JP2001247707A

JP2001247707A - スチレン系樹脂発泡シート

Info

Publication number: JP2001247707A
Application number: JP2000397471A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Doi; 恒雄土井; Teruyoshi Akusawa; 輝好阿久澤
Original assignee: Sekisui Plastics Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2001-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】初期熟成期間が短く、かつ原反ライフの長い
スチレン系樹脂発泡シートを得る。【解決手段】プロパン２〜２０重量％、ノルマルブタ
ン０〜３９重量％およびイソブタン５９〜８０重量％か
らなる発泡剤を含むスチレン系樹脂を押出機により押出
して発泡させることにより得られるスチレン系樹脂発泡
シートにより上記の課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熟成期間が短く、
かつ原反ライフの長いスチレン系樹脂発泡シートに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】スチレン系樹脂発泡シートは、優れた熱
成形性、美粧性、緩衝性を有し、さらに軽量であり製造
コストが安いことから、食品容器等に大量に使用されて
いる。スチレン系樹脂発泡シートは、押出機内でスチレ
ン系樹脂を溶融し、これに発泡剤および気泡調整核剤を
添加し、さらに必要に応じて高級脂肪酸金属塩のような
分散助剤や、流動パラフィンのような潤滑剤を添加して
押出発泡させる方法などにより製造されている。そし
て、上記発泡シートは、真空成形のような２次成形によ
り最終的な製品形状に成形加工される。

【０００３】上記発泡シート中の発泡剤は、発泡後、徐
々に逸散する。そのため、発泡シートは、真空成形のよ
うな２次成形に適した発泡剤残量となるように、適当な
熟成期間を経た後、トレイ等の容器に成形加工される。
安定した２次成形性を得るには、発泡シート中に発泡剤
が適当量残存していることが必要である。発泡剤の残存
量が少ないと、２次成形時に目的とする厚みを維持でき
ず、成形品の強度不足や賦形性(形の再現性)の低下が生
じ易い。また、発泡剤の残存量が多過ぎると、成形品の
収縮や反り、さらに表面の荒れ等の成形異常を来たす。

【０００４】そこで、発泡シートの原反ライフを延長す
るために、従来、発泡剤として使用されるイソブタンの
比率を上げることにより、発泡剤の逸散速度を遅くする
方法が提案されている［特公平５−４２９７７号公報、
特開平７−１６５９６９号公報、特開平８−１０００７
７号公報および特開平１０−６０１４７号公報］。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−１６５９６９号公報にも明記されている通り、発泡
シート中に残存している発泡剤量が多い間は、発泡剤の
可塑化作用により、熱成形して得られる成形品に表面の
荒れが発生する。そのため、発泡シート製造後から一定
期間は最終製品に成形することができない。したがっ
て、このような方法では、原反ライフが長くなる利点は
あるが、その反面、熱成形が可能となるまでの熟成期間
（以降、初期熟成と称す）を長くする必要性があった。
この初期熟成は、ときには１ケ月以上になる場合もあっ
た。

【０００６】また、従来では、気泡径を微細にするた
め、発泡シートを製造する際に無機系の気泡調整核剤を
添加していたが、このような気泡調整核剤を添加する
と、気泡が形成される過程で気泡崩壊(潰れ)が生じ、独
立気泡率が低くなり、腰強度の弱い発泡体が得られやす
いという問題があった。そのため、腰強度の強い成形品
を得るには、無機系の気泡調整核剤の添加量を最小限に
することが望ましい。本発明者らは、上記の問題を解決
すべく鋭意研究した結果、プロパンを発泡剤として組み
入れることにより、初期熟成期間を短くでき、かつ原反
ライフの長い発泡シートが得られることを見出した。ま
た、発泡剤としてプロパンを組み入れることにより、得
られる発泡シートの気泡径が微細になるため、無機系の
気泡調整核剤の添加量を減らすことができ、腰強度の強
い成形品が得られることも見出し、本発明を完成するに
至った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、プロパン２〜２０重量％、ノルマルブタン０〜３９
重量％およびイソブタン５９〜８０重量％からなる発泡
剤を含むスチレン系樹脂を押出機により押し出して発泡
させて得られたことを特徴とするスチレン系樹脂発泡シ
ートが提供される。

