JP2007291224A

JP2007291224A - スチレン系樹脂押出発泡シートおよび容器

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Publication number: JP2007291224A
Application number: JP2006120270A
Authority: JP
Inventors: Ryozo Okumura; 量三奥村
Original assignee: PS Japan Corp
Current assignee: PS Japan Corp
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2026-04-25
Also published as: JP4948028B2

Abstract

【課題】ニクロム線切断時の異物の付着や煙、臭いの少ないポリスチレン系樹脂を押出発泡成形してなる押出発泡シートおよび容器の提供。
【解決手段】芳香族ビニルモノマーからなる樹脂であって、２００℃、４９Ｎで測定したメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）が２．０〜５．０ｇ／１０ｍｉｎであって、かつ２４０℃、角速度０．１ラジアン／秒で測定した、コーン＆プレート型溶融粘弾性測定装置による貯蔵弾性率Ｇ’（０．１）が５〜２０Ｐａであることを特徴とするスチレン系樹脂を押出発泡成形してなる押出発泡シート。
【選択図】なし

Description

本発明は、押出発泡シートを真空成型後にニクロム線でカットする際、ニクロム線付着が少なく、煙や臭いが出にくい上、容器の外観にも優れるスチレン系樹脂よりなる発泡シートおよび当該シートを真空成型して得られる納豆容器に関する。

ポリスチレン系樹脂押出発泡シートから熱成形により成形した食品用の簡易容器は、例えば、惣菜や焼きそば、たこ焼き等々のトレー、納豆容器等種々の食品用の簡易容器として汎用的に使われている。このような発泡シートの熱成形による簡易容器の製造には、ポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形して複数個の成形体が連接したシート成形体を、熱線によって個々の成形体に分離し製品とする方法が一部で使用されている。
このような発泡シートを熱成形し複数個の成形体が連接したシート成形体（例えば、容器）を、熱線（例えば、ニクロム線）により連続して切断する場合、切断回数および／または切断枚数が多くなるに伴って、熱線に微細な茶褐色乃至黒色の異物（以下、単に異物と称する）の付着が頻繁に発生してくる。このため熱線による切断作業を中断して熱線を掃除しなければならず、作業効率が悪くなる問題がある。また、熱線に付着した異物がシート成形体の切断面に付着して該成形体を汚染することがあり、商品価値を低下させる要因ともなっている。さらに熱線に付着した異物が焼けることによって煙や臭いが発生し、作業環境が良くない問題がある。したがって、このような熱線への異物の付着が発生しない発泡シートの提供が望まれている。
この問題を解決するために、特許文献１には該発泡シート中の灰分が０．３５重量％以下であることを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シートが提案されている。

特開２００４−３５７１２号公報

しかしながら、特許文献１には発泡シート中の灰分を減らすためには発泡核剤であるタルクを減らすことが有効であると記載されているが、発泡核剤を減らすと発泡シートおよび容器のキメが荒くなって外観の劣るものとなり、商品価値を下げる問題があった。そして少ない発泡核剤によってキメ細かな優れた外観を得る方法については当該特許文献１に記載されていない。
本発明はキメ細かな優れた外観を有し、かつニクロム線カット時の異物の付着や煙、臭いを発生しにくいスチレン系樹脂を用いた押出発泡シートおよび該発泡シートを真空成型して得られる容器を提供するものである。

本発明者らはかかる現状を鑑み、鋭意検討を重ねた結果、特定のメルトマスフローレイトと特定の貯蔵弾性率を有するスチレン系樹脂を用いることにより、少ない発泡核剤量でキメ細かな外観を有する押出発泡シート、およびそれを真空成型した容器が得られ、且つ該容器のニクロム線カット時の異物の付着や煙、臭いを押さえることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、２００℃、４９Ｎで測定したメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）が２．０〜５．０グラム／１０分であって、かつ２４０℃、角速度０．１ラジアン／秒で測定した、コーン＆プレート型溶融粘弾性測定装置による貯蔵弾性率Ｇ’（０．１）が５〜２０Ｐａであることを特徴とするスチレン系樹脂を押出発泡成形してなる押出発泡シートを提供するものである。
さらに上記スチレン系樹脂の２４０℃、角速度１００ラジアン／秒で測定した、コーン＆プレート型溶融粘弾性測定装置における貯蔵弾性率Ｇ’（１００）と上記貯蔵弾性率Ｇ’（０．１）との比Ｇ’（１００）／Ｇ’（０．１）が２０００〜４０００であることを特徴とするスチレン系樹脂を押出発泡成形してなる押出発泡シートを提供するものである。
またこれらの発泡シートを真空成形して得られる容器を提供するものである。

