JPH0372535A - 被覆された発泡スチレン系樹脂粒子及びその製造法 - Google Patents

被覆された発泡スチレン系樹脂粒子及びその製造法

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JPH0372535A
JPH0372535A JP20865889A JP20865889A JPH0372535A JP H0372535 A JPH0372535 A JP H0372535A JP 20865889 A JP20865889 A JP 20865889A JP 20865889 A JP20865889 A JP 20865889A JP H0372535 A JPH0372535 A JP H0372535A
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Tetsuya Kato
哲也 加藤
Mitsuo Tateishi
光生 舘石
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Hitachi Chemical Co Ltd
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、各種成形品に有用な発泡性スチレン系樹脂粒
子及びその製造法に関する。
(従来の技術) 発泡性スチレン系樹脂粒子は、水蒸気等の加熱媒体を用
いて加熱され、−次発泡された後、小孔を有する金型に
充填され、小孔よう水蒸気の噴射によって再度加熱発泡
(二次発泡)され成形される。こうして得られた成形品
は経済性、断熱性。
軽量性、衛生性等に優れているため、梱包材料。
断熱材、容器等として多くの分野で使用されている。
発泡性スチレン系樹脂粒子は、一般に、常温で気体若し
くは液状の脂肪族炭化水素9例えばプロパン、ブタン、
ペンタン、ヘキサン等をポリスチレンビーズと共に水性
媒体中に分散し、加熱される方法によって製造される。
こうして得られた発泡性スチレン系樹脂粒子は前述の工
程を経て成形されるが、得られた成形品は発泡性スチレ
ン系樹脂粒子を石垣状に積み重ねて成シ9発泡圧と熱に
よって融着されているため、それぞれの樹脂粒子は一体
化されていない。その結果、容器として使用すると、そ
の内容物が容器外壁に浸透し易いものとなる。浸透を防
止するには、該粒子の融着性を強くシ、浸透しうる空隙
を少なくすること、又は該粒子表面に内容物と相溶しな
い性質を持たせる方法がある。
前者の方法として一般に行われているのは、成形時の加
熱を強くすることであシ、よう欠陥の少ない成形品を得
るためには、成形温度を低めに設定し、長時間加熱の必
要がある。
後者の方法としては、−次発泡における該粒子の集塊化
を防止するため一般に使用されている金属石鹸を通常よ
り多量に用いることが行われているが、成形時に粒子の
融着が阻害されるため前者の方法と同様に成形時間が長
くなう、いずれにしても成形サイクルが長く、工業的に
有用な方法とは言い難い。
そこで、よう短い成形時間で内容物の浸透の少ない発泡
性スチレン系樹脂粒子が提案されている。
例えば、特公昭56−34172号公報では蔗糖エステ
ルでの発泡性スチレン系樹脂粒子表面の被覆、特公昭5
6−51178号公報ではポリエーテル又はポリオール
及びポリリン酸塩での発泡性スチレン系樹脂粒子表面の
被覆、特開昭59−24731号公報ではポリアルキレ
ングリコールの脂肪酸エステルでの発泡性スチレン系樹
脂粒子表面の被覆、特開昭59−41339号公報では
パーフルオロアルキル基含有リン酸エステルでの発泡性
スチレン系樹脂粒子表面の被覆が提案されている。
(発明が解決しようとする課題) 前述の公報のうち、特開昭59−41339号公報以外
は、成形された容器が特定の収納物の浸透を防止したも
のであシ、収納物が異なると、また、その浸透の度合が
異なる結果を示していた。
一方1%開昭59−41339号公報には、パーフルオ
ロアルキル基含有リン酸エステルを発泡性スチレン系樹
脂粒子表面に0.O1〜0.2重量修被覆することが開
示されているが、これは繊維や紙の撥水撥油剤として一
般に使用されており、特に油脂成分の浸透を防止するう
えで有用である。しかしながら、この働きも万能ではな
