(57)【要約】【課題】特定の一部の浸透性が高い内容物における容器等に使用した場合であっても、収容される内容物が容器外壁又は成形品内部へ浸透することが少なく、金型汚染が少なく作業性が良好で、かつ短時間で成形可能な特性バランスに優れた発泡性スチレン系樹脂粒子及び発泡成形品を提供する。【解決手段】下記一般式（１）で表されるグルコン酸又はグルコン酸塩を発泡性スチレン系樹脂粒子本体の表面に被覆した発泡性スチレン系樹脂粒子及びこれを発泡成形して得られる発泡成形品。【化１】2005036028.tif 000005（式中、Ｒは、水素原子又は金属を示し、金属が２価以上の場合、一般式（１）のＲ以外が価数に応じた数だけ結合。）【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されるグルコン酸又はグルコン酸塩を発泡性スチレン系樹脂粒子本体の表面に被覆した発泡性スチレン系樹脂粒子。
【化１】
2005036028.tif 000004
（一般式（１）中の点線は、実線にしたほうがよいのではないでしょうか？）
（式中、Ｒは、水素原子又は金属を示し、金属が２価以上の場合、一般式（１）のＲ以外が価数に応じた数だけ結合。）
【請求項２】
前記グルコン酸又はグルコン酸塩を発泡性スチレン系樹脂粒子１００重量部に対して、０．００１〜０．５重量部含むことを特徴とする請求項１に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子を発泡成形して得られる発泡成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発泡性スチレン系樹脂粒子及びそれを用いた発泡成形品に関する。更に詳しくは、浸透性の高い内容物、例えば乳化剤成分と油脂成分が混在する内容物の容器として使用するのに適した発泡性スチレン系樹脂粒子及びそれを用いた発泡成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に発泡性スチレン系樹脂粒子は、スチーム等によって予め予備発泡させて予備発泡粒子とし、この予備発泡粒子を小孔を有する金型に充填後、再度加熱することにより所定形状に成形することができる。こうして得られた成形品は経済性、軽量性、衛生性などに優れた特性を有し、包装材料、断熱材料、容器等として多くの分野で使用されている。
【０００３】
発泡性スチレン系樹脂粒子は、発泡剤（一般に常温で液体又は気体の脂肪族炭化水素、例えばプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等）をスチレン系樹脂粒子と共に水性媒体中に分散させて、粒子に発泡剤を含浸させる方法、又はスチレン系樹脂粒子に対して溶解性を有するトルエン、シクロヘキサン等の溶剤を少量含有する水性懸濁液中で発泡剤を含浸させる方法等により製造される。そして、こうして得られた発泡性スチレン系樹脂粒子は前述の工程を経て成形される。
【０００４】
しかし、得られた成形品は発泡性スチレン系樹脂粒子を石垣状に積み重ね、これを発泡圧と熱によって融着させたものであるため、樹脂粒子同士が一体化されていない場合がある。その結果、容器として使用した場合に収容される内容物の種類によっては、当該内容物が容器外壁又は成形品内部に浸透してくる恐れがある。このような内容物の浸透性を防止するためには、当該内容物が容器内部を浸透する際、道となる成形品内部の空隙を最小限とする方法、及びこの粒子表面の表面エネルギーを小さくすることにより、浸透する内容物に対し成形品表面の接触角を大きくする方法を一般に採ることができる。
【０００５】
前者の方法として一般に行われているのは成形時の加熱条件を強化することであり、より欠陥の少ない成形品とするためには成形温度を低めに設定し、発泡性スチレン系樹脂粒子を長時間加熱する方法が採られている。しかし、この方法は発泡性スチレン系樹脂粒子の成形加熱に長時間を要し、工業的には生産性を著しく低下させるため有用な方法とは言い難い。
【０００６】
一方、後者の方法としては、予備発泡において発泡性スチレン系樹脂粒子の集塊化防止のために一般的に使用されている金属石鹸（高級脂肪酸塩）の量を、より多くすることが行われている。しかしながら、この方法においても金属石鹸に起因した発泡性スチレン系樹脂粒子の融着阻害の性質を発現させないために、成形加熱時間を長くする必要があり、やはり工業的に有用な方法とは言い難い。
