JPH11278452A - ポリスチレン系樹脂発泡体製容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発泡時においても破泡現象を生じることな
く、外観が良好で機械的強度にも優れたポリスチレン系
樹脂を用いた発泡体からなる容器を提供する。 【解決手段】 ２００℃，荷重５ｋｇ重におけるメルト
インデックス（ＭＩ）が１〜１０ｇ／１０分であり、Ｍ
Ｉと溶融張力（ＭＴ）とが、特定の関係式を満たすポリ
スチレン系樹脂を用いた発泡体からなる容器。前記ポリ
スチレン系樹脂が、少なくともスチレン系化合物（ａ）
と、該スチレン系化合物に対し共重合性の二重結合を複
数有する化合物（ｂ）を３０〜２５０重量ｐｐｍ共重合
させることにより得られ、かつ分子量が１５万〜３５
万、１０万以下の低分子成分の量が２０〜４０重量％で
あるスチレン系共重合体を含む樹脂組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリスチレン系樹
脂発泡体製容器に関し、詳しくは、流動性と溶融張力と
のバランス及び外観に優れるポリスチレン系樹脂を発泡
させて得た発泡体を成形してなる容器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリスチレン系樹脂は、無臭、無毒であ
り、また成形性が良好であることから様々な用途に供さ
れているが、中でも発泡剤等により発泡させて得られた
発泡体は、即席めん等の食品容器用として広く用いられ
ている。ところで、ポリスチレン樹脂をこのような発泡
体として用いる場合、ポリスチレン樹脂自体、その溶融
張力が低いために、発泡させる際、発泡セルの壁が破れ
る、いわゆる破泡という現象が生じやすい。このような
破泡が生じた場合、成形体においては発泡セルの存在が
均一なものにならず、そのため外観が不良になったり、
衝撃強度や圧縮強度が低下するという問題があった。さ
らには高発泡倍率のものは得にくいという問題もあっ
た。

【０００３】かかる問題に対しては、ポリスチレン系樹
脂の分子量を上げることにより、溶融張力や物理的強度
を向上させて対処することが可能であるが、この場合、
流動性が低下し、成形性が著しく損なわれ、そのため生
産性が低下するだけでなく、ついには成形困難な状況に
陥ってしまうという新たな問題が生じることとなる。と
ころで、これまで、流動性と溶融張力のバランスのとれ
たポリスチレン系樹脂として、特開平０７−２５８４４
４号公報に記載の樹脂組成物が提案されているが、この
樹脂組成物においては、スチレン系モノマーとの共重合
成分である複数のビニル基を有する化合物の添加量が多
く、そのため成形体にゲルが発生し、外観が不良になる
という問題が指摘されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記観点か
らなされたものであって、発泡時においても破泡現象を
生じることなく、外観が良好で、かつ耐衝撃性等の機械
的強度にも優れたポリスチレン系樹脂を発泡させて得た
発泡体を成形してなる容器を提供することを目的とする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を重ねた結果、メルトインデックス（ＭＩ）と溶融張力
（ＭＴ）とが特定の関係式を満たすポリスチレン系樹脂
が、流動性と溶融張力のバランスに優れ、かつ外観も良
好であるため、発泡容器の成形用材料として好適である
ことを見出し、本発明を完成させたものである。

【０００６】すなわち、本発明は、以下の発明を提供す
るものである。 （１）２００℃，荷重５ｋｇ重におけるメルトインデッ
クス（ＭＩ）が１〜１０ｇ／１０分であり、ＭＩと１９
０℃における溶融張力（ＭＴ，単位ｇ）とが次の関係式
（１）又は（２）を満たすポリスチレン系樹脂を発泡さ
せて得た発泡体を成形してなる容器。

