JP6294040B2 - Styrenic resin particles, expandable particles, expanded particles and expanded molded articles - Google Patents
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Description
本発明は、スチレン系樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び発泡成形体に関する。更に詳しくは、本発明は、少ない蒸気量で成形可能であり、かつ機械的強度(曲げ強度、圧縮強度等)に優れた発泡成形体を与え得るスチレン系樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び発泡成形体に関する。 The present invention relates to styrenic resin particles, expandable particles, expanded particles, and expanded molded articles. More specifically, the present invention is a styrenic resin particle, expandable particle, expanded particle, which can be molded with a small amount of steam and can give a foamed molded article excellent in mechanical strength (bending strength, compressive strength, etc.) The present invention relates to a foam molded article.
従来、発泡成形体は軽量かつ、断熱性や機械的強度に優れることから魚箱や食品容器等の輸送用梱包材、緩衝材等に使用されている。その中でも発泡性粒子を原料として製造される型内発泡成形体は所望の形状を得やすい等の利点から多く使用されている。
発泡成形体を製造するための原料である発泡性粒子として、発泡性スチレン樹脂粒子が汎用されており、例えば次のようにして発泡成形体が得られている。即ち、発泡性スチレン樹脂粒子のような発泡性粒子を蒸気で加熱して予備発泡させて発泡粒子(予備発泡粒子)を得る。得られた予備発泡粒子を金型のキャビティ内に充填する。次いで、充填された予備発泡粒子を蒸気で二次発泡させつつ、予備発泡粒子同士の熱融着により一体化させることで発泡成形体を得ることができる。近年、省エネルギーの観点から蒸気をボイラー等で生成する際に必要な重油量の削減が求められており、少ない蒸気量で発泡成形体を製造できる発泡性スチレン系樹脂粒子が要望されている。
Conventionally, foamed molded articles are light weight and excellent in heat insulation and mechanical strength, and thus have been used for transport packing materials such as fish boxes and food containers, cushioning materials, and the like. Among them, in-mold foam molded articles produced using foamable particles as raw materials are often used because of the advantage that a desired shape is easily obtained.
Expandable styrene resin particles are widely used as expandable particles, which are raw materials for producing expanded molded articles. For example, expanded molded articles are obtained as follows. That is, expandable particles such as expandable styrene resin particles are heated with steam and pre-expanded to obtain expanded particles (pre-expanded particles). The obtained pre-expanded particles are filled into the mold cavity. Next, a foamed molded article can be obtained by integrating the pre-expanded particles by heat-sealing while pre-expanding the filled pre-expanded particles with steam. In recent years, a reduction in the amount of heavy oil required for generating steam with a boiler or the like has been demanded from the viewpoint of energy saving, and there is a demand for expandable styrene resin particles capable of producing a foamed molded article with a small amount of steam.
一般に、上記方法で得られた発泡成形体は、予備発泡粒子同士を熱融着により一体化させているため、融着面の強度が融着面以外の部分より弱かった。この融着面の強度の弱さは、機械的強度を劣らせるという短所につながっている。特に少ない蒸気量で成形した場合、予備発泡粒子同士の熱融着の強度が劣る傾向にあり、その結果、十分な機械的強度を有する発泡成形体が得られない場合が多い。従って、機械的強度の向上した発泡成形体を提供すること望まれている。
蒸気量を低減する観点から、特開2011−26508号公報(特許文献1)において、少ない蒸気量で外観、融着に優れた発泡成形体を提供可能な発泡性スチレン系樹脂粒子が提案されている。
In general, the foamed molded article obtained by the above method has pre-expanded particles integrated by heat fusion, so that the strength of the fused surface is weaker than the portion other than the fused surface. This weakness of the fused surface leads to the disadvantage of inferior mechanical strength. In particular, when molding is performed with a small amount of steam, the strength of heat-sealing between the pre-expanded particles tends to be inferior, and as a result, a foamed molded product having sufficient mechanical strength is often not obtained. Therefore, it is desired to provide a foamed molded article having improved mechanical strength.
From the viewpoint of reducing the amount of steam, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-26508 (Patent Document 1) proposes expandable styrene resin particles capable of providing a foamed molded article excellent in appearance and fusion with a small amount of steam. Yes.
上記公報に記載された技術でも、十分な機械的強度を有する発泡成形体を省エネルギーで得ることができる。しかし、更なる省エネルギー性向上の観点から、より少ない蒸気量でも成形性を維持したままで、機械的強度(曲げ強度、圧縮強度等)を有する発泡成形体の提供が望まれていた。 Even with the technique described in the above publication, a foamed molded article having sufficient mechanical strength can be obtained with energy saving. However, from the viewpoint of further improving energy saving, it has been desired to provide a foamed molded article having mechanical strength (bending strength, compressive strength, etc.) while maintaining moldability even with a smaller amount of steam.
本発明の発明者は、発泡成形体の機械的強度を向上するために、スチレン系樹脂粒子のガラス転移温度について見直した。その結果、中心部のガラス転移温度が全体のガラス転移温度より低いことで、少ない蒸気量でも発泡成形体に優れた機械的強度を与えうるスチレン系樹脂粒子を提供できることを見出し、本発明に至った。 The inventor of the present invention reviewed the glass transition temperature of the styrene resin particles in order to improve the mechanical strength of the foamed molded product. As a result, it was found that the styrene-based resin particles capable of imparting excellent mechanical strength to the foamed molded article can be provided even with a small amount of steam because the glass transition temperature at the center is lower than the overall glass transition temperature, and the present invention has been achieved. It was.
かくして本発明によれば、単官能アクリル酸エステル由来の樹脂成分を含むスチレン系樹脂粒子であり、
前記スチレン系樹脂粒子は、全体のガラス転移温度より2〜5℃低い中心部のガラス転移温度を有することを特徴とするスチレン系樹脂粒子が提供される。
Thus, according to the present invention, styrene resin particles containing a resin component derived from a monofunctional acrylate ester,
The styrene resin particles have a central glass transition temperature that is 2 to 5 ° C. lower than the entire glass transition temperature.
本発明によれば、上記スチレン系樹脂粒子と発泡剤とを含む発泡性粒子が提供される。更に、本発明によれば、上記発泡性粒子を発泡させて得られた発泡粒子が提供される。また、本発明によれば、上記発泡粒子を発泡成形させて得られた発泡成形体が提供される。 According to this invention, the expandable particle | grains containing the said styrene resin particle and a foaming agent are provided. Furthermore, according to this invention, the expanded particle obtained by making the said expandable particle expand is provided. Moreover, according to this invention, the foaming molding obtained by carrying out the foam molding of the said foaming particle is provided.
本発明によれば、少ない蒸気量でも、機械的強度に優れた発泡成形体を与えうる、スチレン系樹脂粒子、発泡性粒子及び発泡粒子を提供できる。この効果は、中心部のガラス転移温度が全体のガラス転移温度より低いことにより奏されると発明者は考えている。本発明の機械的強度に優れた発泡成形体により、成形時の省エネルギー化を維持しつつ、曲げ強度、圧縮強度等が向上できる。
本発明の発泡成形体は、従来の発泡成形体より薄くても、同程度の機械的強度を得ることができる。そのため原料であるスチレン系樹脂粒子の使用量を削減できる。発泡成形体の軽量化による輸送コストの削減も可能となる。
According to the present invention, it is possible to provide styrene-based resin particles, expandable particles, and expanded particles that can provide expanded molded articles having excellent mechanical strength even with a small amount of steam. The inventor believes that this effect is exhibited when the glass transition temperature at the center is lower than the entire glass transition temperature. The foamed molded article having excellent mechanical strength of the present invention can improve bending strength, compressive strength, etc. while maintaining energy saving during molding.
Even if the foamed molded product of the present invention is thinner than the conventional foamed molded product, the same mechanical strength can be obtained. Therefore, the amount of styrene resin particles that are raw materials can be reduced. Transportation costs can be reduced by reducing the weight of the foamed molded product.
また、(1)スチレン系樹脂粒子は、全体のガラス転移温度より5〜20℃高い表層のガラス転移温度を有する場合、
(2)中心部が炭素数1〜10のアルキル基を有する単官能アクリル酸エステル由来の樹脂成分を含み、表層が炭素数1〜10のアルキル基を有する単官能メタクリル酸エステル又はα−メチルスチレン由来の樹脂成分を含む場合、
(3)単官能アクリル酸エステルがアクリル酸ブチルであり、単官能メタクリル酸エステルがメタクリル酸メチルである場合、
(4)表層が、70万〜200万のZ平均分子量を有する場合
のいずれかであれば、より機械的強度に優れた発泡成形体をより省エネルギーで与えうる樹脂粒子を提供できる。
When (1) the styrene resin particles have a glass transition temperature of the surface layer that is 5 to 20 ° C. higher than the entire glass transition temperature,
(2) A monofunctional methacrylic acid ester or α-methylstyrene having a resin component derived from a monofunctional acrylate ester having a C 1-10 alkyl group in the center and a surface layer having a C 1-10 alkyl group When including a resin component derived from
(3) When the monofunctional acrylic ester is butyl acrylate and the monofunctional methacrylate is methyl methacrylate,
(4) If the surface layer is any one having a Z average molecular weight of 700,000 to 2,000,000, resin particles capable of providing a foamed molded article having more excellent mechanical strength with energy saving can be provided.
(スチレン系樹脂粒子)
(1)構成成分
スチレン系樹脂粒子は、全体のガラス転移温度より2〜5℃低い中心部のガラス転移温度を有している。中心部のガラス転移温度が低いことにより、スチレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性粒子とし、発泡性粒子を発泡させて発泡粒子とする際に、発泡性粒子に加えられる熱量が少なくても(蒸気量が少なくても)、所望の倍率の発泡粒子を得ることができる。中心部のガラス転移温度を下げる方法は種々あるが、その一方法としてスチレン系樹脂粒子を構成する樹脂の存在位置を調整する方法がある。例えば、本発明のスチレン系樹脂粒子は、単官能アクリル酸エステル由来の樹脂成分を含んでいるが、この樹脂成分を中心部に多く含ませることで、中心部のガラス転移温度を下げることができる。
(Styrene resin particles)
(1) Constituent Component The styrene resin particles have a glass transition temperature at the center that is 2 to 5 ° C. lower than the entire glass transition temperature. Because the glass transition temperature at the center is low, the amount of heat applied to the expandable particles is small when the styrene resin particles are impregnated with a foaming agent to form expandable particles, and the expandable particles are expanded to form expandable particles. Even (even if the amount of steam is small), it is possible to obtain expanded particles having a desired magnification. There are various methods for lowering the glass transition temperature at the center, and one method is to adjust the position of the resin constituting the styrene resin particles. For example, the styrenic resin particles of the present invention contain a resin component derived from a monofunctional acrylate ester. By including a large amount of this resin component in the center, the glass transition temperature of the center can be lowered. .
