JP2000219765A - 再生発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法及び再生発泡スチレン系樹脂成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発泡スチレン系樹脂成形品を利用して真球状
でかつ発泡成形性に優れる発泡性スチレン系樹脂粒子を
高い生産性で再生する発泡スチレン系樹脂粒子製造法及
び再生発泡スチレン系樹脂成形品を提供する。 【解決手段】 発泡スチレン系樹脂成形品の収縮物を無
延伸熱溶融及び粉砕により得られるスチレン系樹脂粒子
を水性媒体中に分散し、易揮発性発泡剤を含浸すること
により得られる再生発泡性スチレン系樹脂粒子を製造法
において、再生スチレン系樹脂、微粉状の無機物及び／
又は有機系滑材をあらかじめ混合した後、押出機によっ
て無延伸熱溶融を行なうことを特徴とする再生発泡性ス
チレン系樹脂粒子の製造法及びこれを用いた再生発泡ス
チレン系樹脂成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡スチレン系樹
脂成形品から再生される発泡性スチレン系樹脂粒子の製
造法及び再生発泡スチレン系樹脂成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発泡スチレン系樹脂成形品は、一
度使用された後は焼却処分されるか、または熱収縮され
てポリスチレンとして再利用されているが、再利用の比
率は不十分であり今後、再利用率を向上させることが、
社会的課題とされている。

【０００３】発泡スチレン系樹脂成形品を収縮塊として
回収する技術は、既に完成されており、１９９７年には
日本国内での発泡スチレン系樹脂成形品の流通量の約２
８％が熱収縮塊等として回収されており、主に、射出成
形による雑貨品、押出成形による建材等の用途に利用さ
れている。このように、発泡スチレン系樹脂成形品の再
生利用法は限定されたものであり、その用途の拡大が急
がれている。

【０００４】一方、リサイクルという定義からは、発泡
性スチレン系樹脂を発泡成形し、最終的に発泡スチレン
系樹脂成形品として使用されたスチレン系樹脂を、ポリ
スチレンとして他の用途に利用するのではなく、発泡性
スチレン系樹脂として再利用することが望まれている
が、現在のところ、発泡スチレン系樹脂成形品から回収
されたスチレン系樹脂を発泡性スチレン系樹脂として工
業的に再生されている例は少ない。

【０００５】発泡スチレン系樹脂成形品の収縮物等から
発泡性スチレン系樹脂を再生する方法としては、上記収
縮物を押出機でペレット化しこれに発泡剤を含浸する方
法が技術的には最も容易であると考えられるが、この方
法ではペレット粒子の大きさによって生産性が決まって
しまう。特に発泡性スチレン系樹脂として需要の多い粒
径０．３〜１．５ｍｍの粒子とすることは、押出し工程
での吐出量の低下を招くこと、及び混入したゴミが生産
性が著しく低下させて経済的とは言えない。

【０００６】特開昭５０−１０９９６６号公報には、比
重が約０．２であって多数の気泡を含み１ｃｍ以下の大
きさであるスチレン系樹脂粒子を有機溶剤を含む水に分
散させ、樹脂の軟化点以上で少なくとも３０分間撹拌
し、次いで炭化水素を含浸させて発泡性スチレン系樹脂
粒子を再生する方法が開示されている。しかし、工業的
レベルで、発泡スチレン系樹脂成形品を比重０．２まで
安定に収縮させることは困難であり、限られた範囲でし
か適用出来ない。また、上記の方法では、発泡剤の含浸
工程においても、スチレン系樹脂の比重が低いため、生
産性が悪くなる問題点があった。

