JP4526051B2

JP4526051B2 - 熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シート

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Publication number: JP4526051B2
Application number: JP2000110666A
Authority: JP
Inventors: 敦北川; 章田中; 昌宏武内
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Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2010-08-18
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品容器等の成形品を熱成形するのに適した熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートに関し、詳しくは深絞り形状の成形品の開口部における水平方向の圧縮強度が優れた成形品を熱成形によって得ることができる熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ポリスチレン系樹脂発泡シートと耐衝撃性ポリスチレン系樹脂シートとからなるポリスチレン系樹脂多層発泡シートが広く知られている。該ポリスチレン系樹脂多層発泡シートは、押出機を用いてポリスチレン系樹脂と気泡調整剤等の各種の添加剤と発泡剤とを溶融混練することによって発泡性溶融混合樹脂とし、該発泡性溶融混合樹脂を、高圧のダイ内から大気圧下に放出することによってポリスチレン系樹脂発泡シートを形成した後、該ポリスチレン系樹脂発泡シートに耐衝撃性ポリスチレン系樹脂シートを積層することによって得られたものである。
【０００３】
該ポリスチレン系樹脂多層発泡シートは、熱成形性に優れる素材であって、該シートから熱成形によって得られた成形品は、軽量で断熱性に優れ、しかも外観が美麗である等の特徴を有するので、弁当箱、トレイ、丼、カップ等の食品用容器等の熱成形用の素材として、近年大量に使用されてきた。
【０００４】
かかる食品容器は、軽量であることを常に要求され、しかも食品の包装容器としての使用に耐え得る強度が要求され、丼やカップ等の深絞り形状の容器の場合は、特に容器開口部における水平方向の圧縮強度（以下、「リップ強度」という。）が重要な特性として要求される。
【０００５】
しかしながら、従来の熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートから得られた丼やカップ等の深絞り形状の成形品の強度、特にリップ強度は充分なものではなく、容器の軽量化を図った場合にリップ強度が要求される規格を満たすことができないという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、押出発泡によって得られたポリスチレン系樹脂発泡シートに耐衝撃性ポリスチレン系樹脂シートを積層することによって得られた熱性形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートであって、該シートを熱成形すればリップ強度に優れる丼やカップ等の深絞り形状の成形品を得ることができる熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートは、ポリスチレン系樹脂発泡シートと、耐衝撃性ポリスチレン系樹脂シートとが積層された熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートにおいて、ポリスチレン系樹脂発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂が、２２０℃において振動歪を与える動的粘弾性測定において、角周波数ω＝１０ ^−１〜１０ ^１（ｒａｄ／ｓｅｃ）の範囲において、ｔａｎδの傾きが−０．