く、収納物が界面活性剤水溶液である場合は、成形時の
加熱必要時間を長くしても、収納物の浸透を防止しえな
いものであった。
本発明は、容器として使用した時、収納される内容物が
油脂成分であっても、界面活性剤水溶液であっても、容
器外壁へ浸漬せず、しかも短い時間で成形可能な発泡性
スチレン系樹脂粒子及びその製造法を提供することを目
的とする。
(課題を解決するための手段〉 本発明は2発泡性スチレン系樹脂粒子表面に。
パーフルオロアルキルアクリレート共重合体及び/又は
パーフルオロアルキルメタクリレート共重゛合体(1)
、パーフルオロアルキルスルホンアミドリン酸アンモニ
ウム(B)並びにアルキル鎖に二重結合。
水酸基又はその両方を有する高級脂肪酸の金属塩(C)
を必須成分とする被覆層を形成してなる被覆された発泡
スチレン系樹脂粒子及びその製造法に関する。
本発明に(4)成分として用いるパーフルオロアルキル
アクリレート共重合体及び/又はパーフルオロアルキル
メタクリレート共重合体は、一般に知られているもので
あれば特に制限はないが、一般式(1)〜(4): 〔式中# Rt e R1e R1及びR7は水素原子
又はメチル基を表し、R□ms及びR1は→CH,−i
 (式中。
kは1〜10の整数を示す)を表しe R1は水素又は
炭素数1〜3のアルキル基を表し、 R1,は+CHす
(式中、I!は1〜3の整数を示す)を表しe R11
はCm&よ、(式中9mは1〜10の整数を示す)を表
し、R・は水素原子、炭素数1〜18のアルキル基又は
炭素数1〜18のヒドロキシアルキル基を表し、 Rf
Fi、CnFznn  (式中、nは8〜18の整数を
示す)を表す〕で表される単量体の四元共重合体を用い
ると、特に良好な特性が得られるので好ましい。被覆方
法は、(A)成分を含有する溶液を該樹脂粒子と混合し
て被覆する。なお9本発明でいう溶液とは、アルコール
等の有機溶媒に溶解したものの他、乳化液、懸濁液等を
含む。
前記の一般式(1)で表される化合物としては、メタク
リロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライ
ド、アクリロイルオキシエチルトリエチルアンモニウム
クロライド、メタクリロイルオキシプロピルトリメチル
アンモニウムクロライドなど、一般式(2)の化合物と
しては、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリ
レート危ど、−般式(3)の化合物としては、エトキシ
エチルアクリレート、メトキシプロピルメタクリレート
、エトキシプロビルメタクリレートなど、一般式(4)
で示される化合物としては、パーフルオロアルキルスル
ホニルメチルアミノエチルメタクリレート、パーフルオ
ロアルキルスルホニルエチルアミノエチルメタクリレ−
)、パーフルオロアルキルスルホニルメチルアミノプロ
ピルメタクリレート、パーフルオロアルキルスルホニル
メチルアミノエチルアクリレートなどがある。
なか、前記四元共重合体として、スコッチパンFX81
0(スリーエム社製、商品名)等が市販されているので
、これらを使用してもよい。
パーフルオロアルキルアクリレート共重合体及ヒ/又は
パーフルオロアルキルメタクリレート共重合体(1)の
添加量としては、樹脂粒子に対して0、001重量優〜
0.5重量嘩の■成分を含む溶液が好ましい。0.00
1重量多未満では、十分な撥水効果が得られに((,0
,5重量多を超えて添加しても、効果は向上せず、その
必要はない。性能。
コスト、作業性のバランスから特に0.01重量φ〜0
.1重量嘩が好lしい。この添加量の少なくとも80重
重量風上、特に90重重量風上が、樹脂粒子表面を被覆
するように混合するのが好筐しい。
それには、前記の量の(4)成分を好ましくは10〜5
0重量多含有する溶液を添加して粒子と混合することに
よう9粒子表面が全体に湿るようにするのが好ましい。
また、この濃度の溶液とすることは、樹脂粒子全体に均
一に被覆層を形成する上でも好ましい。なか、これらの
添加量のうちの被覆される量の割合、混合方法及び溶液
の濃度の好ましい値は、以下に説明する(B)成分にか
いても同様である。
本発明に用いる(B)成分であるパーフルオロアルキル
スルホンアミドリン酸アンモニウムは、一般に知られて
いるものを使用できるが、特に良好な特性を示すことか
