JPH04227940A - アルコール−アルカン発泡剤組成物を用いた発泡スチロールの製造方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融スチレン樹脂、少
なくとも１種のＣ１ないしＣ３　のアルコール、及び少
なくとも１種のＣ２ないしＣ５のアルカンの混合物を形
成することから成る発泡剤組成物を用いた発泡スチロー
ルの製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリスチレンのようなスチロールポリマ
ーから形成される熱可塑性発泡体は食品サービスの用途
に広く用いられており、特に、通常４分の１インチの厚
みの薄い発泡シートから成るプレートやカップのような
製品の形状で用いられている。このような薄い発泡スチ
ロールシートは、通常、揮発性の発泡剤とスチレン樹脂
を、この樹脂が液化し成形されまた非発泡状態に保持さ
れるのに十分な程度に制御された温度及び圧力条件下で
混合し、樹脂／発泡剤の混合物を環状ダイを通して低温
低圧領域に押しだして発泡スチレンパイプを形成し、こ
れをスリットに通して平らにすることにより形成される
。次にこの発泡シートは各種の形状の製品に加熱成形さ
れる。

【０００３】発泡スチロール製造に用いられる発泡組成
物は通常、第１に、許容される発泡体を製造するのに十
分なスチレン樹脂溶融温度で系の蒸気圧を保持し、第２
にスチレン樹脂に十分な成形を施して工業的な製造速度
での押し出しを可能にするために必要である。また熱成
形における後発泡を良好なものにするために、発泡剤の
スチレン樹脂への浸透率が大きすぎてはいけない。

【０００４】従来大体の発泡スチロールシートは、Ｃ３
ないしＣ６　のアルカンかあるいはジクロロジフルオロ
メタンのようなクロロフルオロカーボンか、あるいはこ
のようなアルカンとクロロフルオロカーボンとの混合物
を用いて工業的に製造されてきた。しかしこのようなク
ロロフルオロカーボンは、地球の大気中に放出された後
オゾンと反応することが疑われている。また、揮発性有
機化合物（ＶＯＣ）放出に関する当局の厳格な規則に従
えば、有意量のＶＯＣを放出しない発泡剤を用いること
が望ましい。

【０００５】発泡スチロールに用いられる発泡剤として
はこれまでにも各種のものが開示されている。米国特許
第４４２１８６６号（出願人シュー（Ｓｕｈ）等、１９
８３年１２月２０日公告）明細書には、（１）約５ない
し２０重量％のイソプロピルアルコール、約５ないし５
０％のクロロジフルオロメタン、及び約３０ないし７０
％のジクロロジフルオロメタンの発泡剤混合物と、（２
）約５ないし５０％のエタノール、メタノール、あるい
はこれらの混合物、約５ないし５０％のクロロジフルオ
ロメタン、及び約３０ないし７０％のジクロロフルオロ
メタン、及びこれらの混合物から成る群より選択される
発泡剤を用いた発泡スチロールの製造が記載されている
。シューによって製造されたこの気泡は最小の厚みが０
．２５インチ、最小断面積は８平方インチである。 米国特許第４４３８２２４号（出願人シュー等、１９８
４年３月２０日公告）は米国特許第４４２１８６６号の
分割であり、米国特許第４４２１８６６号明細書に記載
されている発泡剤を用いて製造された気泡であって、厚
みが０．２５インチより大きく最小断面積が８平方イン
チである気泡の製造が特許請求の範囲に記載されている
。

【０００６】米国特許第３３００５５２号（出願人シェ
ルビー（Ｓｈｅｌｂｙ）、１９６７年１月２４日公告）
では、プラスチック製品あるいは一部がプラスチックの
製品を部分的に選択して気泡化する方法が記載されてお
り、これは製品のプラスチック表面の一部あるいはすべ
てを第１の液体物質に浸し、次にこのすでに浸したプラ
スチック表面の内の一部分を選択的に第２の液体物質に
浸して、第１の液体物質の沸点よりも沸点が低く、実質
的に拡散し得る混合物を形成し、次の加熱操作の間浸し
た部分の気泡化が回避されるようになっている。第１の
液体物質及び第２の液体物質は、第１の液体物質よりは
沸点が低温の一定の沸騰混合物を形成しなければならな
い。前記シェルビーによる特許明細書では、エチルアル
コール：ベンゼン、エチルアルコール：シクロヘキサン
、エチルアルコール：ヘキサン、アセトン：酢酸メチル
、アセトン：ジエチルアミン、アリルアルコール：ヘキ
サン、プロピルアルコール：トルエン、メタノール：ト
リクロロエチレン、メタノール：臭化エチル、及びメタ
ノール：ペンタンが有効な混合物として記載されている
。この明細書では、Ｃ１ないしＣ３　の一価アルコール
とＣ２ないしＣ５　のアルカンの混合物を、気泡押し出
し方法における発泡剤として用いることは開示されてい
ない。

