JPS58125728A - 発泡性ポリスチレン - Google Patents

発泡性ポリスチレン

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JPS58125728A
JPS58125728A JP20628382A JP20628382A JPS58125728A JP S58125728 A JPS58125728 A JP S58125728A JP 20628382 A JP20628382 A JP 20628382A JP 20628382 A JP20628382 A JP 20628382A JP S58125728 A JPS58125728 A JP S58125728A
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JP
Japan
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molecular weight
polyethylene
beads
weight
melting point
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JP20628382A
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English (en)
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ジヨン・ジエイムズ・ゴドフレイ
リチヤ−ド・クレア・ワイル
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USS Engineers and Consultants Inc
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USS Engineers and Consultants Inc
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16Making expandable particles
    • C08J9/18Making expandable particles by impregnating polymer particles with the blowing agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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    • C08J2325/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2325/06Polystyrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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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】 (シ 本発明は発泡性スチレンに関するものである。
本発明以前に、多少均一な大きさと分布を有する気泡を
得るために、そして又発泡及び成形時に比んし 較的急激に圧力降下させるために発泡性スチレンビーズ
に少量のポリオレフィンワックスを加えることは知られ
ている。例えば、米国特許第3,224,984号およ
び第3,398,105号明細書には、代表的な濃度と
して0.1〜0.5チの濃度で細く分割されたポリエチ
レンあるいはポリエチレンワックスを添加することが開
示されている。上記特許明細書に記載のポリエチレンは
分子量が1000〜4000であり、ポリエチレンを添
加しないと望ましくない量の大きな気泡が形成され結晶
化の原因となることが述べられている。
米国特許第3,060,138号明細書には、インペン
タンのような発泡剤に溶解させた炭素数16〜46のノ
やラフイン系炭化水素のポリスチレンへの添加が開示さ
れている。しかしながら、そのような低分子量材料は、
熱い液体と接触すると溶けることが予測され、コーヒー
力、プのような用途には頼りない。米国特許第3,19
2,169号明細書には、融点63℃(145°F)、
25℃(77°F)における密度14.7 kg/m3
(0,921b/ft3)のパラフィンワックスの使用
が開示されているが、これらの値はこの・ぐラフインワ
ックスが望ましくない非直線性を有することを示してお
り、また、02%の油分も含んでいる。
非常に特殊な性質を有するポリエチレンを非常に限定さ
れた量で1吏用すると、発泡性ポリスチレンビーズでコ
ツプのよう々成形品を製造するときに重要な利点をもた
らすことが見出された。ポリスチレンを発泡させて成形
するコツプは大量生産されるので、成形サイクルの時間
が重要な経済的要因となる。また、気泡の均−性及び気
泡が小さいことも重要である。さらに、ポリスチレンビ
ーズを発泡させ成形して得られたコツプは、コーヒーの
ような熱い液体を入れたときに、望ましくはその不浸透
性だけでなく剛さも保持していなければならない。
本発明者らは、より小さい気泡とより短い成形サイクル
を得るためにさまざまな分子量の、しかも分子量分布の
狭い一連のエチレンからなる低分子量ホモポリマーの特
性を調べた。その結果、他の市販の、l? IJエチレ
ンと非常に異なり、直鎖性(側鎖をほとんどもたない)
を有し分子量分布の狭いある種のポリエチレンワックス
が優れたポリスチレンの改質剤であることがわかった。
その独特の物性を調節する主要な要因は、低分子量であ
ること(即ち分子量700〜1500)、直鎖状の分子
構造を有すること、そして分子量分布が非常に狭いこと
である。その多分散度(polydispersity
)(重量平均分子量/数平均分子量の式より計算される
分子量分布の指標)は12未満である。このポリエチレ
ンワックスは側鎖がなく、分子量分布が狭いために、密
度、融点、溶解性、溶融粘度、硬さおよび結晶化度など
の物理的性質が他のポリマーと比べて非常に異なってい
る。その密度は少なくとも15.4 I<g/m5(0
,961b/、ft3)あり、融点は少なくとも102
℃(215”F)である。これは高分子量画分を含有し
ないため、このポリエチレンの融点と粘性が、同じ平均
