(57)【要約】【課題】融着率、剛性、耐衝撃性、耐薬品性等の物性が向上した発泡成形体を与えうるスチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子を提供することを課題とする。【解決手段】水性懸濁液中に、無機核剤を含みかつ融点９５〜１１５℃であるポリエチレン系樹脂粒子１００重量部と、スチレン系モノマー２０〜２００重量部と、重合開始剤とを分散させる工程と、前記スチレン系モノマーを前記ポリエチレン系樹脂粒子に含浸させる工程と、前記ポリエチレン系樹脂粒子の融点をＴ℃としたとき、（Ｔ）〜（Ｔ＋２５）℃の温度で、前記スチレン系モノマーの第１の重合を行う工程と、前記工程に続いて、スチレン系モノマーと、重合開始剤とを加え、（Ｔ）〜（Ｔ＋２５）℃の温度とすることで、前記ポリエチレン系樹脂粒子への前記スチレン系モノマーの含浸と第２の重合とを行う工程と（但し、第１の重合と第２の重合で使用するスチレン系モノマーの合計が３００〜１０００重量部）からなるスチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子の製造方法により上記課題を解決する。【選択図】図１
2006070202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散剤を含む水性懸濁液中に、無機核剤を含みかつ融点９５〜１１５℃であるポリエチレン系樹脂粒子１００重量部と、スチレン系モノマー２０〜２００重量部と、重合開始剤とを分散させる工程と、
得られた分散液を前記スチレン系モノマーが実質的に重合しない温度に加熱して前記スチレン系モノマーを前記ポリエチレン系樹脂粒子に含浸させる工程と、
前記ポリエチレン系樹脂粒子の融点をＴ℃としたとき、（Ｔ）〜（Ｔ＋２５）℃の温度で、前記スチレン系モノマーの第１の重合を行う工程と、
前記工程に続いて、スチレン系モノマーと、重合開始剤とを加え、かつ前記ポリエチレン系樹脂粒子の融点をＴ℃としたとき、（Ｔ）〜（Ｔ＋２５）℃の温度とすることで、前記ポリエチレン系樹脂粒子への前記スチレン系モノマーの含浸と第２の重合とを行う工程と（但し、ポリエチレン樹脂粒子１００重量部に対し、第１の重合と第２の重合で使用するスチレン系モノマーの合計が３００〜１０００重量部）、
からなることを特徴とするスチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項２】
前記ポリエチレン系樹脂が、分岐状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体又はこれらの混合物である請求項１に記載のスチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子の製造方法。
【請求項３】
無機核剤を含む融点９５〜１１５℃のポリエチレン系樹脂成分１００重量部に対して、スチレン系樹脂成分を３００〜１０００重量部含有し、かつ、粒子表面から少なくとも５μｍまでの表層部は０．８μｍ以下のスチレン系樹脂粒子が分散された状態であるスチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子。
【請求項４】
無機核剤を含む融点９５〜１１５℃のポリエチレン系樹脂成分１００重量部に対して、スチレン系樹脂成分３００〜１０００重量部と、揮発性発泡剤とを含有し、かつ、粒子表面から少なくとも５μｍまでの表層部は０．８μｍ以下のスチレン系樹脂粒子が分散された状態であるスチレン改質ポリエチレン系発泡性樹脂粒子。
【請求項５】
請求項４に記載のスチレン改質ポリエチレン系発泡性樹脂粒子を予備発泡させて得られた嵩密度１０〜２００ｋｇ／ｍ3の予備発泡粒子。
【請求項６】
請求項５に記載の予備発泡粒子を発泡成形させて得られた密度１０〜２００ｋｇ／ｍ3の発泡成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子、スチレン改質ポリエチレン系発泡性樹脂粒子、それらの製造方法、予備発泡粒子及び発泡成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ポリエチレン系樹脂の発泡体は、弾性が高く、耐油性、耐衝撃性に優れているので、包装資材として使用されている。しかし、剛性が低く圧縮強度が弱い等という短所を有している。一方、スチレン系樹脂の発泡体は、剛性には優れているが、脆いという短所を有している。
【０００３】
