JPS61106638A - ポリスチレン系発泡体の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリスチレン系発泡体の製造方法に関し、詳
しくは、微細な気泡を有するポリスチレン系発泡体の製
造方法に関する。

〔従来の技術〕

合成樹脂発泡体において、気泡が大であると、発泡体の
外観が損われるため、核形成剤としてタルクなどの無機
物質粉末を多量に添加したり、またアミド化合物などの
分解型有機発泡剤を添加して、気泡の微細化が行なわれ
ている。

また、ポリオレフィン系発泡体の製造法においては気泡
を微細化する目的で、ポリオレフィン樹脂にステアリン
酸バリウムなど特定の融点をもつ物質を特定ｍ添加する
ことが提案されている（特公昭５９−２３３４１号公報
）。

〔解決しようとする問題点〕

しかしながら、核形成剤を多量に用いると。

無機物粉末の分散が均一に行なわれないためか発泡シー
ト中に黒点が発生したり、また発泡シートの表面にはフ
ィッシュアイ的な斑点や現象１　　　　　　が生じ、発
泡シートの外観を損なう欠点があった。一方、外観を良
くするために、該形成剤の使用ｍを減らすと、気泡が太
き（なり、独立気泡率が低下するために、発泡シートの
脆性が太き（なり、その結果、発泡シートの緩衝性が悪
（なる。従って、発泡シートの外観と脆性０Ｍ衝性とを
両立できるものではなかった。

また、分解型有機発泡剤を用いる方法によると、押出機
の連続運転と共に押出機の先端に装着したスクリーンや
、その後の成形金型の狭い間隙を有するリップ部分に、
分解した有機物が付着したり、分解物により着色したり
するため、発泡シートの外観が徐々に粗雑になるだけで
な（，３日〜１０日単位で押出機の運転を止め、清掃し
なければならず、作業性が悪いという欠点があった。

また、前記のポリオレフィン発泡体の製造法においては
、ポリオレフィン樹脂の溶融粘度がポリスチレン系樹脂
などに比べて著しく小さく、しかも温度により著しく変
化するため、前記融点をもつ物質を押出機中で均一に混
合し難いだけでなく、気泡は、連続気泡となり易く、し
かも不均一に分布するため、平滑で外観や緩衝性。

断熱保温性が良好な発泡シートが得難く、また慎重な操
作を必要とし、作業上の管理が煩雑であるという欠点が
あった。またポリオレフィン樹脂は、その性質上、脆性
が太き（なる等のことはないものの、剛性、強度が小さ
いため、ポリオレフィン発泡体は、自ずとその用途が限
定されるという欠点があった。

本発明は、上記従来の問題点を解決すべくなされたもの
で、その目的とするところは、剛性、強度の大なるポリ
スチレン系発泡体において、気泡を微細化しうるポリス
チレン系発泡体の製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕栓 本発明は、ポリスチレン系樹脂と揮発生先泡剤とを押出
機中で混合し、押出すことによりポリスチレン系発泡体
を製造する方法において、無機物粉末と高級脂肪酸のカ
ルシウム塩又はバリウム塩の少なくとも一種とをポリス
チレン系樹脂に併用混合することにより、上記従来の問
題点を解決するものである。以下に、本発明の詳細な説
明する。

本発明に用いられるポリオレフィン樹脂は、スチレン、
α−メチルスチレン、バラメチル支チレンなど各種のス
チレン系モノマーの単独重合体−共重合体、あるいは前
記スチレン系モノマーと共重合するモノマーとの共重合
体が挙げられる。共重合性モノマーとしては、メタクリ
ル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリロニトリルなど
のアクリル系モノマー、ブタジェンなどのオレフィンモ
ノマー、無水マレイン酸などの不飽和酸又はそのエステ
ルが挙げられる。これらのうち、ポリスチレン樹脂、パ
ラメチルスチレン樹脂は、剛性９強度が大きく、後者は
更に耐熱性が良いため好ましい。これらスチレン系樹脂
は、用途（こ応じた重合度のものが適宜選択でき、また
、ＳＤＲ樹脂、アクリル樹脂等地の樹脂と混合して用い
てもよい。

