JP2008069319A - 着色ポリスチレン系樹脂発泡シート - Google Patents

Abstract

【課題】熱線によって個々の成形体に分離する際に、熱線への異物の付着を低減でき、外観が美麗な着色ポリスチレン系樹脂発泡シートの提供。
【解決手段】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に使用されているポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対して有機系顔料を０．０５質量部以上含有して着色されており、その色彩明度が９０以下であり、且つ該発泡シート中の灰分が０．３５〜１．０質量％の範囲であることを特徴とする着色ポリスチレン系樹脂発泡シート。
【選択図】なし

Description

本発明は、納豆容器などの食品用容器の素材として用いられる着色されたポリスチレン系樹脂発泡シートに関し、特に複数個の成形体が連接したシート成形体から、熱線によって個々の成形体に分離して製品とする方法に使用される着色されたポリスチレン系樹脂発泡シートに関する。

ポリスチレン系樹脂発泡シートは、熱成形性に優れ、食品容器用の素材として広く用いられている。気泡の細かいポリスチレン系樹脂発泡シートは、白色でパール状の光沢がある優れた外観を有しており、それからなる食品用容器も外観が美麗である。一方で、従来品との差別化や意匠性の面で、着色されたポリスチレン系樹脂発泡シートからなる食品用容器も要望されている。

ポリスチレン系樹脂発泡シートを用いた容器の成形方法は、ロール状に巻かれたポリスチレン系樹脂発泡シートをまきほどいて加熱し、樹脂が軟化した時に一定の成形型にて圧着成形して成形品を得る方法が、一般に用いられている。この成形に際しては、一度に複数個の成形品が得られる成形型で熱成形する為、その後に１つずつに分離させる作業が必要である。

その裁断には、抜き刃によるトリミングや成形品の間に熱線（多くの場合、ニクロム線）を通して複数個の型が繋がっている成形品を分離する方法が採用されている。熱線による分離法においては、切断回数および／または切断枚数が多くなるに伴って、熱線に微妙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成形体の切断面に付着して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。

従来、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に使用されるポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、熱線への異物の付着を低減させるものとして、例えば、特許文献１に開示された技術が提案されている。特許文献１に開示されたポリスチレン系樹脂発泡シートは、発泡シート中の灰分が０．３５質量％以下、厚み０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ、見掛け密度５０ｇ／Ｌ〜３００ｇ／Ｌ、坪量８０ｇ／ｍ^２〜２５０ｇ／ｍ^２であることを特徴としている。
特開２００４−３５７１２号公報

特許文献１では、熱線に付着する異物は、ポリスチレン系樹脂発泡シート中に含まれる無機物であるとして、無機物の含有量を灰分として測定し、その灰分量を少なくすることで、熱線に付着する異物の発生が少なくなるとしている。
しかし、無機物として使用されているタルクは、押出発泡成形による発泡シート製造における気泡調整剤（気泡核剤）として用いられており、特許文献１に記載されているように、気泡調整剤の使用量が少なくなると、得られる発泡シートは気泡が粗くなり、外観の劣るものとなってしまう問題があった。
また、熱線による発泡シートの切断作業における異物の付着現象は、ポリスチレン系樹脂発泡シートが無着色である場合に比べ、着色されている場合により顕著に現れる。したがって、熱線への異物の付着が発生しない着色されたポリスチレン系樹脂発泡シートの提供が望まれている。

本発明は、前記事情に鑑みてなされ、熱線によって個々の成形体に分離する際に、熱線への異物の付着を低減でき、外観が美麗な着色ポリスチレン系樹脂発泡シートの提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、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に使用されているポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対して有機系顔料を０．０５質量部以上含有して着色されており、その色彩明度が９０以下であり、且つ該発泡シート中の灰分が０．３５〜１．０質量％の範囲であることを特徴とする着色ポリスチレン系樹脂発泡シートを提供する。

本発明の着色ポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、厚み０．６ｍｍ〜３．０ｍｍ、見掛け密度０．０５ｇ／ｃｍ^３〜０．２ｇ／ｃｍ^３、坪量８０ｇ／ｍ^２〜２２０ｇ／ｍ^２、且つ平均気泡径が０．２〜０．３ｍｍの範囲であることが好ましい。

