JP5138254B2 - 自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子、発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体およびこれらの製造方法 - Google Patents

自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子、発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体およびこれらの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、カーボンを含有したポリプロピレン系樹脂を核にして、スチレンを重合させるとともに、難燃剤と難燃助剤を含浸させことで得られる自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子、これに発泡剤を含浸させた発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子、該粒子を予備発泡させて得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子、該発泡粒子を型内発泡成形して得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体、およびこれらの製造方法に関する。
従来、スチレン系樹脂に自己消火性を付与するためには、難燃剤と難燃助剤を組み合わせた複合難燃剤を使用することが知られている。難燃剤としては、テトラブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロドデカン、テトラブロモビズフェノールAジアリルエーテル、ヘキサブロモシクロドデカン、トリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネートなどが挙げられる。また、難燃助剤としては、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン、3,4−ジメチル−3,4−ジフェニルヘキサン、ジクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイドなどが挙がられる。前記の難燃剤や難燃助剤を用いて、スチレン系樹脂に自己消火性を付与したものは数多く開示されている。
また、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を型内に充填して加熱、発泡させて得られるポリスチレン系樹脂発泡成形体は、剛性、断熱性、軽量性、耐水性および発泡成形性に優れていることが知られている。そのためこの発泡成形体は、緩衝材や建材用断熱材として広く用いられている。しかし、この発泡成形体は、耐薬品性および耐衝撃性に劣るといった問題点があった。
一方、ポリオレフィン系樹脂からなる発泡成形体は、耐薬品性および耐衝撃性に優れていることが知られている。そのためこの発泡成形体は、自動車関連部品に用いられている。しかし、ポリオレフィン系樹脂は発泡ガスの保持性に劣ることから、発泡成形条件を精密に制御する必要があるため、製造コストが高くつくという問題点がある。加えて、ポリスチレン系樹脂発泡成形体に比して剛性が劣る問題点もある。
前記ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂の問題点を解決するために、剛性および発泡成形性の良好なポリスチレン系樹脂と、耐薬品性および耐衝撃性の良好なポリオレフィン系樹脂とを複合化した発泡成形体が提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。
特許文献5には、スチレン系樹脂に、難燃剤としてハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、無機系難燃剤などを配合した難燃性熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
特許文献6には、スチレン系樹脂粒子に、難燃剤のトリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレートと、難燃助剤の2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタンまたは3,4−ジメチル−3,4−ジフェニルヘキサンとからなる複合難燃剤を配合した自己消火型発泡性スチレン系樹脂粒子が開示されている。
特開平9−194623号公報 特公昭61−9432号公報 特開2006−70202号公報 特開2005−97555号公報 特開平9−255879号公報 特開2004−211042号公報
しかしながら、特許文献5、6に開示されている難燃剤や難燃助剤を、単に特許文献1〜4に開示されている発泡成形体に含浸しても、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および黒度を良好に保持しつつ、自己消火性を有する発泡成形体を実現することができなかった。
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、ポリスチレン系樹脂発泡成形体とポリプロピレン系樹脂発泡成形体の双方の欠点を改善して、剛性、発泡成形性、耐薬品性および耐熱性を良好に保持しつつ、自己消火性を有する自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体の提供を目的とする。
前記目的を達成するため、本発明は、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂100質量部に対して、ポリスチレン系樹脂を100質量部以上400質量部未満含有し、かつ、ATR法赤外分光分析により測定された粒子中心部の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1および1376cm−1における吸光度比(D698/D1376)より算出される粒子中心部のポリスチレン系樹脂比率が、粒子全体のポリスチレン系樹脂比率に対して1.2倍以上であるカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子100質量部に対して、難燃剤を1.5質量部以上6質量部未満含有し、かつ、難燃助剤を0.1質量部以上3質量部未満含有することを特徴とする自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を提供する。
また、本発明は、ATR法赤外分光分析により測定された粒子表面の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1および1376cm−1における吸光度比(D698/D1376)が0.1〜2.5の範囲である自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を提供する。
また、本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子において、前記難燃剤はトリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネートであり、前記難燃助剤は2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン、3,4−ジメチル−3,4−ジフェニルヘキサン、ジクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイドの群から選択された1種または2種以上を含むことが好ましい。
また、本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子において、1〜8質量%のカーボン粒子を含むことが好ましい。
また、本発明は、前記自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子に発泡剤が含浸されてなる発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を提供する。
また、本発明は、前記発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させてなる自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を提供する。
また、本発明は、前記自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を型内に充填し発泡成形させてなる自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を提供する。
また、本発明のカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体において、FMVSS 302に準拠した燃焼速度が0mm/minであり、かつ、JIS K 6767に準拠した80℃の条件下における寸法変化測定における収縮率が1.0%以下であり、発泡倍数が20〜40倍であることが好ましい。
また、本発明は、分散剤を含む水性懸濁中に、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子100質量部と、スチレン系単量体100質量部以上400質量部未満と、重合開始剤とを分散させる工程と、
得られた分散液を前記スチレン系単量体が実質的に重合しない温度に加熱して前記スチレン系単量体を前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に含浸させる工程と、
前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点をT℃としたとき、(T−10)℃〜(T+20)℃の温度で、前記スチレン系単量体の第1の重合を行う工程と、
前記第1の重合工程に続いて、スチレン系単量体と、重合開始剤とを加え、かつ、(T−25)℃〜(T+10)℃の温度とすることにより、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子への前記スチレン系単量体の含浸および第2の重合を行う工程と、
前記第2の重合中の樹脂粒子、もしくは、前記第2の重合終了後の樹脂粒子に、難燃剤と難燃助剤を含浸させる工程とを有することを特徴とする自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法を提供する。
また、本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点は120℃〜145℃であることが好ましい。
また、本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子が、プロピレン−エチレン共重合体であることが好ましい。
また、本発明は、前記製造方法により得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得ることを特徴とする発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法を提供する。
また、本発明は、前記製造方法により得られた発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を加熱し予備発泡させて発泡粒子を得ることを特徴とする自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子の製造方法を提供する。
また、本発明は、前記自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子の製造方法により得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を成形型のキャビティ内に充填し、次いで型内発泡成形し、次いで成形体を成形型から離型することを特徴とする自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法を提供する。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子は、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂100質量部に対して、ポリスチレン系樹脂を100質量部以上400質量部未満含有し、かつ、ATR法赤外分光分析により測定された粒子中心部の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1および1376cm−1における吸光度比(D698/D1376)より算出される粒子中心部のポリスチレン系樹脂比率が、粒子全体のポリスチレン系樹脂比率に対して1.2倍以上であるカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子100質量部に対して、難燃剤を1.5質量部以上6質量部未満含有し、かつ、難燃助剤を0.1質量部以上3質量部未満含有するので、該自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させて得られた発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡後、この予備発泡粒子を成形型内に充填して発泡成形して得られる自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体は、ポリスチレン系樹脂発泡体とポリプロピレン系樹脂発泡成形体のそれぞれの長所が生かされ、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および黒度を良好に保持しつつ、自己消火性を有する発泡成形体となる。従って、本発明によれば、このように優れた物性を持った発泡成形体の製造に適した自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を提供することができる。
