JP2501667B2 - 発泡シ―トおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発泡シートおよびその
製造方法に関する。さらに詳細にはシンジオタクチック
ポリプロピレンが、ポリスチレンを主成分とする発泡シ
ートおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に発泡ポリスチレンシートは熱成形
されてトレイ、弁当箱、丼、カップ等の食品容器に広く
使用されている。これらの容器は断熱性に優れ、例え
ば、カップ麺を熱湯で温めてそのまま食する時も外壁温
度が高くならず、手に持てるので好適である。しかしな
がら、容器の温度が８０℃以上になると変形する場合が
あり、例えばカップ麺を発泡ポリスチレンの容器に入れ
て電子レンジで調理するとカップが変形する。また発泡
ポリスチレンは耐油性、特に加温された油に対して耐油
性が乏しく、例えばカレーやシチューのような油分の多
い食品の容器に使用するには難点があった。

【０００３】一方、アイソタクティックポリプロピレン
を主原料としたシートから成形した容器はポリスチレン
より耐油性が優れ１００℃近辺の温度で調理する食品の
容器として使用されている。しかしながら、この容器は
発泡されていないため断熱性が不足して、電子レンジで
調理した場合に容器が熱くなり取り扱いにくい欠点があ
った。

【０００４】アイソタクティックポリプロピレンを主原
料とした場合は発泡シートの製造がしにくく、そのため
上記食品容器にはシートを２重構造にしたりする工夫が
なされているが充分な性能戸は言えず、また容器の製造
工程も複雑になり改良が望まれていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この為、本来ポリプロ
ピレンが有している耐熱性に加え断熱性や緩衝性を兼ね
備えた高発泡倍率のポリプロピレン系発泡シートが要望
されている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述した
状況下にポリプロピレンの発泡シートについて鋭意研究
した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本願
発明はポリプロピレンとポリスチレンを主成分とする発
泡シートにおいて、シンジオタクチックポリプロピレン
が３０〜９５重量％、ポリスチレンが７０〜５重量％よ
りなる樹脂を主成分とすることを特徴とする発泡シート
ならびに シンジオタクチックポリプロピレンを７０〜
５重量％、ポリスチレンが７０〜５重量％よりなる樹脂
を主成分とする樹脂を押出機にて溶融した後に低沸点物
を圧入し、次いで冷却しながら押出機の先端に取り付け
た金型より大気中に放出して発泡シートを製造する方法
である。

【０００７】本願発明者は上記のポリプロピレンまたは
共重合体の発泡体について検討した結果、シンジオタク
チックポリプロピレンとポリスチレンよりなる樹脂を主
成分とする樹脂を原料とすることによって、従来発泡シ
ート用原料として使用されていたアイソタクティックポ
リプロピレンに比較して極めて優れた性質の発泡シート
が得られることを発見し本願発明に到達したものであ
る。

【０００８】本発明では高分子量、高シンジオタクティ
シティのシンジオタクチックポリプロピレンまたは共重
合体が使用でき、また本発明ではポリプロピレンのホモ
ポリマーの他に、プロピレンと他のα−オレフィンとの
共重合体の使用できる。

【０００９】本発明の方法で共重合に用いる他のα−オ
レフィンとしてはエチレンの他に炭素数４〜２０程度の
α−オレフィンが利用でき、好ましくは、ブテン−１、
ペンテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、４−メチ
ルペンテン−１などが例示され、プロピレンに対する重
合の割合としては通常２０ｗｔ％以下、より好ましくは
１０ｗｔ％以下の他のオレフィンを共重合した共重合体
が使用できる。

【００１０】本発明の方法で用いられる高分子量、高シ
ンジオタクティシティのシンジオタクチックポリプロピ
レンまたは共重合体はJ.A.EWENの文献(J.Am.Chem.Soc.,
1988,110,6255-6256) に記載された非対称な配位子を有
する遷移金属化合物とアルミノキサンよりなる触媒系が
例示できるが、異なる構造の触媒であっても高分子量、
高シンジオタクティシティのシンジオタクチックポリプ
ロピレンまたは共重合体を与える触媒系なら使用するこ
とができる。

【００１１】非対称な配位子を有する遷移金属化合物と
しては上記文献に記載されたイソプロピル（シクロペン
タジエニル−１−フルオレニル）ハフニウムジクロリ
ド、あるいはイソプロピル（シクロペンタジエニル−１
−フルオレニル）ジルコニウムジクロイドなどが例示さ
れ、またアルミノキサンとしては、アルキルアルミニウ
ムを少量の水で処理したものであってアルミニウムと酸
素が交互に結合して２〜５０量体、好ましくは５量体以
上となったものであって、各アルミニウムにはアルキル
基が結合していると考えられる。このアルミノキサンは
線状のものあるいは環状のものが存在する。上記遷移金
属化合物に対するアルミノキサンの使用割合としては１
０〜１００００００モル倍、通常５０〜５０００モル倍
である。

