專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)泡性樹(shù)脂組合物以及發(fā)泡體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)泡性樹(shù)脂組合物以及使其發(fā)泡形成的發(fā)泡體。
背景技術(shù)：
發(fā)泡性樹(shù)脂成型體，可以用于包裝材料、緩沖材料、隔熱材料等。作為這些材料，從環(huán)境問(wèn)題和成本的觀點(diǎn)考慮，可以使用生物分解性樹(shù)脂或淀粉代替聚苯乙烯。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，記載了使由淀粉系高分子、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、表面活性劑等形成的組合物發(fā)泡而得到的發(fā)泡體。此外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，記載了使含有熱塑性樹(shù)脂、淀粉和相容劑的組合物發(fā)泡而得到的發(fā)泡體?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平6-87969號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2004-2613號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
作為發(fā)泡體的材料，由于淀粉比樹(shù)脂更便宜，因此從成本方面考慮，希望盡可能多地含有淀粉。然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1和2所記載的組合物中，如果減少樹(shù)脂含量，增加淀粉含量，則存在成型性下降，或作為發(fā)泡體特性的緩沖性能等受損的問(wèn)題。因此，鑒于上述情況，本發(fā)明目的在于提供一種發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，其所得發(fā)泡體的緩沖性能等在實(shí)用中沒(méi)有問(wèn)題，并且極力減少了合成樹(shù)脂含量而在成本上有利。本發(fā)明人等對(duì)發(fā)泡性樹(shù)脂組合物的配合進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，配合了淀粉、合成樹(shù)脂、堿性化合物以及水的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，即使比以往組合物進(jìn)一步減少了樹(shù)脂含量， 也能夠充分用作發(fā)泡體，從而，完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明是一種發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，其特征在于，含有淀粉、合成樹(shù)脂、堿性化合物，以及相對(duì)于該淀粉100質(zhì)量份為10質(zhì)量份 40質(zhì)量份的水，并且該合成樹(shù)脂的含量為
0. 02質(zhì)量％ 10質(zhì)量％。本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，優(yōu)選進(jìn)一步含有表面活性劑。在本發(fā)明中，堿性化合物優(yōu)選為選自由堿金屬的碳酸氫鹽、堿金屬的碳酸鹽、堿土類(lèi)金屬的碳酸氫鹽和堿土類(lèi)金屬的碳酸鹽所構(gòu)成的群組中的至少一種化合物。在本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物中，堿性化合物的含量?jī)?yōu)選為0. 05質(zhì)量％ 1質(zhì)量％。在本發(fā)明中，合成樹(shù)脂優(yōu)選為選自脂肪族聚酯、聚乳酸和聚烯烴樹(shù)脂所構(gòu)成的群組中的至少一種樹(shù)脂。在本發(fā)明中，淀粉優(yōu)選為天然淀粉。此外，本發(fā)明是一種發(fā)泡體，其特征在于，使上述發(fā)泡性樹(shù)脂組合物發(fā)泡而得到， 優(yōu)選為松散(K，)狀發(fā)泡體。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，其所得發(fā)泡體的緩沖性能等在實(shí)用中沒(méi)有問(wèn)題，并且極力減少了合成樹(shù)脂含量而在成本上有利。此外，本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，由于其淀粉含量可以非常多，因此能夠得到成本低并且考慮到環(huán)境問(wèn)題的發(fā)泡體制品，適合用于緩沖材料、包裝材料、隔熱材料等。
