JP2002179827A - スチレン系樹脂発泡体及びその製造方法 - Google Patents

スチレン系樹脂発泡体及びその製造方法

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JP2002179827A
JP2002179827A JP2000380806A JP2000380806A JP2002179827A JP 2002179827 A JP2002179827 A JP 2002179827A JP 2000380806 A JP2000380806 A JP 2000380806A JP 2000380806 A JP2000380806 A JP 2000380806A JP 2002179827 A JP2002179827 A JP 2002179827A
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styrene
foam
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based resin
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Mitsuru Okuyama
満 奥山
Masatake Uchikawa
正剛 内川
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Mitsubishi Chemical Foam Plastic Corp
A&M Styrene Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Foam Plastic Corp
A&M Styrene Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スチレン系樹脂本来の優れた発泡性,成形
性,剛性に加え,優れた耐薬品性を有し,かつ外観性,
耐熱油性に優れたスチレン系樹脂発泡体及びその製造方
法を提供すること。 【解決手段】 スチレン系樹脂(A)とプロピレン系樹
脂(B)とを含む樹脂組成物を発泡してなる発泡体にお
いて,上記プロピレン系樹脂(B)は,JISK 71
21に準じて,降温速度10℃/分の条件で測定した結
晶化開始温度が130℃以下のものを用いてなり,ま
た,発泡体内の気泡膜は上記スチレン系樹脂(A)とプ
ロピレン系樹脂(B)とよりなる層状構造に形成されて
おり,また,上記気泡膜を厚み方向の断面で見た時に,
気泡膜の表面から引いた垂線がプロピレン系樹脂(B)
と交差する数nが4以上であり,かつ発泡体の密度が
0.5g/cm3以下であり,また独立気泡率が20%
以上である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は,スチレン系樹脂とプロピレン系
樹脂とを含むスチレン系樹脂発泡体,及びその製造方法
に関する。
【0002】
【従来技術】熱可塑性樹脂からなる発泡体は,一般的に
軽量で断熱性や保温性,外部からの応力の緩衝性が良好
であることから,断熱材,緩衝材,芯材,食品容器など
に幅広く使用されている。なかでもスチレン系樹脂から
なる発泡体は,安価で発泡性が良く,さらに成形性,剛
性に優れることから,断熱材,緩衝材,食品容器として
好適に使用されている。
【0003】近年,発泡体を使用する分野で耐熱性及び
耐薬品性を必要とする用途が増えている。例えば,電子
レンジでの加熱に耐えうる耐熱性兼耐油性食品容器や建
材などの用途が挙げられる。
【0004】
【解決しようとする課題】スチレン系樹脂からなる発泡
体は耐熱性及び耐薬品性が劣るという欠点を有している
ため,これらの耐熱性,耐薬品性を要する用途には,例
えばプロピレン系樹脂が使用されている。しかしなが
ら,プロピレン系樹脂を使用した発泡体は,剛性,成形
性に乏しく,また,結晶性樹脂であるがために発泡が容
易でないという欠点を有している。
【0005】スチレンの特性を失わずに耐熱性を改良し
たものとして,例えば特開昭62−94539に開示さ
れているようにスチレン−(メタ)アクリル酸系共重合
体よりなる発泡シートから成形される食品容器が挙げら
れる。しかしながら,スチレン−(メタ)アクリル酸系
共重合体の発泡体は,耐熱性は優れるものの,耐薬品性
が劣る欠点を有する。
【0006】スチレン系樹脂の発泡性,成形性,剛性と
プロピレン系樹脂の耐熱性,耐薬品性の両者を満足させ
るため,プロピレン系樹脂にスチレンをグラフトさせる
方法(特開平10−158424),プロピレン系樹脂
にスチレンをブレンドする方法(特公昭43−1337
5)が開示されているが,これらはスチレンの配合量が
少なく,したがって耐熱性,耐薬品性は優れるものの,
架橋などの工程を必要とし,得られた発泡体の剛性が劣
るなどの欠点を有している。
【0007】そこで,本発明者らは,先にスチレン系樹
脂本来の優れた発泡性,成形性,剛性に加え,優れた耐
熱性及び耐薬品性を有するスチレン系樹脂発泡体及びそ
の製造方法を提案した(特願2000−124341
号)。しかしながら,このものは上記の点で優れている
が,スチレン系樹脂発泡体の表面にフィッシュアイと呼
ばれる,直径0.1mm程度以上の樹脂の小粒塊が発生
することがあり,これにより外観不良を呈することがあ
る。
【0008】また,スチレン系樹脂発泡体は,例えば食
料品包装用のシートや,食料品容器などにも用いられる
ことがある。そして,これらは油の付いた食料品を包装
したり,投入したまま,電子レンジ等において加熱され
ることがある。そのため,耐熱油性に優れていることが
望まれている。
【0009】本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので,上記スチレン系樹脂本来の優れた発泡