ら1次の一般式(5)で示されるものが好ましい。
〔式中、 R1,は−(CHt )r  (式中、rは
1〜10の整数を示す)を表し、R8は水素原子、炭素
数1〜18のアルキル基又は炭素数1〜18のヒドロキ
シアルキル基を表し、pは4〜10の整数を示し、qは
1又は2を示す〕。
上記の一般式(5)で表される化合物の具体例としては
、下記の化合物などが挙げられる。
CF (CFi)4SO*N  (CHz)z  O)
! PO(ONH4)CHg CF(CFx)480zN  (CHz)no)mPO
(ON)(4)CF (CFz)s  5OzN  (
CHz)too 〕PO(ONH4)2訃 C!ル 〔F(CFり・−8O*N  (CHり*0)mPo(
ONHa)C!玩 CF (CFx)s  5OzN  (CHg)go 
)PO(ONH4)雪C*Hs CF (CFm)・−801N−(CH−雪0 )! 
PO(ONH4)5H40H CF (CFx)t。−8O!N−(CHり40 )s
 PO(ONH4)sHt ナカ、パーフルオロアルキルスルホンアミドリン酸アン
モニウムトシて、スコッチパンFC−807(スリーエ
ム社製、商品名)等が市販されているので、これを使用
することもできる。
パーフルオロアルキルスルホンアミドリン酸アンモニウ
ムの添加量は1発泡性スチレン系樹脂粒子に対して、0
.0001〜0.05重量多が好ましく、特に0.00
1〜0.02重量蝿が好ましい。この化合物の添加量が
0.0001重ZS未満では十分な撥油効果を得ること
が困難となり、また。
0.05重量嘩を超えると、効果がそれほど向上しない
ばかうでなく、成形工程にかいて樹脂粒子間の熱融着を
阻害する傾向にある。な>、 031成分もまた。(1
)成分と同様に溶液の形態で被覆するのが好ましい。
本発明にかいて(C)成分は、アルキル鎖に二重結合、
水酸基又はその両方を有する高級脂肪酸の金属塩である
。このような高級脂肪酸としては、オレイン酸、リシノ
ール酸、ヒドロキシステアリン酸、リシノール酸などが
挙げられ、金属塩を構成する金屑としては、マグネシウ
ム、カルシウム。
亜鉛などが挙げられる。高級脂肪酸の金属塩の具体例と
しては、オレイン酸亜鉛、リシノール酸亜鉛、ヒドロキ
システアリン酸亜鉛、リシノール酸カルシウムなどが挙
げられる。
この(C1成分を発泡性スチレン系樹脂粒子表面に被覆
することによって、前記パーフルオロアルキルアクリレ
ート共重合体又はパーフルオロアルキルメタクリレート
共重合体(4)及びパーフルオロアルキルスルホンアミ
ドリン酸アンモニウム(B)の撥水撥油効果を損なうこ
となく、成形時の熱融着性を向上させることができる。
高級脂肪酸の金属塩の添加量は、該樹脂粒子に対し、好
ましくはo、oos重量嘩〜0.5重量蝿特に、好まし
くは、0.01〜0.1重1φである。
o、 o o s重量蝿未満では熱融着促進効果を得に
く(,0,5重量多を超えて添加する必要はなく、筐た
9作業性を低下させる傾向がある。0.01重量多〜0
.10重量多の範囲が、該樹脂を発泡成形する際の熱融
着促進効果と作業性、コストとのバランス上特に好まし
い。(C)成分は粉末状態で添加される。従って、前記
(4)成分及び(B)成分を含有する溶液とともに予め
混合して9粒子に添加する方法。
い成分を含有する溶液を添加混合し9次いで(B)成分
を含有する溶液を添加混合し、その後1表面が湿った状
態の樹脂粒子へ(C)成分を添加する方法。
前記の方法で(1)成分と(B)成分の添加順序を逆に
した方法及び(1)成分と(B)成分を含有する混合溶
液を添加混合した後、(C)成分を添加する方法が均一
に被覆できるので好ましい。この時、樹脂粒子表面に付
着する各成分の量は、添加量に対し、80重重量風上(
好筐しくは90重重量板上ンとなる。
本発明における被覆する前の発泡性スチレン系樹脂粒子
としては、従来公知のものが使用でき。
スチレンのホモポリマー又はスチレンとアクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル、メタクリル酸メチル、メタク
リル酸ブチル等のメタクリル酸エステル、アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリ
ル酸エステル、α−メチルスチレン、クロルスチレン、
