JP6588855B2 - ポリスチレン系樹脂発泡シート、積層シート、容器及び蓋体 - Google Patents
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Description
[1]ポリスチレン系樹脂、及び前記ポリスチレン系樹脂100質量部に対して、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤及び非イオン系界面活性剤からなる群から選択される少なくとも1種の界面活性剤を0.5〜5質量部含有するポリスチレン系樹脂発泡シートであって、
連続気泡率α1が9〜20%であり、
以下の方法で算出されるα2/α1が2以上である、ポリスチレン系樹脂発泡シート。
<α2/α1の算出方法>
ポリスチレン系樹脂発泡シートを厚みが2倍となるように発泡させた際の連続気泡率をα2とし、α2をα1で除してα2/α1を算出する。
[2]DSC測定によって得られる補外ガラス転移開始温度(Tig)が80℃以上100℃未満であり、中間点ガラス転移温度(Tmg)が92℃以上102℃未満である、[1]に記載のポリスチレン系樹脂発泡シート。
[3][1]又は[2]に記載のポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡樹脂層と、前記発泡樹脂層の一方の面に設けられた非発泡樹脂層とを備える、積層シート。
[4][1]又は[2]のポリスチレン系樹脂発泡シートを成形してなる容器であって、
吸水率が10〜100質量%である、容器。
[5][3]の積層シートを成形してなる容器であって、
吸水率が10〜100質量%である、容器。
[6][1]又は[2]のポリスチレン系樹脂発泡シートを成形してなる蓋体であって、
吸水率が10〜100質量%である、蓋体。
[7][3]の積層シートを成形してなる蓋体であって、
吸水率が10〜100質量%である、蓋体。
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、ポリスチレン系樹脂組成物が発泡されてなる。ポリスチレン系樹脂組成物は、ポリスチレン系樹脂と発泡剤と界面活性剤とを含有する。
ポリスチレン系樹脂としては、スチレン系単量体に基づく構成単位が、前記ポリスチレン系樹脂の全構成単位に対して50質量%以上含まれるものが好ましく、70質量%以上含まれるものがより好ましく、80質量%以上含まれるものがさらに好ましい。
また、ポリスチレン系樹脂の質量平均分子量は、20万〜40万が好ましく、24万〜40万がより好ましい。前記質量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定した値を、標準ポリスチレンによる較正曲線に基づき換算した値である。
また、ポリスチレン系樹脂として、ゴム成分を含むハイインパクトポリスチレンが用いられてもよい。
なお、本明細書において、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。
スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体としては、共重合体中の(メタ)アクリル酸エステルに基づく構成単位の含有量が、前記共重合体の全構成単位に対して1〜14質量%のものが好ましく、1質量%以上14質量%未満のものがより好ましく、4〜10質量%のものがさらに好ましい。
ポリスチレン系樹脂中の(メタ)アクリル酸エステルに基づく構成単位の含有量は、スチレン−(メタ)アクリル酸エステルの仕込み量から計算により算出できる。また、例えば、ポリスチレン系樹脂発泡シートをATR法による赤外分光分析で分析して得られる(D1728/D1600)の吸光度比から求められる。ここで前記D1728は、1728cm−1での(メタ)アクリル酸エステルに基づく構成単位に含まれるエステル基のC=O伸縮振動に由来するピークであり、前記D1600は、1600cm−1でのポリスチレン系樹脂に含まれるベンゼン環の面内振動に由来するピークである。
本実施形態のポリスチレン系樹脂発泡シートにおけるD1728/D1600(以下、吸光度比ということがある)は、0.2〜1.3が好ましく、0.3〜1.0がより好ましく、0.35〜0.65がさらに好ましい。上記上限値超では、高温条件下での保管において、変形しやすくなるおそれがある
ポリスチレン系樹脂中のスチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体の含有量は、特に限定されず、ポリスチレン系樹脂の総質量に対して100質量%でもよい。
