JP2003205925A

JP2003205925A - 発泡ポリスチレン系樹脂容器。

Info

Publication number: JP2003205925A
Application number: JP2002004954A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Ohara; 英一大原; Yoshiaki Hachiman; 芳明八幡; Toshiaki Sugita; 利明杉田
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2003-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】発泡ポリスチレン系樹脂成形体の断熱性能
は、発泡体の気泡径が特定の平均弦長で最良の断熱効果
を示すが、製造直後からの時間経過により発泡体の気泡
径が変化して有効な気泡径でなくなる事が指摘されてき
た。この現象が起きにくく、断熱性の優れた発泡ポリス
チレン系樹脂容器を得る。【解決手段】発泡性スチレン系樹脂粒子を製造する方
法に際し、重合系中に気泡調整剤として脂肪族ビスアマ
イド、ポリエチレンワックス、ＭＢＳ、スチレンブタジ
エン共重合体を特定量含有させるものであって、発泡成
形させた成形体の切断面気泡径の平均弦長を８０〜１７
０μｍの範囲としたことを特徴とする断熱性能に優れた
発泡ポリスチレン系樹脂容器及び発泡ポリスチレン系樹
脂魚箱を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡ポリスチレン
系樹脂容器に関するものである。更に詳しくは、断熱性
能に優れる発泡ポリスチレン系樹脂容器及び魚箱に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】発泡性ポリスチレン系樹脂は広範囲の用
途に使用されているが、その断熱性能を活かして保温・
保冷容器分野でも使用されている。最近、従来以上に省
エネルギーが重要になってきており、更に断熱性能が高
く保温・保冷効果の大きい発泡ポリスチレン系樹脂容器
が必要となってきている。

【０００３】一般に発泡ポリスチレン系樹脂成形体の断
熱性能は、特開平２−３０５８３９に発泡体の気泡寸法
がｍｍ当たり約５から１０個の気泡（即ち、平均弦長で
約１００から２００μｍに相当する）である場合に最良
の断熱効果を示すと記載されているように、ある範囲の
気泡径を有する発泡ポリスチレン系樹脂成形体が有効な
事が知られている。

【０００４】発泡ポリスチレン系樹脂成形体の気泡径を
調整する技術としては、特公昭５３−２９１０、特公昭
５４−３５１０に脂肪酸ビスアミドを添加する技術、特
開平６−１２２７８１にはポリエチレンワックスを添加
する技術が開示されている。

【０００５】難燃剤存在下での発泡ポリスチレン系樹脂
成形体の気泡径を調整する技術としては、特開平２−３
０５８３９に気泡調節剤としてアンモニウム塩と有機ア
ミンを併用する技術が開示されている。また、ＷＯ９
７／１７３９６では、界面活性剤種の選択により気泡径
を調整している。

【０００６】また、発泡ポリスチレン系樹脂容器の保温
効果を向上させる為に、従来容器の構造を工夫する事が
なされており、例えば、特許第３０９９６８７号には容
器内に別途成形した仕切り板を入れる事を開示してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
５３−２９１０、特公昭５４−３５１０及び特開平６−
１２２７８１において開示される技術では、その実施例
に示されるごとく、気泡径調整剤である脂肪酸ビスアミ
ド、又は、ポリエチレンワックスの使用量が０．１重量
部以上と多いため、得られる発泡ポリスチレン系樹脂の
気泡径は必然的に小さくなってしまい、優れた断熱性能
は得られない。また、特開平２−３０５８３９で気泡径
調整剤として使用している有機アミンは毒性の問題が懸
念されることから、その使用は好ましいと言い難い。特
に、食品用途としての使用は、避けるのが好ましい。Ｗ
Ｏ９７／１７３９６では、界面活性剤の選択により気泡
径を調整しているだけであり、気泡径調節剤を含有させ
ていないため、気泡の熟成期間が長くかかりリードタイ
ムが長くなると言う問題があると共に、記載された熱伝
導率の発泡ポリスチレン系樹脂成形体を工業的に量産す
るのは困難であった。

【０００８】この為、毒性上懸念が無く、発泡体の気泡
が製造直後から有効な気泡径を有し、かつ時間の経過に
よっても気泡径が変化しにくい発泡性ポリスチレン系樹
脂粒子が切望されていた。