ビニルトルエン等のスチレン誘導体などの1種又は2種
以上とのコポリマーを基材樹脂とし、該樹脂にプロパン
。
イソブタX、  n−ブタン、インペンタン、n−ペン
タン等の脂肪族炭化水素、又はフレオン11゜フレオン
12等のフロン化合物などの常温で液体状又は気体状の
発泡剤が、好筐しくは1〜10!量優含浸されたものな
どである。これらの発泡性スチレン系樹脂粒子は、公知
の方法によって製造することが出来る。
本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子は、前記の3成分の
他に、従来公知の被覆剤によってさらに被覆されていて
もよい。例えば、−次発泡における集塊化防止のために
使用されるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム
などの金属石鹸、エチレンビスアミド、ステアリン酸ア
ミドのような脂肪族アミド類を用いることもできる。こ
れらの集塊化防止剤は9例えば、(C)成分と一緒に、
一般的には発泡性スチレン系樹脂粒子に対して0.05
〜0.5重量多添加される。筐た。−次発泡樹脂粒子の
帯電防止剤として使用されるグリセリン、ンルビット、
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等
の多価アルコール、ンルビタンエステル、高級脂肪族の
エチレンオキシド付加物等のノニオン系界面活性剤など
の併用も可能である。これらの帯電防止剤は9発泡性ス
チレン系樹脂粒子に対して、o、oos〜0.2重量多
添加される。この他、被覆剤の定着性を増すため、デン
プン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウ
ム、アルギン酸ナトリウムなどの定着剤と併用してもよ
い。
本発明において9発泡性スチレン系樹脂粒子表面への被
膜の形成のための混合は、従来既知の手段で行うことが
できる。例えば、リボンプレンダー、■プレンダー、ヘ
ンシェルミキサー レティゲミキサー等の混合器で2発
泡性スチレン系樹脂粒子及び上記各被覆剤成分を混合す
ることによって行うことができる。
こうして得られた発泡性スチレン系樹脂粒子を使用する
と、短い成形加熱でも9粒子同士の融着の良い、かつそ
の粒子界面が撥水、撥油の性質を持つ成形品が得られる
。例えば、従来の成形品では大豆油に対する接触角が4
0°付近にあるのに対し、50〜60°と濡れにくくな
る。
また1本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子を用いた成形
品は、界面活性剤水溶液に対しても大き−接触角を持つ
。例えば、従来の成形品の界面活性剤α1%水溶液での
接触角は35〜40°付近にあう、シかも時間と共に表
面浄化作用によって20°付近1で拡がっていくのに対
し9本発明品は40〜45°付近の接触角を示し、しか
も経時しても30〜35°までしか拡がらない特徴を持
っている。
従って1本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子を用いて得
られる成形品は、ドーナツ、ノ・ンバーガー フライド
チキン、ラード類の油脂ばかbでなく9例えば、ラーメ
ンのような油脂/水/乳化剤の系においても、容器壁を
通しての容器外への漏洩のない容器を作る材料となる。
また、この他。
発泡成形体を浮子として使用する場合にかいても低吸水
性の発泡体となり、有効な材料となυうる。
(実施例) 次に実施例を示し本発明を更に詳細に説明する。
実施例1 発泡剤として5.5重量嘩のペンメン(l−ペンタン/
n−ペンタン−1/9)を含有する直径0.35〜G、
59mmの発泡性ポリスチレン粒子(日立化成工業製、
ハイビーズ58G)10009をヘンシェルミキサーに
入れ、ここに被覆剤成分(1)として前記一般式(1)
〜(4)の4元共重合体であるパーフルオロアルキルメ
タクリレート共重合体のエマルジョン(スリーエム社製
、スコッチパンFX−810,■成分を33重量多含む
)を固形分換算で0,2gとなるよう添加し、20秒混
合し9次に被覆剤成分CB)としてパーフルオロアルキ
ルスルホンアミドリン酸アンモニウムのインプロパノー
ル溶液(スリーエム社製、スコッチパンFC−a07.
