JP3851651B2 - 高密度ポリエチレン樹脂製発泡シート、およびこのシート製容器の製造方法 - Google Patents
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Description
1.本発明に係る高密度ポリエチレン系樹脂製発泡シートは、MFRが低い高密度ポリエチレン系樹脂と、MFRが高いポリプロピレン系樹脂とを特定の割合で配合したものを原料樹脂とするので、発泡シート製造時の押出特性に優れている。
2.本発明に係る高密度ポリエチレン系樹脂製発泡シートは、MFRが低い高密度ポリエチレン系樹脂と、MFRが高いポリプロピレン系樹脂とを特定の割合で配合したものを原料樹脂とするので、得られた発泡シートは外観が美麗で、成形性、耐寒性、断熱性、耐衝撃性などに優れている。
3.本発明に係るポリプロピレン系樹脂製発泡シートは、耐薬品性に優れているので、食品に含まれる油、調味料などで侵食され難い。
4.本発明に係るポリプロピレン系樹脂製発泡シートは、耐寒性に優れ、かつ、剛性にも優れているので、低温下で冷蔵庫・冷凍庫などでの保管中や、冷凍車輌による輸送過程における荷役作業中に落下、衝突、振動などの外部からの衝撃で割れやひびが生じ難い。
6.本発明に係る高密度ポリエチレン系樹脂製発泡シートは、発泡倍率が1.1〜5倍の範囲にされており材料樹脂の使用量が少なくできるので、製品のコストを低減することができる。
7.本発明に係る製造方法で製造された発泡シート製容器は、耐熱性に優れているので、電子レンジにより加熱・調理する各種食品の収納用容器として好適である。
8.本発明に係る高密度ポリエチレン系樹脂製発泡シートから製造された容器は、材料樹脂の使用量が少ないので、回収後に焼却処理する際に、容量当りの燃焼カロリーが少なく焼却炉を損傷させ難く、また、焼却時に発生する容量当りの黒煙の量も少なく空気汚染も少なくできる。
本発明に係る高密度ポリエチレン系樹脂製発泡シートの原料樹脂は、高密度ポリエチレン系樹脂(A){以下、樹脂(A)と記載することがある}とポリプロピレン系樹脂(B){以下、樹脂(B)と記載することがある}である。樹脂(A)は、密度が0.942〜0.968のものである。樹脂(A)は、密度が0.942〜0.968のポリエチレン、または、エチレンと炭素数が4〜12のα−オレフィンをごく少量共重合させたポリエチレン樹脂である。密度が0.942未満では十分な耐熱性が得られない場合がある。密度の好ましい範囲は、0.945〜0.965である。
の範囲とする。発泡シートの発泡倍率が1.1未満であると、二次加工した製品は断熱性、耐寒性、緩衝性などに劣り、発泡倍率が5.0倍を超えると剛性が劣り、いずれも好ましくない。また、発泡シートの厚さが0.5mm未満であると、二次加工した製品は剛性、耐衝撃強さ、弾性率、断熱性などに劣り、厚さが3mmを超えると、発泡セルの均一な発泡シートの製造が困難となるばかりでなく、原料樹脂の使用量が多くなり、二次加工性にも劣り好ましくない。
A:高密度ポリエチレンであって、密度が0.960g/cm3、MFRが0.5g/10分、溶融張力が5.0gのものである。
B:ポリプロピレンであって、密度が0.90g/cm3、MFRが3.0g/10分、溶融張力が19gのものである。
(b) MFR:JIS K7210に準拠して測定した。
(c) 溶融張力:東洋精機製作所社製のキャピログラフを使用し、シリンダー温度190℃、オリフィスL/D=8.1/2.095mm、ピストンスピード10mm/min 、引取速度3.9mm/min の条件で測定した。単位はg(グラム)である。
(d) 押出特性:50mmφ、L/D=30の単軸押出機によって、40rpmで押出した際の、押出機モーターの負荷と、スクリュー先端樹脂の温度により評価した。押出機モーターの負荷が低い場合を○、押出機モーターの負荷が高い場合を×、○と×の中間のものを△、とそれぞれ表示した。
(f) シートの外観:ポリエチレン系樹脂発泡シートを目視観察し、押出方向に平行のしわ(コルゲートの線)やケバが認められないものを○、押出方向に平行のしわ(コルゲートの線)ヤケバが認められるものを×、○と×の中間のものを△、とそれぞれ表示した。
(g)ドローダウン性:ポリエチレン系樹脂発泡シートを、バッチ式差圧成形機(関西自動成形機社製、型式:PK450V)を使用し、50cm×50cmの寸法のクランプによって固定し、厚さが1.0mmの発泡シートの上下からヒータによって300℃に加熱し、可視光線レーザー変位センサー(キーエンス社製、型式:BL−300)によって、ドローダウン性を評価した。発泡シート中央部の垂れ下がり量が20mm未満のものを○、垂れ下がり量が20mm以上のものを×、○と×の中間のものを△、とそれぞれ表示した。
(i)総合評価:上記(d)〜(h)の評価項目の総てが良好なものを○、いずれか一つでも劣るものを×、○と×の中間のものを△、とそれぞれ表示した。
<発泡シートの製造>