【０００９】一方、容器としての保温性を向上させる為
には、従来容器形状を工夫する事が中心であり、断熱性
能の高い発泡ポリスチレン系樹脂成形体を使用する試み
はなく、特許３０９９６８７号の如く容器形状を工夫す
る場合は、新たに金型を作製する必要があり、コスト上
の問題があった。そこで従来の金型を使用し、断熱性能
の高い発泡ポリスチレン系樹脂容器が成形できる事が切
望されていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる問題を解決する為
に鋭意研究を重ねた結果、発泡性ポリスチレン系樹脂粒
子に、特定の気泡径調整剤を適当量含有させる事によ
り、発泡体の気泡が製造直後から平均弦長８０−１７０
μｍという断熱性能に有効な気泡径を有し、かつ時間の
経過によっても気泡径が変化しにくい発泡性ポリスチレ
ン系樹脂粒子が得られる事を見出した。

【００１１】また、この発泡性ポリスチレン系樹脂粒子
を成形し、平均弦長が８０−１７０μｍの発泡ポリスチ
レン系樹脂容器とする事により、特に容器形状の工夫を
しなくても断熱性能の高い容器が得られる事を見出し、
本発明を完成させた。

【００１２】即ち、本発明は、（１）発泡成形した時の
発泡ポリスチレン系樹脂成形体の切断面気泡径の平均弦
長が８０〜１７０μｍの範囲である事を特徴とする発泡
ポリスチレン系樹脂容器、（２）発泡ポリスチレン系樹
脂が、気泡径調整剤を含有する事を特徴とする（１）記
載の発泡ポリスチレン系樹脂容器、（３）気泡径調整剤
として、脂肪族ビスアマイドを０．０１〜０．０９重量
部含有する事を特徴とする（２）記載の発泡ポリスチレ
ン系樹脂容器、（４）気泡径調整剤として、ポリエチレ
ンワックスを０．０１〜０．０９重量部含有する事を特
徴とする（２）記載の発泡ポリスチレン系樹脂容器、
（５）気泡径調整剤として、ＭＢＳを０．０１〜１重量
部含有する事を特徴とする（２）記載の発泡ポリスチレ
ン系樹脂容器、（６）気泡径調整剤として、スチレン・
ブタジエン共重合体を０．０１〜１重量部含有する事を
特徴とする（２）記載の発泡ポリスチレン系樹脂容器、
（７）発泡ポリスチレン系樹脂容器が魚箱である事を特
徴とする（１）〜（６）のいずれか１記載の発泡ポリス
チレン系樹脂容器である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に使用するポリスチレン系
樹脂粒子としては、スチレンを主成分とし、スチレン系
単量体を懸濁重合したものであれば特に制限はない。ス
チレン以外のスチレン系単量体として、α―メチルスチ
レン、パラメチルスチレン等を混合して使用することが
できる。また、スチレン系単量体以外のビニル系単量体
として、例えばアクリロニトリル等のシアン化ビニル系
単量体、メチルアクリレート、ブチルアクリレート等の
アクリレート系単量体、メチルメタクリレート等のメタ
クリレート系単量体などスチレン系単量体と共重合可能
な単量体を１種又は２種以上共重合しても良い。更に、
ジビニルベンゼンやアルキレングリコールジメタクリレ
ートなどの２官能性単量体を併用しても良い。

【００１４】本発明で使用される気泡径調整剤として
は、脂肪族ビスアマイド、ポリエチレンワックス、メチ
ルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（Ｍ
ＢＳ）、スチレンブタジエン共重合体等が挙げられ、単
独で又は、２種以上併用できる。

【００１５】本発明に用いられる脂肪族ビスアマイド
は、式１に表す構造式で示される脂肪族ビスアマイドで
ある。

【００１６】

【化１】ここに、Ｒ₁，Ｒ₂は、Ｃ₁₂〜Ｃ₂₄の脂肪族炭化水素基で
あり、好ましくはＣ₁₆〜Ｃ₁₈、最も好ましくはＣ₁₆〜Ｃ
₁₇の脂肪族炭化水素基である。Ｒ₁，Ｒ₂は、同じであっ
ても、異なっていても良い。しかし、同じであるものの
方がコスト的に有利であるので好ましい。また、（Ｃ_n
Ｈ_2n）はいわゆるアルケンであるが、ｎ＝１〜７程度、
好ましくはｎ＝１〜６程度、最も好ましくはｎ＝１〜２
である。

