JP3432139B2 - 積層発泡体とそれを用いた発泡成形体 - Google Patents
積層発泡体とそれを用いた発泡成形体Info
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Description
丼、カップなどの食品容器などに使用される積層発泡体
と、それを用いた、上記食品容器などに適した発泡成形
体とに関するものである。
で、食品を収容した状態で販売される食品容器としては
従来、スチレンの単独重合体(ポリスチレン)からなる
単層の発泡シートを、真空成形などの方法で熱成形した
ものが主流であった。
ジの普及や、あるいはコンビニエンスストアの増加など
にともなって、たとえばあらかじめ加熱前の段階まで調
理された食品を、その容器ごと電子レンジで加熱調理す
る機会が増加する傾向にあり、食品容器に耐熱性が要求
されるようになってきた。
く、はじめに非発泡のポリプロピレン製の容器が検討さ
れたが、このものは断熱性が十分でなく、たとえば陶磁
器製の食器に食品を移しかえて加熱調理した場合と同様
に、加熱調理された食品の熱によって容器自体も高温に
なって、電子レンジから素手で取り出せないといった問
題を生じるために、とくに食べるまでの取り扱いの簡便
さが重要視される、上記のような食品の容器には適さな
かった。
調理に対する耐熱性にすぐれる上、断熱性にもすぐれた
食品容器用の素材として、スチレンと、(メタ)アクリ
ル酸、(メタ)アクリル酸エステル、無水マレイン酸な
どとの共重合体を主体とする発泡シートが提案された
(たとえば特開平3−109441号公報、特公平4−
55586号公報など)。
分で、とくに油分の多い食品を収容した状態で加熱調理
すると、高温の油によって容器の内面が侵されるおそれ
があった。
を必要とする面(主に容器の内面)に、オレフィン系樹
脂やポリエチレンテレフタレートなどの耐油性のフィル
ムを積層して、容器の耐油性を向上させた積層シートが
提案された。
形成する前記のスチレン系の樹脂と、フィルムを形成す
るオレフィン系樹脂やポリエチレンテレフタレートなど
の樹脂とが、互いに良好な相溶性、接着性を有しないた
めに、たとえば製造された積層シートをロール状に巻き
つける際や、あるいはロールから巻き戻して熱成形など
する際に、各層の層間でのはく離などを生じやすく、取
り扱い性が悪いという問題があった。
することが検討されたが、そのためにはいずれの樹脂に
対しても良好な接着性を発揮する特殊な接着剤が必要で
あり、汎用性の高い食品容器などの素材として使用する
にはコストが高くつきすぎるという問題があった。
る積層体にて形成された食品容器などの成形体は、リサ
イクルが困難であるという問題もあった。
クロマトグラフによる分子量分布曲線のうち高分子領域
に、分岐ポリマーを含むことを示すカーブの張り出しの
ある分子量分布を示すプロピレン系樹脂と、(B) プロピ
レンとα−オレフィンとを共重合させたプロピレン系共
重合樹脂との混合物を発泡させた発泡シートが提案され
た(特開平6−192460号公報)。
樹脂自体の特性上、スチレン系樹脂の発泡シートに比べ
て、その重量当たりの強度が低いために、実用に適した
強度を有する容器を得ようとすると重量をかなり大き
く、つまり容器1個当たりの樹脂の使用量を多くしなけ
ればならないため、上記(A)(B)の樹脂がともに特殊な樹
脂であることと相まって、やはり汎用性の高い食品容器
などの素材として使用するにはコストが高くつきすぎる
という問題があった。
油性にすぐれた食品容器などを、より低コストで製造し
うる新規な積層発泡体と、かかる積層発泡体から形成さ
れた、上記食品容器などとして好適で、かつリサイクル
が容易な発泡成形体とを提供することにある。
の、本発明の積層発泡体は、 (i) スチレン系樹脂の発泡層の少なくとも片面に、 (ii)オレフィン系樹脂と、スチレン系樹脂からなる連続
相中に、スチレン系樹脂からなる単一の連続相を内包す
るゴム状重合体が分散した、単一オクルージョン型の分
散粒子形状を有するとともに、不飽和カルボン酸、不飽
和カルボン酸エステルおよび酢酸ビニルからなる群より
選ばれた少なくとも1種とエチレンとの共重合体が含有
されたゴム変性スチレン系樹脂との混合物からなる少な
くとも1層の中間層と、 (iii) オレフィン系樹脂の層とがこの順に積層されたこ
とを特徴とするものである。
泡体を熱成形したものである。
(i)のスチレン系樹脂の発泡層の、耐熱性や耐油性を必
要とする面(内面または内外両面)に、スチレン系樹脂
にオレフィン系樹脂を混合して耐熱性、耐油性を向上さ
せた(ii)の中間層を介して、耐油性にすぐれた(iii)の
オレフィン系樹脂の層を積層しているため、とくに加熱
調理に使用する際の耐熱性、断熱性および耐油性にすぐ
れた食品容器などを製造することが可能となる。
チレン系樹脂にオレフィン系樹脂を混合したことによっ
て、前記(ii)の中間層が、(i)のスチレン系樹脂の発泡
層、および(iii)のオレフィン系樹脂の層の両方との良
好な相溶性、接着性を有するため、特殊な接着剤などを
使用せずに直接に、(i)〜(iii)の各層をたとえば熱接着
などするだけで、層間はく離のおそれのない、取り扱い