４５０〜０の範囲内にあり、且つＺ平均分子量が４．００×１０ ^５以上で、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比Ｍｗ／Ｍｎが３．２未満であり、該熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートの厚みが１．５〜３．０ｍｍであり、１ｍ^２当たりの重量である坪量が３４０〜４１０ｇ／ｍ^２であり、該熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートの引張荷重（但し、ＪＩＳＫ７１２７に準ずる。）が、該発泡シートが配向されたことにより押出方向及び幅方向のいずれにおいても８５〜１５０Ｎであることを特徴とする。
【０００９】
本発明のポリスチレン系樹脂多層発泡シート（以下、「多層発泡シート」という。）は、ポリスチレン系樹脂発泡シート（以下、「発泡シート」という。）と耐衝撃性ポリスチレン系樹脂シート（以下、「耐衝撃性樹脂シート」という。）とからなる。
【００１０】
上記発泡シートを構成するスチレン系樹脂としては、スチレン単独重合体又はスチレンを主成分とするスチレン系共重合体、又はこれらの混合物、或いは上記スチレン単独重合体及びスチレン系共重合体の群から選択される１種又は２種以上を主成分とし、これに他の樹脂やゴムを副成分として混合した混合樹脂等が挙げられる。上記スチレン系共重合体としては、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体等が挙げられる。また上記副成分として混合される樹脂やゴムとしては、ポリフェニレンオキシド、ブタジエンゴム、ブタジエン−スチレン共重合体ゴム等が挙げられる。
【００１１】
発泡シートの形成に用いる発泡剤としては、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ｎ−ブタンとｉ−ブタンとの混合物、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、トリクロロフロロメタン、ジクロロジフロロメタン、１，１−ジフルオロエタン、１，１−ジフルオロ−１−クロロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、メチルクロライド、エチルクロライド、メチレンクロライド等のハロゲン化炭化水素およびこれらの混合物等の物理発泡剤を使用することができる。
【００１２】
又、本発明においては、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾビスイソブチロニトリル、重炭酸ナトリウム等の分解型発泡剤を使用したり、二酸化炭素等の無機ガスや水を使用することもできる。更に、上記各種の発泡剤を適宜混合して用いることもできる。
【００１３】
但し、熱成形時の二次発泡性向上の観点からは、物理発泡剤を主たる発泡剤として使用することが望ましく、しかもオゾン層の破壊等環境へ悪影響を及ぼす可能性があるクロロフロロカーボンを含まないものを使用することが好ましい。発泡シートの発泡倍率は、基材樹脂、発泡剤の種類、発泡剤の添加量等によって異なるので、発泡剤の種類、基材樹脂の種類に応じて目的とする発泡倍率が得られるように発泡剤の添加量を選択する必要がある。
【００１４】
発泡シートの形成においては、発泡剤とともに気泡調整剤が併用される。該気泡調整剤としては、タルク、シリカ等の無機粉末や、多価カルボン酸の酸性塩、多価カルボン酸と炭酸ナトリウム或いは重炭酸ナトリウムとの反応混合物等が挙げられる。
【００１５】
上記発泡シートに積層される耐衝撃性樹脂シートの基材樹脂は、スチレン成分とゴム成分とからなり、両者の総和を１００重量％とした場合、スチレン成分が６５〜９８重量％、ゴム成分が３５〜２重量％のスチレン系樹脂である。
【００１６】
具体的には例えば次のものが挙げられる。
▲１▼スチレン成分とゴム成分とからなるランダム共重合体樹脂、ブロック共重合体樹脂、グラフト共重合体樹脂、又はこれら共重合体樹脂の２種以上の混合物。