このような欠点を改良する方法として、特公昭５１−４６１３８号公報（特許文献１）、特公昭５２−１０１５０号公報（特許文献２）、特公昭５８−５３００３号公報（特許文献３）、特開昭６２−５９６４２号公報（特許文献４）では、ポリエチレン系樹脂にスチレン系モノマーを含浸させて重合を行い、スチレン改質ポリエチレン系樹脂発泡粒子を得る方法が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの方法では、ポリエチレン系樹脂に無機核剤を使用していないので、得られた改質樹脂粒子は、特にその表面部付近においてポリエチレン樹脂中にスチレン系樹脂成分を粒子状に分散させることが難しく、充分な耐薬品性を発揮できないものとなり易い。更に、ポリエチレン系樹脂に無機核剤を使用した場合でも、スチレン系モノマーの重合は通常９０℃前後で行われる。そのため、その表層部付近でのポリエチレン系樹脂中に分散されたスチレン系樹脂成分は１μｍを越えるような大きな粒子状となって分散されるため、充分な耐薬品性を発揮できないものとなりやすいことを見い出した。
【０００５】
また、これら従来から知られた方法で製造された改質樹脂粒子を使用して発泡成形された成形品は、圧縮強度の点からは充分なものの、耐衝撃性は不十分であった。
【０００６】
【特許文献１】特公昭５１−４６１３８号公報
【特許文献２】特公昭５２−１０１５０号公報
【特許文献３】特公昭５８−５３００３号公報
【特許文献４】特開昭６２−５９６４２号公報
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発明者等は、上記目的を実現するため鋭意研究を重ねた結果、ポリエチレン系樹脂粒子として特定の融点をもつポリエチレン系樹脂粒子を使用し、スチレン系モノマーを加えて、特定の温度範囲で重合させることによって、ポリエチレンのもつ耐衝撃性とポリスチレンの剛性を十分に発揮する発泡成形体を与えうるスチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子が得られることを見いだし、本発明に至った。
【０００８】
かくして本発明によれば、分散剤を含む水性懸濁液中に、無機核剤を含みかつ融点９５〜１１５℃であるポリエチレン系樹脂粒子１００重量部と、スチレン系モノマー２０〜２００重量部と、重合開始剤とを分散させる工程と、
得られた分散液を前記スチレン系モノマーが実質的に重合しない温度に加熱して前記スチレン系モノマーを前記ポリエチレン系樹脂粒子に含浸させる工程と、
前記ポリエチレン系樹脂粒子の融点をＴ℃としたとき、（Ｔ）〜（Ｔ＋２５）℃の温度で、前記スチレン系モノマーの第１の重合を行う工程と、
前記工程に続いて、スチレン系モノマーと、重合開始剤とを加え、かつ前記ポリエチレン系樹脂粒子の融点をＴ℃としたとき、（Ｔ）〜（Ｔ＋２５）℃の温度とすることで、前記ポリエチレン系樹脂粒子への前記スチレン系モノマーの含浸と第２の重合とを行う工程と（但し、ポリエチレン樹脂粒子１００重量部に対し、第１の重合と第２の重合で使用するスチレン系モノマーの合計が３００〜１０００重量部）、
からなることを特徴とするスチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子の製造方法が提供される。
【０００９】
更に、本発明によれば、無機核剤を含む融点９５〜１１５℃のポリエチレン系樹脂成分１００重量部に対して、スチレン系樹脂成分３００〜１０００重量部を含有し、かつ、粒子表面から少なくとも５μｍまでの表層部は０．８μｍ以下のスチレン系樹脂粒子が分散された状態であるスチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、無機核剤を含む融点９５〜１１５℃のポリエチレン系樹脂成分１００重量部に対して、スチレン系樹脂成分３００〜１０００重量部と、揮発性発泡剤とを含有し、かつ、粒子表面から少なくとも５μｍまでの表層部は０．８μｍ以下のスチレン系樹脂粒子が分散された状態であるスチレン改質ポリエチレン系発泡性樹脂粒子が提供される。
【００１１】
更にまた、上記スチレン改質ポリエチレン系発泡性樹脂粒子を予備発泡させて得られた嵩密度１０〜２００ｋｇ／ｍ3の予備発泡粒子が提供される。
【００１２】
また更に、上記予備発泡粒子を発泡成形させて得られた密度１０〜２００ｋｇ／ｍ3の発泡成形体が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の製造方法によれば、特定の融点をもつポリエチレン系樹脂粒子にスチレン系モノマーを含浸させて重合を行う工程を、重合開始剤の存在下、特定の温度範囲で行うことにより、スチレン系樹脂成分をポリエチレン系樹脂粒子に特定の大きさの粒子状に分散させることが可能となり、高物性の発泡成形体を与えるスチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子及びスチレン改質ポリエチレン系発泡性樹脂粒子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