本発明の発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子は、前述した自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させてなるものなので、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および黒度を良好に保持しつつ、自己消火性を有する発泡成形体の製造に適した発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を提供することができる。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子は、前述した発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させてなるものなので、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および黒度を良好に保持しつつ、自己消火性を有する発泡成形体の製造に適した自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を提供することができる。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体は、前述した自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を型内に充填し発泡成形したものなので、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および黒度を良好に保持しつつ、自己消火性を有する自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を提供することができる。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法は、分散剤を含む水性懸濁中に、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子100質量部と、スチレン系単量体100質量部以上400質量部未満と、重合開始剤とを分散させ、得られた分散液を前記スチレン系単量体が実質的に重合しない温度に加熱して前記スチレン系単量体を前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に含浸させた後、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点をT℃としたとき、(T−10)℃〜(T+20)℃の温度で、前記スチレン系単量体の1回目の重合を行い、この1回目の重合に続いて、スチレン系単量体と、重合開始剤とを加え、かつ、(T−25)℃〜(T+10)℃の温度で、スチレン系単量体の2回目の重合を行い、前記2回目の重合中の樹脂粒子、もしくは、前記2回目の重合終了後の樹脂粒子に、難燃剤と難燃助剤を含浸させることによって、ATR法赤外分光分析により測定された粒子中心部の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1および1376cm−1における吸光度比(D698/D1376)より算出される粒子中心部のポリスチレン系樹脂比率が、粒子全体のポリスチレン系樹脂比率に対して1.2倍以上であるカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子100質量部に対して、難燃剤を1.5質量部以上6質量部未満含有し、かつ、難燃助剤を0.1質量部以上3質量部未満含有する自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を製造することができる。得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡剤を含浸させて得られた発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡後、この予備発泡粒子を成形型内に充填して発泡成形した場合、ポリスチレン系樹脂発泡体とポリプロピレン系樹脂発泡成形体のそれぞれの長所が生かされ、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および黒度を良好に保持しつつ、自己消火性を有する発泡成形体が得られ、本製造方法によれば、このように優れた物性を持った発泡成形体の製造に適した自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を提供することができる。
本発明の発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法は、前述した自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を製造するものなので、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および黒度を良好に保持しつつ、自己消火性を有する発泡成形体の製造に適した発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を提供することができる。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子の製造方法は、前述した発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡して自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を製造するものなので、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および黒度を良好に保持しつつ、自己消火性を有する発泡成形体の製造に適した自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を提供することができる。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法は、前述した自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を型内に充填し発泡成形して自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を製造するものなので、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および黒度を良好に保持しつつ、自己消火性を有する自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を提供することができる。
本発明の発明者等は、前記目的を実現するため鋭意研究を重ねた結果、特定の融点を有しかつ特定のカーボンを含有したカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に、スチレン系単量体を加えて、特定の温度範囲で重合させた後、難燃剤、難燃助剤を含浸させることによって、粒子中心部ではスチレンが多くなり、粒子表面近傍ではポリプロピレン系樹脂が多くなる分散状態に制御することにより、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子が得られることを知見した。
さらに、このように製造した自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡剤を含浸させて得られた発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡後、この発泡粒子を成形型に充填して型内発泡成形した場合に、ポリプロピレン系樹脂とポリスチレン系樹脂のそれぞれの長所が生かされ、発泡成形性、耐薬品性および耐熱性に優れた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を製造できることを知見し、本発明を完成させた。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子は、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂100質量部に対して、ポリスチレン系樹脂を100質量部以上400質量部未満含有し、かつ、ATR法赤外分光分析により測定された粒子中心部の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1および1376cm−1における吸光度比(D698/D1376)より算出される粒子中心部のポリスチレン系樹脂比率が、粒子全体のポリスチレン系樹脂比率に対して1.2倍以上であるカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子100質量部に対して、難燃剤を1.5質量部以上6質量部未満含有し、かつ、難燃助剤を0.1質量部以上3質量部未満含有することを特徴とする。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子において、「粒子中心部」とは、粒子の中心を通る断面において、粒子の中心から、その粒子の直径(粒径)の1/4までの範囲の部分のことであり、例えば、粒径が1mmの球状の粒子における粒子中心部とは、この粒子の中心から、半径125μmの範囲の部分のことである。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の樹脂材料の一つである、ポリプロピレン系樹脂としては、特に限定されず、公知の重合方法で得られた樹脂を使用できるが、例えば、プロピレン−エチレン共重合体が用いられる。このプロピレン−エチレン共重合体は、エチレンとプロピレンの共重合体を主成分とするものであるが、エチレンまたはプロピレンと共重合し得る他の単量体を分子内に含有するものであってもよい。そのような単量体としては、α−オレフィン、環状オレフィン、ジエン系単量体から選択された一種または二種以上のものが挙げられる。
本発明の好適な実施形態において、ポリプロピレン系樹脂として、120℃〜145℃の範囲の融点を有するものが用いられる。ポリプロピレン系樹脂の融点が、120℃より低いと耐熱性が乏しく、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を用いて製造される自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体の耐熱性が低くなってしまう。また、融点が145℃より高いと、重合温度が高くなり、良好な重合ができなくなる。
本発明の好適な実施形態において、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂中のカーボンは、例えば、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維などが挙げられる。
ポリプロピレン系樹脂に含有される前のカーボン(原料カーボン)は、粒子状であることが好ましく、原料カーボンの粒径は、通常、5nm〜100nmが好適であり、更に好ましくは、15nm〜35nmである。なお、原料カーボンの粒径は、平均粒子径を意味し、平均粒子径は、電子顕微鏡による算術平均である。本発明に用いられるカーボンブラックを特徴づける平均粒子径は、カーボンブラックの集合体を構成する小さな球状(微結晶による輪郭を有し、分離できない)成分を電子顕微鏡写真にて測定、算出した粒子の直径の平均のことである。
また、本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子においてカーボンは、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子中に1〜8質量%含まれていることが好ましい。
自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子中のカーボンの配合量が1質量%未満であれば、得られる発泡成形体が十分な黒色を呈することができないため好ましくない。一方、カーボンの配合量が8質量%を超えると、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子から得られる発泡成形体の嵩発泡倍数が低下するだけでなく、機械的強度も低下するため好ましくない。
前記ポリプロピレン系樹脂には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、着色剤などの添加物が含まれていてもよい。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子において、着色剤は、無機系の顔料であっても、有機系の顔料であってもよい。
無機系の顔料としては、例えば、黄鉛、亜鉛黄、バリウム黄などのクロム酸塩、紺青などのフェロシアン化物、カドミウムイエロー、カドミウムレッドなどの硫化物、鉄黒、紅殻などの酸化物、群青などのケイ酸塩、酸化チタンなどが挙げられる。
