(57)【要約】【課題】  耐熱性と強度、成形性のバランスに優れた耐熱性スチレン系樹脂組成物、並びに該耐熱性スチレン系樹脂組成物を用いて形成され、深絞り等の多様な形状に加工した際に、割れの発生が少なく、特に電子レンジ用食品容器として好適に使用できる成形品、発泡シートを提供する。【解決手段】  スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体（Ａ）、ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）及び、金属元素（Ｃ）を含む、耐熱性スチレン系樹脂組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体（Ａ）、ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）及び、金属元素（Ｃ）を含む、耐熱性スチレン系樹脂組成物。
【請求項２】
前記共重合体（Ａ）７０〜９９質量部、前記ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）１〜３０質量部の合計１００質量部に対して、前記金属元素（Ｃ）を０．０１〜５質量部含む、請求項１に記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物。
【請求項３】
前記共重合体（Ａ）が、スチレン系単量体単位、（メタ）アクリル酸単量体単位の合計量を１００質量%としたとき、スチレン系単量体単位の含有量が８０〜９９質量%、（メタ）アクリル酸単量体単位の含有量が１〜２０質量%である、請求項１又は２に記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物。
【請求項４】
前記金属元素（Ｃ）がアルカリ金属、及び／又は亜鉛である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物。
【請求項５】
ビカット軟化温度が１１０℃以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物。
【請求項６】
２２０℃で測定した溶融張力値（ＭＴ）が１０〜１５０ｇｆである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物から得られる成形品。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物から得られる発泡シート。
【請求項９】
請求項８に記載の発泡シートを用いてなる食品包装用容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性と強度、成形性のバランスに優れた耐熱性スチレン系樹脂組成物、並びに該耐熱性スチレン系樹脂組成物を用いて形成される成形品、及び発泡シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
スチレン−（メタ）アクリル酸系共重合体は、一般のポリスチレンと比較して耐熱性に優れることから、食品容器等の包装材料、住宅の断熱材用途の発泡ボード、液晶テレビの光拡散板等の原料として広く用いられている。包装材料の分野では、スチレン−（メタ）アクリル酸系共重合体は、電子レンジ等での加熱に供する食品包装容器として使用されることが多いが、近年、コンビニエンスストア等では、加熱時間の短縮による業務の効率化のため、高出力の電子レンジが普及しており、従来に比べて高い耐熱性が要求される。また、省資源化のため、成形品の軽量化が求められており、更には、内容物の増量に伴う容器の大型化や意匠性の観点から、脆性等の機械的強度や成形性を改良した樹脂が望まれている。
【０００３】
スチレン−（メタ）アクリル酸系共重合体は、一般のポリスチレンに比べて、脆いという欠点を有しているため、スチレン−（メタ）アクリル酸系共重合体に補強材としてゴム質成分を添加する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、ゴム質成分として、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）やメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（ＭＢＳ）を添加してなる発泡シートが開示されており、特許文献２には、スチレン−メタクリル酸共重合樹脂とスチレン−ブタジエン共重合樹脂からなるスチレン系樹脂発泡シートが開示されている。
【０００４】
また、耐熱性と靱性を両立させる方法として、特許文献３にはポリフェニレンエーテルと芳香族ビニル−アクリル酸系モノマーの共重合樹脂、及びポリスチレンのブレンド樹脂が開示されており、特許文献４には、特定の組成を持つスチレン−メタクリル酸共重合体とポリフェニレンエーテルを組み合わせ、且つ、特定の重量平均分子量とすることで、耐熱性と強度、成形性の改善が試みられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−５８５４８号公報
【特許文献２】特開２０００−１３６２５７号公報
【特許文献３】特開２０１２−１４０５４９号公報
