JPH10226731A - 発泡性スチレン系樹脂粒子およびその製造方法 - Google Patents

発泡性スチレン系樹脂粒子およびその製造方法

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JPH10226731A
JPH10226731A JP3008197A JP3008197A JPH10226731A JP H10226731 A JPH10226731 A JP H10226731A JP 3008197 A JP3008197 A JP 3008197A JP 3008197 A JP3008197 A JP 3008197A JP H10226731 A JPH10226731 A JP H10226731A
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JP
Japan
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styrene
silicone compound
resin particles
modified silicone
styrene resin
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JP3008197A
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English (en)
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Shigeru Namieno
滋 波江野
Tetsuya Kato
哲也 加藤
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形工程において、より短い成形時間で成形
可能であること、およびより高い強度を有する発泡成形
体を得ることができること、のいずれをも満足する発泡
性スチレン系樹脂粒子およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 スチレン系樹脂粒子に、下記(A)およ
び(B)を、下記割合で含浸させてなる発泡性スチレン
系樹脂粒子。 (A):易揮発性発泡剤(スチレン系単量体との合計量
に対し、3〜10重量%) (B):メチルスチレン変性シリコーン化合物またはア
ルキル変性シリコーン化合物(スチレン系単量体との合
計量に対し、0.01〜1.0重量%)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は食品容器や梱包,緩
衝材として有用な発泡性スチレン系樹脂粒子およびその
製造方法に関する。さらに詳しくは、成形工程におい
て、1ショット当たりの成形時間の短縮を可能とし、か
つ高い強度を有する成形品を得ることのできる発泡性ス
チレン系樹脂粒子およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、食品用容器や梱包,緩衝材に用い
られる発泡プラスチックとしては、優れた断熱性,経済
性,衛生性をもつ発泡スチロールが多く使用されてい
る。発泡スチロール成形品の生産性は、1ショット当た
りの成形時間の長短によって左右される。例えば、通
常、1ショット当たり、120秒を要していたものが、
100秒となるだけで、20%生産性が向上する。従っ
て、成形時間の短縮可能性は発泡性スチレン系樹脂粒子
の特性として、最も重要な特性の一つである。一方、成
形品の強度は主に密度によって決定されるが、使用済み
発泡スチロールの問題や、より経済性の追求から、より
低い密度の成形品で、より高い強度を示すことが重要で
ある。
【0003】一般に、工業的に行われている発泡スチロ
ール成形品の製造方法は、発泡性スチレン系樹脂粒子を
スチーム等により加熱し、所望の嵩密度まで発泡(予備
発泡)させ、熟成工程を経た後、成形金型に充填され再
度加熱され発泡スチロール成形品とする方法がおこなわ
れている。このとき、得られる発泡スチロール成形品の
密度はほぼ予備発泡での嵩密度と同じとなる。嵩密度の
設定は、発泡スチロール成形品に要求される強度と、発
泡性スチレン系樹脂粒子が持つ発泡性能によって決定さ
れる。
【0004】例えば、家電品等の梱包材や魚箱等の食品
容器に用いられるものは、おおよそ0.02〜0.01
7g/cm3,建材等に用いられる通称「ブロック」と
呼ばれる大型成形品では0.02〜0.01g/c
3,構造部材等に用いられる成形品では0.2〜0.
02g/cm3の嵩密度で市場に供されている。
【0005】一般に、発泡スチロールにおける、1ショ
ット当たりの成形時間と成形品の強度との関係は、成形
時間が長い特性を有するものは、成形品でも高い強度を
有する性質があり、逆に成形時間の短いものは、低い強
度を示すものとなっていた。
【0006】発泡スチロールの成形時間を短縮する方法
は、過去に提案されている。例えば、特公昭58−56
568号公報では、発泡性スチレン系樹脂粒子の表面
に、常温で固体で60メッシュ以下の粉末状の脂肪族カ
ルボン酸と脂肪族アルコールのエステルを被覆する方法
が提案されている。この方法は、成形時間のうち、冷却
時間を大幅に短縮でき、成形時間の短縮には有効である
が、成形サイクルの短縮を、被覆剤を用いて発泡粒子表
面に微細なクラックを生じせしめることによって行って
いるため、強度の低下は避けられないものであった。
【0007】同様な方法として、特開昭60−1951
35号公報ではパラフィンワックスのエマルジョンを,
特開昭51−135969号公報では流動パラフィン
を,特開昭52−865号公報では特定されたシリコー
ン化合物を,特開昭59−202235号公報ではポリ
エーテルを発泡性スチレン系樹脂粒子または発泡粒子表
面に被覆する方法が提案されている。しかし、これらの
方法は、いづれも、前述の方法と同様な効果によるもの
であるため、成形品としたときの強度低下は避けられな
かった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、成
形工程において、より短い成形時間で成形可能であるこ
と、およびより高い強度を有する発泡成形体を得ること
ができること、のいずれをも満足する発泡性スチレン系
樹脂粒子およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、主に梱
包材,食品容器等に用いられる発泡性スチレン系樹脂粒
子であって、発泡スチロール成形体としたときに、強度
を維持しながら、より成形時間を短縮することが可能な
発泡性スチレン系樹脂粒子組成物およびその製造方法で
ある。即ち、本発明は、スチレン系単量体を重合して得
られるスチレン系樹脂粒子に、下記(A)および(B)
を、下記割合で含浸させてなる発泡性スチレン系樹脂粒
子に関する。 (A):易揮発性発泡剤(スチレン系単量体との合計量
に対し、3〜10重量%) (B):メチルスチレン変性シリコーン化合物またはア
ルキル変性シリコーン化合物(スチレン系単量体との合
計量に対し、0.01〜1.0重量%)
【0010】また、本発明は、その平均粒子径が、0.
