JP7002264B2 - 二軸延伸シートおよびその成形品 - Google Patents

二軸延伸シートおよびその成形品 Download PDF

Info

Publication number
JP7002264B2
JP7002264B2 JP2017184065A JP2017184065A JP7002264B2 JP 7002264 B2 JP7002264 B2 JP 7002264B2 JP 2017184065 A JP2017184065 A JP 2017184065A JP 2017184065 A JP2017184065 A JP 2017184065A JP 7002264 B2 JP7002264 B2 JP 7002264B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
biaxially stretched
styrene
stretched sheet
sheet
content
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
JP2017184065A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019059816A (ja
Inventor
裕卓 小林
大輔 吉村
英二 和泉
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.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denka Co Ltd
Denki Kagaku Kogyo KK
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=66176205&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP7002264(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Denka Co Ltd, Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denka Co Ltd
Priority to JP2017184065A priority Critical patent/JP7002264B2/ja
Publication of JP2019059816A publication Critical patent/JP2019059816A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7002264B2 publication Critical patent/JP7002264B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、食品包装容器の用途に好適に用いることができるスチレン系樹脂組成物からなる二軸延伸シート、およびその成形品に関するものである。
ポリスチレンの延伸シート、特に二軸延伸シートは、透明性、剛性に優れることから、二次成形されて、主に食品用軽量容器等の成形品に大量に使用されている。また、沸騰水に直接接触する用途や、電子レンジで加熱する用途への使用を目的として、原料であるポリスチレンに耐熱性を付与する試みがなされている。例えば、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-無水マレイン酸共重合体などのスチレン系共重合体は、透明性、剛性を損なわずに耐熱性を向上させている。
これらの食品容器に使用されるシートは、環境性やリサイクル性、容器の低コスト化を考慮して、ほとんどがリサイクルされて使用されている。また、特に食品容器や蓋はシート状物を容器状に成形した後は、打ち抜いて容器単独として使用する。そのため、不要な部分は打ち抜き屑(スケルトン)となり、容器の形状によっては30%以上の打ち抜き屑が発生する場合もある。
このため、ほとんどの成形加工場では、この打ち抜き屑は単独で、または耐衝撃性スチレン系樹脂(ハイインパクトポリスチレン、HIPS)シートの打ち抜き屑と混合してリサイクルして使用され、原料の無駄を低減し、製造コストの低減化が図られている。
しかしながら、上記で挙げたスチレン-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-無水マレイン酸共重合体等のコポリマーからなるスチレン系耐熱性樹脂シートは、スチレン単量体単位からなるスチレン系樹脂(以後、汎用ポリスチレンと記載することもある。)との相溶性が悪く、実質的に両者を混合して再利用することができない。そのため、これらのスチレン系耐熱性樹脂シートの屑は、廃棄されるか、若しくは同じ材料に戻すことしか出来ず、製造コストが増大し、廃棄物量も多くなり、汎用ポリスチレンと比較してリサイクル性に劣るという問題があった。
近年は特に、環境に対する配慮が進み、環境負荷低減のために、よりリサイクル性に優れ、かつ従来品よりも薄肉化することによって、二酸化炭素排出量を低減できるシートが望まれている。
従来品よりも薄肉化することを達成するためには、シートを高強度化する必要がある。そのため、シートの加工条件やゴム成分に様々な工夫を加えてシートを高強度化する試みがいくつかなされている(特許文献1、特許文献2)。
特開2007-237732号明細書 特開2004-51680号公報