性にすぐれた積層発泡体を製造できるとともに、 か
かる積層発泡体は、その全体が、上記のようにスチレン
系樹脂、オレフィン系樹脂を主体とする、いずれも汎用
の安価な樹脂にて形成されており、しかも スチレン
系樹脂は重量当たりの強度が高く、容器1個当たりの樹
脂の使用量が少なくて済むので、これらのことが相まっ
て、食品容器などの発泡成形体を、より低コストで製造
することが可能となる。
に樹脂分がスチレン系樹脂とオレフィン系樹脂の2種類
で構成されており、使用後の回収品を、本発明の積層発
泡体のうち(ii)の、中間層の原料として使用できるため
に、リサイクル性にすぐれるという利点もある。
続相中に、スチレン系樹脂からなる単一の連続相を内包
するゴム状重合体が分散した、単一オクルージョン型の
分散粒子形状を有するとともに、不飽和カルボン酸、不
飽和カルボン酸エステルおよび酢酸ビニルからなる群よ
り選ばれた少なくとも1種とエチレンとの共重合体が含
有されたゴム変性スチレン系樹脂との混合物からなる少
なくとも1層の中間層と、 (iii) オレフィン系樹脂の層とがこの順に積層されたこ
とを特徴とするものである。
が、とくに(ii-1)オレフィン系樹脂(O)とスチレン系樹
脂(S)とを、重量比(O)/(S)で表して(O)/(S)=5/9
5〜45/55の割合で含有した、(i)のスチレン系樹
脂の発泡層と接する第1の中間層と、(ii-2)上記両樹脂
を、重量比(O)/(S)で表して(O)/(S)=55/45〜9
5/5の割合で含有した、(iii)のオレフィン系樹脂の
層と接する第2の中間層、の2層構造を有しているのが
好ましい。
1)の第1の中間層が、上記のようにスチレンリッチの組
成を有するために、(i)のスチレン系樹脂の発泡層との
相溶性、接着性にすぐれているとともに、(ii-2)の第2
の中間層がオレフィンリッチの組成を有するために、(i
ii)のオレフィン系樹脂の層との相溶性、接着性にすぐ
れており、しかも(ii-1)(ii-2)の両中間層同士が類似の
組成を有しているために、互いに相溶性、接着性にすぐ
れている。
発泡体は、各層がより一層、強固に接着されるために、
各層の層間でのはく離などを生じることのない、取り扱
い性などにさらにすぐれたものとなる。
の第1の中間層において、オレフィン系樹脂(O)とスチ
レン系樹脂(S)との重量比(O)/(S)の好適値が、前述し
たように5/95〜45/55の範囲内とされるのは、
以下の理由による。
(S)が少ない場合には、第1の中間層の組成がほとんど
スチレンリッチでなくなって、(i)のスチレン系樹脂の
発泡層との相溶性、接着性が低下して、両層が、その層
間ではく離しやすくなるおそれがあり、逆にこの範囲よ
りもオレフィン系樹脂(O)が少ない場合には、積層発泡
体の耐油性、耐熱性が低下するおそれがある。
重量比(O)/(S)は、上記の各特性のバランスなどを考慮
すると、上記の範囲内でもとくに10/90〜40/6
0程度であるのが好ましく、20/80〜30/70程
度であるのがさらに好ましい。
の第2の中間層において、オレフィン系樹脂(O)とスチ
レン系樹脂(S)との重量比(O)/(S)の好適値が、前述し
たように55/45〜95/5の範囲内とされるのは、
以下の理由による。
脂(O)が少ない場合には、第2の中間層の組成がほとん
どオレフィンリッチでなくなって、(iii)のオレフィン
系樹脂の層との相溶性、接着性が低下して、両層が、そ
の層間ではく離しやすくなるおそれがあり、逆にこの範
囲よりもスチレン系樹脂(S)が少ない場合には、上記第
2の中間層の、(ii-1)の第1の中間層との相溶性、接着
性が低下して、両層が、その層間ではく離しやすくなる
おそれがある。
重量比(O)/(S)は、上記の各特性のバランスなどを考慮
すると、上記の範囲内でもとくに45/55〜90/1
0程度であるのが好ましく、35/65〜80/20程
度であるのがさらに好ましい。
ちの少なくとも1層を、積層発泡体、ひいては発泡成形
体の耐熱性や断熱性をさらに向上させて、たとえば内容
物の温度が(i)のスチレン系樹脂の発泡層の熱変形温度
より高くなっても容器が変形しないようにするために、
発泡させてもよい。
されないが、非発泡の場合、第1および第2の中間層の
厚みはそれぞれ10〜40μm程度、とくに15〜30
μm程度であるのが好ましく、また両中間層の合計の厚
みは20〜80μm程度、とくに30〜60μm程度で
あるのが好ましい。
発泡させる場合、その密度は、前述した、積層発泡体の
耐熱性や断熱性をさらに向上させる効果を考慮すると、
0.1〜0.77g/cm3程度であるのが好ましく、
0.2〜0.5g/cm3程度であるのがさらに好まし
い。
記の効果を考慮すると、第1および第2の中間層のうち
の片方を発泡させる場合、および両方を発泡させる場合
のいずれであるかに拘わらず、両中間層の合計で0.3
〜2mm程度、とくに0.5〜1mm程度が好ましい。
く、かかる中間層も、積層発泡体、ひいては発泡成形体
の耐熱性や断熱性をさらに向上させるために、発泡させ
てもよい。
の場合、10〜50μm程度であるのが好ましく、20
〜40μm程度であるのがさらに好ましい。
は、上記の効果を考慮すると、その密度は0.1〜0.
