽
4 攪拌翼
5 予備発泡槽に送り込んだ蒸気を排出するためのラインおよびその開閉バルブ
6 予備発泡粒子の投入口
7 予備発泡粒子の排出口
8 予備発泡槽の計測計
9 予備発泡槽に蒸気を送り込むラインの計測計
Claims (8)
- 融点が117〜145℃であるポリオレフィン系樹脂100重量部に対してポリスチレン系樹脂100〜400重量部を含有する発泡性熱可塑性樹脂粒子を、密閉した予備発泡槽内で、0.02〜0.15MPaの予備発泡槽内のゲージ圧力下で予備発泡させて予備発泡粒子を得ることを特徴とする発泡性熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法。
- 前記予備発泡が、1工程で行われる請求項1に記載の予備発泡方法。
- 前記ポリオレフィン系樹脂が、ポリエチレン系樹脂およびポリプロピレン系樹脂のいずれかであり、前記ポリスチレン系樹脂が、ポリスチレン単独重合体である請求項1または2に記載の予備発泡方法。
- 前記発泡性熱可塑性樹脂粒子が、前記発泡性熱可塑性樹脂粒子100重量部に対して8〜20重量部の易揮発性発泡剤を含む請求項1〜3のいずれか1つに記載の予備発泡方法。
- 前記発泡性熱可塑性樹脂粒子が、前記ポリオレフィン系樹脂にスチレン系単量体を含浸重合させることにより前記ポリオレフィン系樹脂および前記ポリスチレン系樹脂を含む熱可塑性樹脂粒子を製造し、次いで該熱可塑性樹脂粒子に前記易揮発性発泡剤を含浸させることにより製造される請求項1〜4のいずれか1つに記載の予備発泡方法。
- 請求項1〜5のいずれか1つに記載の方法により得られる予備発泡粒子。
- 前記予備発泡粒子が、その表層に40質量%以下のポリスチレン系樹脂比率を有する請求項6に記載の予備発泡粒子。
- 請求項6または7に記載の予備発泡粒子を型内成形することにより得られる発泡成形体。
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