本発明の着色ポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、灰分が０．５０質量％以上であることが好ましい。

本発明の着色ポリスチレン系樹脂発泡シートは、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対して有機系顔料を０．０５質量部以上含有して着色されており、その色彩明度が９０以下であり、且つ該発泡シート中の灰分が０．３５〜１．０質量％の範囲であり、タルク等の気泡調整剤の量を極端に減らさなくても、熱線への異物の付着が低減でき、気泡調整剤の添加により発泡シート中の気泡が微細な発泡シートを製造することができる。従って、本発明によれば、熱線によって個々の成形体に分離する際に、熱線への異物の付着を低減でき、外観が美麗な着色ポリスチレン系樹脂発泡シートを提供することができる。

本発明者らは、成形品を熱線によって個々の成形体に分離する際に、熱線への異物の付着を低減でき、しかも外観が美麗な着色ポリスチレン系樹脂発泡シート（以下、発泡シートと略記する場合がある。）を提供するべく、鋭意検討を重ねた結果、ポリスチレン系樹脂発泡シートの着色に無機系顔料を使用せず、特定の有機系顔料をポリスチレン系樹脂１００質量部に対して０．０５質量以上配合することで、気泡調整剤であるタルクの量を極端に減らさなくても、熱線への異物の付着を低減できることを見出し、本発明を完成させた。

本発明は、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に使用されているポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対して有機系顔料を０．０５質量部以上含有して着色されており、その色彩明度が９０以下であり、且つ該発泡シート中の灰分が０．３５〜１．０質量％の範囲であることを特徴としている。

（ポリスチレン系樹脂）
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートに用いられるポリスチレン系樹脂は、スチレン単独重合体の他に、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、耐衝撃性ポリスチレン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン６０質量％以上と他の共重合性モノマー４０質量％以下との共重合体、或いはこれら２以上の混合物が挙げられる。ポリスチレン系樹脂以外の他の共重合体を基材樹脂に混合することもできるが、その場合には、混合物中のスチレン成分含有量が６０質量％以上となるようにする。また、回収（再生）ポリスチレン樹脂も使用することができる。

（有機系顔料）
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートに用いられる有機系顔料としては、例えば、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、インジゴ系、キノフタロン系、ジケトピロロピロール系、ペリレン系、ペリノン系等の縮合多環系有機顔料およびベンズイミダゾロン系、縮合アゾ系、アゾメチンアゾ等の不溶性アゾ系などが挙げられる。これらの中でも、縮合アゾ系が好ましい。

この有機系顔料の添加量は、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対して０．０５質量部以上とする。有機系顔料の添加量が０．０５質量部未満であると、ポリスチレン系樹脂発泡シートの着色が不十分となったり、熱線によって個々の成形体に分離する際に熱線への異物の付着が多くなり、好ましくない。一方、有機系顔料の添加量が多いと、発泡シート製造時の押出発泡性が低下するので、有機系顔料の添加量はポリスチレン系樹脂１００質量部に対して１質量部以下とするのが好ましい。

（気泡調整剤等の添加物）
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートには、前記有機系顔料以外に、ポリスチレン系樹脂発泡成形の分野で従来より周知の各種添加剤、例えば、タルクなどの気泡調整剤、無機充填剤、難燃剤、難燃助剤、滑剤、可塑剤などの添加剤を添加することができる。ただし、これらの添加剤のうち、無機系の添加剤の配合量は、発泡シート中の灰分が０．３５〜１．０質量％の範囲となるように添加する必要がある。

前記添加剤の中でも、特にタルクなどの気泡調整剤を必須の成分として加えることが望ましい。この気泡調整剤を添加することによって、ポリスチレン系樹脂発泡シートやその成形品の気泡が細かく、均一になり、外観が美麗な成形品を製造することができるようになる。

（色彩明度）
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、色彩明度が９０以下となるように有機系顔料で着色されている。色彩明度が９０を超えていると無着色品との差別化が不十分であり好ましくない。なお、本発明において色彩明度とは、下記の色彩明度測定方法により測定された値を言う。