ここで、スチレンホモポリマーのガラス転移温度は100℃であり、単官能アクリル酸エステルの内、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル及びアクリル酸ブチル、アクリル酸オクチルのホモポリマーのガラス転移温度は、それぞれ6℃、−24℃、−48℃、−55℃、及び−65℃である。このようなガラス転移温度を参考に、所望する省エネルギー性及び機械的強度が得られるように単官能アクリル酸エステルの選択、その含有量及び存在位置を調整すればよい。単官能アクリル酸エステルは、アクリル酸メチル及びアクリル酸エチル、アクリル酸ブチルが好ましい。ここで、相溶性の観点から、単官能アクリル酸エステル由来の樹脂成分は、スチレン系モノマーとの共重合体の形態で、スチレン系樹脂粒子中に存在することが好ましい。 Here, the glass transition temperature of the styrene homopolymer is 100 ° C., and among the monofunctional acrylate ester, homopolymer glass of methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate and butyl acrylate, and octyl acrylate. The transition temperatures are 6 ° C, -24 ° C, -48 ° C, -55 ° C, and -65 ° C, respectively. With reference to such a glass transition temperature, the selection, content and location of the monofunctional acrylate may be adjusted so that the desired energy saving and mechanical strength can be obtained. Monofunctional acrylic acid esters are preferably methyl acrylate, ethyl acrylate, and butyl acrylate. Here, from the viewpoint of compatibility, the resin component derived from the monofunctional acrylate ester is preferably present in the styrene resin particles in the form of a copolymer with a styrene monomer.
また、スチレン系樹脂粒子は、全体のガラス転移温度より5〜20℃高い表層のガラス転移温度を有することが好ましい。このような表層を有することで、省エネルギー性を保ったまま、より機械的強度の高い発泡成形体を与え得るスチレン系樹脂粒子を提供できる。これは次の理由によると発明者は考えている。即ち、発泡成形体の製造時にスチレン系樹脂粒子は、直接高温の金型と接することで耐熱性が低下する。また、スチレン系樹脂粒子の製造時に使用された可塑剤や溶剤が表層に局在化することでも耐熱性が低下する。この耐熱性の低下は、発泡成形体の機械的強度の低下につながるが、これを表層のガラス転移温度を上げることで抑制できる。
表層のガラス転移温度を上げる方法は種々あるが、その一方法としてスチレン系樹脂粒子を構成する樹脂の存在位置を調整する方法がある。例えば、単官能メタクリル酸エステル及びα−メチルスチレン由来の樹脂成分を表層に多く含ませることで、表層のガラス転移温度を上げることができる。単官能メタクリル酸エステルの内、メタクリル酸メチル、α−メチルスチレンのホモポリマーのガラス転移温度は、それぞれ105℃、及び180℃である。このようなガラス転移温度を参考に、所望する省エネルギー性及び機械的強度が得られるように単官能メタクリル酸エステル及びα−メチルスチレンの選択、その含有量及び存在位置を調整すればよい。
Moreover, it is preferable that a styrene-type resin particle has a glass transition temperature of the surface layer 5-20 degreeC higher than the whole glass transition temperature. By having such a surface layer, it is possible to provide styrene-based resin particles that can provide a foamed molded article having higher mechanical strength while maintaining energy saving. The inventor believes that this is due to the following reason. That is, the heat resistance of the styrenic resin particles decreases when the styrenic resin particles are in direct contact with the high-temperature mold during the production of the foam molded article. Moreover, heat resistance falls also when the plasticizer and solvent which were used at the time of manufacture of a styrene-type resin particle localize on a surface layer. This decrease in heat resistance leads to a decrease in the mechanical strength of the foam molded article, which can be suppressed by increasing the glass transition temperature of the surface layer.
There are various methods for raising the glass transition temperature of the surface layer, and one method is to adjust the position of the resin constituting the styrene resin particles. For example, the glass transition temperature of the surface layer can be increased by including a large amount of a resin component derived from monofunctional methacrylate and α-methylstyrene in the surface layer. Among the monofunctional methacrylic acid esters, the glass transition temperatures of homopolymers of methyl methacrylate and α-methylstyrene are 105 ° C. and 180 ° C., respectively. With reference to such a glass transition temperature, the selection of the monofunctional methacrylate ester and α-methylstyrene, the content thereof and the location thereof may be adjusted so as to obtain the desired energy saving and mechanical strength.
本明細書において、中心部とは、スチレン系樹脂粒子の中心から半径の約30%以内を意味し、表層とは、表面から半径の約20%以内を意味する。また、中心部及び表層のガラス転移温度は、スチレン系樹脂粒子が微小なためそのものから測定するのは困難であるから、所定の倍数に発泡させた発泡成形体を介して測定している。即ち、発泡成形体の表層を薄く剥いだ物から表層のガラス転移温度を、発泡成形体を構成する融着した発泡粒子の中心部をくり抜いた物から中心部のガラス転移温度を、それぞれスチレン系樹脂粒子の表層と中心部のガラス転移温度と見なしている。なお、スチレン系樹脂粒子全体のガラス転移温度は、発泡成形体の全体のガラス転移温度とほぼ一致している。 In the present specification, the central portion means within about 30% of the radius from the center of the styrenic resin particles, and the surface layer means within about 20% of the radius from the surface. Further, the glass transition temperatures of the central portion and the surface layer are difficult to measure from the styrene resin particles because they are very small, and thus are measured through a foamed molded product that is foamed to a predetermined multiple. That is, the glass transition temperature of the surface layer from the product obtained by thinly peeling the surface layer of the foam molded product, and the glass transition temperature of the center portion from the material obtained by hollowing out the center of the fused foam particles constituting the foam molded product, respectively. It is regarded as the glass transition temperature of the surface layer and the center of the resin particle. In addition, the glass transition temperature of the whole styrene-type resin particle is substantially in agreement with the glass transition temperature of the whole foaming molding.
スチレン系樹脂粒子は、スチレン系モノマー由来の樹脂成分を含む。スチレン系モノマーとしては、特に限定されず、公知のモノマーをいずれも使用できる。例えば、スチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。これらスチレン系モノマーは、一種類でも、複数種の混合物であってもよい。好ましいスチレン系モノマーは、スチレンである。
スチレン系樹脂粒子は、スチレン系モノマーと共重合可能な多官能ビニル系モノマー由来の樹脂成分を含んでいてもよい。多官能性ビニル系モノマーは、発泡成形体の発泡成形性向上の観点から、ビニル基を2〜15個有するモノマーであることが好ましい。このような特定数のビニル基を有する多官能性ビニル系モノマーに由来する樹脂成分を含む樹脂粒子は、より機械的強度に優れた発泡成形体を提供可能である。具体的な多官能性ビニル系モノマーとしては、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の2官能モノマー、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリメタクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート等の3官能モノマーが挙げられる。多官能性ビニル系モノマーは、1種のみ使用しても、複数種使用してもよい。
The styrene resin particles contain a resin component derived from a styrene monomer. The styrene monomer is not particularly limited, and any known monomer can be used. For example, styrene, vinyl toluene, chlorostyrene, ethyl styrene, isopropyl styrene, dimethyl styrene, bromostyrene, and the like can be given. These styrenic monomers may be one kind or a mixture of plural kinds. A preferred styrenic monomer is styrene.
The styrene resin particles may contain a resin component derived from a polyfunctional vinyl monomer copolymerizable with the styrene monomer. The polyfunctional vinyl monomer is preferably a monomer having 2 to 15 vinyl groups from the viewpoint of improving foam moldability of the foam molded article. Resin particles containing a resin component derived from such a polyfunctional vinyl monomer having a specific number of vinyl groups can provide a foamed molded article having more excellent mechanical strength. Specific polyfunctional vinyl monomers include bifunctional monomers such as divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, ethoxylation Trifunctional monomers such as trimethylolpropane trimethacrylate and ethoxylated isocyanuric acid triacrylate are exemplified. The polyfunctional vinyl monomer may be used alone or in combination.
スチレン系樹脂粒子を構成するスチレン系モノマー由来の樹脂成分と単官能アクリル酸エステル由来の樹脂成分と単官能メタクリル酸エステル及びα−メチルスチレン由来の樹脂成分との割合は、1:0.005〜0.1:0〜1.0(質量比)の範囲であることが好ましい。
単官能アクリル酸エステル由来の樹脂成分の割合が0.005より少ない場合、所望の強度の発泡成形体を得るには発泡成形時の蒸気圧を高く維持する必要があり、省エネルギー性に劣ることがある。0.1より多い場合、発泡成形体の強度が低下することがある。
単官能メタクリル酸エステル及びα−メチルスチレン由来の樹脂成分の割合が1.0より多い場合、低い成形蒸気圧で良好な発泡成形体が得られないことがある。
より好ましい割合は1:0.01〜0.08:0.05〜0.8の範囲であり、更に好ましい割合は1:0.01〜0.05:0.1〜0.6の範囲である。
The ratio of the resin component derived from the styrene monomer constituting the styrene resin particles, the resin component derived from the monofunctional acrylate ester, the resin component derived from the monofunctional methacrylate and α-methylstyrene is 1: 0.005. The range is preferably 0.1: 0 to 1.0 (mass ratio).
When the proportion of the resin component derived from the monofunctional acrylate is less than 0.005, it is necessary to maintain a high vapor pressure during foam molding in order to obtain a foam molded article having a desired strength, which may be inferior in energy saving. is there. If it is more than 0.1, the strength of the foamed molded product may be lowered.
When the ratio of the monofunctional methacrylate ester and the resin component derived from α-methylstyrene is more than 1.0, a good foamed molded article may not be obtained with a low molding vapor pressure.
A more preferable ratio is in the range of 1: 0.01 to 0.08: 0.05 to 0.8, and a further preferable ratio is in the range of 1: 0.01 to 0.05: 0.1 to 0.6. is there.
また、単官能アクリル酸エステル由来の樹脂成分中、スチレン系モノマーと共重合した成分が占める割合は、70質量%以上であることが好ましい。一方、単官能メタクリル酸エステル及びα−メチルスチレン由来の樹脂成分中、スチレン系モノマーと共重合した成分が占める割合は、50質量%以上であることが好ましい。
なお、上記モノマー由来の樹脂成分の割合は、原料としてのモノマーの割合と実質的に一致している。更に、得られたスチレン系樹脂粒子に単官能アクリル酸エステル由来の樹脂成分及び単官能メタクリル酸エステル及びα−メチルスチレン由来の樹脂成分が使用されていること及び使用されているモノマーの種類は、残存するモノマーをガスクロマトグラフィーにより定性分析することにより判別可能である。
Moreover, it is preferable that the ratio for which the component copolymerized with the styrene-type monomer accounts for 70 mass% or more in the resin component derived from monofunctional acrylate ester. On the other hand, the ratio of the component copolymerized with the styrenic monomer in the resin component derived from monofunctional methacrylate and α-methylstyrene is preferably 50% by mass or more.
The ratio of the resin component derived from the monomer substantially matches the ratio of the monomer as the raw material. Furthermore, the resin component derived from the monofunctional acrylate ester and the monofunctional methacrylic acid ester and α-methylstyrene are used in the obtained styrene resin particles, and the types of monomers used are: The remaining monomer can be discriminated by qualitative analysis by gas chromatography.
