JP6310746B2 - 積層発泡シート、二次発泡シート、容器及びこれらの製造方法 - Google Patents
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Description
従来、ポリスチレン系樹脂発泡シートと非発泡ポリスチレン系樹脂フィルムとが積層されてなり、ポリスチレン系樹脂発泡シートがポリスチレン系樹脂発泡シートと非発泡ポリスチレン系樹脂フィルムの界面から200μmまでの範囲において410〜5000個/mm2の平均気泡数を有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が提案されている(例えば、特許文献1)。
また、ポリスチレン系樹脂発泡シートの少なくとも片面に実質的に非発泡ではあるが、加熱処理の際に微細な気泡に発泡可能な発泡剤を含有した発泡潜在性を有した非発泡ポリスチレン系樹脂フィルムが積層されてなるポリスチレン系樹脂積層発泡シートが提案されている(例えば、特許文献2)。
特許文献1〜2の発明によれば、表面の印刷を美麗にできる(印刷特性を高められる)。
しかしながら、従来の積層発泡シートでは、容器の成形時における加熱温度を高めると、発泡層と非発泡層とが剥離したり、表面の平滑性が損なわれたりしやすい。発泡層と非発泡層とが剥離したり、表面の平滑性が損なわれたりすると、容器の外観が損なわれる。
また、発泡層と非発泡層との境界近傍における気泡が大きかったり、少なかったりする等、発泡状態が不適切であると印刷特性が低下しやすい。
加えて、食品用容器は、食品が入れられた状態で、電子レンジで加熱されることがある。この際、容器における発泡層と非発泡層とが剥離して、容器の外観が損なわれることがある。
そこで、本発明は、容器の外観と印刷特性とをより高められる積層発泡シートを目的とする。
前記発泡層は、厚み200μm以上であり、前記発泡層における前記非発泡層との境界から深さ200μmまでの領域は、100〜1000個/mm2の気泡を有することが好ましい。
本発明の二次発泡シートは、前記二次発泡層は、厚み200μm以上であり、前記二次発泡層における前記非発泡層との境界から深さ200μmまでの領域は、410〜5000個/mm2の気泡を有することが好ましい。
前記容器発泡層における前記容器非発泡層との境界から深さ30μmまでの領域は、前記発泡剤の含有量が0.010〜0.100g/cm3であることを特徴とする。
本発明の容器は、前記容器発泡層は、厚み200μm以上であり、前記容器発泡層における前記容器非発泡層との境界から深さ200μmまでの領域は、410〜5000個/mm2の気泡を有することが好ましい。
本発明の積層発泡シートは、発泡層と、前記発泡層の少なくとも一方の面に設けられた非発泡層とを備える。
積層発泡シートの一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1の積層発泡シート1は、発泡層10と、発泡層10の一方の面に設けられた第一の非発泡層20とを備える。即ち、積層発泡シート1は、発泡層10の片面のみに非発泡層を備える。
発泡層10は、発泡剤を含有する熱可塑性樹脂を発泡させて形成されたものである。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等が挙げられ、中でもポリスチレン系樹脂が好ましい。
スチレン系モノマーと重合可能なビニルモノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレート、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレート等の二官能性モノマー等が挙げられる。これらのビニルモノマーは、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
ジエン系のゴム状重合体としては、例えば、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三次元共重合体等が挙げられる。