【０００７】米国特許第３４５１１０３号（出願人、ア
イカニアン（Ａｙｋａｎｉａｎ））及びその分割である
米国特許第３６５８９７３号明細書では、脂肪族アルカ
ンと二酸化炭素との混合物を発泡剤として用いた発泡ス
チロールの製法及び装置が開示されている。

【０００８】米国特許第４３４４１７０号（出願人、ジ
ョンソン（Ｊｏｈｎｓｏｎ））明細書では、二酸化炭素
とアルカンから成る発泡剤を貯蔵し調製するための流体
処理システムに関する気泡製造システムが開示されてい
る。米国特許第４４２４２８７号（出願人、ジョンソン
）は前記の米国特許第４３４４１７０号の一部継続であ
り、二酸化炭素のような大気ガスと脂肪族アルカンのよ
うな有機物から成る発泡剤を用いた発泡体製造方法が開
示されている。

【０００９】米国特許第３９６０７９２号（出願人、ナ
カムラ（Ｎａｋａｍｕｒａ））明細書では、スチレン樹
脂への拡散速度が特定の発泡剤混合物を用いた発泡スチ
ロールの製造方法が開示されている。またこの明細書で
は、この製法でプロパンを含む脂肪族炭化水素を用いる
ことができることが開示されている。

【００１０】米国特許第４６３６５２７号（出願人、シ
ュー）明細書では発泡ポリスチロールのようなアルケニ
ル芳香族の気泡を製造する工程が記載されており、発泡
剤として約３ないし４５ｗｔ．％の二酸化炭素、約５な
いし９７ｗｔ．％の塩化エチルと、約０ないし９０ｗｔ
．％のフルオロカーボン（ジクロロジフルオロメタン、
１−クロロ−１、１−ジフルオロエタン、あるいはこの
２つのクロロフルオロカーボンの混合物）から成る発泡
剤が用いられている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の発泡スチロール
の押し出し工程では、メタノールあるいはエタノールの
内少なくとも１種と少なくとも１種のＣ２ないしＣ５　
アルカンとの発泡剤系は開示されていない。本発明の一
般的な目的は、ＶＯＣ発生の少ない発泡スチロールの押
し出し製法を提供することである。また、優れた発泡ス
チロールシートの押し出し工程を提供することも本発明
の一般的な目的である。さらに前記の発泡剤系を用いて
厚みが約０．２５インチより小さな薄い発泡スチロール
シートを提供することが、本発明の特定の目的である。 他の目的は明細書から明かであろう。

【００１２】本発明者は、この目的が、少なくとも１種
の溶融スチレン樹脂、少なくとも１種のＣ１ないしＣ３
　アルコール、及び少なくとも１種のＣ２ないしＣ５　
のアルカンから成る混合物を形成する工程を用いること
により達成されることを見いだした。このアルコール／
アルカンの発泡剤混合物により、樹脂の形成が十分に行
われ、また十分な蒸気圧と浸透速度が与えられて、ポリ
スチレンから食品サービス分野で許容される発泡体を、
工業的な製造速度で、ＶＯＣ発生を少なくして提供する
ことができる。本発明の他の利点は以下で記載する。

【００１３】

【発明の概要】簡単に述べると、本発明では、少なくと
も１種のＣ１ないしＣ３のアルコールと少なくとも１種
のＣ２ないしＣ５　のアルカンの２つの主な成分から成
る発泡剤を、発泡スチロール製法に用いている。この発
泡剤は、少なくとも１種の溶融スチレン樹脂と発泡剤と
の混合物を形成する工程で用いられる。混合物中のアル
コールの量は、スチレン樹脂を１００として約０．５な
いし約３．０重量部が望ましく、また混合物中のアルカ
ンの量は約０．５ないし約４．０重量部が望ましい。場
合によっては混合物に窒素や二酸化炭素のような大気ガ
スを添加して発泡スチロール製造中のＶＯＣの発生をさ
らに減少させることもできる。このような成分を発泡剤
に用いまた製法に用いることは、パッケージング用の発
泡ポリスチロールの製造に特に有効である。

