JPH1135759A - 真空成形用または発泡成形用のスチレン系樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工性、特にシートの真空成形性、発泡成形
性、更に発泡成形されたシートの真空成形性の向上に優
れたスチレン系樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 スチレン系樹脂１００重量部と、重量平
均分子量が５０万〜５００万である（メタ）アクリル系
重合体０.３〜２０重量部とを含んで成る真空成形用ま
たは発泡成形用のスチレン系樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスチレン系樹脂組成
物に関する。さらに詳しくは、溶融強度および溶融伸度
を高める為に高分子量（メタ）アクリル系共重合体を添
加し、真空成形性および発泡成形性を向上させたスチレ
ン系樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】スチレン系樹脂、特にポリスチレン樹脂
は、透明性、成形性に優れ、かつ剛性に優れているの
で、家庭用品、家電製品などの成形材料として多量使用
されている。

【０００３】ところで、一般的に射出成形においては、
樹脂の溶融粘度が低く、流動性に優れていることが求め
られる。したがって、射出成形には比較的分子量の低い
流動性に優れた樹脂材料が用いられる。

【０００４】一方、押し出しされたシートの真空成形、
シートの発泡成形、あるいは発泡成形されたシートの真
空成形においては、流動性ではなく、樹脂の溶融強度お
よび溶融伸度に優れることが求められる。この様な真空
成形や発泡成形における要求を満たす方法として、例え
ば、重合段階で樹脂の分子量を高くする、分子量分布を
広くして高分子量部分を多くするなどの方法が考えられ
ている。しかし、これらの方法はその効果が不充分であ
り、しかも押し出し成形時の負荷が高くなり、生産性の
低下を招いてしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の課題を解決する為にされたものであり、スチレ
ン系樹脂の押し出し成形時の流動性を低下させることな
く、その溶融強度および溶融伸度を高めることにより、
加工性、特にシートの真空成形性、発泡成形性、更に発
泡成形されたシートの真空成形性を向上させたスチレン
系樹脂組成物を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討した結果、ポリスチレン系樹脂
に、特定の高分子量（メタ）アクリル系重合体を加工助
剤として少量配合することにより、押し出しシートの真
空成形性、発泡成形性が著しく向上することを見出し、
本発明に到達した。

【０００７】すなわち、本発明は、スチレン系樹脂１０
０重量部と、重量平均分子量が５０万〜５００万である
（メタ）アクリル系重合体０.３〜２０重量部とを含ん
で成る真空成形用または発泡成形用のスチレン系樹脂組
成物である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて詳しく説明する。

【０００９】本発明におけるスチレン系樹脂としては、
例えば、ポリスチレン、ブタジエン系ゴム含有耐衝撃性
ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、スチレン・ブタジエンラン
ダムコポリマー、スチレン・ブタジエンブロックコポリ
マー（ＳＢＳ）、水素添加スチレン・ブタジエンブロッ
クコポリマー（ＳＥＢＳ）、スチレン・イソプレンブロ
ックコポリマー（ＳＩＳ）などが挙げられる。これら
は、単独または２種以上を組み合わせて使用できる。こ
れらのうちポリスチレンが最も一般的である。

【００１０】本発明における（メタ）アクリル系重合体
としては、例えば、メタクリル酸メチル５０〜９５重量
％およびこれと共重合可能な他のエチレン系不飽和単量
体５０〜５重量％を重合して得られる（メタ）アクリル
系共重合体が好ましい。この様に、共重合可能な他のエ
チレン系不飽和単量体を５重量％以上用いると、スチレ
ン系樹脂への分散性向上、組成物中の未溶融物の発生防
止などの点で、より良好な結果が得られる。一方、この
使用量を５０重量％以下にすると、本来の加工性改良の
効果がより顕著となる。なお、本発明において、「（メ
タ）アクリル」は、「メタクリルおよび／またはアクリ
ル」を示す。