性,成形性,剛性に加え,優れた耐薬品性を有し,かつ
外観性,耐熱油性に優れたスチレン系樹脂発泡体及びそ
の製造方法を提供しようとするものである。
【0010】
【課題の解決手段】請求項1に記載の発明は,スチレン
系樹脂(A)とプロピレン系樹脂(B)とを含む樹脂組
成物を発泡してなる発泡体において,上記プロピレン系
樹脂(B)は,JIS K 7121に準じて,降温速
度10℃/分の条件で測定した結晶化開始温度が130
℃以下のものを用いてなり,また,発泡体内の気泡膜は
上記スチレン系樹脂(A)とプロピレン系樹脂(B)と
よりなる層状構造に形成されており,また,上記気泡膜
を厚み方向の断面で見た時に,気泡膜の表面から引いた
垂線がプロピレン系樹脂(B)と交差する数nが4以上
であり,かつ発泡体の密度が0.5g/cm3以下であ
り,また独立気泡率が20%以上であることを特徴とす
るスチレン系樹脂発泡体にある。
【0011】本発明に用いられるスチレン系樹脂(A)
は特に制限がなく,例えば汎用スチレン(GPPS),
ゴム強化スチレン(HIPS)の他,スチレン−(メ
タ)アクリル酸系共重合体,スチレン−(メタ)アクリ
ルエステル系共重合体,あるいはα−メチルスチレン,
p−メチルスチレン,m−メチルスチレン,核ハロゲン
化スチレンなどのいわゆるスチレン系単量体の(共)重
合体などが用いられる。価格,及び後述する押出発泡シ
ートとなした場合の剛性の点から,汎用スチレン(GP
PS)が好ましく用いられる。これらスチレン系樹脂
(A)は一種でも,二種以上の混合物でもよい。
【0012】上記プロピレン系樹脂(B)の種類は特に
制限がなく,例えばプロピレンの単独重合体,プロピレ
ンと他の単量体とのランダム重合体またはブロック共重
合体,エチレン・プロピレンゴム変性プロピレンあるい
はスチレン系単量体でグラフト変性したプロピレン系樹
脂などが用いられる。共重合する他の単量体の例として
は,エチレン,α−オレフィンまたはジエン系単量体な
どが挙げられる。これらプロピレン系樹脂(B)は一種
でも,二種以上の混合物でもよい。
【0013】但し,上記プロピレン系樹脂(B)は,J
IS K 7121に準じて,降温速度10℃/分の条
件で測定した結晶化開始温度が,130℃以下のものを
用いることが必要である。上記結晶化開始温度が130
℃を超えると,スチレン系樹脂発泡体の表面に上記フィ
ッシュアイが発生して外観性が劣り,良好な成形品が得
られない。なお,好ましくは,結晶化開始温度は125
℃以下である。また,結晶化開始温度の下限は,90℃
とすることが好ましい。これ以下では,耐熱性,耐油性
が十分でなくなるおそれがある。また,上記結晶化開始
温度の測定法の詳細は,実施形態例において説明する。
【0014】本発明においては,後述する図1(a),
(b)に示すごとく,スチレン系樹脂発泡体内の気泡膜
は,上記スチレン系樹脂(A)とプロピレン系樹脂
(B)とよりなる層状構造に形成されている。なお,気
泡膜は,気泡間の気泡膜及び気泡と発泡体表面との間の
樹脂膜を意味する。また,図1(a)に示すごとく,上
記気泡膜10を厚み方向の断面で見た時に,後述する図
1(b)に示すごとく,気泡膜10の表面から引いた垂
線Bがプロピレン系樹脂(B)と交差する数nが4以上
である。つまり,発泡体1内の気泡11と気泡11との
間を区切る気泡膜10は後述する図1(b)に示すごと
く,スチレン系樹脂(A)の層102(気泡11と11
との間の白色部分)とプロピレン系樹脂(B)の層10
1(黒い線状の部分)とが厚み方向に対して複数層存在
する。このため,垂線Bはプロピレン系樹脂(B)の層
101と交差する。
【0015】上記の交差数nが4未満である場合には,
耐薬品性と共に耐熱性が低下し,本発明にかかる効果が
得難くなるおそれがある。また,上記nは10以上であ
ることが,より好ましい。これにより,独立気泡率が向
上し,高倍率の発泡体を得ることができる。更に,上記
nは15以上であることが一層好ましい。なお,上記n
の測定方法の具体例は後述する実施形態例に記載した。
【0016】上記気泡膜の構造は,例えば使用するスチ
レン系樹脂(A),プロピレン系樹脂(B)の粘度,後
述する相溶化剤の種類と量,また混練する際の剪断力を
調整することにより達成される。
【0017】また,本発明の発泡体の密度は0.5g/
cm3以下である。密度が0.5g/cm3以上である場
合には,優れた保温性能や断熱性能を得ることが困難と
なるおそれがある。なお,発泡体の密度の好ましい下限
は0.01g/cm3である。この値未満である場合に
は,気泡膜の破泡により発泡体の強度が保持できなくな
るおそれがある。
【0018】また,本発明の発泡体の独立気泡率は20
%以上である。独立気泡率が20%未満である場合に
は,発泡体が脆くなるため安定して2次成形することが
困難となり,たとえ2次成形品が得られたとしても優れ
た保温性能や断熱性能を得ることが困難となるおそれが
ある。更に,発泡ガスの保持性が低下するため,本発明
にかかる発泡体を例えば真空成形等の方法により熱成形
した場合,2次発泡が充分に起こらず,充分な厚みの成
形品を得ることができなくなるおそれがある。なお,発
泡体の脆性,成形安定性,2次発泡性,保温性の点か
ら,より好ましい独立気泡率は40%以上である。ま
た,独立気泡率の好ましい上限は,2次発泡性維持の点
より,100%である。なお,独立気泡率の具体的な測
定方法は後述する実施形態例に記載した。
【0019】次に,本発明の作用効果について説明す
る。本発明者らは,前記の課題を解決するために種々研
究を重ねた結果,スチレン系樹脂(A)とプロピレン系
樹脂(B)を含む樹脂組成物を用いた発泡体中に,特定