また、本発明に用いられる揮発性発泡剤としでハ、フロ
パン、ブタン、ペンタンなどの脂肪族炭化水素、ジクロ
ロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジク
ロロテトラフルオロエタン、塩化メチレンなどのハロゲ
ン化炭化水素などがあり、沸点が４０℃以下のものが、
一般に使用される。

上記の揮発性発泡剤は、押出機において、加圧された溶
融ポリスチレン系樹脂中に圧入混合される。揮発性発泡
剤の使用量は、発泡体の発泡倍率、用途等に応じ任意に
変えることができ１、・１　　　　る。

’、’ｌ このような揮発性発泡剤は押出機中で分解することなく
、押出しと共に膨張し、ポリスチレン系樹脂を発泡化す
るため、発泡シートが分解物ｆこより着色する等の幣害
がない。

本発明では、上記のような方法によりポリスチレン系発
泡体を製造するｌこ際して、核形成剤として無機物粉末
と高級脂肪酸のカルシウム塩又はバリウム塩の少なくと
も一種を併用することにより、気泡の微細化を図るもの
である。

無機物粉末としては、タルク、カオリン、炭酸カルシウ
ム・硫酸バリウムなど各種のものが使用できるが、気泡
の微細化、価格等の点からタルクが好ましい。

上記無機物粉末の使用量は、適宜選択できるがポリスチ
レン系樹脂１００重量部に対して０．２〜１，０重量部
、好ましくは、０．３〜０．７重量部使用される。０．
２部未満では、気泡の微細化が十分でなく、また押出機
への原料の噴込が不安定となって、安定な押出し操作が
できない。一方、’ｉ、ｏｉ量部を越置部とポリスチレ
ン系樹脂との混合が均一になりに（（、樹脂ペレットの
４Ｂ分に無機物粉末が固まりとなって付着したり、発泡
シートに黒点が生じて好ましくない。

また、高級脂肪酸のカルシウム塩又はバリウム塩として
は、炭素数１０〜３０の飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸の
カルシウム塩、バリウム塩が挙げられる。炭素数１０未
満では、前記無機物粉末との併用による微細な気泡が得
難く、また炭素数が３０を越えたものは、高価であるた
め好ましくない。

このような高級脂肪酸のカルシウム塩、バリウム塩とし
ては、ラウリン酸カルシウム、オレイへルシウム、リノ
ール酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、モンクン
酸カルシウム及びこれらに対応したバリウム塩など各種
のものが挙げられる。

なお、上記の高級脂肪酸のカルシウム塩、バリウム塩は
、それぞれ１種又は２°種以上混合あるいは、両者を併
用して用いることができ、また、上記高級脂肪酸のカル
シウム塩、ノクリウム塩を主成分として含有するもので
あればよい。

このような高級脂肪酸のカルシウム塩、バリウム塩は、
ポリスチレン系樹脂１００重量部に対して、０．０１〜
０．２重量部、好ましくは０．０２〜０．１重量部使用
する。０．０１重量部未満であると気泡の微細化が十分
に行なわれず、才た０、　２重量部を越えると過度の使
用量となり経済的でない。

特に、前記無機物粉体と前記高級脂肪酸のカルシウム塩
、バリウム塩の使用量が上記の範囲内で、しかも無機物
粉末と高級脂肪酸のカルシウム塩、バリウム塩との比率
が２＝１〜２５：１の範囲内で使用したものは、気泡の
微細化を効果的に行なうことができる。

上記の無機物粉体と高級脂肪酸のカルシウム塩、バリウ
ム塩の作用については明確ではないが、これらを併用し
たことにより、ポリスチレ断応力が大きいことと相まっ
て、無機物粉末と高級脂肪酸のカルシウム塩、パリウｌ
−塩カ均一に分散されるだけでな（、高級脂肪酸のカル
シウム塩、バリウム塩が溶融ポリスチレン系樹脂中で溶
融、液体化し、前記無機物粉末の凝集が防止されるため
、無機物粉末の個々の粒子がそれぞれ気泡核形成剤とし
て有効に機能し、微細な気泡が形成されるものと推測さ
れる。

