(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂流動性（メルトフローインデックス）が５〜１５g／１０分の範囲にある、回収されたスチレン系樹脂発泡成形体の熱収縮塊またはビーズ状のスチレン系樹脂を、押出機の加熱温度を２２０〜２６０℃としてペレットにした後、発泡剤を含浸することを特徴とする再生発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法。
【請求項２】
ペレットの直径を押出機のダイス径に対して、０．４〜０．６とした請求項１記載の再生発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法。
【請求項３】
ペレットの長さを押出機のダイス径に対して、０．７〜１．０とした請求項１または２に記載の再生発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
本発明は、流動性（メルトフローインデックス）が５〜１５ｇ／１０分の範囲にある、回収されたスチレン系樹脂発泡成形体の熱収縮塊またはビーズ状のスチレン系樹脂（以下、「回収されたスチレン系樹脂発泡成形体の熱収縮塊またはビーズ状のスチレン系樹脂」を再生用スチレン系樹脂ということがある。）を、押出機でペレットにした後、発泡剤を含浸して得られる再生発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、スチレン系樹脂の果たす役割は大きく、生活用品から工業材料まで多方面に使用されている。スチレン系樹脂の製造法としては、スチレンモノマーを水性媒体中に懸濁させ、重合開始剤または熱によりラジカル重合して樹脂粒子を得る方法、またはスチレンモノマーを塊状重合あるいは乳化重合してペレット状とする方法等が知られている。
【０００３】
近年、発泡性スチレン系樹脂粒子の製造時の規格外品及び発泡スチレン系樹脂成形体の廃棄物を資源として再利用するリサイクルする技術、または高付加価値品の開発は盛んになっている。スチレン系樹脂発泡成形体は使用後は焼却処分されるか、または熱収縮され、熱収縮塊の形で回収される。製造時の規格外品、熱収縮された熱収縮塊等は、主に射出成形による雑貨品、押出成形による建材等の限られた用途にのみ利用され、その用途の拡大が急がれている。
【０００４】
一方、リサイクルという定義から、発泡性スチレン系樹脂粒子を発泡成形し、最終的にスチレン系樹脂発泡成形体として使用されたスチレン系樹脂を、スチレン系樹脂粒子として利用するのではなく、発泡性スチレン系樹脂粒子として再利用することが好ましいと考えられる。しかし、現在のところスチレン系樹脂発泡成形体から回収された熱収縮塊を発泡性スチレン系樹脂粒子として工業的に再生されている例は少ない。
【０００５】
発泡スチレン系樹脂成形品の熱収縮塊等から発泡性スチレン系樹脂粒子を再生する方法として、上記熱収縮塊を粉砕し押出機でペレット状にして、これに発泡剤を含浸する方法が最も一般的であると考えられる。しかし、押出機においてストランドダイス／ペレタイザーでペレット状とした場合、樹脂はペレタイザーの巻き込み回転により、延伸方向に引っ張り応力が加わり、冷却、固化して得られるスチレン系樹脂には延伸ひずみが生じる。このため、発泡剤を含浸すると樹脂が軟化されると同時に延伸ひずみの緩和が起こり、得られた発泡性スチレン系樹脂は延伸方向に収縮し、発泡性スチレン系樹脂粒子の形状が扁平状となる問題があった。
【０００６】
そこで、ペレットに延伸応力を加えぬように、ダイスから押し出された樹脂をダイス面で回転カッターによりカットするミニペレット法や、押出機内で溶融した樹脂に発泡剤を圧入して実質的に未発泡の状態でペレット状に押し出すクエンチ法（ガス含浸法）などが開発されたが生産性が悪い上にコスト面で不利であり、工業的に実用化することは難しいと考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のミニペレット法またははクエンチ法を用いずに、比較的生産能力の高い押出機（ストランドダイス／ペレタイザー）によりペレット状にした後、発泡剤を含浸させて発泡性スチレン系樹脂粒子とした場合、その形状が扁平状でなく球状の再生発泡性スチレン系樹脂粒子を得る製造法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、樹脂流動性（メルトフローインデックス）が５〜１５ｇ／１０分の範囲にある、回収されたスチレン系樹脂発泡成形体の熱収縮塊またはビーズ状のスチレン系樹脂を、押出機の加熱温度を２２０〜２６０℃としてペレットにした後、発泡剤を含浸する再生発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法に関する。