【０００８】また、本発明によれば、プロパン１０〜２
０重量％、ノルマルブタン０〜３９重量％およびイソブ
タン５９〜８０重量％からなる発泡剤を含むスチレン系
樹脂を押出機により押し出して発泡させて得られたこと
を特徴とするスチレン系樹脂発泡シートが提供される。

【０００９】また、本発明によれば、上記のスチレン系
樹脂発泡シートであって、スチレン系樹脂発泡シート製
造後１０日経過したときの残存発泡剤量が３．４重量％
以下であり、スチレン系樹脂発泡シート製造後４０日経
過したときの残存発泡剤量が２．０重量％以上であるこ
とを特徴とするスチレン系樹脂発泡シートが提供され
る。

【００１０】また、本発明によれば、上記のスチレン系
樹脂発泡シートであって、スチレン系樹脂発泡シート製
造後１０日経過したときの残存発泡剤量が３．２重量％
以下であり、スチレン系樹脂発泡シート製造後４０日経
過したときの残存発泡剤量が２．３重量％以上であるこ
とを特徴とするスチレン系樹脂発泡シートが提供され
る。

【００１１】また、本発明によれば、スチレン系樹脂発
泡シート製造後１０日経過したときの２次発泡倍率をＡ
とし、スチレン系樹脂発泡シート製造後４０日経過した
ときの２次発泡倍率をＢとしたときの比(Ｂ／Ａ＝２次
発泡低下率)が０．８０以上であることを特徴とする上
記のスチレン系樹脂発泡シートが提供される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明で用いられるスチレン系樹
脂としては、特に限定されないが、例えばポリスチレ
ン、ポリ−ｐ−メチルスチレン等のスチレン系単独重合
体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−ア
クリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合
体、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエン共重合
体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタク
リル酸共重合体等のスチレン系共重合体、ポリスチレン
とポリフェニレンオキシドとの混合物等が挙げられる。

【００１３】スチレン系樹脂のＭＦＲは、特に限定され
ないが、例えば０．１〜２０ｇ／１０分程度のものが好
ましい。本発明では、プロパン、ノルマルブタンおよび
イソブタンからなる発泡剤が用いられる。それらの混合
割合は、それぞれ、プロパンが２〜２０重量％、好まし
くは１０〜２０重量％であり、ノルマルブタンが０〜３
９重量％、イソブタンが５９〜８０重量％である。

【００１４】また、本発明では、プロパン、ノルマルブ
タン、イソブタンの他に、例えば少量の炭酸ガスや窒素
等の無機ガス系発泡剤を併用することもできる。本発明
において、スチレン系樹脂に圧入する発泡剤の量は、特
に限定されないが、スチレン系樹脂１００重量部当た
り、例えば１〜６重量部程度が好ましい。

【００１５】また、本発明では、スチレン系樹脂に、例
えばタルク、炭酸マグネシウム、パーライト、炭酸カル
シウム、クレー、バーミキュライト等の無機系の気泡調
整核剤や、分解型核剤、アゾジカルボンアミド、トリヒ
ドラジノトリアジン、ベンゼンスルホニルセミカルバジ
ド等の有機系核剤、クエン酸をはじめとする有機酸等の
各種添加剤を添加してもよい。但し、無機系の気泡調整
核剤の添加量は、できるだけ少量であることが好まし
く、スチレン系樹脂１００重量部に対して、例えば０．
１〜５重量部程度が好ましい。

【００１６】また、本発明では、無機系の気泡調整核剤
の分散助剤を併用することもできる。そのような分散助
剤としては、例えばラウリン酸、ステアリン酸、パルミ
チン酸等の炭素数１２〜２２の高級脂肪酸の金属塩(例
えばＣａ、Ｎａ、Ｌｉ、Ａｌ、Ｍｇ等の塩)が挙げられ
る。

