JP6955998B2 - ポリスチレン系樹脂多層発泡シート - Google Patents

ポリスチレン系樹脂多層発泡シート Download PDF

Info

Publication number
JP6955998B2
JP6955998B2 JP2017249036A JP2017249036A JP6955998B2 JP 6955998 B2 JP6955998 B2 JP 6955998B2 JP 2017249036 A JP2017249036 A JP 2017249036A JP 2017249036 A JP2017249036 A JP 2017249036A JP 6955998 B2 JP6955998 B2 JP 6955998B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
polystyrene
layer
polypropylene
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017249036A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019111785A (ja
Inventor
森田 和彦
和彦 森田
貴充 飯野
貴充 飯野
陽一 五月女
陽一 五月女
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSP Corp
Original Assignee
JSP Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JSP Corp filed Critical JSP Corp
Priority to JP2017249036A priority Critical patent/JP6955998B2/ja
Publication of JP2019111785A publication Critical patent/JP2019111785A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6955998B2 publication Critical patent/JP6955998B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Description

本発明は、ポリスチレン系樹脂発泡層にポリプロピレン系樹脂層が積層接着されたポリスチレン系樹脂多層発泡シートに関する。
従来、ポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形することで得られる成形体は、電子レンジ加熱用の食品用容器として用いられてきた。更に、近年では、単に温めることを超えて、得られた成形体に収納した油性食品を調理可能な高温まで電子レンジにより食品を加熱するという調理加熱用途が増加しており、更なる耐熱性の向上が求めてられるようになった。
そこで、ポリスチレンに比べて耐熱性の高い樹脂として、メタクリル酸成分をスチレンモノマーの共重合体成分として含む共重合体樹脂を主成分とした発泡シートから得られた成形体を食品用容器として用いることが検討されている。
しかし、該共重合体樹脂を主成分とする発泡シートは、耐熱性に優れるが、耐衝撃性が劣るという問題を有している。また、発泡シートの製造時、ダイリップ口から押出された発泡シートを引き取るときに、発泡シートの折れやヒビ割れ等が起こるなど、シーティング性にも劣るという該共重合体樹脂の脆性に由来する問題もある。
特許文献1には、メタクリル酸成分を含むポリスチレン系樹脂発泡シートの脆性を改善する方法として、メタクリル酸成分を含むポリスチレン系樹脂50〜80重量%に加えて、ポリプロピレン系樹脂15〜45重量%及びスチレン系エラストマー3〜10重量%を含有する耐熱ポリスチレン系樹脂組成物により発泡層を構成することが開示されている。
特開2009−155557号公報
しかし、特許文献1の耐熱発泡シートにおいては、脆性は改善されているものの、電子レンジによる調理加熱用途においては耐油性及び耐熱性が不十分となるので、脆性を維持しつつ耐熱性及び耐油性を満足させることが困難であった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決し、脆性が改善された多層発泡シートであって、熱成形性に優れ、得られた成形体が耐油性、耐熱性に優れ、電子レンジによる調理加熱用途などにおいて使用可能な耐熱性ポリスチレン系樹脂多層発泡シートを提供することをその課題とする。
本発明によれば、以下に示す耐熱性ポリスチレン系樹脂多層発泡シートが提供される。
[1]ポリスチレン系樹脂発泡層、接着層及びポリプロピレン系樹脂層が共押出により積層されてなるポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、該ポリスチレン系樹脂発泡層が、ポリスチレン系樹脂(x1)と、ポリプロピレン系樹脂(x2)と、スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)とを含む混合樹脂(X)からなり、該ポリスチレン系樹脂(x1)が、共重合成分としてメタクリル酸成分を10重量%以上含んでおり、該ポリスチレン系樹脂(x1)の含有割合が80重量%を超え98.5重量%以下であり、該ポリプロピレン系樹脂(x2)の含有割合が1重量%以上15重量%未満であり、該スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)の含有割合が0.5重量%以上5重量%以下であり(但し、該ポリスチレン系樹脂(x1)と、該ポリプロピレン系樹脂(x2)と該スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)の含有量の合計は100重量%である。)、該接着層がポリスチレン系樹脂(y1)とポリプロピレン系樹脂(y2)とを含む混合樹脂(Y)からなることを特徴とするポリスチレン系樹脂多層発泡シート。
[2]ポリスチレン系樹脂(x1)のビカット軟化温度(Tx1)と、ポリプロピレン系樹脂(x2)の融点(Tx2)との差[Tx2−Tx1]が5℃以上40℃以下であることを特徴とする前記1に記載の耐熱性ポリスチレン系樹脂多層発泡シート。
[3]前記多層発泡シートの見掛け密度が0.035〜0.7g/cmであり、該多層発泡シートの独立気泡率が75%以上であることを特徴とする前記1または2に記載の耐熱性ポリスチレン系樹脂多層発泡シート。
[4]前記樹脂層の坪量が25g/m以上であることを特徴とする前記1〜3のいずれかに記載の耐熱性ポリスチレン系樹脂多層発泡シート。
[5]式(1)で定義されるポリスチレン系樹脂(y1)とポリプロピレン系樹脂(y2)との混合状態を表す相構造指数PIが1.3を超え3以下であることを特徴とする前記1〜4のいずれかに記載の耐熱性ポリスチレン系樹脂多層発泡シート。
PI=(ηy2×φy1)/(ηy1×φy2) ・・・(1)
ηy1:190℃、剪断速度100sec−1でのポリスチレン系樹脂の溶融粘度
φy1:混合樹脂(Y)中のポリスチレン系樹脂の体積分率
ηy2:190℃、剪断速度100sec−1でのポリプロピレン系樹脂の溶融粘度
φy2:混合樹脂(Y)中のポリプロピレン系樹脂の体積分率
[6]前記ポリスチレン系樹脂多層発泡シートから樹脂層を剥離させる際の剥離強度が80cN/25mm以上であることを特徴とする前記1〜5のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂多層発泡シート。
[7]前記樹脂層を構成するポリプロピレン系樹脂(z)の融点が150℃以上であることを特徴とする前記1〜6のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂多層発泡シート。
[8]ポリプロピレン系樹脂(x2)の融点が150℃以上であることを特徴とする前記1〜7のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂多層発泡シート。
本発明によれば、特定のポリスチレン系樹脂(x1)、ポリプロピレン系樹脂(x2)及びスチレン系熱可塑性エラストマー(x3)からなる混合樹脂(X)によりポリスチレン系樹脂発泡層が構成され、ポリスチレン系樹脂(y1)とポリプロピレン系樹脂(y2)からなる混合樹脂(Y)により接着層が構成され、ポリプロピレン系樹脂(z)により樹脂層が構成され、発泡層、接着層、樹脂層が共押出により積層されるので、脆性が改善され、熱成形性に優れる耐熱性多層発泡シートを得ることができる。さらに、得られた成形体は耐熱性及び耐油性に優れ、油性食品を収納した状態での電子レンジによる調理加熱が可能な食品容器として用いることができる。
以下、本発明の耐熱性ポリスチレン系樹脂多層発泡シートについて詳細に説明する。
本発明の耐熱性ポリスチレン系樹脂多層発泡シート(以下、単に多層発泡シートともいう。)は、ポリスチレン系樹脂発泡層、接着層及びポリプロピレン系樹脂層が共押出によりこの順に積層されてなる多層発泡シートである。次に、ポリスチレン系樹脂発泡層(以下、単に発泡層ともいう。)、接着層、ポリプロピレン系樹脂層(以下、単に樹脂層ともいう。)について、この順で説明する。
