JP2001129939A - ポリスチレン系樹脂発泡積層体および容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品容器素材として使用するのに適した印刷
性を付備したポリスチレン系樹脂発泡体及び発泡体容器
を提供する。 【解決手段】 第１に式（１）で表わされる印刷性特
性Ｐが１０．０以下であるポリスチレン系樹脂発泡積層
体とする。 Ｐ＝１６．０Ｒａ−３２．６Ｒ−１３０ρ＋２７．３
（１） ρ［ｇ／ｃｍ³］ 発泡部の発泡体密度 Ｒａ［μｍ］ 印刷が施される面における中心線表
面粗さ Ｒ [−] 発泡体セルのアスペクト比 第２に発泡部の発泡体密度ρが０．０５ｇ／ｃｍ³〜
０．２０ｇ／ｃｍ³であって、式（２）で表わされる印
刷性特性Ｐが１０．０以下であるポリスチレン系樹脂発
泡積層体容器とする。 Ｐ＝１６．０Ｒａ−３２．６Ｒ−１３０ρ＋２７．３
（２）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポリスチレン系樹脂
発泡体に関し、特に印刷性を要求される食品容器として
好適なものを提供しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種即席食品やスナック食品等を
収納する容器として、ポリスチレン系樹脂発泡シートを
加熱成形して成る容器が用いられてきた。上記ポリスチ
レン系樹脂発泡シートは軽量で安価であること、断熱性
が良好であることなどの長所を有する。

【０００３】ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法
としては、成形工程が簡単であると共にポリスチレン系
樹脂発泡シートの品質が安定する等の特徴を有する押出
発泡成形法が従来から広く採用されている。

【０００４】この押出発泡成形法においては、発泡剤等
と共に溶融混練された樹脂組成物を環状ダイオリフィス
から大気中に吐出させることにより、チューブ状樹脂発
泡体を形成させた後該チューブ状発泡体内面を冷却ドラ
ムに接触させて冷却し、ついでチューブ状発泡体の一端
もしくは二端を切り開くことによりポリスチレン系樹脂
発泡シートを製造する。

【０００５】得られたポリスチレン系樹脂発泡シートは
その表面性や光沢などの外観及び強度を向上させるた
め、必要に応じて、熱溶融した熱可塑性樹脂を積層する
所謂押出ラミネートにより、あるいは熱溶融した合成樹
脂を接着剤代わりに使用して熱可塑性樹脂フィルムを積
層するサンドラミネートにより、若しくは、フィルムを
直接ポリスチレン系樹脂発泡シートに熱圧着する熱ラミ
ネートなどによってポリスチレン系樹脂発泡シート表面
を化粧した後、どんぶりなどの成形用積層シートとして
供されている。

【０００６】このようにして供給されたポリスチレン系
樹脂発泡シートは、熱成形により丼などの容器に加工さ
れた後、意匠性付与等の目的により、必要に応じて、容
器の外側側面に図柄や文字などの曲面印刷が施される。
このとき、印刷適性が劣ると、印刷ぬけ等が発生するの
で外観上の美麗さがかける。

【０００７】そこで印刷適性を向上させるため、ポリス
チレン系樹脂発泡シート積層体を２次発泡させた発泡体
の中心線表面粗さと厚み方向に４ｋｇ／ｃｍ²の圧力を
加えたときの発泡体の変形量を表わす圧縮変形量を規定
したポリスチレン系樹脂発泡シート積層体（特開平９−
２７２１６５号公報）が提案されている。この公報では
ポリスチレン系樹脂発泡積層シートの密度が最低になる
ように２次発泡させた後の圧縮変形量が０．５ｍｍ以下
であるとともに、中心線表面粗さが１５μｍ以下である
としている。２次発泡された発泡体の圧縮変形量と表面
粗さを特定の範囲にすることにより、印刷特性はある程
度改善されたが、更に改良する余地がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者等は、
ポリスチレン系樹脂発泡積層シートからなるポリスチレ
ン系樹脂発泡積層体容器に就き鋭意研究を重ねた結果、
ポリスチレン系樹脂発泡積層体容器の印刷が施される面
の中心線表面粗さＲａ、発泡部の発泡体密度ρ、および
セルのアスペクト比Ｒから求められる印刷性特性Ｐをあ
る範囲に規定することにより、良好な印刷性を示す容器
が得られることを見出し、本発明に到達した。