これらのポリスチレン系樹脂は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
ポリスチレン系樹脂としては、スチレンを50質量%以上含有するポリスチレン系樹脂が好ましく、中でもポリスチレンがより好ましい。
リサイクル原料としては、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体、例えば、魚箱、家電緩衝材、食品包装用トレー等を回収し、リモネン溶解方式や加熱減容方式によって再生したもの;ポリスチレン樹脂発泡シートにポリスチレン樹脂非発泡シートを積層したものを食品包装用トレーに加熱成形し、食品包装用トレーを打ち抜いた後に生じる端材を粉砕し、溶融混練してリペレット化したもの;等が挙げられる。また、使用することができるリサイクル原料は、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られたもの以外にも、家電製品(例えば、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコン等)、事務用機器(例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等)等から分別回収された非発泡のポリスチレン系樹脂成形体を粉砕し、溶融混練してリペレット化したものが挙げられる。
発泡層任意成分としては、例えば、発泡核剤、造核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤等が挙げられる。これらの発泡層任意成分は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
領域S1(100μm)の密度が上記下限値以上であれば、得られた容器の強度をより高められる。加えて、上記下限値以上であれば、積層発泡シート1を加熱して発泡(二次発泡)した際、又は積層発泡シート1から得られた二次発泡シートを成形(熱成形)した際に、発泡層10の表面近傍に微細な気泡が形成されやすくなる。このため、容器における第一の非発泡層20の表面の印刷特性をより高められる。
領域S1(100μm)の密度が上記上限値以下であれば、二次発泡の際又は熱成形の際に、境界22で破泡を生じにくくなって、発泡層10と第一の非発泡層20とがより剥離しにくくなる。
領域S1(30μm)における発泡剤の含有量は、発泡剤の種類や配合量、発泡核剤の量、後述する発泡シートの製造方法における冷却速度等の組み合わせにより調節される。
領域S1(200μm)における気泡の数は、発泡剤の種類や配合量、発泡核剤の量、後述する発泡シートの製造方法における冷却速度等の組み合わせにより調節される。
第一の非発泡層20は、熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂で構成され、実質的に気泡が形成されていない層である。加えて、第一の非発泡層20は、実質的に発泡剤を含有しない層である。
第一の非発泡層20を構成する樹脂は、発泡層10を構成する樹脂と同様である。第一の非発泡層20を構成する樹脂は、ポリスチレン系樹脂が好ましい。第一の非発泡層20を構成する樹脂は、発泡層10を構成する樹脂と同じでもよいし、異なってもよい。
非発泡層任意成分としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤等が挙げられる。これらの非発泡層任意成分は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
積層発泡シートの製造方法は、発泡層を形成する工程(発泡層形成工程)と、発泡層の少なくとも一方の面に非発泡層を設ける工程(積層工程)とを有する。
