JP7228446B2 - Manufacturing method for crystalline resin foam container - Google Patents
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Description
本発明は、結晶性樹脂発泡容器の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a crystalline resin foam container.
結晶性樹脂発泡シートを成形してなる結晶性樹脂発泡容器は、耐熱性に優れることが一般に知られている。このため、結晶性樹脂発泡容器は、電子レンジやオーブンで加熱加工する食品の容器として、広く使用されている。
結晶性樹脂発泡容器を得る方法としては、結晶性樹脂発泡シートを多段ステージで成形する成形法が多く採用されている。
多段ステージによる成形金型は、160~180℃に昇温された加熱金型と、20~60℃に冷却された冷却金型とが存在する。成形金型の配列は、加熱金型、冷却金型の順に配置される(例えば、特許文献1参照。)。
It is generally known that a crystalline resin foam container formed by molding a crystalline resin foam sheet is excellent in heat resistance. For this reason, the crystalline resin foam container is widely used as a container for foods to be heat-processed in a microwave oven or an oven.
As a method for obtaining a crystalline resin foam container, a molding method of molding a crystalline resin foam sheet in multiple stages is often adopted.
A multi-stage molding die includes a heated die heated to 160 to 180°C and a cooled die cooled to 20 to 60°C. The molds are arranged in the order of heating molds and cooling molds (see
結晶性樹脂発泡容器は、結晶性樹脂発泡シートを加熱金型で充分に結晶化するまで加熱成形した後、冷却金型で冷却することにより得られる。
しかし、加熱金型にて成形した発泡成形シートを冷却金型に搬送する際、加熱成形を終え、冷却金型に送るまでの間に、発泡成形シートの成形部が収縮、延伸等により位置ズレを起こす場合がある。位置ズレを起こしたままの発泡成形シートを冷却金型でプレスすると、型ズレが生じ、加熱金型で成形した時のエッジラインと、冷却金型で成形した時のエッジラインとが2重に形成されてしまう。型ズレした発泡成形シートをトリミングして結晶性樹脂発泡容器を得ると、結晶性樹脂発泡容器の外観が低下する。
The crystalline resin foam container is obtained by heating and molding a crystalline resin foam sheet with a heating mold until it is sufficiently crystallized, and then cooling it with a cooling mold.
However, when the foam-molded sheet molded in the hot mold is transported to the cooling mold, the molded part of the foam-molded sheet is out of position due to shrinkage, stretching, etc. during the time from the completion of the hot molding to the cooling mold. may cause If a foam-molded sheet that has been misaligned is pressed with a cooling mold, misalignment will occur, and the edge line when molding with the heating mold and the edge line when molding with the cooling mold will be doubled. formed. If the crystalline resin foam container is obtained by trimming the foam-molded sheet with the misaligned shape, the appearance of the crystalline resin foam container deteriorates.
こうした問題に対し、特許文献2には、加熱金型にて成形した発泡成形シートを、冷却金型を用いずに放冷する結晶性樹脂発泡シートの成形方法が提案されている。特許文献2の方法では、冷却金型を用いることによる発泡成形シートの型ズレの防止が図られている。
To address these problems,
しかしながら、特許文献2の方法で製造した結晶性樹脂発泡容器は、脆く、低温(例えば、-15℃)環境下での落下や振動により破損しやすくなる。
However, the crystalline resin foam container manufactured by the method of
そこで、本発明は、外観が良好で、耐熱性に優れ、かつ、低温時に破損しにくい結晶性樹脂発泡容器の製造方法を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a crystalline resin foam container that has a good appearance, excellent heat resistance, and resistance to breakage at low temperatures.
鋭意検討を重ねた結果、本発明者等は、加熱金型にて成形した発泡成形シートを、冷却金型を用いずに放冷した場合、冷却中に結晶性樹脂の結晶化度が上がり過ぎてしまい、結晶性樹脂発泡容器が脆くなることを見出した。そこで、冷却中の冷却速度を制御することで、結晶性樹脂発泡容器の結晶化度を制御し、結晶性樹脂発泡容器の脆性を改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that when a foam-molded sheet molded with a heating mold is allowed to cool without using a cooling mold, the crystallinity of the crystalline resin increases too much during cooling. It was found that the crystalline resin foam container became brittle. Therefore, the present inventors have found that by controlling the cooling rate during cooling, the degree of crystallinity of the crystalline resin foam container can be controlled and the brittleness of the crystalline resin foam container can be improved, leading to the completion of the present invention.
すなわち、本発明は以下の態様を有する。
[1]長尺状の発泡シートをその長手方向に移送しつつ、前記発泡シートに容器の形状を加熱成形して発泡成形シートを得る成形工程と、前記発泡成形シートを冷却速度10℃/sec以上で空冷する空冷工程と、空冷された前記発泡成形シートから容器を切り出すトリミング工程と、を有する、結晶性樹脂発泡容器の製造方法。
[2]長尺状の発泡シートをその長手方向に移送しつつ、前記発泡シートに容器の形状を加熱成形して発泡成形シートを得る成形工程と、前記発泡成形シートを冷却速度10℃/sec以上で空冷する空冷工程と、空冷された前記発泡成形シートから容器を切り出すトリミング工程と、を有し、前記空冷工程は、前記発泡成形シートの幅方向の長さを規制しつつ行う、結晶性樹脂発泡容器の製造方法。
[3]前記空冷工程は、チェーンレールで前記発泡成形シートの幅方向の長さを規制する、[2]に記載の結晶性樹脂発泡容器の製造方法。
[4]前記空冷工程は、任意の温度に調整した空間内に前記発泡成形シートを通過させる、[1]~[3]のいずれか一項に記載の結晶性樹脂発泡容器の製造方法。
That is, the present invention has the following aspects.
[1] A molding step of obtaining a foam-molded sheet by heat-molding the shape of a container on the foam sheet while transferring the long foam sheet in its longitudinal direction, and cooling the foam-molded sheet at a rate of 10 ° C./sec. A method for producing a crystalline resin foam container, comprising an air cooling step of air cooling as described above and a trimming step of cutting out a container from the air-cooled foam molded sheet.
[2] A molding step of obtaining a foam-molded sheet by heat-molding the shape of a container on the foam sheet while transferring the long foam sheet in its longitudinal direction, and cooling the foam-molded sheet at a rate of 10 ° C./sec. and a trimming step of cutting out a container from the air-cooled foam-molded sheet, wherein the air-cooling step is performed while regulating the width direction length of the foam-molded sheet, A method for manufacturing a resin foam container.
[3] The method for producing a crystalline resin foam container according to [2], wherein in the air-cooling step, the length of the foam-molded sheet in the width direction is regulated by chain rails.
[4] The method for producing a crystalline resin foam container according to any one of [1] to [3], wherein the air-cooling step passes the foam-molded sheet through a space adjusted to an arbitrary temperature.
本発明の結晶性樹脂発泡容器の製造方法によれば、外観が良好で、耐熱性に優れ、かつ、低温時に破損しにくい結晶性樹脂発泡容器が得られる。 According to the method for producing a crystalline resin foam container of the present invention, a crystalline resin foam container that has a good appearance, excellent heat resistance, and is resistant to breakage at low temperatures can be obtained.
[結晶性樹脂発泡容器の製造方法]
本発明の結晶性樹脂発泡容器(以下、「発泡容器」ともいう。)の製造方法は、長尺状の発泡シートをその長手方向に移送しつつ、発泡シートに容器の形状を加熱成形して、発泡容器を得るものである。
本発明の発泡容器の製造方法は、成形工程と、空冷工程と、トリミング工程とを有する。
以下に、本発明の一実施形態に係る発泡容器の製造方法について説明する。
[Method for producing crystalline resin foam container]
In the method for producing a crystalline resin foam container (hereinafter also referred to as a "foam container") of the present invention, a long foam sheet is transported in its longitudinal direction, and the shape of the container is thermally formed on the foam sheet. , to obtain a foam container.
The method for manufacturing a foam container of the present invention has a molding step, an air cooling step, and a trimming step.
A method for manufacturing a foam container according to one embodiment of the present invention will be described below.
本実施形態の発泡容器の製造方法は、ラミネート工程と、予熱工程と、成形工程と、空冷工程と、トリミング工程とを有する。
図1に、本実施形態の発泡容器の製造装置の一例を示す。図2に、図1の製造装置の平面図を示す。
The method for manufacturing a foam container according to the present embodiment includes a lamination process, a preheating process, a molding process, an air cooling process, and a trimming process.