【００１７】具体的にはメチレンビスステアリン酸アマ
イド、メチレンビスミリスチン酸アマイド、エチレンビ
スステアリン酸アマイド、ヘキサメチレンビスパルミチ
ン酸アマイド、エチレンビスオレイン酸アマイド、エチ
レンビスラウリン酸アマイド等が好ましく、その内でも
メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスステ
アリン酸アマイド、エチレンビスオレイン酸アマイド等
がより好ましい。さらに、エチレンビスステアリン酸ア
マイドが最も好ましい。これらは単独または２種以上併
用しても差し支えない。

【００１８】その添加量は０．０１〜０．０９重量部、
好ましくは０．０２〜０．０８重量部であり、この添加
量を調節することによって成形して得られる成形体の切
断面気泡径を任意にコントロールすることができる。上
記範囲未満では十分な気泡径調整効果は得にくい傾向と
なり、０．０９重量部を越えて添加すると、成形して得
られる成形体の切断面気泡径が過剰に微細になりやす
く、好ましくない。

【００１９】本発明に用いられるポリエチレンワックス
は、市販のポリエチレンワックスが用いられる。分子量
としては３００〜３０００、好ましくは５００〜１５０
０である。分子量によって添加量は異なるが、その添加
量は０．０１〜０．０９重量部、好ましくは０．０２〜
０．０８重量部であり、この添加量を調節することによ
って成形して得られる成形体の切断面気泡径を任意にコ
ントロールすることができる。上記範囲未満では十分な
気泡調整効果は得られず、０．０９重量部を越えて添加
すると、気泡径が過剰に微細となるため、好ましくな
い。

【００２０】本発明に用いられるメチルメタクリレート
・ブタジエン・スチレン系共重合体樹脂は、具体的には
スチレン・ブタジエンゴムにメチルメタクリレート、ス
チレン及び、或いはブチルアクリレート、アクリロニト
リルをグラフト重合してなる共重合体樹脂やポリブタジ
エンゴムにメチルメタアクリレート、スチレン及び、或
いはブチルアクリレート、アクリロニトリルをグラフト
重合してなる共重合体樹脂よりなる群から選ばれる。そ
の添加量は０．０１〜１重量部、好ましくは０．０２〜
０．５重量部である。上記範囲未満では十分な気泡調節
効果は得られず、１重量部を越えて添加すると、気泡径
が過剰に微細となるため、好ましくない。

【００２１】本発明で用いられるスチレン・ブタジエン
共重合体としては、一般に市販されているハイインパク
トポリスチレンを使用する事ができ、特に制限はない。
その添加量は０．０１〜１重量部、好ましくは０．０２
〜０．５重量部である。上記範囲未満では十分な気泡調
節効果は得られず、１重量部を越えて添加すると、気泡
径が過剰に微細となるため、好ましくない。

【００２２】本発明の発泡ポリスチレン系樹脂容器を製
造するための発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を製造する
重合法としては、公知の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子
を得る懸濁重合法およびシード重合法等が、特に制限さ
れることなく採用し得る。

【００２３】例えば、懸濁重合法は分散剤を含む水性媒
体中に、有機過酸化物などを溶解したスチレン系モノマ
ーを分散させて懸濁液を調整し、その後加熱してラジカ
ルを発生させて重合を完結させるものである。また、シ
ード重合法は分散剤を含む水性媒体中に種粒子としてス
チレン系樹脂粒子を分散させ、所定の温度に制御しなが
らスチレン系モノマーと有機過酸化物などを単独或いは
混合して、連続または断続的に重合系に添加して重合を
完結させるものである。そして、発泡性ポリスチレン系
樹脂粒子はこれら重合中または重合後に前記した発泡剤
を添加する事で得られる。尚本発明における重合系中に
存在させるとは、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を製造
する重合の途中にその重合系内に存在させることをい
う。

