(57)【要約】【課題】優れた天地圧縮強度を有する有底円筒形状の発泡容器のような発泡成形体を製造し得る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、その発泡粒子および発泡成形体を提供することを課題とする。【解決手段】予め予備発泡させたポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を型内発泡させて有底円筒形状の発泡容器を成形するための発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であり、前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が、３５０μｍ以上４５０μｍ未満の平均粒子径および１０〜１５％の粒度分布の変動係数ＣＶ値を有し、かつ前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の全粒子数に対する、３５５μｍ以上４２５μｍ未満の粒子径を有する前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の粒子数の割合をｂ％としたときに、４０≦ｂ≦６０の関係を満たすことを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子により、上記の課題を解決する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め予備発泡させたポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を型内発泡させて有底円筒形状の発泡容器を成形するための発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であり、
前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が、３５０μｍ以上４５０μｍ未満の平均粒子径および１０〜１５％の粒度分布の変動係数ＣＶ値を有し、かつ前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の全粒子数に対する、３５５μｍ以上４２５μｍ未満の粒子径を有する前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の粒子数の割合をｂ％としたときに、４０≦ｂ≦６０の関係を満たす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】
前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が、前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の全粒子数に対する、４２５μｍ以上５００μｍ未満の粒子径および３００μｍ以上３５５μｍ未満の粒子径をそれぞれ有する前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の粒子数の割合をａ％およびｃ％としたときに、４０≦（ａ＋ｃ）≦６０の関係をさらに満たす請求項１に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡して得られた発泡粒子。
【請求項４】
請求項３に記載の発泡粒子を、発泡成形させて得られた有底円筒形状の発泡容器である発泡成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、その発泡粒子および発泡成形体に関する。本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂は、優れた天地圧縮強度を有する、インスタントのカップ麺、飲料用カップなどの包装用および調理用の有底円筒形状の発泡容器のような発泡成形体を製造するために用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来からインスタントのカップ麺の包装用および調理用として、有底円筒形状の発泡容器が用いられている。このような発泡容器は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させて得られたポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を金属金型内に充填して加熱、発泡させることにより製造される。
このような発泡容器としての発泡成形体は軽量性に優れているものの、発泡成形体中の発泡粒子が完全に一体化していないため、容器に収容される内容物の種類によっては、その内容物が発泡容器の外壁や底部に浸透、漏出するおそれや、段積み輸送の際に下層部の発泡容器が上層部からの荷重により破損するという問題があった。
【０００３】
