JPH03103450A - 深絞り性、強度に優れたスチレン系樹脂発泡体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、加熱二次発泡成形性に優れ、特に深絞り性、
発泡戒形品の強度に優れたスチレン系樹脂発泡体に関す
るものである。

（従来の技術） スチレン系樹脂発泡体は、加熱により二次発泡し、容易
に所望の形状に戒形でき、かつ得られた戒形体は軽量で
、機械的強度に優れ、外観が美しく、疎水性に冨み、断
熱に優れているために、箱、トレー、カップ等の食品包
装材や簡易容器に使用されている。

最近、生産性の向上、不良率の減少の観点から、二次発
泡或形性の良好なスチレン系樹脂発泡体が望まれている
。また、食品包装用のトレー等では、自動包装するとき
、割れ等が生じないように強度の改良が求められている
。

シート状のスチレン系樹脂発泡体を加熱炉で加熱処理し
て発泡させ、ついで加熱炉から取り出して金型で戒形す
る一連の加熱二次発泡成形体の製造において、加熱炉内
の温度が不均一であることや、外気温による炉内温度の
変動のために、シートの一部、又は全部が加熱不足とな
って、戊形時にシートが破れたり、戒形品表面の一部が
かさぶた状になったり、型決まり性が悪くなったりし、
逆に加熱過剰となって、戊形品表面にケロイド状が発生
したり、成形品の厚さが変動する等の現象が生しる。

ケロイド状の発生を防ぐために、基材のボリスチレン系
重合体の分子量を上げたり、シート表面にフィルムを貼
ったり、樹脂密度の大きい層、いわゆるスキン層を形威
したりする等の方法が知られているが、かかる方法では
型決まりの良い発泡体が得られにくく、深絞り成形品の
場合には、シート破れが生じやすい。

また、型決まりの良い発泡体を得るために、ボリスチレ
ン系重合体基材の分子量を下げたり、ポリスチレン系重
合体基材に可塑剤、滑剤等を添加する方法が知られてい
るが、二次戒形時の加熱過剰時にケロイド状の不良現象
を起こしやすい。

ケロイド状の発生を押さえ、型決まり性の良好なスチレ
ン系発泡体を得る方法として、分子量分布の広いスチレ
ン系発泡体を使用することが有効であることが特開昭６
２−２２８３４号公報に記載されている．しかし、かか
る分子量分布の広いスチレン系樹脂発泡体の成形品は本
質的に強度が弱いという欠点を有している， また、特開昭６４−７９２３８号公報には、ポリスチレ
ン系樹脂１００重量部に対して可塑剤０．７〜５重量部
を添加してなる発泡体嵩密度が、１５〜２８ｋｇ／ｒｒ
？であるボリスチレン系樹脂発泡体の記載があるが、こ
れは断熱材としての用途であり、深絞り性についての示
唆はなく、また二次戒形性が良く、かつ威形品強度の優
れたスチレン系樹脂発泡体についての示唆は見られない
。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者らは、かかる現状を鑑み、二次戒形時にケロイ
ド状の発生を抑え、型決まり性が良好であり、特に深絞
り性、戒形品の強度の優れたスチレン系樹脂発泡体の開
発をすべく鋭意検討し、本発明に到達した。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明は； 重量平均分子量２０万〜５５万、オリゴマー含有量０．
　　５重量％以下、スチレン単量体及びエチルベンゼン
の合計１０．１重量％以下、かつミネラルオイル含有量
０．１〜２．０重量％であるスチレン系樹脂からなる深
絞り性、或形品強度に優れたスチレン系樹脂発泡体に関
するものである。

本発明で言うスチレン系樹脂とは、スチレンモノマーを
公知の方法、例えば塊状重合、悲濁重合、あるいは塊状
、懸濁重合などで重合したものを言う。少量のゴム威分
や、他のビニル系単量体、例えばα−メチルスチレン、
ビニルトルエン、ｐメチルスチレンなどのスチレン系モ
ノマーや、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、メタ
クリル酸メチル、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレ
イン酸などが共重合されているものも含まれる。

