JPH053977B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は成形用積層発泡シートに関する。さら
に詳しくは、本発明はたとえば電子レンジなどの
高周波レンジで加熱調理することができる成形体
容器を容易にかつ有利にうるための耐熱性に優れ
た成形用積層発泡シートに関する。 ［従来の技術］ 近年、電子レンジの急速な普及に伴なつて食品
を容器に入れたままの状態で電子レンジで加熱調
理する方法が採用されつつあり、かかる電子レン
ジ加熱調理用の容器としては、紙容器にポリエス
テルフイルムやポリメチルペンテンなどのフイル
ムをコーテイングした容器およびポリプロピレン
シートの成形容器が多く使用されている。 しかしながら、これらの容器では任意の形状を
有する容器をうるのが困難であり、また食品を入
れて電子レンジで加熱したときに容器自体も加熱
されるため、手で直接に電子レンジから容器を取
り出すことができないなどの問題がある。 そこでこれらの問題点、とくに食品加熱時に容
器自体が加熱されるという問題点を解決するため
に発泡ポリスチレンシートにポリプロピレンフイ
ルムを積層した積層発泡シートからなる成形体容
器が開発されているが、沸騰水によつて変形しな
い、電子レンジによる調理に使用しうる成形体容
器をうるためにはポリプロピレンフイルムの厚さ
を100μm程度以上とする必要がある。しかしなが
ら、このばあい、発泡ポリスチレンシートとポリ
プロピレンフイルムの熱軟化温度差および熱収縮
率差が大きいため、成形が非常に困難であり、し
かも積層面で剥離などが生じるといつた問題があ
る。 また発泡ポリスチレンシートにポリプロピレン
フイルムを積層したシートは、ポリスチレンとポ
リプロピレンとがまつたく相溶しないため、成形
体打抜き後の積層シート残片を溶融再生利用する
ことができず、経済的に不利であるばかりか大量
の屑が発生し、その処理に困るという問題があ
る。 上記した問題を解決する手段として、スチレン
系樹脂よりなる発泡シートに、スチレンとカルボ
キシル基含有モノマーとの共重合樹脂よりなるフ
イルムを積層した積層発泡シートから容器が製造
されている。この積層発泡シートから容器への成
形は容易であり、しかもえられた成形体容器は沸
騰水に耐え、電子レンジなどによる調理に適用す
ることができるが、成形する際の加熱や発泡シー
トにフイルムを加熱して圧着して積層するときの
熱によつてフイルムの靱性が低下し、積層発泡シ
ートから成形体を成形した後、成形体をパンチン
グにて打ち抜くときなどにフイルムに割れが発生
することがある。そこでかかるフイルムの靱性の
低下を防ぐ手段として発泡シートとフイルムのあ
いだにハイインパクトスチレン樹脂を積層する方
法が考えられるが、成形体をパンチングにて打ち
抜くときなどにやはりフイルムに割れが発生する
ことがあつた。 ［発明が解決しようとする問題点］ そこで本発明者らは、前記した問題点を解決
し、スチレン系樹脂よりなる発泡シートとフイル
ムとの接着性が良好であり、接着後のフイルムの
靱性が高く、成形体のパンチングによる打ち抜き
時にフイルムに割れが発生せず、任意の形状を有
する成形体容器が容易にえられ、しかもえられた
成形体容器に電子レンジなどによる加熱調理を施
すことができ、かつその際に容器自体が熱くなら
ず、また成形体容器の打ち抜き後の残片を再生利
用しうる経済性、成形性および耐熱性に優れた成
形用積層発泡シートをうるべく、積層フイルムを
中心にして鋭意研究を重ねた結果、かかる諸要件
をすべて具備する積層発泡シートをはじめて見出
し、本発明を完成するに至つた。 ［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明はスチレン系樹脂よりなる発
