JPH0662799B2

JPH0662799B2 - 低温収縮性発泡シ−ト

Info

Publication number: JPH0662799B2
Application number: JP16681785A
Authority: JP
Inventors: 明紘和田
Original assignee: 旭化成工業株式会社
Priority date: 1985-07-30
Filing date: 1985-07-30
Publication date: 1994-08-17
Anticipated expiration: 2009-08-17
Also published as: JPS6227439A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は発泡収縮包装材に関するものである。更に詳し
くは低温で加熱収縮性を有するスチレン系樹脂の発泡シ
ートに関するものである。

［従来の技術］ポリスチレンの発泡シートを円筒状に接合したものを加
熱収縮し包装用に使用する事は、例えば特公昭52-10156
等に開示されている。

［発明が解決しようとする問題点］上記発泡ポリスチレンのシートを用いてガラス瓶等に入
った清涼飲料水を収縮包装し、該シートに印刷等をほど
こしラベルの役目をはたさせ、かつ断熱性（保温性・保
冷性）、緩衝性を付与した包装が広く商業化されてい
る。この発泡ポリスチレンの収縮包装はそれなりに性能
もよく、有用なものであるが、飲料用瓶等を収縮包装す
る場合、発泡ポリスチレンを該ポリスチレンの熱的性質
上120 〜140 ℃に加熱し収縮さす必要がある。該加熱温
度が低いほどその作業性および省エネルギー上も有用で
ある。更に一部天然果汁や発酵乳の包装に使用する場
合、該食飲料の特性を生かすためにも、加熱は可能な限
り低温である事が要求される。また一部プラスチック製
食品容器包装（例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、
ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等のブロ
ー成形容器等）に、断熱性・緩衝性を付与するため、発
泡シートで収縮包装する場合は該プラスチック製容器の
耐熱性からも、低温で収縮包装する必要がある。例えば
ポリスチレン製容器を発泡ポリスチレンシートで収縮包
装する事は、現実にはかなり困難である。

本発明は、低温で収縮可能なスチレン系樹脂の発泡シー
トを提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段及び作用］前述の低温収縮性発泡シートとしては各種プラスチック
の発泡シートが考えられるようではあるが、実際にまた
工業的に利用可能なものは見い出せないのが実情であ
る。まず、押出発泡成形性、印刷性等の２次加工性、包
装する時の剛性、寸法安定性等全てを満足するには、前
述のスチレンを主成分とする樹脂が最適である。

低温収縮性を付与するためには、樹脂のガラス転位点T_g
を低下させれば良い。本発明の場合T_gの目安に ASTM D1
525 に規定されたビカット軟化点を採用した。ポリスチ
レンのビカット軟化点100 〜120 ℃に対し、低温収縮性
付与の目的から、本発明の場合、ビカット軟化点が45℃
〜90℃のスチレンを主成分とする熱可塑性樹脂が好まし
い。該熱可塑性樹脂のビカット軟化点が90℃以上では本
発明の目的とする低温収縮性を付与できないし、45℃以
下では、実用時例えば、発泡収縮された瓶等が輸送中や
自動販売機内で発泡収縮シートが２次発泡したり、また
該シートどうしが融着したりするので、実用化困難であ
る。

低温収縮性を付与するためT_gを45〜90℃に調整する方法
には、DOP （ジオクチル・フタレート）等の可塑剤を添
加する方法が知られているが、この方法は、発泡成形時
の気泡の制御が困難で、かつ使用時に可塑剤が他へ移行
したり空気中に揮散して好ましくない。

そこでスチレンと共重合しやすく、かつ前述のスチレン
系樹脂の特徴を保持したままT_gを低下させるモノマーと
して、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルとス
チレンとの共重合体を発泡シートにする事により本発明
の目的とするシートを得る事を発見し本発明を完成する
に到った。

すなわち、本発明によれば (A) スチレン70〜97重量％とアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルのいず
れか一方または両方のエステルを３０〜３重量％とからなる共重合体の発泡収縮性シートが提供される。

