JP3412181B2 - 発泡シート用スチレン系樹脂 - Google Patents

発泡シート用スチレン系樹脂

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JP3412181B2
JP3412181B2 JP7288493A JP7288493A JP3412181B2 JP 3412181 B2 JP3412181 B2 JP 3412181B2 JP 7288493 A JP7288493 A JP 7288493A JP 7288493 A JP7288493 A JP 7288493A JP 3412181 B2 JP3412181 B2 JP 3412181B2
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剛士 藤沢
敏和 保科
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】発泡ポリスチレンシートの成形物
は、成形性および保温性が優れているため、大規模小売
り店等に於て食品容器や即席麺の容器等として広く用い
られている。本発明はそのシートの二次加工性を向上さ
せる原料ポリスチレンに関する。
【0002】
【従来の技術】発泡ポリスチレンシート(以下PSPと
略称)に熱二次成形を施し、容器等の成形物に加工する
際、表面が割れて外観を著しく損い商品価値を落として
しまうことがある。とりわけミートトレイに代表される
食品容器に於てはその製品の成形不良率が大きな問題と
なっている。
【0003】このPSPに用いられるスチレン系樹脂は
主にスチレン単位100重量%のポリスチレン単体が専
ら用いられるが用途によってはメタクリル酸或いは無水
マレイン酸を少量共重合したコポリマーも用いられる。
そしてその重合体の数平均分子量は約10万、重量平均
分子量は約30万程度のものが多い。なお、ここで言う
数及び重量平均分子量はゲルパームーションクロマトグ
ラフで求めたものをいう。すなわち、測定時に使用する
溶媒はテトラヒドロフランとし、測定するスチレン系樹
脂10mgを10mlの該溶媒に溶解し、分別カラム
(東曹製、TSK−gel−GMH−XL)に通し測定
したものである(測定機本体は東曹製、HLC802
0)。
【0004】これらの重合体は主に塊状重合、或いは懸
濁重合に代表されるラジカル重合によって生産される。
上記した二次加工時の成形性を改良するための対策とし
ては、従来原料の分子量分布を広くせしめたり、あるい
は加工時の伸びを稼ぐ為に可塑剤(例えばステアリン
酸、流動パラフィンの類)を原料樹脂に0.5〜1.0
重量%混入せしめたりする方法が取られてきたが、ある
程度の改善が認められるものの根本的な改善にはなって
いない。
【0005】一方、粘度低下が期待されるモノマーをス
チレンと共重合する方法も提案されているが、満足のい
く解決にはならいばかりではなく、ガラス転移温度がス
チレンのそれよりも低くなってしまう為(100℃以
下)、ドンブリ等の温湯を注ぐ容器には適さなくなって
しまうという問題点を有している。
【0006】ところで、熱二次加工時の成形性の善し悪
しを決定する因子の測定にはバイブロンに代表される粘
弾性測定装置、或いはメルトフローレート、ビカット軟
化点測定などがあるが、成形不良率の多いものと少ない
物のこれらの諸物性は殆ど大差は無く、具体的に何が異
なっているのかを明確にすることが従来から非常に困難
であった。PSPの二次成形温度は100〜130℃の
温度範囲である。しかしながらこの範囲内での種々の粘
性挙動データの測定は難しく、公知の文献でもあまり知
られていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上記の
様な二次成形時における成形不良を発生しないポリスチ
レン系樹脂を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】発明者等はPSPの二次
成形性を決定するのはこの温度範囲での樹脂挙動、特に
伸びに直接関係がある粘度の温度感度に関係が有ること
を見出し、様々な検討の結果、温度103〜130℃ま
での粘度変化の活性化エネルギーの絶対値が600kJ
/mol以下である事を特徴とする発泡シート用スチレ
ン系樹脂であって、特にその数平均分子量が7万〜22
万、重量平均分子量が15万〜45万で、スチレン単位
91〜100重量%、メタクリル酸単位及び/または無
水マレイン酸単位0〜9重量%の樹脂及びその製造方法
からなる本発明を完成した。
【0009】そして、上記の温度範囲で粘度を測定する
には測定樹脂をフィルム状(200℃でペレットもしく
は粉末を圧縮成形したものか或いはポリマーの濃厚溶液
をガラス板に伸ばし溶媒を蒸発せしめて得られるフィル
ム)にし、クリープ試験法に依って粘度を算出するのが
適している事が分かった。詳細については実施例に記載
するがこの粘度変化の活性化エネルギーの絶対値が低い
物ほど発泡体の熱二次成形性が良好である事をつきとめ
たのである。
【0010】本発明の低い活性化エネルギーを持つスチ
レン系樹脂の製造は、重合の終段階で発生する副分解反
応をなるべく抑えると同時に重合効率を通常の重合方法
よりも上げることによって行われる。その為には重合開
始剤、すなわちラジカル発生剤(例えばアゾビスイソブ
チロニトリル或いは1,1−ビス(t−ブチルパーオキ
シ)シクロヘキサンや過酸化ベンゾイルに代表される有
機過酸化物)を連続重合プロセスの初段、中段或いは後
段で連続的に数箇所で後追添するのが良い。
【0011】さらに、より好ましくは後添加に加えて、
連続重合中の重合液の樹脂濃度が57〜65重量%の所
でその重合液の10〜20重量%を重合中段前に戻し、
この温度を120℃以下に制御する。以上の条件を満足
する方法によって本発明の樹脂が製造出来る。なお前、
中及び/または後段で後添加される重合開始剤は単独で
