(57)【要約】【課題】  本発明は、金型内に充填し発泡させて発泡成形品を成形するにあたって金型に汚れが付着するのを大きく抑えることができる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を提供する。【解決手段】  本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面に、パーム油を原料として直接法にて得られた脂肪酸の金属塩を付着させてなることを特徴とするので、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させてポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を製造する際、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子同士が合着したりすることがない。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面に、パーム油を原料として直接法にて得られた脂肪酸の金属塩を付着させてな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】
脂肪酸の金属塩が、脂肪酸の亜鉛塩を含有することを特徴とする請求項１に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項３】
脂肪酸の亜鉛塩がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする請求項２に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型内に充填し発泡させて発泡成形品を成形するにあたって金型に汚れが付着するのを大きく抑えることができる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からポリスチレン系樹脂製発泡成形品が汎用されており、このポリスチレン系樹脂製発泡成形品は、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を金型内に充填し二次発泡させ、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子同士を発泡圧により融着一体化させることによって製造されている。
【０００３】
ここで、上記ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させてなるところ、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させるにあたって発泡性ポリスチレン系樹脂粒子同士が合着（ブロッキング）するのを防止するために、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面にステアリン酸亜鉛を付着させている。
【０００４】
そして、ステアリン酸亜鉛はその融点が１１６〜１２４℃である一方、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の予備発泡時における加熱温度はステアリン酸亜鉛の融点に達することはないことから、ステアリン酸亜鉛は固体状態を維持し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子同士の合着を効果的に防止するものの、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子の二次発泡時における加熱温度は、ステアリン酸亜鉛の融点を越えることがあり、特に、薄肉カップ形状容器などの成形時には、ステアリン酸亜鉛が溶解して金型表面に付着、堆積し、金型表面にステアリン酸亜鉛が汚れとして付着するといった事態が発生し、この金型の汚れの付着が原因となって、伝熱不良によりポリスチレン系樹脂予備発泡粒子の加熱が不充分となりポリスチレン系樹脂予備発泡粒子同士の融着が不充分となったり、或いは、発泡成形品の金型からの離型性が低下してしまうといった問題点があった。
【０００５】
一方、特許文献１では、ステアリン酸亜鉛は、直接法によるものと、複分解法によるものとがあり、複分解法によるステアリン酸亜鉛には未反応の脂肪酸ナトリウムが存在し、この脂肪酸ナトリウムの存在によって上述した伝熱不良や金型からの発泡成形品の離型性の低下が発生するという理由で、直接法によるステアリン酸亜鉛が好ましいとしている。
【０００６】
ところが、直接法によるステアリン酸亜鉛の原料としては数種類があり、又、ステアリン酸亜鉛には、通常、他の脂肪酸の金属塩が不純物として混入していることから、直接法によるステアリン酸亜鉛の製造に用いられる原料の種類によっては依然として上述の問題点が生じていた。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２０１３６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、直接法による脂肪酸の金属塩の製造に用いられる原料を種々検討した結果、パーム油を原料として用いて直接法によって製造された脂肪酸の金属塩は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の予備発泡時における互いの合着を効果的に防止し得ると共に、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子の二次発泡時における金型表面への付着、堆積を略防止し得ることを見出したことによるものであって、具体的には、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面に、パーム油を原料として直接法にて得られた脂肪酸の金属塩を付着させてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面に、パーム油を原料として直接法にて得られた脂肪酸の金属塩を付着させてなることを特徴とする。