【００１４】従って本発明は発泡剤成分を用いた製法か
ら成り、溶融スチレン樹脂と、少なくとも１種のＣ１な
いしＣ３のアルコール、及び少なくとも１種のＣ２ない
しＣ５のアルカンから成る発泡剤成分との混合物を発泡
させることから構成されている。本発明の望ましい実施
例では、スチレン樹脂を押し出し機内で加熱して溶融樹
脂を製造し；この溶融樹脂に少なくとも１種のＣ１ない
しＣ３のアルコール及び少なくとも１種のＣ２ないしＣ
５のアルカンから成る発泡剤を添加して、樹脂、アルカ
ン、及びアルコール混合物から成る成形押し出し素材を
形成し、この押し出し素材を発泡が回避される程度の十
分な圧力下に保持し；この押し出し素材をダイを通して
発泡が可能な程度の温度及び圧力を保持する領域に押し
出して発泡スチロールを形成する工程から構成されてい
る。

【００１５】本発明者は、市販のブタン発泡剤の代わり
として発泡剤を試験した時にこのアルコール／アルカン
発泡剤を予想外にも見いだした。すなわちエタノールを
試験することにより品質の低下した発泡が得られたが、
エタノールの試験の後すぐにブタンのコントロール試験
の準備を行っている時に、本発明者は試験押し出し装置
をブタンでパージし始めたのである。そしてパージング
が完了する前、すなわちブタンとエタノールの混合物が
樹脂に導入されている時に、許容される品質の発泡体の
生成が確認されたのである。

【００１６】本発明の発泡剤は、メタノール、エタノー
ル、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、あるいはこ
れらの混合物を含むＣ１ないしＣ３の一価アルコールと
、Ｃ２ないしＣ５のアルカンあるいはこれらの混合物の
２種の主成分から成る。発泡剤成分のアルコール対アル
カンの重量比は約１：１に等しいかあるいはこれより小
さいことが望ましい。アルコール比が１：１より大きい
場合は、得られる気泡の硬質性が不十分で用途に適さな
い可能性がある。さらに望ましいエタノーループロパン
系としては、アルコール対アルカンの比が１：２に等し
いかあるいはこれより小さいことが、望ましい。従って
発泡剤成分はスチレン樹脂を基本として、樹脂を１００
重量部として、約０．５ないし約３．０重量部のアルコ
ールと、樹脂を１００重量部として約１．０ないし約４
．０重量部のアルカンから構成されていることが望まし
い。 樹脂１００重量部に対して発泡剤の全体量が約７．０重
量部よりも大きいと気泡が不安定になる可能性があるた
め、これよりも少量の発泡剤の使用が望ましい。アルカ
ンの望ましい最低量が１．０部であるのは、これより少
量だと蒸気圧が低すぎて許容される低密度の気泡が生成
されないからである。またアルカンの望ましい最大量が
４．０部であるのは、これより多いと気泡が不安定とな
ってＶＯＣが高くなる可能性があるからである。

【００１７】アルコールの望ましい最低量はメタノール
を用いる場合０．５部であり、これはこれより少量だと
成形が不十分であるからである。メタノールを用いる場
合の望ましい最大量は樹脂１００部に対して０．７５部
であり、ｎ−プロパノールあるいはイソプロパノールを
用いる場合は樹脂１００部に対して１．０部である。Ｃ
１ないしＣ３　の任意のアルコールの場合はいずれも３
．０部より少量が望ましく、これはこれより多量である
と、系の蒸気圧が低く高度の成形性が得られるような性
質の許容される気泡が発泡剤により得られないためであ
る。

