JP2001348454A - 熱可塑性樹脂シートおよび容器 - Google Patents

熱可塑性樹脂シートおよび容器

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JP2001348454A
JP2001348454A JP2001096087A JP2001096087A JP2001348454A JP 2001348454 A JP2001348454 A JP 2001348454A JP 2001096087 A JP2001096087 A JP 2001096087A JP 2001096087 A JP2001096087 A JP 2001096087A JP 2001348454 A JP2001348454 A JP 2001348454A
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thermoplastic resin
sheet
foamed
resin sheet
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JP2001096087A
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Akira Hanada
暁 花田
Mitsunori Nodono
光紀 野殿
Tatsuma Kuroda
竜磨 黒田
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】断熱性に優れた熱可塑性樹脂シートを提供する
こと。 【解決手段】発泡倍率が3倍以上40倍以下、気泡のセ
ル壁密度比が6以上20以下である熱可塑性樹脂発泡層
を有することを特徴とする熱可塑性樹脂シート。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は断熱性に優れた熱可
塑性樹脂シートおよびそれを成形してなる容器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】樹脂製発泡体は、その優れた断熱性を活
かして、建築・土木材料、空調機器部品、冷蔵・冷凍機
器部品、車両・船舶材料、容器包装材などとして広く使
用されている。また、樹脂発泡体の断熱性を向上させる
ため、樹脂発泡体の気泡構造の改良が検討されている。
例えば、特開平11−245928号公報には、ポリプ
ロピレン系樹脂発泡シート内部の気泡の最大径寸法を5
00μm以下とすることにより気泡形状を球形に近いも
のとし、さらに球形に近い気泡の数が該発泡シート断面
の単位面積について全気泡数の50%以上となるように
設定することにより、該シートを成形して得られる食品
容器の適当な断熱性を確保できることが報告されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、気泡の
最大径寸法を小さくすることのみでは、樹脂発泡体の断
熱性の向上には限界があり、十分な断熱性を得ることは
困難である。上記従来技術の問題点に鑑みて、本発明の
目的は、断熱性により優れた熱可塑性樹脂シート及び容
器を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、熱可塑性
樹脂シート中に、新規な気泡構造を有する熱可塑性樹脂
発泡層を設けることにより上記目的を達成することがで
きることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明
は、発泡倍率が3倍以上40倍以下、セル壁密度比が6
以上20以下である熱可塑性樹脂発泡層を有することを
特徴とする熱可塑性樹脂シートを提供する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明にかかる熱可塑性樹脂シー
トは、発泡層の発泡倍率、および発泡層のセル壁密度比
によって特徴づけられ、本願の熱可塑性樹脂シートは、
発泡倍率が3倍以上40倍以下、セル壁密度比が6以上
20以下である熱可塑性樹脂発泡層を有することを特徴
とする。熱可塑性樹脂発泡層において、熱は熱伝導率の
高い樹脂部分を伝わりやすく、熱伝導率の低い気泡部分
を伝わりにくい。従って、断熱性の観点からは、発泡層
の発泡倍率は高いほど好ましい。しかしながら、発泡倍
率が40倍を超える発泡層を形成させようとすると、そ
の形成過程で破泡が起こりやすいため、発泡倍率が40
倍を超える発泡層の形成は通常困難である。そこで、本
発明においては、発泡層の発泡倍率は、3倍以上40倍
以下に設定する。発泡層の発泡倍率は、好ましくは3倍
以上10倍以下である。発泡層の発泡倍率が3倍未満で
あると、熱可塑性樹脂発泡シーの断熱性が十分でなくな
る。発泡層の発泡倍率は、使用する発泡剤の添加量や成
形加工時の物理的条件の調節により調整可能である。
【0006】本発明において、発泡層のセル壁密度比
は、下式により定義される。 セル壁密度比 r = T/S ただし、Tは、発泡層の厚み方向のセル壁密度であり、
Sは、発泡層の厚み方向に垂直な方向のセル壁密度の最
小値である。ここで発泡層のセル壁密度は以下の方法に
より定義されるものである。
【0007】本発明において、発泡層のセル壁密度は、
以下のとおりに定義される。発泡層の厚み方向のセル壁
密度を例にとって以下に説明する。まず、発泡層の厚み
方向の一つの断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用
いて各気泡部を明確に認識し得る倍率に拡大する。次
に、該拡大画像上で、発泡層の厚み方向の1本の直線が
交差しているセル壁(すなわち、気泡を画成している樹
脂の壁)の数を数える。その結果に基いて、発泡層の厚
み方向の長さ1mm当たりに存在するセル壁数を求め
る。このような方法で、相互に1mm以上離れた合計2
0以上の部分で、発泡層の厚み方向の長さ1mm当たり
に存在するセル壁数を求める。得られたセル壁数の平均
値を発泡層の厚み方向のセル壁密度と定義する。発泡層
の厚み方向以外の方向のセル壁密度も、これと同様に定
義される。
