JP7704635B2 - ポリスチレン系樹脂組成物の押出成形時の目ヤニ発生抑制方法 - Google Patents

Description

本発明は、ポリスチレン系樹脂組成物の押出成形時の目ヤニ発生抑制方法に関する。

ポリスチレン系樹脂は熱可塑性樹脂の中でも安価で高い加工性を有しており、食品の包装材、ＣＤケース、家電製品の筐体等幅広い分野で使用されている。

ポリスチレン系樹脂は、一般的に、耐衝撃性改良剤、滑剤、充てん剤等の様々な添加物を配合したうえで押出成形されるが、これらの添加物等が原因となり、押出成形時に「目ヤニ」と称される付着物が押出機のダイス口に堆積してしまうことがある。その発生量が多量な場合、成形品に異物として付着することで、不良品が発生してしまうという問題がある。

ポリスチレン系樹脂組成物の押出成形時の目ヤニの発生を抑制する従来技術としては、ゴム変性ポリスチレン系樹脂からなり、ペレット水分量が１５０ｐｐｍ以下であるペレット、及びそれを用いたゴム変性ポリスチレン系樹脂の溶融押出方法（特許文献１）、樹脂流路に面した部分の表面を、窒化チタン又はタングステンカーバイトのいずれかでコーティングし、若しくは前記樹脂流路に面した部分の表面を窒化処理したアウトリングと、により形成される前記樹脂流路を有することを特徴とする、樹脂発泡シート製造装置用ダイ（特許文献２）等が開示されている。

しかし、原材料の水分量調整は原材料の種類や製造時期によってはコントロールが難しく、特殊コーティングを施したダイスの設計は成形品種ごとにダイスを設計する必要があり煩雑である。そこで、より優れた、ポリスチレン系樹脂組成物の押出成形時の目ヤニ発生抑制技術が求められていた。

特開平１１‐２３６４２２号公報 特開２０００‐２４６７８２号公報

本発明の目的は、ポリスチレン系樹脂組成物の押出成形時における目ヤニの発生を抑制できる方法を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決する為に鋭意研究を重ねた結果、ポリスチレン系樹脂に特定の分子量のポリプロピレンワックスを配合することにより、上記課題を解決できることを見出した。本発明者らは、これらの知見に基づき更に研究を重ね、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、ポリスチレン系樹脂に重量平均分子量２７，０００～４５，０００のポリプロピレンワックスを配合することを特徴とするポリスチレン系樹脂組成物の押出成形時の目ヤニ発生抑制方法、からなっている。

本発明を用いることにより、ポリスチレン系樹脂組成物の押出成形時の目ヤニの発生を抑制できる。

本発明に用いられるポリスチレン系樹脂としては、ポリスチレン系樹脂の成形品に一般的に用いられるポリスチレン系樹脂であれば特に制限は無く、例えば、スチレン系単量体（例えば、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン等）の１種類の単独重合体（例えば、ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリクロロスチレン等）、スチレン系単量体の２種類以上の共重合体、スチレン系単量体と他の単量体との共重合体、スチレン系単量体とエラストマーとの共重合体等が挙げられる。また、これらのポリスチレン系樹脂の２種類以上の混合物、これらのポリスチレン系樹脂と他の熱可塑性樹脂との混合物であっても良い。

上記「スチレン系単量体と他の単量体との共重合体」を構成する他の単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリニトリル等のアクリロニトリル類、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸類、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等の不飽和カルボン酸エステル類、クロロプレン、ブタジエン、イソプレン等のジエン類、１‐ブテン、１‐ペンテン等のオレフィン類、α，β‐不飽和カルボン酸（例えば、無水マレイン酸等）又はその無水物等が挙げられる。

上記「スチレン系単量体とエラストマーとの共重合体」を構成するエラストマーとしては、例えば、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム等のポリジエンゴム、スチレン-ブタジエンゴム等のスチレン-ジエンエラストマー、スチレン-ブタジエン-スチレンゴム等の分子構造中にポリジエンブロックを有するブロック共重合体エラストマー等が挙げられる。

本発明に用いられるポリプロピレンワックス（以下単に「ポリプロピレンワックス」ともいう）は、プロピレンを重合又は高分子量ポリプロピレンを解重合して得られるポリプロピレンであって、重量平均分子量が２７，０００～４５，０００、好ましくは３５，０００～４５，０００のものである。重量平均分子量の測定方法としては特に制限は無いが、例えば、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により、下記の測定条件で行ったポリスチレン換算の重量平均分子量を採用することができる。
［測定条件］
カラム：ＴＳＫｇｅｌカラム(東ソー社製)×４
温度：１４０℃
溶離液：o-ジクロロベンゼン
流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
サンプル濃度：０．１５ｍｇ／ｍＬ
換算標準：ポリスチレン