＜色彩明度測定方法＞
得られたシートを色彩色差計ＣＲ−２００（ミノルタ社製）にて付属の白色校正板で校正し、白色校正板の色彩明度９７．５５に対して各サンプルの色彩色度を測定した。測定は、シートの任意の３箇所で行いそれらの平均値を発泡シートの色彩色度とした。

（灰分）
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、発泡シート中の灰分が０．３５〜１．０質量％の範囲になっている。本発明において、発泡シート中の灰分は、殆どがタルクなどの気泡調整剤に由来する灰分であることが好ましい。ポリスチレン系樹脂発泡シート中の灰分が０．３５質量％未満であると、ポリスチレン系樹脂発泡シートの気泡径が大きくなって、外観が悪くなるので好ましくない。また１．０質量％を超えると、有機系顔料で着色されていても、熱線への異物の付着が多くなり、好ましくない。この灰分の量は、０．５〜０．９質量％の範囲がより好ましい。なお、本発明において灰分とは、下記の灰分測定方法によって測定された値を言う。

＜灰分測定方法＞
試料１．０ｇを８０ｍｌ磁性ルツボに精秤後、電気炉（マッフル炉ＳＴＲ−１５Ｋ（いすず社製）にて５５０℃で５時間加熱灰化し、デジゲーター内で放冷後質量を測定し、灰分量を次式で算出した。
灰分量（質量％）＝灰化後試料質量／灰化前試料質量×１００

（厚み）
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、厚みが０．６ｍｍ〜３．０ｍｍであり、好ましくは０．８ｍｍ〜２．５ｍｍのものが好適である。厚みが０．６ｍｍ未満の場合には、保形性に優れた成形品を得ることが困難であり、一方、３．０ｍｍを超える場合には、熱線による切断性が低下し、軽量性が失われ、また積み重ねた場合の嵩高が大きくなり好ましくない。

（見掛け密度）
また、見かけ密度は、０．０５ｇ／ｃｍ^３〜０．２ｇ／ｃｍ^３であり、好ましくは０．０６ｇ／ｃｍ^３〜０．１ｇ／ｃｍ^３である。見かけ密度が０．０５ｇ／ｃｍ^３未満では、保形性に優れた成形品を製造することが困難であり、一方、０．２ｇ／ｃｍ^３を超える場合には、断熱性および軽量性に優れた成形品を製造することが困難となる。また熱線による切断性が低下する。なお、本発明において発泡シートの見掛け密度は、下記の発泡シートの見掛け密度の測定方法により測定された値を言う。

＜発泡シートの見掛け密度の測定方法＞
ＪＩＳ Ｋ７２２２：１９９９「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」記載の方法で測定した。

（坪量）
また、坪量は８０ｇ／ｍ^２〜２２０ｇ／ｍ^２であり、好ましくは９０ｇ／ｍ^２〜１８０ｇ／ｍ^２である。坪量が８０ｇ／ｍ^２未満では十分に保形性を有する成形品が得られず、２２０ｇ／ｍ^２を超える場合には軽量性が確保し難い。

（平均気泡径）
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、平均気泡径が０．２〜０．３ｍｍの範囲であることが好ましい。平均気泡径が０．３ｍｍより大きいと、成形品の外観が低下するので好ましくない。また平均気泡径が０．２ｍｍ未満であると、ポリスチレン系樹脂発泡シートの成形性が悪化したり、成形品の強度が低下したりするので好ましくない。この平均気泡径は０．２ｍｍ〜０．２７ｍｍであることがより好ましい。なお、本発明において平均気泡径は、下記の平均気泡径の測定方法により測定された値を言う。