【0008】発泡倍率が3倍以上40倍以下の熱可塑性
樹脂発泡層を有する本発明の熱可塑性樹脂シートにおい
て、発泡層のセル壁密度比は6以上20以下である。こ
の範囲内にセル壁密度比を設定することにより、発泡層
は圧縮強度に優れ、また、シートは断熱性に優れたもの
となる。セル壁密度比が20を超えると、発泡層の圧縮
強度が不十分となり、発泡層が潰れやすい。
【0009】発泡層の気泡は、発泡層の厚み方向に薄
く、発泡層の厚み方向に垂直の方向に長い形状を有して
いることが断熱性の観点から好ましい。また発泡層の厚
み方向に垂直な一方向に長い棒状の気泡よりも、発泡層
の厚み方向の投影形状が円形に近い円盤状の気泡である
ことが好ましい。円盤状の気泡が発泡層の厚み方向に重
なり合うことにより、厚み方向の熱流をより効率的に遮
断することができ、優れた断熱性が発現される。
【0010】本発明の熱可塑性樹脂シートにおいて、下
に定義される発泡層の水平セル壁密度比は、0.3以上
3以下であることが好ましい。水平セル壁密度がこの範
囲にあると、発泡層の厚み方向の熱の伝達が特に効率よ
く抑制され、断熱性に特に優れたものになる。水平セル
壁密度は、0.5以上2以下であることがさらに好まし
く、0.7以上1.5以下であることが特に好ましい。
【0011】本発明の熱可塑性樹脂シートにおいて、発
泡層の水平セル壁密度比は、下式により定義される。 水平セル壁密度比 R = M/L ただし、Mは、発泡層の厚み方向に垂直な任意の一方向
のセル壁密度、Lは、発泡層の厚み方向に垂直であり、
かつMを測定した方向に垂直な方向のセル壁密度であ
る。発泡層のセル壁密度は、前述のセル壁密度と同様の
方法により定義されるものである。
【0012】本発明の熱可塑性樹脂シートの発泡層にお
いて、平均気泡径は1μm以上100μm以下の範囲に
あることが好ましい。発泡層の平均気泡径がこの範囲に
あると、気泡内のガスの対流による熱伝導がよく抑制さ
れ、熱可塑性樹脂シートは断熱性に優れる。
【0013】本発明において発泡層の平均気泡径は、以
下の方法により定義され、求められる。まず、発泡層の
厚み方向に垂直な方向のうちで、セル壁密度が最小であ
る方向に沿った発泡層の断面をSEMにて拡大観察す
る。視野中に観察される気泡のうちの20個以上の気泡
についてそれぞれの最大長さを測定し、その平均値を発
泡層の気泡の平均長径Lと定義する。下式で定義される
dが、本発明における発泡層の平均気泡径である。 d = L/r (式中、Lは発泡層の気泡の平均長径であり、rは発泡
層のセル壁密度比である。)
【0014】発泡層の炭素数が3〜4の炭化水素の含有
量は、10000ppm以下であることが好ましく、1
000ppm以下であることがより好ましく、100p
pm以下であることが特に好ましい。
【0015】発泡層を構成する熱可塑性樹脂は、前記の
気泡構造を形成し、維持できるものであれば特に限定さ
れないが、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、
ヘキセンなどの炭素数2〜6のオレフィンの単独重合
体、および炭素数が2〜10のオレフィンから選ばれる
2種以上のモノマーから構成されるオレフィン共重合体
などのポリオレフィン系樹脂が挙げられる。共重合体
は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共
重合体のいずれでもよい。これらのポリオレフィン系樹
脂は1種のみでも、2種以上のブレンドでもよい。耐熱
性の観点から、ポリプロピレン系樹脂が好ましく、成形
性の向上のため、ポリプロピレン系樹脂にはポリエチレ
ンが少量配合されていることが好ましい。また、本発明
の作用効果が阻害されない限り、ポリオレフィン形樹脂
以外の高分子化合物をブレンドすることもできる。
【0016】特に好ましいポリプロピレン系樹脂として
は、プロピレンの単独重合体およびプロピレン単位を5
0モル%以上含むプロピレン系共重合体を挙げることが
できる。プロピレン系共重合体におけるプロピレンとの
共重合成分の好ましい例としては、エチレンおよび炭素
数4〜10のα−オレフィンを挙げることができる。炭
素数4〜10のα−オレフィンとしては、例えば、1−
ブテン、4−メチルペンテン−1、1−ヘキセンおよび
1−オクテンが挙げられる。該プロピレン系共重合体中
のプロピレン以外のモノマー単位の含有量は、エチレン
については10重量%以下、α−オレフィンについては
30重量%以下が好ましい。
【0017】ポリプロピレン系樹脂の中でも、均一性の
高い気泡構造を有する発泡層が形成可能であることか
ら、(a)長鎖分岐ポリプロピレン、および(b)第1
段階で固有粘度が5dl/g以上の結晶性ポリプロピレ
ンを合成し、第2段階で固有粘度が3dl/g未満の結
晶性ポリプロピレンを連続的に合成し、第1段階による
ポリプロピレンの含有量が0.05〜25重量%で、全
体として固有粘度が3dl/g未満、Mw/Mnが10
未満であるポリプロピレンが好適である。
【0018】本発明の熱可塑性樹脂シートは、その断熱
性が著しく損なわれない限り、前記発泡層のみで構成さ
れる単層構造であっても、前記発泡層と他の層とから構
成される多層構造であってもよい。本発明の熱可塑性樹
脂シートとしては、前記発泡層とそれに積層された熱可
塑性樹脂非発泡層とをそれぞれ少なくとも1層有するも
のが好ましいが、より好ましくは、非発泡層/発泡層/
非発泡層という3層構造や、非発泡層/発泡層/非発泡
層/発泡層/非発泡層という5層構造を有するものであ
る。本発明において、前記非発泡層とは、発泡倍率が
1.0倍以上1.5倍以下、好ましくは1.0倍以上
1.1倍以下の層である。上に例示した3層構造や5層
構造を有するシートは、発泡層表面に開口している気泡
の開口部が非発泡層で覆われているので、外気と発泡層
内部との熱流が低減され、断熱性に優れている。
【0019】本発明の熱可塑性樹脂シートが非発泡層を
有する場合、該非発泡層を構成する熱可塑性樹脂は、シ
ートの断熱性が著しく損なわない限り特に限定されない
が、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセ
