JP3533781B2 - スチレン系樹脂積層シート - Google Patents
スチレン系樹脂積層シートInfo
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Description
シートの片面または両面に非発泡樹脂フィルムを積層し
てなり、2次成形性に優れたスチレン系樹脂積層シート
に関する。さらに詳しくは、成形、加熱条件幅が広く、
深絞り成形により深型容器を成形するに際して、ナキ、
ヤケ等の外観不良の発生を抑制し、成形条件幅を広くと
ることのできる、2次発泡成形性に優れたスチレン系樹
脂積層シートに関するものである。
容器は、トレー、カップ、どんぶり等、様々な形で広く
使用されており、プラスチックのリサイクル性等、地球
環境問題に対する議論が各地でなされる現在においても
なお、その軽量性、断熱性、耐吸湿性の高さ等により、
多くの需要を有している。
ような熱可塑性樹脂積層シートの2次発泡成形は、オー
ブン等の加熱手段により積層シートを加熱、軟化させ、
その直後に雌雄両金型間に導き、両金型で挟みつけるマ
ッチモールド成形により所望の形状に成形される。とこ
ろが、絞り比(容器高/容器口径)が1.0以上である
ような、いわゆる深絞り成形による深型容器の成形を行
う場合には、特に容器側面部における積層シートの引張
変形量が大きくなるため、この部分の積層シートが成形
時に部分的に破断してしまい、これを原因とする容器外
観不良(以下、本現象を「ナキ」という)が発生しやす
くなる。
変形を可能とするために、2次発泡成形直前における加
熱時の加熱温度、及び加熱時間を大きくし、積層シート
を軟化、厚肉化させたうえで2次成形する方法が知られ
ている。しかし、これを行った場合、積層シートにおけ
る発泡シート層表面のセルの破泡や樹脂の劣化のために
シート表層部がケロイド状になってしまう(以下、本現
象を「ヤケ」という)という問題があった。
トにおける発泡シート層を構成するスチレン系樹脂中に
ゴム分を添加した、いわゆるゴム変性ポリスチレンを使
用したり、分子量の絶対値あるいは分子量分布を調整す
ることが行なわれてきた(例えば特開昭62−2283
4号公報、特開平6−57028号公報等)。ところ
が、このような技術は、いずれも成形後の容器強度ある
いは耐熱性が不十分であったり、コスト高になったり
と、物性良好で、かつ安価な成形容器を提供するに至っ
ていない。
ートの部分的破断、およびそれによる容器外観不良(ナ
キ)を積層シートにおける非発泡樹脂フィルムを構成す
る樹脂の改質により防止するためには、引張大変形に対
する抗張力の高い樹脂を選定することが重要である。一
般にスチレン系樹脂積層シートの2次発泡成形時の積層
シートの表面温度は100〜130℃程度であるといわ
れており、100℃未満ではナキが発生し、130℃を
超えるとヤケが発生する。しかし、特に深絞り成形によ
る深型容器の成形においては、上述の通り、特に容器側
面部を形成する積層シートの引張変形量が大きくなるた
めに、ナキが発生しやすく、成形可能な温度範囲が狭く
なり、従来行われてきたような技術を用いた場合、積層
シートスペックの如何によっては、130℃まで加熱し
ても、ナキが発生してしまい、結果的に成形が不可能と
なってしまうことすらあった。このような成形条件幅を
確保するためには、従来は発泡シートの単位面積あたり
の発泡体重量(以下、本パラメータを「目付」という)
を上げ、発泡シート層の剛性を上げることが行われてき
た。しかし、こうした発泡シート層の目付アップは、こ
れに積層する非発泡樹脂フィルムの厚みを減少させない
限り、容器成形コストのアップにつながり、好ましくな
い。
ルムを構成する樹脂成分を変更し、容器物性を改良しよ
うとする技術は、多数存在するが、これらの技術は、い
ずれも容器の耐透湿性、耐油性、ガスバリヤー性、遮光
性等に着目したものであり、積層シートの2次成形性に
着目した技術は見当たらない。
上記のような従来の問題点に鑑み鋭意研究を重ねた結
果、上記成形可能な温度範囲の上限である130℃にお
ける伸長粘度特性の改良されたゴム変性ポリスチレンの
非発泡フィルムをスチレン系樹脂発泡シートの少なくと
も片面に積層し、前記ゴム変性ポリスチレン非発泡フィ
ルムが容器の外側になるようにして深絞り成形により深
型容器の成形を行うことにより、発泡シート層の目付ア
ップをすることなく、工業上十分なだけの成形条件幅を
確保でき、外観、物性ともに良好な深絞り成形による深
型容器を得ることができることを見い出したのである。
シートの少なくとも片面に、130℃における伸長粘度
測定において、最大伸長粘度が7.0×105ポアズ(Po
