JP2004075777A - 柔軟性を有するポリスチレン系発泡シートおよび青果用トレー - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟性と強度のバランスが取れた青果用トレーを成形するための発泡シートおよび青果用トレーを提供する。
【解決手段】ポリスチレン樹脂（ａ）、ゴム変性ポリスチレン樹脂（ｂ）およびスチレンブタジエンブロック共重合樹脂（ｃ）からなる混合樹脂発泡シートとし、該シートの押出方向の引張破断強度が２．５Ｋｇ／１０ｍｍ以上とし、好ましくは、混合樹脂のＺ平均分子量が、２５〜４０万、混合割合が、（ａ）　４０〜９０％、（ｂ）　５〜４０％、（ｃ）　５〜２０％であり、混合樹脂が顔料を含有し、前記発泡シートの厚み方向の気泡数が１０〜２４個の発泡シートとし、さらに該発泡シートを成形した青果用トレーで、好ましくは、柔軟性２８％以上、長手方向の引張時の破断強度が５Ｋｇ以上とする。

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は多数の収納用凹部を有する青果用トレーを成形するために使用する柔軟性を有するポリスチレン系発泡シートおよび青果用トレーに関する。
【従来の技術】
従来、桃や梨を中心に青果の収納用にポリスチレン系樹脂の発泡シートを成形してなる容器を中心として各種素材の容器が使用されてきた。ポリスチレン系樹脂の発泡シートは安価であり、強度，リサイクル性にも優れる。また、パルプモールド成形品のように吸湿による強度低下もない。しかし一般にポリスチレン系発泡シートは耐衝撃性が悪く衝撃時に割れやすいという欠点がある。さらに桃のように表面が柔らかいものについては柔軟性が不足し、青果の表面を傷つけてしまう。
上記欠点を解消するために、従来から耐衝撃性に優れたゴム成分を添加することが提案されている。たとえば通常のポリスチレンに変えてゴム変性ポリスチレンを用いる（特開平８−２３１７４８）、あるいはポリスチレン樹脂にスチレンブタジエンブロック共重合体樹脂を混合して発泡させたりする（特公平４−４９８６１）等が提案されている。
しかし、この様な方法で柔軟性を付与するとシートの破断強度が低下し、輸送工程での破損が発生する。そのため、容器の外面にポリエチレンフィルムをラミネートして補強することが一般に用いられてきたが、この方法ではコスト高になるほか、リサイクル性もなくなる。
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、柔軟性があり、容器強度のある青果用トレーを成形できる発泡シートおよび該トレーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、発明者らは柔軟性があり、かつ容器強度のある青果用トレーを成形できる発泡シートを提供するべく、基材樹脂種・その配合比率、更には発泡シートのセル構造等、種々研究を重ねた結果、ポリスチレン樹脂（ａ）にゴム変性ポリスチレン樹脂（ｂ）及びスチレンブタジエン共重合樹脂（ｃ）を混合した樹脂を発泡させたシートにおいて、シートの押出方向の破断強度が２．５Ｋｇ以上とすることで、柔軟性と強度を有するポリスチレン系樹脂発泡シートを得、更に該シートを成形する事により柔軟性と強度に優れた青果用トレーが得られることを見出すに至った。
すなわち本発明における発泡シートは、複数の収納用凹部を有する青果用トレーを成形するものであって、
１．（１）ポリスチレン樹脂（ａ）、ゴム変性ポリスチレン樹脂（ｂ）およびスチレンブタジエンブロック共重合樹脂（ｃ）の混合樹脂からなる発泡シートであり、
（２）該発泡シートの押出方向の引張破断強度が２．５Ｋｇ／１０ｍｍ以上である、柔軟性を有するポリスチレン系樹脂発泡シート（請求項１）、
２．ポリスチレン樹脂（ａ）、ゴム変性ポリスチレン樹脂（ｂ）、スチレンブタジエンブロック共重合樹脂（ｃ）からなる混合樹脂のＺ平均分子量が、２５〜４０万の範囲内である請求項１記載の発泡シート（請求項２）、
