ポリスチレン系樹脂発泡シートとその製造方法
【課題】柔軟性に優れ、曲げても小皺や折れが生じ難いポリスチレン系樹脂発泡シートの提供。
【解決手段】ＭＤ方向の平均気泡径Ｌ１とＴＤ方向の平均気泡径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲内である気泡構造を有する（ここで、ＭＤ方向とは押出発泡法により発泡シートを製造した際に発泡シートの押出方向のことであり、またシート表面におけるＭＤ方向と直交する方向をＴＤ方向と言う）ことを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シート。
【解決手段】ＭＤ方向の平均気泡径Ｌ１とＴＤ方向の平均気泡径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲内である気泡構造を有する（ここで、ＭＤ方向とは押出発泡法により発泡シートを製造した際に発泡シートの押出方向のことであり、またシート表面におけるＭＤ方向と直交する方向をＴＤ方向と言う）ことを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柔軟性に優れたポリスチレン系樹脂発泡シートとその製造方法に関する。本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、丸曲げしても曲げ部に小皺や折れを発生しにくく、長矩形に裁断して円形、楕円形、長丸形などの底板の周縁に巻き付けるように装着し、弁当箱などの容器を作製するための周側枠材として、また曲面に貼り付けるための断熱材や各種の物品を包装する包装材などとして使用される。
【背景技術】
【０００２】
駅等で販売されている弁当容器には、ポリスチレン系樹脂発泡シートが採用されている場合が多い。これは、かつて輪っぱとして使用されていた木製のものよりも加工性に優れ、かつ軽量である等の利点を持つことによる。しかし、このポリスチレン系樹脂発泡シート製の周側枠材にも課題があり、強度が高いと曲げの際に小皺が発生したり、場合によっては折れが生じることもある。
【０００３】
この対策として、曲げが加わる部分に予め、縦方向に縞のような切り込みを入れる方法がある。これによって曲げの際に加わる力が分散され、小皺が発生しない原理となっている。しかしながら、この切り込み加工は、その作製に手間と時間がかかり、コスト上昇を招くために、切り込みせずに曲げても小皺が発生しない周側枠材の提供が求められていた。
【０００４】
また、ポリスチレン系樹脂発泡シート製の周側枠材を直角に折り曲げた際に、亀裂や折損するという問題もあり、この問題に対しては特許文献１に開示された技術が提供されている。
特許文献１には、容器の底板形状に沿わせて折曲形成できる周側枠材であって、ポリスチレン系発泡樹脂シートにて形成されてあり、当該シートは、厚み方向にほぼ４等分し、厚みの中心部のほぼ１／２の厚みの気泡形状が、１．０５≦ＭＤ／ＶＤ≦１．８１．０ ≦ＴＤ／ＶＤ≦１．８０．８５≦ＭＤ／ＴＤ≦１．２を充足し、且つ両面からのそれぞれの厚みのほぼ１／４の厚みの気泡形状が、１．４≦ＭＤ／ＶＤ≦２．５１．３≦ＴＤ／ＶＤ≦２．２０．９≦ＭＤ／ＴＤ≦１．８（ただし、ＭＤは押出流れ方向の気泡形状、ＴＤはＭＤと直角方向の気泡形状、ＶＤは厚み方向の気泡形状を意味する。）を満足し、前記１／２の厚みの気泡の大きさが前記１／４の表面側の気泡に比し、大きいことを特徴とする容器形成用の周側枠材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２４０７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、周側枠材を丸曲げする際に小皺が発生し、また周側枠材の短手方向に仕切り材を入れるための溝加工を施した後に曲げると、溝加工部分で折れが発生するという課題が残されていた。
また、特に近年では、ミニサイズの弁当が流行している傾向にあり、それに伴い小型の弁当容器が求められている。そのため、従来品よりもさらに柔軟性が高く、曲げに対して小皺、折れを発生せず、容器内に食品を入れても型崩れしない周側枠材を得るためのポリスチレン系樹脂発泡シートの提供が求められている。
また、曲面を有する物品に貼り付けるシート状の断熱材において、曲げた際に小皺や折れを生じ難い断熱材の提供が求められている。
さらに、各種物品を包む包装材としてポリスチレン系樹脂発泡シートを利用する場合に、従来品よりもさらに柔軟性が高く、曲げに対して小皺、折れを発生せず、包装状態で外観に優れ、緩衝性にも優れた包装材の提供が求められている。
【０００７】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、柔軟性に優れ、曲げても小皺や折れが生じ難いポリスチレン系樹脂発泡シートの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明は、ＭＤ方向の平均気泡径Ｌ１とＴＤ方向の平均気泡径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲内である気泡構造を有する（ここで、ＭＤ方向とは押出発泡法により発泡シートを製造した際に発泡シートの押出方向のことであり、またシート表面におけるＭＤ方向と直交する方向をＴＤ方向と言う）ことを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シートを提供する。
【０００９】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、表裏いずれか一方又は両方のスキン層の厚みが２．０〜４．５μｍの範囲内であることが好ましい。
【００１０】
また本発明は、吐出側にスリットを有する樹脂供給手段の前記スリットから溶融状態の発泡剤含有ポリスチレン系樹脂を押出し発泡させ、直後に冷却してポリスチレン系樹脂発泡シートを製造する方法において、前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを冷却しながらＭＤ方向に延伸力を作用させ、ＭＤ方向の平均気泡径Ｌ１とＴＤ方向の平均気泡径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲内である気泡構造を有する（ここで、ＭＤ方向とは押出発泡法により発泡シートを製造した際に発泡シートの押出方向のことであり、またシート表面におけるＭＤ方向と直交する方向をＴＤ方向と言う）ポリスチレン系樹脂発泡シートを得ることを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法を提供する。
【００１１】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法において、ポリスチレン系樹脂発泡シートを加熱して二次発泡させて所望の厚みと密度のポリスチレン系樹脂発泡シートを得る工程を有することが好ましい。
【００１２】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法において、得られる表裏いずれか一方又は両方のスキン層の厚みが２．０〜４．５μｍの範囲内であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、気泡構造を、ＭＤ方向の平均気泡径（Ｌ１）とＴＤ方向の平均気泡径（Ｌ２）との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲となる気泡構造を有するものなので、曲げ易く、曲げても小皺や折れが生じ難くなる。従って、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートを用いることで、外観に優れた容器を得ることができる。
また、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、容器の底板の周縁が嵌入される溝や、仕切り板の両端が嵌入される溝を設けた場合でも、該枠材を曲げた際に該溝から折れることが少なくなる。
さらに、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、曲げ易く、曲げても小皺や折れが生じ難いので、曲面のある物体に貼り付ける断熱材として有用である。また各種物品を包装した際に、外観に優れ、緩衝性にも優れた包装材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの気泡構造の概要を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートについて説明する。
図１は、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの気泡構造の概要を示す模式図である。このポリスチレン系樹脂発泡シート１は、ＭＤ方向の平均気泡径Ｌ１とＴＤ方向の平均気泡径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲内である気泡構造を有することを特徴としている。前記比（Ｌ１／Ｌ２）は、１．２１〜１．５０の範囲とすることが好ましく、１．２１〜１．４５の範囲とすることがより好ましい。
【００１６】
本発明において、ポリスチレン系樹脂発泡シートのＭＤ方向の平均気泡径（Ｌ１）、ＴＤ方向の平均気泡径（Ｌ２）及び気泡経皮（Ｌ１／Ｌ２）とは、以下の測定方法によって算出した値を言う。
＜平均気泡径・気泡径比の測定方法＞
本発明での平均気泡径（Ｌ１，Ｌ２）は、ＡＳＴＭ Ｄ２８４２−６９の試験方法に準拠して測定された平均弦長に基づいて算出されたものをいう。具体的には、ポリスチレン系樹脂発泡シートをその表面に対して垂直な方向（厚み方向）に切断し、この切断面における厚み方向にほぼ４等分しその厚みの中央部分のほぼ１／２の厚みを走査型電子顕微鏡（日立製作所社製、Ｓ−３０００Ｎ）を用いて１７〜２０倍（場合によっては２００倍）に拡大して撮影した。
次に、撮影した写真における写真上の長さが６０ｍｍで且つポリスチレン系樹脂発泡シートの厚み方向に指向する一直線上にある気泡数から、各気泡の平均弦長（ｔ）を下記式１に基づいて算出した。そして、下記式２により平均気泡径Ｄを算出した。なお、ポリスチレン系樹脂発泡シートの層が薄く、長さが６０ｍｍの直線を写真上に描くことができない場合は、できるだけ長い長さの直線を写真上に描き、この直線の長さを６０ｍｍに換算して平均気泡径Ｄを算出した。
平均弦長（ｔ）＝６０／（気泡数×写真の倍率） ・・・式１
平均気泡径Ｄ＝ｔ／０．６１６ ・・・式２
この平均気泡径の測定及び算出を、ポリスチレン系樹脂発泡シートのＭＤ方向とＴＤ方向に沿った切断面でそれぞれ行って（測定箇所数ｎ＝６以上）、ポリスチレン系樹脂発泡シートのＭＤ方向の平均気泡径（Ｌ１）、ＴＤ方向の平均気泡径（Ｌ２）を求め、さらに式３から気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）を算出した。
気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）＝Ｌ１（μｍ）÷Ｌ２（μｍ） ・・・式３
【００１７】
このポリスチレン系樹脂発泡シート１において、ＭＤ方向の平均気泡径（Ｌ１）とＴＤ方向の平均気泡径（Ｌ２）との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲であれば、気泡２が短手方向に長く、長手方向に短い形状になっていることから、長手方向に沿ってポリスチレン系樹脂発泡シート１を曲げる際に曲げ易く、また曲げを加えたポリスチレン系樹脂発泡シート１の表面に小皺や折れが生じにくくなっている。前記比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１未満であると、曲げる際に小皺や折れが生じ易くなり、また前記比（Ｌ１／Ｌ２）が１．５５を超えると、ポリスチレン系樹脂発泡シートの弾性率、最大点変位が共に低下し、柔軟性がなくなり、脆くなるため、曲げた際に折れが生じ易くなる。