05〜2.0mmである前記発泡性スチレン系樹脂粒子
に関する。
【0011】また、本発明は、スチレン系単量体を反応
槽で懸濁重合する際または懸濁重合完結後、反応槽に易
揮発性発泡剤をスチレン系単量体との合計量に対し3〜
10重量%、およびメチルスチレン変性シリコーン化合
物またはアルキル変性シリコーン化合物をスチレン系単
量体との合計量に対し0.01〜1.0重量%導入し
て、スチレン系樹脂粒子に易揮発性発泡剤およびシリコ
ーン化合物を含浸させることを特徴とする発泡性スチレ
ン系樹脂粒子の製造方法に関する。
【0012】また、本発明は、前記メチルスチレン変性
シリコーン化合物またはアルキル変性シリコーン化合物
の含浸が、シリコーン化合物を前記発泡剤または溶媒に
溶解して反応槽に導入することにより、発泡剤の含浸と
同時に行なう発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法に関
する。
【0013】さらに、本発明は、得られる発泡性スチレ
ン系樹脂粒子の平均粒子径が、0.05〜2.0mmで
ある発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法に関する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。 I.発泡性スチレン系樹脂粒子 本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子は、スチレン系樹脂
粒子に、下記(A)および(B)を含浸させてなるもの
である。
【0015】1.スチレン系樹脂粒子 本発明に用いられるスチレン系樹脂粒子は、スチレン系
単量体を懸濁重合することにより得ることができる。本
発明に用いられるスチレン系単量体としては、スチレン
またはスチレンを主成分とし、α−メチルスチレン,ク
ロルスチレン,ビニルトルエン等のスチレン誘導体;ア
クリル酸メチル,アクリル酸エチル,アクリル酸ブチル
等のアクリル酸エステル類;メタクリル酸メチル,メタ
クリル酸エチル,メタクリル酸ブチル等のメタクリル酸
エステル類等との混合単量体を挙げることができる。
【0016】2.易揮発性発泡剤 本発明に用いられる易揮発性発泡剤(A)としては、プ
ロパン,イソブタン,ノルマルブタン,イソペンタン,
ノルマルペンタン等の脂肪族炭化水素の中から適宜選ぶ
ことができる。また、発泡助剤として、炭素数が6以上
の脂肪族炭化水素の他に、シクロヘキサン等の脂環族炭
化水素や芳香族炭化水素を併用することもできる。含有
する発泡剤の配合割合はスチレン系樹脂粒子との合計量
に対し3〜10重量%である。3重量%未満では発泡性
を付与することは困難であり、10重量%を越える発泡
剤は必要ない。
【0017】3.メチルスチレン変性シリコーン化合物 本発明に用いられるメチルスチレン変性シリコーン化合
物とは、ポリジメチルシロキサンのメチル基をαメチル
スチレン等により変性したスチレン変性ポリジメチルシ
ロキサン、スチレン変性ポリジメチルシロキサン ブロ
ックとポリジメチルシロキサン ブロックとのコポリマ
ー等を意味する。
【0018】また、本発明で用いられるアルキル変性シ
リコーン化合物とは、ポリジメチルシロキサンのメチル
基が、アルキル基で置換されたアルキル変性ポリジメチ
ルシロキサン、アルキル変性ポリジメチルシロキサン
ブロックとポリジメチルシロキサン ブロックとのコポ
リマー等を意味する。
【0019】4.平均粒子径 本発明に用いられるスチレン系樹脂粒子の平均粒子径
は、0.05〜2.0mmであることが好ましい。平均
粒子径が0.05mm未満及び2.0mmを越える粒子
を安定的に懸濁重合で得ることは一般に困難である。
【0020】発泡剤およびシリコーン化合物を含浸させ
た発泡性スチレン系樹脂粒子の表面に表面被覆剤を被覆
してもよい。このような被覆剤としては通常発泡性ポリ
スチレンに用いられるものをそのまま用いることができ
る。例えば、ジンクステアレート,ステアリン酸トリグ
リセライド,ステアリン酸モノグリセライド,ひまし硬
化油,アミド化合物,シリコーン類,静電気防止剤など
を挙げることができる。本発明においては、スチレン系
樹脂粒子に発泡剤およびシリコーン化合物を含浸させ脱
水乾燥した後、前述の表面被覆剤を被覆してもよい。