３．厚み方向の気泡数が１０〜２４個である請求項１または２記載の発泡シート（請求項３）、
４．混合樹脂の混合割合が、ポリスチレン樹脂（ａ）　４０〜９０％、ゴム変性ポリスチレン樹脂（ｂ）　５〜４０％、スチレンブタジエンブロック共重合樹脂（ｃ）　５〜２０％である請求項１〜３いずれかに記載の発泡シート（請求項４）。
５．混合樹脂が顔料を含有する請求項１〜４いずれかに記載の発泡シート（請求項５）、
６．請求項１〜５のいずれかに記載の発泡シートを成形して得た青果用トレー請求項６）、および
７．圧縮率で表される柔軟性が２８％以上であり、かつ長手方向の引張時の破断強度が５Ｋｇ以上である請求項６記載の青果用トレー（請求項７）、
に関する。
【発明の実施の形態】以下に、本発明を説明する。本発明において、ポリスチレン樹脂としては、スチレンの単独重合体の他、スチレンと他の単量体との共重合体を用いることもできる。他の単量体とは、α−メチルスチレン、メタクリル酸，アクリル酸エステル，無水マレイン酸等があげられる。スチレン樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。スチレン系樹脂のＺ平均分子量は、３０万から６０万のものが使用できる。
ゴム変性ポリスチレンは、一般に広く用いられている、ゴム状重合相にスチレン樹脂の小粒子が点在する、サラミ構造のゴム状重合体粒子が、１〜２μｍであるゴム変性ポリスチレンでかまわないが、もちろんゴム粒子の形状がコアシェル状等種々の形態をなしていてもかまわない。また、ゴムは、ブタジエンゴムが一般的であるが、エチレン−プロピレンやスチレン−ブタジエン，イソプレンゴム等でもかまわない。ゴム変性ポリスチレンは単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
スチレンブタジエンブロック共重合樹脂（ｃ）は、Ｚ平均平均分子量が３万から２５万のものが使用出来る。また、水素添加してあるものも使用できる。スチレンブタジエンブロック共重合樹脂（ｃ）は、旭化成からタフプレン，シェルからクレイトン等が販売されている。スチレンブタジエン共重合樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
上記３種の樹脂、すなわちポリスチレン樹脂（ａ）、ゴム変性ポリスチレン樹脂（ｂ）、スチレンブタジエンブロック共重合樹脂（ｃ）の、発泡シートにおける混合割合は、ポリスチレン樹脂（ａ）４０〜９０％、ゴム変性ポリスチレン樹脂（ｂ）　が５〜４０％、スチレンブタジエン共重合樹脂が５〜２０％の範囲内であることが望ましい。
ゴム変性ポリスチレン、スチレンブタジエン共重合樹脂はいずれも配合量が多すぎると独立気泡率やガス残存量といったシート物性に悪影響を及ぼし、トレーの強度低下を引き起こす。配合量が少なすぎると、衝撃性及び柔軟性が不足し、破断伸びが低下する。ゴム変性ポリスチレンは特に好ましい配合量は１５〜３５％であり、スチレンブタジエン共重合体の特に好ましい配合量は、７〜１５％である。
ポリスチレン樹脂（ａ）、ゴム変性ポリスチレン樹脂（ｂ）、スチレンブタジエンブロック共重合樹脂（ｃ）からなる混合樹脂のＺ平均分子量は、２５万〜４０万であることが望ましく、より望ましくは３０万〜３５万である。４０万を越えると強度は向上するが、柔軟性が低下し伸びが劣り成形性も低下する。２５万を割ると強度が低下し実用に耐えない。
本発明の発泡シートは、前記混合樹脂に造核剤としてタルクや高級脂肪酸の金属塩等と混合され、さらにブタン等の低沸点有機化合物を発泡剤として押出機内で加熱溶融されたのち、ダイスより円筒状に押出発泡させてシート状に成形される。
発泡シートの厚みは、成形性と強度の関係から、通常１．０〜２．５ｍｍであり、発泡シートを構成する気泡数は、厚み方向で１０〜２４個、特に好ましくは１２〜２０個である。１０個未満であれば柔軟性が低下し、２４個を超えると成形性が低下する。