なお、図１は、あくまでもこのポリスチレン系樹脂発泡シート１における気泡の構造を理解し易いように強調し示した模式図であり、図１に記された気泡の形状は、実際のポリスチレン系樹脂発泡シートの気泡の形状とは必ずしも一致していない。
【００１８】
このポリスチレン系樹脂発泡シート１において、スキン層の厚みが２．０〜４．５μｍの範囲内であることが好ましく、２．２〜４．３μｍの範囲内がより好ましく、２．４〜４．１μｍの範囲内が更に好ましい。
なお、本発明において、スキン層とは、ポリスチレン系樹脂発泡シート１の厚み方向断面を拡大して見たときに、表層に形成された気泡を含んでいない薄皮部分のことを指す。また、このスキン層の厚みは、以下の測定方法によって測定した厚みの平均値（測定箇所数ｎ＝２４以上）のことを言う。
＜スキン層の厚みの測定方法＞
ポリスチレン系樹脂発泡シートをその表面に対して垂直な方向（厚み方向）に切断し、この切断面付近を走査型電子顕微鏡（日立製作所社製Ｓ−３０００Ｎ）を用いて３００〜７００倍に拡大して撮影し、スキン層の厚みを測定した。スキン層の厚みは、発泡シート表面から最表層側の気泡表面までの長さとし、任意に選んだ最表層側の８つの気泡について各気泡につき３箇所測定した。２４箇所測定した厚みの平均値を、スキン層の厚み（μｍ）とした。
【００１９】
スキン層の厚みが２．０〜４．５μｍの範囲内であれば、このポリスチレン系樹脂発泡シート１は適度な強度と曲がり易さとを両立させることができ、曲げ易く、曲げ部分に小皺や折れが生じ難いものとなる。スキン層の厚みが２．０μｍ未満であると、強度が低下し、溝形成部分を曲げた際に折れが生じ易くなる。スキン層の厚みが４．５μｍを超えると、ポリスチレン系樹脂発泡シート１が硬く曲げ難いものとなり、曲げを加えた部分に小皺が生じ易くなる。
【００２０】
このポリスチレン系樹脂発泡シート１の厚みは、特に限定されないが、弁当容器などの食品用容器を製造する目的においては、通常３．０〜４．５ｍｍの範囲とすることが好ましく、３．２〜４．２ｍｍの範囲がより好ましく、３．５〜４．０ｍｍの範囲が更に好ましい。
なお、ポリスチレン系樹脂発泡シート１の厚みは、以下の厚み測定方法によって測定した値をいう。
＜厚み測定方法＞
ポリスチレン系樹脂発泡シートのＴＤ方向の両端２０ｍｍを除いた部分を、ＴＤ方向５０ｍｍ間隔の位置を測定点とした。この測定点をダイヤルシックネスゲージＳＭ−１１２（テクロック社製）を使用し、厚みを最小単位０．０１ｍｍまで測定した。この測定値の平均値（測定箇所数ｎ＝１２以上）を、ポリスチレン系樹脂発泡シートの厚み〔ｍｍ〕とした。
【００２１】
このポリスチレン系樹脂発泡シート１の密度は、特に限定されないが、弁当容器などの食品用容器を製造する目的においては、通常０．０３〜０．１０ｇ／ｃｍ３の範囲とすることが好ましく、０．０４〜０．０８ｇ／ｃｍ３の範囲がより好ましい。
なお、ポリスチレン系樹脂発泡シート１の密度は、以下の密度測定方法によって測定した値をいう。
＜密度測定方法＞
５０ｃｍ３以上（半硬質及び軟質材料の場合は１００ｃｍ３以上）の試験片を材料の元のセル構造を変えないように切断し、その質量及び体積を測定し、次式により全体密度を算出した。
密度（ｇ／ｃｍ３）＝試験片質量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ３）
ただし、測定用試験片は、成形後７２時間以上経過した試料から切り取り、２３℃±２℃・５０ＲＨ％±５ＲＨ％、または２７℃±２℃・６５ＲＨ％±５ＲＨ％の雰囲気条件に１６時間以上放置したものである。
【００２２】
なお、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、食品容器の製造用のみに限定されるものではなく、食品よりも重い物、或いは金属などの硬質物を収容するための容器製造用途などにも適用でき、その場合にはポリスチレン系樹脂発泡シート１の厚み及び密度は、前記範囲に限らず、より厚いポリスチレン系樹脂発泡シートやより高密度のポリスチレン系樹脂発泡シートを使用することが望ましい。さらに、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、前記容器の製造用途に限らず、曲面を有する物品に貼り付ける断熱材や各種物品の包装用緩衝材などとしても利用でき、該用途に用いる場合にも、厚みや密度は前記範囲に限定されない。
【００２３】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、押出機などの樹脂供給手段にポリスチレン系樹脂、及び発泡核剤などの添加剤を入れて加熱溶融し、さらに発泡剤を添加して混練し、発泡剤含有樹脂を樹脂供給手段の先端に取り付けたダイのスリットから押し出し、発泡（一次発泡）させた後に冷却する押出発泡法によってポリスチレン系樹脂発泡シート（以下、一次シートと記す。）を製造することができる。
そして、この一次シート製造の際、ＭＤ方向に延伸を加えておく。前記延伸の量は、ＭＤ方向の平均気泡径（Ｌ１）とＴＤ方向の平均気泡径（Ｌ２）との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲となるように適宜調整する。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態において、ポリスチレン系樹脂発泡シートを製造する方法としては、押出発泡によって一次シートを製造する際、この一次シートが押出方向（ＭＤ方向）に延伸されるような張力を加えて冷却、安定化させ、次いで得られた一次シートを加熱して二次発泡させ、目的の厚みと密度を持った発泡シート（以下、二次シートと記す。）とする。得られた二次シートは、必要に応じて、印刷を施し、更に適当な寸法に裁断される。
【００２５】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造に用いるポリスチレン系樹脂としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、エチルスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン等のスチレン系モノマーの単独重合体又はこれらの共重合体等が挙げられ、スチレンを５０質量％以上含有するポリスチレン系樹脂が好ましく、ポリスチレンがより好ましい。 また、前記ポリスチレン系樹脂としては、前記スチレンモノマーを主成分とする、前記スチレン系モノマーとこのスチレン系モノマーと共重合可能なビニルモノマーとの共重合体であってもよく、このようなビニルモノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレートの他、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレートなどの二官能性モノマーなどが挙げられる。
【００２６】
また、ポリスチレン系樹脂が主成分であれば、他の樹脂を添加してもよく、添加する樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹脂発泡シートの耐衝撃性を向上させるために、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−非共役ジエン三次元共重合体などのジエン系のゴム状重合体を添加したゴム変性ポリスチレン系樹脂、いわゆるハイインパクトポリスチレンが挙げられる。あるいは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体などが挙げられる。また、原料となるポリスチレン系樹脂としては、市販されている通常のポリスチレン系樹脂、懸濁重合法などの方法で新たに作製したポリスチレン系樹脂などの、リサイクル原料でないポリスチレン系樹脂（以下、バージンポリスチレンと記す。）を使用できる他、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られたリサイクル原料を使用することができる。このリサイクル原料としては、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体、例えば、魚箱、家電緩衝材、食品包装用トレーなどを回収し、リモネン溶解方式や加熱減容方式によって再生したリサイクル原料を用いることができる。また、使用することができるリサイクル原料は、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られたもの以外にも、家電製品（例えば、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコンなど）や事務用機器（例えば、複写機、ファクシミリ、プリンターなど）から分別回収された非発泡のポリスチレン系樹脂成形体を粉砕し、溶融混練してリペレットしたものを用いることができる。
【００２７】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造に用いる発泡剤としては、二酸化窒素、炭酸ガス、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、及びこれらの２種以上混合して使用され、これらの中でも、ｎ−ブタン、ｉ−ブタンが好ましい。ブタン等の炭化水素発泡剤を用いる場合、その添加量はポリスチレン系樹脂１００質量部に対して１〜１０質量部の範囲内とすることが好ましく、２〜８質量部の範囲内とすることがより好ましい。
【００２８】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造に用いる前記発泡核剤としては、タルク、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸カルシウム、クレー、クエン酸等が挙げられ、これらの中でもタルクがより好ましい。前記発泡核剤の添加量は、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対して１〜８質量部の範囲内とすることが好ましく、２〜６質量部の範囲内とすることがより好ましい。
【００２９】
なお、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートには、所望の性質を有するポリスチレン系樹脂発泡シートを作るのに影響を与えない程度の添加剤、例えば着色剤、難燃剤、滑剤（炭化水素、脂肪酸系、脂肪酸アミド系、エステル系、アルコール系、金属石鹸、シリコン油、低分子ポリエチレン等のワックス等）、展着剤（流動パラフィン、ポリエチレングリコール、ポリブテン等）、分散剤等が添加されてもよい。
【００３０】
また、通常のポリスチレン系樹脂発泡シートのように、物性を良化させるためにフィルムをラミネートしても良い。使用するフィルムは、同種の樹脂のものが回収も簡単であり、接着層も要らないので好ましいが、耐油性を上げるために無延伸ポリプロピレンフィルムや一般に使用されるポリスチレン系樹脂の非発泡フィルムでもよい。
【００３１】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造に用いる樹脂供給手段としては、押出機が好適に使用される。押出機のスクリューは単軸であってもよく２軸であってもよい。例えば内径１１５ｍｍのものと、内径１５０ｍｍのものとを２連繋いだ構成のタンデム押出機などが使用できる。また、この押出機の吐出側には、環状のスリットを有するダイ（サーキュラーダイ）を取り付けて、押出機から樹脂を押出発泡させて円筒状の発泡シートとし、これを冷却して左右に取り付けたカッターで２枚の平シートに切開し、これを延伸しながら巻きロールに巻き取って、一次シートを製造することが好ましい。