【００１８】本発明による発泡剤組成物では、発泡剤の
透過性を低下させ次の熱成形において良好な後発泡を望
ましい程度得られるようなアルコール成分が用いられる
。このアルコールは、メタノール、エタノール、ｎ−プ
ロパノール、イソプロパノール、及びこれらの混合物を
含むＣ１ないしＣ３　の任意の一価アルコールである。 この内どのアルコールを選択するかによって、望ましい
系の透過性及び蒸気圧が変化したり制御されたりする。 本発明ではメタノールを用いるのが望ましく、これは低
毒性のためである。少量の、例えば５％容量のｎ−プロ
パノールを含有する変性アルコールを用いても良い。

【００１９】少なくとも１種のＣ２ないしＣ５　の脂肪
族アルカンを発泡剤に用いるのは、蒸気圧を十分にして
許容される薄い気泡を得るためである。これはエタン、
プロパン、ｎ−ブタン、ｎ−ペンタン、イソブタン、イ
ソペンタン、ネオペンタン、あるいはこれらの混合物を
含む任意のＣ２ないしＣ５　のアルカンを用いることが
できる。炭素数がＣ５　より大きなアルカンは本発明で
は用いられず、これはＣ６　以上のアルカンの分子量が
大きすぎて低密度の気泡を生成するには蒸気圧が不十分
であるからである。エタノールとともにプロパンを用い
るとＶＯＣの減少が優れているので、アルカンとしては
プロパンを用いることが望ましい。発泡剤のアルカンの
量は、スチレン樹脂１００重量部に対して約１．０ない
し約４．０重量部に保つことが望ましく、これはこれよ
り少量だと許容される気泡が生成されず、またこれより
多量だとＶＯＣの発生が増大するからである。

【００２０】本発明による発泡剤組成物には、さらに組
成物の３０重量％まで窒素や二酸化炭素のような大気ガ
スを添加して、ＶＯＣの発生を低下させることができる
。添加する大気ガスとしては二酸化炭素が望ましく、こ
れは他の大気ガスよりも蒸気圧が低くて扱いやすいから
である。大気ガスの含有量が３０重量％より大きいと、
気泡の質を低下させる可能性がある。

【００２１】本発明による気泡の生成では、スチレン樹
脂に核剤を添加することが望ましい場合が多い。この核
剤は、第１に気泡内の気泡計測値を増大させ、気泡の大
きさを小さくする作用があり、樹脂１００部に対して約
０．２ないし約４重量部用いられる。例えば、タルク、
炭酸二ナトリウム、クエン酸、珪酸カルシウム等が気泡
の大きさを減少させるのに適切な核剤である。本発明の
方法では実際にはタルクが望ましい核剤成分である。発
泡シートの最終用途によっては、他の各種の添加物、例
えば成形剤及び着色剤を用いることもできる。

【００２２】本発明はさらに、本発明による発泡剤を用
いて厚みが約４分の１インチより小さな薄い発泡スチロ
ールシートを製造する方法から成る。この方法では、１
種あるいはそれ以上の重合可能なアルケニル芳香族化合
物の固体ポリマーか、あるいはこのポリマーの混合物を
意味する「スチレン樹脂」より、発泡スチロールシート
が製造される。このようなアルケニル芳香族化合物の一
般式は以下のようである：

【００２３】

【化１】

【００２４】ただし、Ｒ１　　はベンゼンあるいは置換
ベンゼン系の芳香族炭化水素基か、あるいは芳香族ハロ
炭化水素基であり、Ｒ２　は水素かあるいはメチル基で
ある。このようなアルケニル芳香族化合物の例としては
、固体ホモポリマースチレン、α−メチルスチレンのホ
モポリマー、オルト−メチルスチレン、メタ−メチルス
チレンとパラ−メチルスチレン、上記の任意のスチレン
のコポリマー、１種あるいはそれ以上のこのようなアル
ケニル芳香族化合物とメチルメタルリレート、アクリロ
ニトリル、無水マレイン酸、アクリル酸等の他の重合可
能な化合物の固体コポリマーがある。スチレン−ブタジ
エンゴムのようなエラストマーか、あるいは共重合スチ
レン及びブタジエンから成るポリマーと混合しているポ
リスチレンである耐衝撃ポリスチレンを用いることもで
きる。望ましいスチレン樹脂は、各種製造源から容易に
入手可能なポリスチレンかあるいは耐衝撃ポリスチレン
である。