しかしながら、シートを高強度化することによって容器の成形性が低下し、特に絞り比の大きい容器の成形時には賦型性が悪くなるなどの問題が生じていた。
本発明の課題は、薄肉であっても、製膜性、透明性、シート強度および成形性が良好であり、リサイクル性も良好なスチレン系樹脂組成物からなる延伸シートおよびその成形品を提供することである。
本発明者らは、上記の課題を解決するべく、スチレン系樹脂組成物とそれを用いた延伸シートについて鋭意検討を重ねた結果、汎用ポリスチレンをベースとし、特定のゴム成分を含有する耐衝撃性スチレン系樹脂を添加したスチレン系樹脂組成物を用いて、特定の複屈折率を有した二軸延伸シートとすることによって、上記課題が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、以下のような構成を有している。
(1)スチレン単量体単位からなるスチレン系樹脂と、ゴム成分を含有する耐衝撃性スチレン系樹脂とを含むスチレン系樹脂組成物からなり、前記スチレン系樹脂の重量平均分子量が20万~45万であり、前記ゴム成分の含有量が0.05~0.30質量%であり、平均ゴム粒子径が1.2~12.0μmであり、スチレンオリゴマーの総含有量が10000ppm以下であり、下記式(1)および式(2)で表されるMD方向およびTD方向の複屈折率|ΔnMD|、|△nTD|がいずれも0.0025~0.0050の範囲である二軸延伸シート。
|△nMD|=nMD-(nTD+nZ)/2 ・・・(1)
|△nTD|=nTD-(nMD+nZ)/2 ・・・(2)
ここで、式(1)および式(2)において、nMD、nTDおよびnZはそれぞれ、MD方向、TD方向および厚み方向の屈折率を表す。
(2)MD方向とTD方向の配向緩和応力がいずれも0.80~2.00MPaの範囲である前記(1)に記載の二軸延伸シート。
(3)前記二軸延伸シートのMD向とTD方向の引張弾性率がいずれも2800~3400MPaである前記(1)または前記(2)に記載の二軸延伸シート。
(4)スチレン単量体の含有量が1000ppm以下である前記(1)~(3)のいずれか1項に記載の二軸延伸シート。
(5)ゲル含有量が1.0質量%以下である前記(1)~(4)のいずれか1項に記載の二軸延伸シート。
(6)厚みが0.01~0.7mmであり、MD向とTD方向の延伸倍率がいずれも2.0~4.5倍である前記(1)~(5)のいずれか1項に記載の二軸延伸シート。
(7)前記(1)~(6)のいずれか1項に記載の二軸延伸シートを二次成形してなる成形品。
(8)食品包装容器である前記(7)に記載の成形品。
本発明の二軸延伸シートおよびその成形品は、薄肉であっても、製膜性、透明性、シート強度および成形性が良好であり、リサイクル性も良好である。そのため、食品包装容器等に好適に用いることができる。
本発明の実施形態について以下に説明する。但し、本発明の実施形態は、以下の実施形態に限定されるものではない。
本実施形態の二軸延伸シートは、スチレン単量体単位からなるスチレン系樹脂と、ゴム成分を含有する耐衝撃性スチレン系樹脂とを含むスチレン系樹脂組成物からなる。また、二軸延伸シートは、前記スチレン系樹脂組成物を押出成形し、得られた未延伸のシートを二軸延伸することによって得ることができる。
本実施形態の二軸延伸シートにおいて、MD方向(Machine Direction方向)とは、シート製膜時の流れ方向であり、縦方向ともいう。また、TD方向(Transverse Direction方向)とは、シート製膜時の流れ方向と直角の方法であり、横方向ともいう。
以下、スチレン系樹脂組成物を構成する各成分について説明する。
(スチレン単量体単位からなるスチレン系樹脂)
スチレン単量体単位からなるスチレン系樹脂(以下、「スチレン系樹脂」と記載する。)は、スチレン単量体単位を主たる単量体単位とする重合体であり、いわゆる汎用ポリスチレンである。スチレン系樹脂は、必要に応じて、発明の効果を損なわない限りにおいて、スチレン以外の他の単量体を適宜、共重合させてもよい。
スチレン系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、20万~45万であり、22万~40万であることが好ましい。スチレン系樹脂の重量平均分子量が20万未満であると、製膜時にシートのドローダウンやネックインなどが発生して製膜性が低下する傾向にある。また、重量平均分子量が45万を超えると、製膜時の厚みムラ、ダイラインなどが発生し易くなり、シート外観が低下する。
ここで、スチレン系樹脂の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、以下のGPCによる測定方法によって測定することができる。
(GPCによる測定方法)
以下の方法にてGPCによる測定を行い、単分散ポリスチレンの溶出曲線より各溶出時間における分子量を算出し、ポリスチレン換算の分子量として算出する。
機種:昭和電工株式会社製Shodex GPC-101
カラム:ポリマーラボラトリーズ社製PLgel GUARD 10μm φ7.5×50mmを1本と、PLgel MIXED-B 10μm φ7.5×300mmを3本使用。
移動相:テトラヒドロフラン
試料濃度:0.2質量%
温度:オーブン40℃、注入口35℃、検出器35℃
検出器:示差屈折計
