JP4125083B2

JP4125083B2 - 積層シートおよびそれを用いた成形容器

Info

Publication number: JP4125083B2
Application number: JP2002287964A
Authority: JP
Inventors: 清小森谷; 宏史奥出; 三朗藤井; 英志浅田
Original assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP2004122506A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無機充填剤配合ポリオレフィン系樹脂シートとニ軸延伸ポリプロピレン系樹脂フィルムとを積層した積層シート及びそれを成形して製造される成形容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンビニエンスストアやスーパーマーケット等において販売される弁当、丼、惣菜などの食品包装容器その他の一般包装容器として、耐熱、耐油性が高く、廃棄焼却時の燃焼カロリーが低いなどの特徴から無機充填剤配合ポリオレフィンシートが広く用いられている。
【０００３】
しかし、無機充填剤配合ポリオレフィンシートは、無機充填剤の影響により、シート製造時には冷却ロール等の接触により光沢のある表面を作り出せるものの、そのシートを容器形状等に成形（以下、二次成形と記す）した際には光沢が失われてしまい、光沢のある容器が得にくいという欠点を有し、光沢が必要とされる用途に使用することが困難であった。
【０００４】
更に、無機充填剤配合ポリオレフォン系樹脂シートを二次成形する際には、加熱によりシートが軟化し垂れ下がる、いわゆるドローダウン現象によって、成形時にシートが重なってしわが発生する問題もあった。これは特に加熱の熱量が多く必要となる深さの深い容器を成形する時に顕著になる。
【０００５】
そこで、ポリオレフィン系樹脂シートの光沢を向上させるために、無機充填剤を含有するオレフィン系樹脂シートと厚さ２０〜１００μｍで２〜１０倍に二軸延伸されたポリプロピレンフィルムとを貼り合わせてなるオレフィン系樹脂シートが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、ポリオレフィン系樹脂シートのドローダウンを抑制するために、縦方向、横方向の二方向に延伸された二軸延伸ポリプロピレン系樹脂シートと延伸処理の施されていない無延伸ポリプロピレン系樹脂シートとを積層してなり、全体の厚さが１００〜６００μｍであることを特徴とする成形用ポリプロピレン系樹脂積層シートが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
上記特許文献１及び２に記載された技術は、基本的にポリオレフィン系樹脂シートと二軸延伸ポリプロピレン系樹脂フィルムとの積層シートとしては一致するものであり、この構成により成形容器の表面光沢性と二次成形時のドローダウン性については解決されたことが記述されているが、二軸延伸フィルムの加熱により発生する強い収縮力により熱成形性や成形後の寸法安定性に劣るという問題を有することが判明した。
【０００７】
また、その熱成形性の問題を解決するため、二軸延伸フィルムとして低収縮強度となるように特殊な性質を有するフィルムとポリプロピレン系シートと積層してなる積層シートが提案されている（例えば、特許文献３〜６参照。）。
更にその熱成形性を改良するため、特定の二軸延伸フィルムとポリプロピレン系シートとの厚み比が、特定範囲にある積層シートが提案されている（例えば、特許文献７参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特公昭６３−４４０６０号公報
【特許文献２】
実公昭６１−２０３０号公報
【特許文献３】
特開平８−８５１９２号公報
【特許文献４】
特開平１０−１９３５３５号公報
【特許文献５】
特開平１１−１２３７９８号公報
【特許文献６】
特開平１１−１２９４１６号公報
【特許文献７】
