JP2015196728A - シート成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】熱成形に利用可能で低温脆化を生じ難い熱可塑性樹脂シート及び、低温での耐衝撃性に優れたシート成形品の提供。【解決手段】ポリプロピレン系樹脂層を有する単層または多層の熱可塑性樹脂シートが熱成形されてなるシート成形品１００であって、前記ポリプロピレン系樹脂層は、エチレン又はプロピレンと炭素数４〜１０のαオレフィンとのコポリマー２０〜４０質量部と、ポリプロピレンホモポリマーとの合計含有率１００質量部からなるシート成形品１００。【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂シートが熱成形されてなるシート成形品に関し、より詳しくは、少なくともポリプロピレン系樹脂層を備えた単層又は多層の熱可塑性樹脂シートが熱成形されてなるシート成形品に関する。

従来、ポリプロピレン系樹脂層単層の熱可塑性樹脂シートやポリプロピレン系樹脂層にポリエチレン系樹脂層を積層した多層の熱可塑性樹脂シートを原料シートとした食品用容器などのシート成形品が各種市販されている。
この種のシート成形品は、多くの場合、長尺帯状の前記原料シートをロール状に巻き取った原反ロールと真空成形機などの熱成形機とを用いて連続的に製造されている。
即ち、前記シート成形品は、前記原反ロールから供給された原料シートが前記真空成形機において順次熱成形される形で生産されたりしている。

なお、このようなシート成形品の製造に用いられる熱成形用の成形型としては、通常、製品形状に対応した形状の成形用凹部を有するものが用いられており、前記熱成形に際しては軟化した熱可塑性樹脂シートと成形型とを対面させて接触させ、前記成形用凹部内を真空引き（真空成形）するか、成形用凹部とは逆側から熱可塑性樹脂シートを加圧（圧空成形）するか、あるいは、該加圧を伴う前記真空成形（所謂「真空・圧空成形」）を実施するかして前記成形用凹部における型形状に沿わせて熱可塑性樹脂シートを変形させるとともにこの成形用凹部の内面に熱可塑性樹脂シートを当接させて成形型から脱離させても十分に形状保持可能なレベルにまで熱可塑性樹脂シートを冷却させることが行われている。

この真空成形や圧空成形などの熱成形において、成形型に沿う形に熱可塑性樹脂シートが変形され始めてから変形が完了するまでの時間は、通常、１秒以下程度の極短い時間となっている。
そのため、熱成形用の熱可塑性樹脂シートには、このような高速での変形に対して破れを生じたり、破れるまでには至らなくとも厚みが不均一になったりしないことが求められる。

ところで、このような熱可塑性樹脂シートを熱成形して得られるシート成形品は、例えば、下記特許文献１に示されているように冷凍食品用の容器などとして利用される場合があり、低温での耐衝撃性に優れることが要望されている。
また、航空輸送貨物などにおいては、輸送中に低温環境下にさらされる場合があり、こにょうな貨物の梱包材を前記シート成形品で構成させるような場合にも当該シート成形品には低温での耐衝撃性が要望される。
しかしながら、熱成形に利用可能な従来の熱可塑性樹脂シートにおいては、耐低温脆化性に優れるものが見出されておらず、上記のような要望を満足させるのが困難であるという問題を有している。

特開平０５−３１０２７８号公報

本発明は、上記のような問題を解決することを課題としており、熱成形に利用可能で低温脆化を生じ難い熱可塑性樹脂シートを提供し、低温での耐衝撃性に優れたシート成形品を提供することを課題としている。

上記課題を解決すべく本発明者が鋭意検討を行ったところ、熱可塑性樹脂シートの形成材料として特定のポリプロピレン系樹脂を採用することで当該熱可塑性樹脂シートを熱成形に利用可能で、且つ、低温での耐衝撃性に優れたものとし得ることを見出して本発明を完成させるに至った。

即ち、シート成形品に係る本発明は、少なくともポリプロピレン系樹脂層を備えた単層又は多層の熱可塑性樹脂シートが熱成形されてなるシート成形品であって、前記ポリプロピレン系樹脂層は、エチレン又はプロピレンと炭素数４以上１０以下のαオレフィンとの共重合体であるαオレフィンコポリマー、及び、ポリプロピレンホモポリマーを含有し、前記αオレフィンコポリマーと前記ポリプロピレンホモポリマーとの合計含有量を１００質量部とした際に、前記αオレフィンコポリマーを２０質量部以上４０質量部以下の割合で含有していることを特徴としている。