スチレン系樹脂の重合方法としては、ポリスチレン等で工業化されている塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法等の公知の重合方法が挙げられる。品質面や生産性の面では、塊状重合法、溶液重合法が好ましく、連続重合であることが好ましい。溶媒としては例えば、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼンおよびキシレン等のアルキルベンゼン類、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン類、ヘキサンやシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類が使用できる。
スチレン系樹脂の重合時には、必要に応じて重合開始剤、連鎖移動剤を使用することができる。重合開始剤としては、有機過酸化物を使用することができる。
(耐衝撃性スチレン系樹脂)
耐衝撃性スチレン系樹脂とは、いわゆるハイインパクトポリスチレン(HIPS)である。耐衝撃性スチレン系樹脂としては、ゴム成分が含まれるスチレン系樹脂であれば良く、スチレンの単独重合体中にゴム成分が含まれているもの、ゴム成分にポリスチレンがグラフト重合しているもの等、いずれも好適に用いることができる。ゴム成分は、マトリックス樹脂となるポリスチレン中に、独立して粒子状になって分散していてもよいし、ゴム成分にポリスチレンがグラフト重合して粒子状に分散しているものであってもよい。
ゴム成分としては、例えば、ポリブタジエン、スチレン-ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、ブタジエン-イソプレン共重合体などが挙げられる。特に、ポリブタジエン、スチレン-ブタジエン共重合体として含まれていることが好ましい。
スチレン系樹脂組成物中の耐衝撃性スチレン系樹脂に由来するゴム成分の含有量は、二軸延伸シート中のゴム成分の含有量として0.05~0.30質量%である。ゴム成分の含有量が0.05質量%未満であると、シート脆性や耐折性の改善効果が十分発揮できないおそれがある。一方、ゴム成分の含有量が0.30質量%を超えると、シートの透明性が低下するおそれがある。二軸延伸シート中のゴム成分の含有量は、0.10~0.20質量%であることがより好ましい。
ここで、二軸延伸シート中のゴム成分の含有量は、以下の一塩化ヨウ素法によって定量することができる。二軸延伸シートをクロロホルムに溶解し、一塩化ヨウ素を加えてゴム成分中の二重結合と反応させた後、ヨウ化カリウムを加え、残存する一塩化ヨウ素をヨウ素に変え、チオ硫酸ナトリウムで逆滴定する。
二軸延伸シート中のゴム成分の平均ゴム粒子径は、1.2~12.0μmであり、2.0~8.0μmであることが好ましい。平均ゴム粒子径が1.2μm未満ではシート脆性や耐折性の改善効果が十分発揮できないおそれがある。一方、平均ゴム粒子径が12.0μmを超えるとシートの透明性が低下するおそれがある。
二軸延伸シート中のゴム成分の平均ゴム粒子径は、超薄切片法にて観察面がシート平面と平行方向となるよう切削し、四酸化オスミウム(OsO)にてゴム成分を染色した後、透過型顕微鏡にて粒子100個の粒子径を測定し、以下の式により算出した値である。
平均ゴム粒子径=Σni(Di)/Σni(Di)
ここで、niは測定個数、Diは測定した粒子径を示す。
(スチレン系樹脂組成物)
スチレン系樹脂組成物において、耐衝撃性スチレン系樹脂の含有量は、シートの外観および透明性を維持するため、スチレン系樹脂組成物に対して1質量%以下であることが好ましく、0.8質量%以下であることがより好ましい。また、シートの脆性、容器のブロッキング性の改善効果を十分に与えるため、スチレン系樹脂組成物に対して0.17質量%以上であることが好ましく、0.3質量%以上であることがより好ましい。
スチレン系樹脂組成物には、用途に応じて各種添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、ゲル化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、可塑剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、鉱油等の添加剤、ガラス繊維、カーボン繊維およびアラミド繊維等の補強繊維、タルク、シリカ、マイカ、炭酸カルシウムなどの充填剤が挙げられる。また、上記スチレン系樹脂組成物をシート化したときの外観の観点から、酸化防止剤およびゲル化防止剤を単独または2種類以上を併用して配合することが好ましい。これらの添加剤は、スチレン系樹脂および耐衝撃性スチレン系樹脂の重合工程または脱揮工程、造粒工程にて添加しても良いし、スチレン系樹脂組成物を製造するときに添加しても良い。
上記添加剤の添加量に制限はないが、スチレン系樹脂組成物のシートの透明性を損なわない範囲で添加することが好ましい。
(二軸延伸シート)
本実施形態の二軸延伸シートは、前記のスチレン系樹脂組成物を二軸延伸加工して得られるものである。二軸延伸は、逐次二軸延伸、同時二軸延伸のいずれであってもよい。
二軸延伸シートは、例えば、次のような方法で製造することができる。まず、前記スチレン系樹脂組成物を押出機により溶融混練して、ダイ(特にTダイ)から押し出して未延伸シートを製造する。次に、未延伸シートをMD方向およびTD方向の二軸方向に逐次又は同時に延伸することによって、二軸延伸シートが製造される。
二軸延伸シートの厚みは、シートおよび容器の強度、特に剛性を確保するために、0.01mm以上であることが好ましく、より好ましくは0.10mm以上、さらに好ましくは0.2mm以上である。一方、賦型性および経済性の観点から、二軸延伸シートの厚みは、0.7mm以下であることが好ましく、より好ましくは0.6mm以下、さらに好ましくは0.5mm以下である。