本発明におけるポリスチレン系樹脂発泡層は混合樹脂(X)により構成される。該混合樹脂(X)は、ポリスチレン系樹脂(x1)と、ポリプロピレン系樹脂(x2)と、スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)とを含有するものである。
以下、発泡層を構成するスチレン系熱可塑性エラストマー、及び後述する接着層に配合されるスチレン系熱可塑性樹脂エラストマーを単にスチレン系エラストマーともいう。
該ポリスチレン系樹脂(x1)は、スチレン成分とメタクリル酸成分との共重合体(以下、スチレン−メタクリル酸共重合体ともいう。)からなり、スチレンモノマーの共重合成分としてメタクリル酸成分を含むものである。
スチレン−メタクリル酸共重合体の具体例としては、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体が例示され、スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体を主成分とすることが好ましい。これらのスチレン−メタクリル酸共重合体は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
該スチレン−メタクリル酸共重合体中のメタクリル酸成分の含有量は、10重量%以上であり、12重量%以上であることが好ましい。メタクリル酸成分が前記範囲を満足することにより、従来の耐熱性発泡層に比べてより耐熱性に優れた発泡層とすることができる。メタクリル酸成分の量の上限は、概ね30重量%程度である。
なお、スチレン−メタクリル酸共重合体には、前記したメタクリル酸成分以外に、他の共重合成分として、本発明の目的、効果を阻害しない範囲において、共重合成分として、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、無水マレイン酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどを含んでいても良い。他の共重合成分の量は、ポリスチレン系樹脂(x1)中に15重量%以下が好ましく、10重量%以下がより好ましく、7重量%以下がさらに好ましい。
ポリスチレン系樹脂(x1)は、スチレン−メタクリル酸共重合体以外のポリスチレン系樹脂を含んでいてもよく、例えば、ポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン(耐衝撃性ポリスチレン)、スチレン−αメチルスチレン共重合体、スチレン−pメチルスチレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、ポリフェニレンエーテルなどが例示される。前記スチレン−メタクリル酸共重合体以外のポリスチレン系樹脂の含有量は、ポリスチレン系樹脂(x1)中に20重量%以下が好ましく、15重量%以下がより好ましく、10重量%以下がさらに好ましく、前記スチレン−メタクリル酸共重合体以外のポリスチレン系樹脂を含まないことが特に好ましい。
ポリスチレン系樹脂(x1)のビカット軟化温度は、120℃以上であることが好ましく、122℃以上であることがより好ましい。該ビカット軟化温度は、JIS K7206(試験荷重はA法、伝熱媒体の昇温速度は50±5℃/時の条件)にて求められる。なお、ポリスチレン系樹脂(x1)が2種以上のポリスチレン系樹脂を含む場合には、予め2種以上のポリスチレン系樹脂を混合して試験片を作製し、ビカット軟化温度を測定するものとする。
前記スチレン系共重合体におけるメタクリル酸成分量の測定は、プロトン核磁気共鳴(H−NMR)測定機で測定したスペクトルの積分比から求めることができる。
前記発泡層を構成する混合樹脂(X)はポリプロピレン系樹脂(x2)を含有する。ポリスチレン系樹脂(x1)は、メタクリル酸成分の含有量が10重量%以上であることから、メタクリル酸成分の含有量が10重量%未満のポリスチレン系樹脂よりも発泡シートとしたときの耐熱性に優れるが耐衝撃性に劣る。前記混合樹脂(X)にポリプロピレン系樹脂(x2)を含有させることにより、発泡層の耐熱性を従来よりも高く維持しつつ、耐衝撃性を向上させることができる。また、熱成形時において、多層発泡シートの加熱時間を長めにしても良好な成形体が得られるので、熱成形可能な範囲が広くなる。
ポリプロピレン系樹脂(x2)としては、プロピレンの単独重合体(h−PP)のほかに、プロピレンと、プロピレンと共重合可能な共重合成分との共重合体が挙げられる。プロピレンと共重合可能な共重合成分としては、例えば、エチレン、1−ブテン、イソブチレン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、3,4−ジメチル−1−ブテン、1−ヘプテン、3−メチル−1−ヘキセンなどの、エチレンまたは炭素数4〜10のα−オレフィンが例示される。また前記共重合体は、二元共重合体に限らず三元共重合体であってもよい。また、これらのポリプロピレン系樹脂は、単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。これらのポリプロピレン系樹脂の中でも融点が高く、脆性改善に優れることからプロピレンの単独重合体(h−PP)やエチレン−プロピレンブロック共重合体(b−PP)が好ましく使用される。
ポリプロピレン系樹脂(x2)の融点は、150℃以上であることが好ましく、155℃以上であることがより好ましく、160℃以上であることがより好ましい。この範囲の融点を有するポリプロピレン系樹脂を用いることにより、本発明における発泡層の耐熱性を従来の耐熱性発泡層の耐熱性より向上させることができる。ポリプロピレン系樹脂の融点の上限は概ね190℃である。
本発明における融点は、JIS K7121−1987に準拠する方法により測定することができる。即ちJIS K7121−1987における試験片の状態調節(2)の条件(但し、冷却速度は10℃/分)により前処理を行い、10℃/分にて昇温することにより融解ピークを測定する。そして得られた融解ピークの頂点の温度を融点とする。尚、融解ピークが2つ以上現れる場合には、主融解ピーク(最も面積の大きいピーク)の頂点の温度とする。尚、最も大きな面積を有するピークのピーク面積に対して80%以上のピーク面積を有するピークが他に存在する場合には、該ピークの頂点温度と最も面積の大きいピークの頂点の温度との相加平均値を融点として採用する。なお、発泡層が後述するリサイクル原料を含む場合には、バージン原料におけるポリプロピレン系樹脂(x2)の融点を測定することとする。
混合樹脂(X)に含有されるポリプロピレン系樹脂(x2)のメルトフローレイト(200℃、5kg荷重)は、2〜20g/10分であることが好ましく、3〜18g/10分であることがより好ましく、4〜16g/10分であることがさらに好ましい。この範囲のメルトフローレイトを有するポリプロピレン系樹脂(x2)を用いると、曲げ剛性と脆性、耐衝撃性とのバランスが良好な多層発泡シートを得ることができる。
なお、本発明におけるメルトフローレイトは、JIS K7210:2014に基づき測定され、ポリスチレン系樹脂の場合、200℃、荷重5kg、ポリプロピレン系樹脂の場合、230℃、荷重2.16kgの条件にて測定される。
本発明においては、発泡層を構成するポリスチレン系樹脂(x1)のビカット軟化温度(Tx1)と、発泡層を構成するポリプロピレン系樹脂(x2)の融点(Tx2)との差[Tx2−Tx1]が40℃以下であることが好ましい。この条件が満たされると、多層発泡シート作製時に、混合樹脂(X)中のポリスチレン系樹脂(x1)を過度に軟化させることなく、ポリプロピレン樹脂(x2)を十分に溶融させた状態で押出を行うことができるため、独泡率の高い多層発泡シートを得ることができる。かかる観点から該差は、38℃以下であることがより好ましい。一方、差[Tx2−Tx1]の下限は、5℃であることが好ましく、より好ましくは10℃である。この条件が満たされると、熱成形時において、混合樹脂(X)中のポリプロピレン系樹脂(x2)がポリスチレン系樹脂(x1)よりも過度に早い段階で軟化することが抑制されるので、成形可能な温度範囲を広くすることができ、安定した熱成形が可能となる。独泡率の高い多層発泡シートを安定して得ることができる。
前記混合樹脂(X)を構成する前記スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)としては、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、これらの水素添加物や部分水素添加物が挙げられる。スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)は、ポリスチレン系樹脂(x1)とポリプロピレン系樹脂(x2)との混合状態を良化させることができ、得られる多層発泡シートの独立気泡率を高めることができる。
尚、ポリスチレン系樹脂(x1)とポリプロピレン系樹脂(x2)との混合状態をより良化させることができる観点から、スチレン系エラストマー中のスチレンに由来する構造単位が10〜65重量%のものを使用することが好ましく、30〜55重量%のものを使用することがより好ましい。
次に、混合樹脂(X)における各成分の含有割合について説明する。
本発明においては、従来の耐熱性多層発泡シートより耐熱性及び耐油性に優れ、脆性にも優れる多層発泡シートを得るために発泡層を構成する混合樹脂(X)における各成分の比率を下記のように特定の範囲とすることが重要である。