本発明によれば、熱成形に利用可能で、且つ、低温での耐衝撃性に優れた熱可塑性樹脂シートを得ることができ、低温での耐衝撃性に優れたシート成形品を得ることができる。

（ａ）一実施形態のシート成形品たる梱包材（スペーサ）を示した概略斜視図、（ｂ）図１（ａ）のＩ−Ｉ線矢視断面図。 図１の梱包材の使用態様を示した概略正面図。

以下に、本発明の実施の形態について、シート成形品として梱包材を例にして図面を参照しつつ説明する。

なお、図１は、本実施形態のシート成形品である梱包材（スペーサ）を示した図で、図２は、その使用態様を示した図である。
これらの図にも示されているように、本実施形態におけるスペーサ１００は、上面視における形状が横長な長方形となっており、中空状に形成され、底壁を有していない。
即ち、該スペーサ１００は、底部の外周縁部にのみ接地面を備え、該接地面が長方形の辺に沿った形となるように形成されている。
なお、以下においては、前記の長方形における長辺に沿った方向について“左右”又は“横方向”と称し、短辺に沿った方向について“前後”又は“縦方向”と称することがある。

前記スペーサ１００は、平坦シートな熱可塑性樹脂シートが熱成形されてなるシート成形品であり、該熱可塑性樹脂シートを扁平な直方体状となるように上方に向けて隆起させてなる基盤部１１０と、該基盤部よりも一段と高く隆起した隆起部１２０とを備えている。
前記隆起部１２０は、、上面視における形状が“Ｃ字”状となるように形成されており、前記スペーサ１００の上面視における輪郭形状たる長方形の一方の長辺の長さ方向中央部から一方の短辺を通って前記長辺に対向する長辺の中央部に至る領域にかけて形成されている。

本実施形態におけるスペーサ１００は、図２に示すようにフラットディスプレイパネル２００などの矩形板状の物品を立てた状態で搬送する際に四隅に装着させて利用されるもので、図２に破線で略示した梱包箱３００と前記物品との間に隙間Ｘを形成させるためのものである。
即ち、本実施形態のスペーサ１００を４つ用い、フラットディスプレイパネル２００の角部をそれぞれのスペーサ１００の隆起部１２０の内側に収容させるようにして当該フラットディスプレイパネル２００をスペーサ１００と一緒に梱包箱３００に収容させた場合には、前記隆起部１２０が前後左右においてフラットディスプレイパネル２００と梱包箱３００の内壁面との間に挟まれる形となる。
従って、本実施形態のスペーサ１００を装着させたフラットディスプレイパネル２００を前記のように梱包箱３００に収容させた場合には、前記隆起部１２０の前後左右における厚みに相当する隙間Ｘがフラットディスプレイパネル２００と梱包箱３００の内壁面との間に形成されることになる。

このスペーサ１００は、搬送物品が寒冷地に向けて搬送されるような場合においても、全体の撓みを活かしたクッション性を発揮することが求められる。
従って、低温において優れた耐衝撃性を発揮する素材によって形成されていることが重要である。

本実施形態の前記スペーサ１００は、少なくともポリプロピレン系樹脂層を備えた単層又は多層の熱可塑性樹脂シートが熱成形されて形成されたものである。
そして、前記熱可塑性樹脂シートは、エチレン又はプロピレンと炭素数４以上８以下のαオレフィンとの共重合体であるαオレフィンコポリマー、及び、ポリプロピレンホモポリマーが前記ポリプロピレン系樹脂層に含有されていることが前記スペーサ１００に低温における耐衝撃性を発揮させる上で重要な要件となる。
また、前記ポリプロピレン系樹脂層は、前記αオレフィンコポリマーと前記ポリプロピレンホモポリマーとの合計含有量を１００質量部とした際に、前記αオレフィンコポリマーを２０質量部以上４０質量部以下の割合で含有していることが重要である。

前記ポリプロピレン系樹脂層に含有されるポリプロピレンホモポリマーとしては、特に限定がされるものではなく、一般に“ホモポリプロピレン樹脂”と称されて市販されているものを採用することができる。
即ち、前記ポリプロピレンホモポリマーとしては、チーグラーナッタ触媒やメタロセン触媒によって重合されてなるアイソタクチックポリプロピレンを採用することができる。
また、前記ポリプロピレンホモポリマーとしては、電子線架橋やＸ線架橋といった活性エネルギー線架橋、有機過酸化物架橋などの化学架橋によって長鎖分岐を形成させた“高溶融張力ポリプロピレン”などであってもよい。
また、要すれば、前記ポリプロピレンホモポリマーは、シンジオタクチックポリプロピレンやアタクチックポリプロピレンであっても良い。
これらのポリプロピレンホモポリマーは、１種単独でポリプロピレン系樹脂層に含有させる必要はなく、２種類以上のものをポリプロピレン系樹脂層に含有させてもよい。

