JP3889486B2 - Polystyrene resin foam sheet for thermoforming - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱成形材料として好適な熱成形用ポリスチレン系樹脂発泡シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリスチレン系樹脂に発泡剤を溶融混練して押出機から押出発泡することは知られている。このようにして得られる発泡シートは、トレーやカップ等を得るための熱成形材料として広く利用されている。前記の押出し発泡においては、得られる発泡シートの強度向上のために、押出直後の発泡過程にあるシートの表面に冷却用のエアーを吹付けてシート表面に密度の高いスキン層を形成させることが行なわれている。しかしながら、発泡過程にあるシートの表面にエアーを吹付けてスキン層を形成する従来法の場合、そのスキン層は、高い引張り強度を示すものの、それを成形温度に加熱すると、その加熱後の引張り強度は大幅に低下する。従って、従来のポリスチレン系樹脂発泡シートの場合、その熱成形によって得られる成形品の強度が未だ不十分であるという問題を含むものであった。一方、近年においては、食品包装用トレーとして、底面の厚さよりも側壁の厚さが特に薄いものが低いスタック高さを与えることから好んで用いられるようになっている。その場合、前記した如き従来の発泡シートを用いると、充分な成形品強度を得ることができないという問題が発生した。
【０００３】
そこで、より密度の高いスキン層を形成させて強度を向上させるために、発泡シートに吹付けるエアーの風量を増加させることが試みられたが、この場合、単にエアーの風量を増加すると、得られた発泡シートは、スキン層の強度は向上するものの、熱成形性が悪くなり、例えば、雌雄嵌合金型により加熱成形する際に、トレーやカップ等の側面部や内面上部（リップ部付近）の表面に微小な裂け目、いわゆるナキが生じたり、更には発泡シートが破断するという欠点を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、熱成形性に優れ、かつ成形品強度にも優れるポリスチレン系樹脂発泡シートを提供することをその課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく更に鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によれば、ポリスチレン系樹脂を発泡剤と共に混練して押出機より押出発泡してなるポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、その少なくとも一方の面における表面から厚み２００μｍまでの表層部Ａにおいて、長手方向の引張り強度及び幅方向の引張り強度がいずれも５００ｇ／５ｍｍ以上、１５００ｇ／５ｍｍ以下であり、動的粘弾性測定により求められる長手方向の９０℃でのｔａｎδ値及び幅方向の９０℃でのｔａｎδ値がいずれも０．３５〜０．４９であることを特徴とする熱成形用ポリスチレン系樹脂発泡シートが提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シート（以下、単に発泡シートとも言う）は、熱成形後の機械的強度にすぐれるとともに、熱成形性において著しく向上したものである。本発明の発泡シートを熱成形して得られる成形品は、“ナキ”現象の見られない高品質のものである。本発明者らは、発泡シートを熱成形して各種の成形品を作り、その成形品の品質について種々検討を加えたところ、熱成形前の発泡シートには見られなかった微細気泡からなる発泡層が成形品のスキン層部分に形成され、この発泡層の形成が原因となって、得られる成形品の強度が損なわれることを見出した。また、発泡シートを熱成形温度に加熱するとともに、その加熱前後の発泡シートを詳細に検討すると、加熱後の発泡シートのスキン層部分の引張り強度が、加熱前の発泡シートのそれよりも大きく低下していることを見出すとともに、その原因は前記した加熱によるシート表面での発泡層の形成によるものと判断した。そこで、本発明者らは、前記した発泡層の形成は、押出機から押出された発泡過程にあるシートに対するエアーの吹付けによるシートの冷却が急激すぎるのではないかと考え、押出機先端のダイス部分を冷却し、そのダイス部分の温度を、ダイス部分を通過する樹脂の温度よりも低く設定するとともに、押出機から押出された発泡過程にあるシートに対して吹付けるエアー風量をコントロールして、比較的ゆっくりした冷却工程でそのシートの冷却を行うときには、驚くべきことには、従来の発泡シートに見られた成形性及び成形品強度の問題を一挙に解決し得ることを見出した。本発明はこのような知見に基づいて完成されたものである。
【０００７】
本発明の発泡シートは、その少なくとも一方の面における表面から厚み２００μｍまでの表層部（本明細書では表層部Ａと言う）の性状によって特徴づけることができる。以下、本発明を詳述する。
【００１６】
本発明による発泡シートでは、その少なくとも一方の面における表面から厚み２００μｍまでの表層部Ａにおけるその長手方向（押出し方向）の引張り強度及びそれとは直角の幅方向の引張り強度はいずれも５００ｇ／５ｍｍ以上、好ましくは６５０ｇ／５ｍｍ以上である。その上限値は、通常、１５００ｇ／５ｍｍ程度である。本発明では、その引張り強度は、６５０〜１２００ｇ／５ｍｍであることが好ましい。引っ張り強度が５００ｇ／５ｍｍ未満の場合は発泡シートの加熱成形品の強度が不十分なものとなる。この引張り強度は、ポリスチレン系樹脂を押出し発泡成形する場合に、そのダイスの冷却温度や押出機から押出された発泡過程にあるシートに対して吹付けるエアー風量等によって調節することができる。また、本発明の発泡シートの表層部Ａにおいて、その長手方向の引張り強度の加熱減少率とその幅方向の引張り強度の加熱減少率との平均値は、３５％以下が好ましく、更に好ましくは２５％以下である。このような表層部Ａの引張り強度の加熱減少率が小さいという特性を有することは熱成形後の成形品強度の低下が防止されていることを意味する。
【００１７】
なお、本明細書で言う引張り強度は、以下のようにして測定されたものである。発泡シートの表面から厚み２００μｍまでの表層部Ａをスライスして、長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ（２００μｍ）の試験片を作成する。この場合、表層部Ａの長手方向の引張り強度を測定するときは、その試験片の長さ方向を発泡シートの長手方向と一致させる。一方、表層部Ａの幅方向の引張り強度を測定するときは、その試験片の長さ方向を発泡シートの幅方向と一致させる。この試験片を治具のチェック間距離を１５ｍｍに調節した引張試験機（島津製作所社製、商品名：実荷重式キャリブレーションＡＧ−１０００Ｄ）にセットし、２３℃、６０％ＲＨ（相対湿度）の条件で引張速度３０ｍｍ／ｍｉｎで試験片が切断するまで引張り、その最大の荷重を引張り強度（ｇ／５ｍｍ）とする。また、本明細書において表層部Ａに関して言う引張り強度の加熱減少率は、以下のようにして求められたものである。発泡シートを加熱炉内において遠赤外パネルヒーターにより、目的とする成形体を得る加熱条件にて加熱し、次いで室温にまで放冷した発泡シートから、前記と同様にして試験片を作り、その引張り強度を測定し、下記式により算出する。
Ｒ＝｛（Ａ−Ｂ）／Ａ｝×１００（％）
Ｒ＝引張強度の加熱減少率（％）
Ａ＝加熱前の発泡シートの表層部Ａの引張り強度（ｇ／５ｍｍ）
Ｂ＝加熱後の発泡シートの表層部Ａの引張り強度（ｇ／５ｍｍ）
