(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが１．０〜２．０ｍｍの範囲内であり、全体密度が０．０６〜０．１１ｇ／ｃｍ３の範囲内であるポリスチレン系樹脂発泡シートであって、
シート表裏面の一方又は両方は、表面から全体厚みの２０％までの表層の密度が０．１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲内（但し、表層密度＞全体密度である）であり、
前記表層の平均気泡径（Ｄ１）が２０〜６０μｍの範囲内であり、
表層以外の内部の平均気泡径（Ｄ２）が１１１μｍ以下であり、
表層と内部との平均気泡径の比（Ｄ１／Ｄ２）が０．３〜０．６の範囲内である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】
厚みが１．５〜５．０ｍｍの範囲内であり、
全体密度が０．０２〜０．０７ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、
表面から全体厚みの２０％までの表層の平均気泡径が６０〜１２０μｍの範囲内であるポリスチレン系樹脂製の成形容器。
【請求項３】
トレー形状である請求項２に記載のポリスチレン系樹脂製の成形容器。
【請求項４】
容器本体と、該容器本体の一部とヒンジ部を介して接続された蓋体とを備えた納豆容器である請求項２又は３に記載のポリスチレン系樹脂製の成形容器。
【請求項５】
表層の密度が０．０８ｇ／ｃｍ３以上である、請求項２〜４のいずれか一項に記載のポリスチレン系樹脂製の成形容器。
【請求項６】
全体の平均気泡径が１２８μｍ以上である、請求項２〜５のいずれか一項に記載のポリスチレン系樹脂製の成形容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレーや納豆容器などの食品包装容器の製造用などに使用されるポリスチレン系樹脂発泡シートに関し、特に、軽量でありながら十分な強度を有する成形容器を製造可能なポリスチレン系樹脂発泡シート及び成形容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリスチレン系樹脂発泡シートは、軽量で、高強度の割れ難い容器として、例えばトレーや納豆容器などの食品包装容器などとして汎用されている。食品包装容器の分野において、容器の低価格化、軽量化の要望は常にあり、近年の容器リサイクル法の施行によりその要求はさらに強いものとなっている。
この要求に対応するため、容器の軽量化が種々試みられてきているが、軽量化による弊害として、容器脆性や突き刺し強度が低くなってしまう問題がある。
従来、ポリスチレン系樹脂発泡シートを用いて製造される容器に関して、例えば、特許文献１〜３に開示された技術が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、容器を順次搬送する工程、搬送装置上で容器内へ内容物を充填する工程、搬送装置間又は／及び搬送装置上で容器底面を滑らす工程を少なくとも含む自動充填包装に使用される、ポリスチレン系樹脂押出発泡シートを熱成形して得られる容器であって、該容器は少なくとも底面がポリスチレン系樹脂発泡体よりなり、且つ容器底面の動摩擦係数が０．９以下であることを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡容器が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形して複数個の成形体が連接したシート成形体を、熱線によって個々の成形体に分離し製品とする方法に使用されるポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、該発泡シート中の灰分が０．３５質量％以下であることを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シートが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、納豆を収納するための収納凹部が開口部周囲に平面方形のフランジ部を残して形成されてなる容器本体と、該容器本体にヒンジ部を介して連設された蓋体とよりなる納豆容器であって、前記蓋体は、外周部にフランジ部を残して、前記容器本体の収納凹部の開口部内側に嵌合し得る断面Ｕ字形をなすリブ状凸部が、前記ヒンジ部側を除く平面コ字形をなして閉蓋状態の下面側に突出形成され、該リブ状凸部の内側に沿って前記フランジ部と同一平面にある平面コ字形の平坦部を残して内方部が閉蓋状態の下面側へ膨出形成されることにより閉蓋状態の上面側に調味材収納袋を収容する凹部が形成されてなり、該凹部の開口における縦横の少なくとも一方の差し渡し寸法が、前記容器本体の底部下面における前記差し渡し寸法と対応する方向の差し渡し寸法より小さくされていることを特徴とする納豆容器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１０４３８６号公報