上記の問題を解決するために、例えば、特開２００３−０８２１４９号公報（特許文献１）には、発泡剤の必須成分として発泡性ポリスチレン系樹脂粒子１００重量部に対してペンタン３〜６重量部およびプロパン０．０１〜１重量部を含有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が提案されている。そして、特許文献１には、この発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡成形した発泡成形体を上下に圧縮する際に強度が得られることが記載されている。
【０００４】
また、特開２０１０−１００８６０号公報（特許文献２）には、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の全量に対して０〜５００ｐｐｍの特定の芳香族化合物からなる有機化合物を有し、粒度分布の変動係数ＣＶ値が０〜０．１でかつ平均粒子径が０．３〜０．６ｍｍである発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が提案されている。そして、特許文献２には、この発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡成形した発泡成形体が柔軟性を有しかつ扁平応力を効率的に吸収することで、上端開口部の破損を防止できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０８２１４９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１００８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を用いて製造された発泡成形体であるカップは、固いものの脆く、柔軟性に乏しいことから、これに内容物を収納した上で輸送あるいは保管される際に加わる外力を十分に吸収することができずに破損してしまうことがあり、上記問題点を十分に解決するものではなかった。
【０００７】
また、特許文献２の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を用いて製造された発泡成形体は、開口部の扁平応力に対して強く、輸送あるいは保管される際に加わる外力に十分に耐えうる能力を有しているが、より高品質の成形体を得るために、さらなる物性の向上が望まれていた。
【０００８】
本発明は、優れた天地圧縮強度を有する有底円筒形状の発泡容器のような発泡成形体を製造し得る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、その発泡粒子および発泡成形体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発明者は、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の粒度分布を有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子により、上記の課題が実現可能であることを見出し、本発明に至った。
【００１０】
かくして本発明によれば、予め予備発泡させたポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を型内発泡させて有底円筒形状の発泡容器を成形するための発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であり、
前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が、３５０μｍ以上４５０μｍ未満の平均粒子径および１０〜１５％の粒度分布の変動係数ＣＶ値を有し、かつ前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の全粒子数に対する、３５５μｍ以上４２５μｍ未満の粒子径を有する前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の粒子数の割合をｂ％としたときに、４０≦ｂ≦６０の関係を満たすことを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、上記の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡して得られた発泡粒子が提供される。
さらに、上記の発泡粒子を、発泡成形させて得られた有底円筒形状の発泡容器である発泡成形体が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、優れた天地圧縮強度を有する有底円筒形状の発泡容器のような発泡成形体を製造し得る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、その発泡粒子および発泡成形体を提供することができる。
本発明において、天地圧縮強度とは、発泡容器の開口面と底面との間の上下方向に加えられた外力に対する耐久性を意味する。
【００１３】