前記のようにして、表層部Ａの長手方向の加熱後の引張り強度減少率とその幅方向の加熱後の引張り強度減少率を算出し、両者の値を合計し、その合計値を２で徐し、その値を両者の引張り強度の加熱減少率の平均値とする。
【００１８】
本発明の発泡シートは、前記引張り強度の構成要件と併せて、その表層部Ａの動的粘弾性測定により得られる表層部Ａの長手方向の９０℃でのｔａｎδ値及びその幅方向の９０℃でのｔａｎδ値がいずれも０．３５〜０．４９であるという特徴を有する。
【００１９】
前記動的粘弾性測定によるｔａｎδ値は、下記のようにして求められる。発泡シートの表面から表層部Ａをスライスして、長さ２６ｍｍ、幅７ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの試験片を作成する。この場合、表層部Ａの長手方向のｔａｎδ値を測定するときには、試験片の長さ方向を表層部の長手方向と一致させ、表層部Ａの幅方向のｔａｎδ値を測定するときには、試験片の長さ方向を表層部Ａの幅方向と一致させる。次に、測定装置として、動的粘弾性測定装置ＲＳＡII（レオメトリックス社）及びその付属品としてフィルムテンションフィクスチュアーを使用し、チャック間をスペーサーを使用して１７．６ｍｍ±０．５ｍｍに調節した後、前記試験片を取付け、張力を０ｇ〜１ｇに調節した後、オーブンを閉め、８０℃に急速に昇温した後、８０℃から１２０℃まで昇温速度３℃／ｍｉｎで加熱し、１Ｈｚ（６．２８ｒａｄ／ｓ）の周波数、初期歪み０．１％、オートテンション機能を使用してｔａｎδ値を測定する。本発明においては、前記のようにして得られるｔａｎδ値において、９０℃のｔａｎδ値、即ち、測定温度９０℃で得られたｔａｎδ値を用いて表層部Ａの特定化を行う。
【００２０】
本発明において、ｔａｎδ値を温度９０℃における値に規定したのは、次の理由による。ポリスチレン系樹脂発泡シートを加熱成形するには、一般的には表面の温度を１００〜１１０℃、通常、１０５℃程度に加熱した後、雌金型に接触させ金型内部を真空にしておおよその形状を賦形した後、雄金型を押し込んで最終的な形状とする方法によって行うが、この際、トレー等の成形体の縁、いわゆる外縁部に一定の形状を賦形するには、外縁部となる発泡シート部分に接触する金型を一定温度、例えば６０℃に冷却しておく必要がある。従って、発泡体は急激に冷却されるため１００℃以下で賦形されていると考えるのが妥当である。また、図１に示すように、ｔａｎδ値は８０℃から９０℃までは徐々に、９０℃を越えると急激に増加する。さらに、図２に示すように、縦軸にｔａｎδ値の対数を、横軸に温度を表示すると、ｔａｎδ値は温度に対してほぼ直線的に増加する。従って、９０℃でのｔａｎδの値が大きければ、８０℃から１００℃の温度範囲でのｔａｎδ値も大きくなり、結局、発泡シートの成形性も優れていると考えることができる。また、本発明において、前記動的粘弾性測定の周波数を１Ｈｚ（６．２８ｒａｄ／ｓ）としたのは、装置の特性上高精度の測定結果が得られる条件であるとともに、図３に示すように、発泡シートのｔａｎδ値は、周波数の対数をとると周波数の増加に対して直線的に減少することから、周波数１Ｈｚの条件で優れた特性を示す発泡シートは、広い周波数領域において優れた性質を示すことを容易に推定できるからである。なお、図１〜図３において、１は本発明の発泡シートについての結果を示し、２は従来の発泡シートについての結果を示す。前記ｔａｎδ値は、高分子物質の損失弾性率と貯蔵弾性率との比（損失弾性率／貯蔵弾性率）に対応するもので、弾性に対する粘性の程度を表す。弾性が強ければ変形による機械的なエネルギーがそのまま蓄えられ、もとに戻ろうとする性質が強く、粘性が強ければ変形による機械的なエネルギーを熱エネルギー等として吸収し、変形したままの状態に止まっている性質が強いことを意味する。従って、ｔａｎδ値が小さければもとに戻ろうとする力が働き、そのｔａｎδ値が小さすぎると、そのもとに戻ろうとする力が大きくなり、その力が金型により賦形された部分に部分的に集中する結果、表面の微小な裂け目、いわゆるナキが生じることとなる。逆に、ｔａｎδ値が大きければもとに戻ろうとする力を緩和し、変形したままの状態に止まろうとするため、ナキの発生を防止することができることとなる。
【００２１】
本発明においては、前記したように、発泡シートの表層部Ａの動的粘弾性測定での９０℃におけるｔａｎδ値は０．３５〜０．４９の範囲内であることを要する。ｔａｎδ値が小さすぎる場合では、発泡シートの弾性が強いため、加熱成形後に変形したままの形状に止まっていようとする特性が弱く、ナキの発生を防止することが難しい。一方、ｔａｎδ値が０．４９を超えるものは確認できていない。表層部Ａのｔａｎδ値は、例えばポリスチレン系樹脂溶融物を、冷却されているダイスからシート状に押出すとともに、その発泡過程にあるシートにエアーを吹付けて冷却する際に、そのダイスの冷却温度及びシートに対するエアーの吹付け量を調節することや、更に、その原料ポリスチレン系樹脂の選定によりコントロールすることができる。ｔａｎδ値の調節のためのダイスの冷却、シートに対するエアーの吹付けは、例えば、ダイスリップより押し出された直後の発泡途上にある円筒状のシートに沿って、一般にエアーリングと称される環状のエアー吹き出し装置を設け、該装置より発泡シート表面にエアーを吹き付けて冷却する方法が用いられる。この方法によれば、加熱成形前後において発泡シート表層密度の高い良好なスキン層が維持される。このことにより、得られる発泡シートは、加熱成形後の成形品強度に優れたものとなる。また、ｔａｎδ値の調節のための原料ポリスチレン系樹脂として、重量平均分子量が２６万以上、好ましくは２６〜３５万の高分子量のもので、かつメルトフローレートが１．０〜３．０ｇ／１０分、好ましくは１．５〜２．８ｇ／１０分であるポリスチレン系樹脂の使用により、前記ｔａｎδ値を前記特定範囲に保持することが容易になる。また、この場合のポリスチレン系樹脂は、その分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）が２．５〜３．２であるものが好ましい。また、前記した如き性状を有するポリスチレン系樹脂は分岐型ポリマーに多く見られる。
【００２２】
なお、前記メルトフローレートの測定方法はＪＩＳＫ７２１０ 条件８（２００℃、５ｋｇｆ）により求められる。また、重量平均分子量、数平均分子量等の分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により島津製作所社製ＧＰＣ−ＬＣ３Ａ型を使用し下記条件にて求められる。
測定溶媒 ：テトラヒドロフラン
試料濃度 ：スチレン１０ｍｇを測定溶媒２０ｍｌに溶解
分別カラム ：ＨＳＧシリーズ充填カラムＨＳＧ−６０、ＨＳＧ−５０、ＨＳＧ−４０を直列に連結
温度 ：室温
流速 ：１．７ｍｌ／ｍｉｎ
【００２３】
表層部Ａのｔａｎδ値が前記範囲にある発泡シートは、成形性がより一層向上した高品質のもので、複雑なリブ構造を有するトレーや、底の深い高絞りカップ等の成形しにくい構造の成形品に成形したときに、ナキの発生がなく、また成形品のコーナ部に破断のない高品質の成形品を与える。
【００２４】
本発明の発泡シートにおいて、その表層部Ａの密度は０．１８〜０．３５ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．２〜０．３ｇ／ｃｍ３である。
