JP3874555B2

JP3874555B2 - スチレン系樹脂耐熱性発泡シート及びその成形品

Info

Publication number: JP3874555B2
Application number: JP31271898A
Authority: JP
Inventors: 雄一門屋; 浩一河内; 利勝中里
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2018-11-04
Also published as: JP2000136257A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱性、剛性、二次成形性に優れ、特に電子レンジで調理しうるに十分な耐熱性を必要とする食品容器用途に好適に用いることのできるスチレン系樹脂耐熱性発泡シート及びその成形品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、スチレン系樹脂発泡シートは二次成形性、経済性に優れ、剛性を有していることから、食品容器、包装容器として広く使用されている。その反面、耐熱性に乏しく、脆いという欠点を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、コンビニエンスストアでの弁当の売上げの増加、家庭への電子レンジの普及に伴い、電子レンジでの加熱に対応し得る耐熱性容器の需要が大幅に増加している。このような用途にスチレン系樹脂発泡シートは耐熱性に乏しいため使用できなかった。そのため、電子レンジ加熱に耐え得るものとしてポリプロピレン系樹脂製やポリプロピレン樹脂にフィラーを混合したものを成形した容器が使用されているが、これらには発泡容器の腰強度が弱かったり、加熱した際に独特の臭いが出るなどの問題がある。
【０００４】
これを解決すべく、スチレン−メタクリル酸共重合樹脂を使用した発泡体の試みが種々なされている（特開平２−５８５４８号公報、特開平３−１０９４４１号公報、特開平８−４１２３３号公報）。しかし、スチレン−メタクリル酸共重合樹脂を使用した発泡体は耐熱性は改良されるものの成形物が非常に脆く、流動性も悪いため生産性が著しく低下したり、さらに、容器等の二次成形時において、脆性によりシートが切断したり、打ち抜き時に容器の割れが生じ易いとった問題点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等はかかる課題を解決すべく鋭意検討した結果、スチレン−メタクリル酸共重合樹脂にスチレン−ブタジエン共重合樹脂を所定の組成比で配合したものからなるスチレン系樹脂耐熱性発泡シート、或いはスチレン−メタクリル酸共重合樹脂にメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合樹脂を所定の組成比で配合したものからなるスチレン系樹脂耐熱性発泡シートにおいて、耐熱性、成形性が良好であり、脆性の改良された、特にそれを成形して得られる容器は電子レンジ用途に好適に用いることができることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち本発明は、スチレン−メタクリル酸共重合樹脂７５〜９０重量％とスチレン−ブタジエン共重合樹脂２５〜１０重量％からなるスチレン系樹脂耐熱性発泡シートであり、また、スチレン−メタクリル酸共重合樹脂１００重量部に対し、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンゴム１０重量部以下を含み、更に該スチレン−メタクリル酸共重合樹脂と該メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンゴムの合計量７５〜９０重量％とブタジエンゴム比率が５０重量％以上のスチレン−ブタジエン共重合樹脂２５〜１０重量％からなるスチレン系樹脂耐熱性発泡シートであり、さらにそれらスチレン系樹脂耐熱性発泡シートからなる成形品である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。本発明におけるスチレン−メタクリル酸共重合樹脂はその構造中にスチレン成分を８０〜９９．９重量％、好ましくは８５〜９５重量％、さらに好ましくは９０〜９７重量％と、メタクリル酸成分を２０〜０．１重量％、好ましくは１５〜５重量％、さらに好ましくは１０〜３重量％とを必須成分とするものである。メタクリル酸成分が多いと流動性に劣り、少ないと耐熱性に劣り好ましくない。
【０００８】
本発明でスチレンとは、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−スチレン、ｐ−スチレン、ｐ−メチルスチレン等の単独または混合物である。また、これらのスチレンあるいはメタクリル酸以外に共重合可能な成分を、所望によりスチレン−メタクリル酸共重合樹脂の性能を損なわない程度に添加して共重合したものも用いることができる。
【０００９】
スチレン−メタクリル酸共重合樹脂の重合方法としては、懸濁重合法、塊状重合法、溶液重合法、乳化重合法などの公知の重合方法が利用でき、また、連続重合法でも回分重合法でも差し支えない。重合時に公知の重合開始剤や連鎖移動剤、ジビニルベンゼンなどの架橋剤を添加して重合することもできる。
【００１０】
本発明のスチレン系樹脂耐熱性発泡シートにはメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンゴムをスチレン−メタクリル酸共重合樹脂１００重量部に対して、０〜１０重量部、好ましくは１〜８重量部、さらに好ましくは２〜６重量部を配合することができる。ここでメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンゴムが１０重量部をこえると流動性が低下したり、コストアップを招くなど好ましくない。また、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンゴム中のブタジエンゴム比率すなわちブタジエン成分の割合は３０重量％以上が好ましく、３０重量％未満では奏する効果が低く好ましくない。
