JP2012158065A - ポリスチレン系樹脂積層発泡シート及び該発泡シートからなる容器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、高い耐熱性を有するとともに耐衝撃性、生産性、経済性に優れるポリスチレン系樹脂積層発泡シートを提供し、更に該積層発泡シートを用いて得られる、耐熱性、耐衝撃性、生産性及び経済性に優れる容器を提供することを、その課題とするものである。
【解決手段】 本発明のポリスチレン系樹脂積層発泡シートは、ビカット軟化温度110℃以上のポリスチレン系樹脂を基材樹脂とする見かけ密度0.05〜0.5g/cm3の第一発泡層と、ビカット軟化温度110℃未満のポリスチレン系樹脂を基材樹脂とする見かけ密度0.05〜0.5g/cm3の第二発泡層とが共押出により積層されてなる、厚み0.5〜3mmの積層発泡シートであって、前記ビカット軟化温度110℃以上のポリスチレン系樹脂が、該樹脂中にポリフェニレンエーテル樹脂を10〜50重量%含み、積層発泡シート全体の独立気泡率が80%以上であることを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
[1]
ビカット軟化温度110℃以上のポリスチレン系樹脂を基材樹脂とする見かけ密度0.05〜0.5g/cm3の第一発泡層と、ビカット軟化温度110℃未満のポリスチレン系樹脂を基材樹脂とする見かけ密度0.05〜0.5g/cm3の第二発泡層とが共押出により積層されてなる、厚み0.5〜3mmの積層発泡シートであって、前記ビカット軟化温度110℃以上のポリスチレン系樹脂が、該樹脂中にポリフェニレンエーテル樹脂を10〜50重量%含み、積層発泡シート全体の独立気泡率が80%以上であることを特徴とするポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[2]
積層発泡シート全体の見かけ密度が0.05〜0.35g/cm3であることを特徴とする前記1に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[3]
前記ビカット軟化温度110℃以上のポリスチレン系樹脂が、ポリフェニレンエーテル樹脂60〜80重量%とポリスチレン20〜40重量%(ただし、両者の合計が100重量である。)とを予め溶融混練してなる変性ポリフェニレンエーテル樹脂と、ポリスチレン及び/またはスチレン−(メタ)アクリル酸共重合体との混合物であり、前記ポリスチレン及び/またはスチレン−(メタ)アクリル酸共重合体の260℃、剪断速度100sec−1における溶融粘度ηBに対する前記変性ポリフェニレンエーテル樹脂の260℃、剪断速度100sec−1における溶融粘度ηAの比(ηA/ηB)が20未満であることを特徴とする前記1または2に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[4]
第一発泡層と第二発泡層との重量比が20:80〜80:20であることを特徴とする前記1〜3のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[5]
第一発泡層の見かけ密度D1に対する第二発泡層の見かけ密度D2の比(D2/D1)が1.0〜3.0であることを特徴とする前記1〜4のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[6]
第一発泡層のブタン含有量が3重量%以下であることを特徴とする前記1〜5のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[7]
第一発泡層の見かけ密度D1に対する第一発泡層の表面から厚み方向へ200μmまでの部分の見かけ密度D1Sの比(D1S/D1)が1.5以上であることを特徴とする前記1〜6のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[8]
第一発泡層の見かけ密度D1に対する第一発泡層の表面から厚み方向へ200μmまでの部分の見かけ密度D1Sの比(D1S/D1)が1.0以上1.5未満である第一発泡層の表面に、熱可塑性樹脂フィルムが積層されてなることを特徴とする前記1〜6のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[9]
第一発泡層の表面に、ゴム変性ポリスチレン系樹脂層を介して熱可塑性樹脂フィルムが積層されていることを特徴とする前記1〜7のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[10]
前記1〜9のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シートが第一発泡層を内側に向けて熱成形されてなる容器。