の構造を形成させると共に上記プロピレン系樹脂(B)
として特定の結晶化開始温度を有するものを用いること
により,上記の課題を達成することができることを見出
した。
【0020】つまり,本発明にかかる発泡体は,気泡膜
がスチレン系樹脂(A)とプロピレン系樹脂(B)とよ
りなる層状構造から形成され,厚み方向に引いた垂線が
プロピレン系樹脂(B)と交差する数nが4以上で,密
度が0.5g/cm3以下で,独立気泡率が20%以上
であり,また上記プロピレン系樹脂(B)は上記結晶化
開始温度が130℃以下のものを用いる。
【0021】このような物性を有しているため,本発明
のスチレン系樹脂発泡体は,プロピレン系樹脂の特徴で
ある耐熱性に優れ,耐薬品性に優れていると共に,スチ
レン系樹脂の本来有する優れた発泡性,成形性,剛性を
発揮し,かつ上記フィッシュアイの発生がない優れた外
観性を有し,また優れた耐熱油性を有するのである。
【0022】また,本発明のスチレン系樹脂発泡体にお
いて,外観性が向上する理由としては,次のように考え
られる。即ち,スチレン系樹脂(A)とプロピレン系樹
脂(B)との混合物を押出発泡すると,プロピレン系樹
脂(B)に起因するフィッシュアイが発生するが,結晶
化開始温度が130℃以下のプロピレン系樹脂(B)を
使用することにより,押出発泡時の温度でフィッシュア
イが発生しない。その詳細な機構は解明できていない
が,プロピレン系樹脂(B)が結晶化することにより,
上記混合物のアロイの形態が不安定化しプロピレン系樹
脂(B)の凝集が起こるのではないかと考えられる。な
お,押出発泡時の温度を上げて結晶化を抑えようとする
と,独立気泡率が低くなるため良い発泡体にならない。
【0023】以上,本発明によれば,スチレン系樹脂本
来の優れた発泡性,成形性,剛性に加え,優れた耐薬品
性を有し,かつ外観性,耐熱油性に優れたスチレン系樹
脂発泡体及びその製造方法を提供することができる。
【0024】なお,本発明のスチレン系樹脂発泡体は,
下記のようなあらゆる産業分野で利用することができ
る。 (1)包装材として耐熱・耐薬品性が要求される食品包
装用カップ,トレー,容器。 (2)断熱材として,建築分野,自動車,電車,船舶な
どの内装材,冷凍食品容器,各種パイプカバーなど。 (3)構造材として,建築物の壁,間仕切り,サンダ
ル,靴底など。 (4)その他として,浮揚材,布紙代用材,各種容器の
パッキング材,ケ−ブルなどの被服材,各種スポ−ツ
品,玩具などの雑貨物など。
【0025】次に,請求項2の発明のように,JIS
K 7210に準拠し,かつ測定温度200℃,荷重5
kgの条件で測定した,上記スチレン系樹脂(A)とプ
ロピレン系樹脂(B)とのメルトフローインデックスの
比「MIpp/MIps」(ここにMIpsはスチレン
系樹脂(A)のメルトフローインデックス,MIppは
プロピレン系樹脂(B)のメルトフローインデックスで
ある。)が,0.01〜20の範囲にあることが好まし
い。
【0026】これにより,プロピレン系樹脂とスチレン
系樹脂との多層構造化を可能とすると共に,樹脂相互の
良好な分散を可能とすることができる。
【0027】上記MIpp/MIpsの比は,0.01
〜20の範囲内にある。MIpp/MIpsが0.01
未満の場合には,スチレン系樹脂(A)のメルトフロー
インデックスを増加させる必要があり,この増加のため
にスチレン系樹脂(A)の内部潤滑剤等を多くするか,
または極端に分子量を下げる必要がある。また,プロピ
レン系樹脂(B)においては極端に分子量を上げる必要
があり,かかる基材樹脂の生産性を低下させ,かつ製造
コストが高くなり,経済的に得策ではない。
【0028】また,MIpp/MIpsが20より大で
ある場合には,前述したnが4以上になり難くなるおそ
れがある。また,MIpp/MIpsは15以下とする
ことが更に好ましい。また,MIpp/MIpsは5以
下とすることが一層好ましい。
【0029】次に,請求項3の発明のように,上記樹脂
組成物は,上記スチレン系樹脂(A)50〜90重量部
と,プロピレン系樹脂(B)10〜50重量部の合計1
00重量部に対し,相溶化剤(C)1〜30重量部を添
加してなることが好ましい。この場合には,特に,発泡
性,剛性,耐薬品性等に優れたスチレン系樹脂発泡体を
得ることができる。
【0030】スチレン系樹脂(A)が50重量部未満で
ある場合には,充分に発泡しないため,優れた発泡体を
得ることができず,また得られた発泡体の剛性が不足す
るおそれがある。また,スチレン系樹脂(B)が90重
量部より多い場合には得られた発泡体の耐熱性,耐薬品
性が不足するおそれがある。
【0031】上記相溶化剤の種類については,特に制限
がなく,例として,スチレン−イソプレンジブロック共
重合体,スチレン−イソプレン−スチレントリブロック
共重合体,スチレン−ブタジエンジブロック共重合体,
スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共
重合体やこれらの水添加物などが用いられる。これら相
溶化剤は一種でも,二種以上の混合物でもよい。
【0032】相溶化剤の使用量は,使用するスチレン系
樹脂(A)及びプロピレン系樹脂(B)の種類と量によ
り決定することができ,樹脂組成物100部に対し,1
〜30重量部である。相溶化剤の使用量が1重量部未満
である場合には,相溶化剤の効果が発揮され難くなり,
例えば後述する発泡体の製造時の押出発泡の際等に未分
散樹脂が析出し,それが押出口となるダイス先端部等を
閉塞させるめ,発泡体の製造が困難となるおそれがあ
る。また,30重量部を越えた場合には,充分な耐熱
性,耐薬品性が得られず,また,発泡体の剛性も低下す
るおそれがある。
【0033】また,上記樹脂組成物には相溶化剤の他
に,必要に応じて,酸化防止剤,熱安定剤,紫外線吸収