【００１２】重合方法については通常アイソタクチック
またはシンジオタクチックポリプロピレンの重合または
共重合する公知の重合方法並びに重合条件であれば特に
制限はなく、不活性媒体を用いる溶媒重合法、或いは実
質的に不活性媒体の存在しない塊状重合法、気相重合法
も利用できる。重合温度としては−１００〜２００℃、
重合圧力としては常圧〜１００ｋｇ／ｃｍ² で行うのが
一般的である。好ましくは−１００〜１００℃、常圧〜
５０ｋｇ／ｃｍ² である。

【００１３】本発明に使用されるシンジオタクチックポ
リプロピレンまたは共重合体の好ましい分子量として
は、１３５℃のテトラリン溶液で測定した極限粘度とし
て０．１〜１０．０程度であるのが一般的である。シン
ジオタクチック構造の程度としてはプロピレン単独重合
体ではシンジオタクチックペンタッド分率として０．６
以上好ましくは０．７以上である。また他のα−オレフ
ィンとの共重合体では１，２，４−トリクロロベンゼン
溶液で測定した１３Ｃ−ＮＭＲで約２０．２ｐｐｍに観
測されるピーク強度がプロピレン単位の全メチル基に帰
属されるピーク強度の０．３以上、好ましくは０．５以
上である。０．３より小さいと物性が不良であり好まし
くない。

【００１４】発泡押出に際し、他のポリオレフィンを目
的に応じ含有しても何ら差支えない。混合して用いられ
る他のポリオレフィンとは、アイソタックチックポリプ
ロピレンあるいはアイソタックチック構造のプロピレン
と他のα−オレフィンとの共重合体、あるいはα−オレ
フィンの共重合体としては市場で入手できるポリプロピ
レン、あるいはポリエチレン、ポリブテンあるいはさら
にはその共重合体等が例示でき、また場合によってはエ
チレン−プロピレンゴム等の様な物も利用できこれらの
添加によってえられた発泡体の耐衝撃性などの物性や加
工性を改良することもできる。

【００１５】本発明の方法で用いられるポリスチレン
は、特に制限はなく、汎用のポリスチレン（ＧＰＰ
Ｓ），耐衝撃性ポリスチレン、スチレンとα−メチルス
チレン、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、ア
クリルニトリル等の共重合体である。

【００１６】ポリプロピレンの混合量は、ポリプロピレ
ンとポリスチレンとの併せた樹脂１００重量％に於て３
０〜９５重量％である。好ましくは４０〜７０重量％で
ある。ポリプロピレンの混合量が３０重量％未満では、
耐熱性が下がりポリプロピレンを混合した効果が出てこ
ない。逆に、９５重量％を越えると発泡倍率が低下し、
断熱性が劣る。

【００１７】本発明において発泡シートの品質をより均
一にする目的で相溶化剤を添加することが好ましい。相
溶化剤としては、スチレン−エチレン−ブチレン−スチ
レンの共重合体（シェル製；クレイトンＧ−１６５７）
やスチレン−エチレン−プロピレン（クラレ製；ＫＬ１
００１）等のポリスチレンのブロック相とポリオレフィ
ンのブロック相を共に有する樹脂がある。相溶化剤の添
加量は、ポリプロピレンとポリスチレンとの併せた樹脂
１００重量％に対して好ましくは、５〜３０重量％であ
る。

【００１８】本発明の方法で発泡シートを製造する方法
については通常の熱可塑性樹脂、特にポリプロピレン発
泡シートの製造に使用する方法を用いることができ、例
えば特開昭５５−２７３２０、特開昭５５−４５７１
４、特開昭６３−２８８７３１などに開示された方法な
どが使用できる。

【００１９】本発明でいう発泡シートを得るには、低沸
点物を混合するが、その低沸点物は、熱可塑性樹脂の発
泡剤として一般に用いられているものでよく例えば、プ
ロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素化合
物、フロン−２２、フロン−１２３、フロン−１３４、
フロン１２、フロン１１、フロン１１４、メチルクロラ
イド、メチレンクロライド等のハロゲン化炭化水素化合
物、石油エーテルや炭酸ガス、窒素ガスなどが代表的で
ある。

【００２０】この低沸点物の注入量は、目的とする発泡
シートの厚みと見掛け密度により選択されるが、樹脂１
００ｇに対し０．０１〜０．１ｍｏｌであり、好ましく
は０．０２〜０．０８ｍｏｌである。低沸点物の注入量
が０．０１ｍｏｌ未満では、押出したシートが裂け易
い。また注入量が０．１ｍｏｌを越えると押出機先端に
取り付けた金型の環状スリットより樹脂を放出した際、
花弁状のコルゲーションが多発しシートに穴が多くなり
シート巾方向で品質差が大きくなる。

【００２１】発泡倍率は用途により異なり目的に合わせ
て調節すればよいが、通常は５〜１０倍である。

【００２２】また、本発明では、セルの調整剤としてタ
ルク、シリカゲルや炭酸カルシウム等の無機物や化学発
泡剤を少量添加することは何ら差支えない。

【００２３】本発明の発泡シートの製造方法について、
て、タンデム型の通常の発泡押出設備を使用した例で示
す、ホッパーよりシンジオタクチック構造のポリプロピ
レンとタルクを供給し、１５０〜２２０℃に加熱された
押出機で混合したところに低沸点物を圧入し樹脂と低沸
点物を均一に混合する。連続して二段目の押出機に供給
し１００〜１６０℃まで冷却し、押出機先端に取り付け
た金型の環状スリットから大気中に放出する。発泡シー
トの内外表面を冷却しながら引き続きサイジングドラム
に沿って引取ることにより発泡シートを得る。

