JP6775375B2 - 熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート及びポリスチレン系樹脂積層発泡成形体 - Google Patents
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Description
[1]ポリスチレン系樹脂発泡シートに、接着層を介してポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムが積層されたポリスチレン系樹脂積層発泡シートにおいて、該接着層が多数の不連続な接着部と、連続した非接着部とからなり、該接着部の1個あたりの面積が100mm2以下であり、該接着部の合計面積がポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムの面積全体の50面積%以上100面積%未満であることを特徴とする熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[2]前記接着部の合計面積がポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムの面積全体の60面積%以上80面積%以下である、前記1に記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[3]隣合う前記接着部間の最短間隔が0.5mm以上である、前記1又は2に記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[4]前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂のビカット軟化温度が110℃以上であり、160℃、30秒加熱後の幅方向(TD)の寸法に対する押出方向(MD)の寸法の比Hs(MD/TD)が下記(1)式を満たす前記ポリスチレン系樹脂発泡シートと、160℃、30秒加熱後の幅方向(TD)の寸法に対する押出方向(MD)の寸法の比Hf(MD/TD)が下記(2)式を満たすと共に、Hs(MD/TD)に対するHf(MD/TD)の比が下記(3)式を満たすポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムとが積層されてなる、前記1〜3のいずれかに記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
0.85<Hs(MD/TD)<1.10 ・・・(1)
0.85<Hf(MD/TD)<1.00 ・・・(2)
0.80<Hf(MD/TD)/Hs(MD/TD)<1.10 ・・・(3)
[5] 160℃、30秒加熱後の前記ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムの加熱収縮率が、下記(4)式及び(5)式を満足する、前記4に記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
5%<押出方向の加熱収縮率<20% ・・・(4)
0%<幅方向の加熱収縮率<10% ・・・(5)
[6]160℃、30秒加熱後のポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムとポリスチレン系樹脂発泡シートとの剥離強度が1.5N/25mm以上である、前記4又は5に記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[7]前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂のビカット軟化温度が110℃未満であり、
145℃、30秒加熱後の幅方向(TD)の寸法に対する押出方向(MD)の寸法の比Gs(MD/TD)が下記(6)式を満たす前記ポリスチレン系樹脂発泡シートと、145℃、30秒加熱後の幅方向(TD)の寸法に対する押出方向(MD)の寸法の比Gf(MD/TD)が下記(7)式を満たすと共に、Gs(MD/TD)に対するGf(MD/TD)の比が下記(8)式を満たすポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムとが積層されてなる、前記1〜3のいずれかに記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
0.88<Gs(MD/TD)<1.10 ・・・(6)
0.88<Gf(MD/TD)<1.00 ・・・(7)
0.85<Gf(MD/TD)/Gs(MD/TD)<1.10 ・・・(8)
[8] 145℃、30秒加熱後の前記ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムの加熱収縮率が、下記(4)式及び(5)式を満足する、前記7に記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
5%<押出方向の加熱収縮率<20% ・・・(4)
0%<幅方向の加熱収縮率<10% ・・・(5)
[9]145℃、30秒加熱後のポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムとポリスチレン系樹脂発泡シートとの剥離強度が1.5N/25mm以上である、前記7又は8に記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
[10]前記1〜9のいずれかに記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シートを熱成形することにより得られたポリスチレン系樹脂積層発泡成形体。
本発明の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート(以下、単に「積層発泡シート」ともいう。)は、ポリスチレン系樹脂発泡シート(以下、単に「発泡シート」ともいう。)に接着層を介してポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルム(以下、単に「PETフィルム」または「フィルム」ともいう。)が積層されたものである。
該ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、ポリエチレンテレフタレートの単独重合体にポリエチレンテレフタレート共重合体を1種または2種以上混合したものや、ポリエチレンテレフタレート共重合体を2種以上混合したものであっても良い。
(a)カラム:(株)島津製作所製カラムSilicone DC550 20% on Chromosorb W AW−DMCS 60/80メッシュ、4.1m×3.2mm
(b)カラム温度:40℃
(c)検出器温度:180℃
(d)注入口温度:180℃
(e)検出器:FID
(f)キャリアガス:窒素140ml/min.