【０００７】これらの問題点を解決する方法として、特
開平６−８７９７３号公報において、発泡スチレン系樹
脂成形品の収縮物を粉砕して得られるスチレン系樹脂粒
子を有機高分子系分散剤を含む水性媒体中に分散し、易
揮発性発泡剤を含浸して再生発泡性スチレン系樹脂粒子
を製造する方法が提案されている。これによりある程度
のゴミの混入は許容され、発泡剤の含浸においても高い
生産性を有すことが可能となった。しかし、この方法に
より得られた再生発泡性スチレン系樹脂粒子は気泡サイ
ズが大きいことから、再生した成形品は、新規の発泡性
スチレン系樹脂粒子から得られた成形品と比較して強度
が劣る問題点があった。そこで、適用する成形品を比較
的強度を必要としないものに限定したり、新規に製造し
た発泡性スチレン系樹脂粒子と任意の割合で混合する方
法が採られおり、新規に製造された発泡性スチレン系樹
脂粒子と混合するための新たに混合機が必要であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、以上
の問題点に鑑み、発泡スチレン系樹脂成形品から、再生
発泡性スチレン系樹脂粒子を製造する方法において、得
られた樹脂粒子の気泡サイズを小さくし、発泡スチレン
系樹脂成形品とした時の強度に優れる再生発泡性スチレ
ン系樹脂粒子の製造法及び再生発泡スチレン系樹脂成形
品を提供するものである。

【０００９】

【課題点を解決するための手段】本発明は、発泡スチレ
ン系樹脂成形品の収縮物を無延伸熱溶融及び粉砕により
得られるスチレン系樹脂粒子を水性媒体中に分散し、易
揮発性発泡剤を含浸することにより得られる再生発泡性
スチレン系樹脂粒子を製造法において、再生スチレン系
樹脂、微粉状の無機物及び／又は有機系滑材をあらかじ
め混合した後、押出機によって無延伸熱溶融を行なうこ
とを特徴とする再生発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法
及びこれにより得られる再生発泡スチレン系樹脂成形品
に関する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の再生発泡性スチレ
ン系樹脂粒子の製造法及び再生発泡スチレン系樹脂成形
品の実施の形態を具体的に説明する。

【００１１】本発明に用いる微粉状の無機物としては、
タルク又は炭酸カルシウムが好ましい。ここでタルクと
は、酸化ケイ素及び酸化マグネシウムを主成分とし、酸
化アルミニウム、酸化鉄等を微量に含む混合物をいう。
また、微粉状の無機物の平均粒子径は１００μｍ以下が
好ましく、３０μｍ以下がより好ましい。微粉状の無機
物の平均粒子径が１００μｍを越えると、樹脂粒子の気
泡サイズを小さくする十分な効果が得られない傾向があ
る。

【００１２】本発明における微粉状の無機物の配合量
は、スチレン系樹脂に対して０．１〜５重量％の範囲で
あることが好ましく、１〜３重量％の範囲であることが
より好ましい。微粉状の無機物の配合量が０．１重量％
未満では十分に気泡サイズを小さくする効果が得られな
い傾向があり、また５重量％を越えると、気泡サイズが
極端に小さくなり、成形時に樹脂が溶融し成形品外観が
悪化する傾向がある。

【００１３】本発明に用いる有機系滑材としては、メチ
レンビズステアリルアミド，エチレンビスステアリルア
ミド，エチレンビスオレイン酸アミド等の高級脂肪酸ビ
スアミド及び／又はステアリン酸亜鉛，ステアリン酸マ
グネシウム，オレイン酸亜鉛等の高級脂肪酸の金属塩が
好ましい。

【００１４】本発明における有機系滑材の配合量は、ス
チレン系樹脂に対して０．０５〜２重量％の範囲である
ことが好ましく、０．１〜１重量％の範囲であることが
より好ましい。有機系滑材の配合量が０．０５重量％未
満では気泡サイズを小さくする十分な効果が得られない
傾向があり、また２重量％を越えると、気泡サイズが極
端に小さくなり、成形時に樹脂が溶融し成形品外観が悪
化する傾向がある。

【００１５】本発明における発泡スチレン系樹脂成形品
の収縮物は、発泡スチレン系樹脂成形品を必要に応じて
適宜の大きさに粗粉砕した後、熱収縮、圧縮による気泡
破壊収縮、摩擦熱による収縮、これらの手段の組み合わ
せによって作製することができるが、本発明ではその手
段は特に制限されるものではない。本発明においては、
発泡スチレン系樹脂成形品は、発泡性スチレン系樹脂を
金型成形したものだけでなく、単に加熱発泡させたもの
等も含むものである。