添加されても良いが、重合溶媒あるいはスチレン単量体
で任意濃度に希釈したものを用いることが好ましい。
【0012】本発明の樹脂を用いて発泡体を作り、これ
に熱二次成形を施すと、後記する実施例にみる通り粘度
変化の活性化エネルギーが低いもの程成形不良率が低い
事が明らかである。この値を左右する因子としては重合
時副生するスチレン誘導体、もしくは残留スチレンの含
有量に依存すると推定される。又この様な物質に限ら
ず、スチレン樹脂と相溶性の高いベンゼン誘導体、アル
キルケトンの類は活性化エネルギーの絶対値を高める傾
向にあり、スチレンと相溶性の少ないステアリン酸、流
動パラフィン(MO)は粘度の絶対値を下げるが活性化
エネルギーを変化させないこともわかった。これらの関
係を図1に示す。
【0013】
【実施例】以下実施例及び比較例により本発明を説明す
る。なお、粘度の測定はPSP原料スチレン系樹脂を
0.1〜0.2mmの薄い無配向のフィルムにした後こ
れをタンザク状に切り出し、次にその両端に一定荷重を
かけ(0.49N)単位時間当たりの伸びを測定し、そ
れから粘度を算出した。測定温度範囲は100〜130
℃であり、粘度算出に用いた計算式は次の通りである。
【0014】
【数1】 次に各温度から求めた粘度をアレニウスの下記式に代入
し活性化エネルギーを求めた。
【0015】
【数2】
【0016】次に発泡体の成形性の評価は、次のように
して行った。まず幅60mm、厚み3mmの発泡体を発泡押
出機を用いて製造する。その際発泡核剤には日本ミスト
ロン製、ミストロンベーパーを用い、発泡剤にはLPG
(ノルマルブタン:イソブタン=70:30<体積分率
>)を用いる。また試験片の発泡倍率を10±0.3、
セルサイズを0.3mmに揃えた。この発泡体を成形機に
よって図2の成形品を作り、割れの総長さ/成形品の外
周=成形不良率として発泡体の成形評価をした。
【0017】実施例1〜、比較例1,2、参考例1〜
表2に示す組成のモノマー99.95重量部に連鎖移動
剤であるエチルベンゼン0.05重量部を投入し、図3
に示す連続重合プロセスに導入する(F0 )。該重合反
応器は入口部で120℃、出口部140℃に調温されて
おり、入口方向より順に第1添加点(a.130℃)、
第2添加点(b.130℃)、第3添加点(c.130
℃)、第4添加点(d.135℃)、第5添加点(e.
135℃)で重合開始剤を連続的に添加(静的混合)す
る。各添加点でのスチレン100重量部あたりの開始剤
の添加重量部は表1に示すとおりである。
【0018】添加する重合開始剤は1,1−ビス(t−
ブチルパーオキシ)シクロヘキサンであり、aでは重合
液(F0)と同じ成分の液で3重量%になるよう、又、
b〜eでは5重量%になるように希釈して使用する。重
合反応器の途中、即ち、重合度がモノマー/ポリマー=
0.5になるところ(図3中のA地点)から重合反応液
を表1に示す割合〔もどし比、F1/F0(重量比)〕で
重合反応器の前方の重合開始剤第1添加点aより前であ
って、反応温度120℃の部分にもどす。なお、A地点
でのポリマー濃度は表1に示すとおりである。
【0019】上記の連続重合法によって重合したポリマ
ーを脱モノマーすると表2に示すポリスチレン樹脂が得
られる。これらのポリスチレン樹脂を前記の成形評価法
によって評価し、粘度変化の活性化エネルギーを成形不
良率との関係にして表3に示す。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】
【発明の効果】本発明の樹脂を用いた発泡体を二次成形
すると従来より外観不良の極めて少ない成形品を作るこ
とが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】ポリスチレンに添加剤を加えた時の活性化エネ
ルギーの変化である。
【図2】PSPの二次成形評価を行った成形品である。
【図3】本発明のポリスチレン樹脂を製造するための連
続重合プロセスの概略図である。
【符号の説明】 ポリスチレンに何も添加していない時 ポリスチレンにα−メチルスチレン二量体を50
00ppm添加した時 ポリスチレンに流動パラフィンを5000ppm
添加した時 ポリスチレンにステアリン酸亜鉛を5000pp
m添加した時 L 成形品側面の外周 Σli 成形品側面に発生した割れの総和 F0 重合液フイード量 F1 重合液もどし量 A 重合液もどし地点 a 重合開始剤第1添加点 b 重合開始剤第2添加点 c 重合開始剤第3添加点 d 重合開始剤第4添加点 e 重合開始剤第5添加点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 2/00 - 2/60 C08F 12/00 - 12/36

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度103〜130℃までの粘度変化の
    活性化エネルギーの絶対値が420kJ/mol以下で
    あることを特徴とする二次加工性の良好な発泡シート用
    スチレン系樹脂。
  2. 【請求項2】 数平均分子量が7万〜22万、重量平均
    分子量が15万〜45万であって、スチレン単位91〜
    100重量%、メタクリル酸単位及び/または無水マレ
    イン酸単位0〜9重量%である請求項1記載の二次加工
    性の良好な発泡シート用スチレン系樹脂。
JP7288493A 1993-03-09 1993-03-09 発泡シート用スチレン系樹脂 Ceased JP3412181B2 (ja)

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JP5008254B2 (ja) * 2004-11-15 2012-08-22 Psジャパン株式会社 スチレン系共重合樹脂組成物および耐熱押出発泡シートおよび容器

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