本発明のスチレン系樹脂を用いた押出発泡シートを用いることにより、少量の発泡核剤でキメ細かい美麗な容器を得ることができ、そして容器をニクロム線カットする際の異物の付着や煙、臭いが少ないことから、容器の切断面に該異物が付着したり、また作業者が煙や臭いを吸い込むという問題を解決することができる。

以下、本願発明について具体的に説明する。
本発明のスチレン系樹脂に使用される単量体としてはスチレン、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン、エチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等を用いることができる。中でもスチレンが好ましい。また、本発明に使用されるスチレン系樹脂に目的を損なわない範囲においてスチレンと共重合可能なコモノマーを共重合してもかまわない。スチレンと共重合可能なコモノマーとしては例えば、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸ブチル等のメタアクリル酸エステル類、αーメチルスチレン、ｏ−、ｍ−、ｐ−メチルスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン等のスチレン以外の芳香族ビニル類、マレイン酸、フマル酸等の不飽和脂肪酸類、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和ジ脂肪酸無水物類，Ｎ−フェニルマレイミドの不飽和ジ脂肪酸イミド類等が挙げられる。これらのモノマー類は１種類または２種類以上併用してもかまわない。

本発明においては、スチレン系樹脂はスチレン系単量体を熱重合または有機過酸化物群を重合開始剤として重合することができる。有機過酸化物の具体例としては、１，１ービス（ｔーブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１ービス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５ートリメチルシクロヘキサン等のパーオィシケタール類、ジーｔ−ブチルパーオキサイド、２，５ージメチルー２，５ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等のジアルキルパーオキサイド類、ベンゾイルパーオキサイド、ｍ−トルオイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類、ジミリスチルパーオキシジカーボネート等のパーオキシエステル類、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、ｐ−メンタハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類、２，２ービス（４，４ージターシャリーブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、２，２ービス（４，４ージターシャリーアミルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、２，２ービス（４，４ージターシャリーブチルパーオキシシクロヘキシル）ブタン、２，２ービス（４，４ージクミルパーオキシシクロヘキシル）プロパンなどの多官能開始剤を挙げることができる。

これらの有機過酸化物はスチレン系単量体重合のいずれかの工程にて重合系（重合原料溶液または重合途中の溶液）に添加される。これらの有機過酸化物は重合原料溶液に加えられても、重合途中の溶液に必要に応じて複数回に分割して添加しても良い。上記有機過酸化物の添加量は重量原料溶液１００重量部に対して０．０００５〜０．２重量部であり、より好ましい添加量は、０．０１〜０．１重量部である。上記有機過酸化物の添加量が０．０００５重量部未満の場合は開始剤添加の目的の効果を得られない。又、０．２重量部を越える場合は重合時に大量の反応熱が発生するため重合の制御が困難となる場合がある。もしくは、重合体を得るのに低温でかつ長時間の重合時間が必要となるか、または、大量の溶媒が必要となるため生産性が低下する場合がある。

本発明において、その重合方法には特に制約はなく。通常の塊状重合、溶液重合、懸濁重合等が用いられる。また、本発明においては分子量調整のために、溶媒や連鎖移動剤を使用することも可能である。溶媒としては、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等が使用できる。溶媒の使用量は特に限定されるものではないが、０重量％〜３０重量％の範囲の使用が好ましい。連鎖移動剤としてはｎ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ドデシルメルカプタン、α−メチルスチレンダイマー等が用いられ、０重量％〜１重量％の範囲の使用が好ましい。反応温度は、８０〜１６０℃、より好ましくは９０〜１５０℃の範囲である。反応温度が８０℃より低いと生産性が低下し、工業的に不適当である。１６０℃を越えると低分子量重合体が多量に生成して好ましくない。目標分子量が重合温度のみで調整できない場合は、開始剤量、溶媒量、連鎖移動剤量等で制御すればよい。反応時間は一般に０．５〜２０時間、より好ましくは２〜１０時間である。反応時間が０．５時間より短いと反応が充分に進行しない。２０時間より長い場合は生産性が低く、工業的に不適当である。