まず、本発明の製造方法によって得られるスチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子（以下、改質樹脂粒子と称する）は、無機核剤を含むポリエチレン系樹脂粒子にスチレン系モノマーを含浸及び重合させたスチレン系樹脂成分を含有させた基材樹脂からなる粒子である。また、スチレン改質ポリエチレン系発泡性樹脂粒子（以下、発泡性樹脂粒子と称する）は、前記基材樹脂に揮発性発泡剤を含ませた粒子である。
【００１５】
ポリエチレン系樹脂としては、９５〜１１５℃の融点を有する限り、特に限定されず、公知の重合方法で得られた樹脂が使用できる。また、ポリオレフィン系樹脂は、架橋していてもよい。中でも、分岐状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましい。低密度ポリエチレンは、０．９１〜０．９４ｇ／ｃｍ3の密度を有することが好ましく、０．９１〜０．９３ｇ／ｃｍ3の密度を有することがより好ましい。
【００１６】
無機核剤としては、例えば、タルク、二酸化珪素、マイカ、クレー、ゼオライト、炭酸カルシウム等が挙げられる。
【００１７】
無機核剤の使用量は、ポリエチレン系樹脂１００重量部に対して、０．１〜２重量部が好ましく、０．２〜１．５重量部がより好ましい。０．１重量部未満では、ポリエチレン系樹脂成分中に分散されるスチレン系樹脂粒子数が少なくなり、かつその粒子が１μｍを越えて大きくなりやすいので好ましくない。２重量部を超える場合、発泡成形体が脆くなり、強度が低下しやすくなるので好ましくない。
【００１８】
更に、ポリエチレン系樹脂粒子には、必要に応じて、着色剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加物が含まれていてもよい。
【００１９】
この内、着色剤としては、無機及び有機着色剤のいずれも使用できる。特に、酸化鉄、カーボンブラック等の無機系の着色剤が好ましい。
【００２０】
酸化鉄としては、黄色系統のものとしてα−ＦｅＯＯＨ（含水結晶）、赤色系統のものとしてα−Ｆｅ2Ｏ3、黒色系統のものとして（ＦｅＯ）ｘ（Ｆｅ2Ｏ3）ｙ等が挙げられる。これら酸化鉄は、Ｆｅの一部が、Ｚｎ、Ｍｇ等の他の金属で置き換えられていてもよい。更に、これら酸化鉄は、所望の色を得るために、混合して用いてもよい。この内、黒色系統の（ＦｅＯ）ｘ（Ｆｅ2Ｏ3）ｙに含まれるＦｅ3Ｏ4であることが好ましい。
【００２１】
酸化鉄は、０．１〜１μｍの平均粒径を有していることが好ましく、０．２〜０．８μｍがより好ましい。平均粒径は、レーザー回折式粒度分布計（日本電子社製ロドス）により測定できる。
【００２２】
酸化鉄は、ポリエチレン系樹脂粒子中、１．５〜７０重量％の範囲で含まれていることが好ましく、５〜４０重量％の範囲がより好ましく、１０〜３０重量％の範囲が更に好ましい。１．５重量％未満であれば、ポリエチレン系樹脂粒子が十分着色されない場合があるため好ましくない。７０重量％より多い場合、ポリエチレン系樹脂粒子中に混合することが困難となり易く好ましくない。加えて、酸化鉄の比重がポリエチレン系樹脂成分より大きいため、ポリエチレン系樹脂粒子が重くなり、スチレン系モノマーを均一に含浸させることが困難となり易く好ましくない。
【００２３】
カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維等が挙げられる。
【００２４】
カーボンブラックは、ポリエチレン系樹脂粒子中、１〜５０重量％の範囲で含まれていることが好ましく、２〜３０重量％の範囲がより好ましい。１重量％未満であれば、ポリエチレン系樹脂粒子が十分着色されない場合があるため好ましくない。５０重量％より多い場合、ポリエチレン系樹脂粒子中に混合することが困難となり易く好ましくない。
【００２５】
スチレン系樹脂としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｔ−ブチルスチレン等のスチレン系モノマーに由来する樹脂が挙げられる。更に、スチレン系樹脂は、スチレン系モノマーと、スチレン系モノマーと共重合可能な他のモノマーとの共重合体であってもよい。他のモノマーとしては、ジビニルベンゼンのような多官能性モノマーや、（メタ）アクリル酸ブチルのような構造中にベンゼン環を含まない（メタ）アクリル酸アルキルエステル等が例示される。これら他のモノマーは、実質的にスチレン系樹脂に対して５重量％を超えない範囲で使用してもよい。
【００２６】
スチレン系樹脂成分の量は、ポリエチレン系樹脂成分１００重量部に対して３００〜１０００重量部、好ましくは３００〜９００重量部である。また、１０００重量部を超える場合、ポリエチレン系樹脂成分の弾性が高く、耐油性、耐衝撃性が良好であるという特性が発現し難い。また、ポリエチレン系樹脂成分の内部にスチレン系モノマーが十分に吸収されず、スチレン系モノマー自体が単独で重合するため、多量の重合体粉末の発生を防止しにくくなるので好ましくない。
