JP5608070B2 - 積層発泡シートとその製造方法及び容器 - Google Patents
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しかしながら、前記フィルムを薄くすれば、フィルムの引っ張り強度や引き裂き強度が低下してしまい、低強度のフィルムを積層した場合には、フィルム剥離時に破れ易くなってしまう。
特許文献1〜3の従来技術にあっては、フィルムを剥がす方向が特定されておらず、剥離強度に方向性がある場合、剥がす方向によってはフィルムが剥離途中で破れてしまい、フィルムが基材層に残ってしまうおそれがある。
特に、特許文献1では、容器本体とフィルムとが異なる樹脂で構成されているため、フィルムが残されたまま回収された容器をリサイクルする場合に、異種樹脂が混合された状態となり回収樹脂の品質が低下してしまうおそれがある。
また、前記接着剤層はEVA系接着剤からなることが好ましい。
また、前記接着剤層はEVA系接着剤からなることが好ましい。
なお、以下の実施形態では、積層発泡シートの基材層としてポリスチレン系樹脂発泡シートを用いた場合を例示しているが、基材層の樹脂材料は本例示にのみ限定されるものではなく、他の熱可塑性樹脂発泡シート、例えば、ポリエチレン系樹脂発泡シート、ポリプロピレン系樹脂発泡シートなどであってもよい。
また、以下の実施形態では、積層発泡シートの基材層の一方の面のみに表面皮膜層を積層しているが、基材層の両方の面に表面皮膜層を積層してもよい。
この積層発泡シート1は、ポリスチレン系樹脂発泡シートからなる基材層2の一方の面に、接着剤層4を介して熱可塑性樹脂フィルムを積層して剥離可能な表面皮膜層3としてなり、基材層2から表面皮膜層を剥離する際の剥離強度が、前記基材層のMD方向の剥離強度(MDP)とTD方向の剥離強度(TDP)との強度比TDP/MDPが1.2〜4.0の範囲内であり、これらの剥離強度(MDP及びTDP)が30〜150g/25mmの範囲内であり、前記基材層は、MD方向とTD方向との加熱収縮比(TDS/MDS)が1.05〜1.50の範囲内であることを特徴としている。ここで、基材層のMD方向とは、押出発泡法によって製造されるポリスチレン系樹脂発泡シートの押出方向のことであり、またTD方向とは、シート面において前記MD方向と直交する方向のことである。
50cm3以上(半硬質及び軟質材料の場合は100cm3以上)の試験片を材料の元のセル構造を変えないように切断し、その質量及び体積を測定し、次式により全体密度を算出した。
密度(g/cm3)=試験片質量(g)/試験片体積(cm3)
ただし、測定用試験片は、成形後72時間以上経過した試料から切り取り、23℃±2℃・50RH%±5RH%、または27℃±2℃・65RH%±5RH%の雰囲気条件に16時間以上放置したものである。
なお、加熱収縮比とは、下記の<加熱収縮比の測定方法>に記した方法により測定し、算出した値である。
加熱収縮比については、得られたポリスチレン系樹脂発泡シートの両端50mmを除いて均等間隔で5箇所を10mm角の切片に切り取る。
TD方向とMD方向にあらかじめそれぞれ100mmの線分を引き、その長さを加熱前のTD方向長さ、MD方向長さとした。
そして加熱オーブン(ヤマト科学社製、ファインオーブンDH−41)を用い、あらかじめ125℃に設定したオーブン内にすばやく試験片を入れ、150秒後にすばやく取り出し、あらかじめひかれた線分の長さを表裏で測定し、その長さを加熱後のTD方向長さ、MD方向長さとした。加熱収縮比(TDS/MDS)は以下の式で求める。
加熱収縮比(TDS/MDS)=加熱後のTD方向長さ[mm]/加熱後のMD方向長さ[mm]
ポリスチレン系樹脂積層発泡シートの加熱収縮比を前記範囲に入るように調整するには、ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造時、押出直後に吹き付けるエアーの温度と量を適宜調整する方法、発泡シートを製造する金型の口径を変え、ブローアップ比(プラグ口径/金型口径)を調製する方法、等がある。