【００３２】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートを製造する場合、前記円筒状の発泡シートを冷却するためのエアー風量、一次シートを巻きロールに引き取る際の引き取り速度などを適宜調整することによって、ＭＤ方向の平均気泡径（Ｌ１）とＴＤ方向の平均気泡径（Ｌ２）との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲となるように調整することができる。
【００３３】
前記一次シートを二次発泡する場合の二次発泡量は、厚み方向に１．３倍〜２．５倍の範囲が好適である。１．３倍未満では押圧しても柔らかにならず折り曲げ難く、また２．５倍を越えると表皮の気泡形状が丸くなって気泡の方向性が少なくなり、折り曲げずらくなるので好ましくない。また圧縮して気泡の座屈が少なく折り曲げづらくなる。
【００３４】
前記一次シートを二次発泡させるさせるために熱源が使用されるが、この熱源は一般成形用ポリスチレン系樹脂発泡シートの成形に使用されているものが使用できる。二次発泡させる時の条件は、１６０℃〜１９０℃の雰囲気温度のオーブン内を、２２〜３０ｍ／ｍｉｎ．程度のスピードで通過させることにより、所望とする二次シートを得ることができる。また水蒸気を使用してもよい。
【００３５】
この二次シートは、適当な寸法に切断して曲面を有する物品の表面に貼り付ける断熱材として、或いは各種の物品を包装する包装材などとして使用される。
また、この二次シートは、一定長さの四角形状に裁断し、次いで該四角形状シートの表面に印刷を施し、次いで印刷後の四角形状シートを、元のシートのＭＤ方向が短手方向に、シートのＭＤと直交する方向（以下、ＴＤ方向と記す。）が長手方向になるように、長矩形状に裁断し、容器用周側枠材を得るために用いられる。この容器用周側枠材は、長手方向に沿って容器の底板の周縁に嵌入される溝を設けることができる。また、この容器用周側枠材には、短手方向に沿って容器の仕切板の両端が嵌入される溝を設けることもできる。これらの溝は、発泡シートの加工分野で周知の方法、装置によって形成することができ、またそれぞれの溝深さは、底板や仕切り板の板圧に応じて適宜設定されることが望ましい。そして、この容器用周側枠材を用いて容器を製造するには、円形、楕円形、長円形などの所望の形状の底板を用意し、この底板の周縁に、前記容器用周側枠材を巻き付け、長手方向に沿って設けた溝に底板の周縁を嵌入し、容器用周側枠材の両端を密接又は重ねた状態で溶着又は接着することによって組立固定する。本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートを使用して折箱、桶、箱等の容器の周側部として使用する場合、木目、板目等の印刷を行って容器等をつくることにより、木目調をアピールしたり、また、表面に印刷を施した前記ポリスチレン系樹脂発泡シートと同質の熱可塑性樹脂フィルムをラミネートすることにより、より艶のある、細かな文字、模様のある容器とすることができる。
また、裁断前の二次シート全体を、一般成形用発泡ポリスチレンシートに使用されている着色剤を用いて着色しておくことにより、漆調、檜、桐等の種々の風合いを出すことができ、これらと熱可塑性樹脂フィルム、若しくは印刷の施していない前記フィルムとを組み合わせて、より高級感にあふれた容器をつくることができる。
【００３６】
また、二次シートと熱可塑性樹脂フィルムとをラミネートする場合、ポリスチレン系樹脂発泡シートに艶が必要であれば、印刷面を二次シートとラミネートし、詳細な印刷面をアピールしようとするときは、印刷面を表にしてラミネートすればよい。二次シートと熱可塑性樹脂フィルムとをラミネートする方法としては、接着層を前記二次シートと前記フィルムとの間に押出しつつ同時ラミネートする方法、前記二次シートと前記フィルムとの間に熱風を吹き付けてラミネートする方法、接着層を前記二次シートと前記フィルムとの間にはさみ、熱ラミネートする方法等が採用される。
【００３７】
前記熱可塑性樹脂フィルムとしては、同質のポリスチレン系樹脂が使用でき、その他に、ポリスチレン系樹脂と耐衝撃性ポリスチレンとの混合又は耐衝撃性ポリスチレン単独であって且つ、耐衝撃性ポリスチレンにはスチレン−ブタジエン共重合体がサラミ構造状に分散し、その粒径が０．３μｍ〜１０μｍのものを多く含むものをあげることができる。またその他に、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、プロピレンホモポリマー、エチレン・プロピレンランダムポリマー、エチレン・プロピレンブロックポリマー、エチレンプロピレン−ブテン−タ−ポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体（例えば、エチレン−メチルメタクリレート共重合体）、エチレン−不飽和カルボン酸金属塩共重合体（例えば、エチレン−アクリル酸マグネシウム（又は亜鉛）共重合体）、プロピレン−塩化ビニルコポリマー、プロピレン−ブテンコポリマー、プロピレン−無水マレイン酸コポリマー、プロピレン−オレフィン共重合体（プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン−１共重合体）ポリエチレン又はポリプロピレンの不飽和カルボン酸（例えば、無水マレイン酸）変性物、エチレン−プロピレンゴム、アタクチックポリプロピレン等か挙げられ、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−ブテン−１共重合体及びこれら２種以上の混合物やポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のフィルムがあげられる。
【００３８】
これらのフィルムは、単層、多層共使用できる。前記フィルムのが厚みは特に限定するものではないが、一般に７〜２００μｍぐらいのものが使用できる。周側枠材として使用するにあたっては、前記フィルム側が外側になるようにすることにより、亀裂、折損、皺等が発生しない利点がある。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例によって本発明の効果を実証するが、以下の実施例は本発明の単なる例示であり、本発明の範囲は以下の実施例の記載に限定されるものではない。
【００４０】
［実施例１］
押出機として内径１１５ｍｍ押出機と１５０ｍｍ押出機が連結されたタンデム押出機を用い、ポリスチレン樹脂として東洋スチレン社製のＨＲＭ−２６（商品名）１００質量％と、該樹脂１００質量部に対し発泡核剤として竹原化学社製のＭＡＸ４０１−２ＨＰ（商品名）を４．２質量部、顔料として東洋インキ製造社製の６ＹＡ−８１６ＢＲＮ（商品名）を１．２質量部添加した配合原料を、前記押出機に供給し、押出機内で最高温度２４０℃で溶融、混練した後、発泡剤としてブタン（イソ／ノルマル＝５０／５０質量％）を樹脂１００質量部に対して６．３質量部添加し、更に混練した。その後、発泡に適した樹脂温度１５３．１℃まで冷却した。
さらに、押出機先端部に取り付けた口径１２８ｍｍφでスリットクリアランス０．９４ｍｍに設定されたサーキュラーダイより、吐出量１４０ｋｇ／ｈ、せん断速度６２６ｓ−１で発泡剤含有樹脂を押出し、発泡させた後、冷却して円筒状発泡シートとした。この際、押出された後の円筒状シートを冷却するエアー（温度は３９℃）の風量は０．１４ｍ３／ｍ２とした。
続いて、この円筒状発泡シートを左右に設けたカッターで切開して２枚の一次シートとした。それぞれの一次シートは、多段のロール間で延伸を加えながら、巻きロールに巻き取った。この巻き取りの際、一次シートのＭＤ方向に延伸を加えるため、引き取り速度を１０．５ｍ／ｍｉｎとした。一次シートのＴＤ方向の寸法は６９０ｍｍであった。
その後、得られた一次シートをトンネル型電熱加熱炉に通し、温度１６８℃、長さ３．５ｍ、移動速度２３．５ｍ／ｍｉｎの条件で電熱加熱し、二次発泡させた後に裁断し二次シートとした。二次シートのＴＤ方向の寸法は６３５ｍｍ、ＭＤ方向の寸法は６４５ｍｍであった。
【００４１】
前記の通り製造した実施例１のポリスチレン系樹脂発泡シートについて、（１）一次シート厚み、（２）一次シート密度、（３）二次シート厚み、（４）二次シート密度、（５）加熱変形収縮比、（６）平均気泡径（Ｌ１，Ｌ２）及び気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）、（７）スキン層厚み、（８）最大点変位、（９）弾性率、（１０）溝加工後の折れの評価、及び（１１）小皺の評価を実施した。これらの測定方法や評価基準は以下の通りとした。その結果を表１、表２に記す。
なお、（１）一次シート厚み、（２）一次シート密度、（３）二次シート厚み、（４）二次シート密度、（６）平均気泡径（Ｌ１，Ｌ２）及び気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）、（７）スキン層厚みの測定方法は、前述したそれぞれの測定方法により行った。
【００４２】
＜加熱変形収縮比の測定＞
ＭＤ方向１００ｍｍ、ＴＤ方向１００ｍｍのサンプルを１２５℃のオーブンで２．５分加熱し、室温にて冷却し、加熱後のサンプルのＭＤの長さ・ＴＤ方向の長さを測定した。そして、次式により加熱変形収縮比を計算した。
加熱変形収縮比＝加熱後のＭＤの長さ（ｍｍ）÷加熱後のＴＤの長さ（ｍｍ）
【００４３】
＜最大点変位・弾性率の測定＞
二次シートを、ＭＤ方向が短手方向となり、ＴＤ方向が長手方向となるように、幅５５ｍｍ、長さ５１０ｍｍの長矩形状に裁断してサンプルとした。ＪＩＳ Ｋ７１７１−２００９に準拠してサンプルの最大点変位・弾性率を測定した。
テンシロン万能試験機（エー・アンド・デイ社製、商品名「ＲＴＧ−１３１０」）を用い、３点押し曲げ試験により容器用周側枠材の曲げ強度の最大値を測定した。測定条件は次の通りとした。
・治具間距離：１００ｍｍ
・圧縮治具：先端寸法（Ｒ）が５ｍｍである圧子と、試験片と接する部分を起点に５°の傾斜を有する幅６７ｍｍの支持台。
・圧縮速度：５０ｍｍ／ｍｉｎ
・押し曲げ距離：３０ｍｍ
エー・アンド・デイ社製の汎用試験器用データ処理システム ＭＳＡＴ０００２ＲＴＦ／ＲＴＧのプログラム中に試験片の厚み、幅、長さを入力し、３点押し曲げ試験を行い、自動的に算出されたデータとして最大変位（ｍｍ）、弾性率（ＭＰａ）を求めた。
【００４４】
＜溝加工後の折れの評価＞
二次シートを、ＭＤ方向が短手方向となり、ＴＤ方向が長手方向となるように、幅５５ｍｍ、長さ５１０ｍｍの長矩形状に裁断し、その短手方向に沿って、長手方向の片端から３５ｍｍ、及び２３５ｍｍの位置に、短手方向に沿って幅４ｍｍ、深さ１ｍｍの縦溝加工を施してサンプルとした。その後、サンプルを円形に曲げ、両端を加熱融着させ枠材とし、長径１８３ｍｍ、短径１３３ｍｍ、楕円の周５０２ｍｍの楕円形の底板を入れ、周側枠材と底板からなる容器とした。なお、加熱融着された枠材の両端が底板の短径方向に重なるようにした。この容器の周側部の溝加工部分について、折れの角度を分度器にて測定した。評価基準は次の通りとした。
折れなし：１６３°以上
少しあり：１５９°以上、１６３°未満
折れあり：１５９°未満
【００４５】
＜小皺の評価＞
前記＜溝加工後の折れの評価＞において作製した容器について、周側部の内側の小皺発生状況を目視観測した。評価基準は次の通り。
小皺なし：内側の湾曲部に全く小皺がない。
小皺あり：内側の湾曲部に１つでも小皺がある。
【００４６】
［実施例２］
