JP7517833B2 - Polystyrene resin molded product and its manufacturing method - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 販売日:令和1年12月28日、販売した場所:イオングループの各店舗Article 30, paragraph 2 of the Patent Act applies. Sales date: December 28, 2019. Sales location: Aeon Group stores.
本発明は、成形収縮率が小さく、耐衝撃性に優れ、シート温度が一定となるポリスチレン系樹脂成形品及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a polystyrene resin molded product that has a small molding shrinkage rate, excellent impact resistance, and a constant sheet temperature, and a method for manufacturing the same.
ポリスチレン系樹脂は、一般に透明性、剛性が高く、また、シート加工性、真空成形性等の加工特性に優れ、成形品を容易且つ大量に生産できる材料である。そのため、ポリスチレン系樹脂の成形品は、包装材料、食品容器等の様々な用途に用いられている。このような成形品は通常、ポリスチレン系樹脂シートを熱成形することにより製造される。 Polystyrene resins are generally highly transparent and rigid, and have excellent processing properties such as sheet processing and vacuum forming, making them a material that can be used to easily mass-produce molded products. For this reason, molded products made from polystyrene resins are used for a variety of purposes, including packaging materials and food containers. Such molded products are usually manufactured by thermoforming polystyrene resin sheets.
従来、ポリスチレン系樹脂及び成形品の特性を改善する様々な試みがなされている。例えば、特許文献1には、ポリスチレン系樹脂、ゴム変性ポリスチレン系樹脂、及び水素添加ポリスチレン系エラストマーを含み、果菜に傷が付くことを抑制することができるポリスチレン系樹脂発泡シート及びこれを用いてなる果菜包装容器が開示されている。特許文献2には、ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン樹脂、スチレン-ブタジエン系ブロック共重合体の非水添物、及びスチレン-ブタジエン-ブチレン-スチレン系熱可塑性エラストマーを含み、耐衝撃性及び樹脂やけの発生を抑制できるポリスチレン系樹脂組成物及び包装用容器が開示されている。特許文献3には、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系熱可塑性エラストマー、及びタルクを含み、良好な成形性、水蒸気バリア性、及び剛性を有する熱可塑性樹脂シート及びこれを用いた容器が開示されている。
Various attempts have been made to improve the properties of polystyrene resins and molded products. For example,
熱成形により成形品を製造する場合、熱成形後の成形品は収縮し、その寸法と金型の寸法との間にズレが生じることがある。このズレを示す数値が成形収縮率である。成形収縮率が大きいと、大きさが正確な成形品を得ることが困難となり、成形品の寸法の均一性に欠ける。よって、成形収縮率は小さいことが求められる。また、成形品を容器として用いる場合には、耐衝撃性に優れることも求められる。 When producing molded products by thermoforming, the molded product shrinks after thermoforming, and a discrepancy may occur between its dimensions and the dimensions of the mold. The numerical value indicating this discrepancy is the molding shrinkage ratio. If the molding shrinkage ratio is large, it becomes difficult to obtain a molded product with an accurate size, and the molded product will lack uniformity in dimensions. Therefore, a small molding shrinkage ratio is required. Furthermore, if the molded product is to be used as a container, it is also required to have excellent impact resistance.
一般的に、結晶性樹脂(例えば、ポリエチレン系樹脂)の方が、非結晶性樹脂(例えば、ポリスチレン系樹脂)よりも成形収縮率が大きい。よって、結晶性樹脂と非結晶性樹脂とを含む樹脂組成物において、非結晶性樹脂の混合比率を高めれば、成形収縮率を低減することができる。しかし、結晶性樹脂の混合比率が低くなると、成形品の耐衝撃性が低下するという問題がある。 Generally, crystalline resins (e.g., polyethylene-based resins) have a higher molding shrinkage rate than non-crystalline resins (e.g., polystyrene-based resins). Therefore, in a resin composition containing crystalline and non-crystalline resins, if the mixing ratio of the non-crystalline resin is increased, the molding shrinkage rate can be reduced. However, if the mixing ratio of the crystalline resin is reduced, there is a problem that the impact resistance of the molded product decreases.
また、熱成形を容易にするためには、シート温度の加熱量を高める方が好ましい。しかし、シート温度が上昇すると、ドローダウン(熱成形用の樹脂シートが軟化し過ぎて垂れてしまう現象)が生じ易くなる。ドローダウンは成型品の寸法の均一性が低下する要因となり得ることから、急激なシート温度の上昇を抑制することが好ましい。 To facilitate thermoforming, it is preferable to increase the amount of heat applied to the sheet. However, as the sheet temperature increases, drawdown (the phenomenon in which the resin sheet used for thermoforming becomes too soft and sags) is more likely to occur. Since drawdown can lead to a decrease in the dimensional uniformity of the molded product, it is preferable to prevent a sudden increase in the sheet temperature.
本発明は、成形収縮率が小さく、耐衝撃性に優れ、シート温度が一定となるポリスチレン系樹脂成形品及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a polystyrene resin molded product that has a small molding shrinkage rate, excellent impact resistance, and a constant sheet temperature, and a manufacturing method thereof.
本発明の成形品は、ポリスチレン系樹脂を主成分とする樹脂シートを熱成形した成形品であって、前記樹脂シート全体を100重量%とした場合、前記樹脂シートはポリエチレン系樹脂を3~35質量%含み、且つ以下の式(I)により算出される前記成形品の成形収縮率が0.65%以下であることを特徴とする。
成形収縮率(%)=100×(金型寸法-成形品寸法)/金型寸法 (I)
The molded article of the present invention is a molded article obtained by thermoforming a resin sheet mainly composed of a polystyrene-based resin, and is characterized in that, when the entire resin sheet is taken as 100% by weight, the resin sheet contains 3 to 35% by mass of a polyethylene-based resin, and the mold shrinkage rate of the molded article, calculated by the following formula (I), is 0.65% or less.
