专利名称：发泡性树脂组合物以及发泡体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发泡性树脂组合物以及使其发泡形成的发泡体。
背景技术：
发泡性树脂成型体，可以用于包装材料、缓冲材料、隔热材料等。作为这些材料，从环境问题和成本的观点考虑，可以使用生物分解性树脂或淀粉代替聚苯乙烯。在专利文献1中，记载了使由淀粉系高分子、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、表面活性剂等形成的组合物发泡而得到的发泡体。此外，在专利文献2中，记载了使含有热塑性树脂、淀粉和相容剂的组合物发泡而得到的发泡体。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平6-87969号公报专利文献2 日本特开2004-2613号公报
发明内容
作为发泡体的材料，由于淀粉比树脂更便宜，因此从成本方面考虑，希望尽可能多地含有淀粉。然而，在专利文献1和2所记载的组合物中，如果减少树脂含量，增加淀粉含量，则存在成型性下降，或作为发泡体特性的缓冲性能等受损的问题。因此，鉴于上述情况，本发明目的在于提供一种发泡性树脂组合物，其所得发泡体的缓冲性能等在实用中没有问题，并且极力减少了合成树脂含量而在成本上有利。本发明人等对发泡性树脂组合物的配合进行了研究，结果发现，配合了淀粉、合成树脂、碱性化合物以及水的发泡性树脂组合物，即使比以往组合物进一步减少了树脂含量， 也能够充分用作发泡体，从而，完成了本发明。即，本发明是一种发泡性树脂组合物，其特征在于，含有淀粉、合成树脂、碱性化合物，以及相对于该淀粉100质量份为10质量份 40质量份的水，并且该合成树脂的含量为
0. 02质量％ 10质量％。本发明的发泡性树脂组合物，优选进一步含有表面活性剂。在本发明中，碱性化合物优选为选自由碱金属的碳酸氢盐、碱金属的碳酸盐、碱土类金属的碳酸氢盐和碱土类金属的碳酸盐所构成的群组中的至少一种化合物。在本发明的发泡性树脂组合物中，碱性化合物的含量优选为0. 05质量％ 1质量％。在本发明中，合成树脂优选为选自脂肪族聚酯、聚乳酸和聚烯烃树脂所构成的群组中的至少一种树脂。在本发明中，淀粉优选为天然淀粉。此外，本发明是一种发泡体，其特征在于，使上述发泡性树脂组合物发泡而得到， 优选为松散(K，)状发泡体。
根据本发明，可以提供一种发泡性树脂组合物，其所得发泡体的缓冲性能等在实用中没有问题，并且极力减少了合成树脂含量而在成本上有利。此外，本发明的发泡性树脂组合物，由于其淀粉含量可以非常多，因此能够得到成本低并且考虑到环境问题的发泡体制品，适合用于缓冲材料、包装材料、隔热材料等。
具体实施例方式以下，详细说明本发明。本发明的发泡性树脂组合物，含有淀粉、合成树脂、碱性化合物以及水。以往，树脂含量少的发泡性材料在实用中存在问题，但本发明中，通过配合碱性化合物，则即使合成树脂的含量极端减少，例如为10质量％以下，也可以将发泡体的缓冲性能等维持在能够实用的程度。可以用于本发明的发泡性树脂组合物的淀粉，可以列举出，马铃薯淀粉、玉蜀黍淀粉(玉米淀粉、粗玉米粉)、白薯淀粉、小麦淀粉、米淀粉等天然淀粉(有时也称为未加工淀粉)或它们的分解物、直链淀粉或支链淀粉分解物、加工淀粉等。作为加工淀粉，可以列举出二羧酸淀粉这类酸化淀粉(氧化淀粉)、乙酰化淀粉这类酯化淀粉、羧甲基化淀粉这类醚化淀粉、用乙醛或磷酸处理淀粉所得的交联淀粉、用2- 二甲基氨基乙基氯化物等将淀粉叔氨基化的这类阳离子化淀粉等。其中，从便宜的观点考虑，优选使用天然淀粉。从调制发泡性树脂组合物时，材料容易混合、加工性(特别是挤出量提高，向挤出机中投料容易)良好的观点考虑，优选使用粗玉米粉。另外，粗玉米粉，是将玉蜀黍的胚乳部分碾碎，并通常调整至9 60目粒度的玉米粉。在本发明的发泡性树脂组合物中，淀粉的含量，从成本和物性的观点考虑，相对于组合物全体，优选为75质量％ 95质量％。可以用于本发明的发泡性树脂组合物的合成树脂，不仅包括一般的合成树脂，还包括以天然物质为原料进行合成的树脂。作为这种合成树脂，可以列举出聚丙烯等聚烯烃系树脂、脂肪族聚酯、聚乳酸、聚乙烯醇等生物分解性树脂等。其中，从减低环境负荷的观点考虑，优选为生物分解性树脂，而从物性的观点考虑，更优选脂肪族聚酯和聚乳酸。此外，从所得发泡体的物性观点考虑，优选聚烯烃系树脂。作为聚烯烃树脂，可以列举出聚丙烯、聚乙烯等。