ゴム戒分の割合は、ビニル系単量体に対し０−１０重量
％、他のビニル系単量体の割合はスチレンを含めた全ビ
ニル系単量体に対し、Ｏ〜３０重量％である。

スチレン系樹脂発泡体の重量平均分子量は２０万〜５５
万、好ましくは２５万〜５０万であることが必要である
。

本発明においては、スチレン系樹脂の重量平均分子量と
して、２０万〜５５万の範囲のものを用い、しかもオリ
ゴマー含有１０．５重量％以下、スチレン単量体及びエ
チルベンゼンの合計ｉｏ．１重量％以下、かつミネラル
オイル含有ｔｏ．１〜２．０重量％の特定範囲のものと
することによって、二次威形時にケロイド状の発生を抑
え、型決まーり性が良好であり、 とくに、■　ポリスチレン系樹脂の重量平均分子量が２
０万〜４０万未満、好ましくは２５万〜３５万では、深
絞り性の特に優れた発泡体が得られ、 また■　その重量平均分子量が４０万〜５５万では、戒
形品強度のとくに優れた発泡体が得られる。

そして、■の場奇に、重量平均分子量が２０万未満では
発泡或形品の強度が弱く、実用に耐えない。また、重量
平均分子量が４０万以上である場合には、二次戒形時の
型決まり性が悪くなる傾向がある。

また、■の場合に、重量平均分子量が４０万未満では、
本発明の目的の発泡或形品の強度があまり高くならない
。また、重量平均分子量が５５万を越える場合には、二
次成形性が著しく悪くなる。

重量平均分子量は、ＧＰＣで測定できる。

ここで、オリゴマーとは、スチレンを主体とした二量体
及び三星体を３う。オリゴマーの含有量が０．　　５重
景％以下で、かつスチレン単量体及びエチルベンゼンの
合計量が０．　　Ｉ３ｆｔｉｔ％以下であることが必要
である。

オリゴマー含有量が０．　　５重量％、かつスチレン単
量体及びエチルベンゼンの合計量が０．１重量％を越え
ると、二次成形性が悪くなり、特に■の場合では、とく
に二次戒形時の深しぼり性が著しく悪くなる。オリゴマ
ーの含有量は、好ましくは０．　　３重景％以下である
。

さらに、ミネラルオイル含有量は、０．ｌ〜２．０重量
％でなければならない。０．１重量％未満では二次戒形
性が悪くなり、特に■の場合では、深しぼり性が悪くな
る。２．０重量％を越えると、発泡体の耐熱性が劣り、
特に■の場合では二次威形性も悪くなる。ミネラルオイ
ル含有量は、好ましくは０．　　２〜１．　　０重量％
である。

オリゴマー含有量とスチレン単量体及びエチルベンゼン
の含有量は、重合条件、例えば触媒の種類や量、重合温
度、重合時間、未反応モノマーの回収条件などを適正化
することにより達戒される。

ミネラルオイルは、予めスチレン単量体中に厘合して重
合しても良いし、重合後、押出機等で混合しても良い。

オリゴマー、スチレン単量体、エチルベンゼン、ミネラ
ルオイルなどは、ガスクロマトグラフィーや液体クロマ
トグラフィーなどを用いて、公知の方法で測定できる。

スチレン系樹脂発泡体は、スチレン系樹脂にプロパン、
ブタン、ベンタン、ヘキサン等の低級炭化水素や塩化メ
チル、ジクロロメタン、トリクロロモノフルオ口メタン
、ジクロロジフルオロメタン等のハロゲン化炭化水素等
の発泡剤を含浸させて、押出機に供給するか、スチレン
系樹脂を押出機に供給した後、押出機中に上記発泡剤を
圧人し、発泡剤とスチレン系樹脂を押出機で溶融・混練
させ、Ｔダイ又はサーキュラーダイなどから押出す等の
公知の方法により、厚さが０．５闘〜５ｍ、嵩密度が０
．０３〜０．３ｇ／ｃｄのシート状の一次発泡されたス
チレン系樹脂発泡体が製造される。

シートの厚さは０．８ｍｍ〜４ｍが好ましい。厚さがＯ
，．５［１１１１より薄いと二次発泡時にシートが破損
したり、十分な戒形品強度を有しない。また、厚さが５
ｍｍを越えると二次戊形が困難になる。

嵩密度は、０．０５　〜０．２ｇ／ｃｔａが好ましい。

嵩密度が０．０３ｇ／ｃ＋ｄより小さいと二次発泡時に
シートが破れたり、成形品強度が十分でなく、０．３ｇ
／ｃｆｆｌより大きいと発泡品としてのメリットがなく
なる。

スチレン系樹脂を発泡させ、スチレン系樹脂発泡体を得
るに当たり、発泡セル径を制御するタルク、炭酸カルシ
ウム等の造核剤、可塑剤、清剤、顔料、酸化防止剤、帯
電防止剤、難燃剤などを混合使用しても良い。

