JP5909366B2 - 通い箱 - Google Patents
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Description
特に食品用通い箱においては、輸送する食品の破片やくず、弁当からこぼれた内容物が起因となってカビが発生する場合があり、衛生上の観点から徹底的に洗浄する必要がある。しかし、汚れやカビなどが食品用通い箱の内表面の凹みにこびりつくと、簡単には洗浄できるものではない。
しかし、このようなポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を通い箱に適用した場合の衛生上の観点については、何ら明らかにされているものではない。
しかし、このようなポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を通い箱に適用した場合の衛生上の観点についても、何ら明らかにされているものではない。
〔1〕 ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を型内発泡成形してなる通い箱であって、
通い箱発泡成形体のクロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が7.5重量%以下であることを特徴とする、通い箱。
〔2〕 通い箱発泡成形体のクロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が6.5重量%以下であることを特徴とする、〔1〕に記載の通い箱。
〔3〕 ポリプロピレン系樹脂発泡粒子が、メタロセン系重合触媒で重合されたポリプロピレン系樹脂からなるポリプロピレン系樹脂発泡粒子であることを特徴とする、〔1〕または〔2〕に記載の通い箱。
〔4〕 通い箱の内面の一部あるいは全部の面に、同一あるいは略同一のピッチで複数の凹凸部が設けられており、
該ピッチが0.1mm以上5mm以下であり、凹み深さが0.1mm以上2mm以下である(但し、縦方向ピッチと横方向ピッチは同一であっても良く、異なっていても良い。)ことを特徴とする、〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の通い箱。
〔5〕 通い箱がナチュラル色、あるいは、黒色着色剤を除く着色剤で着色されていることを特徴とする、〔1〕〜〔4〕のいずれか一項記載の通い箱。
〔6〕 通い箱が、食品を輸送する為に使用される食品用通い箱であることを特徴とする、〔1〕〜〔5〕いずれか一項記載の通い箱。
ただし、後述するとおり、本発明の通い箱は、汚れやカビが付着しにくく洗浄容易という衛生面において特に優れた通い箱となることから、食品用通い箱、電気製品用通い箱、ガラス基盤用通い箱、薬品用通い箱、化粧品用通い箱であることが好ましく、食品用通い箱であることが最も好ましい。
図1には、上方から見た開口部形状として長方形の形状の例を示しているが、これに制限されるものではなく、三角形 長方形以外の四角形、円形、楕円形、多角形等いかなる開口部形状であっても良く、開口部より底に向かって形状が変化するものであっても構わない。
また、上方から見た外形形状としては、図1では長方形の形状の例を示しているが、これに制限されるものではなく、三角形 長方形以外の四角形、円形、楕円形、多角形などいかなる外形形状であっても良い。
ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体のクロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が7.5重量%を超えると、通い箱に付着した汚れやカビを容易に洗浄することが困難となる傾向にある。
装置 :三菱油化(株)製、クロス分別クロマトグラフ CFC T−150A型検出器 :Miran社製、赤外分光光度計1ACVF型
検出波長 :3.42μm
GPCカラム:昭和電工(株)製、Shodex AT−806MS 3本
カラム温度 :135℃
カラム較正 :東ソー社製単分散ポリスチレン
分子量較正法:汎用較正法/ポリエチレン換算
溶離液 :o−ジクロロベンゼン(ODCB)
流速 :1.0mL/min.