積層発泡シート1の製造方法としては、発泡層10となる発泡シートと、第一の非発泡層20となる第一の非発泡シートとを各々製造し、第一の非発泡シートと発泡シートとをこの順で重ね、これを加熱圧着する方法(熱圧着法)、第一の非発泡シートと発泡シートとをこの順で重ね、各層を接着剤で貼り合せる方法(貼合法)、第一の非発泡層の原料となる樹脂をTダイにより発泡シートの表面に押し出す方法(Tダイ法)、共押出により、発泡層10に第一の非発泡層20が設けられた積層体を得る方法(共押出法)等が挙げられる。共押出法においては、発泡層形成工程と積層工程とが一工程で行われる。
発泡層形成工程は、積層発泡シートの製造方法に応じ、従来公知の方法から選択される。例えば、上述の熱圧着法、貼合法、Tダイ法であれば、発泡層形成工程は、従来公知の方法に準じて発泡シートを得る。
発泡シートの製造方法の一例について、図2を用いて説明する。
図2の発泡シートの製造装置200は、インフレーション成形により発泡シートを得る装置であり、押出機202と、発泡剤供給源208と、サーキュラーダイ210と、マンドレル220と、2つの巻取機240とを備える。
押出機202は、いわゆるタンデム型押出機であり、第一の押出部202aと第二の押出部202bとが配管206で接続された構成とされている。第一の押出部202aはホッパー204を備え、第一の押出部202aには、発泡剤供給源208が接続されている。
第二の押出部202bには、サーキュラーダイ210が接続され、サーキュラーダイ210の下流には、マンドレル220が設けられている。マンドレル220は、カッター222を備える。
発泡核剤としては、例えば、タルク、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸カルシウム、クレー、クエン酸等が挙げられ、これらの中でもタルクがより好ましい。
発泡核剤の配合量は、特に限定されないが、発泡層10を構成する樹脂100質量部に対して0.01〜5質量部が好ましい。
加熱温度は、樹脂の種類等を勘案して、樹脂が溶融しかつ発泡層任意成分が変性しない範囲で適宜決定される。
発泡剤の配合量は、発泡剤の種類や、発泡シートに求める見掛け密度等を勘案して決定され、例えば、樹脂100質量部に対して0.25〜6.0質量部が好ましい。
樹脂流路に供給された混合物は、サーキュラーダイ210から押し出され、発泡剤が発泡して円筒状の発泡シート101aとなる。サーキュラーダイ210から押し出された発泡シート101aは、冷却空気211を吹き付けられた後、マンドレル220に供給される。この冷却空気211の温度、量、吹き付け位置との組み合わせにより、発泡シート101aの冷却速度を調節できる。
円筒状の発泡シート101aは、マンドレル220で任意の温度にされ、サイジングされ、カッター222によって2枚に切り裂かれて発泡シート101となる。発泡シート101は、各々ガイドロール242とガイドロール244とに掛け回され、巻取機240に巻き取られて発泡シートロール102となる。
発泡シートの発泡倍数は、例えば、2〜15倍が好ましい。
積層工程は、発泡シートからなる発泡層に非発泡層を設ける工程である。
以下、熱圧着法における積層工程の一例について、図3を用いて説明する。
図3の積層発泡シートの製造装置100は、熱ラミネート機110を備える。
熱ラミネート機110は、一対の加熱ロールを備え、加熱ロールの表面を任意の温度に加熱できるものである。
第一の非発泡シート103は、従来公知の製造方法により製造される。
発泡シートロール102から発泡シート101を繰り出し、熱ラミネート機110に供給する。第一の非発泡シートロール104から第一の非発泡シート103を繰り出し、第一の非発泡シート103をガイドロール112に掛け回した後、熱ラミネート機110に供給する。熱ラミネート機110では、発泡シート101と第一の非発泡シート103とをこの順で重ね、これを一対の加熱ロールで挟みつつ任意の温度で加熱する。こうして、発泡層10と、第一の非発泡層20とがこの順で積層された積層発泡シート1となる。積層工程における加熱温度は、各層の材質等に応じて、適宜決定される。
本実施形態の二次発泡シートは、積層発泡シート1を加熱し、発泡層10をさらに発泡させて二次発泡層を形成したものである。