本発明において好ましい熱可塑性樹脂フィルムとしては、例えば、ポリスチレン系樹脂フィルム、ポリエチレン系樹脂フィルム、ポリプロピレン系樹脂フィルム、EVA系樹脂フィルム、ポリ乳酸系樹脂フィルムなどが挙げられる。また前記ポリエチレン系樹脂フィルムの材料としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレンなどが挙げられる。
これらの熱可塑性樹脂フィルムは、非発泡であり、殆ど延伸されていないフィルムが好ましく、無延伸樹脂フィルムがより好ましい。
前記表面皮膜層3をポリ乳酸系樹脂フィルムによって形成することで、該積層発泡シート1を成形して得られた成形品を使用する際、食品等が付着した表面皮膜層3を基材層2から剥離し、これをコンポスト製造用資材として利用することが可能となる。
なお、剥離強度(MDP、TDP)の測定方法は、サンプル巾25mmとし、テンシロンRTM−500にて200mm/minのスピ−ドで180度剥離した時の測定値を剥離強度とした。その測定方法の詳細については、後述する実施例中に記す。
またこれらの剥離強度(MDP及びTDP)が30〜150g/25mmの範囲内であれば、この積層発泡シート1を熱成形して得られる成形品における表面皮膜層3の剥離強度が30〜200g/20mmの範囲になり、成形時に剥離が生じ難く、剥離時にはスムーズに表面皮膜層3を剥離できる優れた成形品を得ることができる。
図2及び図3は、本発明に係る積層発泡シート成形品の一実施形態を示す図であり、図2は積層発泡シート成形品10の斜視図、図3は同じ積層発泡シート成形品10の一つの角部の表面皮膜層3を剥離した状態を示す斜視図である。
なお、本実施形態は、本発明に係る積層発泡シート成形品10の一例を示したものであり、積層発泡シート成形品10の形状や大きさは本例示にのみ限定されるものではなく、各種の形状や大きさとすることができ、例えば、各種形状や大きさのトレーや丼などを製造することができる。
なお、図2に示す例示では、前記第1の線に沿う方向Aが基材層2のMD方向と一致し、第2の線に沿う方向Bが基材層2のTD方向と一致している場合を示しているが、第1の線に沿う方向AとMD方向、第2の線に沿う方向BとTD方向とは、異なっていてもよい。
前記剥離強度A,B,C及びDが前記範囲内であれば、通常使用時には基材層2から表面皮膜層3が剥がれることなく、この積層発泡シート成形品10を食品トレーなどとして使用する際に問題が起こらず、使用後には指で表面皮膜層3を摘んで基材層2から剥がし取ることが容易にでき、食品など内容物が付着していない基材層2を簡単に回収品として分けることができる。前記剥離強度A,B,C及びDが前記範囲未満であると、積層発泡シート成形品の使用時に表面皮膜層3が剥離し易くなる。一方、前記剥離強度A,B,C及びDが前記範囲を超えると、表面皮膜層3の剥離が難しくなる。
(ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造)
ポリスチレン樹脂(製品名:HRM26(東洋スチレン社製))100質量部に、発泡剤としてブタンガス(イソブタン/ノルマルブタン=30/70)4.3質量部、気泡調整剤として粉末タルク0.7質量部相当のマスターバッチ品(電化スチロール社製DSM−1401A)を使用して、これを最高温度260℃に設定された押出機に投入し、押出機内で溶融混練させ、その後樹脂温度150℃に冷却調整して、押出機先端に取り付けた口径170mmのサーキュラーダイのスリット(クリアランス0.24mm)より円筒状に押出した。
押出直後に35℃のエアーを内側で0.1m3/m2、外側で0.16m3/m2の割合で吹き付けて冷却しつつ、直径が670mmのプラグ上に沿わせて冷却成形し、冷却された円筒状発泡体を2枚のシートに切り開いて、厚み2.0mm、シート坪量140g/m2のポリスチレン系樹脂発泡シートを得た。得られたポリスチレン系樹脂発泡シートの加熱変形度合について、以下の<加熱変形、加熱収縮比の測定方法>により試験し、加熱収縮比を算出した。