ise)以上11.0×10 5 ポアズ以下であり、かつ伸長
粘度の歪硬化指数が1.1以上1.5以下であるゴム変
性ポリスチレン非発泡フィルムを積層した場合に、この
積層シートの深絞り成形による深型容器成形における上
記外観不良を抑制することができることを見いだした。
また、さらに研究を重ねた結果、前記積層シートにおけ
る発泡シート層の密度を0.2〜0.5g/cm3、厚
みを1.3〜3.0mmとし、また、ゴム変性ポリスチ
レン非発泡フィルムの厚みを50μm以上とした場合
に、特に良好な成形性を付与できることを見いだし、本
発明を完成するに到った。
いることにより、特に絞り比が1.0以上の、いわゆる
深絞り成形による深型容器の2次発泡成形時において、
成形容器に上記ヤケ、ナキのような外観不良が発生せ
ず、しかも強度、断熱性等の物性の良好な成形品を提供
することが可能となった。
発泡シートの少なくとも片面に積層するゴム変性ポリス
チレン非発泡フィルムは、130℃における伸長粘度測
定において、最大伸長粘度が7.0×105ポアズ(Pois
e)以上11.0×10 5 ポアズ以下であり、かつ伸長粘
度の歪硬化指数が1.1以上、好ましくは1.3以上で
ある。ここで、前記伸長粘度とは、メルトフローレー
ト、初期緩和弾性率等の、従来測定の行われてきた樹脂
の溶融粘度(=せん断粘度)とは異なり、棒状あるいは
平板状の測定サンプルの両側を、一定温度雰囲気下にお
いてピンチローラあるいはキャタピラにより支持した
後、ピンチローラあるいはキャタピラを回転させ、一定
歪速度を保つように測定サンプルに引張変形を加え、変
形中のサンプル断面積、およびピンチローラあるいはキ
ャタピラにかかるトルクを検出することにより求められ
る。通常、測定中における検出トルクは、歪量の増大と
ともにサンプル断面積が急激に減少するために、測定初
期にピークを形成した後、なだらかに減少する。ところ
が、樹脂によっては、この伸長粘度測定での検出トルク
のピークが2山となり、その結果、高歪領域における伸
長粘度が急激に上昇する、いわゆる歪硬化性を有するも
のがある。この歪硬化性の度合いを表すパラメータとし
て、歪硬化指数(the viscosity growth function)が知
られている(Bradley and Phillips, ANTEC'90,717)。
一定歪速度(=ε)における1軸伸長粘度測定におい
て、下記式(1)
F(t)は検出トルク、A0 はサンプルの初期断面積、
tは時間である。歪硬化性のない樹脂の場合、伸長粘度
(対数)を時間(対数)に対してプロットした場合、伸
長粘度ηe はゼロせん断粘度の3倍に漸近する曲線とな
り、この場合、歪硬化指数ηe + は1となる。歪硬化性
を有する樹脂の場合、該プロットが漸近曲線とはなら
ず、特に高歪領域においてηe が急激に立ち上がり、ピ
ークを形成した後、破断する。本発明においては、歪硬
化性を有する樹脂のピーク時のηe と、同一歪(時間)
における歪硬化性のない樹脂のηe との比として歪硬化
指数ηe + を定義する。
チレンの伸長粘度測定において、最大伸長粘度が7.0
×105ポアズ(Poise) 以上であり、かつ歪硬化指数が
1.1以上、好ましくは1.3以上であるような樹脂の
非発泡フィルムを前記スチレン系樹脂発泡シートの少な
くとも片面に積層してなる積層シートを用いて深絞り容
器を成形すれば、良好に2次成形を行うことができる。
このような最大伸長粘度、及び歪硬化指数を有する非発
泡樹脂フィルムとして、本発明では、ゴム変性ポリスチ
レン非発泡フィルムを用いてなる。この非発泡フィルム
層を構成する樹脂として好適に用いられるゴム変性ポリ
スチレン樹脂のゴム成分の割合は、スチレン単量体に対
し30重量%以下、更に好ましくは20重量%以下であ
る。具体的には、例えばMEK不溶分として測定したゴ
ム成分量が10重量%以上で、メルトフローレート(M
FR)≦15のものの中から選ぶことができる。
ィルムの厚みは、50μm以上であることが好ましい。
この非発泡フィルムの厚みが50μm未満では、厚みが
薄すぎるために積層による成形性改善効果が小さく、好
ましくない。
ートに対する積層は、例えば図1に示す如き工程で行わ
れる。
油性、ガスバリヤー性、遮光性等)によっては、このス
チレン系樹脂積層シートにおける前記ゴム変性ポリスチ
レン非発泡フィルム積層面と反対の面にも非発泡フィル
ムを積層してもよい。この非発泡フィルムとして用いる
ことのできる樹脂としては、ポリスチレン、ゴム変性ポ
リスチレンの他、スチレンモノマーに対して、他のビニ
ル系単量体、例えばα−メチルスチレン、p−メチルス
チレンなどのスチレン系モノマーや、アクリロニトリ