▲２▼上記▲１▼の樹脂とスチレン単独重合体との混合物。
▲３▼スチレン単独重合体とゴム（熱可塑性エラストマーも含む）との混合物。
▲４▼上記▲１▼の樹脂又は▲２▼の樹脂と、ゴム（熱可塑性エラストマーも含む）との混合物。
【００１７】
但し、本発明の多層発泡シート及びその熱成形品への耐衝撃性付与並びに強度付与の観点から、アイゾット衝撃強度（ＪＩＳＫ６８７１）の値が２．９〜１１．８ｋＪ／ｍ²のもの、好ましくは、３．５〜９ｋＪ／ｍ²のものを使用することが好ましい。
【００１８】
本発明の多層発泡シートは、厚みが１．５〜３．０ｍｍである。厚みが１．５ｍｍ未満の場合は、多層発泡シートを熱成形して得られる容器の強度や断熱性が低下する虞がある。３．０ｍｍを超える場合は、多層発泡シートを熱成形する際に発泡シートの内部と外部との間において加熱ムラが発生しやすく、金型の形状を再現した成形品を得ることができない虞がある。
【００１９】
本発明の多層発泡シートは、坪量が３４０〜４１０ｇ／ｍ²であって、該坪量は、発泡シートの坪量と耐衝撃性樹脂シートの坪量を合計したものである。該坪量が３４０ｇ／ｍ²未満の場合は、熱成形を行なう際に発泡シートの伸び不足により得られる成形品に成形不良が発生する虞や、得られる成形品の強度、特にリップ強度が小さくなって成形品としての機能が低下する虞がある。一方、該坪量が４１０ｇ／ｍ²を超える場合は、経済性が低下する虞がある。
【００２０】
本発明の多層発泡シートとしては、厚みと坪量とが前記の範囲内にあることを条件として、見掛密度が０.０６５〜０.２５ｇ/ｃｍ³、好ましくは０.０７０〜０.２１ｇ/ｃｍ³であって、且つ厚みが１.３〜２.９ｍｍ、好ましくは１.５〜２.8ｍｍである発泡シートと、厚みが０.０７０〜０.２５ｍｍ、好ましくは０.０８〜０.２２ｍｍの耐衝撃性樹脂シートとの組合せからなるものが最も好ましい。そういった組合せの多層発泡シートであれば、軽量で断熱性に優れた熱成形品を容易に提供できる。
【００２１】
耐衝撃性樹脂シートの厚みが薄くなりすぎると、熱成形後にその面に印刷を行なう場合に印刷性が悪化したり、箸のようなものを突き刺したときに簡単に突き抜けてしまう虞がある。逆に、厚みが厚くなりすぎると発泡シートの厚みを薄くしなければならず、成形品の断熱性能を低下させる原因となる。
また、発泡シートの見掛密度が小さくなりすぎると、成形品の強度が不足し、高いリップ強度をもつ成形品が得られにくくなる。逆に、発泡シートの見掛密度が大きくなりすぎると成形品の断熱性と軽量性に劣るものとなる。
【００２２】
本明細書における発泡シートの厚み、耐衝撃性樹脂シートの厚み、発泡シートの密度、多層発泡シートの厚み及び多層発泡シートの坪量は次の方法に従って測定される。
【００２３】
まず、本発明の多層発泡シートから、無作為に選んだ地点において、長さ方向（発泡シートの押出方向（ＭＤ）と一致する方向）に５０ｃｍ、幅方向（ＭＤと直交する幅方向（ＴＤ）と一致する方向）に５０ｃｍの正方形のサンプルを切り出す。尚、この際、ＴＤの中央部とサンプル中央部が一致するようにする。
【００２４】
次に、サンプルのＴＤにおける切断面の一方に対し、両方の端部から各５ｃｍの地点と、その間の７点（５ｃｍ間隔）の計９点について、多層発泡シートの厚みと発泡シートの厚みを、それぞれ、株式会社ミツトヨ製のデジタルノギスである商品名デジマチックキャリパ/"DIGIMATIC"（コードNo.500-151、モデルNo.CD-15C）を使用して０．０１ｍｍ単位まで測定する。
【００２５】
尚、後述の計算には、小数点以下２桁目までの数値を使用するが、特許請求範囲中の多層発泡シートの厚みは、小数点以下２桁目を四捨五入したものである。本明細書における発泡シートの厚みは、前記９点の測定値の相加平均値Ｆ（ｍｍ）を意味する。また、耐衝撃性樹脂シートの厚みＨ（ｍｍ）は、多層発泡シートの厚みの前記９点の測定値の相加平均値Ｔ（ｍｍ）と上記相加平均値Ｆ（ｍｍ）との差をもって代用する。
【００２６】