【特許文献４】特開２０１４−２０５７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記文献記載の従来技術は、以下の点で改善の余地を有していた。
第一に、特許文献１〜２の技術では、脆性等の機械的強度を改良するために、ゴム質成分を比較的多く添加する必要があり、耐熱性が低下する問題があった。また、押出シートの２次成形において、大変形に耐え得る溶融張力を維持することが難しく、成形品に割れ
やナキ等の成形不良が発生することがあった。
第二に、特許文献３〜４の技術では、従来の技術に比べて、耐熱性と成形性は改善されるものの、脆性の改良については、不十分であり、特に深絞り容器や複雑形状容器においては、製品輸送時や、食品容器蓋材との嵌合時に割れが発生することがあるため、更なる改良が求められている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、上記に記載した耐熱性と、強度、成形性のバランスに優れるという課題を達成することを目的とする。
【０００７】
本発明者らは、上記問題点に鑑み、鋭意研究を進めたところ、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体と、ポリフェニレンエーテル、及び金属元素を組み合わせることで、従来の技術では達成できなかった耐熱性、強度、成形性のバランスを有する耐熱性スチレン系樹脂組成物が得られ、更に、該耐熱性スチレン系樹脂組成物を用いることで、耐熱性、強度、成形性のバランスに優れる発泡シートが得られることを見出し、本発明の完成に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
即ち、本発明は、下記（１）〜（９）に示すところである。
（１）スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体（Ａ）、ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）及び、金属元素（Ｃ）を含む、耐熱性スチレン系樹脂組成物。
（２）前記共重合体（Ａ）７０〜９９質量部、前記ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）１〜３０質量部の合計１００質量部に対して、前記金属元素（Ｃ）を０．０１〜５質量部含む、前記（１）に記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物。
（３）前記共重合体（Ａ）が、スチレン系単量体単位、（メタ）アクリル酸単量体単位の合計量を１００質量%としたとき、スチレン系単量体単位の含有量が８０〜９９質量%、（メタ）アクリル酸単量体単位の含有量が１〜２０質量%である、前記（１）又は（２）に記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物。
（４）前記金属元素（Ｃ）がアルカリ金属、及び／又は亜鉛である、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物。
（５）ビカット軟化温度が１１０℃以上である、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物。
（６）２２０℃で測定した溶融張力値（ＭＴ）が１０〜１５０ｇｆである、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物。
（７）前記（１）〜（６）のいずれかに記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物から得られる成形品。
（８）前記（１）〜（６）のいずれかに記載の耐熱性スチレン系樹脂組成物から得られる発泡シート。
（９）前記（８）に記載の発泡シートを用いてなる食品包装用容器。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の耐熱性スチレン系樹脂組成物は耐熱性と強度、成形性のバランスに優れるため、特に電子レンジ用食品容器として好適に使用することができ、深絞り等の多様な形状に加工した際に、割れの発生が少ない食品容器を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
＜耐熱性スチレン系樹脂組成物＞
本発明の耐熱性スチレン系樹脂組成物は、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体（Ａ）、ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）及び、金属元素（Ｃ）を含む。
【００１２】