【００２４】

【実施例】以下、実施例で説明する。 実施例１ 常法に従って合成したイソプロピルシクロペンタジエニ
ル−１−フルオレンをリチウム化し、四塩化ジルコニウ
ムと反応し再結晶することで得たイソプロピル（シクロ
ペンタジエニル−１−フルオレニル）ジルコニウムジク
ロリド２ｇと東ソー・アクゾ（株）製メチルアルミノキ
サン（重合度１６．１）６００ｇを用い、内容積２００
０ｌの重合釜で重合圧力３ｋｇ／ｃｍ² 、２０℃で２時
間重合し、ついでメタノールとアセトン酢酸メチルで脱
灰処理し塩酸水溶液で洗浄し、ついで濾過して６１ｋｇ
のシンジオタクティックポリプロピレンを得た。このポ
リプロピレンは¹³Ｃ−ＮＭＲによればシンジオタクチッ
クペンタッド分率は０．９２８であり、１３５℃テトラ
リン溶液で測定した極限粘度（以下〔η〕と略記）は
１．３８、１，２，４−トリクロロベンゼンで測定した
重量平均分子量と数平均分子量との比（以下ＭＷ／ＭＮ
と略記）は２．１であり、示差走査型熱量計で測定した
融点は１４９℃であった。

【００２５】このポリプロピレンとポリスチレン（トー
ポレックス ５２５−５１；三井東圧化学製）を重量比
で５０：５０にして９０重量％、相溶化剤として、スチ
レン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体（クレイ
トン；シェル製）を１０重量％、更に気泡調整剤として
タルク（日本タルク製）１．０重量部を添加し、１８０
℃の温度で溶融混練した後フロン−２２を樹脂１００ｇ
に対し、０．０５５ｍｏｌの割合で圧入した。この混合
物を二段目の押出機で１２５℃に冷却してダイスの環状
スリツトより大気中に放出して発泡シートを得た。得ら
れた発泡シートの厚み、見掛け密度をそれぞれ表−１に
示した。耐熱性；１２０℃の温度のオイルバス中に１分
間浸漬し、変形量を測定する。独立気泡率；発泡シート
を水中に浸漬し、−４００ｍｍＨｇの減圧下１分静置
し、浸漬前後のシート重量変化で算出する。

【００２６】それぞれの測定結果も併せて、表−１に記
載した。

【００２７】耐熱性は発泡ポリスチレンシートより優
れ、また独立気泡率も高い発泡シートが得られた。

【００２８】実施例２〜３ 実施例１においてポリプロピレンとポリスチレンの混合
比率を変えた以外は、同じ原料で発泡押出した。混合比
率および得られた発泡シートの物性を表−１に記載し
た。実施例１類似の耐熱性、高い独立気泡率の発泡シー
トが得られた。

【００２９】実施例４ 実施例１においてポリプロピレンのシンジオタクチック
ペンタッド分率を変えた以外は、同様にして発泡押出し
た。シンジオタクチックペンタッド分率および得られた
発泡シートの主な物性を表−１に記載した。独立気泡率
が若干低下したが、良好な発泡シートが得られた。

【００３０】比較例１ 実施例１において、ポリプロピレンを通常のアイソタク
チックタイプのもの（三井ノーブレンＢＪＨＨ；三井東
圧化学製）に変えた以外は同様にして発泡押出した。ダ
イスの環状スリットより大気中に放出した樹脂は引き取
ると切断し易く、シートに穴があいたり、更には引き取
り困難であった。

【００３１】比較例２〜３ 実施例１においてポリプロピレンの混合比率をかえて発
泡状態および発泡シートの物性を表−１に記載した。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、独立気泡率
の高くまた発泡率の大きい発泡シートが得られる。ポリ
スチレン単独の発泡シートより耐熱性があり、かつ断熱
性や緩衝性等を付与した発泡シートを提供できるもので
ある。例えば、本発明で得られた発泡シートは、真空や
圧空成形で各形状の容器に加工され、これらの容器はカ
レー、スープやシチューの如く油分を含む食品や、電子
レンジで加温する食品用途に好適である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリプロピレンとポリスチレンを主成分
   とする発泡シートにおいて、シンジオタクチックポリプ
   ロピレンが３０〜９５重量％、ポリスチレンが７０〜５
   重量％よりなる樹脂を主成分とすることを特徴とする発
   泡シート。
2. 【請求項２】 シンジオタクチックポリプロピレンを７
   ０〜５重量％、ポリスチレンが７０〜５重量％よりなる
   樹脂を主成分とする樹脂を押出機にて溶融した後に低沸
   点物を圧入し、次いで冷却しながら押出機の先端に取り
   付けた金型より大気中に放出して発泡シートを製造する
   請求項１記載の発泡シートの製造方法。