JP7849149B2 - Resin sheets and containers - Google Patents
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Description
本発明は、プロピレン系樹脂とバイオマス由来のエチレン系樹脂とを含有してなるブレンド樹脂層を有する樹脂シート、およびこの樹脂シートを使用した容器に関する。 This invention relates to a resin sheet having a blended resin layer containing a propylene-based resin and a biomass-derived ethylene-based resin, and to a container using this resin sheet.
レトルト食品、味噌等の調味料、菓子類などの食品用容器としては、樹脂製の容器が広く利用されている。この樹脂製の容器としては、樹脂シートを例えばサーモフォーミングにより成形してなるものが知られている。かかる樹脂製の容器においては、内容物の加熱滅菌処理や、電子レンジ等による加熱処理によって、変形が生じない程度の耐熱性が要求される。このため、容器を構成する樹脂シートとしては、プロピレン系樹脂よりなる樹脂層を有するものが用いられている。 Resin containers are widely used for food products such as retort foods, seasonings like miso, and confectionery. These resin containers are known to be made by molding resin sheets, for example, using thermoforming. Such resin containers require sufficient heat resistance to prevent deformation during heat sterilization of the contents or heating in a microwave oven. Therefore, the resin sheet constituting the container typically has a resin layer made of propylene-based resin.
ところで、近年、合成樹脂材料においては、循環型社会の構築による環境負荷の低減化の要請により、化石燃料由来の合成樹脂材料からバイオマス由来の合成樹脂材料に転換することが望まれている。このような事情から、食品用容器を構成する樹脂シートにおいても、バイオマス由来の合成樹脂材料を使用することが検討されており、例えば特許文献1には、プロピレン系樹脂を含有する第1層と、プロピレン系樹脂およびバイオマス由来のエチレン系樹脂を含有する第2層とを有する樹脂シートが提案されている。 Incidentally, in recent years, in the field of synthetic resin materials, there has been a growing demand to shift from fossil fuel-derived synthetic resin materials to biomass-derived synthetic resin materials, driven by the need to reduce environmental impact through the creation of a circular economy. For these reasons, the use of biomass-derived synthetic resin materials in resin sheets constituting food containers is being considered. For example, Patent Document 1 proposes a resin sheet having a first layer containing a propylene-based resin and a second layer containing both a propylene-based resin and a biomass-derived ethylene-based resin.
しかしながら、上記のバイオマス由来のエチレン系樹脂を使用した樹脂シートによって、レトルト食品などに使用される食品用容器を構成した場合には、十分な耐熱性が得られないことが判明した。 However, it was found that when food containers used for retort foods and other products were constructed using resin sheets made from the biomass-derived ethylene resin described above, sufficient heat resistance could not be obtained.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、環境負荷の低減化を図ることができ、しかも、内容物の加熱滅菌処理や、電子レンジ等による加熱処理によって変形が生じることのない優れた耐熱性を有する樹脂製の容器が得られる樹脂シートを提供することにある。
本発明の他の目的は、環境負荷の低減化を図ることができ、しかも、内容物の加熱滅菌処理や、電子レンジ等による加熱処理によって変形が生じることのない優れた耐熱性が得られる樹脂製の容器を提供することにある。
The present invention has been made based on the circumstances described above, and its purpose is to provide a resin sheet that can reduce the environmental burden and has excellent heat resistance, preventing deformation when the contents are heat-sterilized or when heated by a microwave oven or the like.
Another object of the present invention is to provide a resin container that can reduce environmental impact and has excellent heat resistance, preventing deformation when the contents are subjected to heat sterilization or heating by a microwave oven or the like.
本発明の樹脂シートは、プロピレン系樹脂と、バイオマス由来のエチレン系樹脂とを含有するブレンド樹脂層を有する樹脂シートであって、
前記樹脂シートは、サーモフォーミングにより成形するためのものであり、
前記樹脂シートは、2つの第1樹脂層を有し、2つの前記第1樹脂層の間にガスバリア層が設けられており、
2つの前記第1樹脂層が前記ブレンド樹脂層よりなり、
前記プロピレン系樹脂は、プロピレンのホモポリマーを含み、140℃の貯蔵弾性率が5×107Pa以上であり、
前記バイオマス由来のエチレン系樹脂は、温度190℃、荷重2.16kgfの条件で測定されたメルトフローレート(MFR)が0.32g/10min以上0.34g/10min以下のものであり、
前記ブレンド樹脂層における前記プロピレンのホモポリマーの割合が50質量%以上であり、
前記樹脂シートは、140℃の収縮率が3%以下であることを特徴とする。
The resin sheet of the present invention is a resin sheet having a blended resin layer containing a propylene-based resin and a biomass-derived ethylene-based resin,
The aforementioned resin sheet is intended to be molded by thermoforming.
The resin sheet has two first resin layers, and a gas barrier layer is provided between the two first resin layers.
The two first resin layers consist of the blended resin layer,
The propylene-based resin contains a propylene homopolymer and has a storage modulus of 5 × 10⁷ Pa or higher at 140°C.