一般に、ホモポリプロピレン樹脂は、メタロセン触媒によって重合されたものの方が、分子量分布が狭いために細かな結晶が多数形成され易く、結晶化度を向上させ易い上にタイ分子を多く存在させるのに有利であると考えられている。
そのために低温脆性に関してメタロセン触媒によって重合されたホモポリプロピレン樹脂の方が優れた特性を発揮すると考えられるが本実施形態のポリプロピレンホモポリマーとしては、むしろチーグラーナッタ触媒によって重合されたものの方が好ましい。

このポリプロピレンホモポリマーとともにポリプロピレン系樹脂層に含有させる前記αオレフィンコポリマーとしては、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどの炭素数４〜１０のαオレフィンの内の１種以上とエチレンとの共重合体、前記αオレフィンの内の１種以上とプロピレンとの共重合体、前記αオレフィンの内の１種以上、エチレン、及び、プロピレンの三元以上の共重合体を採用することができる。

なかでも、αオレフィンコポリマーは、エチレンと１−ブテンとの共重合体であることが好ましく、ブテンを２５質量％以上４０質量％以下程度の割合で含有するものが好ましい。

前記のようにポリプロピレン系樹脂層における前記αオレフィンコポリマーの含有量は、ポリプロピレンホモポリマーとの合計１００質量部に対して２０質量部以上４０質量部以下とすることが重要である。
ポリプロピレン系樹脂層におけるαオレフィンコポリマーの含有量が上記範囲外では、当該ポリプロピレン系樹脂層に優れた耐寒性が発揮されず、その結果として、熱可塑性樹脂シートや前記スペーサの低温での耐衝撃性が十分に発揮されないおそれを有する。

一般に、ポリプロピレン樹脂の中では、ブロックポリプロピレン樹脂が低温での耐衝撃性に最も優れ、次いでランダムポリプロピレン樹脂が優れていると言われ、ホモポリプロピレン樹脂は低温での耐衝撃性には最も劣るものであると考えられてきた。
しかし、本発明者が見出した事項によれば、ホモポリプロピレン樹脂（ポリプロピレンホモポリマー）は、上記のように所定の割合でαオレフィンコポリマーと組み合わせることでブロックポリプロピレン樹脂などにも増して優れた耐衝撃性が低温下において発揮され得る。
具体的には、本実施形態の熱可塑性樹脂シートは、低温下（例えば、−４０℃）においてダイナタップ衝撃試験（ＡＳＴＭ Ｄ−３７６５）を実施した際に、の評価の値が、最大変位点１３．７ｍｍ以上、全吸収エネルギー５．９５Ｊ以下となる優れた特性を発揮するものである。

なお、前記スペーサを形成させるための熱可塑性樹脂シートにおけるポリプロピレン系樹脂層の厚みは、３５０μｍ〜１２００μｍが好ましい。
前記熱可塑性樹脂シートは、ポリプロピレン系樹脂層以外の層を備えていても良いが、ポリプロピレン系樹脂層のみによって形成されていることが好ましい。
従って、前記熱可塑性樹脂シートとしても厚みは、３５０μｍ〜１２００μｍが好ましい。

前記熱可塑性樹脂シートにおいて、ポリプロピレン系樹脂層以外に備えさせることができる層としては、例えば、ポリエチレン樹脂からなるヒートシール層や金属蒸着膜などからなるガスバリア層をはじめ、防湿層、遮光層、意匠性層など各種機能性層が挙げられる。

該熱可塑性樹脂シートは、真空成形、圧空成形、真空・圧空成形、プレス成形、マチモールド成形などの熱成形によって前記スペーサのようなシート成形品とすることができる。
また、本実施形態のシート成形品としては、低温での耐衝撃性が強く求められている点において、冷凍食品用容器などもその好適な態様の１つとして挙げることができる。

なお、ここではこれ以上の詳述を行わないが、熱成形用の熱可塑性樹脂シートやシート成形品などに関して従来公知の技術事項を、本発明に適宜採用しうることは説明するまでもなく当然の事柄である。