【００２５】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、その厚みは０．５〜５．０ｍｍの範囲内にあることが望ましい。好ましくは０．７〜３ｍｍである。０．５ｍｍ未満では十分な成形品の強度が得られず、５．０ｍｍを越えると発泡シート内部までの均一加熱が難しく加熱成形性が悪くなるからである。また、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、その密度は０．０５〜０．２５ｇ/ｃｍ３の範囲内にあることが望ましい。強度、成形性の飛躍的改善効果の面では好ましくは０．０６〜０．１５ｇ/ｃｍ３である。０．０５ｇ/ｃｍ３未満では十分な成形品の強度が得られないし、０．２５ｇ/ｃｍ３を越えると緩衝性、断熱性が不十分となるおそれがある。
【００２６】
本発明の発泡シートは、各種の方法で製造可能であるが、その好ましい製造方法を示すと、以下の方法を示すことができる。ポリスチレン系樹脂を基材樹脂とし、押出機により発泡剤と共に溶融混練し、発泡性溶融樹脂を得、この溶融樹脂を押出機先端のダイス部分より低圧域にシート状に押出す。この場合、ダイス部分の温度を、該ダイスを通過する該溶融樹脂の温度よりも１０〜５０℃、好ましくは１５〜３０℃低い温度に調整して、その溶融樹脂（特に溶融樹脂のダイス内流路との接触面近傍）をダイス内流路にて冷却する。また、溶融樹脂をダイスから低圧域に押出して形成した発泡シートに対しては、エアーを吹付けて冷却する。ダイス部分を冷却する方法としては、ダイス温度よりも低温の冷却媒体により、ダイス外周やダイスの内部に位置するダイスシャフトを冷却する方法等が挙げられる。この場合の冷却媒体としては、オイルや温水などが挙げられる。
【００２７】
エアーにより発泡過程にあるシートを冷却する方法としては、例えば、ダイスリップより押出された直後の発泡過程にある円筒状のシートに沿って、一般にエアーリングと称される環状のエアー吹き出し装置を設け、その装置より発泡シート表面にエアーを吹きつけて冷却する方法が用いられる。また、本発明の発泡シートを製造するための他の方法としては、前記の方法において、ダイスの冷却を行わずに、ダイスからシートとして押出す樹脂の吐出量を低く規定する方法を示すことができる。この方法の場合には、吐出量が低く、シートがゆっくりと押出されるため、発泡過程にあるシートの急激な冷却を回避することができる。即ち、ダイスからの樹脂吐出量を下げると、ダイス出口付近に発泡シートがとどまっている時間が長くなるため、ダイス出口での冷却時間が長くなり、その結果、少ない冷却空気量でも発泡シートの表層部密度を大きくすることができ、その表層部での単位面積当たりの気泡数を少なくすることができる。また、一般的に樹脂温度が低い程、少ない冷却空気量でも発泡シートの表層部密度が大きくなる傾向があり、樹脂温度を下げると、発泡シートの表層部の密度を大きく、かつ単位面積当たりの気泡数を少なくすることができる。樹脂温度を下げるには、押出機の中で冷却する方法であっても、ダイス内部で冷却する方法であっても構わない。前記のようにして、発泡過程にあるシートの急激な冷却を回避しながら表層部の密度の高い発泡シートを得ることができる。そして、このような発泡シートは、熱成形性及び加熱後の強度にすぐれ、金型形状再現性の良い、かつ機械的強度の高い高品質の成形品を与える。
【００２８】
本発明の原料として用いられるポリスチレン系樹脂としては、従来公知のもの、例えば、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレンーブタジエン共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリメチルスチレン、ポリスチレンとポリフェニレンエーテルとの混合物などが挙げられる。本発明では、特に、重量平均分子量が２６万以上、好ましくは２６〜３５万で、かつメルトフローレートが１．０〜３．０ｇ／１０分、好ましくは１．５〜２．８ｇ／１０分のものが、得られる発泡シート表層部の気泡数を少なくすることができると共に気泡膜厚みを厚くすることができ、かつ、加熱成形時に適度な張力を発揮しうる点から望ましい。更に加えて、分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）が２．５〜３．２のものが発泡シートの加熱成形時の伸びの面で好ましい。また、本発明に用いられる発泡剤としては、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、シクロブタン、シクロペンタン等の環式脂肪族炭化水素、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、メチルクロライド、エチルクロライド等のハロゲン化炭化水素などが挙げられる。
【００２９】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、真空成形法、圧空成形法等公知の加熱成形法によって、種々の食品包装容器、殊に複雑なリブ構造を有するトレーや深絞りカップ、丼等の成形品に加工することができる。本発明の発泡シートを加熱成形して得られた食品包装容器等の成形品は、いわゆるナキの発生がなく、良好なスキン層が保持され、また加熱成形による強度低下も小さい。
【００３０】
【実施例】
次に、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるものではない。
【００３９】
実施例１〜３
押出機内でポリスチレン系樹脂Ａ（実施例１）、Ｂ（実施例２）又はＣ（実施例３）１００重量部とタルク０．９重量部と発泡剤としてブタン４．０重量部とを混練し、樹脂温度が１５０℃の混練物とした後、この混練物を８０℃の温水を循環させることにより外周部を１００℃に温度調整したサーキュラーダイスを通過させて樹脂温度１１０℃に冷却した後、ダイス先端より大気中に押出して発泡させると共に表面にエアーを吹付けて冷却し、円筒形のマンドレルに引取った後切り開いて、厚み２．１５ｍｍ、密度０．０７４ｇ／ｃｍ３の発泡シートを得た。次に、前記のようにして得られた発泡シートから、その表面から厚さ２００μｍの厚み部分（表層部Ａ）をスライスして採取し、その表面気泡数、その表層部Ａについての密度、引張り強度、引張り強度の加熱減少率、動的粘弾性測定により求められる９０℃でのｔａｎδを測定した。その結果を表１に示す。尚、表層部Ａの加熱後の引張り強度を求める試験片を得るための発泡シートの加熱条件は実施例５の加熱条件を採用した。
【００４０】
比較例１
押出機内で示すポリスチレン樹脂Ｃ１００重量部とタルク０．９重量部と発泡剤としてブタン４．０重量部とを混練し、樹脂温度が１５０℃の混練物とした後、この混練物を冷却媒体を循環させず、外周部が１４０℃のサーキュラーダイスを通過させ、ダイス先端より大気中に押出して発泡させると共に表面に実施例よりもエアー風量を増加させたエアーを吹付けて急冷し、円筒形のマンドレルに引取った後切り開いて、厚み２．１５ｍｍ、密度０．０７４ｇ／ｃｍ３の発泡シートを得た。次に、前記のようにして得られた発泡シートから、その表面から厚さ２００μｍの厚み部分（表層部Ａ）をスライスして採取し、その表面気泡数、その表層部Ａについての密度、引張り強度、引張り強度の加熱減少率、動的粘弾性測定により求められる９０℃でのｔａｎδを測定した。その結果を表１に示す。尚、表層部Ａの加熱後の引張り強度を求める試験片を得るための発泡シートの加熱条件は実施例５の加熱条件を採用した。なお、表面気泡数は、発泡シートのエアーを吹付けた表面２ｍｍ×２ｍｍの範囲に存在する表面から見える気泡数を顕微鏡で拡大してカウントした数を示す。
【００４１】
【表１】
実施例４