【０００７】
そこで、より短い成形加熱時間で、内容物の浸透性の少ない発泡性スチレン系樹脂粒子が種々、提案されている。例えば特公昭５６−３４１７２号公報では、表面を蔗糖エステル又はその誘導体で被覆した発泡性スチレン系樹脂粒子が、特開平２−１１５２４２号公報ではリシノール酸の金属塩等を含む被覆層を有する発泡性スチレン系樹脂粒子がそれぞれ開示されている。
【０００８】
しかしながら、特公昭５６−３４１７２号公報及び特開平２−１１５２４２号公報に開示された発泡性スチレン系樹脂粒子は、一般の水性（乳化系を含む）あるいは油性の内容物については優れた遮蔽性（浸透防止性）を示すことができるものの、成形品に加工した際の当該成形品に収容する内容物の種類によっては浸透防止性能が不十分となる恐れがあった。
【０００９】
上述した発泡性スチレン系樹脂粒子によって成形された容器はその経済性、保温性等により、幅広い用途を持つが、一部の浸透性が高い内容物の容器等として長期間使用した場合に、当該内容物が浸透してくる恐れがあった。これら公報に開示された発泡性スチレン系樹脂粒子は、一部の浸透性が高い油性の高い内容物（例えば、乳化剤成分と油脂成分が混在するカレールウ、機械油等）についても、比較的長時間加熱成形することにより、優れた遮蔽性（浸透防止性）を示すことができる。しかしながら、長時間加熱成形することによる生産性低下については否めない。すなわち、前述したいずれの特許公報に開示された発泡性スチレン系樹脂粒子においても、浸透性が高い内容物に対する遮蔽性（浸透防止性）と、成形加熱時間に代表される生産性とのバランスにおいて必ずしも満足のいくものではなかった。
【００１０】
【特許文献１】
特公昭５６−３４１７２号公報
【特許文献２】
特開平２−１１５２４２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、特定の一部の浸透性が高い内容物における容器等に使用した場合であっても、収容される内容物が容器外壁又は成形品内部へ浸透することが少なく、金型汚染が少なく作業性が良好で、かつ短時間で成形可能な特性バランスに優れた発泡性スチレン系樹脂粒子及び発泡成形品を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記一般式（１）で表されるグルコン酸又はグルコン酸塩を発泡性スチレン系樹脂粒子本体の表面に被覆した発泡性スチレン系樹脂粒子に関する。
【化２】
2005036028.tif 000002
（式中、Ｒは、水素原子又は金属を示し、金属が２価以上の場合、一般式（１）のＲ以外が価数に応じた数だけ結合。）
一般式における金属として、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｚｎ等を挙げることができる。
【００１３】
これらグルコン酸又はグルコン酸塩は、構造式を見ても明らかなように、分子中に水酸基を多く含むことから水との親和性が高い。成形後の樹脂粒子表面及び粒子間にこれらグルコン酸又はグルコン酸塩が存在することにより一種の保水層が形成され、これにより浸透性が高い油性の内容物について「水と油」の原理により浸透を妨げ、優れた遮蔽効果を発現するものと考えられる。
【００１４】
発泡性スチレン系樹脂粒子を構成するにあたり、これらグルコン酸又はグルコン酸塩の被覆量は、発泡性スチレン系樹脂粒子本体１００重量部に対して、０．００１〜０．５重量部の範囲内の値とするのが好ましい。このような範囲の被覆量であれば、作業性が良好であり、成形時間への影響が少ない発泡性スチレン系樹脂粒子及び発泡成形品を提供することが可能となる。また、内容物の遮蔽性及び生産性の効率とのバランスにより優れている観点から、被覆量を、発泡性スチレン系樹脂粒子本体１００重量部に対して、０．００５〜０．３重量部の範囲とするのがより好ましい。
【００１５】
また、本発明は、前記の発泡性スチレン系樹脂粒子を発泡成形して得られる発泡成形品に関する。
【００１６】