本発明の耐熱性スチレン系樹脂組成物は、前記共重合体（Ａ）、前記ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）の合計量を１００質量部としたとき、前記共重合体（Ａ）の含有量が７０〜９９質量部であり、前記ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）の含有量が１〜３０質量部であることが好ましく、前記共重合体（Ａ）の含有量が８０〜９８質量部であり、前記ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）の含有量が２〜２０質量部であることがより好ましい。前記ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）の含有量が１質量部未満の場合、脆性と耐熱性の改良が不十分となる場合があり、前記ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）の含有量が３０質量部を超える場合、流動性が低下するため好ましくない。
【００１３】
本発明の耐熱性スチレン系樹脂組成物は、前記共重合体（Ａ）、及び前記ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）の合計１００質量部に対して、前記金属元素（Ｃ）を０．０１〜５質量部含むことが好ましく、前記金属元素（Ｃ）を０．０２〜３質量部含むことがより好ましく、前記金属元素（Ｃ）を０．０５〜１質量部含むことが特に好ましい。前記金属元素（Ｃ）の含有量が０．０１質量部未満の場合、脆性と成形性の改良が不十分となることがあり、前記金属元素（Ｃ）の含有量が５質量部を超える場合、流動性が下がり過ぎるため、成形加工性が悪化する。
【００１４】
本発明の耐熱性スチレン系樹脂組成物の２００℃、４９Ｎ荷重の条件にて測定したメルトマスフローレート（ＭＦＲ）は、０．０１〜１０ｇ／１０分であることが好ましく、０．０５〜５．０ｇ／１０分であることがより好ましく、０．１〜３．０ｇ／１０分であることが特に好ましい。メルトマスフローレート（ＭＦＲ）が０．０１ｇ／１０分未満では、押出成形時の生産性が悪化し、１０ｇ／１０分を超えると、機械的強度が低下する場合がある。
【００１５】
本発明の耐熱性スチレン系樹脂組成物のビカット軟化温度は、１１０℃以上であることが好ましく、１１２℃以上であることがより好ましく、１１５℃以上であることが特に好ましい。ビカット軟化温度が１１０℃未満の場合、耐熱性スチレン系樹脂組成物から得られる成形品の耐熱性が不十分となる場合がある。
【００１６】
本発明の耐熱性スチレン系樹脂組成物の２２０℃で測定した溶融張力（ＭＴ）は１０〜１５０ｇｆであることが好ましく、１２〜１００ｇｆであることがより好ましく、１３〜８０ｇｆであることが特に好ましい。溶融張力が１０ｇｆ未満では、成形性の改良効果が小さい場合があり、溶融張力が１５０ｇｆを超える場合、成形性が悪化するため好ましくない。
【００１７】
＜スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体（Ａ）＞
本発明のスチレン−（メタ）アクリル酸共重合体（Ａ）はスチレン系単量体と（メタ）アクリル酸単量体を必須成分とするが、必要に応じてこれらと共重合可能な他のビニル系モノマーを共重合することができる。
【００１８】
スチレン系単量体としては、スチレン、αメチルスチレン、ｏ−、ｍ−、ｐ−メチルスチレン等の置換スチレンが挙げられ、これら１種、若しくは２種以上の混合物でもよいが、好ましいのはスチレンである。
【００１９】
（メタ）アクリル酸単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸が挙げられ、これらの混合物でもよいが、中でも製造の容易さから、メタクリル酸が好ましい。
【００２０】
上記、スチレン系単量体および（メタ）アクリル酸単量体と共重合可能なビニル系モノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等のアクリル系モノマー、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル系モノマー、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−オクチルマレイミド、Ｎ−イソプロピルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系モノマー、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の不飽和カルボン酸無水物が挙げられ、これら１種、若しくは２種以上を併用して使用することもできる。
【００２１】
本発明のスチレン−（メタ）アクリル酸共重合体（Ａ）の重合方法としては塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法等の公知のスチレン重合法が挙げられる。また、溶媒として例えばベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、及びキシレン等のアルキルベンゼン類やアセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ヘキサンやシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素等が使用できる。反応器の様式としては、完全混合型反応器、プラグフロー反応器、ループ型反応器等を組み合わせた連続重合方式が好適に用いられる。
【００２２】