77g/cm3程度、とくに0.25〜0.5g/cm
3程度であるのが好ましく、厚みは0.3〜2mm程
度、とくに0.5〜1mm程度であるのが好ましい。
ン系樹脂、スチレン系樹脂の含有割合もとくに限定され
ないが、これも重量比(O)/(S)で表して5/95〜95
/5であるのが好ましい。
い場合には、単層構造の中間層の、(i)のスチレン系樹
脂の発泡層との相溶性、接着性が低下して、両層が、そ
の層間ではく離しやすくなるおそれがある他、上記のよ
うに中間層を発泡させる場合に、その発泡性が低下し
て、積層発泡体の耐熱性、断熱性を向上する効果が不充
分になるおそれがある。
樹脂(O)が少ない場合には、単層構造の中間層の、(iii)
のオレフィン系樹脂の層との相溶性、接着性が低下し
て、両層が、その層間ではく離しやすくなるおそれがあ
る他、積層発泡体の耐油性、耐熱性が低下するおそれが
ある。
記の各特性のバランスなどを考慮すると、上記の範囲内
でもとくに20/80〜80/20程度であるのが好ま
しく、30/70〜70/30程度であるのがさらに好
ましい。
造の中間層(ii)を形成するスチレン系樹脂(S)として、
この発明では、近時、ハイインパクトポリスチレンの1
種でありながら、これまでのものよりもさらに耐衝撃性
が高く、ABSに匹敵する高い耐衝撃性を有する上、コ
スト面でもABSに十分に対抗できるものと期待されて
いる、スチレン系樹脂からなる連続相中に、スチレン系
樹脂からなる単一の連続相を内包するゴム状重合体が分
散した、単一オクルージョン(occlusi on、内
包)型の分散粒子形状を有するとともに、不飽和カルボ
ン酸、不飽和カルボン酸エステルおよび酢酸ビニルから
なる群より選ばれた少なくとも1種とエチレンとの共重
合体が含有されたゴム変性スチレン系樹脂が使用され
る。
各特性にすぐれるだけでなく、それ自体がオレフィン系
樹脂との相溶性にもすぐれるため、相溶化剤を必要とせ
ずに、均一でかつ良好な中間層を形成できて、食品容器
などのより一層の低コスト化に貢献できるという利点が
ある。
スチレン系樹脂としては、スチレンの単独重合体の他、
スチレンと、他のビニルモノマーとの共重合体なども使
用できる。スチレンと共重合可能な他のビニルモノマー
としては、たとえばα−メチルスチレン、アクリロニト
リル、メタクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル
酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、無水
マレイン酸などがあげられる。これらのスチレン系樹脂
はそれぞれ単独で使用される他、2種以上を併用するこ
ともできる。
るゴム状重合体としては、積層発泡体に耐衝撃性を付与
する効果などを考慮すると、とくにジエン系ゴムが好ま
しく、かかるジエン系ゴムとしてはたとえばポリブタジ
エン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロ
ピレン−非共役ジエン三元共重合体などがあげられる。
上記のうちポリブタジエンとしては、シス結合の含有率
が高いハイシスポリブタジエンから、シス結合の含有率
が低いローシスポリブタジエンまでの種々のポリブタジ
エンが、いずれも使用可能である。
他、2種以上を併用することもできる。
なる連続相中に、単一オクルージョン型の分散粒子形状
を有するように分散される。
は、スチレン系樹脂の連続相中に分散された多数のゴム
状重合体の粒子がそれぞれ、当該ゴム状重合体を外殻と
する粒子内部に、スチレン系樹脂からなる単一の連続相
を内包した、いわゆるコアシェル構造を有するものを指
す。
状は、通常の多くのゴム変性スチレン系樹脂において、
スチレン系樹脂の連続相中に分散されたゴム状重合体の
粒子が示す、当該ゴム状重合体を外殻とする粒子内部
に、多数のスチレン系樹脂の小粒子を内包したいわゆる
サラミ構造とは明らかに異なるものである。
形状を有するゴム変性スチレン系樹脂は、サラミ構造を
有するものと比べて、光沢などの外観が向上するという
利点がある。
するゴム変性スチレン系樹脂はたとえば、スチレンとゴ
ム分とのブロック共重合体(スチレン−ブタジエンブロ
ック共重合体など)の存在下で、スチレンを重合させる
などして製造される。
ける、ゴム状重合体の粒子の、スチレン系樹脂の連続相
中での分散粒径はおよそ0.1〜0.5μm程度である
のが好ましい。
囲未満では、積層発泡体の耐衝撃性が低下するおそれが
ある。また逆に、分散粒径が上記の範囲を超えた場合に
は、ゴム変性スチレン系樹脂の均一性が低下するため
に、やはり積層発泡体の耐衝撃性が低下するおそれがあ
る他、光沢などの外観が悪化するおそれもある。
記の範囲内でもとくに0.2〜0.4μm程度であるの
がさらに好ましい。
状や分散粒径は、下記のようにして観察される。
いてゴム変性スチレン系樹脂の超薄切片を作製し、四塩
化オスミウム溶液におよそ一日、浸漬して染色したの
ち、その透過型電子顕微鏡写真を撮影して、写真中のゴ
ム状重合体の粒子の分散粒子形状を確認するとともに、
上記ゴム状重合体の粒子の分散粒径を計測する。