剤,帯電防止剤,着色剤などを適宜使用することができ
る。また,本発明の発泡体には,本発明の目的を著しく
損なわない範囲で,他の付加的成分,例えば無機充填
剤,有機充填剤などを添加することができる。
【0034】次に,請求項4の発明のように,上記スチ
レン系樹脂(A)は,ゴム変性されていないスチレン単
独重合体,又はスチレン共重合体であることが好まし
い。この場合には,独立気泡率の高い発泡体となり充分
な2次発泡を行なうことができる。また,発泡体の剛性
が高くなるために,強度の大きい成形膜を得ることがで
きるなどの効果を得ることができる。
【0035】次に,請求項5の発明のように,上記スチ
レン系発泡体は,非発泡の熱可塑性樹脂層を積層接合し
てなる積層発泡体であることが好ましい。この場合に
は,発泡体の強度を高めることが可能となり強度の大き
い成形品を得ることが可能となり,印刷したフィルムを
積層することにより意匠性を高めることができるなどの
効果を得ることができる。上記の非発泡の熱可塑性樹脂
層として用いる熱可塑性樹脂としては,例えば,GPP
S,HIPSなどのポリスチレン系樹脂及びプロピレン
系樹脂あるいはポリエチレン系樹脂,更にポリエステル
系樹脂などがある。上記熱可塑性樹脂層は,スチレン系
樹脂発泡体の表面に対して,熱融着,接着剤等の手段に
より接合する。
【0036】次に,請求項6の発明のように,上記スチ
レン系発泡体は,シート状物であることが好ましい。こ
の場合には,打抜き加工,熱成形,真空成形などに供す
ることが可能となり,多様な形態の耐熱油性容器に賦形
することができる。また,かかるシート状物のスチレン
系樹脂発泡成形体は,例えば食品包装容器,断熱材,緩
衝材などの用途に使用できる。
【0037】次に,請求項7の発明のように,上記スチ
レン系発泡体は容器形状に成形されていることが好まし
い。この場合には,本発泡体を容器形状とすることによ
って,加熱保温を要する内容物を収容することが可能と
なり,更に発泡体密度が低いことから断熱性にも優れた
容器とすることができる。また,かかる容器形状として
は,皿状,わん状,カップ状,コップ状などがある。ま
た,これらの容器は,加熱容器,手持ち可能な断熱性容
器,保温容器として多様な用途に使用できる。
【0038】次に,請求項8の発明によれば,スチレン
系樹脂(A)50〜90重量部と,プロピレン系樹脂
(B)10〜50重量部の合計100重量部に対し,相
溶化剤(C)1〜30重量部を添加してなる樹脂組成物
に発泡剤を添加混合し,該樹脂組成物を押出発泡するこ
とにより密度が0.01〜0.5g/cm3であるスチ
レン系樹脂発泡体を製造する方法であって,上記プロピ
レン系樹脂(B)は,JIS K 7121に準じて,
降温速度10℃/分の条件で測定した結晶化開始温度が
130℃以下のものを用いてなり,また,JIS K
7210に準拠し,かつ測定温度200℃,荷重5kg
の条件で測定した,上記スチレン系樹脂(A)とプロピ
レン系樹脂(B)とのメルトフローインデックスの比
「MIpp/MIps」が0.01〜20の範囲である
ことを特徴とするスチレン系樹脂発泡体の製造方法にあ
る。
【0039】本発明によれば,請求項1に記載の発明の
ように,気泡膜断面において,プロピレン系樹脂とスチ
レン系樹脂が互いに多層構造をなす。よって,プロピレ
ン系樹脂の特徴である,耐熱性,耐薬品性を有すると共
にスチレン系樹脂の特徴である発泡性,成形性,剛性を
有するスチレン系樹脂発泡体を得ることができる。ま
た,フィッシュアイのない優れた外観性を有し,かつ耐
熱油性に優れたスチレン系樹脂発泡体を得ることができ
る。
【0040】なお,本発明の製造方法によれば,所望の
形状を有する押出成形品を製造することもできる。ま
た,後述の実施形態例のような押出発泡シートを製造す
ることもできる。この押出発泡シートは真空成形などの
熱成形によって,更に発泡し,トレイ等の容器に成形さ
れ,利用される。この場合,押出発泡シートの密度より
もこれより作製された成形品の密度のほうがやや低くな
る。
【0041】また,本発明の製造方法では,スチレン系
樹脂(A)50〜90重量部と,プロピレン系樹脂
(B)10〜50重量部の合計100重量部に対し,相
溶化剤(C)が1〜30重量部を添加してなる樹脂組成
物を発泡させている。スチレン系樹脂(A),プロピレ
ン系樹脂(B),相溶化剤(C)の詳細については上述
と同様である。また,メルトフローインデックスの比
「MIpp/MIps」が0.01〜20であることに
ついても,上述と同様である。
【0042】また,本発明の製造方法によれば,密度が
0.01〜0.5g/cm3であるスチレン系樹脂発泡
体を得ることができる。密度が0.01g/cm3未満
である場合は発泡倍率が高すぎるため,この発泡体を再
度発泡させて成形品を作製した場合,該成形品の強度が
不充分となるおそれがある。密度が0.5g/cm3
越えた場合には上記と同様に再発泡させて成形品を作製
した場合,該成形品の断熱性能等が低下し,また低倍率
であるがゆえにコスト上の不利を招くおそれがある。
【0043】本発明の製造方法に使用する発泡剤は,特
に制限はないが,窒素,炭酸ガス,水蒸気等の無機系ガ
ス,樹脂の軟化点より低い沸点を有する脂肪族炭化水
素,塩素化炭化水素,フッ素化塩素化炭化水素,脂肪族
アルコ−ル,エ−テル,エステル,またはこれらの混合
物などを使用することができる。
【0044】例えばブタン,ヘプタン,塩化メチル,塩
化メチレン,ジクロロテトラフルオロエタン,トリクロ
ロフルオロメタン,ジクロロジフルオロメタン,クロロ
ジフルオロメタン,ジクロロフルオロメタン,クロロジ
フルオロエタンまたはこれらの混合物などが好ましく用
いられる。
【0045】また,N,N’−ジニトロソペンタメチレ
