JP2006307228A - 熱可塑性樹脂発泡シート及び容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用後の減容廃棄生に優れ、パール調の外観を有する電子レンジ加熱対応のシート及び容器を提供する。
【解決手段】 メルトインデックスが０．３〜６のポリプロピレン系樹脂４０〜６０重量部、ポリスチレン系樹脂１０〜３０重量部、無機充填材１０〜４０重量部及びスチレンとイソブチレンのブロック共重合体の水添物３〜２０重量部、或いはスチレンとブタジエンのブロック共重合体２〜２０重量部を含有する、１．０５〜３倍まで発泡させた熱可塑性樹脂発泡シートより成形した容器は惣菜等或いは弁当容器として、電子レンジによる加熱に優れた耐熱性を示すと共に使用後の減容廃棄性に優れる。
【選択図】図１

Description

本発明は熱可塑性樹脂発泡シート及び容器に関する。

生活習慣の変化に伴い近年コンビニエントストアー、スーパー等には調理済みの食品あるいは弁当が多く販売されている。これらの食品は電子レンジで再加熱して使用に供される事が多い。そのため用いられる容器に対して電子レンジ耐熱性を付与することが必須となっている。従来、電子レンジ加熱対応の食品包装容器としては無機物であるタルクをポリプロピレン系の樹脂に、全配合物に対して３０〜４０重量％充填したシート（以下ＰＰ／Ｆシートという）を熱成形させた成形体が使用されている。この成形体は、食品を充填した状態で電子レンジで加熱しても、内部の食品の発熱による熱でも変形しない容器として広く使用されている。

しかし、この容器は断熱性に乏しいため内容物を電子レンジで加熱した際に容易に内容物の熱を通し、そのため加熱直後に容器を素手で持ちにくい問題点がある。また、該容器は使用終了後に廃棄する際容器が強靱で素手では裂きにくく、また潰しにくい。そのためそのままの形状で該容器を廃棄しなければならず、その結果廃棄物の容積が増えてしまう問題がある。

この問題を解決するにはＰＰ／Ｆを発泡化させることが考えられる。しかし単に発泡化したのでは剛性が著しく低下してしまう。この剛性の低下を補うだけ、成形体の肉厚を上げると、コスト高となってしまう。薄肉で発泡ポリプロピレン系シートの剛性を上げる方法としては、特許文献１でポリスチレン系樹脂を添加する事や、多層化手法として特許文献２で公知である。しかし、特許文献１では充分な剛性を得る事が出来ず、また、特許文献２では、多層化の為に高価なものとなってしまう問題がある。

特開平１−２７８５３９号公報 特開平１−１６６９４２号

本発明は熱可塑性樹脂発泡シート及び容器を提供する。

本発明は（Ａ）メルトインデックスが０．３〜６のポリプロピレン系樹脂４０〜６０重量部、（Ｂ）ポリスチレン系樹脂１０〜３０重量部、（Ｃ）無機充填剤１０〜４０重量部及び、（Ｄ）スチレン−イソプレンブロック共重合体水素添加物３〜２０重量部を含有する熱可塑性樹脂組成物よりなる発泡倍率が１．０５〜３倍の熱可塑性樹脂組成物である。

本発明による熱可塑性樹脂発泡シートを用いた成形容器は、電子レンジにかけることができ、食品、惣菜或いは弁当容器として用いられる。

本発明は、１３０℃の電子レンジ耐熱性を有し、実用的な強度を保持しながらも、減容廃棄性、すなわち廃棄時に容器を容易に潰すことができるためにゴミとなる容器の見かけの容量を減らすことができ、かつまた従来のＰＰ／Ｆ製の容器にはなかった、パール調の美麗な外観を有する熱可塑性樹脂発泡シート及び容器を提供することを課題とする。

本発明者らは、前述の問題を解決するために種々検討した結果、特定のポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂及び無機充填材からなる樹脂組成物に対して特定の相溶化剤を併用して発泡化させたシート及び成形体が１３０℃の電子レンジ加熱対応の耐熱性、減容廃棄性に優れ、環境適性（低燃焼カロリー）を有しながら、比較的安価で剛性が高く、パール調の外観を有する特性を持つ事を見出し、本発明を完成させたものである。

すなわち、本発明の第１の発明は（Ａ）メルトインデックスが０．３〜６のポリプロピレン系樹脂４０〜６０重量部、（Ｂ）ポリスチレン系樹脂１０〜３０重量部、（Ｃ）無機充填剤１０〜４０重量部及び、（Ｄ）スチレンとイソプレンブロック共重合体水素添加物３〜２０重量部を含有する熱可塑性樹脂組成物よりなる発泡倍率が１．０５〜３倍の熱可塑性樹脂である。

