JP2015174216A - ポリスチレン系樹脂発泡体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリスチレン系樹脂発泡層2と、該発泡層2の少なくとも片面に、着色剤を含むポリスチレン系樹脂を筋状に共押出することにより積層された着色樹脂層3と、該着色樹脂層3を覆うように積層されたポリスチレン系樹脂からなるフィルム状の保護層4とを有することを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡体1。
【選択図】図1
Description
(2)ポリスチレン系樹脂発泡体の表面に、模様が印刷されたフィルムを接着剤等によりラミネートしたもの(特許文献2)。
(3)共押出法により、ポリスチレン系樹脂発泡体Aの表面に着色されたポリスチレン系樹脂発泡層Bを筋状又は帯状に積層したもの(特許文献3)。
<2>発泡層、着色樹脂層及び保護層が共押出により積層されていることを特徴とする<1>に記載のポリスチレン系樹脂発泡体。
<3>ポリスチレン系樹脂発泡体の片面あたりの着色樹脂層の積層量[g/m2]と保護層の積層量[g/m2]との比が、1:0.1〜1:15の範囲にあることを特徴とする<1>又は<2>に記載のポリスチレン系樹脂発泡体。
<4>見掛け密度が0.04〜0.35g/cm3であり、厚みが0.3〜10mmであることを特徴とする<1>から<3>のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂発泡体。
<5>ポリスチレン系樹脂発泡体が熱成形用シートであり、保護層の表面の輪郭曲線の最大高さが60μm以下であることを特徴とする<1>から<4>のいずれかに記載のポリスチレン系樹脂発泡体。
図1、2は、本発明に係る代表的なポリスチレン系樹脂発泡体1(以下、単に発泡体1と略称する)の厚み方向の模式断面図である。
発泡層2は、ポリスチレン系樹脂、物理発泡剤、必要に応じて気泡調整剤及びその他の添加剤を配合した発泡層形成用溶融物を共押出発泡させることにより形成されている。以下に、発泡層2を成形するために用いる材料の各成分について詳述する。
ポリスチレン系樹脂としては、通常、ポリスチレン系発泡体に用いられるポリスチレン系樹脂であれば特に制限なく用いることができ、例えば、ポリスチレン(GPPS)、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリスチレン−ポリフェニレンエーテル共重合体等が例示される。
物理発泡剤としては、例えば、エタン、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、イソヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタンなどの炭素数2以上7以下の脂肪族炭化水素、塩化メチル、塩化エチル、1,1,1,2−テトラフルオロエタン、1,1−ジフルオロエタンなどの炭素数1以上4以下のハロゲン化脂肪族炭化水素、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどの炭素数1以上4以下の脂肪族アルコール、又はジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテルなどの炭素数2以上8以下の脂肪族エーテル等の有機物理発泡剤、窒素、二酸化炭素、水等の無機物理発泡剤が挙げられる。
気泡調整剤としては、有機系又は無機系のいずれのものを用いることができる。無機系の気泡調整剤としては、ホウ酸亜鉛、ホウ酸マグネシウム、硼砂等のホウ酸金属塩、塩化ナトリウム、水酸化アルミニウム、タルク、ゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、重炭酸ナトリウム等を挙げることができる。
発泡層2を成形するための材料成分としては、上記成分の他、各種添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、耐候剤、紫外線吸収剤、難燃剤、無機充填剤、抗菌剤、着色剤等が挙げられる。なお、着色剤を配合する場合には、発泡体の質感を向上させる観点から、着色樹脂層よりも淡色となるように着色剤の種類、配合量を調整することが望ましい。
発泡体1は、上記発泡層2の少なくとも片面に、着色剤を含むポリスチレン系樹脂を筋状に共押出することにより積層された着色樹脂層3を有する。着色樹脂層3は、発泡状態であっても、非発泡状態であってもよいが、着色樹脂層3による明瞭な模様を有する発泡体とするためには、非発泡状態であることが好ましい。なお、非発泡状態の着色樹脂層3には、局所的には一部気泡が形成されていても構わない。
ポリスチレン系樹脂としては、発泡層を形成するポリスチレン系樹脂と同様のものを使用することができる。