押出機内でポリスチレン樹脂Ｄ１００重量部とタルク０．９重量部と発泡剤としてブタン２重量部とを混練し、樹脂温度が１５６℃の混練物とした後、この混練物を８０℃の温水を循環させることにより外周部を１００℃に温度調整したサーキュラーダイスを通過させて樹脂温度１１５℃に冷却した後、ダイス先端より大気中に放出して発泡させると共に表面に冷却用空気を吹付けて冷却し、円筒形のマンドレルを引き取った後、切り開いて厚み２．０５ｍｍ、密度０．２２ｇ／ｃｍ３の発泡シートを得た。次に、前記のようにして得られた発泡シートから、その表面から厚さ２００μｍの厚み部分（表層部Ａ）をスライスして採取し、その表面気泡数、その表層部Ａについての密度、引張り強度、引張り強度の加熱減少率、動的粘弾性測定により求められる９０℃でのｔａｎδを測定した。その結果を表２に示す。尚、表層部Ａの加熱後の引張り強度を求める試験片を得るための発泡シートの加熱条件は実施例６の加熱条件を採用した。
【００４３】
比較例２
押出機内でポリスチレン樹脂Ｄ１００重量部とタルク０．９重量部と発泡剤としてブタン１．５重量部を混練し、樹脂温度が１６５℃の混練物とした後、この混練物を冷却媒体を循環させずサーキュラーダイを通過させ、ダイス先端より大気中に放出して発泡させると共に表面に実施例４よりも１．３倍の冷却用空気を吹付けて急冷し、円筒形のマンドレルを引き取った後切り開いて、厚み２．０５ｍｍ、密度０．２２ｇ／ｃｍ３の発泡シートを得た。次に、前記のようにして得られた発泡シートから、その表面から厚さ２００μｍの厚み部分（表層部Ａ）をスライスして採取し、その表面気泡数、その表層部Ａについての密度、引張り強度、引張り強度の加熱減少率、動的粘弾性測定により求められる９０℃でのｔａｎδを測定した。その結果を表２に示す。尚、表層部Ａの加熱後の引張り強度を求める試験片を得るための発泡シートの加熱条件は実施例６の加熱条件を採用した。
【００４４】
【表２】
前記実施例１〜４及び比較例１〜２で示したポリスチレン系樹脂Ａ〜Ｄの性状を表３に示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】
実施例５
前記実施例１〜３及び比較例１で得た各発泡シートを、加熱炉内で表面温度３００℃の遠赤外線パネルヒータから２０ｃｍの距離で７秒間加熱した後、真空成形金型により成形し、外形寸法；縦：２００ｍｍ、横：１５０ｍｍ、深さ：２５ｍｍのトレーの多数個の成形品を得た。次に、得られた各成形品についてその成形性を、成形品表面のナキの有無を観察して評価したところ、実施例１〜３で得られた発泡シートからの成形品はいずれもナキのないものであったが、比較例１の発泡シートからの成形品にはナキの発生が見られた。
【００４８】
実施例６
前記実施例４及び比較例２で得た各発泡シートを加熱炉内で表面温度３００℃の遠赤外線パネルヒーターから２０ｃｍの距離で２０秒間加熱した後、プラグアシスト真空成金型により、外形寸法が、開口部直径１００ｍｍ、底面部直径６５ｍｍ、高さ１０５ｍｍのカップ型容器の多数個取り成形品を得た。次に、得られた各成形品についてその成形性を、成形品表面のナキの有無を観察して評価したところ、実施例４で得られた発泡シートからの成形品はナキのないものであったが、比較例２の発泡シートからの成形品にはナキの発生が見られた。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の熱成形用ポリスチレン系樹脂発泡シートは、成形性及び成形品強度にすぐれ、食品包装容器、例えば、トレーやカップ等の熱成形用材料として好適のものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポリスチレン系樹脂発泡シートの動的粘弾性（ｔａｎδ）の種々温度における測定グラフを示す。なお、（１）は本発明の発泡シート、（２）は従来の発泡シートについての結果を示す。
【図２】図１のグラフにおいて、ｔａｎδ値を対数目盛として表わしたグラフを示す。
【図３】ポリスチレン系樹脂発泡シートの動的粘弾性（長手方向のｔａｎδ）の９０℃における種々周波数での測定グラフを示す。なお、（１）は本発明の発泡シート、（２）は従来の発泡シートについての結果を示す。
【図４】ポリスチレン系樹脂発泡シートの表層部Ａを示す拡大断面図[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is suitable as a thermoforming material.For thermoformingThe present invention relates to a polystyrene resin foam sheet.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is known that a foaming agent is melt-kneaded with polystyrene-based resin and then extruded and foamed from an extruder. The foamed sheet thus obtained is widely used as a thermoforming material for obtaining trays, cups and the like. In the extrusion foaming described above, in order to improve the strength of the foam sheet obtained, it is possible to form a high-density skin layer on the sheet surface by blowing cooling air to the surface of the sheet in the foaming process immediately after extrusion. It is done. However, in the case of the conventional method in which air is blown onto the surface of a sheet in the foaming process to form a skin layer, the skin layer exhibits high tensile strength, but if it is heated to the molding temperature, The strength is greatly reduced. Therefore, in the case of the conventional polystyrene-based resin foam sheet, there is a problem that the strength of the molded product obtained by thermoforming is still insufficient. On the other hand, in recent years, food packaging trays have been favorably used because of their low stack height, especially those with a side wall thickness that is thinner than the bottom thickness. In that case, when the conventional foamed sheet as described above was used, there was a problem that sufficient strength of the molded product could not be obtained.