前記混合樹脂(X)においては、ポリスチレン系樹脂(x1)の含有割合は80重量%を超え98.5重量%以下である(但し、ポリスチレン系樹脂(x1)と、ポリプロピレン系樹脂(x2)とスチレン系熱可塑性エラストマー(x3)の含有割合の合計は100重量%である。)。この範囲の含有割合とすることで、耐熱性、曲げ剛性が良好な多層発泡シートを安定して得ることができる。かかる観点から、該含有割合の下限は86重量%であることがより好ましく、更に好ましくは87重量%である。また、該含有割合の上限は95重量%であることがより好ましく、更に好ましくは94重量%である。
混合樹脂(X)中のポリプロピレン系樹脂(x2)の含有割合は、1重量%以上15重量%未満である。(但し、ポリスチレン系樹脂(x1)と、ポリプロピレン系樹脂(x2)とスチレン系熱可塑性エラストマー(x3)の含有割合の合計は100重量%である。)。発泡層中のポリプロピレン系樹脂(x2)の含有割合が多すぎると、多層発泡シートの独立気泡率が低下し、得られる多層発泡シートの熱成形性が低下するおそれがある。
一方、該含有割合が少なすぎると発泡層における脆性の改善が不十分となり、多層発泡シートの耐衝撃性が不足するおそれがある。かかる観点から、該含有割合の下限は3重量%であることが好ましく、より好ましくは5重量%である。また、該含有割合の上限は12重量%であることが好ましく、より好ましくは10重量%である。
混合樹脂(X)中のスチレン系エラストマー(x3)の含有割合は、0.5重量%以上5重量%以下である(但し、該ポリスチレン系樹脂(x1)と、該ポリプロピレン系樹脂(x2)と該スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)の含有割合の合計は100重量%である。)。該スチレン系エラストマーの含有量が少なすぎると、発泡層、さらに多層発泡シートの脆性改善効果が不十分となるおそれがある。また、スチレン系エラストマーの含有量が多すぎると、発泡層、さらに多層発泡シートの耐熱性を高めることが難しくなると共に、コスト高につながるおそれがある。かかる観点から、発泡層を構成するスチレン系エラストマーの含有量は、1重量%以上が好ましく、1.5重量%以上がより好ましい。一方、上限は、4重量%が好ましく、3重量%未満がより好ましい。
発泡層を構成する混合樹脂(X)には、多層発泡シートに由来するリサイクル原料を配合することができる。該リサイクル原料としては、前記発泡層にポリプロピレン系樹脂層が積層された多層発泡シートの熱成形時に発生する端材等を回収し、原料として再生したものが挙げられる。
即ち、丼等の成形体を得るための熱成形においては、生産効率を確保するために大面積の多層発泡シートが用いられ、一度の熱成形によって複数の成形体が形成されたシート状物から、該成形体をトリミングすることにより最終的な成形体が得られる。熱成形後には、成形体が切り出された、多層発泡シートの残りの部分がトリミング屑などと呼ばれる端材となる。該端材は、耐熱性の発泡層にポリプロピレン系樹脂層が積層された多層発泡シートの端材であるため、このトリミング屑をリサイクルすることにより得られた原料は、主たる成分として、スチレン−メタクリル酸共重合体とポリプロピレン系樹脂とを含有する混合樹脂である。
リサイクル原料を効率的に使用できるという観点から、発泡層を構成するポリプロピレン系樹脂(x2)と、後述する樹脂層を構成するポリプロピレン系樹脂(z)とが同種の樹脂であることが好ましい。
なお、混合樹脂(X)にリサイクル原料を配合する場合、適宜新たな原料を配合することで、前記混合樹脂(X)における各成分の含有割合となるように混合樹脂(X)の含有割合を調整することができる。なお、発泡層にリサイクル原料を配合する場合、リサイクル原料中のポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂及びスチレン系熱可塑性エラストマーは、それぞれが混合樹脂(X)中のポリスチレン系樹脂(x1)、ポリプロピレン系樹脂(x2)及びスチレン系熱可塑性エラストマー(x3)を構成するものとして、混合樹脂(X)中の各成分の含有割合を定める。
本発明の多層発泡シートにおいては、該リサイクル原料を混合樹脂(X)に配合する場合、その配合割合の上限は、混合樹脂(X)100重量%中に40重量%であることが好ましく、より好ましくは30重量%、さらに好ましくは25重量%である。一方下限は、3重量%であることが好ましく、より好ましくは5重量%、さらに好ましくは10重量%である。この配合でリサイクル原料を用いれば、リサイクル原料を有効に活用しつつ、耐衝撃性が良好で、熱成形可能な範囲が広い多層発泡シートを安定して得ることができる。
次に、前記接着層を構成する混合樹脂(Y)について説明する。
接着層を構成する混合樹脂(Y)は、ポリスチレン系樹脂(y1)とポリプロピレン系樹脂(y2)とを含むものである。接着層がポリスチレン系樹脂(y1)とポリプロピレン系樹脂(y2)とを含むことにより、ポリスチレン系樹脂(x1)を多く含む発泡層と、ポリオレフィン系樹脂(z)からなる樹脂層とを良好に接着させることができる。
該ポリスチレン系樹脂(y1)は、スチレン系樹脂単量体成分を50重量%以上含む樹脂を意味し、ポリスチレンのほかに、耐衝撃性ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−αメチルスチレン共重合体、スチレン−pメチルスチレン共重合体、ポリスチレン−ポリフェニレンエーテル共重合体などのスチレン系共重合体、ポリスチレンとポリフェニレンエーテルとの混合物などの相溶系の混合物が例示される。これらは、1種又は2種以上の混合物として用いることができる。
さらに、ポリスチレン系樹脂(y1)として、スチレン二量体とスチレン三量体の合計含有量(スチレンオリゴマーの合計含有量)が1500ppm以下のものを用いることが好ましい。ポリスチレン系樹脂(y1)中の含有スチレンオリゴマー量が前記範囲であると、多層発泡シートを成形して得られた容器から抽出されるスチレンオリゴマー量を少なくすることができる。かかる観点から、スチレンオリゴマーの含有量は1400ppm以下であることが好ましく、1300ppm以下であることがより好ましく、1200ppm以下であることが更に好ましく、1100ppm以下であることが特に好ましい。
スチレンオリゴマーの合計含有量が1500ppm以下のポリスチレン系樹脂(y1)として、例えばPSジャパン社製のポリスチレン「G0002」、「G0302」、「G0501」や東洋スチレン社製の「HRM52M」などが挙げられる。また、懸濁重合法を採用し、重合温度を低温側と高温側との2段階にわけ、高温側の重合時間を長くすることでスチレンの重合率を高めることにより、スチレンオリゴマーの合計含有量が1500ppm以下となるように製造されたポリスチレン系樹脂を用いることもできる。
本明細書において、原料または接着層中のスチレン二量体及びスチレン三量体の含有量は、以下のようにして求めることができる。
まず、スチレン系樹脂0.1gをテトラヒドロフラン10mlに溶解させ、23℃のヘプタン約250ml中に滴下して樹脂を析出させる。次に、樹脂を濾別した濾液に内部標準としてトリフェニルメタンを加えた後、約20mlまで濃縮し、ガスクロマトグラフ質量分析計で測定を行うことで、スチレン二量体及びスチレン三量体の含有量を求めることができる。なお、ガスクロマトグラフ質量分析の測定条件は次の通りである。
使用機器:島津製作所製ガスクロマトグラフ質量分析計 GC/MS QP5050A、カラム:J&W Scientific性DB−5MS 0.25mm×30m(固定相…5%ジフェニル−95%ジメチル−ポリシロキサン)、キャリアガス:ヘリウム カラム流量:1.6ml/min、試料注入量:1μL。
接着層を構成するポリプロピレン系樹脂(y2)としては、ポリプロピレンのほかに、プロピレンと、プロピレンと共重合可能な共重合成分との共重合体が挙げられる。プロピレンと共重合可能な共重合成分としては、例えば、エチレン、1−ブテン、イソブチレン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、3,4−ジメチル−1−ブテン、1−ヘプテン、3−メチル−1−ヘキセンなどの、エチレンまたは炭素数4〜10のα−オレフィンが例示される。また前記共重合体は、ランダム共重合体であってもブロック共重合体であってもよく、また共重合体は二元共重合体に限らず三元共重合体であってもよい。また、これらのポリプロピレン系樹脂は、単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。
接着層を構成するポリスチレン系樹脂(y1)とポリプロピレン系樹脂(y2)との重量比(Wy1:Wy2)は、95:5〜30:70であることが好ましい。該重量比が前記範囲であると、接着層と樹脂層との接着性を良好なものとしつつ、前記スチレンオリゴマーの抽出量を少なくすることができる。この観点から、重量比(Wy1:Wy2)は85:15〜40:60であることがより好ましく、更に好ましくは75:25〜60:40である。
本発明においては、接着層を構成する混合樹脂には、相溶化剤を添加することができる。この場合の相溶化剤としては、ポリスチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂とを相溶化し得るものであればよく、従来公知の各種のものを用いることができる。このようなものとしては、特にスチレン系熱可塑性エラストマーの使用が好ましい。このスチレン系熱可塑性エラストマーには、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)又はスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)やその完全水添物又は部分水添物が包含される。