また、有機系の顔料としては、例えば、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、アゾレーキ、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などのアゾ顔料、フタロシアニン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系、チオインジゴ系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系などの多環式顔料などが挙げられる。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子のもう一つの樹脂材料である、ポリスチレン系樹脂としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、t−ブチルスチレンなどのスチレン系単量体を重合させて得られる樹脂が挙げられる。さらに、ポリスチレン系樹脂は、スチレン系単量体と、該スチレン系単量体と共重合可能な他の単量体との共重合体であってもよい。他の単量体としては、ジビニルベンゼンのような多官能性単量体や、(メタ)アクリル酸ブチルのような構造中にベンゼン環を含まない(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどが例示される。これら他の単量体は、実質的にポリスチレン系樹脂に対して5質量%を超えない範囲で使用してもよい。なお、本明細書では、スチレンおよびスチレンと共重合可能な単量体もスチレン系単量体と称している。
ポリスチレン系樹脂は、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂100質量部に対して100〜400質量部の範囲の量とされる。好ましいポリスチレン系樹脂の配合量は、120〜300質量部であり、150〜250質量部がより好ましい。
このポリスチレン系の樹脂の比率が400質量部より多いと、予備発泡粒子を二次発泡させて得られる発泡成形体の耐薬品性および耐熱性が低下するため好ましくない。一方、配合量が100質量部より少ないと、予備発泡粒子を二次発泡させて得られる発泡成形体の剛性が低下するため好ましくない。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子は、ATR法赤外分光分析により測定された粒子中心部の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1および1376cm−1における吸光度比(D698/D1376)より算出される粒子中心部のポリスチレン系樹脂比率が、粒子全体のポリスチレン系樹脂比率に対して1.2倍以上であり、好ましくは1.35倍以上であり、特に好ましくは1.4倍以上である。
算出された粒子中心部のポリスチレン系樹脂比率が、粒子全体のポリスチレン系樹脂比率に対して1.2倍以下の場合、表層から内部にかけてポリスチレン系樹脂比率の傾斜の勾配が小さくなる。その結果、予備発泡粒子を発泡成形して得られる発泡成形体の発泡倍数および耐熱性が低下する。
さらに、本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子は、ATR法赤外分光分析により測定された粒子表面の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1および1376cm−1における吸光度比(D698/D1376)が0.1〜2.5の範囲であることが好ましく、より好ましくは0.8〜2.0の範囲であり、特に好ましくは1.0〜1.5の範囲である。
なお、粒子の表面とは、表面から深さ数μmまでの領域を含む「表層」のことである。
吸光度比が2.5より高いと、予備発泡粒子の表面におけるポリオレフィン系樹脂の比率が低下する。その結果、予備発泡粒子を発泡成形して得られる発泡成形体の耐薬品性および耐衝撃性が低下するので好ましくない。一方、吸光度比が0.1より低いと、予備発泡粒子表面からの発泡剤の散逸が顕著になることにより、型内での成形において粒子同士の融着が悪くなって耐衝撃性が逆に低下したり、収縮などによる発泡成形体の外観の仕上がり状態が悪くなったりする傾向があるので好ましくない。加えて、予備発泡粒子を製造する際に、スチレン系単量体のポリオレフィン系樹脂粒子への含浸、重合に要する時間が長くなって製造効率が低下するので好ましくない。
ここで、本発明におけるATR(Attenuated Total Reflectance)法赤外分光分析とは、全反射吸収(Attenuated Total Reflectance)を利用する一回反射型ATR法により赤外吸収スペクトルを測定する分析方法である。この分析方法は、高い屈折率を持つATRプリズムを試料に密着させ、ATRプリズムを通して赤外線を試料に照射し、ATRプリズムからの反射光を分光分析する方法である。
ATR法赤外分光分析は、試料とATRプリズムとを密着させるだけでスペクトルを測定できるという簡便さ、深さ数μmまでの表面分析が可能であるなどの理由で高分子材料などの有機物をはじめ、種々の物質の表面分析に広く利用されている。
なお、赤外吸収スペクトルから得られる698cm−1における吸光度D698は、ポリスチレン系樹脂に主に含まれるベンゼン環の面外変角振動に由来する698cm−1付近に現わ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1376cm−1における吸光度D1376は、ポリプロピレン系樹脂に含まれる−C−CH炭化水素のCHの対称変角振動に由来する1376cm−1付近に現われるピークの高さをいう。
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な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、本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子の吸光度比から、本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂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1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。
検量線の作成条件は、以下の方法による。
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。
射出成形条件:加熱温度200℃〜250℃、混練時間10分
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
上記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1の検量線が得られる。
図1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=-2.5119X+22.966X (1)
また、図1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)
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子において、難燃剤としては、トリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネートが挙げられる。
難燃剤は、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子100質量部に対して、1.5〜6質量部の範囲とされる。好ましい難燃剤の配合量は、2〜5質量部であり、3〜4質量部がより好ましい。
難燃剤の配合量が1.5質量部より少ないと、予備発泡粒子を二次発泡させて得られる発泡成形体の自己消火性が低下するため好ましくない。一方、難燃剤の配合量が6質量部より多いと、予備発泡粒子を二次発泡させて得られる発泡成形体の加熱寸法変化が大きくなるため好ましくない。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子において、難燃助剤としては、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン、3,4−ジメチル−3,4−ジフェニルヘキサン、ジクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイドの有機過酸化物の群から選択された1種または2種以上が挙げられる。
難燃剤助は、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子100質量部に対して、0.1〜3質量部の範囲とされる。好ましい難燃剤の配合量は、0.5〜2.5質量部であり、1〜2質量部がより好ましい。
難燃助剤の配合量が0.1質量部より少ないと、予備発泡粒子を二次発泡させて得られる発泡成形体の自己消火性が低下するため好ましくない。一方、難燃剤の配合量が3質量部より多いと、予備発泡粒子を二次発泡させて得られる発泡成形体の加熱寸法変化が大きくなるため好ましくない。
また、本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子において、難燃剤および難燃助剤は、粒子表面に多く存在していることが好ましいが、粒子中心部に偏在していてもよい。
本発明に係る自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子は、次の(A)〜(E)の各工程を備えた、本発明に係る自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法により、効率よく、また歩留まりよく製造することができる。
(A)分散剤を含む水性懸濁中に、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子100質量部と、スチレン系単量体100質量部以上400質量部未満と、重合開始剤とを分散させる工程、
(B)得られた分散液を前記スチレン系単量体が実質的に重合しない温度に加熱して前記スチレン系単量体を前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に含浸させる工程、
(C)前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点をT℃としたとき、(T−10)℃〜(T+20)℃の温度で、前記スチレン系単量体の第1の重合を行う工程、
(D)前記第1の重合工程に続いて、スチレン系単量体と、重合開始剤とを加え、かつ、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点をT℃としたとき、(T−25)℃〜(T+10)℃の温度とすることにより、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子への前記スチレン系単量体の含浸および第2の重合を行う工程、
(E)前記第2の重合中の樹脂粒子、もしくは、前記第2の重合終了後の樹脂粒子に、難燃剤と難燃助剤を含浸させる工程。
なお、この(A)〜(E)の各工程は、スチレン系単量体を原料としてビーズ状のポリスチレン系樹脂粒子を製造するポリスチレン系樹脂の懸濁重合法またはシード重合法などの周知の重合方法を実施する際に用いられるオートクレーブ重合装置などを用いて実施できるが、使用する製造装置はこれに限定されない。
前記(A)工程において、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子は、例えば、前記のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂を押出機で溶融し、ストランドカット、水中カット、ホットカットなどにより造粒ペレット化したり、また粉砕機にて直接樹脂粒子を粉砕しペレット化することにより得られる。また、その形状は、真球状、楕円球状(卵状)、円柱状、角柱状などが挙げられる。このカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の好ましい樹脂粒径は、0.5mm〜1.5mmの範囲であり、より好ましくは、0.6mm〜1.0mmの範囲がより好ましい。
また、前記(A)工程において、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂としては、融点が120℃〜145℃であるものが好適である。
前記(A)工程で用いられる分散剤としては、例えば、部分ケン化ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロースなどの有機系分散剤、ピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸カルシウム、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウムなどの無機系分散剤が挙げられる。この内、無機系分散剤が好ましい。無機系分散剤を用いる場合、界面活性剤を併用することが好ましい。このような界面活性剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、α−オレフィンスルホン酸ソーダなどが挙げられる。
また、重合開始剤としては、スチレン系単量体の重合に汎用されている従来周知の重合開始剤を使用できる。例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、t−アミルパーオキシオクトエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−アミルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシビバレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、2,2−ジ−t−ブチルパーオキシブタン、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物、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が挙げられる。なお、重合開始剤は、単独で用いられても併用されてもよい。