具體實(shí)施例方式以下，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，含有淀粉、合成樹(shù)脂、堿性化合物以及水。以往，樹(shù)脂含量少的發(fā)泡性材料在實(shí)用中存在問(wèn)題，但本發(fā)明中，通過(guò)配合堿性化合物，則即使合成樹(shù)脂的含量極端減少，例如為10質(zhì)量％以下，也可以將發(fā)泡體的緩沖性能等維持在能夠?qū)嵱玫某潭??？梢杂糜诒景l(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物的淀粉，可以列舉出，馬鈴薯淀粉、玉蜀黍淀粉(玉米淀粉、粗玉米粉)、白薯淀粉、小麥淀粉、米淀粉等天然淀粉(有時(shí)也稱(chēng)為未加工淀粉)或它們的分解物、直鏈淀粉或支鏈淀粉分解物、加工淀粉等。作為加工淀粉，可以列舉出二羧酸淀粉這類(lèi)酸化淀粉(氧化淀粉)、乙?；矸圻@類(lèi)酯化淀粉、羧甲基化淀粉這類(lèi)醚化淀粉、用乙醛或磷酸處理淀粉所得的交聯(lián)淀粉、用2- 二甲基氨基乙基氯化物等將淀粉叔氨基化的這類(lèi)陽(yáng)離子化淀粉等。其中，從便宜的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用天然淀粉。從調(diào)制發(fā)泡性樹(shù)脂組合物時(shí)，材料容易混合、加工性(特別是擠出量提高，向擠出機(jī)中投料容易)良好的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用粗玉米粉。另外，粗玉米粉，是將玉蜀黍的胚乳部分碾碎，并通常調(diào)整至9 60目粒度的玉米粉。在本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物中，淀粉的含量，從成本和物性的觀點(diǎn)考慮，相對(duì)于組合物全體，優(yōu)選為75質(zhì)量％ 95質(zhì)量％?？梢杂糜诒景l(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物的合成樹(shù)脂，不僅包括一般的合成樹(shù)脂，還包括以天然物質(zhì)為原料進(jìn)行合成的樹(shù)脂。作為這種合成樹(shù)脂，可以列舉出聚丙烯等聚烯烴系樹(shù)脂、脂肪族聚酯、聚乳酸、聚乙烯醇等生物分解性樹(shù)脂等。其中，從減低環(huán)境負(fù)荷的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選為生物分解性樹(shù)脂，而從物性的觀點(diǎn)考慮，更優(yōu)選脂肪族聚酯和聚乳酸。此外，從所得發(fā)泡體的物性觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選聚烯烴系樹(shù)脂。作為聚烯烴樹(shù)脂，可以列舉出聚丙烯、聚乙烯等。脂肪族聚酯，由乙二醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇等多元醇與丁二酸、己二酸等多元酸合成。此外，脂肪族聚酯，還包括使用1，4_環(huán)己烷二甲醇等作為多元醇所合成的環(huán)狀脂肪族聚酯和使用1，4_ 丁二醇、對(duì)苯二甲酸以及己二酸所合成的脂肪族芳香族聚酯。作為聚乙烯醇，其皂化度優(yōu)選為90摩爾％以上，并進(jìn)一步優(yōu)選為95摩爾％以上。此外，可以用于本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物的合成樹(shù)脂，其熔體流動(dòng)指數(shù)(MFR) 優(yōu)選為5g/(190°C，10分鐘)以上，并進(jìn)一步優(yōu)選為8g/(190°C，10分鐘)以上。另外，在本發(fā)明中，MFR是根據(jù)JIS K7210，在190°C、2. 16kg荷重下所測(cè)定的值。在本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物中，合成樹(shù)脂的含量，從降低成本的觀點(diǎn)考慮，相對(duì)于組合物全體，優(yōu)選為10質(zhì)量％以下；如果考慮成本和物性的平衡，則更優(yōu)選為0. 02質(zhì)量％ 10質(zhì)量％，最優(yōu)選為0. 5質(zhì)量％ 8質(zhì)量％。在本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物中，含有堿性化合物作為必要成分。堿性化合物，起到了對(duì)發(fā)泡單元賦予柔韌性，并且改善緩沖性能等發(fā)泡體特性的作用。作為堿性化合物，只要在溶于水(包括溫水)時(shí)(優(yōu)選為相對(duì)于100g20°C的水，溶解幾克以上)，水溶液顯示出堿性的化合物即可，沒(méi)有特別限定，可以列舉出碳酸氫鈉等堿金屬的碳酸氫鹽、碳酸鈉等堿金屬的碳酸鹽、堿土類(lèi)金屬的碳酸氫鹽、堿土類(lèi)金屬的碳酸鹽、倍半碳酸鈉、氫氧化鈉等堿金屬的氫氧化物、氨、碳酸氫銨等。其中，從處理性觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選為碳酸氫鈉、倍半碳酸鈉和碳酸鈉。在本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物中，堿性化合物的含量，從物性的觀點(diǎn)考慮，相對(duì)于組合物全體，優(yōu)選為0. 05質(zhì)量％ 1質(zhì)量％。本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，含有水作為發(fā)泡劑。水主要起到使淀粉發(fā)泡的作用。 為了得到良好的發(fā)泡體，相對(duì)于淀粉100質(zhì)量份，需要10質(zhì)量份 40質(zhì)量份的水。另外， 該水量也包括淀粉中的水分。即，水的量是添加的水與淀粉中所含水分的合計(jì)量。