ンなどの炭素数2〜6のオレフィンの単独重合体、およ
び炭素数が2〜10のオレフィンから選択される2種以
上のモノマーから構成されるオレフィン共重合体などの
ポリオレフィン系樹脂が挙げられる。共重合体は、ブロ
ック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体の
いずれでもよい。これらのポリオレフィン系樹脂は1種
のみでも、2種以上のブレンドでもよい。非発泡層のポ
リオレフィン系樹脂としては、長鎖分岐を有するポリオ
レフィン系樹脂が好ましく、長鎖分岐ポリプロピレンが
特に好ましい。
【0020】また、非発泡層を構成するポリオレフィン
系樹脂としては、分岐度指数[A]が0.20≦[A]
≦0.98を満たす長鎖分岐ポリオレフィン系樹脂が特
に好ましい。分岐度指数[A]が0.20≦[A]≦
0.98を満たす長鎖分岐ポリオレフィン系樹脂は溶融
状態での強度が高く、この非発泡層を本発明の熱可塑性
樹脂シートの表面層として設けることにより、気泡の破
壊、特に発泡層の表面付近の気泡の破壊による凹凸の発
生を防止することができる。その結果、シートの厚み方
向への熱の拡散を抑制することができ、断熱性の高い熱
可塑性樹脂シートが得られる。かかる好ましいポリオレ
フィン系樹脂の例としては、市販品として入手可能なモ
ンテル社製のポリプロピレンPF−814が挙げられ
る。
【0021】なお、分岐度指数は長鎖分岐の程度を示す
ものであり、下記の式において定義される数値である。 分岐度指数 [A] =〔η〕Br/〔η〕Lin ここで[η]Brは、長鎖分岐を有するポリオレフィン系樹
脂の固有粘度であり、[η]Linは、長鎖分岐を有するポ
リオレフィン系樹脂と同じ繰り返し単位と、重量平均分
子量を有する、直鎖ポリオレフィンの固有粘度である。
固有粘度は極限粘度数とも呼ばれ、ポリマー分子の溶液
粘度を増強する能力の尺度である。固有粘度は特にポリ
マー分子の分子量と、分岐度に依存する。したがって長
鎖分岐を有するポリマーを、同じ重量平均分子量の直鎖
ポリマーと比較する時、固有粘度はポリマーの枝別れ分
岐度の尺度を示すものであり、上記の固有粘度の比を分
岐度指数とした。ポリプロピレンの固有粘度の測定方法
は、エリオット等[J.Appl.Poly.Sc
i.,14,2947−2693(1970)]により
記載されている。ポリプロピレンの固有粘度は、テトラ
リン又はオルトジクロロベンゼンに溶解した試料につい
て例えば135℃において測定することが可能である。
なお、重量平均分子量(Mw)は種々の方法で測定でき
るが、M.L.McConnelによって、Ameri
can Laboratory,May,63−75
(1978)に発表されている方法、即ち、低角度レー
ザー光散乱強度測定法が特に好ましく用いられる。
【0022】発泡層を形成するために使用する発泡剤
は、上記条件を満たす発泡層を形成し得るものであれば
いかなるものでもよいが、水、炭酸ガス等の不活性物質
が好適である。特に発泡層構成樹脂としてポリプロピレ
ン系樹脂を使用する場合には、炭酸ガスの使用が好適で
あり、その添加量は、発泡層構成樹脂100重量部に対
して0.5重量部以上8重量部以下の範囲が好ましい。
さらに核剤としてクエン酸系核剤を発泡層構成樹脂10
0重量部に対して0.1重量部以上0.5重量部以下の
範囲で添加するとよい。
【0023】発泡層の厚みは、十分な断熱性を達成する
ために、0.2mm以上であることが好ましく、断熱性
の観点からは、発泡層は厚いほど好ましい。非発泡層を
少なくとも表面に有する熱可塑性樹脂シートにおいて
は、非発泡層の厚さは、表面の平滑性、即ち外観が良好
であれば特に限定されず、シートの用途などに応じて適
宜設定されるが、1μm以上であることが好適であり、
より好ましくは10μm以上、さらに好ましくは50μ
m以上である。非発泡層が厚すぎると、熱可塑性樹脂シ
ートの軽量性が損われるので好ましくない。
【0024】本発明の熱可塑性樹脂シートは、適宜添加
剤を含有することができる。添加剤としては、酸化防止
剤、光安定剤、紫外線吸収剤、防曇剤、防霧剤、可塑
剤、帯電防止剤、滑剤、着色剤、ダイオキシン抑制剤、
エチレンガス吸収剤、脱臭剤、鮮度保持剤、抗菌剤など
を挙げることができる。これらを本発明の作用効果が阻
害されない範囲内でブレンドすることができる。これら
の添加剤は、本発明の熱可塑性樹脂シートの特徴を損な
わない限り発泡層、非発泡層およびその両方のいずれに
配合してもかまわない。またこれらの添加剤の配合方法
は、前もって本発明の樹脂組成物の構成材料と添加剤を
混練して樹脂組成物としておいたものを使用することも
できるし、本発明の熱可塑性樹脂シート製造時に、添加
剤のマスターバッチ、または添加剤そのものをドライブ
レンドにより配合することもできる。
【0025】酸化防止剤の例としては、2,5−ジ−t
−ブチルハイドロキノン、2,6−ジ−t−ブチル−p
−クレゾール、4,4’−チオビス−(6−t−ブチル
フェノール)、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル
−6−t−ブチルフェノール)、オクタデシル−3−
(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェ
ニル)プロピオネート、4,4’−チオビス−(6−t
−ブチルフェノール)などのフェノール系酸化防止剤、
フェニルジイソデシルフォスファイト、ジフェニルイソ
オクチルフォスファイト、トリフェニルフォスファイ
ト、トリノニルフェニルフォスファイト、トリス−
(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト、
4,4’−イソプロピリデンジフェノールアルキルフォ
スファイト、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ジ
−トリデシル)フォスファイト、5−t−ブチルフェニ
ルブタンフェニルジ(トリデシル)フォスファイトなど
のリン系酸化防止剤、3,3’−チオジプロピオン酸ジ
ラウリル、3,3’ −チオジプロピオン酸ジトリデシ
ル3,3’−チオジプロピオン酸ジミリスチル、3,