また、架橋剤を添加する場合、その添加方法としては、例えば、架橋剤をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂に直接添加する方法、溶剤、可塑剤またはスチレン系単量体に架橋剤を溶解させた上で添加する方法、架橋剤を水に分散させた上で添加する方法などが挙げられる。この内、スチレン系単量体に架橋剤を溶解させた上で添加する方法が好ましい。
スチレン系単量体は、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に含浸させるために、水性媒体に、連続的にあるいは断続的に添加できる。スチレン系単量体は、水性媒体中に徐々に添加していくのが好ましい。水性媒体としては、水、水と水溶性媒体(例えば、アルコール)との混合媒体が挙げられる。
前記(B)工程において、(A)工程で得られた分散液を、スチレン系単量体が実質的に重合しない温度に加熱し、スチレン系単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に含浸させる際の温度は、45℃〜70℃の範囲、好ましくは50℃〜65℃の範囲とする。
この含浸温度が前記範囲未満であると、スチレン系単量体の含浸が不十分となってポリスチレンの重合粉末が生成されるので、好ましくない。一方、含浸温度が前記範囲を超えると、スチレン系単量体がカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に十分含浸される前に重合してしまうので、好ましくない。
前記(C)工程、および(D)工程において、重合温度は重要な要因であり、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂の融点をT℃としたとき、(C)工程(第1の重合)では、(T−10)℃〜(T+20)℃の温度範囲とし、(D)工程(第2の重合)では、(T−25)℃〜(T+10)℃の温度範囲とする。
前記温度範囲で重合を行うことにより、樹脂粒子中心部は、ポリスチレン系樹脂の存在量が多く(つまり、表層にカーボン含有ポリプロピレン系樹脂の存在量が多い)、その結果として、ポリプロピレン系樹脂とポリスチレン系樹脂のそれぞれの長所が生かされ、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および黒度を良好に保持しつつ、自己消火性を有するカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を提供することができる。
重合温度が前記温度範囲より低くなると、得られる樹脂粒子中心部にポリスチレン系樹脂の存在量が少なく、良好な物性を示す樹脂粒子や発泡成形体が得られない。また、重合温度が前記温度範囲より高くなると、スチレン系単量体がカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に十分含浸される前に重合が開始してしまうので、良好な物性を示す樹脂粒子や発泡成形体が得られない。また、耐熱性に優れた高価格の重合設備が必要になる。
また、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に含浸させたスチレン系単量体の重合する工程を、(C)工程(第1の重合)と、(D)工程(第2の重合)との二段階に分ける理由は、一度に多くのスチレン系単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂に含浸させようとすると、スチレン系単量体がカーボン含有ポリプロピレン系樹脂に十分に含浸されず、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂の表面に残るからである。そこで、本発明に係る改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法のように、(C)工程と、(D)工程との二段階に分けることにより、(C)工程においてスチレン系単量体が確実にカーボン含有ポリプロピレン系樹脂の中心部に含浸され、(D)工程においてもスチレン系単量体がカーボン含有ポリプロピレン系樹脂の中心部に向かって含浸される。
前記工程(E)において、前記第2の重合中の樹脂粒子、もしくは、前記第2の重合終了後の樹脂粒子に、難燃剤と難燃助剤を含浸させる際の温度は、難燃剤と難燃助剤を投入する際の温度を、30℃〜90℃の範囲、好ましくは50℃〜70℃の範囲とし、難燃剤と難燃助剤を投入した後の温度を、難燃剤または難燃助剤の融点の内、高い方の融点をt℃としたとき、t℃〜(t+30)℃の温度範囲が好ましい。t℃より低いと難燃剤または難燃助剤が改質ポリスチレン系樹脂粒子に十分に含浸されないおそれがあり、(t+30)℃より高いと耐熱性に優れた高価格の重合設備が必要になる。
前記(E)工程の重合を行った後、反応槽を冷却し、形成された自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を水性媒体と分離することで、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂100質量部に対して、ポリスチレン系樹脂を100質量部以上400質量部未満含有し、かつ、ATR法赤外分光分析により測定された粒子中心部の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1および1376cm−1における吸光度比(D698/D1376)より算出される粒子中心部のポリスチレン系樹脂比率が、粒子全体のポリスチレン系樹脂比率に対して1.2倍以上であるカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子100質量部に対して、難燃剤を1.5質量部以上6質量部未満含有し、かつ、難燃助剤を0.1質量部以上3質量部未満含有する自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子が得られる。
本発明の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法は、分散剤を含む水性懸濁液中に、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子と、スチレン系単量体と重合開始剤とを分散させ、スチレン系単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に含浸させた後、ポリプロピレン系樹脂粒子の融点をT℃としたとき、(T−25)℃〜(T+10)℃の温度で第1段階の重合行い、次に(T−25)℃〜(T+10)℃の温度で第2段階の重合を行い、第2の重合中の樹脂粒子、もしくは、第2の重合終了後の樹脂粒子に、難燃剤と難燃助剤を含浸させることによって、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中に、ATR法赤外分光分析により測定された粒子中心部の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1および1376cm−1における吸光度比(D698/D1376)より算出される粒子中心部のポリスチレン系樹脂比率が、粒子全体のポリスチレン系樹脂比率に対して1.2倍以上であるカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子に難燃剤および難燃助剤を含浸させた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を製造することができる。得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡剤を含浸させて得られた発泡性樹脂粒子を予備発泡後、この発泡粒子を成形型に充填して型内発泡成形した場合、ポリプロピレン系樹脂とポリスチレン系樹脂のそれぞれの長所が生かされ、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および黒度を良好に保持しつつ、自己消火性を有する成形体の製造に適した自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を提供することができる。
本発明は、前述した自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子に発泡剤、好ましくは易揮発性発泡剤を含浸させて得られる、発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法を提供する。
自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子に含浸させる易揮発性発泡剤としては、沸点が重合体の軟化温度以下であり易揮発性を有するもの、例えば、プロパン、n−ブタン、i−ブタン、n−ペンタン、i−ペンタン、シクロペンタン、炭酸ガス、窒素が挙げられ、これらの発泡剤は、単独もしくは2種以上を併用して用いることができる。易揮発性発泡剤の使用量は、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子100質量部に対して5〜25質量部の範囲とすることが好ましい。
さらに、発泡助剤を発泡剤と共に用いてもよい。このような発泡助剤としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、シクロヘキサン、D−リモネンなどの溶剤、ジイソブチルアジペート、ジアセチル化モノラウレート、やし油などの可塑剤(高沸点溶剤)が挙げられる。なお、発泡助剤の添加量としては、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子100質量部に対して0.1〜2.5質量部が好ましい。
また、発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子には、結合防止剤、融着促進剤、帯電防止剤、展着剤などの表面処理剤を添加してもよい。
結合防止剤は、発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させる際の予備発泡粒子同士の合着を防止する役割を果たす。ここで、合着とは、予備発泡粒子の複数個が合一して一体化することをいう。具体例としては、タルク、炭酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、水酸化アルミニウム、エチレンビスステアリン酸アミド、第三リン酸カルシウム、ジメチルポリシロキサンなどが挙げられる。
融着促進剤は、予備発泡粒子を二次発泡成形する際の予備発泡粒子同士の融着を促進させる役割を果たす。具体例としては、ステアリン酸、ステアリン酸トリグリセリド、ヒドロキシステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸ソルビタンエステルなどが挙げられる。
帯電防止剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ステアリン酸モノグリセリドなどが挙げられる。展着剤としては、ポリブテン、ポリエチレングリコール、シリコンオイルなどが挙げられる。なお、前記表面処理剤の総添加量は、改質ポリスチレン系樹脂粒子100質量部に対して0.01〜2.0質量部が好ましい。
自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子中に発泡剤を含浸させる方法は、発泡剤の種類に応じて適宜変更可能である。例えば、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子が分散している水性媒体中に発泡剤を圧入して、該樹脂中に発泡剤を含浸させる方法、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を回転混合機に供給し、この回転混合機内に発泡剤を圧入して該樹脂粒子に発泡剤を含浸させる方法などが挙げられる。なお、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させる温度は、通常、50℃〜140℃とすることが好ましい。
本発明の発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子は、前述した自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させてなるものなので、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および黒度を良好に保持しつつ、自己消火性を有する発泡成形体の製造に適した発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を提供することができる。
本発明は、前述した発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を加熱して予備発泡させて得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子(以下、予備発泡粒子と記す。)とその製造方法を提供する。
この予備発泡の加熱条件や予備発泡に用いる装置は、従来のポリスチレン系樹脂予備発泡粒子の製造の場合と同等とすることができる。例えば、予備発泡装置内で、水蒸気圧0.5〜4.0kg/cmG程度(約0.05〜0.4MPa)の雰囲気下、発泡性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を加熱することによって得ることができる。加熱時間は一般に20〜120秒程度である。