＜平均気泡径の測定方法＞
ＡＳＴＭ Ｄ２８４２−６９の試験方法に準拠し測定した。すなわち試験体をＭＤ方向（押出方向）、ＴＤ方向（面方面にあった押出方向に直行する方向）及びＶＤ方向（厚み方向）に沿って切断し、それぞれの切断面のカット面外側より１／１０〜９／１０以上内側を走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製Ｓ−３０００Ｎ）で１７〜２０倍（場合により２００倍）に拡大して撮影する。撮影した画像をＡ４用紙上に４画像ずつ印刷し、夫々の方向に平行な任意の一直線上（長さ６０ｍｍ）にある気泡数から気泡の平均弦長（ｔ）を下記式により算出した。但し任意の直線はできる限り気泡が接点でのみ接しないようにした（接してしまう場合は気泡数に含める）。計測は６ヶ所とした。
平均弦長 ｔ＝６０／（気泡数×写真の倍率）
そして次式により各方向における気泡径を算出した。
平均気泡径（ｍｍ）＝（ＤＭＤ＋ＤＴＤ＋ＤＶＤ）／３
また、試験片厚みが薄く、ＶＤ方向に６０ｍｍ長さ分の気泡数を数えられない場合は、３０ｍｍ又は２０ｍｍ分の気泡数を数えて６０ｍｍ分の気泡数に換算した。

（発泡シートの製造方法）
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、従来のポリスチレン系樹脂発泡シートと同様に、押出発泡成形法によって製造することができる。すなわち、押出機にポリスチレン系樹脂、有機系顔料、気泡調整剤及び必要に応じてその他の添加剤を所定量秤量して投入し、押出機内で加熱し、溶融混練し、これに発泡剤を加えてさらに混練する。この発泡剤としては、沸点がスチレン系樹脂の軟化点以下であって、常圧でガス状もしくは液状の有機化合物が適しており、例えば、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン、シクロペンタジエン、ｎ−ヘキサン、石油エーテル等の炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルエチルエーテル等の低沸点のエーテル化合物、炭酸ガス、窒素、アンモニア等の無機ガス等が用いられる。これらの発泡剤は、一種のみを使用してもよく、また、二種以上を併用してもよい。これらのうち、好ましい発泡剤は沸点が−４５〜４０℃の炭化水素であり、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン等が好ましい。この発泡剤の添加量は、スチレン系樹脂１００質量部に対し、１〜１０質量部の範囲が好ましい。発泡剤添加後、押出機内の樹脂組成物の温度を押出発泡に適した温度まで冷却し、押出機先端に取り付けられたダイの開口から樹脂組成物を押し出して発泡させ、その直後に冷却エアーを吹き付け、さらに発泡シートをマンドレルに接触させて冷却し、巻き取ることにより発泡シートを製造する。サーキュラーダイを使用する場合には、押出発泡し、冷却エアを吹き付けて冷却した筒状の発泡シートを円筒形のマンドレル外周面に沿わせて冷却後、シート形状に切り開く。

本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、所望に応じて耐衝撃性ポリスチレン系樹脂フィルムなどのポリスチレン系樹脂フィルムを熱接着したものも使用することができる。また、文字や模様を印刷したフィルムを熱接着することもできる。

（発泡シートの成形）
前述した発泡シートの製造方法によって製造され、ロール状に巻かれたポリスチレン系樹脂発泡シートをまきほどいて加熱し、樹脂が軟化した時に一定の成形型にて圧着成形して成形品を得る。本発明において、成形品の形状は限定されない。この成形に際しては、一度に複数個の成形品が得られる成形型で熱成形する為、その後に熱線を用いるカット装置によって個別に分離させる。

本発明の着色ポリスチレン系樹脂発泡シートは、有機系顔料を添加して着色することで、タルク等の気泡調整剤の量を極端に減らさなくても、熱線への異物の付着が低減でき、気泡調整剤の添加により発泡シート中の気泡が微細な発泡シートを製造することができる。従って、本発明によれば、熱線によって個々の成形体に分離する際に、熱線への異物の付着を低減でき、外観が美麗な着色ポリスチレン系樹脂発泡シートを提供することができる。
以下、実施例により本発明の効果を実証する。