3’−チオジプロピオン酸ジステアリル、3,3’−チ
オジプロピオン酸ラウリルステアリル、ビス[2−メチ
ル−4−(3−n−アルキルチオプロピオニルオキシ−
5−t−ブチルフェニル]スルフィド、ペンタエリスリ
トールテトラ(β−ラウリル−チオプロピオネート)エ
ステル、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メル
カプト−6−メチルベンズイミダゾールなどのイオウ系
酸化防止剤が挙げられる。
【0026】本発明に係る熱可塑性樹脂シートは、剛性
向上のために、無機充填剤を含んでいてもよい。無機充
填剤は発泡層、非発泡層のどちらか一方、または両方に
含んでいても構わないが、熱可塑性樹脂シートの重量を
大幅に増加させずに剛性を向上させるためには、非発泡
層のみに無機充填剤を含んでいることが特に好ましい。
かかる目的で用いる無機充填剤としては、酸化けい素、
酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、水
酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、硫酸マグネシウム、タルク、クレー、マイカ等が挙
げられ、剛性向上効率の面から特にタルク、硫酸マグネ
シウムが好ましい。その量は、非発泡層の構成樹脂10
0重量部に対して5重量部以上150重量部以下の範囲
が好ましい。無機充填剤が5重量部より少なければ、剛
性が十分に向上せず、無機充填剤を150重量部を超え
て添加しても、もはやその添加量に見合った剛性向上は
得難い。無機充填剤の充填量は、シートの重量と剛性の
バランスから構成樹脂100重量部に対して、40〜7
0重量部であることが特に好ましい。
【0027】本発明の熱可塑性樹脂シートの製造方法と
しては、フラットダイ(Tダイやコートハンガーダイ
等)、ストレートダイ、サーキュラーダイ(クロスヘッ
ドダイ等)などのダイから溶融樹脂を押出し、同時に発
泡させながら当該樹脂を、例えば、特定のロール圧(線
圧)により圧縮し、さらに延伸をする方法が好ましく用
いられる。また、溶融樹脂を上記のようなダイから押し
出し、次に発泡させた後に、当該樹脂を特定のロール圧
(線圧)により圧縮し、さらにテンター延伸機等を用い
て延伸をする方法も好ましい。
【0028】ここで特定のロール圧(線圧)とは、例え
ば6〜10kgf/cm程度のものであればよく、この
ようなロール圧を押出・発泡された樹脂にかけること
で、特徴的な気泡構造を有する熱可塑性樹脂発泡層を得
ることが可能となる。特定のロール圧(線圧)を押出・
発泡された樹脂に与える方法としては、例えば、2本の
巻き取りロール(ニップロール)を利用する方法をあげ
ることができる。
【0029】シート状樹脂の延伸方法としては、(1)
押し出された樹脂をテンター延伸機を用いて延伸する方
法、(2)内部マンドレルに沿って押出された樹脂を引
き取る方法、(3)サーキュラーダイから押し出された
樹脂をエアーブローで膨らませる方法などが挙げられ
る。これらの延伸方法は単独で用いてもよいし、二種以
上の方法を組み合わせて用いても構わない。テンター延
伸機を用いて延伸する方法では、押出・発泡された樹脂
を約130〜170℃程度に加熱し、当該樹脂をそのT
D方向に2倍以上10倍以下で延伸することがよい。サ
ーキュラーダイスの口径は50mmφ以上であることが
好ましく、80mmφ以上であることがより好ましい。
サーキュラーダイから押出された樹脂を延伸する場合に
は、延伸比は2倍以上10倍以下であることが好まし
く、2.5倍以上10倍以下であることがより好まし
く、3倍以上10倍以下であることが特に好ましい。延
伸比が2倍より小さいと、シート状樹脂の表面にしわが
発生しやすい。一方、延伸比が10倍より大きいと、延
伸時にシート状樹脂が破れやすい。ここで、延伸比と
は、内部マンドレルに沿って引き伸ばしたり、エアーブ
ローで膨張させた後のシート状樹脂の内径のサーキュラ
ーダイスの口径に対する比を意味する。
【0030】発泡倍率3倍以上40倍以下の熱可塑性樹
脂シートを製造するには、所望の発泡倍率が得られるよ
うに発泡剤の量を適宜調節すればよい。また、発泡層の
セル壁密度、平均気泡径は、発泡層用の樹脂として適当
な溶融粘度を有する熱可塑性樹脂を選択することにより
調節することができる。
【0031】本発明の熱可塑性樹脂シートの製造方法の
一例を図面に基いて説明する。この例では、発泡層とし
てポリプロピレン、非発泡層として長鎖分岐ポリプロピ
レン、発泡剤として炭酸ガスを使用し、非発泡層/発泡
層/非発泡層の3層構造のポリプロピレンシートを製造
する。
【0032】図1は、本発明の熱可塑性樹脂シートの製
造装置の一例を示したものである。製造装置1は、発泡
層構成材料を押し出す押出機3、非発泡層構成材料を押
し出す押出機5、ダイ7、マンドレル9、及び巻き取り
ロール(ニップロール)11を備えている。
【0033】押出機3には、発泡剤である炭酸ガスを供
給するポンプ6が設けられている。ホッパーから押出機
3のシリンダー内に投入されたポリプロピレン樹脂は、
スクリューによりダイ7方向に送られつつ溶融される。
炭酸ガスは十分に樹脂の溶融がされた時点で溶融樹脂に
供給され、さらに均一に分散される。発泡剤を含有した
ポリプロピレンはダイ7に送り込まれる。押出機に公知
のベント型押出機を使用し、ベント孔から炭酸ガスを加
圧供給する構成は、特に押出機の改良が必要なく、好適
な態様である。
【0034】非発泡層を構成する長鎖分岐ポリプロピレ
ンは押出機5により溶融されてダイ7に送り込まれる。
ダイ7は、内部構造が多層シート形成に適した構造であ
れば、特にその種類は限定されず、フラットダイ(Tダ
イ、コートハンガーダイ等)、ストレートダイ、サーキ
ュラーダイ(クロスヘッドダイ等)などが例示される。
【0035】なお、発泡層構成材料と非発泡層構成材料
とは、ダイ7内で溶融状態で積層されて押し出される
が、積層後の押出ダイス7内の滞留時間は0.1〜20
秒が好適であり、0.5〜15秒であることがより好ま
しい。
【0036】ダイ7からチューブ状で送り出された3層
発泡シートは、マンドレル9により所定の直径のチュー