二次発泡層の厚みは、特に限定されず、例えば、4〜7mmが好ましく、4.5〜6mmがより好ましい。上記下限値以上であれば、断熱性を高められ、上記上限値以下であれば、取り扱いが容易である。
領域S11(30μm)における発泡剤の含有量は、積層発泡シート1の領域S1(30μm)における発泡剤の含有量により調節される。
領域S11(200μm)における気泡の数は、積層発泡シート1の領域S1(200μm)における気泡の数や、二次発泡工程における加熱条件等により調節される。
本実施形態の容器は、上述の二次発泡シートが成形されてなり、容器発泡層と、容器発泡層の一方の面に設けられた第一の容器非発泡層とを備える。即ち、本実施形態の容器は、その内面又は外面の一方のみに非発泡層を備える。
容器発泡層は、二次発泡シートにおける二次発泡層で構成される。第一の容器非発泡層は、二次発泡シートにおける第一の非発泡層で構成される。
容器発泡層における第一の容器非発泡層との境界から任意の深さの領域を領域S21とする。以下、容器発泡層において、境界から30μmまでの深さの領域を領域S21(30μm)、境界から100μmまでの深さの領域を領域S21(100μm)、境界から200μmまでの深さの領域を領域S21(200μm)と表す。
領域S21(30μm)における発泡剤の含有量は、二次発泡における加熱温度や時間等の組み合わせにより調節される。
領域S21(200μm)における気泡の数は、後述の成形工程における成形型の温度や二次発泡シートに掛ける圧力等により調節される。
容器の製造方法としては、例えば、積層発泡シートを加熱して二次発泡シートとし(二次発泡工程)、これを雌型と雄型とで挟み込んで成形する(成形工程)方法(熱成形方法)が挙げられる。
二次発泡工程は、積層発泡シートを加熱して、積層発泡シートの発泡層をさらに発泡させて二次発泡層を形成する工程である。
二次発泡工程で積層発泡シートを加熱する装置としては、例えば、炉内の上下にヒーターを備える加熱炉等が挙げられる。
二次発泡工程における加熱温度は、例えば、200〜600℃が好ましく、300〜550℃がより好ましい。上記範囲内であれば、二次発泡層を所望する密度に調整しやすい。
二次発泡層の発泡倍数は、例えば、6〜20倍が好ましい。
成形工程における成形型の温度は特に限定されないが、例えば、50〜150℃が好ましく、60〜130℃がより好ましい。上記下限値以上であれば、容器発泡層と容器非発泡層との境界近傍の気泡に、微細なものが多くなり、印刷特性をより高められる。上記上限値以下であれば、二次発泡シートが溶融するのを防止できる。
従って、本実施形態の積層発泡シートは、容器成形用の原反として好適である。
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
上述の実施形態では、発泡層の片面のみに非発泡層を備えるが、本発明はこれに限定されず、発泡層の両面に非発泡層を備えてもよい。
発泡層の両面に非発泡層が設けられている積層発泡シートの一例について、図4を参照して説明する。なお、図1の積層発泡シート1と同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
図4の積層発泡シート1aは、発泡層10の一方の面に第一の非発泡層20が設けられ、発泡層10の他方の面に第二の非発泡層30が設けられている。
積層発泡シート1aの厚みT1’は、積層発泡シート1の厚みT1と同様である。
領域S2(100μm)の密度の範囲は、領域S1(100μm)の密度と同様である。ただし、領域S2(100μm)の密度は、領域S1(100μm)の密度の範囲外でもよい。第二の非発泡層30の表面をより円滑にし、その印刷特性をより高める観点からは、領域S2(100μm)の密度は、領域S1(100μm)の密度と同様であることが好ましい。なお、領域S2(100μm)の密度と領域S1(100μm)の密度とは、同じでもよいし、異なってもよい。
第二の非発泡層30を構成する樹脂は、第一の非発泡層20を構成する樹脂と同様の種類のものが挙げられる。第二の非発泡層30を構成する樹脂は、第一の非発泡層20を構成する樹脂と同じでもよいし、異なってもよい。