次に、サンプルの重量を０．１ｇ単位まで測定して、その測定値から１ｍ²当たりの多層発泡シートの重量ｔ（ｇ）に換算し、これを多層発泡シートの坪量ｔ（ｇ／ｍ²）とする。耐衝撃性樹脂シートの１ｍ²当たりの重量ｈ（ｇ）である耐衝撃性樹脂シートの坪量ｈ（ｇ／ｍ²）は、耐衝撃性樹脂シートの密度を便宜上１．０５ｇ／ｃｍ³と固定して、耐衝撃性樹脂シートの密度１．０５ｇ／ｃｍ³と耐衝撃性樹脂シートの厚みＨ（ｍｍ）から計算される。
【００２７】
また、発泡シートの１ｍ²当たりの重量ｆ（ｇ）である発泡シートの坪量ｆ（ｇ／ｍ²）は、多層発泡シートの坪量ｔ（ｇ／ｍ²）と耐衝撃性樹脂シートの坪量ｈ（ｇ／ｍ²）との差をいう。また、発泡シートの見掛密度は、発泡シートの坪量ｆ（ｇ／ｍ²）と上記発泡シートの厚みＦ（ｍｍ）から計算される。本明細書における発泡シートの見掛密度はこの計算値を使用する。
【００２８】
本発明の多層発泡シートの引張荷重は、押出方向及び幅方向のいずれにおいても８８〜１５０Ｎである。多層発泡シートの引張荷重がかかる範囲内にあると、優れたリップ強度の深絞り形状の成形品を得ることができる。該引張荷重が８８Ｎ未満の場合は、得られる成形品のリップ強度が従来の多層発泡シートから得られる成形品のリップ強度と同程度のものとなり、優れたリップ強度の成形品を得るという本発明の目的を達成することができない虞がある。一方、引張荷重が１５０Ｎを超える場合は、熱成形によって得られた容器状成形品に後述のナキが発生しやすくなる。成形時のナキを防止すると共に、高いリップ強度の成形品を得るという観点からは、多層発泡シートの引張荷重は押出方向及び幅方向のいずれにおいても９０〜１４０Ｎであることが好ましい。
【００２９】
本明細書における引張荷重は、ＪＩＳＫ７１２７に準拠して測定するものとする。具体的には、ＭＤ，ＴＤ測定用の各々の試験片を、ＪＩＳＫ７１２７の５号試験片の形状に、多層発泡シートの厚みはそのままで多層発泡シートから切出し、例えば、株式会社エー・アンド・ディ製「テンシロンＵＴＭ−IIIＬ」を使用し、つかみ治具間距離を８０ｍｍとして最大荷重時の荷重を測定する。本明細書における引張荷重は、多層発泡シートの両端部各５０ｍｍを除く箇所から無作為に選ばれた任意の各５箇所から切り出された各５試験片に対する最大荷重時の荷重の相加平均値をもって表されたものである。
【００３０】
本発明においては、引張荷重が押出方向及び幅方向のいずれにおいても８８〜１５０Ｎであある多層発泡シートを得る手段として、２２０℃において振動歪を与える動的粘弾性測定において、角周波数ω＝１０^-1〜１０¹（ｒａｄ／ｓｅｃ）の範囲において、ｔａｎδの傾きが−０．４５０〜０の範囲内にあるポリスチレン系樹脂を用いて発泡シートを形成することが好ましく、ｔａｎδの傾きが−０．４２０〜０の範囲にあるポリスチレン系樹脂を用いて発泡シートを形成することがより好ましい。
【００３１】
かかる樹脂は、広い温度範囲にわたって粘性と弾性のバランスが安定しているので、該樹脂を用いて形成された発泡シートは、該発泡シートの配向を強くすることによって多層発泡シートの引張荷重が押出方向及び幅方向のいずれにおいても８８〜１５０Ｎとなるように構成した場合であっても、丼等の深絞り形状の熱成形を行なう際に、得られた成形品の口縁部付近の周壁において亀裂が発生し、発泡シートの表面が破壊するという現象（以下、この現象を「ナキ」という。）が起きることが殆どない。
【００３２】
ｔａｎδの傾き値が−０．４５０未満の場合、即ちｔａｎδの傾きが大きい場合は、粘性と弾性のバランスが悪く、温度変化による粘弾性の変化が大きくなるので、適正に熱成形できる温度範囲が狭くなる虞がある。一方、ｔａｎδの傾きが０より大きい熱可塑性樹脂は自然界に存在し得ない。
【００３３】
上記ｔａｎδは、損失弾性率Ｇ″を貯蔵弾性率Ｇ′で割ることによって得られた値であって（ｔａｎδ＝損失弾性率Ｇ″÷貯蔵弾性率Ｇ′）、ｔａｎδの傾きは、動的粘弾性測定機（レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー社製のダイナミックアナライザーＳＲ２００型）により測定されたものである。
【００３４】
