JPH06107842A - 無機フィラー高充填ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法 - Google Patents

無機フィラー高充填ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法

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JPH06107842A
JPH06107842A JP4279519A JP27951992A JPH06107842A JP H06107842 A JPH06107842 A JP H06107842A JP 4279519 A JP4279519 A JP 4279519A JP 27951992 A JP27951992 A JP 27951992A JP H06107842 A JPH06107842 A JP H06107842A
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JP
Japan
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inorganic filler
sheet
foamed
foaming
weight
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JP4279519A
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English (en)
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Yoshiaki Momose
義昭 百瀬
Hideto Nakatsuka
英人 中塚
Takeshi Aoki
健 青木
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JSP Corp
Original Assignee
JSP Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 発泡シートの燃焼カロリーを低下させるため
に無機フィラーを添加した従来の発泡ポリスチレン系樹
脂シート製造時に生じる、気泡が微細化してコルゲート
が発生したり、気泡膜の破壊による独立気泡率の低下す
る等の問題解決した無機フィラー高充填ポリスチレン系
樹脂発泡シートの製造方法を提供する。 【構成】 特定量の無機フィラーとポリエチレングリコ
ール−ポリプロピレングリコール共重合体とを含有する
発泡性の溶融ポリスチレン系樹脂組成物を押出機内から
低圧域に押出発泡せしめて発泡シートを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼カロリーが低く、
食品包装用容器の成形用としても好適な無機フィラー高
充填ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】プラス
チック廃棄物の処理の問題がクローズアップされている
昨今、特に使い捨て包装容器がプラスチック廃棄物の多
くを占めることから、その処分方法が検討されている。
従来より使い捨ての包装容器の処理するためには主とし
て焼却処理が採用されていが、これらの容器はプラスチ
ック製であるために紙や木材に比べて燃焼カロリーが高
く、大量の使い捨て包装容器を焼却処分すると燃焼時に
発生する高熱エネルギーによって焼却炉が傷められて寿
命が短くなるという問題があった。
【0003】プラスチックの燃焼カロリーを低下させる
方法として、プラスチック中に炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、タルク、クレー等の無機フィラーを充填す
ることは公知である(例えば特公昭56−3376号公
報、特公昭63−38060号公報等)。
【0004】しかしながら、無機フィラーを大量に含有
する発泡シートは脆くなるため、特公昭56−3376
号公報に記載の方法では、無機フィラーの表面をアクリ
ル酸、メタクリル酸等の重合性有機酸によって反応被覆
することにより上記問題を解決しており、特公昭63−
38060号公報に記載の方法では、樹脂中にゴム分を
添加することにより解決している。
【0005】しかしながら、無機フィラーの表面を重合
性有機酸で反応被覆する方法は、発泡シートを食品容器
等の成形に用いる場合、食品衛生上、安全性の面での問
題が解決されてないものもある。
【0006】また発泡シートを製造する場合、発泡性の
樹脂組成物を押出機の先端に設けたサーキュラーダイか
らチューブ状に押出発泡せしめ、このチューブを切り開
いて発泡シートとする方法が広く採用されているが、無
機フィラーは核剤としても作用するため発泡時の気泡が
微細化し易く、このため後者の方法ではサーキュラーダ
イから押出発泡した発泡チューブにコルゲートが発生し
て発泡シートの外観が悪いものとなり、特にコルゲート
がひどい場合にはコルゲートのヒダが相互に融着した
り、押出発泡が困難となる等の問題があった。更に、無