スチレン系樹脂粒子には、上記樹脂成分以外の他の成分が含まれていてもよい。
他の成分としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル等の樹脂成分が挙げられる。
また、物性を損なわない範囲内において、難燃剤、難燃助剤、可塑剤、滑剤、結合防止剤、融着促進剤、帯電防止剤、展着剤、気泡調整剤、架橋剤、充填剤、着色剤等の添加剤が含まれていてもよい。
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、トリスジブロモプロピルホスフェート、テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA−ビス(2,3−ジブロモ−2−メチルプロピルエーテル)、テトラブロモビスフェノールA−ビス(2,3−ジブロモプロピルエーテル)等が挙げられる。
The styrene resin particles may contain components other than the resin component.
Examples of the other components include resin components such as polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polycarbonate resins, and polyesters.
In addition, within the range that does not impair the physical properties, flame retardants, flame retardant aids, plasticizers, lubricants, anti-binding agents, fusion accelerators, anti-static agents, spreading agents, bubble regulators, crosslinking agents, fillers, Additives such as colorants may be included.
As flame retardants, tetrabromocyclooctane, hexabromocyclododecane, trisdibromopropyl phosphate, tetrabromobisphenol A, tetrabromobisphenol A-bis (2,3-dibromo-2-methylpropyl ether), tetrabromobisphenol A- Examples thereof include bis (2,3-dibromopropyl ether).
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が挙げられる。
可塑剤としては、フタル酸エステル、グリセリンジアセトモノラウレート、グリセリントリステアレート、ジアセチル化グリセリンモノステアレート等のグリセリン脂肪酸エステル、ジイソブチルアジペートのようなアジピン酸エステル等が挙げられる。
滑剤としては、パラフィンワックス、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。
結合防止剤としては、例えば、炭酸カルシウム、シリカ、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、ジメチルシリコン等が挙げられる。
Examples of the flame retardant aid include organic peroxides such as 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane, 3,4-dimethyl-3,4-diphenylhexane, dicumyl peroxide, and cumene hydroperoxide. .
Examples of the plasticizer include glycerin fatty acid esters such as phthalic acid ester, glycerin diacetomonolaurate, glycerin tristearate and diacetylated glycerin monostearate, and adipic acid esters such as diisobutyl adipate.
Examples of the lubricant include paraffin wax and zinc stearate.
Examples of the binding inhibitor include calcium carbonate, silica, zinc stearate, aluminum hydroxide, ethylene bis stearamide, tricalcium phosphate, dimethyl silicon and the like.
融着促進剤としては、例えばステアリン酸、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、ポリエチレンワックス等が挙げられる。
帯電防止剤としては、例えば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、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
展着剤としては、ポリブテン、ポリエチレングリコール、シリコンオイル等が挙げられる。
気泡調整剤としては、メタクリル酸エステル系共重合ポリマー、エチレンビスステアリン酸アミド、ポリエチレンワックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
Examples of the fusion accelerator include stearic acid, stearic acid triglyceride, hydroxystearic acid triglyceride, stearic acid sorbitan ester, and polyethylene wax.
Examples of the antistatic agent include polyoxyethylene alkylphenol ether, stearic acid monoglyceride, polyethylene glycol and the like.
Examples of the spreading agent include polybutene, polyethylene glycol, and silicone oil.
Examples of the bubble regulator include methacrylic acid ester copolymer, ethylene bis stearamide, polyethylene wax, ethylene-vinyl acetate copolymer, and the like.
(2)スチレン系樹脂粒子のガラス転移温度
中心部のガラス転移温度は、全体のガラス転移温度より2〜5℃低いことが好ましい。ガラス転移点の差が2℃未満の場合、省エネ発泡性が不十分となることがある。5℃以上の場合、機械的強度が不十分となることがある。
表層のガラス転移温度は、全体のガラス転移温度より5〜20℃高いことが好ましい。ガラス転移点の差が5℃未満の場合、機械的強度が不十分となることがある。20℃以上の場合、省エネ発泡性が不十分となることがある。表層のガラス転移温度は、全体のガラス転移温度より5〜15℃高いことがより好ましい。
なお、スチレン系樹脂粒子全体のガラス転移温度は95〜99℃、表層のガラス転移温度は100〜120℃、中心部のガラス転移温度は90〜97℃であることが好ましい。全体のガラス転移温度は、スチレン系樹脂粒子そのもののから測定できる。また、発泡成形体の任意に切り出した部位からも測定できる。
(2) Glass transition temperature of styrene-based resin particles The glass transition temperature at the center is preferably 2 to 5 ° C lower than the entire glass transition temperature. When the difference in glass transition point is less than 2 ° C., the energy-saving foaming property may be insufficient. If it is 5 ° C. or higher, the mechanical strength may be insufficient.
The glass transition temperature of the surface layer is preferably 5 to 20 ° C. higher than the entire glass transition temperature. If the difference in glass transition point is less than 5 ° C, the mechanical strength may be insufficient. When the temperature is 20 ° C. or higher, the energy-saving foamability may be insufficient. The glass transition temperature of the surface layer is more preferably 5 to 15 ° C. higher than the entire glass transition temperature.
In addition, it is preferable that the glass transition temperature of the whole styrene-type resin particle is 95-99 degreeC, the glass transition temperature of surface layer is 100-120 degreeC, and the glass transition temperature of center part is 90-97 degreeC. The overall glass transition temperature can be measured from the styrene resin particles themselves. Moreover, it can also measure from the site | part cut out arbitrarily of the foaming molding.
(3)表層のZ平均分子量
表層は、70万〜200万のZ平均分子量を有することが好ましい。ここでの表層は、上記ガラス転移点と同じ表層を意味し、Z平均分子量は、上記ガラス転移点の測定と同様に、発泡成形体の表層を薄く剥いだ物をGPC法により測定することで得られる。Z平均分子量が70万未満である場合、機械的強度が不十分となることがある。200万より大きい場合、発泡成形体を構成する発泡粒子間の融着性が低下し、その結果、機械的強度が低下することがある。より好ましい表層のZ平均分子量は80万〜180万の範囲であり、更に好ましくは80万〜150万の範囲である。スチレン系樹脂粒子全体のZ平均分子量は、60万〜100万の範囲であることが好ましい。また、表層は、全体よりZ平均分子量が10万〜50万大きいことが好ましい。
全体のZ平均分子量は、スチレン系樹脂粒子そのもののから測定でき、発泡成形体の全体のZ平均分子量とほぼ一致している。
(3) Z-average molecular weight of surface layer The surface layer preferably has a Z-average molecular weight of 700,000 to 2,000,000. The surface layer here means the same surface layer as the glass transition point, and the Z average molecular weight is measured by GPC method by thinly peeling the surface layer of the foamed molded product, similarly to the measurement of the glass transition point. can get. When the Z average molecular weight is less than 700,000, the mechanical strength may be insufficient. When it is larger than 2 million, the fusion property between the expanded particles constituting the expanded molded article is lowered, and as a result, the mechanical strength may be lowered. The Z average molecular weight of the surface layer is more preferably in the range of 800,000 to 1,800,000, still more preferably in the range of 800,000 to 1,500,000. The Z average molecular weight of the entire styrene resin particles is preferably in the range of 600,000 to 1,000,000. The surface layer preferably has a Z-average molecular weight of 100,000 to 500,000 larger than the whole.
The overall Z average molecular weight can be measured from the styrene-based resin particles themselves, and almost coincides with the overall Z average molecular weight of the foam molded article.
(4)スチレン系樹脂粒子の形状
スチレン系樹脂粒子の形状は特に限定されない。例えば、球状、円柱状等が挙げられる。この内、球状であるのが好ましい。スチレン系樹脂粒子の平均粒子径は、用途に応じて適宜選択でき、例えば、0.2mm〜5mmの平均粒子径のものを使用できる。また、成形型内への充填性等を考慮すると、平均粒子径は、0.3mm〜2mmがより好ましく、0.3mm〜1.4mmが更に好ましい。
(4) Shape of styrene resin particles The shape of the styrene resin particles is not particularly limited. For example, spherical shape, cylindrical shape, etc. are mentioned. Of these, a spherical shape is preferable. The average particle diameter of the styrene-based resin particles can be appropriately selected depending on the application. For example, those having an average particle diameter of 0.2 mm to 5 mm can be used. In consideration of the filling ability into the mold, the average particle diameter is more preferably 0.3 mm to 2 mm, and still more preferably 0.3 mm to 1.4 mm.
(スチレン系樹脂粒子の製造方法)
スチレン系樹脂粒子の製造方法は特に限定されない。例えば、スチレン系樹脂からなる種粒子に、スチレン系モノマーを含むモノマー混合物を吸収させ重合させることで、樹脂粒子を得ることができる。
(1)種粒子
種粒子は、公知の方法で製造されたものを用いることができ、例えば、(i)スチレン系樹脂を押出機で溶融混練し、ストランド状に押し出し、ストランドをカットすることにより種粒子を得る押出方法、(ii)水性媒体、スチレン系モノマー及び重合開始剤をオートクレーブ内に供給し、オートクレーブ内において加熱、攪拌しながらスチレン系モノマーを懸濁重合させて種粒子を製造する懸濁重合法、(iii)水性媒体及びスチレン系樹脂粒子をオートクレーブ内に供給し、スチレン系樹脂粒子を水性媒体中に分散させた後、オートクレーブ内を加熱、攪拌しながらスチレン系モノマーを連続的にあるいは断続的に供給して、スチレン系樹脂粒子にスチレン系モノマーを吸収させつつ重合開始剤の存在下にて重合させて種粒子を製造するシード重合法等が挙げられる。
また、種粒子は一部、又は全部に樹脂回収品を用いることができる。回収品を使用する場合は、押出方法による種粒子の製造が向いている。
(Method for producing styrene resin particles)
The method for producing styrene resin particles is not particularly limited. For example, resin particles can be obtained by absorbing and polymerizing a monomer mixture containing a styrene monomer into seed particles made of a styrene resin.
(1) Seed particles Seed particles produced by a known method can be used. For example, (i) a styrene resin is melt-kneaded with an extruder, extruded into a strand, and the strand is cut. (Ii) An aqueous medium, a styrenic monomer and a polymerization initiator are fed into an autoclave, and the styrene monomer is suspended and polymerized while heating and stirring in the autoclave to produce seed particles. (Iii) Aqueous medium and styrenic resin particles are fed into the autoclave, and the styrenic resin particles are dispersed in the aqueous medium, and then the styrene monomer is continuously added while heating and stirring the autoclave. Alternatively, the polymer is supplied intermittently and polymerized in the presence of a polymerization initiator while allowing the styrene resin particles to absorb the styrene monomer. Examples thereof include a seed polymerization method for producing seed particles.
In addition, the resin particles can be used for part or all of the seed particles. In the case of using a recovered product, production of seed particles by an extrusion method is suitable.