試料濃度 :30mg/10mL
注入量 :500μL
降温時間 :135分(135から0℃)、その後60分間保持
溶出区分 :0、20、40、50、60、70、75、80、83、86、89、92、95、98、101、104、106、108、110、112、114、116、118、120、122、124、126、130、135℃(29分画)
そして、「クロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量」とは、全溶出量に対する40℃以下の溶出量の積分値の割合(%)をいう。
これらの炭素数が2あるいは4以上のオレフィンは、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
プロピレン/エチレンランダム共重合体、プロピレン/エチレン/1−ブテンランダム共重合体において、エチレンおよび/または1−ブテンからなる構造単位が10重量%を超えると、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体(通い箱)としたときの寸法安定性が低下する傾向がある。
さらには、下記一般式[I]で表されるメタロセン化合物を必須成分として含むメタロセン系重合触媒を用いて重合することが好ましい。
ポリプロピレン系樹脂のMFRが上記範囲にあると、比較的大きな発泡倍率のポリプロピレン系樹脂発泡粒子が得られやすく、それを型内発泡成形して得られたポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の表面美麗性が優れ、寸法収縮率が小さいものが得ることができる。
このようなポリプロピレン系樹脂は、樹脂中の低結晶成分が少なくなる傾向にあることから、該ポリプロピレン系樹脂を用いて得られるポリプロピレン系樹脂発泡粒子を型内発泡成形して得られる通い箱の衛生性を更に向上させることができる。
ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体(通い箱発泡成形体)の融点が125℃未満では、耐熱性が低下する傾向にあり、150℃を超えると、通い箱を成形する際の成形加熱蒸気圧が高くなる傾向にある。
すなわち、通い箱発泡成形体から小片5〜6mgを切り出し、これを10℃/分の昇温速度で40℃から220℃まで昇温することにより融解し、その後、10℃/分の降温速度で220℃から40℃まで降温することにより結晶化させた後に、さらに10℃/分の昇温速度で40℃から220℃まで昇温した際に得られるDSC曲線において、2回目の昇温時の融解ピーク温度を融点とする。
その場合は、これらの添加剤は、通常、ポリプロピレン系樹脂粒子の製造過程において溶融した樹脂中に添加することが好ましい。
このような着色剤としては、ペリレン系有機顔料、アゾ系有機顔料、キナクリドン系有機顔料、フタロシアニン系有機顔料、スレン系有機顔料、ジオキサジン系有機顔料、イソインドリン系有機顔料、カーボンブラックなどが挙げられる。
これらの中でも、炭酸ガス、空気、水を用いることが好ましい。
本発明における分散助剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルカンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、α−オレフィンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
これらの中でも、無機分散剤と分散助剤の組み合わせとしては、第三リン酸カルシウムとアルキルスルホン酸ナトリウムの組み合わせが好ましい。
また、ポリプロピレン系樹脂粒子は、水中での分散性を良好なものにするために、通常、水100重量部に対して20重量部以上100重量部以下で使用するのが好ましい。
ここで、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率は、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の重量w(g)およびエタノール水没体積v(cm3)を求め、発泡前のポリプロピレン系樹脂の密度d(=0.9g/cm3)から、次式により算出した値である。
発泡倍率=d×v/w
ここで、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の嵩密度は、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を容器に静かに投入して満たした後、容器中のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の重量を測定し、これを容器の容量で除し、g/L単位で表した値である。
また、得られたポリプロピレン系樹脂粒子、発泡剤、水、無機分散剤を含んでなる分散液を耐圧容器に収容した後、攪拌条件下に分散させると共に、発泡剤の存在下、容器内混合物を、前記ポリプロピレン系樹脂粒子の軟化点温度以上、好ましくはポリプロピレン系樹脂の融点−20℃以上、ポリプロピレン系樹脂+10℃以下の範囲の温度に昇温し、次いで、耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に耐圧容器中の分散液を放出して、ポリプロピレン系樹脂粒子を発泡させる(この工程を「一段発泡」と称する場合がある。)時に、好ましくは発泡倍率3倍以上35倍以下の発泡粒子(以降、「一段発泡粒子」と称する場合がある。)を製造し、
該一段発泡粒子を耐圧密閉容器内に入れて窒素、空気などを0.1MPa以上0.6MPa以下(ゲージ圧)で加圧含浸させる加圧処理により一段発泡粒子内の圧力を常圧よりも高くした後、該一段発泡粒子をスチーム等で加熱して更に発泡させる(この工程を「二段発泡」と称する場合がある。)ことにより、一段発泡粒子の発泡倍率よりも発泡倍率の高いポリプロピレン系樹脂発泡粒子(以降、「二段発泡粒子」を称する場合がある。)を得て、これを型内発泡成形に供し、通い箱としても良い。
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子のDSC比が当該範囲であると、表面美麗性の高いポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体が得られやすい。