特開平１０−２９１２８４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献３〜６に各々記載された従来技術は、耐熱性、耐油性、表面光沢性が十分なフィルムを得難く、また材料コストの上昇を招く問題がある。また、上記特許文献７に記載された従来技術は、熱成形性や表面光沢性が安定して得られないという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、電子レンジ調理に使用できる耐熱性、耐油性を有し、かつ表面光沢性に優れる上、二次成形性が改善された積層シート及び成形容器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、積層シートの二次成形性を向上させる手段として、無機充填剤配合ポリオレフィン系樹脂シートの配合組成を特定することによって積層シートの二次成形性を向上できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
本発明は、ポリオレフィン系樹脂４０〜９５質量％と無機充填剤６０〜５質量％とを含む無機充填剤配合ポリオレフィン系樹脂シートの少なくとも片面に二軸延伸ポリプロピレン系樹脂フィルムが積層されてなる積層シートであって、該ポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂との混合物でありかつ該ポリオレフィン系樹脂中に存在するエチレン成分の含有量が５〜５０質量％であることを特徴とする積層シートを提供する。
本発明の積層シートにおいて、無機充填剤はタルクであることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、上記積層シートを成形して製造される成形容器を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の積層シートは、ポリオレフィン系樹脂４０〜９５質量％と無機充填剤６０〜５質量％とを含む無機充填剤配合ポリオレフィン系樹脂シート（以下、ポリオレフィン系樹脂シートと記す）の少なくとも片面に、二軸延伸ポリプロピレン系樹脂フィルム（以下、ＯＰＰフィルムと記す）が積層されてなり、該ポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂との混合物であり、かつ該ポリオレフィン系樹脂中に存在するエチレン成分の含有量が５〜５０質量％であることを特徴としている。なお、ポリオレフィン系樹脂中に存在するエチレン成分の含有量は、ポリプロピレン系樹脂中のエチレン成分と、ポリエチレン系樹脂中のエチレン成分との合計の含有量である。
【００１５】
この積層シートを得る方法は、例えばエクストルージョンラミネート法、サーマルラミネート法、ホットメルト接着剤を介したラミネート法などの従来既知の方法が考えられるが、本発明ではあらかじめ作製しておいたポリオレフィン系樹脂シートとＯＰＰフィルムとを、サーマルラミネート法によって直接に積層し、熱接着して製造することが最も好ましい。
【００１６】
上記ポリオレフィン系樹脂シートを構成するポリオレフィン系樹脂としては、プロピレンホモポリマー、プロピレン分子鎖中にランダムにエチレンあるいは他のコモノマーが１〜７質量％程度挿入されたランダム共重合体、通常プロピレン単独重合体のマトリックス中に約２０％までのエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）を含むインパクト共重合体（ブロック共重合体ともいう）などのポリプロピレン系樹脂と、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどのポリエチレン系樹脂との混合物が使用される。
【００１７】
ポリプロピレン系樹脂とポリエチレン樹脂との混合物からなるポリオレフィン系樹脂中のエチレン成分の含有量は５〜５０質量％の範囲とされ、好ましくは５〜４０質量％、より好ましくは１０〜３０質量％である。エチレン成分の含有量が５質量％未満の場合は、積層シートの剛性が高くなり、ポリオレフィン系樹脂シートを軟化させるための熱量が多く必要になるため、ＯＰＰフィルムにかかる熱量が過剰となり、延伸が緩和さてしまい、ＯＰＰフィルムの光沢性が失われてしまう場合がある。
また、エチレン成分の含有量が５０質量％を越えた場合、ＯＰＰフィルムが軟化する前にポリオレフィン系樹脂シートが軟化し、ＯＰＰフィルムの収縮力でポリオレフィン系樹脂シートも収縮してしまうため、シートが成形機のクランプから外れ、成形困難となる。
【００１８】