る、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステルおよ
び酢酸ビニルからなる群より選ばれた少なくとも1種と
エチレンとの共重合体としては、たとえばエチレン−ア
クリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、
エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−メ
タクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチ
ル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、お
よびエチレン−酢酸ビニル共重合体などがあげられる。
これらの共重合体もそれぞれ単独で使用される他、2種
以上を併用することもできる。
脂100重量部に対して0.1〜10重量部程度の範囲
で含有させるのが好ましい。
オレフィン系樹脂との相溶性が低下して、積層発泡体の
耐油性が低下するおそれがある。また逆に共重合体の含
有量が上記の範囲を超えた場合には、積層発泡体の耐熱
性が低下するおそれがある。
もとくに、ゴム変性スチレン系樹脂100重量部に対し
て1〜5重量部程度であるのが好ましい。
とえば特開平8−151500号公報に開示された各種
の樹脂があげられる。その具体例としては、これに限定
されないがたとえば住友化学工業(株)製の商品名スミ
ブライトDJシリーズがあげられ、その中でもとくに品
番DJ8000、DJ9000などが、とくに耐油性に
すぐれるために好適に使用される。
ン系樹脂(S)とともに(ii)の中間層を形成するオレフィ
ン系樹脂(O)としては、たとえば高密度ポリエチレン、
低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどの
エチレンの単独重合体や、プロピレンの単独重合体(ポ
リプロピレン)の他、プロピレンとエチレンとのランダ
ムあるいはブロック共重合体なども使用できる。これら
のオレフィン系樹脂も、それぞれ単独で使用される他、
2種以上を併用することもできる。ただし容器の耐熱性
ならびに強度を考慮すると、上記オレフィン系樹脂とし
ては、上記の中でもプロピレン系樹脂が好ましく、とく
にポリプロピレンや、エチレン−プロピレンブロック共
重合体などが好適に使用される。
加えてさらに、たとえば層を発泡させるための発泡剤
や、あるいは発泡の際に気泡の大きさなどを調整するた
めの気泡調整剤などの各種の添加剤を、必要に応じて添
加してもよい。
気体状、揮発性および分解型などの、従来公知の種々の
発泡剤が、いずれも使用可能である。
えば二酸化炭素、空気、窒素などのガスがあげられる。
また揮発性の発泡剤としては、たとえばプロパン、n−
ブタン、i−ブタン、ペンタンなどの脂肪族炭化水素
類、シクロペンタンなどの環状脂肪族炭化水素類、トリ
クロロフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、メチ
ルクロライドなどのハロゲン化炭化水素類などがあげら
れる。さらに分解型の発泡剤としては、アゾジカルボン
アミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミンなどの有
機系の発泡剤や、あるいは弱酸と、当該弱酸との反応に
よって二酸化炭素を発生する無機塩とを組み合わせた無
機系の発泡剤とがあげられる。無機塩としては、たとえ
ばアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の炭酸塩また
は重炭酸塩(重炭酸ナトリウムなど)や、炭酸アンモニ
ウムなどがあげられる。また弱酸としては、たとえばシ
ュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、
イタコン酸、シトラコン酸、アジピン酸、ギ酸、酢酸、
プロピオン酸、酪酸、ステアリン酸、オレイン酸、カプ
リル酸、エナント酸、カプロン酸、吉草酸、乳酸、酒石
酸、クエン酸、フタル酸、安息香酸、ベンゼンスルホン
酸、トルエンスルホン酸、クロル酢酸、ジグリコール酸
などの有機酸や、あるいはホウ酸などの無機酸、酸性酒
石酸カルシウムなどの酸性酸などがあげられ、このうち
とくにクエン酸が好適に使用される。
る他、2種以上を併用することもできる。
押出成形法で製造する場合には、弱酸と、成形時の熱に
よって当該弱酸と反応して二酸化炭素を発生する無機塩
とを組み合わせた無機系の分解型の発泡剤が好適に使用
される。
脂組成物に添加してもよく、両者を、ワックス類や熱可
塑性樹脂などでコーティングしたり、あるいはマスター
バッチ化した状態で添加してもよい。
系の分解型の発泡剤は、それ自体が気泡調整剤の機能を
も兼ね備えており、他の発泡剤に比べて、微細でかつ均
一な気泡を発生できるために、(ii)の中間層の断熱性が
向上するとともに、光沢などの、発泡体の外観が向上す
るという利点がある。この効果は、上記弱酸と無機塩と
を、他の発泡剤、たとえば気体状あるいは揮発性の発泡
剤などと併用した際にも得られる。
機塩とは、(S)(O)両樹脂の総量100重量部に対して、