青果用トレーは着色する場合が多く、ポリスチレン樹脂（ａ）やゴム変性ポリスチレン樹脂（ｂ）をベースに着色顔料を配合したマスターバッチを前記混合樹脂に１〜５部添加し、着色シートにする事も出きる。マスターバッチは単独もしくは２種以上混合して用いることが出きる。
発泡シートは、押出時の吐出速度やダイスの設計によりシートの収縮率を調整することができる。本発明におけるポリスチレン系樹脂発泡シートは、最大二次発泡厚みの７０％以上の厚みが得られる加熱での収縮率が、幅方向・押出方向共１０〜−５％である。更に望ましくは、幅方向・押出方向共５〜−２％である。−５％より低くなればドローダウンにより成形出来ない。また１０％より高くても成形性は劣る。成形性が劣ると、成形品の肉まわりが悪くなり、結果として成形品の強度が低下する。
最大二次発泡厚みは、５０ｃｍ角のシート４辺を固定してオーブンに入れ、時間を変えて加熱を行い、加熱過剰による気泡破壊（ヤケ）が生じる寸前まで加熱を行った場合の二次厚みであり、発泡シートが有する二次発泡性能を最大限発現させた場合の厚みである。ここで用いるオーブンは一般的な赤外線加熱ヒーターを備えた小型単発成形機や電気ヒーターを備えた箱型熱風乾燥装置が使用でき、シートの表面温度を１００から１５０℃程度まで加熱可能であれば測定に用いることが出来る。
収縮率の測定は、５０ｃｍ角のシートの４辺を固定し、各辺から５０ｍｍの位置に辺と平行に長さ３０ｃｍの切り込みをいれ、その固定されたシートをオーブンで加熱後取出し、その切り込み中央における対辺間の長さの変化量を幅方向・押出方向について測定し、加熱前後の長さの比率を計算する。スチレン系樹脂発泡シートにおける加熱収縮率は、負は伸びを表している。収縮率は最大二次発泡厚みの７０％以上の二次発泡厚みが得られる加熱をかけて測定する。
かかる発泡シートを真空成形、圧空成形など従来の公知技術によりシート成形することで、青果用トレーが得られる。成形品は、青果を収納するための多数の凹部を有し、その形状はリブや突起等形成してもかまわない。
【実施例】以下に本発明を、実施例、比較例に基づいて説明する。
実施例１〜２、比較例１〜４
表１に示す各樹脂の合計１００重量部に対して、気泡調整剤としてのタルク（０．１〜１．２部）及びステアリン酸カルシウム（０．００５〜０．１２部）を規定の気泡数になるよう調整して添加し、混合したものを、第１押出機（口径φ１１５ｍｍ）及び第２押出機（口径φ１８０ｍｍ）からなるタンデム押出機のうち、第１押出機のホッパーに供給し、第１押出機のバレル中で加熱溶融した後、発泡剤としてイソブタン／ノルマルブタン＝８５／１５の混合ガスを圧入して溶融混合させた。
ついで第２押出機のバレルで均一に冷却し、口径φ２２０ｍｍの円筒状ダイから吐出量２２０Ｋｇ／Ｈｒで円筒状に押出発泡させ、吐出速度等の調整により規定の収縮率に調整し、得られた円筒状発泡体をマンドレル上で冷却後、カッターで上下２枚になるように切開して、表１に示す発泡シートを得た。
（使用した樹脂）
Ａ：６８５（Ａ＆Ｍ社製ポリスチレン）
Ｂ：Ｅ６５０（東洋スチレン社製ゴム変性ポリスチレン）
Ｃ：タフプレンＡ（旭化成社製ポリスチレンポリブタジエンブロック共重合体）
Ｄ：Ｇ８１０２（Ａ＆Ｍ社）
（Ｚ平均分子量の測定方法）
本明細書に記載のＺ平均分子量は、得られたスチレン系樹脂発泡シートをテトラフドロヒランに溶解し、ＧＰＣ（東ソー社製ＨＬＣ−８０２０，カラム：ＴＳＫｇｅｌＧＭＨＸＬ３０ｃｍ×２，カラム温度：３５℃，流速：１ｍｌ／ｍｉｎ）にて測定した。
（シートの引張時の破断強度の測定）
発泡シートの破断強度は、シートの押出方向を長手として、２０ｃｍ×１ｃｍの短冊状にカットしたサンプルをオリエンテック社製オートグラフ（ＲＴＣ−１２１０Ａ）を用い、１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張試験を行う時の破断する際の強度を測定する。