また、得られたスチレン系樹脂発泡体の表面特性を変え
るために、帯電防止剤、シリコーン等の滑剤を表面に塗
布しても良い。

本発明で意図する発泡体の機能を膿なわない範囲で、本
発明で使用する特定のスチレン系樹脂に他のスチレン系
重合体を混合して使用することも可能である。

以上のようにして得られたスチレン系樹脂発泡体を加熱
二次発泡成形するには、スチレン系樹脂発泡体を加熱炉
に入れて、軟化、二次発泡させた後、加熱炉から出し、
直ちにプレス金型でブレス或形して戒形品にするのが一
般的である。

本発明のスチレン系樹脂発泡体は、広い加熱温度幅にお
いて均一な軟化状態が得られるために、加熱炉の温度変
化、加熱炉内の温度分布等によるケロイド状が発生しに
くく、型決まり性の良好な成形品が得られ、特に強度の
優れた、また、深しぼり性の優れた戒形品が得られる。

以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。

（実施例１〜４及び比較例１〜３） く重量平均分子量２０万〜４０万未満のスチレン系樹脂
の使用例〉 表１に示すスチレン系樹脂にタルクを０．２５重量％あ
らかしめ混合し、５０１Ｍｌφの押出機に供給し、２０
５゜Ｃで溶融させた。押出機の先端部分にフロン−１２
を５重量％圧人し、第２の押出機に導いて１５０゜Ｃま
で冷却した。次いで、サーキュラーダイより筒形発泡シ
ートを得、１ケ所にて切り開いて厚さ２．０ｍ、嵩密度
０．１１ｇ／ｃｉのスチレン系樹脂発泡体シートを得た
。

このスチレン系樹脂発泡体を１ケ月間養生し、イリッヒ
或形機に付属している赤外線加熱炉でｌ２５゜Ｃに加熱
して二次発泡させ、加熱時間を変えながら、深しぼり部
分のある或形品を戒形して、各シートの二次成形性を評
価した６評価結果を表１に示す。

本発明のスチレン系柑脂発泡体は、二次成形時に少ない
加熱時間でも破断や表面のかさぶた状が発生せず、かつ
型決まり性が良好で、また、加熱時間が長めになっても
戒形品のへクリ、ケロイド状が発生しに＜＜、５しぼり
に広い条件中で耐えられることが分かる。

（実施例５〜８及び比較例４〜６） 〈重量平均分子量４０万〜５５万を有するスチレン系樹
脂の使用例〉 表２に示すスチレン系樹脂にタルクを０．２５重景％あ
らかじめ混合し、５０ｍｍφの押出機に供給し、２０５
℃で溶融させた。押出機の先端部分にフロン−１２を５
重量％圧人し、第２の押出機に導いて１５０゜Ｃまで冷
却した。次いで、サーキュラーダイより筒形発泡シート
を得、１ケ所にて切り開いて厚さ１．９＋＋ｌ＋＋＋、
嵩密度０．１０ｇ／ｃｄのスチレン系樹脂発泡体シート
を得た。

このスチレン系樹脂発泡体を１ケ月間養生し、イリッヒ
或形機に付属している赤外線加熱炉で１２５゜Ｃに加熱
して二次発泡させ、加熱時間を変えながら、トレー状の
成形品を或形して、各シートの二次戒形性を評価した。

また、戒形品の強度は、トレーの中方向を１８１ＩＩＩ
Ｉ１撓ませた時にかかる荷重を測定することにより求め
た。それらの評価結果を表２に示す。

本発明のスチレン系樹脂発泡体は、高分子量の割りには
二次成形性が良好で、かつ極めて優れた強度を有するこ
とが理解される。

（発明の効果） 本発明のスチレン系樹脂発泡体においては、特定範囲の
重量平均分子量を有し、オリゴマー含有量及び、スチレ
ン、エチルベンゼンの含有量が特定量以下と少なくし、
かつミネラルオイルの添加星を特定星としたスチレン系
樹脂を用いたので、高分子量の割りには二次戒形性が良
好で、かつ特に威形品強度、深しぼり性も極めて優れた
スチレン系樹脂発泡体が得られる。

（ばかｌ名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量平均分子量２０万〜５５万、オリゴマー含有量０．
   ５重量％以下、スチレン単量体及びエチルベンゼンの合
   計量０．１重量％以下、かつミネラルオイル含有量０．
   １〜２．０重量％であるスチレン系樹脂からなる、深絞
   り性、強度に優れたスチレン系樹脂発泡体。