分子量をもつ他の典型的なポリエチレンよりも低い。ま
た、非常に低分子量の画分もないのでこの材料はより堅
牢であり、比較的高温でもその剛さと不溶性を保持する
ことができる。直鎖性があることすなわち分子の枝分れ
かないことにより、より高密度でより結晶性の高いポリ
マーとなる。
従って、本発明によれば、スチレンに対して005〜0
5重量%のポリエチレンワックスを含有する反応混合物
中でスチレンモノマーを重合し、得られたポリスチレン
ビーズに発泡剤を含浸させる発泡性ポリスチレンの製造
方法において、該ポリエチレンワックスが実質上直鎖状
で、その密度が少なくとも15.4 kg7m5(0,
961b/ft6)、分子量が700〜1500、多分
散度が12未満、融点が少なくとも102℃(215°
F)であることを特徴とする発泡性ポリスチレンビーズ
の製造方法が提供される。
本発明はさらに、発泡剤と、ポリスチレンに対し0,0
5〜約0.5重量係のポリエチレンワックスを含有する
ポリスチレンビーズにおいて、該ポリエチレンが実質上
直鎖状で、密度が少なくとも15.4に97m’ (0
,961b/ft5)、平均分子量が700〜1500
、多分散度が12未満そして融点が少なくとも102℃
(215”F)であることを特徴とする発泡性ポリスチ
レンビーズを提供する。
重量平均分子量が1000で融点が113℃(235下
)のポリエチレンワックスは、重量に基づいた場合気泡
の大きさを小さくするのに發も効果的であり、分子量が
これより高くても低くても効果は劣った。気泡の大きさ
にとって最適の分子量が存在するということは、先行技
術においては未知であり、一般に広い分子量分布を有す
るポリエチレンが使用されていた。さらに添加物の濃度
を最大約05重量%にまで増加させるにつれて、より短
い成形サイクルが得られることがわかった。
ある程度の効果を得るためには、少なくとも約0.05
重量%のポリエチレンワックスを添加することが必要で
ある。
実施例1 スチレンモノマー、0,2重量%の重量平均分子量84
0のポリエチレン、水不溶性重合開始剤(過酸化物)、
懸濁剤および界面活性剤を含有する水懸濁液中で懸濁重
合を行な−)た。ポリマーはスラリー状の微細に分割さ
れたビーズとして得られた。これらのビーズは、懸濁剤
を分解するために酸性化した後、遠心分離により回収し
た。次に得られたビーズを、回転空気乾燥器で乾燥した
後そのビーズに水懸濁液中、高温でn−ペンタン−イソ
ペンタン(70:30)混合液を含浸させた。懸濁剤は
、前記含浸サイクルの前に添加した。次にビーズを遠心
分離により分離し不活性雰囲気下で乾燥した。こうして
得られたビーズは貯蔵の前に分級して微粉を除去した。
次の成形過程では、ビーズはロッドマン型(Rodma
n−type )予備発泡機で予備発泡させ、開放した
袋の中に入れ空気中で熟成させた後、プレス付金型の中
で蒸気発泡させ完成品を製造した。予備発泡した「プレ
・Qフ」(”prepuff”)の平均気泡径は100
μであった。
速い成形サイクルが、この成形過程で達成された。
このようにして製造されたコツプは、よく溶融しており
、望ましい非晶質の表面を有し、コツプを圧縮しても弾
性があって回復し、熱いコーヒ〜もしみ出なかった。
実施例2 0.12重量%の重量平均分子量840のポリエチレン
ワックスおよび008重量%の重量平均分子量1.20
0のポリエチレンワックスを用いて実施例1の操作を繰
り返した。小さな気泡を有する[ブレパフJ (”pr
epuff”)が得られ、成形サイクルは短かった。
比較例1 ポリエチレンを加えないで、実施例1の操作を繰シ返し
た。得られた[プレ・や)J (”prepuff”)
゛の気泡の大きさは130μであり、成形サイクルは長
かった。
比較例2 02重量%の重量平均分子量8000のポリエチレンを
用いて実施例1の操作を繰り返した。得られた「プレ・
やフ」(to preput fI+ ) の気泡の大
きさは非常に大きく平均240μであった。
実施例3 0.1重量%の重量平均分子量1000のポリエチレン
ワックスを用いて実施例1の操作を繰り返した。得られ
た「ブレパフ」(”prepuff”)の気泡の大きさ
は70μであった。
実施例4 02重量%の重量平均分子量1000のポIJ エチレ
ンワックスを用いて実施例1の操作を繰り返した。得ら
れた[プレ・ぐ)j (”prepuff”) の気泡
の大きさは20μであった。
実施例5 0.2重量%の重量平均分子量840のポリエチレンワ
ックスを用いて実施例1の操作を繰り返した。得られた
「プレスぐフJ (41prepuffI+ )の気泡
の大きさは100μであった。
実施例6 製造過程で難燃剤を添加したことと発泡剤として  a
ンタンを用いたこと以外は実施例1と同様にして発泡性
ポリスチレンビーズを製造した。
ビーズはロッドマン型蒸気予備発泡機を用いて予備発泡
し、24時間空気中で熟成させた。熟成後のqB度は2
4kg/m3(1,51bs/ft’ )であった。次
にビーズは代表的な市販の組成物からなる先行技術のビ
ーズと同様に様々な圧力で成形された。全成形サイクル
を以下に示す。
表 1 全成形サイクル □ ゛ 成形サイクル構成、  時 間(秒):。
表2に成形圧を変化させた場合の冷却時間を本発明のも
のと従来のものを比較して示す。
表 2 成形サイクル中の冷却部分 実施例7 0.2重量%の重量平均分子量1000のポリエチレン
ワックスを用い発泡剤としてn−ペンタンを用いた以外
は実施例1と同様にして発泡性ポリスチレンビーズを製
造した。得られたビーズはロッドマン型予備発泡機で予
備発泡し、24時間空気中で熟成した。熟成後の密度は
22.4kg/m3(1,41b/ft’ )であった
。次にビーズをビレット金型(51crILX122c
1rLX244c1rL) (20in、 X4 ft
、 x8 ft、)に移し、10秒間の予備蒸熱および
20秒の最大蒸熱すなわち総計30秒の加熱サイクルに
より成形した。
冷却サイクルに要した時間を表3に示す。
表  3 実施例8 表5に示したポリエチレンワックスを用いて実施例1と
同様にして発泡性ポリスチレンビーズを製造した。得ら
れたビーズはロッドマン型蒸気予備発泡機を用いて予備
発泡し、24時間空気中で熟成した。熟成後の密度は2
0.8 kf!/m3(1,3lb、’ft’)であっ
た。次にビーズは2.25 bars (18psig
 )の成形圧で成形した。全過程サイクルを表4に示す
また得られた結果を表5に示す。
表  4 表  5