Molding shrinkage rate (%) = 100 x (mold size - molded product size) / mold size (I)
本発明の成形品の製造方法は、樹脂シート全体を100重量%とした場合、ポリエチレン系樹脂を3~35質量%含む、ポリスチレン系樹脂を主成分とする樹脂シートを、前記ポリスチレン系樹脂のシート軟化温度であり、且つ前記ポリエチレン系樹脂の融点以上の成形温度で熱成形することを特徴とする。 The method for producing a molded product of the present invention is characterized in that a resin sheet mainly composed of polystyrene-based resin and containing 3 to 35 mass% polyethylene-based resin when the entire resin sheet is taken as 100 weight %, is thermoformed at a molding temperature that is the sheet softening temperature of the polystyrene-based resin and is equal to or higher than the melting point of the polyethylene-based resin.
本発明は、成形収縮率が小さく、耐衝撃性に優れると共に、成形収縮率が大きいポリエチレン系樹脂(結晶性樹脂)を含んでいても、成形収縮率の変化を抑制することができる。更に、熱成形において、シート温度の急激な上昇によるドローダウンを抑制し、これにより、成形品の寸法の均一性を実現することができる。 The present invention has a small mold shrinkage rate and excellent impact resistance, and can suppress changes in the mold shrinkage rate even when the resin contains a polyethylene resin (crystalline resin) that has a large mold shrinkage rate. Furthermore, in thermoforming, drawdown caused by a sudden increase in sheet temperature can be suppressed, thereby achieving uniform dimensions of the molded product.
本発明の実施の形態について以下に説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 The following describes an embodiment of the present invention. This embodiment is an example of implementing the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.
(1)成形品
本実施形態に係る成形品(以下、「本成形品」という。)は、ポリスチレン系樹脂(PS系樹脂)を主成分とする樹脂シートを熱成形した成形品であって、前記樹脂シート全体を100重量%とした場合、前記樹脂シートはポリエチレン系樹脂(PE系樹脂)を3~35質量%含み、且つ以下の式(I)により算出される前記成形品の成形収縮率が0.65%以下である。
成形収縮率(%)=100×(金型寸法-成形品寸法)/金型寸法 (I)
(1) Molded Product The molded product according to this embodiment (hereinafter referred to as "this molded product") is a molded product obtained by thermoforming a resin sheet mainly composed of a polystyrene-based resin (PS-based resin), and when the entire resin sheet is taken as 100% by weight, the resin sheet contains 3 to 35% by mass of a polyethylene-based resin (PE-based resin), and the mold shrinkage rate of the molded product calculated by the following formula (I) is 0.65% or less.
Molding shrinkage rate (%) = 100 x (mold size - molded product size) / mold size (I)
前記樹脂シートは、非晶性樹脂である前記PS系樹脂を主成分とする。前記PS系樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、前記樹脂シートは、前記PS系樹脂以外に、他の重合体、樹脂、及びゴムの1種又は2種以上を副成分として含んでもよい。ここで「主成分」とは、樹脂シート全体を100重量%とした場合、前記PS系樹脂が50重量%以上、好ましくは60重量%以上、更に好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上、特に好ましくは90質量%以上含まれることを意味する。 The resin sheet is mainly composed of the PS resin, which is an amorphous resin. The PS resin may be used alone or in combination of two or more types. The resin sheet may contain, in addition to the PS resin, one or more of other polymers, resins, and rubbers as secondary components. Here, "main component" means that, when the entire resin sheet is taken as 100% by weight, the PS resin is contained in an amount of 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, and particularly preferably 90% by weight or more.
前記PS系樹脂は、スチレン系単量体の単独重合体でもよく、2種以上のスチレン系単量体又は1種以上のスチレン系単量体と1種以上の他の単量体との共重合体でもよい。前記スチレン系単量体として具体的には、例えば、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、i-プロピルスチレン、t-ブチルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン、クロロスチレンが挙げられる。前記他の単量体は、前記スチレン系単量体と共重合することができる限り、その種類に特に限定はない。前記他の単量体としては、例えば、ビニル単量体の1種又は2種以上が挙げられる。該ビニル単量体として具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。 The PS resin may be a homopolymer of a styrene monomer, or a copolymer of two or more styrene monomers, or one or more styrene monomers and one or more other monomers. Specific examples of the styrene monomer include α-methylstyrene, vinyltoluene, ethylstyrene, i-propylstyrene, t-butylstyrene, dimethylstyrene, bromostyrene, and chlorostyrene. There is no particular limitation on the type of the other monomer, as long as it can be copolymerized with the styrene monomer. Examples of the other monomer include one or more vinyl monomers. Specific examples of the vinyl monomer include (meth)acrylic acid esters such as methyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, and cyclohexyl (meth)acrylate.
前記PS系樹脂は、必要に応じてゴム変性を行ったものでもよい。前記ゴム変性として具体的には、例えば、共役ジエン系ゴム状重合体を加えたゴム変性が挙げられる。前記共役ジエン系ゴム状重合体としては、ポリブタジエン、スチレン-ブタジエンのランダムまたはブロック共重合体、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、スチレン-イソプレンのランダム、ブロック又はグラフト共重合体、エチレン-プロピレンゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム等が挙げられる。また、これらは一部水素添加されていてもよい。 The PS resin may be rubber-modified as necessary. Specific examples of the rubber modification include rubber modification with the addition of a conjugated diene rubber-like polymer. Examples of the conjugated diene rubber-like polymer include polybutadiene, random or block copolymers of styrene-butadiene, polyisoprene, polychloroprene, random, block or graft copolymers of styrene-isoprene, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, and the like. These may also be partially hydrogenated.