(81g分を33重量嘩含む)を固形分換算で0.19
添加し、更に20秒混合し、続いて被覆剤成分(C)と
してリシノール酸亜鉛0.759.さらにステアリン酸
亜鉛2.259の混合粉砕物を添加し、40秒混合し、
被覆して発泡性スチレン系樹脂粒子を得た。これをパッ
チ式−次発泡装置で熱風と水蒸気の混合気を熱媒として
加熱し;嵩密度0.19/−になる筐で発泡し9発泡性
スチレン系樹脂粒子を得た。これを常温、常圧下で16
時間熟成上た後、内容積5oocc、肉厚2..0!l
1m1のカップ状戒形品を得るための金型に充填し、第
1表に示す加熱時間で加熱成形し9発泡スチロール製カ
ップを得た。この時、加熱時間以外に、金型開閉。
原料充填、冷却などで計8秒を要した。
得られたカップの評価は、成形条件設定のための融着度
、及び油脂浸透性の目安として大豆油の接触角、浸透開
始時間、乳化剤溶液の浸透性の目安として界面活性剤0
.1多溶液(花王■製、スコアロール700コンク)を
用いての接触角(初期値)とその浸透時間を見た。得ら
れた結果を第1表に示した。なお、融着度とは、得られ
たカップを割った時に9粒子間の界面ではなく粒子自身
が。
割れたものの割合を9割った面にあられれた全粒子の数
に対して嘩で示したものである。
比較例1 実施例1から本発明による被覆剤であるパーフルオロア
ルキルメタクリレート共重合体、バーフルオロアルキル
スルホンアミドリン酸エステル。
リシノール酸亜鉛を除いて、実施例1と同様に操作し、
評価し、結果を第1表に示す。
比較例2 比較例1にパーフルオロアルキルスルホンアミドリン酸
アンモニウム(スコッチパンFC−8073を固形分換
算で0.1g追加し、比較例1と同様に操作し、評価し
た結果を第1表に示す。
比較例3 比較例1にリシノール酸亜鉛を0.759追加して比較
例1と同様に操作し、評価した結果を第1表に示す。
比較例4 比較例1にパーフルオロアルキルメタクリレート共重合
体(スコッチパンFX−810)を固形。
分換算で0.2g追加し、比較例1と同様に操作し。
評価した結果を第1表に示す。
実施例2 実施例1において、リシノール酸亜鉛をオレイン酸亜鉛
に変えた以外は、同様にして操作し、評価した結果を第
1表に示す。
このように1本発明によう3種の被覆剤成分を必須成分
として用いて発泡性スチレン系樹脂粒子表面を被覆する
ことによって、成形においては短い加熱時間で良好な融
着性を示し、しかも成形品にしたときに油脂類及び界面
活性剤水溶液の浸透性の少ない性質を持つ発泡性スチレ
ン系樹脂粒子を得ることができる。
(発明の効果) 本発明の被覆された発泡性スチレン系樹脂粒子は、成形
品になってからも9食用油などの浸透を防止する耐油性
及び界面活性剤等の水溶液の浸透を防止する耐水性にお
いて優れ、これらの二つの性質を損なうことなく、短い
成形加熱時間でも該樹脂粒子の熱融着性を促進する性質
を併せ持つものである。
したがって1本発明の被覆された発泡性スチレン系樹脂
粒子は、梱包容器や断熱材はもちろん。
各種の容器、殊に食品容器に有用である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、発泡性スチレン系樹脂粒子表面に、パーフルオロア
    ルキルアクリレート共重合体及び/又はパーフルオロア
    ルキルメタクリレート共重合体(A)、パーフルオロア
    ルキルスルホンアミドリン酸アンモニウム(B)並びに
    アルキル鎖に二重結合、水酸基又はその両方を有する高
    級脂肪酸の金属塩(C)を必須成分とする被覆層を形成
    してなる被覆された発泡スチレン系樹脂粒子。 2、パーフルオロアルキルアクリレート共重合体及び/