なお、高級脂肪酸のカルシウム塩は、融点が低（、無機
物粉末の分散剤として十分に作用するためか、バリウム
塩に比べ気泡の微細化により効果的である。

また、無機物粉末と、高級脂肪酸のカルシウム塩、バリ
ウム塩とを上記の範囲で使用することにより、成形金型
の溶融体出口端においては押出圧力が高（なることから
内部発泡が防止されることと相まって、微細な気泡が効
率的に形成されるものと推測される。

上記の無機物粉末と高級脂肪酸のカルシウム塩、バリウ
ム塩は、同時に、または各別に押出機内で前記ポリスチ
レン系樹脂と混合してもよく、タンフラーなどを用い予
め前記ポリスチレン系樹脂と混合して、押出機内に供給
してもよい。また、ポリスチレン系樹脂と溶融混合した
ものをマスターバッチとして押出機内に供給してもよい
。

なお、発泡体の製造に通常用いられる展着剤。

滑剤、酸化防止剤、難燃剤１着色剤などを使用すること
は任意である。

本発明は、１台又は複数台の押出機を用いることができ
、ポリスチレン系樹脂と無機物粉末および高級脂肪酸の
カルシウム塩、バリウム塩とを押出機内で溶融混合し、
シ＋ｊングーに設けた発泡剤注入口より揮発性発泡剤を
圧入して、溶融ポリスチレン系樹脂等と混合すると共に
、大気中又は減圧部へ発泡剤を含んだ溶融ポリスチレン
系樹脂等を押出して発泡させる。

その際、金型の形状を変えることにより、棒状、シート
状、チューブ状の発泡体が連続して得られる。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を比較例と対比しつつ説明する
つ 実施例１〜６および比較例１〜４ ポリスチレン樹脂（Ｍｌ＝１．０）１００重量部と下表
に示す添加部数の核形成剤とをタンブラ−で混合し、こ
の混合物を４０φ押出機（／ｒ、。

１押出Ｔａ）／４０φ押［１（／１ｆＬ２押出ｍ）から
なるタンデム機の前記＆１押出機のホッパーより１０に
？／ｈｒの割合で投入し、２００℃に加熱してポリスチ
レン樹脂、核形成剤を溶融混合すると共に、シリンダー
に設けた発泡剤注入口より揮発性発泡剤としてのブタン
を０．３　Ｋｑ／ｈｒ　の割合で圧入し、発泡剤と前記
溶融樹脂等とを混合した。また／１ＩＬ２押出機にて前
記溶融樹脂等を１６０℃に冷却し、押出機の先端に取付
けたサーキュラ金製（口径３０φ、リップ間隙０．６５
ｍ）から大気中に押出し発泡させ、１２０φマンドレル
にてシート状にして引取った。なお、発泡シートは、厚
み２±０．２間１坪皿１８０士２　ｆ／／ｒｒｔ　　に
調整した。

核形成剤には、無機粉末としてタルク、高級脂肪酸のカ
ルシウム塩としてラウリン酸カルシウム（Ｌλ−Ｃａ　
）を用い、これらの添加部数９比率と得られた発泡シー
ト表面の気泡数（１ｃｍ標線上を横切る気泡の数）等と
を表−１に示す。

（，１スＴ、糸白） 表−１ ｊ％　　　ｎ　′Ｉ″′！　＊　ｔ＋　″１°゛″″″
′１”〜°１°”無機物粉末の添加量が多くなるに従っ
て、気泡数が多くなるものの、フィッシュアイや黒点が
みられる。また、Ｌａ　−Ｃａだけを用いた比較例４で
は、フィッシュアイ等が発生しないものの気泡数が少な
く、気泡の微細化が図れない。

これに対して、実施例１〜６のものは、前記比較例１〜
４との対比から明らかなように、無機物粉末と高級脂肪
酸のカルシウム塩とを併用しているため、気泡数が多く
なり、気泡が微細化されているだけでなく、フィッシュ
アイ、黒点も観察されず、外観が良好である。また比較
例のものより押出圧力が高（、内部発泡することなく、
表面の平滑性も優れていた。