相溶化剤は、接着層中のポリスチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂との合計100重量部に対して、好ましくは0.1〜25重量部、より好ましくは0.5〜10重量部の割合で添加することが好ましい。相溶化剤の添加量を前記範囲とすることにより、接着層を構成するポリスチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂とを適切な分散状態とし、厚みが均一な接着層を形成し易くすることができる。
該混合樹脂(y)の混合状態を表す相構造指数PI(以下、単にPIともいう)は、1.3を超えることが好ましい。PIが前記範囲であることによって、ポリスチレン系樹脂(y1)とポリプロピレン系樹脂(y2)とが、ポリスチレン系樹脂(y1)が海、ポリプロピレン系樹脂(y2)が島となる相構造(海島構造)が形成されやすくなる。該海島構造を形成する場合、ポリスチレン系樹脂(y1)からなる海の中にポリプロピレン系樹脂(y2)が島状に分散することから、成形体に対するヘプタン抽出試験において、ポリスチレン系樹脂(y1)中に含まれるスチレンオリゴマーが溶出されにくくなるものと考えられる。前記観点から、PIの下限は好ましくは1.4以上であり、より好ましくは1.5以上である。一方、上限は概ね3程度である。PIの値が3以下であれば、発泡層と樹脂層との接着強度を維持することができ、熱成形時における樹脂層のデラミネーション、電子レンジによる調理加熱の際のデラミネーションを安定して防ぐことができる。
なお、相構造指数PIが前記範囲内であり、ポリプロピレン系樹脂(y2)が島となる海島構造が形成されると接着層と樹脂層との接着性が低下するおそれがある。しかし、本発明においては、接着層と樹脂層とが実用に耐えうる接着性を示す。その理由として、押出成形時の高いダイス内圧力の影響や、後述する樹脂層が融点150℃以上のポリプロピレン系樹脂から構成され、発泡層が耐熱性に優れるポリスチレン系樹脂から構成されているため、高い温度での押出が可能となり、良好な接着性を維持することができると考えられる。
相構造指数PIは、接着層を構成するポリスチレン系樹脂(y1)とポリプロピレン系樹脂(y2)との混合状態を示すもので、下記式(1)で定義される。また、接着層が相溶化剤を含む場合には、相溶化剤を考慮せずにPIを計算する。また、混合樹脂中のそれぞれの樹脂成分の体積分率は、各樹脂の配合比(重量比)を各樹脂の樹脂密度で割算することにより求めることができる。
PI=(ηy2×φy1)/(ηy1×φy2) ・・・(1)
ηy1:190℃、剪断速度100sec−1でのポリスチレン系樹脂(y1)の溶融粘度
φy1:該混合樹脂中のポリスチレン系樹脂(y1)の体積分率
ηy2:190℃、剪断速度100sec−1でのポリプロピレン系樹脂(y2)の溶融粘度
φy2:該混合樹脂中のポリプロピレン系樹脂(y2)の体積分率
本発明において、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂及びスチレン系熱可塑性エラストマーの溶融粘度は、ノズル内径(D)が1.0mm、ノズル長(L)が10(mm)のノズルを用い、剪断速度100sec−1、樹脂温度190℃の条件にて測定される。
次に、前記樹脂層について説明する。本発明の多層発泡シートは、樹脂層が設けられていることによって耐油性が向上し、熱成形により得られる成形体は、油分を含む食品を収納した状態で電子レンジにより加熱した際に発泡層が油分により溶解することを防止することができる。
該樹脂層はポリプロピレン系樹脂(z)により構成されている。樹脂層が共押出により積層されることにより、得られる多層発泡シートの脆性が改善し、シーティング性が向上し、多層発泡シートを容易に製造することができる。樹脂層を構成するポリプロピレン系樹脂(z)としては、前記発泡層を構成するポリプロピレン系樹脂(x2)と同様の樹脂を使用することができる。ポリプロピレン系樹脂の中でも、融点が高く、耐油性に優れることからポリプロピレンやエチレン−プロピレンブロック共重合体が好ましく使用される。
樹脂層を構成するポリプロピレン系樹脂(z)は、融点が150℃以上であることが好ましい。該融点が150℃以上であれば、本発明の発泡シートを成形して得られた成形体に油性食材を収納させた状態で電子レンジにより調理加熱しても、樹脂層が局所的に破れて食用油等が発泡層に染み込むことによる、侵食を防止することができる。前記観点から、ポリプロピレン系樹脂層を構成するポリプロピレン系樹脂の融点は、155℃以上であることがより好ましく、157℃以上であることがより好ましく、160℃以上であることが更に好ましい。一方、融点の上限は概ね170℃である。なお、ポリプロピレン系樹脂(z)の融点は、ポリプロピレン系樹脂(x2)と同様、メルトフローレイトから前記記載の方法により求めることができる。
次に、本発明の多層発泡シート、及び各層の物性について説明する。
多層発泡シートから樹脂層を剥離させる際の剥離強度は80cN/25mm以上であることが好ましい。該剥離強度がこの範囲内であれば、発泡層と樹脂層との間における接着力が十分であり、熱成形時や電子レンジによる加熱調理時に樹脂層の発泡層からのデラミネーションの発生が防止される。この観点から、該剥離強度は100cN/25mm以上であることがより好ましく、200cN/25mm以上であることがさらに好ましく、300cN/25mm以上であることが特に好ましい。なお、該剥離強度の上限は、概ね700cN/25mmである。
剥離強度の測定は次のように行われる。多層発泡シートから押出方向に沿って幅25mmの試験片を切り出し、JIS Z0237:2009に準拠し、剥離速度条件300mm/minの90°剥離試験にて多層発泡シートから樹脂層を剥離させ、その際の剥離強度を測定する。
なお、剥離試験を行なった際に剥離が生じる界面としては、発泡層と接着層との間、接着層と樹脂層との間の2つの界面が想定され、層間の接着力によっては、発泡層の材料破壊や、接着層の凝集破壊が生じることがある。本発明における剥離強度は、それらのうちの最も弱い強度を意味する。例えば、剥離試験において、一方の治具で発泡層を固定し、他方の治具で接着層及び樹脂層を固定して剥離試験を行うと、接着力が弱い方の界面で剥離が起きるので、一の試験で求めた剥離強度が、発泡層と接着層間、接着層と樹脂層間のどちらか弱い方の接着強度となる。なお、樹脂層が薄すぎて治具で固定できない場合または樹脂層が試験中に破断してしまう場合には、補強フィルムで樹脂層を裏打ちしてもよい。
なお、スチレンオリゴマーの抽出量をより低く抑えることができるという観点から、剥離試験を行なった際に、接着層と樹脂層との間で剥離することが好ましい。このような場合、接着層において、の抽出量をより低く抑えることができる良好なモルフォロジーが形成されていると考えられる。
発泡層の坪量は、包装容器としての機械的強度と軽量性とのバランスという観点から、80〜400g/mであることが好ましく、より好ましくは100〜330g/m、更に好ましくは200〜340g/m、特に好ましくは250〜350g/mである。
同様の理由で、多層発泡シート全体の坪量は、100〜600g/mであることが好ましく、より好ましくは150〜500g/mであり、さらに好ましくは200〜450g/m、特に好ましくは300〜400g/mである。
接着層の坪量は、接着性の観点から、5g/m以上であることが好ましく、より好ましくは7g/m以上である。一方、軽量性や良好な気泡構造を有する発泡が得られやすいという観点から、接着層の坪量は、50g/m以下であることが好ましく、より好ましくは40g/m以下である。
樹脂層の坪量は、10g/m以上であることが好ましい。樹脂層の坪量が少なすぎると、樹脂層による脆性を改善する効果が小さく、成形条件によっては多層発泡シートが脆くなりやすくなるおそれがある。さらに、樹脂層の坪量が少なすぎると、条件によっては油性食材を収納させた成形体を電子レンジにより調理加熱した際に食用油等による侵食が生じるおそれがある。前記観点から、樹脂層の坪量は、25g/m以上であることがより好ましく、40g/m以上であることが更に好ましく、45g/m以上であることが特に好ましい。一方、樹脂層の坪量の上限は、100g/m以下であることが好ましく、80g/m以下であることがより好ましく、70g/m以下であることが更に好ましい。坪量の上限が前記範囲であると、発泡層と樹脂層とを共押出する際に、樹脂層の熱が発泡層に伝わって発泡層の独立気泡率が低下することがなく、多層発泡シート全体として高い独立気泡率を維持できることから好ましい。
多層発泡シート全体の厚みは、脆性改善、及び包装容器としての機械的強度と取扱い性とのバランスという観点から、0.5〜4mmが好ましく、より好ましくは0.7〜3.5mm、更に好ましくは1〜3mm、特に好ましくは2〜2.8mmである。
同様の理由で、多層発泡シートの見掛け密度は、0.035〜0.7g/cmであることが好ましく、より好ましくは0.05〜0.5g/cmである。