FIG. 1 shows an example of a foaming container manufacturing apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 shows a plan view of the manufacturing apparatus of FIG.
図1の結晶性樹脂発泡容器の製造装置100は、発泡シートロール110と、第一のフィルムロール120と、第二のフィルムロール122と、ラミネート機130と、ヒーター槽140と、成形金型150と、冷却槽160と、裁断機170と、シート搬送機180とを備える。図1のX方向が、長尺状の発泡シートの長手方向である。
図2に示すように、シート搬送機180は、発泡シートの幅方向(Y方向)両端に位置する。発泡シートの幅方向は、発泡シートの長手方向に直交する方向である。
The
As shown in FIG. 2, the
発泡シートロール110は、結晶性樹脂発泡容器(以下、単に「発泡容器」ともいう。)の原料となる長尺状の発泡シート101が巻回されたロールである。発泡シート101としては、加熱により結晶化する樹脂(結晶性樹脂)を発泡させた発泡層からなる単層シートが挙げられる。結晶性樹脂については、後述する。
The
第一のフィルムロール120は、発泡容器の原料となる長尺状の第一の樹脂フィルム102が巻回されたロールである。第一の樹脂フィルム102としては、結晶性樹脂を含む非発泡のフィルムが挙げられる。
第二のフィルムロール122は、発泡容器の原料となる長尺状の第二の樹脂フィルム103が巻回されたロールである。第二の樹脂フィルム103としては、第一の樹脂フィルム102と同様のフィルムが挙げられる。
The
The
ラミネート機130は、発泡シート101と第一の樹脂フィルム102及び第二の樹脂フィルム103とを熱融着する装置である。ラミネート機130としては、一対の加熱ロールを備える装置が挙げられる。
The
ヒーター槽140は、発泡シート101と第一の樹脂フィルム102及び第二の樹脂フィルム103とから得られる積層発泡シート104を予備加熱する装置である。ヒーター槽140としては、公知の加熱装置が挙げられる。
The
成形金型150は、積層発泡シート104を予備加熱して得られる二次発泡シート105を加熱成形する装置である。成形金型150としては、雄型152と雌型154とを備える装置が挙げられる。
The
冷却槽160は、二次発泡シート105を加熱成形して得られる発泡成形シート106を空冷する装置である。冷却槽160としては、発泡成形シート106の上部に位置し、発泡成形シート106に空気を吹き付けられる上部冷却槽160Aと、発泡成形シート106の下部に位置し、発泡成形シート106に空気を吹き付けられる下部冷却槽160Bとを備える冷却装置が挙げられる。
The
裁断機170は、発泡成形シート106を切り出す装置である。裁断機170としては、容器の形状に合わせた任意の大きさの抜き刃(刃物)を備える装置が挙げられる。
The
シート搬送機180は、積層発泡シート104、二次発泡シート105、あるいは、発泡成形シート106(以下、この段落において「積層発泡シート104等」ともいう。)を移送できる装置である。シート搬送機180としては、積層発泡シート104等の幅方向の両端の縁部を把持しつつ積層発泡シート104等を移送できる装置が挙げられる。シート搬送機180としては、例えば、チェーンレールが挙げられる。チェーンレールとしては、例えば、複数のスパイク状部材を取り付けたチェーンを積層発泡シート104等の縁部で周回させ、該縁部に上記スパイク状部材を突き刺すことによってチェーン周回とともに積層発泡シート104等を移送できるチェーンレールや、クランプ状態と非クランプ状態とを実現可能なクランプ部材をチェーンに取り付け、積層発泡シート104等の縁部にてクランプ状態を実現しつつチェーンを周回させて積層発泡シート104等を移送できるチェーンレール等が挙げられる。
シート搬送機180としては、積層発泡シート104等の幅方向の両端の縁部を把持し、積層発泡シート104等の幅方向に張力を与えることで、積層発泡シート104等の幅方向の長さを規制できるチェーンレールが好ましい。
The
The
<ラミネート工程>
ラミネート工程は、発泡シート101を積層発泡シート104とする工程である。
まず、発泡シートロール110から発泡シート101を繰り出す。
次に、第一の樹脂フィルム102を第一のフィルムロール120から繰り出し、発泡シート101の一方の面に重ねる。また、第二の樹脂フィルム103を第二のフィルムロール122から繰り出し、発泡シート101の他方の面に重ねる。
発泡シート101に第一の樹脂フィルム102及び第二の樹脂フィルム103を重ねた積層体をラミネート機130に供給する。上記積層体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と第一の樹脂フィルム102及び第二の樹脂フィルム103とを圧着して、積層発泡シート104とする。上記積層体を圧着する温度は、例えば、80~150℃が好ましく、90~140℃がより好ましい。
ラミネート工程により、発泡層の両面に非発泡層を備える積層発泡シート104が得られる。
<Lamination process>
The lamination step is a step of forming the
First, the
Next, the
A laminate obtained by stacking the
Through the lamination process, a
<予熱工程>
予熱工程は、積層発泡シート104をヒーター槽140に供給して予備加熱し、積層発泡シート104を軟らかくする工程である。軟らかくなった積層発泡シート104は、二次発泡シート105となる。
本実施形態では、積層発泡シート104をシート搬送機180でヒーター槽140に供給する。シート搬送機180は、定速で連続して動くものであってもよいし、成形工程での加熱成形の時間に合わせて間欠的に動くものであってもよい。
シート搬送機180の幅間隔は、ヒーター槽140の入り口では、発泡シートロール110から繰り出された発泡シート101の幅に設置されている。シート搬送機180の幅間隔は、ヒーター槽140の内部では、一定の幅になっている。
ヒーター槽140の内部で加熱により収縮しようとする積層発泡シート104は、ヒーター槽140の入り口で弛んでいても、加熱によりシートが「張る」ので、シート幅を拡張することなく、シート搬送機180の幅間隔は平行のままでシートを搬送できる。
なお、ヒーター槽140の内部で予備加熱によりドローダウンする(軟化して垂れ下がる)積層発泡シートの場合は、幅方向(Y方向)に拡張して搬送してもよい。
このように、ヒーター槽140の内部でシート搬送機180の幅間隔を拡張することで、軟化した二次発泡シート105を平坦に均すことができ、成形工程で容器の形状を成形しやすくできる。
積層発泡シート104の拡張割合は、例えば、積層発泡シート104の幅寸法の2~6%が好ましい。積層発泡シート104の拡張割合が、積層発泡シート104の幅寸法の2%以上であると、二次発泡シート105のシート面を平坦に均しやすい。積層発泡シート104の拡張割合が、積層発泡シート104の幅寸法の6%以下であると、二次発泡シート105が過剰に延ばされることを抑制できる。そのため、得られる発泡容器107の肉厚が不均一になることを抑制できる。
<Preheating process>
The preheating step is a step of supplying the
In this embodiment, the
The width of the
Even if the
In the case of a laminated foam sheet that draws down (softens and hangs down) due to preheating inside the
By expanding the width of the
The expansion ratio of the
ヒーター槽140の温度は、90~180℃が好ましく、100~170℃がより好ましく、105~160℃がさらに好ましい。ヒーター槽140の温度を上記下限値以上とすることで、二次発泡シート105の成形性を高められる。ヒーター槽140の温度を上記上限値以下とすることで、結晶性樹脂の過度な結晶化を抑制できる。
このとき積層発泡シート104の表面温度を105~140℃にすることが好ましく、110~135℃にすることがより好ましく、115~130℃にすることがさらに好ましい。積層発泡シート104の表面温度を上記下限値以上とすることで、積層発泡シート104を充分に軟化でき、二次発泡シート105の成形性を高められる。積層発泡シート104の表面温度を上記上限値以下とすることで、結晶性樹脂の過度な結晶化を抑制でき、二次発泡シート105の成形性を高められる。
予熱工程における積層発泡シート104の予熱時間は、10~90秒が好ましく、20~85秒がより好ましく、30~80秒がさらに好ましい。予熱時間を上記下限値以上とすることで、積層発泡シート104を充分に軟化でき、二次発泡シート105の成形性を高められる。予熱時間を上記上限値以下とすることで、結晶性樹脂の過度な結晶化を抑制でき、二次発泡シート105の成形性を高められる。
The temperature of the
At this time, the surface temperature of the
The preheating time of the
予熱工程では、シート搬送機180の幅間隔を変更できる機構にすることが好ましい。
予熱工程では、予備加熱により二次発泡シート105が軟化し、寸法変化が生じる。この寸法変化をシート搬送機180の幅間隔を変更することで調整し、二次発泡シート105の幅方向の長さを規制する。
より具体的には、シート搬送機180の幅間隔を積層発泡シート104のシート幅に仮に設定しておき、試験運転で二次発泡シート105の軟化による寸法変化を確認する。確認した寸法変化と、仮に設定したシート搬送機180の幅間隔との間にズレが生じた場合、シート搬送機180の幅間隔を仮に設定した幅間隔から変更する。このように調整することで、実際の寸法変化とシート搬送機180の幅間隔との間のズレを解消できる。
実際の寸法変化とシート搬送機180の幅間隔との間のズレを解消することで、所望の大きさ、形状の容器を加熱成形できる。
予備加熱された二次発泡シート105は、シート搬送機180によって、成形金型150に供給される。
In the preheating process, it is preferable to use a mechanism that can change the width interval of the
In the preheating step, the preheating softens the
More specifically, the width interval of the
By eliminating the deviation between the actual dimensional change and the width interval of the
The preheated
<成形工程>
成形工程は、二次発泡シート105を成形金型150で加熱成形して発泡成形シート106を得る工程である。
成形工程における成形方法としては、例えば、真空成形又は圧空成形が挙げられ、中でも圧空成形が好ましい。真空成形又は圧空成形としては、プラグ成形、フリードローイング成形、プラグ・アンド・リッジ成形、マッチド・モールド成形、ストレート成形、ドレープ成形、リバースドロー成形、エアスリップ成形、プラグアシスト成形、プラグアシストリバースドロー成形等が挙げられる。
<Molding process>
The molding step is a step of heat-molding the
The forming method in the forming step includes, for example, vacuum forming or pressure forming, and among them, pressure forming is preferable. Vacuum forming or pressure forming includes plug forming, free drawing forming, plug and ridge forming, matched mold forming, straight forming, drape forming, reverse draw forming, air slip forming, plug assist forming, and plug assist reverse draw forming. etc.