【００２７】
揮発性発泡剤としては、例えば、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、ヘキサン等の炭化水素を単独もしくは２種以上混合して用いることができる。
【００２８】
発泡剤の含有量は、発泡性樹脂粒子を構成する樹脂成分（ポリエチレン系樹脂成分及びスチレン系樹脂成分の合計）１００重量部に対して、５〜２０重量部であることが好ましい。
【００２９】
改質樹脂粒子及び発泡性樹脂粒子は、粒子の長さをＬ、平均径をＤとした場合のＬ／Ｄが０．６〜１．６である円筒状、略球状ないしは球状であり、平均粒径が０．３〜３．０ｍｍであることが好ましい。
【００３０】
Ｌ／Ｄが０．６より小さくないしは１．６より大きく扁平度が大きい場合は、改質樹脂粒子及び発泡性樹脂粒子から得られる予備発泡粒子を、金型に充填して発泡成形体を得る際に、金型への充填性が悪くなるため好ましくない。
また形状は、充填性をよくするには略球状ないしは球状がより好ましい。
【００３１】
平均粒径は０．３ｍｍ未満の場合、発泡剤の保持性が低くなり、低密度化が困難となり易く好ましくない。３．０ｍｍを超える場合、充填性が悪くなり易く、発泡成形体の薄肉化も困難となり易いので好ましくない。
【００３２】
特に、本発明のそれらの断面において、ポリエチレン系樹脂成分とスチレン系樹脂成分が、以下に記載するように、特徴的な状態で分散した改質樹脂粒子及び発泡性樹脂粒子を提供することができる。
【００３３】
すなわち、両粒子は、その表面から少なくとも５μｍまでの表層部にスチレン系樹脂成分が、ポリエチレン系樹脂成分中に０．８μｍ以下の粒径で粒子状に分散された状態を有している。スチレン系樹脂成分の粒径の下限は、０．０１μｍ程度である。粒径が０．８μｍより大きい、特に１μｍより大きい場合、発泡成形体の耐衝撃性及び耐薬品性が低下する。
【００３４】
一方、粒子の中心から半径約５μｍまでの中心部において、スチレン系樹脂成分が、ポリエチレン系樹脂成分中に表層部と異なり、連続した状態で存在してよい。
次に、本発明の改質樹脂粒子及び発泡性樹脂粒子の製造方法を説明する。
【００３５】
ポリエチレン系樹脂粒子１００重量部に対するスチレン系モノマーが、２００重量部を超える場合、１段階の含浸では、ポリスチレンの重合体粉末が多くなる傾向にある。重合体粉末の発生を極力少なくするために、以下のようにスチレン系モノマーを２段階に分けてポリエチレン系樹脂粒子に含浸させることが好ましい。
【００３６】
まず、分散剤を含む水性懸濁液中に、無機核剤を含むポリエチレン系樹脂粒子１００重量部と、スチレン系モノマー２０〜２００重量部と、重合開始剤とを分散させる。なお、スチレン系モノマーと重合開始剤とを予め混合して用いてもよい。
【００３７】
水性懸濁液を構成する水性媒体としては、水、水と水溶性溶媒（例えば、低級アルコール）との混合媒体が挙げられる。
【００３８】
分散剤としては、特に限定されず、公知のものをいずれも使用することができる。具体的には、リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸ナトリウム、酸化マグネシウム等の難溶性無機物が挙げられる。また、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダのような界面活性剤を使用してもよい。
【００３９】
ポリエチレン系樹脂粒子は、公知の方法により得ることができる。例えば、ポリエチレン系樹脂成分を、無機核剤と必要に応じて添加剤と共に、押出機中で溶融混練して押出すことでストランドを得、得られたストランドを、空気中でカット、水中でカット、加熱しつつカットすることで、造粒する方法が挙げられる。
【００４０】
ポリエチレン系樹脂粒子は、粒子の長さをＬ、平均径をＤとした場合のＬ／Ｄが０．６〜１．６である円筒状、略球状ないしは球状であり、平均粒径が０．２〜１．５ｍｍであることが好ましい。Ｌ／Ｄが０．６より小さくないしは１．６より大きく扁平度が大きい場合は、発泡性樹脂粒子として予備発泡させ、金型に充填して発泡成形体を得る際に、金型への充填性が悪くなり易く好ましくない。また形状は、充填性をよくするには略球状ないしは球状がより好ましい。平均粒径は０．２ｍｍ未満の場合、発泡剤の保持性が低くなり、低密度化が困難となり易いので好ましくない。１．５ｍｍを超える場合、充填性が悪くなるだけでなく発泡成形体の薄肉化も困難となり易く好ましくない。
【００４１】
重合開始剤としては、一般にスチレン系モノマーの懸濁重合用の開始剤として用いられているものが使用できる。例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチル−パーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート等の有機化過酸化物である。これらの重合開始剤は単独もしくは２種以上を併用してもよい。