実施例７ ラウリン酸カルシウムに代えてステアリン酸カルシウム
を用いる以外は、前記実施例４と同じくじて発泡シート
を得た。

この発泡シートは、気泡数が５７個／ｃｏ＋であ　　　
　′す、またフィッシュアイや黒色も観察されなかった
。なお、金型の先端圧力は９５に９／ｃｄであった。

実施例８及び比較例５．６ 金属塩の種類による影響を調べるために、ラウリン酸カ
ルシウムに代えて、ステアリン酸）くリウム（実施例８
）、ステアリン酸マグネシウム（比較例５）、ステアリ
ン酸亜鉛（比較例６）を用いる以外は前記実施例６と同
じ（して発泡シートを得た。得られた発泡シートの気泡
数等を表−２に示す。

表−２から明らかなように、バリウム塩では。

微細であるが若干粗い気泡を有する発泡シートが得られ
た。一方、他の金属塩では、気泡力（十分微細化されず
、外現も悪い。

〔発明の効果〕 本発明は、ポリスチレン系樹脂に無機物粉末と高級脂肪
酸のカルシウム塩、バリウム塩とを併用添加して、溶融
押出しし、発泡化するものであり、ポリスチレン系樹脂
の溶融粘度が高（、しかも温度による粘度変化が小さい
ことと相まって、溶融ポリスチレン系樹脂中で無機物粉
末と高級脂肪酸のカルシウム塩、バリウム塩が均一に、
しかも無機物粉末の個々の粒子が、それぞれ気泡核形成
剤として有効に機能するよう微分散されるため、黒点や
フィッシュアイ状の斑点などが発生せず、外観が良好な
微細な独立気泡を多数有する発泡体が得られる。

しかも樹脂の素材として剛性１強度の犬なるポリスチレ
ン系樹脂を用いており、微細な独立気泡が均一に分布す
るため、脆性が小さく、緩衝性断熱保温性のよい発泡体
が得られる。

すなわち、優れた特性を有するポリスチレン系発泡体に
おいて、外観と緩衝性等とを両立させた発泡体を提供で
きる。

また、押出圧力が高いため、内部発泡が防止され、平滑
性のよい発泡体が得られる。

更には、熱分解し難い揮発性発泡剤を用いており、分解
物により発泡体が着色することかないため、発泡体の外
観を損ねることがな（、また１分解物か金型のリップ部
分等に付着しないため、煩雑な清掃作業が必要でなく長
期間にわたり連続運転ができ、作業性がよい。

本発明により得られた発泡体は、上記のように優れた特
性を有するため、食品容器、果物トレーなど各種の広範
囲な用途に使用することができる。

１： ゛・１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融ポリスチレン系樹脂に揮発性発泡剤を押出機中
   で圧入混合し、このポリスチレン系樹脂を押出し、発泡
   体を製造する方法において、前記ポリスチレン系樹脂に
   無機物粉末と高級脂肪酸のカルシウム塩又はバリウム塩
   の少なくとも一種とを添加混合することを特徴とするポ
   リスチレン系発泡体の製造方法。 ２、ポリスチレン系樹脂１００重量部に対して、無機物
   粉末を０．２〜１．０重量部、高級脂肪酸のカルシウム
   塩又はバリウム塩の少なくとも一種を０．０１〜０．２
   重量部添加混合する特許請求の範囲第１項記載のポリス
   チレン系発泡体の製造方法。 ３、無機物粉末と高級脂肪酸のカルシウム塩又はバリウ
   ム塩の少なくとも一種との比率が２：１〜２５：１であ
   る特許請求の範囲第２項記載のポリスチレン系発泡体の
   製造方法。 ４、無機物粉末が、タルクである特許請求の範囲第１項
   〜第３項のいずれかに記載のポリスチレン系発泡体の製
   造方法。 ５、高級脂肪酸のカルシウム塩又はバリウム塩が炭素数
   １０〜３０の飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸のカルシウム
   塩又はバリウム塩である特許請求の範囲第１項〜第３項
   のいずれかに記載のポリスチレン系発泡体の製造方法。