JPH07109315A - 発泡体用スチレン系樹脂 - Google Patents

発泡体用スチレン系樹脂

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JPH07109315A
JPH07109315A JP27889993A JP27889993A JPH07109315A JP H07109315 A JPH07109315 A JP H07109315A JP 27889993 A JP27889993 A JP 27889993A JP 27889993 A JP27889993 A JP 27889993A JP H07109315 A JPH07109315 A JP H07109315A
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剛士 藤沢
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 テトラヒドロキシフラン溶媒を用いてゲルパ
ーミューションクロマトグラフ法で示差角屈折率検出法
とレイリー散乱法で同時に分子量を測定した時、10万
〜200万の分子量範囲での絶対分子量(Mabs)と
直鎖標準ポリスチレンを基準とした分子量(Mr)の比
Mabs/Mrが1.1を超え2.4以下の発泡シート
用スチレン系樹脂。 【効果】 発泡ポリスチレンシートの原料に用いた時、
外観不良率の少ない成形品を得る事が出来る。

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
はその優れた成形性及び保温性の為、大規模小売店等で
食品容器や包装材等に頻繁に用いられており、本発明
は、このシートの熱二次成形性に優れたスチレン系樹脂
に関する。
【0002】
【従来の技術】発泡体はその用途によって求められる要
求性能が異なり、ミートトレイに代表される皿物は製品
間のリブ部に割れが発生しないことと製品のコシ強度が
強いことが要求され、ドンブリの様な深物は、成形後に
曲面印刷をかけることから発泡体表面の平滑性やコシ強
度並びに耐熱性が重視される。発泡ポリスチレンシート
を作るスチレン系樹脂はラジカル重合法で合成されるた
め、その分子構造は殆ど直鎖に近く、また、特にその発
泡体を食品用途に用いる場合には、食品衛生上、及び製
造者の自主規制により、射出原料に多く見られるような
スチレン系樹脂の添加物を加えることによる原料の改質
が困難であり、発泡体の思い切った改質が出来なかっ
た。分子量や樹脂に含まれる成分を変えてみても大きな
改質にはならず、分子量を増やすと押出時の生産性の低
下を招き、逆に分子量を下げると得られる発泡体の脆性
を悪くするばかりではなく、製品の耐熱性を低下させて
しまい、特にドンブリ容器においては耐熱低下は致命的
である。スチレン系樹脂の分子量の測定については、従
来のゲルパーミューションクロマトグラフ法(以下「G
PC」という。)から求められる分子量Mrは直鎖標準
ポリスチレンを基準として主に示差角屈折率検出法で求
められるが、このものの値は単に検出時に用いるテトラ
ヒドロフラン中で広がったポリマーの大きさしか表して
おらず、ポリマーの絶対分子量Mabsを表すものでな
く、例えば樹脂がわずかながら分岐している場合は、M
rは真の分子量を示さない。絶対分子量Mabsを検出
する方法には、レイリー小角散乱法や超遠心分離法など
がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
のような発泡成形体(容器)の要求性能を添加物を加え
ること無しに改質し得るスチレン系樹脂を提供し、該ス
チレン系樹脂から得られた発泡シート、発泡体、発泡シ
ートを熱二次成形した発泡容器等を提供することを目的
とする。
【0004】
【課題を解決する為の手段】発明者等は発泡シートの熱
二次加工性を樹脂の面から検討し、その特性を決定には
樹脂の分子構造が関係している事を突き止めた。そこ
で、示差角屈折率検出法の溶出曲線ら求められる分子量
Mrとレイリー小角散乱法のレイリー散乱から求められ
る絶対分子量Mabsの比、即ち、Mabs/Mrをb
p値と定義し、該値が分子構造を表す構造要因となり、
該値が発泡シートの熱二次加工性を左右するとの知見に
基づき様々な検討の結果、本発明を完成した。即ち、本
発明は、テトラヒドロフラン溶媒を用いてゲルパーミュ
ーションクロマグラフ法で示差角屈折率検出法とレイリ
ー小角散乱法で同時に分子量を測定した時、分子量が1
0万から200万の範囲内で、直鎖標準ポリスチレンを
基準とした示差角屈折率検出法の溶出曲線ら求められる
分子量Mrと、レイリー小角散乱法のレイリー散乱から
求められる絶対分子量Mabsの比、即ち、Mabs/
Mrが1.1を超え2.4以下であることを特徴とする
発泡体用スチレン系樹脂、であり、また、その重合物組
成がスチレン単位で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で0〜9重量%の
発泡シート用スチレン系樹脂、であり、更に、該スチレ
ン系樹脂から得られた発泡シート、発泡体、発泡シート
