JPH10287763A

JPH10287763A - 耐熱性発泡樹脂粒子

Info

Publication number: JPH10287763A
Application number: JP11186897A
Authority: JP
Inventors: Kunio Takahashi; 邦雄高橋; Toshiaki Ogoshi; 俊明大越; Naoki Nakayama; 直樹中山
Original assignee: Achilles Corp
Current assignee: Achilles Corp
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】予備発泡に関して、特に従来慣用される温度で
の予備発泡により、嵩倍率３０倍以上の高い発泡倍率を
達成することができ、また発泡成形に関して、成形サイ
クルを短縮し、熟成処理を施さずとも、十分高い耐熱性
を発泡成形品に付与することができるようにする。【解決手段】耐熱性発泡樹脂粒子において、重量平均分
子量 150,000〜 500,000を有する高分子量のスチレン系
樹脂に重量平均分子量 500ないし 100,000を有するより
低分子量のスチレン樹脂が好ましくは 1〜30重量％ブレ
ンドされたスチレン系混合樹脂50ないし90重量部と、ポ
リフェニレンエーテル系樹脂50ないし10重量部からなる
基材樹脂と、該基材樹脂 100重量部に基づいて、1 ない
し15重量部の揮発性発泡剤および0.1 ないし10重量部の
シクロパラフィンを含有するものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性発泡樹脂粒
子、即ち、ポリフェニレンエーテル系樹脂とスチレン系
樹脂のブレンドよりなる耐熱性の高い発泡性樹脂粒子に
関する。より詳しくは、本発明は、予備発泡の過程で十
分に高い発泡倍率を得ることができ、かつ、その予備発
泡粒子より、耐熱性の十分高い発泡成形品を短い成形サ
イクルにて製造することができるところの耐熱性発泡樹
脂粒子に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、発泡性スチレン系樹脂粒子は、
粒状のスチレン系重合体に発泡剤（ブタン、ペンタン
等）を含浸させた樹脂粒子であるが、その後、予備発泡
を含む発泡化処理を経て、発泡成形品（発泡スチロール
製品）に加工されている。最終的に生産された発泡成形
品は、家電製品用等の梱包材、建築用ボードおよび断熱
ブロック、魚箱等の断熱容器、並びに、即席食品カップ
等の広範な用途に利用されている。また、近年において
は、スチレン系発泡成形品は、道路等の土木工事におけ
る埋設ブロックとしても利用されている。かように発泡
成形品の用途は多岐にわたるが、蒸気管とか熱水管など
を被覆する断熱材もしくは保温材、および屋根裏等に配
設される断熱材などの用途にあっては、発泡成形品は耐
熱温度８０〜１２０℃という高い耐熱性を有するもので
あることが要求される。また、これら用途の部材は、そ
のような高温条件下でさえ長期間の使用に耐えうるもの
でなければならない。

【０００３】しかし、従来の発泡スチロール製品は、上
記用途での長期使用の間に著しく寸法収縮し、断熱・保
温効果を当初のまま維持できなくなることがあり、従っ
て、上記の耐熱性、特に経時的な耐熱性を改良すること
が求められていた。そこで、従来、発泡成形品の耐熱性
を改良するいくつかの試みがなされ、その中、有望な一
つの試みとして、特公昭 56-43054 号公報、特公昭 56-
43055 号公報などに記載されるように、発泡成形品の基
材樹脂として、スチレン系樹脂に代わりに、ポリフェニ
レンエーテル系樹脂とスチレン系樹脂のブレンド物また
は共重合化物を使用し、そして、そのブレンド物等より
なる耐熱性発泡樹脂粒子を原料として耐熱性の高い発泡
成形品を作るという方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の方法は、確か
に、発泡成形品の耐熱性を従来一般の発泡スチロール製
品よりも向上させる。その耐熱性は、ポリフェニレンエ
ーテル系樹脂の配合比率がより高い程、より高くなる。
しかし、この方法は、例えば以下のような、改良すべき
点がなお存在する。発泡性スチレン系樹脂粒子の予備発
泡は、通常１００℃前後の水蒸気を用いて行なわれる
が、ポリフェニレンエーテル系樹脂とスチレン系樹脂の
ブレンド物を基材とする上記の耐熱性発泡樹脂粒子にあ
っては、発泡性スチレン系樹脂粒子の場合と同様の条件
で予備発泡を行なっても、３０倍以上という高い発泡倍
率を得ることができず、満足な予備発泡粒子を作ること
ができない。また、耐熱性発泡樹脂粒子は、ポリフェニ
レンエーテル系樹脂の配合により、従来一般の発泡性ス
チレン系樹脂粒子と比較して、発泡剤の経時的な逸散の
頻度がより激しくなるという傾向を有する。耐熱性発泡
樹脂粒子に含浸された発泡剤が同粒子より外へ著しく逸
散してしまうと、それより得られる予備発泡粒子につい
て、高い発泡倍率を達成することが困難になる。従っ
て、耐熱性発泡樹脂粒子の保管、特に熟成処理にあって
は、その温度管理に対して一層細心の注意を払うことが
必要とされる。とりわけ、暑い時期（夏季）にあって
は、耐熱性発泡樹脂粒子を低温倉庫等の中で保管するこ
とが必要となろうが、低温保管はそのための冷蔵設備お
よびその運転費を余計に要することとなる。