【０００９】
本発明においては、ペレットの直径が押出機のダイス径に対して、０．４〜０．６であることが好ましい。また、本発明においては、ペレットの長さが押出機のダイス径に対して、０．７〜１．０であることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の再生発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法、この製造法により得られる再生発泡性スチレン系樹脂粒子及び発泡スチレン系成形品の実施の形態について説明する。
【００１１】
本発明における樹脂流動性（メルトフローインデックス）の測定は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０に準じて行なわれる。すなわち、再生用スチレン系樹脂に２００℃で５ｋｇｆ／ｃｍ2の荷重をかけ、１ｍｍの円筒から１０分間に流れ出る樹脂量を測定した。本発明におけるスチレン系樹脂の樹脂流動性は５〜１５ｇ／１０分の範囲とされる。樹脂流動性が５ｇ／１０分未満であると、得られた再生発泡性スチレン系樹脂粒子の形状がタマゴ状となってしまい、また１５g/１０分を超えると、スチレン系樹脂が過度に軟化されるため、カット不良で所定の大きさのペレットを得ることが出来ない。
【００１２】
本発明においては、スチレン系樹脂発泡成形体の熱収縮塊またはビーズ状のスチレン系樹脂をストランドダイス／ペレタイザー方式の押出機でペレットにする際、押出機の加熱温度は２２０〜２６０℃の範囲とされる。上記の加熱温度では延伸方向に引っ張り応力が加わりにくく、得られるスチレン系樹脂には延伸ひずみが残留しにくいため、発泡剤を含浸して得られる再生発泡性スチレン系樹脂粒子は収縮がなく球状となる。加熱温度が２２０℃未満では、樹脂に引っ張り応力が加わり延伸ひずみが残留するため、発泡剤を含浸して得られる再生発泡性スチレン系樹脂粒子は収縮し扁平状となる。また加熱温度が２６０℃を超えると、樹脂が過度に軟化されるためカット不良を引き起こす。
【００１３】
本発明においては、スチレン系樹脂のペレットの直径は押出機のダイス径に対して０．４〜０．６にカットすることが好ましい。ペレットの直径が押出機のダイス径に対して０．４未満では、延伸方向に引張り応力が加わり、発泡剤を含浸すると、再生発泡性スチレン系樹脂粒子の形状が扁平状になる傾向があり、また０．６を超えると、粒子の体積が大きくなりスチレン系樹脂粒子の中心部分に芯とよばれる未含浸部分ができ、予備発泡した際に、一つの発泡粒子内に発泡部分と未発泡部分が混在する傾向がある。
【００１４】
本発明においては、スチレン系樹脂のペレットの長さは、ダイス径に対して０．７〜１．０にカットすることが好ましい。ペレットの長さがダイス径に対して０．７未満では、発泡剤を含浸すると、再生発泡性スチレン系樹脂粒子形状が円盤状になる傾向があり、また１．０を超えると、発泡剤を含浸して得た再生発泡性スチレン系樹脂粒子の形状が長細くタマゴ状となってしまい、予備発泡粒子とし金型内に充填するときに、肉厚の薄い部分がある場合に発泡粒子が均一に充填せず、外観の良好な成形品が得られない傾向がある。
【００１５】
本発明におけるスチレン系樹脂とは、スチレンを主成分として５０重量％以上含む共重合体、またはポリスチレンを５０重量％以上を有する樹脂混合物をいう。スチレンと共重合させうる共重合成分として、アクリロニトル、ブタジエン、アクリル酸エステル、メタクリル酸、無水マレイン酸等が挙げられ、ポリスチレンと混合しうる樹脂としては、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。
【００１６】
本発明におけるスチレン系樹脂には、通常成形材料を製造する際に添加される顔料、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などが含まれていてもよい。また、スチレン系樹脂を主成分とした樹脂材料に他の素材、例えば、ガラス、炭素、炭酸カルシウム、タルクなど無機物、金、銀、銅などの金属類が混合されていてもよい。