前記PS系樹脂として具体的には、例えば、ポリスチレン(汎用ポリスチレン樹脂(GPPS)等)、ゴム変性ポリスチレン(耐衝撃性ポリスチレン樹脂(HIPS)等)、ABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)、AS樹脂(アクリロニトリル-スチレン共重合体)、MS樹脂(メチルメタクリレート-スチレン共重合体)、AAS樹脂(アクリロニトリル-アクリルゴム-スチレン共重合体)、AES樹脂(アクリロニトリル-エチレンプロピレン-スチレン共重合体)が挙げられる。前記PS系樹脂がHIPS及びGPPSの少なくとも一方、好ましくは両方である。ここで、前記HIPSは、スチレン系単量体等以外にブタジエン等のゴム成分を含有するものであり、例えば、ゴム成分がスチレン系単量体と共重合している共重合体、又は該共重合体と他の単独重合体若しくは共重合体とのブレンド樹脂等が挙げられる。また、前記汎用ポリスチレン樹脂(GPPS)は、樹脂成分が実質上スチレンモノマーのみを重合して繰り返し構成されたものである。 Specific examples of the PS resin include polystyrene (general-purpose polystyrene resin (GPPS) and the like), rubber-modified polystyrene (high-impact polystyrene resin (HIPS) and the like), ABS resin (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer), AS resin (acrylonitrile-styrene copolymer), MS resin (methyl methacrylate-styrene copolymer), AAS resin (acrylonitrile-acrylic rubber-styrene copolymer), and AES resin (acrylonitrile-ethylene propylene-styrene copolymer). The PS resin is at least one of HIPS and GPPS, and preferably both. Here, the HIPS contains a rubber component such as butadiene in addition to a styrene-based monomer, and examples of the HIPS include a copolymer in which the rubber component is copolymerized with a styrene-based monomer, or a blend resin of the copolymer with another homopolymer or copolymer. The general-purpose polystyrene resin (GPPS) is a resin component that is substantially composed of only styrene monomers polymerized repeatedly.
前記PS系樹脂として、HIPS及びGPPSの両方を含む場合、両者の含有量には特に限定はない。樹脂シート全体を100重量%とした場合、前記HIPSの含有量として好ましくは35~80重量%とすることができる。前記HIPSの含有量の下限値は35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、又は50重量%とすることができる。また、前記HIPSの含有量の上限値は、79、78、77、76、75、74、73、72、71、70、69、68、67、66、65、64、63、62、61、60、59、58、57、56、55、54、53、52、51、又は50重量%とすることができる。前記HIPSの含有量は、前記下限値及び上限値を任意に組み合わせた範囲とすることができる。また、樹脂シート全体を100重量%とした場合、前記GPPSの含有量として好ましくは10~40重量%とすることができる。前記GPPSの含有量の下限値は11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20重量%とすることができる。また、前記GPPSの含有量の上限値は、39、38、37、36、35、34、33、32、31、又は30重量%とすることができる。前記GPPSの含有量は、前記下限値及び上限値を任意に組み合わせた範囲とすることができる。 When the PS resin contains both HIPS and GPPS, there is no particular limit to the content of both. When the entire resin sheet is taken as 100% by weight, the content of the HIPS can be preferably 35 to 80% by weight. The lower limit of the HIPS content can be 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, or 50% by weight. The upper limit of the HIPS content can be 79, 78, 77, 76, 75, 74, 73, 72, 71, 70, 69, 68, 67, 66, 65, 64, 63, 62, 61, 60, 59, 58, 57, 56, 55, 54, 53, 52, 51, or 50% by weight. The content of the HIPS can be within a range that is any combination of the lower limit and the upper limit. In addition, when the entire resin sheet is taken as 100% by weight, the content of the GPPS can be preferably 10 to 40% by weight. The lower limit of the content of the GPPS can be 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, or 20% by weight. In addition, the upper limit of the content of the GPPS can be 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31, or 30% by weight. The content of the GPPS can be within a range that is any combination of the lower limit and the upper limit.
前記PS系樹脂として、HIPS及びGPPSの両方を含む場合、両者の含有割合には特に限定はない。好ましくは、前記HIPSとGPPSとの含有割合は(1.3~3.5):1とすることができる。前記含有割合におけるHIPSの割合の下限値は1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、又は2.5とすることができる。前記含有割合におけるHIPSの割合の上限値は3.5、3.4、3.3、3.2、3.1、3.0、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、又は2.0とすることができる。前記含有割合におけるHIPSの割合は、前記下限値及び上限値を任意に組み合わせた範囲とすることができる。 When the PS resin contains both HIPS and GPPS, there is no particular limitation on the content ratio of the two. Preferably, the content ratio of HIPS to GPPS can be (1.3-3.5):1. The lower limit of the HIPS content in the content ratio can be 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, or 2.5. The upper limit of the HIPS content in the content ratio can be 3.5, 3.4, 3.3, 3.2, 3.1, 3.0, 2.9, 2.8, 2.7, 2.6, 2.5, 2.4, 2.3, 2.2, 2.1, or 2.0. The HIPS content in the content ratio can be in a range that is any combination of the lower limit and upper limit.