を熱二次成形した発泡容器等、である。本発明におい
て、絶対分子量の検出にレイリー小角散乱法(LAL
S)を用いたのは、該方法が既存のGPC機器に接続で
き、しかも同時に連続的に測定できる、という利点があ
るからである。
【0005】以下に本発明のスチレン系樹脂の重合方
法、分子量測定方法及び発泡体に二次成形について述べ
る。 (1)重合方法 重合方法について、重合に連続重合プロセスを用いた場
合は、スチレンモノマーを熱重合、あるいは重合の始め
に過酸化ベンゾイル等のパーオキサイド系重合開始剤
(ラジカル発生剤)を添加して重合していたが、本発明
の方法では連続重合プロセスの初段、中段或いは後段に
所定のパーオキサイドを入れて重合することにより本発
明のスチレン系樹脂を製造することができた。即ち、本
発明に使用されたるポリスチレンの重合プロセスは表1
及び図1に記載されている所定の方法によって行われ、
添加されるべき重合開始剤(ラジカル発生剤)は、2、
2−ビス(4、4’−ジターシャリブチルパーオキシシ
クロヘキシル)プロパン及び1,1−ビス(t−ブチル
パーオキシ)シクロヘキサンを一種類または二種類を連
続重合反応器に初段(b)、中段(c)及び/又は終段
(d)に添加して行われる。重合開始剤はモノマー、或
いは所定の重合液で任意の濃度に希釈しても良いし直接
添加しても良い。重合条件は、重合開始剤を添加する添
加点(a)から(b)までの重合液の到達時間を7時
間、モノマー転換率50%になる様に調節する。これよ
り到達時間が長い場合は重合物に著しい架橋が発生し、
連続重合の継続が困難なる。さらに続いて添加点(b)
から最終段に至までの重合時間を4時間とし、モノマー
転換率約80%で重合を完結させる。
【0006】
【表1】
【0007】(2)分子量算出 MrとMabsの算出には図2に示す様なGPC(ゲル
パーミューションクロマトグラフ法)の装置を用い、算
出をした。測定条件としては10mgのスチレン系樹脂
を10mlのTHF(テトラヒドロフラン)に溶解しこ
れをGPCカラムに通して測定した。計算はまず標準直
鎖及び分岐ポリスチレンを用いレイリー小角散乱法(L
ALS)と示差角屈折率検出法(RI)のピーク強度
〔I(LS),I(RI)〕から下記(1)、(2)、
(3)式を用いて絶対分子量計算の換算係数を求め、本
発明のスチレン系樹脂のMr及びMabsを計算した。
RIで測定される観測強度I(RI)はその溶液の重量
濃度に比例する。 I(RI)=K・C ・・・(1) ここでKは測定器に依って決まる定数であり、Cは樹脂
の重量濃度である。一方同時に測定されるLALS強度
は樹脂の重量濃度と分子の散乱素子、即ちその分子が持
つ絶対分子量の積に比例する。
【数2】 I(LS)=Ф・C・Mabs ・・・(2) ここでのФは式(1)で示されているKと同意義であ
る。故に絶対分子量はこの二者の強度比に依って算出が
できる。
【数3】 I(LS)/I(RI)=κ・Mabs ・・・(3) κは測定器の装置常数であり、既知分子量である標準ポ
リスチレンやアニオンリビング重合に依って合成される
4、6及び12分岐スター、櫛形ポリマー(分子量同程
は超遠心分離法や浸透圧法に依って求める)に依って求
められる。測定機本体は東曹(株)製、HLC8020
を用い、LALS検出器に東曹(株)製LS8000を
用いた。また分離カラムには東曹(株)製、TSK−g
el−GMX−XLを3本ないしは4本直列に接続した
ものを使用した。
【0008】(3)スチレン系樹脂の発泡及びその二次
成形評価 発泡体の成形性を評価するため、幅60mm、厚み3m
mの発泡体を発泡押出機を用いて製造した。発泡核剤に
は日本ミストロン(株)製、ミストロンベーパーを用
い、発泡剤にはLPG(主成分、ノルマルブタン:イソ
ブタン=70:30体積分率)を用いた。二次成形評価
に用いた発泡体の発泡倍率は10±0.3、平均セルサ
イズを0.2mm±0.03に揃えた。発泡成形品の評
価は、図3に示すの様な成形品を作り、それに発生す
る、割れの総和/成形品の外周=成形不良率として評価
を行った。この時の成形条件は、セラミックヒーターの
温度が350℃、雰囲気温度158±10℃、予熱時間
3〜4秒間で発泡体を加熱後、所定の金型でマッチモー
ルド成形を行ったのもで、その際の金型クリアランスは
3.3mmであった。本発明の樹脂を用いこれに熱二次
成形を施すと、後記する実施例にみる通りbp値の大き
いもの程、成形不良率が低い事が明かである。
【0009】
【実施例】以下に実施例及び比較例を用いて本発明を更
に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら
限定されるものではない。 (比較例1、2及び実施例1〜3)図1で示される連続
反応器に、重合開始剤として、1,1−ビス(t−ブ
チルパーオキシ)シクロヘキサン、及び2,2−ビス
(4,4’ジターシャリブチルパーオキシシクロヘキシ
ル)プロパンを添加したスチレン重合液を流入して、温
度条件がa:120℃。b:130℃、c:135℃、
d:140℃で、重合液が環状反応器(積分型反応器)
を静的混合で進み、重合器の入口の重合液成分がスチレ