種粒子の平均粒子径は、樹脂粒子の平均粒子径に応じて適宜調整できる。例えば平均粒子径が1mmの樹脂粒子を得ようとする場合には、平均粒子径が0.7mm〜0.9mm程度の種粒子を用いることが好ましい。更に、種粒子の重量平均分子量は特に限定されないが10万〜70万が好ましく、更に好ましくは15万〜50万である。 The average particle size of the seed particles can be adjusted as appropriate according to the average particle size of the resin particles. For example, when obtaining resin particles having an average particle diameter of 1 mm, it is preferable to use seed particles having an average particle diameter of about 0.7 mm to 0.9 mm. Furthermore, the weight average molecular weight of the seed particles is not particularly limited, but is preferably 100,000 to 700,000, and more preferably 150,000 to 500,000.
(2)含浸工程
種粒子を水性媒体中に分散させてなる分散液中に、モノマー混合物を供給することで、各モノマーを種粒子に吸収させる。
水性媒体としては、水、水と水溶性溶媒(例えば、アルコール)との混合媒体が挙げられる。
(2) Impregnation step Each monomer is absorbed by the seed particles by supplying a monomer mixture into a dispersion obtained by dispersing the seed particles in an aqueous medium.
Examples of the aqueous medium include water and a mixed medium of water and a water-soluble solvent (for example, alcohol).
使用する各モノマーには、重合開始剤を含ませてもよい。重合開始剤としては、従来からモノマーの重合に用いられているものであれば、特に限定されない。例えば、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−2−エチルヘキサノエート、ラウリルパーオキサイド、t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシピバレート、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、2,2−t−ブチルパーオキシブタン、t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート等の有機過酸化物、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等のアゾ化合物等が挙げられる。これら開始剤の内、残存モノマーを低減させるために、10時間の半減期を得るための分解温度が80〜120℃にある異なった二種以上の重合開始剤を併用することが好ましい。なお、重合開始剤は単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。 Each monomer to be used may contain a polymerization initiator. The polymerization initiator is not particularly limited as long as it is conventionally used for monomer polymerization. For example, benzoyl peroxide, t-butyl peroxybenzoate, t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, lauryl peroxide, t-butyl peroxide, t-butyl peroxypivalate, t-butyl peroxyisopropyl Organics such as carbonate, t-butyl peroxyacetate, 2,2-t-butylperoxybutane, t-butylperoxy-3,3,5-trimethylhexanoate, di-t-butylperoxyhexahydroterephthalate Examples thereof include peroxides, azo compounds such as azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, and the like. Among these initiators, in order to reduce the residual monomer, it is preferable to use two or more different polymerization initiators having a decomposition temperature of 80 to 120 ° C. to obtain a half-life of 10 hours. In addition, a polymerization initiator may be used independently or 2 or more types may be used together.
水性媒体中には、モノマーの小滴及び種粒子の分散を安定させるために懸濁安定剤が含まれていてもよい。懸濁安定剤としては、従来からモノマーの懸濁重合に用いられているものであれば、特に限定されない。例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子、第三リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、酸化マグネシウム、ハイドロキシアパタイト等の難溶性無機化合物等が挙げられる。そして、前記懸濁安定剤として難溶性無機化合物を用いる場合には、アニオン界面活性剤を併用するのが好ましく、このようなアニオン界面活性剤としては、例えば、脂肪酸石鹸、N−アシルアミノ酸又はその塩、アルキルエーテルカルボン酸塩等のカルボン酸塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスルフォン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、アルキルスルホ酢酸塩、α−オレフィンスルフォン酸塩等のスルフォン酸塩;高級アルコール硫酸エステル塩、第二級高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩等の硫酸エステル塩;アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩等のリン酸エステル塩等が挙げられる。 A suspension stabilizer may be included in the aqueous medium to stabilize the dispersion of monomer droplets and seed particles. The suspension stabilizer is not particularly limited as long as it is conventionally used for monomer suspension polymerization. Examples thereof include water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, methyl cellulose, polyacrylamide, and polyvinyl pyrrolidone, and poorly soluble inorganic compounds such as tricalcium phosphate, magnesium pyrophosphate, magnesium oxide, and hydroxyapatite. And when using a sparingly soluble inorganic compound as said suspension stabilizer, it is preferable to use an anionic surfactant together, and as such anionic surfactant, for example, fatty acid soap, N-acylamino acid or its Salts, carboxylates such as alkyl ether carboxylates, alkyl benzene sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, dialkyl sulfosuccinates, alkyl sulfoacetates, sulfonates such as α-olefin sulfonates; higher alcohol sulfuric acid Ester salts, secondary higher alcohol sulfates, sulfates such as alkyl ether sulfates, polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfates, etc .; phosphates such as alkyl ether phosphates, alkyl phosphates, etc. Is mentioned.
(3)重合工程
重合工程は、使用するモノマー種、重合開始剤種、重合雰囲気種等により異なるが、通常、70〜130℃の加熱を、3〜10時間維持することにより行われる。重合工程は、モノマーを含浸させつつ行ってもよい。
重合工程は、使用するモノマー全量を1段階で重合させてもよく、2段階以上に分けて重合させてもよい(種粒子の製造時の重合を含む)。2段階以上に分けるほうが、単官能アクリル酸エステル由来の樹脂成分と単官能メタクリル酸エステル及びα−メチルスチレン由来の樹脂成分の存在位置の調整がより容易である。更に、3段階以上に分けると、調整がより容易である。2段階以上に分けて重合させる場合、通常、含浸工程も2段階に分けて行われる。2段階以上に分けた重合工程の重合温度及び時間は、同一であっても、異なっていてもよい。重合工程は3段階であることが好ましい。
(3) Polymerization process Although a polymerization process changes with monomer types to be used, a polymerization initiator seed | species, a polymerization atmosphere seed | species, etc., it is normally performed by maintaining 70-130 degreeC heating for 3 to 10 hours. The polymerization step may be performed while impregnating the monomer.
In the polymerization step, the total amount of monomers used may be polymerized in one stage, or may be polymerized in two or more stages (including polymerization during the production of seed particles). It is easier to adjust the positions of the resin component derived from the monofunctional acrylate ester and the resin component derived from the monofunctional methacrylic acid ester and α-methylstyrene when divided into two or more stages. Furthermore, adjustment is easier if it is divided into three or more stages. When polymerizing in two or more stages, the impregnation process is usually performed in two stages. The polymerization temperature and time of the polymerization process divided into two or more steps may be the same or different. The polymerization process is preferably in three stages.
3段階で行われる場合、次のように重合工程を調整することが好ましい。
まず、スチレン系樹脂の種粒子に、単官能アクリル酸エステル(必要に応じて、スチレン系モノマーと共に)を吸収させて種粒子内で重合させる(第1工程)。
次に、第1工程を経て得られた粒子に、スチレン系モノマーを吸収させつつ重合させる(第2工程)。
更に、第2工程を経て得られた粒子に、単官能メタクリル酸エステル及びα−メチルスチレン(必要に応じて、スチレン系モノマーと共に)を吸収させつつ重合を行う(第3工程)。第3工程は任意工程である。
When performed in three stages, it is preferable to adjust the polymerization process as follows.
First, a monofunctional acrylic acid ester (with a styrene monomer if necessary) is absorbed into seed particles of a styrene resin and polymerized in the seed particles (first step).
Next, the particles obtained through the first step are polymerized while absorbing the styrene monomer (second step).
Further, the particles obtained through the second step are polymerized while absorbing the monofunctional methacrylic acid ester and α-methylstyrene (with a styrene monomer as required) (third step). The third step is an optional step.
第3工程においては、種粒子の重合転化率を75質量%以上、100質量%未満の範囲に維持しつつ行うことが好ましい。重合転化率がこの範囲内であることで、単官能アクリル酸エステル由来の樹脂成分と単官能メタクリル酸エステル及びα−メチルスチレン由来の樹脂成分の存在位置の調整を簡便に行うことができる。好ましい重合転化率は、80〜98質量%の範囲であり、更に好ましい範囲は80〜97質量%である。 In the third step, it is preferable to carry out while maintaining the polymerization conversion rate of the seed particles in the range of 75% by mass or more and less than 100% by mass. When the polymerization conversion rate is within this range, it is possible to easily adjust the position of the resin component derived from the monofunctional acrylic ester, the resin component derived from the monofunctional methacrylate and α-methylstyrene. A preferable polymerization conversion rate is in the range of 80 to 98% by mass, and a more preferable range is 80 to 97% by mass.
また、第2工程で使用するスチレン系モノマーの使用量は、第1工程〜第3工程までで使用するモノマー全量に対して、10質量%以上であることが好ましい。10質量%未満の場合、粒子の表層まで単官能アクリル酸エステル由来の樹脂成分が含まれたり、粒子の中心部まで単官能メタクリル酸エステル及びα−メチルスチレン由来の樹脂成分が含まれたりすることになり、省エネ成形性と高機械的強度性を有するスチレン系樹脂粒子を得ることが困難となることがある。 Moreover, it is preferable that the usage-amount of the styrene-type monomer used at a 2nd process is 10 mass% or more with respect to the monomer whole quantity used at a 1st process-a 3rd process. When the amount is less than 10% by mass, a resin component derived from a monofunctional acrylate ester is included up to the surface layer of the particle, or a resin component derived from a monofunctional methacrylate ester and α-methylstyrene is included up to the center of the particle. Therefore, it may be difficult to obtain styrene resin particles having energy-saving moldability and high mechanical strength.
(発泡性粒子)
発泡性粒子は、上記スチレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させた粒子である。
(1)発泡剤
発泡剤としては、特に限定されず、公知のものをいずれも使用できる。特に、沸点がスチレン系樹脂の軟化点以下であり、常圧でガス状又は液状の有機化合物が適している。例えばプロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン、シクロペンタジエン、n−ヘキサン、石油エーテル等の炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルエチルエーテル等の低沸点のエーテル化合物、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン等のハロゲン含有炭化水素、炭酸ガス、窒素、アンモニア等の無機ガス等が挙げられる。これらの発泡剤は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。この内、炭化水素を使用するのが、オゾン層の破壊を防止する観点、及び空気と速く置換し、発泡成形体の経時変化を抑制する観点で好ましい。炭化水素の内、沸点が−45〜40℃の炭化水素がより好ましく、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン等が更に好ましい。
(Expandable particles)
The expandable particles are particles obtained by impregnating the styrene resin particles with a foaming agent.
(1) Foaming agent The foaming agent is not particularly limited, and any known foaming agent can be used. In particular, a gaseous or liquid organic compound having a boiling point equal to or lower than the softening point of the styrene resin is suitable. For example, hydrocarbons such as propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, neopentane, cyclopentane, cyclopentadiene, n-hexane, petroleum ether, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, etc. Low boiling point ether compounds such as alcohols, dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, methyl ethyl ether, halogen-containing hydrocarbons such as trichloromonofluoromethane, dichlorodifluoromethane, inorganic gases such as carbon dioxide, nitrogen, ammonia, etc. Can be mentioned. These foaming agents may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use hydrocarbons from the viewpoint of preventing the destruction of the ozone layer and from the viewpoint of quickly replacing with the air and suppressing the time-dependent change of the foamed molded product. Of the hydrocarbons, hydrocarbons having a boiling point of −45 to 40 ° C. are more preferable, and propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane and the like are more preferable.