ンテトラミン,N,N’−ジメチル−N,N’−ジニト
ロソテレフタルアミド等のニトロソ系熱分解型発泡剤;
アゾジカルボンアミド,アゾジカルボン酸バリウムなど
のアゾ系熱分解型発泡剤;P,P’−オキシビスベンゼ
ンスルホニルヒドラジド,P−トルエンスルホニルセミ
カルバジドなどのスルホヒドラジド系熱分解型発泡剤等
の分解型発泡剤を1種又は2種以上を併用してもよい。
【0046】また,上記発泡剤は,スチレン系樹脂
(A)とプロピレン系樹脂(B)の合計100重量部あ
たり0.5〜60重量部の範囲で,目標の発泡体密度に
対し自由に選択することができる。0.5重量部未満で
ある場合には,低倍率の発泡体しか得られず,断熱性能
が低く,またコスト上も不利となるおそれがある。60
重量部より多い場合には,発泡倍率が高すぎて得られる
発泡体の強度が不充分となるおそれがある。
【0047】また,本発明の製造方法において,スチレ
ン系樹脂発泡体の気泡径を調整するために,気泡核剤を
使用することができる。上記気泡核剤として,例えば無
機系気泡核剤を用いることができる。例えば,タルク,
パーライト,珪酸カルシウム,バーミキュライト等が用
いられる。また,上記気泡核剤として,分解型核剤,有
機系核剤を用いることができる。例えば,アゾジカルボ
ンアミド,ベンゼンスルホニルセミカルバジド及びクエ
ン酸をはじめとする有機酸等が用いられる。また,これ
らの物質の1種又は2種以上を併用してもよい。
【0048】また,その気泡核剤には分散助剤として,
炭素数12〜22の高級脂肪酸,例えばラウリン酸,ス
テアリン酸,パルチミン酸等の金属(Ca,Na,Z
n,Al,Mg)塩を併用することができる。
【0049】本発明のスチレン系樹脂発泡体の具体的な
製造方法としては,例えば次のような方法で行なうこと
ができる。スチレン系樹脂(A),プロピレン系樹脂
(B)(使用する際には相溶化剤(C))を押出機中で
溶融混練する。次に,融解した樹脂に揮発性発泡剤を圧
入し,これを高圧に保持しつつ混練する。その後,押出
機のダイス先端部より吐出させて押出発泡させる。これ
により押出品となす。
【0050】また,上記押出成形から押出発泡シートを
作製することもできる。更に,この押出発泡シートを加
熱炉に入れて,軟化,二次発泡させる。その後,加熱炉
から出して,直ちに金型でプレス成形して,発泡成形品
を得ることもできる。
【0051】また,本発明の発泡体には,必要に応じて
フィルムをラミネートすることができる。ラミネートす
るフィルムは特に制限が無く,例えば,OPS(2軸延
伸スチレンシート),耐熱OPS,HIPSシートなど
のスチレン系樹脂フィルム,CPP(無延伸プロピレン
フィルム),OPP(2軸延伸プロピレンフィルム)等
のプロピレン系樹脂のフィルムあるいはポリエチレン系
樹脂フィルム,ポリエステル系樹脂フィルムなどが用い
られる。ラミネートするフィルムの厚さに制限はない
が,通常は15μm〜150μmのフィルムが用いられ
る。これらのフィルムには必要に応じて印刷が施され
る。また,これに限られるものではないが,必要に応じ
てホットメルト系の接着剤を用いて積層することもでき
る。また,押出機によってフィルムを発泡体の表面に直
接押出して積層する,押出ラミネート法を採用すること
もできる。
【0052】上記スチレン系樹脂(A)とプロピレン系
樹脂(B)の混合方法は,特に制限されないが,メカニ
カルブレンドでもよいし,プロピレン系樹脂(B)の存
在下でスチレン系樹脂(A)用のモノマーを重合し,ス
チレン系樹脂(A)を生成する方法,あるいはその逆の
方法でもよい。また,相溶化剤(C)を使用する場合,
相溶化剤(C)の添加方法は特に限定されないが,スチ
レン系樹脂(A)およびプロピレン系樹脂(B)と同時
に混合してもよいし,片方の樹脂とのマスターバッチの
形で混合してもよい。あるいは,重合系に添加してもよ
い。
【0053】
【発明の実施の形態】実施形態例 本発明にかかる実施例1〜9,及び比較例1〜5のスチ
レン系樹脂発泡体を作製し,その性能を評価した。本発
明にかかるスチレン系樹脂発泡体1は,図1(a),
(b)に示すごとく,内部に多くの気泡11が形成され
た発泡体である。気泡11と気泡11との間は気泡膜1
0により区切られている(図1(a))。図1(a)に
かかる気泡膜10のA部を拡大したものが図1(b)で
ある。同図の通り,気泡膜10はスチレン系樹脂(A)
よりなる層102とプロピレン系樹脂(B)よりなる層
101(黒い線状部分)とが多数積層された層状構造よ
り形成されている。
【0054】上記実施例及び比較例に用いた,スチレン
系樹脂(A),プロピレン系樹脂(B)等の種類プロピ
レン系樹脂(B)の結晶化開始温度,及び各実施例,比
較例において得られたスチレン系樹脂発泡体の発泡体密
度(g/cm3),独立気泡率,耐熱油性,外観性及び
耐薬品性につき,表1及び表2に示した。
【0055】まず,表1,2において,「PS」はスチ
レン系樹脂(A)を,「PP」はプロピレン系樹脂
(B)を示す。上記「PS」において,「G9401」
は,エー・アンド・エム スチレン(株)製スチレン系
樹脂(MIps=2.2g/10min,at200
℃,5kg)である。「G8102」は,エー・アンド
・エム スチレン(株)製スチレン系樹脂(MIps=
0.9g/10min,at200℃,5kg)であ
る。「HH−102」は,エー・アンド・エム スチレ
ン(株)製スチレン系樹脂(MIps=3.2g/10
min,at200℃,5kg)である。「HH−10
5」は,エー・アンド・エム スチレン(株)製スチレ
ン系樹脂(MIps=1.5g/10min,at20
0℃,5kg)である。
【0056】上記「PP」において,「EG8」は,日
本ポリケム(株)製プロピレン系樹脂(MIpp=1.