前記PE系樹脂は、エチレン単独重合体であることが好ましいが、エチレンと1種以上の他の単量体、例えばα-オレフィン(1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン)との共重合体でもよい。前記PE系樹脂が共重合体の場合、エチレン単位の割合は80重量%以上、90質量%以上、あるいは95質量%以上とすることができる。前記PE系樹脂として具体的には、低密度ポリエチレン(LDPE;密度0.910~0.930)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE;密度0.910~0.925)、高密度ポリエチレン(HDPE;密度0.94g/cm3以上、好ましくは0.942~0.970g/cm3)、エチレン-酢酸ビニル共重合体、及びエチレン-エチルアクリレート共重合体等が挙げられる。また、前記PE系樹脂は結晶性であることが好ましい。前記PE系樹脂として、結晶性樹脂の高密度ポリエチレン(HDPE)を用いることができる。 The PE resin is preferably an ethylene homopolymer, but may also be a copolymer of ethylene and one or more other monomers, such as α-olefins (1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene). When the PE resin is a copolymer, the proportion of ethylene units can be 80% by weight or more, 90% by mass or more, or 95% by mass or more. Specific examples of the PE resin include low-density polyethylene (LDPE; density 0.910 to 0.930), linear low-density polyethylene (LLDPE; density 0.910 to 0.925), high-density polyethylene (HDPE; density 0.94 g/cm3 or more, preferably 0.942 to 0.970 g/cm3), ethylene-vinyl acetate copolymer, and ethylene-ethyl acrylate copolymer. The PE resin is preferably crystalline. The PE resin can be a crystalline resin, high-density polyethylene (HDPE).
前記PE系樹脂を構成するエチレンの由来には特に限定はない。前記エチレンは通常の石油由来でもよく、あるいは植物由来でもよい。植物由来のエチレンは、例えば、植物原料(サトウキビ及びトウモロコシ等)から抽出する糖の発酵物又はセルロース発酵物からアルコール成分、特にエチルアルコールを蒸留分離し、その脱水反応により得ることができる。このような植物由来のエチレンから、通常の重合法によりPE系樹脂を得ることができる。このようなPE系樹脂は、バイオポリエチレンと呼ばれている。前記PE系樹脂は、このようなバイオポリエチレンでもよい。例えば、前記HIPSとして、バイオポリエチレンを含有するHIPSを用いることができる。 The origin of the ethylene constituting the PE-based resin is not particularly limited. The ethylene may be derived from ordinary petroleum or may be derived from plants. Plant-derived ethylene can be obtained, for example, by distilling and separating alcohol components, particularly ethyl alcohol, from a fermented product of sugar or cellulose fermentation extracted from plant raw materials (such as sugarcane and corn), and subjecting the alcohol to a dehydration reaction. From such plant-derived ethylene, a PE-based resin can be obtained by a normal polymerization method. Such PE-based resins are called biopolyethylenes. The PE-based resin may be such a biopolyethylene. For example, HIPS containing biopolyethylene can be used as the HIPS.
前記樹脂シート全体を100重量%とした場合、前記PE系樹脂の含有量は3~35重量%である。前記含有量が3重量%未満であると、耐衝撃性に劣るので好ましくない。一方、前記含有量が35重量%を超えると、成形収縮率が大きくなるので好ましくない。前記含有量の下限値は4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、又は15重量%とすることができる。前記含有量の上限値は35、34、33、32、31、30、29、28、27、26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、又は5重量%とすることができる。前記含有量は、前記下限値及び上限値を任意に組み合わせた範囲とすることができる。 When the entire resin sheet is taken as 100% by weight, the content of the PE resin is 3 to 35% by weight. If the content is less than 3% by weight, the impact resistance is poor, which is not preferable. On the other hand, if the content exceeds 35% by weight, the molding shrinkage rate is large, which is not preferable. The lower limit of the content can be 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, or 15% by weight. The upper limit of the content can be 35, 34, 33, 32, 31, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, or 5% by weight. The content can be in a range that is any combination of the lower limit and the upper limit.
前記PS系樹脂と前記PE系樹脂の組み合わせには特に限定はなく、必要に応じて種々選択することができる。本成型品では、前記PS系樹脂と前記PE系樹脂の組み合わせとして、PS系樹脂をHIPS及びGPPSの少なくとも一方、好ましくは両方とし、且つ前記PE系樹脂を高密度ポリエチレンとすることができる。前記PS系樹脂及び前記PE系樹脂の説明は、本段落における前記PS系樹脂と前記PE系樹脂の組み合わせにおいても妥当する。 The combination of the PS resin and the PE resin is not particularly limited, and can be selected from various options as needed. In the present molded product, the combination of the PS resin and the PE resin can be such that the PS resin is at least one of HIPS and GPPS, and preferably both, and the PE resin is high-density polyethylene. The explanation of the PS resin and the PE resin in this paragraph also applies to the combination of the PS resin and the PE resin.
本成形品において、上記式(I)により算出される成形収縮率は0.65%以下である。前記成形収縮率が0.65%以下であると、金型と成形品との間の寸法のズレが小さく、また、従来のHIPS等のPS系樹脂の成型のための金型を流用できるので好ましい。 In this molded product, the mold shrinkage calculated by the above formula (I) is 0.65% or less. If the mold shrinkage is 0.65% or less, the dimensional deviation between the mold and the molded product is small, and it is preferable because molds used for molding conventional PS resins such as HIPS can be reused.
式(I)中、「成形品寸法」とは、成形品の任意の2点間の寸法を意味する。また、「金型寸法」とは、前記成形品寸法を測定した2点間に対応する金型の2点間の寸法を意味する。具体的には、例えば、「成形品寸法」として、成形品頂部の凹部の2つの屈曲点間の水平寸法又は成形品底部の凹部の2つの屈曲点間の水平寸法のうち、いずれか厚みが厚い方とし、「金型寸法」とは、「成形品寸法」を測定した凹部に対応する金型の凸部の2つの屈曲点間の水平寸法とすることができる。 In formula (I), "molded product dimensions" refers to the dimensions between any two points on the molded product. Also, "mold dimensions" refers to the dimensions between two points on the mold that correspond to the two points at which the molded product dimensions are measured. Specifically, for example, the "molded product dimensions" can be the horizontal dimension between the two bending points of the recess at the top of the molded product or the horizontal dimension between the two bending points of the recess at the bottom of the molded product, whichever is thicker, and the "mold dimensions" can be the horizontal dimension between the two bending points of the convex part of the mold that corresponds to the recess at which the "molded product dimensions" are measured.