発泡剤としては、プロパン、ブタン、ペンタン等の炭化水素が挙げられる。中でも、ブタンが好ましく、ノルマルブタンとイソブタンとの混合物が好ましい。これらの発泡剤は、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。
イソブタンとノルマルブタンとの混合物を発泡剤として用いる場合、イソブタン:ノルマルブタンで表される質量比は、80:20〜55:45が好ましく、70:30〜60:40がより好ましい。イソブタンの割合が上記下限値以上であれば、ポリスチレン系樹脂発泡シートにおける二次発泡性の経時的低下が抑制され、上記上限値以下であれば、容器等を成形するまでのポリスチレン系樹脂発泡シートの熟成期間を短くできる。
ポリスチレン系樹脂発泡シート中の発泡剤の含有量(いわゆる残存ガス量)は、ポリスチレン系樹脂発泡シートの総質量に対し、1.2〜3.6質量%が好ましく、1.5〜3.3質量%がより好ましい。上記下限値未満では、容器を熱成形した際に、ひび割れや皺を生じやすくなったり、容器強度が低下するおそれがある。上記上限値超では、バブルを生じやすくなるおそれがある。
ポリスチレン系樹脂発泡シート中の界面活性剤の含有量は、前記ポリスチレン系樹脂100質量部に対して0.5〜5質量部が適当である。
界面活性剤の添加量が0.5質量部より少ないと、ポリスチレン系樹脂発泡シートの水を吸収する能力が低下する傾向がある。
また5質量部より多いと添加した界面活性剤の影響で押出が不安定になったり、得られたポリスチレン系樹脂発泡シートの表面に界面活性剤がブリードアウトして、発泡体や成形品の表面にぬめり感が出たり、被包装物へ界面活性剤が転移したりする問題が生じる場合がある。界面活性剤の特に好ましい添加量は、ポリスチレン系樹脂100質量部に対して1〜4質量部である。
気泡調整剤は、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。
気泡調整剤の添加量は、樹脂100質量部に対して0.01〜5質量部が好ましい。
本稿における厚さは、測定対象物の幅方向(TD方向)等間隔の20箇所をマクロゲージによって測定し、その算術平均値により求められた値である。
なお、見掛け密度は、JIS K7222:19999「発泡プラスチック及びゴム−見かけ密度の測定」に準じて測定される。
なお、表層密度は、表面から200μmの深さまでの見かけ密度である。
なお、連続気泡率は、 ASTM D−2856−87に準拠し、1−1/2−1気圧法にて測定することができる。
具体的には、以下の方法で測定する。
ポリスチレン系樹脂発泡シートから、縦25mm×横25mmのシート状サンプルを複数枚切り出す。切り出したサンプルを空間があかないよう重ね合わせて厚み25mmとして、試験片を得る。得られた試験片の外寸を、ミツトヨ社製「デジマチックキャリパ」を用いて、1/100mmまで測定し、見掛けの体積(cm3)を求める。
次に、空気比較式比重計1000型(東京サイエンス社製)を用いて、1−1/2−1気圧法により試験片の体積(cm3)を求める。
下記式により連続気泡率(%)を計算する。5つの試験片の連続気泡率の平均値を求める。試験片をJIS K7100:1999の記号23/50、2級の環境下で16時間保管した後、JIS K7100:1999の記号23/50、2級の環境下で測定を行う。なお、空気比較式比重計は、標準球(大28.96cc 小8.58cc)にて補正を行う。
ポリスチレン系樹脂発泡シートの中間点ガラス転移温度(Tmg)は、92℃以上102℃未満であり、93〜100℃が好ましい。
上記補外ガラス転移開始温度(Tig)及び中間点ガラス転移温度(Tmg)が上記範囲内であることによって、比較的低温下での熱成形において成形性に優れ、しかも、高温保管時での容器寸法変化が抑制されたものとなる。
前記補外ガラス転移開始温度(Tig)は、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に記載されている方法に基づき、同規格の「9.3 ガラス転移温度の求め方」に従って示差走査熱量計装置(DSC)を用いて測定することができる。
より具体的には、例えば、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製の型名「DSC6220型」を使用し、該DSCのサンプル側には、アルミニウム製測定容器の底にできるだけ隙間ができないように試料を約6.5mg充填したものを置き、リファレンス側にはアルミナを入れたアルミニウム製測定容器を置き、窒素ガス流量20ml/minのもとで20℃/minの昇温速度で30℃から200℃まで昇温し、10分間保持後速やかに取出し、25±10℃の環境下にて放冷させた後、再び20℃/minの昇温速度で200℃まで昇温した時に得られるDSC曲線より、装置付属の解析ソフト(Muse)を用いて補外ガラス転移開始温度(Tig)を求めることができる。