此外，為了調(diào)整發(fā)泡單元的柔韌性，可以使用pH為7. 2 10左右的弱堿性電解水。作為這種電解水，可以列舉以食鹽水、鹽酸水溶液、次氯酸鈉水溶液等為原料的材料。在本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物中，為了對(duì)發(fā)泡單體賦予柔韌性，還可以添加表面活性劑。作為表面活性劑，可以使用陰離子系表面活性劑、陽(yáng)離子系表面活性劑和非離子系表面活性劑中的任一種。表面活性劑的含量，相對(duì)于組合物全體，優(yōu)選為0. 001質(zhì)量％ 5質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 01質(zhì)量％ 2質(zhì)量％。在本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物中，還可以添加無(wú)機(jī)填料。無(wú)機(jī)填料起到使發(fā)泡體的發(fā)泡單元微細(xì)化，從而改善發(fā)泡體強(qiáng)度的作用。作為無(wú)機(jī)填料的具體例子，可以列舉碳酸鈣、氧化鈦、滑石、蛋殼、二氧化硅等。無(wú)機(jī)粒子的粒徑，沒(méi)有特別限定，可以是樹(shù)脂組合物中常用的粒徑。在本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物中，無(wú)機(jī)填料的含量，相對(duì)于組合物全體，優(yōu)選為0. 1質(zhì)量％ 4. 5質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 5質(zhì)量％ 3質(zhì)量％。如果無(wú)機(jī)填料的含量不到0. 1質(zhì)量％，則有時(shí)不太能改善發(fā)泡體強(qiáng)度，而另一方面，如果其超過(guò)4. 5質(zhì)量％，則增加了發(fā)泡體的比重，因此不優(yōu)選。在本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物中，還可以根據(jù)需要，添加驅(qū)避劑、防霉劑、增塑劑、 穩(wěn)定劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、著色劑等公知添加劑。作為增塑劑，可以列舉出乙二醇、
丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等。在本發(fā)明中，淀粉、合成樹(shù)脂、堿性化合物、水、以及表面活性劑、無(wú)機(jī)填料等根據(jù)需要添加的成分的混合方法，沒(méi)有特別限定。本發(fā)明的發(fā)泡體，通常，可以使用亨舍爾混合機(jī)等將粉末狀或粒狀的淀粉、合成樹(shù)脂、堿性化合物、水、以及表面活性劑、無(wú)機(jī)填料等根據(jù)需要添加的成分預(yù)先混合，然后使用擠出機(jī)進(jìn)行加熱、加壓熔融，由所希望形狀的模具一邊發(fā)泡，一邊擠出，直接得到發(fā)泡體，然后切斷，形成松散狀的發(fā)泡體。此外，還可以使用亨舍爾混合機(jī)等將粉末狀或粒狀的淀粉、合成樹(shù)脂、堿性化合物、水、以及表面活性劑、無(wú)機(jī)填料等根據(jù)需要添加的成分混合，然后使用擠出機(jī)，在不發(fā)泡的條件下加熱、加壓熔融，并由模具得到繩狀物，然后切斷，形成顆粒?？梢栽诶缙渌胤?，將該顆粒投入到擠出機(jī)中，在高溫下進(jìn)行加熱、加壓熔融，并由所希望形狀的模具進(jìn)行擠出，得到發(fā)泡體。此外，還可以使用亨舍爾混合機(jī)等將粉末狀或粒狀的淀粉、合成樹(shù)脂、堿性化合物、以及表面活性劑、無(wú)機(jī)填料等根據(jù)需要添加的成分混合，然后在擠出機(jī)中混煉時(shí)，向擠出機(jī)中注入水，并由所希望形狀的模具一邊發(fā)泡，一邊擠出，得到發(fā)泡體。因此，本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，除了預(yù)先添加水形成組合物外，還包括在擠出機(jī)中混煉時(shí)添加水的組合物，以及在擠出機(jī)中混煉時(shí)添加溶解了堿性化合物的水溶液的組合物。進(jìn)一步，還可以得到配合水以外成分的顆粒，將其浸在水中，使其發(fā)泡，形成發(fā)泡體，或者還可以使用模具，將包含水但在不發(fā)泡條件下所得的顆?；蛑蠼谒械念w粒， 形成各種發(fā)泡體。因此，本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，還包括形成顆粒后再浸在水中的組合物。在上述方法中，可以分別使用堿性化合物和水，也可以使用將堿性化合物預(yù)先溶解在水中的水溶液。本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，通過(guò)形成松散狀的發(fā)泡體，可以適宜用作緩沖材料。成型時(shí)的加熱溫度，一般優(yōu)選在合成樹(shù)脂的熔點(diǎn)附近的溫度。使用本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物的發(fā)泡體的形狀或用途，沒(méi)有特別限制。本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，例如，可以通過(guò)擠出成型、吹塑成型、模具發(fā)泡成型、注射成型等，成型為片材、膜、容器等。