この予備発泡粒子は、通常、0.0166〜0.2g/cmの嵩密度を有する。好ましい嵩密度は0.02〜0.1g/cmである。より好ましい嵩密度は0.025〜0.05g/cmである。嵩密度が0.0166g/cmより小さいと、予備発泡粒子を発泡させて得られる発泡成形体の強度が低下するため好ましくない。一方、嵩密度が0.2g/cmより大きいと、予備発泡粒子を発泡させて得られる発泡成形体の質量が増加するので好ましくない。
また、この嵩密度を嵩発泡倍数で表すと、嵩発泡倍数(倍)=1/嵩密度(g/cm)であることから、この予備発泡粒子は5〜60(倍)の嵩発泡倍数を有し、好ましい嵩発泡倍数は10〜50(倍)であり、より好ましい嵩発泡倍数は20〜40(倍)である。
予備発泡粒子の形態は、その後の型内発泡成形に影響を与えないものであれば、特に限定されない。例えば、真球状、楕円球状(卵状)、円柱状、角柱状などが挙げられる。この内、成形型のキャビティ内への充填が容易である真球状、楕円球状が好ましい。
この予備発泡粒子は、添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、タルク、珪酸カルシウム、エチレンビスステアリン酸アミド、メタクリル酸エステル系共重合体などの発泡核剤、合成あるいは天然に産出される二酸化ケイ素などの充填剤、ジイソブチルアジペート、流動パラフィン、グリセリンジアセトモノラウレート、やし油などの可塑剤、カーボンブラック、グラファイトなどの着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などが挙げられる。
本発明の予備発泡粒子は、前述した発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させてなるものなので、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および黒度を良好に保持しつつ、自己消火性を有する発泡成形体の製造に適した予備発泡粒子を提供することができる。
本発明は、前述した予備発泡粒子を型内発泡成形して得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体(以下、発泡成形体と記す。)とその製造方法を提供する。
前述した予備発泡粒子を発泡成形体とするには、前述した予備発泡粒子を通常24時間程度保持して熟成させ、その後、予備発泡粒子を成形型のキャビティ内に充填し、加熱して型内発泡成形させ、予備発泡粒子同士を融着一体化させることによって所望形状を有する発泡成形体を得ることができる。この型内発泡成形は、例えば、蒸気圧0.5〜4.5kg/cmG程度(約0.05〜0.45MPa)の水蒸気を成形型内に導入することによって行うことができる。
また、本発明の発泡成形体は、FMVSS 302に準拠した燃焼速度が0mm/minであり、かつ、JIS K 6767に準拠した80℃の条件下における寸法変化測定における収縮率が1.0%以下であることが好ましい。この収縮率が1.0%を超えると、寸法の安定性に欠け好ましくない。
なお、収縮率は小さい程望ましいので、その下限値を特に設ける必要はない。例えば、収縮率の下限値は0であることが望ましい。
本発明の発泡成形体は、通常、0.0166〜0.2g/cmの密度を有する。好ましくは、密度が0.02〜0.1g/cmの範囲であり、より好ましくは、密度が0.025〜0.05g/cmの範囲である。
該発泡成形体の密度が0.0166g/cmより小さいと、予備発泡粒子を発泡させて得られる発泡成形体の強度が低下するため好ましくない。一方、発泡成形体の密度が0.2g/cmより大きいと、予備発泡粒子を発泡させて得られる発泡成形体の質量が増加するので好ましくない。また、この密度を発泡倍数で示すと、発泡倍数(倍)=1/密度(g/cm)であることから、この発泡成形体は5〜60(倍)の発泡倍数を有し、好ましい発泡倍数は10〜50(倍)であり、より好ましい発泡倍数は20〜40(倍)である。
さらに、本発明の発泡成形体は、発泡倍数が5〜60倍の範囲であり、好ましくは、発泡倍数が10〜50倍の範囲である。より好ましくは、発泡倍数が20〜40倍の範囲である。
発泡成形体の発泡倍数が5倍より小さいと、予備発泡粒子を発泡させて得られる発泡成形体の質量が増加するので好ましくない。一方、該発泡成形体の発泡倍数が60倍より大きいと、予備発泡粒子を発泡させて得られる発泡成形体の強度が低下するため好ましくない。
本発明の発泡成形体は、前述したカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を型内発泡成形したものなので、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性、黒度および自己消火性に優れた発泡成形体を提供することができる。
前述のように得られた発泡成形体は、車輛用バンパーの芯材、ドア内装緩衝材などの車輛用緩衝材、電子部品、各種工業資材、食品などの搬送容器などの各種用途に用いることができる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下の実施例における融点、嵩密度、加熱寸法変化率、耐薬品性、吸光度比、の測定法を下記する。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下の実施例における融点、嵩密度、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度、吸光度比、の測定法を下記する。
<融点>
JIS K7122:1987「プラスチックの転移熱測定方法」記載の方法により測定した。すなわち、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充填して、窒素ガス流量30ml/minのもと、室温から220℃の間で10℃/minの昇・降温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した。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した。
<嵩密度>
予備発泡粒子の嵩密度は下記の要領で測定した。
まず、予備発泡粒子を500cm3、メスシリンダ内に500cm3の目盛りまで充填した。なお、メスシリンダを水平方向から目視し、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した。
次に、メスシリンダ内に充填した予備発泡粒子の質量を小数点以下2位の有効数字で秤量し、その質量をW(g)とした。
そして、下記の式により予備発泡粒子の嵩密度を算出した。
嵩密度(g/cm3)=W/500
<嵩発泡倍数>
予備発泡粒子の嵩発泡倍数は、次式により算出した。
嵩発泡倍数(倍)=1/密度(g/cm
<密度>
発泡成形体の密度は下記の要領で測定した。
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。
50cm以上(半硬質および軟質材料の場合は100cm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/cm)=試験片質量(g)/試験片体積(cm
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。
<発泡倍数>
発泡成形体の発泡倍数は、次式により算出した。
発泡倍数(倍)=1/密度(g/cm
<加熱寸法変化率>
加熱寸法変化率はJIS K 6767:1999K「発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」記載のB法にて測定した。
試験片は150×150×原厚み(mm)として、その中央部に縦および横方向にそれぞれ互いに平行に3本の直線を50mm間隔になるよう記入し、80℃の熱風循環式乾燥機の中に168時間置いた後に取出し、標準状態の場所に1時間放置後、縦および横線の寸法を下記式によって測定した。
S=(L−L)/L×100
式中、Sは加熱寸法変化率(%)、Lは加熱後の平均寸法(mm)、Lは初めの平均寸法(mm)をそれぞれ表す。
加熱寸法変化率Sは、以下の基準で評価した。
○:0≦S<1;寸法変化率が低く、寸法の安定性が良好であった。
×:S≧1;寸法の変化が著しく大きく、実用上使用不可能であった。
<耐薬品性>
発泡成形体から縦100mm×横100mm×厚み20mmの平面長方形状の板状試験片を切り出し、23℃、湿度50%の条件下で24時間放置した。なお、試験片の上面全面が発泡成形体の表面から形成されるように試験片を発泡成形体から切り出した。
次に、薬品としてガソリン1gを均一に塗布し、23℃、湿度50%の条件で60分放置した。
その後、試験片の上面から薬品を拭き取り、試験片の上面を目視観察して下記基準に基づいて判断した。
○:良好 変化なし
△:やや悪い 表面軟化
×:悪い 表面陥没(収縮)
<燃焼速度>
燃焼速度は、米国自動車安全基準FMVSS 302に準拠した方法で測定した。
試験片は、嵩発泡倍数30倍、350mm×100mm×12mm(厚み)とし、少なくとも350mm×100mmの二面には表皮が存在するものとした。
燃焼速度は、以下の基準で評価した。
○:嵩発泡倍数30倍の発泡成形体において、測定開始点に達する前に消火した場合。この場合の燃焼速度を0mm/minとする。
×:嵩発泡倍数30倍の発泡成形体において、燃焼速度が0mm/minより大きい場合。
<粒子中心部または表層の吸光度比とポリスチレン系樹脂比率>
吸光度比(D698/D1376)は下記の要領で測定した。
すなわち、無作為に選択した10個の各予備発泡粒子の粒子中心部または表面を、ATR法赤外分光分析を行なって赤外線吸収スペクトルを得た。
ここで、粒子中心部の測定では、各予備発泡粒子を二等分(例えば、粒径5mmの予備発泡粒子を2.5±0.5mmに切断する。)し、さらにその切断面の中心(少なくとも円の中心から1/4より内側)にATRプリズムを密着させて測定した。
また、表面の測定では、各予備発泡粒子の表面にATRプリズムを密着させて測定する。
各赤外線吸収スペクトルから吸光度比(D698/D1376)をそれぞれ算出し、最小の吸光度比と最大の吸光度比を除外した。そして、残余の8個の吸光度比の相加平均を吸光度比(D698/D1376)とした。なお、吸光度比(D698/D1376)は、例えば、Nicolet社(現在の社名:Thermofisher社)から商品名「フーリエ変換赤外分光光度計 MAGMA560」で販売されている測定装置を用いて測定した。
ポリスチレン系樹脂比率(質量%)は、前述の検量線に基づいて、吸光度比(D698/D1376)から算出した。
<粒子全体の吸光度比とポリスチレン系樹脂比率>
吸光度比(D698/D1376)は下記の要領で測定した。
すなわち、予備発泡粒子を加熱温度200℃〜250℃で加熱減容し、冷却した後に粉砕し、粉砕物を2g精秤した。
この粉砕物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測定試料を得た。
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た。
射出成形条件:加熱温度200℃〜250℃、混練時間10分
測定試料の表面を、ATR法赤外分光分析を行なって赤外吸収スペクトルを得た。
各赤外吸収スペクトルから吸光度比(D698/D1376)を算出した。なお、吸光度比(D698/D1376)は、例えば、Nicolet社(現在の社名:Thermofisher社)から商品名「フーリエ変換赤外分光光度計 MAGMA560」で販売されている測定装置を用いて測定した。
ポリスチレン系樹脂比率(質量%)は、前述の検量線に基づいて、吸光度比(D698/D1376)から算出した。
[実施例1]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1880gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)120gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを6質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子600g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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.6gを溶解させたスチレン単量体300gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも5℃低い135℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より20℃低い120℃にして、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4.2gを溶解したスチレン単量体1100gを5時間30分かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った。
この滴下終了後、120℃で1時間保持した後に140℃に昇温し3時間保持して重合を完結し、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、トリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネート(日本化成社製)40gと、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)20gを投入し、投入後、反応系の温度を140℃に昇温し、4時間攪拌を続け、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