本発明の効果は、幅広い（ブロードな）粒度分布を有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡・成形することで、大粒径粒子に起因する発泡成形体中の発泡粒子の比表面積の減少、それによる発泡成形体の天地圧縮強度の向上効果、加えて小粒径粒子による充填性の向上による粒間ピンホールの減少により発揮されるものと考えられる。
【００１４】
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全粒子数に対する、４２５μｍ以上５００μｍ未満の粒子径および３００μｍ以上３５５μｍ未満の粒子径をそれぞれ有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の粒子数の割合をａ％およびｃ％としたときに、４０≦（ａ＋ｃ）≦６０の関係をさらに満たす場合に、上記の効果がさらに発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】天地圧縮強度測定における変位に対する荷重の変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子（以下「発泡性粒子」ともいう）は、予め予備発泡させたポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を型内発泡させて有底円筒形状の発泡容器を成形するための発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であり、
前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が、３５０μｍ以上４５０μｍ未満の平均粒子径および１０〜１５％の粒度分布の変動係数ＣＶ値を有し、かつ前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の全粒子数に対する、３５５μｍ以上４２５μｍ未満の粒子径を有する前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の粒子数の割合をｂ％としたときに、４０≦ｂ≦６０の関係を満たすことを特徴とする。
以下、発泡性粒子およびその製造方法、発泡粒子ならびに発泡成形体の順に説明する。
【００１７】
（発泡性粒子）
発泡性粒子は、ポリスチレン系樹脂と発泡剤とから少なくとも構成される。
【００１８】
（１）ポリスチレン系樹脂
ポリスチレン系樹脂としては、特に限定されず、公知の樹脂をいずれも使用できる。
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、イソプロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレンなどのスチレン系単量体由来の樹脂が挙げられる。ポリスチレン系樹脂は、これら単量体の１種類から由来する樹脂でも、複数種の混合物から由来する樹脂であってもよい。また、ポリスチレン系樹脂は、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多官能性単量体に由来する架橋成分を含んでいてもよい。
【００１９】
ポリスチレン系樹脂には、他の樹脂が含まれていてもよい。他の樹脂は、スチレン系単量体との共重合の形態で含まれていてもよく、非共重合の形態で含まれていてもよい。
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）アクリレートなどの炭素数１〜８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、無水マレイン酸、Ｎ−ビニルカルバゾールなどの非スチレン系単量体に由来する樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルなどが挙げられる。
【００２０】
（２）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、沸点がポリスチレン系樹脂の軟化点以下であり、常圧でガス状また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、石油エーテルなどの炭化水素、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、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など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などのハロゲン含有炭化水素、炭酸ガス、窒素、アンモニアなどの無機ガスなどが挙げられる。これらの発泡剤は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、オゾン層の破壊を防止する観点、およ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、炭化水素が好ましい。炭化水素の中でも、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタンなどがさらに好ましい。