合計で0.01〜5重量部の範囲で添加するのが好まし
い。
リカなどの無機粉末や、多価カルボン酸などの酸性塩、
多価カルボン酸と炭酸ナトリウムまたは重炭酸ナトリウ
ムとの反応混合物などがあげられる。これらの気泡調整
剤もそれぞれ単独で使用される他、2種以上を併用する
こともできる。
量100重量部に対して、0.01〜2重量部程度であ
るのが好ましい。
とえば着色剤、難燃剤、滑剤(炭化水素系、脂肪酸系、
脂肪酸アミド系、エステル系、アルコール系などの各種
ワックス類、金属石けん類、シリコーン油、低分子量ポ
リエチレンなど)、展着剤(流動パラフィン、ポリエチ
レングリコール、ポリブテンなど)、分散剤などがあげ
られる。これら他の添加剤は、(ii)の中間層を製造する
際の妨げとならず、かつ製造された中間層の特性、ひい
てはかかる(ii)の中間層を(i)のスチレン系樹脂の発泡
層、および(iii)のオレフィン系樹脂の層と積層して形
成される積層発泡体や、当該積層発泡体から製造される
発泡成形体の特性に影響を及ぼさない程度の範囲で添加
される。
のオレフィン系樹脂の層とともに本発明の積層発泡体を
構成する(i)の発泡層は、前述したようにスチレン系樹
脂にて形成される。すなわち、前記例示のスチレンの単
独重合体や、スチレンと他のビニルモノマーとの共重合
体、あるいは各種のゴム変性スチレン系樹脂が、いずれ
も使用可能である。
と、当該中間層を介して積層される、(iii)のオレフィ
ン系樹脂の層の作用によって、全体としての耐熱性、断
熱性および耐油性が確保されるため、(i)の発泡層を形
成するスチレン系樹脂としては、生産コストや熱成形性
などを考慮して、通常の、汎用のポリスチレンが好適に
使用される。
は、先の(ii)の中間層の場合と同様に、層を発泡させる
ための発泡剤、発泡の際に気泡の大きさなどを調整する
ための気泡調整剤などの各種の添加剤が適宜、添加され
る。
間層の場合と同程度でよい。また、各添加剤の添加量
は、(i)の発泡層を形成するスチレン系樹脂100重量
部に対する添加量の数値範囲が、(ii)の中間層におけ
る、(S)(O)両樹脂の総量100重量部に対する数値範囲
と同程度となるように設定すればよい。
とを付与するためのものであり、かかる特性を考慮する
と、これに限定されないが、その密度が、0.05〜
0.35g/cm3程度であるのが好ましく、0.07
〜0.2g/cm3程度であるのがさらに好ましい。
ともに本発明の積層発泡体を構成する(iii)のオレフィ
ン系樹脂の層は、積層発泡体に耐油性を付与しうる種々
のオレフィン系の樹脂にて形成される。かかるオレフィ
ン系の樹脂としては、(ii)の中間層のところで例示した
各種のオレフィン系樹脂が、いずれも使用可能である。
も、あるいは先の(ii)と同様に、積層発泡体、ひいては
発泡成形体の耐熱性や断熱性をさらに向上させるために
発泡させてもよい。
厚みは、容器に十分な耐油性を付与する効果を考慮する
と、20〜80μm程度であるのが好ましく、35〜6
0μm程度であるのがさらに好ましい。
場合は、上記耐油性の効果と、前述した発泡成形体の耐
熱性や断熱性をさらに向上させる効果とをあわせ考慮す
ると、その密度は0.1〜0.77g/cm3程度、と
くに0.25〜0.5g/cm3程度であるのが好まし
く、厚みは0.3〜2mm程度、とくに0.5〜1.5
mm程度であるのが好ましい。
は、先の(i)(ii)の層の場合と同様に、層を発泡させる
ための発泡剤、発泡の際に気泡の大きさなどを調整する
ための気泡調整剤などの各種の添加剤を、適宜、添加し
てもよい。
の両層の場合と同程度でよい。また、各添加剤の添加量
は、(iii)のオレフィン系樹脂の層を形成するオレフィ
ン系樹脂100重量部に対する添加量の数値範囲が、(i
i)の中間層における、(S)(O)両樹脂の総量100重量部
に対する数値範囲と同程度となるように設定すればよ
い。
としては、2軸延伸ポリプロピレンフィルムやシート、
無延伸のポリプロピレン製キャストフィルムやシート、
タルクなどの無機物を多量に含むポリプロピレンシー
ト、あるいは表面に印刷が施されたオレフィン系樹脂シ
ートやフィルムなどの、市販されているオレフィン系樹
脂シートやフィルムを利用してもよい。
積層発泡体は、具体的にはたとえば、(i)のスチレン系
樹脂の発泡層の片面(とくに容器の内面となる側の面)
に、(ii)の中間層(単層構造または2層構造)を介して
(iii)のオレフィン系樹脂の層を積層した3層または4
層構造のものや、上記(i)の発泡層の両面に、(ii)の中
間層(単層構造または2層構造)を介して(iii)のオレ
フィン系樹脂の層を積層した5〜7層構造のものなどを
含んでいる。(ii)の中間層、および(iii)のオレフィン
系樹脂の層を、(i)の発泡層の片面に積層するか、ある
いは両面に積層するかは、当該積層発泡体から製造され
る発泡成形体の用途などに応じて適宜、変更することが
できる。
種々、考えられるが、樹脂と添加剤とをあらかじめドラ
イブレンドした混合物を、押出成形機を用いて溶融、混
練し、ついで当該押出成形機の先端に接続した口金(ダ
イ)を通して大気中に押し出して発泡させるとともにシ
ート状に成形する、いわゆる押出成形法によって連続的