[0003]
Thus, in order to improve the strength by forming a denser skin layer, an attempt was made to increase the amount of air blown onto the foam sheet, but in this case, simply increasing the amount of air was obtained. Although the foamed sheet improves the strength of the skin layer, the thermoformability deteriorates. For example, when heat-molding with a male / female fitting mold, the side part of the tray or cup, the upper part of the inner surface (near the lip part) The surface has a drawback that a minute tear, that is, a so-called crack occurs, and the foamed sheet breaks.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
This invention makes it the subject to provide the polystyrene-type resin foam sheet which is excellent in thermoformability and excellent also in the strength of a molded article.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of further earnest studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention. That is, according to the present invention, in a polystyrene resin foamed sheet obtained by kneading a polystyrene resin together with a foaming agent and extrusion foaming from an extruder, in the surface layer portion A from the surface on at least one surface thereof to a thickness of 200 μm, Both the tensile strength in the longitudinal direction and the tensile strength in the width direction are 500 g / 5 mm or more.1500g / 5mm or lessThe tan δ value at 90 ° C. in the longitudinal direction and the tan δ value at 90 ° C. in the width direction determined by dynamic viscoelasticity measurement are both 0.35 to 0.49. A polystyrene resin foam sheet is provided.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The polystyrene-based resin foam sheet of the present invention (hereinafter also simply referred to as a foam sheet) has excellent mechanical strength after thermoforming, and is remarkably improved in thermoformability. A molded product obtained by thermoforming the foamed sheet of the present invention is of a high quality in which no “naki” phenomenon is observed. The inventors of the present invention made various molded products by thermoforming the foamed sheet, and made various studies on the quality of the molded product. As a result, the foamed foam was not formed in the foamed sheet before thermoforming. It has been found that a layer is formed in the skin layer portion of the molded product and the strength of the resulting molded product is impaired due to the formation of the foamed layer. In addition, when the foam sheet is heated to the thermoforming temperature, and the foam sheet before and after the heating is examined in detail, the tensile strength of the skin layer portion of the foam sheet after heating is significantly lower than that of the foam sheet before heating. It was determined that this was caused by the formation of a foamed layer on the sheet surface by heating as described above. Therefore, the present inventors considered that the formation of the foam layer described above may be caused by cooling of the sheet by blowing air against the sheet in the foaming process extruded from the extruder, and the die at the tip of the extruder Cool the part, set the temperature of the die part lower than the temperature of the resin that passes through the die part, and control the amount of air blown against the sheet in the foaming process extruded from the extruder, It has been surprisingly found that when the sheet is cooled in a relatively slow cooling step, the problems of formability and strength of the molded article found in conventional foamed sheets can be solved at once. The present invention has been completed based on such findings.
[0007]
The foamed sheet of the present invention can be characterized by the properties of the surface layer portion (referred to herein as surface layer portion A) from the surface on at least one surface to a thickness of 200 μm. The present invention is described in detail below.
[0016]
BookAccording to the inventionDepartureIn the foam sheet, the tensile strength in the longitudinal direction (extrusion direction) and the tensile strength in the width direction perpendicular to the surface layer portion A from the surface on at least one surface to a thickness of 200 μm are both 500 g / 5 mm or more, preferably It is 650 g / 5 mm or more. The upper limit is usually about 1500 g / 5 mm. In the present invention, the tensile strength is preferably 650 to 1200 g / 5 mm. When the tensile strength is less than 500 g / 5 mm, the strength of the foamed sheet thermoformed product is insufficient. This tensile strength can be adjusted by the cooling temperature of the die, the amount of air blown against the sheet in the foaming process extruded from the extruder, or the like when the polystyrene resin is extruded and foam-molded. In the surface layer portion A of the foamed sheet of the present invention, the average value of the heating reduction rate of the tensile strength in the longitudinal direction and the heating reduction rate of the tensile strength in the width direction is preferably 35% or less, more preferably 25. % Or less. Having such a characteristic that the heating reduction rate of the tensile strength of the surface layer portion A is small means that a reduction in the strength of the molded product after thermoforming is prevented.
[0017]
In addition, the tensile strength said by this specification is measured as follows. A surface layer portion A having a thickness of 200 μm from the surface of the foam sheet is sliced to prepare a test piece having a length of 20 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 0.2 mm (200 μm). In this case, when measuring the tensile strength in the longitudinal direction of the surface layer portion A, the length direction of the test piece is matched with the longitudinal direction of the foam sheet. On the other hand, when measuring the tensile strength in the width direction of the surface layer portion A, the length direction of the test piece is matched with the width direction of the foam sheet. This test piece was set in a tensile testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: actual load type calibration AG-1000D) in which the distance between checks of the jig was adjusted to 15 mm, and 23 ° C., 60% RH (relative humidity). The test piece is pulled at a tensile speed of 30 mm / min until the specimen is cut, and the maximum load is taken as the tensile strength (g / 5 mm). Moreover, the heating reduction rate of the tensile strength said regarding the surface layer part A in this specification is calculated | required as follows. A foam sheet was heated in a heating furnace with a far-infrared panel heater under the heating conditions to obtain the desired molded body, and then allowed to cool to room temperature. The tensile strength is measured and calculated by the following formula.