本発明のスチレン−（メタ）アクリル酸共重合体（Ａ）は、スチレン系単量体単位、（メタ）アクリル酸単量体単位の合計量を１００質量%としたとき、スチレン系単量体単位の含有量が８０〜９９質量%であり、（メタ）アクリル酸単量体単位の含有量が１〜２０質量%であることが好ましく、スチレン系単量体単位の含有量が８５〜９８質量%、（メタ）アクリル酸単量体単位の含有量が２〜１５質量%であることがより好ましい。（メタ）アクリル酸単量体単位の含有量が１質量％未満では、耐熱スチレン系樹脂組成物から得られる成形品の耐熱性が不十分となり、（メタ）アクリル酸単量体単位の含有量が２０質量％を超える場合、耐熱スチレン系樹脂組成物やこれから得られる発泡シートの成形性が低下する。（メタ）アクリル酸単量体単位の含有量は、重合工程における原料液の（メタ）アクリル酸単量体濃度によって調整出来る。
【００２３】
本発明のスチレン−（メタ）アクリル酸共重合体（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は１０万〜４０万であることが好ましく、１１〜３５万であることがより好ましく、１２万〜３０万であることが特に好ましい。Ｍｗが１０万未満では強度が不十分であり、Ｍｗが４０万を超える場合、流動性が低下する。スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体のＭｗは重合工程での反応温度、滞留時間、重合開始剤の種類及び添加量、連鎖移動剤の種類及び添加量、重合時に使用する溶媒の種類及び量等によって調整する事が出来る。
【００２４】
＜ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）＞
本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）は、フェノール化合物の少なくとも１種類を酸化カップリング触媒によって、酸素または、酸素含有ガスで酸化重合して得られ、式（１）の繰り返し単位で表される単独重合体、或いは共重合体である。また、これらは、１種類であっても２種類以上の樹脂の混合物であっても良い。
【化１】
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（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、置換炭化水素基であり、そのうち１個は必ず水素原子である。また、ｎは繰り返し単位である）
【００２５】
フェノール化合物の具体例としては、フェノール、ｏ−，ｍ−，ｐ−クレゾール、２，６−、２，５−、２，４−または３，５−ジメチルフェノール、２−メチル−６−フェニルフェノール、２，６−ジフェニルフェノール、２，６−ジエチルフェノール、２−メチル−６−エチルフェノール、２，３，５−、２，３，６−、または２，４，６−トリメチルフェノール、３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール、チモール、２−メチル−６−アリルフェノールなどが挙げられ、中でも、２，６−ジメチルフェノール、２，６−ジフェニルフェノール、３−メチル−ｔ−ブチルフェノールおよび２，３，６−トリメチルフェノールが好ましい。
【００２６】
本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）の重合に用いられる酸化カップリング触媒としては、特に制限はないが、銅、マンガン、コバルト等の重金属化合物の少なくとも１種を用いる（米国特許第４，０４２，０５６号、同第３，３０６，８７４号、同第３，３０６，８７５号公報等参照）。
【００２７】
本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）の分子量は、特に限定はしないが好適なのは極限粘度が０．３０ｄｌ／ｇ以上（温度２５℃、溶媒クロロホルム中）のものである。０．３０ｄｌ／ｇ未満では機械的強度が劣る場合がある。また、好ましくは極限粘度０．３０〜０．６０ｄｌ／ｇである。
【００２８】
＜金属元素（Ｃ）＞
本発明の金属元素（Ｃ）は、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル等の遷移金属、アルミニウム、亜鉛等から選ばれ、これらの１種あるいは２種以上を組み合わせてもよいが、中でも、アルカリ金属及び／又は亜鉛が特に好ましい。
【００２９】
本発明の金属元素（Ｃ）の種類及び量については、上記金属元素を含有するアルカリ性物質を中和剤として用いることで容易に調整することができる。該中和剤の例としては、金属のギ酸塩、酢酸塩、酸化物、水酸化物、メトキシド、エトキシド、炭酸塩、重炭酸塩や、脂肪酸金属塩等の有機酸金属塩、カルボン酸金属塩含有ポリマー、スルホン酸金属塩含有ポリマー等の有機酸金属塩含有ポリマー等が挙げられる。金属元素（Ｃ）は、前記スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体（Ａ）の（メタ）アクリル酸単量体単位のカルボン酸と金属塩を形成し、これにより靱性や溶融張力が大幅に向上する。
【００３０】
＜耐熱性スチレン系樹脂組成物の製造方法＞