次に、常温まで冷却し、該樹脂粒子を5Lオートクレーブから取り出した。取り出し後の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子2kgと水2Lを再び攪拌機付5Lオートクレーブに投入し、発泡剤としてブタン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自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
次に、得られた発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を嵩発泡倍数30倍に予備発泡させ、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を1日間室温に放置した後、400mm×300mm×50mmの大きさのキャビティを有する成形型の該キャビティ内に充填し、成形型に0.20MPaの水蒸気を50秒間導入して加熱し、その後、発泡成形体の最高面圧が0.001MPaに低下するまで冷却して、発泡成形体を得た。この成形条件により外観、融着とも良好な発泡成形体を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
[実施例2]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1940gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)60gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを3質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.8gを溶解させたスチレン単量体400gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも5℃低い135℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より20℃低い120℃にして、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(日本油脂社製)3.6gを溶解したスチレン単量体800gを4時間かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った以外は実施例1と同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
[実施例3]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1880gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)120gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを6質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子1000g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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド1.0gを溶解させたスチレン単量体500gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも5℃低い135℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より20℃低い120℃にして、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3gを溶解したスチレン単量体500gを2時間30分かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った。
この滴下終了後、120℃で1時間保持した後に140℃に昇温し3時間保持して重合を完結し、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、トリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネート(日本化成社製)100gと、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)40gを投入し、投入後、反応系の温度を140℃に昇温し、4時間攪拌を続け、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た以外は実施例1と同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
[実施例4]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1880gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)120gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを6質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.8gを溶解させたスチレン単量体400gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも5℃低い135℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より20℃低い120℃にして、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800gを4時間かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った。
この滴下終了後、120℃で1時間保持した後に140℃に昇温し3時間保持して重合を完結し、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、トリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネート(日本化成社製)100gと、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)40gを投入し、投入後、反応系の温度を140℃に昇温し、4時間攪拌を続け、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た以外は実施例1と同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
[実施例5]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1940gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)60gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを3質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.8gを溶解させたスチレン単量体400gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも5℃低い135℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より20℃低い120℃にして、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800gを4時間かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った。
この滴下終了後、120℃で1時間保持した後に140℃に昇温し3時間保持して重合を完結し、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、トリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネート(日本化成社製)40gと、ジクミルパーオキサイド(日本油脂社製)20gを投入し、投入後、反応系の温度を140℃に昇温し、4時間攪拌を続け、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た以外は実施例1と同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
[実施例6]
ポリプロピレン系樹脂(サンアロマー社製、商品名「PC540R」、融点:132℃)1940gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)60gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを3質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.8gを溶解させたスチレン単量体400gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも8℃高い140℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より7℃低い125℃にして、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800gを4時間かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った以外は実施例1と同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
[比較例1]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1880gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)120gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを6質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子600g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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.6gを溶解させたスチレン単量体300gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも20℃低い120℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より30℃低い110℃にして、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4.2gを溶解したスチレン単量体1100gを5時間30分かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った以外は実施例1と同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
[比較例2]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1940gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)60gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを3質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.8gを溶解させたスチレン単量体400gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも20℃低い120℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より30℃低い110℃にして、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800gを4時間かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った以外は実施例1と同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
[比較例3]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1940gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)60gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを3質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子1000g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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド1.0gを溶解させたスチレン単量体500gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも20℃低い120℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より30℃低い110℃にして、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3gを溶解したスチレン単量体500gを2時間30分かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った。