第二の非発泡層30の厚みT4の範囲は、第一の非発泡層20の厚みT3の範囲と同じである。厚みT4は、厚みT3と同じでもよいし、異なってもよい。
第二の非発泡層は、積層発泡シート1aの第二の非発泡層30である。
二次発泡層における第二の非発泡層との境界から任意の深さの領域を領域S12とする。以下、二次発泡層において、境界から30μmまでの深さの領域を領域S12(30μm)、境界から100μmまでの深さの領域を領域S12(100μm)、境界から200μmまでの深さの領域を領域S12(200μm)と表す。
領域S12(100μm)の密度は、領域S11(100μm)の密度と同様である。ただし、領域S12(100μm)の密度は、領域S11(100μm)の密度の範囲外でもよい。第二の非発泡層の表面をより円滑にし、その印刷特性をより高める観点からは、領域S12(100μm)の密度は、領域S11(100μm)の密度と同様であることが好ましい。なお、領域S12(100μm)の密度と領域S11(100μm)の密度とは、同じでもよいし、異なってもよい。
第二の容器非発泡層は、二次発泡シートにおける第二の非発泡層で構成される。
容器発泡層における第二の容器非発泡層との境界から任意の深さの領域を領域S22とする。以下、容器発泡層における境界から30μmまでの深さの領域を領域S22(30μm)、境界から100μmまでの深さの領域を領域S22(100μm)、境界から200μmまでの深さの領域を領域S22(200μm)と表す。
領域S22(100μm)の密度は、領域S21(100μm)の密度と同様である。ただし、領域S22(100μm)の密度は、領域S21(100μm)の密度の範囲外でもよい。第二の非発泡層の表面をより円滑にし、その印刷特性をより高める観点からは、領域S22(100μm)の密度は、領域S21(100μm)の密度と同様であることが好ましい。なお、領域S22(100μm)の密度と領域S21(100μm)の密度とは、同じでもよいし、異なってもよい。
上述の実施形態では、非発泡層が単層とされているが、本発明はこれに限定されず、非発泡層が二層以上の多層であってもよい。
ポリスチレン系樹脂として、東洋スチレン社製の汎用ポリスチレン(GPPS)(HRM52(商品名))50質量部と、PSジャパン社製のGPPS(G0002(商品名))50質量部との混合物を用い、図2の発泡シートの製造装置200と同様の製造装置で、以下の手順により発泡シートを得た。
ポリスチレン系樹脂100質量部と、電化スチロール社製のDSM1401(タルク0.85部PSマスターバッチ、核剤)0.87質量部とを混合し、これを第一の押出部に投入し、発泡剤としてブタン3.3質量部を圧入して、樹脂と発泡剤を230℃で混合した。次に、第二の押出部にて樹脂の温度を150℃とし、サーキュラーダイから樹脂を押出しつつ、押出された発泡シートの外表面に冷却空気(28℃)を吹き付けた。冷却空気の量、冷却空気の吹き付け位置は、表1に記載の通りである。こうして、厚み2.2mm、密度0.105g/cm3の発泡シートを得た。なお、冷却空気の吹き付け位置は、サーキュラーダイの出口からの距離である。
得られた積層発泡シートについて、領域S1(100μm)の密度(表中、S1密度と記載)、領域S1(30μm)における発泡剤の含有量(表中、S1発泡剤量と記載)、領域S1(200μm)における気泡の数(表中、S1気泡数と記載)を評価し、その評価結果を表中に示す。
また、後述する評価方法によって、領域S11(100μm)における気泡の数(表中、S11気泡数と記載)、領域S21(30μm)における発泡剤量(表中、S21発泡剤量と記載)、領域S21(200μm)における気泡の数(表中、S21気泡数と記載)、容器外観、印刷特性及び電子レンジ加熱への耐性を評価し、その評価結果を表中に示す。
発泡剤の配合量を4.6質量部とし、冷却空気の量を表1に記載の通りとした以外は、実施例1と同様にして、積層発泡シートを得た。得られた積層発泡シートについての評価結果を表中に示す。