多層発泡シートの独立気泡率は70%以上であることが好ましい。該独立気泡率が上記範囲を満足すると、熱成形が可能な範囲が広くすることができる。かかる観点から、多層発泡シートの独立気泡率は75%以上であることがより好ましく、さらに好ましくは77%以上、特に好ましくは80%以上である。
多層発泡シートの独立気泡率を高める方法としては、接着層を構成する樹脂として、押出温度域における溶融粘度が低い樹脂を用いて共押出を行う方法や、押出時、接着層形成用溶融樹脂に揮発性可塑剤を添加して共押出を行う方法が挙げられる。
なお、共押出により、接着層を介して、ポリプロピレン系樹脂を配合した混合樹脂(X)からなる発泡層と樹脂層とを積層すると、多層発泡シートの独立気泡率が低下しやすくなる傾向にあり、このことが多層発泡シートの熱成形可能範囲が狭くなる原因の一つとして考えられる。
本発明においては、押出時における接着層形成用溶融樹脂の溶融粘度を低くし、接着層を発泡層に近い温度で積層することにより、独立気泡率の高い発泡層が得ることができたと考えられる。
前記独立気泡率は、ASTM−D2856−70の手順Cに従って、例えば株式会社島津製作所製の乾式自動密度計アキュピックII1340型を使用して測定(多層発泡シートから25mm×25mm×20mmに切断したカットサンプルをサンプルカップ内に収容して測定する。なお、多層発泡シートが薄すぎて前記サイズのカットサンプルを切り出すことができない場合には、25mm×25mm×多層発泡シート厚みのサンプルを複数枚切り出して重ねることにより、25mm×25mm×約20mmの測定用カットサンプルとする。)された多層発泡シート(カットサンプル)の真の体積Vxを用い、下記式(2)により独立気泡率S(%)を計算する。
S(%)=(Vx−W/ρ)×100/(Va−W/ρ) ・・・(2)
Vx:前記方法で測定されたカットサンプルの真の体積(cm)であり、カットサンプルを構成する樹脂の容積と、カットサンプル内の独立気泡部分の気泡全容積との和に相当する。
Va:測定に使用されたカットサンプルの外寸から計算されたカットサンプルの見かけ上の体積(cm)。
W:測定に使用されたカットサンプル全重量(g)。
ρ:発泡シートを脱泡して求められる樹脂の密度(g/cm
次に、本発明の多層発泡シートの製造方法について説明する。
本発明の多層発泡シートは、共押出法により、特定の混合樹脂(X)からなる発泡層の片面に特定の混合樹脂(Y)からなる接着層と、ポリプロピレン系樹脂(z)からなる樹脂層とを、表面から樹脂層、接着層、発泡層の順に積層接着することにより得ることができる。具体的には、発泡層形成用押出機の出口に共押出用ダイが取り付けられ、その共押出用ダイに接着層形成用押出機と樹脂層形成用押出機が連結された装置を用いて、特定の混合樹脂(X)からなる発泡層形成用溶融樹脂と、特定の混合樹脂(Y)と揮発性可塑剤とからなる接着層形成用溶融樹脂と、ポリプロピレン系樹脂(z)からなる樹脂層形成用溶融樹脂とを共押出用ダイ内で、発泡層形成用溶融樹脂、接着層形成用溶融樹脂、樹脂層形成用溶融樹脂の順で合流、積層してから押出し、引取ることにより、発泡層形成用溶融樹脂が発泡してなる発泡層の表面に接着層、さらに樹脂層が形成された多層発泡シートが製造される。
共押出法によれば、多層発泡シートを製造するための他の方法に比べて、工程がシンプルであり、低コスト化が可能である。また、発泡層と接着層との接着強度、接着層と樹脂層との接着強度が高い多層発泡シートを得ることができ、熱成形時や電子レンジによる調理加熱時において、樹脂層が発泡層から剥離する現象(デラミネーション)が抑制された多層発泡シートを得ることができる。
共押出法により多層発泡シートを形成する方法には、共押出用フラットダイを用いて各層を構成する溶融樹脂をシート状に共押出して多層発泡シートとする方法や、共押出用環状ダイを用いて各層を構成する溶融樹脂を共押出して筒状多層発泡体を形成し、次いで筒状多層発泡体を円柱状拡幅装置に沿わせて拡幅し、引取りながら切り開いて多層発泡シートとする方法等がある。これらの中では、共押出用環状ダイを用いる方法が、生産性良く多層発泡シートを製造できるため好ましい方法である。
なお、前記押出機、共押出環状ダイ、円柱状拡幅装置、筒状多層発泡体を切開く装置等は、従来押出発泡の分野で用いられてきた公知のものを用いることができる。
前記発泡層形成用溶融樹脂は、共重合成分としてメタクリル酸成分をポリスチレン系樹脂中に10重量%以上含むポリスチレン系樹脂(x1)と前記ポリプロピレン系樹脂(x2)と前記スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)及び必要に応じて配合される気泡調整剤等の添加剤を発泡層形成用押出機に供給し、加熱、溶融、混練し、物理発泡剤を圧入してさらに混練することにより得ることができる。ポリスチレン系樹脂(x1)、ポリプロピレン系樹脂(x2)、スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)の含有割合は、発泡層について前記したように、ポリスチレン系樹脂(x1)の含有割合が80重量%を超え98.5重量%以下であり、ポリプロピレン系樹脂(x2)の含有割合が1重量%以上15重量%未満であり、スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)の含有割合が0.5重量%以上5重量%以下である(但し、該ポリスチレン系樹脂(x1)と、該ポリプロピレン系樹脂(x2)と該スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)の含有量の合計は100重量%である。)。
発泡層形成用溶融樹脂には、通常、気泡調整剤が添加される。気泡調整剤としては有機系のもの、無機系のもののいずれも使用することができる。無機系気泡調整剤としては、ホウ酸亜鉛、ホウ酸マグネシウム、硼砂等のホウ酸金属塩、塩化ナトリウム、水酸化アルミニウム、タルク、ゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、重炭酸ナトリウム等が挙げられる。また有機系気泡調整剤としては、リン酸−2,2−メチレンビス(4,6−tert−ブチルフェニル)ナトリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カルシウム、安息香酸アルミニウム、ステアリン酸ナトリウム等が挙げられる。
またクエン酸と重炭酸ナトリウム、クエン酸のモノアルカリ塩と重炭酸ナトリウム等を組み合わせたもの等も気泡調整剤として用いることができる。これらの気泡調整剤は2種以上を混合して用いることができる。
発泡層の製造に用いる発泡剤としては、例えば、プロパン、n−ブタン(ノルマルブタン)、i−ブタン(イソブタン)、n−ブタンとi−ブタンとの混合物、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、トリクロロフロロメタン、ジクロロジフロロメタン、1,1−ジフルオロエタン、1,1−ジフルオロ−1−クロロエタン、1,1,1,2−テトラフルオロエタン、メチルクロライド、エチルクロライド、メチレンクロライド等のハロゲン化炭化水素、二酸化炭素、窒素、水等の無機発泡剤が挙げられる。更に、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾビスイソブチロニトリル、炭酸水素ナトリウム等の分解型発泡剤を使用することもできる。これらの発泡剤は適宜併用することができる。このなかでも、押出発泡性の観点から、脂肪族炭化水素を主成分とする発泡剤が好ましく、脂肪族炭化水素の中でもi−ブタン、又はi−ブタンとn−ブタンとの混合物がより好ましい。発泡剤の使用量は、特に限定されないが、概ね樹脂1kgあたり0.1〜1モルの範囲で目的とする発泡シートの見掛け密度に対し自由に選択することができる。
接着層形成用溶融樹脂は、前記ポリスチレン系樹脂(y1)と前記ポリプロピレン系樹脂(y2)とを接着層形成用押出機に供給し、加熱、溶融、混練し、揮発性可塑剤を圧入してさらに混練することにより得ることができる。
ポリスチレン系樹脂(y1)及びポリプロピレン系樹脂(y2)の含有割合は、前記接着層について説明したようにすれば良い。
前記接着層形成用溶融樹脂には、揮発性可塑剤が添加され、接着層形成用溶融樹脂が揮発性可塑剤を含む状態で共押出が行われることが好ましい。
本発明者らの検討の結果、共押出により、接着層を介して、ポリプロピレン系樹脂を配合した混合樹脂からなる発泡層と樹脂層とを積層すると、多層発泡シートの独立気泡率が低下しやすくなる傾向があることが判明した。この独立気泡率の低下が多層発泡シートの熱成形可能範囲が狭くなる原因の一つとして考えられる。本発明においては、特に、押出時に揮発性可塑剤を添加し、接着層形成用溶融樹脂が揮発性可塑剤を含む状態で共押出を行うことで、多層発泡シートの独立気泡率を高くすることができ、熱成形可能な範囲の広い多層発泡シートを安定して得ることができる。
なお、接着層形成用溶融樹脂が揮発性可塑剤を含む状態で共押出を行うことで多層発泡シートの独立気泡率を高くすることができる理由については、定かではないが、揮発性可塑剤の可塑化効果により、押出時の接着層形成用溶融樹脂の温度を下げることができるため、混合樹脂(X)により構成され、独立気泡率が低下しやすい状態の発泡層へ接着層を積層しても、接着層付近の発泡層の発泡状態を大きく悪化させることがなく、発泡層の独立気泡率、更に多層発泡シートの独立気泡率を高く維持できるためと考えられる。


