JP6527464B2 - 熱可塑性多層樹脂シート及びそれからなる食品包装容器 - Google Patents
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Description
また、接着層を介して水蒸気バリア性樹脂層を配した従来の多層シートと比較して安価に製造でき、食品包装容器に成形した場合に十分なノッチ折れ性を付与することができる上に、メルトフラクチャー等の外観不備などの問題もない熱可塑性樹脂シートを提供することを目的とする。
更に、上記熱可塑性樹脂シートを用いて成形される食品包装容器を提供することも目的とする。
以下、内部層(A)、中間層(B)、外部層(C)の順に各層を説明した上で、熱可塑性多層樹脂シート自体とそれから成形される食品包装容器について説明する。
内部層(A)は、水蒸気バリア性をシートに付与するために重要な層で、スチレン系樹脂とオレフィン系樹脂の樹脂混合物から形成される。
その樹脂混合物を構成する主要成分であるスチレン系樹脂としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジメチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、クロロスチレン等のスチレン系モノマーの単独又は共重合体、それらスチレン系モノマーと他のモノマーとの共重合体、例えばスチレン−アクリロニトリル共重合体(AS樹脂)、あるいは前記スチレン系モノマーと更に他のポリマー、例えば、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、ポリクロロプレン等のジエン系ゴム質重合体の存在下にグラフト重合したグラフト重合体、例えばハイインパクトポリスチレン(HIPS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)等が挙げられる。
中間層(B)は、内部層(A)よりもオレフィン系樹脂の混合比率の低いスチレン系樹脂とオレフィン系樹脂の樹脂混合物から形成され、スチレン系樹脂及びオレフィン系樹脂としては、何れも内部層(A)に用いられる樹脂と同様の樹脂群から選択される。ここで、具体的に選択される樹脂は、内部層(A)に対して選択された樹脂と同じものである必要はなく、異なっていても構わないが、好ましくは、内部層(A)において選択された樹脂と同じ樹脂が用いられる。
外部層(C)はスチレン系樹脂により形成されるが、内部層(A)及び中間層(B)において混合されたスチレン系樹脂層と同一又は類似の樹脂によって形成されるのが好ましい。よって、使用されるスチレン系樹脂としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジメチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、クロロスチレン等のスチレン系モノマー単独又は共重合体、それらスチレン系モノマーと他のモノマーとの共重合体、例えばスチレン−アクリロニトリル共重合体(AS樹脂)、あるいは前記スチレン系モノマーと更に他のポリマー、例えば、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、ポリクロロプレン等のジエン系ゴム質重合体の存在下にグラフト重合したグラフト共重合体、例えばハイインパクトポリスチレン(HIPS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)等が挙げられる。なかでも汎用ポリスチレン(GPPS樹脂)、ハイインパクトポリスチレン(HIPS樹脂)が成形容器の剛性、成形性の観点から好ましい。また、スチレン系樹脂は、ブタジエンゴム成分を4〜8質量%含有することが望ましい。
本発明の一実施形態に係る熱可塑性多層樹脂シートの層構成は、図1に示すように、基本的に、外部層(C)/中間層(B)/内部層(A)/中間層(B)/外部層(C)であるが、層構成はこれに限定されるものではない。例えば、内部層(A)も含め、各層は、一層のところを二層以上の構成としてもよい。また、本発明の熱可塑性多層樹脂シートやそれを熱成形して形成される食品用包装容器の製造工程で発生したスクラップ樹脂の屑等を、ノッチが形成される側とは反対側に積層してもよい。
本発明の食品包装容器は、本発明の熱可塑性多層樹脂シートを熱成形してなる。熱成形方法としては、一般的な真空成形、圧空成形やこれらの応用として、シートの片面にプラグを接触させて成形を行うプラグアシスト法、また、シートの両面に一対をなす雄雌型を接触させて成形を行う、いわゆるマッチモールド成形と称される方法等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、成形前にシートを加熱軟化させる方法として非接触加熱である赤外線ヒーター等による輻射加熱等、公知のシート加熱方法を適応することができる。
(1)内部層(A)
・HIPS樹脂「トーヨースチロールH850N」(東洋スチレン社製、ブタジエン含有量9.3質量%)
・GPPS樹脂「トーヨースチロールHRM23」(東洋スチレン社製)
・PP樹脂「F107DJ」(株式会社プライムポリマー社製)
・スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂「JSR TR2000」(JSR株式会社社製、ブタジエン含有量60質量%)
(2)中間層(B)
・HIPS樹脂「トーヨースチロールH850N」(東洋スチレン社製、ブタジエン含有量9.3質量%)
・GPPS樹脂「トーヨースチロールHRM23」(東洋スチレン社製)
・PP樹脂「F107DJ」(株式会社プライムポリマー社製)
・スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂「JSR TR2000」(JSR株式会社社製、ブタジエン含有量60質量%)
(3)外部層(C)