泡シートに、スチレン95〜85重量％とカルボキシ
ル基含有モノマー５〜15重量％とからなる共重合
樹脂95〜60重量％およびハイインパクトスチレン
樹脂５〜40重量％からなる混合樹脂を基材とする
フイルムを積層してなる成形用積層発泡シートに
関する。 ［作 用］ 前記したようにスチレン樹脂とフイルムの靱性
を高めるためにスチレン樹脂との相溶がよいハイ
インパクトスチレン樹脂をスチレン樹脂に混合溶
融して使用することはすでに一般的である。 一方、スチレンとカルボキシル基含有モノマー
との共重合樹脂ではハイインパクトスチレン樹脂
と均一に相溶しないため、ハイインパクトスチレ
ン樹脂の靱性改良は期待することができないこと
およびハイインパクトスチレン樹脂の混合により
樹脂の耐熱性が低下することより今までハイイン
パクトスチレン樹脂を混合溶融して使用されてい
ない。またスチレンとカルボキシル基含有モノマ
ーとの共重合樹脂の成形性、靱性を改良するため
にメチルメタクリレート樹脂やメチルメタクリレ
ート−スチレン−ブタジエン樹脂などが用いられ
ているが、これらの樹脂は高価であり、かつスチ
レン樹脂との相溶性もよくないという欠点があ
る。 しかしながら、本発明者が研究したところ、ス
チレンとカルボキシル基含有モノマーとの共重合
組成中、カルボキシル基含有モノマーの含有量が
15重量％以下ではハイインパクトスチレン樹脂を
混合溶融してフイルム化しても樹脂の層分離やブ
ツなどの発生がなく、みかけ上、相溶した均質な
フイルムがえられ、しかもハイインパクトスチレ
ン樹脂の混合による著しいフイルムの靱性改良の
効果が認められた。またハイインパクトスチレン
樹脂を混合溶融してフイルム化をはかることによ
りスチレン系樹脂よりなる発泡シート上への接着
性がよくなり、積層するための接着時の加熱条件
が緩和されかつ接着剤樹脂やバインダー樹脂を使
用しなくても充分な接着強度がえられるようにな
つた。 さらにスチレン系樹脂発泡シートに該フイルム
を積層した成形用積層発泡シートからえられる成
形容器の耐熱性はハイインパクトスチレン樹脂の
混合によりほとんど低下しないことが明らかにな
つた。この理由は明らかではないが、ハイインパ
クトスチレン樹脂を混合溶融したフイルムにする
ことによりフイルムの可塑性がよくなり、成形時
にフイルムに歪が残りにくくなつたことおよびフ
イルムの靱性がよくなつたためフイルムの熱収縮
切断がおこりにくくなつたためと推定される。 ［実施例］ 以下に本発明の成形用積層発泡シートについて
詳細に説明する。 本発明の成形用積層発泡シートは、スチレン系
樹脂よりなる発泡シートに、スチレン95〜85重量
％とカルボキシル基含有モノマー５〜15重量％と
からなる共重合樹脂95〜60重量％とハイインパク
トスチレン樹脂５〜40重量％からなる混合樹脂を
基材とするフイルムを積層することによりえられ
る。 前記スチレン系樹脂よりなる発泡シートは、ス
チレン系樹脂に発泡剤を含浸した後、押出機に投
入し、該スチレン系樹脂を溶融させる方法または
スチレン系樹脂を押出溶融後、発泡剤を圧入する
方法などによつてスチレン系樹脂、発泡剤および
必要に応じて添加される造核剤などの添加剤を混
合溶融後、Ｔダイまたはサーキユラーダイを通じ
て押出し発泡させて発泡シート化されたものであ
る。 前記スチレン系樹脂としては、スチレン単独重
合樹脂、スチレンとアクリロニトリル、アクリル
酸、メタクリル酸、メチルメタクリン酸、無水マ
レイン酸などの重合性ビニルモノマーとの共重合
樹脂、これらの重合樹脂の混合物やこれらのスチ