【００１０】
上記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を構成す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、エチルスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ｔ−ブチルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン、クロロスチレン等のスチレン系単量体の単独重合体又はこれらの共重合体等が挙げられる。
【００１１】
又、上記ポリスチレン系樹脂としては、上記スチレン系単量体を主成分とする、上記スチレン系単量体とこのスチレン系単量体と共重合可能なビニル単量体との共重合体であってもよく、このようなビニル単量体としては、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単量体などが挙げられる。なお、上記ポリスチレン系樹脂の重量平均分子量は、１５万〜４０万が好ましく、２５万〜３５万がより好ましい。
【００１２】
ここで、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法としては、汎用の製造方法が用いられ、ポリスチレン系樹脂の懸濁重合時に水性懸濁液中に物理発泡剤を含有させ、ポリスチレン系樹脂粒子中に物理発泡剤を含浸させて発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を製造する方法、ポリスチレン系樹脂粒子を汎用の方法で製造し、このポリスチレン系樹脂粒子に物理発泡剤を含浸させて発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を製造する方法などが挙げられる。
【００１３】
上記物理発泡剤としては、特に限定されず、例えば、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、シクロペンタンなどの易揮発性脂肪族炭化水素、トリクロロモノフロオロメタン（フロン１１）、ジクロロジフルオロメタン（フロン１２）などのフロン、二酸化炭素、窒素、水などが挙げられる。なお、上記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子には、紫外線吸収剤、増量剤、着色剤などの汎用の添加剤が添加されていてもよい。又、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子中における物理発泡剤の含有量としては、ポリスチレン系樹脂粒子１００重量部に対して２．０〜７．０重量部が好ましい。又、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の平均粒子径は、０．２〜０．６ｍｍが好ましい。
【００１４】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、その表面に脂肪酸の金属塩が付着されており、この脂肪酸の金属塩は、パーム油を原料として直接法にて得られたものである。脂肪酸の金属塩は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面に全面的に付着されていることが好ましい。
【００１５】
ここで、直接法を用いた脂肪酸の金属塩の原料としては従来から多様なものが提供されており、パーム油の他に牛脂などが提供されている。そこで、本発明者らは、直接法を用いた場合における脂肪酸の金属塩の原料を種々検討した結果、パーム油を原料とした脂肪酸の金属塩を用いると、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子同士の予備発泡時の合着を防止できると共に、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子の二次発泡時に金型の表面に汚れが付着するのを抑えることができることを見出す一方、牛脂を原料とした脂肪酸の金属塩を用いた場合は、パーム油を原料とした脂肪酸の金属塩を用いた場合と異なって金型に汚れが付着するのを抑えることができないことを見出し、本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に至ったものである。
【００１６】
ところで、パーム油を原料とした脂肪酸の金属塩を用いた場合に上述の如き効果が何故奏されるのかについての具体的な理由は不明であるが、脂肪酸の金属塩は、通常、不純物が完全に除去された状態で用いられるのではなく、種々の不純物が含有された状態で市販され用いられているところ、パーム油以外の牛脂などを原料とした脂肪酸の金属塩と異なり、パーム油を原料とした脂肪酸の金属塩には、ある特定の不純物が含有されていないか或いは含有されているものの極めて微量であるために、パーム油を原料とした脂肪酸の金属塩を用いた場合にのみ上述の如き優れた効果を奏するのではないかと考えられる。
【００１７】