スチレン系単量体の重合転化率については、特に限定されるものではないが、工業的な見地から、４０％以上であることが望ましい。このようにして得られた重合溶液は、未反応単量体や溶媒を除去することにより、目的とするスチレン系樹脂を分離することができる。懸濁重合の場合はそのまま次の工程に供される。
また、スチレン系樹脂に慣用されている添加剤、例えば酸化防止剤、滑剤、着色剤等を本発明の目的を損なわない範囲で添加してもかまわない。具体的には流動パラフィン、白色鉱油、等の可塑剤、ステアリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム等の滑剤等があげられる。またペレットの外部潤滑剤として、エチレンビスステアリルアミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等をペレットにまぶしても良い。

本発明のスチレン系樹脂の２００℃、４９Ｎ荷重におけるメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）は２．０〜５．０グラム／１０分である。ＭＦＲが２．０グラム／１０分より小さいと外観が荒れたものになる。またＭＦＲが５．０グラム／１０分より大きいと樹脂の粘度が低いため押出発泡成形の際に発泡セルが大きく成長してしまい、押出発泡シートのキメが荒くなる。好ましいＭＦＲの範囲は２．５〜４．０グラム／１０分である。
また本発明のスチレン系樹脂は２４０℃、角速度０．１ラジアン／秒で測定した、コーン＆プレート型溶融粘弾性測定装置による貯蔵弾性率Ｇ’（０．１）が５〜２０Ｐａである。貯蔵弾性率は高分子の緩和時間分布に関係づけられている。Ｇ’（０．１）が大きいことはこの領域、すなわち比較的緩和時間の長い成分が多いことを意味し、２０Ｐａより大きいと発泡体のキメが荒くなる問題がある。一方、５Ｐａ未満の場合には真空成型性が良くない。好ましくは５〜１５Ｐａ、さらに好ましくは７〜１３Ｐａである。なおコーン＆プレート型溶融粘弾性測定装置とは例えばレオメトリックス社のＲＭＳ−８００等として広く知られている。

さらに２４０℃、角速度１００ラジアン／秒で測定した、コーン＆プレート型溶融粘弾性測定装置による貯蔵弾性率Ｇ’（１００）と上記貯蔵弾性率Ｇ’（０．１）の比（以下、Ｇ’（１００）／Ｇ’（０．１）と略記する。）が２０００〜４０００であることが好ましい。Ｇ’（１００）／Ｇ’（０．１）の比が２０００より小さいと発泡セルが大きくなってキメが荒くなる。Ｇ’（１００）／Ｇ’（０．１）の比が４０００より大きいものは真空成型性が良くない。より好ましいＧ’（１００）／Ｇ’（０．１）の比は２５００〜３５００である。
本発明の樹脂組成物の平均分子量は、重量平均分子量（Ｍｗ）で１５万〜３５万、より好ましくは２０万〜３０万とする。Ｍｗが３５万を越える場合は、溶融体の粘度が高くなり、成形、加工性等が極端に低下し、生産性が悪化する。また１５万未満の場合は、成形
体の強度が低下する。ここでいうＭｗとは、４０℃、テトラヒドロフランを溶媒としてゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される。

本発明のスチレン系樹脂組成物による押出発泡シートの製造方法は、通常知られている方法を用いることができる。押出発泡時の発泡剤や発泡核剤については通常用いられる物質を使用できる。発泡剤としてはブタン、ペンタン、フロン、水等を使用することができ、ブタンが好適である。また発泡核剤としてはタルク等を使用できる。ポリスチレン系樹脂押出発泡シートは、厚み０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ、見かけ密度５０ｇ／Ｌ〜３００ｇ／Ｌ、坪量８０ｇ／ｍ^２〜２５０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。
また、押出発泡シートにフィルムをラミネートしても良い。使用するフィルムの種類として、一般のポリスチレンに使用されるもので差し支えない。
この押出発泡シートを真空成型し、ニクロム線によって切断することによって容器を作る。
次に、実施例および比較例によって本発明をさらに詳細に説明する。

以下に分析法と発泡シート特性の測定法を記す。
・メルトマスフローレイト
ＪＩＳＫ７２１０にしたがって２００℃、４９Ｎで測定。
・貯蔵弾性率
レオメトリックス社製溶融粘弾性測定装置ＲＭＳ−８００を用いた。測定温度は２４００℃、窒素気流中で行う。コーン＆プレート治具は直径２５ｍｍ、コーンの角度０．１ラジアンのものを用いた。歪みは２０％、角速度１００ラジアン／秒から０．０１ラジアン／秒まで測定を行った。