レン樹脂とたとえばハイインパクトスチレン樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフエニレン樹脂
などの樹脂との混合樹脂があげられる。これらの
樹脂のなかでは、発泡シート化への加工のしやす
さ、積層するフイルムとの接着性、えられる積層
発泡シートの成形性およびえられる容器の耐熱性
などの点からスチレンとカルボキシル基含有モノ
マー、なかでもアクリル酸、メタクリル酸との共
重合樹脂およびその共重合樹脂とハイインパクト
スチレン樹脂との混合樹脂がことに好ましい。 前記発泡剤としては、主としてブタン、プロパ
ン、ペンタン、塩化メチル、ジクロロメタン、ク
ロロフルオロメタン、ジクロロエタン、ジクロロ
ジフルオロエタンなどの低沸点の炭化水素、ハロ
ゲン化炭化水素などがあげられる。 また前記造核剤としては、たとえば、タルク、
炭酸カルシウムなどがあげられる。 前記スチレン系樹脂、発泡剤および造核剤など
の添加剤の配合量は、押出発泡条件で異なるが、
一般にスチレン系樹脂100重量部に対して発泡剤
１〜６重量部、造核剤などの添加剤0.1〜1.0重量
部となるように調整される。 前記発泡シートには、成形体容器に食品を入れ
て加熱調整する際にフイルムを通じての熱を容器
外面に伝えずに手で触れても熱くないようにする
ために発泡シートの断熱性が要求され、さらに高
温時の容器の剛性を確保するために発泡シートの
剛性が要求される。 該発泡シートに要求される特性は、用いられる
原料樹脂の種類によつて異なるが、発泡シートの
密度、厚さ、セル数などによつても支配される。 発泡シートの密度は0.05〜0.30g／cm³、なかん
づく0.07〜0.15g／cm³であるのが好ましい。発泡
シートの密度が0.05g／cm³未満では剛性が乏しく
柔らかい成形体になり、また密度が0.30g／cm³を
こえるばあいには発泡シートが硬くシート製造時
のシートの巻取りが困難となり、製造が難しくな
る傾向にある。 発泡シートの厚さは1.0mmでは断熱効果が不足
し、また成形体の強度も不足する。また厚さが
2.5mmをこえると成形時にシート割れなどが起こ
りやすい。したがつて、発泡シートの厚さは1.0
〜2.5mmであるのが好ましい。 発泡シートに存在するセル数は厚さ方向１mmあ
たりに７〜15個存在するのがシートの表面性、強
度および成形性の点から好ましい。 発泡シートに積層されるフイルムは前記したよ
うにスチレンとカルボキシル基含有モノマーとの
共重合樹脂およびハイインパクトスチレン樹脂か
ら構成される。 前記スチレンとカルボキシル基含有モノマーと
の共重合樹脂としては、スチレンと無水マレイン
酸、フタル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタク
リル酸などのカルボキシル基含有モノマーとの共
重合体やこれらの共重合体の混合樹脂があげられ
る。これらのなかでは、共重合体の製造のしやす
さ、価格面などの点からスチレンと無水マレイン
酸、アクリル酸やメタクリル酸との共重合体が好
ましい。さらに耐熱性、発泡シートとの接着性な
どを考慮すれば、スチレンとメタクリル酸との共
重合体がもつとも好ましい。 ところで、本明細書にいう発泡シートに積層さ
れる混合樹脂フイルムの他成分であるハイインパ
クトスチレン樹脂とは、ブタジエン、イソプレン
などのゴムラテツクス中でスチレンモノマーと重
合させるなどの方法によりえられる通常、市販さ
れているハイインパクトスチレン樹脂をいう。か
かるハイインパクトスチレン樹脂の具体例として
は、たとえばダイヤレツクスHT−88、ダイヤレ
ツクスHT−91、ダイヤレツクスHT−149（以上、
三菱モンサント化成(株)製、商品名）、エスチレン