【００２１】
ポリスチレン系樹脂１００重量部に対する発泡剤の含有量の好ましい範囲は、３〜１０重量部である。
発泡剤の含有量が３重量部未満では、十分な発泡性が得られないことがある。一方、発泡剤の含有量が１０重量部を超えると、多量の含有による発泡性の向上効果が得られず、製造コストが上昇するため好ましくない。発泡剤の含有量のより好ましい範囲は、４〜８重量部である。
【００２２】
（３）添加剤
ポリスチレン系樹脂には、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、着色剤などの添加剤が含まれていてもよい。
【００２３】
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）などが挙げられる。
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。
【００２４】
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など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などが挙げられる。
滑剤としては、パラフィンワックス、高級脂肪酸の金属塩（例えば、ステアリン酸亜鉛）などが挙げられる。これらの中でも、流動性を向上させる観点から、高級脂肪酸の金属塩が好ましい。高級脂肪酸の金属塩の使用量の好ましい範囲は、０．０１〜０．８０重量％の範囲、より好ましい範囲は０．０２〜０．７０重量％である。
【００２５】
結合防止剤としては、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、リン酸三カルシウム、ジメチルシリコンなどが挙げられる。
融着促進剤としては、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などが挙げられる。
【００２６】
帯電防止剤としては、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などが挙げられる。
展着剤としては、ポリブテン、ポリエチレングリコール、シリコンオイルなどが挙げられる。
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などが挙げられる。
【００２７】
架橋剤としては、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、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などの有機過酸化物などが挙げられる。
充填材としては、合成または天然に産出される二酸化ケイ素などが挙げられる。
【００２８】
着色剤としては、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、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、炭素繊維などのカーボン、黄鉛、亜鉛黄、バリウム黄などのクロム酸塩、紺青などのフェロシアン化物、カドミウムイエロー、カドミウムレッドなどの硫化物、鉄黒、紅殻などの酸化物、群青のようなケイ酸塩、酸化チタンなどの無機系の顔料、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、アゾレーキ、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などのアゾ顔料、フタロシアニン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系、チオインジゴ系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系などの多環式顔料などの有機系の顔料が挙げられる。
【００２９】
（４）発泡性粒子の形状および粒度分布
発泡性粒子の形状は特に限定されない。例えば、球状、円柱状などが挙げられる。これらの中でも、球状であるのが好ましい。
発泡性粒子は、３５０μｍ以上４５０μｍ未満の平均粒子径および１０〜１５％の粒度分布の変動係数ＣＶ値を有する。
平均粒子径が３５０μｍ未満では、比表面積上昇によるカップ強度の低下、フィード口付近の充填不良が生じることがある。一方、平均粒子径が４５０μｍ以上では、充填不良・外観不良などが生じることがある。平均粒子径のより好ましい範囲は、３８０μｍ以上４２０μｍ未満である。
また、変動係数ＣＶ値が１０％未満では、天地圧縮強度が低下することがある。一方、変動係数ＣＶ値が１５％を超えると、外観不良を生じることがある。変動係数ＣＶ値のより好ましい範囲は、１２〜１４％である。
【００３０】
発泡性粒子は、発泡性粒子の全粒子数に対する、３５５μｍ以上４２５μｍ未満の粒子径を有する発泡性粒子の粒子数の割合をｂ％としたときに、４０≦ｂ≦６０の関係を満たす。
粒子数の割合ｂ％が４０％未満もしくは６０％以上では、天地圧縮強度が低下することがある。粒子数の割合ｂ％のより好ましい範囲は、４５≦ｂ≦５５である。