発泡剤の配合量を3.5質量部とし、冷却空気の吹き付け位置、冷却空気の量を表1に記載の通りとした以外は、実施例1と同様にして、積層発泡シートを得た。得られた積層発泡シートについての評価結果を表中に示す。
冷却空気の吹き付け位置、冷却空気の量を表1に記載の通りとした以外は、実施例1と同様にして、積層発泡シートを得た。得られた積層発泡シートについての評価結果を表中に示す。
DSM1401(商品名)の配合量を1.5質量部とし、発泡剤の配合量を3.5質量部とし、冷却空気の吹き付け位置、冷却空気の量を表1に記載の通りとした以外は、実施例1と同様にして、積層発泡シートを得た。得られた積層発泡シートについての評価結果を表中に示す。
DSM1401(商品名)の配合量を0.3質量部とし、発泡剤の量を4.6質量部とし、冷却空気の吹き付け位置、冷却空気の量を表1に記載の通りとした以外は、実施例1と同様にして、積層発泡シートを得た。得られた積層発泡シートについての評価結果を表中に示す。
DSM1401(商品名)の配合量を1.5質量部とし、発泡剤の量を4.8質量部とし、冷却空気の吹き付け位置、冷却空気の量を表1に記載の通りとした以外は、実施例1と同様にして、積層発泡シートを得た。得られた積層発泡シートについての評価結果を表中に示す。
DSM1401(商品名)の配合量を0.3質量部とし、冷却空気の吹き付け位置、冷却空気の量を表1に記載の通りとした以外は、実施例1と同様にして、積層発泡シートを得た。得られた積層発泡シートについての評価結果を表中に示す。
以下の評価方法は、いずれも23℃の雰囲気下で行った。
<発泡シート、積層発泡シートの厚み>
発泡シート又は積層発泡シートの幅方向(製造時の押出方向に直交する方向)の両端20mmを除き、幅方向50mm間隔の位置を測定点(11箇所)とした。ダイヤルゲージSM−112(テクロック社製)を用い、測定点を最小単位0.01mmで測定した。この測定値の平均値を、発泡シート又は積層発泡シートの厚み(mm)とした。
発泡シート又は積層発泡シートの幅方向の両端20mmを除き、幅方向に等間隔に10cm×10cmに切り取って、試料片(9個)とした。各試料片の質量(g)を0.001g単位で測定した。各試料片の質量の平均値を1m2当たりの質量に換算した値を、発泡シート又は積層発泡シートの坪量(g/m2)とした。
得られた坪量と、上述の厚みから、下記(1)式により密度を求めた。
密度(g/cm3)=坪量(g/m2)×10−4÷厚み(mm)×10−1・・・(1)
積層発泡シートを厚さ方向に切断し、その断面を日本電子製の走査型電子顕微鏡JSM T−300型で撮影した(倍率100倍)。
撮影画像を観察し、非発泡層の最も近くに存在する気泡2つを決めた。次いで、2つの気泡の各々と非発泡層とが接する点(接点)を決め、2つの接点を通る直線を引いた。この直線を発泡層と非発泡層との境界と定義した。
この境界から深さ100μmの位置で、発泡層をスライサーにてスライスして、発泡層の一部と非発泡層とを備えた薄片を得た。この薄片から発泡層を切り出して密度測定用サンプルを得た。得られた密度測定用サンプルの質量と体積とを測定し、密度を算出した。
積層発泡シートを厚さ方向に切断し、その断面を日本電子製の走査型電子顕微鏡JSM T−300型で撮影した(倍率100倍)。
撮影画像を観察し、非発泡層の最も近くに存在する気泡2つを決めた。次いで、2つの気泡の各々と非発泡層とが接する点(接点)を決め、2つの接点を通る直線を引いた。この直線を発泡層と非発泡層との境界と定義した。
この境界から深さ30μmの位置で、発泡層をスライサーにてスライスして、発泡層の一部と非発泡層とを備えた薄片を得た。
この薄片を1cm×2cmに切り出して発泡剤測定用サンプルとした。ダイヤルゲージSM−112(テクロック社製)を用い、発泡剤測定用サンプルの厚みを最小単位0.01mmで測定した。得られた厚み(mm)に基づき、下記(2)式によって発泡剤測定用サンプルの体積を算出した。
発泡剤測定用サンプルの体積(cm3)=1cm×2cm×厚み(mm)÷10・・・(2)