【０００５】そこで、予備発泡粒子における発泡倍率の
低下の防止等を目的として、従来、次に示すような、い
くつかの提案や試みがなされてきた。特公平 8-19253号公報等に開示されるように、加圧水
蒸気を用いて耐熱性発泡樹脂粒子をその基材樹脂のガラ
ス転移温度以上の高い温度（２１０℃を上限とする）に
加熱することにより、耐熱性発泡樹脂粒子の予備発泡を
行ない、得られる予備発泡粒子について高い発泡倍率を
達成する方法。より具体的な例として、上記公報の実施
例１〜３には、ＰＰＥ／ＰＳペレットの予備発泡を水蒸
気オートクレーブ中で１３２℃もしくは１２１℃の温度
にて行なう例が示されている。特開平 2-18428号公報等に開示されるように、可塑化
発泡剤としてテトラヒドロフラン、ジイソプロピルエー
テル、メチルエチルケトンあるいはｎ−ブチルアセテー
ト等を発泡剤とともに耐熱性発泡樹脂粒子の基材樹脂に
含浸して、基材樹脂の可塑性を高め、これにより、予備
発泡の過程での耐熱性発泡樹脂粒子の発泡をより容易に
する方法。これと同様の他の方法は、特開平 8-100078
号公報にも開示されている。その他の方法では、ＫＢ値
２０〜２００、沸点９５〜４００℃の有機溶剤が可塑化
剤として発泡剤とともに耐熱性発泡樹脂粒子の基材樹脂
に含浸されている。

【０００６】また、上記の耐熱性発泡樹脂粒子は、最終
製品の特性の面でも別の問題を有する。すなわち、耐熱
性発泡樹脂粒子より得られた予備発泡粒子をさらに加熱
発泡して、発泡成形品を作るとき、発泡剤および有機溶
剤などが多量に発泡成形品内に残留すると、発泡成形品
の特に高温における寸法変化が大きなものとなり、発泡
成形品の耐熱性が著しく低下するという問題がある。そ
こで、発泡成形品の耐熱性の改良等を目的として、従
来、次に示すような提案がなされている。特公昭 56-43055 公報等に開示されるように、発泡成
形品を特別な条件下で、例えば基材樹脂のビカット軟化
点より５〜４０℃低い温度条件下で熟成して、発泡成形
品内の発泡剤の含有量を３重量％以下にする方法。

【０００７】しかし、上記の方法は、その実施に当っ
て、発泡性スチレン系樹脂粒子の予備発泡に慣用される
発泡機とはまったく異なる、特別な加圧式予備発泡設備
を導入することが必ず必要とされる。従って、この方法
は、生産費の増大をひき起こすので、直ちに採用でき
るものではない。また、方法は、基材樹脂に含浸され
る有機溶剤の沸点が一般に慣用の発泡剤のそれより高い
ので、最終の発泡成形後においても、有機溶剤が発泡成
形品内に残留しやすく、このため、発泡成形品の耐熱性
が著しく悪化するという欠点を有する。さらに、方法
は、その実施に当って、発泡成形品の加温熟成を行なう
ための熟成室等の設備が新たに必要となり、よって、生
産費の増大および生産性の悪化をひき起こすので、直ち
に採用できるものでない。以上のように、従来の提案は
いずれも、完全に満足な解決を与えるものではなかっ
た。