【００３１】
発泡性粒子は、発泡性粒子の全粒子数に対する、４２５μｍ以上５００μｍ未満の粒子径および３００μｍ以上３５５μｍ未満の粒子径をそれぞれ有する発泡性粒子の粒子数の割合をａ％およびｃ％としたときに、４０≦（ａ＋ｃ）≦６０の関係を満たすのが好ましい。
粒子数の割合（ａ＋ｃ）％が４０％未満では、天地圧縮強度が低下することがある。一方、粒子数の割合（ａ＋ｃ）％が６０％を超えると、天地圧縮強度が低下し、外観不良が生じることがある。粒子数の割合（ａ＋ｃ）％のより好ましい範囲は、４５≦（ａ＋ｃ）≦５０である。
【００３２】
粒子数の割合ａ％の好ましい範囲は、１０≦ａ≦５０であり、さらに好ましい範囲は、
３０≦ａ≦４５である。
粒子数の割合ｃ％の好ましい範囲は、１０≦ｃ≦５０であり、さらに好ましい範囲は、
１５≦ｃ≦３０である。
また、粒子数の割合（ａ＋ｂ＋ｃ）％、すなわち３００μｍ以上５００μｍ未満の粒子径を有する発泡性粒子の粒子数の割合における好ましい範囲は、９０≦（ａ＋ｂ＋ｃ）≦
１００であり、さらに好ましい範囲は、９５≦（ａ＋ｂ＋ｃ）≦１００である。
【００３３】
上記の関係を満たす発泡性粒子は、公知の方法により調製することができる。例えば、公知の方法により製造した発泡性粒子を、公知の方法により分級し、特定の粒度分布を有する粒子を上記の割合になるように混合することにより調製することができる。具体的な調製については、実施例において詳しく説明する。
【００３４】
（発泡性粒子の製造方法）
発泡性粒子は、例えば、
（ｉ）懸濁重合法もしくは核重合法を用いて作製されたポリスチレン系樹脂粒子を回収・乾燥した後、再び水性媒体中に分散させ、発泡剤を含浸させる方法、いわゆる後含浸法によって得られた粒子、あるいは
（ii）懸濁重合法もしくは核重合法を用いて作製されたポリスチレン系樹脂粒子に、連続して発泡剤を含浸させる方法、いわゆる一段法によって得られた粒子など使用できる。重合方法では懸濁重合法が、製造コスト低減の観点から好ましく、以下、懸濁重合法について説明する。
【００３５】
（１）スチレン系単量体
スチレン系単量体としては、上記ポリスチレン系樹脂の欄で挙げたスチレン系単量体が使用される。また、スチレン系単量体に上記ポリスチレン系樹脂の欄で挙げたビニル単量体を加えてもよい。
【００３６】
（２）水性媒体
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。
【００３７】
（３）重合開始剤
重合開始剤としては、いずれも通常のスチレンの懸濁重合において用いられるラジカル発生型重合開始剤を用いることができる。
例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、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−ビス（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などの有機過酸化物や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などのアゾ化合物が挙げられる。これらの重合開始剤は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。分子量を調整し、残存単量体を減少させるために、１０時間の半減期を得るための分解温度が８０〜１２０℃の範囲にある複数種の重合開始剤を併用することが好ましい。
【００３８】
（４）他の成分
スチレン系単量体の液滴の分散性を安定させるために懸濁安定剤を用いてもよい。
懸濁安定剤としては、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などの水溶性高分子や、リン酸三カルシウム、ピロリン酸マグネシウムなどの難溶性無機化合物などが挙げられる。ここで、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が通常、併用される。
【００３９】
アニオン界面活性剤としては、例えば、脂肪酸石鹸、Ｎ−アシルアミノ酸またはその塩、アルキルエーテルカルボン酸塩などのカルボン酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、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−オレフィンスルホン酸塩などのスルホン酸塩、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などの硫酸エステル塩、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などのリン酸エステル塩などが挙げられる。
【００４０】
（５）重合条件
重合は、使用する単量体種、重合開始剤種、重合雰囲気種などにより異なるが、通常、６０〜１５０℃の加熱を、１〜１０時間維持することにより行われる。
得られたポリスチレン系樹脂粒子の粒子径の調整は、懸濁重合後の粒子を所定のメッシュの篩で篩い分けることにより行うことができる。
