JP6292939B2 - 熱成形用積層発泡シート - Google Patents
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そのため前記積層発泡シートは、前記の即席麺用容器や弁当用容器の形成材料などとして広く用いられている。
このときサーキュラーダイのダイスリットから押出された筒状の積層体は、通常、ダイスリットにおいて大きなせん断力を受けるとともに前記冷却用マンドレルによって瞬時に数倍もの径に拡径される。
また、前記の真空成形や圧空成形などの熱成形においては、成形型に沿う形に原料シートが変形され始めてから変形が完了するまでの時間は、通常、1秒以下程度の極短い時間となっている。
そのため積層発泡シートなどの原料シートは、このような高速での変形に対して偏肉を生じたり、シワや破れが生じないことが求められる。
また、防湿性や耐油性など発泡層だけでは期待することが難しい機能を非発泡層に負担させているような場合に、熱成形後の成形品において非発泡層が極端に薄い部分があったり、あるいは、非発泡層が途切れている部分があったりすると、前記のような機能を成形品に期待することができなくなるおそれを有する。
即ち、本発明によれば熱成形における外観不良や機能低下が発生し難い積層発泡シートを提供し得る。
図1は、本実施形態に係る積層発泡シートの断面構造を概略的に示した図であり、図にも示されているように、本実施形態の積層発泡シート10は、最表面に熱可塑性樹脂からなる非発泡層11を備え、該非発泡層11の背面側に直接積層されたポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡層12をさらに備えている。
本実施形態の積層発泡シート10は、前記非発泡層11と前記発泡層12との間にこれらを強固に接着させるための接着層(図示せず)を備えており、表面側から順に、非発泡層11/接着層/発泡層12の3層構造を有している。
また、図2は、前記積層発泡シートを熱成形してなる樹脂成形品たる丼容器を概略的に示した図であり、図にも示されているように、本実施形態の丼容器100は、前記非発泡層11が容器外側となるように前記積層発泡シート10が熱成形されたものである。
より詳しくは、本実施形態に係る丼容器100は、上部開口を有し、接地部となる底面部110と、該底面部110の外縁からやや外広がりに立ち上がる周側壁部120と、該周側壁部120の上端から外方に水平に伸びる鍔部130とを有し、外表面11’が前記非発泡層11によって形成され、内表面12’が前記発泡層12によって形成されている。
また、本実施形態の積層発泡シート10は、前記非発泡層11の厚みを、通常、5μm以上250μm以下、好ましくは、10μm以上200μm以下とすることができる。
さらに、本実施形態の積層発泡シート10は、前記発泡層12の厚みを、通常、0.5mm以上4.0mm以下、好ましくは、1mm以上2.5mm以下とすることができる。
なお、前記非発泡層11は、前記発泡層12の1/5以下の厚みであることが好ましく、前記発泡層12の1/10以下の厚みであることが特に好ましい。
即ち、本実施形態に係る積層発泡シート10は、前記発泡シート、前記表面フィルム、及び、前記接着層となる熱可塑性樹脂フィルム(以下、「接着層フィルム」ともいう)の3層を一つのダイスリットから同時に押し出してこれらを積層一体化させる共押出法によって作製されたものである。
即ち、前記発泡シートは、ポリスチレン系樹脂を気泡調整剤や発泡剤とともに押出機で溶融混練し、該押出機の先端に装着したサーキュラーダイのダイスリットから押出発泡して得られるようなものとすることができる。
このポリフェニレンエーテル樹脂は、例えば、発泡シートの原料樹脂中における割合が10質量%〜50質量%となるように含有させることができる。
この(メタ)アクリル系共重合体は、発泡シートの原料樹脂中における割合が50質量%以上となるように含有させることができる。
ポリプロピレン系樹脂フィルムで非発泡層を構成させる場合には、該ポリプロピレン系樹脂フィルムは延伸フィルム(OPP)であっても非延伸フィルム(CPP)であってもよい。
なかでも、前記非発泡層に優れた防湿性を発揮させる点においては、当該非発泡層は、ランダムPPとHDPEとが80:20〜95:5の割合で含まれた混合樹脂を全ポリマー中の80質量%以上とすることが好ましく、90質量%以上とすることがより好ましく、95質量%以上とすることが特に好ましい。
また、表面フィルムの前記溶融張力は、0.1cN以上4cN以下であることが好ましく、0.5cN以上3.0cN以下であることがより好ましく、1.0cN以上2.0cN以下であることが特に好ましい。
なお、表面フィルムの溶融張力については、以下のような方法で求めることができる。
溶融張力は、例えば、ツインボアキャピラリーレオメーター(Rheologic 5000T(イタリア チアスト社製))を用いて以下のようにして測定することができる。
