(57)【要約】【課題】強度や耐衝撃性に優れ、均一に着色されて外観にも優れた発泡成形体を得ることが可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法、該発泡性ポリスチレン系樹脂粒子から得られる予備発泡粒子及び発泡成形体の提供。【解決手段】物理発泡剤と着色剤とポリスチレン系樹脂とを含有し、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部含まれ、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体中の平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、該発泡成形体の衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下であることを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理発泡剤と着色剤とポリスチレン系樹脂とを含有し、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部含まれ、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体中の平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、該発泡成形体の衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下であることを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項２】
物理発泡剤と着色剤とポリスチレン系樹脂とを含有し、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部含まれ、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体の明度が２０〜９５の範囲内であることを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項３】
着色剤と、無機発泡核剤と化学発泡剤との一方又は両方が発泡性ポリスチレン系樹脂粒子全体（但し、内部気泡は除く）に均一に含有されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項４】
着色剤が、無機顔料と有機顔料からなる群から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項５】
前記ポリスチレン系樹脂は、２００℃で測定したメルトフローレイト（ＭＦＲ）が１．０〜１０．０ｇ／１０分の範囲内であり、２００℃で測定した溶融張力（ＭＴ）が５ｃＮ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項６】
前記ポリスチレン系樹脂のメタノール可溶分が０．１〜５．０質量％の範囲であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項７】
樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から冷却用液体中に直接押し出し、冷却用液体中に押し出した押出物を冷却用液体中にて回転刃で切断するとともに、押出物を前記液体との接触により冷却固化する溶融押出法によって製造されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項８】
樹脂供給装置内で、着色剤を含み溶融されたポリスチレン系樹脂に物理発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から冷却用液体中に直接押し出し、冷却用液体中に押し出した押出物を冷却用液体中にて回転刃で切断するとともに、押出物を前記液体との接触により冷却固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る、溶融押出法によって製造された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、
着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部添加され、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体中の平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、該発泡成形体の衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下である発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得ることを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項９】
密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体の明度が２０〜９５の範囲内である発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得ることを特徴とする請求項８に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１０】
ポリスチレン系樹脂に、無機発泡核剤と化学発泡剤との一方又は両方をさらに添加し、着色剤と、無機発泡核剤と化学発泡剤との一方又は両方が発泡性ポリスチレン系樹脂粒子全体（但し、内部気泡は除く）に均一に含有されている発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得ることを特徴とする請求項８又は９に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１１】
着色剤が、無機顔料と有機顔料からなる群から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１２】
前記ポリスチレン系樹脂は、２００℃で測定したメルトフローレイト（ＭＦＲ）が１．０〜１０．０ｇ／１０分の範囲内であり、２００℃で測定した溶融張力（ＭＴ）が５ｃＮ以上であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１３】
前記ポリスチレン系樹脂のメタノール可溶分が０．１〜５．０質量％の範囲であることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱し発泡させて得られた予備発泡粒子。
【請求項１５】
請求項１４に記載の予備発泡粒子を成形型のキャビティに充填し、加熱して型内発泡成形して得られた発泡成形体。
【請求項１６】
物理発泡剤と着色剤とポリスチレン系樹脂とを含む発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡成形して得られ、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部含まれ、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲における平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下であることを特徴とする発泡成形体。
【請求項１７】
着色剤が、無機顔料と有機顔料からなる群から選択される１種又は２種以上である請求項１６に記載の発泡成形体。
【請求項１８】
ヘルメット芯材用である請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の発泡成形体。
【請求項１９】
自動車内装材用である請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の発泡成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強度や耐衝撃性に優れ、均一に着色がなされて外観に優れた発泡成形体を得ることが可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子及びポリスチレン系樹脂発泡成形体に関する。本発明の発泡成形体は、ヘルメット芯材や自動車内装材などの緩衝材、各種容器、建設用資材などの各種分野に使用される。
【背景技術】
【０００２】