本発明の耐熱性スチレン系樹脂組成物の製造方法としては、前記共重合体（Ａ）、前記ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）、及び前記金属元素（Ｃ）を含む中和剤を一括でブレンドし、溶融押出する方法や、予め前記共重合体（Ａ）と前記金属元素（Ｃ）を含む中和剤を溶融押出したものに、後から前記ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）をブレンドし、再度溶融押出する方法、予め前記共重合体（Ａ）と前記ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）を溶融押出したものに、後から前記金属元素（Ｃ）を含む中和剤をブレンドし、再度溶融押出する方法等が挙げられる。また、前記共重合体（Ａ）の重合工程、脱揮工程、若しくは押出工程のいずれかにおいて、前記金属元素（Ｃ）を含む中和剤を連続的に添加する方法によって得られた樹脂組成物に対して、後から前記ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）をブレンドし、溶融押出してもよい。中和剤は固体として添加しても良いし、水溶液として添加してもよいが、分散性、反応性の面から水溶液として添加する方法が好ましい。また、予め前記ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ）及び／または前記金属元素（Ｃ）を含むマスターバッチを作成しておいて、後から前記共重合体（Ａ）とブレンドしてもよい。
【００３１】
本発明の耐熱性スチレン系樹脂組成物には、必要に応じて、別の熱可塑性樹脂やゴム補強材を本発明の効果を損なわない範囲で配合する事ができる。
【００３２】
熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、シンジオタクチックポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、メタクリル酸−メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、メタクリル酸ブチル−スチレン共重合体、無水マレイン酸−スチレン共重合体、マレイミド−スチレン共重合体、αメチルスチレン−スチレン共重合体等のポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ポリＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸、ポリＤ、Ｌ−乳酸等の脂肪族ポリエステル系樹脂等が挙げられ、これら１種若しくは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３３】
ゴム補強材の具体例としては、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリクロロプレン、ポリスルフィドゴム、チオコールゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、水素添加スチレン−イソプレンブロック共重合体、水素添加スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体などのスチレン系ゴム、さらにはエチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、直鎖状低密度ポリエチレン系エラストマー等のオレフィン系ゴムが挙げられ、これら１種若しくは二種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３４】
本発明の耐熱性スチレン系樹脂組成物には、添加剤として、リン系、フェノール系、アミン系等の酸化防止剤、ステアリン酸等の高級脂肪酸、及びその塩やエチレンビスステアリルアミド等の滑剤、流動パラフィン、ポリエチレンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の可塑剤、タルク、無機フィラー、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、着色剤、顔料、消臭剤、防曇剤等を必要に応じて添加することができる。
【００３５】
＜発泡シートの製造方法＞
【００３６】
本発明の発泡シートの製造方法としては、公知の押出発泡シート製造方法を用いることができる。具体的には、単軸押出機や二軸押出機を２基直列に配置し、１基目の押出機で発泡剤を発泡核剤とともに溶融混錬し、２基目の押出機で冷却により樹脂温度を１２０℃〜１８０℃に調整した後、サーキュラーダイスにより大気に放出し減圧発泡する方法が挙げられる。
【００３７】