即ち、垂直方向に配された内径15mmのバレル内に測定試料を収容させて、180℃の温度で5分間予備加熱して溶融させた後に、バレルの上部からピストンを挿入して、該ピストンで押出速度が0.0773mm/sの一定速度となるようにしてバレルの下端に設けたキャピラリー(ダイ径:2.095mm、ダイ長さ:8mm、流入角度:90度(コニカル))から溶融樹脂を紐状に押し出させ、この紐状物を、キャピラリーの下方270mmの位置に配された張力検出プーリーに巻き掛けた後、巻き取りロールを用いて巻き取らせ、巻取り初めの速度を3.94388mm/sとし、その後の加速を12mm/s2として徐々に巻取り速度を速めて行き、巻取り速度が150m/minになるまでに観察される張力の最大値を溶融張力とする。
なお、巻取り速度が150m/minになる前に紐状物が切れてしまう場合は、それまでに観察される張力の最大値を溶融張力とする。
ただし、張力が最大値を示した時点において、張力の値に振動が生じており、前記最大値がその振幅の極大値となっている場合は、該極大値前に観察される極小値と当該極大値との平均値を溶融張力とする。
そのため本実施形態に係る積層発泡シートは、前記接着層を形成させるための接着層フィルムの材料選択が重要になる。
前記接着層フィルムは、エチレン−酢酸ビニル共重合体とスチレン系熱可塑性エラストマーとの分散状態を良好なものとし、前記非発泡層及び前記発泡層の双方に対して優れた接着性を前記接着層に発揮させ得る点において前記エチレン−酢酸ビニル共重合体100質量部に対し、前記スチレン系熱可塑性エラストマーを10質量部以上250質量部以下となる割合で含有させることが好ましい。
ただし、酢酸ビニル含有量が多いエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂は、接着層の形成材料に採用すると、積層発泡シートに酢酸臭を生じさせるおそれを有する。
従って、積層発泡シートに臭気が発生することを抑制させ得る点において、前記接着層の形成には、酢酸ビニル含有量が0質量%を超え10質量%以下のエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂を採用することが好ましく3質量%以上10質量%以下のものがより好ましい。
また、積層発泡シートを熱成形する際の成形性と得られる成形品の耐熱性との両立を図る上においては、前記接着層を形成させるためのエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂は、融点が70℃以上110℃以下であることが好ましい。
なお、前記接着層を、非発泡層と発泡層との双方に対して良好に接着させる上においては、前記スチレン系熱可塑性エラストマーは、スチレン含有量が30質量%以上40質量%以下であることが好ましい。
(x)積層発泡シートを予備加熱して軟化させる予備加熱工程、
(y)前記予備加熱された積層発泡シートに成形型を使って製品形状を形成させる成形工程、及び、
(z)前記製品形状の形成された積層発泡シートを、該製品形状の外縁に沿って切断し、積層発泡シートから製品(丼容器)を切り出すトリミング工程、
を実施すればよい。
従って、本実施形態の積層発泡シートを用いて得られる丼容器は、シワや破れが形成され難い。
なお、前記のように表面フィルムにポリプロピレン系樹脂フィルムを採用することで前記丼容器を即席麺用容器などとした場合には内部に収容した乾麺やかやくが容器を通じて侵入してくる水分によって品質低下することが防止されることになるが、本実施形態においては、前記非発泡層が局所的に薄くなってしまうことが防止される。
従って、本実施形態の丼容器は、水分の浸入防止がより確実に行われることになる。
なお、本発明の積層発泡シートは、熱成形に利用されるものではあるが、その用途が必ずしも、丼容器などに限定されるものではない。
さらに、本実施形態においては、発泡層と非発泡層とが接着層を介して間接的に積層されている場合を例示しているが、発泡層と非発泡層とが直接的に積層された2層構造のものである場合も本発明の意図する範囲である。
さらに、4層以上の積層構造を有する積層発泡シートについても本発明の積層発泡シートとして意図されていることは説明するまでもなく当然の事柄である。
(1)ランダムPP1:
日本ポリプロ社製、エチレン−プロピレンランダム共重合体、商品名「ノバテック EG7F」、 MFR(JIS K 7210の条件M(温度230℃、公称荷重2.16kg))=1.3g/10min
(2)ランダムPP2:
サンアロマー社製、エチレン−プロピレンランダム共重合体、商品名「PC630S」、MFR(JIS K 7210の条件M(温度230℃、公称荷重2.16kg))=7.5g/10min
(3)ランダムPP3:
プライムポリマー社製、エチレン−プロピレンランダム共重合体、商品名「F−744NP」、MFR(JIS K 7210の条件M(温度230℃、公称荷重2.16kg))=7.0g/10min