機フィラーは気泡膜の形成時に気泡膜に穴をあけること
もあり、この結果、発泡効率が悪くなり、発泡剤を多量
に必要としたり、得られる発泡シートの独立気泡率が低
下する等の問題もあった。
【0007】本発明者等は上記の点に鑑み鋭意研究した
結果、無機フィラーと、ポリエチレングリコール−ポリ
プロピレングリコール共重合体とを特定割合で含有する
発泡性のポリスチレン系樹脂組成物を、押出機内から低
圧域に押出発泡せしめて特定の密度、厚み、気泡径を有
する発泡シートとすることにより、上記従来の問題点を
解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【0008】
【課題を解決するための手段】即ち本発明の無機フィラ
ー高充填ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法は、
10〜40重量%の無機フィラーと、0.1〜1.5重量%
の揮発性発泡剤及び0.1〜1.0重量%のポリエチレング
リコール−ポリプロピレングリコール共重合体とを含有
する発泡性の溶融ポリスチレン系樹脂を、押出機内から
低圧域に押出発泡せしめ、密度0.1〜0.5g/cm3 、厚み
0.7〜2.0mm、平均気泡径30〜300μmの発泡シー
トを得ることを特徴とする。
【0009】本発明において使用されるポリスチレン系
樹脂としては、例えばポリスチレン、ポリパラメチルス
チレン等のアルケニル芳香族化合物の重合体や、アルケ
ニル芳香族化合物とアクリル酸、メタクリル酸、無水マ
レイン酸、アクリロニトリル等の他のビニルモノマーと
の共重合体等が挙げられる。本発明において、上記ポリ
スチレン系樹脂にはスチレン−ブタジエンゴムブロック
共重合体、スチレン−ブタジエンゴムランダム共重合
体、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチ
レンゴム、イソプレンゴム等のゴム分を添加することも
できる。ゴム成分はポリスチレン系樹脂に対し、0.3〜
10重量%程度添加するのが好ましい。
【0010】本発明に使用される無機フィラーとして
は、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カー
ボンブラック、クレー等、従来よりこの種の用途に利用
されている一般的な無機フィラーを用いることができ
る。使用される無機フィラーの粒径は無機フィラーの種
類によって異なる。一般に、平均粒径0.5〜100μm
程度であるが、例えばタルクの場合、平均粒径1.5〜1
5μm、炭酸カルシウムの場合、平均粒径1.5〜6.0μ
mのものが好ましい。
【0011】上記無機フィラーとともにポリスチレン系
樹脂中に添加されるポリエチレングリコール−ポリプロ
ピレングリコール共重合体(以下、PEG−PPG共重
合体と略称する。)はエチレンオキサイドとプロピレン
オキサイドのブロック共重合体で、高分子界面活性剤と
して知られている。PEG−PPG共重合体を無機フィ
ラーと併用することにより無機フィラーとポリスチレン
系樹脂との界面での馴染みを良くして発泡効率が向上さ
れ、また発泡剤の樹脂への溶解性を向上することにより
気泡径を大きくし、コルゲートの発生を防止するものと
考えられる。PEG−PPG共重合体は、PPG成分の
重量平均分子量が1000以上のものがコルゲート防止
に特に効果があり好ましい。PEG−PPG共重合体に
おけるPEG成分とPPG成分との割合は重量比で8
0:20〜10:90である。またPEG−PPG共重
合体としては、PPG成分の両側にPEG成分が結合さ
れた両末端PEG型のものが好ましい。
【0012】上記無機フィラーとPEG−PPG共重合
体は、それぞれ発泡性ポリスチレン系樹脂中の含有量
が、10〜40重量%、0.1〜1.0重量%となるように
添加する。
【0013】無機フィラーは添加量が多い程、ポリスチ
レン系樹脂発泡シートの燃焼カロリーを低下させ得る
が、無機フィラーは核剤としての作用も有し、多量に含
有させると気泡が微細化してコルゲートが発生したり、
独立気泡率や発泡効率の低下をきたし、更にはシートの
成形性や諸物性が低下するため、一般的には無機フィラ
ーの添加量は5重量%未満である。ポリスチレン発泡シ
ートに無機フィラーを添加した場合の、無機フィラーの
添加量と発泡シートの燃焼カロリーとの関係を図1に示
す。
【0014】一方、発泡シートは気泡が粗すぎてもシー
トの外観が不良となり好ましくないが、本発明方法で
は、PEG−PPG共重合体と併用したことにより、無
機フィラーの含有量が1〜40重量%の範囲においてコ
ルゲートの発生や独立気泡率、発泡効率、成形性及び諸
物性の低下をきたすことなく、外観も良好な発泡シート
が得られる。しかしながら本発明方法でも、無機フィラ
ーの含有量が40重量%を超える場合、組成物の混練が
困難となるとともに、シートの伸びが悪くなり、押出発
泡性やシートの成形性が低下し、逆に10重量%未満で
は燃焼カロリーの低下の効果が望めないため好ましくな
い。発泡性樹脂組成物中における無機フィラーの好まし
い含有量は、10〜35重量%である。
【0015】発泡性樹脂組成物中に無機フィラーが充填
されると発泡時の伸びが悪くなり、特に無機フィラーの