押出機として内径１１５ｍｍ押出機と１５０ｍｍ押出機が連結されたタンデム押出機を用い、ポリスチレン樹脂として東洋スチレン社製のＨＲＭ−２６（商品名）１００質量％と、該樹脂１００質量部に対し発泡核剤として竹原化学社製のＭＯ−６０（商品名）を４．０質量部、顔料として東洋インキ製造社製の６ＹＡ−８１６ＢＲＮ（商品名）を１．２質量部添加した配合原料を、前記押出機に供給し、押出機内で最高温度２４０℃で溶融、混練した後、発泡剤としてブタン（イソ／ノルマル＝５０／５０質量％）を樹脂１００質量部に対して２．０質量部添加し、更に混練した。その後、発泡に適した樹脂温度１５２．０℃まで冷却した。
さらに、押出機先端部に取り付けた口径１３８ｍｍφでスリットクリアランス０．９９ｍｍに設定されたサーキュラーダイより、吐出量１５０ｋｇ／ｈ、せん断速度５６１ｓ−１で発泡剤含有樹脂を押出し、発泡させた後、冷却して円筒状発泡シートとした。この際、押出された後の円筒状シートを冷却する冷却エアー（温度３９℃）の風量を０．０９ｍ３／ｍ２とした。
続いて、この円筒状発泡シートを左右に設けたカッターで切開して２枚の一次シートとした。それぞれの一次シートは、多段のロール間で延伸を加えながら、巻きロールに巻き取った。この巻き取りの際、一次シートのＭＤ方向に延伸を加えるため、引き取り速度は１０．５ｍ／ｍｉｎとした。一次シートのＴＤ方向の寸法は６９０ｍｍであった。
その後、得られた一次シートを電熱加熱炉に通し、温度１６８℃、長さ３．５ｍ、移動速度２３．５ｍ／ｍｉｎの条件で電熱加熱し、二次発泡させた後に裁断し二次シートとした。二次シートのＴＤ方向の寸法は６３５ｍｍ、ＭＤ方向の寸法は６４５ｍｍであった。
このように製造した実施例２のシートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００４７】
［実施例３］
一次シートの引き取り速度を１１．０ｍ／ｍｉｎとしたこと、及び冷却エアーの風量を０．０６ｍ３／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の一次シート及び二次シートを製造した。
得られた実施例３の一次シート及び二次シートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００４８】
［実施例４］
冷却エアーの風量を０．１６ｍ３／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４の一次シート及び二次シートを製造した。
得られた実施例４の一次シート及び二次シートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００４９】
［実施例５］
一次シートの引き取り速度を１１．２ｍ／ｍｉｎとしたこと、及び冷却エアーの風量を０．０５ｍ３／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５の一次シート及び二次シートを製造した。
得られた実施例５の一次シート及び二次シートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００５０】
［比較例１］
押出機として内径１１５ｍｍ押出機と１５０ｍｍ押出機が連結されたタンデム押出機を用い、ポリスチレン樹脂として東洋スチレン社製のＨＲＭ−２６（商品名）１００質量％と、該樹脂１００質量部に対し発泡核剤として竹原化学社製のＭＡＸ４０１−２ＨＰ（商品名）を３．３質量部、顔料として東洋インキ製造社製の６ＹＡ−８１６ＢＲＮ（商品名）を１．２質量部添加した配合原料を、前記押出機に供給し、押出機内で最高温度２４５℃で溶融、混練した後、発泡剤としてブタン（イソ／ノルマル＝５０／５０質量％）を樹脂１００質量部に対して６．３質量部添加し、更に混練した。その後、発泡に適した樹脂温度１５３．１℃まで冷却した。
さらに、押出機先端部に取り付けた口径１２８ｍｍφでスリットクリアランス０．９４ｍｍに設定されたサーキュラーダイより、吐出量１４４ｋｇ／ｈ、せん断速度６４８ｓ−１で発泡剤含有樹脂を押出し、発泡させた後、冷却して円筒状発泡シートとした。この際、押出された後の円筒状シートを冷却する冷却エアー（温度３９℃）の風量を０．２０ｍ３／ｍ２とした。
続いて、この円筒状発泡シートを左右に設けたカッターで切開して２枚の一次シートとした。それぞれの一次シートは、多段のロール間で延伸を加えながら、巻きロールに巻き取った。この巻き取りの際、一次シートのＭＤ方向に延伸を加えるため、引取速度は９．９ｍ／ｍｉｎとした。一次シートのＴＤ方向の寸法は６９０ｍｍであった。
その後、得られた一次シートを電熱加熱炉に通し、温度１６８℃、長さ３．５ｍ、移動速度２３．５ｍ／ｍｉｎの条件で電熱加熱し、二次発泡させた後に裁断し二次シートとした。二次シートのＴＤ方向の寸法は６３５ｍｍ、ＭＤ方向の寸法は６４５ｍｍであった。
得られた比較例１の一次シート及び二次シートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００５１】
［比較例２］
溶融樹脂の吐出量を１４４ｋｇ／ｈ、せん断速度を６４４ｓ−１としたこと、一次シートの引き取り速度を９．５ｍ／ｍｉｎとしたこと、及びエアー風量を０．２２ｍ３／ｍ２としたこと以外は、比較例１と同様にして、比較例２の一次シート及び二次シートを製造した。
得られた比較例２の一次シート及び二次シートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００５２】
［比較例３］
押出機として内径１１５ｍｍ押出機と１５０ｍｍ押出機が連結されたタンデム押出機を用い、ポリスチレン樹脂として東洋スチレン社製のＨＲＭ−２６（商品名）１００質量％と、該樹脂１００質量部に対し発泡核剤として竹原化学社製のＭＡＸ４０１−２ＨＰ（商品名）を３．３質量部、顔料として東洋インキ製造社製の６ＹＡ−８１６ＢＲＮ（商品名）を１．２質量部添加した配合原料を、前記押出機に供給し、押出機内で最高温度２４５℃で溶融、混練した後、発泡剤としてブタン（イソ／ノルマル＝５０／５０質量％）を樹脂１００質量部に対して６．３質量部添加し、更に混練した。その後、発泡に適した樹脂温度１５３．１℃まで冷却した。
さらに、押出機先端部に取り付けた口径１７０ｍｍφでスリットクリアランス１．１５ｍｍに設定されたサーキュラーダイより、吐出量１４０ｋｇ／ｈ、せん断速度３１５ｓ−１で発泡剤含有樹脂を押出し、発泡させた後、冷却して円筒状発泡シートとした。この際、押出された後の円筒状シートを冷却する冷却エアー（温度３９℃）の風量を０．１４ｍ３／ｍ２とした。
続いて、この円筒状発泡シートを左右に設けたカッターで切開して２枚の一次シートとした。それぞれの一次シートは、多段のロール間で延伸を加えながら、巻きロールに巻き取った。この巻き取りの際、一次シートのＭＤ方向に延伸を加えるため、引き取り速度は１０．８ｍ／ｍｉｎとした。一次シートのＴＤ方向の寸法は６９０ｍｍであった。
その後、得られた一次シートを電熱加熱炉に通し、温度１６８℃、長さ３．５ｍ、移動速度２３．５ｍ／ｍｉｎの条件で電熱加熱し、二次発泡させた後に裁断し二次シートとした。得られた二次シートのＴＤ方向の寸法は６３５ｍｍ、ＭＤ方向の寸法は６４５ｍｍであった。
得られた比較例３の一次シート及び二次シートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
表１、表２の結果より、本発明に係る実施例１〜５で得られたポリスチレン系樹脂発泡シートは、短手方向の平均気泡径（Ｌ１）と長手方向の平均気泡径（Ｌ２）との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．１０〜１．５５の範囲となる気泡構造を有していた。実施例１〜５で得られたポリスチレン系樹脂発泡シートは、最大点変位が大きくて曲げやすく、容器製造のために曲げた際、折れや小皺を発生することがなかった。実施例５のポリスチレン系樹脂発泡シートは、スキン層厚みが１．９μｍと、実施例１〜４のポリスチレン系樹脂発泡シートと比べてやや薄くなり、溝加工後の折れの評価において、折れが少し生じた。
【００５６】
一方、比較例１は、引き取り速度を実施例１〜５よりも低くし、冷却エアー風量を増やして製造した結果、気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）が１．１８となり本発明の比の下限値（１．２１）以下となった。また、スキン層厚さが４．９μｍと実施例１〜５よりも厚くなった。この比較例１のポリスチレン系樹脂発泡シートは、最大点変位が実施例１〜５よりも低く、弾性率が高くなり、容器製造のために曲げた際、溝形成部に折れを生じた。
比較例２は、引き取り速度を実施例１〜５よりも低くし、冷却エアー風量を増やして製造した結果、気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）が１．０８となり本発明の比の下限値（１．２１）未満となった。また、スキン層厚さが５．０μｍと実施例１〜５よりも厚くなった。この比較例２のポリスチレン系樹脂発泡シートは、最大点変位が実施例１〜５よりも低く、弾性率が高くなり、容器製造のために曲げた際、溝形成部に折れを生じ、また周側部に小皺も生じた。
比較例３は、せん断速度を実施例１〜５よりも小さくした結果、気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）が１．６１となり本発明の比の上限値（１．５５）以上となった。この比較例２のポリスチレン系樹脂発泡シートは、弾性率が高くなり、容器製造のために曲げた際、溝形成部に折れを生じた。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、丸曲げしても曲げ部に小皺や折れを発生しにくく、長矩形に裁断して円形、楕円形、長丸形などの底板の周縁に巻き付けるように装着し、弁当箱などの容器を作製するための周側枠材として、また曲面に貼り付けるための断熱材や各種の物品を包装する包装材などとして使用される。
【符号の説明】
【００５８】
１ ポリスチレン系樹脂発泡シート
２ 気泡
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柔軟性に優れたポリスチレン系樹脂発泡シートとその製造方法に関する。本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、丸曲げしても曲げ部に小皺や折れを発生しにくく、長矩形に裁断して円形、楕円形、長丸形などの底板の周縁に巻き付けるように装着し、弁当箱などの容器を作製するための周側枠材として、また曲面に貼り付けるための断熱材や各種の物品を包装する包装材などとして使用される。
【背景技術】
【０００２】
駅等で販売されている弁当容器には、ポリスチレン系樹脂発泡シートが採用されている場合が多い。これは、かつて輪っぱとして使用されていた木製のものよりも加工性に優れ、かつ軽量である等の利点を持つことによる。しかし、このポリスチレン系樹脂発泡シート製の周側枠材にも課題があり、強度が高いと曲げの際に小皺が発生したり、場合によっては折れが生じることもある。
【０００３】
この対策として、曲げが加わる部分に予め、縦方向に縞のような切り込みを入れる方法がある。これによって曲げの際に加わる力が分散され、小皺が発生しない原理となっている。しかしながら、この切り込み加工は、その作製に手間と時間がかかり、コスト上昇を招くために、切り込みせずに曲げても小皺が発生しない周側枠材の提供が求められていた。
【０００４】
また、ポリスチレン系樹脂発泡シート製の周側枠材を直角に折り曲げた際に、亀裂や折損するという問題もあり、この問題に対しては特許文献１に開示された技術が提供されている。