[11]
前記1〜9のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シートが第一発泡層を内側に向けて熱成形されてなる容器と、該容器の開口部を閉塞する蓋体とからなり、該蓋体はその外縁部の周囲に上方向に向かって延設された側壁部を備え、該蓋体の側壁部が該容器の開口部の内周面に沿って嵌入されてなる内嵌合容器。
また、本発明の内嵌合容器は、該積層発泡シートを、第一発泡層が内面側となるように熱成形されたものなので、特に耐衝撃性、内嵌合特性に優れた容器であり、食品包装用容器として好適に用いられるものである。
本発明のポリスチレン系樹脂積層発泡シート(以下、単に積層発泡シートともいう。)は、ポリスチレン系樹脂を基材樹脂とする第一発泡層とポリスチレン系樹脂を基材樹脂とする第二発泡層とが積層されている積層発泡シートである。
なお、ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量が少なすぎると、積層シートの耐衝撃性が向上しないおそれがあり、特に、ポリスチレンとポリフェニレンエーテル樹脂との混合物の場合には、基材樹脂のビカット軟化温度が110℃以上にならないおそれがある。一方、該含有量が多すぎると、独立気泡率が高い積層発泡シートを製造すること自体ができなくなるおそれがある。
また、積層発泡シート製造時の各発泡層の吐出量からそれぞれの発泡層の坪量を求め、該坪量をそれぞれの発泡層の厚みで除することによっても各発泡層の見かけ密度を求めることができる。なお、第一発泡層または第二発泡層のどちらかを着色しておけば厚みの測定が容易となる。
第一発泡層の表面から200μmの部分をスライスし、幅5mm×長さ20mmの試験片に切りそろえるとともに、試験片の重量と厚みをゲージで測定する。試験片の重量を試験片の体積(幅×長さ×厚み)で割算し、単位換算して密度を求める。
S(%)=(Vx−W/ρ)×100/(Va−W/ρ) (1)
また、耐油性、耐溶剤性の観点からは、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。ポリオレフィン系樹脂フィルムを積層発泡シートに積層する場合、ポリオレフィン系樹脂フィルムを接着層を介して積層発泡シートに積層するか、ポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂フィルムとポリスチレン系樹脂フィルムとを予め積層接着したフィルム(PO/PSフィルム)を、ポリオレフィン系樹脂フィルム面側が表面となるように加熱融着させて積層することが好ましい。
本発明の容器は、雄型及び/又は雌型からなる金型を使用して前記積層発泡シートを熱成形することにより得ることができる。該熱成形法としては、真空成形や圧空成形、更にこれらの応用としてフリードローイング成形、プラグ・アンド・リッジ成形、リッジ成形、マッチド・モールド成形、ストレート成形、ドレープ成形、リバースドロー成形、エアスリップ成形、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やこれらを組み合わせた成形方法等が挙げられる。かかる熱成形法は、短時間に連続して容器を得ることができるので、好ましい方法である。
第一発泡層の形成には、バレル直径115mmの第一押出機(I)とバレル直径150mmの第二押出機(I)とからなるタンデム押出機を使用した。第一押出機(I)の原料投入口から、表2に示す配合の樹脂100重量部と、表2に示す量の気泡調整剤としてのタルクとを供給し、該混合物を約280℃に調整した後、発泡剤として表2に示す量の混合ブタン(ノルマルブタン35重量%とイソブタン65重量%との混合物)を前記混合樹脂100重量部に対して圧入し、次いで第二押出機(I)にて樹脂温度を表2に示す押出温度に調整した。
d2=(w0−w1)÷{2×0.5×(l2÷10)}
第一発泡層の表面から200μmの部分の密度の測定は、積層発泡シートの幅方向における等間隔の10箇所について行い、それらの算術平均値を第一発泡層の表面から200μmの部分の密度D1sとした。
耐熱性樹脂層の発泡剤残量(重量%)は、シート製造直後から23℃の温度下にて積層発泡シートを保管し、製造後28日経過後に、測定機として(株)島津製作所製GC−14Bを用い、次の条件で測定した。
(a)カラム:(株)島津製作所製カラムSilicone DC550 20% on Chromosorb W AW−DMCS 60/80メッシュ、4.1m×3.2mm
(b)カラム温度:40℃
(c)検出器温度:180℃
(d)注入口温度:180℃
(e)検出器:FID
(f)キャリアガス:窒素140ml/min.