【０００９】更に本発明者等は、ポリスチレン系樹脂発
泡シートからなる容器に限らず、ポリスチレン系樹脂発
泡シートそのものに印刷を施した場合も上記関係が得ら
れることを見出した。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、第１にポリス
チレン系樹脂発泡積層体において、式（１）で表わされ
る印刷性特性Ｐが１０．０以下であるポリスチレン系樹
脂発泡積層体を得ることで上記課題を解決できる。

【００１１】第２にポリスチレン系樹脂発泡体容器にお
いて、発泡部の発泡体密度ρが０．０５ｇ／ｃｍ³〜
０．２０ｇ／ｃｍ³であり、式（２）で表わされる印刷
性特性Ｐが１０．０以下であるポリスチレン系樹脂発泡
積層体容器を得ることで上記課題を解決できる。 Ｐ＝１６．０Ｒａ−３２．６Ｒ−１３０ρ＋２７．３ （２） ρ［ｇ／ｃｍ³］ 発泡部の発泡体密度 Ｒａ［μｍ］ 印刷が施される面における中心線表
面粗さ Ｒ [−] 発泡体セルのアスペクト比

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明で用いることのできるポリ
スチレン系樹脂発泡シートは、一般に行われている押出
発泡成形法によって得られた発泡シートであり、スチレ
ン系樹脂は特に限定されないが、例えば汎用ポリスチレ
ン樹脂、ハイインパクトポリスチレン樹脂、スチレンー
エチレン共重合体樹脂、スチレン−アクリルニトリル共
重合体樹脂、スチレン−メチルメタアクリレート共重合
体樹脂、スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂、
スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂及びこれ等の混
合物等の中から適宜選択して使用することができる。

【００１３】これ等のポリスチレン系樹脂にはタルク、
炭酸カルシウム等の無機物、可塑剤及び安定剤を所望す
る物質に応じて添加することができる。また、発泡剤と
しては、ポリスチレン系樹脂の発泡剤として公知の物理
発泡剤または化学発泡剤の中から適宜選択して使用する
ことができる。物理発泡剤としては、例えばプロパン、
ブタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロブタン、シクロペ
ンタン等の炭化水素化合物、トリクロロフルオロメタ
ン、ジクロロジフルオロメタン、１，２−ジクロロ−
１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−クロロ−
１，１−ジフロロエタン、１，１−ジフロロエタン、
１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフロロエタン、メ
チルクロライド、エチルクロライド、エチレンクロライ
ドなどのハロゲン化炭化水素類、二酸化炭素、窒素、空
気、水あるいはこれらの混合物などを挙げることができ
る。化学発泡剤としては例えばアゾジカルボンアミドな
どの有機系熱分解型発泡剤、重炭酸塩とクエン酸等の有
機酸との組み合わせ等を挙げることができる。

【００１４】本発明では印刷性特性Ｐは１０．０以下が
よいとしているが、更に好ましくは７．５以下であると
よい。

【００１５】本発明における発泡ポリスチレン系樹脂シ
ートからなる容器の厚さについては特に規定はないが、
好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍであるとよい。そして、
発泡手段は特に限定されるものではないが、押出発泡が
最も好ましい。

【００１６】積層する熱可塑性樹脂フィルムとしては、
耐衝撃性ポリスチレン、及び前に述べたポリスチレン系
合成樹脂と耐衝撃性ポリスチレンの混合又はポリスチレ
ン系合成樹脂単独であるものを挙げることができる。