【００２５】本発明による方法では、スチレン樹脂をエ
タノール及びプロパンのような発泡剤組成物と混合して
樹脂と発泡剤との混合物を生成し、それから発泡剤を発
泡させる。混合及び発泡は従来の押し出し機で行うこと
が望ましく、スチレンポリマーがガラス転移温度（Ｔｇ
）以上に加熱されて溶融ポリマーが形成され、次に発泡
剤が押し出し機に導入されて、生成される成形押し出し
素材が発泡しないような圧力下で溶融ポリマーと混合さ
れる。そしてこの押し出し素材は任意の所望の円周の環
状ダイのような適切なダイを通して低温低圧の領域に押
し出され、そこで発泡して発泡スチロールが形成される
。ダイから出た押し出し物はすぐに所望の冷却手段に取
り込まれ、また所望の場合はサイジング手段あるいはサ
イジングブロックで引き延ばされる。最終的なシートの
厚みは引き取り速度、ダイの形状、特定の押し出し素材
の性質、及びサイジングブロックより前に設けられてい
る冷却手段の作用によるが、約０．０２５ないし約０．
２５インチである。生成された気泡はさらに適切な方法
で冷却され、気泡上には任意の所望の表面効果が生成さ
れる。環状ダイにより生成された気泡はスリットを通り
折り畳まずに発泡シートが形成される。

【００２６】スチレン樹脂と発泡剤組成物との混合物が
発泡しない温度及び圧力条件は、用いられるスチレン樹
脂そのものにもよるが、一般的には温度が約２４０゜Ｆ
で圧力が約１２００ｐｓｉ以上から、温度が約４４０゜
Ｆで圧力が約１８００ｐｓｉ以上の間である。押し出し
素材が発泡する温度及び圧力条件もスチレン樹脂そのも
のに依存し、一般的に前記の条件以外のどのような温度
と圧力の組合せでも良い。しかし、押し出しの家庭での
温度制御が正確である程、生成される気泡は均一である
。融解成形は、発泡剤成分の選択、核剤あるいは他の添
加物の量及び種類、用いられている特定のスチレン樹脂
あるいは混合物、及びそのＴｇあるいはＴｇ’ｓと、温
度、圧力、及び押し出し速度によって制御されている。

【００２７】本発明による方法を実施する場合、発泡剤
は、アルカン及びアルコールを別々の流れで注入するよ
うな任意の適切な方法でスチレン樹脂に添加されるが、
発泡剤組成物の２種の主成分から成る流れを押し出し機
内の溶融スチレン樹脂に直接に所望の速度及び室温で注
入する方法が望ましい。下記に示される望ましい縦列押
し出し機を用いる場合、発泡剤は第１の押し出し部分の
最後で樹脂に注入される。発泡剤は、この発泡剤とスチ
レン樹脂の押し出し素材がダイを通して押し出される前
に、スチレン樹脂と十分に混合していなければならない
。これは断面の均一な気泡を得るために必要なことであ
る。

【００２８】溶融樹脂と発泡剤組成物とから成る押し出
し素材は発泡領域に押し出され、この領域の範囲内で気
泡形成及び拡大が行われる。押し出しダイ及びサイジン
グブロックが適切ならば、ポリスチレン組成物の処理の
可能な任意の適切な装置を押し出しに用いることができ
る。単軸あるいは多軸スクリュー押し出し機を用いるこ
とができるが、スループットを最大にするためには縦列
押し出し機が望ましい。ポリマーの軟化及び発泡剤との
混合は、単数あるいは複数のスクリューのねじ山の間で
のポリマーの処理の間に行われ、このスクリューもまた
押し出し素材を押し出しダイに搬送する。スクリューの
速度及び押し出し機のバレルの温度は、混合及び軟化が
良好に行われ、処理されている組成物が劣化されない程
度でなくてはならない。

【００２９】望ましい縦列押し出し機では、一次／融解
押し出しスクリューの速度は約８０ｒｐｍないし１２０
ｒｐｍである。このようなスクリュー速度では、発泡可
能な組成物をＴｇより上の約１２０ないし約２００゜Ｆ
に加熱するために、ポスチレンポリマーのバレルの温度
はＴｇより上の約１００ないし約２２０゜Ｆにされる。 本発明によりポリマーがポリスチレンかあるいは衝撃ポ
リスチレンのみから構成されている望ましい押し出し素
材の場合、望ましいバレルの温度は約３２５゜Ｆないし
約４２０゜Ｆである。押し出し素材が多重Ｔｇを保持す
る場合は、スチレン樹脂から成るポリマーのブレンドが
用いられる場合のように、組成物の最も高いＴｇより上
の温度で加熱される。