また、補外ガラス転移開始温度(Tig)は、得られるDSC曲線の階段状変化が2段以上に現れる場合は、低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、ガラス転移の一段目(低温側)の階段状変化部分の曲線の勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度として求めることができる。
より具体的には、例えば、上記した補外ガラス転移開始温度(Tig)の測定と同様にしてDSC曲線を得、得られたDSC曲線から中間点ガラス転移温度(Tmg)を求めることができる。
具体的には、中間点ガラス転移温度(Tmg)は、前記測定により得られたDSC曲線の低温側及び高温側ベースラインの延長した直線から縦軸方向に等距離にある直線と,ガラス転移の階段状変化部分の曲線とが交わる点の温度として求めることができる。
また、比較的低温下での熱成形において一層成形性に優れ、しかも、高温保管時での容器寸法変化が一層抑制されたものとなるという点では、補外ガラス転移開始温度が86℃〜97℃であり、中間点ガラス転移開始温度が93℃〜100℃であることが好ましい。
具体的には、高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線の勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度として求めることができる。
補外ガラス転移終了温度(Teg)としては、106〜116℃が好ましい。
ポリスチレン系樹脂発泡シートにおける第一の面の反対面(第二の面)の表面粗さ(Ra)は、特に限定されず、第一の面の表面粗さ(Ra)と同じでもよいし、異なってもよい。
表面粗さは、JIS B0601−2001に準拠して測定される値である。
ポリスチレン系樹脂発泡シートの表面粗さ(Ra)は、発泡倍率や後述する製造方法における巻取速度、冷却速度等の組み合わせにより調節される。
<α2/α1の算出方法>
ポリスチレン系樹脂発泡シートの連続気泡率をα1とし、ポリスチレン系樹脂発泡シートを厚みが2倍となるように発泡させた際の連続気泡率をα2とし、α2をα1で除してα2/α1を算出する。
α2/α1が上記数値範囲内であると、高い吸水率を維持しながら厚みを確保することができる。
ポリスチレン系樹脂発泡シートを厚みが2倍となるように発泡させるための発泡条件としては、以下の条件が挙げられる。ポリスチレン系樹脂発泡シートを27±3℃、相対湿度60±5%にて24時間に亘って放置する。次に、ポリスチレン系樹脂発泡シートから縦700mm×横1040mmの平面長方形状の試験片を切り出す。
そして、単発成形機(東成産業社製 商品名「ユニック自動成形機 FM−3A」)を用意し、この単発成形機の上側ヒーターの平均温度を275℃、下側ヒーターの平均温度を240℃、上側雰囲気温度を185℃、下側雰囲気温度を175℃にする。加熱時間は3〜10秒とすることが好ましい。
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートを厚さが2倍となるように発泡させた発泡シートにおいて、発泡シートの連続気泡率は20〜100%が好ましく、20〜90%がより好ましい。
また、上記ポリスチレン系樹脂発泡シートの吸水率は、吸水前のポリスチレン系樹脂発泡シートの総質量に対し、20〜130質量%が好ましく、40〜110質量%が好ましい。ポリスチレン系樹脂発泡シートの吸水率を上記数値範囲内とすることにより、ポリスチレン系樹脂発泡シートから得られる容器の吸水率を向上しやすくなる。なお、吸水率はJIS A 9511に従い測定された値である。
ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法としては、ポリスチレン系樹脂組成物を調製し、ポリスチレン系樹脂組成物をシート状に押し出し、発泡(一次発泡)する方法が挙げられる(押出発泡法)。
ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法の一例について、図1を用いて説明する。
図1のポリスチレン系樹脂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ポリスチレン系樹脂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。
加熱温度は、樹脂の種類等を勘案して、樹脂が溶融しかつ添加剤が変性しない範囲で適宜決定される。