更に、発泡剤の含有量は、2〜12質量%の範囲であることが好ましい。2質量%より少ないと、発泡性粒子から所望の密度の発泡成形体を得られないことがある。加えて、型内発泡成形時の二次発泡力を高める効果が小さくなるために、発泡成形体の外観が良好とならないことがある。12質量%より多いと、発泡成形体の製造工程における冷却工程に要する時間が長くなって生産性が低下することがある。より好ましい発泡剤の含有量は、3〜10質量%である。 Furthermore, it is preferable that content of a foaming agent is the range of 2-12 mass%. If it is less than 2% by mass, a foamed molded article having a desired density may not be obtained from the expandable particles. In addition, since the effect of increasing the secondary foaming power at the time of in-mold foam molding is reduced, the appearance of the foam molded article may not be good. When the amount is more than 12% by mass, the time required for the cooling step in the production process of the foamed molded product becomes long, and the productivity may decrease. A more preferable content of the blowing agent is 3 to 10% by mass.
(2)発泡性粒子の製造方法
発泡性粒子は、上記スチレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させることにより得ることができる。含浸は、重合(例えば、第3工程)と同時に湿式で行ってもよく、重合後に湿式又は乾式で行ってもよい。湿式で行う場合は、上記重合工程で例示した、懸濁安定剤及び界面活性剤の存在下で行ってもよい。
発泡剤の含浸温度は、60〜120℃が好ましい。60℃より低いと、樹脂粒子に発泡剤を含浸させるのに要する時間が長くなって生産効率が低下することがある。また、120℃より高いと、樹脂粒子同士が融着して結合粒が発生することがある。より好ましい含浸温度は、70〜110℃である。
発泡助剤を、発泡剤と併用してもよい。発泡助剤としては、アジピン酸イソブチル、トルエン、シクロヘキサン、エチルベンゼン等が挙げられる。
(2) Method for producing expandable particles Expandable particles can be obtained by impregnating the above styrene resin particles with a foaming agent. The impregnation may be performed wet simultaneously with the polymerization (for example, the third step), or may be performed wet or dry after the polymerization. When it is carried out in a wet manner, it may be carried out in the presence of a suspension stabilizer and a surfactant exemplified in the polymerization step.
The impregnation temperature of the foaming agent is preferably 60 to 120 ° C. When the temperature is lower than 60 ° C., the time required for impregnating the resin particles with the foaming agent becomes long, and the production efficiency may decrease. On the other hand, when the temperature is higher than 120 ° C., the resin particles may be fused to generate bonded particles. A more preferable impregnation temperature is 70 to 110 ° C.
A foaming aid may be used in combination with a foaming agent. Examples of the foaming aid include isobutyl adipate, toluene, cyclohexane, and ethylbenzene.
(発泡粒子)
発泡粒子は、水蒸気等を用いて所望の嵩密度に発泡性粒子を発泡させることで得られる。発泡粒子は、クッションの充填材等の用途ではそのまま使用でき、更に型内発泡させるための発泡成形体の原料として使用できる。発泡成形体の原料の場合、発泡粒子は予備発泡粒子と、発泡粒子を得るための発泡は予備発泡と、通常称される。
発泡粒子の嵩密度は、0.01〜0.04g/cm3の範囲であることが好ましい。発泡粒子の嵩密度が0.01g/cm3より小さい場合、次に得られる発泡成形体に収縮が発生して外観性が低下することがある。加えて発泡成形体の断熱性能及び機械的強度が低下することがある。一方、嵩密度が0.04g/cm3より大きい場合、発泡成形体の軽量性が低下することがある。
なお、発泡前に、発泡性粒子の表面に、ステアリン酸亜鉛のような粉末状金属石鹸類を塗布しておくことが好ましい。塗布しておくことで、発泡性粒子の発泡工程において発泡粒子同士の結合を減少できる。
(Foamed particles)
The expanded particles are obtained by expanding the expandable particles to a desired bulk density using water vapor or the like. The foamed particles can be used as they are for applications such as cushioning fillers, and can be used as a raw material for foam molded articles for foaming in the mold. In the case of the raw material of the foam molded article, the expanded particles are generally referred to as pre-expanded particles, and the expansion to obtain the expanded particles is generally referred to as pre-expanded.
The bulk density of the expanded particles is preferably in the range of 0.01 to 0.04 g / cm 3 . When the bulk density of the expanded particles is less than 0.01 g / cm 3 , shrinkage may occur in the foamed molded product to be obtained next, and the appearance may be deteriorated. In addition, the heat insulation performance and mechanical strength of the foamed molded product may deteriorate. On the other hand, when the bulk density is larger than 0.04 g / cm 3 , the lightweight property of the foamed molded product may be lowered.
In addition, it is preferable to apply powder metal soaps such as zinc stearate to the surface of the expandable particles before foaming. By applying, the bonding between the foamed particles can be reduced in the foaming process of the foamable particles.
(発泡成形体)
発泡成形体は、例えば、食品、工業製品等の容器、魚、農産物等の梱包材、床断熱用の断熱材、盛土材、畳の芯材等に使用できる。発泡成形体は、これら使用用途に応じた形状をとり得る。本発明によれば、従来の発泡成形体より、同じ厚さであれば曲げ強度が約10%増強された(向上した)発泡成形体を提供でき、曲げ強度を同じにすれば約5%軽量化された発泡成形体を提供できる。
発泡成形体の密度は、0.01〜0.04g/cm3の範囲であることが好ましい。発泡成形体の密度が0.01g/cm3より小さい場合、発泡成形体に収縮が発生して外観性が低下することがある。加えて発泡成形体の断熱性能及び機械的強度が低下することがある。一方、密度が0.04g/cm3より大きい場合、発泡成形体の軽量性が低下することがある。
(Foamed molded product)
The foamed molded product can be used, for example, for containers for food and industrial products, packaging materials for fish, agricultural products, etc., heat insulating materials for floor insulation, embankment materials, tatami core materials, and the like. The foamed molded product can take a shape corresponding to the intended use. According to the present invention, it is possible to provide a foamed molded product having a bending strength increased (improved) by about 10% if the thickness is the same as that of a conventional foamed molded product, and about 5% lighter if the bending strength is the same. A foamed molded article can be provided.
The density of the foam molded article is preferably in the range of 0.01 to 0.04 g / cm 3 . When the density of the foamed molded product is smaller than 0.01 g / cm 3 , the foamed molded product may shrink and the appearance may be deteriorated. In addition, the heat insulation performance and mechanical strength of the foamed molded product may deteriorate. On the other hand, when the density is larger than 0.04 g / cm 3 , the lightweight property of the foamed molded product may be lowered.
発泡成形体は、例えば以下の方法により得ることができる。
発泡粒子を多数の小孔を有する閉鎖金型内に充填し、熱媒体(例えば、加圧水蒸気等)で加熱発泡させ、発泡粒子間の空隙を埋めると共に、発泡粒子を相互に融着させることにより一体化させることで、発泡成形体を製造できる。その際、発泡成形体の密度は、例えば、金型内への発泡粒子の充填量を調整する等して調製できる。
The foam molded article can be obtained, for example, by the following method.
By filling the expanded particles in a closed mold having a large number of small holes and heating and foaming with a heat medium (for example, pressurized water vapor) to fill the voids between the expanded particles and fuse the expanded particles to each other A foamed molded product can be produced by integrating the components. At that time, the density of the foamed molded product can be adjusted, for example, by adjusting the filling amount of the foamed particles in the mold.
加熱発泡は、例えば、110〜150℃の熱媒体で、5〜50秒加熱することにより行うことができる。この条件であれば、粒子相互の良好な融着性を確保できる。より好ましくは、加熱発泡成形は、90〜120℃の熱媒体で、10〜50秒加熱することにより行うことができる。本発明では、熱媒体の成形蒸気圧(ゲージ圧)を0.03〜0.05MPaと、一般的な蒸気圧(例えば、0.06〜0.08MPa)より低い圧力下で加熱発泡を行うことができる。そのため、少ない蒸気量で発泡成形体を製造できる。 Heating foaming can be performed, for example, by heating with a heat medium of 110 to 150 ° C. for 5 to 50 seconds. Under these conditions, good fusing property between the particles can be ensured. More preferably, the heat foaming can be performed by heating for 10 to 50 seconds with a heat medium of 90 to 120 ° C. In the present invention, heating foaming is performed under a pressure of the heat medium forming vapor pressure (gauge pressure) of 0.03 to 0.05 MPa, which is lower than a general vapor pressure (for example, 0.06 to 0.08 MPa). Can do. Therefore, a foamed molded product can be produced with a small amount of steam.
発泡粒子は、発泡成形体の成形前に、例えば常圧で、熟成させてもよい。発泡粒子の熟成温度は、20〜60℃が好ましい。熟成温度が低いと、発泡粒子の熟成時間が長くなることがある。一方、高いと、発泡粒子中の発泡剤が散逸して成形性が低下することがある。 The foamed particles may be aged, for example, at normal pressure before molding the foamed molded product. The aging temperature of the expanded particles is preferably 20 to 60 ° C. When the aging temperature is low, the aging time of the expanded particles may be long. On the other hand, if it is high, the foaming agent in the foamed particles may dissipate and the moldability may deteriorate.
以下、実施例によって本発明の具体例を示すが、以下の実施例は本発明の例示にすぎず、本発明は以下の実施例のみに限定されない。なお、以下において、特記しない限り、「部」及び「%」は質量基準である。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described by way of examples. However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples. In the following, “part” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
<重合転化率>
核重合途中における種粒子(以下、成長途上粒子という)に含まれるモノマー量の測定方法は、下記要領で測定されたものをいう。
即ち、成長途上粒子を分散液中から取り出し、表面に付着した水分をガーゼにより拭き取り除去する。成長途上粒子を0.08g採取し、この採取した成長途上粒子をトルエン24mL中に溶解させてトルエン溶液を作製する。次に、このトルエン溶液中に、ウイス試薬10mL、5質量%のヨウ化カリウム水溶液30mL及び1質量%のでんぷん水溶液30mLを加える。得られた溶液を、N/40チオ硫酸ナトリウム溶液で滴定した結果を試料の滴定数(mL)とする。なお、ウイス試薬は、氷酢酸2Lにヨウ素8.7g及び三塩化ヨウ素7.9gを溶解してなるものである。一方、成長途上粒子を溶解させることなく、トルエン24mL中に、ウイス試薬10mL、5質量%のヨウ化カリウム水溶液30mL及び1質量%のでんぷん水溶液30mLを加える。得られた溶液を、N/40チオ硫酸ナトリウム溶液で滴定した結果をブランクの滴定数(mL)とする。
得られた滴定数から、成長途上粒子中における未反応のモノマー量を下記式に基づいて算出する。
成長途上粒子中のモノマー量(質量%)=
0.1322×(ブランクの滴定数−試料の滴定数)/試料の滴定数
更に、重合転化率は下記の式で算出される。
重合転化率(%)=
100×(試料質量−成長途上粒子のモノマー量)/試料質量
<Polymerization conversion>
The method for measuring the amount of monomer contained in seed particles in the middle of nuclear polymerization (hereinafter referred to as growing particles) refers to those measured in the following manner.