【０００８】本発明は、かかる背景に基づいてなされた
ものであって、その課題は、予備発泡に関して、嵩倍率
３０倍以上の、就中５０倍以上の十分に高い発泡倍率を
達成することができ、特に、従来一般の発泡性スチレン
系樹脂粒子について慣用される予備発泡温度の範囲での
予備発泡により、所望の発泡倍率を得ることができ、ま
た、最終の発泡成形に関して、成形サイクルが従来より
格段に短縮されるとともに、特別な熟成処理を施さずと
も、十分高い耐熱性を発泡成形品に付与することができ
るところの耐熱性発泡樹脂粒子を提供することにある。
本発明のその他の目的、効果および利点は、以下の記載
および特許請求の範囲の記載より導かれる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、まず、従来の耐熱性発泡樹脂粒子において慣用さ
れているスチレン系樹脂の分子量（一般に重量平均分子
量１５０，０００ないし５００，０００）よりも低い分
子量の、即ち、重量平均分子量５００ないし１００，０
００を有するより低分子量のスチレン樹脂は、可塑化剤
として機能し、これがブレンドされたスチレン系混合樹
脂を用いて耐熱性発泡樹脂粒子を仕上げると、それより
得られる予備発泡粒子において十分高い発泡倍率を達成
することができ、しかも、最終の発泡成形品において
も、その耐熱性を損ねる作用を示さないという事実を見
い出した。また、本発明者は、シクロパラフィンは、単
独でも可塑化機能を発揮し、それを耐熱性発泡樹脂粒子
に含浸することにより、得られる予備発泡粒子について
発泡倍率の向上に寄与し、そしてそれだけでなく、予備
発泡粒子を用いた発泡成形の過程において、大変迅速に
逸散し、よって発泡成形品内に殆ど残留しないという事
実を見い出した。さらに、本発明者は、耐熱性発泡樹脂
粒子について、上記のより低分子量のスチレン樹脂のブ
レンドと上記シクロパラフィンの含浸とを組合せること
により、予備発泡の過程で十分高い発泡倍率をできる上
に、発泡成形の過程で、発泡剤が急速に逸散し、よって
成形サイクルが大幅に短縮され、また、発泡剤等の残留
が無いので、発泡成形品の耐熱性も十分高いものになる
ことを見い出し、ここに本発明を完成するに至った。

【００１０】したがって、本発明は、明確には、重量平
均分子量１５０，０００ないし５００，０００を有する
高分子量のスチレン系樹脂に重量平均分子量５００ない
し１００，０００を有するより低分子量のスチレン樹脂
がブレンドされたスチレン系混合樹脂５０ないし９０重
量部と、ポリフェニレンエーテル系樹脂５０ないし１０
重量部からなる基材樹脂と、該基材樹脂１００重量部に
基づいて、１ないし１５重量部の揮発性発泡剤および
０．１ないし１０重量部のシクロパラフィン、より好ま
しくはシクロヘキサンもしくはシクロペンタンを含有し
てなることを特徴とする、耐熱性発泡樹脂粒子に関す
る。本発明のより好ましい態様は、前記スチレン系混合
樹脂が、高分子量のスチレン系樹脂に基づいて、１ない
し３０重量％のより低分子量のスチレン樹脂をブレンド
してなることを特徴とする、上記の耐熱性発泡樹脂粒子
に関する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の耐熱性発泡樹脂粒子は、
その基材樹脂に、揮発性発泡剤およびシクロパラフィン
を含有する樹脂粒子であって、その主要な特徴は、基材
樹脂の組成とシクロパラフィンの配合とにある。基材樹
脂は、スチレン系混合樹脂とポリフェニレンエーテル系
樹脂との樹脂ブレンドであって、さらに必要により、種
々の添加剤および助剤などが配合された樹脂である。ス
チレン系混合樹脂は、重量平均分子量１５０，０００な
いし５００，０００を有する、より好ましくは重量平均
分子量２００，０００ないし３００，０００を有する高
分子量のスチレン系樹脂に、重量平均分子量５００ない
し１００，０００を有する、より好ましくは重量平均分
子量５，０００ないし１００，０００を有するより低分
子量のスチレン樹脂をブレンドしたものである。

【００１２】本発明でいう高分子量のスチレン系樹脂に
は、スチレン系単量体の単独重合体に限らず、他の単量
体との共重合体（スチレン系単量体を５０％以上の割合
で使用して作られる）が含まれる。そして、この高分子
量のスチレン系樹脂は、一般に、耐熱性発泡樹脂粒子の
基材樹脂の一部として従来より慣用されているスチレン
系樹脂に相当する。スチレン系単量体には、単独のスチ
レンの他に、α−メチルスチレン、エチルスチレン、ｐ
−クロロスチレン等の置換スチレンが含まれる。また、
共重合体の相手方の単量体には、メチルメタクリレー
ト、メチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ブチ
ルアクリレート等の（メタ）アクリレート、並びに、ア
クリロニトリル、ビニルトルエン、ビニルカルバゾール
等のビニル系単量体などが挙げられる。これらは単独で
用いてもよく、２種以上のものを併用してもよい。従っ
て、本発明に用いる高分子量のスチレン系樹脂として
は、ポリスチレンの他、ポリα−メチルスチレン、ポリ
ｐ−クロロスチレン等のポリ置換スチレンの他、スチレ
ンと置換スチレン（例えばα−メチルスチレン等）との
共重合体、あるいは、スチレンとビニル系単量体（例え
ばアクリロニトリル）との共重合体などが挙げられ、い
ずれも、重量平均分子量１５０，０００ないし５００，
０００を有する樹脂である。より好ましいスチレン系樹
脂には、ポリスチレン、ポリスチレン−ブタジエン共重
合体、ポリスチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリス
チレン−アクリロニトリル共重合体、スチレンのグラフ
ト共重合体などが挙げられる。また、より好ましい高分
子量のスチレン系樹脂は、最終の発泡成形品がより望ま
しい物性を保持し得るという観点より、重量平均分子量
２００，０００ないし３００，０００を有する樹脂であ
る。