ポリプロピレンワックスとしては、例えば、ビスコール３３０Ｐ（商品名；重量平均分子量４０，０００；三洋化成工業社製）、ハイワックスＮＰ８０５（商品名；重量平均分子量３２，６００；三井化学社製）、ビスコール４４０Ｐ（商品名；重量平均分子量３０，０００；三洋化成工業社製）、ＬＩＣＯＣＥＮＥ ＰＰ２６０２（商品名；重量平均分子量２９，７００；メタロセン系ポリプロピレンワックス；クラリアントケミカルズ社製）等が商業的に製造及び販売されており、本発明にはこれらを用いることができる。

本発明において、ポリスチレン系樹脂に対するポリプロピレンワックスの配合方法としては、ポリスチレン系樹脂にポリプロピレンワックスを均一に分散させることができれば特に制限は無いが、押出機を用いてポリスチレン系樹脂及びポリプロピレンワックスを加熱混練するのが好ましい。押出機を用いた場合、加熱混練によるポリスチレン系樹脂に対するポリプロピレンワックスの配合と、配合後のポリスチレン系樹脂組成物の押出成形とを同時に行うことができる。押出機を用いた配合及び押出成形の具体的な方法としては、ポリスチレン系樹脂及びポリプロピレンワックスを押出機に投入し、加熱混練によりポリプロピレンワックスを配合したポリスチレン系樹脂組成物が得られ、更に該ポリスチレン系樹脂組成物が押出成形される。用いる押出機としては、例えば、単軸押出機、二軸押出機等が挙げられ、混練力及び生産性の観点から、二軸押出機を用いるのが好ましい。二軸押出機の種類としては、例えば、二軸異方向非噛み合わせ型押出機、二軸異方向噛み合わせ型押出機、二軸同方向非噛み合わせ型押出機、二軸同方向噛み合わせ型押出機等が挙げられる。

本発明において、ポリスチレン系樹脂に対するポリプロピレンワックスの配合温度としては、押出機を用いた場合の加熱混練する温度（押出機のバレル温度）として、ポリスチレン系樹脂及びポリプロピレンワックスが溶融する温度以上であり、且つこれらの成分が劣化し過ぎない程度の範囲の温度であれば特に制限は無いが、１２０～２３０℃が好ましい。

本発明において、ポリスチレン系樹脂に対するポリプロピレンワックスの配合の際、あらかじめポリスチレン系樹脂に対してポリプロピレンワックスを配合したマスターバッチを作製し、該マスターバッチをポリスチレン系樹脂に配合する方法が好ましい。該方法は、ポリプロピレンワックスをポリスチレン系樹脂中に効果的に分散させるために有効である。該マスターバッチ１００質量％中のポリプロピレンワックスの配合量は、通常５～４０質量％、好ましくは１０～３０質量％である。

本発明において、ポリスチレン系樹脂に対するポリプロピレンワックスの配合量としては、ポリプロピレンワックス等の配合後のポリスチレン系樹脂組成物１００質量％中、通常０．１～２０質量％、好ましくは１～５質量％である。

本発明において、ポリスチレン系樹脂に対し、ポリプロピレンワックス以外の成分を配合しても良い。該成分としては、ポリスチレン系樹脂に通常配合される成分であれば特に制限は無いが、例えば、耐衝撃性改良剤、滑剤、充てん剤、帯電防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、可塑剤、顔料、染料、導電剤等が挙げられる。

以下に本発明を実施例で説明するが、これは本発明を単に説明するだけのものであって、本発明を限定するものではない。

［ワックス成分を含むマスターバッチの製造］
（１）原材料
１）ポリスチレン系樹脂（商品名：トーヨースチロールＨＲＭ‐１２；汎用ポリスチレン；東洋スチレン社製）
２）ポリプロピレンワックス１（商品名：ビスコール３３０Ｐ；重量平均分子量４０，０００；三洋化成工業社製）
３）ポリプロピレンワックス２（商品名：ハイワックスＮＰ８０５；重量平均分子量３２，６００；三井化学社製）
４）ポリプロピレンワックス３（商品名：ビスコール４４０Ｐ；重量平均分子量３０，０００；三洋化成工業社製）
５）ポリプロピレンワックス４（商品名：ＬＩＣＯＣＥＮＥ ＰＰ ２６０２；メタロセン系ポリプロピレンワックス；重量平均分子量２９，７００；クラリアントケミカルズ社製）
６）ポリプロピレンワックス５（商品名：ハイワックスＮＰ５０５；重量平均分子量２５，７００；三井化学社製）
７）ポリプロピレンワックス６（商品名：ハイワックスＮＰ１０５；重量平均分子量１１，２００；三井化学社製）