That is, the growing particles are taken out from the dispersion, and the water adhering to the surface is wiped off with gauze. 0.08 g of growing particles are collected, and the collected growing particles are dissolved in 24 mL of toluene to prepare a toluene solution. Next, 10 mL of a Wis reagent, 30 mL of a 5% by mass potassium iodide aqueous solution and 30 mL of a 1% by mass starch aqueous solution are added to the toluene solution. The result obtained by titrating the obtained solution with an N / 40 sodium thiosulfate solution is defined as a titration constant (mL) of the sample. The Wies reagent is obtained by dissolving 8.7 g of iodine and 7.9 g of iodine trichloride in 2 L of glacial acetic acid. On the other hand, 10 mL of a Wis reagent, 30 mL of a 5% by mass potassium iodide aqueous solution and 30 mL of a 1% by mass starch aqueous solution are added to 24 mL of toluene without dissolving the growing particles. The obtained solution was titrated with a N / 40 sodium thiosulfate solution to obtain a blank titration constant (mL).
From the obtained droplet constant, the amount of unreacted monomer in the growing particles is calculated based on the following formula.
Amount of monomer (% by mass) in growing particles =
0.1322 × (blank drop constant−sample drop constant) / sample drop constant Further, the polymerization conversion is calculated by the following equation.
Polymerization conversion rate (%) =
100 × (sample mass−monomer amount of growing particles) / sample mass
<Z平均分子量:Mz>
樹脂粒子の表層Z平均分子量は、発泡成形体の表層から測定する。即ち、発泡成形体は、樹脂粒子を予備発泡させて、型内成形したものであるから、樹脂粒子表層は発泡成形体表層に相当し、樹脂粒子表層のZ平均分子量は発泡成形体表層のZ平均分子量に相当する。樹脂粒子の全体のZ平均分子量は、樹脂粒子そのものから測定する。
密度0.0166g/cm3の発泡成形体を50℃で24時間乾燥後、ハムスライサー(富士島工機社製:FK−18N型)を用い、発泡成形体の表面から0.2〜0.3mm深さでカットし表層GPC測定用試料とする。この発泡成形体の表層は、スチレン系樹脂粒子の表面から半径約20%までの部分に相当する。全体GPC測定用試料は、樹脂粒子そのものを使用する。上記試料を以下のGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いてZ平均分子量を測定する。尚、Z平均分子量はポリスチレン換算Z平均分子量を意味する。
<Z average molecular weight: Mz>
The surface layer Z average molecular weight of the resin particles is measured from the surface layer of the foam molded article. That is, since the foam molded body is obtained by pre-foaming resin particles and molding in-mold, the resin particle surface layer corresponds to the foam molded body surface layer, and the Z average molecular weight of the resin particle surface layer is Z of the foam molded body surface layer. Corresponds to the average molecular weight. The overall Z average molecular weight of the resin particles is measured from the resin particles themselves.
A foam molded body having a density of 0.0166 g / cm 3 was dried at 50 ° C. for 24 hours, and then ham slicer (Fujishima Koki Co., Ltd .: FK-18N type) was used to form 0.2 to 0.00 from the surface of the foam molded body. Cut at a depth of 3 mm to obtain a surface GPC measurement sample. The surface layer of the foamed molded product corresponds to a portion having a radius of about 20% from the surface of the styrene resin particles. As the whole GPC measurement sample, resin particles themselves are used. The Z average molecular weight of the sample is measured using the following GPC (gel permeation chromatography). In addition, Z average molecular weight means the polystyrene conversion Z average molecular weight.
上記試料3mgをテトラヒドロフラン(THF)10mLに溶解させ(完全溶解)、非水系0.45μmのクロマトディスクで濾過して測定する。予め測定し、作成しておいた標準ポリスチレンの検量線から試料の重量平均分子量を求める。また、クロマトグラフの条件は下記の通りとする。 3 mg of the above sample is dissolved in 10 mL of tetrahydrofuran (THF) (completely dissolved), and measured by filtration through a non-aqueous 0.45 μm chromatodisc. The weight average molecular weight of the sample is obtained from a standard polystyrene calibration curve that has been measured and prepared in advance. The chromatographic conditions are as follows.
・装置:高速GPC装置
・商品名:東ソー社製 HLC−8320GPC EcoSEC-WorkStation(RI検出器内臓)
・分析条件
カラム:TSKgel SuperHZM−H×2本(4.6mmI.D×15cmL×2本)
ガードカラム:TSKguardcolumn SuperHZ−H×1本(4.6mmID×2cmL)
流量:サンプル側 0.175ml/min、リファレンス側 0.175ml/min
検出器:内蔵型RI検出器
濃度:0.3g/L
注入量:50μL
カラム温度:40℃
システム温度:40℃
溶離液:THF
・ Device: High-speed GPC device ・ Product name: HLC-8320GPC EcoSEC-WorkStation (built-in RI detector) manufactured by Tosoh Corporation
・ Analysis conditions Column: TSKgel SuperHZM-H × 2 (4.6 mm ID × 15 cmL × 2)
Guard column: TSK guard column Super HZ-H x 1 (4.6 mm ID x 2 cm L)
Flow rate: Sample side 0.175 ml / min, Reference side 0.175 ml / min
Detector: Built-in RI detector Concentration: 0.3 g / L
Injection volume: 50 μL
Column temperature: 40 ° C
System temperature: 40 ° C
Eluent: THF
(検量線の作成)
検量線用標準ポリスチレン試料としては、東ソー社製商品名「TSK standard POLYSTYRENE」の重量平均分子量が、500、2630、9100、37900、102000、355000、3840000、及び5480000である標準ポリスチレン試料と、昭和電工社製商品名「Shodex STANDARD」の重量平均分子量が1030000である標準ポリスチレン試料を用いる。
検量線の作成方法は以下の通りである。まず、上記検量線用標準ポリスチレン試料をグループA(重量平均分子量が1030000のもの)、グループB(重量平均分子量が500、9100、102000及び3480000のもの)及びグループC(重量平均分子量が2630、37900、355000及び5480000のもの)にグループ分けする。グループAに属する重量平均分子量が1030000である標準ポリスチレン試料を5mg秤量した後にTHF20mLに溶解し、得られた溶液50μLを試料側カラムに注入する。グループBに属する重量平均分子量が500、9100、102000及び3480000である標準ポリスチレン試料をそれぞれ10mg、5mg、5mg、及び5mg秤量した後にTHF50mLに溶解し、得られた溶液50μLを試料側カラムに注入する。グループCに属する重量平均分子量が2630、37900、355000及び5480000である標準ポリスチレン試料をそれぞれ5mg、5mg、5mg、及び1mg秤量した後にTHF40mLに溶解し、得られた溶液50μLを試料側カラムに注入する。これら標準ポリスチレン試料の保持時間から較正曲線(三次式)をHLC−8320GPC専用データ解析プログラムGPCワークステーション(EcoSEC−WS)にて作成し、これをポリスチレン換算重量平均分子量測定の検量線として用いる。
(Create a calibration curve)
Standard polystyrene samples for calibration curves include standard polystyrene samples having a weight-average molecular weight of 500, 2630, 9100, 37900, 102000, 355000, 3840000, and 5480000 as trade name “TSK standard POLYSTYRENE” manufactured by Tosoh Corporation, and Showa Denko. A standard polystyrene sample having a weight average molecular weight of 1030000 with a trade name “Shodex STANDARD” manufactured by the company is used.
The method of creating a calibration curve is as follows. First, the standard polystyrene samples for calibration curves are group A (with a weight average molecular weight of 1030000), group B (with a weight average molecular weight of 500, 9100, 102000, and 3480000) and group C (with a weight average molecular weight of 2630, 37900). 355,000 and 5480000). 5 mg of a standard polystyrene sample belonging to group A having a weight average molecular weight of 1030000 is weighed and then dissolved in 20 mL of THF, and 50 μL of the resulting solution is injected into the sample side column. Standard polystyrene samples belonging to group B having weight average molecular weights of 500, 9100, 102000, and 3480000 are weighed 10 mg, 5 mg, 5 mg, and 5 mg, respectively, dissolved in 50 mL of THF, and 50 μL of the resulting solution is injected into the sample side column. . Standard polystyrene samples having a weight average molecular weight of 2630, 37900, 355000, and 5480000 belonging to group C were weighed 5 mg, 5 mg, 5 mg, and 1 mg, respectively, dissolved in 40 mL of THF, and 50 μL of the resulting solution was injected into the sample side column. . A calibration curve (tertiary equation) is prepared from the retention time of these standard polystyrene samples with a data analysis program GPC workstation (EcoSEC-WS) dedicated to HLC-8320GPC, and this is used as a calibration curve for polystyrene-equivalent weight average molecular weight measurement.
<ガラス転移温度>
測定用の中心部は、密度0.0166g/cm3の発泡成形品の任意の部分を発泡成形体を50℃で24時間乾燥後、ハムスライサー(富士島工機社製:FK−18N型)を用い、0.2〜0.3mm深さでスライスする。次いでスライス品上で任意に選定した粒子の直径を測定し、直径の30%の外径を有する円柱上の針金を使用して、粒子中心部と針金の中心部を併せて粒子中心部を貫通させてサンプルを採取する。一方、測定用の表層部サンプルはZ平均分子量測定と同様にして得る。なお、スチレン系樹脂粒子全体のガラス転移温度は、発泡成形体の任意の箇所を採取して試料として測定する。
(サンプル処理)
上記方法で採取した試料をTHFに溶解し、不純物をろ過した後に、メタノール中で再沈殿させる。沈殿物を90℃で2時間乾燥させることによりガラス転移温度測定用試料を6.5±0.5mg得る。
(ガラス転移温度測定方法)
JIS K7121 プラスチックの転移温度測定方法に準拠して、変曲点測定を行う。
測定装置:示差走査熱量計装置 DSC6220型(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製)
試料量:6.5±0.5mg
窒素ガス流量:20mL/min
測定開始・終了温度:−20℃〜70℃
<Glass transition temperature>
The central part for measurement is an arbitrary part of a foam molded product having a density of 0.0166 g / cm 3 , and the foam molded body is dried at 50 ° C. for 24 hours, and then a ham slicer (Fujishima Koki Co., Ltd .: FK-18N type). And slice at a depth of 0.2 to 0.3 mm. Next, the diameter of the arbitrarily selected particle is measured on the sliced product, and the center of the particle and the center of the wire are penetrated through the center of the particle using a wire on a cylinder having an outer diameter of 30% of the diameter. And take a sample. On the other hand, the surface layer sample for measurement is obtained in the same manner as the Z-average molecular weight measurement. In addition, the glass transition temperature of the whole styrene resin particle | grains extract | collects the arbitrary locations of a foaming molding, and measures it as a sample.