【００１６】上記で得られた収縮物粗粉砕品と微粉状の
無機物及び／又は有機系滑材の混合は、従来公知の手段
で行うことができる。例えば、リボンミキサー，Ｖブレ
ンダー，ヘンシェルミキサー，レディゲーミキサー等の
混合機が使用できる。

【００１７】本発明において、発泡スチレン系樹脂成形
品収縮物の熱溶融はスチレン系樹脂からの脱泡，均質化
を目的として行われる。樹脂の熱溶融は、押出機、熱ロ
ール等など従来既知の方法が適用できる。熱溶融は無延
伸状態で行われる。熱溶融を延伸状態で行うと、冷却固
化して得られるスチレン系樹脂に延伸ひずみが残るた
め、発泡剤含浸工程でひずみの緩和が起こって延伸方向
に収縮する。従って、この場合、得られる発泡性スチレ
ン系樹脂は球形にならず、扁平になるため好ましくな
い。熱溶融は、生産性が良い点から、押し出し機を用い
て行うのが好ましい。溶融押し出しされる樹脂の形状は
特に制限はないが、樹脂に延伸ひずみが残留した状態で
冷却固化しないことが重要である。

【００１８】本発明において、発泡剤の含浸工程に供さ
れるスチレン系樹脂粒子の大きさは、０．３〜５ｍｍで
あることが好ましい。スチレン系樹脂粒子の大きさが
０．３mm未満では、発泡性スチレン系樹脂としての需要
が少ない傾向があり、また５mmを越えると発泡剤の含浸
で球形になりにくい傾向がある。この範囲をはずれるス
チレン系樹脂粒子は、次の発泡剤の含浸工程の前に、分
級により分離され、上記の大きさの範囲になるように細
粉砕又は再度溶融される。上記の大きさのスチレン系樹
脂粒子は発泡剤の含浸によって球形となり、その径は発
泡剤含浸前の長さとほぼ同等となる。

【００１９】本発明において上記の粉砕に用いる粉砕機
は、プラスチック用のものが適用できるが、ポリスチレ
ンを目的とした、０．３〜５mmの範囲に粉砕可能なもの
であれば、必ずしも粉砕機に制限はない。細粉砕によっ
て得られた上記の大きさの範囲をはずれるスチレン系樹
脂は、ふるい分けされ、再度、押し出し機等による溶融
工程に供することができる。

【００２０】本発明においてスチレン系樹脂粒子への発
泡剤の含浸は、当該樹脂粒子と発泡剤を、有機高分子系
分散剤を含む分散液に分散せしめ、加熱、保持すること
によって行うことができる。この工程に使用する装置と
しては攪拌翼つき耐圧反応容器が好ましい。

【００２１】本発明に用いる発泡剤は、易揮発性の炭化
水素であり、例えば、プロパン，ブタンまたはその異性
体，ペンタンまたはその異性体，ヘキサンまたはその異
性体などを単独で、または組合せて用いることができ
る。発泡剤の含浸量は、スチレン系樹脂粒子に対して３
〜１５重量％の範囲が好ましい。発泡剤の含浸量が３重
量％未満では発泡能力が不十分になる傾向があり、また
１５重量％を越えると発泡効果の向上はみられない傾向
がある。

【００２２】本発明における発泡剤の含浸温度は、１０
０〜１４０℃の範囲内が好ましい。発泡剤の含浸温度が
１００℃未満では上記スチレン系樹脂粒子を球形化する
に不十分な傾向があり、また１４０℃を越えると含浸槽
にスチレン系樹脂が溶着して固まる傾向がある。この温
度は、使用する発泡剤及び上記スチレン系樹脂粒子の粒
度により上記の範囲で適宜選択される。

【００２３】本発明で得られた再生発泡性スチレン系樹
脂粒子は、脱水，乾燥して使用に供され、適宜分級さ
れ、また改質剤により表面被覆される。これら、諸工程
は従来既知の方法が適用できる。