ポリスチレン系樹脂発泡成形体は、物理発泡剤を含有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を水蒸気などの加熱媒体によって加熱・発泡させて予備発泡粒子とし、この予備発泡粒子を成形型のキャビティ内に充填した上で、成形型内に水蒸気などの加熱媒体を圧入して予備発泡粒子を加熱、発泡させて発泡粒子間の隙間を埋めながら発泡圧によって互いに融着一体化させた後、得られた発泡成形体を型内にて冷却する冷却工程を経て製造されている。
ポリスチレン系樹脂発泡成形体（以下、発泡成形体と記す）は、軽量で強度に優れ、耐衝撃性や断熱性にも優れていることから、例えば、ヘルメット芯材や自動車内装材などの緩衝材、各種容器、建設用資材などの各種用途に使用されている。従来、発泡成形体の着色や性能向上に関して、例えば、特許文献１〜３に開示された技術が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、スチレン系樹脂、着色剤、及び発泡剤とを含む樹脂組成物を、押出機中で加熱溶融して押出し、溶融物を冷却、切断してペレット化された着色発泡性スチレン系樹脂粒子を用いて型内発泡成形して得られた着色されたスチレン系樹脂発泡成形体であって、その成形体表面を画像処理装置により２５６階調で画像処理して輝度を測定したときに、平均輝度値をしきい値として、しきい値未満を濃色側輝度値、しきい値以上を淡色側輝度値とした時の濃淡輝度差（淡色側平均輝度値−濃色側平均輝度値）の値が７０以下の色調を有するものであることを特徴とする着色されたスチレン系樹脂発泡成形体が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、表面がワックスでコーティング又は含浸されている予備発泡樹脂粒子であって、前記ワックスが、前記予備発泡樹脂粒子の１質量％〜３０質量％であることを特徴とする予備発泡樹脂粒子が開示されている。この予備発泡樹脂粒子を原料として熱融着成形させて得られる発泡樹脂成形体は、軋み音の発生が少なく、自動車用フロア嵩上げ材として好適であることが記載されている。
【０００５】
特許文献３には、発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂を粒子状としてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であって、ポリスチレン系樹脂の質量平均分子量Ｍｗが１２万〜２７万の範囲であり、発泡剤は、必須成分としてポリスチレン系樹脂１００質量部に対し、ペンタンを３〜８質量部の比率で含有し、かつ前記ペンタンの組成が、質量比でイソペンタン：ノルマルペンタン＝１０：９０〜８０：２０の範囲である発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１３２５２７号公報
【特許文献２】特開２００５−１８７７１５号公報
【特許文献３】再公表ＷＯ２００９／０９６３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に開示されている従来技術により得られる発泡成形体は、強度や耐衝撃性が不十分であり、未だ改善すべき点があった。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、強度や耐衝撃性に優れ、均一に着色されて外観にも優れた発泡成形体を得ることが可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法、該発泡性ポリスチレン系樹脂粒子から得られる予備発泡粒子及び発泡成形体の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を達成するため、本発明は、物理発泡剤と着色剤とポリスチレン系樹脂とを含有し、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部含まれ、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体中の平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、該発泡成形体の衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下であることを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を提供する。
【００１０】
また本発明は、物理発泡剤と着色剤とポリスチレン系樹脂とを含有し、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部含まれ、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体の明度が２０〜９５であることを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を提供する。
【００１１】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、着色剤と、無機発泡核剤と化学発泡剤との一方又は両方が発泡性ポリスチレン系樹脂粒子全体（但し、内部気泡は除く）に均一に含有されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、着色剤が、無機顔料と有機顔料からなる群から選択される１種又は２種以上であることが好ましい。
【００１３】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子においては、前記ポリスチレン系樹脂は、２００℃で測定したメルトフローレイト（ＭＦＲ）が１．０〜１０．０ｇ／１０分の範囲内であり、２００℃で測定した溶融張力（ＭＴ）が５ｃＮ以上であることが好ましい。
【００１４】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記ポリスチレン系樹脂のメタノール可溶分が０．１〜５．０質量％の範囲であることが好ましい。
【００１５】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から冷却用液体中に直接押し出し、冷却用液体中に押し出した押出物を冷却用液体中にて回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化する溶融押出法によって製造されたものであることが好ましい。
【００１６】
また本発明は、樹脂供給装置内で、着色剤を含み溶融されたポリスチレン系樹脂に物理発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から冷却用液体中に直接押し出し、冷却用液体中に押し出した押出物を冷却用液体中にて回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る、溶融押出法によって製造された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部添加され、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体中の平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、該発泡成形体の衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下である発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得ることを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法を提供する。
【００１７】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体の明度が２０〜９５である発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得ることが好ましい。
【００１８】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、ポリスチレン系樹脂に、無機発泡核剤と化学発泡剤との一方又は両方をさらに添加し、着色剤と、無機発泡核剤と化学発泡剤との一方又は両方が発泡性ポリスチレン系樹脂粒子全体（但し、内部気泡は除く）に均一に含有されている発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得ることが好ましい。
【００１９】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、着色剤が、無機顔料と有機顔料からなる群から選択される１種又は２種以上であることが好ましい。