【０００７】 〔ＭＴ〕≧−９〔ＭＩ〕＋４８ （但し、１＜〔ＭＩ〕≦４ ）・・（１） 〔ＭＴ〕≧−〔ＭＩ〕＋１６ （但し、４＜〔ＭＩ〕≦１０）・・（２） （２）前記ポリスチレン系樹脂が、少なくともスチレン
系化合物（ａ）と該スチレン系化合物に対し共重合性の
二重結合を複数有する化合物（ｂ）を共重合させること
により得られ、かつ下記（Ａ）〜（Ｂ）を満たすスチレ
ン系共重合体を含む樹脂組成物である上記（１）に記載
の容器。 （Ａ）上記スチレン系化合物（ａ）と該スチレン系化合
物に対し共重合性の二重結合を複数有する化合物（ｂ）
を共重合させる際、（ｂ）の添加量が（ａ）に対し３０
〜２５０重量ｐｐｍであること。 （Ｂ）スチレン系共重合体について、分子量（Ｍｗ）が
１５万〜３５万であり、１０万以下の低分子成分の量が
２０〜４０重量％であること。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。 １．ポリスチレン系樹脂 （１）ポリスチレン系樹脂の特性 ２００℃，荷重５ｋｇ重におけるメルトインデックス
（ＭＩ）が１〜１０ｇ／１０分であり、ＭＩと１９０℃
における溶融張力（ＭＴ，単位ｇ）とが次の関係式
（１）又は（２）を満たしていることが必要である。

【０００９】 〔ＭＴ〕≧−９〔ＭＩ〕＋４８ （但し、１＜〔ＭＩ〕≦４ ）・・（１） 好ましくは、〔ＭＴ〕≧−９〔ＭＩ〕＋５３、さらに好
ましくは、〔ＭＴ〕≧−９〔ＭＩ〕＋５８である。 〔ＭＴ〕≧−〔ＭＩ〕＋１６ （但し、４＜〔ＭＩ〕≦１０）・・（２） 好ましくは、〔ＭＴ〕≧−〔ＭＩ〕＋２１、さらに好ま
しくは、〔ＭＴ〕≧−〔ＭＩ〕＋２６である。

【００１０】ここで、ＭＩは、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準
拠して測定した値で、１〜１０ｇ／１０分であることが
必要である。１未満であると流動性が低すぎて押出成形
が困難になるおそれがあり、１０を超えると溶融張力が
高くならない場合があり発泡成形が困難になるおそれが
ある。また、溶融張力（ＭＴ）は、温度１９０℃，押出
速度２０ｍｍ／分，オリフィスＬ／Ｄ＝８ｍｍ／２.0９
５ｍｍ，引き取り速度３１４０ｍｍ／分の条件下で測定
した値（単位ｇ）で、溶融張力（ＭＴ）が上記関係式
（１）を満足しない場合、溶融張力が低く、発泡成形が
困難になるおそれがある。 （２）ポリスチレン系樹脂の内容 上記（１）に記載のポリスチレン系樹脂は、前記特性を
満たすものであれば特に制限はないが、少なくともスチ
レン系化合物（ａ）と該スチレン系化合物に対し共重合
性の二重結合を複数有する化合物（ｂ）を共重合させる
ことにより得られ、かつ下記（Ａ）〜（Ｂ）を満たすス
チレン系共重合体を含む樹脂組成物が好ましく用いられ
る。 （Ａ）上記スチレン系化合物（ａ）と該スチレン系化合
物に対し共重合性の二重結合を複数有する化合物（ｂ）
を共重合させる際、（ｂ）の添加量が（ａ）に対し３０
〜２５０重量ｐｐｍであること。 （Ｂ）スチレン系共重合体について、分子量（Ｍｗ）が
１５万〜３５万であり、１０万以下の低分子成分の量が
２０〜４０重量％であること。 （Ｉ）スチレン系共重合体 （ｉ）スチレン系共重合体の製造方法 上記スチレン系共重合体は、少なくとも、以下の（ａ）
成分及び（ｂ）成分を共重合することにより得られるも
のである。

【００１１】スチレン系化合物（ａ） スチレンの他、α−メチルスチレン等のα−置換アルキ
ルスチレン，ｐ−メチルスチレン等の核置換アルキルス
チレン及びｐ−クロロスチレン等の核置換ハロゲンスチ
レン等も挙げることができる。 該スチレン系化合物に対し共重合性の二重結合を複数
有する化合物（ｂ） 具体的には、ジビニルベンゼンのような非共役ジビニル
化合物やエチレングリコールジメタクリレート，トリメ
チロールプロパントリメタクリレート，テトラメチロー
ルメタンテトラアクリレート等の多価アクリレート化合
物等が挙げられる。これらの化合物は１種用いても、２
種以上用いてもよい。