【００２４】本発明で懸濁重合法を採用する場合に使用
する懸濁安定剤としては、懸濁重合において一般に使用
されているポリビニールアルコール、ポリビニルピロリ
ドン、ポリアクリルアミド等の水溶性高分子や水に難溶
な第三燐酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム等の無
機化合物が挙げられる。難溶性無機化合物を使用する場
合は、α―オレフィンスルホン酸ソーダ、ドデシルベン
ゼンスルホン酸ソーダ等のアニオン性界面活性剤を併用
するのが好ましい。

【００２５】本発明に使用する重合開始剤としては、一
般にスチレン系単量体のラジカル重合に用いられている
重合開始剤、例えば過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルパー
オキシベンゾエート、ラウロイルパーオキサイド、イソ
プロピル-t-ブチルパーオキシカーボネート、過安息香
酸ブチル、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，
３，５―トリメチルシクロヘキサンのような有機過酸化
物やアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバ
レロニトリル等のアゾ化合物が使用できる。これらの重
合開始剤は、単独で又は２種以上併用しても良い。

【００２６】本発明で使用する発泡剤としては、プロパ
ン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、
イソペンタン、シクロペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭
化水素、トリクロルフルオロメタン、ジクロルフルオロ
メタン、ジクロルジフルオロメタン、ジクロルテトラフ
ルオロ等のハロゲン化炭化水素が挙げられる。これらの
発泡剤は単独でも２種以上併用して使用してもよい。

【００２７】発泡剤の含有量としては、使用する発泡倍
率によって異なるが、１〜１０重量％、好ましくは３〜
８重量％、特に好ましくは４〜７重量％である。

【００２８】本発明で使用される可塑剤としては、ステ
アリン酸トリグリセライド、パルミチン酸トリグリセラ
イド、ラウリン酸トリグリセライド、ステアリン酸ジグ
リセライド、ステアリン酸モノグリセライド等の脂肪酸
グリセライド、ヤシ油、パーム油、パーム核油等の植物
性油脂、シクロヘキサン、トルエン、キシレン等の有機
炭化水素類や流動パラフィンなどが使用される。また、
これらを併用しても良い。

【００２９】

【実施例】以下に実施例および比較例を挙げるが、これ
によって本発明は限定されるものではない。（実施例１）３Ｌの回転撹拌機付きオートクレーブ内
に、蒸留水１０００ｇ、第三リン酸カルシウム１．２５
ｇ、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸ソーダ
０．０６ｇ、エチレンビスステアリン酸アマイド０．５
ｇを仕込み、次いで、スチレン１０００ｇにベンゾイル
パーオキサイド１．９ｇ、１，１ジｔ―ブチルパーオキ
シ３，３，５トリメチルシクロヘキサン１．２ｇ、椰子
油４ｇを溶解させて仕込んだ。

【００３０】次に、該オートクレーブを９８℃まで昇温
し、同温度で４．５時間スチレンを重合させた後、ブタ
ン（ノルマル／イソ＝５５／４５）７０ｇ及びシクロヘ
キサン１３ｇを圧入し、その後、オートクレーブを１１
４℃まで昇温させて、生成重合体粒子中にブタンを３．
５時間かけて含浸させた。この後、反応系を３０℃の温
度にまで３時間で冷却し、重合を終了させた。

【００３１】得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子
を、遠心分離器にて脱水し、乾燥後、粒径０．８４〜
１．１９ｍｍで分級し、熟成を行わずに倍率６０倍に予
備発泡させて予備発泡粒子を得た。この予備発泡粒子
の気泡は均一であった。

【００３２】次に、この予備発泡粒子を室温で１日養生
させた後、ダイセン工業（株）製ＫＲ５７成形機にて３
００×６００×２５ｍｍの平板を成形し、また、東洋機
械金属社製のＦＵ３００にて、下記容器を成形した。＊外寸：４０５×３１６×２３７ｍｍ＊内寸：３５１×２６７×２１７ｍｍ＊側面厚み：１８〜３２ｍｍ＊底面厚み：２２ｍｍ＊発泡倍率：６０倍（評価）＜断熱性能の評価＞上記容器に氷を２０００ｇ入れ、同
容器を上に重ねてテープでシールし、３５℃で放置して
１０時間後の氷の残存量を測定した。＜気泡径の測定＞成形体の平均気泡径はＡＳＴＭ―Ｄ−
２８４２−９７に準じて、発泡体の切断面を撮影した走
査型電子顕微鏡写真から、切断面の一直線上（６０ｍ
ｍ）にかかる気泡数から平均弦長を測定した。＜熱伝導率の測定＞上記平板を乾燥後２００×２００ｍ
ｍに切り出し５０℃×５日間アニーリングを施した後、
ＪＩＳＡ１４１２に基つき熱伝導率計（英弘精機…Ｈ
Ｃ−０７３）を用いて、２０℃における熱伝導率を測定
した。＜表面性＞成形体の表面性は、成形したものを約３５℃
の乾燥室で一昼夜保管したものを目視観察で下記５段階
で評価した。