【００２０】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記ポリスチレン系樹脂は、２００℃で測定したメルトフローレイト（ＭＦＲ）が１．０〜１０．０ｇ／１０分の範囲内であり、２００℃で測定した溶融張力（ＭＴ）が５ｃＮ以上であることが好ましい。
【００２１】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法においては、前記ポリスチレン系樹脂のメタノール可溶分が０．１〜５．０質量％の範囲であることが好ましい。
【００２２】
また本発明は、前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱し発泡させて得られた予備発泡粒子を提供する。
【００２３】
また本発明は、前記予備発泡粒子を成形型のキャビティに充填し、加熱して型内発泡成形して得られた発泡成形体を提供する。
【００２４】
また本発明は、物理発泡剤と着色剤とポリスチレン系樹脂とを含む発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡成形して得られ、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部含まれ、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲における平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下であることを特徴とする発泡成形体を提供する。
【００２５】
本発明の発泡成形体において、着色剤が、無機顔料と有機顔料からなる群から選択される１種又は２種以上であることが好ましい。
【００２６】
本発明の発泡成形体は、ヘルメット芯材用又は自動車内装材用として好適である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、物理発泡剤と着色剤を含むポリスチレン系樹脂を粒子状としてなり、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部含まれ、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体中の平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、該発泡成形体の衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下であり、或いは明度が２０〜９５の範囲内である構成としたので、該樹脂粒子を加熱して予備発泡し、得られた予備発泡粒子を型内発泡成形して、強度及び耐衝撃性に優れた発泡成形体を得ることができる。
また、均一に着色された外観良好な発泡成形体を得ることができる。
【００２８】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法は、溶融押出法に発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部添加され、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体中の平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、該発泡成形体の衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下である発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る構成としたので、強度及び耐衝撃性に優れ、均一に着色された外観良好な発泡成形体を得ることができる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を効率よく製造することができる。
【００２９】
本発明の発泡成形体は、着色剤を含む発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡成形して得られ、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部含まれ、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲における平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下であるものなので、強度及び耐衝撃性に優れ、均一に着色された外観良好なものとなる。本発明の発泡成形体は、ヘルメット芯材や自動車内装材などの緩衝材として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】溶融押出法による発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造装置の一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（発泡性ポリスチレン系樹脂粒子）
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、物理発泡剤と着色剤とポリスチレン系樹脂とを含み、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部含まれ、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体中の平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、該発泡成形体の衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下であり、或いは明度が２０〜９５の範囲内であることを特徴としている。
【００３２】
前記ポリスチレン系樹脂は、２００℃で測定したメルトフローレイト（ＭＦＲ）が１．０〜１０．０ｇ／１０分の範囲内であることが好ましく、１．２〜８．０ｇ／１０分の範囲内であることがより好ましい。前記ポリスチレン系樹脂のＭＦＲが１．０ｇ／１０分未満であると、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱して得られる発泡体の発泡倍数が高倍化できなくなるおそれがあり、１０．０ｇ／１０分を超えると、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱して得られる発泡体の強度や耐衝撃性が低下するおそれがある。
【００３３】
＜メルトフローレイト（ＭＦＲ）の測定方法＞
本発明において、メルトフローレイトは、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０：１９９９「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）及びメルトボリュームフローレイト（ＭＶＲ）の試験方法」Ｂ法記載の方法に準拠して測定した値である。
具体的には、例えば、東洋精機製作所社から商品名「セミオートメルトインデクサー」で市販されている測定装置を用い、この測定装置のシリンダー内に試料を３〜８ｇ充填して充填棒を用いて試料を圧縮し、試験温度２００℃、荷重４９．０３Ｎ、予熱時間４分の測定条件下にてポリスチレン系樹脂のメルトフローレイトを測定する。そして、試験数を３個以上として、各測定にて得られたポリスチレン系樹脂のメルトフローレイトの相加平均値をポリスチレン系樹脂のメルトフローレイトとする。
【００３４】
前記ポリスチレン系樹脂は、２００℃で測定した溶融張力（ＭＴ）が５ｃＮ以上であることが好ましく、７ｃＮ以上であることがより好ましい。前記ポリスチレン系樹脂の溶融張力が５ｃＮ未満であると、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱して得られる発泡体の強度や耐衝撃性が低下するおそれがある。
【００３５】
＜溶融張力（ＭＴ）の測定方法＞
本発明において、溶融張力は、キャピラリーレオメーターを用いて測定した値である。例えば、ツインボアキャピラリーレオメーターＲｈｅｏｌｏｇｉｃ５０００Ｔ（イタリア  チアスト社製）を用いて測定する。具体的には、まず、試験温度２００℃に加熱された径１５ｍｍのバレルに測定試料樹脂を充填後、５分間予熱する。次いで、上記測定装置のピストン押出式プラストメーターのオリフィス（口径２．０９５ｍｍ、長さ８ｍｍ、流入角度９０度（コニカル））からピストン降下速度（０．０７７３０ｍｍ／ｓ）を一定に保持して紐状に押出しながら、得られた紐状物を上記オリフィスの下方２７ｃｍに位置する張力検出のプーリーに通過させる。その後、前記紐状物を、巻取りロールを用いて、その巻取り速度を初速３．９４３８８ｍｍ／ｓ、加速度１２ｍｍ／ｓ２で徐々に増加させつつ巻き取る。そして、当紐状物が切断した点の直前の極大値・極小値の平均張力を試料樹脂の溶融張力（ＭＴ）とした。