得られたポリスチレン系樹脂発泡シートの両端50mmを除いて均等間隔で5箇所を10mm角の切片に切り取る。
TD方向とMD方向にあらかじめそれぞれ100mmの線分を引き、その長さを加熱前のTD方向長さ、MD方向長さとした。
そして加熱オーブン(ヤマト科学社製、ファインオーブンDH−41)を用い、あらかじめ125℃に設定したオーブン内にすばやく試験片を入れ、150秒後にすばやく取り出し、あらかじめひかれた線分の長さを表裏で測定し、その平均を加熱後のTD方向長さ、MD方向長さとした。
TD比、MD比、及び加熱収縮比(TDS/MDS)は以下の式で求める。
TD比=加熱後のTD方向長さ[mm]/加熱前のTD方向長さ[mm]
MD比=加熱後のMD方向長さ[mm]/加熱前のMD方向長さ[mm]
加熱収縮比(TDS/MDS)=加熱後のTD方向長さ[mm]/加熱後のMD方向長さ[mm]
このポリスチレン系樹脂発泡シートに、接着剤層としてEVA樹脂を塗工したポリスチレン樹脂フィルム(東和化工社製、厚さ25μm)を重ね合わせ、熱ロ−ル110℃、スピ−ド14m/minで熱ラミネート加工し、図1に示す通りポリスチレン系樹脂発泡シートからなる基材層2の一方の面に接着剤層4を介してポリスチレン樹脂フィルムからなる剥離可能な表面皮膜層3が積層された積層発泡シート1を得た。
剥離強度についてはサンプル巾25mmとし、テンシロンRTM−500にて200mm/minのスピ−ドで180度剥離した時の測定値を剥離強度とした。
得られた積層発泡シートの発泡シートとフィルムとの剥離強度を発泡シートのMD方向、TD方向についてそれぞれ測定を行った。その結果、MD方向の剥離強度(MDP)は33g/25mm、TD方向の剥離強度(TDP)は115g/25mmであり、強度比(TDP/MDP)は3.5であった。
得られた積層発泡シートを単発成形機(FM−6AS(東成産業社製))で成形した。成形条件は積層発泡シートのMD方向が成形品の長辺方向となるように積層発泡シートをセットし、オーブンヒーター温度230℃で加熱した後、表面皮膜層が成形品の内側になるようにして、150×215×20mmサイズの角型容器(成形品)を成形した。この成形中に表面皮膜層が剥離することも無く、外観が良好な成形品が得られた。
得られた成形品について、以下の<成形品の剥離強度の測定>、<剥離性評価>及び<成形品外観の評価>に記したように測定・評価した。結果を表1に記す。
成形品から、巾25mmの試験片を成形品の長辺長さ方向A、及びそれに直交する短辺長さ方向Bの2方向で切り出し、テンシロンRTM−500にて200mm/minのスピ−ドで180度剥離した時の測定値を剥離強度とした。
その結果、長辺方向Aの剥離強度(A)は95g/25mm、短辺方向Bの剥離強度(B)は100g/25mm、B/A比は1.05、AとBの平均値は97.5g/25mmであった。
この成形品から表面皮膜層であるフィルムを手で掴んで剥離したところ、フィルムが途中で破れることなく基材層からきれいにフィルムを剥離することが出来た。
成形品の表面皮膜層を手で掴んで基材層から表面皮膜層であるフィルムを剥離して、以下の判断基準によって剥離性を評価した。
良好(○):剥離したときにフィルムが破れずに発泡シートからフィルムを剥離することが出来る。
不良(×):剥離したときにフィルムが破れ、フィルムの一部が発泡シートに残る。
成形品の外観を目視で調べ、以下の判断基準によって外観を評価した。
良好(○):表面皮膜層のフィルムに浮きがなく、外観に優れている。
不良(×):表面皮膜層のフィルムに浮きがなく、外観に優れている。
ポリスチレン系樹脂発泡シートに、ポリスチレン樹脂フィルムを熱ラミネート加工する時の熱ロール温度を120℃としたこと以外は、実施例と同様にして積層発泡シート及び成形品を製造した。