量が多い場合には発泡シートの引取時にシートの切断等
が生じたり、成形性が不良となり易いが、PEG−PP
G共重合体の添加によって発泡シートの伸びが改善され
る。しかしながら、PEG−PPG共重合体の添加量が
0.1重量%未満では無機フィラーを添加したことによっ
て生じる脆性の問題や気泡の微細化に伴うコルゲート発
生や発泡効率の低下を防止できず、逆に1.0重量%を超
えると押出機内で樹脂の滑り現象が生じて充分な吐出量
が得られず押出発泡不能の状態となるため好ましくな
い。
【0016】無機フィラーをポリスチレン系樹脂に添加
して混練する方法としては、ドライブレンド法、マスタ
ーバッチ法(以下、MB法と略称する。)等が挙げら
れ、MB法が無機フィラーの添加量を高める上で好まし
い。また無機フィラーとして滑性の大きいタルク等を用
いることによっても無機フィラーの添加量を高めること
ができる。
【0017】上記MB法を採用する場合、基材樹脂とし
てMIが4〜15g/10分のものを用い、無機フィラ
ーを含有するマスターバッチ(MB)のMIを2〜12
g/10分とすることにより、発泡シートの引張り強度
等の脆さを改善することができる。
【0018】本発明方法において用いる揮発性発泡剤と
しては、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプ
タン等の脂肪族炭化水素、トリクロロモノフルオロメタ
ン、ジクロロジフルオロメタン、1,1−ジフルオロ−
1−クロロエタン、1,1−ジフルオロエタン、1,2
−テトラフルオロエタン、1,1,1,2−テトラフル
オロ−2−クロロエタン、ジフルオロクロロメタン、塩
化メチル、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素等が挙
げられる。トリクロロモノフルオロメタンやジクロロジ
フルオロメタンを発泡剤として使用した場合は、無機フ
ィラーを多量に含有せしめてもコルゲート等が発生する
虞は少ないが、ハロゲン化炭化水素のうち、トリクロロ
モノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン等はオ
ゾン層破壊という環境問題を生じるため、揮発性発泡剤
としては脂肪族炭化水素やオゾン層を破壊しないジフル
オロクロロメタン、1,1,1,2−テトラフルオロ−
2−クロロエタン、1,1,1,2−テトラフルオロエ
タン、1,1−ジフルオロエタン、1,1−ジフルオロ
−1−クロロエタン等のハロゲン化炭化水素を用いるこ
とが好ましい。
【0019】尚、本発明において揮発性発泡剤ととも
に、二酸化炭素、窒素、水等の発泡剤を併用することも
できる。揮発性発泡剤は樹脂組成物中の含有量が0.1〜
1.5重量%、好ましくは0.3〜0.5重量%となるように
添加する。
【0020】本発明方法では、上記無機フィラー、PE
G−PPG共重合体及び発泡剤を含有する発泡性の溶融
ポリスチレン系樹脂を、押出機内から低圧域に押出して
発泡せしめ発泡シートを得るが、この発泡シートは密度
0.1〜0.5g/cm3 、厚み0.7〜2.0mm、平均気泡径3
0〜300μmであり、好ましくは平均気泡径40〜2
00μmである。
【0021】発泡シートの密度、厚み、平均気泡径を上
記の範囲とすることにより、特定量の無機フィラーとP
EG−PPG共重合体とを併用したことと相俟ってコル
ゲートの発生防止が図られるとともに、無機フィラーを
多量に含有していても発泡シートの脆さ等が改善され成
形性が良好となり、しかも平滑性等の外観も良好とな
る。更に無機フィラーによる気泡膜の破壊が防止される
とともに、発泡剤と樹脂との相溶性が良好となる結果、
安定した押出発泡が可能となり発泡倍率の変動が少なく
なる。
【0022】上記発泡シートの密度は無機フィラーの添
加量、発泡剤の種類及び添加量及び基材樹脂の種類(M
I等の違い)等の組み合わせによって調整することがで
きる。一般に、無機フィラーを添加すると発泡時の密度
の調整が難しくなるが、PEG−PPG共重合体を併用
したことにより、得られる発泡シートの密度調節を容易
に行うことができる。また発泡シートの厚みは、押出機
の吐出量と押出発泡体の引取速度の相互関係の調整によ
って決定される。更に発泡シートの平均気泡径は、無機
フィラーの添加量、種類、発泡剤の種類等の組み合わせ
によって調整される。
【0023】発泡シートを得る方法としては、通常、押
出機先端のサーキュラーダイより押出発泡せしめてチュ
ーブ状の発泡体を得、次いでこのチューブ状の発泡体を
押出方向に沿って切り開いてシートを得る方法が採用さ
れる。
【0024】尚、本発明方法において得られる発泡シー
トは、無機フィラーを含有するため、この発泡シートの
密度から発泡倍率は下記、数1で示される式より求め
る。
【0025】
【数1】
【0026】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。
【0027】実施例1〜12、比較例1〜6 表1に示すMIのポリスチレンに同表に示す無機フィラ
ー、PEG−PPG共重合体(比較例1〜3は含まず)
及び発泡剤を含有する発泡性の溶融ポリスチレン組成物