【0021】メチルスチレン変性シリコーン化合物また
はアルキル変性シリコーン化合物は、スチレン系樹脂粒
子との合計量に対し、0.01重量%以上,1.0重量
%以下として用いられる。0.01重量%未満では、十
分な成形時間短縮効果を発現することが難しく、1.0
重量%を越えると、溶融樹脂の発生等の弊害が出てく
る。
【0022】II.発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法 本発明においては、スチレン系単量体を反応槽で懸濁重
合する際(通常は重合の後半)または懸濁重合完結後、
易揮発性発泡剤である易揮発性炭化水素およびメチルス
チレン変性シリコーン化合物またはアルキル変性シリコ
ーン化合物を反応槽に導入し、スチレン系樹脂粒子にこ
れらを含浸させる。この場合メチルスチレン変性シリコ
ーン化合物またはアルキル変性シリコーン化合物を発泡
剤等に溶解して反応槽に導入することにより、発泡剤の
含浸と同時に行うことが好ましい。
【0023】このため、メチルスチレン変性シリコーン
化合物またはアルキル変性シリコーン化合物は、発泡剤
として用いられる室温では液体の易揮発性炭化水素、例
えばペンタン,ヘキサン、あるいは可塑剤として用いら
れる芳香族炭化水素、例えばスチレン,エチルベンゼ
ン,トルエン等に溶解しうるものであることが好まし
い。
【0024】こうした性質を持つメチルスチレン変性シ
リコーン化合物またはアルキル変性シリコーン化合物と
しては、αメチルスチレン変性シリコーン化合物が、信
越化学工業社製:商品名KF−410,アルキル変性シ
リコーン化合物が、信越化学工業社製:商品名KF−4
12,F−413,KF−414として、またダウコー
ニング・シリコーン社製:商品名SF8416,SH2
03,SH230として市販されている。
【0025】メチルスチレン変性シリコーン化合物また
はアルキル変性シリコーン化合物の含浸温度は、通常易
揮発性発泡剤を含浸する温度と同等である60℃〜12
0℃の範囲から適宜選ばれる。
【0026】なお、スチレン系単量体の懸濁重合は従来
既知の方法、たとえば、分散剤を含む水性媒体中に有機
過酸化物を溶解したスチレン系単量体を分散させ、ラジ
カルを発生させて重合を行う方法を用いることができ
る。
【0027】懸濁重合及び発泡剤の含浸に際して使用さ
れる分散剤としては、難溶性無機塩と界面活性とを併用
するものや、ポリビニルアルコール(PVA)等の有機
分散剤など従来公知のものを用いることができる。懸濁
重合に際し使用されるによる有機過酸化物としては10
時間半減分解温度が50〜100℃である従来公知のも
のを用いることができる。例えば、ラウロイル パーオ
キサイド,ベンゾイルパーオキサイド,t−ブチル パ
ーオキシ ベンゾエート,t−ブチル パーオキシ イソ
プロピル カーボネイト等を挙げることができる。
【0028】また連鎖移動剤としては、オクチルメルカ
プタン,ドデシルメルカプタン,α−メチルスチレンダ
イマー等、従来既知のものを挙げることができる。
【0029】
【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに具体的
に説明する。 [実施例1]攪拌機付属の16リットルのオートクレー
ブ中に、純水6000g,燐酸3カルシュウム9g,ド
デシルベンゼンスルホン酸Na0.30g,硫酸Na
4.2gを入れ、200回転/分で攪拌しながら仕込ん
だ。つづいて、スチレン 6000g、ベンゾイルパー
オキサイド15.0g、t−ブチルパーオキシイソプロ
ピル カーボネート2.4g、エチレンビスアミド3g
を攪拌しながら仕込んだ。仕込み完了後90℃まで昇温
した。燐酸三カルシウムを昇温完了の2時間後に3g、
3時間後に6g、それぞれ追加した。引き続き90℃で
4時間保温し重合率95%まで進めた。引き続き、シク
ロヘキサン90gに溶解したαメチルスチレン変性ポリ
ジメチルシロキサン化合物(信越化学社製:商品名:K
F410)6g,ブタン480gを順次、オートクレー
ブに圧入したのち、110℃に昇温し、更に4時間保温
したのち室温まで冷却し、重合,発泡剤の含浸工程を終
了した。 <後処理>取り出したスラリーを洗浄,脱水,乾燥,し
たのち、14メッシュ通過,22メッシュ残で分級し、