(Sample processing)
A sample collected by the above method is dissolved in THF, impurities are filtered, and then reprecipitated in methanol. The precipitate is dried at 90 ° C. for 2 hours to obtain 6.5 ± 0.5 mg of a sample for measuring the glass transition temperature.
(Glass transition temperature measurement method)
Inflection point measurement is performed in accordance with JIS K7121 plastic transition temperature measurement method.
Measuring device: differential scanning calorimeter device DSC 6220 type (manufactured by SII Nanotechnology)
Sample amount: 6.5 ± 0.5 mg
Nitrogen gas flow rate: 20 mL / min
Measurement start / end temperature: -20 ° C to 70 ° C
<予備発泡粒子の嵩密度>
予備発泡粒子の嵩倍数は、JIS K6911:1995年「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定する。具体的は、まず、予備発泡粒子を測定試料としてWg採取し、この測定試料をメスシリンダー内に自然落下させる。メスシリンダー内に落下させた測定試料の体積Vcm3をJIS K6911に準拠した見掛け密度測定器を用いて測定する。Wg及びVcm3を下記式に代入することで、予備発泡粒子の嵩密度を算出する。
予備発泡粒子の嵩密度(g/cm3)=測定試料の質量(W)/測定試料の体積(V)
<Bulk density of pre-expanded particles>
The bulk magnification of the pre-expanded particles is measured according to JIS K6911: 1995 “General Test Method for Thermosetting Plastics”. Specifically, first, Wg is collected using pre-expanded particles as a measurement sample, and this measurement sample is naturally dropped into a measuring cylinder. The volume Vcm 3 of the measurement sample dropped into the graduated cylinder is measured using an apparent density measuring instrument based on JIS K6911. By substituting Wg and Vcm 3 into the following formula, the bulk density of the pre-expanded particles is calculated.
Bulk density of pre-expanded particles (g / cm 3 ) = mass of measurement sample (W) / volume of measurement sample (V)
<発泡成形体の密度>
発泡成形体(成形後、40℃で20時間以上乾燥させたもの)から切り出した試験片(例75×300×30mm)の質量(a)と体積(b)をそれぞれ有効数字3桁以上になるように測定し、式(a)/(b)により発泡成形体の密度(g/cm3)を求める。
<Density of foam molding>
The mass (a) and volume (b) of a test piece (example 75 × 300 × 30 mm) cut out from a foamed molded product (after being molded and dried at 40 ° C. for 20 hours or more) each have three or more significant figures. Then, the density (g / cm 3 ) of the foamed molded product is obtained by the formula (a) / (b).
<平均最大曲げ強度>
発泡体の平均最大曲げ強度をJIS A9511に記載の方法に準拠して測定する。具体的には発泡体の平均最大曲げ強度をJIS A9511:1999「発泡プラスチック保温材」に記載の方法に準拠して測定する。具体的には、密度16.7kg/m3の発泡体から縦75mm×横300mm×厚さ30mmの直方体形状の試験片を切り出す。しかる後、この試験片を曲げ強度測定器(オリエンテック社製商品名「UCT−10T」)を用いて、圧縮速度10mm/分、支点間距離200mm、加圧くさび10R及び支持台10Rの条件下にて測定する。試験片を5個用意し、試験片ごとに前記要領で最大曲げ強度を測定し、その相加平均を平均最大曲げ強度とする。
最大曲げ強度測定条件
荷重(fs%)開始点=0.0、終了点=20.0、ピッチ=0.2(fs%)
評価:平均最大曲げ強度が 0.32MPa以上:○
0.32MPa未満:×
<圧縮強度>
発泡体の平均最大曲げ強度をJIS A9511に記載の方法に準拠して測定する。具体的には発泡体の圧縮強度をJIS A9511:1999「発泡プラスチック保温材」に記載の方法に準拠して測定する。具体的には、密度16.7kg/m3の発泡体から縦100mm×横100mm×厚さ30mmの直方体形状の試験片を切り出す。しかる後、この試験片を曲げ強度測定器(オリエンテック社製商品名「UCT−10T」)を用いて圧縮速度10mm/分、圧縮冶具R10cmの条件下にて測定する。試験片を5個用意し、試験片ごとに前記要領で5%圧縮強度を測定し、その相加平均とする。
評価: 圧縮強度が0.10MPa以上:○
0.10MPa未満:×
<Average maximum bending strength>
The average maximum bending strength of the foam is measured according to the method described in JIS A9511. Specifically, the average maximum bending strength of the foam is measured according to the method described in JIS A9511: 1999 “Foamed plastic heat insulating material”. Specifically, a rectangular parallelepiped test piece having a length of 75 mm × width of 300 mm × thickness of 30 mm is cut out from a foam having a density of 16.7 kg / m 3 . Thereafter, this test piece was subjected to a bending strength measuring instrument (trade name “UCT-10T” manufactured by Orientec Co., Ltd.) under the conditions of a compression speed of 10 mm / min, a distance between fulcrums of 200 mm, a pressure wedge 10R and a support base 10R. Measure with Five test pieces are prepared, the maximum bending strength is measured for each test piece as described above, and the arithmetic average thereof is defined as the average maximum bending strength.
Maximum bending strength measurement condition Load (fs%) Start point = 0.0, End point = 20.0, Pitch = 0.2 (fs%)
Evaluation: Average maximum bending strength is 0.32 MPa or more: ○
Less than 0.32 MPa: ×
<Compressive strength>
The average maximum bending strength of the foam is measured according to the method described in JIS A9511. Specifically, the compressive strength of the foam is measured according to the method described in JIS A9511: 1999 “Foamed plastic heat insulating material”. Specifically, a rectangular parallelepiped test piece having a length of 100 mm × width of 100 mm × thickness of 30 mm is cut out from a foam having a density of 16.7 kg / m 3. Thereafter, this test piece is measured under the conditions of a compression speed of 10 mm / min and a compression jig R10 cm using a bending strength measuring instrument (trade name “UCT-10T” manufactured by Orientec Co., Ltd.). Five test pieces are prepared, and the 5% compressive strength is measured for each test piece as described above, and the arithmetic average is obtained.
Evaluation: Compressive strength is 0.10 MPa or more: ○
Less than 0.10 MPa: ×
以下に実施例を示すが、本発明はこの実施例に限定されない。 Examples are shown below, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
(種粒子の製造)
内容量100Lの攪拌機付き重合容器に、水40000質量部、懸濁安定剤としてピロリン酸マグネシウム100質量部及びアニオン界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5.0質量部を供給し攪拌しながらスチレン40000質量部並びに重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド144.0質量部及びt−ブチルパーオキシベンゾエート28.0質量部を添加した上で90℃に昇温して重合した。そして、この温度で6時間保持し、更に、125℃に昇温してから2時間後に冷却してスチレン系樹脂粒子(a)を得た。
前記スチレン系樹脂粒子(a)を篩分けし、種粒子として粒子径0.5〜0.71mmのスチレン系樹脂粒子(b)を得た。
Example 1
(Manufacture of seed particles)
Into a polymerization vessel equipped with a stirrer having an internal volume of 100 L, 40000 parts by mass of water, 100 parts by mass of magnesium pyrophosphate as a suspension stabilizer and 5.0 parts by mass of sodium dodecylbenzenesulfonate as an anionic surfactant are stirred and stirred with 40000 styrene. After adding 144.0 parts by mass of benzoyl peroxide and 28.0 parts by mass of t-butyl peroxybenzoate as a polymerization initiator and a polymerization initiator, the temperature was raised to 90 ° C. to polymerize. And it hold | maintained at this temperature for 6 hours, and also, after heating up to 125 degreeC, it cooled after 2 hours, and obtained the styrene-type resin particle (a).
The styrene resin particles (a) were sieved to obtain styrene resin particles (b) having a particle diameter of 0.5 to 0.71 mm as seed particles.
次に、内容積25Lの撹拌機付き重合容器に、重量平均分子量が25万であるスチレン樹脂(平均粒子径0.63mm;b)の種粒子2340g、ピロリン酸マグネシウム30g及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム10gを供給して撹拌しつつ72℃に加熱して分散液を作製した。
続いて、ベンゾイルパーオキサイド45.9g、t−ブチルパーオキシベンゾエート6.1gをスチレン850g、アクリル酸n−ブチル150gの混合物に溶解させた溶液を全て前記分散液中に撹拌しつつ供給した。
Next, 2340 g of seed particles of styrene resin (average particle diameter 0.63 mm; b) having a weight average molecular weight of 250,000, 30 g of magnesium pyrophosphate, and 10 g of sodium dodecylbenzenesulfonate are placed in a polymerization vessel equipped with a stirrer with an internal volume of 25 L. Was heated to 72 ° C. while stirring to prepare a dispersion.
Subsequently, a solution prepared by dissolving 45.9 g of benzoyl peroxide and 6.1 g of t-butylperoxybenzoate in a mixture of 850 g of styrene and 150 g of n-butyl acrylate was supplied to the dispersion while stirring.
そして分散液中に前記溶液を供給し終えてから60分間維持した(第1工程)。
その後にこの分散液を88℃まで60分かけて昇温しながら、スチレン2660gを一定速度で重合容器に投入し、種粒子に吸収させながら反応を行った(第2工程)。
次いで、分散液を88℃で保持しながらスチレン500g、メタクリル酸メチル3500g、ジビニルベンゼン0.6gを溶解したものを一定速度で、90分かけて重合容器に投入し、種粒子に吸収させながら重合反応を行った(第3工程)。第3工程の重合転化率は85〜98%に維持した。
And it maintained for 60 minutes, after supplying the said solution in a dispersion liquid (1st process).
Thereafter, while the temperature of the dispersion was raised to 88 ° C. over 60 minutes, 2660 g of styrene was charged into the polymerization vessel at a constant rate, and the reaction was carried out while absorbing the seed particles (second step).
Next, while maintaining the dispersion at 88 ° C., 500 g of styrene, 3500 g of methyl methacrylate, and 0.6 g of divinylbenzene were dissolved at a constant rate into the polymerization vessel over 90 minutes, and polymerized while being absorbed by the seed particles. Reaction was performed (third step). The polymerization conversion rate in the third step was maintained at 85 to 98%.
第3工程終了後、更に分散液を120℃まで昇温しかつ、60分保持することで未反応のモノマーを反応させた。得られたスチレン系樹脂粒子全体のガラス転移温度は、97℃であった。更にスチレン系樹脂粒子全体のMzは65万であった。
次に、分散液を100℃に保持し、続いて、重合容器内にシクロヘキサン80g、アジピン酸ジイソブチル70g、ノルマルブタン700gを圧入して3時間に亘って保持することにより、樹脂粒子中にノルマルブタンを含浸させた。この後、重合容器内を25℃に冷却して発泡性粒子を得た。
After the third step, the dispersion was further heated to 120 ° C. and held for 60 minutes to react unreacted monomers. The glass transition temperature of the entire styrene resin particles obtained was 97 ° C. Furthermore, Mz of the entire styrene resin particles was 650,000.