(g)試料量:2μl
(h)内部標準:シクロペンタン
図中、1は接着層を、2は接着部を、3は非接着部を、3aは接着部間の最短となる部分を、Lは繰返し間隔を、L1は接着部間の最短間隔をそれぞれ示す。
図2は、個々の接着部2の形状を半径3.1mmの円とし(個々の接着部2の面積:30mm2)、繰返し間隔Lを10.0mmとして、該円を千鳥状に配置し、面積占有率が60面積%、隣り合う接着部間の最短部分3aの間隔L1が0.9mmとなる例であり、実施例に該当する。
図3は、個々の接着部2の形状を半径5.0mmの円とし(個々の接着部2の面積:79mm2)、繰返し間隔Lを単位15.0mmとして、該円を千鳥状に配置し、面積占有率が70面積%、接着部間の最短部分3aの間隔L1が0.6mmとなる例であり、実施例に該当する。
図4は、個々の接着部2の形状を一辺8.0mmの正方形とし(個々の接着部2の面積:64mm2)、繰返し間隔Lを10.0mmとして、該正方形を縦、横方向に並行に連続して配置し、接着部間の最短部分3aの間隔L1が2.0mm、面積占有率が64面積%となる例であり、実施例に該当する。
5%<押出方向の加熱収縮率<20% ・・・(4)
0%<幅方向の加熱収縮率<10% ・・・(5)
5%<押出方向の加熱収縮率<20% ・・・(4)
0%<幅方向の加熱収縮率<10% ・・・(5)
即ち、160℃、30秒加熱後の幅方向(TD)の寸法に対する押出方向(MD)の寸法の比Hs(MD/TD)が下記(1)式を満たす耐熱性発泡シートと、160℃、30秒加熱後の幅方向(TD)の寸法に対する押出方向(MD)の寸法の比が下記(2)式を満たすポリエチレンテレフタレートフィルムとが積層されてなり、Hs(MD/TD)に対するHf(MD/TD)が下記(3)式を満たす積層発泡シートであることが好ましい。
0.85<Hs(MD/TD)<1.20 ・・・(1)
0.85<Hf(MD/TD)<1.00 ・・・(2)
0.80<Hf(MD/TD)/Hs(MD/TD)<1.10 ・・・(3)
即ち、145℃、30秒加熱後の幅方向(TD)の寸法に対する押出方向(MD)の寸法の比Gs(MD/TD)が下記(6)式を満たすポリスチレン系樹脂発泡シートと、145℃、30秒加熱後の幅方向(TD)の寸法に対する押出方向(MD)の寸法の比が下記(7)式を満たすポリエチレンテレフタレートフィルムとが積層されてなり、Gs(MD/TD)に対するGf(MD/TD)が下記(8)式を満たす積層発泡シートであることが好ましい。
0.85<Gs(MD/TD)<1.20 ・・・(6)
0.85<Gf(MD/TD)<1.00 ・・・(7)
0.80<Gf(MD/TD)/Gs(MD/TD)<1.10 ・・・(8)
また、前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂のビカット軟化温度が110℃未満の場合における寸法の比Gs(MD/TD)は、一辺200mmの正方形サンプルを用いて145℃、30秒加熱した後、発泡シートについての押出方向の寸法を幅方向の寸法で割算することにより求められる。また、該発泡シートに積層されるPETフィルムの寸法の比Gf(MD/TD)は、一辺200mmの正方形サンプルを用いて145℃、30秒加熱した後、該PETフィルムについての押出方向の寸法を幅方向の寸法で割算することにより求められる。
まず、発泡シートやPETフィルムから、縦、横のそれぞれの辺が、押出方向、幅方向と一致するようにして一辺200mmの正方形試験片を切り出す。次に正方形試験片の一方の面に、MDと平行であって、その面のTD方向の中点を通って試験片を縦断する直線(A)を引くと共に、TDと平行であって同面のMD方向の中点を通って試験片を横断する直線(B)を引く。直線(A)と直線(B)はそれぞれ200mmの長さの直線となる。そして、直線(A)の長さ(200mm)は、上記測定試験片の押出方向の加熱前寸法であり、直線(B)の長さ(200mm)は、上記測定試験片の幅方向の加熱前寸法となる。
一方、空気循環式オーブン(例えば、タバイエスペック株式会社製 品番PERFECT OVEN PH−200)の装置内の温度を前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂のビカット軟化温度が110℃以上の場合には160℃に設定し、前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂のビカット軟化温度が110℃未満の場合には145℃に設定し、ダンパー開度を20%にそれぞれ設定し、その中に上記2枚の木製型枠に配置された状態の上記正方形試験片を入れ、30秒加熱した後、オーブンから25℃の部屋に取り出して放置して冷却する。その後、加熱前の直線(A)に対応する直線又は曲線(a)の長さと、加熱前の直線(B)に対応する直線又は曲線(b)の長さをそれぞれ測定する。この場合、直線又は曲線(a)の長さが積層シートの押出方向の加熱後寸法となり、直線又は曲線(b)の長さが積層シートの幅方向の加熱後寸法となる。これらの測定結果に基づいてMDの加熱収縮率とTDの加熱収縮率が計算される。なお、上記の加熱条件(時間、温度)を採用する理由は、連続生産時の加熱炉において積層発泡シートが加熱される状態に近い条件であることによる。
該剥離強度が1.5N/25mm以上あれば、良好な熱成形が可能となり、熱成形時や電子レンジ加熱の際の膨れの発生が防止され、食品容器としての見栄えの良い成形体を得ることができる。剥離強度の上限に制限はないが、熱融着で到達可能な強度という観点からは概ね10N/25mmである。