本発明に使用される無機充填剤としては、例えばタルク、マイカ、炭酸カルシウム、シリカ、ガラスビーズ、珪藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸バリウムなどが単独又は２種以上の混合物として使用できる。この中でもタルクは少ない充填量で樹脂に剛性や耐熱性を付与できることから好ましいものである。無機充填剤の量は５〜６０質量％であり、好ましくは１０〜４０質量％である。無機充填剤の量が５質量％未満の場合、シートの剛性が不足し、ＯＰＰフィルムの収縮力に耐え切らず、ポリオレフィン系樹脂シートも収縮してしまい、連続成形機のクランプから外れ、成形困難となる。無機充填剤の量が６０質量％を越えた場合、非常に脆いシートとなり、成形容器が流通時に割れを生じる可能性があるため好ましくない。
【００１９】
また上記ポリオレフィン系樹脂には、必要に応じて帯電防止剤、酸化防止剤、光安定剤、結晶核剤、滑剤、すべり性付与およびアンチブロッキング性付与を目的とした界面活性剤、無機充填剤の分散性を良くするような高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミドなどの種々の添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で適宜、添加してもよい。
【００２０】
ポリオレフィン系樹脂シートの厚みは０．３〜０．８ｍｍが好ましく、０．３５〜０．６ｍｍが特に好ましい。
【００２１】
本発明に用いるＯＰＰフィルムを構成するポリプロピレン系樹脂（以下、ＯＰＰフィルム用樹脂と記す）としては、プロピレンホモポリマー、プロピレン分子鎖中にエチレンあるいは他のコモノマーが１〜７質量％程度挿入された共重合体、通常プロピレン単独重合体のマトリックス中に約２０％までのエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）を含むインパクト共重合体（ブロック共重合体ともいう）がそれぞれ単独で使用できるほか、これらの混合物も使用できる。
【００２２】
また上記ＯＰＰフィルム用樹脂には、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の樹脂を混合しても良い。当該他の樹脂としては、例えばエチレン、ブテン、α−オレフィン等の単独重合体もしくは共重合体、ポリオレフィン系ワックス、ポリオレフィン系エラストマー等のオレフィン系樹脂の他、石油樹脂、テルペン樹脂等の炭化水素系樹脂などが、１種単独で、または２種以上混合して使用される。
【００２３】
また上記ＯＰＰフィルム用樹脂には、必要に応じて帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、結晶核剤、滑剤、すべり性付与およびアンチブロッキング性付与を目的とした界面活性剤、フィラー等の種々の添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で適宜、添加してもよい。
【００２４】
ＯＰＰフィルムを製造するには、まずＯＰＰフィルム用樹脂と各種添加剤等を押出機を用いて溶融混練し、次いで押出機先端に接続した金型を通してシート状に押出成形する。そして押出成形されたシートを樹脂の押出方向（縦方向、ＭＤ）とそれに直交する方向（横方向、ＴＤ）の２方向に逐次あるいは同時に延伸（ニ軸延伸）することによってＯＰＰフィルムが製造される。
【００２５】
ＯＰＰフィルムの厚みは５〜５０μｍであるのが好ましい。
フィルム厚みが５μｍ未満では、積層発泡体のドローダウンを改善する効果や、あるいは成形容器の強度、高温での剛性等を向上する効果が不十分になるおそれがあり、逆に５０μｍを越えた場合には、ＯＰＰフィルムをポリオレフィン系樹脂シートに積層して積層シートを作製する際や、あるいは作製した積層シートを熱成形して成形容器を製造する際などに多くの熱量を必要とするため製造効率が悪くなり、また積層シートが熱によって侵されて、熱成形時に局部的に伸ばされた部分が生じるなどして、成形容器の外観が悪化するおそれもある。なおＯＰＰフィルムの厚みは、上記各特性のバランスを考慮すると、上記の範囲内でも特に１０〜４０μｍであるのが好ましい。
【００２６】
ＯＰＰフィルムの表面には、例えば印刷性等を向上すべくコロナ放電処理等の表面処理を施したり、つや消し調を得るためにマット処理などが施されていても良い。
ＯＰＰフィルムは単層のものには限定されず、例えば組成の異なるポリプロピレン系樹脂からなる多層ＯＰＰフィルムを用いることもできる。
【００２７】
またＯＰＰフィルムには、本発明の効果を損なわない範囲で、例えばガスバリア性等の向上を目的として、エチレン−ビニルアルコール共重合体からなるフィルムなど、組成の異なる他のフィルムを積層してもよい。
【００２８】