【００１２】さらに、本発明にかかるポリスチレン系共
重合体の重合にあたっては、このスチレン系化合物に対
し共重合性の二重結合を複数有する化合物（ｂ）の添加
量がスチレン系化合物（ａ）に対し３０〜２５０重量ｐ
ｐｍであることが必要であり、好ましくは４０〜２３０
重量ｐｐｍ、さらに好ましくは５０〜２００重量ｐｐｍ
である。３０重量ｐｐｍ未満であるとその添加効果が小
さく、流動性と溶融張力のバランスに優れたものが得ら
れないおそれがあり、２５０重量ｐｐｍを超えると流動
性と溶融張力のバランスには優れるものの、いわゆるゲ
ル分が多く存在して外観が不良になるおそれがある。

【００１３】その他の共重合成分 上記（ａ）成分及び（ｂ）成分以外のものであって、ス
チレン系化合物に共重合可能な化合物も任意に用いるこ
ともできる。例えば、アクリロニトリル，メタクリロニ
トリル，メタクリル酸，アクリル酸，或いはメタクリル
酸メチル，アクリル酸メチルのようなエステル誘導体な
どのビニル系モノマーや、無水マレイン酸，マレイミ
ド，核置換マレイミド等が挙げられる。

【００１４】製造方法 上記の共重合成分を用いて共重合すればよく、その方法
及び重合条件については特に制限はない。例えば、従来
公知の連続式塊状重合、バッチ式懸濁重合、乳化重合な
どの方法を用いることができる。また、熱重合法、開始
剤重合法のいずれを用いてもよい。開始剤重合法の場
合、重合開始剤としては、各種のラジカル重合開始剤を
用いることができる。例えば、ジ−ｔ−ブチルパーオキ
サイド等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル
等のアゾ化合物等を挙げることができる。添加量はスチ
レン系化合物に対して、１０〜５００ｐｐｍ、好ましく
は２０〜４５０ｐｐｍである。１０ｐｐｍより少ないと
実質的に添加効果が発現せず、また５００ｐｐｍより多
いとゲル分の発生のおそれがある。

【００１５】重合槽についても特に制限はなく、完全混
合型攪拌重合槽，プラグフロー型重合槽，静的混合型重
合槽又はこれらを組み合わせた重合槽を用いてもよい。
スチレン系化合物に対し共重合性の二重結合を複数有す
る化合物（ｂ）の添加方法についても特に制限はなく、
例えば、予めスチレン系化合物（ａ）に均一に混合して
おいて連続的に重合槽に供給する方法、バッチ式に一回
に又は数回に分けて添加する方法、さらにはスチレン系
化合物の重合転化率が２０〜４０％に達した時点で添加
する方法等、いずれでもよい。

【００１６】好ましい重合方法は連続式塊状重合法であ
るが、具体的には、前記の各共重合成分を予め均一に混
合し、該混合物を重合槽に連続的に供給し、重合温度１
４０〜２００℃において、最終転化率が６０重量％以
上、好ましくは７０重量％以上になるまで重合し、その
重合混合物を２００〜２８０℃、好ましくは２２０〜２
７０℃で真空脱揮し未反応モノマーを除去することによ
り、目的のポリスチレン系共重合体を得る方法である。 （ii）スチレン系共重合体の特性 分子量（Ｍｗ）が１５万〜３５万であり、１０万以下の
低分子成分の量が２０重量％以上であることが望まし
い。