発泡剤としては、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、シクロブタン、シクロペンタン等の環式脂肪族炭化水素、トリクロロフロロメタン、ジクロロジフロロメタン、１，１−ジフルオロエタン、１，１−ジフルオロ−クロライド、メチレンクロライド等のハロゲン化炭化水素等の物理発泡剤を用いることができる。また、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾビスイソブチロニトリル、重炭酸ナトリウム、クエン酸等の分解型発泡剤、二酸化炭素、窒素等の無機ガスや水を使用することもできる。これら発泡剤を適宜混合して使用できるが、工業的にはブタンが使用されることが多く、発泡押出性や発泡シートの二次成形性、発泡剤の観点から、イソブタンとノルマルブタンからなる混合ブタンを使用することが好ましい。ブタンはポリスチレン系樹脂に対する透過速度が遅いため、発泡押出直後は発泡シート中に通常１〜３質量%程度残存する。この残存量は二次成形における二次発泡厚や熱成形性に影響するため、一定の熟成期間を設けることで適宜調整する。
【００３８】
発泡核剤としては、タルク、炭酸カルシウム、クレー等の無機物粉末が挙げられ、これらを単独あるいは混合物としても用いることができる。中でも、気泡径を小さくする効果が大きく、安価という点でタルクが最も好ましい。発泡核剤の添加方法は特に制限が無く、直接押出機の供給孔に添加しても良いし、樹脂と共に添加することもできる。また、スチレンの単独重合体やスチレン−メタクリル酸メチル共重合体等を基材としたマスターバッチを作成し、そのマスターバッチを用いて供給することもできる。発泡核剤の添加量は通常、０．１〜５質量％である。また、該マスターバッチには高級脂肪酸や高級脂肪酸の金属塩をあらかじめ配合しておいても良い。また、エチレンビスステアリルアミド等の滑材、流動パラフィンやシリコーンオイル等の展着剤、その他の界面活性剤、帯電防止剤、酸化防止剤、可塑剤、耐候剤、顔料等が含まれていても良い。
【００３９】
本発明の発泡シートの厚さは、一般的に０．１〜１００ｍｍであり、０．５〜４ｍｍが
好ましく、１〜３ｍｍがより好ましい。発泡シートの厚さが０．１ｍｍ未満では、２次成形後の容器の強度や断熱性が低下する。発泡シートの厚さが１００ｍｍを超えると、２次成形時にシートの温度ムラが発生しやすく、成形性が悪化する場合がある。
【００４０】
本発明の発泡シートの密度は、一般的に５〜５００ｋｇ／ｍ３であり、５０〜４００ｋｇ／ｍ３が好ましく、６０〜３００ｋｇ／ｍ３がより好ましい。発泡シートの密度が５ｋｇ／ｍ３未満であると、２次成形後の容器の強度が低下する。発泡シートの密度が５００ｋｇ／ｍ３を超える場合、軽量化、断熱性の観点から望ましくない。密度Ｄ（ｋｇ／ｍ３）は、発泡シートの坪量Ｓ（ｇ／ｍ２）とシート厚さＴ（ｍｍ）より、Ｄ＝Ｓ／Ｔで算出することができる。
【００４１】
また、本発明の発泡シートには、厚み方向の中央部に比べて密度が低い、いわゆるスキン層と呼ばれる表面層をシートの表裏面に設けることができる。スキン層を設けることで、シートの強度を上げることができ、外観も美麗に仕上がる。スキン層はサーキュラーダイスを出た直後の発泡シート表面を風冷することによって調整できる。
【００４２】
本発明の発泡シートは、その片面もしくは両面に熱可塑性樹脂シート又はフィルムを積層することにより、成形性、強度、剛性、耐油性等の特性を改良することができる。上記、シートやフィルムを構成する熱可塑性樹脂としてはポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン等のポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。シート又はフィルムの厚みに特に制限はないが、０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍが好ましい。
【００４３】
本発明の発泡シートは、真空成形や圧空成形、マッチドモールド成形、リバースドロー成形、エアスリップ成形、リッジ成形、プラグアンドリッジ成形、プラグアシスト成形、プラグアシストリバースドロー成形等、公知の熱成形方法を用いて、トレー、弁当容器、丼容器、カップ、蓋付箱型等の各種形状や大きさの容器に加工することができる。
【００４４】
本発明の発泡シートを成形して得られる容器は、食品を入れた状態で電子レンジ加熱調理を行っても、容器の変形や火脹れが発生しないので、電子レンジ用食品容器として好適に使用できる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００４６】
＜スチレン−メタクリル酸共重合体（Ａ）の製造＞
（１）スチレン−メタクリル酸共重合体Ｓ−１の製造
下記第１〜第３反応器を直列に接続して重合工程を構成した。
【００４７】
第１反応器：容積３９Ｌの攪拌翼付完全混合型反応器
第２反応器：容積３９Ｌの攪拌翼付完全混合型反応器
第３反応器：容積１６Ｌのスタティックミキサー付プラグフロー反応器
【００４８】
各反応器の条件は以下の通りとした。
【００４９】
第１反応器：［反応温度］  １２０℃
第２反応器：［反応温度］  １２８℃
第３反応器：［反応温度］  流れ方向に１２５〜１３０℃の温度勾配がつくように調整
【００５０】
原料液としては、以下のものを用いた。
【００５１】
スチレン９７．３質量％、メタクリル酸２．７質量％のモノマー構成１００質量部に対してエチルベンゼン１０質量部、重合開始剤として２，２ビス（４，４−ｔ−ブチルパーオキシシクロへキシル）プロパン０．０２５質量部を混合した原料液
【００５２】