特許文献１には、容器の底板形状に沿わせて折曲形成できる周側枠材であって、ポリスチレン系発泡樹脂シートにて形成されてあり、当該シートは、厚み方向にほぼ４等分し、厚みの中心部のほぼ１／２の厚みの気泡形状が、１．０５≦ＭＤ／ＶＤ≦１．８１．０ ≦ＴＤ／ＶＤ≦１．８０．８５≦ＭＤ／ＴＤ≦１．２を充足し、且つ両面からのそれぞれの厚みのほぼ１／４の厚みの気泡形状が、１．４≦ＭＤ／ＶＤ≦２．５１．３≦ＴＤ／ＶＤ≦２．２０．９≦ＭＤ／ＴＤ≦１．８（ただし、ＭＤは押出流れ方向の気泡形状、ＴＤはＭＤと直角方向の気泡形状、ＶＤは厚み方向の気泡形状を意味する。）を満足し、前記１／２の厚みの気泡の大きさが前記１／４の表面側の気泡に比し、大きいことを特徴とする容器形成用の周側枠材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２４０７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、周側枠材を丸曲げする際に小皺が発生し、また周側枠材の短手方向に仕切り材を入れるための溝加工を施した後に曲げると、溝加工部分で折れが発生するという課題が残されていた。
また、特に近年では、ミニサイズの弁当が流行している傾向にあり、それに伴い小型の弁当容器が求められている。そのため、従来品よりもさらに柔軟性が高く、曲げに対して小皺、折れを発生せず、容器内に食品を入れても型崩れしない周側枠材を得るためのポリスチレン系樹脂発泡シートの提供が求められている。
また、曲面を有する物品に貼り付けるシート状の断熱材において、曲げた際に小皺や折れを生じ難い断熱材の提供が求められている。
さらに、各種物品を包む包装材としてポリスチレン系樹脂発泡シートを利用する場合に、従来品よりもさらに柔軟性が高く、曲げに対して小皺、折れを発生せず、包装状態で外観に優れ、緩衝性にも優れた包装材の提供が求められている。
【０００７】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、柔軟性に優れ、曲げても小皺や折れが生じ難いポリスチレン系樹脂発泡シートの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明は、ＭＤ方向の平均気泡径Ｌ１とＴＤ方向の平均気泡径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲内である気泡構造を有する（ここで、ＭＤ方向とは押出発泡法により発泡シートを製造した際に発泡シートの押出方向のことであり、またシート表面におけるＭＤ方向と直交する方向をＴＤ方向と言う）ことを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シートを提供する。
【０００９】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、表裏いずれか一方又は両方のスキン層の厚みが２．０〜４．５μｍの範囲内であることが好ましい。
【００１０】
また本発明は、吐出側にスリットを有する樹脂供給手段の前記スリットから溶融状態の発泡剤含有ポリスチレン系樹脂を押出し発泡させ、直後に冷却してポリスチレン系樹脂発泡シートを製造する方法において、前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを冷却しながらＭＤ方向に延伸力を作用させ、ＭＤ方向の平均気泡径Ｌ１とＴＤ方向の平均気泡径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲内である気泡構造を有する（ここで、ＭＤ方向とは押出発泡法により発泡シートを製造した際に発泡シートの押出方向のことであり、またシート表面におけるＭＤ方向と直交する方向をＴＤ方向と言う）ポリスチレン系樹脂発泡シートを得ることを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法を提供する。
【００１１】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法において、ポリスチレン系樹脂発泡シートを加熱して二次発泡させて所望の厚みと密度のポリスチレン系樹脂発泡シートを得る工程を有することが好ましい。
【００１２】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法において、得られる表裏いずれか一方又は両方のスキン層の厚みが２．０〜４．５μｍの範囲内であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、気泡構造を、ＭＤ方向の平均気泡径（Ｌ１）とＴＤ方向の平均気泡径（Ｌ２）との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲となる気泡構造を有するものなので、曲げ易く、曲げても小皺や折れが生じ難くなる。従って、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートを用いることで、外観に優れた容器を得ることができる。
また、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、容器の底板の周縁が嵌入される溝や、仕切り板の両端が嵌入される溝を設けた場合でも、該枠材を曲げた際に該溝から折れることが少なくなる。
さらに、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、曲げ易く、曲げても小皺や折れが生じ難いので、曲面のある物体に貼り付ける断熱材として有用である。また各種物品を包装した際に、外観に優れ、緩衝性にも優れた包装材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの気泡構造の概要を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートについて説明する。
図１は、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの気泡構造の概要を示す模式図である。このポリスチレン系樹脂発泡シート１は、ＭＤ方向の平均気泡径Ｌ１とＴＤ方向の平均気泡径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲内である気泡構造を有することを特徴としている。前記比（Ｌ１／Ｌ２）は、１．２１〜１．５０の範囲とすることが好ましく、１．２１〜１．４５の範囲とすることがより好ましい。
【００１６】
本発明において、ポリスチレン系樹脂発泡シートのＭＤ方向の平均気泡径（Ｌ１）、ＴＤ方向の平均気泡径（Ｌ２）及び気泡経皮（Ｌ１／Ｌ２）とは、以下の測定方法によって算出した値を言う。
＜平均気泡径・気泡径比の測定方法＞
本発明での平均気泡径（Ｌ１，Ｌ２）は、ＡＳＴＭ Ｄ２８４２−６９の試験方法に準拠して測定された平均弦長に基づいて算出されたものをいう。具体的には、ポリスチレン系樹脂発泡シートをその表面に対して垂直な方向（厚み方向）に切断し、この切断面における厚み方向にほぼ４等分しその厚みの中央部分のほぼ１／２の厚みを走査型電子顕微鏡（日立製作所社製、Ｓ−３０００Ｎ）を用いて１７〜２０倍（場合によっては２００倍）に拡大して撮影した。
次に、撮影した写真における写真上の長さが６０ｍｍで且つポリスチレン系樹脂発泡シートの厚み方向に指向する一直線上にある気泡数から、各気泡の平均弦長（ｔ）を下記式１に基づいて算出した。そして、下記式２により平均気泡径Ｄを算出した。なお、ポリスチレン系樹脂発泡シートの層が薄く、長さが６０ｍｍの直線を写真上に描くことができない場合は、できるだけ長い長さの直線を写真上に描き、この直線の長さを６０ｍｍに換算して平均気泡径Ｄを算出した。
平均弦長（ｔ）＝６０／（気泡数×写真の倍率） ・・・式１
平均気泡径Ｄ＝ｔ／０．６１６ ・・・式２
この平均気泡径の測定及び算出を、ポリスチレン系樹脂発泡シートのＭＤ方向とＴＤ方向に沿った切断面でそれぞれ行って（測定箇所数ｎ＝６以上）、ポリスチレン系樹脂発泡シートのＭＤ方向の平均気泡径（Ｌ１）、ＴＤ方向の平均気泡径（Ｌ２）を求め、さらに式３から気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）を算出した。
気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）＝Ｌ１（μｍ）÷Ｌ２（μｍ） ・・・式３
【００１７】
このポリスチレン系樹脂発泡シート１において、ＭＤ方向の平均気泡径（Ｌ１）とＴＤ方向の平均気泡径（Ｌ２）との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲であれば、気泡２が短手方向に長く、長手方向に短い形状になっていることから、長手方向に沿ってポリスチレン系樹脂発泡シート１を曲げる際に曲げ易く、また曲げを加えたポリスチレン系樹脂発泡シート１の表面に小皺や折れが生じにくくなっている。前記比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１未満であると、曲げる際に小皺や折れが生じ易くなり、また前記比（Ｌ１／Ｌ２）が１．５５を超えると、ポリスチレン系樹脂発泡シートの弾性率、最大点変位が共に低下し、柔軟性がなくなり、脆くなるため、曲げた際に折れが生じ易くなる。
なお、図１は、あくまでもこのポリスチレン系樹脂発泡シート１における気泡の構造を理解し易いように強調し示した模式図であり、図１に記された気泡の形状は、実際のポリスチレン系樹脂発泡シートの気泡の形状とは必ずしも一致していない。
【００１８】
このポリスチレン系樹脂発泡シート１において、スキン層の厚みが２．０〜４．５μｍの範囲内であることが好ましく、２．２〜４．３μｍの範囲内がより好ましく、２．４〜４．１μｍの範囲内が更に好ましい。
なお、本発明において、スキン層とは、ポリスチレン系樹脂発泡シート１の厚み方向断面を拡大して見たときに、表層に形成された気泡を含んでいない薄皮部分のことを指す。また、このスキン層の厚みは、以下の測定方法によって測定した厚みの平均値（測定箇所数ｎ＝２４以上）のことを言う。
＜スキン層の厚みの測定方法＞
ポリスチレン系樹脂発泡シートをその表面に対して垂直な方向（厚み方向）に切断し、この切断面付近を走査型電子顕微鏡（日立製作所社製Ｓ−３０００Ｎ）を用いて３００〜７００倍に拡大して撮影し、スキン層の厚みを測定した。スキン層の厚みは、発泡シート表面から最表層側の気泡表面までの長さとし、任意に選んだ最表層側の８つの気泡について各気泡につき３箇所測定した。２４箇所測定した厚みの平均値を、スキン層の厚み（μｍ）とした。
【００１９】
スキン層の厚みが２．０〜４．５μｍの範囲内であれば、このポリスチレン系樹脂発泡シート１は適度な強度と曲がり易さとを両立させることができ、曲げ易く、曲げ部分に小皺や折れが生じ難いものとなる。スキン層の厚みが２．０μｍ未満であると、強度が低下し、溝形成部分を曲げた際に折れが生じ易くなる。スキン層の厚みが４．５μｍを超えると、ポリスチレン系樹脂発泡シート１が硬く曲げ難いものとなり、曲げを加えた部分に小皺が生じ易くなる。
【００２０】
このポリスチレン系樹脂発泡シート１の厚みは、特に限定されないが、弁当容器などの食品用容器を製造する目的においては、通常３．０〜４．５ｍｍの範囲とすることが好ましく、３．２〜４．２ｍｍの範囲がより好ましく、３．５〜４．０ｍｍの範囲が更に好ましい。
なお、ポリスチレン系樹脂発泡シート１の厚みは、以下の厚み測定方法によって測定した値をいう。
＜厚み測定方法＞
ポリスチレン系樹脂発泡シートのＴＤ方向の両端２０ｍｍを除いた部分を、ＴＤ方向５０ｍｍ間隔の位置を測定点とした。この測定点をダイヤルシックネスゲージＳＭ−１１２（テクロック社製）を使用し、厚みを最小単位０．０１ｍｍまで測定した。この測定値の平均値（測定箇所数ｎ＝１２以上）を、ポリスチレン系樹脂発泡シートの厚み〔ｍｍ〕とした。
【００２１】