ブ15に成形され、冷却後巻き取りローラー(ニップロ
ール)11により折り畳んで引き取られる。これを両折
り畳み部にて切開すると2枚の3層構造のシートが得ら
れる。また、一方の折り畳み部のみで切開して広げる
と、幅の広いシートが1枚の3層構造のシートが得られ
る。
【0037】得られた3層構造のシートを2枚重ねて貼
り合わせると、非発泡層/発泡層/非発泡層/発泡層/
非発泡層の5層構造を有するシートが得られる。さらに
積層して多層構造とすることもできる。
【0038】ダイの構造の好適な形態を図2に断面で示
した。この例において使用したダイは、サーキュラーダ
イである。ダイ7には、発泡層を形成する樹脂の流路2
3a、23bと、非発泡層を形成する樹脂の流路24、
24a、24b、24c、24dが形成されている。
【0039】ダイ7の樹脂流路方向の源流側端部には押
出機3のヘッド21が接続され、源流側側部には押出機
5のヘッド22が接続されている。ヘッド21から供給
された発泡層を形成する溶融樹脂は、まず流路23aに
入り、ダイ出口方向に送られる。その途中でパスPを通
過して分岐され、流路23bに送られる。
【0040】一方、非発泡層を形成する溶融樹脂は押出
機5のヘッド22から供給され、流路24にて24a、
24bに分割され、発泡層の両面を被覆するように流路
23bの両面に接着するように供給され25aにおいて
複層化される。流路24a、24bに供給される溶融樹
脂は、パスPに類似した分割流路(図示せず)を通し
て、流路23aの発泡層の両面を被覆するように24
c、24dに供給され、25bにおいて複層化される。
【0041】25a、25bにおいて3層構造の円筒状
となった溶融樹脂は、ダイ出口26から押し出される。
この大気圧への開放により、発泡層構成樹脂中の炭酸ガ
スが膨張し、気泡が形成されて発泡層が形成される。
【0042】本発明の熱可塑性樹脂シートの製造では、
溶融樹脂の吐出量(Q:kg/h・mm)、およびダイ
7の口径(D:mmφ)が、Q/D≧0.3kg/h・
mmの関係にあることが好ましく、Q/D≧0.6kg
/h・mmであることがより好ましい。ダイ出口26の
リップクリアランスは0.5〜3mmであることが好ま
しく、1〜2mmであることがより好ましい。ダイ出口
のテーパー角は0°〜5°であることが好ましく、0°
〜1°であることがより好ましい。テーパーランド長は
10mm以下であることが好ましく、5mm以下である
ことがより好ましい。ダイスのコア中心部と、ダイス出
口のテーパーランドのなす角度は45°〜80°である
ことが好ましく、50°〜70°であることがより好ま
しい。
【0043】発泡倍率を高めるために、ダイより押し出
されたシートを真空チャンバーを通過させることは好適
である。真空チャンバー内で発泡層は更に発泡し、高い
発泡倍率の発泡層を有する熱可塑性樹脂シートを得るこ
とができる。
【0044】上記の例においては、いずれも単軸押出機
を使用した例を示したが、2軸押出機などを使用しても
よい。特に、発泡層構成材料を押し出す押出機として2
軸押出機を使用することは好ましい。
【0045】セル壁密度比のより大きな発泡層を有する
熱可塑性樹脂シートは、例えば、延伸条件下に発泡させ
て得た発泡層を有する熱可塑性樹脂シート(以下、発泡
シートという)を更に延伸する方法により製造すること
ができる。この追加的に行なう延伸は、発泡シートを予
熱した後に行うことが望ましい。発泡シートを延伸する
方法としては、一般的な延伸方法、例えば一軸延伸、ゾ
ーン延伸、フラット逐次延伸、フラット同時二軸延伸、
チューブラー同時延伸などを挙げることができる。発泡
シート全体の断熱性を向上させるためには、延伸は同時
二軸延伸であることが特に好ましい。
【0046】本発明の熱可塑性樹脂シートは、断熱性を
損なわない範囲で、前記発泡層に積層された前記非発泡
層以外の層(以下、追加的な層という)を有してもよ
い。かかる追加的な層を設けることにより、曲げ剛性、
圧縮強さ、表面傷付き性、寸法安定性などの機械的特性
や、耐熱性、断熱性、ガスバリア性、成形性などの機能
性を向上させたり、光沢や表面平滑性、外観美麗さなど
の特性を本発明の熱可塑性樹脂シートに付与することが
できる。追加的な層としては、織布、不織布、編布、シ
ート、フィルム、網状物などからなる層が挙げられる。
本発明の熱可塑性樹脂シートは、層同士を接着するため
の接着剤層あるいは接着性樹脂の層を有することもでき
る。
【0047】追加的な層の素材は、その目的に応じて適
宜選択することができるが、その例としては、熱可塑性
樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマー、麻
などの天然繊維、けい酸カルシウムなどの鉱物などが挙
げられる。また、木材、紙、ポリプロピレンやポリスチ
レンなどからなる合成紙、アルミニウムや鉄等の金属薄
板や金属箔などを使用することもできる。かかる追加的
な層には、シボなどの凹凸模様、印刷や染色などが施さ
れていてもよい。かかる追加的な層は、単層構成であっ
ても、二以上の層からなる多層構成であってもよい。追
加的な層は、本発明の熱可塑性樹脂シートの表面層であ
っても、内層であってもよい。
【0048】かかる追加的な層を構成する熱可塑性樹脂
の例としては、ポリオレフィン系樹脂、エチレン−ビニ
ルエステル共重合体、ポリエステル系樹脂、ポリアミド
系樹脂などが挙げられる。
【0049】本発明の熱可塑性樹脂シートは、シートを
焼却処理するときの環境への負荷を抑えるため、ダイオ
キシン抑制剤を配合した熱可塑性樹脂フィルムからなる
層を追加的な層として有していることが好ましい。本発
明の熱可塑性樹脂シートを食品容器に適用するときに
は、当該シートは、未延伸ポリプロピレンフィルム(C
PP)、延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)、エチ
レン−ビニルエステル共重合体フィルムなどの層を追加
的な層として有していることが好ましい。また本発明の
熱可塑性樹脂シートを果物、野菜、生花など劣化しやす
い物の包装に使用する場合には、エチレンガス吸収剤、