成形工程では、成形金型150の温度は、130~200℃が好ましく、140~195℃がより好ましく、160~190℃がさらに好ましい。成形金型150の温度を上記下限値以上とすることで、結晶化樹脂の結晶化度を高めることができる。成形金型150の温度を上記上限値以下とすることで、結晶化樹脂の過度な結晶化を抑制できる。
成形工程では、加熱成形の時間は、4~15秒間が好ましく、5~13秒間がより好ましく、6~12秒間がさらに好ましい。加熱成形の時間を上記下限値以上とすることで、結晶化樹脂の結晶化度を高めることができる。加熱成形の時間を上記上限値以下とすることで、発泡容器の生産性を高めることができる。
In the molding process, the temperature of the
In the molding step, the heat molding time is preferably 4 to 15 seconds, more preferably 5 to 13 seconds, and even more preferably 6 to 12 seconds. The degree of crystallinity of the crystallized resin can be increased by making the heat molding time equal to or longer than the above lower limit. The productivity of the foam container can be increased by setting the heat molding time to the above upper limit or less.
圧空成形の場合、成形金型150として160~200℃に加熱した雄型152及び雌型154を用い、雄型152側から圧縮空気を供給して、二次発泡シート105を雌型154に4~15秒間密着させることが好ましい。
二次発泡シート105を雌型154に密着させることで、結晶化樹脂の結晶化度を充分に高めることができる。
二次発泡シート105の結晶化樹脂の結晶化度を充分に高める観点から、成形工程における成形金型150の温度は、予熱工程におけるヒーター槽140の温度よりも高いことが好ましい。
In the case of air pressure molding, a
By bringing the
From the viewpoint of sufficiently increasing the degree of crystallinity of the crystallized resin of the
成形工程から空冷工程にかけては、シート搬送機180の幅間隔を変更できる機構を備える。
シート搬送機180の幅間隔は、成形金型150の入り口では、二次発泡シート105の幅に設置されている。シート搬送機180の幅間隔は、成形金型150の出口から冷却槽160の入り口にかけて、発泡成形シート106の搬送方向(X方向)に進むに連れて発泡成形シート106を幅方向(Y方向)に拡張した幅に設置されている。
成形工程で加熱成形された発泡成形シート106は、寸法変化が生じる。この寸法変化をシート搬送機180の幅間隔を変更することで調整し、発泡成形シート106の幅方向の長さを規制する。
成形工程からトリミング工程へ搬送される間に、発泡成形シート106は収縮する。このため、トリミングの抜き刃に対して想定される収縮率を加味して、成形金型は予め寸法を大きく作成されている。しかしながら、発泡成形シート106の収縮率が想定した収縮率と異なることがあり、これによりトリミング工程で抜きズレと呼ばれる位置ズレを起こす場合がある。この抜きズレを防ぐために、成形工程から空冷工程にかけて、シート搬送機180の幅間隔を広げたり狭めたりして調整している。このように調整することで、実際の寸法変化と想定した収縮率との間のズレを解消できる。
実際の寸法変化と想定した収縮率との間のズレを解消することで、所望の大きさ、形状の容器を加熱成形できる。
所望の大きさ、形状の容器が加熱成形された発泡成形シート106は、シート搬送機180によって、冷却槽160に供給される。
From the molding process to the air cooling process, a mechanism for changing the width interval of the
The width of the
The foam-molded
The foam-molded
By eliminating the difference between the actual dimensional change and the assumed shrinkage rate, it is possible to thermoform a container having a desired size and shape.
The foam-molded
<空冷工程>
空冷工程は、発泡成形シート106を空冷する工程である。空冷工程では、任意の温度に調整した空間(冷却槽160)内に発泡成形シート106を供給し、通過させることで、発泡成形シート106の表面温度が結晶性樹脂の軟化点以下になるまで冷却する。結晶性樹脂の軟化点は、例えば、結晶性樹脂がPETの場合、70℃である。
空冷工程における冷却速度は、10℃/sec以上であり、10~100℃/secが好ましく、15~80℃/secがより好ましく、20~60℃/secがさらに好ましい。
なお、本明細書において、「冷却速度」は、下記式(1)で表される。
冷却速度(℃/sec)={(成形金型を出た直後の発泡成形シートの表面温度)-(結晶性樹脂の軟化点)(℃)}/(発泡成形シートが成形金型を出てから、発泡成形シートの表面温度が結晶性樹脂の軟化点になるまでに要する時間(sec))・・・(1)
冷却速度が上記下限値以上であると、結晶性樹脂の過度な結晶化を抑制でき、発泡成形シート106の脆性を良好にしやすい。発泡成形シート106の脆性が良好であると、発泡容器107が低温時に破損しにくい。冷却速度が上記上限値以下であると、発泡成形シート106に与える負荷を軽減できる。
空冷工程では、冷却速度を高めることで、発泡成形シート106を放冷した場合に比べて、結晶性樹脂の過度な結晶化を抑制できる。このため、発泡成形シート106の脆性を良好にしやすく、低温時に破損しにくい発泡容器107が得られる。
また、空冷工程では、冷却金型を用いないため、成形金型150との型ズレによる2重線の形成を防止できる。このため、2重線のない、外観の良好な発泡容器107が得られる。
<Air cooling process>
The air-cooling step is a step of air-cooling the foam-molded
The cooling rate in the air cooling step is 10° C./sec or more, preferably 10 to 100° C./sec, more preferably 15 to 80° C./sec, and even more preferably 20 to 60° C./sec.
In addition, in this specification, the "cooling rate" is represented by the following formula (1).