得られた積層発泡シートの剥離強度、成形品の剥離強度、剥離性評価及び成形品外観の測定・評価結果を表1に示す。
(ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造)
ポリスチレン樹脂(製品名:HRM26(東洋スチレン社製)100質量部に、発泡剤としてブタンガス(イソブタン/ノルマルブタン=30/70)4.0質量部、気泡調整剤として粉末タルク0.7質量部相当のマスターバッチ品(東洋スチレン社製DSM−1401A)を使用して、これを最高温度260℃に設定された押出機に投入し、押出機内で溶融混練させ、その後樹脂温度150℃に冷却調整して、押出機先端に取り付けた口径170mmのサーキュラーダイのスリット(クリアランス0.2mm)より円筒状に押出した。
押出直後に35℃のエアーを内側で0.08m3/m2、外側で0.15m3/m2の割合で吹き付けて冷却しつつ、直径が670mmのプラグ上に沿わせて冷却成形し、冷却された円筒状発泡体を2枚のシートに切り開いて、厚み1.4mm、シート坪量110g/m2のポリスチレン系樹脂発泡シートを得た。
このポリスチレン発泡樹脂シートに、接着剤層としてEVA樹脂を塗工したポリスチレン樹脂フィルム(東和化工社製、厚さ25μm)を重ね合わせ、熱ロ−ル110℃、スピ−ド22m/minで熱ラミネート加工し、積層発泡シートを得た。
得られた積層発泡シートの剥離強度、成形品の剥離強度、剥離性評価及び成形品外観の測定・評価結果を表1に示す。
実施例1において表面皮膜層形成用に用いたポリスチレン樹脂フィルムに代えて、ポリ乳酸樹脂フィルム(商品名「テラマック」、ユニチカ(株)社製、厚さ25μm)を用い、それ以外は実施例1と同様に行って、積層発泡シート及び成形品を得た。
得られた積層発泡シートの剥離強度、成形品の剥離強度、剥離性評価及び成形品外観の測定・評価結果を表1に示す。
(ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造)
ポリスチレン樹脂(製品名:HRM26(東洋スチレン社製)100質量部に、発泡剤としてブタンガス(イソブタン/ノルマルブタン=30/70)4.3質量部、気泡調整剤として粉末タルク0.7質量部相当のマスターバッチ品(電化スチロール社製DSM−1401A)を使用して、これを最高温度260℃に設定された押出機に投入し、押出機内で溶融混練させ、その後樹脂温度150℃に冷却調整して、押出機先端に取り付けた口径170mmのサーキュラーダイのスリット(クリアランス0.22mm)より円筒状に押出した。
押出直後に35℃のエアーを内側で0.1m3/m2、外側で0.16m3/m2の割合で吹き付けて冷却しつつ、直径が670mmのプラグ上に沿わせて冷却成形し、冷却された円筒状発泡体を2枚のシートに切り開いて、厚み2.0mm、シート坪量140g/m2のポリスチレン系樹脂発泡シートを得た。
得られた積層発泡シートの剥離強度、成形品の剥離強度、剥離性評価及び成形品外観の測定・評価結果を表1に示す。
この比較例1で製造した成形品は、基材層から表面皮膜層であるフィルムを手で掴んで剥離したところ、剥離途中でフィルムが破れてしまった。
ポリスチレン系樹脂発泡シートにポリスチレン樹脂フィルムを熱ラミネート加工する時の熱ロール温度を100℃としたこと以外は、実施例1と同様に行って、積層発泡シート及び成形品を得た。
得られた積層発泡シートの剥離強度、成形品の剥離強度、剥離性評価及び成形品外観の測定・評価結果を表1に示す。
得られた成形品は、成形時にフィルムの剥離が発生しており、成形品表面に積層したフィルムと発泡シート層の間に浮きが部分的に発生していた。
ポリスチレン系樹脂発泡シートにポリスチレン樹脂フィルムを熱ラミネート加工する時の熱ロール温度を130℃、スピ−ド12m/minとしたこと以外は、実施例1と同様に行って、積層発泡シート及び成形品を得た。