【特許文献２】特開２００４−３５７１２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１７９９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述した特許文献１〜３に記載されている従来のポリスチレン系樹脂発泡シートは、シート厚み方向に存在する気泡の大きさが概略同程度で押出発泡成形されており、この発泡シートを加熱成形して得られる成形容器は、軽量化すると樹脂密度が全体的に減少するため、容器として要求される強度品質が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、軽量でありながら強度の要求品質を確保することが可能な成形容器を製造し得るポリスチレン系樹脂発泡シート及び成形容器の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を達成するため、本発明は、厚みが１．０〜２．０ｍｍの範囲内であり、全体密度が０．０６〜０．１１ｇ／ｃｍ３の範囲内であるポリスチレン系樹脂発泡シートであって、シート表裏面の一方又は両方は、表面から全体厚みの２０％までの表層の密度が０．１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲内（但し、表層密度＞全体密度である）であり、前記表層の平均気泡径が２０〜６０μｍの範囲内である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。
【００１０】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、前記表層の平均気泡径をＤ１、表層以外のシート内部の平均気泡径をＤ２としたとき、表層と内部との平均気泡径の比（Ｄ１／Ｄ２）が０．３〜０．６の範囲内であることが好ましい。
【００１１】
また本発明は、前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形して得られた成形容器を提供する。
【００１２】
また本発明は、厚みが１．５〜５．０ｍｍの範囲内であり、全体密度が０．０２〜０．０７）ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、表面から全体厚みの２０％までの表層の平均気泡径が６０〜１２０μｍの範囲内である成形容器を提供する。
【００１３】
本発明の成形容器において、成形容器がトレー形状であることが好ましい。
【００１４】
本発明の成形容器において、成形容器が容器本体と、該容器本体の一部とヒンジ部を介して接続された蓋体とを備えた納豆容器であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、厚みが１．０〜２．０ｍｍの範囲内であり、全体密度が０．０６〜０．１１ｇ／ｃｍ３の範囲内であるポリスチレン系樹脂発泡シートであって、シート表裏面の一方又は両方は、表面から全体厚みの２０％までの表層の密度が０．１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲内（但し、表層密度＞全体密度である）であり、前記表層の平均気泡径が２０〜６０μｍの範囲内である構成としたことによって、シート表裏面の一方又は両方の表層の密度が高くなり、この発泡シートを加熱成形する際に発泡させても、前記気泡構造の特徴を保ち、強度が必要な表層側を強くすることができるため、強度の要求性能を満たしつつ軽量化が可能な成形容器を製造することができる。
【００１６】
本発明の成形容器は、厚みが１．５〜５．０ｍｍの範囲内であり、全体密度が０．０２〜０．０７ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、表面から全体厚みの２０％までの表層の平均気泡径が６０〜１２０μｍの範囲内である構成としたことによって、強度が必要な表層側を強くすることができるため、強度の要求性能を満たしつつ軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ポリスチレン系樹脂発泡シートの製造装置の一例を示す構成図である。
【図２】実施例１で製造した発泡シートの断面の拡大画像である。
【図３】比較例１で製造した発泡シートの断面の拡大画像である。
【図４】実施例で製造した納豆容器の構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（ポリスチレン系樹脂発泡シート）
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、厚みが１．０〜２．０ｍｍの範囲内であり、全体密度が０．０６〜０．１１ｇ／ｃｍ３の範囲内であるポリスチレン系樹脂発泡シートであって、シート表裏面の一方又は両方は、表面から全体厚みの２０％までの表層の密度が０．１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲内（但し、表層密度＞全体密度である）であり、前記表層の平均気泡径が２０〜６０μｍの範囲内であることを特徴としている。
【００１９】
図２は、本発明に係る実施例１で製造されたポリスチレン系樹脂発泡シートの断面の拡大画像である。図２に示す本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、断面の気泡構造が、シート表面と裏面とに、密度が内部（厚み方向中央部）よりも大きく、平均気泡径が内部よりも小さい表層を備えた三層構造になっている。表層の密度は、０．１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、平均気泡径が５０μｍ〜１００μｍの範囲内である。
一方、図３は、従来技術に相当する比較例１で製造されたポリスチレン系樹脂発泡シートの断面の拡大画像である。この比較例１のポリスチレン系樹脂発泡シートは、断面の気泡構造が、比重、平均気泡径ともに厚み方向にほぼ同等になっている。
【００２０】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、厚みが１．０〜２．０ｍｍの範囲内であり、１．０〜１．６ｍｍの範囲内であることが好ましく、１．０〜１．４ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