(g)試料量:2μl
実施例、比較例で得られたシートより長さ150mm、幅50mmの試験片を、その長さ方向がシートの押出方向に対して平行に5枚、押出方向に対して直行方向に5枚切り取り、スパン100mmにてクランプし、重量80gの鉄球を試験片の中央に落下させた際に、割れが発生する高さを調べた。そして試験片が3枚以上割れなかった高さをそれぞれの方向での落球試験値とし、その平均値をシート全体の落球試験値とした。なお積層シートの場合には、その第一発泡層側と第二発泡層側のそれぞれについて、上記の試験を行った。
実施例1〜7、比較例1〜5で得られた積層発泡シートを第一発泡層側が容器内面側となるようにマッチドモールド法により熱成形を行い、長辺200mm、短辺170mm、深さ35mmの角トレーを得た。いずれの積層発泡シートも優れた熱成形を示し、得られた角トレーは金型の形状が付与された美麗なものであった。
前記と同様に、内径158mm深さ65mmの内嵌合ドンブリ容器を得た。いずれの積層発泡シートも優れた熱成形を示し、得られた内嵌合ドンブリ容器は金型の形状が付与された美麗なものであった。
前記角トレーに約50℃の温水を150cc入れ、ガラス板を蓋としてのせた状態で、電子レンジ(500w)を用いて5分間と7.5分間の二通りの加熱を行なった後の、トレー上縁部の変形状態をチェックし、下記の3段階で評価した。
・変形小:トレー上縁部(リップ部)において、相対向する短辺のそれぞれの中心間を測定した寸法変化が±10mm以下(元の寸法は200mm)であり、使用可能と判断される。
・変形中:寸法変化が±10〜20mmの範囲内であり、使用可能限度と判断される。
・変形大:寸法変化が±20mm以上であり、使用不可能と判断される。
嵌合部外形158.5mmのポリスチレン樹脂製嵌合蓋を、前記内嵌合ドンブリ容器に嵌め込む嵌めこみ試験(各1,000個)を行い、嵌め込み部の割れ等の破損率を調べた。
実施例4および実施例5で得られた積層発泡シートの第一発泡層側に、加熱ロールを用いた熱ラミネート法により、加熱ロール温度215℃とし、ライン速度を変えて、ポリプロピレン/ポリスチレンのドライラミフィルムをポリスチレン側を第一発泡層に向けて積層した。積層発泡シートからのフィルムの剥離強度を測定し、下記評価基準により接着性を評価した。なお、剥離強度の測定は以下のように行った。フィルムを積層した積層発泡シートからシートの幅方向に略等間隔に5個の試験片を切り出し、各試験片に対してJIS Z0237に準拠した上記方法によりそれぞれの剥離強度を測定し、それらの測定値(n=5)を算術平均することにより剥離強度を求めた。評価結果を表4に示す。
◎:剥離強度5000mN/25mm以上
○:剥離強度3000mN/25mm以上5000mN/25mm未満
△:剥離強度3000mN/25mm未満
Claims (11)
- ビカット軟化温度110℃以上のポリスチレン系樹脂を基材樹脂とする見かけ密度0.05〜0.5g/cm3の第一発泡層と、ビカット軟化温度110℃未満のポリスチレン系樹脂を基材樹脂とする見かけ密度0.05〜0.5g/cm3の第二発泡層とが共押出により積層されてなる、厚み0.5〜3mmの積層発泡シートであって、前記ビカット軟化温度110℃以上のポリスチレン系樹脂が、該樹脂中にポリフェニレンエーテル樹脂を10〜50重量%含み、積層発泡シート全体の独立気泡率が80%以上であることを特徴とするポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 積層発泡シート全体の見かけ密度が0.05〜0.35g/cm3であることを特徴とする請求項1に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 前記ビカット軟化温度110℃以上のポリスチレン系樹脂が、ポリフェニレンエーテル樹脂60〜80重量%とポリスチレン20〜40重量%(ただし、両者の合計が100重量である。)とを予め溶融混練してなる変性ポリフェニレンエーテル樹脂と、ポリスチレン及び/またはスチレン−(メタ)アクリル酸共重合体との混合物であり、前記ポリスチレン及び/またはスチレン−(メタ)アクリル酸共重合体の260℃、剪断速度100sec−1における溶融粘度ηBに対する前記変性ポリフェニレンエーテル樹脂の260℃、剪断速度100sec−1における溶融粘度ηAの比(ηA/ηB)が20未満であることを特徴とする請求項1または2に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 第一発泡層と第二発泡層との重量比が20:80〜80:20であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 第一発泡層の見かけ密度D1に対する第二発泡層の見かけ密度D2の比(D2/D1)が1.0〜3.0であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 第一発泡層のブタン含有量が3重量%以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 第一発泡層の見かけ密度D1に対する第一発泡層の表面から厚み方向へ200μmまでの部分の見かけ密度D1Sの比(D1S/D1)が1.5以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 第一発泡層の見かけ密度D1に対する第一発泡層の表面から厚み方向へ200μmまでの部分の見かけ密度D1Sの比(D1S/D1)が1.0以上1.5未満である第一発泡層の表面に、熱可塑性樹脂フィルムが積層されてなることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 第一発泡層の表面に、ゴム変性ポリスチレン系樹脂層を介して熱可塑性樹脂フィルムが積層されてなることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シートが第一発泡層を内側に向けて熱成形されてなる容器。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シートが第一発泡層を内側に向けて熱成形されてなる容器と、該容器の開口部を閉塞する蓋体とからなり、該蓋体はその外縁部の周囲に上方向に向かって延設された側壁部を備え、該蓋体の側壁部が該容器の開口部の内周面に沿って嵌入されてなる内嵌合容器。
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