本発明の成形容器は、上記積層シートを容器形状に成形して製造される。この成形方法は特に限定されず、従来公知の種々の方法で製造することが考えられるが、熱成形による方法によって製造するのが最も好ましい。熱成形の方法としては、例えば真空成形や圧空成形、あるいはこれらの応用としてのマッチド・モールド成形、プラグアシスト成形等の、従来公知の種々の成形法を採用することができる。
【００２９】
図１及び２は本発明の成形容器の一例を示す図であり、図１は成形容器の平面図、図２（ａ）はＡ−Ａ部断面図、図２（ｂ）は部分拡大図である。これらの図中符号１は成形容器である。この成形容器１は、ポリオレフィン系樹脂シート２とＯＰＰフィルム３とを積層した積層シートを、ＯＰＰフィルム３が容器内側に向くように容器形状に成形して構成されている。なお、成形容器の形状は本例示に限定されることなく、丼状、トレー状、箱状、コップ状などの各種形状および大きさに成形することができる。
【００３０】
本発明の積層シートは、二次成形性に優れ、得られた成形容器においても剛性に優れるため軽量化が図れ、更には低温での耐衝撃性にも優れている。さらに本発明の積層シートは表面光沢性が良好であり、かつ二次成形後にも優れた表面光沢性を維持し得る。
この積層シートを用いて製造された本発明の成形容器は、食品容器等の各種容器として好適であり、特に低温での耐衝撃性に優れていることから、内容物である食品が冷蔵あるいは冷凍処理された状態で、配送センターから各店舗に配送され、店頭で、もしくは家庭に持ち帰ってそのまま電子レンジで加熱調理に供される、コンビニエンスストア等の食品用包装容器に最適である。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例によって本発明の効果を明確にする。
なお、以下の実施例１〜３及び比較例１〜３において、エチレン成分の含有量は次の通り測定した。
＜エチレン成分の含有量の測定＞
試料２０ｍｇを４ＳＶサンプル瓶にとりＯＤＣＢ約３．５ｍＬを加え高温ＧＰＣ溶解装置アルミブロック内で１６０℃、２時間程度加熱溶解後、溶液を１６０℃ホットプレート上のスライドガラス上に滴下、フィルム化し、ＩＲ測定した。得られたチャートよりピーク高さを求め検量線によりエチレン成分の含有量を算出した。
ここで、検量線はホモポリプロピレン（サンアロマー社製、商品名ＰＭ６００Ａ）に低密度ポリエチレン（日本ユニカー社製、商品名ＤＦＤＪ６７７４）を０，１０，３０及び６０質量％配合したもののＩＲ測定から求めたピーク高さから作成した。
【００３２】
［実施例１］
エチレン成分を３．５質量％含有したエチレン−プロピレンブロック共重合体６０質量％、高密度ポリエチレン１０質量％及び無機充填剤としてタルク３０質量％を二軸押出機に供給、加熱軟化混合後、シート化し、巾１０４０ｍｍ、厚み４５０μｍのポリオレフィン系樹脂シートを得た。該シートのポリオレフィン樹脂中に含まれるエチレン成分の含有量は１７質量％である。
このポリオレフィン系樹脂シートの片面に、エチレン成分を１．４質量％含有したエチレン−プロピレン共重合体よりなる厚み３０μｍのＯＰＰフィルムを熱ラミネート法により積層し、積層シートを得た。
得られた積層シートを、図１及び２に示す通りの容器形状をなし、その最大開口部径１６５ｍｍ、深さ３８ｍｍの成形容器を１回の成形で２５個成形可能な金型が取り付けられた連続成形機に連続的に供給し、連続成形評価を実施した。成形容器の外観などを含む総合評価について以下のように評価した。
×：不良率２０％以上。破れ等を生じ、所定の成形容器の形状にほとんど成形することができなかった。熱成形性不良。
△：不良率５％以上２０％未満。成形時の伸びが悪く、局部的に厚みの薄い部分やフィルムの割れを生じた。熱成形性やや不良。
○：不良率５％未満。成形時の伸びが良好であり、厚みが均一でかつ寸法精度の高い良好な成形容器が得られた。成形性良好。
【００３３】
成形容器の変形については、成形後室温にて約２日放置後、任意に１０個の容器を取り出し、５０℃に設定された恒温層に２４時間保持した後、変形率を測定した。成形容器の外周径を何点か測定し、最も大きな変形率が３％以上の場合を×、３％未満の場合を○とした。
【００３４】
成形容器の表面光沢性は、鏡面光沢度で示した。鏡面光沢度は、株式会社堀場製作所製の商品名「グロスチェッカーＩＧ−３３０」を使用し、測定角度２０度のモードで測定し、鏡面光沢度が５０以上の場合を○、５０未満の場合を×とした。
【００３５】
［実施例２］