ポリスチレン系樹脂発泡シートの厚みが前記範囲内であれば、ポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形する際に発泡させて、適度な厚みのトレーや納豆容器などの成形容器を製造することができる。厚みが前記範囲未満では、強度の要求品質を満たす成形容器を得難くなる。厚みが前記範囲を超えると、得られる成形容器の厚みが必要以上に厚くなったり、軽量の成形容器を提供する課題を達成できないおそれがある。
【００２１】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、全体密度が０．０６〜０．１１ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、０．０７〜０．１１ｇ／ｃｍ３の範囲内であることが好ましく、０．０８〜０．１１ｇ／ｃｍ３の範囲内であることがより好ましい。
ポリスチレン系樹脂発泡シートの全体密度が前記範囲内であれば、ポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形する際に発泡させて、強度の要求品質を満たすトレーや納豆容器などの成形容器を製造することができる。全体密度が前記範囲未満では、強度の要求品質を満たす成形容器を得難くなる。密度が前記範囲を超えると、軽量の成形容器を提供する課題を達成できないおそれがある。
【００２２】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、シート表裏面の一方又は両方の表層の密度が０．１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲内（但し、表層密度＞全体密度である）であり、０．１１〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲内であることが好ましく、０．１２〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲内であることがより好ましい。
表層の密度が前記範囲未満であると、内部（厚み方向中央部）の密度と表層密度との差が小さくなって、成形容器の強度低下を招くおそれがある。表層の密度が前記範囲を超えると、軽量の成形容器を提供する課題を達成できないおそれがある。
【００２３】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、シート表裏面の一方又は両方の表層の平均気泡径が２０〜６０μｍの範囲内であり、２５〜６０μｍの範囲内であることが好ましく、３０〜６０μｍの範囲内であることがより好ましい。
表層の平均気泡径が前記範囲未満であると、軽量で、強度の要求品質を満たす成形容器を得難くなる。表層の平均気泡径が前記範囲を超えると、強度の要求品質を満たす成形容器を得難くなる。
【００２４】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートにおいて、前記表層の平均気泡径をＤ１、表層以外のシート内部の平均気泡径をＤ２としたとき、表層と内部との平均気泡径の比（Ｄ１／Ｄ２）が０．３〜０．６の範囲内であることが好ましく、０．４〜０．６の範囲内であることがより好ましい。
前記平均気泡径の比（Ｄ１／Ｄ２）が前記範囲未満であると、軽量で、強度の要求品質を満たす成形容器を得難くなる。前記平均気泡径の比（Ｄ１／Ｄ２）が前記範囲を超えると、強度の要求品質を満たす成形容器を得難くなる。
【００２５】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂としては、通常発泡体とし得るもので、且つ剛性のある発泡体となし得るものであればいかなるものも使用できる。その例としてはスチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ジメチルスチレン、パラメチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレンの単独重合体又は無水マレイン酸、アクリル酸、ブタジエン等との共重合体が使用できる。中でもポリスチレン、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、耐衝撃性ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体が好適に使用される。
【００２６】
前記ポリスチレン系樹脂を発泡するために発泡剤が使用される。かかる発泡剤としては、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る。本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートを製造する際、ポリスチレン系樹脂に前記発泡剤を加えて発泡させるために 押出機が使用される。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。また、例えば内径９０ｍｍのものと、内径１５０ｍｍのものとを２連繋いだ構成で使用できる。２連繋いだ構成の押出機はポリスチレン系樹脂と発泡剤との混練性が良く、発泡性に優れるために好んで使用される。
【００２７】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートには、ポリスチレン系樹脂の製造分野で周知の各種添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、気泡調整剤、酸化防止剤、金属不活性剤、難燃剤、紫外線吸収剤、架橋剤、連鎖移動剤、滑剤、可塑剤、充填材、強化材、顔料、染料、帯電防止剤などが挙げられる。