（２）配合
上記原材料を用いて作成したマスターバッチの配合を表１に示す。

（３）製造方法
表１に記載の原材料の合計が１０００ｇとなるように量り取り、二軸同方向回転噛み合わせ型押出機(型式：ＫＺＷ１５ＴＷ‐４５ＭＧ‐ＮＨ；スクリュー直径＝１５ｍｍ；Ｌ／Ｄ＝４５；テクノベル社製)を用いて、バレル（Ｃ１～Ｃ６、Ｈ／Ｄ）温度を１４０～２２０℃（Ｃ１＝１４０℃、Ｃ２～Ｃ６＝２２０℃）、スクリュー回転数３００ｒｐｍにて加熱混練し、ワックス成分を含有するポリスチレン系樹脂組成物を押出成形した。ストランド状に押し出されたポリスチレン系樹脂組成物をペレタイザーでカットして円柱状（直径３ｍｍ、長さ３ｍｍ）のマスターバッチ１～６を製造した。

［目ヤニ発生抑制評価試験］
ポリスチレン系樹脂（商品名：トーヨースチロールＨＲＭ‐１２；汎用ポリスチレン；東洋スチレン社製）、エラストマー（商品名：ＪＳＲ‐ＲＢ８１０；１，２‐ポリブタジエン；ＪＳＲ社製)、マスターバッチ１～６のいずれかを、表２の配合にて合計２０００ｇとなるように量り取り、これらの原材料をビニール袋に入れて手で持ち、３０秒間均一になるよう混合した。得られた混合物を二軸同方向回転噛み合わせ型押出機（型式：ＭＦＵ１５ＴＷ‐６０ＨＧ‐ＮＨ；スクリュー直径＝１５ｍｍ；Ｌ／Ｄ＝６０；テクノベル社製)を用いて、バレル（Ｃ１～Ｃ６、Ｈ／Ｄ）温度１４０～２２０℃（Ｃ１＝１４０℃、Ｃ２～Ｃ６＝２２０℃）、スクリュー回転数３００ｒｐｍ、押出量３ｋｇ／ｈの条件で、２０分間加熱混練し、ポリスチレン系樹脂組成物の押出成形を行った。２０分経過時点で、ダイス口付近に発生していた目ヤニをヘラで全て除去し、更に２０分間加熱混練して、ポリスチレン系樹脂組成物の押出成形を行い、試験区１～１１とした。各試験区につき、ダイス口付近に発生していた目ヤニをピンセットで採取して質量を測定し、下記表３の評価基準で評価した。結果を表４に示す。

各試験区において、ポリスチレン系樹脂組成物中のポリスチレン系樹脂（マスターバッチに含有されるポリスチレン系樹脂を含む）及びエラストマーの配合量は、常に同量になるよう調整した。なお、各試験区において、エラストマーは耐衝撃性改良剤として、ポリスチレン系樹脂に配合した。また、試験区１～８は本発明の実施例であり、試験区９及び１０は本発明の比較例であり、試験区１１は本発明の参考例である。

結果から明らかなように、試験区１～８は「〇」以上の結果であり、優れた目ヤニ発生抑制効果が得られた。一方、試験区９及び１０は「△」又は「×」の結果であり、目ヤニ発生抑制効果がなかった。

Claims (1)

1. あらかじめポリスチレン系樹脂に対して重量平均分子量２７，０００～４５，０００のポリプロピレンワックスを配合したマスターバッチを作製し、
   該マスターバッチをポリスチレン系樹脂に配合することを特徴とするポリスチレン系樹脂組成物の押出成形時の目ヤニ発生抑制方法であって、該マスターバッチ１００質量％中の該ポリプロピレンワックスの配合量が５～４０質量％である、ポリスチレン系樹脂組成物の押出成形時の目ヤニ発生抑制方法。