次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（評価試料の作製）
熱可塑性樹脂シートの低温での耐衝撃性を評価すべく、該熱可塑性樹脂シートの原材料として以下のものを用意した。

（樹脂Ａ）ポリプロピレンホモポリマー：
チーグラーナッタ触媒によるプロピレン単独重合体、日本ポリプロ社製、商品名「ノバテック ＥＡ９」、ＭＦＲ（２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）：０．５ｇ／１０分

（樹脂Ｂ）ブロックポリプロピレン：
プライムポリプロ社製、商品名「Ｅ−７０２Ｇ」、ＭＦＲ（２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）：０．９ｇ／１０分

（樹脂Ｃ）αオレフィンコポリマー：
エチレンと１−ブテンとの共重合体（ブテン含量３３質量％）、三井化学社製 商品名「タフマーＡ１０５０Ｓ」、ＭＦＲ（２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）：２ｇ／１０分、

下記表１に「シート１」〜「シート４」として示した４種類の熱可塑性樹脂シート、及び、従来のスペーサの形成に使用されているポリプロピレン樹脂シート（シート５）についてダイナタップ衝撃試験を実施した。

（ダイナタップ衝撃試験）
ダイナタップ衝撃試験の試験条件は以下の通りとした。
・試験規格：
ＡＳＴＭ Ｄ−３７６３ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｐｕｎｃｔｕｒｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｕｓｉｎｇ Ｌｏａｄ ａｎｄ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｓｅｎｓｏｒｓに準拠
・試験装置：
Ｇｅｎｅｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐ．社製、ダイナタップ衝撃試験装置、型名「ＧＲＣ８２５０」
・試験片：１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍ（坪量約６５０ｇ／ｍ²）
・スパン：丸穴内径７６ｍｍ
・試験速度：２．４５ｍ／ｓ
・試験温度：２３℃〜−５０℃
・落下高さ（ストッパー位置）：７６ｃｍ
・落錘距離：３１ｃｍ
・試験荷重：３．１７ｋｇ
・試験数：５

各シートについてダイナタップ衝撃試験を実施した結果を、下記表２に示す。
なお、試験結果については、破壊のタイプによって以下のように判定した。
脆性：「×」
延性：「○」
脆性と延性との中間：「△」

上記のように、ポリプロピレンホモポリマーとαオレフィンコポリマーとを所定の割合で含む「シート４」において優れた耐衝撃性が観測された。
この点に関し、「シート４」についてダイナタップ衝撃試験で得られた具体的な数値データを下記表３に示す。

また、この「シート４」に対し、下記条件で引張試験を行った。
・試験規格：
ＪＩＳ Ｋ７１２７：１９９９「プラスチック−引張特性の試験方法−第３部：フィルム及びシートの試験条件」に準拠
・試験装置：
オリエンテック社製、商品名「テンシロン万能試験機 ＵＣＴ−１０Ｔ」
・試験片：ダンベル状タイプ５（厚み０．７ｍｍ）
・チャック間隔：８０ｍｍ
・試験速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
・試験数：
フラットダイによるシートの押出方向（ＭＤ）を引張方向とした試料、前記押出方向に直行するシート幅方向（ＴＤ）を引張方向とした試料各５。
・試験片状態調整：
試験環境（２３±２℃、相対湿度５０±５％ＲＨ）で２４時間以上
この引張試験の結果を、下記表４に示す。

以上のようなことからも、本発明によれば、低温での耐衝撃性に優れたシート成形品が提供されうることがわかる。

１００：スペーサ（シート成形品）、１１０：基盤部、１２０：隆起部、２００：フラットディスプレイパネル（梱包物品）、３００：梱包箱、Ｘ：隙間

Claims (3)

1. 少なくともポリプロピレン系樹脂層を備えた単層又は多層の熱可塑性樹脂シートが熱成形されてなるシート成形品であって、
   前記ポリプロピレン系樹脂層は、エチレン又はプロピレンと炭素数４以上１０以下のαオレフィンとの共重合体であるαオレフィンコポリマー、及び、ポリプロピレンホモポリマーを含有し、前記αオレフィンコポリマーと前記ポリプロピレンホモポリマーとの合計含有量を１００質量部とした際に、前記αオレフィンコポリマーを２０質量部以上４０質量部以下の割合で含有していることを特徴とするシート成形品。
2. 梱包箱と、該梱包箱内に収容される物品との間に隙間を形成させるための梱包材である請求項１記載のシート成形品。
3. 冷凍食品用容器である請求項１記載のシート成形品。

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