【００２８】
図１は、本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートを製造するために用いられる発泡シート製造装置の一例を示す図である。
本例の製造装置は、タンデム型押出機を構成する第１押出機１及び第２押出機２と、この第２押出機２の吐出口に取り付けられたダイ３（サーキュラーダイ）と、第１押出機１に熱可塑性樹脂と添加剤を供給する原料配合装置４と、この原料配合装置４からの供給原料を入れるホッパー５と、第１押出機１に接続された発泡剤圧入ポンプ６と、ダイ３の出口に隣接して設けられたプラグ７と、該プラグ７のシート引取り方向下流側に設けられた管状シート切開用のカッター８と、このカッター８で切開されて得られる２枚の発泡シート９にそれぞれ引取り力を加える引取りロール１０と、引き取られた発泡シート９を巻き取り発泡シートロール１１とする巻き取り機とを備えて構成されている。
【００２９】
ダイ３とプラグ７との間には、図示していない冷却用送風機の送風口が設けられ、ダイ３の環状開口から筒状に押し出され、発泡した筒状発泡体の内側と外側に冷却用のエアーを吹き付け、該筒状発泡体を冷却しながらプラグ７外周面に導くようになっている。
【００３０】
ホッパー５からタンデム型押出機の第１押出機１内に投入された樹脂と添加剤は、第１押出機１内で溶融混合されて樹脂溶融物となり、この樹脂溶融物に発泡剤圧入ポンプ６を経て発泡剤が圧入されて、樹脂溶融物と混合される。
次いでこの混合物は、第２押出機２に供給され、さらに混練され、適当な温度に冷却された後、第２押出機２の吐出口に取り付けられたダイ３の樹脂流路に導かれる。そして、ダイ３の樹脂流路に導かれた溶融混合物は、ダイ３の出口（樹脂流路の出口）で任意の押出量でもって、大気中に円筒状に押出され、そして押出されると同時に発泡する。
【００３１】
この発泡により得られた円筒状の発泡シートは、冷却用のプラグ７で冷却された後、所定箇所がカッター８によって切り裂かれ、平面状に展開されて２枚の発泡シート９となる。これらの発泡シート９はそれぞれ、引取りロール１０で引っ張られ、ロール状に巻き取られて、発泡シートロール１１となる。
【００３２】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートは、厚みが１．０〜２．０ｍｍの範囲内であり、全体密度が０．０６〜０．１１ｇ／ｃｍ３の範囲内であるポリスチレン系樹脂発泡シートであって、シート表裏面の一方又は両方は、表面から全体厚みの２０％までの表層の密度が０．１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲内（但し、表層密度＞全体密度である）であり、前記表層の平均気泡径が２０〜６０μｍの範囲内である構成としたことによって、シート表裏面の一方又は両方の表層の密度が高くなり、この発泡シートを加熱成形する際に発泡させても、前記気泡構造の特徴を保ち、強度が必要な表層側を強くすることができるため、強度の要求性能を満たしつつ軽量化が可能な成形容器を製造することができる。
【００３３】
（成形容器）
本発明の成形容器は、厚みが１．５〜５．０ｍｍの範囲内であり、全体密度が０．０２〜０．０７ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、表面から全体厚みの２０％までの表層の平均気泡径が６０〜１２０μｍの範囲内である。
また、本発明の成形容器は、前述した本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形して得られたものであることが好ましい。前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形して得られた成形容器は、熱成形後にも前記ポリスチレン系樹脂発泡シートの気泡構造の特徴を保ち、強度が必要な表層側を強くすることができるため、強度の要求性能を満たしつつ軽量化を図ることができる。
【００３４】
本発明の成形容器の形状は特に限定されず、例えば、角形、円形、楕円形、半円形、扇形などの種々の形状のトレー、丼状、コップ形状、納豆容器などの角形で蓋付の容器などの種々の形状の成形容器などが挙げられる。
【００３５】
図４は、本発明の成形容器の一例である納豆容器Ａを示す図である。
本例の納豆容器Ａは、上面に開口する断面凹状をなし、内容物である納豆Ｂを収納するための収納凹部２２が開口部２３の周囲に平面方形のフランジ部２４を残して形成されてなる容器本体２１と、該容器本体２１の一側端にヒンジ部２６を介して開閉自在に連設された蓋体２５とからなる。通常、前記容器本体２１のフランジ部２４は納豆生産ラインでの移送用の支持部材やアーム部材等による受け部として利用される。前記ヒンジ部２６は、例えば図のように平行な２条のＶ形溝により１８０°折曲できるように形成される。
【００３６】
前記蓋体２５は、外周部にフランジ部２７を残して、前記収納凹部２２の開口部２３の内側に嵌合し得る内外二重壁の断面Ｕ字形をなすリブ状凸部２８が、前記ヒンジ部２６側を除いて実質的に平面コ字形をなすように閉蓋時に容器本体２５と対向する下面側（容器内面側）に突出形成されている。さらに、前記リブ状凸部２８の内側に沿って前記フランジ部２７と同一平面にある平面コ字形をなす平坦部２９を残して内方部が閉蓋時の下面側（容器内面側）へ膨出形成されることにより、閉蓋時の上面側（容器外面側）に、醤油タレや芥子等の調味材をそれぞれ開封可能な袋に収納してなる調味材収納袋を収容するための凹部３０が形成されている。前記凹部３０は、前記ヒンジ部２６側に前記平坦部２９及びリブ状凸部２８を有しないことで、該ヒンジ部２６側に拡張形成されており、これにより前記調味材収納袋を収容できる空間が確保されている。