【００３６】
前記ポリスチレン系樹脂は、メタノール可溶分が０．１〜５．０質量％であることが好ましく、０．５〜４．０質量％であることがより好ましい。前記ポリスチレン系樹脂のメタノール可溶分が０．１質量％未満であると、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱して得られる発泡体の発泡倍数が高倍化できなくなり、また、外観が悪くなり、強度や耐衝撃性が低下するおそれがあり、５．０質量％を超えると、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱して得られる発泡体の耐熱性や強度、耐衝撃性が低下するおそれがある。
【００３７】
＜メタノール可溶分の測定方法＞
本発明において、メタノール可溶分は以下の方法で測定した値である。
ポリスチレン系樹脂３．５ｇをトルエン溶媒１００ｍＬに溶解させる。次に、それをメタノール６００ｍＬに攪拌しながら徐々に入れ、メタノール不溶分を沈殿させる。メタノール不溶分を濾過分別した後、メタノール不溶分を乾燥し、メタノールを除去する。得られた乾燥サンプルの質量を測定し、次の式にてメタノール可溶分量を求める。
メタノール可溶分量＝｛３．５−（ａ）｝／３．５×１００（質量％）
ここで、ａは乾燥サンプルの質量（ｇ）を表す。
【００３８】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に用いられるポリスチレン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、エチルスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン等のスチレン系モノマーの単独重合体又はこれらの共重合体等が挙げられ、スチレンを５０質量％以上含有するポリスチレン系樹脂が好ましく、ポリスチレンがより好ましい。
【００３９】
また、前記ポリスチレン系樹脂としては、前記スチレンモノマーを主成分とする、前記スチレン系モノマーとこのスチレン系モノマーと共重合可能なビニルモノマーとの共重合体であってもよく、このようなビニルモノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレートの他、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレートなどの二官能性モノマーなどが挙げられる。
【００４０】
また、ポリスチレン系樹脂が主成分であれば、他の樹脂を添加してもよく、添加する樹脂としては、例えば、発泡成形体の耐衝撃性を向上させるために、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三次元共重合体などのジエン系のゴム状重合体を添加したゴム変性ポリスチレン系樹脂、いわゆるハイインパクトポリスチレンが挙げられる。あるいは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体などが挙げられる。
【００４１】
原料となるポリスチレン系樹脂としては、市販されている通常のポリスチレン系樹脂、懸濁重合法などの方法で新たに作製したポリスチレン系樹脂などの、再生品ではないポリスチレン系樹脂（バージンポリスチレン）を使用できる他、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られた再生ポリスチレン系樹脂を使用することができる。
この再生ポリスチレン系樹脂としては、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体、例えば、魚箱、家電緩衝材、食品包装用トレーなどを回収し、リモネン溶解方式や加熱減容方式によって再生したポリスチレン系樹脂を用いることができる。また、使用することができる再生ポリスチレン系樹脂は、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られたもの以外にも、家電製品（例えば、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコンなど）や事務用機器（例えば、複写機、ファクシミリ、プリンターなど）から分別回収された非発泡のポリスチレン系樹脂成形体を粉砕し、溶融混練してリペレットした再生ポリスチレン系樹脂を用いることができる。
【００４２】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有させる発泡剤としては、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン等の脂肪族炭化水素、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２３）、クロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）、１−クロロ−１，２，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２４）等のクロロフルオロカーボン、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）等のフルオロカーボン、各種アルコール、二酸化炭素、水、及び窒素などの物理発泡剤が挙げられ、これらの中の１種又は２種以上を併用して使用することができる。これらのうち、特に好ましい発泡剤としては、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタンが挙げられる。発泡剤の添加量は、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対して１〜１５質量部の範囲とされ、より好ましくは３〜１２質量部の範囲とされる。
【００４３】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有させる着色剤としては、ポリスチレン系樹脂などの熱可塑性樹脂の加工分野などにおいて、樹脂の着色に使用されている周知の着色剤の中から、適宜選択して使用することができ、例えば、無機顔料、有機顔料、染料などが挙げられる。これらの着色剤の中でも、無機顔料と有機顔料の１種又は２種以上を用いることが好ましい。
【００４４】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有させる無機顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン系、酸化鉄系、水酸化鉄系、酸化クロム系、スピンネル型焼成顔料、クロム酸鉛系、クロム酸バーミリオン系、紺青系、アルミニウム粉末、ブロンズ粉末等、体質顔料としては、炭酸カルシウム系、硫酸バリウム系、酸化硅素系、水酸化アルミニウム系等が挙げられる。これらの無機顔料の中でも、特にカーボンブラックが好ましい。
【００４５】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有させるカーボンブラックは、特に限定されず、各種の市販品の中から適宜選択して使用することができる。本発明において好適な市販品としては、例えば住化カラー社製  商品名「ブラックＳＰＡＢ−８５１ＨＣ」、大日精化社製  商品名「ＰＳ−Ｍ  ＳＳＣ  ９８Ｈ８２２Ａ」、「ＰＳ−Ｍ  ＳＳＣ  ＭＡ６０８４Ａ」、三菱化学社製  商品名「ＭＡ−１００」、「ＲＣＦ＃４５」などが挙げられる。
【００４６】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有させる有機顔料としては、フタロシアニン系、アゾ系、縮合アゾ系、アンスラキノン系、ペリノン・ペリレン系、インジゴ・チオインジゴ系、イソインドリノン系、アゾメチンアゾ系、ジオキサジン系、キナクリドン系、アニリンブラック系、トリフェニルメタン系などが挙げられる。具体的には、緑色系顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン２６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５０等が挙げられる。黄色系顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６７等が挙げられる。赤色系顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントヴァイオレット１９等が挙げられる。青色系顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２８等が挙げられる。その他、ゴールド色顔料やシルバー色顔料等も使用しても良い。