発泡剤測定用サンプルにおける発泡層の体積(cm3)=1cm×2cm×(30μm×10−4)・・・(3)
発泡剤測定用サンプルの密度(g/cm3)=発泡剤測定用サンプルの質量(g)÷発泡剤測定用サンプルの体積(cm3)・・・(4)
このバイアル瓶を下記測定装置のHSオートサンプラーにセットし、下記条件で、領域S1(30μm)を含む発泡剤測定用サンプルの発泡剤の含有率(表中、S1発泡剤含有率と記載、単位=質量%)を測定した。
測定装置:ガスクロマトグラフ Clarus500+HSオートサンプラー TurboMatrix HS40(Perkin−Elmer社製)。
カラム:DB−1(1.0μm×0.25mmφ×60m)。
検出器:FID。
試験数:1。
カラム温度:50℃、6min→40℃/min昇温→250℃、1.5min。
注入口温度:200℃。
検出器温度:310℃。
レンジ:20。
Att:1。
ベント−追加ガス:30−5mL/min(He)
ガス圧力:18(10)psi→0.5psi→24psi。
定量法:MHE法。
サンプラー条件:加熱温度−時間=160℃−20min、加圧ガス圧−時間=25psi−1min、ニードル温度=160℃、トランスファーライン温度=180℃、試料導入時間=0.08min。
領域S1(30μm)における発泡剤の含有量(g/cm3)=発泡剤測定用サンプルの発泡剤の含有率(質量%)×発泡剤測定用サンプルの密度(g/cm3)×発泡剤測定用サンプルの体積(cm3)÷発泡剤測定用サンプルの発泡層の体積(cm3)÷100・・・(5)
下記成形条件で各例の積層発泡シートを容器に成形した。得られた容器の側面から発泡剤測定用サンプルを採取した以外は、「<領域S1(30μm)における発泡剤の含有量>」と同様にして、領域S21(30μm)における発泡剤の含有量を求めた。
≪成形条件≫
容器寸法:逆有底四角錐状台形、口元150mm×150mm、底面110mm×110mm、高さ60mm。
二次発泡工程のヒーター条件:非発泡層側=500〜520℃、発泡層側=385〜430℃。
成形機:WAKISAKA社製 FVS−500P NAKITEC。
成形工程の加熱時間:7.5秒(両面真空)。
金型温度:雄型(二次発泡層側)/雌型(非発泡層側)=100℃/60℃。
プレス速度:300mm/sec。
積層発泡シートを厚さ方向に切断し、その断面を日本電子製の走査型電子顕微鏡JSM T−300型で撮影した(倍率100倍)。
撮影画像を観察し、非発泡層の最も近くに存在する気泡2つを決めた。次いで、2つの気泡の各々と非発泡層とが接する点(接点)を決め、2つの接点を通る直線を引いた。この直線を発泡層と非発泡層との境界と定義した。
撮影画像に基づき、非発泡層と発泡層との境界から深さ200μm、深さ方向に直交する方向の1000μmの領域(即ち、200μm×1000μmの長方形の領域)に存在する気泡の数を計測した。計測結果には、この長方形の領域に気泡の一部が含まれているものを含む。押出方向及び幅方向の垂直縦断面の各5検体について、気泡の数を求め、これらの平均値を領域S1(200μm)における気泡の数とした。
積層発泡シートの両面を250°のヒーターで加熱して、二次発泡シートを得た。積層発泡シートに代えて、得られた二次発泡シートの断面を観察した以外は、「<領域S1(200μm)における気泡の数>」と同様にして、領域S11(200μm)における気泡の数を測定した。
積層発泡シートに代えて、「<領域S21(30μm)における発泡剤の含有量>」で得られた容器の断面を観察した以外は、「<領域S1(200μm)における気泡の数>」と同様にして、領域S21(200μm)における気泡の数を測定した。
積層発泡シートの幅方向の中央部分が含まれるように、積層発泡シートを570mm×570mmに切り出し、これを下記成形条件で容器に成形した。3個の容器の外面を目視で観察し、下記評価基準に従って評価した。
容器形態:丼型。
二次発泡工程のヒーター条件:非発泡層側=500〜520℃、発泡層側=430〜450℃。
金型寸法:口元口径130mmφ、底面口径77mmφ、高さ75mm。