・ニクロム線切断試験
切断試験は、発泡シートから１５ｃｍ×１５ｃｍの大きさの試験片を作製し、ニクロム線径を０．５ｍｍ、表面温度を３６０℃とし、上記試験片を１０枚重ねて該ニクロム線で切断し、７０００枚を切断したときのシート切断面における異物付着個数を目視により計測した。尚、異物付着個数が４０個以下を合格とするが、３５個以下が好ましく、２０個以下がより好ましく、１５個以下が更に好ましく、０〜１０個が最も好ましい。またニクロム線切断時の煙と臭いの発生状況を評価した。尚、煙の評価において、○は煙の少ないもの、×は煙の多いものであり、臭いの評価において、○は臭いの少ないもの、×は臭いの多いものを意味する。

[実施例１]
メルトマスフローレイト２．６グラム／１０分、２４０℃、角速度０．１ラジアン／秒で測定した、コーン＆プレート型溶融粘弾性測定装置による貯蔵弾性率Ｇ’（０．１）が１０Ｐａであるポリスチレン樹脂を用いた。重量平均分子量は２４万である。
「ポリスチレン樹脂組成物の発泡押出し」直径３００ｍｍのサーキュラーダイを備えた押出発泡機を用いて、上記のポリスチレン樹脂組成物１００重量部に対して、発泡核剤として、発泡シート製造時のタルク（平均粒径１．３μｍ）添加量がポリスチレン樹脂１００重量部当たり０．１５重量部、発泡剤として、液化ブタンを樹脂に対して４重量部添加して発泡体を製造した。樹脂溶融ゾーンの温度は２００〜２３０℃、ロータリークーラー温度は１３０〜１７０℃、Ｔダイ温度を１５０℃に調整する。押出発泡された発泡体を冷却マンドレルで冷却し、円周上の２点でカッターにより切断後、幅１０００ｍｍ、シート厚み：１．１ｍｍ、見かけ密度：１００ｇ／Ｌ（発泡倍率：１０．５倍）、坪量：１１０ｇ／ｍ^２のポリスチレン樹脂発泡シートを得た。
「ポリスチレン樹脂組成物発泡シートの熱成形」上記発泡シートを真空成形して納豆容器を得た。この容器を加熱したニクロム線で切断して、付着量およびニクロム線切断時の
臭いと煙の発生状況を評価した。結果を表−１に示す。

[実施例２〜５]
メルトマスフローレイトおよび２４０℃、角速度０．１ラジアン／秒で測定した、コーン＆プレート型溶融粘弾性測定装置による貯蔵弾性率Ｇ’（０．１）が異なるポリスチレン樹脂を用い、キメが同等になるようにタルク量を変えた以外は実施例１と同様に行った。ポリスチレン樹脂の他の物性と評価結果を表−１に示す。

[比較例１〜４]
メルトマスフローレイトおよび角速度０．１ラジアン／秒で測定した、コーン＆プレート型溶融粘弾性測定装置による貯蔵弾性率Ｇ’（０．１）が異なるポリスチレン樹脂を用い、キメが同等になるようにタルク量を変えた以外は実施例１と同様に行った。ポリスチレン樹脂の他の物性と評価結果を表−１に示す。実施例１−５と比べ、ニクロム線への異物付着、煙、臭いの点で劣っていた。
[比較例５]
比較例１と同じポリスチレン樹脂を用い、タルク量を実施例１と同様にして行った。ポリスチレン樹脂の他の物性と評価結果を表−１に示す。ニクロム線への異物付着、煙、臭いは良好であったが、キメが荒く商品価値の低いものであった。

本発明は、納豆用の発泡容器向けシートとして好適である。

Claims

２００℃、４９Ｎで測定したメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）が２．０〜５．０グラム／１０分であって、かつ２４０℃、角速度０．１ラジアン／秒で測定した、コーン＆プレート型溶融粘弾性測定装置による貯蔵弾性率Ｇ’（０．１）が５〜２０Ｐａであることを特徴とするスチレン系樹脂を押出発泡成形してなる押出発泡シート。
上記スチレン系樹脂の２４０℃、角速度１００ラジアン／秒で測定した、コーン＆プレート型溶融粘弾性測定装置における貯蔵弾性率Ｇ’（１００）と上記貯蔵弾性率Ｇ’（０．１）との比Ｇ’（１００）／Ｇ’（０．１）が２０００〜４０００であることを特徴とする請求項１記載の押出発泡シート。
請求項１又は２記載の押出発泡シートを真空成型して得られる容器。
上記容器が納豆容器であることを特徴とする請求項３記載の容器。