【００４７】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有させる染料としては、アゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、ニトロ系染料、ベンゾキノン系染料等が挙げられる。具体的には、ＳｏｌｖｅｎｔＢｌｕｅ７８、ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１６７（ＣＯＬＯＲ ＩＮＤＥＸ ＧＥＮＥＲＩＣ ＮＡＭＥ、以下、同じ）、ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１１４、ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１６３、ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ９３、ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ３３、ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１６、ＳｏｌｖｅｎｔＧｒｅｅｎ５、ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１０４、ＳｏｌｖｅｎｔＯｒａｎｇｅ６０、ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１４、ＳｏｌｖｅｎｔＯｒａｎｇｅ６３、ＶａｔＲｅｄ４１、ＳｏｌｖｅｎｔＲｅｄ１４９、ＳｏｌｖｅｎｔＲｅｄ１１１、ＳｏｌｖｅｎｔＲｅｄ１３５、ＳｏｌｖｅｎｔＲｅｄ１７９、ＳｏｌｖｅｎｔＲｅｄ１４６、ＳｏｌｖｅｎｔＲｅｄ２２、ＳｏｌｖｅｎｔＲｅｄ５２、ＳｏｌｖｅｎｔＶｉｏｌｅｔ３１、ＳｏｌｖｅｎｔＶｉｏｌｅｔ１３、ＤｉｓｐｅｒｓｅＢｌｕｅ１６５、ＤｉｓｐｅｒｓｅＢｌｕｅ１５、ＳｏｌｖｅｎｔＧｒｅｅｎ３、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７０等が挙げられる。
【００４８】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有させる着色剤の量は、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部の範囲内であり、０．５〜７．０質量部の範囲内であることがより好ましい。着色剤の量が前記範囲未満であると、得られる発泡成形体の耐衝撃性が低下し、また発泡成形体の着色度合が不十分となる。着色剤の量が前記範囲を超えると、得られる発泡成形体の強度が低下してしまう。
【００４９】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、無機発泡核剤と化学発泡剤との一方又は両方が均一に含有されていることが好ましい。
前記無機発泡核剤としては、タルク、シリカ、ケイ酸塩鉱物粉末、マイカ、クレー、ゼオライト、炭酸カルシウム等が挙げられ、それらの中でも特に、タルク、シリカ、ケイ酸塩鉱物粉末から選択される１種又は２種以上が好ましい。
前記無機発泡核剤の量は、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．０５〜５．０質量部の範囲内が好ましく、０．１〜２．０質量部の範囲内がより好ましい。
【００５０】
前記化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウムとクエン酸の混合物等が挙げられ、それらの中でも特に、アゾジカルボンアミド、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウムとクエン酸の混合物から選択される１種又は２種以上が好ましい。
前記化学発泡剤の量は、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．０５〜５．０質量部の範囲内が好ましく、０．１〜３．０質量部の範囲内がより好ましい。
【００５１】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子には、物性を損なわない範囲内において、架橋剤、可塑剤、充填剤、難燃剤、難燃助剤、滑剤等の添加剤を添加してもよく、又、ジンクステアレート等の粉末状金属石鹸類を前記発泡性スチレン樹脂粒子の表面に塗布しておけば、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の予備発泡工程においてポリスチレン系樹脂予備発泡粒子同士の結合を減少させることができて好ましい。
【００５２】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の粒径は、特に限定されないが、通常は０．５〜３．０ｍｍの範囲が好ましく、０．７〜２．０ｍｍの範囲がより好ましい。また、粒子の形状は、特に限定されないが、球状乃至略球状であることが好ましい。
【００５３】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体中の平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内となる。該平均気泡径は、６０〜２５０μｍの範囲内であることが好ましく、７０〜２００μｍの範囲内であることがより好ましい。前記平均気泡径が５０μｍ未満であると発泡成形体の外観が損なわれ、強度が低下する恐れがある。前記平均気泡径が３００μｍを超えると発泡成形体の耐衝撃性が悪くなり、ヘルメット芯材や自動車内装材などの緩衝材の用途に適用し難くなる。
【００５４】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体の衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下となる。なお、衝撃加速度Ｇ値とは、衝突時に物体に加わる最大の衝撃加速度を表したものである。
このＧ値は、２８０Ｇ以下であることが好ましく、２７０Ｇ以下であることがさらに好ましい。Ｇ値が３００Ｇを超えると、発泡成形体の耐衝撃性が悪くなり、ヘルメット芯材や自動車内装材などの緩衝材の用途に適用し難くなる。
【００５５】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体の明度が２０〜９５の範囲内であり、２１〜９４の範囲内であることが好ましく、２２〜９３の範囲内であることがより好ましい。ここで発泡成形体の明度とは、ＪＩＳ  Ｚ８７２９に準拠して測定された値を指す。
この明度が２０未満であると、発泡成形体の耐衝撃性が悪くなり、ヘルメット芯材や自動車内装材などの緩衝材の用途に適用し難くなる。一方、明度が９５を超えると、発泡成形体の着色度合が不十分であり、外観良好な発泡成形体が得られない。
【００５６】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、物理発泡剤と着色剤を含むポリスチレン系樹脂を粒子状としてなり、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部含まれ、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体中の平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、該発泡成形体の衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下であり、或いは明度が２０〜９５の範囲内である構成としたので、該樹脂粒子を加熱して予備発泡し、得られた予備発泡粒子を型内発泡成形して、強度及び耐衝撃性に優れた発泡成形体を得ることができる。
また、均一に着色された外観良好な発泡成形体を得ることができる。
【００５７】
（発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法）