ンモノマー99.95重量%、エチルベンゼン0.05
重量%であり、b〜dで添加される重合開始剤が重合液
で10%になるよう希釈して添加する重合条件で、重合
してスチレン樹脂を製造した。重合開始剤の添加位置、
添加量、及びその種類を、表1に示し、得られたスチレ
ン樹脂の分子量、および分子量10万〜200万の範囲
内でのbp値を表2に示す。得られたスチレン樹脂に発
泡核剤を1重量%添加し、発泡押出機を用いて、ダイ
ス:140℃、ロータリークーラー:155℃、ガス注
入部:179℃、樹脂溶融部:180〜210℃、樹脂
吐出量:3kg/hr、及び表3に示す発泡剤含浸率、
注入圧ダイス圧力の押出し条件で、発泡体を製造した。
得られた発泡体の物性を表3に示す。
【0010】(実施例4、5)重合開始剤の添加位置を
表1に示す位置に、スチレンモノマーの組成を表2に示
す組成に替えた以外は、実施例1と同様な条件でスチレ
ン系樹脂を製造した。重合開始剤の添加位置、添加量、
及びその種類を、表1に示し、得られたスチレン樹脂の
分子量、および分子量10万〜200万の範囲内でのb
p値を表2に示す。得られたスチレン樹脂に発泡核剤を
1重量%添加し、発泡押出機を用いて、ダイス:155
℃、ロータリークーラー:167℃、ガス注入部:18
8℃、樹脂溶融部:180〜220℃、樹脂吐出量:3
kg/hr、及び表3に示す発泡剤含浸率、注入圧ダイ
ス圧力の押出し条件で、発泡体を製造した。得られた発
泡体の物性を表3に示す。
【0011】(比較例3〜5)重合開始剤をb〜dで添
加しない以外は、実施例1と同様にしてスチレン系樹脂
を製造した。重合開始剤の添加位置、添加量、及びその
種類を、表1に示し、得られたスチレン樹脂の分子量、
および分子量10万〜200万の範囲内でのbp値を表
2に示す。得られたスチレン樹脂を発泡押出機を用い
て、実施例1と同様な押出し条件で、発泡体を製造し
た。得られた発泡体の物性を表3に示す。Mrが30万
以上でbp値が1.1以上の場合は、発泡体シートの熱
二次成形性が著しく改善されるが表面の滑らかさや発泡
セルの均一性が悪くなる。一方で200万以上のbp値
が2.4を越える場合、スチレン系樹脂の架橋(ゲル
化)が著しくなり発泡させた時に表面の見栄えが悪くな
る。Mr分子量が10万〜200万の間でbp値が1.
1を超え2.4以下の場合、発泡体(シート)のきめ細
かさ、シートの熱二次成形性は市販されているスチレン
系樹脂(bp値は全分子量に於いて1)に比べ、かなり
改善される。なお、図5にMrが10万〜200万の範
囲における、Mabs/Mr,即ちbp値とMrとの関
係を、実施例1〜3及び比較例1〜5について示す。
【0012】
【表2】
【0013】
【表3】
【0014】
【発明の効果】本発明の樹脂を用いて得られたポリスチ
レンペーパー(PSP)、若しくは発泡体は、二次成形
した場合に、外観不良の少ない成形品を作る事が出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスチレン系樹脂を製造する為の連続重
合プロセスの概略図である。
【図2】絶対分子量を計測する実験装置の概略図であ
る。
【図3】発泡体の二次成形評価に用いた成形品の形状で
ある。
【図4】本発明のスチレン系樹脂のbp値とMrとの関
係を示す。
【符号の説明】
a:重合開始剤第1添加点 b:重合開始剤初段添加点 c:重合開始剤中段添加点 d:重合開始剤後段添加点 Σli:成形品側面に発生した割れの総和

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テトラヒドロフラン溶媒を用いてゲルパ
    ーミューションクロマグラフ法で示差角屈折率検出法と
    レイリー小角散乱法で同時に分子量を測定した時、分子
    量が10万から200万の範囲内で、直鎖標準ポリスチ
    レンを基準とした示差角屈折率検出法の溶出曲線ら求め
    られる分子量Mrと、レイリー小角散乱法のレイリー散
    乱から求められる絶対分子量Mabsの比、即ち Ma
    bs/Mrが1.1を超え2.4以下である発泡体用ス
    チレン系樹脂。
  2. 【請求項2】 ゲルパーミューションクロマトグラフ法
    で求められるMr基準の数平均分子量が7〜22万、重
    量平均分子量が15〜45万のスチレン系樹脂であっ
    て、その重合物組成がスチレン単位が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
    が0〜9重量%である請求項1記載の発泡体用スチレン
    系樹脂。
  3. 【請求項3】 請求項1及び2記載のスチレン系樹脂を
    用いて製造された発泡シート、若しくは発泡体。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の発泡シートを熱二次成形
    して得られる発泡容器。
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Cited By (5)

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