脂肪族聚酯，由乙二醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇等多元醇与丁二酸、己二酸等多元酸合成。此外，脂肪族聚酯，还包括使用1，4_环己烷二甲醇等作为多元醇所合成的环状脂肪族聚酯和使用1，4_ 丁二醇、对苯二甲酸以及己二酸所合成的脂肪族芳香族聚酯。作为聚乙烯醇，其皂化度优选为90摩尔％以上，并进一步优选为95摩尔％以上。此外，可以用于本发明的发泡性树脂组合物的合成树脂，其熔体流动指数(MFR) 优选为5g/(190°C，10分钟)以上，并进一步优选为8g/(190°C，10分钟)以上。另外，在本发明中，MFR是根据JIS K7210，在190°C、2. 16kg荷重下所测定的值。在本发明的发泡性树脂组合物中，合成树脂的含量，从降低成本的观点考虑，相对于组合物全体，优选为10质量％以下；如果考虑成本和物性的平衡，则更优选为0. 02质量％ 10质量％，最优选为0. 5质量％ 8质量％。在本发明的发泡性树脂组合物中，含有碱性化合物作为必要成分。碱性化合物，起到了对发泡单元赋予柔韧性，并且改善缓冲性能等发泡体特性的作用。作为碱性化合物，只要在溶于水(包括温水)时(优选为相对于100g20°C的水，溶解几克以上)，水溶液显示出碱性的化合物即可，没有特别限定，可以列举出碳酸氢钠等碱金属的碳酸氢盐、碳酸钠等碱金属的碳酸盐、碱土类金属的碳酸氢盐、碱土类金属的碳酸盐、倍半碳酸钠、氢氧化钠等碱金属的氢氧化物、氨、碳酸氢铵等。其中，从处理性观点考虑，优选为碳酸氢钠、倍半碳酸钠和碳酸钠。在本发明的发泡性树脂组合物中，碱性化合物的含量，从物性的观点考虑，相对于组合物全体，优选为0. 05质量％ 1质量％。本发明的发泡性树脂组合物，含有水作为发泡剂。水主要起到使淀粉发泡的作用。 为了得到良好的发泡体，相对于淀粉100质量份，需要10质量份 40质量份的水。另外， 该水量也包括淀粉中的水分。即，水的量是添加的水与淀粉中所含水分的合计量。此外，为了调整发泡单元的柔韧性，可以使用pH为7. 2 10左右的弱碱性电解水。作为这种电解水，可以列举以食盐水、盐酸水溶液、次氯酸钠水溶液等为原料的材料。在本发明的发泡性树脂组合物中，为了对发泡单体赋予柔韧性，还可以添加表面活性剂。作为表面活性剂，可以使用阴离子系表面活性剂、阳离子系表面活性剂和非离子系表面活性剂中的任一种。表面活性剂的含量，相对于组合物全体，优选为0. 001质量％ 5质量％，进一步优选为0. 01质量％ 2质量％。在本发明的发泡性树脂组合物中，还可以添加无机填料。无机填料起到使发泡体的发泡单元微细化，从而改善发泡体强度的作用。作为无机填料的具体例子，可以列举碳酸钙、氧化钛、滑石、蛋壳、二氧化硅等。无机粒子的粒径，没有特别限定，可以是树脂组合物中常用的粒径。在本发明的发泡性树脂组合物中，无机填料的含量，相对于组合物全体，优选为0. 1质量％ 4. 5质量％，进一步优选为0. 5质量％ 3质量％。如果无机填料的含量不到0. 1质量％，则有时不太能改善发泡体强度，而另一方面，如果其超过4. 5质量％，则增加了发泡体的比重，因此不优选。在本发明的发泡性树脂组合物中，还可以根据需要，添加驱避剂、防霉剂、增塑剂、 稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、着色剂等公知添加剂。作为增塑剂，可以列举出乙二醇、
丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等。在本发明中，淀粉、合成树脂、碱性化合物、水、以及表面活性剂、无机填料等根据需要添加的成分的混合方法，没有特别限定。本发明的发泡体，通常，可以使用亨舍尔混合机等将粉末状或粒状的淀粉、合成树脂、碱性化合物、水、以及表面活性剂、无机填料等根据需要添加的成分预先混合，然后使用挤出机进行加热、加压熔融，由所希望形状的模具一边发泡，一边挤出，直接得到发泡体，然后切断，形成松散状的发泡体。此外，还可以使用亨舍尔混合机等将粉末状或粒状的淀粉、合成树脂、碱性化合物、水、以及表面活性剂、无机填料等根据需要添加的成分混合，然后使用挤出机，在不发泡的条件下加热、加压熔融，并由模具得到绳状物，然后切断，形成颗粒。可以在例如其它地方，将该颗粒投入到挤出机中，在高温下进行加热、加压熔融，并由所希望形状的模具进行挤出，得到发泡体。此外，还可以使用亨舍尔混合机等将粉末状或粒状的淀粉、合成树脂、碱性化合物、以及表面活性剂、无机填料等根据需要添加的成分混合，然后在挤出机中混炼时，向挤出机中注入水，并由所希望形状的模具一边发泡，一边挤出，得到发泡体。