【００４２】
重合開始剤の使用量は、スチレン系モノマー１００重量部に対して、０．１〜０．９重量部が好ましく、０．２〜０．５重量部がより好ましい。０．１重量部未満ではスチレン系モノマーの重合に時間がかかり過ぎ好ましくない。０．９重量部を超える重合開始剤の使用は、スチレン系樹脂成分の分子量を低くするため好ましくない。
【００４３】
良好な物性を得るためにはスチレン系樹脂成分の分子量は２０万〜５０万程度が好ましいが、０．９重量部を超える量ではこれを下回るものしか得られない場合がある。
【００４４】
次に、得られた分散液をスチレン系モノマーが実質的に重合しない温度に加熱してスチレン系モノマーをポリエチレン系樹脂粒子に含浸させる。
【００４５】
ポリエチレン系樹脂粒子内部にスチレン系モノマーを含浸させる時間は、３０分〜２時間が適当である。十分に含浸させる前に重合が進行するとスチレン系樹脂の重合体粉末を生成してしまうからである。前記モノマーが実質的に重合しない温度とは、高い方が含浸速度を速めるには有利であるが、重合開始剤の分解温度を考慮して決定する必要がある。
【００４６】
次いで、ポリエチレン系樹脂粒子の融点をＴ℃としたとき、（Ｔ）〜（Ｔ＋２５）℃の温度で、前記スチレン系モノマーの重合を行う。
【００４７】
重合温度が（Ｔ）℃未満では、改質樹脂粒子の表面部付近において、スチレン系樹脂粒子を０．８μｍ以下の粒子状に分散させることができないため好ましくない。更に、（Ｔ＋２５）℃を超える温度では粒子同士が合着した凝集粒子が発生するため好ましくない。
【００４８】
なお、ポリエチレン系樹脂粒子の融点は９５℃以上であるから、重合は９５℃以上で行われることとなる。そのため、重合は、加圧可能な密閉容器中で行うことが好ましい。
【００４９】
次に、上記工程に続いて、第１の重合の反応液に、スチレン系モノマーと、重合開始剤とを加え、かつ前記ポリエチレン系樹脂粒子の融点をＴ℃としたとき、（Ｔ）〜（Ｔ＋２５）℃の温度とすることで、前記ポリエチレン系樹脂粒子への前記スチレン系モノマーの含浸と第２の重合を行う。なお、予めスチレン系モノマーと重合開始剤とを混合して用いてもよい。
【００５０】
但し、ポリエチレン系樹脂粒子１００重量部に対し、第１の重合と第２の重合で使用するスチレン系モノマーの合計は３００〜１０００重量部である。
【００５１】
２回目のスチレン系モノマーと重合開始剤の添加方法は、連続的でも断続的でもよいが、重合体粉末の生成をより効果的に防ぐためには、ポリエチレン系樹脂粒子内部への含浸と重合を、ほぼ同時に行うことが好ましい。高い温度での重合であるため、あまり添加速度が速いと含浸される前に重合が進んでしまうため好ましくない。例えば、添加速度は、３０〜１００重量部／時間が好ましい。
【００５２】
２回目の重合開始剤の使用量は、１回目の重合開始剤と同様、スチレン系モノマー１００重量部に対して、０．１〜０．９重量部が好ましく、０．２〜０．５重量部がより好ましい。
【００５３】
上記工程により改質樹脂粒子を得ることができる。また、発泡性樹脂粒子は、上記重合中もしくは重合終了後の改質樹脂粒子に揮発性発泡剤を含浸することで得ることができる。この含浸は、それ自体公知の方法により行うことができる。例えば、重合中での含浸は、重合反応を密閉式の容器中で行い、容器中に揮発性発泡剤を圧入することにより行うことができる。重合終了後の含浸は、密閉式の容器中で、揮発性発泡剤を圧入することにより行われる。
【００５４】
更に、発泡性樹脂粒子は、公知の方法で所定の嵩密度（例えば、１０〜２００ｋｇ／ｍ3）に予備発泡させることで予備発泡粒子とすることができる。嵩密度の測定法は、実施例に記載する。
【００５５】
更に、予備発泡粒子を発泡成形機の金型内に充填し、再度加熱して予備発泡粒子を発泡させながら、発泡粒同士を熱融着させることで、発泡成形体を得ることができる。
【００５６】
加熱用の媒体は水蒸気が好適に使用される。発泡成形体の密度は１０〜２００ｋｇ／ｍ3が好ましい。１０ｋｇ／ｍ3より低密度にすると十分な強度が得られにくく、２００ｋｇ／ｍ3より高密度では軽量化ができないことや、ポリエチレン系樹脂発泡成形体の特徴のひとつである弾性等が十分に発揮できない場合があるため好ましくない。
【００５７】
得られた発泡成形体は、耐薬品性に優れ、強靭であり、衝撃強度に優れたものである。また、スチレン系樹脂成分で改質されているため剛性も高い。
【００５８】
本発明の発泡成形体は、種々の用途に使用できるが、特に自動車内装材、バンパー内部に装着されるエネルギー吸収材、重量物の梱包材等に好適に使用できる。
【実施例】