に製造するのが、生産コストなどの点で好ましい。すな
わち、押出成形法を利用した、下記(イ)〜(ハ)の製造方
法が好適に採用される。 (イ) 押出成形機を用いて、(i)〜(iii)の各層をそれぞ
れ別個に、シート状に押出成形したのち、たとえば熱ラ
ミネート法などによって直接に熱接着して、積層発泡体
を製造する。 (ロ) 層の数だけ用意した押出成形機の先端からほぼ同
時に溶融、押し出しした各層用の樹脂の溶融物を、合流
式のダイ内で、あるいは単層式のダイと接続したフィー
ドブロック内で合流させて積層したのち、大気中に押し
出して発泡させる、いわゆる共押出法によって積層発泡
体を製造する。 (ハ) 上記の両法を組み合わせて、(i)〜(iii)の各層の
うちのある部分は共押出法によって、ある部分は熱接着
によって積層して、積層発泡体を製造する。
熱接着する2層の種類に応じて、下記2種の接着方法が
あげられる。
の少なくとも一方が非発泡のフィルムである場合、つま
り熱接着する2層がともに非発泡のフィルムである場合
と、一方が非発泡のフィルムで他方が発泡シートである
場合の接着方法であって、その一方がおよそ180〜2
20℃程度に加熱された、両層の総厚みより間隔を狭く
した一対の圧ロールを使用する。
ルムが、上記一対の圧ロールのうち加熱された側のロー
ル(加熱ロール)と接するように積層した状態で、当該
一対の圧ロール間を通す。そうすると加熱ロールと接し
たフィルムが、当該加熱ロールによってその背後から加
熱されるとともに、一対の圧ロールによって、熱接着す
る相手側の層(非発泡のフィルムまたは発泡シート)と
圧接されて、両層が熱接着される。
に発泡シートである場合の接着方法である。
に、約350℃に加熱した熱風を吹きつけて軟化させた
後、両層の総厚みより間隔を狭くした一対の圧ロール間
を通すことで、両層が熱接着される。
機系の分解型の発泡剤と弱酸とをマスターバッチ化した
ものなどの、固形状の発泡剤を使用して、(i)の発泡層
を始めとする各層を発泡させる場合は、ドライブレンド
の工程、またはそのつぎの溶融、混練の工程でこれを添
加すればよい。
する場合は、それを溶融、混練状態の樹脂組成物に圧入
すればよい。具体的にはたとえば、押出成形機のスクリ
ューシリンダに設けたノズルから、当該スクリューシリ
ンダ内で溶融、混練されている樹脂組成物に、気体状ま
たは揮発性の発泡剤を圧入すればよい。
観や強度などを向上するために、その片面あるいは両面
の最表層に、さらに非発泡の樹脂の層を積層してもよ
い。
片面にのみ(ii)(iii)の層が積層されて、上記(i)のスチ
レン系樹脂の発泡層が、積層発泡体の最表層に露出した
場合や、あるいは前記のように積層発泡体の最表層に位
置する(iii)のオレフィン系樹脂の層が発泡された場合
に、かかる発泡層の上に、上記の非発泡の樹脂の層を積
層するのが好ましい。
は、たとえばポリスチレンや、スチレンと(メタ)アク
リル酸、(メタ)アクリル酸エステル、無水マレイン酸
などの他のビニルモノマーとの共重合体などのスチレン
系樹脂、かかるスチレン系樹脂をジエン系ゴムなどのゴ
ムで変性したゴム変性スチレン系樹脂、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン
−プロピレンランダム共重合体、高密度ポリエチレン、
低密度ポリエチレンなどのオレフィン系樹脂、ポリエチ
レンテレフタレート、エチレン−ブテン共重合体、エチ
レン−オクテン共重合体、エチレン−プロピレン共重合
ゴムなどがあげられる。これらの樹脂もそれぞれ単独で
使用される他、2種以上を併用することもできる。とく
にリサイクル面や積層の容易さ、あるいは発泡体との物
性のバランスなどを考慮すると非発泡の樹脂の層を構成
する樹脂としては、その下地となる層と類似の成分から
なるものが好適に使用される。また、市販されている印
刷フィルムなども使用可能である。
ん剤を含有してもよい。かかる無機充てん剤としては、
たとえばタルク、クレー、炭酸カルシウム、シリカ、水
酸化マグネシウムなどがあげられる。
泡樹脂の層を積層するには、 (I) 前述した(イ)〜(ハ)の製造方法で製造された積層発
泡体に、非発泡樹脂の層を前記熱ラミネート法などで積
層する、 (II)前記(イ)の製造方法において、発泡層を、前記熱ラ
ミネート法などによって積層する際に、非発泡樹脂の層
も同時に積層する、あるいは (III) 前記(ロ)の製造方法において、非発泡樹脂の層も
同時に、積層しつつ押し出し成形する、などの方法が考
えられる。
する。
発泡体を原反として使用して、真空成形、加圧成形など
の方法で熱成形して製造される。
泡体が、前記のように耐熱性、断熱性および耐油性にす
ぐれ、かつ安価に製造されるために、それ自体も上記の
各特性にすぐれ、かつ食品容器として汎用性の高い安価
なものとなる。
て説明する。
分の具体的な構成は、それぞれ下記のとおりである。 (a) スチレン系樹脂 A1:ポリスチレン〔電気化学工業(株)製の商品名H
RM−2〕 A2:スチレン―メタクリル酸共重合樹脂〔電気化学工
業(株)製の商品名TF−2−311、スチレン系耐熱
性樹脂〕 A3:ポリスチレンからなる連続相中に、スチレン−ブ