着色剤としては、無機系又は有機系の顔料や染料を用いることができる。有機顔料としては、例えば、モノアゾ系、クロモフタールレッド等の縮合アゾ系、アンスラキノン系、イソインドリノン系、複素環系、ペリノン系、キナクリドン系、ペリレン系、チオインジゴ系、ジオキサジン系、フタロシアニン系、ニトロソ系、フタロシアニン顔料、有機蛍光顔料等を挙げることができる。
また、着色剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
非発泡状態の着色樹脂層3を成形するには、可塑剤を添加するのが好ましい。可塑剤を添加することにより、色樹脂層形成用溶融物と発泡層形成用溶融物とを共押出する際に、適正発泡温度での着色樹脂層形成用溶融物の溶融伸びを著しく向上させることができ、着色樹脂層形成用溶融物の伸びをポリスチレン系樹脂発泡層形成用樹脂溶融物の伸びに対応させることができる。
保護層4は、フィルム状であり、図2に示すように、発泡層2の上に積層された着色樹脂層3を覆うように設けられる。
保護層の積層量(g/m2)=L×103/(M×N×60)・・・(1)
(1)着色樹脂層3の脱落を防止することができる。
(2)着色樹脂層3の筋状模様の拡がりや不均一性を防止し、外観に優れた美麗な模様を形成することができる。
(3)表面平滑性に優れるとともに加工性に優れた発泡体1を得ることができる。
発泡体1の表面の輪郭曲線の最大高さ、特に熱成形に用いられるシート状発泡体の表面の輪郭曲線の最大高さは好ましくは60μm以下、より好ましくは50μm以下、さらに好ましくは45μm以下である。該発泡体表面の輪郭曲線の最大高さが60μmを超える場合には、発泡体表面の凹凸が激しくなることから、発泡体の成形性が悪化する場合がある。
発泡体1の見掛け密度は0.04〜0.35g/cm3であることが好ましい。該見掛け密度が前記範囲内であると、軽量性と強度とのバランスに優れたものとなる。見掛け密度の下限は、より好ましくは0.05g/cm3、さらに好ましくは0.07g/cm3である。一方、該見掛け密度の上限は、より好ましくは0.21g/cm3、さらに好ましくは0.15g/cm3である。
発泡体1の厚みは特に制約されないが、0.5〜10mmが好ましい。
厚みを0.5〜3mmとした発泡体(シート状発泡体)は、熱成形されて筋状模様が付与された高級感溢れる意匠性の高いトレイ容器、即席麺容器、弁当容器、納豆容器、冷凍容器や丼等の食品容器等として好適に用いることができる。
本発明の発泡体の製造方法は、図3に示すように、まず、先に説明した発泡層2を成形するための材料である、ポリスチレン系樹脂9、その他必要に応じて添加される気泡調整剤等の添加剤を第1押出機12に供給して加熱混練し、物理発泡剤10を圧入して更に混練し、第1押出機12内で発泡層形成用樹脂溶融物11とする。
発泡層形成用樹脂溶融物11に、着色樹脂層形成用樹脂溶融物8を筋状に積層し共押出する際に、積層される各着色樹脂層3の1本当たりの、押出方向1m当たりの積層量が0.01〜0.6g/m、好ましくは0.02〜0.5g/m、より好ましくは0.03〜0.4g/mとなるように、着色樹脂層形成用樹脂溶融物8を筋状に合流積層させることが好ましい。
(X×103)/(Y×Z×60)・・・・(2)
着色樹脂層3の積層量は、発泡層2の表面に押出方向に着色樹脂層3による筋状模様が表出されるように調整することにより適宜設定されるが、通常2〜50g/m2、好ましくは5〜40g/m2、より好ましくは10〜30g/m2の範囲である。積層量を上記範囲とすることにより、厚みの薄い非発泡の着色樹脂層3を形成させることが可能となる。なお、着色樹脂層3の積層量とは、発泡体の片面側に存在する、単位面積あたりの着色樹脂層3の合計積層量をいう。
着色樹脂層の積層量(g/m2)=L×103/(M×N×60)・・・(3)
着色樹脂層3において、筋状に積層された隣り合う着色樹脂層間の平均中心間距離は、製造装置の環状ダイ18を適宜選択することにより設定することができるが、発泡体の押出方向に筋状模様が明瞭に表出されるように、2〜30mm、好ましくは2〜25mm、より好ましくは3〜15mmの範囲である。
PS(1):ポリスチレン、PSジャパン社製680、溶融粘度930Pa・s
PS(2):ポリスチレン、PSジャパン社製GX154、溶融粘度1430Pa・s
着色剤(1):大日精化工業株式会社製 PS−M−SSCA11N7470BR
表1に示す製造条件により、ポリスチレン系樹脂と物理発泡剤とを混練してなる発泡層形成用樹脂溶融物の外周面に、ポリスチレン系樹脂と着色剤(1)と揮発性可塑剤とを混練してなる着色樹脂層形成用樹脂溶融物を筋状となるように合流積層するとともに、さらに該着色樹脂層を覆うように、ポリスチレン系樹脂と揮発性可塑剤とを混練してなる保護層形成用樹脂溶融物を合流積層し、これらを共押出することにより積層発泡体を得た。
実施例1において、保護層の吐出量を表1に示す条件に代えてその厚みを14μmにした以外は実施例1と同様にして発泡体を得た。得られた発泡体は、装飾性、成形性に優れ、着色樹脂層の脱離もみられない良好な発泡体であった。