【００５９】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下の実施例における嵩密度、融着率、圧縮強度、耐衝撃性、耐薬品性の測定法を下記する。
【００６０】
（嵩密度）
予備発泡粒子の嵩密度は、ＪＩＳ  Ｋ６９１１：１９９５「熱硬化性プラスチック一般試験方法」記載の方法で測定した。具体的には、規定の嵩密度測定器により予備発泡粒子をメスシリンダー内に自然落下させ、その重量を測定し、次式により嵩密度を算出する。
嵩密度（ｋｇ／ｍ3）＝予備発泡粒子重量（ｋｇ）／メスシリンダー中の予備発泡粒子容積（ｍ3）
【００６１】
（融着率）
縦４００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚み３０ｍｍの平板形状の発泡成形体の表面に、一対の長辺の中心同士を結ぶ直線に沿ってカッターナイフで深さ約５ｍｍの切り込み線を入れた後、この切り込み線に沿って発泡成形体を手で二分割する。そして、二分割された発泡成形体の破断面の発泡粒子について、１００〜１５０個の任意の範囲について発泡粒子内で破断している発泡粒子の数（ａ）と、発泡粒子同士の界面で破断している発泡粒子数（ｂ）を数え、式（ａ）／〔（ａ）＋（ｂ）〕×１００に代入して得られた値を融着率（％）とする。
【００６２】
（圧縮強度）
圧縮強度は、ＪＩＳ  Ａ９５１１：１９９５「発泡プラスチック保温材」記載の方法で測定した。具体的には、テンシロン万能試験機ＵＣＴ−１０Ｔ（オリエンテック社製）を用いて、試験片に５０ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍの発泡成形体を使用し、圧縮速度を１０ｍｍ／分として、５％圧縮時の圧縮強度を測定する。
【００６３】
（耐衝撃性）
発泡成形体から縦２１５ｍｍ×横４０ｍｍ×厚み２０ｍｍの平面長方形状の試験片を切り出す。そして、ＪＩＳ  Ｋ７２１１に準拠して、１５０ｍｍの間隔を存して配設された一対の支点間に試験片を架設して３２１ｇの鋼球を落とし、落球衝撃値、即ち、５０％破壊高さを下記式に基づいて算出する。但し、剛球の最大高さは１２０ｃｍとする。
【００６４】
５０％破壊高さＨ50＝Ｈｉ＋ｄ〔Σ（ｉ×ｎｉ）／Ｎ±０．５〕
但し、Ｈ50：５０％破壊高さ（ｃｍ）
Ｈｉ：高さ水準（ｉ）が０のときの試験片の高さ（ｃｍ）であり、
試験片が破壊することが予測される高さ
ｄ：試験片の高さを上下させるときの高さ間隔（ｃｍ）
ｉ：Ｈｉのときを０とし、１つずつ増減する高さ水準
（ｉ＝・・・−３、−２、−１、０、１、２、３、・・・）
ｎｉ：各水準において破壊した（又は破壊しなかった）試験片の数
Ｎ：破壊した（又は破壊しなかった）試験片の総数（Ｎ＝Σｎｉ）
何れか多い方のデータを使用する
なお、同数の場合はどちらを採用してもよい
±０．５：破壊したデータを使用する時は負を、
破壊しなかったデータを使用する時は正をとる
【００６５】
（耐薬品性）
発泡成形体から縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚み２０ｍｍの平面長方形状の板状試験片を３枚切り出し、２３℃、湿度５０％の条件で２４時間放置する。なお、試験片の上面全面が発泡成形体の表面から形成されるように試験片を発泡成形体から切り出す。
【００６６】
次に、３枚の試験片の上面毎に別々の薬品（ガソリン、灯油、ジブチルフタレート（ＤＢＰ））１ｇを均一に塗布し、２３℃、湿度５０％の条件で６０分放置する。その後、試験片の上面から薬品を拭き取り、試験片の上面を目視観察して下記基準に基づいて判断する。
○：良好          変化なし
△：やや悪い      表面軟化
×：悪い          表面陥没（収縮）
【００６７】
（発泡成形体密度の測定）
発泡成形体密度は、ＪＩＳ  Ａ  ９５１１：１９９５「発泡プラスチック保温板」記載の方法で測定する。
【００６８】
実施例１
エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡと称す）（日本ユニカー社製  商品名「ＮＵＣ−３２２１」、酢酸ビニル含有量：５重量％、融点：１０７℃、メルトフローレート：０．５ｇ／１０分、密度：０．９３ｇ／ｃｍ3）１００重量部及び合成含水二酸化珪素０．５重量部を押出機に供給して溶融混連して水中カット方式により造粒して楕円球状（卵状）のＥＶＡ樹脂粒子（ポリオレフィン系樹脂粒子）を得た。ＥＶＡ樹脂粒子の平均重量は０．６ｍｇであった。なお、ＥＶＡのメルトフローレート及び密度は、ＪＩＳ  ｋ６９９２−２に準拠して測定した値である。
【００６９】
次に、ピロリン酸マグネシウム０．８重量部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．０２重量部を水１００重量部に分散させて分散用媒体を得た。