【００１７】
本発明におけるペレットへの発泡剤の含浸は、ペレットを有機高分子系分散剤を含む水性媒体中に懸濁させた状態で、加熱保持し発泡剤を圧入する方法により行われる。この工程に使用する装置としては、攪拌羽根付きの耐圧反応容器が好ましい。
【００１８】
本発明における発泡剤を含浸する分散剤は、有機高分子系分散剤や難溶性無機塩などが使用され、両者を併用することも出来る。有機高分子系分散剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルプロリドン等が挙げられ、その使用量は発泡性スチレン系樹脂に対して０．００５〜０．１重量％が好ましく、難溶性無機塩としてはリン酸マグネシウム、ピロリン酸マグネシウム、リン酸三カルシウム等を挙げられ、その使用量は発泡性スチレン系樹脂に対して０．１〜１重量％の範囲内で使用することが好ましい。またこれら分散剤と微量の界面活性剤を併用しても良い。
【００１９】
本発明で用いられる発泡剤としては、例えばプロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、へプタン、石油エーテル等の脂肪族炭化水素及びシクロペンタン、シクロヘキサン等の環状脂肪族炭化水素などを挙げることができる。発泡剤の添加量は、スチレン系樹脂に対して６〜１２重量％が好ましく、８〜１０重量％がより好ましい。発泡剤の添加量が６重量％未満では、得られた再生発泡性スチレン系樹脂を加熱して予備発泡粒子とする際、発泡能力が不十分となり高倍率に発泡できない傾向があり、また１２重量％を越えると懸濁の安定が低下し、合一粒子が生じやすくなり、かつ得られた予備発泡粒子の気泡径が大きくなって、機械的物性の低下を招く傾向がある。
【００２０】
本発明における発泡剤の含浸温度は、９０〜１３０℃が好ましく、１００〜１２０℃がより好ましい。含浸温度が９０℃未満であると、得られる再生発泡性スチレン系樹脂粒子が球状とならない傾向があり、また１３０℃を超えると、懸濁の安定性が低下し、合一粒子が生じやすくなる傾向がある。また発泡剤の含浸時間は、５時間以上が好ましく、６時間以上がより好ましい。含浸時間が５時間未満であると、得られた再生発泡性スチレン系樹脂粒子が球状とならない傾向がある。
【００２１】
本発明においては、上記水性媒体中に通常用いられる可塑剤、気泡調整剤等を添加することができる。可塑剤としてはスチレン単量体、トルエン、エチルベンゼン、パラフィン等、気泡調整剤としてはアミド化合物、非イオン系の界面活性剤等を挙げられる。
【００２２】
本発明において得られた再生発泡性スチレン系樹脂粒子は、脱水、乾燥した後、適宜分級され、また改質剤により表面被覆することができる。これらの諸工程は従来既知の方法が適用できる。
【００２３】
【実施例】
次に実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらにより制限されるものではない。
【００２４】
実施例１
樹脂流動性（メルトフローインデックス）が５．１ｇ／１０分の再生用ポリスチレン樹脂１２００ｇを、押出機（池貝鉄鋼株式会社製、ＰＣＭ−３０）のストランドダイスの径が３ｍｍのものを用いて、加熱温度２４０℃で押し出した後、ペレタイザーにより、ペレットの直径が１．５ｍｍ、長さが２．３ｍｍとなるようカットした。内容積４リットルのオートクレーブに水２１００ｇ及び懸濁剤としてポリビニルアルコール（日本合成化学工業製、ゴーセノール ＫＨ-２０）２５ｇ、リン酸三カルシウム６３ｇ、活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１．３ｇを加えて水性媒体とした。次に上記のペレット９００ｇを攪拌速度３００ｒｐｍで懸濁した。その後９０℃まで一定昇温し混合ブタン（ｉーブタン／ｎーブタン比＝４／６：重量比）を４３ｇづつ、２回に分けて圧入し、１１５℃まで昇温して８時間以上保持し、３０℃以下になるまで冷却して取り出し、再生発泡性スチレン系樹脂粒子を得た。
【００２５】