3g/10min,at200℃,5kg)である。
「EA9」は,日本ポリケム(株)製プロピレン系樹脂
(MIpp=1.8g/10min,at200℃,5
kg)である。「EC7」は,日本ポリケム(株)製プ
ロピレン系樹脂(MIpp=6.7g/10min,a
t200℃,5kg)である。「FW3E」は,日本ポ
リケム(株)製プロピレン系樹脂(MIpp=17g/
10min,at200℃,5kg)である。「MA0
3」は,日本ポリケム(株)製プロピレン系樹脂(MI
pp=45g/10min,at200℃,5kg)で
ある。「EA6A」は,日本ポリケム(株)製プロピレ
ン系樹脂(MIpp=7.4g/10min,at20
0℃,5kg)である。「FY6C」は,日本ポリケム
(株)製プロピレン系樹脂(MIpp=8.4g/10
min,at200℃,5kg)である。
【0057】また,表1において,「SEPS」,「S
EBS」は相溶化剤である。この中「SEPS」は,ス
チレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体の
水素添加物で,クラレ(株)製セプトン2104であ
る。また「SEBS」は,スチレン−エチレン−ブタジ
エン−スチレン共重合体で,旭化成工業(株)製タフテ
ックH1043である。また,「n」は上記の「交差の
数」である。次に,各実施例及び比較例につき説明す
る。
【0058】(実施例1)スチレン系樹脂(A)として
G9401,プロピレン系樹脂(B)としてEG8を使
用し,スチレン系樹脂(A)67重量部,プロピレン系
樹脂(B)33重量部の合計100重量部に対し,SE
PS(スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共
重合体の水添加物,セプトン2104)5重量部を添加
し,さらにこの樹脂混合物100重量部に対し,気泡核
剤としてタルク0.5重量部,分散助剤としてステアリ
ン酸亜鉛0.3重量部を加えてミキサーでよく攪拌混合
した。その後,口径φ65mm,L/D(一軸押出機に
おけるスクリュー長さLとスクリュー口径Dとの比)が
33の一軸押出機のホッパーに供給した。
【0059】その後,押出機スクリューの前段で235
℃で溶融混練し,その溶融混練物に押出機の中段に設け
られた発泡剤注入孔より全押出量の3.0重量%になる
ようにn−ブタン65%とi−ブタン35%の混合ブタ
ンを注入した。
【0060】次いで,押出機スクリューの後段で160
℃に冷却し,リングダイより管状に押出発泡させ,得ら
れた管状発泡シートを,マンドレルで冷却後,カッター
により1面を切り開いて密度0.098g/cm3の押
出発泡シートを得た。得られた押出発泡シートを室温で
1週間養生させた後,真空成形機で加熱し成形すること
によって,図2に示すごとき,トレイ形状の発泡成形品
2を作製した。得られた発泡成形品は,発泡体密度0.
060g/cm3で,n=29であり,独立気泡率は8
8%であった。また,耐熱油性,外観性,耐薬品性につ
いては,表1及び後述のごとく優れた性質を示した。
【0061】(実施例2)スチレン系樹脂(A)59重
量部,プロピレン系樹脂(B)41重量部の合計100
重量部に対し,SEPSを12重量部とした以外は,実
施例1と同じ方法で押出発泡を行なった。これにより,
密度0.104g/cm3の押出発泡シートを得た。こ
の押出発泡シートを実施例1と同じ方法で真空成形して
得られた発泡成形品は,表1のようであった。
【0062】(実施例3)スチレン系樹脂(A)を83
重量部,プロピレン系樹脂(B)を17重量部の合計1
00重量部に対し,SEPSを3重量部とした以外は,
実施例1と同じ方法で押出発泡を行ない,密度0.08
2g/cm3の押出発泡シートを得た。この押出発泡シ
ートを,実施例1と同様に真空成形して得られた発泡成
形品は表1のようであった。
【0063】(実施例4)プロピレン系樹脂(B)をE
A9とした以外は,実施例1と同じ方法で押出発泡を行
ない,密度0.101g/cm3の押出発泡シートを得
た。この押出発泡シートを,実施例1と同様に真空成形
して得られた発泡成形品は,表1のようであった。
【0064】(実施例5)プロピレン系樹脂(B)を,
EC7とした以外は,実施例1と同じ方法で押出発泡を
行ない密度0.103g/cm3の押出発泡シートを得
た。この押出発泡シートを,実施例1と同様に真空成形
して得られた発泡成形品は,表1にようであった。
【0065】(実施例6)プロピレン系樹脂(B)をF
W3Eとした以外は,実施例1と同じ方法で押出発泡を
行ない,密度0.108g/cm3の押出発泡シートを
得た。この押出発泡シートを実施例1と同様に真空成形
して得られた発泡成形品は,表1のようであった。
【0066】(実施例7)スチレン系樹脂(A)をG8
102,相溶化剤をSEBS(タフテック1043)と
した以外は実施例6と同じ方法で押出発泡を行ない,密
度0.112g/cm3の発泡シートを得た。この押出
発泡シートを実施例1と同様に真空成形して得られた発
泡成形品は表1のようであった。
【0067】(実施例8)プロピレン系樹脂(B)をE
G8とした以外は実施例7と同じ方法で押出発泡を行
い,密度0.083g/cm3の発泡シートを得た。こ
の発泡シートを真空成形して得られた発泡成形品は,表
1のようであった。
【0068】(実施例9)スチレン系樹脂(A)をG9
401とした以外は,実施例8と同じ方法で押出発泡を
行い,密度0.098g/cm3の発泡シートを得た。
得られた発泡シートに,厚さ40μmのCPP(無延伸
ポリプロピレンフィルム)を,テフロン(登録商標)コ
ートされた約180℃の加熱ロールに接触させながら押
圧して,発泡シートに積層した。そして,この積層シー
トを成形品としての容器の内面に,CPPフィルムが来
るように真空成形した。得られた成形品の発泡体部分
は,表1のようであった。
【0069】(比較例1)スチレン系樹脂(A)として
HH−102を使用し,スチレン系樹脂100重量部の
みを,実施例1と同じ方法で押出発泡を行ない,密度
0.07g/cm3の押出発泡シートを得た。この押出
発泡シートを真空成形して得られた発泡成形品は,表2
のようであった。