本発明の発泡性粒子は、特定の粒度分布を有することを特徴とし、篩い分けについては後述する。
【００４１】
（６）含浸工程
発泡剤の含浸は、スチレン系単量体の重合後の粒子に行ってもよく、成長途上粒子に発泡剤を含浸させてもよい。成長途上・重合後での含浸は、水性媒体中で含浸させる方法（湿式含浸法）により行うことができる。また、重合の途中での含浸は、通常重合後期に行うことが好ましい。
ポリスチレン系樹脂粒子１００重量部に対する発泡剤の使用量の好ましい範囲は、５〜１５重量部、より好ましい範囲は５〜１３重量部である。尚、この使用量の好ましい範囲は、発泡性粒子中の含有量の１．２〜１．５倍程度である。
【００４２】
（７）分級工程
本発明の発泡性粒子は、上記のように特定の粒度分布を有する粒子を特定の割合になるように混合することにより調製することができる。具体的な調製については、実施例において詳しく説明する。
【００４３】
（８）その他
発泡性粒子の製造中、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、着色剤などの添加剤を適切な段階で使用してもよい。
【００４４】
（発泡粒子）
本発明の発泡粒子は、本発明の発泡性粒子を発泡して得られる。
発泡粒子は、水蒸気など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などの用途ではそのまま使用でき、さら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。
発泡粒子の嵩密度の好ましい範囲は、０．０２〜０．２０ｇ／ｃｍ3である。発泡粒子の嵩密度が０．０２ｇ／ｃｍ3未満では、次に得られる発泡成形体に収縮が発生して外観性・カップ強度が著しく低下することがある。加えて発泡成形体の断熱性能および機械的強度が低下することがある。一方、嵩密度が０．２０ｇ／ｃｍ3を超えると、発泡成形体の軽量性が低下することがある。
【００４５】
尚、発泡前に、発泡性粒子の表面に、ステアリン酸亜鉛、ヒドロキシステアリン酸トリグリセリド、中鎖飽和脂肪酸トリグリセライド、硬化牛脂アミドなどの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。
【００４６】
（発泡成形体）
本発明の発泡成形体は、本発明の発泡粒子を、発泡成形させて得られた有底円筒形状の発泡容器である。
本発明の発泡粒子の発泡成形体の形状は、特に限定されないが、有底円筒形状の発泡容器として好適である。
有底円筒形状の発泡容器としては、例えば、インスタントのカップ麺、飲料用カップなどの包装用および調理用の有底円筒形状の発泡容器などが挙げられる。
発泡成形体の密度の好ましい範囲は、０．０２〜０．２０ｇ／ｃｍ3ある。発泡成形体の密度が０．０２ｇ／ｃｍ3未満では、発泡成形体に収縮が発生して外観性・カップ強度が低下することがある。加えて発泡成形体の断熱性能および機械的強度が低下することがある。一方、密度が０．２０ｇ／ｃｍ3を超えると、発泡成形体の軽量性が低下することがある。
【００４７】
発泡成形体は、発泡粒子を閉鎖金型内に充填し、熱媒体（例えば、加圧水蒸気など）で金型を加熱、その熱により発泡粒子を発泡させ、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、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などして調製できる。
加熱発泡は、例えば、９０〜１２０℃の熱媒体で、４〜１０秒加熱することにより行うことが好ましい。熱媒体の成形蒸気圧（ゲージ圧）の好ましい範囲は、０．２０〜０．２６ＭＰａである。
【００４８】
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の好ましい範囲は、２０〜６０℃である。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、熟成温度が高いと、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。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、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。
実施例および比較例においては、得られた発泡性粒子および発泡成形体を次のようにして評価した。
【００５０】
（粒度分布）
ＪＩＳ  Ｚ８８０１に規定された、異なる目開きを有する複数種の篩（目開き４０００μｍ、３３５０μｍ、２８００μｍ、２３６０μｍ、２０００μｍ、１７００μｍ、１４００μｍ、１１８０μｍ、１０００μｍ、８５０μｍ、７１０μｍ、６００μｍ、５００μｍ、４２５μｍ、３５５μｍ、３００μｍ、２５０μｍ、２１２μｍおよび１８０μｍ）を、目開きの小さな篩から大きな篩となるように上に積み重ね、これを篩い機（株式会社徳寿工作所製、型式：ジャイロシフターＧＳ−ＡＩＨ）に装着する。