ポリスチレン系樹脂組成物は、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枚に切り裂かれてポリスチレン系樹脂発泡シート(以下、単に発泡シートということがある)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、2〜20倍とされる。
なお、ポリスチレン系樹脂発泡シートは、インフレーション成形以外の方法により製造されてもよい。
吸水孔とは、ポリスチレン系樹脂発泡シートの表面において外側に開口する孔である。開口面積はポリスチレン樹脂発泡シートの表面積10mm2において、0.1〜2.0mm2が好ましい。なお、開口面積は走査型電子顕微鏡の方法で測定することができる。
ポリスチレン系樹脂発泡シートの表面積に対する吸水孔の開口面積の割合は、(吸水孔の開口面積)/(ポリスチレン系樹脂発泡シートの表面積)で表して、0.01〜0.2が好ましい。
吸水孔はポリスチレン系樹脂発泡シートの少なくとも一方の面に形成することが好ましい。
すなわち、前記間隙をポリスチレン系樹脂発泡シートの厚み程度に設定して、ポリスチレン系樹脂発泡シートをこれらのローラー間を通過させることにより発泡層に至る吸水孔を帯状の発泡シートに連続的に形成させることができ、効率よく吸水孔形成工程を実施させることができる。また、このような方法によらず、平坦なステージ上に刃先との間に僅かな間隙が形成されるようにして前記孔開けローラーを配して、このステージと前記孔開けローラーとの間をポリスチレン系樹脂発泡シートを移動させるような方法でも同様に効率よく吸水孔を形成させることができる。
本発明の積層シートは、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡樹脂層と、前記発泡樹脂層の一方の面に設けられた非発泡樹脂層とを備える。さらに本発明の積層シートは、印刷層を備えていてもよい。
図2の積層シート1は、発泡樹脂層10と、発泡樹脂層10の一方の面に設けられた非発泡樹脂層20と、発泡樹脂層10と非発泡樹脂層20との間に設けられた印刷層30とを備える。積層シート1は、三層構造であり、発泡樹脂層10及び非発泡樹脂層20が表面に位置している。
なお、図2は、厚さ方向が拡大され、図示されている。
発泡樹脂層10の補外ガラス転移温度(Tig)、及び中間点ガラス転移温度(Tmg)、補外ガラス転移終了温度(Teg)は、前述のポリスチレン系樹脂発泡シートの補外ガラス転移温度(Tig)、及び中間点ガラス転移温度(Tmg)、補外ガラス転移終了温度(Teg)と同様である。
非発泡樹脂層20の材質は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリスチレン系樹脂;等が挙げられ、中でもポリスチレン系樹脂の非発泡樹脂層が好ましい。非発泡樹脂層20がポリスチレン系樹脂であれば、発泡樹脂層10との密着性を高めやすい。
非発泡樹脂層20を構成するポリスチレン系樹脂は、発泡樹脂層10におけるポリスチレン系樹脂と同様である。非発泡樹脂層20のポリスチレン系樹脂は、発泡樹脂層10のポリスチレン系樹脂と同じでもよいし異なってもよい。
(メタ)アクリル系樹脂としては、従来、インクに用いられるものが挙げられ、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、n−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、2−エチルへキシル基、ラウリル基等のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの重合体;脂環、芳香環、複素環又はビニル基を含有する(メタ)アクリル酸エステルの重合体;ヒドロキシル基又はアミノ基を含有する(メタ)アクリル酸エステルの重合体等が挙げられる。
積層シート1の製造方法は、例えば、ポリスチレン系樹脂発泡シートを得る発泡層形成工程と、印刷層を備えた非発泡シートを得る非発泡層形成工程と、ポリスチレン系樹脂発泡シートと非発泡シートとを熱融着する積層工程とを備える。
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。
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。非発泡シートロール104から非発泡シート103を繰り出し、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。この際、ポリスチレン系樹脂発泡シートの第一の面と、非発泡シート103における印刷層とが接するようにする。第一の面と印刷層30(即ち、非発泡シート)とが接することで、発泡樹脂層10と非発泡樹脂層20との密着性を高められる。