該動的粘弾性の測定は、厚さ２ｍｍの測定用サンプル樹脂板を調製し、このサンプルを動的粘弾性測定機の直径２５ｍｍのパラレルプレート間に挟んで２２０℃に昇温し、更に約１０分間放置した後、パラレルプレートからはみ出した樹脂をかきとってから線形領域内（応力１×１０³ Ｎ／ｍ² ）で行なう。
尚、上記測定用サンプル樹脂板は、発泡に使用される原料ポリスチレン系樹脂を２１０℃で５分間プレス成形することによって得られた厚み２ｍｍのシートから、直径２６ｍｍに切り出されたものである。
【００３５】
本発明におけるｔａｎδの傾き値は、２２０℃に温度を保持した状態で、線形領域内において角周波数ωを変化させて動的粘弾性測定を行って得たｔａｎδとそれに対応するωより前記測定機が算出する。具体的には、前記のようにして求めたｔａｎδと、それに対応するωより上記測定機が算出する。具体的には、前記のようにして求めたｔａｎδとそれに対応するωとに基づいてべき乗回帰計算により、回帰式
【００３６】
【数１】
ｔａｎδ＝Ａ×ω^B ・・・（１）
【００３７】
のＢの値として求められる。尚、ｔａｎδの傾きは、ωの始点を１０ｒａｄ／ｓｅｃとし、ωの終点を１０^-1ｒａｄ／ｓｅｃとし、前記測定機における「ＰｏｉｎｔｓＰｅｒＤｅｃａｄｅ」の設定を５にすることで選択される１１点のωとそれに対応するｔａｎδのデータを基に算出される。
【００３８】
図１に動的粘弾性測定によって求められるω＝１０^-1〜１０² の範囲のωに対するｔａｎδを表す曲線Ａ、ω＝１０^-1〜１０¹ の範囲においてべき乗回帰計算により求めたωとｔａｎδの近似的な直線関係を表す直線Ｂ、及びωに対するＧ′を表す曲線Ｃを示す。直線Ｂは、ω＝１０^-1〜１０¹ の範囲における前記１１点のデータ（下記表１中、Ｎｏ．６〜１６のωとｔａｎδの値）を基にべき乗回帰計算により求めた直線であり、図１におけるｔａｎδの傾きは−０．３８７である。尚、図１は後述の実施例における発泡シートの原料ポリスチレン系樹脂について測定したものである。
【００３９】
【表１】

【００４０】
本発明においては、多層発泡シートを引張荷重が押出方向及び幅方向のいずれにおいても８８〜１５０Ｎとなるように構成する手段として、Ｚ平均分子量が４．００×１０⁵以上であるポリスチレン系樹脂を用いて発泡シートを構成することが好ましい。Ｚ平均分子量が４．００×１０⁵ 未満の場合は、原料樹脂中の高分子量成分が少ないため、発泡シートの強度が低下して、引張荷重が８８〜１５０Ｎの多層発泡シートを得ることが困難になる虞があり、又熱成形時に発泡層に部分的な応力集中が発生することにより一部のみが伸びやすくなって、均一な肉圧の成形品を得ることができなくなる虞もある。
【００４１】
本発明の発泡層を構成するポリスチレン系樹脂は、更に重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比Ｍｗ／Ｍｎが３．２未満であることが好ましい。Ｍｗ／Ｍｎが３．２以上の場合には低分子量成分が多く含まれるため、発泡シートの強度が低下して、引張荷重が８８〜１５０Ｎの多層発泡シートを得ることが困難になる虞がある。これに対し、Ｍｗ／Ｍｎが３．２未満のものを用いると、機械的強度に優れた発泡シートを得ることが容易になる。
【００４２】
本発明においては、多層発泡シートを引張荷重が押出方向及び幅方向のいずれにおいても８８〜１５０Ｎとなるように構成する手段として、２２０℃において振動歪を与える動的粘弾性測定において、角周波数ω＝１０^-1〜１０¹（ｒａｄ／ｓｅｃ）の範囲において、貯蔵弾性率Ｇ′の傾きが０．８〜１．２の範囲内にあり、且つＺ平均分子量が４．００×１０⁵以上で、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比Ｍｗ／Ｍｎが３．２未満であるポリスチレン系樹脂を用いて発泡シートを構成することが特に好ましい。かかる樹脂を用いて発泡シートを構成すると、機械的強度に優れると共に強く配向されていても熱成形時にナキが発生することがない発泡シートを容易に形成することができる。従って、かかる発泡シートに耐衝撃性樹脂シートが積層すると、引張荷重が押出方向及び幅方向のいずれにおいても８８〜１５０Ｎである多層発泡シートを容易に得ることができる。