【００１７】ポリスチレン系樹脂発泡積層体容器である
場合、発泡体密度ρは０．０５ｇ／ｃｍ³〜０．２０ｇ
／ｃｍ³であると良い。ρを０．０５ｇ／ｃｍ³〜０．２
０ｇ／ｃｍ³としたのは、０．０５ｇ／ｃｍ³未満では天
地強度やリップ強度で表わされる発泡体容器の強度が十
分に付与されない。一方０．２０ｇ／ｃｍ³超では、断
熱性が十分でなく、発泡体容器の質感が劣り、またコス
トも高くなる。

【００１８】印刷が施される面の中心線表面粗さＲａは
好ましくは０．８０μｍ未満であるとよい。０．８０μ
m以上では、発泡体表面の凹凸が大きく外観が芳しくな
くなる。

【００１９】本発明でいう発泡部とは、ポリスチレン系
樹脂積層発泡体及びポリスチレン系樹脂積層発泡体容器
において、表面に積層された熱可塑性樹脂フィルムを除
いた発泡体のことである。

【００２０】次に本発明の発泡体セルについて説明す
る。セルアスペクト比の測定方法は次の通りに行なっ
た。発泡体のＭＤ方向、ＴＤ方向、ＶＤ方向を図1に準
じて決定した。発泡体容器の場合は深さ方向をＭＤ方
向、周方向をＴＤ方向、厚さ方向をＶＤ方向、発泡体の
場合は押出方向をＭＤ方向、巾方向をＴＤ方向、厚さ方
向をＶＤ方向とした。この発泡体をＭＤ−ＶＤ断面でカ
ットした。この断面を走査型電子顕微鏡（（株）日立製
作所製、品番：Ｓ−４５０）にて写真撮影した。写真に
おいて、発泡体セルの輪郭を黒インキでＯＨＰシートに
書き写し、発泡体もしくは発泡体容器におけるＭＤ方向
１．５ｍｍ、ＶＤ方向は発泡部の範囲について画像処理
装置（（株）ピアス製、品番：ＰＩＡＳ−II）によりＭ
Ｄ、ＶＤ方向のフェレ径を測定した。次に発泡体をＴＤ
−ＶＤ断面でカットした。この断面を走査型電子顕微鏡
（（株）日立製作所製、品番：Ｓ−４５０）にて写真撮
影した。写真において、発泡体セルの輪郭を黒インキで
ＯＨＰシートに書き写し、発泡体もしくは発泡体容器に
おけるＴＤ方向１．５ｍｍ、ＶＤ方向は発泡部の範囲に
ついて画像処理装置（（株）ピアス製、品番：ＰＩＡＳ
−II）によりＴＤ、ＶＤ方向のフェレ径を測定した。得
られたフェレ径より式（３）によりアスペクト比Ｒを決
定した。ここでフェレ径は図２に示すようにセル断面を
長方形で囲んだ時の一辺の長さである。

【００２１】 Ｒ＝ｔ_VD／（ｔ_MD×ｔ_TD）^1/2 （３） ここで、ｔ_VD、ｔ_MD、ｔ_TDはそれぞれＶＤ、ＭＤ、ＴＤ
方向のフェレ径である。

【００２２】本発明での発泡体密度、中心線表面粗さ、
アスペクト比を測定したサンプルは、図２で定めるＭＤ
方向の長さが５０ｍｍ、ＴＤ方向の長さが１００ｍｍの
長方形の発泡体である。ポリスチレン系樹脂発泡積層体
容器の場合は印刷を施す側面部である。

【００２３】本発明での発泡体密度の測定はＪＩＳＫ７
１１２に準拠し、電子比重計（ミラージュ貿易（株）、
ＥＤ−１２０Ｔ）を用いて行った。

【００２４】本発明における表面の中心線表面粗さは表
面粗さ計を用いてＪＩＳ−Ｂ０６０１−８２に準じて測
定した。尚、測定器は一般に使用されているものでよ
く、その具体例としては、表面粗さ計（東京精密製 サ
ーフコム１５００Ａ）が挙げられる。中心線表面粗さの
測定は、前記測定サンプルの長手方向（ＴＤ方向）に沿
って１０ｍｍの測定距離を５回測定し、その平均値を中
心線表面粗さとした。