【００１１】この共重合可能な他のエチレン系不飽和単
量体としては、例えば、炭素数２〜１８のアルコールの
メタクリル酸エステル、炭素数１〜１８のアルコールの
アクリル酸エステル、スチレン、α−メチルスチレンな
どの芳香族ビニル、アクリロニトリル、メタクリロニト
リル、マレイン酸、イタコン酸などが挙げられる。これ
らは、単独または２種以上を組み合わせて使用できる。
ただし、本発明はかかる具体例に限定されるものではな
い。

【００１２】本発明において、（メタ）アクリル系重合
体の重量平均分子量は、５０万〜５００万の範囲内にあ
る。この重量平均分子量が５０万未満では、充分な溶融
強度と溶融伸度が得られず、加工性の改良効果が乏しく
なる。一方、重量平均分子量が５００万を越えると、ス
チレン系樹脂への分散が不充分になって、やはり加工性
の改良効果が乏しくなり、またシート表面の外観も悪化
する。

【００１３】本発明に好適に使用できる（メタ）アクリ
ル系重合体の市販品としては、商品名メタブレンＰ−５
０１、５３０、５３１、５５０、５５１（三菱レイヨン
（株）製）等が挙げられる。

【００１４】本発明においては、スチレン系樹脂１００
重量部に対して、（メタ）アクリル系重合体を０.３〜
２０重量部添加する。この添加量が０.３重量部未満で
は、溶融強度および溶融伸度の改良が不充分となる。一
方、この添加量が２０重量部を越えると、溶融強度が過
大になり、充分な伸度が得られず加工性が劣ることにな
り、また溶融粘度も高くなって、押し出し成形時の負荷
が大きくなりシート成形も困難になる。

【００１５】さらに、本発明のスチレン系樹脂組成物に
は、本発明の効果を損なわない範囲内で、滑剤、離形
剤、着色剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、充填剤、難燃
剤、可塑剤、ブタンなどの石油系ガス、化学発泡剤な
ど、各種の添加剤を必要に応じて所望量添加できる。

【００１６】本発明において、スチレン系樹脂や（メ
タ）アクリル系重合体は、その重合方法に特に制限は無
く、公知の重合方法を適宜用いればよい。一般的に、ポ
リスチレンやＨＩＰＳは塊状重合によって得られ、また
ＳＢＳやＳＥＢＳはイオン重合を用いる溶液重合によっ
て得られる。また、（メタ）アクリル系重合体は、一般
的に、乳化重合、塊状重合、溶液重合によって得られる
が、高分子量の重合体を得るには乳化重合が最も好まし
い。また、（メタ）アクリル系重合体の共重合について
は、単量体混合物を一段で重合させてもよく、二段以上
に分けて、それぞれ組成や分子量を変えて重合させても
よい。

【００１７】本発明のスチレン系樹脂組成物は、その製
造方法に特に制限は無い。例えば、一般的な押し出し機
やロール混練機などを用いて、適宜、スチレン系樹脂に
所定量の（メタ）アクリル系重合体を添加混合すればよ
い。

【００１８】また、本発明のスチレン系樹脂組成物を、
真空成形、発泡成形する方法にも特に制限は無く、公知
の真空成形法、発泡成形法を適宜用いればよい。特に、
予め押出成形等により成形したシートを真空成形する方
法、シートを発泡成形する方法、予め発泡成形したシー
トを真空成形する方法等において非常に有用であり、良
好な成形品が簡易に得られる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるもので
はない。なお、各実施例、比較例中「部」と有るのは
「重量部」を示す。

【００２０】＜実施例１＞撹拌機および環流冷却器を備
えた反応容器にイオン交換水２８０部を仕込み、さらに
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム１.５部を加え
て、容器内を窒素で置換した。その後、過硫酸アンモニ
ウム０.２部、ｎ−オクチルメルカプタン０.００２部、
メタクリル酸メチル８０部、アクリル酸ｎーブチル２０
部を仕込み、撹拌下、反応容器を６５℃に昇温し、３時
間加熱撹拌して重合を終了した。得られたエマルジョン
を冷却後、希硫酸を用いて凝固し、濾過、洗浄、乾燥し
て（メタ）アクリル系共重合体を得た。この（メタ）ア
クリル系共重合体の重量平均分子量は１８０万であっ
た。