【００１７】分子量（Ｍｗ）は好ましくは１７万〜３３
万であり、さらに好ましくは１８万〜３２万である。１
５万未満であると溶融張力が低く、均一な発泡セルを得
るのが困難になるおそれがある。３５万を超えると流動
性が低下し、成形が困難になるおそれがある。また、１
０万以下の低分子成分の量が２０〜４０重量％であるこ
とが望ましく、２０〜３５重量％である。２０重量％未
満では流動性が低下して成形が困難になるおそれがあ
る。４０重量％を超えると溶融張力が低くなるおそれが
ある。 （II）上記のスチレン系共重合体を含む樹脂組成物 該樹脂組成物としては、前記のスチレン系共重合体を５
０重量％以上含有するものであることが望ましい。５０
重量％未満の場合、本発明の目的を効果的に達成できな
いおそれがある。該樹脂組成物を構成する他の成分とし
ては、特に制限はないが、好ましくはポリブタジエン，
スチレン−ブタジエン共重合体，アクリロニトリル・ブ
タジエン共重合体，エチレン−プロピレン−ジエン共重
合体，スチレン−ブタジエン−スチレントリブロック共
重合体，又はスチレングラフトポリブタジエン等が挙げ
られる。また、これらにおいてゴム状重合体について
は、上記のように組成物の一成分として添加してもよい
が、或いはスチレン系化合物モノマーに溶解させて重合
させてもよい。

【００１８】さらには、ポリマー成分以外に必要に応じ
て、滑剤，帯電防止剤，酸化防止剤，熱安定剤，顔料，
染料，紫外線吸収剤を配合してもよい。また本発明の効
果を損なわない範囲でミネラルオイル等の可塑剤を用い
てもよい。 ２．ポリスチレン系樹脂を発泡させて得た発泡体を成形
してなる容器。 （１）発泡体 前記ポリスチレン系樹脂を用いて発泡体を得る方法につ
いても特に制限はないが、例えば、ポリスチレン系樹脂
組成物を押出機で溶融させ、蒸発型発泡剤をシリンダー
途中から圧入し、混練することにより発泡させる方法
や、ポリスチレン系樹脂組成物を分解型発泡剤と溶融混
練し、発泡させる方法や、押出機又は水系懸濁液中で、
ポリスチレン系樹脂組成物からなる小ペレット又はビー
ズに蒸発型発泡剤を含浸させ、その含浸体を水蒸気で発
泡させる方法等が挙げられる。蒸発型発泡剤としては、
例えば、プロパン，ｎ−ブタン，ｉ−ブタン，ｎ−ペン
タン等が挙げられ、分解型発泡剤としては、例えば、ア
ゾジカルボンアミド等が挙げられる。 （２）容器 上記発泡体を公知の方法により成形することにより得ら
れるものであり、容器の形状，大きさ等は問わない。

【００１９】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、これらの例によって限定されるもの
ではない。なお、実施例及び比較例において、各測定評
価は次の方法により求めた。 ・ＭＩ：ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して測定した。２０
０℃，荷重５ｋｇ重における測定値である。 ・溶融張力（ＭＴ） 温度１９０℃，押出速度２０ｍｍ／分，オリフィスＬ／
Ｄ＝８ｍｍ／２.0９５ｍｍ，引き取り速度３１４０ｍｍ
／分の条件下で東洋精機（株）製メルトテンションテス
ターを用いて測定した。 ・重量平均分子量（Ｍｗ）及び数平均分子量（Ｍｎ） 検出器として紫外吸収検出器（Ｗａｔｅｒｓ社製 Ｍ４
８４、波長：２５４ｎｍ）を用いたゲル・パーミエーシ
ョン・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）（日本分光工業
（株) ）を用いて下記条件で測定した。

【００２０】カラム：東ソー製ＴＳＫ ＧＥＬ ＧＭＨ
６、溶媒：テトラヒドロフラン 流量：１．０ｍｌ／分、温度：４０℃、注入量：２００
μｌ、濃度：０．２ｇ／１００ｍｌ ・発泡倍率：発泡体の比重／ポリスチレン系共重合体の
比重で計算した。 〔実施例１〕スチレン９１.5重量％、エチルベンゼン
８.5重量％の溶液に、スチレン系化合物との共重合性二
重結合を複数有する化合物であるジビニルベンゼン（和
光純薬工業社製）をスチレンに対して１８０ｐｐｍ、
１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−ト
リメチルシクロヘキサンをスチレンに対して１００ｐｐ
ｍ添加して調製した溶液を、毎時２５リットルの速度で
連続的に温度１１０℃に維持した容量２０リットルの第
１重合槽に供給して重合を行い、次いでこの重合物を容
量２０リットルの第２重合槽、続いて容量３０リットル
の第３重合槽、容量３０リットルの第４重合槽に送り、
温度１１０℃〜１８０℃で最終転化率が７０％以上にな
るまで重合した後、重合混合液を２４０℃〜２５０℃の
真空脱気槽にて、未反応モノマー、溶剤などの揮発成分
を除去して、ペレット状のスチレン系共重合体を得た。