得られた積層発泡シートの剥離強度、成形品の剥離強度、剥離性評価及び成形品外観の測定・評価結果を表1に示す。
得られた成形品は、基材層から表面皮膜層のフィルムを手で掴んで剥離したところ、剥離途中でフィルムが破れてしまった。
そして、この積層発泡シートを用いて得られた発泡体は、方向Aの剥離強度(A)と、方向Bの剥離強度(B)との強度比(B/A)が0.80〜1.20の範囲内であり、表面皮膜層の剥離性が良好であった。
また、比較例2の積層発泡シートは、剥離強度(MDP及びTDP)が実施例1よりも小さくなり、該シートを用いて得られた成形体は、表面皮膜層の剥離強度が低くなって成形時にフィルム剥離を生じ、外観不良となった。
また、比較例3の積層発泡シートは、剥離強度(MDP及びTDP)が実施例1よりも大きくなり、該シートを用いて得られた成形体は、表面皮膜層の剥離が困難となり、剥離途中でフィルムが破れてしまい、剥離性が不良となった。
Claims (9)
- 熱可塑性樹脂発泡シートよりなる基材層の一方又は両方の面に、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムを積層して剥離可能な表面皮膜層とした積層発泡シートであって、前記基材層から前記表面皮膜層を剥離する際、前記基材層のMD方向の剥離強度(MDP)とTD方向の剥離強度(TDP)との強度比TDP/MDPが1.2〜4.0の範囲内であり、これらの剥離強度(MDP及びTDP)が30〜150g/25mmの範囲内であり、前記基材層は、MD方向とTD方向との加熱収縮比(TDS/MDS)が1.05〜1.50の範囲内であることを特徴とする積層発泡シート。
- 前記表面皮膜層がポリスチレン系樹脂フィルムからなる請求項1に記載の積層発泡シート。
- 前記表面皮膜層がポリ乳酸系樹脂フィルムからなる請求項1に記載の積層発泡シート。
- 前記接着剤層がEVA系接着剤からなる請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層発泡シート。
- 熱可塑性樹脂発泡シートよりなる基材層の一方又は両方の面に、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムを積層して剥離可能な表面皮膜層として積層発泡シートを得る積層発泡シートの製造方法であって、
前記基材層から前記表面皮膜層を剥離する際、前記基材層のMD方向の剥離強度(MDP)とTD方向の剥離強度(TDP)との強度比TDP/MDPが1.2〜4.0の範囲内であり、これらの剥離強度(MDP及びTDP)が30〜150g/25mmの範囲内であり、前記基材層は、MD方向とTD方向との加熱収縮比(TDS/MDS)が1.05〜1.50の範囲内であることを特徴とする積層発泡シートの製造方法。 - 前記表面皮膜層がポリスチレン系樹脂フィルムからなる請求項5に記載の積層発泡シートの製造方法。
- 前記表面皮膜層がポリ乳酸系樹脂フィルムからなる請求項5に記載の積層発泡シートの製造方法。
- 前記接着剤層がEVA系接着剤からなる請求項5〜7のいずれか1項に記載の積層発泡シートの製造方法。
- 熱可塑性樹脂発泡シートよりなる基材層の一方又は両方の面に、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムを積層して剥離可能な表面皮膜層とした積層発泡シートを熱成形して得られ、平坦な底面部を有する容器であって、
前記底面部の基材層のMD方向に沿う方向に前記表面皮膜層を剥離する際の剥離強度(C)と、基材層のTD方向に沿う方向に前記表面皮膜層を剥離する際の剥離強度(D)との強度比(D/C)が0.80〜1.20の範囲内であり、
前記積層発泡シートが、請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層発泡シートであることを特徴とする容器。
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