【００２１】このようにして得た（メタ）アクリル系共
重合体２.０部を、市販のポリスチレン（ＰＳ、商品
名：旭化成ポリスチレンＳＣ００１、旭化成工業製）１
００部と混合し、３０ｍｍ単軸押出機を用いて混練・賦
形を行い、本発明のスチレン系樹脂組成物を得た。

【００２２】このスチレン系樹脂組成物のシート成形性
を評価するため、スクリュー径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２
５、圧縮比＝３.０の単軸押出機を用い、設定温度を２
２０℃とし、厚み１ｍｍのシートを作製した。さらに、
このシートの真空成形性を評価するため、口径７ｃｍ、
深さ１０ｃｍ、底の径５ｃｍのコップ状の金型を用い、
樹脂温度１５０℃まで加熱し、真空成形して、その深絞
り性を評価した。その結果を表１に示す。

【００２３】＜比較例１＞（メタ）アクリル系共重合体
を添加することなく、ポリスチレン１００部のみを用い
たこと以外は、実施例１と同様にシート成形および真空
成形を行った。その結果を表１に示す。

【００２４】＜実施例２〜４＞（メタ）アクリル系共重
合体の添加量を、各々０.５部、５.０部、１０.０部に
変更したこと以外は、実施例１と同様にシート成形およ
び真空成形を行い、各々実施例２、実施例３、実施例４
とした。その結果を表１に示す。

【００２５】＜比較例２、３＞（メタ）アクリル系共重
合体の添加量を、各々０.２部、２５.０部に変更したこ
と以外は、実施例１と同様にシート成形、真空成形を行
い、各々比較例２、比較例３とした。その結果を表１に
示す。

【００２６】＜実施例５〜７＞（メタ）アクリル系共重
合体の重合において、メタクリル酸メチル８０部とアク
リル酸ｎーブチル２０部の組成は同じままで、ｎ−オク
チルメルカプタンの使用量を各々０.０００５部、０.０
０１部、０.１部に変更したこと以外は、実施例１と同
様にして重合を行い、重量平均分子量が各々４５０万、
３１０万、６０万の（メタ）アクリル系共重合体を得
た。そして、これら（メタ）アクリル系共重合体を用い
たこと以外は、実施例１と同様にシート成形および真空
成形を行い、各々実施例５、実施例６、実施例７とし
た。その結果を表１に示す。

【００２７】＜比較例４、５＞（メタ）アクリル系共重
合体の重合において、メタクリル酸メチル８０部とアク
リル酸ｎーブチル２０部の組成は同じままで、ｎ−オク
チルメルカプタンの使用量を各々０部、０.２部に変更
したこと以外は、実施例１と同様にして重合を行い、重
量平均分子量が各々６５０万、４０万の（メタ）アクリ
ル系共重合体を得た。そして、これら（メタ）アクリル
系共重合体を用いたこと以外は、実施例１と同様にシー
ト成形および真空成形を行い、各々比較例４、比較例５
とした。その結果を表１に示す。

【００２８】＜実施例８、９＞（メタ）アクリル系共重
合体の重合において、その組成を、メタクリル酸メチル
９０部、アクリル酸エチル１０部に変更したこと以外
は、実施例１と同様にして重合を行い、重量平均分子量
が１９０万の（メタ）アクリル系共重合体を得た。ま
た、その組成を、メタクリル酸メチル６０部、スチレン
４０部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして重
合を行い、重量平均分子量が１４５万の（メタ）アクリ
ル系共重合体を得た。そして、これら（メタ）アクリル
系共重合体を用いたこと以外は、実施例１と同様にシー
ト成形および真空成形を行い、各々実施例８、実施例９
とした。その結果を表１に示す。