以下、本発明を詳細に説明する。本発明で使用されるポリプロピレン系樹脂とはそのメルトインデックスが０．３〜６のポリプロピレン系樹脂である。例えばプロピレンを単独重合することによって得られるプロピレン単独重合体（以下ＰＰホモポリマー）、又は２０重量％以下のコモノマー、例えばエチレン、アクリル酸エステル、マレイン酸等の不飽和有機酸及びその無水物、炭素数が４〜１２個のα−オレフィン等のモノマー単位をプロピレンと共重合して得られる共重合体等が挙げられる。該共重合体はランダム共重合体でもブロック共重合体でもグラフト共重合体でもよい。また請求項３で用いられる分岐状のポリプロピレン系樹脂とは、例えばポリプロピレン系樹脂主鎖に放射線照射等の方法で長鎖のポリプロピレンを分岐鎖として導入したものが挙げられる。もしくはこれらの重合体の酸化・塩素化等の変成物でもよい。本発明の実施にあたりポリプロピレン系樹脂はこれらを単独で使用しても、２種以上を使用しても良いが、特に分岐鎖を有するポリプロピレン系樹脂を２０重量部以下の範囲で添加するとよい。

メルトインデックスが６より大きいとシートにしたときの引裂強度が低下し、またシートから容器を熱成形する際にドローダウンが大きくなり成形が困難となる。ここでドローダウンとは熱成形前にシートを加熱した際シートが垂れる現象であり、ドローダウンが大きいと垂れたシートが成形用の金型に接してしまい、成形を困難にする問題がある。また、メルトインデックスが６より大きいと成形容器にした際の落下強度が低下する問題がある。一方メルトインデックスが０．３より小さいとシート製造時生産性が劣るという問題がある。

本発明において使用されるポリスチレン系樹脂とは、ポリスチレンホモポリマー（以下ＧＰ−ＰＳという）、あるいは、スチレンと他の１つ以上のコモノマー、例えばα−メチルスチレン、アクリロニトリル、ブタジエン、メタクリル酸メチル、アクリル酸、メタアクリル酸、無水マレイン酸等との共重合体が挙げられる。また、スチレン−ブタジエン共重合体成分をポリスチレンとグラフト重合した、通常ＨＩ−ＰＳと称されるゴム補強ポリスチレンも使用出来る。これらは併用することもできる。これらの内ポリスチレン系樹脂としては、特に経済性の面からＧＰ−ＰＳが、望ましい。

本発明の無機充填材としては、タルク、クレー、マイカ、ケイ酸カルシウム、モンモリナイト、ベントナイト、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、軽石、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、炭酸カルシウム、ドロマイト、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、硫酸バリウム、カーボンブラック、ホワイトカーボン、ゼオライト、ガラス粉末、大谷石、シラスバルーン、ガラスバルーン等が挙げられるが、特にこれらの中でも好ましくは、酸に対する安定性やその取り扱い、経済性の面でタルクが好適に用いられる。

本発明においてポリプロピレン系樹脂及びポリスチレン系樹脂は、発泡シート、成形体の外観及び成形体の諸物性の点から、ポリプロピレン系樹脂が４０〜６０重量部、ポリスチレン系樹脂が１０〜３０重量部の範囲が好ましい。ポリプロピレン系樹脂が少なすぎると、電子レンジ耐熱性が得られず、ポリスチレン系樹脂が少なすぎると、シート、成形体の剛性を向上させる事が出来ない。分岐鎖を有するポリプロピレン系樹脂の添加量が２０重量部を越えるとコストアップとなる。なお、ここで分岐鎖を有するポリプロピレン系樹脂の添加量は全ポリプロピレン系樹脂の添加量の内数に含まれる。

本発明の樹脂組成物の配合比は、シート、成形体の剛性、環境適性及びシートから成形体への成形性の点から、無機充填材が１０〜４０重量部の範囲が好ましい。無機充填材が１０重量部未満では、剛性、環境適性が得られず、４０重量部を越えるとシートから成形体への成形性が著しく低下する。

本発明における樹脂組成物の発泡倍率は、シート、成形体としての剛性、経済性の点から１．０５〜３倍の範囲が好ましく、更に好ましくは１．１から１．５倍の範囲である。発泡倍率が小さすぎると経済性を改善する効果に乏しく、逆に大きすぎると所定の剛性を得るのに、シート厚みをより以上に増す必要が生じ、経済性の点で劣る。