【００２４】本発明の製造法によって得られる再生発泡
性スチレン系樹脂粒子は、一般にやや着色している
が、、新規に製造した発泡性スチレン系樹脂粒子と同程
度の分子量を有し、ほぼ同等の特性を有する。このた
め、得られた再生発泡性スチレン系樹脂粒子だけで使用
してもよく、新規に製造した発泡性スチレン系樹脂粒子
と任意の割合での混合して使用することもできる。この
再生発泡性スチレン系樹脂粒子は、公知の方法で発泡成
形して再生発泡スチレン系樹脂成形品とされる。

【００２５】

【実施例】次に実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらにより制限されるものではない。

【００２６】実施例１ 発泡スチレン系樹脂成形品を２２０℃の熱風で収縮さ
せ、見かけ比重０．７５、大きさ５００ｍｍ×４００ｍ
ｍ×１００ｍｍ及び重さ１５ｋｇの収縮物を得た。この
収縮物を１０ｍｍのスクリーンをとりつけた粉砕機（ホ
ーライ社製、ＺＡ−５６０型粉砕機）で粗粉砕した。こ
のとき得られた粗粉砕物の最大長さは、おおよそ１０ｍ
ｍ、かさ比重０．５であった。次いで、ヘンシェルミキ
サー（三井三池化工製、ＦＭ１０Ｂ）にこの粗粉砕物１
０００ｇ及び平均粒子径が５μmのタルク（丸尾カルシ
ウム製、タルクＶＬＢＢ）１０ｇを入れ、２０００ｒｐ
ｍで２分間混合した。このタルクで表面被覆された粗粉
砕物をベント付き３０ｍｍ押出機（Ｔ型ダイス、シート
幅３００ｍｍ、シート肉圧１ｍｍ）を用いて押出速度と
ほぼ同じ速度でシートを引きながら溶融押出した。さら
に冷却固化の前に、押出方向に対し水平に、１ｍｍ間
隔、深さ０．５ｍｍのスリットをロールで設け、冷却固
化後、切断機で１０〜１５ｃｍに切断した。 引き続
き、得られたシート状スチレン系樹脂の切断片を、２ｍ
ｍのスクリーンをとりつけた粉砕機（オリエント社製、
ＶＭ−１６型粉砕機）で細粉砕した。細粉砕物を、０．
７１ｍｍの篩いで分級したところ、２．７重量％が篩い
を通過した。篩い上に残った細粉砕物を発泡性スチレン
樹脂粒子の原料とした。この原料の沈降法により測定し
た比重は１．０５であった。

【００２７】上記の細粉砕物１０００ｇ、イオン交換水
２０００ｇ、ポリビニルアルコール（日本合成化学社
製、ＫＨー２０）０．５ｇ、リン酸三カルシウム５ｇ、
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．０８ｇを内
容積４リットルの耐圧反応釜にいれ、密閉し１１５℃に
昇温後、発泡剤としてブタン（イソブタン／ｎ−ブタン
の重量比＝４／６）を４５ｇづつ２回に分けて圧入し
た。ブタン圧入完了後引き続き１２時間保持して発泡剤
の含浸を行った。室温まで冷却後、発泡剤が含浸された
スチレン系樹脂粒子を取り出し、脱水乾燥した後、８．
６メッシュ通過，２６メッシュ残で分級し、更にステア
リン酸亜鉛（日本油脂製、ジンクステアレート）０．１
重量％，硬化ひまし油（大日化学製、ダイワックスＯＨ
Ｇ）０．１重量％となる量で表面被覆し、再生発泡性ス
チレン系樹脂粒子を得た。

【００２８】得られた再生発泡性スチレン系樹脂粒子
を、５０ml/gに予備発泡し、約１８時間熟成後、発泡ス
チレン系樹脂成型機（ダイセン工業製、ＶＳ−５００）
を用いて成形圧力０．８kgf/cm²で成形し、再生成形品
を得た。