【0070】(比較例2)スチレン系樹脂(A)として
HH−102を40重量部,プロピレン系樹脂(B)と
してEG8を60重量部の合計100重量部にSEPS
(セプトン2104)を8重量部とした以外は実施例1
と同じ方法で押出発泡を行なった。しかし,密度0.7
0g/cm3の押出発泡シートしか得られなかった。こ
の押出発泡シートを真空成形して得られた発泡成形品
は,表2のようであった。
【0071】(比較例3)スチレン系樹脂(A)として
HH−105を67重量部,プロピレン系樹脂(B)と
してMA03を33重量部とした以外は,実施例1と同
じ方法で押出発泡を行ない,密度0.30g/cm3
押出発泡シートを得た。この押出発泡シートを真空成形
して得られた発泡成形品は,表2のようであった。
【0072】(比較例4)プロピレン系樹脂(B)をE
A6Aとした以外は比較例3と同じ方法で押出発泡を行
ない,密度0.10g/cm3の押出発泡シートを得
た。この押出発泡シートを真空成形して得られた発泡成
形品は,表2のようであった。
【0073】(比較例5)プロピレン系樹脂(B)をF
Y6Cとした以外は比較例3と同じ方法で押出発泡を行
ない,密度0.099g/cm3の押出発泡シートを得
た。この押出発泡シートを真空成形して得られた発泡成
形品は,表2のようであった。
【0074】次に,実施例,比較例の押出発泡シートや
該押出発泡シートから作製された発泡成形品の特性や性
能の測定方法について,説明する。
【0075】まず,図1(b)に示すごとき,気泡膜1
0の垂線B上のプロピレン系樹脂の層101の数nは次
のようにして測定する。押出発泡シートを押出の際の流
れに垂直な方向にスライスし,試料片を作製する。この
試料片をエッチング処理し,光硬化性エポキシ樹脂で包
埋した後,クライオミクロトームで超薄切片を作成し,
四酸化ルテニウムRuO4で蒸気染色(5分,常温)
し,この切片を透過型電子顕微鏡で観察した。気泡膜の
垂線上のプロピレン系樹脂よりなる層の数nは,押出発
泡シートの表層5点,内部5点の平均値とした。
【0076】なお,図3は実施例1にかかる切片の透過
型電子顕微鏡による観察結果を示す図面代用写真で80
00倍である。同図より知れるごとく,実施例1の切片
における気泡膜は,比較的幅の広い白いスジ状の層と黒
く縁取られたスジ状の層とが交互に積層された状態にあ
る。白いスジ状の層(マトリクス形成部分)がスチレン
系樹脂で,黒く縁取られたスジ状の層がプロピレン系樹
脂である。なお,プロピレン系樹脂を黒く縁取っている
部分は相溶化剤と考えられる。
【0077】押出発泡シートの密度や発泡成形品の発泡
体密度はJIS K 7222に準じて重量と体積を測
定し,これらの値から算出した。また,独立気泡率(S
%)は,各発泡体成形品の約25cm3の真の容積を東
芝・ベックマン社製の空気比較式比重計930型を用い
て測定し,先に測定した重量及び発泡体密度から,次式
により算出した。 S={Vx−W/ρ}÷{Va−W/ρ}×100
(%) ここにVx:真の容積(cm3),Va:容積(c
3),W:重量(g),ρ:発泡体密度(cm3)であ
る。
【0078】また,結晶化開始温度の測定は,JIS
K 7121記載のDSC測定において,昇温速度50
℃/分で200℃まで昇温した後,降温速度10℃/分
の条件で測定したときのベースラインとピークの延長戦
の交点を結晶化開始温度とした。
【0079】耐熱油性,外観性及び耐薬品性の評価は次
のようにして行ない,これらを表1,2に示した。
【0080】耐熱油性の評価方法 成型した容器(容器寸法:長さ195mm×幅149m
m×深さ20mm)にサラダオイルを100ml入れ
て,電子レンジ(600w)で加熱し,油温が130℃
に達した時点で電子レンジから取り出し,容器中のサラ
ダオイルを除去後,容器の形状を目視で観察し,以下の
如く判定し,表に示した。 ○・・・変形の見られないもの △・・・やや変形するが使用上問題のないもの ×・・・変形が著しく使用不可なるもの
【0081】外観性の評価は,次のようにして行なっ
た。スチレン系樹脂発泡体1m2あたりに観察されるフ
ィッシュアイを観察し,5検体の平均値で下記の通り評
価し,表に示した。 0個/m・・・◎ 1個/m未満・・・○ 1個/m以上2個/m未満・・・△ 2個以上・・・×
【0082】耐薬品性の評価は次のようにして行なっ
た。押出発泡シートから長さ20mmのサンプルを切り
出し,薬品中に完全に浸漬し,溶解状態を観察し,表に
示した。使用した薬品は2−ブタノン(関東化学製鹿1
級)とトルエン(関東化学製鹿1級)である。 ○・・・形状に変化なし △・・・形状が崩れる ×・・・完全に溶解
【0083】表1,表2により知られるごとく,結晶化
開始温度が130℃以下のプロピレン系樹脂(B)を用
いた実施例1〜9における押出発泡シートや発泡成形品
は,気泡膜中の構造が特定の構造を有し,発泡体密度が
低く,独立気泡率が高く,耐熱性,耐薬品性,耐熱油
性,外観性に優れていることが分かる。
【0084】これに対して,比較例1は,スチレン系樹
脂(A)のみを用いているため,外観性は優れている
が,耐熱油性に劣る。また,比較例2及び比較例3は,
実施例1と同様に結晶化開始温度が130℃以下のプロ
ピレン系樹脂(B)を用いているが,いずれもプロピレ
ン系樹脂との交差数nが4以下のために,耐熱油性に劣
っている。また,比較例3は独立気泡率が20%未満で
あり耐熱油性がより一層劣る。また,実施例4及び5
は,プロピレン系樹脂(B)の結晶化開始温度が130
℃以上であるため,外観性に劣っている。以上のごと
く,実施例1〜9の押出発泡シートや発泡成形品は,耐
熱油性及び外観性共に優れていることが分る。
【0085】また,これらのスチレン系樹脂発泡体は,
気泡膜がスチレン系樹脂(A)とプロピレン系樹脂
(B)とよりなる層状構造に形成されており,nが4以
上である。また,各押出発泡シート及び各発泡成形品は
密度が0.5g/cm3以下,独立気泡率が29〜94
%であった。そのため,本例にかかる押出発泡シートや
発泡成形品はプロピレン系樹脂の特徴である耐熱性に優
れ,耐薬品性に優れていると共に,スチレン系樹脂の本
来有する優れた発泡性,成形性,剛性を発揮することが
できる。