【００１１】
スチレン−ブタジエン共重合樹脂とは、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンランダム共重合体、それらの水素添加物である。スチレン−ブタジエン共重合樹脂のブタジエンゴム比率は５０重量％以上が好ましく、５０重量％未満では期待される脆性の改良効果が発現されず好ましくない。
【００１２】
スチレン系樹脂耐熱性発泡シート中のスチレン−メタクリル酸共重合樹脂とメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンゴムの合計量は７５〜９０重量％であり、スチレン−ブタジエン共重合樹脂は２５〜１０重量％である。スチレン−ブタジエン共重合樹脂が２５重量％をこえると剛性が低下し、また耐熱性の低下を招く。スチレン−ブタジエン共重合樹脂が１０重量％未満だと脆性が増し、シートが割れやすくなるため好ましくない。
【００１３】
スチレン系樹脂耐熱性発泡シートの厚みは０．４５〜２．５０ｍｍの範囲で用いることができる。厚みが２．５０ｍｍをこえると二次成形性が低下し、良好な成形品が得られなくなる。また、０．４５ｍｍ未満であると成形品の強度が低下して容器としての性能が損なわれる。
【００１４】
スチレン系樹脂耐熱性発泡シートの密度は０．１０〜０．９０ｇ／ｃｃであることが好ましく、更に好ましくは０．５０〜０．９０ｇ／ｃｃの範囲である。これらの範囲において二次成形性に優れ、容器デザインを自由に設計でき、美麗な成形品を得ることができる。密度が０．９０ｇ／ｃｃをこえるとコスト高を招き、０．１０ｇ／ｃｃ未満では剛性が低下して容器としての性能が損なわれ、耐熱性が低下する。
【００１５】
本発明のスチレン系樹脂耐熱性発泡シートは、公知の発泡成形方法を適用することができる。例えば、スチレン−メタクリル酸共重合樹脂、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合樹脂と発泡剤からなる樹脂組成物を押出機に投入して溶融混練し、Ｔ−ダイまたはサーキュラーダイより発泡押出する方法や、溶融可塑化された樹脂組成物に対して、押出機中にて易揮発性有機液体発泡剤を圧入して混練して発泡押出する方法等がある。この場合、スチレン−メタクリル酸共重合樹脂とメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンゴムをまずコンパウンド化しそれにスチレン−ブタジエン共重合樹脂と発泡剤を加えてもよい。
【００１６】
発泡剤としては、プロパン、ブタン、ペンタンなどの揮発性発泡剤及びこれらの混合物や、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタンメチレンテトラアミンなどの有機系発泡剤や重炭酸ナトリウムまたはクエン酸のごとき有機酸、もしくはその塩と重炭酸塩との組み合わせ等を好適に用いることができる。また、炭酸ガス、窒素、水等も使用することができる。
【００１７】
核剤として、タルク、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸カルシウム、クレー、クエン酸等を使用することもできる。
【００１８】
スチレン系樹脂耐熱性発泡シートには物性に影響を与えない程度の添加剤、例えば着色剤、難燃剤、滑剤、添着剤、分散剤、帯電防止剤、耐候剤、酸化防止剤等を添加しても良い。
【００１９】
本発明のスチレン系樹脂耐熱性発泡シートにはフィルムをラミネートして耐油性等を向上させることができる。使用するフィルムは、同種の樹脂のもので接着剤を介さないものが再生使用等の点で好ましいが、無延伸ポリプロピレンフィルムやポリエステル系フィルム、または、一般に使用されているポリスチレン系樹脂、耐熱スチレン系樹脂のフィルム等を使用することができる。
【００２０】
本発明のスチレン系耐熱性発泡シートを成形するには、真空成形、熱成形等の公知の成形方法により、自由な形状に成形することができる。成形品は、耐熱性、剛性に優れているため、電子レンジで加熱調理して食されるような食品の容器に好適に使用できる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を詳しく説明する。
【００２２】
（実施例１〜２，比較例１〜３）
表１に示す組成比にて各原料を混合し、東芝社製６５ｍｍ単軸押出機（ノンベント）にて７５０ｍｍ巾Ｔダイスより発泡押出を行い、シート厚み０．６５ｍｍのシートを得た。なお、表１中のＴＦ−２−３１１（電気化学工業社製）またはＧＸ−０１５８（電気化学工業社製）は混合前にホッパードライヤーにて８０℃、４時間乾燥後使用した。
【００２３】
得られた発泡シートの物性として、シート比重、デュポン衝撃強度、およびシートを成形してなる成形品の耐熱性および容器剛性を下記の方法にて測定した。その結果を表１に示す。
【００２４】
▲１▼比重は電子比重計（ミラージュ貿易社製、ＭＤ−２００Ｓ）にて測定した。
▲２▼デュポン衝撃強度はデュポン式衝撃試験機（東洋精機社製）にて１／２インチ半球状撃芯、荷重１００ｇ、環境温度２３℃において測定した。結果はＪＩＳ−Ｋ７２１１の５０％衝撃破壊エネルギー値（単位：Ｊ）で表示した。
【００２５】
得られた発泡シートを単発真空成形機（浅野研究所社製）にて、縦２４０ｍｍ×横１６０ｍｍ×高さ３０ｍｍの弁当容器に成形し、以下の方法にて耐熱性および容器剛性の評価を行った。
▲３▼オーブン耐熱性：容器をオーブン（ヤマト社製ファインオーブンＤＦ−６１）にいれ、各温度における変形の程度により容器の耐熱性評価した。評価は、容器の変形がない場合は「○」、容器が変形した場合は「×」とした。
▲４▼電子レンジ耐熱性：サラダ油４００ｃｃを入れた容器を電子レンジ（日立社製、ＭＲ−Ｍ２２５００Ｗ）に入れ、２分間レンジアップした後の容器の変形程度により耐熱性を評価した。評価は、容器の変形がない場合は「○」、容器の変形が生じた場合は「×」とした。
▲５▼容器剛性評価：成形品に水を７分目（４００ｃｃ）まで入れ、容器の端を片手で水をこぼさずに持ち上げることが出来るかを評価した。水をこぼさずに持ち上げることが出来る場合は「○」、水がこぼれてしまう場合は「×」とした。
【００２６】
【表１】