    又はパーフルオロアルキルメタクリレート共重合体(A
    )が一般式(1)〜(4):▲数式、化学式、表等があ
    ります▼(1) ▲数式、化学式、表等があります▼(2) ▲数式、化学式、表等があります▼(3) ▲数式、化学式、表等があります▼(4) 〔式中、R_1、R′_1、R″_1及びR″′_1は
    水素原子又はメチル基を表し、R_2、R′_2及びR
    ″_2は▲数式、化学式、表等があります▼(式中、k
    は1〜10の整数を示す)を表し、R_3は水素又は炭
    素数1〜3のアルキル基を表し、R_4は▲数式、化学
    式、表等があります▼(式中、lは1〜3の整数を示す
    )を表し、R_5は−C_mH_2_m_+_1(式中
    、mは1〜10の整数を示す)を表し、R_6は水素原
    子、炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数1〜18の
    ヒドロキシアルキル基を表し、Rfは−C_nF_2_
    n_+_1(式中、nは8〜18の整数を示す)を表す
    〕で表される単量体の四元共重合体である請求項1記載
    の被覆された発泡性スチレン系樹脂粒子。 3、パーフルオロアルキルスルホンアミドリン酸アンモ
    ニウム(B)が一般式(5): ▲数式、化学式、表等があります▼(5) 〔式中、R_7は−(CH_2)_r−(式中、rは1
    〜10の整数を示す)を表し、R_8は水素原子、炭素
    数1〜18のアルキル基又は炭素数1〜18のヒドロキ
    シアルキル基を表し、pは4〜10の整数を示し、qは
    1又は2を示す〕で表される化合物である請求項1又は
    2記載の被覆された発泡性スチレン系樹脂粒子。 4、発泡性スチレン系樹脂粒子を、パーフルオロアルキ
    ルアクリレート共重合体及び/又はパーフルオロアルキ
    ルメタクリレート共重合体(A)を含有する溶液、パー
    フルオロアルキルスルホンアミドリン酸アンモニウム(
    B)を含有する溶液並びにアルキル鎖に二重結合、水酸
    基又はその両方を有する高級脂肪酸の金属塩(C)を添
    加し、混合して、発泡性スチレン系樹脂粒子表面に、こ
    れらの成分を含有する被覆層を形成することを特徴とす
    る請求項1、2又は3記載の被覆された発泡性スチレン
    系樹脂粒子の製造法。 5、添加し、混合する各成分の量が、未被覆の発泡性ス
    チレン系樹脂粒子に対して、(A)成分が0.001〜
    0.05重量%、(B)成分が0.0001〜0.05
    重量%及び(C)成分が0.005〜0.5重量%であ
    る請求項4記載の被覆された発泡性スチレン系樹脂粒子
    の製造法。 6、(A)成分を含有する溶液中及び(B)成分を含有
    する溶液中の各成分の含有量が10〜50重量%である
    請求項4又は5記載の被覆された発泡性スチレン系樹脂
    粒子の製造法。
JP20865889A 1989-08-11 1989-08-11 被覆された発泡スチレン系樹脂粒子及びその製造法 Pending JPH0372535A (ja)

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JP20865889A Pending JPH0372535A (ja) 1989-08-11 1989-08-11 被覆された発泡スチレン系樹脂粒子及びその製造法

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