更にジンクステアレート0.08重量%,ひまし硬化油
0.05重量%を表面被覆し発泡性スチレン系樹脂体粒
子を得た。得られた発泡性スチレン系樹脂粒子の発泡剤
の配合割合,残留スチレン量,成形サイクル、成形品曲
げ強度を表1に示す。
【0030】[実施例2〜5および比較例1,2]実施
例1において、シリコーン化合物およびその配合割合を
表1に示すものに変えたこと以外は実施例1と同様に懸
濁重合,発泡剤含浸を実施した。実施例2〜5の結果を
表1に、比較例1,2の結果を表2に示す。
【0031】[比較例3]比較例1において得られた発
泡性スチレン系樹脂粒子の表面にステアリン酸トリグリ
セライドを0.1重量%被覆したこと以外は比較例1と
同様にした。比較例3の結果を表2に示す。
【0032】表1および表2に示す特性評価方法は以下
の通りである。残留スチレン量の定量は厚生省告示昭和
57年第20号に準じてガスクロマトグラフで測定し
た。
【0033】発泡剤の配合割合は、200℃で7分間で
の加熱減量値から、残留スチレン量を除いた値を重量%
で示した。
【0034】成形サイクルは、当該発泡性スチレン樹脂
粒子を、60ml/gで予備発泡し、約17時間熟成後、ダ
イセン工業社製発泡スチロール成形機VS−500用
い、成形品肉厚50mm,成形圧力0.7Kg/cm2
で成形したときの、1ショット当たりの最短成形時間
(sec)で示した。
【0035】曲げ強度は、密度0.0167g/cm3
の発泡成形体をJIS−A−9511に準じて曲げ強度
を測定した。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
成形工程では、より短い成形時間で成形可能であること
およびより高い強度を有する発泡スチロール成形体を得
ることができることのいずれをも満足する発泡性スチレ
ン系樹脂粒子およびその製造方法を得ることができる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スチレン系単量体を重合して得られるス
    チレン系樹脂粒子に、下記(A)および(B)を、下記
    割合で含浸させてなる発泡性スチレン系樹脂粒子。 (A):易揮発性発泡剤(スチレン系単量体との合計量
    に対し、3〜10重量%) (B):メチルスチレン変性シリコーン化合物またはア
    ルキル変性シリコーン化合物(スチレン系単量体との合
    計量に対し、0.01〜1.0重量%)
  2. 【請求項2】 その平均粒子径が、0.05〜2.0m
    mである請求項1記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
  3. 【請求項3】 スチレン系単量体を反応槽で懸濁重合す
    る際または懸濁重合完結後、反応槽に易揮発性発泡剤を
    スチレン系単量体の合計量に対し3〜10重量%、およ
    びメチルスチレン変性シリコーン化合物またはアルキル
    変性シリコーン化合物をスチレン系単量体の合計量に対
    し0.01〜1.0重量%導入して、スチレン系樹脂粒
    子に易揮発性発泡剤およびシリコーン化合物を含浸させ
    ることを特徴とする発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 前記メチルスチレン変性シリコーン化合
    物またはアルキル変性シリコーン化合物の含浸が、シリ
    コーン化合物を前記発泡剤または溶媒に溶解して反応槽
    に導入することにより、発泡剤の含浸と同時に行なう請
    求項3記載の発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法。
  5. 【請求項5】 得られる発泡性スチレン系樹脂粒子の平
    均粒子径が、0.05〜2.0mmである請求項3また
    は4記載の発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法。
JP3008197A 1997-02-14 1997-02-14 発泡性スチレン系樹脂粒子およびその製造方法 Pending JPH10226731A (ja)

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