揮発性可塑剤としては、多層発泡シート製造後に多層発泡シートから揮発するものであって、本発明の所期の目的を損なわないものであれば特に限定されないが、炭素数2以上7以下の飽和炭化水素、炭素数1以上3以下のハロゲン化脂肪族炭化水素、炭素数1以上4以下の脂肪族アルコール、又は炭素数2以上8以下の脂肪族エーテル等から選択される1種、又は2種以上で構成されるものが例示される。
揮発性可塑剤の例に挙げた炭素数2以上7以下の飽和炭化水素としては、例えば、エタン、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、イソヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタンが挙げられる。
前記炭素数1以上3以下のハロゲン化脂肪族炭化水素としては、例えば、塩化メチル、塩化エチル、1,1,1,2−テトラフルオロエタン、1,1−ジフルオロエタンが挙げられる。
前記炭素数1以上4以下の脂肪族アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコールが挙げられる。
前記炭素数2以上8以下の脂肪族エーテルとしては、例えば、メチルエーテル、エチルエーテル、プロピルエーテル、イソプロピルエーテル、メチルエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテル、メチルアミルエーテル、メチルイソアミルエーテル、エチルプロピルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、エチルイソブチルエーテル、エチルアミルエーテル、エチルイソアミルエーテル、ビニルエーテル、アリルエーテル、メチルビニルエーテル、メチルアリルエーテル、エチルビニルエーテル、エチルアリルエーテルが挙げられる。
揮発性可塑剤の沸点は、接着層から揮発し易いことから、好ましくは80℃以下であり、更に好ましくは60℃以下である。該沸点の下限値は、概ね−50℃である。
前記揮発性可塑剤の添加量は、混合樹脂(Y)1kgに対して0.05〜2モルであることが好ましく、より好ましくは0.1〜1モルである。
なお、取扱い性や樹脂に対する可塑化効果に優れることから、揮発性可塑剤としてブタンを用いることが好ましい。
本発明の多層発泡シートの各層を形成するための樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて造核剤、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、導電性付与剤、耐候剤、紫外線吸収剤、着色剤、難燃剤、無機充填剤等の添加剤を添加することができる。
次に本発明を実施例、比較例によりさらに詳細に説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
実施例、比較例において、次の原料を用いた。
[発泡層形成用のポリスチレン系樹脂(x1)]
(1)PSジャパン(株)製スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体「MM290」〔スチレン成分83重量%、メタクリル酸成分12重量%、メタクリル酸メチル成分5重量%〕(略称:MM290、溶融粘度3948Pa・s、MFR(200℃、荷重5kg)1.0g/10min、ビカット軟化温度123℃)
(2)PSジャパン(株)製スチレン−メタクリル酸共重合体「G9001」〔スチレン成分93重量%、メタクリル酸成分7重量%〕(略称:G9001、溶融粘度:2646Pa・s、MFR(200℃、荷重5kg):1.6g/10min、ビカット軟化温度:118℃)
[発泡層形成用のポリプロピレン系樹脂(x2)]
(1)日本ポリプロ(株)製ホモポリプロピレン系樹脂「FY4」(略称:FY4、溶融粘度:761Pa・s、MFR(230℃、荷重2.16kg):5.0g/10min、融点160℃)
(2)日本ポリプロ(株)製ブロックポリプロピレン系樹脂「BC3AD」(略称:BC3AD、溶融粘度:532Pa・s、MFR(230℃、荷重2.16kg):10g/10min、融点158℃)
[発泡層形成用のスチレン系熱可塑性エラストマー(x3)]
(1)JSR(株)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、グレード名「DYNARON9901P」(略称:9901P、溶融粘度1284Pa・s、スチレン成分含有量53重量%」
[発泡層形成用のリサイクル原料]
(1)実施例1で得られた多層発泡シートを加熱溶融したリサイクル原料(略称:RE1、ポリスチレン系樹脂79.1重量%、ポリプロピレン系樹脂19.2重量%、スチレン系熱可塑性エラストマー1.7重量%)
[接着層形成用のポリスチレン系樹脂(y1)]
(1)PSジャパン(株)製ポリスチレン「G0002」(略称:G0002、スチレンオリゴマー含有量:1056重量ppm、溶融粘度1580Pa・s)
[接着層形成用のポリプロピレン系樹脂(y2)]
(1)(株)プライムポリマー製ポリプロピレン系樹脂「E111G」(略称:E111G、溶融粘度:1512Pa・s、MFR(230℃、荷重2.16kg):0.5g/10min、融点:160℃)
(2) 日本ポリプロ(株)製ポリプロピレン系樹脂「EC9」(略称:EC9、溶融粘度1900Pa・s、MFR(230℃、荷重2.16kg):0.5g/10min、融点161℃)
[接着層形成用のスチレン系熱可塑性エラストマー]
発泡層形成用のスチレン系エラストマーと同一のものを使用した。
[樹脂層形成用のポリプロピレン系樹脂(z)]
発泡層形成用のポリプロピレン系樹脂と同一のものを使用した。
物理発泡剤及び揮発性可塑剤として、ノルマルブタン70重量%とイソブタン30重量%とからなる混合ブタンを用いた。
[気泡調整剤]
タルク:松村産業株式会社製、グレード名「ハイフィラー#12」を用いた。
[装置]
発泡層形成用の押出機として、バレル内径90mmの第一押出機とバレル内径120mmの第二押出機からなるタンデム押出機を用い、接着層形成用の押出機としてバレル内径40mm第三押出機を用い、樹脂層形成用の押出機としてバレル内径65mm第四押出機を用いた。更に、共押出用環状ダイに、第二押出機と第三押出機と第四押出機の夫々の出口を連結し、夫々の溶融樹脂を共押出用環状ダイ内で積層可能にした。
実施例1、3〜5、比較例1〜3、5
発泡層を構成するポリスチレン系樹脂(x1)として「MM290」を90.6重量%、ポリプロピレン系樹脂(x2)として「FY4」を7.5重量%、スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)として「9901P」を1.9重量%用いて混合樹脂(x)とし、混合樹脂(x)100重量部に対して1.7重量部のタルクを配合した原料を、第一押出機に供給し、加熱混練し、これに0.31mol/kgとなる割合で混合ブタンを圧入して発泡層形成用溶融樹脂とし、次いで、第二押出機に移送して樹脂温度を183℃に調整し、表3に示す坪量構成となるように共押出用環状ダイに導入した。
同時に、表1に示す種類、重量比のポリスチレン系樹脂(y1)とポリプロピレン系樹脂(y2)と熱可塑性エラストマーとを第三押出機に供給し、加熱混練し、これに表2に示す割合で揮発性可塑剤としての混合ブタンを注入し、更に混練して接着層形成用溶融樹脂とし、次いで樹脂温度を183℃に調整し、表1に示す坪量構成となるように共押出用環状ダイに導入した。
同時に、表1の樹脂層の欄に示すポリプロピレン系樹脂を第四押出機に供給し、加熱混練して樹脂層形成用樹脂溶融物とし、樹脂温度を183℃に調整し、表1に示す坪量構成となるように共押出用環状ダイに導入した。
共押出用環状ダイ内で、筒状に流動する発泡層形成用樹脂溶融物の外周面に接着層形成用樹脂溶融物を積層し、更にその外周面に樹脂層形成用樹脂溶融物を積層し、直径90mmの環状のダイリップから大気中に押出して、発泡層/接着層/樹脂層からなる3層構造の筒状積層発泡体を形成した。押出された筒状積層発泡体を拡径ブローアップ比3.0で引き取りながら押出方向に沿って切開いて、幅850mmの多層発泡シートを得た。
なお、発泡層を構成するポリスチレン系樹脂(x1)のビカット軟化温度(Tx1)が123℃であり、発泡層を構成するポリプロピレン系樹脂(x2)の融点(Tx2)が160℃であることから、その差[Tx2−Tx1]は、37℃であった。
実施例2
樹脂層を構成するポリプロピレン系樹脂を「BC3AD」とし、接着層を構成するポリプロピレン系樹脂を「EC9」とした以外は実施例1と同様にして多層発泡シートを得た。なお、発泡層を構成するポリスチレン系樹脂(x1)のビカット軟化温度(Tx1)が123℃であり、発泡層を構成するポリプロピレン系樹脂(x2)の融点(Tx2)が158℃であることから、その差[Tx2−Tx1]は、35℃であった。
実施例6
発泡層を構成するポリスチレン系樹脂として「MM290」を74.8重量%、ポリプロピレン系樹脂として「FY4」を3.6重量%、スチレン系エラストマーとして「9901P」を1.6重量%用い、さらにリサイクル原料として「RE1」を20重量%使用し、発泡層を構成するポリスチレン系樹脂(x1)を90.6重量%、ポリプロピレン系樹脂(x2)を7.5重量%、スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)を1.9重量%とした以外は、実施例1と同様にして多層発泡シートを得た。なお、発泡層を構成するポリスチレン系樹脂(x1)のビカット軟化温度(Tx1)が123℃であり、発泡層を構成するポリプロピレン系樹脂(x2)の融点(Tx2)が160℃であることから、その差[Tx2−Tx1]は、37℃であった。
比較例4
発泡層を構成するポリスチレン系樹脂として「G9001」を用い、配合量を90.6重量%とした以外は実施例1と同様にして多層発泡シートを得た。
なお、発泡層を構成するポリスチレン系樹脂(x1)のビカット軟化温度(Tx1)が118℃であり、発泡層を構成するポリプロピレン系樹脂(x2)の融点(Tx2)が160℃であることから、その差[Tx2−Tx1]は、42℃であった。
得られた多層発泡シートの諸物性を測定した結果を表3に示す。
Figure 0006955998
Figure 0006955998
Figure 0006955998
実施例における各物性、評価は次のように行った。
(溶融粘度)
溶融粘度の測定は、測定装置として(株)東洋精機製作所製キャピログラフ1Dを用い、前記の方法で行った(n=3)。
(ポリスチレン系樹脂のビカット軟化温度)
ポリスチレン系樹脂のビカット軟化温度は、前記方法で測定した。
(ポリプロピレン系樹脂の融点)
ポリプロピレン系樹脂の融点は、前記方法で測定した。
(相構造指数PI)
接着層における混合樹脂(Y)の混合状態を表す相構造指数PIの値は、前記方法で測定した。
(坪量構成)
多層発泡シートから全幅に亘って幅100mmの試験片(試験片サイズ:100mm×1040mm)を切り出し、試験片の重量をその面積(10400mm)で割算し、g/mに単位換算することにより、多層発泡シートの坪量を求めた(n=3)。
坪量構成は、多層発泡シートの総坪量をもとに各層の吐出量比から求めた。
(多層発泡シートの厚み)
多層シートの幅方向に亘って10mm間隔で厚みを測定し、算術平均することにより平均厚みを求めた。
(多層発泡シートの見掛け密度)
多層発泡シートの坪量をその平均厚みで割算し、g/cmに単位換算することにより、多層発泡シートの見掛け密度を求めた。
(独立気泡率)
株式会社島津製作所製の乾式自動密度計アキュピックII1340型を用い、測定圧力10KPa(ゲージ圧力)、平衡圧レート0.05KPa/minの条件とした以外は、前記方法により測定した。
脆性改善(シャルピー衝撃強度)
多層シートの無作為に選択した10か所から、多層発泡シートの幅方向と試験片の長さ方向とを一致させて、長さ80mm×幅10mm×厚み:多層発泡シートの厚み、の試験片10個をそれぞれ切り出した。該試験片を23℃、相対湿度50%の恒温恒湿室に24時間載置して試験片の状態調節を行った。状態調節を行った試験片(ノッチなし)を用いて、23℃、相対湿度50%の恒温恒湿室内で、JIS K7111−1:2012に基づき、フラットワイズ垂直衝撃により樹脂層が打撃面となるようにして試験片のシャルピー衝撃強度を測定し、測定値の算術平均値を多層シートのシャルピー衝撃強度とした。得られたシャルピー衝撃強度の測定値を表3の脆性改善(シャルピー衝撃強度)の欄に記入した。
[熱成形性(熱成形が可能な範囲)]
熱成形性の評価は次の基準で行った。なお、実施例、比較例で得られた多層発泡シートを25℃の温度で21日間養生した後、下記の熱成形を行った。
熱成形機(浅野研究所製:品番「FKS−0631−10」)を使用し、マッチモールド真空成形により、樹脂層が積層された面が成形体の内側になるようにして、ヒータ温度315℃で多層発泡シートを所定秒数加熱した後、口径142mm、展開倍率2.6倍の成形体を9個取りすることができるカップ状の成形金型(3列×3段)を用いて熱成形を行った。加熱時間を変化させ、9個取り金型の中央部に位置する金型により成形された成形体に対して、良好な成形体を得ることができる加熱時間を測定し、良好な成形体を得ることができた最短の加熱時間(最短加熱時間)と最長の加熱時間(最長加熱時間)から加熱時間範囲を算出した。得られた加熱時間範囲を表3の熱成形成の欄に記入した。
(耐油性)
まず、多層発泡シートを樹脂層を内面側に向けて熱成形して、開口部142mm×底部95mm×高さ86mmの皿形状の成形体(容器)を得た。容器に各温度(85〜165℃、5℃間隔)に熱したサラダ油300mlを入れた。1分間保持後の、容器内面の発泡層への油の浸食の有無を観察し、発泡層への油の侵食が発生しない最高の温度を表3の耐油性の欄に記入した。
(耐熱性)
まず、多層発泡シートを樹脂層を内面側に向けて熱成形して、開口部142mm×底部95mm×高さ86mmの皿形状の成形体(容器)を得た。容器に各温度(85〜165℃、5℃間隔)に熱したサラダ油300mlを入れた。1分間保持後の容器変形の有無を観察した。容器変形が発生しない最高の温度を表3の耐熱性の欄に記入した。