【００４３】
本発明において、上記Ｚ平均分子量、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により求める。
具体的には、次の通り測定される。
【００４４】
１．検量線を作成する。
検量線は、分子量既知のポリスチレン（2000、4000、9000、17500、233000、600000、1800000）を用いて作成する。
２．試料溶液を調整する。
試料１２０ｍｇに移動相２０ｍＬを加え、溶解する。
３．試料溶液を高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）に注入し分子量を測定する。
ＨＰＬＣの測定条件を次に示す。
装置：株式会社島津製作所製「島津高速液体クロマトグラフＬＣ３Ａ形」。
カラム：株式会社島津製作所製「島津高速液体クロマトグラフＬＣカラムＨＳＧ-４０」と「島津高速液体クロマトグラフＬＣカラムＨＳＧ−５０」と「島津高速液体クロマトグラフＬＣカラムＨＳＧ-６０」とをこの順に直列に連結したものを使用する。
移動相：テトラヒドロフラン
流量：１．０ｍＬ/ｍｉｎ
カラム温度：室温（室温は２３℃）。
検出器：株式会社島津製作所製「島津高速液体クロマトグラフ用紫外吸光光度計検出器ＵＶＤ−２」。
検出器の波長：２５４ｎｍ
注入量：１００μL
【００４５】
Ｍｗ／ＭｎとＭｚは次のように計算する。
得られたクロマトグラフを、カウント数１５（分子量２１５００００）から０．５きざみでカウント数２７．５（分子量６８００）までの２６点に分割し、各カウントにおける高さと分子量とから、Ｍｗ／ＭｎとＭｚの値が求められる。
【００４６】
ｔａｎδの傾き値、Ｚ平均分子量及びＭｗ／Ｍｎの値が、上記範囲内となるポリスチレン系樹脂は、例えば３官能以上の有機過酸化物を重合開始剤として用い、従来周知の通りスチレンモノマーを重合して、本発明にて特定される範囲のものを重合条件等の調整により得ることができる。また２種以上のポリスチレン系樹脂混合物やポリスチレン系樹脂とその他の樹脂との混合物の混合比等を調整して上記範囲内のポリスチレン系樹脂を得ることもできる。
【００４７】
本発明の多層発泡シートは、発泡シートを形成した後、耐衝撃性樹脂シートを積層することによって形成される。
【００４８】
上記発泡シートは、押出機にポリスチレン系樹脂と、必要に応じて前記気泡調整剤等とを添加し、ポリスチレン系樹脂を加熱・溶融した後、上記発泡剤を圧入して混練し、次いで目的とする樹脂温度（通常は１２０〜２５０℃である。）に調整した発泡性溶融混合樹脂を、高圧の環状ダイを通して大気圧下に放出し、得られた円筒状の発泡体を切り開くことによって形成することができる。
【００４９】
上記耐衝撃性樹脂シートは、押出機を用いて基材樹脂と各種の添加剤を溶融混練して溶融混合樹脂とした後、該溶融混合樹脂をＴダイやサーキュラーダイ等の各種のダイから発泡シートの表面にシート状に押出すことによって形成することができる。又、耐衝撃性樹脂シートは、予め別工程で製造した後、熱ラミネート法によって発泡シートと熱融着させることによって積層することもできる。
【００５０】
本発明において多層発泡シートの坪量を３４０〜４１０ｇ／ｍ²に調整する方法としては、発泡シートの吐出量に対して引取速度を適宜調節することによって目的とする発泡シートの坪量を調整し、次に該引取速度に対して耐衝撃性樹脂シートの吐出量を調整することによって耐衝撃性樹脂シートの坪量を調整する手段を採用することができる。
【００５１】
多層発泡シートの厚みを１．５〜３．０ｍｍに調整する方法としては、上記のように定められた多層発泡シートの坪量を前提として、発泡剤の添加量を適宜調整する手段を採用することができる。発泡剤の添加量は基材樹脂としてのポリスチレン系樹脂１００重量部に対して、通常は０．５〜１０重量部である。
【００５２】
多層発泡シートの引張荷重を押出方向及び幅方向のいずれにおいても８８〜１５０Ｎとなるように多層発泡シートを製造する方法は、上述したポリスチレン系樹脂の選定を前提として、上記発泡性溶融混合樹脂の押出樹脂温度を低く設定することによって達成される。そのためには、押出樹脂温度を低くした場合であっても、押出圧力が上昇して押出不能とならない構造のダイを用いることが好ましい。