【００１３】また、本発明でいうより低分子量のスチレ
ン樹脂とは、従来の耐熱性発泡樹脂粒子において慣用さ
れているスチレン系樹脂よりも低い分子量、即ち重量平
均分子量５００ないし１００，０００を有するスチレン
単量体の単独重合体（ポリスチレン）をいう。より低分
子量のスチレン樹脂は、可塑化剤として機能し、即ち、
耐熱性発泡樹脂粒子の基材樹脂の可塑化を促進し、従っ
て、予備発泡の過程で発泡倍率の向上に寄与する性質を
有する。その上、より低分子量のスチレン樹脂は、基材
樹脂の可塑化により、発泡成形の過程においても発泡剤
等の逸散を助け、発泡成形品の耐熱性の向上にも貢献す
る。また、より低分子量のスチレン樹脂は、その分子量
が極点に低いと、最終の発泡成形品の物性が著しく悪化
するので、相対的に分子量が高いものがより好ましい。
この観点より、より低分子量のスチレン樹脂としては、
重量平均分子量５，０００ないし１００，０００を有す
るポリスチレンがより好ましい。

【００１４】上記の高分子量のスチレン系樹脂は、一般
に、水性媒体中でのスチレン系単量体等の懸濁重合によ
り製造される。また、より低分子量のスチレン樹脂も、
水性媒体中でのスチレン系単量体等の懸濁重合により製
造してもよい。これらの懸濁重合は、ラジカル開始剤、
分散剤および分散助剤などを含む水性懸濁系の中で進め
られる。ラジカル開始剤としては、一般的なラジカル重
合に使用される重合開始剤、例えば、過酸化ベンゾイ
ル、過安息香酸ブチル、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエ
ート等の有機過酸化物、あるいはアゾビスイソブチロニ
トリル等のアゾ化合物が挙げられる。また、分散剤とし
ては、例えば、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウ
ム、ハイドロキシアパタイト等の難水溶性無機塩、また
は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メ
チルセルロース等の有機高分子が挙げられる。さらに、
分散剤と組み合せて使用される分散助剤としては、ドデ
シルフェニルオキサイドジスルホン酸塩、ドデシルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム、α−オレフィンスルホン酸
ナトリウム等のアニオン界面活性剤、ポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェ
ノールエーテル等のノニオン界面活性剤が挙げられる。

【００１５】本発明において、より好ましいスチレン系
混合樹脂は、高分子量のスチレン系樹脂に基づいて、１
ないし３０重量％のより低分子量のスチレン樹脂がブレ
ンドされたものである。高分子量のスチレン系樹脂に基
づいて、より低分子量のスチレン樹脂が１重量％未満の
量で配合されているとき、その可塑化作用が弱く、予備
発泡の過程で発泡倍率の向上に関して所望の効果を発揮
できず、また、シクロパラフィンとの相乗効果も十分得
られない。一方、より低分子量のスチレン樹脂が３０重
量％を越える量で配合されているとき、発泡倍率の向上
効果およびシクロパラフィンとの相乗効果は十分得られ
るとしても、耐熱性発泡樹脂粒子の基材樹脂が著しく脆
弱化し、最終の発泡成形品において所要の物性（例え
ば、圧縮強度）の達成が極めて困難となり、実用品質の
発泡成形品を製造することができなくなる。従って、実
用においては、スチレン系混合樹脂は、高分子量のスチ
レン系樹脂１００重量部とより低分子量のスチレン樹脂
１ないし３０重量部とのブレンド物とすることが必要と
される。

【００１６】また、本発明でいうポリフェニレンエーテ
ル系樹脂とは、次式Ｉ

【化１】（式中、Ｒ₁ およびＲ₂ は、互いに独立して炭素原子数
１ないし４のアルキル基またはハロゲン原子を表し、ｎ
は、重合度を表す。）で表されるポリフェニレンエーテ
ル系樹脂をいい、その具体的な例としては、ポリ（２，
６−ジメチルフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ
（２，６−ジエチルフェニレン−１，４−エーテル）、
ポリ（２，６−ジクロロフェニレン−１，４−エーテ
ル）、ポリ（２−メチル−６−エチルフェニレン−１，
４−エーテル）、ポリ（２−クロロ−６−メチルフェニ
レン−１，４−エーテル）、ポリ（２−メチル−６−イ
ソプロピルフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ
（２，６−ジ−ｎ−プロピルフェニレン−１，４−エー
テル）、ポリ（２−ブロモ−６−メチルフェニレン−
１，４−エーテル）、ポリ（２−クロロ−６−ブロモフ
ェニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２−クロロ−６
−エチルフェニレン−１，４−エーテル）などが挙げら
れる。重合度ｎは、１０〜５０００であればよく、５０
００を越えると、均一な耐熱発泡体が得られにくく、１
０未満では、目的の耐熱性を有する発泡体が得られにく
い。