Claims (5)

  1. ポリスチレン系樹脂発泡層、接着層及びポリプロピレン系樹脂層が共押出により積層されてなるポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、
    該ポリスチレン系樹脂発泡層が、ポリスチレン系樹脂(x1)と、ポリプロピレン系樹脂(x2)と、スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)とを含む混合樹脂(X)からなり、該ポリスチレン系樹脂(x1)が、共重合成分としてメタクリル酸成分を10重量%以上含んでおり、該ポリスチレン系樹脂(x1)の含有割合が80重量%を超え98.5重量%以下であり、該ポリプロピレン系樹脂(x2)の含有割合が1重量%以上15重量%未満であり、該スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)の含有割合が0.5重量%以上5重量%以下であり(但し、該ポリスチレン系樹脂(x1)と、該ポリプロピレン系樹脂(x2)と該スチレン系熱可塑性エラストマー(x3)の含有量の合計は100重量%である。)、該接着層がポリスチレン系樹脂(y1)とポリプロピレン系樹脂(y2)とを含む混合樹脂(Y)からなることを特徴とするポリスチレン系樹脂多層発泡シート。
  2. ポリスチレン系樹脂(x1)のビカット軟化温度(Tx1)と、ポリプロピレン系樹脂(x2)の融点(Tx2)との差[Tx2−Tx1]が5℃以上40℃以下であることを特徴とする請求項1に記載のポリスチレン系樹脂多層発泡シート。
  3. 前記多層発泡シートの見掛け密度が0.035〜0.7g/cmであり、該多層発泡シートの独立気泡率が75%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のポリスチレン系樹脂多層発泡シート。
  4. 前記樹脂層の坪量が25g/m以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂多層発泡シート。
  5. 式(1)で定義されるポリスチレン系樹脂(y1)とポリプロピレン系樹脂(y2)との混合状態を表す相構造指数PIが1.3を超え3以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂多層発泡シート。