タジエンブロック共重合体の粒子が、単一オクルージョ
ン型の分散粒子形状を有するように分散されているとと
もに、エチレン−アクリル酸エステル共重合体が含有さ
れたゴム変性スチレン系樹脂〔前出の住友化学工業
(株)製の商品名スミブライトDJ9000〕 (b) オレフィン系樹脂 B1:エチレン−プロピレンブロック共重合体〔日本ポ
リオレフィン(株)製の商品名SK311〕 (c) 発泡剤 クエン酸と重炭酸ナトリウムとをマスターバッチ化した
固形状の分解型無機系発泡剤〔ベーリンガーインゲルハ
イムケミカルズ社製の商品名HK−70〕 《中間層の構成検討》下記表1に示す各成分をドライブ
レンドした混合物を押し出し成形して、それぞれ厚み6
0μmの、5種類のフィルムを作製した。
PETフィルムを用意した。
記表2に示す組み合わせで重ね合わせた状態で、熱シー
ル機を用いて、下記の条件にて熱接着させたのち、その
接着強度を測定した。
レンとポリスチレンとの混合物からなるフィルムは、ポ
リエチレンテレフタレートフィルムとは熱接着できない
ことがわかった。
の混合物からなる、PP/PS=30/70、PP/PS=50/50およびPP
/PS=70/30の3種のフィルム同士はいずれも、ポリプロ
ピレンとポリスチレンの含有割合の違いに関係なく、良
好に熱接着されるが、スチレン系樹脂の発泡層(i)のモ
デルであるPS=100のフィルムに対しては、ポリスチレン
リッチであるPP/PS=30/70のフィルムが最も良好に熱接
着され、逆にオレフィン系樹脂の層(iii)のモデルであ
るPP=100のフィルムに対しては、ポリプロピレンリッチ
であるPP/PS=70/30のフィルムが最も良好に熱接着され
ることも確認された。
の発泡層(i)と、オレフィン系樹脂の層(iii)とを熱接着
するための中間層(ii)を2層構造とする場合は、スチレ
ン系樹脂の発泡層(i)と接する側の中間層をスチレンリ
ッチ、オレフィン系樹脂の層(iii)と接する側の中間層
を、ポリプロピレンなどのオレフィンリッチの組成とす
るのが好ましいことが判明した。
リューシリンダを有するタンデム型の押出成形機のホッ
パに供給し、1本目の、スクリュー径φ90mmのスク
リューシリンダ内で溶融、混練させつつ、この1本目の
スクリューシリンダに設けたノズルから、揮発性の発泡
剤としてのブタンを圧入した。
スクリュー径φ115mmのスクリューシリンダに供給
し、当該スクリューシリンダ内で均一に冷却した後、こ
の2本目のスクリューシリンダの先端に取り付けた、口
径170mmの円筒状のダイから、100kg/時間の
吐出量で、円筒状に大気中に押し出すとともに発泡させ
た。
マンドレルで連続的に冷却した後、円周上の2点で、カ
ッターによって連続的にシート状に切開して、厚み2.
15mm、密度0.09g/cm3の、スチレン系樹脂
の発泡層(i)を作製した。
オレフィン系樹脂としての前記B1の樹脂30重量部と
をドライブレンドした混合物を押出成形して、厚み25
μmの、オレフィン系樹脂(O)とスチレン系樹脂(S)とを
重量比(O)/(S)=30/70の割合で含有した、非発泡
の第1の中間層(ii-1)を作製した。
オレフィン系樹脂としての前記B1の樹脂70重量部と
をドライブレンドした混合物を押出成形して、厚み25
μmの、オレフィン系樹脂(O)とスチレン系樹脂(S)とを
重量比(O)/(S)=70/30の割合で含有した、非発泡
の第2の中間層(ii-2)を作製した。
間層(ii-1)および第2の中間層(ii-2)の3層をこの順
に、いずれも前記熱ラミネート法(I)によって順次、熱
接着した。そしてこの積層体の、第2の中間層(ii-2)の
表面に、オレフィン系樹脂の層(iii)としての、市販の
無延伸のポリプロピレン製キャストフィルム(厚み30
μm)を重ね合わせて、再び熱ラミネート法(I)によっ
て熱接着して、積層発泡体を製造した。
それぞれ熱接着する前の時点で、マイクロメータを用い
て実測した。また発泡層の密度は、当該発泡層の厚みと
坪量とから、下記式により算出した。
外は実施例1と同様にして、厚み1.50mm、密度
0.15g/cm3の、スチレン系樹脂の発泡層(i)を
作製した。
を、実施例1で使用したのと同じ非発泡の第1および第
2の中間層(ii-1)(ii-2)と、この順に、いずれも熱ラミ
ネート法(I)によって順次、熱接着したのち、かかる積
層体の、第2の中間層(ii-2)の表面に、これも実施例1
で使用したのと同じ、オレフィン系樹脂の層(iii)とし
ての、市販の無延伸のポリプロピレン製キャストフィル
ム(厚み30μm)を重ね合わせて、再び熱ラミネート
法(I)によって熱接着して、積層発泡体を製造した。
0.21g/cm3としたこと以外は実施例1と同様に
して、A1の樹脂からなるスチレン系樹脂の発泡層(i)
を作製した。
を、下記第1の中間層(ii-1)の作製IIで作製した、厚み
600μm(=0.6mm)、密度0.35g/cm3
の、発泡された第1の中間層(ii-1)と、前記熱ラミネー
ト法(II)によって熱接着し、次いで実施例1で使用した
のと同じ非発泡の第2の中間層(ii-2)と、今度は熱ラミ
ネート法(I)によって熱接着したのち、かかる積層体