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子のDSC比が10%未満ではポリプロピレン系樹脂発泡粒子が連泡化しやすくなる傾向があり、50%を超えると型内発泡成形体を得る際の融着性が低下する傾向にある。
DSC曲線の低温側ピークと、低温側ピークと高温側ピークの間の極大点からの融解開始ベースラインへの接線で囲まれる熱量が、低温側の融解ピーク熱量Qlと、
DSC曲線の高温側ピークと、低温側ピークと高温側ピークの間の極大点からの融解終了ベースラインへの接線で囲まれる熱量が、高温側融解ピーク熱量Qhと示される。
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の高温側融解ピーク熱量Qhが4J/g未満では、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子が連泡化しやすくなる傾向があり、28J/gを超えると、発泡倍率が大きくなり難い傾向となる。
以上のことから、保持時間、発泡温度、発泡圧力を系統的に適宜変化させた実験を何回か試行することにより、所望のDSC比や高温側融解ピーク熱量となる条件を容易に見出すことができる。なお、発泡圧力の調節は、発泡剤の量により調節することできる。
イ)ポリプロピレン系樹脂発泡粒子をそのまま型内発泡成形を行う方法、
ロ)予めポリプロピレン系樹脂発泡粒子中に空気等の無機ガスを圧入し、内圧(発泡能)を付与した後、型内発泡成形を行う方法、
ハ)ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を圧縮状態で金型内に充填し、型内発泡成形を行う方法、など従来既知の方法が使用しうる。
予めポリプロピレン系樹脂発泡粒子を耐圧容器内で空気加圧し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子中に空気を圧入することにより内圧(発泡能)を付与し、これを2つの金型からなる閉鎖しうるが密閉し得ない成形空間内に充填し、水蒸気などを加熱媒体として0.1MPa以上0.4MPa以下(ゲージ圧)程度の加熱水蒸気圧で3秒以上60秒以下程度の加熱時間で成形し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子同士を融着させた後、金型を水冷することによって、金型から取り出し後のポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の変形が抑制される程度まで冷却した後、金型を開き、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を得る方法などが挙げられる。
ここで、通い箱発泡成形体の密度は、通い箱の底部および4つの立ち壁部のそれぞれ中央付近から直方体にサンプルを切り出し、各サンプルに対して縦、横、厚みの寸法の積からサンプル体積を算出し、サンプル重量をサンプル体積で除し、各サンプルの密度を算出した後、5個のサンプルの密度を平均し、g/L単位で表した値である。
凹凸のピッチが0.1mm未満、あるいは5mmを超えると、ボイド減少効果が小さくなる傾向がある。
凹み深さが0.1mm未満でもボイド減少効果が小さくなる傾向があり、凹み深さが2mmを超えると、汚れやカビが凹みに発生した場合の洗浄が難しくなる傾向がある。
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の重量w(g)を測定した後、該ポリプロピレン系樹脂発泡粒子をエタノールに浸漬した際の増加体積(水没体積)v(cm3)を求め、発泡前のポリプロピレン系樹脂の密度d(=0.9g/cm3)から、発泡倍率を次式により算出した。
発泡倍率=d×v/w(倍)
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を容積約5Lの容器に静かに投入して満たした後、容器中のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の重量を測定し、これを容器の容量で除し、g/L単位で嵩密度を表した。
示差走査熱量計[セイコーインスツルメンツ(株)製、DSC6200型]を用いて、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子5〜6mgを、10℃/分の昇温速度で40℃から200℃まで昇温して得られたDSC曲線における、2つの融解ピークについて、
図2に示すように、
DSC曲線の低温側ピークと、低温側ピークと高温側ピークの間の極大点からの融解開始ベースラインへの接線で囲まれる熱量である低温側の融解ピーク熱量Qlと、
DSC曲線の高温側ピークと、低温側ピークと高温側ピークの間の極大点からの融解終了ベースラインへの接線で囲まれる熱量である高温側融解ピーク熱量Qhとし、
高温側の融解ピークの比率(DSC比)=(Qh/(Ql+Qh)×100)(%)を算出した。
示差走査熱量計[セイコーインスツルメンツ(株)製、DSC6200型]を用いて、基材樹脂となるポリプロピレン系樹脂(基材樹脂の融点測定の場合)、または、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体から切り出した小片(通い箱発泡成形体の融点測定の場合)の5〜6mgを、10℃/分の昇温速度で40℃から220℃まで昇温することにより融解させ、その後10℃/分の降温速度で220℃から40℃まで降温することにより結晶化させた後に、さらに10℃/分の昇温速度で40℃から220℃まで昇温した際に得られるDSC曲線から、2回目昇温時の融解ピーク温度を融点とした。
クロス分別クロマトグラフ[三菱油化社製、CFC T−150A型]を使用し、以下の条件で基材樹脂となるポリプロピレン系樹脂、または、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体(通い箱発泡成形体)の40℃以下の溶出成分量を測定した。
検出器 :Miran社製赤外分光光度計1ACVF型
検出波長 :3.42μm
GPCカラム:昭和電工社製Shodex AT−806MS 3本
カラム温度 :135℃
カラム較正 :東ソー社製単分散ポリスチレン
分子量較正法:汎用較正法/ポリエチレン換算
溶離液 :o−ジクロロベンゼン(ODCB)
流速 :1.0mL/min.