該剥離強度が1.5N/25mm以上あれば、良好な熱成形が可能となり、熱成形時や電子レンジ加熱の際の膨れの発生が防止され、食品容器としての見栄えの良い成形体を得ることができる。剥離強度の上限に制限はないが、熱融着で到達可能な強度という観点からは概ね10N/25mmである。
実施例、比較例において、PETフィルムとして、中本パックス(株)製の無延伸のPETフィルム(NTIII、常温での引張破断伸び2.2%)を用いた。該PETフィルムは、175線でポリスチレンに接着可能なメジュームを塗工したものである。該PETフィルムに、接着剤としてアクリル系接着剤を用い、表1に示す半径の円形の接着部を、表1に示す繰返し単位でグラビア印刷により塗布した。表1に、接着部の形状、半径、接着部1個あたりの面積、繰返し単位の長さL、接着部間の最短間隔L1、面積占有率、160℃、145℃でそれぞれ30秒加熱した、加熱後寸法(押出方向[MD]、幅方向[TD])、加熱収縮率(MD,TD)、加熱後寸法の比(MD/TD)を示す。
発泡シートの樹脂原料として、次の樹脂を使用した。
<1>ポリスチレン:PSジャパン社製GX154(ビカット軟化温度103℃、略称「GX154」)
<2>スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体:PSジャパン社製G9001(ビカット軟化温度118℃、略称「G9001」)95重量%と、スチレン系エラストマー:旭化成ケミカルズ社製タフプレン125(略称「タフプレン125」)5重量%との混合物(ビカット軟化温度116℃)
原料樹脂、発泡シートの製造条件、得られた発泡シートの物性を表2に示す。
表3に示す発泡シートに表3に示すPETフィルムを、次のように熱ラミネートすることにより、積層発泡シートを製造した。
200℃に設定されたφ400mmのロールと、バックアップロールとを備える熱ラミネート装置を用い、発泡シートとPETフィルムとを重ねて、ロールとバックアップロールの間を通してピンチすることにより、発泡シートにPETフィルムを熱融着させた。このときピンチする間隙は0.5mmに設定し、引取速度は17m/minに設定した。
熱ラミネート後24時間以上経過した積層発泡シートに対し、発泡シートとPETフィルムとの剥離強度を次のように測定した。まず、積層発泡シートから260mm×260mmの試験片を切り出し、切り出した積層発泡シートを加熱収縮率の測定に用いた木製枠材(有効枠内200×200mm、枠幅50mm)に挟み、ポリスチレン系樹脂発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂のビカット軟化温度が110℃以上の場合には、160℃に設定したオーブンで30秒、ポリスチレン系樹脂発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂のビカット軟化温度が110℃未満の場合には、145℃に設定したオーブンで30秒加熱した。加熱後冷却した積層発泡シートからシートの幅方向に略等間隔に4個の剥離試験片(25×180mm)を幅方向が長辺となるように切り出し、各剥離試験片に対してJIS Z0237:2009に基づいて求めた積分平均荷重をその試験片の剥離強度とし、各剥離試験片の剥離強度の算術平均値を剥離強度とした。
積層発泡シートから押出方向、幅方向に略等間隔に300mm×300mmの試験片を10個切り出し、40℃に設定したオーブンに48時間保持した後、10個の試験片について膨れの発生の有無を目視観察し、その発生率を求めた。
浅野研究所社製の単発成形機を用いて、得られた積層発泡シートの熱成形を行なった。金型として、展開倍率1.6倍の容器成形用のマッチドモールド成形金型(プラグ下)を用い、積層発泡シートのPET側を下側とし、加熱条件は、上ヒーター温度310℃、下ヒーター温度340℃、加熱時間10秒として、積層発泡シートの熱成形を行った。容器はφ220の丸形のフランジを有し、一般的な抜き刃を使用してそれぞれを切り離し個別の成形体を得た。
得られた成形体について、積層発泡シートと同様に40℃に設定したオーブンに48時間保持した後、膨れの発生の有無を目視観察した。n=10で試験を行い、その発生率を求めた(表中の分子が発生件数、分母が試験件数)。
積層発泡シートを加熱成形した後、個別に切り離した成形体のフランジ部分を観察し、切り離し端面を全周にわたって指で上下に往復3回軽く擦らせ、フィルムの浮き上がりの有無を目視観察した。
発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂のビカット軟化温度は、JIS K7206:2016に基づいて、B50法で測定した。実施例及び比較例と同配合で押出機にて溶融混練したポリスチレン系樹脂の混練物を230℃で5MPaに加圧することにより気泡が混入しないようにして縦20mm×横20mm×厚み3mmの試験片を作製し、該試験片をアニーリング処理せずに測定に用いた。測定装置としては、株式会社上島製作所製「HDT/VSPT試験装置 MODEL TM−4123」を使用した。
なお、原料ポリスチレン系樹脂のビカット軟化温度の測定には、原料ポリスチレン系樹脂のペレットを230℃、5MPaで加圧することにより作製した試験片を用いた。
まず、発泡シートやPETフィルムから、縦、横のそれぞれの辺が、押出方向、幅方向と一致するようにして一辺200mmの正方形試験片を切り出し、前記方法により測定した。