【００１７】本発明における、スチレン系樹脂発泡シー
トの製造方法は、スチレン系樹脂と無機系の気泡調整核
剤のような添加剤とを混合した後、混合物を押出機に投
入し、加熱溶融した後に、発泡剤を圧入して混練し、押
出機先端の環状ダイから押し出し発泡されるチューブ状
の発泡体を切り開いてシート状にすることにより行われ
る。なお、発泡剤を圧入して溶融混練した発泡性のスチ
レン系樹脂を押し出す際の樹脂温度は１３０〜１８０℃
程度である。

【００１８】本発明のスチレン系樹脂発泡シートは、上
記のようにプロパン、ノルマルブタンおよびイソブタン
からなる発泡剤中のプロパンの割合を特定の範囲に規定
して得られたものであるから、十分な原反ライフを確保
できるとともに、初期熟成期間を１０日間程度に短縮す
ることが可能となる。

【００１９】また、本発明のスチレン系樹脂発泡シート
は、上記のようにプロパン、ノルマルブタンおよびイソ
ブタンからなる発泡剤中のプロパンの割合を特定の範囲
に規定して得られたものであるから、スチレン系樹脂発
泡シート製造後１０日経過したときの残存発泡剤量を
３．４重量％以下、好ましくは３．２重量％以下とし、
スチレン系樹脂発泡シート製造後４０日経過したときの
残存発泡剤量を２．０重量％以上、好ましくは２．３重
量％以上とすることができる。

【００２０】また、本発明のスチレン系樹脂発泡シート
は、上記のようにプロパン、ノルマルブタンおよびイソ
ブタンからなる発泡剤中のプロパンの割合を特定の範囲
に規定して得られたものであるから、スチレン系樹脂発
泡シート製造後１０日間経過したときの２次発泡倍率を
Ａとし、スチレン系樹脂発泡シート製造後４０日間経過
したときの２次発泡倍率をＢとしたときの比(Ｂ／Ａ＝
２次発泡低下率)を０．８０以上とすることができる。

【００２１】本発明では、発泡剤にプロパンを加えるこ
とにより、気泡が微細になり、外観美麗な発泡シートを
得ることができる。その結果、無機系の気泡調整核剤の
添加量を減らすことができ、２次発泡後の腰強度が強い
成形品が得られる。本発明のスチレン系樹脂発泡シート
は、通常、厚み０．５〜５ｍｍ程度、坪量７０〜５００
ｇ／ｍ²程度に成形されるが、厚みおよび坪量はこれら
の範囲に限定されるものではない。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を、実施例および比較例を挙げ
て説明する。［実施例１〜７、比較例１〜４］東洋スチレン（株）製
のスチレン系樹脂；ＨＲＭ−５（ＭＦＲ＝４．１）１０
０重量部に対して、気泡調整核剤としてのタルク０．５
重量部をブレンドし、スクリュー口径５０ｍｍの押出機
に投入し、加熱溶融した。次いで、表１に示す比率のプ
ロパン、ノルマルブタンおよびイソブタンからなる発泡
剤を、表１に示す圧入量で押出機内の溶融スチレン系樹
脂中に圧入した。次いで、上記押出機に接続されたスク
リュー口径６５ｍｍの押出機で、溶融スチレン系樹脂を
１５５℃まで冷却したのち、サーキュラダイを通して押
出発泡し、坪量２００ｇ／ｍ²、厚み２．２ｍｍのスチ
レン系樹脂発泡シートを得た。

【００２３】（２次発泡倍率）得られた発泡シートを、
製造後１０日経過したときに、幅１０ｃｍ×長さ１０ｃ
ｍ角の試料に作成して、その厚み、幅、長さを測定し
た。次いで、その試料を１２５℃のオーブン中で１５０
秒間加熱して発泡(２次発泡)させたときの厚み、幅、長
さを測定した。加熱前と加熱後の体積の比を２次発泡倍
率とした。さらに経時的に４０日間、発泡倍率 (２次発
泡倍率) の変化を見た。発泡シートの製造から１０日後
および４０日後の２次発泡倍率を表１に示す。