この滴下終了後、120℃で1時間保持した後に140℃に昇温し3時間保持して重合を完結し、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、トリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネート(日本化成社製)100gと、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)20gを投入し、投入後、反応系の温度を140℃に昇温し、4時間攪拌を続け、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た以外は実施例1同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
[比較例4]
ポリプロピレン系樹脂(サンアロマー社製、商品名「PC540R」、融点:132℃)1880gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)120gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを6質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.8gを溶解させたスチレン単量体400gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも8℃高い140℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より13℃高い145℃にして、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800gを4時間かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った。
この滴下終了後、120℃で1時間保持した後に140℃に昇温し3時間保持して重合を完結し、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、トリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネート(日本化成社製)100gと、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)40gを投入し、投入後、反応系の温度を140℃に昇温し、4時間攪拌を続け、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た以外は実施例1同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
[比較例5]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1880gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)120gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを6質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子600g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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.6gを溶解させたスチレン単量体300gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも20℃低い120℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より30℃低い110℃にして、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4.2gを溶解したスチレン単量体1100gを5時間30分かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った。
この滴下終了後、120℃で1時間保持した後に140℃に昇温し3時間保持して重合を完結し、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、トリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネート(日本化成社製)80gと、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)30gを投入し、投入後、反応系の温度を140℃に昇温し、4時間攪拌を続け、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た以外は実施例1と同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
[比較例6]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1880gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)120gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを6質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子600g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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.6gを溶解させたスチレン単量体300gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも5℃低い135℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より20℃低い120℃にして、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4.2gを溶解したスチレン単量体1100gを5時間30分かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った。
この滴下終了後、120℃で1時間保持した後に140℃に昇温し3時間保持して重合を完結し、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、トリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネート(日本化成社製)40gを投入し、投入後、反応系の温度を140℃に昇温し、4時間攪拌を続け、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た以外は実施例1同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
[比較例7]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1940gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)60gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを3質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.8gを溶解させたスチレン単量体400gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも5℃低い135℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より20℃低い120℃にして、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800gを4時間かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った。
この滴下終了後、120℃で1時間保持した後に140℃に昇温し3時間保持して重合を完結し、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、トリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネート(日本化成社製)40gと、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)80gを投入し、投入後、反応系の温度を140℃に昇温し、4時間攪拌を続け、自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た以外は実施例1同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にして自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
[比較例8]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1880gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#680B」)120gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを6質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子300g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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.8gを溶解させたスチレン単量体100gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも5℃低い135℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より20℃低い120℃にして、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5.4gを溶解したスチレン単量体1600gを8時間かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った以外は実施例1と同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
また、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性の測定を行った。
[比較例9]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1880gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#680B」)120gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを6質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子1200g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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.8gを溶解させたスチレン単量体300gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも5℃低い135℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より20℃低い120℃にして、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2.4gを溶解したスチレン単量体400gを2時間かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った以外は実施例1と同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子(嵩発泡倍数30倍)を得ようと試みたが、発泡性が低く、嵩発泡倍数10倍までのものしか得られなかった。
なお、発泡倍数30倍の発泡成形体は得られなかった。
[比較例10]
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)1880gと、ファーネスブラック(三菱化学社製、商品名「#650B」)120gを混合し、この混合物を押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、ポリプロピレン系樹脂に、ファーネスブラックを6質量%含有させた球状(卵状)のカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり80mmg、平均粒子径約1mmに調整した。