二軸延伸シートの縦方向および横方向の延伸倍率はいずれも、2.0~4.5倍の範囲にあることが好ましい。延伸倍率が2.0倍未満では、十分に高い強度を有したシートを得ることができないおそれがある。一方、延伸倍率が4.5倍を超えると、熱成形時の収縮率が大き過ぎることにより賦形性が損なわれるおそれがある。二軸延伸シートの縦方向および横方向の延伸倍率はいずれも、2.1~3.0倍の範囲にあることがより好ましい。
なお、延伸倍率の測定方法は、以下のとおりである。二軸延伸シートの試験片に対して、MD方向およびTD方向に100mm長の直線を引く。JIS K7206:2016に準拠して測定したシートのビカット軟化温度より30℃高い温度のオーブンに、上記試験片を60分間静置し収縮させた後の、上記直線の長さL[mm]を測定する。MD方向およびTD方向の延伸倍率(倍)はそれぞれ、次式によって算出した数値である。
延伸倍率(倍)=100/L
二軸延伸シートは、下記式(1)および式(2)で表されるMD方向およびTD方向の複屈折率|△nMD|、|△nTD|がいずれも0.0025~0.0050の範囲である。
|△nMD|=nMD-(nTD+nZ)/2 ・・・(1)
|△nTD|=nTD-(nMD+nZ)/2 ・・・(2)
ここで、式(1)および式(2)において、nMD、nTDおよびnZはそれぞれ、MD方向、TD方向および厚み方向の屈折率を表す。
二軸延伸シートの式(1)および式(2)で表されるMD方向およびTD方向の複屈折率がいずれも0.0025~0.0050の範囲にあることが好ましく、0.0030~0.0045であることがより好ましい。複屈折率が0.0025未満では従来品よりもシートを薄肉化した際に、強度が足りず、実用的に使用できなくなるおそれがある。一方、複屈折率が0.0050を超えると熱成形時の収縮応力が大き過ぎることにより賦形性が損なわれるおそれがある。なお、複屈折率は、JIS K7142に準拠してアッベ屈折計で測定することができる。また、位相差測定装置KOBRAを用いても同様に測定することができる。
二軸延伸シートのMD方向およびTD方向の配向緩和応力はいずれも、0.80~2.00MPaの範囲にあることが好ましく、0.90~1.10MPaであることがより好ましい。配向緩和応力が0.80MPa未満では従来品よりもシートを薄肉化した際に、強度が足りず、実用的に使用できなくなるおそれがある。一方、配向緩和応力が2.00MPaを超えると熱成形時の収縮応力が大き過ぎることにより賦形性が損なわれるおそれがある。また、シートの耐折性および賦形性のバランスの観点から、MD向およびTD方向の配向緩和応力の差は0.2MPa以下であると好ましい。二軸延伸シートの配向緩和応力は、ASTM D1504に準じて、シートを構成する樹脂組成物のビカット軟化温度より30℃高い温度のシリコーンオイル中でのピーク応力値として測定した値である。
二軸延伸シートのMD向とTD方向の引張弾性率がいずれも2800~3400MPaであることが好ましく、2900~3100MPaであることがより好ましい。引張弾性率は、JIS K 7161に準じて測定することができる。MD向とTD方向の引張弾性率がいずれも上記の範囲内にあると、良好な容器強度や賦型性を発揮することができる。
二軸延伸シート中のゲル含有量は、二次成形時の加工性、外観の透明性の観点から、少ないことが好ましい。二軸延伸シート中のゲル含有量は、1.0質量%以下が好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましい。二軸延伸シート中のゲル含有量は、二軸延伸シートをMEK(2-ブタノン)溶剤に溶かし、遠心分離を行い、溶剤不溶分を沈降させ、上澄みを除去した後に乾燥させ、秤量することによって求めることができる。
二軸延伸シートは、スチレン単量体の含有量が1000ppm以下であることが好ましい。スチレン単量体の含有量が1000ppmよりも多いと、シートを成形加工する際に成形加工機の金型等に付着し、成形品の外観を損ねたり、金型汚れを引き起こしてその後の成形容器の外観を損なう懸念がある。なお、スチレン単量体の定量は、下記記載のガスクロマトグラフィーを用い、内部標準法にて測定した。
装置名:GC-12A(島津製作所社製)
カラム:ガラスカラム φ3[mm]×3[m]
定量法:内部標準法(シクロペンタノール)
また、二軸延伸シート中のスチレンオリゴマーの総含有量は、10000ppm以下であり、5000ppm以下であることが好ましい。スチレンオリゴマーが10000ppmよりも多いと、シートを成形加工する際に成形品の外観を損ねたり、金型汚れを引き起こす懸念がある。スチレンオリゴマーとは、スチレン単量体のダイマーやトリマーのことを指し、それらの構造異性体も含まれる。
スチレンオリゴマーの定量は、試料200mgを2mLの1,2-ジクロロメタン(内部標準物質含有)に溶解させた後、メタノールを2mL添加して樹脂を析出させ、静置後の上澄み液を用いてガスクロマトグラフにて以下の条件で測定した。
ガスクロマトグラフ:HP-5890(ヒューレットパッカード社製)
カラム:DB-1(ht) 0.25mm×30m 膜厚0.1μm
インジェクション温度:250℃
カラム温度:100-300℃
検出器温度:300℃
スプリット比:50/1
内部標準物質:n-エイコサン
キャリアーガス:窒素