【００３３】５；粒子間隙がほとんど無く綺麗である。

【００３４】４；〃は若干見られる。

【００３５】３；〃はあるが実用上問題ない最低
レベルである。

【００３６】２；粒子間隙が多数あり問題がある。

【００３７】１；使用できないレベルである、＜気泡径の経時変化＞気泡径の経時変化を調べるため上
記で得た粒子の一部を密閉容器に入れ、室温で４週間
保管した後取り出し、前記同様に成形体の切断面気泡状
態および表面性を調べた。これらの結果を表１に示す。（実施例２、３）気泡調節剤として、表１記載の量のエ
チレンビスステアリルアマイドを用いた以外は実施例１
と同様に実施した。

【００３８】（実施例４〜７）気泡調節剤として、表１
記載の分子量と量のポリエチレンワックスを用いた以外
は実施例１と同様に実施した。

【００３９】（実施例８〜１１）気泡調節剤として、表
１記載の種類と量のメチルメタクリレート・ブタジエン
・スチレン系共重合体樹脂（カネエース、鐘淵化学工業
（株）製）を用いた以外は実施例１と同様に実施した。

【００４０】（実施例１２，１３）気泡調節剤として、
表１記載の量のスチレン・ブタジエン共重合体（エーア
ンドエムスチレン（株）製ＥＸＧ１１）を用いた以外
は実施例１と同様に実施した。

【００４１】（比較例１）気泡調整剤を用いない事以外
は、実施例１と同様に実施した。

【００４２】（比較例２〜９）気泡調節剤として、表１
記載の種類の化合物と量を用いた以外は、実施例１と同
様に実施した。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【発明の効果】本発明は、製造直後から約一ヶ月以上に
かけて発泡させて成形して得られる成形体の切断面気泡
径の経時変化が少なく、かつ成形体切断面気泡径の平均
弦長を８０〜１７０μの範囲内としうる事により、優れ
た断熱性能と表面性を有する発泡ポリスチレン系樹脂容
器を提供することができる。

フロントページの続きＦターム(参考） 3E033 AA09 BA22 BA30 BB01 DD01 4F074 AA09D AA17 AA32 AA98 AD13 BC11 CA34 DA03 DA07 DA34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発泡成形体の切断面気泡径の平均弦長が
８０〜１７０μｍの範囲である事を特徴とする発泡ポリ
スチレン系樹脂容器。
【請求項２】発泡ポリスチレン系樹脂が、気泡径調整剤
を含有する事を特徴とする請求項１記載の発泡ポリスチ
レン系樹脂容器。
【請求項３】気泡径調整剤として、脂肪族ビスアマイド
を０．０１〜０．０９重量部含有する事を特徴とする請
求項２記載の発泡ポリスチレン系樹脂容器。
【請求項４】気泡径調整剤として、ポリエチレンワック
スを０．０１〜０．０９重量部含有する事を特徴とする
請求項２記載の発泡ポリスチレン系樹脂容器。
【請求項５】気泡径調整剤として、ＭＢＳを０．０１〜
１重量部含有する事を特徴とする請求項２記載の発泡ポ
リスチレン系樹脂容器。
【請求項６】気泡径調整剤として、スチレン・ブタジエ
ン共重合体を０．０１〜１重量部含有する事を特徴とす
る請求項２記載の発泡ポリスチレン系樹脂容器。
【請求項７】発泡ポリスチレン系樹脂容器が魚箱である
事を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の発泡
ポリスチレン系樹脂容器。