試料濃度 :30mg/10mL
注入量 :500μL
降温時間 :135分(135から0℃)、その後60分間保持
溶出区分 :0、20、40、50、60、70、75、80、83、86、89、92、95、98、101、104、106、108、110、112、114、116、118、120、122、124、126、130、135℃(29分画)
得られた通い箱発泡成形体の立ち壁部にカッターナイフで厚み方向に約3mmの切り込みを入れた後、手で切り込み部から立ち壁部を破断し、破断面を観察した。破断面を構成するポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子数に対する破壊されたポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の割合を求め、融着率とした。
得られた通い箱発泡成形体の内部底面を目視観察し、次の基準で評価した。
○:内面にボイドが見られない。
△:内面にボイドが少し見られる。
×:内面にボイドが顕著に見られる。
カレー粉[ハウス食品(株)製、カレーパウダー顆粒]0.3gと水道水10gを混ぜて作ったカレー粉懸濁液を攪拌して均一化した後、直ぐに通い箱発泡成形体(内容積8L)の内部底面に向かって流した。通い箱成形体を手で揺さぶり、カレー粉懸濁液を底面に流延した。
通い箱発泡成形体に蓋をすることなく23℃で24時間放置した後、次のように洗浄した。
(1)50℃水道水8Lを通い箱成形体に流し込み、すぐに放出する操作を2回繰り返して洗浄した(以下、「洗浄a」という)。
(2)洗浄aを行った時点で通い箱内部底面を観察し、内部表面にカレー色が残っている場合は、食器洗浄用スポンジで内部表面を10回こすり、次いで、50℃水道水8Lを通い箱成形体に流し込み、すぐに放出して洗浄した(以下、「洗浄b」という)。
以上のような洗浄操作の後、次の基準で評価した。
◎:洗浄a終了後、通い箱内部表面、およびボイド部分にカレー色が確認できない。
○:洗浄a終了後、通い箱内部表面にカレー色は確認できないが、ボイド部分にカレー色が少し残っている。
△:洗浄a終了後、通い箱内部表面にカレー色が残っており、ボイド部分にもカレー色が明らかに残っている。しかし、洗浄bによって、通い箱内部表面のカレー色が無くなる。×:洗浄a終了後、通い箱内部表面にカレー色が残っており、ボイド部分にもカレー色が明らかに残っている。また、洗浄bを行っても、通い箱内部表面のカレー色が無くならない。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]
ポリプロピレン系樹脂A100重量部に対し、ポリエチレングリコール[ライオン(株)製、PEG#300)]0.5重量部、タルク[林化成製、PKS]0.1重量部をブレンドした後、50mm単軸押出機[大阪精機工作(株)製、20VSE−50−28型]内で溶融混練した。得られた溶融混練樹脂を円形ダイよりストランド状に押出し、水冷後、ペレタイザーで切断し、一粒の重量が1.2mg/粒のポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
[ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の作製]
得られたポリプロピレン系樹脂粒子100重量部、水200重量部、分散剤として第3リン酸カルシウム1.0重量部、分散助剤としてアルキルスルホン酸ナトリウム0.05重量部を容量10Lの耐圧オートクレーブ中に仕込み、攪拌下、発泡剤として炭酸ガスを6.5重量部添加した。オートクレーブ内容物を昇温し、145℃の発泡温度まで加熱した後、さらに炭酸ガスを追加してオートクレーブ内圧を3.0MPa(ゲージ圧)とした。その後、30分間保持した後、オートクレーブ下部のバルブを開き、4.0mmφの開口オリフィスを通して、オートクレーブ内容物を大気圧下に放出して一段発泡粒子を得た。得られた一段発泡粒子の発泡倍率は13倍、DSC比は24%であった。
得られた一段発泡粒子内に空気含浸により内圧を付与した後、蒸気により加熱し、嵩密度26.0g/Lの二段発泡粒子を得た。得られた二段発泡粒子のDSC比は23%であった。
[ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体(通い箱成形体)の作製]