【００３０】望ましい縦列押し出し機では、二次／冷却
押し出し機のスクリュー速度は約８ないし約１２ｒｐｍ
であり、バレルの温度は二次押し出し入口付近での約１
００゜Ｆから押し出しダイ付近での約２２０゜Ｆの範囲
である。

【００３１】成形された発泡可能な押し出し素材は、押
し出し素材の発泡及び冷却が行われる発泡領域、すなわ
ち発泡段階に押し出される。発泡している押し出し物は
ダイを出るとすぐに従来の冷却空気リングを通り、ここ
で一方の表面が冷却されて審美的な表面仕上げが行われ
、また気泡の発泡が限定されることが望ましい。次に押
し出し物は所望の幅のシートが得られるように選択され
た円周の、任意の適切なサイジングブロック上に引き延
ばされる。このサイジングブロックの円周によってシー
ト製品の幅が決まるが、これは約３６ないし約９６イン
チが望ましい。この工程は、得られる発泡スチロールシ
ートの継続的なスリッテイング及び除去、すなわち引出
しにより行うことができる。引出し速度及び押し出し速
度は、型通りの実験法により当該分野の専門家によって
決めることができるが、一般的には１分あたり３０ない
し１５０フイートである。

【００３２】次に、気泡はスリットを通してシートとな
る。本発明による方法で製造される発泡スチロールシー
トの密度は６．０１ｂ／ｆｔ３　以下、好ましくは４．
０１ｂ／ｆｔ３　以下であり、一般的に厚みは０．２５
インチより小さく、断面積は４平方インチであり、特に
包装の用途に用いられる。本発明によるシートは実質的
に独立気泡製品であり、包装に用いられている市販の入
手可能な発泡シートに匹敵する性質を保持する。このシ
ートは適切な熟成期間の後、従来の熱成形における加熱
及び圧力の付与のような適切な工程により、プレート、
カップ、容器、クラムシェル（ｃｌａｍｓｈｅｌｌ）等
のような所望の大きさ及び形状の造形品に付形される。 本発明によって製造されるシートは熱成形の前に少なく
とも２日間熟成させることが望ましい。

【００３３】以下の実施例は本発明による方法及び発泡
剤を示したものであり、発明を限定するものとして理解
するべきではない。

【００３４】

【実施例】例１ ５％容量メタノールで変性されたエタノール及びプロパ
ンから成る本発明による発泡剤組成物と、コントロール
としてｎ−ブタンを用いた比較系との２つの発泡剤系の
各々を用いて、１００平方あたり６ｇの発泡ポリスチレ
ンを製造した。用いられたポリスチレン樹脂はＡＳＴＭ
　　Ｄ１２３８　　２００／５．０による計測で１０分
あたり２ｇのメルトインデックスを示すアモコケミカル
カンパニー（Ａｍｏｃｏ　　ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｃｏ
ｍｐａｎｙ）Ｒ２であった。この樹脂にはポリスチレン
１００重量部あたりタルクが０．２５重量部含まれてい
た。気泡は４１−２／６インチの双軸縦列押し出し機で
製造された。この押し出し機の第１の押し出し部分は樹
脂注入点における温度が４００゜Ｆ、圧力が３５００ｐ
ｓｉに保持され、また第２の押し出し部分は、押し出し
の入り口から押し出しダイにかけてそれぞれ１００゜Ｆ
及び２６０゜Ｆであって、異なる温度で保持されている
。発泡剤系は第１の押し出し機の端部付近の樹脂に３０
００ｐｓｉの圧力で、また樹脂１００重量部、エタノー
ル／プロパン３．０重量部、及びｎ−ブタン約４．０重
量部あたりの速度で注入された。（樹脂１００部あたり
ｎ−ブタン３部を用いた場合は、密度が高すぎまた厚み
の薄すぎる許容されない発泡が生じるため、比較例では
ｎ−ブタン４部が用いられた）。プロパンに対するエタ
ノールの重量比は１：２であり、エタノール及びプロパ
ンは注入点の直前で混合された。押し出し素材は、円周
３．７５インチ、環状ギャップが０．０１５インチの従
来の環状ダイを通して、１時間あたり５００１ｂｓ．の
押し出し素材の速度で、温度８０゜Ｆ及び常圧の発泡領
域に押し出された。押し出し物は円周５２インチのサイ
ジングブロック上で引き延ばされた。次に気泡はスリッ
トを通されて、厚み０．０６０、幅５２インチの仕上げ
発泡シートが得られた。