ル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル
酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等が共重合されてい
るもの等のスチレン系樹脂、エチレン−ビニルアルコー
ル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化
ビニリデン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブタ
ジエン、ポリイソプレン等の非発泡フィルムが挙げられ
る。
シート層を構成するスチレン系樹脂としては、ポリスチ
レンが最も好適に使用されるが、スチレンモノマーに対
して、他のビニル系単量体、例えばα−メチルスチレ
ン、p−メチルスチレンなどのスチレン系モノマーや、
アクリロニトリル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メ
チル、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等が
共重合されているものを用いてもよい。前記他のビニル
系単量体の割合はスチレンを含めた全ビニル系単量体に
対し0〜30重量%である。
ン系樹脂についても、130℃における伸長粘度測定に
おいて、歪硬化指数ηe + が1.5以上となるような歪
硬化性を有する樹脂を用いると、深絞り成形性の向上効
果がさらに向上し、好ましい。このスチレン系樹脂は、
例えば、特開平6−57028号公報、特開平6−25
6420号公報等に記載されたようなスチレン系樹脂の
うちから、前記した伸長粘度測定において歪硬化指数η
e + が1.5以上のものを選択して用いることができ
る。この発泡シートは、このような歪硬化指数を有する
スチレン系樹脂に対し、タルクやインジゴ、炭酸カルシ
ウム、高級脂肪酸金属塩(ステアリン酸バリウム、ステ
アリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛等)等の気泡
調整剤、流動パラフィン等の成形性調整剤等を適宜添加
し、押出機を用いて溶融、混合し、発泡剤を圧入した
後、円筒形状、平板形状等のダイより押出発泡させてシ
ート化することにより製造される。
用いて、例えば図2に示す如き工程で、雌雄嵌合金型に
よるマッチモールド成形により容器等が成形される。こ
こで、真空タンクは、成形される容器のコーナー部等の
形状転写性を向上させてシャープな角形状とするため
に、成形時に、金型のコーナー部に設置した真空孔から
真空引きするためのものである。
を、特に深絞り成形による深型容器の成形に供する際に
は、積層シートを構成する発泡シート層の密度は0.2
〜0.5g/cm3 、厚みは1.3〜3.0mmとする
ことが好適である。密度が0.2g/cm3 未満では、
深絞り成形時の積層シート強度が不足し、成形条件幅が
狭くなってしまうために好ましくなく、一方、0.5g
/cm3 を超えた場合には、コストアップの他、発泡容
器の特徴である軽量性および断熱性が低下するため好ま
しくない。また、厚み1.3mm未満では、得られる深
型容器の厚みが薄すぎ、断熱性が不十分となり、3.0
mmを超える場合には、成形条件幅が狭くなるため好ま
しくない。
具体的に述べるが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。
0℃における最大伸長粘度、歪硬化指数、及び厚みを有
するゴム変性ポリスチレン非発泡フィルムを、同じく1
30℃において第1表に示す歪硬化指数を有するスチレ
ン系樹脂を、第1表に示す密度、厚みとなるように押出
発泡してなるスチレン系樹脂発泡シート(発泡層)の片
面(外)または両面(内外)に積層した積層シートを用
いた。ゴム変性ポリスチレンおよびスチレン系樹脂の伸
長粘度は、東洋精機製作所製伸長粘度計「メルテンレオ
メータ」を用いて測定を行った。その際、棒状サンプル
(φ5〜7mm)は130(±0.3)℃に調整された
シリコーンオイル中で約10分間加熱し、また歪速度は
0.01〔s-1〕とした。これらの積層シートを用い、
前記ゴム変性ポリスチレン非発泡フィルムが容器の外側
になるようにして、容器高=110mm、容器口径=1
00mm、絞り比1.1の深型容器を深絞り成形により
成形した。得られた成形容器における外観不良検査の結
果、および2次発泡成形直前の積層シートの表面温度を
赤外線温度計により測定した結果についても併せて第1
表に示す。
硬化指数、及び厚みを有するゴム変性ポリスチレン非発