前記蓋体２５には、閉蓋状態において収納凹部２に収納されている納豆Ｂの発酵、熟成に必要な空気を取り入れるために、例えば前記凹部３０、平坦部２９、リブ状凸部２８等の部分の所要個所に、通気性は有するがゴミ等の侵入は抑制できる針孔状等の通気用の細孔３１が適当な間隔で形成されている。
【００３７】
本発明の成形容器は、厚みが１．５〜５．０ｍｍの範囲内であり、１．５〜３．５ｍｍの範囲内であることが好ましい。
成形容器の厚みが前記範囲未満であると、成形容器の強度低下を招くおそれがある。成形容器の厚みが前記範囲を超えると、成形容器の厚みが必要以上に厚くなったり、軽量の成形容器を提供する課題を達成できないおそれがある。
【００３８】
本発明の成形容器は、全体密度が０．０２〜０．０７ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、０．０２〜０．０５ｇ／ｃｍ３の範囲内であることが好ましい。
成形容器の全体密度が前記範囲未満であると、成形容器の強度低下を招くおそれがある。成形容器の全体密度が前記範囲を超えると、軽量の成形容器を提供する課題を達成できないおそれがある。
【００３９】
本発明の成形容器は、表面から全体厚みの２０％までの表層の平均気泡径が６０〜１２０μｍの範囲内であり、８０〜１２０μｍの範囲内であることが好ましい。
表層の平均気泡径が前記範囲未満であると、軽量で、強度の要求品質を満たす成形容器を得難くなる。表層の平均気泡径が前記範囲を超えると、強度の要求品質を満たす成形容器を得難くなる。
【００４０】
本発明の成形容器は、強度が必要な表層側を強くすることができるため、強度の要求性能を満たしつつ軽量化を図ることができる。
【実施例】
【００４１】
［実施例１］
（ポリスチレン樹脂発泡シートの製造）
図１に示すように、押出機として内径１１５ｍｍ押出機と１８０ｍｍ押出機が連結されたタンデム押出機を備えた製造装置を用い、ポリスチレン樹脂発泡シートを製造した。
ポリスチレン樹脂としてＰＳジャパン社製のＧ９３０５（商品名）１００質量％と、該樹脂１００質量部に対し発泡核剤として東洋スチレン社製のＤＳＭ−１４０１Ａ（商品名）を０．５質量部添加した配合原料を第１押出機に供給し、押出機内で２００〜２３０℃で溶融、混練した後、発泡剤としてブタン（イソ／ノルマル＝７０／３０質量％）を樹脂１００質量部に対して４．０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１４８℃まで冷却した。
さらに、第２押出機先端部に取り付けた口径１７０ｍｍでスリットクリアランス０．２５ｍｍに設定されたサーキュラーダイより、吐出量３５０ｋｇ／ｈ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３２℃）の風量は外周側（表）を０．０３２ｍ３／ｍ２、内面側（裏）を０．０３２ｍ３／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２６.０ｍ／ｍｉｎとした。シート幅１０５０ｍｍ、シート厚み１．２ｍｍ、全体密度０．０９ｇ／ｃｍ３（発泡倍数：１１．５倍）のポリスチレン樹脂発泡シートを得た。
【００４２】
（成形容器の製造）
ポリスチレン発泡シート成形用の小型単発成形機を用い、該シートを成形する直前のシート厚みが２．０〜２．２倍となるように加熱し、表面温度を８０℃に調整した雄雌嵌合金型で開口部８０ｍｍ×８０ｍｍ、底部の６０ｍｍ×６０ｍｍ、深さ２５ｍｍ、肉厚約２．３ｍｍの容器を成形し、得られた容器をニクロム線で外形が１００ｍｍ×１００ｍｍになるように切り出した。
【００４３】
以上の通り製造したポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器について、＜シート厚みの測定＞、＜密度の測定＞、＜平均気泡径の測定＞、＜天地圧縮強度の測定＞、＜突刺し強度の測定＞、＜成形性の評価＞、＜脆性の評価＞の各測定・評価を下記の方法・条件で実施した。その結果を表１に記す。
【００４４】
＜シート厚みの測定＞
ポリスチレン系樹脂発泡シートの幅方向の両端２０ｍｍを除いた部分を、幅方向に等間隔９点以上をダイヤルシックネスゲージＳＭ−１１２（テクロック社製）を使用して厚みを測定し、この値を相加平均によって平均厚みを求めた。
【００４５】
＜密度の測定＞
・全体密度：ポリスチレン系樹脂発泡シートの幅方向の両端２０ｍｍを除いた部分を、幅方向に等間隔に９点以上、１０ｃｍ×１０ｃｍに切り取り、各切片の質量を測定する。さらに各切片をダイヤルシックネスゲージＳＭ−１１２（テクロック社製）を使用して厚みを測定し、体積を測定し、下記の計算式より密度を算出し、各切片の密度を相加平均した値を全体密度とした。
密度（ｇ／ｃｍ３）＝試験片質量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ３）
・表層密度：シート厚みの測定により測定したシート厚みの２０％となるようにシート表面から、スライサー（フォーチュナ社（ドイツ）製スプリッティングマシン、型式ＡＢ−３２０−Ｄ）にて、スライスしたものを幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍにカットした後、その質量と体積を測定し、下記の計算式より表層密度を算出した。
表層密度（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。