本発明の発泡成形品を加熱成形するにあたり、発泡性スチレン系樹脂粒子を、加熱温度が９０〜１５０℃及び加熱時間が１〜６０秒の条件で発泡成形するのが好ましい。このような加熱条件であれば、内容物の遮蔽性と生産性の効率とのバランスに優れた発泡成形品を製造することができる。また、内容物の遮蔽性と生産性の効率とのバランスに優れた発泡成形品を製造することができる観点から、加熱温度を１００〜１４０℃、加熱時間を３〜６秒で発泡成形することがより好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を具体的に説明する。すなわちグルコン酸又はグルコン酸塩を発泡性スチレン系樹脂粒子本体の表面に被覆してなる本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子において、以下のような発泡性スチレン系樹脂粒子を使用して、発泡成形品を加熱成形することができる。
【００１８】
１．発泡性スチレン系樹脂粒子
本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子は、発泡性樹脂粒子本体の表面に対して、グルコン酸又はグルコン酸塩を被覆剤（被覆層と称する場合もある）として被覆することにより得られるものである。
（１）  発泡性スチレン系樹脂粒子本体
発泡性スチレン系樹脂粒子本体は、上述のようにスチレン系樹脂粒子に、発泡剤を含浸させることにより調製することができる。
１）スチレン系樹脂粒子
スチレン系樹脂粒子としては、特に制限はないが、例えばスチレンホモポリマ、又はスチレンモノマと共重合可能な成分、例えばアクリロニトリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル等のメタクリル酸エステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリル酸エステル類、α−メチルスチレン、クロルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体のモノマ等との一種又は二種以上の共重合体を挙げることができる。
また、当該スチレン系樹脂粒子の粒子径についても特に制限されるものではないが、例えば、平均粒子径が０．８〜０．２５ｍｍの範囲内の値であるスチレン系樹脂粒子であれば、適度に発泡して緻密な成形品とすることができる。
２）発泡剤の種類
発泡剤の種類としては、特に制限はないが、例えばプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族系炭化水素等の、一般的に発泡性スチレン系樹脂粒子の製造に用いられている、常温（２５℃）で液体又は気体状の化合物を挙げることができる。
３）発泡剤の含浸方法及び含浸量
発泡剤の含浸方法としては、特に制限はなく、従来一般的に使用されてきた方法を採用することができる。また、スチレン系樹脂への発泡剤の含浸量を１〜１０重量％の範囲内の値とすることが好ましい。このような範囲で発泡剤を含浸すれば、発泡性スチレン系樹脂粒子（スチレン系樹脂粒子）を適度に発泡させて緻密な成形品とすることができる。
【００１９】
（２）  その他の被覆剤
発泡性スチレン系樹脂粒子本体の被覆においては、グルコン酸又はグルコン酸塩の他に従来公知の被覆剤を併用することができる。例えば、一次発泡における集塊化防止のために使用されるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの金属石鹸、エチレンビスアミド、ステアリン酸アミドのような高級脂肪酸アミドを挙げることができる。これらの集塊化防止剤は発泡性スチレン系樹脂粒子本体１００重量部に対して、０．０５〜０．８重量部の範囲内で使用することが好ましい。中でも集塊化防止効果に特に優れており、また経済的観点から安価なステアリン酸亜鉛が好ましい。
また、成形工程において、この発泡性樹脂粒子本体の融着促進効果のある添加剤も使用可能である。例えばステアリン酸グリセライド、オレイン酸グリセライド等の高級脂肪酸のトリエステル、ジエステル、モノエステル類、蔗糖エステル類等の一種又は二種以上が使用できる。