引張破断伸びの測定は、JIS K7127(1999年)に準じ、例えば株式会社オリエンテック製のテンシロン万能試験機と株式会社東洋ボールドウイン製の引張試験機用恒温槽の組み合わせによって測定した。具体的には、厚みはPETフィルムそのものの厚みとし、2号型試験片を作製し、23℃、湿度50%の条件下で24時間放置後、つかみ具間距離80mm、試験速度500mm/minの条件で測定して算出された値をとった。測定は異なる試験片を用いて5回行い、測定値から最大値と最小値を除き、残りの値の平均値を採用した。
2 接着部
3 非接着部
3a 接着部間の最短となる部分
L 繰返し間隔
L1 接着部間の最短間隔
Claims (10)
- ポリスチレン系樹脂発泡シートに、接着層を介してポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムが積層されたポリスチレン系樹脂積層発泡シートにおいて、該接着層が多数の不連続な接着部と、連続した非接着部とからなり、該接着部の1個あたりの面積が100mm2以下であり、該接着部の合計面積がポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムの面積全体の50面積%以上100面積%未満であることを特徴とする熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 前記接着部の合計面積がポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムの面積全体の60面積%以上80面積%以下である、請求項1に記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 隣合う前記接着部間の最短間隔が0.5mm以上である、請求項1又は2に記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂のビカット軟化温度が110℃以上であり、
160℃、30秒加熱後の幅方向(TD)の寸法に対する押出方向(MD)の寸法の比Hs(MD/TD)が下記(1)式を満たす前記ポリスチレン系樹脂発泡シートと、
160℃、30秒加熱後の幅方向(TD)の寸法に対する押出方向(MD)の寸法の比Hf(MD/TD)が下記(2)式を満たすと共に、Hs(MD/TD)に対するHf(MD/TD)の比が下記(3)式を満たすポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムとが積層されてなる、請求項1〜3のいずれかに記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
0.85<Hs(MD/TD)<1.10 ・・・(1)
0.85<Hf(MD/TD)<1.00 ・・・(2)
0.80<Hf(MD/TD)/Hs(MD/TD)<1.10 ・・・(3)
- 160℃、30秒加熱後の前記ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムの加熱収縮率が、下記(4)式及び(5)式を満足する、請求項4に記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
5%<押出方向の加熱収縮率<20% ・・・(4)
0%<幅方向の加熱収縮率<10% ・・・(5)
- 160℃、30秒加熱後のポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムとポリスチレン系樹脂発泡シートとの剥離強度が1.5N/25mm以上である、請求項4又は5に記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂のビカット軟化温度が110℃未満であり、
145℃、30秒加熱後の幅方向(TD)の寸法に対する押出方向(MD)の寸法の比Gs(MD/TD)が下記(6)式を満たす前記ポリスチレン系樹脂発泡シートと、
145℃、30秒加熱後の幅方向(TD)の寸法に対する押出方向(MD)の寸法の比Gf(MD/TD)が下記(7)式を満たすと共に、Gs(MD/TD)に対するGf(MD/TD)の比が下記(8)式を満たすポリエチレンレテフタレート系樹脂フィルムとが積層されてなる、請求項1〜3のいずれかに記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
0.85<Gs(MD/TD)<1.10 ・・・(6)
0.85<Gf(MD/TD)<1.00 ・・・(7)
0.80<Gf(MD/TD)/Gs(MD/TD)<1.10 ・・・(8)
- 145℃、30秒加熱後の前記ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムの加熱収縮率が、下記(4)式及び(5)式を満足する、請求項7に記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
5%<押出方向の加熱収縮率<20% ・・・(4)
0%<幅方向の加熱収縮率<10% ・・・(5)
- 145℃、30秒加熱後のポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムとポリスチレン系樹脂発泡シートとの剥離強度が1.5N/25mm以上である、請求項7又は8に記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シート。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の熱成形用ポリスチレン系樹脂積層発泡シートを熱成形することにより得られたポリスチレン系樹脂積層発泡成形体。
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