【００２５】次に実施例、比較例によって本発明をさら
に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。なお、以下において示す部は重量部である。

【００２６】

【実施例】（実施例１）ポリスチレン樹脂と造核剤とし
てタルク１．０部をブレンドし、第１押出機に投入して
溶融及び混練した。この後、発泡剤としてブタンを３．
０部の割合で押出機に圧入して、樹脂と発泡剤を混合し
た。次に接続された第２押出機にて樹脂温度を１５０℃
に下げ、サーキュラーダイを通して吐出量２７０ｋｇ／
ｈｒで押出発泡した。押出された発泡シートの外表面
は、ダイに近接した空冷装置により１．５ｍｍＨｇの風
量で急冷された。このようにして、厚みが２．２ｍｍ、
坪量が２５０ｇ／ｍ²の発泡シートを得た。一定の熟成
時間をおいた発泡シートの外表面側に、Ｔダイを備えた
押出機に、耐衝撃性ポリスチレンを投入し、次いで溶融
押出した厚さ１５５μｍの非発泡フィルムを積層した。

【００２７】得られた積層シートの中心線表面粗さ、発
泡体密度、アスペクト比を測定したところ、それぞれ
０．１２μｍ、０．０９５ｇ／ｃｍ³、０．５０であっ
た。これより印刷性特性Ｐを計算すると０．６であっ
た。積層シートのＴＤ方向中心部においてＭＤ方向５０
ｍｍ、ＴＤ方向１００ｍｍのサンプルを切出し、印刷を
施したところ、このシートは印刷性に非常に優れてい
た。なお、判定の基準、方法及び結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】 （実施例２）ポリスチレン樹脂と造核剤としてタルク
１．０部をブレンドし、第１押出機に投入して溶融及び
混練した。この後、発泡剤としてブタンを３．０部の割
合で押出機に圧入して、樹脂と発泡剤を混合した。次に
接続された第２押出機にて樹脂温度を１５０℃に下げ、
サーキュラーダイを通して吐出量２７０ｋｇ／ｈｒで押
出発泡した。押出された発泡シートの外表面は、ダイに
近接した空冷装置により１．５ｍｍＨｇの風量で急冷さ
れた。このようにして、厚みが２．２ｍｍ、坪量が２５
０ｇ／ｍ²の発泡シートを得た。

【００２９】一定の熟成時間をおいた発泡シートの外表
面側に、Ｔダイを備えた押出機に、耐衝撃性ポリスチレ
ンを投入し、次いで溶融押出した厚さ１５５μｍの非発
泡フィルムを積層した。

【００３０】次いで、これらの積層発泡シートを用い
て、非発泡ポリスチレン系樹脂フィルムが外表面になる
ようにして開口部の内径１４０ｍｍ、底部の内径１００
ｍｍ、深さ８０ｍｍの丼状容器の成形を行なった。成形
は単発成形機を用いて行い、ヒーター部での加熱時間は
３０秒であった。得られた容器の側面の上端１０ｍｍよ
り５０ｍｍの側面部における中心線表面粗さ、発泡体密
度、アスペクト比を成形１週間後測定したところ、それ
ぞれ０．３０μｍ、０．１０８ｇ／ｃｍ³、０．３３で
あった。これより印刷性特性Ｐを計算すると７．３であ
った。容器成形１週間後に得られた容器の上端１０ｍｍ
より５０ｍｍについて側面部に曲面印刷を施したとこ
ろ、この容器は曲面印刷性に非常に優れていた。なお、
判定の基準、方法及び結果を表２に示す。