このポリスチレン系樹脂発泡シート１の密度は、特に限定されないが、弁当容器などの食品用容器を製造する目的においては、通常０．０３〜０．１０ｇ／ｃｍ３の範囲とすることが好ましく、０．０４〜０．０８ｇ／ｃｍ３の範囲がより好ましい。
なお、ポリスチレン系樹脂発泡シート１の密度は、以下の密度測定方法によって測定した値をいう。
＜密度測定方法＞
５０ｃｍ３以上（半硬質及び軟質材料の場合は１００ｃｍ３以上）の試験片を材料の元のセル構造を変えないように切断し、その質量及び体積を測定し、次式により全体密度を算出した。
密度（ｇ／ｃｍ３）＝試験片質量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ３）
ただし、測定用試験片は、成形後７２時間以上経過した試料から切り取り、２３℃±２℃・５０ＲＨ％±５ＲＨ％、または２７℃±２℃・６５ＲＨ％±５ＲＨ％の雰囲気条件に１６時間以上放置したものである。
【００２２】
なお、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、食品容器の製造用のみに限定されるものではなく、食品よりも重い物、或いは金属などの硬質物を収容するための容器製造用途などにも適用でき、その場合にはポリスチレン系樹脂発泡シート１の厚み及び密度は、前記範囲に限らず、より厚いポリスチレン系樹脂発泡シートやより高密度のポリスチレン系樹脂発泡シートを使用することが望ましい。さらに、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、前記容器の製造用途に限らず、曲面を有する物品に貼り付ける断熱材や各種物品の包装用緩衝材などとしても利用でき、該用途に用いる場合にも、厚みや密度は前記範囲に限定されない。
【００２３】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、押出機などの樹脂供給手段にポリスチレン系樹脂、及び発泡核剤などの添加剤を入れて加熱溶融し、さらに発泡剤を添加して混練し、発泡剤含有樹脂を樹脂供給手段の先端に取り付けたダイのスリットから押し出し、発泡（一次発泡）させた後に冷却する押出発泡法によってポリスチレン系樹脂発泡シート（以下、一次シートと記す。）を製造することができる。
そして、この一次シート製造の際、ＭＤ方向に延伸を加えておく。前記延伸の量は、ＭＤ方向の平均気泡径（Ｌ１）とＴＤ方向の平均気泡径（Ｌ２）との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲となるように適宜調整する。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態において、ポリスチレン系樹脂発泡シートを製造する方法としては、押出発泡によって一次シートを製造する際、この一次シートが押出方向（ＭＤ方向）に延伸されるような張力を加えて冷却、安定化させ、次いで得られた一次シートを加熱して二次発泡させ、目的の厚みと密度を持った発泡シート（以下、二次シートと記す。）とする。得られた二次シートは、必要に応じて、印刷を施し、更に適当な寸法に裁断される。
【００２５】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造に用いるポリスチレン系樹脂としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、エチルスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン等のスチレン系モノマーの単独重合体又はこれらの共重合体等が挙げられ、スチレンを５０質量％以上含有するポリスチレン系樹脂が好ましく、ポリスチレンがより好ましい。 また、前記ポリスチレン系樹脂としては、前記スチレンモノマーを主成分とする、前記スチレン系モノマーとこのスチレン系モノマーと共重合可能なビニルモノマーとの共重合体であってもよく、このようなビニルモノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレートの他、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレートなどの二官能性モノマーなどが挙げられる。
【００２６】
また、ポリスチレン系樹脂が主成分であれば、他の樹脂を添加してもよく、添加する樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹脂発泡シートの耐衝撃性を向上させるために、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−非共役ジエン三次元共重合体などのジエン系のゴム状重合体を添加したゴム変性ポリスチレン系樹脂、いわゆるハイインパクトポリスチレンが挙げられる。あるいは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体などが挙げられる。また、原料となるポリスチレン系樹脂としては、市販されている通常のポリスチレン系樹脂、懸濁重合法などの方法で新たに作製したポリスチレン系樹脂などの、リサイクル原料でないポリスチレン系樹脂（以下、バージンポリスチレンと記す。）を使用できる他、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られたリサイクル原料を使用することができる。このリサイクル原料としては、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体、例えば、魚箱、家電緩衝材、食品包装用トレーなどを回収し、リモネン溶解方式や加熱減容方式によって再生したリサイクル原料を用いることができる。また、使用することができるリサイクル原料は、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られたもの以外にも、家電製品（例えば、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコンなど）や事務用機器（例えば、複写機、ファクシミリ、プリンターなど）から分別回収された非発泡のポリスチレン系樹脂成形体を粉砕し、溶融混練してリペレットしたものを用いることができる。
【００２７】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造に用いる発泡剤としては、二酸化窒素、炭酸ガス、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、及びこれらの２種以上混合して使用され、これらの中でも、ｎ−ブタン、ｉ−ブタンが好ましい。ブタン等の炭化水素発泡剤を用いる場合、その添加量はポリスチレン系樹脂１００質量部に対して１〜１０質量部の範囲内とすることが好ましく、２〜８質量部の範囲内とすることがより好ましい。
【００２８】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造に用いる前記発泡核剤としては、タルク、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸カルシウム、クレー、クエン酸等が挙げられ、これらの中でもタルクがより好ましい。前記発泡核剤の添加量は、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対して１〜８質量部の範囲内とすることが好ましく、２〜６質量部の範囲内とすることがより好ましい。
【００２９】
なお、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートには、所望の性質を有するポリスチレン系樹脂発泡シートを作るのに影響を与えない程度の添加剤、例えば着色剤、難燃剤、滑剤（炭化水素、脂肪酸系、脂肪酸アミド系、エステル系、アルコール系、金属石鹸、シリコン油、低分子ポリエチレン等のワックス等）、展着剤（流動パラフィン、ポリエチレングリコール、ポリブテン等）、分散剤等が添加されてもよい。
【００３０】
また、通常のポリスチレン系樹脂発泡シートのように、物性を良化させるためにフィルムをラミネートしても良い。使用するフィルムは、同種の樹脂のものが回収も簡単であり、接着層も要らないので好ましいが、耐油性を上げるために無延伸ポリプロピレンフィルムや一般に使用されるポリスチレン系樹脂の非発泡フィルムでもよい。
【００３１】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造に用いる樹脂供給手段としては、押出機が好適に使用される。押出機のスクリューは単軸であってもよく２軸であってもよい。例えば内径１１５ｍｍのものと、内径１５０ｍｍのものとを２連繋いだ構成のタンデム押出機などが使用できる。また、この押出機の吐出側には、環状のスリットを有するダイ（サーキュラーダイ）を取り付けて、押出機から樹脂を押出発泡させて円筒状の発泡シートとし、これを冷却して左右に取り付けたカッターで２枚の平シートに切開し、これを延伸しながら巻きロールに巻き取って、一次シートを製造することが好ましい。
【００３２】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートを製造する場合、前記円筒状の発泡シートを冷却するためのエアー風量、一次シートを巻きロールに引き取る際の引き取り速度などを適宜調整することによって、ＭＤ方向の平均気泡径（Ｌ１）とＴＤ方向の平均気泡径（Ｌ２）との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲となるように調整することができる。
【００３３】
前記一次シートを二次発泡する場合の二次発泡量は、厚み方向に１．３倍〜２．５倍の範囲が好適である。１．３倍未満では押圧しても柔らかにならず折り曲げ難く、また２．５倍を越えると表皮の気泡形状が丸くなって気泡の方向性が少なくなり、折り曲げずらくなるので好ましくない。また圧縮して気泡の座屈が少なく折り曲げづらくなる。
【００３４】
前記一次シートを二次発泡させるさせるために熱源が使用されるが、この熱源は一般成形用ポリスチレン系樹脂発泡シートの成形に使用されているものが使用できる。二次発泡させる時の条件は、１６０℃〜１９０℃の雰囲気温度のオーブン内を、２２〜３０ｍ／ｍｉｎ．程度のスピードで通過させることにより、所望とする二次シートを得ることができる。また水蒸気を使用してもよい。
【００３５】
この二次シートは、適当な寸法に切断して曲面を有する物品の表面に貼り付ける断熱材として、或いは各種の物品を包装する包装材などとして使用される。
また、この二次シートは、一定長さの四角形状に裁断し、次いで該四角形状シートの表面に印刷を施し、次いで印刷後の四角形状シートを、元のシートのＭＤ方向が短手方向に、シートのＭＤと直交する方向（以下、ＴＤ方向と記す。）が長手方向になるように、長矩形状に裁断し、容器用周側枠材を得るために用いられる。この容器用周側枠材は、長手方向に沿って容器の底板の周縁に嵌入される溝を設けることができる。また、この容器用周側枠材には、短手方向に沿って容器の仕切板の両端が嵌入される溝を設けることもできる。これらの溝は、発泡シートの加工分野で周知の方法、装置によって形成することができ、またそれぞれの溝深さは、底板や仕切り板の板圧に応じて適宜設定されることが望ましい。そして、この容器用周側枠材を用いて容器を製造するには、円形、楕円形、長円形などの所望の形状の底板を用意し、この底板の周縁に、前記容器用周側枠材を巻き付け、長手方向に沿って設けた溝に底板の周縁を嵌入し、容器用周側枠材の両端を密接又は重ねた状態で溶着又は接着することによって組立固定する。本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートを使用して折箱、桶、箱等の容器の周側部として使用する場合、木目、板目等の印刷を行って容器等をつくることにより、木目調をアピールしたり、また、表面に印刷を施した前記ポリスチレン系樹脂発泡シートと同質の熱可塑性樹脂フィルムをラミネートすることにより、より艶のある、細かな文字、模様のある容器とすることができる。