Ｈ−60、エスチレンＨ−63、エスチレンＨ−65、
エスチレンＳ−60、エスチレンＳ−61（以上、新
日鉄化学(株)製、商品名）、トーポレツクス825、ト
ーポレツクス830、トーポレツクス840、トーポレ
ツクス850（以上、三井東圧化学(株)製、商品名）な
どがあげられる。 スチレンとカルボキシル基含有モノマーとの共
重合樹脂の組成はカルボキシル基含有モノマーが
５〜15重量％、スチレンが95〜85重量％である。
カルボキシル基含有モノマーの使用量が５重量％
未満であるばあい、共重合樹脂の耐熱性が低くな
り、ハイインパクトスチレン樹脂を混合すると電
子レンジによる調理時に発生する熱に耐えるフイ
ルムがえられにくくなる。 一方、カルボキシル基含有モノマーの使用量を
15重量％よりも多くすると、ハイインパクトスチ
レン樹脂との相溶性が低下するほか共重合樹脂自
体が脆くなるためハイインパクトスチレン樹脂を
混合してフイルム化してもフイルムの靱性を確保
しえない。 スチレンとカルボキシル基含有モノマーとの共
重合樹脂とハイインパクトスチレン樹脂との混合
割合はスチレンとカルボキシル基含有モノマーと
の共重合樹脂の組成およびハイインパクトスチレ
ン樹脂の種類などによつて異なるが、スチレンと
カルボキシル基含有モノマーとの共重合樹脂95〜
60重量％、ハイインパクトスチレン樹脂５〜40重
量％が好ましく、さらに好ましくは前記共重合樹
脂90〜70重量％、ハイインパクトスチレン樹脂10
〜30重量％である。 ハイインパクトスチレン樹脂の使用量が５重量
％未満では靱性の改良効果が小さく、また40重量
％をこえると混合樹脂フイルムの耐熱性が低下す
るようになる。 なお、前記混合樹脂には、10重量％をこえない
範囲でたとえば、チタン白、タルク、炭酸カルシ
ウムなどの充填剤や顔料などの無機物質、流動パ
ラフイン、可塑剤などの加工性改良剤や帯電防止
剤などの有機物質およびメチルメタクリレート樹
脂、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレ
ン樹脂などの他の樹脂類を必要に応じて添加して
もよい。 スチレン樹脂よりなる発泡シートに積層される
スチレンとカルボキシル基含有モノマーとの共重
合樹脂とハイインパクトスチレン樹脂との混合樹
脂からなるフイルムの厚さについてはとくに限定
はないが、25〜150μmであるのが好ましい。 かかるフイルムの厚さは25μm未満ではフイル
ムの積層による耐熱性の向上効果が不充分とな
り、またシートの表面性を改良することができな
い。また該フイルムの厚さは150μmをこえるばあ
い、コスト高になる傾向にある。 発泡シートにフイルムを積層する方法としては
たとえばフイルムおよび発泡シートを加熱して圧
着する方法、フイルムにあらかじめ接着剤樹脂を
ドライラミしておき、加熱して圧着する方法やフ
イルムと発泡シートのあいだにバインダー樹脂を
流して圧着する方法などがあげられ、本発明にお
いてはいずれの方法をも採用することができる
が、フイルムおよび発泡シートを加熱して圧着す
る方法が経済性の面からもつとも好ましい。 かくしてえられたスチレン系樹脂フイルムと発
泡シートが積層された本発明の成形用積層発泡シ
ートは、そのままあるいはフイルム非積層面にス
チレン系樹脂フイルムなどを接着させたのち、フ
イルム面が容器の内面になるようにして、一般の
発泡スチレンシートを成形する成形機で加熱条件
の調整をするだけで容易に成形しうる。えられた
成形体は後変形や収縮などがなく、非常に美麗で
あり、容器として充分な強度を有し、しかも−20
〜110℃以上の耐熱性を有するので調理済食品を
冷凍保存したばあいであつても破損することがな
く、また電子レンジでの調理に充分に耐えうるも