上記2種類の粒状ポリエチレン(A)と粒状ポリプロピレン(B)とを、表−1に示した割合で秤量し、リボンブレンダーで均一に混合して混合物を得た。この混合物100重量部に対し、造核剤としての重曹−クエン酸(永和化成社製、セルボンSC/K)0.5重量部を、リボンブレンダーで均一に混合して配合物を得た。この配合物を、50mmφ、L/D=30の単軸押出機のホッパーに供給し、発泡剤としての炭酸ガスを、可塑化混合物100重量部に対して2重量%、押出機シリンダー途中から圧入・混合し、サーキュラーダイ(75mmφ)より大気圧下に押出し、マンドレルに引き取りつつ、マンドレルの内部に0.15m3/minで空気を吹き付けて延伸・冷却し、円筒型発泡シートを得、これをカッターで切り開くことによって700mm幅の発泡シートを得た。
上記した方法によって、原料混合物、発泡シートの製造、発泡シートについて上記した方法で評価試験を行い、評価結果を表−1に記載した。
(1)MFRが低いポリエチレン(A)と、MFRが高いポリプロピレン(B)の配合割合、その他の特性が特許請求の範囲で規定する要件を満たすものを原料としたものは、発泡シート製造時の押出特性に優れている(実施例1〜実施例10参照)。
(2)また、MFRが低いポリエチレン(A)と、MFRが高いポリプロピレン(B)の配合割合、発泡倍率などが特許請求の範囲で規定する要件を満たす発泡シートは、外観が美麗で、二次成形法によって容器を製造する際のドローダウンが少なく、成形性に優れている(実施例1〜実施例10参照)。
(3)これに対して、MFRが低いポリエチレン(A)単独のもの、および、MFRが低いポリエチレン(A)の割合が特許請求の範囲で規定する範囲外のものは、発泡シート製造時の押出特性に劣り、シートの外観、二次成形する際の成形性などに劣る(比較例1、比較例4参照)。
(4)また、MFRが低いポリエチレン(A)と、MFRが高いポリプロピレン(B)との配合割合が特許請求の範囲で規定する要件を満たしても、発泡倍率が1.1より小さいものは、押出特性に劣り、シートの外観、二次成形する際の成形性などにも劣る(比較例2参照)。
(5)さらに、MFRが低いポリエチレン(A)と、MFRが高いポリプロピレン(B)との配合割合が特許請求の範囲で規定する要件を満たしても、発泡倍率が5.0より大きいものは、押出特性に劣り、シートの外観、二次成形する際の成形性などにも劣る(比較例3参照)。
上記の実施例6に記載の例で得られた、厚さが1.0mmの発泡シート1ショット分の大きさ(50cm×50cm)を、300℃に加熱した熱板式ヒータによって48秒間加熱し(加熱した後であって成形直前のシート表面温度は129℃)、20cm×25cm×3cmの弁当箱型容器を、1個取り試験金型で差圧成形法(雄型側から減圧する方法)によって成形した。金型表面温度、差圧成形後の成形品のアニーリング時間などを、表−2に記載したように種々変えて成形品(容器)を得た。
(j)結晶化度(%):容器の結晶化度を、示差走査熱分析装置(DSC)(セイコーインスツルメンツ社製、型式:RDC220)を使用して測定した。測定値は、ポリエチレンの結晶化度とポリプロピレンの結晶化度の合計量である。
(k)耐熱温度(℃):油浴に市販のサラダオイル(日清製油社製、商品名:日清サラダ油)を入れ、100℃〜130℃の範囲で5℃づつ温度を上昇させ、各温度において容器を1分間浸漬したあと取出し、外観を目視観察した。容器のどの部分にも変形が認められない最高温度(℃)を、耐熱温度とした。
(m)耐寒性:容器収納部に水道水を容れ、−20℃に設定した冷凍庫(東芝社製、型式:CR−221BSE)の冷凍室に入れて24時間放置し、水道水を凍結させた。容器を冷凍庫から取出し、80cmの高さからコンクリート床面に落下させ、容器の割れの有無を目視観察した。割れが認められないものを○、割れが認められるものを×と表示した。
(1)金型表面温度を105℃〜115℃の範囲とし、アニーリング時間を10秒〜20秒とした場合には、容器の結晶化度が高く、耐熱性にも優れている(実施例11〜実施例19参照)。
(2)これに対し、金型表面温度を120℃とした場合は、アニーリング時間を20秒としても、容器が軟化して成形金型からの離型が困難であった(比較例5参照)。
(3)さらに、金型表面温度を100℃以下とした場合は、アニーリング時間を30秒と長くしても、容器の結晶化度が高くならず、耐熱性も実施例のものより劣る(比較例6〜8参照)。
Claims (2)
- 密度が0.942〜0.968、MFRが0.1〜0.9g/10分、溶融張力が2〜15gの高密度ポリエチレン系樹脂(A)75〜93重量%と、MFRが1〜10g/10分、溶融張力が15〜25gのポリプロピレン系樹脂(B)25〜7重量%とを含む樹脂組成物よりなり、発泡倍率が1.1〜5.0倍であり、厚さが0.5〜3.0mmであることを特徴とする、高密度ポリエチレン系樹脂製発泡シート。
- 高密度ポリエチレン系樹脂製発泡シート製容器を熱成形法によって製造するにあたり、高密度ポリエチレン系樹脂製発泡シートが、密度が0.942〜0.968、MFRが0.1〜0.9g/10分、溶融張力が2〜15gの高密度ポリエチレン系樹脂(A)75〜93重量%と、MFRが1〜10g/10分、溶融張力が15〜25gのポリプロピレン系樹脂(B)25〜7重量%とを含む樹脂組成物よりなり、発泡倍率が1.1〜5.0倍であり、厚さが0.5〜3.0mmのものであり、熱成形する際の金型温度を105〜115℃の温度範囲とし、容器成形後に10〜20秒間アニーリングすることを特徴とする、高密度ポリエチレン系樹脂製発泡シート製容器の製造方法。
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