更に、発泡性スチレン系樹脂粒子本体の静電防止剤として使用されるグリセリン、ソルビトール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の多価アルコール類、ソルビタンエステル、高級脂肪酸のエチレングリコール付加物等のノニオン系界面活性剤の一種または二種以上の併用も可能である。これら静電防止剤は発泡性スチレン系樹脂粒子本体１００重量部に対し、０．００５〜０．２重量部の範囲内で使用することが好ましい。
【００２０】
（３）  被覆層の形成
本発明における発泡性スチレン系樹脂粒子本体の表面へのグルコン酸又はグルコン酸塩の被覆層の形成方法は、特に制限はなく従来既知の手段で行うことができる。例えば、リボンブレンダー、Ｖ型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等の混合機を用い、室温、１００〜１０，０００ｒｐｍの回転数、及び１０秒〜１時間の撹拌時間の条件で、発泡性スチレン系樹脂粒子本体、グルコン酸又はグルコン酸塩及び前述の被覆剤各成分等をそれぞれ混合することによって被覆形成することができる。ただし、発泡性スチレン系樹脂粒子本体、グルコン酸又はグルコン酸塩、及び前述の被覆剤各成分等をそれぞれ個別に層状に被覆形成することもできる。
【００２１】
（４）  発泡成形品
本発明の発泡成形品は、前述の発泡性スチレン系樹脂粒子を成形することによって得ることができる。すなわち、上述した発泡性スチレン系樹脂粒子を使用することにより、短い成形加熱時間で発泡粒子同士が強固に融着し、かつその粒子界面が優れた撥油性を有する発泡成形品を得ることができる。
ここで具体的な成形加熱条件は特に制限されるものではないが、前述したとおり、金型等を用いて、加熱温度が９０〜１５０℃、加熱時間が１〜６０秒の条件で発泡成形するのが好ましい。従って、このように本発明の発泡成形品を製造すれば、例えば発泡成形品（容器）内に、ラード、即席ラーメン類、カレールウ、マヨネーズ、マーガリン等の浸透性の高い油性及び脂肪性の食品あるいは機械油等を直接包装あるいは収容しても、当該発泡成形品を構成する発泡性スチレン系樹脂粒子間から容器外へ油脂等が浸透するのを有効に防止することができ、発泡成形品の製品寿命を長くすることも可能となる。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に制限されるものではない。
【００２３】
［実施例１］
（１）試料の作製
発泡剤として５．５重量％のペンタン（ｉｓｏ−ペンタン／ｎ−ペンタンの重量＝３０／７０）を含む平均径（直径）０．３５〜０．６０ｍｍの発泡性ポリスチレン粒子（日立化成工業株式会社製ハイビーズ５ＳＧ）２０００ｇをヘンシェルミキサーに入れた。次いで、５００〜１０００ｒｐｍの回転数で撹拌しながらステアリン酸亜鉛  ７．０ｇ、ポリエチレングリコール（三洋化成工業株式会社製  ＰＥＧ−４００）１．０ｇ、及びグルコン酸ナトリウム（藤沢薬品工業株式会社製  ヘルシャスＡ）１．０ｇを順次加え、約９０秒間撹拌を続けた後、撹拌を止めて原料とした。次いで、バッチ式一次発泡装置を用い、当該固形分を熱風とスチームの混合気を熱媒として嵩密度１０ｍｌ／ｇになるよう発泡させ、一次発泡樹脂粒子を得た。
その後、この一次発泡樹脂粒子を常温（２５℃）、常圧下で１６時間熟成した後、内容積５００ｃｃ、肉厚２．０ｍｍの成形品を得るための金型に充填し、加熱温度１４０℃、加熱時間４秒の条件で発泡成形品（カップ）を加熱成形した。なお、このとき加熱時間以外に、原料充填時間、金型を室温から加熱温度（１４０℃）に到達するまでの予備加熱時間、及び発泡成形品を取り出すために金型を所定温度以下まで冷却する必要があるが、そのための時間を別途、約８秒要した。
【００２４】
（２）性能評価方法
１）融着度の測定
発泡成形品（カップ）を手で割り、破断面を露出させ、当該破断面を光学顕微鏡で観察し、単位面積当たりの凝集破壊している部分の面積割合を融着度（％）として測定した。なお、発泡性スチレン系樹脂粒子同士の融着が不十分な場合には、粒子界面で破壊される。
２）界面活性剤入り水溶液の遮蔽性テスト
加速試験として、界面活性剤入りの水溶液を用いて遮蔽性テストを行った。すなわち、界面活性剤水溶液（花王株式会社製スコアロール７００、濃度０．１重量％）を約３００ｇ入れ、常温で放置し、カップの外壁に界面活性剤水溶液が浸透してくるまでの時間を測定した。