・内部密度：内部密度は、前記表層密度にて表裏面の表層から全体厚みの２０％をスライスした試料の残りの部分を幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍにカットしたものを試験片とし、該試験片の質量と体積を測定し、前記表層密度と同様に内部密度を算出した。
内部密度（ｇ／ｃｍ３）＝試験片質量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ３）
・容器底部表層密度：成形容器の底部で平坦となる位置を２５ｍｍ×２５ｍｍに切り出し、厚みをダイヤルシックネスゲージＳＭ−１１２（テクロック社製）を使用して測定し、該厚みの２０％となるように表面からスライサー（フォーチュナ社（ドイツ）製スプリッティングマシン、型式ＡＢ−３２０−Ｄ）にてスライスする。そのスライス片の質量と体積を測定し、下記の測定式より底部表層密度を求めた。
底部表層密度（ｇ／ｃｍ３）＝試験片質量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ３）
・フランジ部表層密度：成形容器のフランジ部で平坦となる位置を５ｍｍ×５０ｍｍに切り出し、厚みをダイヤルシックネスゲージＳＭ−１１２（テクロック社製）を使用して測定し、該厚みの２０％となるように表面からスライサー（フォーチュナ社（ドイツ）製スプリッティングマシン、型式ＡＢ−３２０−Ｄ）にてスライスする。そのスライス片の質量と体積を測定し、下記の測定式よりフランジ部表層密度を求めた。
フランジ部表層密度（ｇ／ｃｍ３）＝試験片質量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ３）
【００４６】
＜平均気泡径の測定＞
・シートの平均気泡径：シートの平均気泡径（Ｄ）は、シートの幅方向に等間隔で１０箇所、押出方向に垂直方向の断面を顕微鏡で撮影し、各々の断面写真についてシート厚み（ｔ）を測定する。次に、各断面写真の厚さ方向に直線を引き、直線と交わる全ての気泡の数（Ｎ）を数える。このようにして得られたｔとＮから各断面写真について気泡径（ｔ／Ｎ）を計算し、１０箇所の（ｔ／Ｎ）の平均を平均気泡径（Ｄ）とする。なお、直線を描くにあたっては、できるだけ直線が気泡に点接触することなく貫通した状態となるようにする。また、一部の気泡が直線に点接触している場合には、この気泡も気泡数に含める。
・シートの内部気泡径：シートの内部気泡径（Ｄ２）は、前記平均気泡径測定で測定したシート厚み（ｔ）から、シート表裏両面のシート表面から20%の厚みの表層厚み（ｔ１）を除いた長さ（ｔ２）を測定する。次に、前記平均気泡径測定で各断面写真の厚さ方向に引いた直線に交わる気泡の内、ｔ２間にある気泡の数（Ｎ２）を数える。このようにして得られたｔ２とＮ２から各断面写真について気泡径（ｔ２／Ｎ２）を計算し、１０箇所の（ｔ２／Ｎ２）の平均を表層気泡径（Ｄ２）とする。なお、ｔ２間において、直線の両端部が気泡を貫通することなく、気泡内に位置した状態となる場合には、直線の両端部が位置している気泡も気泡数に含める。また、一部の気泡が直線に点接触している場合には、この気泡も気泡数に含める。
・シートの表層気泡径：シートの表層気泡径（Ｄ１）は、前記平均気泡径測定で測定したシート厚み（ｔ）のシート表面から２０％の厚みを表層厚みとする（ｔ１）。次に、前記平均気泡径測定で各断面写真の厚さ方向に引いた直線に交わる気泡の内、ｔ１間にある気泡の数（Ｎ１）を数える。このようにして得られたｔ１とＮ１から各断面写真について気泡径（ｔ１／Ｎ１）を計算し、１０箇所の（ｔ１／Ｎ１）の平均を表層気泡径（Ｄ１）とする。なお、ｔ１間において、直線の端部が気泡を貫通することなく、気泡内に位置した状態となる場合には、直線の端部が位置している気泡も気泡数に含める。また、一部の気泡が直線に点接触している場合には、この気泡も気泡数に含める。
・容器底部平均気泡径：容器底部平均気泡径（Ｄ３）は、成型容器を切断した容器底部断面を任意に１０箇所、顕微鏡で撮影し、各々の断面写真について容器底部厚み（ｔ３）を測定する。次に、各断面写真の厚さ方向に直線を引き、直線と交わる全ての気泡の数（Ｎ３）を数える。このようにして得られたｔ３とＮ３から各断面写真について気泡径（ｔ３／Ｎ３）を計算し、１０個の（ｔ３／Ｎ３）の平均を容器底部平均気泡径（Ｄ３）とする。なお、直線を描くにあたっては、できるだけ直線が気泡に点接触することなく貫通した状態となるようにする。また、一部の気泡が直線に点接触している場合には、この気泡も気泡数に含める。
・容器底部表層気泡径：容器底部表層気泡径（Ｄ４）は、前記容器底部平均気泡径測定で測定した底部厚み（ｔ３）の表面から２０％の厚みを容器底部表層厚みとする（ｔ４）。次に、前記容器底部平均気泡径測定で各断面写真の厚さ方向に引いた直線に交わる気泡の内、ｔ４間にある気泡の数（Ｎ４）を数える。このようにして得られたｔ４とＮ４から各断面写真について気泡径（ｔ４／Ｎ４）を計算し、１０箇所の（ｔ４／Ｎ４）の平均を容器底部表層気泡径（Ｄ４）とする。なお、ｔ４間において、直線の端部が気泡を貫通することなく、気泡内に位置した状態となる場合には、直線の端部が位置している気泡も気泡数に含める。また、一部の気泡が直線に点接触している場合には、この気泡も気泡数に含める。
・フランジ部平均気泡径：容器フランジ部平均気泡径（Ｄ５）は、容器フランジ部を任意に１０箇所切断し、その断面を顕微鏡で撮影し、各々の断面写真についてフランジ厚み（ｔ５）を測定する。次に、各断面写真の厚さ方向に直線を引き、直線と交わる全ての気泡の数（Ｎ５）、を数える。このようにして得られたｔ５とＮ５から各断面写真について気泡径（ｔ５／Ｎ５）を計算し、１０箇所の（ｔ５／Ｎ５）の平均をフランジ部平均気泡径（Ｄ５）とする。なお、直線を描くにあたっては、できるだけ直線が気泡に点接触することなく貫通した状態となるようにする。また、一部の気泡が直線に点接触している場合には、この気泡も気泡数に含める。