「成形品寸法」及び「金型寸法」について、その一例を図1及び図2に基づいて説明する。成形品1は、成形品頂部2A、2B(成形品の最上部)と成形品底部3(成形品の最下部)を有する。成形品頂部2A、2Bには凹部21A、21Bが形成されており、成形品底部3にも凹部31が形成されている。成形品頂部2A、2Bの凹部21A、21Bは、上面部211A、211Bと、該上面部211Aを形成する屈曲点212a及び212b、並びに上面部211Bを形成する屈曲点212c及び212dと、を有する。同様に、成形品底部3の凹部31は、底面部311と屈曲点312a及び312bを有する。
An example of "molded product dimensions" and "mold dimensions" will be described with reference to Figs. 1 and 2. Molded
通常、成形品頂部2A、2Bの凹部21A、21Bは、金型4(メス型)で成形され、成形品底部3の凹部31は、金型5(オス型)で成形される。金型4は、成形品頂部2A、2Bの凹部21A、21Bを形成するための凸部41A、41Bを有する。同様に、金型5は、成形品底部3の凹部31を形成するための凸部51を有する。金型4の凸部41Aは、成形品頂部2Aの上面部211A及び屈曲点212a、212bに対応する上面部411A及び屈曲点412a、412bを有する。同様に、金型4の凸部41Bは、成形品頂部2Bの上面部211B及び屈曲点212c、212dに対応する上面部411B及び屈曲点412c、412dを有する。また、金型5の凸部51は、成形品底部3の底面部311及び屈曲点312a、312bに対応する底面部511及び屈曲点512a、512bを有する。
Typically, the
メス型の金型で熱成形した場合は上面部211A、211Bが、オス型で熱成形した場合には底面部311が、最も真空引きされる部分で、且つ厚みが最も厚くなる部分である。そして、一実施態様として、「成形品寸法」とは、成形品頂部2Aの凹部21Aの2つの屈曲点212a及び212b間の水平寸法(X1)、又は成形品底部3の凹部31の2つの屈曲点312a、312b間の水平寸法(X2)のうち、いずれか厚みが厚い方とすることができる。
When thermoforming is performed using a female mold, the
「成形品寸法」が図1に示すX1であれば、「金型寸法」とは、成形品頂部2Aの凹部21A(成形品寸法を測定した凹部)に対応する金型4の凸部41の2つの屈曲点412a及び412b間の水平寸法(Y1)を意味する。一方、「成形品寸法」が図1に示すX2であれば、「金型寸法」とは、成形品底部3の凹部31(成形品寸法を測定した凹部)に対応する金型5の凸部51の2つの屈曲点512a及び512b間の水平寸法(Y2)を意味する。
If the "molded product dimension" is X1 as shown in FIG. 1, then the "mold dimension" means the horizontal dimension (Y1) between the two
尚、図1では、屈曲点212a、212b間の水平寸法を「X1」と表示している。メス型の金型で成形した場合の「成形品寸法」は、成形品頂部2Bの凹部21Bの2つの屈曲点212a、212d間等、成形品頂部における任意の2つの屈曲点の間を水平寸法とすることができる。同様に、図1では、屈曲点412a、412b間の水平寸法を「Y1」と表示している。メス型の金型で成形した場合の「金型寸法」は、成形品寸法を測定した凹部に対応する金型4の凸部41の屈曲点412a、412d間等、成形品頂部における任意の2つの屈曲点の間を水平寸法とすることができる。
In FIG. 1, the horizontal dimension between bending
前記樹脂シートは、更に相溶化剤を1種又は2種以上含有してもよい。前記相溶化剤を含有することにより、前記樹脂シート中の成分、特に前記PS系樹脂及びPE系樹脂をより均一に分散させることができるので好ましい。前記相溶化剤の種類には特に限定はない。前記相溶化剤として具体的には、例えば、スチレン-ブタジエン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、水添スチレン系熱可塑性エラストマーが挙げられる。より具体的には、例えば、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレン共重合体や、スチレン-ブタジエン-ブチレン-スチレン共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン共重合体、スチレン-イソプレン-スチレン共重合体が挙げられる。 The resin sheet may further contain one or more types of compatibilizer. By containing the compatibilizer, the components in the resin sheet, particularly the PS-based resin and the PE-based resin, can be dispersed more uniformly, which is preferable. There is no particular limitation on the type of the compatibilizer. Specific examples of the compatibilizer include styrene-butadiene thermoplastic elastomers, styrene-based thermoplastic elastomers, and hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomers. More specific examples include styrene-ethylene-butylene-styrene copolymers, styrene-butadiene-butylene-styrene copolymers, styrene-ethylene-propylene-styrene copolymers, and styrene-isoprene-styrene copolymers.
前記相溶化剤の含有量は、必要に応じて適宜の範囲とすることができる。前記樹脂シート全体を100重量%とした場合、前記相溶化剤の含有量として好ましくは1~20重量%である。前記含有量の下限値として、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、又は3重量%とすることができる。また、前記含有量の上限値として、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9.5、9、8.5、8、7.5、又は7重量%とすることができる。前記含有量は、前記下限値及び上限値を任意に組み合わせた範囲とすることができる。 The content of the compatibilizer can be set to an appropriate range as necessary. When the entire resin sheet is taken as 100% by weight, the content of the compatibilizer is preferably 1 to 20% by weight. The lower limit of the content can be 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, or 3% by weight. The upper limit of the content can be 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9.5, 9, 8.5, 8, 7.5, or 7% by weight. The content can be set to a range that is any combination of the lower limit and upper limit.