【００１７】基材樹脂は、上記のスチレン系混合樹脂と
ポリフェニレンエーテル系樹脂との樹脂ブレンドであっ
て、さらに必要に応じて、各種の添加剤（着色剤、難燃
剤、熱安定剤、造核剤、滑剤等）を適当量配合すること
ができる。スチレン系混合樹脂とポリフェニレンエーテ
ル系樹脂の配合比に関して、本発明においては、スチレ
ン系混合樹脂５０〜９０重量部およびポリフェニレンエ
ーテル系樹脂５０〜１０重量部の割合、より好ましく
は、スチレン系混合樹脂７０〜９０重量部およびポリフ
ェニレンエーテル系樹脂３０〜１０重量部の組成割合で
あることが必要とされる。スチレン系混合樹脂が９０重
量部を越えると（つまりポリフェニレンエーテル系樹脂
が１０重量部未満であると）、ポリフェニレンエーテル
系樹脂のブレンド効果、つまり耐熱性の改良効果が実質
的に小さなものにとどまり、耐熱性発泡樹脂粒子の基材
樹脂は所期の耐熱性（融点の上昇効果）が十分に得られ
ない。一方、スチレン系混合樹脂が５０重量部未満であ
ると（つまりポリフェニレンエーテル系樹脂が５０重量
部を越えると）、基材樹脂が揮発性発泡剤を耐熱性発泡
樹脂粒子内に閉じ込めておく作用が大変弱まり、同樹脂
粒子からの揮発性発泡剤の逸散が迅速で激しいものとな
り、予備発泡の過程で所期の発泡倍率を達成することが
困難となる。

【００１８】また、シクロパラフィンとは、一般にＣ_n
Ｈ_2n（式中、ｎ＝３〜８）で表される環式飽和炭化水素
をいうが、本発明にあっては、その環式飽和炭化水素の
化合物またはその混合物が使用される。上記シクロパラ
フィンに該当するところのシクロペンタンＣ₅ Ｈ₁₀ お
よびシクロヘキサンＣ₆ Ｈ₁₂ は、石油中に存在する。
その他のシクロパラフィンは、有機合成により製造する
ことができる。シクロパラフィンは、単独でも、耐熱性
発泡樹脂粒子の基材樹脂を可塑化する機能を発揮する。
従って、それを耐熱性発泡樹脂粒子に含浸することによ
り、得られる予備発泡粒子について発泡倍率の向上効果
が現れる。その上、シクロパラフィンは、従来慣用され
ている揮発性発泡剤の沸点に近い沸点を有する。この点
は、これまでの特許公報等で提案されている有機溶剤と
は異なる特徴である。しかも、シクロパラフィンは、耐
熱性発泡樹脂粒子の基材樹脂との相溶性があまり良好で
ない。従って、耐熱性発泡樹脂粒子内に含浸されたシク
ロパラフィンは、予備発泡粒子を用いた発泡成形の過程
において、発泡剤と一緒にかつ迅速に外部へ逸散するこ
とができる。よって、発泡成形の後、長時間の放冷時間
を確保する必要が無くなる。つまり、発泡成形過程での
成形サイクルが大幅に短縮される。シクロパラフィン
は、それだけでなく、発泡成形の後、発泡成形品の内部
に殆ど残留しないので、作られた発泡成形品を高温下に
置いても、その寸法変化が小さく、十分に高い耐熱性を
発泡成形品に付与することができる。

【００１９】シクロペンタンＣ₅ Ｈ₁₀ は、約４９℃と
いう、揮発性発泡剤ｎ−ペンタンの沸点（約３６℃）に
近い沸点を有し、またシクロヘキサンＣ₆ Ｈ₁₂ は、約
８１℃という、揮発性発泡剤ｎ−ヘキサンの沸点（約６
９℃）に近い沸点を有する。その上、これらシクロパラ
フィンは実用上、入手しやすい。従って、本発明におい
ては、シクロペンタンもしくはシクロヘキサンの使用が
より好ましい。また、本発明においては、シクロパラフ
ィンは、基材樹脂１００重量部に基づいて、０．１ない
し１０重量部の量、より好ましくは、０．５ないし３重
量部の量、配合される。基材樹脂１００重量部に基づい
て、シクロパラフィンが０．１重量部未満の量で配合さ
れているとき、その可塑化作用が弱く、予備発泡の過程
で発泡倍率を向上させる所期の効果を発揮できず、ま
た、より低分子量のスチレン樹脂との相乗効果も十分得
られない。一方、シクロパラフィンが１０重量部を越え
る量で配合されているとき、発泡倍率の向上等には十分
寄与したとしても、発泡成形の後において多量のシクロ
パラフィンが発泡成形品内に残留するため、最終的に得
られた発泡成形品の耐熱性が大変低いものになる。従っ
て、本発明においては、シクロパラフィンは、基材樹脂
の０．１ないし１０重量％の量配合することが必要とさ
れる。