最上部の篩に発泡性粒子２５ｇを投入し、所定の条件で篩を振動させて、発泡性粒子を分級する。
当該技術分野における発泡性粒子は、すべて目開き４０００μｍの篩を通過する。
【００５１】
次に、各篩上に残留した発泡性粒子の平均粒子径を、その篩の目開きの大きさと次に大きな篩の目開きの大きさとの相加平均値として算出する。
例えば、目開き３５５μｍの篩上に残留した発泡性粒子の平均粒子径は、その篩の目開きの大きさ３５５μｍと次に大きな篩の目開きの大きさ４２５μｍとの相加平均値として、（３５５＋４２５）／２＝３９０μｍを得る。
また、目開き３５５０μｍの篩上に残留した発泡性粒子の平均粒子径は、その篩の目開きの大きさ３５５０μｍと次に大きな篩の目開きの大きさ４０００μｍとの相加平均値として、（３３５０＋４０００）／２＝３６７５μｍを得る。
表１に篩目開きと平均粒子径との対比を示す。
【００５２】
次に、篩上に残留した発泡性粒子の重量Ｗを各篩毎に測定し、すべての（分級処理前の）発泡性粒子の重量２５ｇに対する、各篩上に残留した発泡性粒子の重量比率Ｒ１（重量％）を算出する。
次いで、篩上の重量比率Ｒ１を、最も大きな目開きの篩上に残留した発泡性粒子の重量比率Ｒ１で除し、最大平均粒子径に対する重量比Ｘを得る。
次いで、最大粒子径の個数に対する各篩上に残留した発泡性粒子の個数比Ｙを次式により得る。
個数比Ｙ＝重量比Ｘ×（残留した最大平均粒子径／平均粒子径）3
得られた個数比Ｙから次式により各篩上に残留した発泡性粒子の個数比率Ｒ２を得る。
個数比率Ｒ２  ＝  個数比Ｙ  ／  Σ（各篩上の個数比Ｙ）×１００  （％）
【００５３】
（平均粒子径）
次いで、各篩上に残留した発泡性粒子の平均粒子径に、その個数比率Ｒ２を乗じた値を算出し、それらの値の総和を発泡性粒子の平均粒子径（μｍ）とする。
平均粒子径  ＝  Σ（各篩上の個数比率Ｒ２  ×  各篩上粒子の平均粒子径）
【００５４】
（ＣＶ値）
また、発泡性粒子の粒度分布の変動係数ＣＶ値（標準偏差）は、上記の各篩毎の発泡性粒子の平均粒子径ｄ、発泡性粒子の全体の平均粒子径Ｄと、各篩上に残留した発泡性粒子の総樹脂粒子に対する個数比率Ｒ２に基づき、次式により算出する。
ＣＶ値  ＝  √[Σ｛（ｄ−Ｄ）2／１００｝]／Ｄ×１００  （％）
【００５５】
【表１】
2013203976.tif 000002
【００５６】
（天地圧縮強度測定）
測定試料として、平面円形状の底面部（直径：６８ｍｍ、厚さ：２ｍｍ）とこの底面部の外周縁から斜め上方に向かって徐々に拡径する円筒状周壁部（上端開口径：９６ｍｍ、高さ：１０６ｍｍ、厚さ：２ｍｍ）の形状を有する発泡成形カップを用意する。
万能材料試験機（株式会社東洋精機製、型式：ＳＴＲＯＧＲＡＰＨ−Ｒ２）に設置した水平な支持板上に、発泡成形カップをその開口部が下方となるように設置する。さらに、発泡成形カップの外底面上に水平押圧板（直径１５０ｍｍ×厚さ１５ｍｍ）を載置する。
次いで、水平押圧板の水平状態を保持したまま速度１００ｍｍ／分ので垂直下方に向かって２０ｍｍ押圧し、水平押圧板の変位に対するカップに印加した荷重を経時的に測定し、図１に示すような変位に対する荷重の変化に関するグラフを得る。得られたグラフの最大荷重点における荷重を天地圧縮強度（Ｎ）とする。
【００５７】
（実施例１）
内容積１０６Ｌの撹拌機付きオートクレーブに、スチレン単量体４８ｋｇ、重合開始剤としてのベンゾイルパーオキサイド１２２．４ｇ、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート２１ｇ、懸濁安定剤としてのリン酸三カルシウム１４４ｇ、アニオン界面活性剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ２．４ｇならびに水性媒体としてのイオン交換水３７．３ｋｇを供給した後、撹拌羽を撹拌速度２００ｒｐｍで回転させ混合溶液を撹拌させて水性懸濁液を調製した。
次いで、撹拌羽を撹拌速度２００ｒｐｍで回転させ混合溶液を撹拌させながら、オートクレーブ内の温度を、９０℃まで加熱して同温度で６時間保持し、さらに１２５℃まで加熱して同温度で２時間保持した後、２５℃まで冷却し、オートクレーブ内から生成された粒子を回収し、脱水、乾燥を経てポリスチレン系樹脂粒子（約４５ｋｇ）を得た。
【００５８】
次に内容積１０６Ｌの撹拌機付きオートクレーブに、発泡剤含浸用として得られたポリスチレン系樹脂粒子４５ｋｇを、水３９．６ｋｇ、分散剤としての酸化マグネシウム２８３ｇ、界面活性剤としてのポリオキシアルキレンブロックポリマー３９．６ｇ、気泡調整剤としてのジ−ラウリル−３，３’−チオジプロピオネート１１．３ｇ、滑剤としてのエチレンビスステアリン酸アマイド１３．２ｇおよび１２−ヒドロキシステアリン酸アマイド１３．２ｇと共に供給した。
次いで、撹拌羽を撹拌速度１５０ｒｐｍで回転させ混合溶液を撹拌しながら、オートクレーブ内の温度を１１０℃まで加熱した後、発泡剤としてプロパン３０２ｇおよびペンタン（ｎ−ペンタン／ｉ−ペンタン（重量比）＝４／１）２．７ｋｇを窒素加圧により圧入し、撹拌下、同温度で２時間保持した。