のである。 つぎに実施例に基づいて本発明をさらに詳細に
説明するが本発明はかかる実施例のみに限定され
るものではない。 実施例１〜５および比較例１〜３ スチレン90重量％およびメタクリル酸10重量％
からなる共重合樹脂とハイインパクトスチレン樹
脂（三菱モンサント化成(株)製、商品名：ダイヤフ
レツクスYH−489）を第１表に示す組成となる
ように調整し、押出機に投入してＴ−ダイよりフ
イルム状に押出し、さらに２軸に延伸し、150℃
のオイルバス中に１分間浸漬して押出し方向およ
び幅方向ともに55〜65％の収縮率となるように調
整した２軸配向されたフイルム（厚さ：120μm）
をえた。えられたフイルムは、ハイインパクトス
チレン樹脂の添加量が多くなるにつれて白濁の程
度が大きくなるが、えられたフイルムはいずれも
樹脂の分離、ブツや縞などの発生がなく美しいも
のであつた。 一方スチレン90重量％とメタクリル酸10重量％
とからなる共重合樹脂90重量％およびハイインパ
クトスチレン樹脂（三菱モンサント化成(株)製、商
品名：ダイヤレツクスYH−489）10重量％の混
合した樹脂にブタンを発泡剤として発泡し、シー
ト化した発泡シート（厚さ：1.8mm、密度：
0.11g／cm³）をつくつた。 つぎに上記でえられたフイルムをえられた発泡
シート上に重ね合せ、熱ロール（温度：185℃）
を用いて7m／minの速度で熱接着し、一体化し
て成形用積層発泡シートをつくつた。 えられた積層発泡シートよりフイルムを皺離
し、下記方法にて接着性、フイルムの折り曲げに
よる靱性、パンチング割れおよび耐熱温度を調べ
た。その結果を第１表に示す。 （接着性） 剥離したフイルムに付着している発
泡シートの表面皮膜状況を目視にて判定し
た。 ×：発泡シートの皮膜ほとんどなし。 △：全体の90％以上の面積は付着している
が、部分的に付着していないところがあ
る。 ○：ほぼ全面に付着している。 （折り曲げ靱性） ASTM D2176に準じて角度
135°、荷重１Kgの条件下でフイルムの押出
および幅方向でテストし、弱い方向の値を
求める。 （パンチング割れ） えられた積層発泡シートよ
り直径120mm、深さ55mmの小型丸型丼をフ
イルムが容器の内側になるようにして成形
した。成形は非常に容易で良好な成形体が
えられた。つぎに直径140mmのパンチング
刃にて発泡シート側より成形体を打ち抜
き、打抜き時のフイルム割れを調べた。 （耐熱温度） 成形してえられた丼容器に所定の
温度のサラダ油約200c.c.を入れ、その温度
に５分間維持し、容器とくにフイルム面に
開孔などの変化が発生する寸前の温度を求
め、その温度を耐熱温度とした。

【表】 第１表に示された結果から、ハイインパクトス
チレン樹脂を５重量％以上混合するとフイルムの
接着性、折り曲げ性が向上し、パンチング割れも
少なくなり、またハイインパクトスチレン樹脂を
10重量％以上混合するとパンチング割れが発生し
なくなることがわかる。 また耐熱性はハイインパクトスチレン樹脂を40
重量％まで添加しただけではあまり耐熱性は低下
せず、30重量％添加するまでの範囲内ではほとん
ど低下しないことがわかる。 実施例６〜８および比較例４〜６ スチレンとメタクリル酸を第２表に示すように
調整してえられた共重合樹脂90重量％とハイイン
パクトスチレン樹脂（新日鉄化学(株)製、商品名：
エスチレンＳ−61）10重量％とを混合し、実施例
１〜５と同様にして２軸配向フイルム（厚さ：
80μm）をえた。 一方、スチレン樹脂（三菱モンサント化成(株)
製、商品名：ダイヤレツクスHH−105）をジク
ロロジフルオロメタンで発泡し、シート化してス
チレン発泡シート（厚さ：1.8mm、密度：