【００２０】また、本発明の耐熱性発泡樹脂粒子は、基
材樹脂１００重量部に基づいて１ないし１５重量部の、
より好ましくは５ないし１０重量部の揮発性発泡剤を上
記のシクロパラフィンと共に含有する。揮発性発泡剤と
しては、例えばプロパン、ブタン、ｎ−ペンタン、イソ
ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、または、塩化
メチル、フレオン等のハロゲン化炭化水素が利用され
る。これら揮発性発泡剤は、単独で使用してもよく、ま
た二種以上の組合せで使用してもよい。しかしながら、
耐熱性発泡樹脂粒子の乾燥処理の際、揮発性発泡剤の逸
散がより少ないという観点から、揮発性発泡剤として
は、ブタンまたはペンタンがより好ましく、ペンタンが
最も好ましい。なお、揮発性発泡剤の配合量は、一般
に、予備発泡の過程での発泡倍率を決定する重要な要素
であるが、本発明の場合は、その発泡倍率は、その発泡
剤の配合量の他、より低分子量のスチレン樹脂のブレン
ド割合およびシクロパラフィンの含有量に依存し、これ
らが相互に関連して決定される。

【００２１】また、本発明の耐熱性発泡樹脂粒子は、上
記のシクロパラフィンおよび揮発性発泡剤の他に、所望
により、各種の添加剤並びに助剤、例えば難燃剤、着色
剤、熱安定剤、造核剤、滑剤等を適当な量、基材樹脂に
配合することができる。例えば、難燃剤としては、ヘキ
サブロモシクロドデカン、テトラブロモビスフェノール
Ａ、ペンタブロモモノクロルシクロヘキサン等が適当で
あり、同様に、他の添加剤等についても、公知のものよ
り適宜選択して使用される。また、可塑剤も、耐熱性を
損なわない程度の量、配合することができる。可塑剤の
例としては、ＤＯＰ、ＤＯＡ、ＤＢＰ、ヤシ油、パーム
油等が挙げられる。

【００２２】また、本発明は、耐熱性発泡樹脂粒子の製
造プロセス全般に関して、特に限定するものでない。本
発明の耐熱性発泡樹脂粒子は、まず、高分子量のスチレ
ン系樹脂、より低分子量のスチレン樹脂およびポリフェ
ニレンエーテル系樹脂のそれぞれ所定の量を例えば押出
し機内に投入して溶融混練し、それより基材樹脂の粒子
（粒状、ペレット状もしくは球状等のもの）を成形し、
次に、揮発性発泡剤およびシクロパラフィンの所定の量
を基材樹脂の粒子に含浸させることにより、より具体的
には、基材樹脂の粒子をオートクレーブ内の水性懸濁系
の中に分散させ、続いて、揮発性発泡剤を懸濁系内に圧
入し、適宜、加熱することにより、作られる。また、揮
発性発泡剤の含浸時の水性懸濁系に使用される分散剤と
しては、例えば、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシ
ウム、ハイドロキシアパタイト等の難水溶性無機塩、ま
たは、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、
メチルセルロース等の有機高分子が挙げられる。また、
分散剤と組み合せて使用される分散助剤としては、ドデ
シルフェニルオキサイドジスルホン酸塩、ドデシルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム、α−オレフィンスルホン酸
ナトリウム等のアニオン界面活性剤、ポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェ
ノールエーテル等のノニオン界面活性剤が挙げられる。

【００２３】而して、本発明に係る耐熱性発泡樹脂粒子
は、必要により任意の見かけ比重にまで予備発泡し、次
いで、常法に従い、予備発泡粒子を金型等の成形型内に
充填し、そして蒸気を用いて加熱発泡することにより、
予備発泡粒子を相互に融着させて、所望の形状（寸法）
の発泡成形品を作ることができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を、最良と思われる形
態を含めて、説明する。