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法では、樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤含有の溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から冷却用液体中に直接押し出し、冷却用液体中に押し出した押出物を冷却用液体中にて回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る。この発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法のことを、溶融押出法ということがある。
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法では、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部添加され、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体中の平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、該発泡成形体の衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下である発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得ることを特徴としている。
【００５８】
図１は、本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法に用いられる製造装置の一例を示す構成図であり、本例の製造装置は、樹脂供給装置としての押出機１と、押出機１の先端に取り付けられた多数の小孔を有するダイ２と、押出機１内に樹脂原料等を投入する原料供給ホッパー３と、押出機１内の溶融樹脂に発泡剤供給口５を通して発泡剤を圧入する高圧ポンプ４と、ダイ２の小孔が穿設された樹脂吐出面に冷却水を接触させるように設けられ、室内に冷却水が循環供給されるカッティング室７と、ダイ２の小孔から押し出された樹脂を切断できるようにカッティング室７内に回転可能に設けられたカッター６（高速回転刃）と、カッティング室７から冷却水の流れに同伴して運ばれる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を冷却水と分離すると共に脱水乾燥して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る固液分離機能付き脱水乾燥機１０と、固液分離機能付き脱水乾燥機１０にて分離された冷却水を溜める水槽８と、この水槽８内の冷却水をカッティング室７に送る高圧ポンプ９と、固液分離機能付き脱水乾燥機１０にて脱水乾燥された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を貯留する貯留容器１１とを備えて構成されている。
【００５９】
なお、押出機１としては、スクリュを用いる押出機またはスクリュを用いない押出機のいずれも用いることができる。スクリュを用いる押出機としては、例えば、単軸式押出機、多軸式押出機、ベント式押出機、タンデム式押出機などが挙げられる。スクリュを用いない押出機としては、例えば、プランジャ式押出機、ギアポンプ式押出機などが挙げられる。また、いずれの押出機もスタティックミキサーを用いることができる。これらの押出機のうち、生産性の面からスクリュを用いた押出機が好ましい。また、カッター６を収容したカッティング室７も、樹脂の溶融押出による造粒方法において用いられている従来周知のものを用いることができる。
【００６０】
図１に示す製造装置を用い、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を製造するには、まず、原料の前記ポリスチレン系樹脂、着色剤、無機発泡核剤と化学発泡剤との一方又は両方、必要に応じて添加される所望の添加剤を秤量し、原料供給ホッパー３から押出機１内に投入する。原料のポリスチレン系樹脂は、ペレット状や顆粒状にして事前に良く混合してから１つの原料供給ホッパーから投入してもよいし、あるいは例えば複数のロットを用いる場合は各ロットごとに供給量を調整した複数の原料供給ホッパーから投入し、押出機内でそれらを混合してもよい。また、複数のロットのリサイクル原料を組み合わせて使用する場合には、複数のロットの原料を事前に良く混合し、磁気選別や篩分け、比重選別、送風選別などの適当な選別手段により異物を除去しておくことが好ましい。
【００６１】
押出機１内にポリスチレン系樹脂、着色剤、無機発泡核剤と化学発泡剤との一方又は両方、必要に応じて添加される所望の添加剤を供給後、樹脂を加熱溶融し、その溶融樹脂をダイ２側に移送しながら、発泡剤供給口５から高圧ポンプ４によって発泡剤を圧入して溶融樹脂に発泡剤を混合し、押出機１内に必要に応じて設けられる異物除去用のスクリーンを通して、溶融物をさらに混練しながら先端側に移動させ、発泡剤を添加した溶融物を押出機１の先端に付設したダイ２の小孔から押し出す。
着色剤を押出機１内に投入する場合、ポリスチレン系樹脂と着色剤とを予め溶融混合して作製された着色剤含有マスターバッチを用いることが望ましい。
【００６２】
ダイ２の小孔が穿設された樹脂吐出面は、室内に冷却水が循環供給されるカッティング室７内に配置され、且つカッティング室７内には、ダイ２の小孔から押し出された樹脂を切断できるようにカッター６が回転可能に設けられている。発泡剤添加済みの溶融物を押出機１の先端に付設したダイ２の小孔から押し出すと、溶融物は粒状に切断され、同時に冷却水と接触して急冷され、発泡が抑えられたまま固化して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子となる。
【００６３】
形成された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、カッティング室７から冷却水の流れに同伴して固液分離機能付き脱水乾燥機１０に運ばれ、ここで発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を冷却水と分離すると共に脱水乾燥する。乾燥された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、貯留容器１１に貯留される。
【００６４】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法は、溶融押出法による発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、溶融押出法に発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部添加され、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内に発泡成形して得られた発泡成形体中の平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、該発泡成形体の衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下である発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得る構成としたので、強度及び耐衝撃性に優れ、均一に着色された外観良好な発泡成形体を得ることができる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を効率よく製造することができる。
【００６５】
（予備発泡粒子及び発泡成形体）
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡樹脂成形体の製造分野において周知の装置及び手法を用い、水蒸気加熱等により加熱して予備発泡し、予備発泡粒子とする。この予備発泡粒子は、製造するべき発泡成形体の密度と同等の嵩密度となるように予備発泡される。本発明において、その嵩密度は限定されないが、通常は０．０１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲内とし、ヘルメット芯材や自動車内装材などの緩衝材の用途に適用させる場合には０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内とするのが好ましい。
【００６６】
なお、本発明において予備発泡粒子の嵩密度とは、ＪＩＳ  Ｋ６９１１：１９９５年「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定されたものをいう。
＜予備発泡粒子の嵩密度＞
先ず、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、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し、下記式に基づいて予備発泡粒子の嵩密度を測定する。