原料液を１２．０ｋｇ／ｈｒの供給速度で１２０℃に設定した第１反応器に連続的に供給し重合した後、次いで１２８℃に設定した第２反応器に連続的に装入し重合した。第２反応器出口での重合転化率は６５％であった。更に１２５〜１３０℃の温度勾配がつくように調整した第３反応器にて重合転化率が７０％になるまで重合を進行させた。
この重合液を直列に２段より構成される予熱器付き真空脱揮槽に導入し、未反応スチレン及びエチルベンゼンを分離した後、ストランド状に押し出して冷却した後切断してペレット化した。なお、１段目の予熱器の温度は２００℃に設定し、真空脱揮槽の圧力は６６．７ｋＰａとし、２段目の予熱器の温度は２４０℃に設定し、真空脱揮槽の圧力は０．９ｋＰａとした。得られたスチレン−メタクリル酸共重合体Ｓ−１の特性を表１に示す。
【００５３】
（２）スチレン−メタクリル酸共重合体Ｓ−２の製造
以下の原料液を用い第１〜３反応器の温度条件を以下のように変更した以外はＳ−１の製造と同様にした。その特性を表１に示す。
【００５４】
＜原料液＞
スチレン９４．８質量％、メタクリル酸５．２質量％のモノマー構成１００質量部に対してエチルベンゼン１０質量部、重合開始剤として２，２ビス（４，４−ｔ−ブチルパーオキシシクロへキシル）プロパン０．０２５質量部を混合した原料液
【００５５】
＜条件＞
第１反応器：［反応温度］  １２０℃
第２反応器：［反応温度］  １２５℃
第３反応器：［反応温度］  流れ方向に１２５〜１３０℃の温度勾配がつくように調整
【００５６】
（３）スチレン−メタクリル酸共重合体Ｓ−３の製造
以下の原料液を用い、第１〜３反応器の温度条件を以下のように変更した以外はＳ−１の製造と同様にした。その特性を表１に示す。
【００５７】
＜原料液＞
スチレン９３．０質量％、メタクリル酸７．０質量％のモノマー構成１００質量部に対してエチルベンゼン１５質量部、重合開始剤として１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン０．０３０質量部、連鎖移動剤としてｔ−ドデシルメルカプタン０．０９５質量部を混合した原料液
【００５８】
＜条件＞
第１反応器：［反応温度］  １２８℃
第２反応器：［反応温度］  １４０℃
第３反応器：［反応温度］  流れ方向に１２０〜１２５℃の温度勾配がつくように調整
【００５９】
【表１】
2019194287.tif 000003
【００６０】
＜実施例１〜１３、比較例１〜３＞
上記の方法で製造したスチレン−メタクリル酸共重合体（Ａ）（Ｓ−１〜３）とポリフェニレンエーテル（Ｂ）、金属元素（Ｃ）を含む中和剤、ゴム補強剤（Ｄ）を表２〜３に示す質量部比率にて混合し、シリンダー温度１８０〜２５０℃に設定した二軸押出機（東芝機械社製、ＴＥＭ２６−ＳＳ）に２０ｋｇ／ｈｒの供給速度で供給し、回転数３００ｒｐｍ、樹脂温度２７０℃にて溶融混錬を行った。なお、比較例１はポリフェニレンエーテル（Ｂ）を添加せず、比較例２〜３は金属元素（Ｃ）を含む中和剤を添加しなかった。その物性を表２〜３に示す。また、金属元素（Ｃ）の含有量は、得られた樹脂組成物を酸化分解後、誘導結合プラズマ発光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により、定量した。
【００６１】
なお、ポリフェニレンエーテル（Ｂ）、ゴム補強剤（Ｄ）としては以下のものを用いた。
＜ポリフェニレンエーテル（Ｂ）＞
商品名：「ＩＵＰＩＡＣＥ  ＰＸ１００Ｌ」  三菱エンジニアリングプラスチックス社製
極限粘度０．４１ｇ／ｄｌ
＜ゴム補強剤（Ｄ）＞
ＭＢＳ（メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体）
商品名：「メタブレンＣ−２２３Ａ」  三菱ケミカル社製
ゴム分７５％
ＨＩＰＳ（ハイインパクトポリスチレン）
商品名：「トーヨースチロール  Ｈ８４８」  東洋スチレン社製
ゴム分１０．０％、ゴム粒子径１．９μｍ
【００６２】
次に、前記の樹脂組成物をスクリュー径４０ｍｍφと５０ｍｍφのタンデム式押出機に供給し、発泡シートを製造した。まず、前記の溶融コンパウンドした樹脂１００質量部に対しスチレン−メタクリル酸メチル共重合体６０質量％とタルク４０質量％からなるタルクマスターバッチ２．３質量部を均一に混合したものをスクリュー径４０ｍｍφの押出機に供給した。更に、発泡剤としてブタンを押出機先端より樹脂１００質量部に対して２．３質量部の割合で圧入し溶融混合した。このときのシリンダー温度２３０〜２７０℃、樹脂温度２３５〜２５０℃、圧力１２〜１８ＭＰａであった。
その後、２３０℃に設定した連結管を介してスクリュー径５０ｍｍφの押出機に移送し、シリンダー温度１６０〜２００℃、樹脂温度１６０〜１７０℃、１５〜１７ＭＰａに調整し、リップ開度０．６ｍｍ、口径４０ｍｍのサーキュラーダイスより吐出量１０ｋｇ／ｈｒで押出し直径１５２ｍｍの冷却された円筒に添わせて引取り、円周の下部１点でカッターにより切開して発泡シートを得た。得られた発泡シートの厚みは１．７ｍｍ、密度は１２０ｋｇ／ｍ３であった。その特性を表２〜３に示す。
【００６３】
なお、各種物性、性能評価は以下の方法で行った。
【００６４】
（１）スチレン−メタクリル酸共重合体中のメタクリル酸含有量