（容器の成形）
得られた発泡シートを、上ヒーター温度２６５℃、下ヒーター温度２４０℃、成形時間４．３秒で雄・雌金型で真空成形を行い、幅方向３３．５ｃｍ・長さ方向４７．０ｃｍ・１２個の凹部を持つ、肉厚み２．３ｍｍの梨用青果トレーとして成形した。この場合、特に支障なく成形できたものを○、容器の表面に幅３ｍｍ程度の微小なクラックが発生したものを△、大きくクラックが生じ、実用にたえないものを×として評価した。
（容器強度の測定）
容器の強度は、オリエンテック社製オートグラフ（ＲＴＣ−１２１０Ａ）を用い、成形品の長手方向（シートの押出方向）のフランジ部を固定し、成形品全体の引張試験を、１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で行い、容器が破断した時の強度を求めた。
更に容器の凹部に梨１２個を充填したものをダンボール箱に２段詰めで梱包したもの（梨２４個分）を用い、３００Ｋｍの距離の輸送試験を行い、容器の破損等を調べた。評価はダンボール箱５箱分（容器１０個分）について行い、１２個の凹部の内１箇所でも破損している容器を破損容器として扱った。また、破損容器が全試験容器中に３個以上となる場合、該当仕様の容器は強度不足で使用不能とした。また破損容器が発生しなかった場合を強度良好とした。
（容器の柔軟性評価）
柔軟性は、圧縮変形率として表した。圧縮変形率は、容器の鍔元フランジ部分の１０ｍｍφ円柱が接地可能な平らな部分を切り取り、１０ｍｍφの円柱を５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で荷重１ｋｇ／ｃｍ^２になるまで圧縮した際の圧縮量を、元の厚み（本実施例の場合、肉厚みである２．３ｍｍ）で割ることにより求められる。これは指で容器を押した際に、圧縮変形量が大きいほど、柔らかく感じることを模擬的に表している。すなわち、圧縮変形率が大きいほど、容器は柔らかくなる。
本測定は、カトーテック社のハンディー圧縮試験機（モデルＲＴＣ−１２１０Ａ）で行った。
結果を表１にまとめる。
【表１】

柔軟性の評価指標を表２にまとめる。
【表２】

容器強度の評価指標を表３にまとめる。
【表３】

【発明の効果】
本発明による発泡シートを成形することにより青果用トレーとして、梨、桃、トマトなどに使用できる強度と柔軟性をかねそなえた好適品が得られる。　従来のポリスチレン系樹脂発泡シートを成形して得られる青果用トレーは、強度が不足し、ポリエチレンフィルムなどをラミネートする必要があったが、本発明の発泡シートにより、強度及び柔軟性のバランスが得られ、単体での使用が可能である。

Claims (7)

1. （１）ポリスチレン樹脂（ａ）、ゴム変性ポリスチレン樹脂（ｂ）およびスチレンブタジエンブロック共重合樹脂（ｃ）の混合樹脂からなる発泡シートであり、
   （２）該発泡シートの押出方向の引張破断強度が２．５Ｋｇ／１０ｍｍ以上である、柔軟性を有するポリスチレン系樹脂発泡シート。
2. ポリスチレン樹脂（ａ）、ゴム変性ポリスチレン樹脂（ｂ）、スチレンブタジエンブロック共重合樹脂（ｃ）からなる混合樹脂のＺ平均分子量が、２５〜４０万の範囲内である請求項１記載の発泡シート。
3. 厚み方向の気泡数が１０〜２４個である請求項１または２記載の発泡シート。
4. 混合樹脂の混合割合が、ポリスチレン樹脂（ａ）　４０〜９０％、ゴム変性ポリスチレン樹脂（ｂ）　５〜４０％、スチレンブタジエンブロック共重合樹脂（ｃ）　５〜２０％である請求項１〜３いずれかに記載の発泡シート。
5. 混合樹脂が顔料を含有する請求項１〜４いずれかに記載の発泡シート。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の発泡シートを成形して得た青果用トレー。
7. 圧縮率で表される柔軟性が２８％以上であり、かつ長手方向の引張時の破断強度が５Ｋｇ以上である請求項６記載の青果用トレー。