［実施例１］
ポリスチレン樹脂１００質量部（東洋スチレン社製：商品名ＨＲＭ−２６（ＭＩ＝１．６ｇ／ｍｉｎ））に、気泡調整剤としてタルク０．８６４質量部（キハラ化成社製：商品名ＭＯ−６０（ポリスチレン樹脂／タルク＝４０／６０（質量％）のマスターパッチで１．４４質量部）と着色剤としてブラウン色用の縮合アゾ系有機系顔料（大日精化社製：商品名ＰＳ−Ｍ ＳＳＣ ＭＦ６０４７（Ｂ））を０．５８質量部混合した原料を、第１押出機がφ１１５ｍｍの単軸押出機と第２押出機がφ１５０ｍｍ単軸押出機からなるタンデム押出機の第１押出機のホッパーに供給し、最高温度設定を２３８℃になるように、押出機内で加熱溶融混練し、発泡剤としてブタン（イソブタン／ノルマルブタン＝５０／５０）を３．８６質量部圧入し、さらに混練した。つづいて、第２押出機で樹脂温度を１５０．７℃まで冷却し、口径１６８φのサーキュラーダイ（スリットクリアランス０．１８ｍｍ）から押出発泡させた後、発泡体の内側に冷却エア（温度３０℃）を内側１．８ｍ^３／ｍｉｎ、外側１．３ｍ^３／ｍｉｎ吹き付けた後、直径６７０．５φｍｍ、長さ１０２６ｍｍの冷却マンドレルで冷却し、上下２枚に切り開いた発泡シートをロール状に巻いて発泡シート原反とした。

得られたポリスチレン系樹脂発泡シートは、坪量１１５ｇ／ｍ^２、厚み１．４２ｍｍ、密度０．０８１ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径０．２６ｍｍであった。
色彩明度、灰分量の測定を行った結果、色彩明度は８２．７であり、灰分量は０．８３質量％であった。
熱線への異物付着を下記の方法で測定した結果、０．０００２ｇであった。

＜熱線への異物付着の評価方法＞
異物付着の評価は、横１０６ｍｍ、縦２０６ｍｍ、深さ２４ｍｍのトレー容器が１ショットで６個得られる成形型にて成形を行い、この２３０ショット分を積み重ね、図１及び図２に示すニクロムカット装置にセットし、線径０．５ｍｍのニクロム線を表面温度約３６０℃にて切断し、このときニクロム線への付着物の質量を測定した。１ショットあたりの切断長さは、４００ｍｍであった。これを３回行い、その平均値を異物付着物とした。
異物付着量＝切断後のニクロム線の質量−切断前のニクロム線の質量

［比較例１］
着色剤として有機系顔料の代わりにブラウン色用の無機系顔料（日本ピグメント社製：商品名ＢＳ−Ｉ−０３１０７−２０）を３．６７質量部使用した以外は、実施例１と同様の方法でポリスチレン系樹脂発泡シートを得た。

得られたポリスチレン系樹脂発泡シートは、坪量１１５ｇ／ｍ^２、厚み１．４２ｍｍ、密度０．０８１ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径０．２３ｍｍであった。
色彩明度、灰分量の測定を行った結果、色彩明度は８３．５であり、灰分量は１．８２質量％であった。
実施例１と同様にして異物付着量を測定した結果０．０００８ｇであった。

［参考例］
着色例を添付せず、タルクを０．２４質量部（キハラ化成社製：商品名ＭＯ−６０（ポリスチレン樹脂／タルク＝４０／６０（質量部％）のマスターパッチで０．４質量部）とした以外は、実施例１と同様の方法でポリスチレン系樹脂発泡シートを得た。

得られたポリスチレン系樹脂発泡シートは、坪量１１５ｇ／ｍ^２、厚み１．３ｍｍ、密度０．０８８ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径０．３２ｍｍであった。
色彩明度、灰分量の測定を行った結果、色彩明度は９１．５であり、灰分量は０．２１質量％であった。
実施例１と同様にして異物付着量を測定した結果０．０００２ｇであった。

Claims (3)

1. 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に使用されているポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、
   ポリスチレン系樹脂１００質量部に対して有機系顔料を０．０５質量部以上含有して着色されており、その色彩明度が９０以下であり、且つ該発泡シート中の灰分が０．３５〜１．０質量％の範囲であることを特徴とする着色ポリスチレン系樹脂発泡シート。
2. 厚み０．６ｍｍ〜３．０ｍｍ、見掛け密度０．０５ｇ／ｃｍ^３〜０．２ｇ／ｃｍ^３、坪量８０ｇ／ｍ^２〜２２０ｇ／ｍ^２、且つ平均気泡径が０．２〜０．３ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の着色ポリスチレン系樹脂発泡シート。
3. 灰分が０．５０質量％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の着色ポリスチレン系樹脂発泡シート。