JP5792950B2 - ポリスチレン系樹脂積層発泡シート - Google Patents
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Description
一方でポリスチレン系樹脂は、古くからポリスチレンペーパーとして用いられているように、容易に発泡させて軽量化させることができる。しかしながら、単に発泡させたシートは、シートから容器に熱成形する際の絞り比が大きくなると、成形した容器の腰強度が著しく低下する。このような点を改善するために、発泡層の両面に非発泡層を設ける方法が提案されている(特許文献1〜3参照)。
この方法よりもより短い工程で効率よく前記のような発泡積層シートを製膜する方法としては、発泡層と非発泡層をそれぞれ個別の押出機で押出し、その両者をフィードブロックと呼ばれる合流部に供給して積層する方法や、Tダイによる成形の場合、マルチマニホールドダイを使用して積層する方法がある。しかしながら、このような共押出法では、溶融した樹脂がダイスのリップから押し出されて発泡層に気泡が形成される際に、気泡の成長が表面の非発泡層により制約を受けるために、発泡層の気泡形状や気泡径を制御することが困難であった。また、上記のいずれの方法で作製した発泡積層シートを用いても、本発明が目的とするプリンやヨーグルトの容器のような、絞り比が0.5以上のような深絞り容器では、著しく剛性が低下し、製品の輸送中に容器のつぶれやわれ等の問題が発生することがあった。
ものである。
(1) A層の厚み方向の平均径(Rt):40〜70μm
(2) A層の引き取り方向の平均径(Rmd):90〜140μm
(3) アスペクト比(Rmd/Rt):1.5〜3
そして発泡層(A層)が、ブタジエングラフトゴム成分が3〜15質量%のポリスチレン系樹脂である前記のポリスチレン系樹脂積層発泡シートが好ましい。また、発泡層(A層)に使用されている発泡剤が炭酸水素ナトリウムとクエン酸を主成分とする化学発泡剤である前記のポリスチレン系樹脂積層発泡シートが好ましい。本発明は、これらのポリスチレン系樹脂積層発泡シートを用いた成形容器を包含する。
また、一方で本発明は マルチマニホールドダイ内で積層した3層構成の積層体を、ダイリップより40〜70℃の温度範囲に設定された冷却ロール上に押出し、冷却して引き取り、前記の積層発泡シートを製膜する際に、引取りの際にダイリップの間隙(Trip)と冷却ロール間隙(Troll)および冷却後の積層シートの総厚み(Tsheet)の厚みの関係を、Tsheet=1.0としたときに、Trip=0.7〜0.9、Troll=0.91〜0.97 の範囲で調整することを特徴とするポリスチレン系樹脂積層発泡シートの製造方法である。
一般用ポリスチレン樹脂(GPPS)としては、単量体としてスチレンが主体であるが、微量成分としてo−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、1,3−ジメチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、1,1−ジフェニルエチレン等の芳香族ビニル化合物の1種以上を含有するものであっても良く、市販の樹脂を用いることもできる。
各実施例および比較例で得られた発泡積層シートの特性を以下の方法で評価した。
1.積層シートのA層の厚み方向の平均気泡サイズ(Rt)
A層の平均気泡サイズ(Rt)は次のように求めた。発泡積層シートの巾方向に等間隔で10箇所、引取り方向に垂直方向の断面を顕微鏡にて撮影し、断面写真についてA層の厚み(t1)を測定する。次に、A層の厚さ方向に直線L1を引き、直線L1と交わるA層の全ての発泡気泡数(n1)をカウントする(図2参照)。各々の測定箇所についてt1/n1を該測定箇所の平均気泡サイズとし、10箇所の平均値を各サンプルのA層の厚み方向の平均気泡サイズ(Rt)とした。
2.積層シートのA層の引取り方向の平均気泡サイズ(Rmd)
A層の平均気泡サイズ(Rmd)は次のように求めた。積層シートの巾方向に等間隔で10箇所、引取り方向と平行方向の断面を顕微鏡にて撮影し、断面写真について引き取り方向に特定間隔で引いた直線L2の長さ(t2)を測定する。次に、A層の厚さ方向に対して垂線の直線L2を引き、直線L2と交わるA層の全ての発泡気泡数(n2)をカウントする(図3参照)。各々の測定箇所についてt2/n2を該測定箇所の平均気泡サイズとし、10箇所の平均値を各サンプルのA層の引き取り方向の平均気泡サイズ(Rmd)とした。
本発明の発泡シートの平均密度(kg/m3)は次のように求めた。発泡シートの巾方向に等間隔で10箇所、サンプリングしJIS−K7112法に準拠し測定した。
使用機器 ; 高精度電子比重計 EW−300SG アルファーミラージュ(株)製
尚、本明細書中の平均密度と坪量との関係は以下の通りである。
平均密度(g/cm3)=坪量(g/m2)÷厚み(mm/1000)
本発明で得られたシートにて、(株)浅野研究所製/単発真空成形機を用い、口径70mm深さ70mmの容器サンプルを得た。得られた容器サンプルにて圧縮試験を行い、最大点荷重を容器の座屈強度とした。
使用機器 ; ストログラフVE1D(東洋精機社製)
圧縮条件 ; 50mm/min
破壊点検出レベル ; 最大点荷重の85%