・フランジ部表層気泡径：容器フランジ部表層気泡径（Ｄ６）は、前記フランジ部平均気泡径測定で測定したフランジ厚み（ｔ５）の表面から２０％の厚みをフランジ部表層厚みとする（ｔ６）。次に、前記フランジ部平均気泡径測定で各断面写真の厚さ方向に引いた直線に交わる気泡の内、ｔ６間にある気泡の数（Ｎ６）を数える。このようにして得られたｔ６とＮ６から各断面写真について気泡径（ｔ６／Ｎ６）を計算し、１０箇所の（ｔ６／Ｎ６）の平均を表層気泡径（Ｄ６）とする。なお、ｔ６間において、直線の端部が気泡を貫通することなく、気泡内に位置した状態となる場合には、直線の端部が位置している気泡も気泡数に含める。また、一部の気泡が直線に点接触している場合には、この気泡も気泡数に含める。
【００４７】
＜天地圧縮強度の測定＞
テンシロン万能試験機ＲＴＧ−１３１０（オリエンテック社製）を用い、表面に空気抜き用の溝が掘られた専用板の上に容器を底部が上になるように設置する。φ１２０ｍｍの圧縮板で、試験速度１００ｍｍ／ｍｉｎで容器を圧縮する。最大１０ｍｍまで圧縮し、この時の最大荷重の平均値をその容器の天地圧縮強度（単位：Ｎ）とする。
【００４８】
＜突刺し強度の測定＞
食品衛生法における「食品、添加物等の規格基準  第３：器具及び容器包装」（昭和５７年厚生省告示第２０号）の「２．強度等試験法」に準拠して測定した。即ち、テンシロン万能試験機ＲＴＧ−１３１０（オリエンテック社製）を用い、直径１ｍｍ、先端部直径０．５ｍｍの針を、突刺し速度５０ｍｍ／分で容器内側の底面中央に突き刺し、針が容器を貫通する際の強度を測定して、突刺し強度とした。
【００４９】
＜成形性の評価＞
加熱成形した容器の状態から、以下の評価基準に照らして成形性を評価した。
良好（○）：穴あきや亀裂、シワを生じない。
やや不良（△）：穴あきや亀裂は生じないが、全体的に均一ではない。
不良（×）：穴あきや亀裂、シワが生じる。
【００５０】
＜脆性の評価＞
加熱成形して得られた容器を２４時間以上自然状態で放置後、容器に瞬間的に力を加えた際に、以下の評価基準に照らして脆性を評価した。
良好（○）：容易に欠けず、亀裂が生じない。
不良（×）：容易に欠け、亀裂が生じる。
【００５１】
［実施例２］
円筒状シートを冷却するエアーの風量を、外周側を０．０３８ｍ３／ｍ２、内面側を０．０３２ｍ３／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にしてポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器を製造した。得られたポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器について、実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００５２】
［実施例３］
円筒状シートを冷却するエアーの風量を、外周側を０．０３２ｍ３／ｍ２、内面側を０．０３５ｍ３／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にしてポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器を製造した。得られたポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器について、実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００５３】
［実施例４］
発泡核剤添加量を０．６５質量部に変更したこと以外は、実施例１と同様にしてポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器を製造した。得られたポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器について、実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００５４】
［実施例５］
発泡核剤添加量を０．４３質量部とし、円筒状シートを冷却するエアーの風量を、外周側を０．０３６ｍ３／ｍ２、内面側を０．０３４ｍ３／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にしてポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器を製造した。得られたポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器について、実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００５５】
［比較例１］
発泡核剤添加量を０．３２質量部とし、円筒状シートを冷却するエアーの風量を、外周側を０．０２０ｍ３／ｍ２、内面側を０．０２５ｍ３／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にしてポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器を製造した。得られたポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器について、実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００５６】
［比較例２］