Cooling rate (°C/sec) = {(Surface temperature of the foam-molded sheet immediately after exiting the mold)-(Softening point of the crystalline resin) (°C)}/(When the foam-molded sheet exits the mold to the time required for the surface temperature of the foam-molded sheet to reach the softening point of the crystalline resin (sec)) (1)
When the cooling rate is equal to or higher than the above lower limit, excessive crystallization of the crystalline resin can be suppressed, and the brittleness of the foam-molded
In the air-cooling process, by increasing the cooling rate, excessive crystallization of the crystalline resin can be suppressed as compared with the case where the foam-molded
Further, since no cooling mold is used in the air-cooling process, formation of double lines due to misalignment with the
冷却槽160の上記任意の温度(調整温度)は、特に限定されないが、例えば、-50~30℃が好ましく、-20~30℃がより好ましく、0~30℃がさらに好ましい。調整温度が上記下限値以上であると、発泡成形シート106に与える負荷を軽減できる。調整温度が上記上限値以下であると、結晶性樹脂の過度な結晶化を抑制しやすい。
The arbitrary temperature (adjusted temperature) of the cooling
空冷工程では、発泡成形シート106の表面温度が結晶性樹脂の軟化点以下になるまで空気等の気体を用いて冷却すればよく、発泡成形シート106を空冷する方法は特に限定されない。発泡成形シート106を空冷する方法としては、上述した冷却槽160内に発泡成形シート106を供給し、発泡成形シート106を通過させる方法のほか、発泡成形シート106に冷却した空気を吹き付ける方法、発泡成形シート106に冷却した窒素ガスを吹き付ける方法等が挙げられる。
発泡成形シート106をより効率よく冷却できる観点から、発泡成形シート106を空冷する方法としては、発泡成形シート106に冷却した空気を吹き付ける方法が好ましい。
発泡成形シート106に冷却した空気を吹き付ける方法としては、発泡成形シート106の搬送方向に沿ってX方向の向きに冷却した空気を吹き付ける方法がより好ましく、上部冷却槽160Aと下部冷却槽160Bとの双方から搬送方向に沿ってX方向の向きに冷却した空気を吹き付ける方法がさらに好ましい。上部冷却槽160Aと下部冷却槽160Bとの双方から発泡成形シート106に冷却した空気を吹き付ける場合、上部冷却槽160Aから吹き付ける空気の温度が、下部冷却槽160Bから吹き付ける空気の温度よりも低い温度に調整することが特に好ましい。上部冷却槽160Aから吹き付ける空気の温度を下部冷却槽160Bから吹き付ける空気の温度よりも低い温度に調整することで、冷却槽160の内部の空気の対流によって、発泡成形シート106をより効率よく冷却できる。
空冷工程における冷却速度は、調整温度、吹き付ける空気の温度及び吹き付ける空気の風量等を制御することにより調整できる。
In the air-cooling step, the foam-molded
From the viewpoint of being able to cool the foam-molded
As a method of blowing cooled air onto foam-molded
The cooling rate in the air cooling process can be adjusted by controlling the adjustment temperature, the temperature of the blown air, the volume of the blown air, and the like.
空冷工程では、発泡成形シート106の幅方向の長さを規制しつつ、空冷することが好ましい。空冷工程では、熱せられた発泡成形シート106が急激に冷却されるため、収縮による寸法変化が生じる。この寸法変化をシート搬送機180の幅間隔を変更することで調整し、発泡成形シート106の幅方向の長さを規制する。
より具体的には、シート搬送機180の幅間隔を仮に設定しておき、試験運転で発泡成形シート106の収縮による寸法変化を確認する。確認した寸法変化と、仮に設定したシート搬送機180の幅間隔との間にズレが生じた場合、シート搬送機180の幅間隔を仮に設定した幅間隔から変更する。このように調整することで、実際の寸法変化とシート搬送機180の幅間隔との間のズレを解消できる。
このように、発泡成形シート106の幅方向の長さを規制しつつ空冷することで、調整した幅間隔のまま発泡成形シート106が冷やされ、固められる。このため、成形金型の寸法と、裁断機170の抜き刃の位置とのズレを解消できる。加えて、発泡成形シート106の結晶化を止め、所望の結晶化度を有する発泡容器107を得られやすくできる。
空冷工程で空冷された発泡成形シート106は、シート搬送機180によって、裁断機170に供給される。
In the air-cooling step, it is preferable to air-cool while restricting the length of the foam-molded
More specifically, the width interval of the
By air-cooling the foam-molded
The foam-molded
<トリミング工程>
トリミング工程は、空冷された発泡成形シート106から容器を切り出す工程である。トリミング工程により、所望の形状の発泡容器107が得られる。
裁断機170に供給された発泡成形シート106は、加熱成形された容器の形状を有する。裁断機170の抜き刃によって、加熱成形された容器の形状を切り出す。上述のように、発泡成形シート106の幅方向の長さを規制しつつ空冷することで、加熱成形された容器の形状が、裁断機170の抜き刃の位置からずれない。このため、所望の形状の発泡容器107が得られやすい。加えて、空冷工程により、発泡成形シート106の結晶化が止められているため、結晶性樹脂の過度な結晶化を抑制でき、脆性が改善され、低温時に破損しにくい発泡容器107が得られる。
発泡容器107が切り出された後のシートは、巻取機(不図示)に巻き取られて廃棄される。発泡容器107が切り出された後のシートは、発泡シート101の原料として、再利用されてもよい。
<Trimming process>
The trimming step is a step of cutting out a container from the air-cooled foam-molded
The sheet from which the
トリミング工程では、一回の切り出し操作で1個の発泡容器を得てもよく、一回の切り出し操作で2個以上の発泡容器を得てもよい。図1、図2に示すように、本実施形態では、一回の切り出し操作で6個の発泡容器が得られる。
一回の切り出し操作で得られる発泡容器の数は、例えば、2~20個が好ましく、3~15個がより好ましく、4~10個がさらに好ましい。
一回の切り出し操作で得られる発泡容器の数が上記下限値以上であると、発泡容器の生産性を高められる。一回の切り出し操作で得られる発泡容器の数が上記上限値以下であると、発泡容器の外観を良好にしやすい。
In the trimming step, one foam container may be obtained by one cutting operation, or two or more foam containers may be obtained by one cutting operation. As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, six foam containers are obtained in one cutting operation.
The number of foamed containers obtained by one cutting operation is, for example, preferably 2 to 20, more preferably 3 to 15, and even more preferably 4 to 10.
When the number of foamed containers obtained in one cutting operation is at least the above lower limit value, the productivity of foamed containers can be enhanced. When the number of foamed containers obtained by one cutting operation is equal to or less than the above upper limit, it is easy to improve the appearance of the foamed container.
以上の工程により、所望の形状、所望の大きさに成形され、所望の結晶化度を有する発泡容器107が得られる。
Through the above steps, the foamed
次に、本実施形態の発泡容器の製造方法に用いられる発泡シートについて説明する。 Next, the foam sheet used in the method for manufacturing the foam container of the present embodiment will be described.