実施例1において、保護層の吐出量を表1に示す条件に代えてその厚みを5μmにした以外は実施例1と同様にして発泡体を得た。得られた発泡体は、装飾性、成形性に優れ、着色樹脂層の脱離もほとんどみられない良好な発泡体であった。
実施例1において、発泡層と保護層押出機の吐出量を変え、全体の層構成を表1のように代えた以外は同様にして発泡体を得た。得られた発泡体は、装飾性、成形性に優れ、着色樹脂層の脱離もみられない良好な発泡体であった。
環状ダイ内の着色樹脂層形成用孔を、幅2.0mm、高さ2.1mmの断面略矩形状で25本に変更し、保護層を設けずに、表1に示す製造条件とした以外は実施例1と同様にして、保護層を有しない発泡体を得た。得られた発泡体は、外観、成形性が悪く、荷重をかけ往復100回擦るという過酷な条件ではあるが、着色樹脂層から色の脱離も観測された。
保護層を設けなかった以外は実施例1と同様にして、保護層を有しない発泡体を得た。得られた発泡体は、装飾性、成形性に優れるものの、着色樹脂層から色の脱離が観測された。
熱成形性は以下の通り評価した。
○・・・成形性良好(成形不具合等なし)
×・・・成形品に強度低下が見られる
着色層の脱離性は以下の通り評価した。
40mm×45mmサイズに切り出した積層発泡体の着色樹脂層の上に、白い布を乗せ、さらにその上に450g/cm2の荷重をかけて積層発泡体上を100往復させた。布への色移りにより着色樹脂層の脱離性を評価した。
◎・・・全く色移りしない
○・・・わずかに色移りするが問題ないレベル
×・・・色移りが見られる
発泡体の外観の評価は、以下の基準により行った。
◎・・・想定どおりの模様が形成されている
〇・・・ほぼ想定どおりの模様が形成されている
×・・・想定どおりの模様が形成されていない
発泡体の厚みは、発泡体を幅方向に沿って、一方の端部から他方の端部に至るまで等間隔に10点の地点について測定される厚み(mm)の算術平均値として求めた。
発泡体の見掛け密度は、発泡体の全幅にわたり、無作為に選択した5箇所から切り出した、10cm×10cm×(発泡体厚み)の試験片の重量(g)を、該試験片の外形寸法から求められる体積(cm3)で除して各サンプルの見掛け密度を求め、得られた値の平均値を見掛け密度とした。
発泡体表面の輪郭曲線の最大高さは、JIS B0601(2001年)に準拠して、株式会社小阪研究所製のサーフコーダSE1700αを使用して測定した。発泡体の幅方向について、等間隔に30mmの試験片を5点切り出し、この試験片を水平な台に静置し、先端曲率半径が2μmの触針の先端を試験片のシート表面に当接させて、0.5mm/sの移動速度で幅方向に移動させて、触針の上下変異を順次測定した。試験片の移動距離で特定される測定長さはカットオフ値(8mm)の3倍以上の長さとした。得られた5点の測定値の算術平均値を発泡シート表面の輪郭曲線の最大高さとした。
2 ポリスチレン系樹脂発泡層(発泡層)
3 ポリスチレン系着色樹脂層(着色樹脂層)
4 保護層
5 着色樹脂層を形成するポリスチレン系樹脂
6 着色剤
7 揮発性可塑剤
8 着色樹脂層形成用樹脂溶融物
9 発泡層を形成するポリスチレン系樹脂
10 物理発泡剤
11 発泡層形成用樹脂溶融物
12 第1の押出機
13 第2の押出機
14 保護層を形成するポリスチレン系樹脂
15 揮発性可塑剤
16 保護層形成用樹脂溶融物
17 第3の押出機
18 環状ダイ
Claims (5)
- ポリスチレン系樹脂発泡層と、該発泡層の少なくとも片面に、着色剤を含むポリスチレン系樹脂を筋状に共押出することにより積層された着色樹脂層と、該着色樹脂層を覆うように積層されたポリスチレン系樹脂からなるフィルム状の保護層とを有することを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡体。
- 発泡層、着色樹脂層及び保護層が共押出により積層されていることを特徴とする請求項1に記載のポリスチレン系樹脂発泡体。
- ポリスチレン系樹脂発泡体の片面あたりの着色樹脂層の積層量[g/m2]と保護層の積層量[g/m2]との比が、1:0.1〜1:15の範囲にあることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリスチレン系樹脂発泡体。
- 見掛け密度が0.04〜0.35g/cm3であり、厚みが0.3〜10mmであることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のポリスチレン系樹脂発泡体。
- ポリスチレン系樹脂発泡体が熱成形用シートであり、保護層の表面の輪郭曲線の最大高さが60μm以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のポリスチレン系樹脂発泡体。
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