次に、ポリオレフィン発泡成形機P150N[東洋機械金属株式会社製]を用い、箱型形状成形体が得られる金型に、予めポリプロピレン系樹脂発泡粒子内部の空気圧力が0.19MPa(絶対圧)になるように調整したポリプロピレン系樹脂二段発泡粒子を充填し、成形加熱蒸気圧0.25MPa(ゲージ圧)とし、厚み方向に10%圧縮して加熱成形させることにより、箱型[内寸法として長辺400×短辺200×高さ100mm、厚み30mm]の白色(ナチュラル色)のポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体(通い箱発泡成形体=内容積8L)を得た。
得られた通い箱成形体は、23℃で1時間放置した後、75℃の恒温室内で3時間養生乾燥を行い、再び室温に取出してから23℃で1時間放置した後、融着率評価、ボイド評価、洗浄性評価を行った。また、箱型成形体の融点、CFC溶出量を測定した。
評価結果を、表2に示す。
樹脂A〜Fを用い、表2記載の作製条件とした以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂の一段発泡粒子および二段発泡粒子を得、更に、通い箱成形体を得て、評価を行った。
但し、実施例2は、二段発泡せずに、一段発泡粒子を型内発泡成形に供した。
なお、型内発泡成形時の成形加熱蒸気圧は、表2に記載の通りであるが、融着率とボイド評価が実施例1と同等になるよう適宜調節した圧力である。
評価結果を、表2に示す。
樹脂A100重量部と銅フタロシアニンブルー[和光純薬工業(株)製、化学用試薬]15重量部を混合した後、45mm二軸押出機[株式会社オーエヌ機械製、TEK45mm押出機]を用いて220℃で溶融混練し、ストランド状に押出し、水冷後、ペレタイザーで切断して、青色マスターバッチ樹脂を得た。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、樹脂A100重量部に対して、さらに青色マスターバッチ樹脂4重量部を添加した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂の一段発泡粒子および二段発泡粒子を得、青色の通い箱成形体を得た。
評価結果を、表2に示す。
[ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の作製]において、成形体底部の内面に対応する金型部分に、ピッチ1.41mm、深さ0.68mmのステンレス製金網(18メッシュ)を取り付けた上で成形した以外は、実施例1と同様の操作により、通い箱成形体を得た。
得られた通い箱成形体の内部底面には、ピッチ1.41mm、凹み深さ0.68mmの凹凸が設けられていた。
評価結果を、表2に示す。
b 凸部の幅
c 凹み深さ
Claims (6)
- ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を型内発泡成形してなる通い箱であって、
該通い箱発泡成形体のクロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が7.5重量%以下であり、
通い箱が、食品用通い箱、電気製品用通い箱、ガラス基盤用通い箱、薬品用通い箱、又は化粧品用通い箱であることを特徴とする、通い箱。 - 通い箱発泡成形体のクロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が6.5重量%以下であることを特徴とする、請求項1に記載の通い箱。
- ポリプロピレン系樹脂発泡粒子が、メタロセン系重合触媒で重合されたポリプロピレン系樹脂からなるポリプロピレン系樹脂発泡粒子であることを特徴とする、請求項1または2に記載の通い箱。
- 通い箱の内面の一部あるいは全部の面に、同一あるいは略同一のピッチで複数の凹凸部が設けられており、
該ピッチが0.1mm以上5mm以下であり、凹み深さが0.1mm以上2mm以下である(但し、縦方向ピッチと横方向ピッチは同一であっても良く、異なっていても良い。)
ことを特徴とする、請求項1〜3いずれか一項に記載の通い箱。 - 通い箱がナチュラル色、あるいは黒色着色剤を除く着色剤で着色されていることを特徴とする、請求項1〜4いずれか一項記載の通い箱。
- 通い箱が、食品を輸送するために使用される食品用通い箱であることを特徴とする、請求項1〜5いずれか一項記載の通い箱。
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