を押出機先端に設けたサーキュラーダイから押出発泡せ
しめ、次いでマンドレルエアーによる冷却後得られたチ
ューブ状の発泡体を押出方向に切り開いて発泡シートを
得た。
【0028】無機フィラーとポリスチレン樹脂との混合
にはマスターバッチ法を採用した。マスターバッチのM
Iを表1にあわせて示す。得られた発泡シートの性状を
表2に示す。尚、実施例、比較例において用いたPEG
−PPG共重合体は、PEG−PPG−PEGで示され
る分子構造を有し、平均分子量2000、PEG成分含
有量80重量%のものを用いた。又、実施例1、2、
4、6、9、10、比較例1、3、4、6では炭酸カル
シウムの平均粒径5μmのものを使用し、実施例3、
5、7、8、比較例2、5ではタルクの平均粒径1.8
〜2.0μmのものを、実施例11、12ではタルクの
平均粒径5〜6μmのものを使用した。又、比較例5、
6の無機フィラーMBはスチレン/無機フィラー重量比
1/1のものを使用し、それ以外の無機フィラーMBは
スチレン/無機フィラー重量比2/1のものを使用し
た。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】実施例1、4、6で得られた発泡シートの
幅方向(TD方向)及び押出し方向(MD方向)の引張
強さを測定した結果を表3に示す。
【0032】
【表3】
【0033】発泡シートの引張強さは、JIS K71
13 1号試験片に準じる幅100mmのサンプル片を、
引張速度10mm/分の条件(n:4)で引張試験を行っ
て測定した結果の平均値を示した。
【0034】また実施例11の発泡シート及び無機フィ
ラーを含有しない従来品のポリスチレン発泡シートの燃
焼性を試験した結果を表4に示す。発泡シートの燃焼性
の試験は、JIS D1201に準じて行った。
【0035】
【表4】
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明方法は、無機
フィラーとPEG−PPG共重合体とを特定割合で含む
発泡性の溶融ポリスチレン系樹脂を、押出機から低圧域
に押出発泡させる方法を採用したことにより、押出発泡
時に気泡が微細化してコルゲートが生じたり、気泡が無
機フィラーによって破壊されたり、発泡シートが脆くな
る等の虞がなく、発泡シートの性状を低下することなく
燃焼カロリーを低化させることができる。またPEG−
PPG共重合体は、安全性が高く食品衛生上の問題もな
いことから、本発明により得られる発泡シートは食品包
装容器成形用として好適に利用できる等の効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】無機フィラーの含有量と燃焼カロリーとの関係
を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 71/02 LQE 9167−4J // B29K 25:00 105:04 105:16 B29L 7:00 4F C08L 25:00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 10〜40重量%の無機フィラーと、0.
    1〜1.5重量%の揮発性発泡剤及び0.1〜1.0重量%の
    ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール共
    重合体とを含有する発泡性の溶融ポリスチレン系樹脂
    を、押出機内から低圧域に押出発泡せしめ、密度0.1〜
    0.5g/cm3 、厚み0.7〜2.0mm、平均気泡径30〜30
    0μmの発泡シートを得ることを特徴とする無機フィラ
    ー高充填ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
JP4279519A 1992-09-24 1992-09-24 無機フィラー高充填ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法 Pending JPH06107842A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005082984A1 (de) * 2004-02-18 2005-09-09 Basf Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung füllstoffhaltiger schaumstoffplatten
US7060736B2 (en) * 2003-05-07 2006-06-13 Fine Technology, Inc. Blowing agent solubility in polymers
KR20180077230A (ko) * 2015-10-30 2018-07-06 가부시키가이샤 가네카 스티렌계 수지 압출 발포체 및 그 제조 방법
JP2018184562A (ja) * 2017-04-27 2018-11-22 株式会社カネカ スチレン系樹脂押出発泡体およびその製造方法

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