【００２９】＜実施例１０＞（メタ）アクリル系共重合
体の重合において、メタクリル酸メチルのみ１００部使
用したこと以外は、実施例１と同様にして重合を行い、
重量平均分子量が１７５万のポリメタクリル酸メチルを
得た。この重合体を用いたこと以外は、実施例１と同様
にシート成形および真空成形を行い、実施例１０とし
た。その結果を表１に示す。

【００３０】＜実施例１１、１２＞スチレン系樹脂とし
て、ポリスチレン８０部およびＨＩＰＳ（商品名：旭化
成ポリスチレン４７５Ｄ、旭化成工業製）２０部を使用
し、または、スチレン系樹脂として、ポリスチレン８０
部およびＳＢＳ（商品名：カリフレックスＴＲ１１０
１、シェル化学製）２０部を使用したこと以外は、実施
例１と同様にシート成形および真空成形を行い、各々実
施例１１、実施例１２とした。その結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】 表１に示す結果から明らかな様に、実施例１〜１２で
は、溶融時の強度や伸度が改良された結果、真空成形に
おいては肉厚むらの少ない充分な深絞り成形が可能であ
り、しかも流動性の低下も無いのでシートの押し出し成
形も良好であった。一方、比較例１、２では、（メタ）
アクリル系重合体を無添加または極少量しか添加してい
ないので、溶融時の強度や伸度が劣り、成形されたコッ
プに穴があき、充分な深絞り性が得られなかった。また
比較例３では、コップに穴はあかなかったが、（メタ）
アクリル系重合体の添加量が多過ぎるので溶融強度が大
き過ぎ、その結果充分な伸度が得られず、深絞り性が劣
っていた。また比較例４では、（メタ）アクリル系共重
合体があまりにも高分子量なので分散不良となり、良好
なシートの表面外観が得られなかった。また比較例５で
は（メタ）アクリル系共重合体が低分子量なので、充分
な溶融強度や伸度が得られず、深絞り性が劣っていた。

【００３２】＜実施例１３〜１９＞実施例１、２、５、
６、８、１１、１２の各スチレン系樹脂組成物の発泡成
形性を評価するため、各脂組成物に発泡剤としてアゾジ
カーボンアミドを１.０部添加し、実施例１で用いた押
し出し機を用い、設定温度２００℃で発泡させて、２ｍ
ｍ厚の発泡シートを製造し、その表面外観、比重につい
て評価した。さらに、これら発泡シートの真空成形性を
評価するため、実施例１と同じ条件で真空成形して、そ
の深絞り性を評価した。その結果を表２に示す。

【００３３】＜比較例６＞比較例１の樹脂（即ちポリス
チレンのみ）の発泡成形性を評価するため、実施例１３
〜１９と同様に、発泡シートの成形および真空成形を行
った。その結果を表２に示す。

【００３４】

【表２】 表２に示す結果から明らかな様に、実施例１３〜１９で
は、表面では発泡せずに外観に優れ、発泡セルの大きさ
が均一であり、より低比重の発泡シートが得られ、しか
もこの発泡シートは深絞り性にも優れていた。一方、比
較例６では、シート表面でも発泡が起こり良好な製品表
面が得られず、比重の低下も不充分であり、真空成形に
ついては深絞りができず、コップの底に穴があいてしま
った。

【００３５】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明のスチレン系
樹脂組成物は、特定の高分子量（メタ）アクリル系重合
体を加工助剤として少量配合することにより、スチレン
系樹脂の押し出し成形時の流動性を低下させることな
く、その溶融強度および溶融伸度を高め、加工性、特に
シートの真空成形性、シートの発泡成形性、更に発泡シ
ートの真空成形性に優れたものであり、その工業的価値
は極めて大きい。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スチレン系樹脂１００重量部と、重量平
   均分子量が５０万〜５００万である（メタ）アクリル系
   重合体０.３〜２０重量部とを含んで成る真空成形用ま
   たは発泡成形用のスチレン系樹脂組成物。