前記樹脂シートは、前記PS系樹脂を主成分とし、且つ前記樹脂シート全体を100重量%とした場合、前記PE系樹脂を3~35質量%含む層(以下、「PE含有PS樹脂層」という。)を含む限り、その具体的構造には特に限定はない。前記樹脂シートは、PE含有PS樹脂層のみで構成される単層構造でもよく、該層と他の層を含む2層以上の多層シートでもよい。前記樹脂シートが多層シートの場合、その全てがPE含有PS樹脂層でもよく、あるいは、一部の層が該層でもよい。例えば、前記樹脂シートとして、スキン層とコア層を含み、且つ前記コア層が前記PE含有PS樹脂層である樹脂シートとすることができる。 The resin sheet is mainly composed of the PS resin, and there is no particular limitation on its specific structure, so long as it includes a layer containing 3 to 35 mass % of the PE resin when the entire resin sheet is taken as 100 weight % (hereinafter referred to as the "PE-containing PS resin layer"). The resin sheet may be a single-layer structure consisting of only a PE-containing PS resin layer, or a multi-layer sheet having two or more layers including the PE-containing PS resin layer and another layer. When the resin sheet is a multi-layer sheet, all of the layers may be PE-containing PS resin layers, or some of the layers may be PE-containing PS resin layers. For example, the resin sheet may include a skin layer and a core layer, and the core layer is the PE-containing PS resin layer.
前記樹脂シートの具体的形状には特に限定はない。前記樹脂シートの具体的形状は、必要に応じて適宜決定することができる。よって、前記「シート」の用語には、フィルム状も含まれる。本シートの厚みは、例えば、0.1~5mm、あるいは0.5~3mmとすることができる。 There is no particular limitation on the specific shape of the resin sheet. The specific shape of the resin sheet can be appropriately determined as needed. Therefore, the term "sheet" also includes a film-like shape. The thickness of the sheet can be, for example, 0.1 to 5 mm, or 0.5 to 3 mm.
前記樹脂シートは、成形性を著しく損なわない範囲で、必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。前記他の成分として具体的には、例えば、公知の樹脂シートに用いられている添加剤、例えば、難燃剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、及び抗菌剤が挙げられる。 The resin sheet may contain other components as necessary, provided that the moldability is not significantly impaired. Specific examples of the other components include additives used in known resin sheets, such as flame retardants, ultraviolet absorbers, fluorescent brighteners, antistatic agents, antifogging agents, lubricants, antiblocking agents, flow improvers, plasticizers, dispersants, and antibacterial agents.
本成形品は、前記樹脂シートを熱成形することにより得ることができる。該熱成形の具体的方法には特に限定はなく、公知の熱成形方法、例えば、熱盤成形、真空成形、圧空成形又は真空圧空成形を用いることができる。また、熱成形の条件も特に限定はない。成形条件は必要に応じて適宜決定することができる。本成形品は好ましくは、前記PS系樹脂のシート軟化温度であり、且つ前記PE系樹脂の融点以上の成形温度で熱成形することにより製造することができる(この点についての詳細は後述する。)。 The molded product can be obtained by thermoforming the resin sheet. There is no particular limitation on the specific method of thermoforming, and known thermoforming methods, such as hot plate molding, vacuum molding, pressure molding, or vacuum pressure molding, can be used. There is also no particular limitation on the conditions of thermoforming. The molding conditions can be appropriately determined as necessary. The molded product can be preferably produced by thermoforming at a molding temperature that is the sheet softening temperature of the PS resin and is equal to or higher than the melting point of the PE resin (this point will be described in detail later).
本成形品の形状、寸法、及び具体的用途には特に限定はない。本成形品の用途としては、包装用容器等の容器、例えば、飲食品包装用容器が挙げられる。尚、前記「容器」は、容器全体だけでなく、容器の一部も含む。例えば、前記「容器」には、容器の本体のみならず、容器の蓋体も含まれる。 There are no particular limitations on the shape, dimensions, or specific uses of the molded product. Uses of the molded product include containers such as packaging containers, for example, containers for packaging food and beverages. The term "container" includes not only the entire container, but also parts of the container. For example, the term "container" includes not only the main body of the container, but also the lid of the container.
(2)成形品の製造方法
本実施形態に係る成形品の製造方法(以下、「本方法」という。)は、樹脂シート全体を100重量%とした場合、PE系樹脂を3~35質量%含む、PS系樹脂を主成分とする樹脂シートを、前記PS系樹脂のシート軟化温度であり、且つ前記PE系樹脂の融点以上の成形温度で熱成形することを含む。
(2) Manufacturing Method of Molded Article The manufacturing method of a molded article according to this embodiment (hereinafter referred to as "this method") includes thermoforming a resin sheet mainly composed of a PS-based resin, the resin sheet containing 3 to 35 mass % of a PE-based resin when the entire resin sheet is taken as 100 weight %, at a molding temperature which is the sheet softening temperature of the PS-based resin and is equal to or higher than the melting point of the PE-based resin.
本方法では、前記PS系樹脂のシート軟化温度であり、且つ前記PE系樹脂の融点以上の成形温度で熱成形することにより、熱成形時にシート温度が一定となり、ドローダウンを抑制することができる。これは、かかる成形温度で成形した場合、熱量が増加しても、熱エネルギーはPE系樹脂の融解に消費され、その結果、シート温度が上がらないためと考えられる(当該記載は単に発明者の見解の表明に過ぎず、本発明を定義ないし限定する趣旨の記載ではない。)。 In this method, by thermoforming at a molding temperature that is equal to the sheet softening temperature of the PS resin and equal to or higher than the melting point of the PE resin, the sheet temperature remains constant during thermoforming, and drawdown can be suppressed. This is thought to be because when molding at such a molding temperature, even if the amount of heat increases, the thermal energy is consumed in melting the PE resin, and as a result, the sheet temperature does not increase (this statement is merely an expression of the inventor's opinion, and is not intended to define or limit the present invention).
本方法において、前記PS系樹脂、樹脂シート、及びPE系樹脂の内容については、上記の説明が妥当する。 In this method, the above explanation applies to the PS resin, resin sheet, and PE resin.