次いで、オートクレーブ内の温度を２５℃まで冷却し、オートクレーブ内から粒子を回収し、脱水、乾燥を経て発泡性粒子（約４８ｋｇ）を得た。
【００５９】
次いで、ＪＩＳ  Ｚ８８０１に規定された（以下の篩も同様）目開き５００μｍの篩５００（外径：２００ｍｍ、内容積：約  ０．２Ｌ、以下の篩も同様）を装着した篩い機（株式会社徳寿工作所製、型式：ジャイロシフターＧＳ−ＡＩＨ）を用いて、得られた発泡性粒子を篩い分けた。
続いて、篩い機の篩５００を目開き４２５μｍの篩４２５に交換し、篩５００を通過した発泡性粒子を篩い分けた。篩上の残留した発泡性粒子を粒子ａとして回収した。
さらに、篩い機の篩４２５を目開き３５５μｍの篩３５５に交換し、篩４２５を通過した発泡性粒子を篩い分けた。篩上の残留した発泡性粒子を粒子ｂとして回収した。
また、篩い機の篩３５５を目開き３００μｍの篩３００に交換し、篩３５５を通過した発泡性粒子を篩い分けた。篩上の残留した発泡性粒子を粒子ｃとして回収した。
回収された発泡性粒子を、粒子ａ、粒子ｂおよび粒子ｃがそれぞれ１７．２重量％、５５．１重量％および２７．７重量％の重量割合になるように混合した（２ｋｇ）。
【００６０】
次いで、得られた３種の粒子径の粒子を混合した発泡性粒子２ｋｇならびに表面処理剤としてのプロピレングリコール０．８ｇ、ポリエチレングリコール０．２ｇ、中鎖飽和脂肪酸トリグリセライド０．１ｇ、硬化牛脂アマイド０．１ｇおよびステアリン酸亜鉛１１．０ｇをポリ袋内で５分間混合し、発泡性粒子の表面を表面処理剤により被覆処理した。
【００６１】
次いで、得られた表面処理済みの発泡性粒子を、温度１５℃の保冷庫で２４時間放置した後、予備発泡機（近江製、型式：ＮＳ−９１ＭＣ）に供給して嵩倍率１０倍に予備発泡させてポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を得た。
【００６２】
次いで、得られたポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を、室温で２４時間放置した後、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子約７ｇを、天地圧縮強度測定用の発泡成形カップの金型のキャビティ（内容積：６８ｍＬ）内に充填し、ゲージ圧０．２４ＭＰａの水蒸気を４秒間導入して加熱成形を行なった。
次いで、金型のキャビティ内を冷却した後、金型内から有底円筒状の発泡成形カップを得、その天地圧縮強度を測定した。
得られた結果を、発泡性粒子の粒径分布、平均粒子径およびＣＶ値と共に表２に示す。
【００６３】
（実施例２）
粒径分布ａ、ｂおよびｃをそれぞれ４１．１重量％、４６．８重量％および１２．１重量％としたこと以外は実施例１と同様にして発泡成形体のカップを得、その天地圧縮強度を測定した。
得られた結果を、発泡性粒子の粒径分布、平均粒子径およびＣＶ値と共に表２に示す。
【００６４】
（実施例３）
粒径分布ａ、ｂおよびｃをそれぞれ４８．９重量％、３７．１重量％および１４．０重量％としたこと以外は実施例１と同様にして発泡成形体のカップを得、その天地圧縮強度を測定した。
得られた結果を、発泡性粒子の粒径分布、平均粒子径およびＣＶ値と共に表２に示す。
【００６５】
（実施例４）
粒径分布ａ、ｂおよびｃをそれぞれ３４．５重量％、５５．２重量％および１０．３重量％としたこと以外は実施例１と同様にして発泡成形体のカップを得、その天地圧縮強度を測定した。
得られた結果を、発泡性粒子の粒径分布、平均粒子径およびＣＶ値と共に表２に示す。
【００６６】
（比較例１）
粒径分布ａ、ｂおよびｃをそれぞれ８５．５重量％、１４．５重量％および０重量％としたこと以外は実施例１と同様にして発泡成形体のカップを得、その天地圧縮強度を測定した。
得られた結果を、発泡性粒子の粒径分布、平均粒子径およびＣＶ値と共に表２に示す。
【００６７】
（比較例２）
粒径分布ａ、ｂおよびｃをそれぞれ０重量％、７７．７重量％および２２．３重量％としたこと以外は実施例１と同様にして発泡成形体のカップを得、その天地圧縮強度を測定した。
得られた結果を、発泡性粒子の粒径分布、平均粒子径およびＣＶ値と共に表２に示す。
【００６８】
【表２】
2013203976.tif 000003
【００６９】
表２の結果から、３５０μｍ以上４５０μｍ未満の平均粒子径および１０〜１５％の粒度分布の変動係数ＣＶ値を有し、かつ３５５μｍ以上４２５μｍ未満の粒子径を有する粒子数の割合ｂ％が４０≦ｂ≦６０の関係を満たす発泡性粒子を発泡成形させて得られた有底円筒形状の発泡容器である発泡成形体（実施例１〜４）は、従来の発泡成形体（比較例１〜２）と比較して天地圧縮強度に優れていることがわかる。
また、４２５μｍ以上５００μｍ未満の粒子径および３００μｍ以上３５５μｍ未満の粒子径の粒子数の割合ａ％およびｃ％が４０≦（ａ＋ｃ）≦６０の関係をさらに満たす発泡性粒子を発泡成形させて得られた有底円筒形状の発泡容器である発泡成形体（実施例１〜４）は、従来の発泡成形体（比較例１〜２）と比較して天地圧縮強度にさらに優れていることがわかる。
【図１】
2013203976.tif 000004