二軸延伸シートには、必要に応じて、公知の離型剤・剥離剤(例えばシリコーンオイル)、防曇剤(例えばショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤、ポリエーテル変性シリコーンオイル、二酸化珪素等)、帯電防止剤(例えば各種ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等)の内の1種または2種以上を混合して、延伸シートの片面または両面に塗布してもよい。
上記の化合物を延伸シートの表面に塗工する方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。具体的には、ロールコーター、ナイフコーター、グラビアロールコーター等を用いて塗工する方法が挙げられる。また、噴霧、浸漬等の方法を採用することもできる。
二軸延伸シートから成形品を得る方法としては、特に制限はなく、従来の延伸シートの二次成形方法において慣用されている方法を用いることができる。例えば、真空成形法や圧空成形法等の熱成形方法によって二次成形を行うことができる。これらの方法は例えば高分子学会編「プラスチック加工技術ハンドブック」日刊工業新聞社(1995)に記載されている。
本発明の二軸延伸シートの成形品の用途としては、食品包装容器等が本発明の特徴が十分に発揮されるため、特に好ましい。
以下に、実施例を用いて、本発明の二軸延伸シートをより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
まず、二軸延伸シートの製造に用いる各樹脂を以下の方法により調製した。
[スチレン系樹脂]
一般に市販されている汎用ポリスチレンを用いた。表1に記載の重量平均分子量が異なる5種類のスチレン系樹脂A1~A5を準備した。
[耐衝撃性スチレン系樹脂の製造]
ゴム状重合体として3.4質量%のローシスポリブタジエンゴム(旭化成製、商品名ジエン55AS)を使用し、91.6質量%のスチレンと、溶剤として5.0質量%のエチルベンゼンに溶解して重合原料とした。また、ゴムの酸化防止剤(チバガイギー製、商品名イルガノックス1076)0.1質量部を添加した。この重合原料を翼径0.285mの錨型撹拌翼を備えた14リットルのジャケット付き反応器(R-01)に12.5kg/hrで供給した。反応温度は140℃、回転数は2.17sec-1で反応させた。得られた樹脂液を直列に配置した2基の内容積21リットルのジャケット付きプラグフロー型反応器に導入した。1基目のプラグフロー型反応器(R-02)では、反応温度が樹脂液の流れ方向に120~140℃、2基目のプラグフロー型反応器(R-03)では、反応温度が樹脂液の流れ方向に130~160℃の勾配を持つようにジャケット温度を調整した。得られた樹脂液は230℃に加熱後、真空度5torrの脱揮槽に送られ、未反応単量体、溶剤を分離・回収した。その後、脱揮槽からギヤポンプで抜き出し、ダイプレートを通してストランドとした後、水槽を通してペレット化し、製品として回収した。得られた樹脂の樹脂率は70%であった。ここで、樹脂率とは、下記式によって算出される。
樹脂率(%)=100×(ポリマー量)/{(仕込んだモノマー量)+(溶剤量)}
また、得られた樹脂B1中のゴム成分含有量は30.0質量%、平均ゴム粒子径は1.0μmであった。
樹脂B1と同様にして、各種原料仕込み量を調整して、表2に記載の各種耐衝撃性スチレン系樹脂B2~B4を製造した。
[スチレン-メタクリル酸共重合樹脂の製造]
内容量200Lのジャケット、攪拌機付きオートクレーブに純水100kg、ポリビニルアルコール100gを加え、130rpmで攪拌した。続いてスチレン72.0kg、メタクリル酸4.0kgおよびt-ブチルパーオキサイド20gを仕込み、オートクレーブを密閉して、110℃に昇温して5時間重合を行った(ステップ1)。また、4.0kgのメタクリル酸を、重合温度が110℃に達した時点から2時間かけて、均等に追加添加した(ステップ2)。さらに140℃で3時間保持し、重合を完結させた(ステップ3)。得られたビーズを洗浄、脱水、乾燥した後、押出して、ペレット状のスチレン-メタクリル酸共重合樹脂C1を得た。これを熱分解ガスクロマトグラフィーを用いて分析した結果、スチレン単量体/メタクリル酸単量体の質量%比は、90/10であった。また、GPC測定により求めた数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、Z平均分子量(Mz)はそれぞれ、8.0万、20万、36万であった。
Figure 0007002264000001
Figure 0007002264000002
(実施例2)
以下に、実施例2の二軸延伸シートの作成例を記す。
スチレン系樹脂(A3)99.0質量%に対し、耐衝撃性スチレン系樹脂(B3)1.0質量%をハンドブレンドし、ペレット押出機(真空ベント付き二軸同方向押出機 TEM35B (東芝機械製))を用い、押出温度230℃、回転数250rpm、ベント脱揮圧力-760mmHgにてダイプレートを通してストランドとした。その後、水槽にて冷却したのち、ペレタイザーを通してペレット化し、樹脂組成物を得た。なお、ベント脱揮圧力は、常圧に対する差圧値として示した。上記樹脂組成物をシート押出機(Tダイ幅500mm、リップ開度1.5mm、φ40mmのエキストルーダー(田辺プラスチック機械社製))を用い、押出温度230℃、吐出量20kg/hにて未延伸シートを得た。このシートをバッチ式二軸延伸機(東洋精機社製)を用いて予熱し、歪み速度0.1/secで、MD2.9倍、TD2.8倍に延伸し、二軸延伸シートを得た。得られた二軸延伸シートの厚みは0.25mm、複屈折率(|△nMD|/|△nTD|)は0.0028/0.0030であった。また、二軸延伸シート中のゲル含有量は0.8質量%であり、スチレン単量体の含有量は400ppm、スチレンオリゴマーの総含有量は3000ppmであった。