【００７０】
分散用媒体に上記合成二酸化珪素含有のＥＶＡ樹脂粒子１００．５重量部を分散させて懸濁液を得た。
【００７１】
更に、重合開始剤としてt−ブチルパーオキシベンゾエート０．１９重量部をスチレンモノマー４０重量部に溶解させて第１のスチレン系モノマーを作製した。
【００７２】
ＥＶＡ樹脂粒子を含む懸濁液の温度を６０℃に調節し、上記スチレン系モノマーを３０分かけて定量で添加したのち、１時間攪拌することでＥＶＡ樹脂粒子中に第１のスチレン系モノマーを含浸させた。
【００７３】
次に反応系の温度をＥＶＡの融点よりも２３℃高い１３０℃に昇温して３時間保持し、スチレンモノマーをＥＶＡ樹脂粒子中で重合（第１の重合）させた。
【００７４】
次いで、第１の重合の反応液に、更に重合開始剤としてt−ブチルパーオキシベンゾエート０．１９重量部をスチレンモノマー２６０重量部に溶解させた第２のスチレン系モノマーを１時間あたり５０重量部の割合で連続的に滴下することで、第２のスチレン系モノマーをＥＶＡ樹脂粒子に含浸させながら重合（第２の重合）させた。
【００７５】
得られた改質樹脂粒子中のポリスチレン成分の分散状態をＴＥＭ（１２８００倍）にて観察したところ、表層部（表面から５μｍまでの領域）に０．０５〜０．１５μｍの粒径でポリスチレン粒子が分散されていた。中心部（中心から半径約５μｍまでの領域）では、０．１〜１．８μｍの粒径でポリスチレン粒子が分散されていた。なお、表層部の断面写真を図１に、中心部の断面写真を図２に示す。
【００７６】
続いて、内容積が１ｍ3の耐圧Ｖ型回転混合機に、改質樹脂粒子１００重量部、水１．０重量部、ステアリン酸モノグリセリド０．１５重量部及びジイソブチルアジペート０．５重量部を供給して回転させながら常温でブタン（ｎ−ブタン：ｉ−ブタン＝７：３）１４重量部を圧入した。そして、回転混合機内を７０℃に昇温して４時間保持した後に２５℃まで冷却して発泡性樹脂粒子を得た。
【００７７】
得られた発泡性樹脂粒子を直ちに予備発泡機（積水工機製作所社製  商品名「ＳＫＫ−７０」）に供給し、０．０２ＭＰａの圧力の水蒸気を用いて予備発泡させて嵩密度３０ｋｇ／ｍ3の予備発泡粒子を得た。
【００７８】
次に、予備発泡粒子を室温で７日間放置した後、成形機（積水工機製作所社製  商品名「ＡＣＥ−３ＳＰ」）の金型内に充填した。そして、金型内に水蒸気を供給して予備発泡粒子を発泡成形させて、縦４００ｍｍ×横３００ｍｍ×高さ５０ｍｍの直方体形状の密度３０ｋｇ／ｍ3の発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体の融着率、圧縮強度、耐衝撃性及び耐薬品性を測定した。結果を表１に示す。
【００７９】
実施例２
ピロリン酸マグネシウム０．８重量部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．０２重量部を水１００重量部に分散させて分散用媒体を得た。
【００８０】
分散用媒体に実施例１と同様にして得られた合成二酸化珪素含有のＥＶＡ樹脂粒子１００．５重量部を分散させて懸濁液を得た。
【００８１】
更に、重合開始剤としてt−ブチルパーオキシベンゾエート０．１９重量部をスチレンモノマー１８５重量部に溶解させて第１のスチレン系モノマーを作製した。
【００８２】
ＥＶＡ樹脂粒子を含む懸濁液の温度を６０℃に調節し、上記第１のスチレン系モノマーを３０分かけて定量で添加したのち、１時間攪拌することでＥＶＡ樹脂粒子中に第１のスチレン系モノマーを含浸させた。
【００８３】
次に反応系の温度をＥＶＡの融点よりも２３℃高い１３０℃に昇温して３時間保持し、スチレンモノマーをＥＶＡ樹脂粒子中で重合（第１の重合）させた。
【００８４】
次いで、第１の重合の反応液に、更に重合開始剤としてt−ブチルパーオキシベンゾエート０．１９重量部をスチレンモノマー７１５重量部に溶解させた第２のスチレン系モノマーを１時間あたり８０重量部の割合で連続的に滴下することで、第２のスチレン系モノマーをＥＶＡ樹脂粒子に含浸させながら重合（第２の重合）させた。
【００８５】
得られた改質樹脂粒子中のポリスチレン成分の分散状態をＴＥＭ（１２８００倍）にて観察したところ、表層部（表面から５μｍまでの領域）に０．０５〜０．６μｍの粒径でポリスチレン粒子が分散されていた。中心部（中心から半径約５μｍまでの領域）では、ポリスチレン成分は粒子状に分散された状態（一部連続していても粒子が確認できる状態）であった。なお、表層部の断面写真を図３に、中心部の断面写真を図４に示す。
【００８６】
続いて、内容積が１ｍ3の耐圧Ｖ型回転混合機に、改質樹脂粒子１００重量部、水１．０重量部、ステアリン酸モノグリセリド０．１５重量部及びジイソブチルアジペート０．５重量部を供給して回転させながら常温でブタン（ｎ−ブタン：ｉ−ブタン＝７：３）１５重量部を圧入した。そして、回転混合機内を７０℃に昇温して４時間保持した後に２５℃まで冷却して発泡性樹脂粒子を得た。