[発泡シート]
図3は、発泡シートの一例を示す断面図である。図3の発泡シート200は、発泡層10の一方の面に位置する第一の非発泡層20と、発泡層10の他方の面に位置する第二の非発泡層22とを備える。すなわち、本実施形態の発泡シート200は、発泡層10の両面に非発泡層が設けられた積層発泡シートである。
発泡シート200において、発泡層10は発泡シート101から形成され、第一の非発泡層20は第一の樹脂フィルム102から形成され、第二の非発泡層22は第二の樹脂フィルム103から形成される。
[Foam sheet]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a foam sheet. The foamed
In the
発泡シート200の厚さT200は、例えば、0.3~5.0mmが好ましく、0.4~4.5mmがより好ましく、0.5~4.0mmがさらに好ましい。発泡シート200の厚さT200が上記下限値以上であると、発泡容器の強度をより高められる。発泡シート200の厚さT200が上記上限値以下であると、発泡容器の結晶化度を高めやすく、その結果、発泡容器の耐熱性をより高められる。
なお、発泡シート200の厚さT200は、以下の方法で求められる値である。発泡シート200の幅方向の任意の10点の厚さをマイクロゲージで測定する。10点の測定値を平均して、発泡シート200の厚さT200とする。
The thickness T 200 of the
In addition, the thickness T200 of the
発泡シート200の坪量は、100~1200g/m2が好ましく、200~1000g/m2がより好ましく、300~800g/m2がさらに好ましい。発泡シート200の坪量が上記下限値以上であると、発泡容器の強度をより高められる。発泡シート200の坪量が上記上限値以下であると、発泡シート200の成形性を高めやすい。
なお、発泡シート200の坪量は、以下の方法で測定することができる。
発泡シート200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単位まで測定する。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、発泡シート200の坪量(g/m2)とする。
The basis weight of the
In addition, the basis weight of the
Ten pieces of 10 cm×10 cm are cut out at equal intervals in the width direction except for 20 mm at both ends in the width direction of the
<発泡層>
発泡層10は、結晶性樹脂及び発泡剤を含む樹脂組成物から形成される。発泡シート200は、発泡層10を備えることで、断熱性及び耐衝撃性に優れる。
発泡層10内の気泡は、個々に独立した独立気泡でもよく、気泡同士がつながった連続気泡でもよい。発泡シート200の成形性を高める観点から、発泡層10内の気泡は、独立気泡であることが好ましい。
<Foam layer>
The
The cells in the
発泡層10の独立気泡率は、70%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、90%以上がさらに好ましく、100%でもよい。発泡層10の独立気泡率は、JIS K7138:2006「硬質発泡プラスチック-連続気泡率及び独立気泡率の求め方」に記載の方法により測定できる。
The closed cell ratio of the
発泡層10の発泡倍率は、例えば、1.5~15倍が好ましく、2~10倍がより好ましく、3~8倍がさらに好ましい。発泡層10の発泡倍率が上記下限値以上であると、発泡容器の断熱性をより高められる。発泡層10の発泡倍率が上記上限値以下であると、発泡シート200の成形性を高めやすい。
発泡層10の発泡倍率は、1を「発泡層10の見掛け密度」で除した値である。
The foaming ratio of the
The expansion ratio of the
発泡層10の平均気泡径は、例えば、80~450μmが好ましい。発泡層10の平均気泡径は、ASTM D2842-69に記載の方法に準拠して測定できる。
The average cell diameter of the
発泡層10を構成する結晶性樹脂は、加熱により結晶化する樹脂であればよい。結晶性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。発泡層10を構成する結晶性樹脂としては、耐熱性に優れる観点から、ポリエステル系樹脂が好ましい。
The crystalline resin forming the
ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレンフラノエート樹脂(PEF)、ポリブチレンナフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂(PTT)、テレフタル酸とエチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールの共重合体、及びこれらの混合物並びにこれらと他の樹脂との混合物等が挙げられる。また、植物由来のポリエチレンテレフタレート樹脂、植物由来のポリエチレンフラノエート樹脂、植物由来のポリトリメチレンテレフタレート樹脂が用いられてもよい。これらのポリエステル系樹脂は、1種が単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。特に好ましいポリエステル系樹脂は、ポリエチレンテレフタレート樹脂である。 Polyester-based resins include polyethylene terephthalate resin (PET), polybutylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, polyethylene furanoate resin (PEF), polybutylene naphthalate resin, polytrimethylene terephthalate resin (PTT), terephthalic acid and ethylene. Examples include copolymers of glycol and cyclohexanedimethanol, mixtures thereof, and mixtures of these with other resins. Also, a plant-derived polyethylene terephthalate resin, a plant-derived polyethylene furanoate resin, or a plant-derived polytrimethylene terephthalate resin may be used. One of these polyester-based resins may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. A particularly preferred polyester resin is polyethylene terephthalate resin.
ポリエステル系樹脂としては、いわゆるバイオPET等、植物由来のポリエステル系樹脂でもよい。
植物由来のポリエステル系樹脂は、サトウキビ、トウモロコシ等の植物原料を由来とするポリマーである。「植物原料を由来とする」とは、植物原料から合成され又は抽出されたポリマーが挙げられる。また、例えば、「植物原料を由来とする」とは、植物原料から合成され又は抽出されたモノマーが重合されたポリマーが挙げられる。「植物原料から合成され又は抽出されたモノマー」には、植物原料から合成され又は抽出された化合物を原料とし合成されたモノマーが含まれる。植物由来のポリエステル系樹脂は、モノマーの一部が「植物原料を由来とする」ものを含む。
The polyester-based resin may be a plant-derived polyester-based resin such as so-called bio-PET.
Plant-derived polyester resins are polymers derived from plant raw materials such as sugar cane and corn. "Derived from plant material" includes polymers synthesized or extracted from plant material. Further, for example, the phrase “derived from plant raw materials” includes polymers obtained by polymerizing monomers synthesized or extracted from plant raw materials. "Monomers synthesized or extracted from plant materials" include monomers synthesized using compounds synthesized or extracted from plant materials as raw materials. Plant-derived polyester-based resins include those in which a part of the monomers is "derived from plant raw materials".
植物由来のポリエステル系樹脂について、PET、PEFを例にして説明する。 PET and PEF will be described as examples of plant-derived polyester resins.
PETの合成反応を(I)式に示す。nモルのエチレングリコールとnモルのテレフタル酸(Benzen-1,4-dicarboxylic Acid)との脱水反応によって、PETが合成される。この合成反応における化学量論上の質量比は、エチレングリコール:テレフタル酸=30:70(質量比)である。 The synthesis reaction of PET is shown in Formula (I). PET is synthesized by a dehydration reaction of nmoles of ethylene glycol and nmoles of terephthalic acid (Benzen-1,4-dicarboxylic Acid). The stoichiometric mass ratio in this synthesis reaction is ethylene glycol:terephthalic acid=30:70 (mass ratio).
エチレングリコールは、エチレンを酸化し、水和することで、工業的に製造される。また、テレフタル酸は、パラキシレンを酸化することで、工業的に製造される。
ここで、図4に示すように、植物由来のエタノール(バイオエタノール)の脱水反応によりエチレンを得、このエチレンから合成されたエチレングリコール(バイオエタノール由来のエチレングリコール)と、石油化学品由来のテレフタル酸からPETを合成する場合、製造されるPETは、植物由来30質量%のPETである。
また、図5に示すように、植物由来のイソブタノール(バイオイソブタノール)の脱水反応によりパラキシレンを得、このパラキシレンから合成したテレフタル酸と、バイオエタノール由来のエチレングリコールとからPETを合成する場合、製造されるPETは、植物由来100質量%のPETである。
Ethylene glycol is produced industrially by oxidizing and hydrating ethylene. Moreover, terephthalic acid is industrially produced by oxidizing paraxylene.
Here, as shown in FIG. 4, ethylene is obtained by a dehydration reaction of plant-derived ethanol (bioethanol), and ethylene glycol synthesized from this ethylene (ethylene glycol derived from bioethanol) and terephthalate derived from petrochemicals are synthesized. When synthesizing PET from an acid, the PET produced is 30% by mass of plant-derived PET.
Further, as shown in FIG. 5, paraxylene is obtained by a dehydration reaction of plant-derived isobutanol (bioisobutanol), and PET is synthesized from terephthalic acid synthesized from this paraxylene and ethylene glycol derived from bioethanol. In this case, the PET produced is 100% by mass plant-derived PET.
PEFの合成反応を(II)式に示す。nモルのエチレングリコールと、nモルのフランジカルボン酸(2,5-Furandicarboxylic Acid)との脱水反応によって、PEFが合成される。 The synthesis reaction of PEF is shown in formula (II). PEF is synthesized by a dehydration reaction of nmoles of ethylene glycol and nmoles of furandicarboxylic acid (2,5-Furandicarboxylic Acid).
フランジカルボン酸(FDCA)は、例えば、植物由来のフルクトースやグルコースの脱水反応によってヒドロキシメチルフラール(HMF)を得、HMFを酸化して得られる。
図6に示すように、FDCA及びエチレングリコールの双方が植物由来の場合、製造されるPEFは、植物由来100質量%のPEFである。
Furandicarboxylic acid (FDCA) is obtained, for example, by dehydrating plant-derived fructose or glucose to obtain hydroxymethylfural (HMF) and oxidizing HMF.
As shown in FIG. 6, when both FDCA and ethylene glycol are plant-derived, the produced PEF is 100% by weight plant-derived PEF.
樹脂組成物は、結晶性樹脂以外の他の樹脂を含有してもよい。樹脂組成物が結晶性樹脂以外の他の樹脂を含有する場合、他の樹脂の含有量は、結晶性樹脂の総質量に対して50質量%未満が好ましく、30質量%未満がより好ましく、10質量%未満がさらに好ましい。 The resin composition may contain other resins than the crystalline resin. When the resin composition contains a resin other than the crystalline resin, the content of the other resin is preferably less than 50% by mass, more preferably less than 30% by mass, more preferably less than 10% by mass, based on the total mass of the crystalline resin. Less than mass % is more preferred.