(4)ランダムPP4:
サンアロマー社製、エチレン−プロピレンランダム共重合体、商品名「PF724S」、MFR=(JIS K 7210の条件M(温度230℃、公称荷重2.16kg))9.5g/10min
(5)ホモPP1:
プライムポリマー社製、ホモPP、商品名「J105G」、MFR=(JIS K 7210の条件M(温度230℃、公称荷重2.16kg))9.0g/10min
(6)GPPS1:
東洋スチレン社製、スチレン単独重合体(GPPS)、商品名「HRM26」、MFR(JIS K 7210の条件H(温度200℃、公称荷重5.00kg))=1.6g/10min
(7)GPPS2:
東洋スチレン社製、スチレン単独重合体(GPPS)、商品名「HRM12」、MFR(JIS K 7210の条件H(温度200℃、公称荷重5.00kg))=5.4g/10min
(8)PE1:
日本ポリエチレン社製、高密度ポリエチレン、商品名「ノバテックHJ560W」、MFR(JIS K 7210の条件D(温度190℃、公称荷重2.16kg))=7g/10min
(9)PE2:
日本ポリオレフィン社製、低密度ポリエチレン、商品名「ノバテックLF580」、MFR(JIS K 7210の条件D(温度190℃、公称荷重2.16kg))=4g/10min
(接着層用樹脂)
<EVA>
日本ポリエチレン社製、商品名「ノバテックEVA LV244A」(酢酸ビニル含有量(VA)7質量%)
<SEBS>
旭化成社製、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(スチレン含有量:30質量%)、商品名「タフテックH1041」
発泡層を形成させるためのスチレン系樹脂としては、東洋スチレン社製の汎用ポリスチレン樹脂(GPPS)、商品名「HRM26」を用いた。
この汎用ポリスチレン樹脂100質量部に対し、気泡調整剤としてタルクを0.6質量部加えた混合原料を用意した。
口径90mmのNo.1押出機と、口径115mmのNo.2押出機とを持つタンデム型押出機のNo.1押出機のホッパーに前記混合原料を供給し、No.1押出機のバレル内で加熱溶融混練した後、発泡剤として混合ブタンガス(ノルマルブタン:イソブタン=7:3)を3質量%の割合となるようにNo.1押出機へ圧入し、前記の加熱溶融混練した原料樹脂と発泡剤とをさらに混練して発泡層形成用の発泡性樹脂組成物を当該押出機内で調製した後、該発泡性樹脂組成物をNo.1押出機とNo.2押出機とを接続する移送部を通じてNo.2押出機へ流入させた。
次いで、このNo.2押出機のバレル内で均一に発泡層用樹脂組成物を冷却した後、合流ダイへ流入させた。
この時の樹脂温度は157℃であり、No.2押出機からの吐出量は110kg/hであった。
前記合流ダイに接続されている口径65mmの単軸押出機のホッパーにこの混合原料を供給して溶融混練させた後、前記合流ダイへ流入させた。
この時の樹脂温度は180℃であり、吐出量は8kg/hであった。
前記合流ダイに接続されている口径90mmの単軸押出機のホッパーにこの「ランダムPP1」を供給して溶融混練させた後、前記合流ダイへ流入させた。
この時の樹脂温度は200℃であり、吐出量は60kg/hであった。
この後、非発泡層及び接着層が発泡層に積層された状態の円筒状発泡体を冷却マンドレルによって冷却成形後、冷却マンドレルの後部に取り付けたカッターにより円筒状発泡体を切開して長尺帯状の積層発泡シートを得、該積層発泡シートを引き取り速度4.0m/minで巻き取った。
このときの積層発泡シートの平均厚みは1.9mmであった。
「ランダムPP2」〜「PE2」を各々、非発泡層形成材料とし、「共押出法1」に記載の方法と同様に積層発泡シートを作製した。
その際、環状スリットダイ先端のスリット部から円筒状に押出された積層発泡シートの各非発泡層の状態を確認し、問題なく積層出来ているものを「○」、非発泡層に穴開きや破れが発生しているものを「×」としラミ適性を判別した。
各試料の評価結果を下記表2に示す。
Claims (3)
- 最表面に熱可塑性樹脂からなる非発泡層を備え、該非発泡層の背面側に直接的、又は、間接的に積層されたポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡層をさらに備えた熱成形用積層発泡シートであって、
前記発泡層と前記非発泡層とが共押出法によって積層一体化されてなり、非発泡層を形成している前記熱可塑性樹脂の180℃における溶融張力が0.5cN以上3.0cN以下であることを特徴とする熱成形用積層発泡シート。 - 前記発泡層の坪量が200g/m2以上500g/m2以下で、前記非発泡層の坪量が80g/m2以上250g/m2以下である請求項1記載の熱成形用積層発泡シート。
- 前記非発泡層の剥離強度が500gf/25mm幅以上である請求項1又は2記載の熱成形用積層発泡シート。
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