本方法により得られる成形品は、通常、前記式(I)により算出される成形収縮率が0.65%以下である。前記成形収縮率が0.65%以下であると、金型と成形品との間の寸法のズレが小さく、また、従来のHIPS等のPS系樹脂の成型のための金型を流用できるので好ましい。尚、式(I)の「成形品寸法」及び「金型寸法」については、上記の説明が妥当する。 The molded product obtained by this method usually has a mold shrinkage ratio of 0.65% or less, calculated by the above formula (I). If the mold shrinkage ratio is 0.65% or less, the dimensional deviation between the mold and the molded product is small, and it is preferable because molds used for molding conventional PS resins such as HIPS can be reused. The above explanation applies to the "molded product dimensions" and "mold dimensions" in formula (I).
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。尚、本発明は、実施例に示す形態に限定されない。本発明の実施形態は、目的及び用途等に応じて、本発明の範囲内で種々変更することができる。 The present invention will be specifically explained below with reference to examples. Note that the present invention is not limited to the forms shown in the examples. The embodiment of the present invention can be modified in various ways within the scope of the present invention depending on the purpose, application, etc.
1.PSシートの製造
原料として、以下の各成分を用いた。
<非結晶性樹脂>
(A)HIPS;東洋スチレン株式会社製「E640N」
(B)GPPS;PSジャパン株式会社製「G9305」
<結晶性樹脂>
(C)バイオPE系樹脂;ブラスケム社製「SHC7260」
<相溶化剤>
(D)SBS;クレイトン社製「DX408」
1. Production of PS Sheet The following components were used as raw materials.
<Non-crystalline resin>
(A) HIPS: "E640N" manufactured by Toyo Styrene Co., Ltd.
(B) GPS: "G9305" manufactured by PS Japan Co., Ltd.
<Crystalline Resin>
(C) Bio-PE resin; "SHC7260" manufactured by Braskem
<Compatibilizer>
(D) SBS; Kraton "DX408"
前記(A)~(D)の各原料を表1に示す割合で混合した後、押出機に投入し加熱溶融した。次いで、該溶融樹脂を押出成形することにより、実施例1~4、参考例及び比較例1~2の単層PSシート(厚さ:0.50mm)を得た。また、前記(A)~(D)の各原料を表2に示す割合で混合した後、同様の方法によりコア層用シート及びスキン層用シートを得て、これを積層することにより、コア層及びスキン層を含む多層PSシート(厚さ:0.50mm)を得た。 The raw materials (A) to (D) were mixed in the ratios shown in Table 1, and then charged into an extruder and heated to melt. The molten resin was then extrusion molded to obtain the single-layer PS sheets (thickness: 0.50 mm) of Examples 1 to 4, Reference Example, and Comparative Examples 1 and 2. The raw materials (A) to (D) were mixed in the ratios shown in Table 2, and then a core layer sheet and a skin layer sheet were obtained in the same manner. These were then laminated to obtain a multilayer PS sheet (thickness: 0.50 mm) including a core layer and a skin layer.
2.成形品の製造
金型を用いて実施例1~4、6、参考例及び比較例1~3の樹脂シートを間接ヒーター温度上430℃、下380℃、加熱時間8.5sで熱成形して、実施例1~6及び比較例1~3の方形状の容器(215mm角、深さ38mm)を製造した。
2. Production of molded products The resin sheets of Examples 1 to 4, 6 , Reference Example , and Comparative Examples 1 to 3 were thermoformed using a mold at an indirect heater temperature of 430°C (upper) and 380°C (lower), for a heating time of 8.5 s, to produce rectangular containers (215 mm square, 38 mm deep) of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3.
3.性能評価
(1)成形収縮率
実施例1~4、6、参考例及び比較例1~3の容器について、成形品頂部の凹部の2つの屈曲点間の水平寸法(成形品寸法)を測定した。また、この部分に対応する金型の凸部の2つの屈曲点間の水平寸法(金型寸法)を測定した。上記式(I)に基づいて、得られた測定値から成形収縮率(%)を算出した。結果を表1及び表2に併記する。
3. Performance Evaluation (1) Mold shrinkage rate For the containers of Examples 1 to 4, 6 , Reference Example , and Comparative Examples 1 to 3, the horizontal dimension between the two bending points of the recess at the top of the molded product (molded product dimension) was measured. In addition, the horizontal dimension between the two bending points of the protrusion of the mold corresponding to this portion (mold dimension) was measured. Based on the above formula (I), the mold shrinkage rate (%) was calculated from the obtained measurements. The results are shown in Tables 1 and 2.
(2)ドローダウン
熱成形前の間接ヒーターでのシート加熱時に、ドローダウンにより成形品にしわが入っていないか目視で確認する方法により、実施例1~4、6、参考例及び比較例1~3のドローダウンを評価した。表1及び表2中、「○」は良好(ドローダウンが小さく、成形品にしわが入っていない)を意味し、「×」は不良(ドローダウンが大きく、成形品にしわが入る)を意味する。
(2) Drawdown The drawdown of Examples 1 to 4, 6 , Reference Example, and Comparative Examples 1 to 3 was evaluated by visually checking whether or not wrinkles occurred in the molded products due to drawdown when the sheet was heated by an indirect heater before thermoforming. In Tables 1 and 2, "◯" means good (drawdown is small and the molded products are not wrinkled), and "×" means bad (drawdown is large and the molded products are wrinkled).