【００３１】

【表２】 （実施例３）吐出量を２４０ｋｇ／ｈｒにした以外は実
施例２と同様にして実験を行ない、坪量２５０ｇ／
ｍ²、厚み２．２ｍｍの発泡シートを得た。次いで実施
例１と同様にして成形を行った。得られた容器の側面の
上端１０ｍｍより５０ｍｍの側面部における中心線表面
粗さ、発泡体密度、アスペクト比を成形１週間後測定し
たところ、それぞれ０．４８μｍ、０．１０５ｇ／ｃｍ
³、０．３７であった。これより印刷性特性Ｐを計算す
ると９．３であった。容器成形１週間後に得られた容器
の上端１０ｍｍより５０ｍｍについて側面部に曲面印刷
を施したところ、この容器は少し白い斑点が確認された
ものの、曲面印刷性に優れていた。判定の基準、方法及
び結果を表２に示す。

【００３２】（比較例１）非発泡フィルムの厚さを５０
μｍとした以外は実施例１と同様にしてポリスチレン系
樹脂発泡積層シートを得た。得られた積層シートの中心
線表面粗さ、発泡体密度、アスペクト比を測定したとこ
ろ、それぞれ０．７８μｍ、０．０９５ｇ／ｃｍ³、
０．５０であった。これより印刷性特性Ｐを計算すると
１１．１であった。積層シートのＴＤ方向中心部におい
てＭＤ方向５０ｍｍ、ＴＤ方向１００ｍｍのサンプルを
切出し、印刷を施したところ、印刷不良である印刷抜け
が発生した。なお、判定の基準、方法及び結果を表１に
示す。

【００３３】（比較例２）シート冷却の風量を１．０ｍ
ｍＨｇとした以外は実施例２と同様にした。坪量２５０
ｇ／ｍ²、厚み２．２ｍｍの発泡シートを得た。次いで
実施例１と同様にして成形を行った。得られた容器の側
面の上端１０ｍｍより５０ｍｍの側面部における中心線
表面粗さ、発泡体密度、アスペクト比を成形１週間後測
定したところ、それぞれ０．４８μｍ、０．１１０ｇ／
ｃｍ³、０．３２であった。これより印刷性特性Ｐを計
算すると１０．２であった。容器成形１週間後に得られ
た容器の上端１０ｍｍより５０ｍｍについて側面部に曲
面印刷を施したところ、印刷不良が発生した。判定の基
準、方法及び結果を表２に示す。

【００３４】（比較例３）発泡剤のブタンの圧入量を
４．０部とした以外は実施例２と同様にして実験を行な
い、坪量２４０ｇ／ｍ²、厚み２．２ｍｍの発泡シート
を得た。次いで実施例１と同様にして成形を行った。得
られた容器の側面の上端１０ｍｍより５０ｍｍの側面部
における中心線表面粗さ、発泡体密度、アスペクト比を
成形１週間後測定したところ、それぞれ０．３５μｍ、
０．０８９ｇ／ｃｍ³、０．３３であった。これより印
刷性特性Ｐを計算すると１０．６であった。容器成形１
週間後に得られた容器の上端１０ｍｍより５０ｍｍにつ
いて側面部に曲面印刷を施したところ、印刷不良が発生
した。判定の基準、方法及び結果を表２に示す。

【００３５】（比較例４）吐出量を２９０ｋｇ／ｈｒに
した以外は実施例２と同様にして実験を行ない、坪量２
５０ｇ／ｍ²、厚み２．１ｍｍの発泡シートを得た。次
いで実施例１と同様にして成形を行った。得られた容器
の側面の上端１０ｍｍより５０ｍｍの側面部における中
心線表面粗さ、発泡体密度、アスペクト比を成形１週間
後測定したところ、それぞれ０．３５μｍ、０．１０６
ｇ／ｃｍ³、０．２５であった。これより印刷性特性Ｐ
を計算すると１１．０であった。容器成形１週間後に得
られた容器の上端１０ｍｍより５０ｍｍについて側面部
に曲面印刷を施したところ、印刷不良が発生した。判定
の基準、方法及び結果を表２に示す。