泡フィルムを、同じく130℃において第1表に示す歪
硬化指数を有するスチレン系樹脂を、第2表に示す密
度、厚みとなるように押出発泡してなるスチレン系樹脂
発泡シート(発泡層)の片面(外)または両面(内外)
に積層した積層シートを用いた。ゴム変性ポリスチレン
およびスチレン系樹脂の伸長粘度は、前記実施例と同様
の方法で行った。これらの積層シートを用い、実施例と
同様の深型容器を深絞り成形により成形した。得られた
成形容器における外観不良検査の結果、および2次発泡
成形直前の積層シートの表面温度を赤外線温度計により
測定した結果についても併せて第2表に示す。
樹脂積層シートは、ヤキ、ナキ等の外観不良を発生する
ことなく深絞り成形による深型容器の成形が可能であ
る。
ルムを積層するための工程説明図。
ールド成形の工程説明図。
Claims (6)
- 【請求項1】 スチレン系樹脂発泡シートの少なくとも
片面に、130℃における伸長粘度測定において、最大
伸長粘度が7.0×105ポアズ(Poise)以上11.0×
10 5 ポアズ以下であり、かつ伸長粘度の歪硬化指数が
1.1以上1.5以下であるゴム変性ポリスチレン非発
泡フィルムを積層してなることを特徴とする、深絞り成
形性に優れたスチレン系樹脂積層シート。 - 【請求項2】 ゴム変性ポリスチレン非発泡フィルムの
130℃における伸長粘度測定における歪硬化指数が
1.3以上である請求項1記載のスチレン系樹脂積層シ
ート。 - 【請求項3】 スチレン系樹脂発泡シートが、130℃
における伸長粘度測定における歪硬化指数が1.5以上
2.0以下であるスチレン系樹脂を発泡させたものであ
る請求項1または請求項2に記載のスチレン系樹脂積層
シート。 - 【請求項4】 スチレン系樹脂発泡シートが、密度0.
2〜0.5g/cm3、厚み1.3〜3.0mmである
請求項1〜請求項3のいずれかに記載のスチレン系樹脂
積層シート。 - 【請求項5】 ゴム変性ポリスチレン非発泡フィルムの
厚みが50μm以上である請求項1〜請求項4のいずれ
かに記載のスチレン系樹脂積層シート。 - 【請求項6】 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の
積層シートを、前記ゴム変性ポリスチレン非発泡フィル
ムが容器の外側になるようにして深絞り成形してなる深
型容器。
Priority Applications (1)
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JP25964995A JP3533781B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | スチレン系樹脂積層シート |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP25964995A JP3533781B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | スチレン系樹脂積層シート |
Publications (2)
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JPH0999507A JPH0999507A (ja) | 1997-04-15 |
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Family
ID=17336988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25964995A Expired - Lifetime JP3533781B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | スチレン系樹脂積層シート |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP6215049B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2017-10-18 | 積水化成品工業株式会社 | 積層発泡シートの製造方法、及び、樹脂成形品の製造方法 |
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-
1995
- 1995-10-06 JP JP25964995A patent/JP3533781B2/ja not_active Expired - Lifetime
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