    PI=(ηy2×φy1)/(ηy1×φy2) ・・・(1)
    ηy1:190℃、剪断速度100sec−1でのポリスチレン系樹脂(y1)の溶融粘度
    φy1:混合樹脂(Y)中のポリスチレン系樹脂(y1)の体積分率
    ηy2:190℃、剪断速度100sec−1でのポリプロピレン系樹脂(y2)の溶融粘度
    φy2:混合樹脂(Y)中のポリプロピレン系樹脂(y2)の体積分率
JP2017249036A 2017-12-26 2017-12-26 ポリスチレン系樹脂多層発泡シート Active JP6955998B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017249036A JP6955998B2 (ja) 2017-12-26 2017-12-26 ポリスチレン系樹脂多層発泡シート

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017249036A JP6955998B2 (ja) 2017-12-26 2017-12-26 ポリスチレン系樹脂多層発泡シート

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019111785A JP2019111785A (ja) 2019-07-11
JP6955998B2 true JP6955998B2 (ja) 2021-10-27

Family

ID=67222027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017249036A Active JP6955998B2 (ja) 2017-12-26 2017-12-26 ポリスチレン系樹脂多層発泡シート

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6955998B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7197338B2 (ja) * 2018-11-26 2022-12-27 中央化学株式会社 積層シート及びその製造方法、食品容器
JP7359612B2 (ja) * 2019-09-17 2023-10-11 中央化学株式会社 合成樹脂発泡シート及びその製造方法、積層シート、食品容器
JP6832405B1 (ja) * 2019-09-24 2021-02-24 株式会社エフピコ 熱成形シート積層用多層フィルム、熱成形用積層シート、及び、熱成形容器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009155557A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Sekisui Plastics Co Ltd 耐熱発泡シート及びその製造方法並びに食品用容器
JP2013237206A (ja) * 2012-05-16 2013-11-28 Jsp Corp 熱成形用多層シート及び容器
JP6292928B2 (ja) * 2013-03-04 2018-03-14 積水化成品工業株式会社 積層発泡シート、積層発泡シート製造方法、及び、容器
JP6271147B2 (ja) * 2013-04-12 2018-01-31 東洋スチレン株式会社 耐熱性樹脂発泡シート及び容器
JP6502727B2 (ja) * 2015-03-31 2019-04-17 積水化成品工業株式会社 熱成型用多層シート及びその製造方法、並びに加熱用容器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019111785A (ja) 2019-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6955998B2 (ja) ポリスチレン系樹脂多層発泡シート
JP6306920B2 (ja) ポリスチレン系樹脂発泡シート、ポリスチレン系樹脂積層発泡シート及び成形容器
JP6083856B2 (ja) 熱成形用多層シート及び電子レンジ加熱用容器
JP6955997B2 (ja) 多層発泡シート、及び多層発泡シートの製造方法
JP6850574B2 (ja) ポリスチレン系樹脂発泡シート、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
JP4979293B2 (ja) 熱可塑性樹脂製発泡シート、およびこの発泡シート製容器
JP6262109B2 (ja) 樹脂発泡シート、積層発泡シート、及び、発泡成形品
JP4848476B1 (ja) 熱成形品の製造方法及び食品用容器
JP6899763B2 (ja) ポリスチレン系樹脂多層発泡シート
JP7495820B2 (ja) ポリスチレン系樹脂多層発泡シート
JP2015071678A (ja) 耐熱性樹脂組成物およびその発泡成形体
JP6717599B2 (ja) スチレン系樹脂、スチレン系樹脂発泡シート、及び食品容器
JP2021192959A (ja) ポリスチレン系樹脂多層発泡シート
JP2000103016A (ja) ポリスチレン系樹脂発泡体/ポリオレフィン系樹脂多層体
JP6802652B2 (ja) ポリスチレン系樹脂多層発泡シート
JP4526051B2 (ja) 熱成形用ポリスチレン系樹脂多層発泡シート
JP6034129B2 (ja) 熱成形用多層シート及び電子レンジ加熱用容器
JP2014111339A (ja) 積層発泡シート、及び、発泡成形品
JP2014054830A (ja) 熱成形用多層シート及び容器
JPH11129369A (ja) 合成樹脂発泡シートおよびその製造方法
JP6892306B2 (ja) 発泡容器
JP6356452B2 (ja) 熱成形用シート、成形体及び容器
JP2019156880A (ja) 耐熱性スチレン系樹脂組成物、成形品、発泡シート、及び食品包装用容器
JP4434382B2 (ja) ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法
JP6103707B2 (ja) ポリスチレン系樹脂積層発泡シート

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200806

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210521

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210604

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210728

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210930

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211004

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6955998

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150