室温にて、共重合体０．５ｇを秤量し、トルエン／エタノール＝８／２（体積比）の混合溶液に溶解後、水酸化カリウム１ｍｏｌ／エタノール溶液にて中和滴定を行い終点を検出し、水酸化カリウムエタノール溶液の使用量より、メタクリル酸の質量基準の含有量を算出する。なお、電位差自動検出装置（京都電子工業社製、ＡＴ−５１０）により測定した。
（２）分子量
重量平均分子量（Ｍｗ）及びＺ平均分子量（Ｍｚ）、数平均分子量（Ｍｎ）は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィ―（ＧＰＣ）を用いて、次の条件で測定した。
ＧＰＣ機種：Ｗａｔｅｒｓ社製  アライアンスシステム２６９５
カラム：東ソー社製  ＴＳＫｇｅｌ−ＧＭＨＸＬ（ＩＤ）×３００ｍｍ（Ｌ） 
移動相：テトラヒドロフラン  ０．３５ｍｌ／ｍｉｎ
試料濃度：０．２質量％
注入量：５０μＬ
温度：４０℃
検出器：示差屈折計  Ｗａｔｅｒｓ社製  アライアンスシステム２４１４
単分散ポリスチレンの溶出曲線により各溶出時間における分子量を算出し、ポリスチレン換算の分子量として算出した。
【００６５】
（３）金属元素の含有量
樹脂組成物２．０ｇを秤量し、硫酸／硝酸の混合溶液を加えた後、１５０℃のホットプレート上で加熱し、酸化分解を行った。酸化分解後の溶液５０ｍＬを定容し、２０倍希釈後、誘導結合プラズマ発光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により、金属元素の含有量を定量した。なお、分析機器には、Ｏｐｔｉｍａ４３００ＤＶ（パーキンエルマー社製）を使用した。
【００６６】
物性は以下の方法により評価した。
（４）メルトマスフローレイト
ＪＩＳ  Ｋ７２１０に基づき２００℃、４９Ｎ荷重の条件により求めた。
（５）ビカット軟化温度
射出成型機を用いて試験片を作成し、ＪＩＳ  Ｋ７２０６に基づき５０Ｎ荷重の条件により求めた。
（６）荷重たわみ温度
射出成型機を用いて試験片を作成し、ＪＩＳ  Ｋ７１９１に基づき１．８ＭＰａ応力の条件により求めた。
（７）溶融張力（ＭＴ）
キャピログラフ１Ｂ型（東洋精機社製）を使用し、バレル温度２２０℃、バレル径９．５５ｍｍ、キャピラリー長さ：Ｌ＝１０ｍｍ、キャピラリー径：Ｄ＝１ｍｍ（Ｌ／Ｄ＝１０）、バレル内の押出し速度１０ｍｍ／分にて樹脂を押出し、荷重測定部をダイから６０ｃｍ下方にセットし、キャピラリーより流出してきたストランド状の樹脂を巻き取り器にセットし、巻き取り線速度を４ｍ／分から徐々に速度を上昇していき、ストランドが破断するまでの荷重を測定する。荷重は巻き取り線速度を上げていくと、一定値に安定するので、荷重が安定した範囲を平均化して溶融張力値（ＭＴ）とした。
【００６７】
発泡シートの特性は以下の方法により評価した。
（８）シートインパクト強度
フィルムインパクトテスターＢＵ−３０２（テスター産業社製）を用いて衝撃球面Ｒ１２．７ｍｍにて測定を行った。測定は発泡シートの表面、裏面、各々２０回ずつ行い、全ての平均値をシートインパクト強度とした。
（９）成形性
発泡シートを単発成形機を用いて口径φ１００ｍｍ、深さ１００ｍｍのカップ形状容器を熱成形した。ヒーター温度２８０℃一定にし、加熱時間を０．５秒刻みに変化させ、容器の穴あきやナキの発生しない加熱時間幅を確認し、成形可能な時間幅が１０秒以上の場合を◎、８〜１０秒の場合を○、５〜８秒の場合を△、５秒以下の場合を×として深絞り成形性を評価した。
（１０）容器強度（割れ）
上記の成形可能な条件にて得られた容器について、小型卓上試験機Ｅｚ−ｔｅｓｔ（島津製作所社製、型式：Ｅｚ−ＳＸ）を用い、容器の口元ＴＤ方向の両端部を２枚の板で挟んだ状態で、一方の端を５００ｍ／ｍｍの速度で圧縮し、３０ｍｍ変位時の割れが全く無いものを◎、発泡断面の内部のみに割れが発生するものを○、発泡断面の表層に割れが発生するものを△、発泡断面の表層から内部にかけて全体に割れが発生するものを×として容器強度を評価した。
（１１）耐レンジアップ変形
上記の成形可能な条件にて得られた容器について、出力１５００Ｗの電子レンジで７０秒加熱し、表面状態を観察し、容器の変形や隆起が全く無いものを◎、容器の一部にわずかに変形や隆起が見られるものを○、容器に大きな変形や隆起が見られるものを×とし耐熱性を評価した。
【００６８】
【表２】
2019194287.tif 000004
【００６９】
【表３】
2019194287.tif 000005
【００７０】
実施例の耐熱性スチレン系樹脂組成物は、比較例１のポリフェニレンエーテル（Ｂ）を含まない樹脂組成物や、比較例２〜３の金属元素（Ｃ）を含まない樹脂組成物に比べて、発泡シートの強度や成形性が大幅に向上した。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の耐熱性スチレン系樹脂組成物は耐熱性と強度、成形性のバランスに優れるため、該耐熱性スチレン系樹脂組成物を用いて作成した押出シートは、深絞り容器等の多様な形状に加工することができ、幅広い用途で使用する事ができる。特に、電子レンジ用食品容器として用いた際、割れの発生が少ない食品容器を得ることができるため、製品輸送時や、食品容器蓋材との嵌合時の割れが減少し、食品廃棄ロスの低減につながる。