次に、攪拌機付5Lオートクレーブに、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子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℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.8gを溶解させたスチレン単量体400gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点よりも5℃低い135℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をカーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点より20℃低い120℃にして、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800gを4時間かけて滴下し、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った。
この滴下終了後、120℃で1時間保持した後に140℃に昇温し3時間保持して重合を完結し、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
次に、常温まで冷却し、該樹脂粒子を5Lオートクレーブから取り出した。取り出し後のカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子2kgと水2Lを再び攪拌機付5Lオートクレーブに投入し、発泡剤としてブタン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カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
次に、得られた発泡性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を嵩発泡倍数30倍に予備発泡させ、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を得た。
そして、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、吸光度の測定を行い、ポリスチレン系樹脂比率を算出した。
また、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて、実施例1と同様にしてカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
そして、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体を用いて、発泡倍数、加熱寸法変化率、耐薬品性、燃焼速度の測定を行った。
実施例1〜6の製造条件、得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体に対する前記各試験の測定結果および評価結果を表1に記す。
比較例1〜5の製造条件、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体に対する前記各試験の測定結果および評価結果を表2に記す。
比較例6〜10の製造条件、得られたカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体に対する前記各試験の測定結果および評価結果を表3に記す。
なお、表1〜3において、「PP」はポリプロピレン系樹脂を示し、「PS」はポリスチレン系樹脂を示す。
また、表1〜3において、PP樹脂Aはプライムポリマー社製F−744NPを示し、PP樹脂Bはサンアロマー社製PC540Rを示す。
まあた、表1〜3において、難燃助剤Aは化薬アクゾ社製、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタンを示し、難燃助剤Bは日本油脂社製、ジクミルパーオキサイドを示す。
Figure 0005138254
Figure 0005138254
Figure 0005138254
表1〜3の結果から、本発明に係る実施例1〜6で製造した発泡成形体は、ATR法赤外分光分析により測定された粒子中心部の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1および1376cm−1における吸光度比(D698/D1376)より算出される粒子中心部のポリスチレン系樹脂比率が、粒子全体のポリスチレン系樹脂比率に対して1.2倍未満である比較例1〜4で製造した発泡成形体と比べ、燃焼速度が優れていた。また、実施例1〜6で製造した発泡成形体は、ATR法赤外分光分析により測定された粒子中心部の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1および1376cm−1における吸光度比(D698/D1376)より算出される粒子中心部のポリスチレン系樹脂比率が、粒子全体のポリスチレン系樹脂比率に対して1.2倍未満である比較例3〜5で製造した発泡成形体と比べ、加熱寸法変化率が優れていた。
また、実施例1〜6で製造した発泡成形体は、難燃助剤を含まない比較例6、および、難燃剤および難燃助剤を含まない比較例10で製造した発泡成形体と比べ、燃焼速度が優れていた。
また、実施例1〜6で製造した発泡成形体は、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子100質量部に対して、難燃助剤を4質量部含有する比較例7で製造した発泡成形体と比べ、加熱寸法変化率が優れていた。
また、実施例1〜6で製造した発泡成形体は、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂100質量部に対して、ポリスチレン系樹脂を約566質量部含有する比較例8で製造した発泡成形体と比べて、耐薬品性、加熱寸法安定性が優れていた。
また、実施例1〜6で製造した発泡成形体は、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂100質量部に対して、ポリスチレン系樹脂を約66質量部含有する比較例9で製造した発泡成形体と比べて、発泡成形性が優れていた。
従って、本発明によれば、ポリスチレン系樹脂発泡成形体とポリプロピレン系樹脂発泡成形体の双方の欠点を改善して、剛性、発泡成形性、耐薬品性、耐熱性および自己消火性に優れた発泡成形体を提供できることが実証された。
ポリスチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂からなる成形体を標準試料とし、この標準試料の吸光度比を測定して、ポリスチレン系樹脂比率(質量%)と吸光度比(D698/D1376)の関係をグラフ化した検量線である。

Claims (14)

  1. カーボン含有ポリプロピレン系樹脂100質量部に対して、ポリスチレン系樹脂を100質量部以上400質量部未満含有し、かつ、ATR法赤外分光分析により測定された粒子中心部の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1および1376cm−1における吸光度比(D698/D1376)より算出される粒子中心部のポリスチレン系樹脂比率が、粒子全体のポリスチレン系樹脂比率に対して1.2倍以上であるカーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子100質量部に対して、難燃剤を1.5質量部以上6質量部未満含有し、かつ、難燃助剤を0.1質量部以上3質量部未満含有することを特徴とする自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子。
  2. ATR法赤外分光分析により測定された粒子表面の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1および1376cm−1における吸光度比(D698/D1376)が0.1〜2.5の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子。
  3. 前記難燃剤はトリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネートであり、前記難燃助剤は2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン、3,4−ジメチル−3,4−ジフェニルヘキサン、ジクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイドの群から選択された1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子。
  4. 1〜8質量%のカーボン粒子を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子に発泡剤が含浸されてなることを特徴とする発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子。
  6. 請求項5に記載の発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させてなることを特徴とする自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子。
  7. 請求項6に記載の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を型内に充填し発泡成形させてなることを特徴とする自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体。
  8. FMVSS 302に準拠した燃焼速度が0mm/minであり、かつ、JIS K 6767に準拠した80℃の条件下における寸法変化測定における収縮率が1.0%以下であり、発泡倍数が20〜40倍であることを特徴とする請求項7に記載の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体。
  9. 分散剤を含む水性懸濁中に、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子100質量部と、スチレン系単量体100質量部以上400質量部未満と、重合開始剤とを分散させる工程と、
    得られた分散液を前記スチレン系単量体が実質的に重合しない温度に加熱して前記スチレン系単量体を前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子に含浸させる工程と、
    前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点をT℃としたとき、(T−10)℃〜(T+20)℃の温度で、前記スチレン系単量体の第1の重合を行う工程と、
    前記第1の重合工程に続いて、スチレン系単量体と、重合開始剤とを加え、かつ、(T−25)℃〜(T+10)℃の温度とすることにより、前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子への前記スチレン系単量体の含浸および第2の重合を行う工程と、
    前記第2の重合中の樹脂粒子、もしくは、前記第2の重合終了後の樹脂粒子に、難燃剤と難燃助剤を含浸させる工程とを有することを特徴とする自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
  10. 前記カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子の融点は120℃〜145℃であることを特徴とする請求項9に記載の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
  11. 請求項9または10に記載の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、カーボン含有ポリプロピレン系樹脂粒子が、プロピレン−エチレン共重合体であることを特徴とする自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
  12. 請求項9〜11のいずれか1項に記載の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法により得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を得ることを特徴とする発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
  13. 請求項12に記載の発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法により得られた発泡性自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂粒子を加熱し予備発泡させて発泡粒子を得ることを特徴とする自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
  14. 請求項13に記載の自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子の製造方法により得られた自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子を成形型のキャビティ内に充填し、次いで型内発泡成形し、次いで成形体を成形型から離型することを特徴とする自己消火性カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。

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