更に、本発明で用いられる脂肪酸の金属塩は直接法によって製造されたものであることが必要である。これは、脂肪酸の金属塩は、従来から直接法又は複分解法によって製造されているが、複分解法によると中間生成物として脂肪酸のナトリウム塩が発生し、この脂肪酸のナトリウム塩が未反応のまま脂肪酸の金属塩中に不純物として残存し、金型に汚れが付着するからであり、よって、本発明では脂肪酸ナトリウムが中間生成物として生じない直接法によって製造された脂肪酸の金属塩を用いる。
【００１８】
ここで、上記直接法とは、脂肪酸を加熱溶融させ、この溶融状態の脂肪酸に金属酸化物又は金属水酸化物を添加して水分がなくなるまで反応を進行させて得られた脂肪酸の金属塩を冷却固化した上で粉砕することによって脂肪酸の金属塩を製造する方法をいう。
【００１９】
なお、直接法にて脂肪酸の亜鉛塩を製造する際の反応式の一例を式１、２に示す。
【００２０】
【化１】
2005200619.tif 000002
【００２１】
又、上記複分解法とは、脂肪酸に水酸化ナトリウムを反応させて脂肪酸のナトリウム塩を作製し、この脂肪酸のナトリウム塩を５〜１０重量％含有する水溶液中にこの水溶液を７０〜９５℃に保持した状態で金属塩化物水溶液を徐々に添加し、脂肪酸の金属塩を沈殿として析出させて脂肪酸の金属塩を製造する方法をいう。
【００２２】
具体的には、脂肪酸の金属塩としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウムなどが挙げられ、脂肪酸の亜鉛塩を含有していることが好ましく、ステアリン酸亜鉛を含有していることがより好ましい。
【００２３】
そして、脂肪酸の金属塩中におけるステアリン酸亜鉛の含有量は、少ないと、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子の金型内への充填性が低下することがあるので、４０〜８０重量％が好ましく、４５〜７５重量％がより好ましい。
【００２４】
又、脂肪酸の金属塩の平均粒径は、小さいと、発泡成形品の発泡粒子同士の熱融着性が低下することがある一方、大きいと、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面における脂肪酸の金属塩の付着量が不均一となり、その結果、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡機へ供給する際やポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を金型内に供給する際に、粒子を流通させる流通管内に粒子表面に付着させた脂肪酸の金属塩が脱落して流通管の内面が汚染されることがあるので、０．５〜４０μｍが好ましく、３〜２５μｍがより好ましい。
【００２５】
なお、脂肪酸の金属塩の平均粒径は、下記の要領で測定することができる。即ち、脂肪酸の金属塩の平均粒径は電気抵抗法によって測定され、具体的には、アパチャー（細孔）の両側に電極が配設されたアパチャー・チューブを、測定対象となる脂肪酸の金属塩が電解液中に懸濁されてなる懸濁液中に浸漬した状態とする。
【００２６】
上記アパチャー・チューブの電極間に上記懸濁液を介して電流を流し、電極間の電気抵抗を測定する。懸濁液中の脂肪酸の金属塩が吸引されてアパチャーを通過する時に脂肪酸の金属塩の体積に相当する電解液が置換されて、電極間の電気抵抗に変化が生じる。この電気抵抗の変化量は粒子の大きさに比例することから、上記電気抵抗の変化量を電圧パルスに変換して増幅、検出することによって粒子体積を算出することができ、この算出された粒子体積に相当する真球の直径を脂肪酸の金属塩の粒径とする。
【００２７】
そして、脂肪酸の金属塩の平均粒径は、上記の如くして測定された各脂肪酸の金属塩の粒径の平均をとることにより算出することができ、即ち、脂肪酸の金属塩の平均粒径は体積平均粒径を意味する。
【００２８】
なお、上記脂肪酸の金属塩の平均粒径は、例えば、ベックマンコールター株式会社から商品名「コールターマルチサイザーII」で市販されている測定装置を用いて測定することができる。
【００２９】
又、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面に付着させている脂肪酸の金属塩の量は、少ないと、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させる際に樹脂粒子同士の合着（ブロッキング）が生じやすくなる一方、多いと、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を二次発泡させた際の粒子同士の熱融着性が低下することがあるので、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子１００重量部に対して０．１〜０．８重量部が好ましい。
【００３０】
そして、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面に脂肪酸の金属塩を付着させる方法としては、汎用の方法が用いられ、例えば、発泡性スチレン系樹脂粒子と、脂肪酸の金属塩とを、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、レーディゲーミキサーなどの汎用の混合機に供給して混合することによって、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面に脂肪酸の金属塩を付着させる方法が挙げられる。
【００３１】