(実施例1、実施例3~7、比較例1~11)
同様に、上記作成例にある樹脂の種類、配合量、シート押出条件、延伸条件を調整して、表3および表4に記載の実施例1、実施例3~7および比較例1~10に記載の二軸延伸シートを得た。
また、上記作成例にあるスチレン系樹脂(A3)をスチレン-メタクリル酸共重合樹脂(C1)に変更し、同様にシート押出、二軸延伸を行って、比較例11に記載の二軸延伸シートを得た。
得られた二軸延伸シートについて、以下に記載した方法にて各種性能を測定し、評価を行った。◎、○、△、×の相対評価においては、◎、○または△のときを合格と判定した。結果を表3および表4に記載した。
(1)製膜性
未延伸シートにMD方向およびTD方向に20mm間隔で直線を5本ずつ格子状に引いた時の交点25点についてマイクロゲージを用いて厚みを測定し、その標準偏差σを下記基準で評価した。
○:σが0.03mm未満
△:σが0.03mm以上、0.07mm未満
×:σが0.07mm以上
(2)シート外観
二軸延伸シート350mm×350mmの範囲について、1)面積100mm以上のロール付着跡、2)面積10mm以上の気泡、3)透明および不透明異物、4)付着欠陥、5)幅3mm以上のダイライン(製膜時にTダイ出口で発生するシート流れ方向に走る欠陥)を欠点とし、欠点の個数を下記基準で評価した。
○:0個
△:1~2個
×:3個以上
(3)透明性(ヘーズ)
JIS K-7361-1に準じ、ヘーズメーターNDH5000(日本電色社)を用いて、二軸延伸シートのヘーズを測定した。
◎:ヘーズ1.5%未満
○:ヘーズ1.5%以上、3.0%未満
△:ヘーズ3.0%以上、5.0%未満
×:ヘーズ5.0%以上
(4)剛性
後記するフードパックの本体に500gの錘を入れ、蓋をした弁当容器を5段重ね、24時間静置後の蓋材の変形状態を確認した。
○: 形状変化なし。
△: 変形有り。
×: 割れ有り。
(5)耐折性
ASTM D2176に準じて、シート押出方向(MD方向)とそれに垂直な方向(TD方向)の耐折曲げ強さを測定し、最小値を求め、以下のように評価した。
◎:8回以上
○:5回以上、8回未満
△:2回以上、5回未満
×:2回未満
(6)賦型性
熱板成形機HPT?400A(脇坂エンジニアリング社製)にて、熱板温度150℃、加熱時間2.0秒の条件で、弁当蓋(寸法 蓋:縦165×横225×高さ26mm)を成形し、賦型性を下記基準にて評価した。
○:良好
△:コーナー部に僅かな形状不良
×:寸法と異なる形状またはコーナー部に著しい形状不良
(7)金型汚れ性
上記弁当蓋の成形時、金型等の汚れの転写を下記基準にて評価した。
○:転写なし(透明、白濁なし)
△:一部に転写あり(不透明、表面が白濁)
×:全体に転写あり(不透明、表面が白濁)
(8)容器強度
上記成形条件で得られた弁当蓋を、本体容器に嵌合させ、上部より均等に面荷重をかけて10mm押し込んだ後、荷重を外した後の蓋の状態について評価した。
◎:元に戻り全く変形なし
○:軽微な変形、外寸の変化率が5%未満
×:大変形、外寸の変化率が5%以上
(9)リサイクル性
上記弁当蓋を粉砕し、汎用ポリスチレンペレット70質量%に対して30質量%含有させて再度シート押出、延伸を行い、二軸延伸シートを作成した。JIS K-7361-1に準じて、ヘーズメーターNDH5000(日本電色社)を用いて、得られた二軸延伸シートのヘーズを測定し、リサイクル性を評価した。
○:ヘーズ3.0%未満
△:ヘーズ3.0%以上、5.0%未満
×:ヘーズ5.0%以上
Figure 0007002264000003
Figure 0007002264000004
表3~表4の結果から、実施例1~7で得られた本発明の規定を満たす二軸延伸シートは、いずれも製膜性、透明性、剛性、シート強度、成形性、容器強度、リサイクル性のいずれにおいても、優れた性能を有するものであった。実施例5の二軸延伸シートは、複屈折率が本発明の数値範囲の上限値に近く、配向緩和応力も好ましい数値範囲の上限値に近いものであり、引張弾性率も高いものであった。そして、ゴム成分の含有量が適切であるため、柔軟性が付与され、賦型性が低下することはなかった。また、非常に優れた容器強度を示し、より軽量化が可能な環境に優しいシートであった。
一方、比較例1~11で得られた本発明の規定を満たさない二軸延伸シートについてはいずれも、製膜性、透明性、シート強度、成形性、容器強度、リサイクル性のいずれかの性能において望ましくない結果であった。
比較例1の二軸延伸シートは、ゴム成分の含有量が少ないため、耐折性に劣っていた。
比較例6の二軸延伸シートは、実施例5の二軸延伸シートと同様に、複屈折率が本発明の数値範囲の上限値に近く、配向緩和応力も好ましい数値範囲の上限値に近い。そのため、ゴム成分の含有量が本発明の規定値より少なくても、分子配向が増大する結果、耐折性は良好であった。しかし、引張弾性率が高くなり、賦型性に劣るものであった。
比較例5の二軸延伸シートは、ゴム成分の含有量が適切であるが、複屈折率が数値範囲の下限値未満であり、配向緩和応力も好ましい数値範囲の下限値未満である。そのため、引張弾性率が低くなり、容器強度に劣るものであった。
比較例7の二軸延伸シートは、ゴム成分の含有量が適切であるが、複屈折率が数値範囲の上限値を超え、配向緩和応力も好ましい数値範囲の上限値を超えている。そのため、引張弾性率が高くなり、賦型性に劣るものであった。