円筒状シートを冷却するエアーの風量を、外周側を０．０５５ｍ３／ｍ２、内面側を０．０５５ｍ３／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にしてポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器を製造した。得られたポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器について、実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００５７】
［比較例３］
ポリスチレン樹脂発泡シートの全体密度を０．１４ｇ／ｃｍ３（発泡倍数：７．０倍）としたこと以外は、実施例１と同様にしてポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器を製造した。得られたポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器について、実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００５８】
［比較例４］
円筒状シートを冷却するエアーの風量を、外周側を０．０３１ｍ３／ｍ２、内面側を０．０３１ｍ３／ｍ２とし、ポリスチレン樹脂発泡シートの全体密度を０．０５ｇ／ｃｍ３（発泡倍数：１８．５倍）としたこと以外は、実施例１と同様にしてポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器を製造した。得られたポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器について、実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００５９】
［比較例５］
発泡核剤添加量を１．００質量部とし、円筒状シートを冷却するエアーの風量を、外周側を０．０１４ｍ３／ｍ２、内面側を０．０１４ｍ３／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にしてポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器を製造した。得られたポリスチレン樹脂発泡シート、及び納豆容器について、実施例１と同様の測定・評価を行った。その結果を表１に記す。
【００６０】
【表１】
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【００６１】
表１の結果から、本発明に係る実施例１〜５で製造した納豆容器（成形容器）は、表面から全体厚みの２０％までの表層の密度が０．１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲内（但し、表層密度＞全体密度である）であり、前記表層の平均気泡径が２０〜６０μｍの範囲内である本発明に係るポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形して製造したものであり、得られた納豆容器は、軽量でありながら強度に優れていた。また、得られた納豆容器は、突刺し強度が高くなり、成形性及び脆性に関しても良好であった。
【００６２】
一方、比較例１は、厚み方向で平均気泡径がほぼ同じサイズのポリスチレン系樹脂発泡シートとなり、得られた納豆容器は、天地圧縮強度及び突き刺し強度が実施例１〜５のものよりも劣っており、さらに脆性が不良となった。
また比較例２は、表層密度が本発明の範囲よりも大きいポリスチレン系樹脂発泡シートとなり、得られた納豆容器は、成形性及び脆性が不良となった。
また比較例３は、全体密度が本発明の範囲を超えているポリスチレン系樹脂発泡シートとなり、得られた納豆容器は、軽量化することができなかった。
また比較例４は、全体密度が低いポリスチレン系樹脂発泡シートとなり、得られた納豆容器は、天地圧縮強度及び突刺し強度が実施例１〜５のものよりも劣っており、成形性がやや不良となり、脆性が不良となった。
また比較例５は、表層密度が本発明の範囲よりも小さいポリスチレン系樹脂発泡シートとなり、得られた納豆容器は、天地圧縮強度及び突刺し強度が実施例１〜５のものよりも劣っており、成形性がやや不良となった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、トレーや納豆容器などの食品包装容器の製造用などに使用されるポリスチレン系樹脂発泡シートに関し、特に、軽量でありながら十分な強度を有する成形容器を製造可能なポリスチレン系樹脂発泡シート、それを用いて成形された成形容器に関する。
【符号の説明】
【００６４】
１…第１押出機、２…第２押出機、３…ダイ、４…原料配合装置、５…ホッパー、６…発泡剤圧入ポンプ、７…プラグ、８…カッター、９…発泡シート、１０…引取りロール、１１…発泡シートロール、Ａ…納豆容器（成形容器）、２１…容器本体、２２…収納凹部、２３…開口部、２４…フランジ部、２５…蓋体、２６…ヒンジ部、２７…フランジ部、２８…リブ状凸部、２９…平坦部、３０…凹部、３１…細孔。
【図１】
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【図４】
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【図２】
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【図３】
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