【００２１】次に、該スチレン系共重合体１００重量部
に対して、炭酸カルシウム２重量部を混合して、４０ｍ
ｍ押出機にて溶融混合し、押出機途中に設けられた注入
口よりｎ−ブタンを３重量部注入、混合して３００ｍｍ
Ｔダイから押出し発泡させ、発泡体を得た。樹脂溶融ゾ
ーンの温度は、１８０〜２２０℃、Ｔダイの温度は１２
０〜１５０℃に調整した。続いて、上記で得られた発泡
スチレン系共重合体シートを４週間養生後、２２０℃の
ヒーターで５秒加熱した後、直ちに真空成形を行うこと
により、即席焼きソバ等の収納に好適に用いられる容器
（１６０ｍｍ×９４ｍｍ×２３ｍｍの略直方体形状）を
成形した。結果を第１表に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】〔実施例２〕ジビニルベンゼン１８０ｐｐ
ｍの代わりに、１，6 ―ヘキサンジオールジメタクリレ
ート５００ｐｐｍを用いた以外は実施例１と同様にして
重合を実施した。結果を第１表に示す。 〔実施例３〕毎時３０リットルで連続的に供給したこと
及びジビニルベンゼンの量を１８０ｐｐｍから１００ｐ
ｐｍに変えた以外は実施例１と同様にして重合を実施し
た。結果を第１表に示す。 〔実施例４〕ジビニルベンゼンの量を１００ｐｐｍから
２００ｐｐｍに変えた以外は実施例３と同様にして重合
を実施した。結果を第１表に示す。 〔比較例１〕ジビニルベンゼンを添加しなかった以外
は、実施例１と同様に重合を実施した。結果を第１表に
示す。 〔比較例２〕ジビニルベンゼンを添加しなかった以外
は、実施例３と同様に重合を実施した。結果を第１表に
示す。

【００２４】

【発明の効果】本発明により、発泡時においても破泡現
象を生じることなく、外観が良好で、かつ耐衝撃性等の
機械的強度にも優れたポリスチレン系樹脂を発泡させて
得た発泡体を成形してなる容器が得られた。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２００℃，荷重５ｋｇ重におけるメルト
   インデックス（ＭＩ）が１〜１０ｇ／１０分であり、Ｍ
   Ｉと１９０℃における溶融張力（ＭＴ，単位ｇ）とが次
   の関係式（１）又は（２）を満たすポリスチレン系樹脂
   を発泡させて得た発泡体を成形してなる容器。 〔ＭＴ〕≧−９〔ＭＩ〕＋４８ （但し、１＜〔ＭＩ〕≦４ ）・・（１） 〔ＭＴ〕≧−〔ＭＩ〕＋１６ （但し、４＜〔ＭＩ〕≦１０）・・（２）
2. 【請求項２】 前記ポリスチレン系樹脂が、少なくとも
   スチレン系化合物（ａ）と該スチレン系化合物に対し共
   重合性の二重結合を複数有する化合物（ｂ）を共重合さ
   せることにより得られ、かつ下記（Ａ）〜（Ｂ）を満た
   すスチレン系共重合体を含む樹脂組成物である請求項１
   に記載の容器。 （Ａ）上記スチレン系化合物（ａ）と該スチレン系化合
   物に対し共重合性の二重結合を複数有する化合物（ｂ）
   を共重合させる際、（ｂ）の添加量が（ａ）に対し３０
   〜２５０重量ｐｐｍであること。 （Ｂ）スチレン系共重合体について、分子量（Ｍｗ）が
   １５万〜３５万であり、１０万以下の低分子成分の量が
   ２０〜４０重量％であること。