【００２４】（２次発泡低下率）前記の方法で得られた
４０日経過後の２次発泡倍率をＢとし、１０日経過後の
２次発泡倍率をＡとしたときの比(Ｂ／Ａ、２次発泡
低下率)を求めた。その結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】（２次発泡時の発泡シートの表面状態）発
泡シートの製造から１０日経過後および４０日経過後の
それぞれの発泡シートを上記の方法で２次発泡させた
後、各発泡シートの表面を観察した。表面が荒れていな
いものを［なし］、表面が荒れているものを［発生］と
して評価した。その結果を表２に示す。

【００２７】(トレーの成形性)発泡シートの製造から１
０日経過後および４０日経過後のそれぞれの発泡シート
を用いて、１０．５ｃｍ×２０．５ｃｍ、深さ２．５ｃ
ｍのトレーを熱成形し、得られたトレーの成形性（トレ
ーのコーナー部が型通りに鮮明にでているかどうか）を
観察した。成形性が良好なものを［良好］、成形性が不
良なものを［不良］として評価した。その結果を表２に
示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】（残存発泡剤量）製造から１０日経過後お
よび４０日経過後のそれぞれの発泡シートを用いて、発
泡シート厚み(ｍｍ)×幅５(ｍｍ)×長さ３５(ｍｍ)の測
定用試料を作成し、（株）島津製作所製の熱分解炉ＰＹ
Ｒ−１Ａを用いて発泡体中のプロパン、ノルマルブタ
ン、イソブタンを下記のガスクロマトグラフの測定条件
で絶対検量線法にて測定した。その結果を表１に示す。
なお、測定条件は以下のとおりである。そして３種類の
合計を残存発泡剤量とした。測定条件：カラム温度(１００℃)、注入口温度(１２０
℃)、検出器温度(１２０℃)、キャリアガス(Ｈｅ)、Ｈ
ｅ流量(１ｍｌ／分)、加熱炉温度(１５０℃)、カラム：
ポラパックＱ(８０／１００)３ｍｍφ×１．５ｍ、検出
器：ＴＣＤ、測定装置：ガスクロマトグラフＧＣ−１
４Ｂ発泡シートの製造時から４５日間にわたって、発泡体中
の残存発泡剤量を測定した。経日変化（日）と残存発泡
剤量（重量％）との関係および２次成形可能な範囲、す
なわち原反ライフを表わすグラフを図１に示す。

【００３０】（プロパンの残存量）製造から１０日経過
後および４０日経過後のそれぞれの発泡シートを用い
て、発泡シート厚み(ｍｍ)×幅５(ｍｍ)×長さ３５(ｍ
ｍ)の測定用試料を作成し、（株）島津製作所製の熱分
解炉ＰＹＲ−１Ａを用いて発泡体中のプロパンの残存量
を絶対検量線法にて測定した。その結果を表１に示す。
なお、測定条件は以下のとおりである。測定条件：カラム温度(１００℃)、注入口温度(１２０
℃)、検出器温度(１２０℃)、キャリアガス(Ｈｅ)、Ｈ
ｅ流量(１ｍｌ／分)、加熱炉温度(１５０℃)、カラム：
ポラパックＱ(８０／１００)３ｍｍφ×１．５ｍ、検出
器：ＴＣＤ、測定装置：ガスクロマトグラフＧＣ−１
４Ｂ

【００３１】（平均気泡径）本発明でいう平均気泡径
は、発泡シートの表皮を除いた中心部において、ＭＤ
（発泡シートの押出流れ方向の気泡径）、ＴＤ（発泡シ
ートの幅方向の気泡径）、ＶＤ（発泡シートの厚み方向
の気泡径）をそれぞれ測定し、それら３方向の気泡径の
平均値で表わしたものである。それぞれの気泡径は、Ａ
ＳＴＭＤ−２８４２−６９に準拠し、測定装置として
走査型電子顕微鏡Ｓ−３０００Ｎ(株式会社日立製作所
製)を用いて撮影することにより測定したものである。
撮影条件（電子顕微鏡の拡大倍数）、加速電圧、絞りの
条件は、それぞれ２５倍、１０ｋｖ、１に設定した。３
方向の各気泡径(ｄ)は、それぞれの方向（発泡シートの
押出流れ方向、発泡シートの幅方向、発泡シートの厚み
方向）に平行な任意の一直線上(６０ｍｍ、写真上)にか
かる気泡数から平均弦長(ｔ)を求め、次式より算出し
た。そして、３方向の気泡径の値を平均し、表２に示し
た。平均弦長(ｔ)＝６０／（気泡数×撮影倍数）気泡径＝ｔ／０．６１６平均気泡径＝ＭＤ＋ＴＤ＋ＶＤ／３ここで、撮影倍数というのは、走査型電子顕微鏡を用い
て気泡を撮影した写真の印刷されたものの実際の倍数を
いう。撮影倍数＝６０ｍｍ／（写真上での６０ｍｍ分の実際の
長さ）ｍｍ