このようにして得られた、表面に脂肪酸の金属塩を付着させてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、予備発泡機で予備発泡されてポリスチレン系樹脂予備発泡粒子とされ、得られた予備発泡粒子は発泡成形機の金型内に充填された上で加熱蒸気などの加熱媒体により二次発泡させられて発泡圧によって互いに熱融着一体化して所望形状を有する発泡成形品とされる。なお、予備発泡粒子の嵩密度は、０．０１５〜０．５００ｇ／ｃｍ3 が好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の表面に、パーム油を原料として直接法にて得られた脂肪酸の金属塩を付着させてなることを特徴とするので、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させてポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を製造する際、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子同士が合着したりすることがない。
【００３３】
しかも、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を金型内に充填し二次発泡させて発泡成形品を製造するにあたって、このサイクルを長期間に亘って多大な回数、繰返行なった場合にあっても、金型に汚れが付着するのを概ね効果的に抑制することができる。
【００３４】
従って、金型に汚れが付着することに起因した伝熱不良によるポリスチレン系樹脂予備発泡粒子の加熱不足及び加熱ムラによって生じるポリスチレン系樹脂予備発泡粒子の熱融着性の低下や、金型に汚れが付着することに起因した発泡成形品の離型性の低下を効果的に防止することができ、本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を用いることにより品質の優れた発泡成形品を長期間に亘って効率良く製造することができる。
【実施例】
【００３５】
（実施例１）
攪拌装置を備えたステンレス製の１００リットルのオートクレーブ内に、イオン交換水４００００重量部、平均粒径が０．４ｍｍのポリスチレン粒子４００００重量部、リン酸三カルシウム１２０重量部及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム４．０重量部を供給して１時間かけて１１０℃まで昇温した。
【００３６】
しかる後、上記オートクレーブ内にｎ−ペンタン１６００重量部、ｉ−ペンタン４００重量部及びイソブタン８００重量部を圧入して１１０℃で２時間に亘って放置した後に冷却し、水を分離除去した上で乾燥させて、平均粒径０．４ｍｍの発泡性ポリスチレン粒子を得た。
【００３７】
そして、上記発泡性ポリスチレン粒子８０００重量部と、パーム油を原料として直接法にて得られた、ステアリン酸亜鉛を含有する脂肪酸の金属塩（ステアリン酸亜鉛：５５〜６５重量％、平均粒径：１２μｍ、品川化工社製  商品名「ＳＡＫ−ＺＳ−Ｐ」）４０重量部とをスーパーミキサーに供給して５分間に亘って攪拌、混合し、表面全面に脂肪酸の金属塩を付着、被覆してなる発泡性ポリスチレン粒子を得た。
【００３８】
この発泡性ポリスチレン粒子を回転攪拌式予備発泡機にて約９０℃の常圧飽和蒸気によって加熱して予備発泡させて、嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ3 の予備発泡粒子を得た。
【００３９】
次に、上記予備発泡粒子を発泡成形機の雌雄金型間に形成されたキャビティ内に供給、充填し、予備発泡粒子を０．２ＭＰａの水蒸気を用いて６秒間に亘って加熱、発泡させて、内容積量が４５０ｃｍ3 で且つ肉厚が２ｍｍのカップ状の発泡成形容器を得た。なお、カップ状の発泡成形容器は、平面円形状の底面部の外周縁から一定高さの周壁部を上方における斜め外方に向かって突設してなるものであった。なお、発泡成形機の金型表面はカニゼンメッキ処理が施されていた。
【００４０】
（比較例１）
パーム油を原料として直接法にて得られた、ステアリン酸亜鉛を含有する脂肪酸の金属塩の代わりに、牛脂を原料として直接法にて得られた、ステアリン酸亜鉛を含有する脂肪酸の金属塩（日本油脂社製  商品名「ジンクステアレートＧＦ−２００」）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてカップ状の発泡成形容器を得た。
【００４１】
（比較例２）
パーム油を原料として直接法にて得られた、ステアリン酸亜鉛を含有する脂肪酸の金属塩の代わりに、牛脂を原料として複分解法にて得られた、ステアリン酸亜鉛を含有する脂肪酸の金属塩（日本油脂社製  商品名「ジンクステアレート」）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてカップ状の発泡成形容器を得た。
【００４２】
実施例１及び比較例１，２について金型の汚染度及び離型性について下記の要領で測定し、その結果を表１に示した。
【００４３】
（金型の汚染度）
実施例１及び比較例１，２の要領で同一の発泡成形機を用いて１５０００回繰り返して発泡成形容器を製造した後、発泡成形機の金型表面を目視観察し、下記基準により判断した。
○・・・金型表面には汚れの付着は殆ど確認できなかった。
△・・・金型表面に薄い茶褐色の付着物が確認された。
×・・・金型表面に濃い茶褐色の付着物が確認された。
【００４４】
（離型性）
実施例１及び比較例１，２の要領で発泡成形容器を製造するに際し、発泡成形容器を金型から離型させる際に生じた離型不良の回数を測定した。なお、離型不良とは、発泡成形容器が雌雄金型の何れか一方に密着し、離型エアーによっても発泡成形容器が雌雄金型から離脱しなかった場合とした。
【００４５】
【表１】
2005200619.tif 000003