【００３５】このエタノール／プロパン及びブタンコン
トロールより成る仕上げシートは、３日間の熟成の後、
従来の熱成形オーブン内と同等の条件で熱成形され、接
合サンドイッチ容器が形成された。熱成形で困難なこと
はなく、エタノール／プロパンから成るシートはブタン
コントロールシートよりもオーブン内で良好な発泡を示
し、厚みの増加はブタンコントロールシートの場合の７
５ないし１２０％に対して９０ないし１６０％であった
。エタノール／プロパンシートから製造されたサンドイ
ッチ容器の性質は、ブタンシートから製造されたものと
同様か、あるいはそれよりも良好であった。

【００３６】シートの製造、熟成、及び熱成形によるＶ
ＯＣの発生を監視した。本発明者は、本発明による発泡
剤を用いることにより、ｎ−ブタンの発泡剤を用いる場
合に比較して、同様な性質の発泡シートを製造する際の
ＶＯＣ発生が２５％重量減少したことを観察した。

【００３７】例２１立方フィートあたりの密度が４．０
１ｂｓの、１００平方インチあたり１７ｇの発泡スチロ
ールが、プロパン対エタノールが２：１の混合物を用い
て、発泡剤としてポリスチレン１００部あたり２．８部
の混合物濃度で、実施例１と同様の装置及び条件で製造
された。発泡剤としてポリスチレン１００部あたり４．
０部のｎ−ブタンを用いて同様の密度のコントロールシ
ートを製造した。実施例１のように、エタノール／プロ
パンシートは熱成形においてより発泡したため、型への
充填がより良好であり、審美性の優る製品が得られた。 さらに、ｎ−ブタンのコントロールと比べ、ＶＯＣ発生
が３０％減少した。この製品シートから同様の条件でサ
ンドイッチトレーを形成した。最終トレーの側面圧潰強
度は、トレー全体の保持に変形クランプを用いた以外は
、ＡＳＴＭ　　Ｄ１６２１法Ａにより計測した。

【００３８】ブタンシート及びプロパン／アルコールシ
ートから製造されたトレーの比較データは以下のようで
ある： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　ブタン　　　　　　　　プロパン／アル
コール　　　　　　　　　　　　　　 トレーの重量（ｇ）　　　　　　　　　　　　１７．１
０　　　　　　　　　　１７．４０側面の厚み（ｍｍ）
　　　　　　　　　　２０７．５　　　　　　　　　　
２２３．９底部の厚み（ｍｍ）　　　　　　　　　　１
８８．７　　　　　　　　　　１９４．４側面の降伏強
度（Ｋｇ）　　　　　　　　　　　　　　３．２　　　
　　　　　　　　　　　３．４５実施例の１と同様に、
アルコール／アルカンの発泡シートは、ブタンコントロ
ールからなるシートよりも発泡性に優れ、その結果製品
の鮮鋭度も良好である。

【００３９】例３ 初めにエタノール及びメタノールのみを用いた気泡製造
の試みを計画した。１００部のポリスチレンに対して２
．２部のメタノールを発泡剤として用い、例１に示され
た縦列押し出しラインを例１に示された条件で操作した
。製造された発泡シートの密度は６．１ないし９．９１
ｂ／ｆｔ３　に変化し、気泡の大きさは１０ミリより大
きく、また表面は粗いガラスのようであった。このよう
な性質は成形剤が過剰な場合に典型的であり、熱成形の
後に得られる製品は低品質のものである。エタノールと
、エタノール／メタノール発泡剤が処理される場合の結
果は同じである。エタノールをブタンでパージすると、
気泡内のアルコール臭は強いが、密度３．７１ｂ／ｆｔ
３　の非常に外観の良好な気泡が得られたことがわかっ
た。このため本発明による発泡剤ブレンドを用いた実験
がさらに行われた。