の、第2の中間層(ii-2)の表面に、これも実施例1で使
用したのと同じ、オレフィン系樹脂の層(iii)として
の、市販の無延伸のポリプロピレン製キャストフィルム
(厚み30μm)を重ね合わせて、再び熱ラミネート法
(I)によって熱接着して、積層発泡体を製造した。 〈第1の中間層(ii-1)の作製II〉 スチレン系樹脂としての前記A3の樹脂70重量部と、
オレフィン系樹脂としての前記B1の樹脂30重量部
と、前記(c)の発泡剤0.5重量部とをドライブレンド
した混合物を、前記と同様に2本のスクリューシリンダ
を有するタンデム型の押出成形機のホッパに供給し、1
本目の、スクリュー径φ90mmのスクリューシリンダ
内で溶融、混練させつつ、この1本目のスクリューシリ
ンダに設けたノズルから、揮発性の発泡剤としてのブタ
ンを圧入した。
スクリュー径φ115mmのスクリューシリンダに供給
し、当該スクリューシリンダ内で均一に冷却した後、こ
の2本目のスクリューシリンダの先端に取り付けた、口
径170mmの円筒状のダイから、100kg/時間の
吐出量で、円筒状に大気中に押し出すとともに発泡させ
た。
マンドレルで連続的に冷却した後、円周上の2点で、カ
ッターによって連続的にシート状に切開して、前記のよ
うに厚み600μm(=0.6mm)、密度0.35g
/cm3の、発泡された第1の中間層(ii-1)を作製し
た。
の発泡層(i)のみを単独で、比較例1とした。
上記積層発泡体は(iii)のオレフィン系樹脂の層が容器
の内面側となるように、発泡スチレンシート成形機(真
空成形機)を用いて、長さ156mm、幅126mm、
深さ30mmのグラタン皿状に熱成形した。
た上記のグラタン皿を電子レンジに入れて加熱した際
の、容器全体の変形の有無と、容器内面の状態とを観察
し、容器が変形した時点でのサラダオイルの温度(℃)
を記録した。また上記の、容器が変形した温度からさら
に20℃高い温度まで引き続いて加熱した際に、容器の
内面が侵されて穴あきが発生するか否かを観察するとと
もに、穴あきが発生したサラダオイルの温度(℃)を記
録した。
から形成された発泡容器はいずれも、スチレン系樹脂単
層の発泡体よりも耐熱・耐油性にすぐれることがわかっ
た。とくに、上記各実施例の積層発泡体から形成された
発泡容器はいずれも、上記のごとく変形温度よりさらに
20℃高い温度まで加熱しても、穴あきが発生しないだ
けでなく、その内面が全く侵されておらず、また接着不
良による層間はく離や膨れなどの現象も全く見られなか
った。
耐熱性、断熱性および耐油性にすぐれた食品容器など
を、より低コストで製造しうる新規な積層発泡体と、か
かる積層発泡体から形成された、上記食品容器などとし
て好適で、かつリサイクルが容易な発泡成形体とを提供
できるという特有の作用効果を奏する。
Claims (5)
- 【請求項1】(i) スチレン系樹脂の発泡層の少なくとも
片面に、 (ii)オレフィン系樹脂と、スチレン系樹脂からなる連続
相中に、スチレン系樹脂からなる単一の連続相を内包す
るゴム状重合体が分散した、単一オクルージョン型の分
散粒子形状を有するとともに、不飽和カルボン酸、不飽
和カルボン酸エステルおよび酢酸ビニルからなる群より
選ばれた少なくとも1種とエチレンとの共重合体が含有
されたゴム変性スチレン系樹脂との混合物からなる少な
くとも1層の中間層と、 (iii) オレフィン系樹脂の層とがこの順に積層されたこ
とを特徴とする積層発泡体。 - 【請求項2】上記(ii)の中間層、および(iii)のオレフ
ィン系樹脂の層のうちの少なくとも一層が発泡されてい
る請求項1記載の積層発泡体。 - 【請求項3】前記(ii)の中間層が、(ii-1)オレフィン系
樹脂(O)とスチレン系樹脂(S)とを、重量比(O)/(S)で表
して(O)/(S)=5/95〜45/55の割合で含有し
た、(i)のスチレン系樹脂の発泡層と接する第1の中間
層と、(ii-2)上記両樹脂を、重量比(O)/(S)で表して
(O)/(S)=55/45〜95/5の割合で含有した、(i
ii)のオレフィン系樹脂の層と接する第2の中間層、の
2層構造を有している請求項1記載の積層発泡体。 - 【請求項4】上記(ii-1)の第1の中間層、(ii-2)の第2
の中間層、および(iii)のオレフィン系樹脂の層のうち
の少なくとも一層が発泡されている請求項3記載の積層
発泡体。 - 【請求項5】請求項1ないし4のいずれかに記載の積層
発泡体を熱成形したことを特徴とする発泡成形体。
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JP6034129B2 (ja) * | 2012-10-18 | 2016-11-30 | 株式会社ジェイエスピー | 熱成形用多層シート及び電子レンジ加熱用容器 |
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1998
- 1998-05-27 JP JP14624698A patent/JP3432139B2/ja not_active Expired - Fee Related
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