Next, the dispersion is kept at 100 ° C., and then 80 g of cyclohexane, 70 g of diisobutyl adipate and 700 g of normal butane are pressed into the polymerization vessel and held for 3 hours, whereby normal butane is contained in the resin particles. Was impregnated. Thereafter, the inside of the polymerization vessel was cooled to 25 ° C. to obtain expandable particles.
発泡性粒子の表面に、帯電防止剤としてポリエチレングリコールを塗布した。この後、更に、発泡性粒子の表面にステアリン酸亜鉛及びヒドロキシステアリン酸トリグリセリドを塗布した。塗布後、発泡性粒子を13℃の恒温室にて5日間放置した。そして、発泡性粒子を加熱して嵩密度0.0166g/cm3に予備発泡させて予備発泡粒子を得た。予備発泡粒子を20℃で24時間熟成させた。
次に、予備発泡粒子を金型内に充填して0.05MPaの蒸気圧で加熱発泡させて、縦400mm×横300mm×厚さ30mmの発泡成形体を得た。発泡成形体を50℃の乾燥室で6時間乾燥した後、密度を測定したところ、0.0166g/cm3(16.6kg/m3)であった。発泡成形体は、収縮もなく外観も優れていた。得られた発泡成形体(樹脂粒子)の表層のガラス転移温度及びMzは101℃及び130万であった。また、発泡成形体(樹脂粒子)中心部のガラス転移温度は95℃であった。この発泡成形体の曲げ強度は0.330MPaと優れていた。なお、中心部のガラス転移温度及びMz測定のための試料の入手前後の発泡成形体の断面写真を図1(a)及び(b)に示す。
Polyethylene glycol was applied as an antistatic agent to the surface of the expandable particles. Thereafter, zinc stearate and hydroxystearic acid triglyceride were further applied to the surface of the expandable particles. After coating, the expandable particles were left in a thermostatic chamber at 13 ° C. for 5 days. The expandable particles were heated and pre-expanded to a bulk density of 0.0166 g / cm 3 to obtain pre-expanded particles. Pre-expanded particles were aged at 20 ° C. for 24 hours.
Next, the pre-expanded particles were filled in a mold and heated and foamed at a vapor pressure of 0.05 MPa to obtain a foamed molded product having a length of 400 mm × width of 300 mm × thickness of 30 mm. After the foamed molded product was dried in a drying chamber at 50 ° C. for 6 hours, the density was measured and found to be 0.0166 g / cm 3 (16.6 kg / m 3 ). The foamed molded article was excellent in appearance without shrinkage. The glass transition temperature and Mz of the surface layer of the obtained foamed molded product (resin particles) were 101 ° C. and 1.3 million. The glass transition temperature at the center of the foamed molded product (resin particles) was 95 ° C. The bending strength of this foamed molded product was excellent at 0.330 MPa. In addition, the cross-sectional photograph of the foaming molding before and behind acquisition of the sample for the glass transition temperature and Mz measurement of a center part is shown to Fig.1 (a) and (b).
(実施例2)
スチレン500g、メタクリル酸メチル3500g、ジビニルベンゼン0.5gに代えて、スチレン100g、メタクリル酸メチル3900gを使用したこと以外は、実施例1と同様に発泡成形体を得た。得られた発泡成形体(樹脂粒子)の表層のガラス転移温度及びMzは102℃及び115万であった。また、発泡成形体(樹脂粒子)中心部のガラス転移温度は95℃であった。更に、樹脂粒子全体のガラス転移温度及びMzは98℃及び63万であった。この発泡成形体の曲げ強度は0.340MPaと優れていた。
(実施例3)
スチレン500g、メタクリル酸メチル3500g、ジビニルベンゼン0.5gに代えて、メタクリル酸メチル4000gのみを使用したこと以外は、実施例1と同様に発泡成形体を得た。得られた発泡成形体(樹脂粒子)の表層のガラス転移温度及びMzは104℃及び75万であった。また、発泡成形体(樹脂粒子)中心部のガラス転移温度は96℃であった。更に、樹脂粒子全体のガラス転移温度及びMzは99℃及び67万であった。この発泡成形体の曲げ強度は0.347MPaと優れていた。
(Example 2)
A foamed molded article was obtained in the same manner as in Example 1, except that 100 g of styrene and 3900 g of methyl methacrylate were used instead of 500 g of styrene, 3500 g of methyl methacrylate, and 0.5 g of divinylbenzene. The glass transition temperature and Mz of the surface layer of the obtained foamed molded product (resin particles) were 102 ° C. and 1.15 million. The glass transition temperature at the center of the foamed molded product (resin particles) was 95 ° C. Furthermore, the glass transition temperature and Mz of the entire resin particles were 98 ° C. and 630,000. The bending strength of this foamed molded product was excellent at 0.340 MPa.
(Example 3)
A foamed molded article was obtained in the same manner as in Example 1 except that only 4000 g of methyl methacrylate was used instead of 500 g of styrene, 3500 g of methyl methacrylate, and 0.5 g of divinylbenzene. The glass transition temperature and Mz of the surface layer of the obtained foamed molded product (resin particles) were 104 ° C. and 750,000. The glass transition temperature at the center of the foamed molded product (resin particles) was 96 ° C. Furthermore, the glass transition temperature and Mz of the entire resin particles were 99 ° C. and 670,000. The bending strength of this foamed molded product was excellent at 0.347 MPa.
(実施例4)
スチレン500g、メタクリル酸メチル3500g、ジビニルベンゼン0.5gに代えて、スチレン3000g、α−メチルスチレン1000gを使用したこと以外は、実施例1と同様に発泡成形体を得た。得られた発泡成形体(樹脂粒子)の表層のガラス転移温度及びMzは115℃及び74万であった。また、発泡成形体(樹脂粒子)中心部のガラス転移温度は96℃であった。更に、樹脂粒子全体のガラス転移温度及びMzは99℃及び68万であった。この発泡成形体の曲げ強度は0.355MPaと優れていた。
(実施例5)
スチレン500g、メタクリル酸メチル3500g、ジビニルベンゼン0.5gに代えて、スチレン500g、メタクリル酸メチル3500g、ジビニルベンゼン1.2gを使用したこと以外は、実施例1と同様に発泡成形体を得た。得られた発泡成形体(樹脂粒子)の表層のガラス転移温度及びMzは102℃及び187万であった。また、発泡成形体(樹脂粒子)中心部のガラス転移温度は95℃であった。更に、樹脂粒子全体のガラス転移温度及びMzは97℃及び67万であった。この発泡成形体の曲げ強度は0.352MPaと優れていた。
Example 4
A foamed molded article was obtained in the same manner as in Example 1, except that styrene 500 g, α-methylstyrene 1000 g was used instead of styrene 500 g, methyl methacrylate 3500 g, and divinylbenzene 0.5 g. The glass transition temperature and Mz of the surface layer of the obtained foamed molded product (resin particles) were 115 ° C. and 740,000. The glass transition temperature at the center of the foamed molded product (resin particles) was 96 ° C. Further, the glass transition temperature and Mz of the entire resin particles were 99 ° C. and 680,000. The bending strength of this foamed molded product was excellent at 0.355 MPa.
(Example 5)
A foam molded article was obtained in the same manner as in Example 1 except that 500 g of styrene, 3500 g of methyl methacrylate, and 1.2 g of divinylbenzene were used instead of 500 g of styrene, 3500 g of methyl methacrylate, and 0.5 g of divinylbenzene. The glass transition temperature and Mz of the surface layer of the obtained foamed molded product (resin particles) were 102 ° C. and 1.87 million. The glass transition temperature at the center of the foamed molded product (resin particles) was 95 ° C. Furthermore, the glass transition temperature and Mz of the entire resin particles were 97 ° C. and 670,000. The bending strength of this foamed molded product was excellent at 0.352 MPa.
(比較例1)
スチレン500g、メタクリル酸メチル3500g、ジビニルベンゼン0.5gに代えて、スチレン4000gを使用したこと以外は、実施例1と同様に発泡成形体を得た。得られた発泡成形体(樹脂粒子)の表層のガラス転移温度及びMzは96℃及び63万であった。また、発泡成形体(樹脂粒子)中心部のガラス転移温度は96℃であった。更に樹脂粒子全体のガラス転移温度及びMzは97℃及び64万であった。この発泡成形体の曲げ強度は0.310MPaと劣るものであった。
(比較例2)
スチレン500g、メタクリル酸メチル3500gに代えて、スチレン2000g、α−メチルスチレン2000gを使用したこと以外は、実施例1と同様に発泡成形体を得た。得られた発泡成形体(樹脂粒子)の表層のガラス転移温度及びMzは124℃及び112万であった。また、発泡成形体(樹脂粒子)中心部のガラス転移温度は95℃であった。更に、樹脂粒子全体のガラス転移温度及びMzは101℃及び65万であった。この発泡成形体の曲げ強度は0.297MPaと劣るものであった。
実施例1〜5及び比較例1〜2の結果を表1にまとめて示す。
(Comparative Example 1)
A foamed molded article was obtained in the same manner as in Example 1, except that styrene 4000 g was used instead of 500 g of styrene, 3500 g of methyl methacrylate, and 0.5 g of divinylbenzene. The glass transition temperature and Mz of the surface layer of the obtained foamed molded product (resin particles) were 96 ° C. and 630,000. The glass transition temperature at the center of the foamed molded product (resin particles) was 96 ° C. Further, the glass transition temperature and Mz of the entire resin particles were 97 ° C. and 640,000. The bending strength of the foamed molded product was inferior at 0.310 MPa.
(Comparative Example 2)
A foamed molded article was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2000 g of styrene and 2000 g of α-methylstyrene were used instead of 500 g of styrene and 3500 g of methyl methacrylate. The glass transition temperature and Mz of the surface layer of the obtained foamed molded product (resin particles) were 124 ° C. and 1.12 million. The glass transition temperature at the center of the foamed molded product (resin particles) was 95 ° C. Furthermore, the glass transition temperature and Mz of the entire resin particles were 101 ° C. and 650,000. The bending strength of this foamed molded product was inferior at 0.297 MPa.
The results of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 are summarized in Table 1.
実施例1〜5及び比較例1〜2から、中心部が全体より2〜5℃低いガラス転移温度を有することで、少ない蒸気量でも機械的強度の向上した発泡成形体を得られることが分かる。 From Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, it can be seen that a foam molded article having improved mechanical strength can be obtained even with a small amount of steam by having a glass transition temperature that is 2 to 5 ° C. lower than the center. .
Claims (8)
前記スチレン系樹脂粒子は、全体のガラス転移温度より2〜5℃低い中心部のガラス転移温度を有することを特徴とするスチレン系樹脂粒子。 It is a styrene resin particle containing a resin component derived from a monofunctional acrylate ester,
The styrenic resin particles have a central glass transition temperature that is 2 to 5 ° C. lower than the entire glass transition temperature.
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