R = {(A−B) / A} × 100 (%)
R = Heat reduction rate of tensile strength (%)
A = Tensile strength (g / 5mm) of surface layer part A of the foamed sheet before heating
B = Tensile strength (g / 5mm) of surface layer part A of the foamed sheet after heating
As described above, the tensile strength reduction rate after heating in the longitudinal direction of the surface layer part A and the tensile strength reduction rate after heating in the width direction are calculated, the values of both are added up, and the total value is gradually increased by 2. And the value is taken as the average value of the heating reduction rate of both tensile strengths.
[0018]
The foamed sheet of the present invention has a tan δ value at 90 ° C. in the longitudinal direction of the surface layer portion A obtained by dynamic viscoelasticity measurement of the surface layer portion A and 90 ° C. in the width direction together with the structural requirements of the tensile strength. The tan δ value at0.35~0.49It has the characteristic of being.
[0019]
The tan δ value by the dynamic viscoelasticity measurement is obtained as follows. The surface layer portion A is sliced from the surface of the foamed sheet to prepare a test piece having a length of 26 mm, a width of 7 mm, and a thickness of 0.2 mm. In this case, when measuring the tan δ value in the longitudinal direction of the surface layer portion A, the length direction of the test piece is matched with the longitudinal direction of the surface layer portion, and when measuring the tan δ value in the width direction of the surface layer portion A, The length direction is made to coincide with the width direction of the surface layer portion A. Next, the dynamic viscoelasticity measuring device RSAII (Rheometrics) is used as the measuring device and the film tension fixture is used as its accessory, and the space between the chucks is adjusted to 17.6 mm ± 0.5 mm using a spacer. Then, after attaching the test piece and adjusting the tension to 0 g to 1 g, the oven was closed, the temperature was rapidly raised to 80 ° C., and then heated from 80 ° C. to 120 ° C. at a heating rate of 3 ° C./min. The tan δ value is measured using a frequency of 1 Hz (6.28 rad / s), an initial strain of 0.1%, and an auto tension function. In the present invention, in the tan δ value obtained as described above, the surface layer portion A is specified using the tan δ value of 90 ° C., that is, the tan δ value obtained at the measurement temperature of 90 ° C.
[0020]
In the present invention, the tan δ value is defined as a value at a temperature of 90 ° C. for the following reason. In order to heat mold a polystyrene resin foam sheet, the surface temperature is generally 100 to 110 ° C., usually about 105 ° C., and then brought into contact with a female die to make the inside of the die vacuum. After shaping the shape, the male mold is pushed into the final shape. At this time, in order to shape a certain shape on the edge of the molded body such as a tray, the outer edge It is necessary to cool the mold that comes into contact with the foamed sheet portion, which is a part, to a certain temperature, for example, 60 ° C. Therefore, it is appropriate to consider that the foam is shaped at 100 ° C. or lower because it is cooled rapidly. Also figure1As shown in FIG. 4, the tan δ value gradually increases from 80 ° C. to 90 ° C., and rapidly increases when it exceeds 90 ° C. In addition, the figure2As shown in FIG. 5, when the logarithm of the tan δ value is displayed on the vertical axis and the temperature is displayed on the horizontal axis, the tan δ value increases almost linearly with respect to the temperature. Therefore, if the value of tan δ at 90 ° C. is large, the tan δ value in the temperature range of 80 ° C. to 100 ° C. is also large, and it can be considered that the moldability of the foamed sheet is excellent. In the present invention, the frequency of the dynamic viscoelasticity measurement is 1 Hz (6.28 rad / s), which is a condition for obtaining a highly accurate measurement result due to the characteristics of the apparatus.3As shown, the tan δ value of the foam sheet linearly decreases with increasing frequency when the logarithm of the frequency is taken. Therefore, the foam sheet exhibiting excellent characteristics at a frequency of 1 Hz is in a wide frequency range. This is because it can be easily estimated that excellent properties are exhibited. Figure1~ Figure31 shows the results for the foamed sheet of the present invention, and 2 shows the results for the conventional foamed sheet. The tan δ value corresponds to the ratio of loss elastic modulus to storage elastic modulus (loss elastic modulus / storage elastic modulus) of the polymer substance, and represents the degree of viscosity with respect to elasticity. If the elasticity is strong, the mechanical energy due to the deformation is stored as it is, and the property of returning to the original state is strong. If the viscosity is strong, the mechanical energy due to the deformation is absorbed as heat energy, etc., and it remains in the deformed state. Means that the nature is strong. Therefore, if the tan δ value is small, a force to return to the original force works, and if the tan δ value is too small, the force to return to the original value increases, and the force is partially applied to the part shaped by the mold. As a result of this concentration, a minute surface crack, a so-called crack, occurs. On the other hand, if the tan δ value is large, the force to return to the original state is eased and the deformation remains, so that the occurrence of cracks can be prevented.
[0021]
In the present invention, as described above, the tan δ value at 90 ° C. in the dynamic viscoelasticity measurement of the surface layer portion A of the foam sheet is0.35~0.49It is necessary to be within the range ofThe If the tan δ value is too smallHowever, since the foamed sheet is highly elastic, the characteristic of trying to remain in a deformed shape after heat molding is weak, and it is difficult to prevent the occurrence of cracks. on the other hand,tan δ value is 0.49We have not confirmed anything exceeding. The tan δ value of the surface layer portion A is determined by, for example, extruding a polystyrene resin melt from a cooled die into a sheet and cooling the die by blowing air onto the sheet in the foaming process. It can be controlled by adjusting the temperature and the amount of air sprayed onto the sheet, and by selecting the raw polystyrene resin. The cooling of the die for adjusting the tan δ value, the blowing of air to the sheet,For example, an annular air blowing device generally called an air ring is provided along a cylindrical sheet in the middle of foaming immediately after being extruded from a die slip, and air is blown from the device onto the surface of the foamed sheet to cool it. The method is used. According to this method, a good skin layer having a high density of the foam sheet surface layer is maintained before and after thermoforming. By this, the foam sheet obtained is excellent in the strength of the molded product after heat molding.The raw polystyrene resin for adjusting the tan δ value has a weight average molecular weight of 260,000 or higher, preferably a high molecular weight of 26 to 350,000, and a melt flow rate of 1.0 to 3.0 g / 10. By using a polystyrene-based resin having a minute, preferably 1.5 to 2.8 g / 10 minutes, the tan δ value can be easily maintained in the specific range. In this case, the polystyrene resin preferably has a molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight) of 2.5 to 3.2. Further, polystyrene resins having the properties as described above are often found in branched polymers.