３）油脂成分の遮蔽性テスト
油脂成分に対する遮蔽性の確認として、得られた発泡成形品（カップ）にカレールウ２００ｇを入れた後、当該カップをサラン樹脂製ラッピングフィルムで包装した。そして、包装したカップを、６０℃雰囲気下のオーブン中に放置し、カップの外壁にカレールウが浸透してくるまでの時間を測定した。
それらの結果をまとめて表１に示した。
【００２５】
（３）評価結果
表１の結果から明らかなように、加熱時間が４秒と極端に短いにもかかわらず、融着度は７０％という良好な値を示した。また、界面活性剤の浸透時間は５０分、油脂成分としてのカレールウの浸透時間は２４時間であった。
したがって、本発明の発泡性スチレン樹脂粒子は、発泡成形品（カップ）に成形した場合に、浸透性の高い内容物であっても、当該内容物が発泡成形品の外壁まで浸透する時間（浸透時間）を著しく長くして、水性成分の内容物に対する浸透時間と同等かそれ以上の浸透時間を得ることができ、また、本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子は短時間で発泡成形品を加熱成形することが可能であることが確認された。
【００２６】
［実施例２及び３］
実施例１において、加熱時間を５秒（実施例２）及び６秒（実施例３）にした以外は、実施例１と同様の条件で発泡成形品（カップ）を得た。そして実施例１と同様に性能評価を行った。
それぞれの測定結果を表１に示す。この結果から明らかなように、加熱時間が５秒及び６秒と長くなったため、融着度は９０％以上と良好であった。また、界面活性剤の浸透時間は６０分以上（５及び６秒加熱）、油脂成分としてのカレールウの浸透時間は３６時間（５秒加熱）あるいは６０時間（６秒加熱）と優れた内容物に対する遮蔽性を示した。
したがって、本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子は、実施例１で示したように、加熱時間が４秒でも発泡成形品（カップ）として、実用に十分な内容物の遮蔽性と発泡成形品の加熱成形性とを得ることができるが、より長い加熱時間（５又は６秒加熱）を採ることにより、更に優れた内容物の遮蔽性と、発泡成形品の加熱成形性とが得られることが確認された。
【００２７】
［比較例１〜３］
実施例１〜３において、それぞれグルコン酸ナトリウムを除いて発泡性スチレン系樹脂粒子としたこと以外は、実施例１〜３と同様の条件で発泡成形品（カップ）を得た。そして、実施例１〜３と同様に性能評価を行った結果を表１に示した。
この結果から明らかなように、グルコン酸ナトリウムを使わないと、加熱時間が４秒の場合の融着度は７０％であり、加熱時間が５秒及び６秒の場合の融着度は９０％以上であった。すなわち融着度に関しては、グルコン酸ナトリウムを使用しない場合であっても、使用した場合と大差ない結果が得られる傾向を示した。
それに対して、界面活性剤の浸透時間は、加熱時間が４秒の場合には１５分であり、加熱時間が５秒の場合には２５分であり、加熱時間が６秒の場合では３５分であった。また、油性成分としてのカレールウの浸透時間は、加熱時間が４秒及び５秒の場合には３時間未満であり、加熱時間が６秒の場合でも４時間であった。したがって、内容物の遮蔽性に関しては、グルコン酸系化合物の存在が大きく寄与しており、これらを使用しないと、内容物の遮蔽性は著しく低下する傾向が見られた。
【００２８】
【表１】
2005036028.tif 000003
【００２９】
【発明の効果】
本発明により、発泡成形品（カップ）を成形した場合に、浸透性の高い内容物であっても、当該内容物が発泡成形品の外壁まで浸透する時間（浸透時間）を著しく長くすることができるようになった。そして、特にカレールウのような浸透性の高い内容物に対しても優れた遮蔽性を示し、当該内容物を著しく長い間保持することができるようになった。
また、このように発泡性スチレン系樹脂粒子を構成することにより、上記の優れた遮蔽性を有しながら、当該発泡性スチレン系樹脂粒子の生産性を損なうことがない。
よって本発明により、浸透性の高い内容物の遮蔽性と加熱成形性とのバランスに優れた発泡性スチレン系樹脂粒子及び発泡成形品を提供することができるようになった。