【００２９】実施例２ 実施例１において、タルクを平均粒子径が１２μmの炭
酸カルシウムとした以外は、実施例１と同様に行い、再
生発泡性スチレン系樹脂粒子を得た。

【００３０】実施例３ 実施例１において、タルクをエチレンビスステアリルア
ミド１ｇとした以外は、実施例１と同様に行い、再生発
泡性スチレン系樹脂粒子を得た。

【００３１】実施例４ 実施例１において、タルクをエチレンビスオレイン酸ア
ミド１ｇとした以外は、実施例１と同様に行い、再生発
泡性スチレン系樹脂粒子を得た。

【００３２】実施例５ 実施例１において、タルクをステアリン酸亜鉛１ｇとし
た以外は、実施例１と同様に行い、再生発泡性スチレン
系樹脂粒子を得た。

【００３３】比較例１ 実施例１において、タルクを使用しないこと以外は、実
施例１と同様に行い、再生発泡性スチレン系樹脂粒子を
得た。

【００３４】比較例２ 実施例１において、タルクの使用量１０ｇを１００ｇと
した以外は、実施例１と同様に行い、再生発泡性スチレ
ン系樹脂粒子を得た。

【００３５】比較例３ 実施例１において、タルクの平均粒子径が１１０μmの
ものとした以外は、実施例１と同様に行い、再生発泡性
スチレン系樹脂粒子を得た。

【００３６】実施例１〜５及び比較例１〜３で得た再生
発泡性スチレン系樹脂粒子の評価結果を表１に示す。表
１における特性評価の方法は以下の通りである。セル径
は、発泡粒子を鋭利なカッターナイフ等で切り取り、そ
の断面の顕微鏡写真を撮影し、得られた写真よりセル１
０個の径を測定し、その平均をセル径とした。成形品の
表面平滑率は、まず成形品の表面に印刷用インクをロー
ラーで薄く塗り、この表面部分を画像処理装置にかけ、
全面積に対する黒色部分の面積を求め、表面平滑率とし
た。強度は、ＪＩＳ−Ａ−９５１１に準じた密度０．０
２ｇ／ｌの発泡成形体を曲げ強度とした。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】本発明の製造法によって得られる再生発
泡スチレン系樹脂粒子は、気泡サイズが小さく、これに
より強度に優れた再生発泡性スチレン系樹脂成形品を得
ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 時田 英明 千葉県市原市五井南海岸14番地 日立化成 工業株式会社五井工場内 Ｆターム(参考） 4F074 AA32 BA36 BA37 BA38 BA39 BA40 CB91 CC04X CC10X CC32X DA59

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡スチレン系樹脂成形品の収縮物を無
   延伸熱溶融及び粉砕により得られるスチレン系樹脂粒子
   を水性媒体中に分散し、易揮発性発泡剤を含浸すること
   により得られる再生発泡性スチレン系樹脂粒子を製造法
   において、再生スチレン系樹脂、微粉状の無機物及び／
   又は有機系滑材をあらかじめ混合した後、押出機によっ
   て無延伸熱溶融を行なうことを特徴とする再生発泡性ス
   チレン系樹脂粒子の製造法。
2. 【請求項２】 微粉状の無機物が、平均粒子径１００μ
   ｍ以下のタルク又は炭酸カルシウムである請求項１記載
   の再生発泡性スチレン系樹脂の製造法。
3. 【請求項３】 微粉状の無機物の配合量が、スチレン系
   樹脂に対し、０．１〜５重量％の範囲である請求項１ま
   たは２記載の再生発泡性スチレン系樹脂の製造法。
4. 【請求項４】 有機系滑材が、高級脂肪酸ビスアマイド
   及び／又は高級脂肪酸の金属塩である請求項１〜３のい
   ずれか１項に記載の再生発泡性スチレン系樹脂の製造
   法。
5. 【請求項５】 有機系滑材の配合量が、スチレン系樹脂
   に対し、０．０５〜２重量％の範囲である請求項１〜４
   のいずれか１項に記載の再生発泡性スチレン系樹脂の製
   造法。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の再
   生発泡性樹脂粒子を発泡成形して得られる再生発泡スチ
   レン系樹脂成形品。