熱ラミネート機110では、発泡シート101と非発泡シート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して、発泡シート101と非発泡シート103とを圧着する。発泡シート101と非発泡シート103とを圧着する温度(圧着温度)は、例えば、140〜200℃が好ましく、160〜180℃がより好ましい。本実施形態の発泡シート101は、比較的低い圧着温度でも、非発泡シート103と圧着され、かつバブルを生じにくい。こうして、発泡樹脂層10と、非発泡樹脂層20と、発泡樹脂層10と非発泡樹脂層20との間に設けられた印刷層とを備える積層シート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。
吸水孔形成工程については、ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法で述べた内容と同様である。
吸水孔形成工程は積層工程の前であってもよく、後であってもよい。
吸水孔は、発泡樹脂層において、非発泡樹脂層と接する面とは反対側の面に形成されることが好ましい。
本発明の容器は、ポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートが任意の形状に成形されたものである。なかでも、吸水孔を設けたポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートが任意の形状に成形されたものであることが、吸水率の観点から好ましい。
例えば、ポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートを熱成形する方法、ポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートを任意の形状の折り箱とする方法等が挙げられる。
ポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートを熱成形する方法としては、例えば、ポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートを任意の温度に加熱して、1.5〜2.5倍の厚さになるように二次発泡させ、次いで、ポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートを任意の形状の雄型と雌型とで挟み込んで成形する方法が挙げられる。
吸水孔を設けたポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形する場合には、吸水孔を設けた表面側が容器の内側となるように熱成形されることが好ましい。
積層シートを熱成形する場合には、発泡樹脂層が容器の内側となるように熱成形されることが好ましい。
この際、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートを用いることで、吸水率の高い容器を提供することができる。
容器の内側の表面積に対する吸水孔の開口面積の割合は、(吸水孔の開口面積)/(容器の内側の表面積)で表して、0.01〜0.3が好ましい。
本発明の容器は、家電包装用容器、機械部品包装用容器、食品包装用容器等の用途が挙げられるが、なかでも食品包装用容器であることが好ましい。
本発明の蓋体は、ポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートが任意の形状に成形されたものである。なかでも、吸水孔を設けたポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートが任意の形状に成形されたものであることが、吸水率の観点から好ましい。
例えば、ポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートを熱成形する方法等が挙げられる。
ポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートを熱成形する方法としては、例えば、ポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートを任意の温度に加熱して、1.5〜2.5倍の厚さになるように二次発泡させ、次いで、ポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートを任意の形状の雄型と雌型とで挟み込んで成形する方法が挙げられる。
吸水孔を設けたポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形する場合には、吸水孔を設けた表面側が蓋体の内側となるように熱成形されることが好ましい。