[0022]
In addition, the measuring method of the said melt flow rate is calculated | required by JISK7210 condition 8 (200 degreeC, 5 kgf). Moreover, molecular weights, such as a weight average molecular weight and a number average molecular weight, are calculated | required on the following conditions using Shimadzu Corporation GPC-LC3A type | mold by the gel permeation chromatography (GPC) method.
Measuring solvent: Tetrahydrofuran
Sample concentration: 10 mg of styrene dissolved in 20 ml of measurement solvent
Fractionation column: HSG series packed columns HSG-60, HSG-50, HSG-40 connected in series
Temperature: Room temperature
Flow rate: 1.7 ml / min
[0023]
Foam sheet in which the tan δ value of the surface layer part A is in the above rangeIsHigh quality with further improved formability, and no molding when molded into difficult-to-mold structures such as trays with complex rib structures and deep drawn cups. Gives a high quality molded product without breakage at the corner of the molded product.
[0024]
In the foam sheet of the present invention, the density of the surface layer portion A is 0.18 to 0.35 g / cm.3, Preferably 0.2 to 0.3 g / cm3It is.
[0025]
In the polystyrene resin foam sheet of the present invention, the thickness is desirably in the range of 0.5 to 5.0 mm. Preferably it is 0.7-3 mm. If the thickness is less than 0.5 mm, sufficient strength of the molded product cannot be obtained, and if it exceeds 5.0 mm, uniform heating to the inside of the foamed sheet is difficult and the heat moldability is deteriorated. In the polystyrene resin foam sheet of the present invention, the density is 0.05 to 0.25 g / cm.3It is desirable to be within the range. In terms of a dramatic improvement effect in strength and formability, it is preferably 0.06 to 0.15 g / cm.3It is. 0.05g / cm3Less than 0.25 g / cm.3If it exceeds 1, buffering properties and heat insulation properties may be insufficient.
[0026]
Although the foamed sheet of the present invention can be produced by various methods, the following method can be shown as the preferred production method. A polystyrene resin is used as a base resin, melted and kneaded with a foaming agent by an extruder to obtain a foamable molten resin, and this molten resin is extruded into a sheet form in a low pressure region from a die portion at the tip of the extruder. In this case, the temperature of the die portion is adjusted to a
[0027]
As a method of cooling the sheet in the foaming process by air, for example, an annular air blowing device generally called an air ring is provided along the cylindrical sheet in the foaming process immediately after being extruded from the die slip. And the method of blowing air on the foam sheet surface from the apparatus and cooling is used. Further, as another method for producing the foamed sheet of the present invention, in the above method, a method for specifying a low discharge amount of the resin extruded as a sheet from the die without cooling the die is shown. it can. In the case of this method, since the discharge amount is low and the sheet is extruded slowly, rapid cooling of the sheet in the foaming process can be avoided. That is, if the resin discharge amount from the die is lowered, the time that the foam sheet stays in the vicinity of the die outlet becomes longer, so the cooling time at the die outlet becomes longer, and as a result, the surface layer of the foam sheet is reduced even with a small amount of cooling air. The part density can be increased, and the number of bubbles per unit area in the surface layer part can be reduced. In general, the lower the resin temperature, the greater the density of the surface layer portion of the foam sheet even with a small amount of cooling air. When the resin temperature is lowered, the density of the surface layer portion of the foam sheet is increased and the density per unit area is increased. The number of bubbles can be reduced. In order to lower the resin temperature, either a method of cooling in an extruder or a method of cooling inside a die may be used. As described above, it is possible to obtain a foam sheet having a high density in the surface layer portion while avoiding rapid cooling of the sheet in the foaming process. Such a foam sheet is excellent in thermoformability and strength after heating, and gives a high-quality molded product with good mold shape reproducibility and high mechanical strength.
[0028]
Examples of the polystyrene resin used as a raw material of the present invention include conventionally known resins such as polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, and styrene-acrylic acid copolymer. Examples thereof include a polymer, a styrene-maleic anhydride copolymer, polymethylstyrene, and a mixture of polystyrene and polyphenylene ether. In the present invention, in particular, the weight average molecular weight is 260,000 or more, preferably 260 to 350,000, and the melt flow rate is 1.0 to 3.0 g / 10 minutes, preferably 1.5 to 2.8 g / 10 minutes. Is preferable in that it can reduce the number of bubbles in the surface layer portion of the foam sheet obtained, increase the thickness of the bubble film, and exhibit an appropriate tension during heat molding. In addition, those having a molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight) of 2.5 to 3.2 are preferable in terms of elongation at the time of heat forming of the foam sheet. Examples of the blowing agent used in the present invention include aliphatic hydrocarbons such as propane, n-butane, i-butane, pentane and hexane, cyclic aliphatic hydrocarbons such as cyclobutane and cyclopentane, trichlorofluoromethane, and dichloromethane. Difluoromethane, 1-chloro-1,1-difluoroethane, 1,1-dichloro-2,2,2-trifluoroethane, 1,1,1,2-tetrafluoroethane, 1,1-difluoroethane, methyl chloride, And halogenated hydrocarbons such as ethyl chloride.
[0029]
The polystyrene resin foam sheet of the present invention is formed into various food packaging containers, in particular, molded articles such as trays, deep-drawing cups, and bowls having a complicated rib structure by known heat forming methods such as vacuum forming method and pressure forming method. Can be processed. Molded articles such as food packaging containers obtained by heat-molding the foamed sheet of the present invention do not generate so-called cracks, retain a good skin layer, and have a small decrease in strength due to heat-molding.
[0030]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited by this Example.
[0039]
Example1~3
Polystyrene resin A (Example) in the extruder1), B (Example)2) Or C (Example)3) Kneading 100 parts by weight, 0.9 part by weight of talc and 4.0 parts by weight of butane as a foaming agent to obtain a kneaded product having a resin temperature of 150 ° C., and circulating the kneaded product with hot water at 80 ° C. After passing a circular die whose temperature was adjusted to 100 ° C. by the outer periphery, and cooled to a resin temperature of 110 ° C., DaIt is extruded from the chair tip into the atmosphere and foamed, and air is blown onto the surface to cool it, and then taken up by a cylindrical mandrel, then cut open, thickness 2.15 mm, density 0.074 g / cm3The foam sheet was obtained. Next, from the foamed sheet obtained as described above, a 200 μm thick portion (surface layer portion A) is sliced and collected from the surface, the number of surface bubbles, the density of the surface layer portion A, and the tensile strength The tan δ at 90 ° C. obtained by measuring the strength, the rate of decrease in heating of the tensile strength, and the dynamic viscoelasticity was measured. The results are shown in the table1Shown in In addition, the heating conditions of the foam sheet for obtaining the test piece which calculates | requires the tensile strength after the heating of the surface layer part A are an Example.5The heating conditions were adopted.