アクリル酸エステルとしては、特にｎ−プロピルアクリ
レート、ｎ−ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレー
ト、オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリ
レート、ノニルアクリレートがメチルアクリレート、イ
ソプロピルアクリレート、ドデシルアクリレート等に比
較し、少量でT_gを低下させる効果があり、またメタクリ
ル酸エステルとしては、特にｎ−ドデシルメタクリレー
トが同様の理由から有効である。

またこれらアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル
は、理由は明確ではないが、被包装物との粘着性があ
る。換言すると被接着物と発泡収縮シートが粘着し、互
にカラ回りをする事もなく、しっかりとした信頼性のあ
る被覆包装ができることも本発明の発泡収縮性シートの
特徴である。

本発明の発泡収縮性シートに用いられる共重合体は通常
のラジカル重合方法で得られるが均一組成が得やすい完
全混合型連続重合方法、例えば米国特許第3,035,033 号
明細書に開示されたと同様の重合方法で作られたものが
共重合体の組成分布、分子量分布も少なく、均一発泡、
均一収縮性のシートが得やすい事より特に有効であるが
特にこれに限定されるものではない。

本発明の共重合体の組成においてアクリル酸エステル、
メタクリル酸エステルの量が30重量％を超えると前述の
スチレンの特徴が少なくなり、また、３重量％より少な
くなると、T_gを低下させる効果が少なく本発明の趣旨に
適合しない。

本発明の共重合体の分子量は押出発泡成形条件上、及び
発泡シートの機械的性能上、重量平均分子量M_wが５万〜
５０万のものが好ましく、10万〜30万のものがより好ま
しい。

M_wが５万未満のものは発泡成形の条件巾が狭くかつ発泡
シートも脆くなる傾向があり、また、M_wが50万以上のも
のは、押出成形性が悪くなる傾向がある。

また、本発明の共重合体の押出発泡シート成形上、共重
合体の粘度調整上、アクリル酸、および／またはメタク
リル酸の金属塩、例えばアクリル酸のナトリウム塩を共
重合体100 重量部に対し、３〜0.05重量部添加する事も
発泡成形時の溶融粘度調整上有効である。金属塩の金属
としては、Na，Li，Ｋ，Ca，Ba，Mg，Zn，Fe等がある。

また、本発明の共重合体はポリスチレンと相溶性が良
く、加熱収縮温度の微調整には本発明の共重合体とポリ
スチレンを混合使用し発泡シートを作る事も可能であ
る。加熱収縮温度は該共重合体とポリスチレンの各々の
加熱収縮温度と混合比より加成性が有り計算予測でき
る。

本発明の発泡収縮性シートは、通常のポリスチレン用の
押出発泡成形機で作成可能である。インフレーション法
でも、Ｔダイーテンター法でもいずれでも良い。また発
泡剤は通常の発泡に用いられる発泡剤より任意に選択し
て用いる事ができる。例えば、プロパン、ブタン、ｎ−
ペンタン、イソペンタン等の脂肪族炭化水素類、ジクロ
ロジフロロメタン、テトラフロロエタン、トリクロロフ
ロロメタン、塩化メチル、塩化エチル等のハロゲン化炭
化水素類、メチルエーテル、エチルエーテル等のエーテ
ル類等が挙げられる。これらの中でジクロロジフロロメ
タンと塩化メチル及び／又は塩化エチルとの混合物が発
泡成形上好ましい。また低温収縮性付与の上からスチレ
ン系樹脂と親和性がある前述の混合発泡剤が好ましく、
ジクロロジフロメタンと塩化メチル及び／又は塩化エチ
ルを重量比 20:80〜70:30 で混合したものを共重合体10
0 重量部に対し１〜７重量部用いることが好ましい。