・HIPS樹脂「トーヨースチロールH850N」(東洋スチレン社製、ブタジエン含有量9.3質量%)
・GPPS樹脂「トーヨースチロールHRM23」(東洋スチレン社製)
・カラー材マスターバッチ「DK11」(ポリスチレン樹脂55質量%、酸化チタン40質量%、ステアリン酸亜鉛5質量%を含有)
φ65mm単軸押出機と2台のφ40mm単軸押出機を使用し、フィードブロック法により、押出時のドロー比を1.5(リップ開度1.125mm、シート厚0.750mm)として、外部層(C)500μm/中間層(B)50μm/内部層(A)100μm/中間層(B)50μm/外部層(C)50μmという層構成を有する厚み750μmの樹脂シートを得た。
尚、ノッチに関しては、厚みの薄い外部層(C)(図1中、下方側)から形成し、ノッチの深さはノッチ形成部分の加熱温度により調整した。
使用機器:CFF−300(CKD株式会社製)
上熱盤温度:165℃
下熱盤温度:165℃
ノッチ部分加熱温度:160℃
ノッチ深さ:300μm
容器打ち抜き刃上側構造:雄刃
容器打ち抜き刃下側構造:雌刃
容器打ち抜き刃の上側下側間の間隙:20μm
シートの任意の位置で試験片(3mm×3mm)を切り出し、酸化オスミウム処理した後、ミクロトームでMD方向(シートの長さ方向)に沿った断面切片を作製し、下記条件でそのモルフォロジー観察を行った。PPドメイン100個についてアスペクト比を調べ、アスペクト比が10以上のPPドメインの数を数え、その割合とした。
使用機器:JEM−200CX(JEOR)
条件:加速電圧160kV
観察倍率:×4000
(2)水蒸気透過率
使用機器:PBI−Dansensor Lyssy Line L80−5000
測定条件:JSK 7129Bに準拠。
(3)層間接着強度
内部層(A)と中間層(B)の界面を界面2、中間層(B)と外部層(C)の界面を界面1とし、それぞれの界面においてシートを剥離させ、ストログラフによって引張試験を実施した。剥離強度が5N以上のものと、層間で剥離することができなかったものを◎と判断し、剥離強度が4N以上5N未満のものを○、それ以外は×と判定した。
使用機器:ストログラフVE1D
測定条件:引張速度(200mm/min)によって垂直剥離させた時の、最大点荷重を計測
(4)シート外観
目視によってシート表面の外観を観察した。
外観不良無し: ◎
肌荒れ発生: ○
肌荒れ、メルトフラクチャー発生: ×
(5)ノッチ折れ性
厚みの薄い外部層(C)(図1中、下方側)から、シート総厚みの50%の深さのノッチを形成し、その部分の折れ性を評価した。
1回で折れる: ◎
1〜3回で折れる: ○
3回以上で折れる: ×
(6)シール性
フィルムをシートに熱ラミネートし、端部の剥離させた部分をチャックしてストログラフにて引張試験を実施した。剥離強度が1〜4Nのものを○と判断し、それ以外は×と判定した。
使用機器:ストログラフVE1D
測定条件:引張速度(200mm/min)によって垂直剥離させた時の、最大点荷重を計測
内部層(A)及び中間層(B)のPP樹脂の混合比、各層の厚み、内部層(A)及び中間層(B)の有無を表1及び表2に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、熱可塑性多層樹脂シートを成形した。
各層の樹脂組成及び厚みは実施例1と同じにし、製膜時のドロー比を1.4(リップ開度1.05mm、シート厚0.750mm)と小さくして熱可塑性多層樹脂シートを成形した。
また、得られた熱可塑性多層樹脂シートを用いて、実施例1と同様にして容器を成形した。
<比較例3>
各層の樹脂組成及び厚みは実施例1と同じにし、製膜時のドロー比を1.1(リップ開度0.825mm、シート厚0.750mm)と小さくして熱可塑性多層樹脂シートを成形した。
また、得られた熱可塑性多層樹脂シートを用いて、実施例1と同様にして容器を成形した。
<比較例4>
各層の樹脂組成及び厚みは実施例1と同じにし、製膜時のドロー比を1.3(リップ開度0.975mm、シート厚0.750mm)と小さくして熱可塑性多層樹脂シートを成形した。
また、得られた熱可塑性多層樹脂シートを用いて、実施例1と同様にして容器を成形した。
<実施例11〜13>
内部層(A)のPP樹脂の混合比、又は、内部層(A)及び中間層(B)のPP樹脂の混合比を表3に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、熱可塑性多層樹脂シートを成形した。
評価結果を表1〜表3に示す。
B 中間層
C 外部層
Claims (4)
- スチレン系樹脂とオレフィン系樹脂の混合物を含んでなる内部層(A)と、内部層(A)の混合物と比較してオレフィン系樹脂の混合比率が低いスチレン系樹脂とオレフィン系樹脂の混合物を含んでなり内部層(A)の両面に積層された中間層(B)と、スチレン系樹脂を含んでなり中間層(B)の外側に更に積層された外部層(C)とを含む層構成を有し、内部層(A)と中間層(B)における樹脂層の断面において、オレフィン系樹脂ドメインのうちアスペクト比(長軸の長さ/短軸の長さ)が10以上のものが80%以上であるモルフォロジーを有する、熱可塑性多層樹脂シートであって、
外部層(C)の一層の外表面がノッチ形成面を構成し、該ノッチ形成面からシート総厚みの40%までの範囲に前記内部層(A)と前記中間層(B)が配されており、
内部層(A)において、スチレン系樹脂が60〜90質量%、オレフィン系樹脂が10〜40質量%である、熱可塑性多層樹脂シート。 - 内部層(A)の混合物と比較して、中間層(B)におけるオレフィン系樹脂の混合比率が25〜75%低い請求項1に記載の熱可塑性多層樹脂シート。
- 総厚みが300〜1500μmである請求項1又は2に記載の熱可塑性多層樹脂シート。
- 請求項1から3の何れか一項に記載の熱可塑性多層樹脂シートを成形してなる食品包装容器。
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