Claims (8)

  1. スチレン単量体単位からなるスチレン系樹脂と、ゴム成分を含有する耐衝撃性スチレン系樹脂とを含むスチレン系樹脂組成物からなり、
    前記スチレン系樹脂の重量平均分子量が20万~45万であり、
    前記ゴム成分の含有量が0.05~0.30質量%であり、
    平均ゴム粒子径が1.2~12.0μmであり、
    スチレンオリゴマーの総含有量が10000ppm以下であり、
    下記式(1)および式(2)で表されるMD方向およびTD方向の複屈折率|△nMD|、|△nTD|がいずれも0.0025~0.0050の範囲である二軸延伸シート。
    |△nMD|=nMD-(nTD+nZ)/2 ・・・(1)
    |△nTD|=nTD-(nMD+nZ)/2 ・・・(2)
    ここで、式(1)および式(2)において、nMD、nTDおよびnZはそれぞれ、MD方向、TD方向および厚み方向の屈折率を表す。
  2. MD方向とTD方向の配向緩和応力がいずれも0.80~2.00MPaの範囲である請求項1に記載の二軸延伸シート。
  3. 前記二軸延伸シートのMD向とTD方向の引張弾性率がいずれも2800~3400MPaである請求項1または請求項2に記載の二軸延伸シート。
  4. スチレン単量体の含有量が1000ppm以下である請求項1~3のいずれか1項に記載の二軸延伸シート。
  5. ゲル含有量が1.0質量%以下である請求項1~4のいずれか1項に記載の二軸延伸シート。
  6. 厚みが0.01~0.7mmであり、MD向とTD方向の延伸倍率がいずれも2.0~4.5倍である請求項1~5のいずれか1項に記載の二軸延伸シート。
  7. 請求項1~6のいずれか1項に記載の二軸延伸シートを二次成形してなる成形品。
  8. 食品包装容器である請求項7に記載の成形品。
JP2017184065A 2017-09-25 2017-09-25 二軸延伸シートおよびその成形品 Active JP7002264B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017184065A JP7002264B2 (ja) 2017-09-25 2017-09-25 二軸延伸シートおよびその成形品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017184065A JP7002264B2 (ja) 2017-09-25 2017-09-25 二軸延伸シートおよびその成形品