本発明の発泡収縮性シートの特性は２軸延伸、又は１軸
延伸のものがあるが、特に好ましくは１軸延伸されたも
のが好ましいがこれに限定されるものではない。ただ円
筒状食品容器包装に利用する場合は、１軸延伸発泡シー
トが好ましい。該１軸延伸発泡シートは、インフレーシ
ョン法により作った発泡シートをマンドレル等を利用再
延伸する事により得る。１軸延伸とは主延伸方向と直交
する方向の加熱収縮率が該主延伸方向の同一測定条件下
の加熱収縮率の1/2 以下、更に好ましくは10〜−25％
（負は膨張を意味する）の範囲にある収縮シートであ
る。ここでは、その一実施態様として１軸延伸発泡シー
トについて記述する。

本発明の発泡シートの低温収縮性とは延伸方向における
80℃の加熱収縮率で表わし、少なくとも10％以上、好ま
しくは同20％以上である。

加熱収縮率は熱風循環式のオーブン中で５分間処理した
時の、もとの寸法が収縮した量をもとの寸法で割った値
の百分率比(%) で表わすものである。収縮応答性は、前
記オーブン中での10秒間処理した時の同様収縮率で表わ
す。この値は少なくとも100 ℃で20％以上である。発泡
シートの収縮率は一般に、その温度での平衡収縮率で表
わすのが常識であり、その方法より異なる。例えば熱風
で行う場合、温水に浸漬する場合、グリセリン浴、シリ
コン浴に浸漬する場合によって異なる事が多く、同じ方
法で目的に合致した方法を選ばねばならない。一般に液
体に漬けた場合の方が熱風の場合よりも高い値として出
るのが普通である。その理由は、発泡体でありかつ厚み
方向での配向の緩和スピードが異なるため、熱伝導率が
媒体により異なるため、又媒体が発泡シートに与える影
響等が考えられる。実際に熱風で収縮させて実用包装を
行なう場合、液媒浸漬法では高い値が出ているが、熱風
ではなかなかよい包装仕上りが出ない場合が多い。この
応答性は発泡シートの組成製法により異なる点に注意し
なければならない。この点本発明の発泡シートは熱風で
さえも充分な応答性を有するものである。

発泡シートの腰硬さ（引張弾性率）は包装時の作業性、
包装スピード、耐キズ性、包装実用収縮率等に関係し、
重要なファクターの１つであり、本発明の発泡シート
は、その用途によっても異なるが、一般に500 〜7000kg
/cm²である。

本発明の発泡シートは、0.1 〜 2.5mm厚さで密度は 0.4
〜0.05 g/cm³であるのが好ましい。厚さが0.1mm 以下で
は断熱性、緩衝性が劣り、収縮に際し収縮率が大きいと
破れる。厚さが2.5mm 以上になると収縮が不均一にな
る。また剛性がありすぎ、小径のものを収縮包装し難く
好ましくない。密度が0.4 g/cm^３以上の発泡シートは剛
性が強すぎ緩衝性に乏しい。密度が0.05 g/cm³以下では
逆に柔軟性に富みすぎ、衝撃吸収能が低すぎ本発明の目
的に合わない。

［実施例］次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。

実施例１〜４スチレンとｎ−ブチルアクリレート又は２エチルヘキシ
ルアクリレート、更に反応系の粘度調整用溶液としてエ
チルベンゼン及びジメチルフォルムアミド、重合開始剤
として、過酸化物［1,1-ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シ
クロヘキサン］を所定量、反応器に注入し連続完全混合
型溶液重合を行なった。反応率は約50wt% で反応器より
反応物を取り出し、未反応物及び溶媒を回収し、スチレ
ンを主成分とする共重合体を得た。本共重合体の組成、
ビカット軟化点及び分子量は表１に示す通りである。

これら表１に示す共重合体を従来の発泡ポリスチレンシ
ート製造方法と同様の要領で発泡剤としてジクロロジフ
ロロメタンと塩化メチルを重量比50:50 に混合したもの
を共重合体100 重量部に対し2.5 〜４重量％含有する様
に押出機に注入する。発泡剤量は、得ようとする発泡シ
ートの密度により適宜調整すれば良いが、約３重量％含
有する時の発泡シートの密度は0.1g/cm³である。発泡押
出成形温度は150 〜 170℃で0.5mm の環状細隙を有する
ダイから押出発泡成形する。また必要に応じてマンドレ
ルを用いて該押出発泡シートの延伸倍率を再調整しても
良い。本円筒状シートを切開して２枚のシートとを得
た。該シート厚さは約１mmである。また得られた延伸発
泡シートの代表的物性も表１に示す。