嵩密度（ｇ／ｃｍ３）＝測定試料の質量（Ｗ）／測定試料の体積（Ｖ）
【００６７】
＜予備発泡粒子の嵩発泡倍数＞
また、予備発泡粒子の嵩発泡倍数は、次式により算出される数値である。
嵩発泡倍数＝１／嵩密度（ｇ／ｃｍ３）
【００６８】
前記予備発泡粒子は、発泡樹脂成形体の製造分野において周知の装置及び手法を用い、該予備発泡粒子を成形型のキャビティ内に充填し、水蒸気加熱等により加熱して型内発泡成形し、発泡成形体を製造する。
本発明の発泡成形体の密度は特に限定されないが、通常は０．０１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲内とし、ヘルメット芯材や自動車内装材などの緩衝材の用途に適用させる場合には０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲内とするのが好ましい。
【００６９】
なお、本発明において発泡成形体の密度とは、ＪＩＳ  Ｋ７１２２：１９９９「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」記載の方法で測定した発泡成形体密度のことである。
＜発泡成形体の密度＞
５０ｃｍ３以上の試験片を材料の元のセル構造を変えない様に切断し、その質量を測定し、次式により算出した。
密度（ｇ／ｃｍ３）＝試験片質量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ３）
試験片状態調節、測定用試験片は、成形後７２時間以上経過した試料から切り取り、２３℃±２℃×５０％±５％または２７℃±２℃×６５％±５％の雰囲気条件に１６時間以上放置したものである。
【００７０】
＜発泡成形体の発泡倍数＞
また、発泡成形体の発泡倍数は次式により算出される数値である。
発泡倍数＝１／密度（ｇ／ｃｍ３）
【００７１】
本発明の発泡成形体は、着色剤を含む発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡成形して得られ、着色剤がポリスチレン系樹脂１００質量部に対し０．３〜９．０質量部含まれ、密度０．０５５〜０．１２５ｇ／ｃｍ３の範囲における平均気泡径が５０〜３００μｍの範囲内であり、衝撃加速度Ｇ値が３００Ｇ以下であるものなので、強度及び耐衝撃性に優れ、均一に着色された外観良好なものとなる。本発明の発泡成形体は、ヘルメット芯材や自動車内装材などの緩衝材として好適である。
【実施例】
【００７２】
［実施例１］
（発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造）
質量平均分子量２０万のバージンポリスチレン（東洋スチレン社製、商品名「ＨＲＭ−１０Ｎ」）１００質量部に対し、無機発泡核剤として微粉末タルク０．３質量部、着色剤としてカーボンブラック（ＲＣＦ＃４５、三菱化学社製）１質量部を加え、これらを口径９０ｍｍの単軸押出機に、時間当たり１５０ｋｇで連続供給した。押出機内温度としては、最高温度２１０℃に設定し、樹脂を溶融させた後、発泡剤として樹脂１００質量部に対して４質量部のペンタン（イソペンタン：ノルマルペンタン＝２０：８０（質量比））を押出機の途中から圧入した。押出機内で樹脂と発泡剤を混練するとともに冷却し、押出機先端部での樹脂温度を１７０℃、ダイの樹脂導入部の圧力を１５ＭＰａに保持して、直径０．６ｍｍでランド長さが３．０ｍｍの小孔が２００個配置されたダイより、このダイの吐出側に連結され３０℃の水が循環するカッティング室内に、発泡剤含有溶融樹脂を押し出すと同時に、円周方向に１０枚の刃を有する高速回転カッターにて押出物を切断した。切断した粒子を循環水で冷却しながら、粒子分離器に搬送し、粒子を循環水と分離した。さらに、捕集した粒子を脱水・乾燥して発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、変形、ヒゲ等の発生もなく、ほぼ完全な球体であり、平均粒径は約１．１ｍｍであった。
得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子１００質量部に対して、ポリエチレングリコール０．０３質量部、ステアリン酸亜鉛０．１５質量部、ステアリン酸モノグリセライド０．０５質量部、ヒドロキシステアリン酸トリグリセライド０．０５質量部を発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面全面に均一に被覆した。
得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子のポリスチレン系樹脂について、１４５℃の雰囲気中に２時間放置して発泡剤を揮発させた後、ＭＦＲ、ＭＴ及びメタノール可溶分を測定した。その結果を表２に記す。
【００７３】
（発泡成形体の製造）
前記の通り製造した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、１５℃の保冷庫中に入れ、７２時間に亘って放置した後、円筒型バッチ式予備発泡機に供給して、吹き込み圧０．０５ＭＰａの水蒸気により加熱し、予備発泡粒子を得た。得られた予備発泡粒子は、嵩密度０．０８３ｇ／ｃｍ３（嵩発泡倍数１２倍）であった。
続いて、得られた予備発泡粒子を室温雰囲気下、２４時間に亘って放置した後、長さ４００ｍｍ×幅３００ｍｍ×高さ２５ｍｍの長方形状のキャビティを有する成形型内に予備発泡粒子を充填し、その後、成形型のキャビティ内を水蒸気でゲージ圧０．０８ＭＰａの圧力で２０秒間に亘って加熱し、その後、成形型のキャビティ内の圧力が０．０１ＭＰａになるまで冷却し、その後成形型を開き、長さ４００ｍｍ×幅３００ｍｍ×高さ２５ｍｍの長方形状の発泡成形体を取り出した。得られた発泡成形体は、密度０．０８３ｇ／ｃｍ３（発泡倍数１２倍）であった。
【００７４】
前述した通りの方法で製造した実施例１の発泡成形体について、下記＜平均気泡径の測定＞、＜強度の評価＞、＜衝撃加速度Ｇ値の測定＞及び＜明度の測定＞に記した通りの測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００７５】
＜平均気泡径の測定＞
実施例（及び比較例）で得られた発泡成形体を剃刀刃で切断し、その切断面を走査型電子顕微鏡（日立製作所社製Ｓ−３０００Ｎ）で３０倍に拡大して撮影する。撮影した画像をＡ４用紙上に印刷し、任意の一直線上（長さ６０ｍｍ）にある気泡数から気泡の平均弦長（ｔ）を下記式により算出した。但し任意の直線はできる限り気泡が接点でのみ接しないようにした（接してしまう場合は気泡数に含める）。計測は１０ヶ所とし、その平均弦長を求めた後、気泡径を算出し、平均気泡径Ｄ（μｍ）とした。
平均弦長ｔ＝６０／（気泡数×写真の倍率）
気泡径Ｄ＝ｔ／０．６１６×１０００
【００７６】
＜強度の評価＞
実施例（及び比較例）で得られた発泡成形体について、ＪＩＳＡ９５１１：２００６「発泡プラスチック保温材」記載の方法に準じて曲げ強度を測定した。
すなわち、テンシロン万能試験機ＵＣＴ−１０Ｔ（オリエンテック社製）を用い、試験体サイズは７５ｍｍ×３００ｍｍ×２５ｍｍとし、圧縮速度を１０ｍｍ／ｍｉｎ、先端治具は加圧くさび１０Ｒ、支持台１０Ｒで、支点間距離２００ｍｍの条件として測定し、次式にて曲げ強度を算出した。試験片の数は３個とし、その平均値を求めた。
曲げ強度（ＭＰａ）＝３ＦＬ／２ｂｈ２
（ここで、Ｆは曲げ最大荷重（Ｎ）を表し、Ｌは支点間距離（ｍｍ）を表し、ｂは試験片の幅（ｍｍ）を表し、ｈは試験片の厚み（ｍｍ）を表す。）
このようにして曲げ強度の平均値を求め、次の評価基準に照らし、強度を評価した。
１２倍成形品の評価基準
曲げ強度が１．４０ＭＰａ以上：特に良（◎）
曲げ強度が１．３０ＭＰａ以上１．４０ＭＰａ未満：良（○）
曲げ強度が１．３０ＭＰａ未満：不良（×）
５０倍成形品の評価基準：
曲げ強度が０．２８ＭＰａ以上：特に良（◎）
曲げ強度が０．２５ａ以上０.２８ＭＰａ未満：良（○）
曲げ強度が０．２５ＭＰａ未満：不良（×）
【００７７】
＜衝撃加速度Ｇ値の測定＞
実施例（及び比較例）で得られた発泡成形体から、長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×高さ２５ｍｍの正方形状の発泡成形体サンプルを３個切り出した。
次に、温度２３℃湿度５０％雰囲気で、吉田精機社製の落下試験機（ＡＤＳＴ−２００）の架台（質量：５．８ｋｇ）に、発泡成形体サンプルの長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ面を市販の両面テープ（ニチバン社製、製品名：ＮＷ−５０）で取り付け、発泡成形体の下面からの高さ１８ｃｍから自然落下させた。落下時に架台にかかる衝撃加速度を測定し、３回実施した平均値をＧ値とした。