鮮度保持剤、脱臭剤、抗菌剤などを含有する熱可塑性樹
脂フィルムなどの層を追加的な層として使用することが
できる。この追加的な層を構成するフィルムは、単層フ
ィルムであってもよく、多層フィルムであってもよい。
これらの各フィルムの厚みは、10〜100μmである
ことが好ましく、多層フィルムとして用いるときの合計
厚みは50〜200μmであることが好ましい。本発明
の熱可塑性樹脂シートを食品容器に適用する時の追加的
な層の具体例としては、50〜100μm厚のCPPフ
ィルム、ポリプロピレン(PP)層/接着層/EVOH
層/接着層の100μm厚みの三種四層多層フィルム、
PP層/接着層/EVOH層/接着層/PP層の100
μm厚みの三種五層多層フィルム、PP層/接着層/ナ
イロン層/EVOH層/接着層/PP層の100μm厚
みの三種五層多層フィルムなどが挙げられ。
【0050】上記追加的な層は、例えば、当該層に相当
するシート(またはフィルム)を接着層を介して前記発
泡層や非発泡層に貼合する方法や、当該追加的な層を発
泡層や非発泡層上に融着する方法により形成することが
できる。
【0051】接着層を介して貼合する方法としては、追
加的な層となるシート(またはフィルム)、および/ま
たは塗発泡層や非発泡層に塗付し貼合する方法が挙げら
れる。また、追加的な層となるシート(またはフィル
ム)に接着性樹脂シート(またはフィルム)がラミネー
トされてなるシート(またはフィルム)を用い、その接
着性樹脂を加熱溶融させて発泡層や非発泡層に接着する
方法も可能である。また、逆に、発泡層や非発泡層に接
着性樹脂シート(またはフィルム)を予め積層し、これ
を加熱溶融させて追加的な層となるシートと接着するこ
ともできる。
【0052】追加的な層を発泡層や非発泡層上に融着に
より形成する方法としては、例えば、追加的な層を発泡
層や非発泡層の上に押し出しラミネートにより形成する
方法や、追加的な層となるシート、およびこれと貼合す
る発泡層(および/または非発泡層)の少なくとも一方
の表面を加熱溶融させて貼合する方法が挙げられる。
【0053】前記接着性樹脂の例としては、(1)不飽和
カルボン酸またはその無水物、エポキシ基含有ビニルモ
ノマー、不飽和カルボン酸エステル、ビニルエステルか
らなる群より選ばれる一種以上のモノマーと、オレフィ
ンモノマーとの共重合体や、(2)不飽和カルボン酸また
はその無水物をグラフト化した酸変性オレフィン系重合
体が挙げられる。前者の具体例としては、エチレン−
(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アク
リル酸共重合体金属架橋物、エチレン−グリシジルメタ
クリレート共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレ
ート−酢酸ビニル共重合体、エチレン−グリシジルメタ
クリレート−(メタ)アクリル酸メチル共重合体、エチ
レン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、エチレン
−(メタ)アクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合
体、およびエチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げら
れる。後者の具体例としては、不飽和カルボン酸または
その無水物をグラフト化した酸変性オレフィン系重合体
の例としては、無水マレイン酸グラフト変性エチレン系
重合体、無水マレイン酸グラフト変性プロピレン系重合
体などが挙げられる。
【0054】本発明の熱可塑性樹脂シートは、必要に応
じて成形などの加工を施して、種々の用途に使用するこ
とができる。具体的には、電子レンジ対応容器(HM
R)などの食品容器、断熱材、スポーツ用具や梱包材等
の緩衝材、ビンや容器の輸送・保存時に相互にぶつかっ
て破損するのを防ぐための緩衝包材、断熱材、粘着加工
を施しての断熱ラベル、車両天井材等の自動車部品、シ
ール材、建材、航空宇宙産業における断熱性が要求され
る樹脂を使用する用途等に使用することができる。特
に、電子レンジ対応容器などの食品容器として好適に用
いることができる。例えば、本発明の熱可塑性樹脂シー
トは、トレー、カップ、コップ、ボックスなどの容器に
成形することができる。上記のとおり、本発明の熱可塑
性樹脂シートは優れた断熱性を有するので、これを成形
してなる容器は断熱性に優れる。従って、本発明の熱可
塑性樹脂シートを成形してなる容器は、例えば、電子レ
ンジなどで加熱調理する食品用の容器として好適に用い
られる。
【0055】本発明の熱可塑性樹脂シートの成形方法と
しては、例えば、該熱可塑性樹脂シートを赤外ヒーター
などにより加熱し軟化させ、次いで雄型、雌型、雄雌型
対などの型を用いて、真空成形、圧空、真空圧空などの
方法で賦形し、これを冷却し固化させる方法、あるいは
真空、圧空の技術は使用せず、二つの嵌合可能な成形型
間に本発明の熱可塑性樹脂シートを供給し、プレスによ
り賦形する方法が挙げられる。
【0056】
【発明の効果】本発明に係る熱可塑性樹脂シートは、特
殊な気泡構造の発泡層を有するために断熱性に優れてお
り、これを成形することにより断熱性に優れる容器を提
供することができる。
【0057】
【実施例】以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実
施例等について説明する。 〔実施例1〕以下に示す方法により、非発泡層/発泡層
/非発泡層の三層からなる熱可塑性樹脂シートを作製
し、140℃で3分間予熱した後、卓上二軸延伸装置
(東洋精機製)により、引張り速度30mm/秒でMD
方向に2倍、TD方向に2倍に同時二軸延伸した。得ら
れた発泡シートの物性を評価した。結果を表1に示す。 (発泡層構成材料)発泡層構成材料は、2段階重合法に
よるポリプロピレンとポリエチレンを重量比70/30
でペレットブレンドした混合物を使用した。以下にその
重合方法を説明する。
【0058】(1)固体触媒の合成 攪拌機付きの200Lステンレス製反応容器を窒素で置
換した後、ヘキサン80L、テトラブトキシチタン6.