【0086】
【表1】
【0087】
【表2】
【0088】
【発明の効果】本発明によれば,スチレン系樹脂本来の
優れた発泡性,成形性,剛性に加え,優れた耐薬品性を
有し,かつ外観性,耐熱油性に優れたスチレン系樹脂発
泡体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例における,(a)スチレン系樹脂発
泡体の断面説明図,(b)気泡膜の構造を示す部分説明
図。
【図2】実施形態例における,スチレン系樹脂発泡体よ
りなる発泡成形品の斜視図。
【図3】実施形態例における,実施例1にかかる押出発
泡シート中の気泡膜の構造を示す図面代用写真(倍率8
000倍)。
【符号の説明】
1...スチレン系樹脂発泡体, 10...気泡膜, 11...気泡,
───────────────────────────────────────────────────── 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) // B65D 1/09 B29K 23:00 B29K 23:00 25:00 25:00 B29L 7:00 B29L 7:00 B65D 1/00 B (72)発明者 内川 正剛 神奈川県川崎市川崎区夜光1−3−1 エ ー・アンド・エム スチレン株式会社内 Fターム(参考) 3E033 AA08 AA10 AA20 BA16 BA22 BB01 BB04 BB08 CA03 CA07 CA08 CA11 FA04 4F074 AA13B AA24 AA32 BA37 BA38 BC04 BC12 CA22 CC04X CC05Z CE02 CE46 DA02 DA12 DA20 DA24 DA34 4F207 AA11K AA13E AA13K AA46E AB16 AB19 AG01 AH57 KA01 KA11 KA19 KF04 KK12 KK45 KK77 KL88 KW23 4J002 BB122 BB152 BC031 BC041 BC081 BC091 BP013 EA016 EB026 EB066 EQ016 EQ026 ES006 FD326

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スチレン系樹脂(A)とプロピレン系樹
    脂(B)とを含む樹脂組成物を発泡してなる発泡体にお
    いて,上記プロピレン系樹脂(B)は,JIS K 7
    121に準じて,降温速度10℃/分の条件で測定した
    結晶化開始温度が130℃以下のものを用いてなり,ま
    た,発泡体内の気泡膜は上記スチレン系樹脂(A)とプ
    ロピレン系樹脂(B)とよりなる層状構造に形成されて
    おり,また,上記気泡膜を厚み方向の断面で見た時に,
    気泡膜の表面から引いた垂線がプロピレン系樹脂(B)
    と交差する数nが4以上であり,かつ発泡体の密度が
    0.5g/cm3以下であり,また独立気泡率が20%
    以上であることを特徴とするスチレン系樹脂発泡体。
  2. 【請求項2】 請求項1において,JIS K 721
    0に準拠し,かつ測定温度200℃,荷重5kgの条件
    で測定した,上記スチレン系樹脂(A)とプロピレン系
    樹脂(B)とのメルトフローインデックスの比「MIp
    p/MIps」(ここにMIpsはスチレン系樹脂
    (A)のメルトフローインデックス,MIppはプロピ
    レン系樹脂(B)のメルトフローインデックスであ
    る。)が,0.01〜20の範囲にあることを特徴とす
    るスチレン系樹脂発泡体。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において,上記樹脂組成
    物は,上記スチレン系樹脂(A)50〜90重量部と,
    プロピレン系樹脂(B)10〜50重量部の合計100
    重量部に対し,相溶化剤(C)1〜30重量部を添加し
    てなることを特徴とするスチレン系樹脂発泡体。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項において,
    上記スチレン系樹脂(A)は,ゴム変性されていないス
    チレン単独重合体,又はスチレン共重合体であることを
    特徴とするスチレン系樹脂発泡体。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか一項において,
    上記スチレン系発泡体は,非発泡の熱可塑性樹脂層を積
    層接合してなる積層発泡体であることを特徴とするスチ
    レン系樹脂発泡体。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項において,
    上記スチレン系発泡体は,シート状物であることを特徴
    とするスチレン系樹脂発泡体。
  7. 【請求項7】 請求項1〜5のいずれか一項において,
    上記スチレン系発泡体は容器形状に成形されていること
    を特徴とするスチレン系樹脂発泡体。
  8. 【請求項8】 スチレン系樹脂(A)50〜90重量部
    と,プロピレン系樹脂(B)10〜50重量部の合計1
    00重量部に対し,相溶化剤(C)1〜30重量部を添
    加してなる樹脂組成物に発泡剤を添加混合し,該樹脂組
    成物を押出発泡することにより密度が0.01〜0.5
    g/cm3であるスチレン系樹脂発泡体を製造する方法
    であって,上記プロピレン系樹脂(B)は,JIS K
    7121に準じて,降温速度10℃/分の条件で測定
    した結晶化開始温度が130℃以下のものを用いてな
    り,また,JIS K 7210に準拠し,かつ測定温
    度200℃,荷重5kgの条件で測定した,上記スチレ
    ン系樹脂(A)とプロピレン系樹脂(B)とのメルトフ
    ローインデックスの比「MIpp/MIps」が0.0
    1〜20の範囲であることを特徴とするスチレン系樹脂
    発泡体の製造方法。
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