発泡層10を構成する結晶性樹脂の重量平均分子量は、例えば、10万~50万が好ましく、15万~45万がより好ましく、20万~40万がさらに好ましい。発泡層10を構成する結晶性樹脂の重量平均分子量が上記数値範囲内であると、発泡シート200の脆性を良好にしやすい。発泡シート200の脆性が良好であると、発泡容器が低温時に破損しにくい。
本明細書において、重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した値を、標準試料として昭和電工(株)製の製品名「STANDARD SM-105」及び「STANDARD SH-75」を用いて得られる較正曲線に基づき換算した値である。
The weight average molecular weight of the crystalline resin forming the
In the present specification, the weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) using the product names "STANDARD SM-105" and "STANDARD SH-75" manufactured by Showa Denko Co., Ltd. as standard samples. It is a value converted based on the calibration curve obtained by
結晶性樹脂の極限粘度(IV値)は、例えば、0.50~1.50dl/gが好ましく、0.90~1.10dl/gがより好ましい。結晶性樹脂のIV値が上記下限値以上であると、発泡しやすくなり押出によって発泡シート200が得られやすくなる。結晶性樹脂のIV値が上記上限値以下であると、平滑な発泡シート200が得られやすくなる。
IV値は、JIS K7367-5:2000に記載の方法に準じて測定できる。
The limiting viscosity (IV value) of the crystalline resin is, for example, preferably 0.50 to 1.50 dl/g, more preferably 0.90 to 1.10 dl/g. When the IV value of the crystalline resin is equal to or higher than the above lower limit, foaming is facilitated, and the foamed
The IV value can be measured according to the method described in JIS K7367-5:2000.
発泡層10の厚さT10は、例えば、0.25~4.5mmが好ましく、0.35~4.0mmがより好ましく、0.45~3.5mmがさらに好ましい。発泡層10の厚さT10が上記下限値以上であると、発泡容器の強度をより高められる。発泡層10の厚さT10が上記上限値以下であると、発泡容器の耐熱性をより高められる。
発泡層10の厚さT10は、発泡シート200の厚さT200と同様の方法により求められる。
The thickness T 10 of the
The thickness T 10 of the
発泡層10の坪量は、例えば、250~900g/m2が好ましく、250~800g/m2がより好ましく、300~700g/m2がさらに好ましい。発泡層10の坪量が上記下限値以上であると、発泡容器の強度をより高められる。発泡層10の坪量が上記上限値以下であると、発泡シート200の成形性を高めやすい。
発泡層10の坪量は、発泡シート200の坪量と同様の方法により求められる。
The basis weight of the
The basis weight of the
発泡層10を形成する樹脂組成物は、発泡剤を含有する。発泡剤としては、例えば、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、ヘキサン等の飽和脂肪族炭化水素、ジメチルエーテル等のエーテル類、塩化メチル、1,1,1,2-テトラフルオロエタン、1,1-ジフルオロエタン、モノクロロジフルオロメタン等のフロン、二酸化炭素、窒素等が挙げられ、ジメチルエーテル、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、二酸化炭素、窒素が好ましい。
発泡剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The resin composition forming
A foaming agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
発泡剤の含有量は、特に限定されないが、結晶性樹脂100質量部に対して、例えば、0.1~10質量部が好ましい。 The content of the foaming agent is not particularly limited, but is preferably, for example, 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the crystalline resin.
発泡層10は、結晶性樹脂以外にその他成分(任意成分)を含有していてもよい。
任意成分としては、結晶性樹脂以外の樹脂成分、気泡調整剤、界面活性剤、着色剤、収縮防止剤、難燃剤、滑剤、劣化防止剤等が挙げられる。
気泡調整剤としては、タルク、四フッ化エチレン樹脂等が挙げられる。
The
Examples of optional components include resin components other than crystalline resins, foam control agents, surfactants, colorants, shrinkage inhibitors, flame retardants, lubricants, and deterioration inhibitors.
Talc, tetrafluoroethylene resin, etc. are mentioned as a cell regulator.
<非発泡層>
第一の非発泡層20は、実質的に気泡が形成されていない層である。
発泡シート200は、発泡層10の一方の面に位置する第一の非発泡層20を備えることにより、発泡層10の表面の凹凸を隠蔽し、外観を良好にしやすい。加えて、第一の非発泡層20の表面に印刷層(不図示)を形成しやすく、印刷層が形成されることで、発泡シート200を着色及び装飾できるため、外観を良好にしやすい。
<Non-foam layer>
The first non-foamed layer 20 is a layer in which substantially no bubbles are formed.
By including the first non-foamed layer 20 located on one side of the foamed
第一の非発泡層20を構成する結晶性樹脂としては、発泡層10を構成する結晶性樹脂と同様の種類の結晶性樹脂が挙げられる。
層間剥離が発生しにくい観点から、第一の非発泡層20を構成する結晶性樹脂は、発泡層10を構成する結晶性樹脂と同種の結晶性樹脂であることが好ましい。
第一の非発泡層20を構成する結晶性樹脂と、発泡層10を構成する結晶性樹脂とは、異なる種類の結晶性樹脂であってもよい。
Examples of the crystalline resin forming the first non-foamed layer 20 include the same type of crystalline resin as the crystalline resin forming the foamed
The crystalline resin forming the first non-foamed layer 20 is preferably the same kind of crystalline resin as the crystalline resin forming the foamed
The crystalline resin forming the first non-foamed layer 20 and the crystalline resin forming the foamed
第一の非発泡層20の厚さT20は、例えば、10~300μmが好ましく、10~200μmがより好ましく、20~100μmがさらに好ましい。第一の非発泡層20の厚さT20が上記下限値以上であると、発泡シート200の外観を良好にしやすい。第一の非発泡層20の厚さT20が上記上限値以下であると、発泡シート200の成形性を高めやすい。
第一の非発泡層20の厚さT20は、例えば、発泡シート200の厚さ方向の切断面を顕微鏡で観察し、任意の10点の厚さを測定した測定値を平均して求めることができる。
The thickness T 20 of the first non-foamed layer 20 is, for example, preferably 10-300 μm, more preferably 10-200 μm, even more preferably 20-100 μm. When the thickness T20 of the first non-foamed layer 20 is equal to or greater than the above lower limit, the appearance of the foamed
The thickness T20 of the first non-foamed layer 20 is obtained by, for example, observing a cut surface of the foamed
第二の非発泡層22は、実質的に気泡が形成されていない層である。
発泡シート200は、発泡層10の他方の面に第二の非発泡層22を備えることで、発泡層10の表面の凹凸を隠蔽し、外観を良好にしやすい。加えて、発泡シート200は、発泡層10の両面に第一の非発泡層20及び第二の非発泡層22を備えることで、平面性を保持しやすく、反りを抑制できるため、成形性を向上しやすい。
The second
By providing the second
第二の非発泡層22を構成する結晶性樹脂としては、第一の非発泡層20を構成する結晶性樹脂と同様の種類の結晶性樹脂が挙げられる。
層間剥離が発生しにくい観点から、第二の非発泡層22を構成する結晶性樹脂は、発泡層10を構成する結晶性樹脂と同種の結晶性樹脂であることが好ましい。
第二の非発泡層22を構成する結晶性樹脂と、発泡層10を構成する結晶性樹脂とは、異なる種類の結晶性樹脂であってもよい。
第二の非発泡層22を構成する結晶性樹脂と、第一の非発泡層20を構成する結晶性樹脂とは、同種の結晶性樹脂でもよく、異なる種類の結晶性樹脂であってもよい。
As the crystalline resin forming the second
The crystalline resin forming the second
The crystalline resin forming the second
The crystalline resin that forms the second
第二の非発泡層22の厚さT22は、第一の非発泡層20の厚さT20と同様である。
第二の非発泡層22の厚さT22は、第一の非発泡層20の厚さT20と同様の方法で測定できる。
The thickness T 22 of the second
The thickness T22 of the second
発泡シート200は、発泡層10の両面に第一の非発泡層20及び第二の非発泡層22を備えるが、発泡シートの形態はこれに限定されない。
発泡シートは、発泡層の一方の面のみに非発泡層を備える形態でもよく、発泡層のみの単層シートであってもよい。
発泡シートは、成形性に優れ、外観を良好にしやすい観点から、発泡層の両面に非発泡層を備える形態が好ましい。
The
The foamed sheet may have a non-foamed layer on only one side of the foamed layer, or may be a single-layer sheet having only a foamed layer.
The foamed sheet preferably has a non-foamed layer on both sides of the foamed layer from the viewpoint of excellent moldability and easy appearance.
[発泡シートの製造方法]
発泡シートは、結晶性樹脂及び発泡剤を含む樹脂組成物を発泡し、硬化することで得られる。
かかる発泡シートの好適な製造方法としては、公知の発泡シートの製造方法を採用できる。
[Method for manufacturing foam sheet]
A foamed sheet is obtained by foaming and curing a resin composition containing a crystalline resin and a foaming agent.
As a suitable method for producing such a foamed sheet, a known method for producing a foamed sheet can be employed.