【００２７】
ＴＦ−２−３１１：電気化学工業社製スチレン−メタクリル酸共重合樹脂（スチレン９２．２重量％、アクリル酸７．８重量％）とメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンゴム（ＭＢＳ樹脂）のコンパウンド、ＭＢＳ樹脂の含有量は４重量％（スチレン−メタクリル酸共重合樹脂１００重量部に対して４．２重量部）
ＧＸ−０１５８：電気化学工業社製スチレン−メタクリル酸共重合樹脂（スチレン９２．０重量％、アクリル酸８．０重量％）
ＧＰ−１：電気化学工業社製スチレン樹脂
ＳＴＲ１６０２：電気化学工業社製スチレン−ブタジエン共重合樹脂（ブタジエンゴム量６０重量％
発泡剤：永和化成重曹＋クエン酸系発泡剤マスターバッチ
【００２８】
実施例１および２の結果から、スチレン−メタクリル酸共重合樹脂、または、スチレン−メタクリル酸共重合樹脂とＭＢＳ樹脂（メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンゴム）からなる樹脂組成物７５〜９０重量％とスチレン−ブタジエン共重合樹脂２５〜１０重量％の範囲で得られた発泡シートは、脆性、耐熱性および容器剛性の点で優れていることが分かる。
【００２９】
比較例１および２の結果から、スチレン−ブタジエン共重合樹脂が１０重量％未満こえるとデュポン衝撃強度が低下し、脆性が増してしまう。また、スチレン−ブタジエン共重合樹脂が２５重量％をこえると耐熱性が低下し、脆性は改良されるが、その反面に剛性が低下しまうことが分かる。
【００３０】
また比較例３の結果から、スチレン樹脂にアクリル酸を含まない樹脂を使用すると、耐熱性が３０℃以上低下し、電子レンジ加熱調理用途の容器として使用できないことが分かる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のスチレン系樹脂耐熱性発泡シートは、耐熱性、成形性および剛性が良好であり、特にそれを成形して得られる容器は耐熱性、剛性に優れているため、電子レンジ用途に好適に使用することができる。

Claims

スチレン８０〜９９．９重量％とメタクリル酸２０〜０．１重量％のスチレン−メタクリル酸共重合樹脂７５〜９０重量％とブタジエンゴム比率が５０重量％以上のスチレン−ブタジエン共重合樹脂２５〜１０重量％からなり、密度が０．５０ｇ／ｃｃを超え、０．９０ｇ／ｃｃ以下であるスチレン系樹脂耐熱性発泡シート。
厚みが０．４５〜２．５０ｍｍである請求項１に記載のスチレン系樹脂耐熱性発泡シート。
請求項１又は請求項２に記載のスチレン系樹脂耐熱性発泡シートからなる成形品。