本発明において、実施組成物を発泡させるには発泡剤を用いる方法が好適に使用される。この場合発泡剤は特に限定されず、化学発泡剤、物理発泡剤何れも各種の物が使用出来る。具体的には、化学発泡剤としてアゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド等の有機系のもの、炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム等の無機系発泡剤が挙げられる。物理発泡剤としては、プロパン、ブタン、ペンタン、水、炭酸ガス、窒素等のものが挙げられる。また、発泡剤として粉末状の物は、樹脂或いは各種添加剤によってマスターバッチ化した物や、物理発泡剤をベース樹脂に含浸した物を用いても良い。無機系発泡剤を用いると良好な表面外観を得ることができる。

本発明において、必要に応じて樹脂添加剤として、一般に使用されている着色剤、エチレンビスアマイド等の滑剤、ヒンダードフェノール系やリン系の酸化防止剤を添加しても良い。

本発明において使用されるスチレン−イソプレンブロック共重合体水素添加物（以下ＳＥＰＳという）とは、スチレンからなる重合体ブロックＡ１個以上と、イソプレンからなる重合体ブロックＢ １個以上からなり、全体の数平均分子量が５，０００から５００，０００の範囲にあり、重合体ブロックＡ全体の含有率が１０〜７０重量％であるブロック共重合体であって、かつ（ＡＢ）ｎ又はＡ−（ＢＡ）ｎ（ｎは整数で１以上５以下）のブロック形態を有し、ブロックＢ全体の脂肪族二重結合の少なくとも７０％以上を水素添加して得られる水素ブロック共重合体である。また、スチレン及び共役ジエン炭化水素よりなるブロック共重合体（以下ＳＢＳという）とはスチレンからなる重合体ブロックＡ１個以上と、共役ジエン（ブタジエン、イソプレン）からなる重合体ブロックＢ １個以上からなり、全体の数平均分子量が５，０００から５００，０００の範囲にあり、重合体ブロックＡ全体の含有率が１０〜８０重量％であるブロック共重合体であって、かつ（ＡＢ）ｎ又はＡ−（ＢＡ）ｎ（ｎは整数で１以上５以下）のブロック形態を有するブロック共重合体である。

ＳＥＰＳの添加量は３〜２０重量部が好ましく、ＳＢＳの添加量は２〜２０重量部が好ましい。この範囲において実用的に適度な強度を有しながら、容器を潰して減容廃棄することが可能となる。すなわち、実用的には容器に惣菜等を入れて運搬しても容器が破損することはなく、かつまた容器を廃棄する際に容器を潰し、或いは裂いて容積を減らすことが可能となる。ＳＥＰＳ或いはＳＢＳの添加量が少ないといずれの場合もシートの強度、特に引き裂き強度が低下して好ましくない。逆に添加量が多すぎると強度が低下し柔軟となる。そのため容器に内容物をいれた時その重みで容器の形状が変形して好ましくない、また電子レンジ耐熱性も低下する。

発泡シート製造に供する樹脂組成物は、発泡剤を除いてシート押出し加工の前に予め単軸あるいは、２軸押出機で溶融混合したものを用いても、溶融混練せずにブレンド、ドライブレンドしたものを用いても良い。また、無機充填剤の混合方法として、無機物をポリプロピレンに、予め高濃度で溶融混合してマスターバッチ化したものを使用しても良い。

本発明の発泡シートは、一般に使用されている押出し加工法が適用でき、ダイとしては、Ｔダイ、サーキュラーダイ及び異形ダイの何れであってもよい。また、加飾等の為に、発泡シートに無発泡層を共押出しや予めフィルム化した物を熱ラミネートする等の方法で積層しても良い。

本発明の成形体としては、本発明で得られる発泡シートを用い通常の熱成形、たとえば真空成形、圧空成形、真空圧空成形、プラグアシスト成形、プレス成形等により成形された物が挙げられる。

このようにして得られた容器は、食品、惣菜等の容器、或いは弁当容器として好適に使用される。特に油の多い食品を用い、電子レンジ加熱しても十分な耐熱性を有するため、変形したり、穴があいたりするようなことはない。

以下実施例により更に詳細に説明する。
（実施例１）メルトインデックス（ＡＳＴＭＤ１２３８、２３０℃）が２．４でＰＰホモポリマーであるポリプロピレン系樹脂（グランドポリマー社製Ｆ１０３）５０重量部、タルク（白石カルシウム社製、タルクＦＶＳ）３０重量部、ポリスチレン樹脂（電気化学工業社製、ＨＲＭ−５）２０重量部、発泡剤（永和化成社製、ＳＣ−Ｋ）０．１２重量部、流動パラフィン０．０４２重量部、ＳＢＳ（電気化学工業社製ＳＴＲ−１６０２、スチレンとブタジエンのトリブロック共重合体）５重量部をドライブレンドした後、１１５ｍｍΦの単軸押出機にて樹脂温度２１１℃、樹脂圧１２０ｋｇ／ｃｍ３、押出量３４７．６ｋｇ／ｈの条件で厚さ０．６ｍｍのシートを製造した。