【００３２】(トレーの成形強度)発泡シートの製造から
１０日経過後および４０日経過後のそれぞれの発泡シー
トを用いて、１０．５ｃｍ×２０．５ｃｍ、深さ２．５
ｃｍのトレー型に熱成形し、得られたトレーを測定用試
料とした。アイコ−エンジニアリング（株）製のモデル
−１０１１Ｃの機種を用いてトレーの成形強度を測定し
た。なお、測定条件は以下のとおりである。その結果を
表２に示す。測定条件：ロードセル圧力２ｋｇ、圧縮速度４００ｍｍ
／分で圧縮量１０ｍｍ圧縮。

【００３３】（得られた発泡シートの外観）得られた発
泡シートの製造から１０日経過後および４０日経過後の
それぞれの発泡シートの外観表面の気泡状態を観察し
た。外観表面の気泡形成状態が揃っていて表面平滑性が
良いものを［○］、外観表面の気泡形成状態が不揃いで
あるが平滑性が良いものを［△］、外観表面の気泡形成
状態が不揃いで大きく平滑性が劣るものを［×］として
評価した。その結果を表２に示す。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、発泡シート製造後、熱
成形できるまでの初期熟成期間が短く、かつ熱成形可能
な原反ライフの長いスチレン系樹脂発泡シートが提供で
きる。したがって、発泡シートの製造後、短期間で表面
荒れがなくて気泡が微細な成形品を熱成形できるととも
に、発泡シートを製造してから熱成形するまでの経過時
間が長くても２次発泡倍率の低下率が小さい。

【図面の簡単な説明】

【図１】発泡シート中の残存発泡剤量（重量％）の経日
変化と２次成形可能な範囲（原反ライフ）を示すグラフ
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 25:00 Ｃ０８Ｌ 25:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プロパン２〜２０重量％、ノルマルブタ
ン０〜３９重量％およびイソブタン５９〜８０重量％か
らなる発泡剤を含むスチレン系樹脂を押出機により押し
出して発泡させて得られたことを特徴とするスチレン系
樹脂発泡シート。
【請求項２】プロパン１０〜２０重量％、ノルマルブ
タン０〜３９重量％およびイソブタン５９〜８０重量％
からなる発泡剤を含むスチレン系樹脂を押出機により押
し出して発泡させて得られたことを特徴とするスチレン
系樹脂発泡シート。
【請求項３】スチレン系樹脂発泡シート製造後１０日
経過したときの残存発泡剤量が３．４重量％以下であ
り、スチレン系樹脂発泡シート製造後４０日経過したと
きの残存発泡剤量が２．０重量％以上であることを特徴
とする請求項１または２に記載のスチレン系樹脂発泡シ
ート。
【請求項４】スチレン系樹脂発泡シート製造後１０日
経過したときの残存発泡剤量が３．２重量％以下であ
り、スチレン系樹脂発泡シート製造後４０日経過したと
きの残存発泡剤量が２．３重量％以上であることを特徴
とする請求項１または２に記載のスチレン系樹脂発泡シ
ート。
【請求項５】スチレン系樹脂発泡シート製造後１０日
経過したときの２次発泡倍率をＡとし、スチレン系樹脂
発泡シート製造後４０日経過したときの２次発泡倍率を
Ｂとしたときの比(Ｂ／Ａ＝２次発泡低下率)が０．８０
以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の
スチレン系樹脂発泡シート。