【００５３】
本発明の多層発泡シートは加熱ゾーンで加熱軟化した後、目的とする形状の成形品に成形される。成形方法としては、真空成形、圧空成形や、これらの応用として、フリードローイング成形、プラグ・アンド・リッジ成形、リッジ成形、マッチド・モールド成形、ストレート成形、ドレープ成形、リバースドロー成形、エアスリップ成形、プラグアシスト成形、プラグアシストリバースロード成形等やこれらを組合せた方法等が挙げられる。
【００５４】
【実施例】
以下、実施例、比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例１〜３、比較例１〜３
ポリスチレン系樹脂として、出光石油化学株式会社製のＧＰＰＳ「ＨＨ３２」（ｔａｎδの傾き＝−０．３８７、Ｚ平均分子量＝５．４４×１０⁵ 、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．６５、ＭＦＲ＝１．６ｇ／１０分）を使用し、該ポリスチレン系樹脂１００重量部に対してタルク１重量部を配合したものを内径１１５ｍｍφの押出機に投入して溶融混練することにより溶融樹脂とし、該溶融樹脂にノルマルブタンとイソブタンとからなる混合発泡剤を表２及び表３に示す量（重量部／ポリスチレン系樹脂１００重量部）の割合で圧入して更に混練した。
【００５５】
次いで前記１１５ｍｍφの押出機に接続された内径１５０ｍｍφの押出機にて、上記溶融混合物を表２及び表３に記載された温度（ブレーカープレート部で測定された温度をいう。表２、表３の中では、「押出樹脂温度」と表記する。）に冷却することにより発泡性溶融混合樹脂とし、該発泡性溶融混合樹脂を環状ダイを通して押出発泡させることにより円筒状の発泡体とし、該発泡体を円柱状の冷却装置側面上を通過させながら冷却した後、押出方向に切開くことにより発泡シートを形成した。
【００５６】
次に、上記発泡シートの表面上に、Ｔダイから押出された耐衝撃性樹脂シートを積層することにより多層発泡シートを形成した。
発泡シート形成時の押出樹脂温度、得られた多層発泡シートの厚み、多層発泡シートの坪量、発泡シートの坪量、多層発泡シート押出方向（ＭＤ）及び幅方向（ＴＤ）の引張荷重を実施例１については表２、比較例１については表３に示す。
【００５７】
【表２】

【００５８】
【表３】

【００５９】
上記実施例１〜３、比較例１〜３において得られた多層発泡シートについて、プラグアシスト法により耐衝撃性樹脂シートが積層された面が外面側に位置するように熱成形して、実施例１及び比較例１では開口部が直径１５０ｍｍの円形、高さ７０ｍｍの丼形状の成形品に、実施例２及び比較例２では開口部が直径１４５ｍｍの円形、高さ７５ｍｍの丼形状の成形品に、実施例３及び比較例３では開口部が直径１４１ｍｍの円形、高さ７６ｍｍの丼形状の成形品に、それぞれ成形し、リップ強度を測定した。結果を実施例１〜３については表２に、比較例１〜３については表３に示す。尚、該成形品のリップ強度の規格は、ＭＤ，ＴＤ共に、９．８Ｎ以上である。
【００６０】
本明細書におけるリップ強度の測定は、例えば、前記テンシロンＵＴＭ−IIIＬを使用して、長方形状の溝が設けられている上側の取付治具と、円弧状の溝が設けられている下側の取付治具とを用いて測定する。具体的には、成形品の周縁に形成されたフランジ部の上方部分を上側取付治具の長方形状の溝に挿入し、該フランジ部の下方部分を下側取付治具の円弧状の溝に挿入して、成形品を上下の取付治具間に拘持し、速度５０ｍｍ／ｍｉｎで圧縮することにより、降伏点までの最大荷重を測定する。
【００６１】
該測定は、押出方向、幅方向の各々について１０個の成形品を用いて１０回行い、１０の最大荷重の測定値の中の最も低い値を各々の成形品のリップ強度とする。
【００６２】