0.095g／cm³）をえた。 つぎに上記でえられたフイルムをえられた発泡
シート上に重ね合わせ、熱ロール（温度：185℃）
を用いて7m／minの速度で熱接着し、一体化し
て成形用積層発泡シートをつくつた。 つぎにえられた積層発泡シートの物性を実施例
１〜５と同様にして調べた。その結果を第２表に
併記する。 つぎにパンチング割れを調べるために作製した
小型丼成形体に水200mlを入れ、直径２mmの小孔
をあけた蓋をのせ、ついでこれを600Wの電子レ
ンジを用いて５分間加熱した後、容器とくにフイ
ルム面の状況を目視により観察した（電子レンジ
テスト）。その結果を第２表に併記する。なお、
いずれの容器も電子レンジを用いて加熱終了後、
ただちに手で容器に触れても熱くなく、手で容器
を取り出すことができた。

【表】 第２表に示された結果から、メタクリル酸の使
用量が少ないと、電子レンジによる沸騰水の耐熱
性が小さく、また逆にメタクリル酸の使用量が多
いとフイルムの靱性が低下し、パンチングで割れ
ることがわかる。したがつて、メタクリル酸の使
用量は５〜15重量％とされる。 実施例 ９ スチレン90重量％およびメタクリル酸10重量％
からなる共重合樹脂80重量％とハイインパクトス
チレン樹脂（三菱モンサント化成(株)製、商品名：
ダイヤレツクスYH−489）20重量％を混合し、
実施例１〜５と同様にして２軸配向されたフイル
ム（厚さ：50μm）をえた。 一方、スチレン90重量％とメタクリル酸10重量
％とからなる共重合樹脂をブタンで発泡して発泡
シート（厚さ：2.3mm、密度：0.085g／cm³）をつ
くつた。 つぎに上記でえられたフイルムをえられた発泡
シート上に重ね合わせ、熱ロール（温度：185℃）
を用いて9m／minの速度で熱融着し、一体化し
て成形用積層発泡シートをえた。えられた積層発
泡シートは接着が良好で、全体に均一に接着され
ていた。 つぎにこの積層発泡シートを用いて幅100mm、
長さ180mm、深さ25mmのトレーを成形した。なお、
成形条件は通常同じ厚さの発泡ポリスチレンシー
トより成形するときよりも加熱時間を約20％程度
長くするだけでよく、えられた成形体は美麗で、
皺などの発生はまつたくなかつた。 つぎにえられた成形体トレーをトムソン刃およ
びパンチング刃で打抜いたがフイルム割れはまつ
たくなかつた。トレーに市販の冷凍ピラフ200g
を入れ、600Wの電子レンジで2.5分間加熱を施し
たが、容器は何の変化もなく、電子レンジによる
加熱に充分に耐えた。また電子レンジ加熱後直ち
に手で容器を持つて取出したが容器は熱くなかつ
た。 ［発明の効果］ 以上のように本発明の成形用積層発泡シートか
ら任意の形状を有する成形体容器を容易にかつ安
価にうることができ、しかもえられた成形体容器
は沸騰水に耐え、容器の変形や容器内面のフイル
ムの皺の発生がなく、また電子レンジにより食品
を加熱調理しても容器の外側は熱くならず取扱い
やすいという効果を奏する。 また本発明の成形用積層発泡シートは、成形体
打ち抜き後の積層シート残片を溶融再生利用する
ことができるので、経済性に優れたものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スチレン系樹脂よりなる発泡シートに、スチ
   レン95〜85重量％とカルボキシル基含有モノマー
   ５〜15重量％とからなる共重合樹脂95〜60重量％
   およびハイインパクトスチレン樹脂５〜40重量％
   からなる混合樹脂を基材とするフイルムを積層し
   てなる成形用積層発泡シート。 ２ カルボキシル基含有モノマーがメタクリル酸
   である特許請求の範囲第１項記載の成形用積層発
   泡シート。