【００４０】これまでの例で示されるように、本発明に
よる発泡剤は従来の押し出し装置で十分に用いることが
でき、高品質の発泡スチロールシートが得られるため、
このシートを従来のように熱成形して高品質の発泡造形
品を製造することができる。上記の説明は本発明の技術
分野を限定する意図で記載されたものではなく、いろい
ろな変形が行われる。本発明の技術範囲は特許請求の範
囲によって記載されている。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも１種の溶融スチレン樹脂、
   少なくとも１種のＣ１−Ｃ３アルコール、及び少なくと
   も１種のＣ２−Ｃ５アルカンから成る混合物を形成する
   ことを特徴とする発泡スチロールの製造方法。
2. 【請求項２】　　スチレン樹脂がアルコール及びアルカ
   ンと混合し、この樹脂が成形されまたアルコール及びア
   ルカンは樹脂内に液体として保持される温度及び圧力で
   押し出し素材が生成され、この押し出し素材がより低温
   及び低圧の発泡領域に押し出されて発泡スチロールが生
   成される請求項１に記載の製造方法。
3. 【請求項３】　　前記混合物が、樹脂１００重量部あた
   り約０．５ないし３．０重量部のアルコールと、樹脂１
   ００重量部あたり約１．０ないし４．０重量部のアルカ
   ンから成る請求項１に記載の製造方法。
4. 【請求項４】　　前記スチレン樹脂が単独重合ポリスチ
   レンから成る請求項２に記載の製造方法。
5. 【請求項５】　　前記スチレン樹脂が耐衝撃性ポリスチ
   レンから成る請求項２に記載の製造方法。
6. 【請求項６】　　混合物内のアルカンに対するアルコー
   ルの重量比が１：１より小さいかあるいはこれに等しい
   請求項２に記載の製造方法。
7. 【請求項７】　　厚みが約０．２５インチより小さな発
   泡スチロールシートの製造方法であって、（ａ）押し出
   し機内のスチレン樹脂を加熱して溶融樹脂を生成し、 （ｂ）この溶融樹脂に、メタノール、エタノール、ｎ−
   プロパノール、及びイソプロパノールの内の少なくとも
   １種と、少なくとも１種のＣ２−Ｃ５アルカンを注入し
   て発泡が回避されるのに十分な程度の圧力で押し出し素
   材を生成し、 （ｃ）この押し出し素材を発泡し得るのに十分な程度の
   温度及び圧力の領域に、この押し出し素材を環状ダイか
   ら押し出して発泡スチレンパイプを生成し、（ｄ）この
   発泡パイプをスリットさせて発泡シートを形成する工程
   からなることを特徴とする製造方法。
8. 【請求項８】　　前記スチレン樹脂が単独重合ポリスチ
   レンから成る請求項７に記載の製造方法。
9. 【請求項９】　　前記スチレン樹脂が耐衝撃性ポリスチ
   レンから成る請求項７に記載の製造方法。
10. 【請求項１０】　　前記発泡剤が、樹脂１００重量部あ
    たり約０．５ないし３．０重量部のアルコール及び樹脂
    １００重量部あたり約１．０ないし４．０重量部のアル
    カンから成る請求項７に記載の製造方法。
11. 【請求項１１】　　前記発泡剤におけるアルコール対ア
    ルカンの重量比が１：１より小さいかまたはこれに等し
    い請求項７に記載の製造方法。
12. 【請求項１２】　　前記発泡剤がエタノール及びプロパ
    ンから成る請求項７に記載の製造方法。
13. 【請求項１３】　　前記発泡剤にはさらに大気ガスが含
    有されている請求項７に記載の製造方法。
14. 【請求項１４】　　前記大気ガスが、窒素、二酸化炭素
    、及びこれらの混合ガスの群より選択される請求項１３
    に記載の製造方法。
15. 【請求項１５】　　前記発泡剤がエタノール、プロパン
    、及び二酸化炭素から成る請求項７に記載の製造方法。
16. 【請求項１６】　　前記発泡剤にさらに二酸化炭素が含
    有されている請求項７に記載の製造方法。
17. 【請求項１７】　　前記大気ガスの量が発泡剤の約３０
    ．０重量パーセントよりも小さい請求項１３に記載の製
    造方法。
18. 【請求項１８】　　前記発泡シートを造形品に熱成形す
    る工程をさらに含む請求項７に記載の製造方法。