【００２５】−耐熱性発泡樹脂粒子の製造− 以下の表１に示される重量平均分子量をそれぞれ有する
高分子量のポリスチレン樹脂およびより低分子量のポリ
スチレン樹脂、並びに、ポリフェニレンエーテル系樹脂
を、表１に示される組成割合にて、押出し機内にその他
の添加剤と一緒に投入し、そして、これらを、加熱によ
る溶融そしてスクリューによる混練に続いて、ストラン
ドの形態にて押出し、その後、そのストランドをロータ
リー式ペレタイザーにおいて切断し、ペレット化した。
得られた基材樹脂のペレット１５００ｇを５Ｌのオート
クレーブ中に入れ、さらに、イオン交換水２５００ｇ、
分散剤としてリン酸三石灰１５ｇおよびドデシルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム０．１５ｇをオートクレーブ内
に投入し、続いて、この混合物を攪拌しながら、揮発性
発泡剤のｎ−ペンタン１５０ｇ（基材樹脂に基づいて１
０重量％）の圧入と一緒に、表２に示されるシクロパラ
フィンまたはその他の有機溶剤を同表に示される量圧入
した。次いで、オートクレーブ内の水性懸濁系を１３０
℃に昇温し、その状態を６時間保持することにより、揮
発性発泡剤とシクロヘキサンおよび／もしくはシクロペ
ンタンを基材樹脂のペレットに含浸せしめた。この処理
の後、水性懸濁系を室温まで冷却し、生成した耐熱性発
泡樹脂粒子をオートクレーブより取り出した。その後、
得られた耐熱性発泡樹脂粒子を、洗浄に続いて、遠心分
離機を用いて遠心分離により脱水し、次いで、ドライヤ
ーを用い、脱水された耐熱性発泡樹脂粒子を熱風により
乾燥し、その後、２０℃において５日間保管して熟成処
理を為し、しかる後、粒径１．０〜１．２ｍｍの耐熱性
発泡樹脂粒子を得た。

【００２６】注）表１中のＭＷは、重量平均分子量を表わす。

【００２７】注）表２中の括弧内の％数字は、基材樹脂に対する、シクロペンタン、シクロヘキサンまたはトルエンの重量％を表わす。

【００２８】−予備発泡された樹脂粒子についての発泡
倍率の測定− 上記各例の耐熱性発泡樹脂粒子を温度１０１℃の水蒸気
により４分間発泡せしめ、得られた予備発泡粒子の嵩倍
率を測定した。この嵩倍率は、下記の表３において発泡
倍率¹⁾として示される。

【００２９】−発泡成形の過程、および放冷サイクルの
測定− 上記各例の耐熱性発泡樹脂粒子より、嵩倍率５０倍に発
泡された予備発泡粒子を作り、次いで、これを室温にて
１２時間の間熟成し、その後自動成形機の成形型内に投
入し、圧力（ゲージ圧）１．３ kg/cm² にて３０秒間加
熱する条件で発泡成形を行ない、５０mm×３００mm×３
００mmの大きさの発泡成形品を作った。この際、５秒間
の水冷に続いて、発泡成形型の放冷を行なった。脱型時
の成形型の面圧を０．１ kg/cm² に設定し、そして、上
記各例について、発泡成形型内の圧力がこの面圧にまで
低下するまでの時間、即ち表３における放冷サイクル²⁾
をそれぞれ測定した。

【００３０】−発泡成形品内に残留する発泡剤等の量の
測定− 上記の発泡成形の後、発泡成形品を室温にて２４時間放
置し、その後、その一部を採取し、その試料についてガ
スクロマトグラフィー分析を行ない、発泡成形品内に残
留する発泡剤、シクロパラフィンおよび有機溶媒の総量
を測定した。この総量は下記の表３において発泡剤量³⁾
として示される。

【００３１】−発泡成形品の耐熱性の測定− 上記の発泡成形品より、１００mm×１００mm×２５mmの
大きさの試料を作り、これを発泡成形より後２日目に、
９５℃のオーブン中に入れ、そして、その状態を１週間
の間保持した。その後、試料をオーブンより取り出し、
その縦、横の長さ、および厚みを計測し、そして、それ
ら方向の寸法変化の割合の平均値、即ち表３における寸
法変化率⁴⁾を求めた。寸法変化率⁴⁾がより小さい程、発
泡成形品の耐熱性はより高いと認められる。

【００３２】以上の各測定の結果を、下記の表３にまと
めて示す。 ^a) 嵩倍率５０倍の予備発泡粒子が得られず、よって、発泡成形を行なっていない。従って、発泡成形品の特性、品質に関する測定データは無い。

【００３３】表３より、実施例１ないし４の耐熱性発泡
樹脂粒子の場合は、いずれも、それを用いた一般的な予
備発泡の過程で、嵩倍率５０倍以上の発泡倍率を得るこ
とができ、また、これに続く発泡成形にあっては、成形
時の放冷サイクルが大幅に短縮されて、生産性を向上す
ることができ、さらに、発泡成形品の寸法変化が大変小
さくなり、その耐熱性が著しく改良されることがわか
る。一方、比較例１、２の耐熱性発泡樹脂粒子の場合
は、より低分子量のスチレン樹脂が配合されていないた
め、予備発泡の過程で、発泡倍率について所望の向上効
果を得ることができず、かつ、発泡成形における放冷サ
イクルも大変長く、発泡成形の生産性が悪く、さらに、
発泡成形品の寸法変化が大きく、その耐熱性も大変低い
ことがわかる。また、比較例３の耐熱性発泡樹脂粒子の
場合は、トルエンの配合により、予備発泡の過程で、高
い発泡倍率を得ることができるものの、発泡成形時の放
冷サイクルが極めて長く、発泡成形の生産性はいたって
悪く、その上、発泡成形品内に残留する発泡剤量も多い
ため、発泡成形品の寸法変化が大変大きく、その耐熱性
も著しく低いことがわかる。