ポリオレフィン系樹脂シートの材料として、エチレン成分を３．５質量％含有したエチレン−プロピレンブロック共重合体４０質量％、高密度ポリエチレン２５質量％、直鎖状低密度ポリエチレン５質量％及びタルク３０質量％を用いた以外は実施例１と同様に積層シート及び成形容器を得るとともに成形性、寸法安定性及び表面光沢性を評価した。該シートのポリオレフィン樹脂中に含まれるエチレン成分の含有量は４５質量％である。
【００３６】
［実施例３］
ポリオレフィン系樹脂シートの材料として、エチレン成分を３．５質量％含有したエチレン−プロピレンブロック共重合体６０質量％、高密度ポリエチレン２０質量％、直鎖状低密度ポリエチレン５質量％及びタルク１５質量％を用いた以外は実施例１と同様に積層シート及び成形容器を得るとともに成形性、寸法安定性及び表面光沢性を評価した。該シートのポリオレフィン樹脂中に含まれるエチレン成分の含有量は３２質量％である。
【００３７】
［比較例１］
ポリオレフィン系樹脂シートの材料として、エチレン成分を３．５質量％含有したエチレン−プロピレンブロック共重合体２０質量％、高密度ポリエチレン４０質量％、直鎖状低密度ポリエチレン１０質量％及びタルク３０質量％を用いた以外は実施例１と同様に積層シート及び成形容器を得るとともに成形性、寸法安定性及び表面光沢性を評価した。該シートのポリオレフィン樹脂中に含まれるエチレン成分の含有量は７２質量％である。
この積層シートは連続成形機中で収縮が大きく、クランプ外れを引き起こす場合が多く、安定して成形容器を得られなかった。
【００３８】
［比較例２］
ポリオレフィン系樹脂シートの材料として、エチレン成分を３．５質量％含有したエチレン−プロピレンブロック共重合体７０質量％、高密度ポリエチレン３０質量％を用いた以外は実施例１と同様に積層シート及び成形容器を得るとともに成形性、寸法安定性及び表面光沢性を評価した。該シートのポリオレフィン樹脂中に含まれるエチレン成分の含有量は３０質量％である。
この積層シートは成形時にフィルム割れが多発し、安定して成形容器が得られなかった。成形容器の寸法変化も大きかった。
【００３９】
［比較例３］
ポリオレフィン系樹脂シートの材料として、エチレン成分を３．５質量％含有したエチレン−プロピレンブロック共重合体７０質量％とタルク３０質量％を用いた以外は実施例１と同様に積層シート及び成形容器を得るとともに成形性、寸法安定性及び表面光沢性を評価した。該シートのポリオレフィン樹脂中に含まれるエチレン成分の含有量は３．５質量％である。
この積層シートはＯＰＰフィルムにかかる熱量が多くなり、表面光沢の低い容器しか得られなかった。
【００４０】
上記実施例１〜３および比較例１〜３で得られた結果を表１にまとめて記す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
表１から判るように、本発明に係る実施例１〜３の積層シートは二次成形性に優れ、成形時の不良率が比較例１〜３に比べて格段に低かった。その積層シートを成形して得られた成形容器は容器寸法安定性に優れ、また表面光沢性に優れていた。
一方、比較例１〜３の積層シートは、二次成形性に劣り、不良率が高かった。また得られた成形容器は容器寸法安定性に劣り、表面光沢性にも劣っていた。
【００４３】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、熱成形性および成形後の寸法安定性に優れた積層シートを提供できる。
また本発明は、該積層シートを用いて、表面光沢性、耐熱性、耐油性に優れた成形容器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成形容器の一例を示す平面図である。
【図２】同じ成形容器を示し、（ａ）は図１中のＡ−Ａ部断面図、（ｂ）はその部分拡大図である。
【符号の説明】
１成形容器
２ポリオレフィン系樹脂シート（無機充填剤配合ポリオレフィン系樹脂シート）
３ＯＰＰフィルム（二軸延伸ポリプロピレン系樹脂フィルム）

Claims

ポリオレフィン系樹脂４０〜９５質量％と無機充填剤６０〜５質量％とを含む無機充填剤配合ポリオレフィン系樹脂シートの少なくとも片面に二軸延伸ポリプロピレン系樹脂フィルムが積層されてなり、該ポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂との混合物でありかつ該ポリオレフィン系樹脂中に存在するエチレン成分の含有量が５〜５０質量％である積層シートを成形して製造される成形容器であって、表面光沢性が７０以上であることを特徴とする成形容器。
無機充填剤がタルクである請求項１記載の成形容器。