(3)耐衝撃性
成形品内に重り500gを入れ、高さ1.5m、雰囲気温度5℃の環境下で成形品を落とす落下試験の方法により、実施例1~4、6、参考例及び比較例1~3の耐衝撃性を評価した。その結果を表1及び表2に併記する。表1及び表2中、「○」は良好(落下後の成形品に割れが発生しない)を意味し、「×」は不良(落下後の成形品に割れの発生が見られる)を意味する。
(3) Impact resistance The impact resistance of Examples 1 to 4, 6 , Reference Example, and Comparative Examples 1 to 3 was evaluated by a drop test in which a 500 g weight was placed inside the molded article and the molded article was dropped from a height of 1.5 m in an environment with an atmospheric temperature of 5° C. The results are shown in Tables 1 and 2. In Tables 1 and 2, "◯" means good (no cracks were observed in the molded article after the drop) and "×" means poor (cracks were observed in the molded article after the drop).
4.結果
表1より、実施例1~4は、成形収縮率が大きい結晶性樹脂(PE)を含んでいても、これを含まない比較例1と同程度の成形収縮率であった。また、実施例1~4はいずれも、耐衝撃性に優れていた。一方、結晶性樹脂(PE)を含まない比較例1は、成形収縮率が実施例1~4と同程度である反面、耐衝撃性に劣り、熱成形時のシート表面温度の上昇に伴うドローダウンも大きかった。また、結晶性樹脂の量が多い比較例2では、耐衝撃性に優れているが、成形収縮率が実施例1~4よりも大きかった。この結果から、本願発明の実施態様である実施例1~4の成形品は、結晶性樹脂を含むことにより耐衝撃性が改善され、且つ成形収縮率が大きい結晶性樹脂(PE)を含んでいても、成形収縮率の変化が小さく、成形性に優れていることが分かる。
4. Results From Table 1, even though Examples 1 to 4 contain a crystalline resin (PE) having a large mold shrinkage rate, the mold shrinkage rate was about the same as that of Comparative Example 1, which does not contain the crystalline resin. In addition, all of Examples 1 to 4 were excellent in impact resistance. On the other hand, Comparative Example 1, which does not contain a crystalline resin (PE), had a mold shrinkage rate about the same as that of Examples 1 to 4 , but was inferior in impact resistance and had a large drawdown due to an increase in the sheet surface temperature during thermoforming. In addition, Comparative Example 2, which contains a large amount of crystalline resin, had excellent impact resistance, but the mold shrinkage rate was larger than that of Examples 1 to 4. From these results, it can be seen that the molded products of Examples 1 to 4 , which are embodiments of the present invention, have improved impact resistance by containing a crystalline resin, and even though they contain a crystalline resin (PE) having a large mold shrinkage rate, the change in the mold shrinkage rate is small and they have excellent moldability.
表2より、実施例6は、成形収縮率が大きい結晶性樹脂(PE)を含んでいても、これを含まない比較例3と同程度の成形収縮率であった。また、実施例6では、ドローダウンが小さく、耐衝撃性も良好であった。一方、結晶性樹脂(PE)を含まない比較例3は、成形収縮率が実施例6と同程度である反面、耐衝撃性に劣り、熱成形時のシート表面温度の上昇に伴うドローダウンも大きかった。この結果は、多層シートであっても、単層シートと同様の結果であることを示している。 As can be seen from Table 2, even though Example 6 contains crystalline resin (PE) with a large mold shrinkage rate, it has a mold shrinkage rate similar to that of Comparative Example 3 which does not contain this resin. Furthermore, Example 6 had small drawdown and good impact resistance. On the other hand, Comparative Example 3 which does not contain crystalline resin (PE) had a mold shrinkage rate similar to that of Example 6, but had poor impact resistance and large drawdown due to the rise in sheet surface temperature during thermoforming. This result shows that the results are similar to those of a single layer sheet, even with a multilayer sheet.
1;成形品、2A,2B;成形品頂部、21A,21B;成形品頂部の凹部、211A,211B;上面部、212a,212b,212c,212d;屈曲点、3;成形品底部、31;成形品底部の凹部、311;底面部、312a,312b;屈曲点、4;金型、41A,2B;金型4の凸部、411A,411B;上面部、412a,412b,412c,412d;屈曲点、5;金型、51;金型5の凸部、511;上面部、512a,512b;屈曲点、X1;屈曲点212a,212b間の水平寸法、X2;屈曲点312a,312b間の水平寸法、Y1;屈曲点412a,412b間の水平寸法、Y2;屈曲点512a,512b間の水平寸法。
1; molded product, 2A, 2B; top of molded product, 21A, 21B; recess of top of molded product, 211A, 211B; upper surface, 212a, 212b, 212c, 212d; bending point, 3; bottom of molded product, 31; recess of bottom of molded product, 311; bottom surface, 312a, 312b; bending point, 4; mold, 41A, 2B; protrusion of
Claims (6)
前記樹脂シートはスチレン-ブタジエン系熱可塑性エラストマーから選択される相溶化剤を含み、
前記樹脂シート全体を100重量%とした場合、前記樹脂シートはポリエチレン系樹脂を3~29質量%含み、且つ以下の式(I)により算出される前記成形品の成形収縮率が0.65%以下であることを特徴とする、成形品。
成形収縮率(%)=100×(金型寸法-成形品寸法)/金型寸法 (I) A molded product obtained by thermoforming a resin sheet containing 70% by weight or more of a polystyrene-based resin,
The resin sheet contains a compatibilizer selected from styrene-butadiene thermoplastic elastomers ,
The resin sheet contains 3 to 29% by mass of a polyethylene-based resin when the entire resin sheet is taken as 100% by weight, and the mold shrinkage rate of the molded article calculated by the following formula (I) is 0.65% or less.
Molding shrinkage rate (%) = 100 x (mold size - molded product size) / mold size (I)
成形収縮率(%)=100×(金型寸法-成形品寸法)/金型寸法 (I) The method for producing a molded article according to claim 4, characterized in that the molded article has a mold shrinkage rate of 0.65% or less, as calculated by the following formula (I):
Molding shrinkage rate (%) = 100 x (mold size - molded product size) / mold size (I)
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