成形機:WAKISAKA社製 FVS−500P NAKITEC。
成形工程の加熱時間:11秒(両面真空)。
金型温度:雄型(二次発泡層側)/雌型(非発泡層側)=100℃/60℃。
プレス速度:300mm/sec。
○:直径1mm未満の突起が見られるか、突起が見られず、表面が平滑である。
△:直径1〜2mmの突起がある。
×:直径2mmを超える突起がある。
なお、突起は、容器発泡層と容器非発泡層との剥離の有無を判断する指標であり、容器発泡層と容器非発泡層との境界近傍の気泡が破れ、容器非発泡層が外方に盛り上げられて形成されたものであり、いわゆる「バブル」と呼ばれるものである。突起の大きさは、容器に形成されたものの内、最も大きなものを評価対象とした。
上記の「<容器外観>」で得られた容器に対し、上端から10〜50mmの位置に印刷を施した。印刷の状態を下記評価基準に従って、評価した。
○:かすれ等がなく、良好な印刷状態である。
△:若干のかすれがあるものの許容範囲である。
×:印刷面にインキの載っていない部分があった(印刷抜けがあった)。
上記の「<容器外観>」で得られた容器に450mLの水を入れ、出力1500Wの電子レンジで2分間加熱した。
加熱後の容器の外観について、「<容器外観>」と同じ評価基準で評価した。
領域S1(30μm)における発泡剤の含有量が0.1100g/cm3である比較例1は、容器外観、印刷特性、電子レンジ加熱への耐性のいずれも「×」であった。
領域S1(30μm)における発泡剤の含有量が0.0090g/cm3である比較例2は、印刷特性が「×」であった。
これらの結果から、本発明を適用することで、容器の外観と印刷特性とをより高められることが判った。
Claims (9)
- 発泡剤を含有する熱可塑性樹脂を発泡させてなる発泡層と、前記発泡層の少なくとも一方の面に設けられた熱可塑性樹脂製の非発泡層とを備え、
前記発泡層における前記非発泡層との境界から深さ30μmまでの領域は、前記発泡剤の含有量が0.0153〜0.100g/cm3であり、
前記非発泡層の厚みが90〜300μmである積層発泡シート。 - 前記発泡層は、厚み200μm以上であり、
前記発泡層における前記非発泡層との境界から深さ200μmまでの領域は、100〜1000個/mm2の気泡を有する、請求項1に記載の積層発泡シート。 - 請求項1又は2に記載の積層発泡シートを加熱して、前記発泡層をさらに発泡させた二次発泡層を備える二次発泡シート。
- 前記二次発泡層は、厚み200μm以上であり、
前記二次発泡層における前記非発泡層との境界から深さ200μmまでの領域は、410〜5000個/mm2の気泡を有する、請求項3に記載の二次発泡シート。 - 発泡剤を含有する熱可塑性樹脂を発泡させてなる容器発泡層と、前記容器発泡層の少なくとも一方の面に設けられた熱可塑性樹脂製の容器非発泡層とを備え、
前記容器発泡層における前記容器非発泡層との境界から深さ30μmまでの領域は、前記発泡剤の含有量が0.0137〜0.100g/cm3であり、
前記容器非発泡層の厚みが90〜300μmである容器。 - 前記容器発泡層は、厚み200μm以上であり、
前記容器発泡層における前記容器非発泡層との境界から深さ200μmまでの領域は、410〜5000個/mm2の気泡を有する、請求項5に記載の容器。 - 請求項1又は2に記載の積層発泡シートの製造方法であって、
前記発泡剤を含有する熱可塑性樹脂を発泡して前記発泡層を形成する工程と、
前記発泡層の少なくとも一方の面に、前記の熱可塑性樹脂製の非発泡層を設ける工程と、
を有する積層発泡シートの製造方法。 - 請求項7に記載の積層発泡シートの製造方法で積層発泡シートを得る工程と、
前記積層発泡シートを加熱し、前記発泡層を発泡して二次発泡層を形成する工程と、を有する二次発泡シートの製造方法。 - 請求項8に記載の二次発泡シートの製造方法で二次発泡シートを得る工程と、
前記二次発泡シートを成形して容器を得る工程とを有する容器の製造方法。
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