表１において加熱伸縮率は 80℃、熱風中５分間加熱後の線収縮率で収縮した長さを
もとの寸法で割った値の百分率(%) ；この場合は延伸方
向。

実用収縮性は、ガラス製の天然果汁用ボトル(300ccで胴
体径68mmφ、口部後28mmφ、全長140mm)に余裕率＋５％
の内径（71.4mmφ）の円筒状チューブ（長さ：135mm）
の発泡シートを端部を重ねてヒートシールする事により
用意し、ホット・トンネルで、ビンに被覆したフィルム
をタイトにビンに密着すべく包装した時の状態を示す。
但し底部に15mm出して包装、収縮はビンを倒した状態で
市販の収縮トンネル中で行なう。

◎：200 ℃の熱風中を10sec 程度１回通すだけで完全に
タイトに、胴体部分、底部分、ビン上部の径の小さな部
分も、しわ、ゆがみもなく、素早く包装出来たもの。

○：１回のパスでは多少小径部が収縮不足も２回のパス
で完全に仕上がったもの。

△：１〜２回のパスでも胴体部に部分的なシワ、小径部
がゆるくもうそれ以上仕上がらず、温度を上げて300 ℃
とすると多少収縮するが、完全な状態にもう少しのレベ
ルのもの。

×：上記操作でも完全に包装出来難いもの。

ヒートシール性は、各サンプルを温度、時間を調整しそ
のサンプルでのベストにシール後加熱収縮包装した場合
に ◎：引っ張ってもシール部及びシール部回りがもろくな
って簡単に切れず上記実用包装に耐えるもの、包装後手
で引っ張ってもすぐ破断しないもの。

△：シール部は一応シールされているが、実用包装後、
強く手で引っ張ると破断するもの。

×：シールがうまくされず、したがって実用包装後簡易
に強くビンを持っただけでシール部が切れたり、破断
し、包装中にもシール部の欠点が認められるもの。

以上、表１に結果を示す通り、実施例１〜４はいずれも
優れた特性を示した。また当然ながら本発明になる発泡
収縮性シートは従来のポリスチレンの発泡収縮性シート
と同等の断熱性、緩衝性を有し、更にポリスチレン製で
は見られなかった瓶との密着性が良好でいわゆる発泡収
縮性シートがガラス瓶のまわりをカラ回りし難く、包装
材としてはユニークな包装材である事が判った。

比較例１，２実施例と同様表１に示す組成のスチレンを主成分とする
共重合体を利用し、発泡シートを作成し評価した結果、
実施例の場合と異なり収縮発泡包装としては表１に示す
通りうまく行かなかった。

［発明の効果］以上説明した通り、本発明の発泡収縮性シートは、従
来の発泡ポリスチレン製収縮シートより収縮温度が10〜
30℃以上も低温で収縮をし、かつ従来発泡ポリスチレン
が有している断熱性、緩衝性、剛性、印刷等の２次加工
性等の特徴をそこなうことなく、兼ね備えた工業的に有
意義かつ省エネルギー型の包装材である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）スチレン７０〜９７重量％とアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルのいず
れか一方または両方のエステルを３０〜３重量％とからなる共重合体の発泡収縮性シート。
【請求項２】アクリル酸エステルとしてｎ−プロピルア
クリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ヘキシルアクリ
レート、ノニルアクリレート、メタクリル酸エステルと
してｎ−ドデシルメタクリレートを使用する特許請求の
範囲第１項記載の発泡収縮性シート。
【請求項３】シート厚さが０．１〜２．５ｍｍ、密度が
０．４〜０．０５ｇ／ｃｍ^３、８０℃の加熱収縮率が１
０％以上である、１軸延伸された特許請求の範囲第１項
又は第２項に記載の発泡収縮性シート。