本発明で得られたシートにて、(株)浅野研究所製/単発真空成形機を用い、口径70mm深さ70mmの容器サンプルを得た。得られた容器に80gの水(25℃)を充填、シールを行い密封したものをテスト用サンプルとした。同サンプルを高さ80cmからコンクリート床面に自由落下させ、容器の割れが発生した個数をカウントした。
6.軽量性
軽量化の目安として、PS基材に対して10%軽量化である比重0.90をクリアしているものを○、クリアしていないものを×とした。
ポリスチレンA ; H850N(東洋スチレン社製)
ゴム量;9.0質量%、重量平均分子量(Mw);19万
ポリスチレンB ; E640N(東洋スチレン社製)
ゴム量;6.0質量%、重量平均分子量(Mw);23万
ポリスチレンC ; G200C(東洋スチレン社製)
一般タイプ、 重量平均分子量(Mw);26万
スチレン系エラストマー ; TR2000(JSR株式会社製)
発泡剤 ; ポリスレンES−275(永和化成工業社製)
GPC法による一般的な方法で測定した。
測定機: 昭和電工社製Shodex SYSTEM−21、カラム:POLYMERLABORATORY INC.製 PL gelMIXED−B 3本、溶媒:テトラヒドロフラン)
各実施例および比較例について、表1に示したポリスチレン系樹脂と発泡剤を所定の配合比率にブレンドした後発泡層(A層)用65φ単軸押出機に供給し、併行してB層用の樹脂を非発泡層用65φ単軸押出機に供給し、溶融押出後巾450mmTダイを用いてサンプルシートを得た。尚、Tダイのリップ開度についてはシート厚みに対して0.8倍(但し、比較例2のみ0.95倍)になるように設定し、引取装置金属ロールの間隙についてはシート厚みに対して0.05mm(但し、比較例2のみ0.01mm)小さくなるよう設定した。各実施例及び比較例の配合比率、製膜条件を表1に、前記の評価による実施例の評価結果を表2に、比較例の評価結果を表3に示した。
2 発泡層(A層:ポリスチレン系発泡樹脂)
3 気泡
L1 厚さ方向の平均気泡サイズを求めるための直線
L2 引き取り方向の平均気泡サイズを求めるための直線
t1 A層の厚み
t2 引き取り方向の直線L2の長さ
Claims (6)
- 下記の(1)〜(3)で規定される気泡を有し、ポリスチレン系樹脂発泡層(A層)の両面に、グラフトゴム成分を3〜15質量%含有するポリスチレン系非発泡樹脂からなる表面層(B層)が積層され、前記A層とB層の片側の厚みの比(B/A)が0.3〜1.0であり、シート全体の平均の密度が0.7〜0.9g/cm3で、総厚みが0.3〜1.0mmのポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
(1)下記1.により求めたA層の厚み方向の平均径(Rt):40〜70μm
(2)下記2.により求めたA層の引き取り方向の平均径(Rmd):90〜140μm
(3)アスペクト比(Rmd/Rt):1.5〜3
1.積層シートのA層の厚み方向の平均気泡サイズ(Rt)
発泡積層シートの巾方向に等間隔で10箇所、引取り方向に垂直方向の断面を顕微鏡にて撮影し、断面写真についてA層の厚み(t1)を測定する。次に、A層の厚さ方向に直線L1を引き、直線L1と交わるA層の全ての発泡気泡数(n1)をカウントする。各々の測定箇所についてt1/n1を該測定箇所の平均気泡サイズとし、10箇所の平均値を各サンプルのA層の厚み方向の平均気泡サイズ(Rt)とした。
2.積層シートのA層の引取り方向の平均気泡サイズ(Rmd)
積層シートの巾方向に等間隔で10箇所、引取り方向と平行方向の断面を顕微鏡にて撮影し、断面写真について引き取り方向に特定間隔で引いた直線L2の長さ(t2)を測定する。次に、A層の厚さ方向に対して垂線の直線L2を引き、直線L2と交わるA層の全ての発泡気泡数(n2)をカウントする。各々の測定箇所についてt2/n2を該測定箇所の平均気泡サイズとし、10箇所の平均値を各サンプルのA層の引き取り方向の平均気泡サイズ(Rmd)とした。 - 発泡層(A層)が、ブタジエングラフトゴム成分が3〜15質量%のポリスチレン系樹脂である請求項1に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 発泡層(A層)に使用されている発泡剤が炭酸水素ナトリウムとクエン酸を主成分とする化学発泡剤である請求項1又は2に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 絞り比が0.5以上、且つ比重が0.90以下の深絞り容器用の、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シートを用いた成形容器。
- マルチマニホールドダイ内で積層した3層構成の積層体を、ダイリップより40〜70℃の温度範囲に設定された冷却ロール上に押出し、冷却して引き取り請求項1に記載の積層シートを製膜する際に、引取りの際にダイリップの間隙(Trip)と冷却ロール間隙(Troll)および冷却後の積層シートの総厚み(Tsheet)の厚みの関係を、Tsheet=1.0としたときに、Trip=0.7〜0.9、Troll=0.91〜0.97 の範囲で調整することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡シートの製造方法。
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