シートの発泡倍率は１．２３倍、シートの押出方向と平行方向及び直行する方向の発泡セルの最大径は各々２９２μ、１０３μであった。このシートについて以下の評価を行った。

（１）デュポン衝撃デュポン衝撃試験機（東洋精機製作所製）を用い、撃芯先端直径１／２インチ、重錘１００ｇでシートの５０％破壊エネルギーを測定した。

（２）曲げ弾性率ＪＩＳＫ ７１７１により、単位をkgf/cm²に換算して示した。

（３）引裂強度ＪＩＳＫ−６７７２に準拠した。すなわち、幅４０mm長さ１５０mmの試験片を資料の縦及び横の方向からそれぞれ３枚ずつとり、各試験片の短辺の中央から長辺に平行に内部へ長さ約７５mmに切り込みを入れる。試験片の切り込みを入れた辺の両側が表裏になるように引張試験機のつかみ具に取り付け、切り込みの方向に平行に毎分２００±２０mmの引っ張り速度で引き裂き、最大荷重を求める。方向は切り込みの方向を示す。

シートから真空成形で図１の様な形状の弁当容器を作成し以下の試験を行った。なお成型時の加熱温度は３００℃、加熱時間は１３秒、シート幅は９００mm、送り長さは１１００mmであった。
（１）ドローダウンシートを加熱した時にシートが加熱により垂れ下がる長さを、シート中央部にて測定した。数値が多いほど垂れ下がりが大きくなり好ましくない。
（２）落下強度成形した弁当容器に３００ｇの重りを全体に均一になるよう固定し、５０ｃｍから短手方向の縁が垂直になる方向で落下させて、弁当容器が破壊するかどうかをみた。なお、蓋は用いなかった。
（３）電子レンジ耐熱性弁当容器に食用サラダ油を８分目（約３００ｇ）を入れて、５分間蓋なしで電子レンジ加熱し、容器の変形、油もれの有無等をみた。実施例１の組成を表１に、評価結果を表２に示す。

（実施例２〜８）表１に示された原料及び配合割合とした以外は実施例１と同様に行った、評価結果を表２に示す。なお、用いたポリプロピレン系樹脂は以下の通りである。

グランドポリマー社製Ｅ１０２、ＭＩ＝２、ＰＰホモポリマーグランドポリマー社製Ｊ１０１、ＭＩ＝１．４、ＰＰホモポリマーグランドポリマー社製Ｂ１０１Ｗ、ＭＩ＝０．７、ＰＰホモポリマーモンテルＪＰＯ社製ＰＦ８１４、ＭＩ＝３、長鎖分岐のあるＰＰホモポリマー

（比較例１）表１記載の原料、組成、すなわちポリプロピレン系樹脂５０重量部（グランドポリマー社製Ｆ２２９Ｄ、ＭＩ＝９、ＰＰホモポリマー、ランダム共重合体）、タルク３０重量部、ポリスチレン樹脂２０重量部、発泡剤０．１２重量部、流動パラフィン０．０４２重量部とした以外は実施例１と同様に行った。評価結果を表２に示す。

本発明は、１３０℃の電子レンジ耐熱性を有し、実用的な強度を保持しながらも、減容廃棄性、すなわち廃棄時に容器を容易に潰すことができるためにゴミとなる容器の見かけの容量を減らすことができ、かつまた従来のＰＰ／Ｆ製の容器にはなかった、パール調の美麗な外観を有する熱可塑性樹脂発泡シート及び容器を提供することができる。

容器の物性を測定する際に使用した容器の形状図。

Claims (6)

1. （Ａ）メルトインデックスが０．３〜６のポリプロピレン系樹脂４０〜６０重量部、（Ｂ）ポリスチレン系樹脂１０〜３０重量部、（Ｃ）無機充填剤１０〜４０重量部及び、（Ｄ）スチレン−イソプレンブロック共重合体水素添加物３〜２０重量部を含有する熱可塑性樹脂組成物。
2. 無機充填剤がタルクである請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
3. 分岐状のポリプロピレン系樹脂を含有する請求項１又は２に記載の熱可塑性樹脂組成物。
4. 発泡剤を含有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
5. 請求項１乃至４の熱可塑性樹脂組成物を用いた成形体。
6. 真空成形、圧空成形、真空圧空成形、プラグアシスト成形、プレス成形のいずれか一種以上を用いた請求項５に記載の成形体の製造方法。
   
   

Images