また、裁断前の二次シート全体を、一般成形用発泡ポリスチレンシートに使用されている着色剤を用いて着色しておくことにより、漆調、檜、桐等の種々の風合いを出すことができ、これらと熱可塑性樹脂フィルム、若しくは印刷の施していない前記フィルムとを組み合わせて、より高級感にあふれた容器をつくることができる。
【００３６】
また、二次シートと熱可塑性樹脂フィルムとをラミネートする場合、ポリスチレン系樹脂発泡シートに艶が必要であれば、印刷面を二次シートとラミネートし、詳細な印刷面をアピールしようとするときは、印刷面を表にしてラミネートすればよい。二次シートと熱可塑性樹脂フィルムとをラミネートする方法としては、接着層を前記二次シートと前記フィルムとの間に押出しつつ同時ラミネートする方法、前記二次シートと前記フィルムとの間に熱風を吹き付けてラミネートする方法、接着層を前記二次シートと前記フィルムとの間にはさみ、熱ラミネートする方法等が採用される。
【００３７】
前記熱可塑性樹脂フィルムとしては、同質のポリスチレン系樹脂が使用でき、その他に、ポリスチレン系樹脂と耐衝撃性ポリスチレンとの混合又は耐衝撃性ポリスチレン単独であって且つ、耐衝撃性ポリスチレンにはスチレン−ブタジエン共重合体がサラミ構造状に分散し、その粒径が０．３μｍ〜１０μｍのものを多く含むものをあげることができる。またその他に、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、プロピレンホモポリマー、エチレン・プロピレンランダムポリマー、エチレン・プロピレンブロックポリマー、エチレンプロピレン−ブテン−タ−ポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体（例えば、エチレン−メチルメタクリレート共重合体）、エチレン−不飽和カルボン酸金属塩共重合体（例えば、エチレン−アクリル酸マグネシウム（又は亜鉛）共重合体）、プロピレン−塩化ビニルコポリマー、プロピレン−ブテンコポリマー、プロピレン−無水マレイン酸コポリマー、プロピレン−オレフィン共重合体（プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン−１共重合体）ポリエチレン又はポリプロピレンの不飽和カルボン酸（例えば、無水マレイン酸）変性物、エチレン−プロピレンゴム、アタクチックポリプロピレン等か挙げられ、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−ブテン−１共重合体及びこれら２種以上の混合物やポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のフィルムがあげられる。
【００３８】
これらのフィルムは、単層、多層共使用できる。前記フィルムのが厚みは特に限定するものではないが、一般に７〜２００μｍぐらいのものが使用できる。周側枠材として使用するにあたっては、前記フィルム側が外側になるようにすることにより、亀裂、折損、皺等が発生しない利点がある。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例によって本発明の効果を実証するが、以下の実施例は本発明の単なる例示であり、本発明の範囲は以下の実施例の記載に限定されるものではない。
【００４０】
［実施例１］
押出機として内径１１５ｍｍ押出機と１５０ｍｍ押出機が連結されたタンデム押出機を用い、ポリスチレン樹脂として東洋スチレン社製のＨＲＭ−２６（商品名）１００質量％と、該樹脂１００質量部に対し発泡核剤として竹原化学社製のＭＡＸ４０１−２ＨＰ（商品名）を４．２質量部、顔料として東洋インキ製造社製の６ＹＡ−８１６ＢＲＮ（商品名）を１．２質量部添加した配合原料を、前記押出機に供給し、押出機内で最高温度２４０℃で溶融、混練した後、発泡剤としてブタン（イソ／ノルマル＝５０／５０質量％）を樹脂１００質量部に対して６．３質量部添加し、更に混練した。その後、発泡に適した樹脂温度１５３．１℃まで冷却した。
さらに、押出機先端部に取り付けた口径１２８ｍｍφでスリットクリアランス０．９４ｍｍに設定されたサーキュラーダイより、吐出量１４０ｋｇ／ｈ、せん断速度６２６ｓ−１で発泡剤含有樹脂を押出し、発泡させた後、冷却して円筒状発泡シートとした。この際、押出された後の円筒状シートを冷却するエアー（温度は３９℃）の風量は０．１４ｍ３／ｍ２とした。
続いて、この円筒状発泡シートを左右に設けたカッターで切開して２枚の一次シートとした。それぞれの一次シートは、多段のロール間で延伸を加えながら、巻きロールに巻き取った。この巻き取りの際、一次シートのＭＤ方向に延伸を加えるため、引き取り速度を１０．５ｍ／ｍｉｎとした。一次シートのＴＤ方向の寸法は６９０ｍｍであった。
その後、得られた一次シートをトンネル型電熱加熱炉に通し、温度１６８℃、長さ３．５ｍ、移動速度２３．５ｍ／ｍｉｎの条件で電熱加熱し、二次発泡させた後に裁断し二次シートとした。二次シートのＴＤ方向の寸法は６３５ｍｍ、ＭＤ方向の寸法は６４５ｍｍであった。
【００４１】
前記の通り製造した実施例１のポリスチレン系樹脂発泡シートについて、（１）一次シート厚み、（２）一次シート密度、（３）二次シート厚み、（４）二次シート密度、（５）加熱変形収縮比、（６）平均気泡径（Ｌ１，Ｌ２）及び気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）、（７）スキン層厚み、（８）最大点変位、（９）弾性率、（１０）溝加工後の折れの評価、及び（１１）小皺の評価を実施した。これらの測定方法や評価基準は以下の通りとした。その結果を表１、表２に記す。
なお、（１）一次シート厚み、（２）一次シート密度、（３）二次シート厚み、（４）二次シート密度、（６）平均気泡径（Ｌ１，Ｌ２）及び気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）、（７）スキン層厚みの測定方法は、前述したそれぞれの測定方法により行った。
【００４２】
＜加熱変形収縮比の測定＞
ＭＤ方向１００ｍｍ、ＴＤ方向１００ｍｍのサンプルを１２５℃のオーブンで２．５分加熱し、室温にて冷却し、加熱後のサンプルのＭＤの長さ・ＴＤ方向の長さを測定した。そして、次式により加熱変形収縮比を計算した。
加熱変形収縮比＝加熱後のＭＤの長さ（ｍｍ）÷加熱後のＴＤの長さ（ｍｍ）
【００４３】
＜最大点変位・弾性率の測定＞
二次シートを、ＭＤ方向が短手方向となり、ＴＤ方向が長手方向となるように、幅５５ｍｍ、長さ５１０ｍｍの長矩形状に裁断してサンプルとした。ＪＩＳ Ｋ７１７１−２００９に準拠してサンプルの最大点変位・弾性率を測定した。
テンシロン万能試験機（エー・アンド・デイ社製、商品名「ＲＴＧ−１３１０」）を用い、３点押し曲げ試験により容器用周側枠材の曲げ強度の最大値を測定した。測定条件は次の通りとした。
・治具間距離：１００ｍｍ
・圧縮治具：先端寸法（Ｒ）が５ｍｍである圧子と、試験片と接する部分を起点に５°の傾斜を有する幅６７ｍｍの支持台。
・圧縮速度：５０ｍｍ／ｍｉｎ
・押し曲げ距離：３０ｍｍ
エー・アンド・デイ社製の汎用試験器用データ処理システム ＭＳＡＴ０００２ＲＴＦ／ＲＴＧのプログラム中に試験片の厚み、幅、長さを入力し、３点押し曲げ試験を行い、自動的に算出されたデータとして最大変位（ｍｍ）、弾性率（ＭＰａ）を求めた。
【００４４】
＜溝加工後の折れの評価＞
二次シートを、ＭＤ方向が短手方向となり、ＴＤ方向が長手方向となるように、幅５５ｍｍ、長さ５１０ｍｍの長矩形状に裁断し、その短手方向に沿って、長手方向の片端から３５ｍｍ、及び２３５ｍｍの位置に、短手方向に沿って幅４ｍｍ、深さ１ｍｍの縦溝加工を施してサンプルとした。その後、サンプルを円形に曲げ、両端を加熱融着させ枠材とし、長径１８３ｍｍ、短径１３３ｍｍ、楕円の周５０２ｍｍの楕円形の底板を入れ、周側枠材と底板からなる容器とした。なお、加熱融着された枠材の両端が底板の短径方向に重なるようにした。この容器の周側部の溝加工部分について、折れの角度を分度器にて測定した。評価基準は次の通りとした。
折れなし：１６３°以上
少しあり：１５９°以上、１６３°未満
折れあり：１５９°未満
【００４５】
＜小皺の評価＞
前記＜溝加工後の折れの評価＞において作製した容器について、周側部の内側の小皺発生状況を目視観測した。評価基準は次の通り。
小皺なし：内側の湾曲部に全く小皺がない。
小皺あり：内側の湾曲部に１つでも小皺がある。
【００４６】
［実施例２］
押出機として内径１１５ｍｍ押出機と１５０ｍｍ押出機が連結されたタンデム押出機を用い、ポリスチレン樹脂として東洋スチレン社製のＨＲＭ−２６（商品名）１００質量％と、該樹脂１００質量部に対し発泡核剤として竹原化学社製のＭＯ−６０（商品名）を４．０質量部、顔料として東洋インキ製造社製の６ＹＡ−８１６ＢＲＮ（商品名）を１．２質量部添加した配合原料を、前記押出機に供給し、押出機内で最高温度２４０℃で溶融、混練した後、発泡剤としてブタン（イソ／ノルマル＝５０／５０質量％）を樹脂１００質量部に対して２．０質量部添加し、更に混練した。その後、発泡に適した樹脂温度１５２．０℃まで冷却した。
さらに、押出機先端部に取り付けた口径１３８ｍｍφでスリットクリアランス０．９９ｍｍに設定されたサーキュラーダイより、吐出量１５０ｋｇ／ｈ、せん断速度５６１ｓ−１で発泡剤含有樹脂を押出し、発泡させた後、冷却して円筒状発泡シートとした。この際、押出された後の円筒状シートを冷却する冷却エアー（温度３９℃）の風量を０．０９ｍ３／ｍ２とした。
続いて、この円筒状発泡シートを左右に設けたカッターで切開して２枚の一次シートとした。それぞれの一次シートは、多段のロール間で延伸を加えながら、巻きロールに巻き取った。この巻き取りの際、一次シートのＭＤ方向に延伸を加えるため、引き取り速度は１０．５ｍ／ｍｉｎとした。一次シートのＴＤ方向の寸法は６９０ｍｍであった。
その後、得られた一次シートを電熱加熱炉に通し、温度１６８℃、長さ３．５ｍ、移動速度２３．５ｍ／ｍｉｎの条件で電熱加熱し、二次発泡させた後に裁断し二次シートとした。二次シートのＴＤ方向の寸法は６３５ｍｍ、ＭＤ方向の寸法は６４５ｍｍであった。
このように製造した実施例２のシートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００４７】
［実施例３］
一次シートの引き取り速度を１１．０ｍ／ｍｉｎとしたこと、及び冷却エアーの風量を０．０６ｍ３／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の一次シート及び二次シートを製造した。
得られた実施例３の一次シート及び二次シートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００４８】
［実施例４］
冷却エアーの風量を０．１６ｍ３／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４の一次シート及び二次シートを製造した。
得られた実施例４の一次シート及び二次シートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００４９】
［実施例５］
一次シートの引き取り速度を１１．２ｍ／ｍｉｎとしたこと、及び冷却エアーの風量を０．０５ｍ３／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５の一次シート及び二次シートを製造した。
得られた実施例５の一次シート及び二次シートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００５０】