【００３６】（比較例５）吐出量を２２０ｋｇ／ｈｒと
した以外は実施例２と同様にして得た発泡シートを熟成
期間を置かず、方法は実施例１と同様にして耐衝撃性ポ
リスチレンの非発泡フィルムを積層し、続けて成形を行
った。得られた容器の側面の上端１０ｍｍより５０ｍｍ
の側面部における中心線表面粗さ、発泡体密度、アスペ
クト比を成形１週間後測定したところ、それぞれ０．８
５μｍ、０．１２２ｇ／ｃｍ³、０．４８であった。こ
れより印刷性特性Ｐを計算すると９．４であった。この
容器の表面は多数の凹凸が存在し、外観が不良であっ
た。容器成形１週間後に得られた容器の上端１０ｍｍよ
り５０ｍｍについて側面部に曲面印刷を施したところ、
印刷性特性が１０以下であるにもかかわらず印刷不良が
発生した。判定の基準、方法及び結果を表２に示す。

【００３７】

【発明の効果】第１に式（１）で表わされる印刷性特性
Ｐが１０．０以下であるポリスチレン系樹脂発泡積層体
を得ることで良好な印刷性を有するポリスチレン系樹脂
発泡積層体を提供できる。

【００３８】 Ｐ＝１６．０Ｒａ−３２．６Ｒ−１３０ρ＋２７．３ （１） ρ［ｇ／ｃｍ³］ 発泡部の発泡体密度 Ｒａ［μｍ］ 印刷が施される面における中心線表
面粗さ Ｒ [−] 発泡体セルのアスペクト比 第２に発泡部の発泡体密度ρが０．０５ｇ／ｃｍ³〜
０．２０ｇ／ｃｍ³であって、式（２）で表わされる印
刷性特性Ｐが１０．０以下であるポリスチレン系樹脂発
泡積層体容器を得ることで良好な印刷性を有するポリス
チレン系樹脂発泡積層体容器を提供できる。

【００３９】 Ｐ＝１６．０Ｒａ−３２．６Ｒ−１３０ρ＋２７．３ （２） ρ［ｇ／ｃｍ³］ 発泡部の発泡体密度 Ｒａ［μｍ］ 印刷が施される面における中心線表
面粗さ Ｒ [−] 発泡体セルのアスペクト比

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるセルアスペクト比を計算するの
に用いるＭＤ、ＴＤ、ＶＤの定義を示している。

【図２】本発明におけるセルアスペクト比を計算するの
に用いるフェレ径の定義を示している。

【符号の説明】 １．どんぶり型容器 ２．方形型容器 ３．押出発泡シート ４．発泡体セル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 式（１）で表わされる印刷性特性Ｐが１
   ０．０以下であるポリスチレン系樹脂発泡積層体。 Ｐ＝１６．０Ｒａ−３２．６Ｒ−１３０ρ＋２７．３ （１） ρ［ｇ／ｃｍ³］ 発泡部の発泡体密度 Ｒａ［μｍ］ 印刷が施される面における中心線表
   面粗さ Ｒ [−] 発泡体セルのアスペクト比
2. 【請求項２】発泡部の発泡体密度ρが０．０５ｇ／ｃｍ
   ³〜０．２０ｇ／ｃｍ³であって、式（２）で表わされる
   印刷性特性Ｐが１０．０以下であるポリスチレン系樹脂
   発泡積層体容器。 Ｐ＝１６．０Ｒａ−３２．６Ｒ−１３０ρ＋２７．３ （２） ρ［ｇ／ｃｍ³］ 発泡部の発泡体密度 Ｒａ［μｍ］ 印刷が施される面における中心線表
   面粗さ Ｒ [−] 発泡体セルのアスペクト比
3. 【請求項３】前記印刷が施される面の中心線表面粗さＲ
   ａが０．８０μｍ未満である請求項２記載のポリスチレ
   ン系樹脂発泡積層体容器。