【００８７】
得られた発泡性樹脂粒子を直ちに予備発泡機（積水工機製作所社製  商品名「ＳＫＫ−７０」）に供給し、０．０２ＭＰａの圧力の水蒸気を用いて予備発泡させて嵩密度１５ｋｇ／ｍ3の予備発泡粒子を得た。
【００８８】
次に、予備発泡粒子を室温で７日間放置した後、成形機（積水工機製作所社製  商品名「ＡＣＥ−３ＳＰ」）の金型内に充填した。そして、金型内に水蒸気を供給して予備発泡粒子を発泡成形させて、縦４００ｍｍ×横３００ｍｍ×高さ５０ｍｍの直方体形状の密度１５ｋｇ／ｍ3の発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体の融着率、圧縮強度、耐衝撃性及び耐薬品性を測定した。結果を表１に示す。
【００８９】
比較例１
重合温度を融点よりも低い８５℃としたこと以外は実施例1と同様に改質樹脂粒子を得た。
【００９０】
得られた改質樹脂粒子中のポリスチレン成分の分散状態をＴＥＭ（１２８００倍）にて観察したところ、表層部では約１μｍを越えるポリスチレン粒子が分散されていた。中心部では、ポリスチレン成分は粒子状で存在せず、連続した状態であった。なお、表層部の断面写真を図５に、中心部の断面写真を図６に示す。
【００９１】
得られた改質樹脂粒子を実施例１と同様にして、予備発泡及び発泡成形させることで密度３０ｋｇ／ｍ3の発泡成形体を製造した。得られた予備発泡粒子の嵩密度、発泡成形体の融着率、圧縮強度、耐衝撃性及び耐薬品性を測定した。結果を表１に示す。
【００９２】
比較例２
ＥＶＡ樹脂粒子を造粒する際に、合成二酸化珪素を加えないこと以外は実施例２と同様にして改質樹脂粒子を得た。
【００９３】
得られた改質樹脂粒子中のポリスチレン成分の分散状態をＴＥＭ（１２８００倍）にて観察したところ、表層部では粒子が確認できるが一部合着しており、約１μｍを越えた粒子の分散が認められた。中心部でも同様の結果となった。なお、表層部の断面写真を図７に、中心部の断面写真を図８に示す。
【００９４】
得られた改質樹脂粒子を実施例１と同様にして、予備発泡及び発泡成形させることで密度１５ｋｇ／ｍ3の発泡成形体を製造した。得られた予備発泡粒子の嵩密度、発泡成形体の融着率、圧縮強度、耐衝撃性及び耐薬品性を測定した。結果を表１に示す。
【００９５】
【表１】
2006070202.tif 000003
【００９６】
表１から、以下のことがわかる。
実施例１と比較例１から、重合温度をポリオレフィン系樹脂粒子の融点以上とすることで、融着率、耐衝撃性及び耐薬品性に優れた発泡成形体を得ることができる。これは、実施例１の改質樹脂粒子の表層部において、粒子状で分散するポリスチレン成分の粒径が、比較例１の改質樹脂粒子より小さいため、上記性質に影響を与えるポリスチレン成分の粒子表面での露出が抑制されることによると考えられる。
【００９７】
実施例２と比較例２から、無機核剤を含むことで、融着率、耐衝撃性及び耐薬品性に優れた発泡成形体を得ることができる。これは、実施例２の改質樹脂粒子の表層部において、無機核剤によりポリスチレン成分を粒子状で分散させることができるのに対して、比較例２の改質樹脂粒子では、無機核剤が存在しないため互いに合着した状態となる。そのため、実施例２の方が、上記性質に影響を与えるポリスチレン成分の粒子表面での露出が抑制されることによると考えられる。
【００９８】
実施例１と２から、スチレン系モノマーを増やしても、改質樹脂粒子表面部付近においてポリスチレン成分を特定の大きさの粒子状で分散させることができ、かつ融着率、耐衝撃性及び耐薬品性に優れた発泡成形体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】実施例１の改質樹脂粒子の表層部断面のＴＥＭ写真である。
【図２】実施例１の改質樹脂粒子の中心部断面のＴＥＭ写真である。
【図３】実施例２の改質樹脂粒子の表層部断面のＴＥＭ写真である。
【図４】実施例２の改質樹脂粒子の中心部断面のＴＥＭ写真である。
【図５】比較例１の改質樹脂粒子の表層部断面のＴＥＭ写真である。
【図６】比較例１の改質樹脂粒子の中心部断面のＴＥＭ写真である。
【図７】比較例２の改質樹脂粒子の表層部断面のＴＥＭ写真である。
【図８】比較例２の改質樹脂粒子の中心部断面のＴＥＭ写真である。
【図１】
2006070202.tif 000004
【図２】
2006070202.tif 000005
【図３】
2006070202.tif 000006
【図４】
2006070202.tif 000007
【図５】
2006070202.tif 000008
【図６】
2006070202.tif 000009
【図７】
2006070202.tif 000010
【図８】
2006070202.tif 000011