［比較例１］
押出機として内径１１５ｍｍ押出機と１５０ｍｍ押出機が連結されたタンデム押出機を用い、ポリスチレン樹脂として東洋スチレン社製のＨＲＭ−２６（商品名）１００質量％と、該樹脂１００質量部に対し発泡核剤として竹原化学社製のＭＡＸ４０１−２ＨＰ（商品名）を３．３質量部、顔料として東洋インキ製造社製の６ＹＡ−８１６ＢＲＮ（商品名）を１．２質量部添加した配合原料を、前記押出機に供給し、押出機内で最高温度２４５℃で溶融、混練した後、発泡剤としてブタン（イソ／ノルマル＝５０／５０質量％）を樹脂１００質量部に対して６．３質量部添加し、更に混練した。その後、発泡に適した樹脂温度１５３．１℃まで冷却した。
さらに、押出機先端部に取り付けた口径１２８ｍｍφでスリットクリアランス０．９４ｍｍに設定されたサーキュラーダイより、吐出量１４４ｋｇ／ｈ、せん断速度６４８ｓ−１で発泡剤含有樹脂を押出し、発泡させた後、冷却して円筒状発泡シートとした。この際、押出された後の円筒状シートを冷却する冷却エアー（温度３９℃）の風量を０．２０ｍ３／ｍ２とした。
続いて、この円筒状発泡シートを左右に設けたカッターで切開して２枚の一次シートとした。それぞれの一次シートは、多段のロール間で延伸を加えながら、巻きロールに巻き取った。この巻き取りの際、一次シートのＭＤ方向に延伸を加えるため、引取速度は９．９ｍ／ｍｉｎとした。一次シートのＴＤ方向の寸法は６９０ｍｍであった。
その後、得られた一次シートを電熱加熱炉に通し、温度１６８℃、長さ３．５ｍ、移動速度２３．５ｍ／ｍｉｎの条件で電熱加熱し、二次発泡させた後に裁断し二次シートとした。二次シートのＴＤ方向の寸法は６３５ｍｍ、ＭＤ方向の寸法は６４５ｍｍであった。
得られた比較例１の一次シート及び二次シートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００５１】
［比較例２］
溶融樹脂の吐出量を１４４ｋｇ／ｈ、せん断速度を６４４ｓ−１としたこと、一次シートの引き取り速度を９．５ｍ／ｍｉｎとしたこと、及びエアー風量を０．２２ｍ３／ｍ２としたこと以外は、比較例１と同様にして、比較例２の一次シート及び二次シートを製造した。
得られた比較例２の一次シート及び二次シートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００５２】
［比較例３］
押出機として内径１１５ｍｍ押出機と１５０ｍｍ押出機が連結されたタンデム押出機を用い、ポリスチレン樹脂として東洋スチレン社製のＨＲＭ−２６（商品名）１００質量％と、該樹脂１００質量部に対し発泡核剤として竹原化学社製のＭＡＸ４０１−２ＨＰ（商品名）を３．３質量部、顔料として東洋インキ製造社製の６ＹＡ−８１６ＢＲＮ（商品名）を１．２質量部添加した配合原料を、前記押出機に供給し、押出機内で最高温度２４５℃で溶融、混練した後、発泡剤としてブタン（イソ／ノルマル＝５０／５０質量％）を樹脂１００質量部に対して６．３質量部添加し、更に混練した。その後、発泡に適した樹脂温度１５３．１℃まで冷却した。
さらに、押出機先端部に取り付けた口径１７０ｍｍφでスリットクリアランス１．１５ｍｍに設定されたサーキュラーダイより、吐出量１４０ｋｇ／ｈ、せん断速度３１５ｓ−１で発泡剤含有樹脂を押出し、発泡させた後、冷却して円筒状発泡シートとした。この際、押出された後の円筒状シートを冷却する冷却エアー（温度３９℃）の風量を０．１４ｍ３／ｍ２とした。
続いて、この円筒状発泡シートを左右に設けたカッターで切開して２枚の一次シートとした。それぞれの一次シートは、多段のロール間で延伸を加えながら、巻きロールに巻き取った。この巻き取りの際、一次シートのＭＤ方向に延伸を加えるため、引き取り速度は１０．８ｍ／ｍｉｎとした。一次シートのＴＤ方向の寸法は６９０ｍｍであった。
その後、得られた一次シートを電熱加熱炉に通し、温度１６８℃、長さ３．５ｍ、移動速度２３．５ｍ／ｍｉｎの条件で電熱加熱し、二次発泡させた後に裁断し二次シートとした。得られた二次シートのＴＤ方向の寸法は６３５ｍｍ、ＭＤ方向の寸法は６４５ｍｍであった。
得られた比較例３の一次シート及び二次シートについて、実施例１と同じく（１）〜（１１）の測定を行った。その結果を表１、表２に記す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
表１、表２の結果より、本発明に係る実施例１〜５で得られたポリスチレン系樹脂発泡シートは、短手方向の平均気泡径（Ｌ１）と長手方向の平均気泡径（Ｌ２）との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．１０〜１．５５の範囲となる気泡構造を有していた。実施例１〜５で得られたポリスチレン系樹脂発泡シートは、最大点変位が大きくて曲げやすく、容器製造のために曲げた際、折れや小皺を発生することがなかった。実施例５のポリスチレン系樹脂発泡シートは、スキン層厚みが１．９μｍと、実施例１〜４のポリスチレン系樹脂発泡シートと比べてやや薄くなり、溝加工後の折れの評価において、折れが少し生じた。
【００５６】
一方、比較例１は、引き取り速度を実施例１〜５よりも低くし、冷却エアー風量を増やして製造した結果、気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）が１．１８となり本発明の比の下限値（１．２１）以下となった。また、スキン層厚さが４．９μｍと実施例１〜５よりも厚くなった。この比較例１のポリスチレン系樹脂発泡シートは、最大点変位が実施例１〜５よりも低く、弾性率が高くなり、容器製造のために曲げた際、溝形成部に折れを生じた。
比較例２は、引き取り速度を実施例１〜５よりも低くし、冷却エアー風量を増やして製造した結果、気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）が１．０８となり本発明の比の下限値（１．２１）未満となった。また、スキン層厚さが５．０μｍと実施例１〜５よりも厚くなった。この比較例２のポリスチレン系樹脂発泡シートは、最大点変位が実施例１〜５よりも低く、弾性率が高くなり、容器製造のために曲げた際、溝形成部に折れを生じ、また周側部に小皺も生じた。
比較例３は、せん断速度を実施例１〜５よりも小さくした結果、気泡径比（Ｌ１／Ｌ２）が１．６１となり本発明の比の上限値（１．５５）以上となった。この比較例２のポリスチレン系樹脂発泡シートは、弾性率が高くなり、容器製造のために曲げた際、溝形成部に折れを生じた。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、丸曲げしても曲げ部に小皺や折れを発生しにくく、長矩形に裁断して円形、楕円形、長丸形などの底板の周縁に巻き付けるように装着し、弁当箱などの容器を作製するための周側枠材として、また曲面に貼り付けるための断熱材や各種の物品を包装する包装材などとして使用される。
【符号の説明】
【００５８】
１ ポリスチレン系樹脂発泡シート
２ 気泡
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＤ方向の平均気泡径Ｌ１とＴＤ方向の平均気泡径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲内である気泡構造を有する（ここで、ＭＤ方向とは押出発泡法により発泡シートを製造した際に発泡シートの押出方向のことであり、またシート表面におけるＭＤ方向と直交する方向をＴＤ方向と言う）ことを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シート。
【請求項２】
表裏いずれか一方又は両方のスキン層の厚みが２．０〜４．５μｍの範囲内である請求項１に記載のポリスチレン系樹脂発泡シート。
【請求項３】
吐出側にスリットを有する樹脂供給手段の前記スリットから溶融状態の発泡剤含有ポリスチレン系樹脂を押出し発泡させ、直後に冷却してポリスチレン系樹脂発泡シートを製造する方法において、前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを冷却しながらＭＤ方向に延伸力を作用させ、ＭＤ方向の平均気泡径Ｌ１とＴＤ方向の平均気泡径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲内である気泡構造を有する（ここで、ＭＤ方向とは押出発泡法により発泡シートを製造した際に発泡シートの押出方向のことであり、また発泡シート表面におけるＭＤ方向と直交する方向をＴＤ方向と言う）ポリスチレン系樹脂発泡シートを得ることを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項４】
ポリスチレン系樹脂発泡シートを加熱して二次発泡させて所望の厚みと密度のポリスチレン系樹脂発泡シートを得る工程を有する請求項３に記載のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項５】
得られる表裏いずれか一方又は両方のスキン層の厚みが２．０〜４．５μｍの範囲内である請求項３又は４に記載のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項１】
ＭＤ方向の平均気泡径Ｌ１とＴＤ方向の平均気泡径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲内である気泡構造を有する（ここで、ＭＤ方向とは押出発泡法により発泡シートを製造した際に発泡シートの押出方向のことであり、またシート表面におけるＭＤ方向と直交する方向をＴＤ方向と言う）ことを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シート。
【請求項２】
表裏いずれか一方又は両方のスキン層の厚みが２．０〜４．５μｍの範囲内である請求項１に記載のポリスチレン系樹脂発泡シート。
【請求項３】
吐出側にスリットを有する樹脂供給手段の前記スリットから溶融状態の発泡剤含有ポリスチレン系樹脂を押出し発泡させ、直後に冷却してポリスチレン系樹脂発泡シートを製造する方法において、前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを冷却しながらＭＤ方向に延伸力を作用させ、ＭＤ方向の平均気泡径Ｌ１とＴＤ方向の平均気泡径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．２１〜１．５５の範囲内である気泡構造を有する（ここで、ＭＤ方向とは押出発泡法により発泡シートを製造した際に発泡シートの押出方向のことであり、また発泡シート表面におけるＭＤ方向と直交する方向をＴＤ方向と言う）ポリスチレン系樹脂発泡シートを得ることを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項４】
ポリスチレン系樹脂発泡シートを加熱して二次発泡させて所望の厚みと密度のポリスチレン系樹脂発泡シートを得る工程を有する請求項３に記載のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項５】
得られる表裏いずれか一方又は両方のスキン層の厚みが２．０〜４．５μｍの範囲内である請求項３又は４に記載のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−２０２００７（Ｐ２０１１−２０２００７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７０１３８（Ｐ２０１０−７０１３８）
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
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