[0040]
Comparative example1
After kneading 100 parts by weight of polystyrene resin C shown in the extruder, 0.9 part by weight of talc and 4.0 parts by weight of butane as a foaming agent to obtain a kneaded product having a resin temperature of 150 ° C., the kneaded product was used as a cooling medium. Do not circulate, let the outer periphery pass through a 140 ° C circular die, extrude into the atmosphere from the tip of the die, foam and foam on the surfaceExampleRimo air volumeTheIncreased air is blown to quench, and after taking up to a cylindrical mandrel, it is cut open, thickness 2.15mm, density 0.074g / cm3The foam sheet was obtained. Next, from the foamed sheet obtained as described above, a 200 μm thick portion (surface layer portion A) is sliced and collected from the surface, the number of surface bubbles, the density of the surface layer portion A, and the tensile strength The tan δ at 90 ° C. obtained by measuring the strength, the rate of decrease in heating of the tensile strength, and the dynamic viscoelasticity was measured. The results are shown in the table1Shown in In addition, the heating conditions of the foam sheet for obtaining the test piece which calculates | requires the tensile strength after the heating of the surface layer part A are an Example.5The heating conditions were adopted. In addition, the number of surface bubbles shows the number which expanded and counted the number of bubbles visible from the surface which exists in the range of the surface 2mm x 2mm which sprayed the air of the foam sheet.
[0041]
【table1]
Example4
In an extruder, 100 parts by weight of polystyrene resin D, 0.9 part by weight of talc, and 2 parts by weight of butane as a blowing agent are kneaded to obtain a kneaded product having a resin temperature of 156 ° C., and then the kneaded product is circulated with hot water at 80 ° C. After passing through a circular die whose temperature is adjusted to 100 ° C. and cooling it to a resin temperature of 115 ° C., it is discharged from the tip of the die into the atmosphere and foamed, and cooling air is blown onto the surface to cool it. After taking up the cylindrical mandrel, it is cut open and has a thickness of 2.05 mm and a density of 0.22 g / cm.3The foam sheet was obtained. Next, from the foam sheet obtained as described above, a 200 μm thick portion (surface layer part A) is sliced and collected from the surface, the number of surface bubbles, the density of the surface layer part A, and the tension The tan δ at 90 ° C., which was determined by measuring the strength, the rate of decrease in heating of the tensile strength, and dynamic viscoelasticity, was measured. The results are shown in the table2Shown in In addition, the heating conditions of the foam sheet for obtaining the test piece which calculates | requires the tensile strength after the heating of the surface layer part A are an Example.6The heating conditions were adopted.
[0043]
Comparative example2
In an extruder, 100 parts by weight of polystyrene resin D, 0.9 parts by weight of talc, and 1.5 parts by weight of butane as a blowing agent are kneaded to obtain a kneaded product having a resin temperature of 165 ° C., and then the cooling medium is circulated through the kneaded product. Without passing through a circular die, it is released into the atmosphere from the tip of the die and foamed, and on the surface the embodiment4The air is cooled rapidly by blowing cooling air 1.3 times larger than that, and after taking up the cylindrical mandrel, it is cut open and has a thickness of 2.05 mm and a density of 0.22 g / cm.3The foam sheet was obtained. Next, from the foam sheet obtained as described above, a 200 μm thick portion (surface layer part A) is sliced and collected from the surface, the number of surface bubbles, the density of the surface layer part A, and the tension The tan δ at 90 ° C. obtained by measuring the strength, the rate of decrease in heating of the tensile strength, and the dynamic viscoelasticity was measured. The results are shown in the table2Shown in In addition, the heating conditions of the foam sheet for obtaining the test piece which calculates | requires the tensile strength after the heating of the surface layer part A are an Example.6The heating conditions were adopted.
[0044]
【table2]
Example1-4And comparative examples1-2Properties of polystyrene resins A to D indicated by3Shown in
[0046]
【table3]
[0047]
Example5
Example1-3And comparative examples1Each foamed sheet obtained in the above was heated for 7 seconds at a distance of 20 cm from a far-infrared panel heater having a surface temperature of 300 ° C. in a heating furnace, and then molded by a vacuum molding die. External dimensions: length: 200 mm, width: 150 mm A large number of molded articles having a depth of 25 mm were obtained. Next, the moldability of each molded product obtained, Observe the presence of cracks on the surface of the molded productAs a result of evaluation,1-3The molded products from the foamed sheets obtained in 11Naki was observed in the molded product from the foam sheet.
[0048]
Example6
Example4And comparative examples2Each foamed sheet obtained in the above was heated in a heating furnace at a distance of 20 cm from a far-infrared panel heater with a surface temperature of 300 ° C. for 20 seconds, and then the outer dimensions of the plug-assist vacuum mold were an opening diameter of 100 mm and a bottom surface diameter. A molded product of a large number of cup-shaped containers of 65 mm and a height of 105 mm was obtained. Next, each molded product obtainedNoThe moldability, Observe the presence of cracks on the surface of the molded productExample4The molded product from the foamed sheet obtained in Example 1 was free of cracks.2Naki was observed in the molded product from the foam sheet.
[0049]
【The invention's effect】
Of the present inventionFor thermoformingThe polystyrene-based resin foam sheet is excellent in moldability and molded product strength, and is suitable as a thermoforming material for food packaging containers such as trays and cups.
[Brief description of the drawings]
[Figure1The graphs showing the dynamic viscoelasticity (tan δ) of polystyrene resin foam sheets at various temperatures are shown below. In addition, (1) shows the result about the foam sheet of this invention, (2) shows the result about the conventional foam sheet.
[Figure2] Figure1The graph which represented tan-delta value as a logarithmic scale is shown.
[Figure3The graphs showing the dynamic viscoelasticity (tan δ in the longitudinal direction) of polystyrene resin foam sheets at various frequencies at 90 ° C. are shown. In addition, (1) shows the result about the foam sheet of this invention, (2) shows the result about the conventional foam sheet.
[Figure4] Enlarged sectional view showing the surface layer part A of the polystyrene resin foam sheet
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