實(shí)施例以下，通過(guò)實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于實(shí)施例。實(shí)施例中所用的原料，如下所述。[淀粉]玉米淀粉(王子玉米淀粉公司制造，商品名玉米淀粉的未加工淀粉，水分含量約為8. 5質(zhì)量％ )，陽(yáng)離子化淀粉(王子玉米淀粉公司制造，艾斯KlOO (Ace, 一卞K100)，水分含量約為10質(zhì)量％)[合成樹(shù)脂]脂肪族聚酯(昭和高分子株式會(huì)社制造，商品名必奧瑙魯(Bionolle，才7 — > )(注冊(cè)商標(biāo))#1010, MFR 為 IOg/ (190°C，10 分鐘))[堿性化合物]碳酸氫鈉(旭硝子公司制造)，倍半碳酸鈉(FMC公司制造)[表面活性劑]單硬脂酸甘油酯(花王株式會(huì)社制造，商品名萊奧道魯(liheodol，>才K一 > ) (注冊(cè)商標(biāo))MS-165V)[無(wú)機(jī)填料]碳酸鈣使用亨舍爾混合機(jī)，以表1所示的比例，預(yù)先混合水以外的成分，將該混合物投入到同方向雙軸擠出機(jī)中，由該擠出機(jī)圓筒的前半部分注入表1所示比例的水，將其擠出進(jìn)行發(fā)泡，得到發(fā)泡體。這時(shí)的圓筒溫度為190°C。將所得的發(fā)泡體切斷，得到圓柱狀的發(fā)泡成型體。在實(shí)施例1 9和比較例2中，擠出發(fā)泡時(shí)的成型性良好，但在比較例1中，成型性差。<緩沖性能評(píng)價(jià)>緩沖性能的評(píng)價(jià)，在對(duì)圓柱狀的發(fā)泡成型體施加力時(shí)柔軟地變形，在除去力時(shí)立即復(fù)原，并且重復(fù)該操作，發(fā)泡單元也幾乎不會(huì)崩塌的材料評(píng)價(jià)為◎；在對(duì)圓柱狀的發(fā)泡成型體施加力時(shí)柔軟地變形，在除去力時(shí)立即復(fù)原，但在重復(fù)該操作時(shí)，發(fā)泡單元慢慢崩塌的材料評(píng)價(jià)為〇；在對(duì)圓柱狀的發(fā)泡成型體施加力時(shí)產(chǎn)生變形，但即使除去力，復(fù)原情況也遲鈍，并且在重復(fù)該操作時(shí)，發(fā)泡單元崩塌的材料評(píng)價(jià)為X。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，其特征在于，含有淀粉、合成樹(shù)脂、堿性化合物，以及相對(duì)于該淀粉100質(zhì)量份為10質(zhì)量份 40質(zhì)量份的水，并且該合成樹(shù)脂的含量為0. 02質(zhì)量％ 10質(zhì)量％。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，其特征在于，還含有表面活性劑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，其特征在于，前述堿性化合物為選自由堿金屬的碳酸氫鹽、堿金屬的碳酸鹽、堿土類(lèi)金屬的碳酸氫鹽和堿土類(lèi)金屬的碳酸鹽所構(gòu)成的群組中的至少一種化合物。
4.如權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，其特征在于，前述堿性化合物的含量為0. 05質(zhì)量％ 1質(zhì)量％。
5.如權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，其特征在于，前述合成樹(shù)脂為選自脂肪族聚酯、聚乳酸和聚烯烴樹(shù)脂所構(gòu)成的群組中的至少一種樹(shù)脂。
6.如權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，其特征在于，前述淀粉為天然淀粉。
7.—種發(fā)泡體，其特征在于，使權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物發(fā)泡而得到。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)泡體，其特征在于，前述發(fā)泡體為松散狀。
全文摘要
本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物，其特征在于含有淀粉、合成樹(shù)脂、堿性化合物，以及相對(duì)于該淀粉100質(zhì)量份為10質(zhì)量份～40質(zhì)量份的水，并且該合成樹(shù)脂的含量為0.02質(zhì)量％～10質(zhì)量％。作為堿性化合物，優(yōu)選為選自由堿金屬的碳酸氫鹽、堿金屬的碳酸鹽、堿土類(lèi)金屬的碳酸氫鹽和堿土類(lèi)金屬的碳酸鹽所構(gòu)成的群組中的至少一種。使用本發(fā)明的發(fā)泡性樹(shù)脂組合物所得到的發(fā)泡體的緩沖性能等，在實(shí)用中不存在問(wèn)題，并且由于合成樹(shù)脂的含量極少，因此在成本上是有利的。
文檔編號(hào)C08J9/12GK102264824SQ20098015283
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者小谷輝充, 高橋圭 申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社