表２、表３から、引張荷重が８８〜１５０Ｎの多層発泡シートから得られた成形品は、リップ強度が押出方向、幅方向共に９．８Ｎ以上でなければならないという規格を満たしていることが判る。これに対し、押出方向又は幅方向のどちらかの引張荷重が８８Ｎ未満の多層発泡シートから得られた成形品は、リップ強度が押出方向、幅方向共に９．８Ｎ以上でなければならないという規格を満たすことができないことが判る。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートは、ポリスチレン系樹脂発泡シートと、耐衝撃性ポリスチレン系樹脂シートとが積層された熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートにおいて、該熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートの厚みが１．５〜３．０ｍｍであり、坪量が３４０〜４１０ｇ／ｍ²であり、該熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートの引張荷重（但し、ＪＩＳＫ７１２７に準拠する。）が押出方向及び幅方向のいずれにおいても８５〜１５０Ｎであるという構成を採用している。即ち、本発明の熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートは、押出方向及び幅方向のいずれにおいても強く配向されているので、該シートから熱成形によって得られた丼等の深絞り形状の成形品は、強いリップ強度を有する。
【００６４】
本発明の熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートにおいては、２２０℃において振動歪を与える動的粘弾性測定において、角周波数ω＝１０^-1〜１０¹（ｒａｄ／ｓｅｃ）の範囲において、ｔａｎδの傾きが−０．４５０〜０の範囲内にあり、且つＺ平均分子量が４．００×１０⁵以上で、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比Ｍｗ／Ｍｎが３．２未満であるポリスチレン系樹脂を使用してポリスチレン系樹脂発泡シートを形成すると、熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートの引張荷重が押出方向及び幅方向のいずれにおいても８５〜１５０Ｎとなるように、ポリスチレン系樹脂発泡シートを強く配向した状態に形成しても、熱成形時にナキが発生することがなく、深絞り形状の成形品を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、２２０℃における動的粘弾性測定によって得られる、ωの値に対応するＧ´とｔａｎδの値をプロットした図面である。

Claims

ポリスチレン系樹脂発泡シートと、耐衝撃性ポリスチレン系樹脂シートとが積層された熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートにおいて、ポリスチレン系樹脂発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂が、２２０℃において振動歪を与える動的粘弾性測定において、角周波数ω＝１０ ^−１〜１０ ^１（ｒａｄ／ｓｅｃ）の範囲において、ｔａｎδの傾きが−０．４５０〜０の範囲内にあり、且つＺ平均分子量が４．００×１０ ^５以上で、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比Ｍｗ／Ｍｎが３．２未満であり、該熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートの厚みが１．５〜３．０ｍｍであり、１ｍ^２当たりの重量である坪量が３４０〜４１０ｇ／ｍ^２であり、該熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シートの引張荷重（但し、ＪＩＳＫ７１２７に準ずる。）が、該発泡シートが配向されたことにより押出方向及び幅方向のいずれにおいても８５〜１５０Ｎであることを特徴とする熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シート。