【００３４】−他の耐熱性発泡樹脂粒子の製造と発泡成
形品の機械的強度の測定− 高分子量のポリスチレン樹脂に対するより低分子量のポ
リスチレン樹脂の配合量を０．５〜４０重量％の範囲で
種々変更したことを除いて、実施例１の組成と同じ組成
よりなる数例の耐熱性発泡樹脂粒子を上記実施例の製造
手順、条件に従ってそれぞれ製造した。そして、得られ
た耐熱性発泡樹脂粒子より、上記実施例と同様の方法に
より密度２０ kg/m³の発泡成形品を作り、その後、発泡
成形品の曲げ強度及び５％圧縮強度をＪＩＳＡ９５１
１に従い測定した。その結果は、以下の表４に示す。

【００３５】

【００３６】この表より、より低分子量のスチレン樹脂
が３０重量％を越える量で配合された比較例５にあって
は、発泡成形品において所要の物性（曲げ強度）を達成
することができず、実用品質の発泡成形品を得られない
ことがわかる。一方、より低分子量のスチレン樹脂が１
重量％未満の量で配合された比較例４にあっては、言及
しない試験にて、予備発泡の過程で発泡倍率の所望の向
上効果が得られないことが確認されている。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
当該耐熱性発泡樹脂粒子を用いた予備発泡に関して、嵩
倍率３０倍以上の、就中５０倍以上の十分に高い発泡倍
率を達成することができ、特に、発泡性スチレン系樹脂
粒子にて従来慣用されている予備発泡温度（約１００
℃）での予備発泡により、所望の発泡倍率を得ることが
できるという効果が得られる。また、本発明によれば、
発泡成形に関して、成形サイクルが従来より格段に短縮
されるとともに、特別な熟成処理を施さずとも、十分高
い耐熱性を発泡成形品に付与することができるという効
果も得られる。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年４月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、まず、従来の耐熱性発泡樹脂粒子において慣用さ
れているスチレン系樹脂の分子量（一般に重量平均分子
量１５０，０００ないし５００，０００）よりも低い分
子量の、即ち、重量平均分子量５００ないし１００，０
００を有するより低分子量のスチレン樹脂は、可塑化剤
として機能し、これがブレンドされたスチレン系混合樹
脂を用いて耐熱性発泡樹脂粒子を仕上げると、それより
得られる予備発泡粒子において十分高い発泡倍率を達成
することができ、しかも、最終の発泡成形品において
も、その耐熱性を損ねる作用を示さないという事実を見
い出した。また、本発明者は、シクロパラフィンは、単
独でも可塑化機能を発揮し、それを耐熱性発泡樹脂粒子
に含浸することにより、得られる予備発泡粒子について
発泡倍率の向上に寄与し、そしてそれだけでなく、予備
発泡粒子を用いた発泡成形の過程において、大変迅速に
逸散し、よって発泡成形品内に殆ど残留しないという事
実を見い出した。さらに、本発明者は、耐熱性発泡樹脂
粒子について、上記のより低分子量のスチレン樹脂のブ
レンドと上記シクロパラフィンの含浸とを組合せること
により、予備発泡の過程で十分高い発泡倍率をできる上
に、発泡成形の過程で、発泡剤が急速に逸散し、よって
成形サイクルが大幅に短縮され、また、発泡成形品の耐
熱性も十分高いものになることを見い出し、ここに本発
明を完成するに至った。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量平均分子量１５０，０００ないし５
００，０００を有する高分子量のスチレン系樹脂に重量
平均分子量５００ないし１００，０００を有するより低
分子量のスチレン樹脂がブレンドされたスチレン系混合
樹脂５０ないし９０重量部と、ポリフェニレンエーテル
系樹脂５０ないし１０重量部からなる基材樹脂と、該基
材樹脂１００重量部に基づいて、１ないし１５重量部の
揮発性発泡剤および０．１ないし１０重量部のシクロパ
ラフィンを含有してなることを特徴とする、耐熱性発泡
樹脂粒子。
【請求項２】前記スチレン系混合樹脂は、高分子量の
スチレン系樹脂に基づいて、１ないし３０重量％のより
低分子量のスチレン樹脂をブレンドしてなることを特徴
とする、請求項１記載の耐熱性発泡樹脂粒子。
【請求項３】前記シクロパラフィンはシクロヘキサン
もしくはシクロペンタンであることを特徴とする、請求
項１記載の耐熱性発泡樹脂粒子。