[結晶性樹脂発泡容器]
次に、本実施形態の発泡容器の製造方法で得られる発泡容器について説明する。
発泡容器は、上述した本実施形態の発泡シートを加熱成形してなるものである。
発泡容器の形状は特に限定されず、例えば、平面視形状が真円形、楕円形、半円形、多角形、扇形等のトレー、丼形状の容器、有底円筒状又は有底角筒状等の容器、納豆用容器等の蓋付容器等の種々の容器、容器本体に装着される蓋体等が挙げられる。
これらの発泡容器の用途としては、例えば、家電包装容器、機械部品包装容器、食品包装容器等が挙げられる。
これらの発泡容器は、特に、食品包装容器として有用なものである。本実施形態の発泡容器の製造方法で得られる発泡容器は、耐熱性に優れるため、電子レンジやオーブンで加熱して使用される発泡容器が好ましい。
さらに、本実施形態の発泡容器の製造方法で得られる発泡容器は、低温時に破損しにくいため、グラタンやラザニア等のように焼き目をつけ、冷蔵又は冷凍で流通した後、電子レンジやオーブンで加熱して喫食する食品の冷凍レンジアップ容器として、特に好ましい。
なお、冷凍レンジアップとは、冷凍された食品を、電子レンジやオーブンで加熱して調理することをいう。
[Crystalline resin foam container]
Next, the foam container obtained by the method for manufacturing the foam container of the present embodiment will be described.
The foam container is obtained by thermoforming the foam sheet of the present embodiment described above.
The shape of the foaming container is not particularly limited. Various containers such as a container, a container with a lid such as a container for natto (fermented soybeans), and a lid attached to a container body can be used.
Applications of these foamed containers include, for example, home electric appliance packaging containers, machine parts packaging containers, food packaging containers, and the like.
These foam containers are particularly useful as food packaging containers. Since the foamed container obtained by the manufacturing method of the foamed container of the present embodiment is excellent in heat resistance, it is preferable to use the foamed container heated in a microwave oven or an oven.
Furthermore, since the foamed container obtained by the method for producing a foamed container of the present embodiment is less likely to break at low temperatures, it is baked like gratin or lasagna, distributed in a refrigerator or freezer, and then heated in a microwave oven or oven. It is particularly preferable as a freezer microwave container for foods to be eaten after being heated.
It should be noted that "freezer microwave up" refers to heating and cooking frozen food in a microwave oven or an oven.
発泡容器の一例について、図7を用いて説明する。
図7に示すように、発泡容器107は、平面視で楕円形の底壁1と、底壁1の周縁から立ち上がり、底壁1を囲む略円筒状の側壁2とを有し、側壁2の上端で囲まれた開口部7が形成された容器本体8を備える。側壁2は開口部7から底壁1に向かうに従い窄まっている。開口部7は平面視において、X1方向を長手、Y1方向を短手とする楕円形である。
本実施形態では、側壁2の上端に、開口部7の外方に張り出すフランジ部3を有する。フランジ部3は開口部7を周回しており、長手方向X1の両側に張り出したつまみ部3Aが形成されている。
また、底壁1の中央に平面視で楕円形の底壁補強部4を有する。側壁2に断面形状が波状の側壁補強部5を有する。
発泡容器107は、グラタン等を収納し、電子レンジやオーブンで加熱して喫食する食品のレンジアップ容器として用いられる。
An example of the foam container will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 7, the foaming
In this embodiment, the upper end of the
Moreover, in the center of the
The foaming
発泡容器107において、長手方向の長さL1は215~230mmが好ましい。短手方向の長さW1は130~150mmが好ましい。高さH1は30~45mmが好ましい。
In the foaming
図8は図7の発泡容器107のA-A断面図である。図8に示すように、底壁1と側壁2との間のコーナー部6は、断面形状が円弧状であることが好ましい。
図7及び図8に示すように、底壁補強部4は、平面視楕円形の中央部が窪んだ凹状である。楕円形状の底壁1の外周部は底壁補強部4と同様に凹状であり、底壁補強部4と同様に設置面と接している。
底壁補強部4から底壁1までの高さh1は4~7mmが好ましい。底壁補強部4は接地面に接していなくても良い。
側壁補強部5は、図7のように連続して形成されていてもよく、分断して形成されていてもよい。側壁補強部5の断面は、波状であることが好ましい。
FIG. 8 is a cross-sectional view of foaming
As shown in FIGS. 7 and 8, the bottom
The height h1 from the bottom
The side
なお、本実施形態の発泡容器107は、平面視で楕円形であるが、本発明はこれに限定されない。発泡容器の平面視形状は、真円形でもよいし多角形でもよい。
In addition, although the foaming
発泡容器107において、発泡層10の結晶化度は、例えば、21%~30%が好ましく、21%~27%がより好ましい。発泡層10の結晶化度が上記下限値以上であると、発泡容器107の耐熱性が高められる。発泡層10の結晶化度が上記上限値以下であると、低温時に、より破損しにくい発泡容器107が得られる。
なお、結晶化度は、下記式(2)により算出できる。
結晶化度(%)={(融解熱量の絶対値(J/g)-結晶化熱量の絶対値(J/g))÷完全結晶化熱量(J/g)}×100・・・(2)
ここで、融解熱量、結晶化熱量はJIS K7122:2012「プラスチックの転移熱測定方法」に従い測定した示差走査熱量測定(DSC)曲線から求めることができる。
In the
The degree of crystallinity can be calculated by the following formula (2).
Crystallinity (%) = {(absolute value of heat of fusion (J/g) - absolute value of heat of crystallization (J/g)) / heat of complete crystallization (J/g)} x 100 (2 )
Here, the heat of fusion and the heat of crystallization can be obtained from a differential scanning calorimetry (DSC) curve measured according to JIS K7122:2012 "Method for measuring heat of transition of plastics".
本明細書において算出される結晶化度とは、融熱ピークの面積から求められる融解熱量(J/g)と結晶化ピークの面積から求められる結晶化熱量(J/g)との差を、樹脂の完全結晶の理論融解熱量で除して求められる値である。融解熱量及び結晶化熱量は、DSC装置付属の解析ソフトを用いて算出することができる。
完全結晶化熱量は、100%結晶化した場合の熱量を表す。なお、ポリエチレンテレフタレート(PET)の完全結晶化熱量は、140.1J/gである。
発泡容器107の結晶化度は、積層発泡シート104の成形条件によって調整できる。
The crystallinity calculated herein means the difference between the heat of fusion (J/g) determined from the area of the heat fusion peak and the heat of crystallization (J/g) determined from the area of the crystallization peak, It is a value obtained by dividing by the theoretical heat of fusion of a perfect crystal of the resin. The heat of fusion and the heat of crystallization can be calculated using analysis software attached to the DSC device.
The heat quantity for complete crystallization represents the heat quantity for 100% crystallization. The heat quantity for complete crystallization of polyethylene terephthalate (PET) is 140.1 J/g.
The crystallinity of the
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following description.
(発泡シートの製造)
結晶性樹脂としてIV値1.04のPET樹脂を100質量部と、気泡調整剤としてタルク1.0質量部と、架橋剤として無水ピロメリット酸(ダイセル社製)0.2質量部とを100℃で4時間乾燥した。乾燥後の原料をφ90mmの押出機に入れ、押出機に窒素ガスを圧入し、混練した。PET樹脂を溶融する温度(設定温度)を285℃とし、口径φ135mmのサーキュラーダイから押し出し、マンドレルで冷却しながら切り裂いて、単層の発泡シートを得た。得られた発泡シートは、厚さ0.75mm、坪量は330g/m2、発泡倍率2.27倍であった。
(Manufacture of foam sheet)
100 parts by mass of PET resin having an IV value of 1.04 as a crystalline resin, 1.0 parts by mass of talc as a cell control agent, and 0.2 parts by mass of pyromellitic anhydride (manufactured by Daicel Corporation) as a cross-linking agent. C. for 4 hours. The raw material after drying was put into an extruder with a diameter of 90 mm, and was kneaded by injecting nitrogen gas into the extruder. The PET resin was melted at a temperature of 285° C. (set temperature), extruded through a circular die with a diameter of φ135 mm, and cut with a mandrel while being cooled to obtain a single-layer foamed sheet. The resulting foamed sheet had a thickness of 0.75 mm, a basis weight of 330 g/m 2 and an expansion ratio of 2.27.