因此，本发明的发泡性树脂组合物，除了预先添加水形成组合物外，还包括在挤出机中混炼时添加水的组合物，以及在挤出机中混炼时添加溶解了碱性化合物的水溶液的组合物。进一步，还可以得到配合水以外成分的颗粒，将其浸在水中，使其发泡，形成发泡体，或者还可以使用模具，将包含水但在不发泡条件下所得的颗粒或之后浸在水中的颗粒， 形成各种发泡体。因此，本发明的发泡性树脂组合物，还包括形成颗粒后再浸在水中的组合物。在上述方法中，可以分别使用碱性化合物和水，也可以使用将碱性化合物预先溶解在水中的水溶液。本发明的发泡性树脂组合物，通过形成松散状的发泡体，可以适宜用作缓冲材料。成型时的加热温度，一般优选在合成树脂的熔点附近的温度。使用本发明的发泡性树脂组合物的发泡体的形状或用途，没有特别限制。本发明的发泡性树脂组合物，例如，可以通过挤出成型、吹塑成型、模具发泡成型、注射成型等，成型为片材、膜、容器等。实施例以下，通过实施例具体说明本发明，但本发明并不限定于实施例。实施例中所用的原料，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，水分含量约为8. 5质量％ )，阳离子化淀粉(王子玉米淀粉公司制造，艾斯KlOO (Ace, 一卞K100)，水分含量约为10质量％)[合成树脂]脂肪族聚酯(昭和高分子株式会社制造，商品名必奥瑙鲁(Bionolle，才7 — > )(注册商标)#1010, MFR 为 IOg/ (190°C，10 分钟))[碱性化合物]碳酸氢钠(旭硝子公司制造)，倍半碳酸钠(FMC公司制造)[表面活性剂]单硬脂酸甘油酯(花王株式会社制造，商品名莱奥道鲁(liheodol，>才K一 > ) (注册商标)MS-165V)[无机填料]碳酸钙使用亨舍尔混合机，以表1所示的比例，预先混合水以外的成分，将该混合物投入到同方向双轴挤出机中，由该挤出机圆筒的前半部分注入表1所示比例的水，将其挤出进行发泡，得到发泡体。这时的圆筒温度为190°C。将所得的发泡体切断，得到圆柱状的发泡成型体。在实施例1 9和比较例2中，挤出发泡时的成型性良好，但在比较例1中，成型性差。<缓冲性能评价>缓冲性能的评价，在对圆柱状的发泡成型体施加力时柔软地变形，在除去力时立即复原，并且重复该操作，发泡单元也几乎不会崩塌的材料评价为◎；在对圆柱状的发泡成型体施加力时柔软地变形，在除去力时立即复原，但在重复该操作时，发泡单元慢慢崩塌的材料评价为〇；在对圆柱状的发泡成型体施加力时产生变形，但即使除去力，复原情况也迟钝，并且在重复该操作时，发泡单元崩塌的材料评价为X。
权利要求
1.一种发泡性树脂组合物，其特征在于，含有淀粉、合成树脂、碱性化合物，以及相对于该淀粉100质量份为10质量份 40质量份的水，并且该合成树脂的含量为0. 02质量％ 10质量％。
2.如权利要求1所述的发泡性树脂组合物，其特征在于，还含有表面活性剂。
3.如权利要求1或2所述的发泡性树脂组合物，其特征在于，前述碱性化合物为选自由碱金属的碳酸氢盐、碱金属的碳酸盐、碱土类金属的碳酸氢盐和碱土类金属的碳酸盐所构成的群组中的至少一种化合物。
4.如权利要求1 3任一项所述的发泡性树脂组合物，其特征在于，前述碱性化合物的含量为0. 05质量％ 1质量％。
5.如权利要求1 4任一项所述的发泡性树脂组合物，其特征在于，前述合成树脂为选自脂肪族聚酯、聚乳酸和聚烯烃树脂所构成的群组中的至少一种树脂。
6.如权利要求1 5任一项所述的发泡性树脂组合物，其特征在于，前述淀粉为天然淀粉。
7.—种发泡体，其特征在于，使权利要求1 6任一项所述的发泡性树脂组合物发泡而得到。
8.如权利要求7所述的发泡体，其特征在于，前述发泡体为松散状。
全文摘要
本发明的发泡性树脂组合物，其特征在于含有淀粉、合成树脂、碱性化合物，以及相对于该淀粉100质量份为10质量份～40质量份的水，并且该合成树脂的含量为0.02质量％～10质量％。作为碱性化合物，优选为选自由碱金属的碳酸氢盐、碱金属的碳酸盐、碱土类金属的碳酸氢盐和碱土类金属的碳酸盐所构成的群组中的至少一种。使用本发明的发泡性树脂组合物所得到的发泡体的缓冲性能等，在实用中不存在问题，并且由于合成树脂的含量极少，因此在成本上是有利的。
文档编号C08J9/12GK102264824SQ20098015283
公开日2011年11月30日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年1月6日
发明者小谷辉充, 高桥圭 申请人:昭和电工株式会社