なお、ヘルメットライナー等の発泡成形体の衝撃加速度Ｇ値を測定する場合、例えば、ヘルメットライナーから５０ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍｍの発泡成形体を４５個切出して、上記サンプルサイズ（長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×高さ２５ｍｍ）に合うように正方形状に貼り合わせて測定してもよい。
【００７８】
＜明度の測定＞
本発明のポリスチレン系樹脂発泡体の明度（Ｌ値）は、ＪＩＳ  Ｚ８７２９に準拠した方法で測定した結果から求めた。測定器は、コニカミノルタ社製  色彩色差計  ＣＲ−４１０を使用した。
【００７９】
［実施例２］
カーボンブラック添加量を４質量部としたこと以外は、実施例１と同様に行い、発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８０】
［実施例３］
カーボンブラック添加量を７質量部としたこと以外は、実施例１と同様に行い、発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８１】
［実施例４］
カーボンブラック添加量を２質量部とし、微粉末タルクの替わりに化学発泡剤（炭酸水素ナトリウムとクエン酸の混合物、永和化成工業社製、商品名「ポリスレンＥＳ４０５」）を０．５部添加したこと以外は、実施例１と同様に行い、発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８２】
［実施例５］
カーボンブラック添加量を２質量部とし、化学発泡剤０．５部を追加して添加したこと以外は、実施例１と同様に行い、発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８３】
［実施例６］
カーボンブラックに代えて、緑色系の有機顔料であるＣ．Ｉ．ピグメントグリーン７（シアニングリーン２ＧＮ、大日精化工業社製）３質量部を添加したこと以外は、実施例１と同様に行い、発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８４】
［実施例７］
カーボンブラックに代えて、黄色系の有機顔料であるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１６１（ダイプロキサイドイエロー＃９１２３、大日精化工業社製）５質量部を添加したこと以外は、実施例１と同様に行い、発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８５】
［実施例８］
カーボンブラックに代えて、赤色系の有機顔料であるＣ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１（８０４０レッド、大日精化工業社製）３質量部を添加したこと以外は、実施例１と同様に行い、発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８６】
［実施例９］
カーボンブラックに代えて、青色系の有機顔料であるＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３（シアニンブルー４９３７、大日精化工業社製）３質量部を添加したこと以外は、実施例１と同様に行い、発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００８７】
［実施例１０］
バージンポリスチレンを、表３に示す質量平均分子量２８万のバージンポリスチレン（東洋スチレン社製、商品名「ＨＲＭ−１３Ｎ」）に変更した以外は、実施例１と同様にして、発泡成形体を製造した。得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子及び発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１，２に記す。
【００８８】
［実施例１１］
バージンポリスチレンを、表３に示すリサイクル原料（１）に変更した以外は、実施例1と同様にして、発泡成形体を製造した。得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子及び発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１，２に記す。
【００８９】
［実施例１２］
バージンポリスチレンを、表３に示すリサイクル原料（２）に変更した以外は、実施例１と同様にして、発泡成形体を製造した。得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子及び発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１，２に記す。
【００９０】
［実施例１３］
バージンポリスチレンを、表３に示すリサイクル原料（３）に変更した以外は、実施例１と同様にして、発泡成形体を製造した。得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子及び発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１，２に記す。
【００９１】
［実施例１４］
バージンポリスチレンを、表３に示すリサイクル原料（４）に変更した以外は、実施例１と同様にして、発泡成形体を製造した。得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子及び発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１，２に記す。
【００９２】
［実施例１５］
バージンポリスチレンを、表３に示す質量平均分子量４３万のバージンポリスチレン（東洋スチレン社製、商品名「ＨＲＭ−３０」）に変更した以外は、実施例１と同様にして、発泡成形体を製造した。得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子及び発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１，２に記す。
【００９３】
［比較例１］
カーボンブラックを添加しなかったこと以外は、実施例１と同様に行い、発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００９４】
［比較例２］
カーボンブラック添加量を１０質量部としたこと以外は、実施例１と同様に行い、発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体について実施例１と同様の測定・評価を行った。
その結果を表１に記す。
【００９５】
【表１】
2014095064.tif 000003
【００９６】
【表２】
2014095064.tif 000004
【００９７】
【表３】
2014095064.tif 000005
【００９８】
表１の結果から、本発明に係る実施例１〜１５で製造した発泡成形体は、強度に優れており、耐衝撃性も良好なものであった。
また、着色剤としてカーボンブラックを用いた実施例１〜５で得られた発泡成形体は、明度が低く、均一な黒色に着色されており、外観良好なものであった。
着色剤として有機顔料を用いた実施例６〜９で得られた発泡成形体は、明度が比較的高く、緑色（実施例６）、黄色（実施例７）、桃色（実施例８）及び青色（実施例９）の各色に鮮やか且つ均一に着色され、外観良好なものであった。
【００９９】
一方、カーボンブラックを添加していない比較例１で製造した発泡成形体は、実施例１〜５と比べて耐衝撃性が劣っていた。
また、比較例２は、カーボンブラック添加量を１０質量部としたことによって、内部融着が不良となり、発泡成形品の外観が不良となり、また強度が低下し不良となった。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、強度や耐衝撃性に優れ、均一に着色がなされて外観に優れた発泡成形体を得ることが可能な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子及びポリスチレン系樹脂発泡成形体に関する。
【符号の説明】
【０１０１】
１…押出機（樹脂供給装置）、２…ダイ、３…原料供給ホッパー、４…高圧ポンプ、５…発泡剤供給口、６…カッター、７…カッティング室、８…水槽、９…高圧ポンプ、１０…固液分離機能付き脱水乾燥機、１１…貯留容器。
【図１】
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