(積層発泡シートの製造)
得られた発泡シートの両方の面に非発泡層として厚さが25μmのPETフィルムを重ね、熱ラミネートにて120℃で2.0/min圧着して、積層発泡シートを得た。
(Manufacture of laminated foam sheet)
A PET film having a thickness of 25 μm was laminated as a non-foamed layer on both sides of the resulting foamed sheet, and the layers were thermally laminated at 120° C. at 2.0/min to obtain a laminated foamed sheet.
[実施例1、比較例1~2]
得られた積層発泡シートを150℃のヒーターで90秒間加熱して、積層発泡シートの表面温度を125℃とした(二次発泡シート)。雄型側から圧縮空気を供給して、雌型に二次発泡シートを密着させた。その後、雄型と雌型とを6秒間閉じて、180℃で真空圧空成形を行って発泡成形シートを得た。得られた発泡成形シートを表1に記載の冷却条件で冷却し、トリミングすることで各例の発泡容器を得た。
得られた発泡容器の形状は、図7の発泡容器107と同様の形状であった。得られた発泡容器の大きさは、図7のL1が222mmで、図7のW1が140mmで、図8のH1が37mmであった。
[Example 1, Comparative Examples 1 and 2]
The obtained laminated foam sheet was heated with a heater at 150° C. for 90 seconds to set the surface temperature of the laminated foam sheet to 125° C. (secondary foam sheet). Compressed air was supplied from the male mold side to bring the secondary foam sheet into close contact with the female mold. After that, the male mold and the female mold were closed for 6 seconds, and vacuum pressure molding was performed at 180° C. to obtain a foam-molded sheet. The resulting foam-molded sheet was cooled under the cooling conditions shown in Table 1 and trimmed to obtain a foam container of each example.
The shape of the resulting foaming container was similar to that of the foaming
得られた発泡容器について、以下の評価方法に示す成形性、耐熱性、低温脆性を評価した。結果を表1に示す。 The resulting foamed container was evaluated for moldability, heat resistance, and low-temperature brittleness according to the following evaluation methods. Table 1 shows the results.
[成形性の評価]
得られた発泡容器の表面の外観を目視で観察し、下記評価基準に基づいて成形性を評価した。外観が良好であれば、成形性に優れる。
《評価基準》
○:発泡容器の表面に皺や2重線がなく、外観が良好である。
×:発泡容器の表面に皺や2重線がある。
[Evaluation of moldability]
The appearance of the surface of the resulting foamed container was visually observed, and moldability was evaluated based on the following evaluation criteria. If the appearance is good, the moldability is excellent.
"Evaluation criteria"
◯: The surface of the foamed container has no wrinkles or double lines, and the appearance is good.
x: There are wrinkles and double lines on the surface of the foaming container.
[耐熱性の評価]
得られた発泡容器の長径(図7のL1)の寸法をノギスで測定し、その後200℃のオーブンで10分間加熱して焼成した。その後、該容器を取り出し、再度長径の寸法を測定し、加熱前後の寸法変化を下記式(3)で計算した。得られた値を焼成後の寸法変化率(%)とし、下記評価基準に基づいて耐熱性を評価した。寸法変化率の絶対値が小さいほど、発泡容器は耐熱性に優れる。
焼成後の寸法変化率(%)={(加熱後の長径の寸法)-(加熱前の長径の寸法)}/(加熱前の長径の寸法)×100・・・(3)
《評価基準》
○:寸法変化率の絶対値が2.0%以下。
△:寸法変化率の絶対値が2.0%超3.0%以下。
×:寸法変化率の絶対値が3.0%超。
[Evaluation of heat resistance]
The length of the obtained foam container (L1 in FIG. 7) was measured with a vernier caliper, and then baked by heating in an oven at 200° C. for 10 minutes. After that, the container was taken out, the dimension of the major axis was measured again, and the dimensional change before and after heating was calculated by the following formula (3). The obtained value was taken as the dimensional change rate (%) after firing, and heat resistance was evaluated based on the following evaluation criteria. The smaller the absolute value of the dimensional change rate, the more excellent the heat resistance of the foam container.
Dimensional change rate after firing (%)={(major axis dimension after heating)−(major axis dimension before heating)}/(major axis dimension before heating)×100 (3)
"Evaluation criteria"
○: Absolute value of dimensional change rate is 2.0% or less.
Δ: The absolute value of the dimensional change rate is more than 2.0% and 3.0% or less.
x: The absolute value of the dimensional change rate is over 3.0%.
[低温脆性の評価]
得られた発泡容器に200gの水を入れ、-25℃の冷凍室で12時間養生して凍らせて試験体とした。冷凍室内で試験体の底壁を下にして鉄板面に水平落下させ、発泡容器が破損する落下高さ(破損高さ)を確認し、下記評価基準に基づいて低温脆性を評価した。なお、試験体を水平落下させる高さは、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cmとした。破損高さが高いほど、発泡容器は低温脆性が良好である。低温脆性が良好な発泡容器は、低温時に破損しにくい。
《評価基準》
○:破損高さが50cm以上。
△:破損高さが40cm以上50cm未満。
×:破損高さが40cm未満。
[Evaluation of low temperature embrittlement]
200 g of water was added to the obtained foam container, and the container was cured and frozen for 12 hours in a freezing room at -25°C to obtain a test sample. The test piece was horizontally dropped onto a steel plate surface with the bottom wall facing down in a freezer compartment, and the drop height (damage height) at which the foam container was damaged was confirmed, and low-temperature brittleness was evaluated based on the following evaluation criteria. The heights at which the specimens were dropped horizontally were 10 cm, 20 cm, 30 cm, 40 cm, 50 cm, and 60 cm. The higher the break height, the better the low temperature brittleness of the foam container. A foamed container with good low-temperature brittleness is less likely to break at low temperatures.
"Evaluation criteria"
○: Damage height is 50 cm or more.
Δ: Damage height is 40 cm or more and less than 50 cm.
x: Damage height is less than 40 cm.
本発明を適用した実施例1は、成形性、耐熱性、低温脆性いずれの評価も「○」であった。
一方、冷却金型を使用した比較例1は、成形性が「×」だった。冷却速度が本発明の範囲外である比較例2は、低温脆性が「×」だった。
In Example 1 to which the present invention was applied, all of the evaluations of moldability, heat resistance, and low-temperature brittleness were "good".
On the other hand, in Comparative Example 1 using a cooling mold, the moldability was "poor". Comparative Example 2, in which the cooling rate was outside the scope of the present invention, was rated "x" for low-temperature embrittlement.
これらの結果から、本発明の結晶性樹脂発泡容器の製造方法によれば、外観が良好で、耐熱性に優れ、かつ、低温時に破損しにくい結晶性樹脂発泡容器が得られることが分かった。 From these results, it was found that according to the method for producing a crystalline resin foamed container of the present invention, a crystalline resin foamed container with good appearance, excellent heat resistance, and resistant to breakage at low temperatures can be obtained.
100 発泡容器の製造装置、101,200 発泡シート、102 第一の樹脂フィルム、103 第二の樹脂フィルム、104 積層発泡シート、105 二次発泡シート、106 発泡成形シート、107 発泡容器、110 発泡シートロール、120 第一のフィルムロール、122 第二のフィルムロール、130 ラミネート機、140 ヒーター槽、150 成形金型、152 雄型、154 雌型、160 冷却槽、170 裁断機、180 シート搬送機
100 foam
Claims (3)
前記発泡成形シートに冷却した空気を吹き付けて、冷却金型を用いずに前記発泡成形シートの表面温度が結晶性樹脂の軟化点以下になるまで冷却速度10℃/sec以上で空冷する空冷工程と、
空冷された前記発泡成形シートから容器を切り出すトリミング工程と、を有し、
前記空冷工程は、前記発泡成形シートの幅方向の長さを規制しつつ行う、
結晶性樹脂発泡容器の製造方法。 a forming step of obtaining a foam-molded sheet by heat-molding the shape of a container on the foam sheet while transferring the long foam sheet in its longitudinal direction;
an air-cooling step of blowing cooled air onto the foam-molded sheet to cool the foam-molded sheet at a cooling rate of 10° C./sec or more until the surface temperature of the foam-molded sheet becomes equal to or lower than the softening point of the crystalline resin without using a cooling mold; ,
and a trimming step of cutting out a container from the foam-molded sheet that has been air-cooled,
The air-cooling step is performed while regulating the length in the width direction of the foam-molded sheet.
A method for manufacturing a crystalline resin foam container.
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