55モル、フタル酸ジイソブチル2.8モル、およびテ
トラエトキシシラン98.9モルを投入し均一溶液とし
た。次に濃度2.1モル/Lのブチルマグネシウムクロ
リドのジイソブチルエーテル溶液51Lを、反応容器内
の温度を5℃に保ちながら5時間かけて徐々に滴下し
た。滴下終了後室温でさらに1時間攪拌した後室温で固
液分離し、トルエン70Lで3回洗浄を繰り返した。次
いで、スラリー濃度が0.6Kg/Lになるようにトル
エンを加えた後、n−ブチルエーテル8.9モルと四塩
化チタン274モルの混合液を加えた後、更にフタル酸
クロライドを20.8モル加え110℃で3時間反応を
行った。反応終了後、95℃でトルエンで2回洗浄を行
った。次いで、スラリー濃度を0.6Kg/Lに調整し
た後、フタル酸ジイソブチル3.13モル、n−ジブチ
ルエーテル8.9モルおよび四塩化チタン137モルを
加え、105℃で1時間反応を行った。反応終了後同温
度で固液分離した後、95℃でトルエン90Lで2回洗
浄を行った。次いで、スラリー濃度を0.6Kg/Lに
調整した後、n−ジブチルエーテル8.9モルおよび四
塩化チタン137モルを加え、95℃で1時間反応を行
った。反応終了後、同温度で固液分離し同温度でトルエ
ン90Lで3回洗浄を行った。次いで、スラリー濃度を
0.6Kg/Lに調整した後、n−ブチルエーテル8.
9モルおよび四塩化チタン137モルを加え、95℃で
1時間反応を行った。反応終了後、同温度で固液分離し
同温度でトルエン90Lで3回洗浄を行った後、さらに
ヘキサン90Lで3回洗浄した後減圧乾燥して固体触媒
成分11.0Kgを得た。
【0059】固体触媒成分はチタン原子1.9重量%、
マグネシウム原子20重量%、フタル酸エステル8.6
重量%、エトキシ基0.05重量%、ブトキシ基0.2
1重量%を含有し、微粉のない良好な粒子性状を有して
いた。
【0060】(2)固体触媒成分の予備活性化 内容積3Lのステンレス製、攪拌機付きオートクレーブ
に十分に脱水、脱気処理したn−ヘキサン1.5L、ト
リエチルアルミニウム37.5ミリモル、t−ブチル−
n−プロピルジメトキシシラン3.75ミリモル、上記
固体触媒成分15gを添加し、槽内温度を5〜15℃に
保ちながらプロピレン15gを30分かけて連続的に供
給して予備活性化を行った。
【0061】(3)プロピレン系重合体の重合 第1段階 ステンレス製の内容積300Lの重合槽において、重合
温度60℃、重合圧力27kg/cm2Gを保持するよ
うに液状プロピレンを57kg/hで供給しながら、ト
リエチルアルミニウム1.3ミリモル/h、t−ブチル
−n−プロピルジメトキシシラン0.13ミリモル/h
および予備活性化された固体触媒成分0.51g/hを
連続的に供給し、水素の実質的非存在下でプロピレン重
合を行い、2.0kg/hの重合体が得られた。この時
の重合体生成量は触媒1g当たり3920gであり、そ
の一部をサンプリングして分析した結果、極限粘度は
7.7dl/gであった。得られた重合体は失活するこ
となく第二槽目に連続的に移送した。
【0062】第2段階 内容積の1m3の攪拌機付き流動床反応器において、重
合温度80℃、重合圧力18Kg/cm2G、気相部の
水素濃度8vol%を保持するようにプロピレンおよび
水素を供給しながら、第一槽目より移送された触媒含有
重合体およびトリエチルアルミニューム60ミリモル/
h、t−ブチル−n−プロピルジメトキシシラン6ミリ
モル/hを供給しながらプロピレン重合を連続的に継続
することにより18.2kg/hの重合体が得られた。
この重合体の極限粘度は1.9dl/gであった。
【0063】以上の結果から第2段階重合時の重合体生
成量は触媒1gあたり31760gであり、第1重合槽
と第2重合槽の重合重量比は11/89であり、第2段
階重合反応にて形成される部分の重合体の固有粘度は
1.2dL/gと求められた。
【0064】(4)重合体のペレット化 上記2段階反応により得られた重合体粉末100重量部
に対して、ステアリン酸カルシウム0.1重量部、商品
名イルガノックス1010(チバガイギー社製)0.0
5重量部、商品名スミライザーBHT(住友化学工業社
製)0.2重量部を加えて混合し、230℃で溶融混練
し、MFRが12のペレットを得た。
【0065】発泡層構成材料のブレンド 上記の方法により得られたポリプロピレンと、ポリエチ
レン(住友化学工業社製 商品名 スミカセン G20
1)のペレットを重量比70/30でドライブレンドし
たものを得た。
【0066】(非発泡層構成材料)非発泡層構成材料と
しては、モンテル社製の長鎖分岐を有するポリプロピレ
ンPF814(融点 159.0℃ 結晶化温度 13
0.1℃ MI 2.2g/10分)を使用した。
【0067】(押出発泡)50mmΦ2軸押出機(3)
と32mmΦ単軸押出機(5)に90mmΦサーキュラ
ーダイス(7)を取り付けた装置を使用した。発泡層に
用いたプロピレン系重合体/ポリエチレンの70/30
(重量比)混合物100重量部に対して1重量部の核剤
(ベイリンガーインゲルハイムケミカルズ社製 ハイド
ロセロール)をブレンドした原料を押出機(3)のホッ
パーに投入し、溶融が進んだ位置から炭酸ガス1重量部
を注入し、原料と炭酸ガスを十分混練溶融しダイス
(7)に送り込んだ。上記の発泡層となる溶融混合物と
押出機(5)により送り込まれる非発泡層となる溶融樹