積層シートを熱成形する場合には、発泡樹脂層が蓋体の内側(容器と組み合わせて使用する場合には容器側)となるように熱成形されることが好ましい。
この際、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シート又は積層シートを用いることで、吸水率の高い蓋体を提供することができる。
蓋体の内側の表面積に対する吸水孔の開口面積の割合は、(吸水孔の開口面積)/(蓋体の内側の表面積)で表して、0.01〜0.3が好ましい。
本発明の蓋体は、家電包装用蓋体、機械部品包装用蓋体、食品包装用蓋体等の用途が挙げられるが、なかでも食品包装用蓋体であることが好ましい。
<ポリスチレン系樹脂組成物>
・樹脂A:スチレン−アクリル酸ブチル共重合体樹脂(合成品)。
(樹脂Aの合成方法)
内容積500リットルの攪拌機付オートクレーブ(以下、反応器ともいう)に重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド(純度75%、日油社製、商品名ナイパーBW)295g、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート(日油社製、商品名パーブチルE)268gをスチレンモノマー130.2kg、アクリル酸ブチルモノマー9.8kgの混合液に溶解し、ピロリン酸マグネシウム802g、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム21g、蒸留水268kgを投入した後、47rpmの撹拌下で溶解及び分散させて懸濁液を形成した。
引き続き、オートクレーブ内の温度を90℃まで昇温した後、90℃で9時間保持した。
その後、85rpmの攪拌下とし、更にオートクレーブ内の温度を125℃まで昇温した後、125℃で3時間保持した後、オートクレーブ内の温度を40℃まで冷却し、オートクレーブから重合スラリーを取り出し、脱水、洗浄、乾燥することにより、アクリル酸ブチル成分を7%含有するスチレン−アクリル酸ブチル共重合体樹脂(樹脂A)を得た。
・樹脂B:ポリスチレン系樹脂として、東洋スチレン株式会社製、商品名「HRM18」。
・界面活性剤: アルキルスルホン酸系界面活性剤。
・発泡剤:(イソブタン:ノルマルブタン=69:31の混合ブタンガス)。
・気泡調整剤:東洋スチレン株式会社製、商品名「DSM1401」、タルク含有。
表1中、「質量部」は樹脂A及びBの合計を100質量部としたときの各成分の質量部を表す。
(実施例1)
ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造には、図1の製造装置200と同様の製造装置を用いた。この製造装置は、タンデム押出機(上流側の第一の押出部がφ115mmの単軸押出機、下流側の第二の押出部がφ150mmの単軸押出機)を備える。
表1に記載のポリスチレン系樹脂100質量部と、気泡調整剤1.21質量部を混合して混合ペレットとした。
前記混合ペレットを第一の押出部のホッパーに供給し、230℃になるように第一の押出部内で混合ペレットを加熱し溶融混練した。
混合ペレットを溶融混練しつつ、発泡剤(イソブタン:ノルマルブタン=69:31の混合ブタンガス)を第一の押出部内に供給して溶融混練物を得た。発泡剤の供給量をポリスチレン系樹脂100質量部に対して2.1質量部とした。
溶融混練物を第二の押出部に移送し、溶融混練物を171.7℃以下に冷却した。第二の押出部の先端に装着されたサーキュラーダイ(口径:φ160mm、スリットクリアランス:0.4mm)から溶融混練物を押出発泡して、円筒状の発泡体を形成した。この際、溶融混練物の吐出量を200kg/hとした。円筒状の発泡体の内方側及び外方側に、冷却空気を吹き付けた。次いで、マンドレル(φ675mm、長さ800mm)の外周面に、円筒状の発泡体の内面を摺接させて、円筒状の発泡体を内側から冷却した。マンドレルの後段寄りで、この円筒状の発泡体の左右2箇所を押出方向に沿って切断し、円筒状の発泡体を上下に分割して、2枚の長尺帯状のポリスチレン系樹脂発泡シートを得、これらをそれぞれロール状に巻き取った。
得られたポリスチレン系樹脂発泡シートを常温(20〜30℃)で、2週間保管した。
押出し時の樹脂温度を168.0℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡シートを製造した。
押出し時の樹脂温度を184.6℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡シートを製造した。
ポリスチレン系樹脂組成物の成分を表1の通りに変更し、且つ、押出し時の樹脂温度を165.4℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡シートを製造した。
ポリスチレン系樹脂組成物の成分を表1の通りに変更し、且つ、押出し時の樹脂温度を162.0℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡シートを製造した。
押出し時の樹脂温度を163.1℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡シートを製造した。
押出し時の樹脂温度を201.1℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡シートを製造した。
ポリスチレン系樹脂組成物の成分を表1の通りに変更し、且つ、押出し時の樹脂温度を161.4℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡シートを製造した
上下に加熱用ヒーターを配した加熱装置に各例のポリスチレン系樹脂発泡シートを導入し、二次発泡シートの厚みがポリスチレン系樹脂発泡シートの2倍となるように加熱条件を調整し、二次発泡シートを得た。
<坪量>
ポリスチレン系樹脂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の切片10個を切り出し、各切片の質量(g)を0.001g単位まで測定した。各切片の質量(g)の平均値を1m2当たりの質量に換算した値を、ポリスチレン系樹脂発泡シートの坪量(g/m2)とした。
発泡シートの厚み(mm)は、発泡シートの任意部分の厚さを5箇所測定し、その5箇所の厚みの相加平均値を算出して求めた。
ASTM D−2856−87に準拠し、1−1/2−1気圧法にて、連続気泡率を測定した。
JIS K7121:1987の(9.3「ガラス転移温度の求め方」)に記載された方法に従い、各ガラス転移温度を求めた。
図4に実施例1のDSC曲線を示す。図中、「Tig」は補外ガラス転移開始温度、「Tmg」は中間点ガラス転移温度、「Teg」は補外ガラス転移終了温度を表す。
ASTM D−2856−87に準拠し、1−1/2−1気圧法にて、連続気泡率を測定した。
二次発泡シートの連続気泡率(α2)を、ポリスチレン系樹脂発泡シートの連続気泡率(α1)で除して、α2/α1を求めた。
二次発泡シートに、突刺し用治具にてφ1mmの貫通した穴を30個あけた後、JIS A 9511に従い、吸水率を求めた。
一方、界面活性剤を含まない比較例1は、α2/α1の値が2未満であり、吸水性が低いものであった。
ポリスチレン系樹脂発泡シートの連続気泡率が9%未満である比較例2は、α2/α1の値が2未満であり、吸水性が低いものであった。
ポリスチレン系樹脂発泡シートの連続気泡率が20%超である比較例3は、コルゲートが高く、外観が悪かった。表中「NT」は試験を行わなかったことを意味する。
界面活性剤の含有量が5質量%超である比較例4は、内部発泡スジが発生した。
Claims (6)
- ポリスチレン系樹脂、及び前記ポリスチレン系樹脂100質量部に対して、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤及び非イオン系界面活性剤からなる群から選択される少なくとも1種の界面活性剤を0.5〜5質量部含有するポリスチレン系樹脂発泡シートであって、
連続気泡率α1が9〜20%であり、
DSC測定によって得られる補外ガラス転移開始温度(T ig )が80℃以上100℃未満であり、中間点ガラス転移温度(T mg )が92℃以上102℃未満であり、
以下の方法で算出されるα2/α1が2以上である、ポリスチレン系樹脂発泡シート。
<α2/α1の算出方法>
ポリスチレン系樹脂発泡シートを厚みが2倍となるように発泡させた際の連続気泡率をα2とし、α2をα1で除してα2/α1を算出する。 - 請求項1に記載のポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡樹脂層と、前記発泡樹脂層の一方の面に設けられた非発泡樹脂層とを備える、積層シート。
- 請求項1のポリスチレン系樹脂発泡シートを成形してなる容器であって、
吸水率が10〜100質量%である、容器。 - 請求項2の積層シートを成形してなる容器であって、
吸水率が10〜100質量%である、容器。 - 請求項1のポリスチレン系樹脂発泡シートを成形してなる蓋体であって、
吸水率が10〜100質量%である、蓋体。 - 請求項2の積層シートを成形してなる蓋体であって、
吸水率が10〜100質量%である、蓋体。
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