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ スチレンに対して0.05〜0.5重量%のポリエ
    チレンワックスを含有する反応混合物中でスチレンモノ
    マーを重合し、得られたIリスチレンビーズに発泡剤を
    含浸させる発泡性ボリスチレンノ製造方法において、該
    ポリエチレンが実質上置fJJ状で、その密度がすくな
    くとも15.4 kg7m3、分子量が700〜150
    0、多分散度が1,2未満、融点がすくなくとも102
    ℃であることを特徴とする発泡性ポリスチレンの製造方
    法。 2、 ポリエチレンワックスの分子量が1000、融点
    が113℃であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の製造方法。 3、 ポリスチレンに対して0.05〜約0.5重量%
    のポリエチレンワックスと発泡剤を含有する発泡性ポリ
    スチレンビーズにおいて、該ポリエチレンが実質上直鎖
    状で、その密度がすくなくとも15.4kg/m 、分
    子量平均が700〜15001多分散度が1.2未満そ
    して融点がすくなくとも102℃であることを特徴とす
    る発泡性ポリスチレンビーズ。 4、 ポリエチレンワックスの分子量が1000、融点
    が113℃であることを特徴とする特許請求の範囲第3
    項記載の発泡性、71Jスチレンビーズ。 5、 ポリスチレンに対して0.05〜約05重量%の
    ポリエチレンワックスと発泡剤を含有する発泡性ホリス
    チレンビーズにおいて、該ポリエチレンが実質上直鎖状
    で、その密度がすくなくとも15.4に577m3、分
    子量平均が700〜1500、多分散度が12未満そし
    て融点がすくなくとも102℃であることを特徴とする
    発泡性ポリスチレンビーズから作られた成形品。
JP20628382A 1981-11-27 1982-11-26 発泡性ポリスチレン Pending JPS58125728A (ja)

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US325174 1989-03-17

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