脂をダイ内で積層後押出し、直後に設置された210m
mφマンドレル(9)に沿って冷却し、2.3倍に拡張
した。後にこの円筒状発泡シートにカッターでスリット
を入れ、円筒を開いて平板状発泡シートとし、巻取機
(11)にて巻き取った。尚、この時の巻き取りロール
(ニップロール)圧は約6.8kgf/cmであった。
【0068】〔実施例2〕ポリプロピレン系樹脂製発泡
シート(住友化学製 スミセラー3030 発泡倍率3
倍、厚み3mm、巻き取りロール(ニップロール)圧
約8.2kgf/cm)を、140℃で3min予熱し
た後、卓上二軸延伸装置(東洋精機製)により、引張り
速度30mm/secでMD方向に2倍、TD方向に2
倍に同時二軸延伸した。得られた発泡シートの物性を評
価した。結果を表1に示す。
【0069】〔比較例1〕厚さ1.2mm、発泡層の発
泡倍率2.5倍の市販の二層ポリプロピレン発泡シート
の物性を評価した。結果を表1に示す。
【0070】〔比較例2〕厚さ3mm、発泡倍率3倍の
市販のポリプロピレン発泡シートの物性を評価した。結
果を表1に示す。
【0071】(発泡層の厚み方向のセル壁密度)発泡シ
ートを液体窒素で冷却後、剃刀で厚み方向に切断し、発
泡層の断面を走査型顕微鏡にて写真撮影した。倍率は電
子顕微鏡の視野中に存在する各気泡部が明確に認識され
るように調節した。得られた拡大画像上で、発泡層の厚
み方向の1本の直線が交差しているセル壁の数を数え
た。その結果に基いて、発泡層の厚み方向の長さ1mm
当たりに存在するセル壁数を求めた。このような方法
で、相互に1mm以上離れた合計20以上の部分で、発
泡層の厚み方向の長さ1mm当たりに存在するセル壁数
を求めた。得られたセル壁数の平均値を計算することに
より、発泡層の厚み方向のセル壁密度を求めた。
【0072】(セル壁密度比)発泡シートを液体窒素で
冷却後、シートの厚み方向に垂直な方向に発泡層を剃刀
で切断し、その断面を走査型顕微鏡にて撮影した。倍率
は電子顕微鏡の視野中に実際に存在する各気泡部が相互
に独立して認識され得るように調節した。発泡層のセル
壁密度比は、下式により求めた。 セル壁密度比 r = T/S ただし、Tは、発泡層の厚み方向のセル壁密度であり、
Sは、発泡層の厚み方向に垂直な方向のセル壁密度の最
小値である。
【0073】(平均気泡径)発泡層の厚み方向に垂直な
方向のうちで、セル壁密度が最小である方向に沿った発
泡層の断面をSEMにて拡大観察し、視野中に観察され
る気泡のうちの20個以上の気泡についてそれぞれの最
大長さを測定し、その平均値を求めた。下式により発泡
層の平均気泡径を求めた。 d = L/r (式中、Lは発泡層の気泡の平均長径であり、rは発泡
層のセル壁密度比である。)
【0074】(熱伝導率)英弘精機(株)製熱伝導率測定
装置(AUTO−Λシリーズ HC−074)にて、J
IS A1412に基づき熱伝導率を測定した。(低温
プレート温度20℃、高温プレート温度30℃、Tem
perature Equilirium0.2℃、B
etween Block HEM Equil 49μ
V、HFMPercent Change 2.0%、M
in Number of Block 4、Calcul
ation Blocks 3) 測定する発泡シートはできるだけ200mm×200m
mに近いもので、実施例1、2はシート3枚、比較例1
はシート2枚を重ねて測定を行い、比較例2はシート一
枚で測定を行った。
【0075】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】熱可塑性樹脂シートの製造装置の好適な構成態
様をモデル的に示した図
【図2】熱可塑性樹脂シートの製造装置におけるヘッド
の好適な構成を例示した断面図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発泡倍率が3倍以上40倍以下、セル壁密
    度比が6以上20以下である熱可塑性樹脂発泡層を有す
    ることを特徴とする熱可塑性樹脂シート。
  2. 【請求項2】前記発泡層の平均気泡径が1μm以上10
    0μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の熱
    可塑性樹脂シート。
  3. 【請求項3】前記発泡層を構成する熱可塑性樹脂が、ポ
    リプロピレン系樹脂であることを特徴とする請求項1乃
    至2のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂シート。
  4. 【請求項4】前記発泡層に積層された発泡倍率が1.0
    倍以上1.5倍以下のポリオレフィン系樹脂非発泡層を
    有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項
    に記載の熱可塑性樹脂シート。
  5. 【請求項5】前記非発泡層が、長鎖分岐を有するポリオ
    レフィン系樹脂からなることを特徴とする請求項4に記
    載の熱可塑性樹脂シート。
  6. 【請求項6】請求項1乃至5のいずれか1項に記載の熱
    可塑性樹脂シートを成形してなることを特徴とする容
    器。
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