得られた再生発泡性スチレン系樹脂粒子は球状であった。この再生発泡性スチレン系樹脂粒子を内容積３５リットルのバッチ発泡機に投入し、吹き込み蒸気圧０．３ｋｇｆ／ｃｍ2で、嵩密度０．０２ｇ／ｃｍ3の予備発泡粒子を得た。得られた予備発泡粒子を２４時間放置した後、発泡スチレン系樹脂成形機（ダイセン工業製、ＶＳ−５００）を用いて発泡成形品を得た。得られた発泡成形品は、発泡粒子同士の融着も良く、外観の良好なものであった。試験結果をまとめて表１に示す。尚、表１中、「再生発泡性スチレン系樹脂粒子の形状」を「発泡性スチレン系樹脂粒子の形状」と記載する。
【００２６】
実施例２
樹脂流動性（メルトフローインデックス）が７．７ｇ／１０分の再生用ポリスチレン樹脂１２００ｇを、加熱温度２４０℃で押し出し、ペレットの直径が１．４ｍｍ、長さが２．２ｍｍとなるようカットした以外は実施例１と同様にして再生発泡性スチレン系樹脂粒子を製造した。
【００２７】
得られた再生発泡性スチレン系樹脂粒子の形状は球形であり、発泡成形体にしたときの融着性、外観とも良好であった。試験結果をまとめて表１に示す。
【００２８】
実施例３
樹脂流動性（メルトフローインデックス）が１３．４ｇ／１０分の再生用ポリスチレン樹脂１２００ｇを、加熱温度２４０℃で押し出し、ペレットの直径が１．８ｍｍ、長さが２．８ｍｍとなるようカットした以外は実施例１と同様にして再生発泡性スチレン系樹脂粒子を製造した。
【００２９】
得られた再生発泡性スチレン系樹脂粒子の形状は球形であり、発泡成形体にしたときの融着性、外観とも良好であった。試験結果をまとめて表１に示す。
【００３０】
比較例１
樹脂流動性（メルトフローインデックス）が７．６ｇ／１０分の再生用ポリスチレン樹脂１２００ｇを、加熱温度２００℃で押し出し、ペレットの直径が１．５ｍｍ、長さが２．８ｍｍとなるようカットした。上記ペレットを実施例１と同様にして再生発泡性スチレン系樹脂粒子を製造した。
【００３１】
得られた再生発泡性スチレン系樹脂粒子の形状は扁平となっており、それを予備発泡粒子として金型内に充填したとき、型の肉厚が薄い部分では発泡粒子が均一に充填せず、良好な発泡成形品が得られなかった。試験結果をまとめて表１に示す。
【００３２】
比較例２
樹脂流動性（メルトフローインデックス）が３．１ｇ／１０分の再生用ポリスチレン樹脂１２００ｇを、加熱温度２００℃で押し出し、ペレットの直径が１．６ｍｍ、長さが２．８ｍｍとなるようカットした以外は実施例１と同様にして再生発泡性スチレン系樹脂粒子を製造した。
【００３３】
得られた再生発泡性スチレン系樹脂粒子の形状は扁平となっており、それを予備発泡粒子として金型内に充填したとき、型の肉厚が薄い部分では発泡粒子が均一に充填せず、良好な成形品が得られなかった。試験結果をまとめて表１に示す。
【００３４】
比較例３
樹脂流動性（メルトフローインデックス）が１３．７ｇ／１０分の再生用ポリスチレン樹脂１２００ｇを、加熱温度を２００℃で押し出し、ペレットの直径が１．８ｍｍ、長さが３．０ｍｍとなるようカットした以外は実施例１と同様にして再生発泡性スチレン系樹脂粒子を製造した。
【００３５】
得られた再生発泡性スチレン系樹脂粒子の形状は扁平となっており、それを予備発泡粒子として金型内に充填したとき、型の肉厚が薄い部分では発泡粒子が均一に充填せず、良好な成形品が得られなかった。試験結果をまとめて表１に示す。
【００３６】
比較例４
樹脂流動性（メルトフローインデックス）が３．０ｇ／１０分の再生用ポリスチレン樹脂１２００ｇを、加熱温度を２４０℃で押し出し、ペレットの直径が１．８ｍｍ、長さが３．５ｍｍとなるようカットした。上記ペレットを実施例１と同様にして再生発泡性スチレン系樹脂粒子を製造した。
【００３７】
得られた再生発泡性スチレン系樹脂粒子の形状はタマゴ状となっており、それを予備発泡粒子して成形体したとき、融着が良好であるが、成形品外観に凹部が多かった。試験結果をまとめて表１に示す。
【００３８】
比較例５
樹脂流動性（メルトフローインデックス）が１６．０ｇ／１０分の再生用ポリスチレン樹脂１２００ｇを、加熱温度２４０℃で押し出したが、樹脂が過度に軟化され、カット不良で所定の大きさのペレットを得ることが出来なかった。試験結果をまとめて表１に示す。
【００３９】
【表１】
0004261676.tif 000002
【００４０】
【発明の効果】
本発明により得られる再生発泡性スチレン系樹脂粒子は球状であり、これにより外観及び融着が良好な発泡スチレン系樹脂成形品を得ることができる。