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019059816A JP2019059816A (ja) 2019-04-18
JP7002264B2 true JP7002264B2 (ja) 2022-02-04

Family

ID=66176205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017184065A Active JP7002264B2 (ja) 2017-09-25 2017-09-25 二軸延伸シートおよびその成形品

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7002264B2 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014201605A (ja) 2013-04-01 2014-10-27 Psジャパン株式会社 耐熱スチレン系樹脂組成物、押出シート及び成形品
WO2017122775A1 (ja) 2016-01-15 2017-07-20 デンカ株式会社 二軸延伸シートおよびその成形品

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014201605A (ja) 2013-04-01 2014-10-27 Psジャパン株式会社 耐熱スチレン系樹脂組成物、押出シート及び成形品
WO2017122775A1 (ja) 2016-01-15 2017-07-20 デンカ株式会社 二軸延伸シートおよびその成形品

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019059816A (ja) 2019-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6389574B2 (ja) 二軸延伸シートおよびその成形品
JP7019353B2 (ja) 延伸シ-ト及び包装容器、並びにそれらの製造方法
TWI697507B (zh) 雙軸延伸薄片及其成形品
JP2018203837A (ja) スチレン系樹脂組成物、延伸シートおよび成形品
JP6854819B2 (ja) 二軸延伸シートおよびその成形品
JP2017122238A (ja) ゴム変性スチレン系樹脂およびこれを使用してなるシート、食品容器、食品容器蓋材
JP7025998B2 (ja) 二軸延伸シートおよびその成形品
JP7002264B2 (ja) 二軸延伸シートおよびその成形品
JP6978355B2 (ja) 二軸延伸シートおよびその成形品
JP6941487B2 (ja) 延伸シート及びその成形品
JP7153496B2 (ja) 二軸延伸シートおよびその成形品
JP2018203838A (ja) スチレン系樹脂組成物、延伸シートおよび成形品
JP7008436B2 (ja) 延伸シート及びその成形品
JP7085933B2 (ja) スチレン系樹脂シートおよび成形品
JP7470565B2 (ja) フィルム用スチレン-メタクリル酸系共重合体樹脂組成物、フィルム、及び成形品
JP6917529B1 (ja) 二軸延伸シートおよびその成形品
JP2019196415A (ja) 二軸延伸シートおよびその成形品
WO2021260971A1 (ja) 二軸延伸シートおよびその成形品
JP2010116519A (ja) ポリスチレン系樹脂高光沢フィルム、積層シート及び積層シート成形品

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200813

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210825

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210831

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: 20211221

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211227

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7002264

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150