The biomass-derived ethylene resin has a melt flow rate (MFR) of 0.32 g/10 min or more and 0.34 g/10 min or less, measured under conditions of a temperature of 190°C and a load of 2.16 kgf.
The proportion of the propylene homopolymer in the blended resin layer is 50% by mass or more.
The aforementioned resin sheet is characterized by having a shrinkage rate of 3% or less at 140°C .
本発明の樹脂シートにおいては、前記樹脂シートは、プロピレン系樹脂を含有する第2樹脂層を有し、前記第2樹脂層が前記ブレンド樹脂層であることが好ましい。
また、接着樹脂層を有することが好ましい。
また、前記ブレンド樹脂層の質量が樹脂シート全体の50%以上であることが好ましい。
In the resin sheet of the present invention, the resin sheet has a second resin layer containing a propylene-based resin, and it is preferable that the second resin layer is the blended resin layer.
Furthermore, it is preferable to have an adhesive resin layer.
Furthermore, it is preferable that the mass of the blended resin layer is 50% or more of the total mass of the resin sheet.
本発明の容器は、上記の樹脂シートがサーモフォーミングによって成形されてなることを特徴とする。 The container of the present invention is characterized by being formed from the above-mentioned resin sheet by thermoforming.
本発明の樹脂シートによれば、プロピレン系樹脂と、バイオマス由来のエチレン系樹脂とを含有するブレンド樹脂層を有するため、環境負荷の低減化を図ることができ、しかも、ブレンド樹脂層におけるプロピレン系樹脂は、ホモポリプロピレンを含み、140℃の貯蔵弾性率が5×107Pa以上であるため、内容物の加熱滅菌処理や、電子レンジ等による加熱処理によって変形が生じることのない優れた耐熱性を有する樹脂製の容器が得られる。
また、本発明の容器によれば、上記の樹脂シートを使用しているため、環境負荷の低減化を図ることができ、しかも、内容物の加熱滅菌処理や、電子レンジ等による加熱処理によって変形が生じることのない優れた耐熱性が得られる。
The resin sheet of the present invention has a blended resin layer containing a propylene-based resin and a biomass-derived ethylene-based resin, thereby reducing the environmental impact. Furthermore, the propylene-based resin in the blended resin layer contains homopolypropylene and has a storage modulus of 5 × 10⁷ Pa or higher at 140°C, resulting in a resin container with excellent heat resistance that does not deform when subjected to heat sterilization of the contents or heat treatment using a microwave oven, etc.
Furthermore, because the container of the present invention uses the above-mentioned resin sheet, it is possible to reduce the environmental burden, and it also provides excellent heat resistance, preventing deformation when the contents are subjected to heat sterilization or heating by a microwave oven or the like.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[樹脂シート]
本発明の樹脂シートは、プロピレン系樹脂と、バイオマス由来のエチレン系樹脂(以下、「バイオエチレン系樹脂」ともいう。)とを含有するブレンド樹脂層を有するものである。ブレンド樹脂層には、プロピレン系樹脂およびバイオエチレン系樹脂の他に、化石燃料由来のエチレン系樹脂が含有されていてもよい。
The embodiments of the present invention will be described in detail below.
[Resin sheet]
The resin sheet of the present invention has a blended resin layer containing a propylene-based resin and a biomass-derived ethylene-based resin (hereinafter also referred to as "bioethylene-based resin"). In addition to the propylene-based resin and the bioethylene-based resin, the blended resin layer may also contain a fossil fuel-derived ethylene-based resin.
ブレンド樹脂層を構成するプロピレン系樹脂は、140℃の貯蔵弾性率(以下、単に「貯蔵弾性率」ともいう。)が5×107Pa以上のものとされ、好ましくは6×107Pa以上のものである。プロピレン系樹脂の貯蔵弾性率が5×107Pa未満である場合には、優れた耐熱性を有する容器を得ることが困難となる。プロピレン系樹脂の貯蔵弾性率の上限値は特に限定されないが、加工性などを考慮すると、1.5×108Pa以下であることが好ましい。
ここで、貯蔵弾性率について説明する。合成樹脂は典型的な粘弾性体であり、弾性および粘性の両方の性質を有する。動的粘弾性測定は、試料に時間によって変化(振動)する応力または歪みを与え、それによって発生する歪みまたは応力を測定することにより、貯蔵弾性率G’(Pa)および損失弾性率G”(Pa)を測定することができる。貯蔵弾性率は、物体に外力およびひずみにより生じたエネルギーのうち、物体の内部に保存する成分(すなわち弾性)であり、損失弾性率は、外部へ拡散する成分(すなわち粘性)である。
The propylene-based resin constituting the blended resin layer has a storage modulus at 140°C (hereinafter also simply referred to as "storage modulus") of 5 × 10⁷ Pa or higher, preferably 6 × 10⁷ Pa or higher. If the storage modulus of the propylene-based resin is less than 5 × 10⁷ Pa, it becomes difficult to obtain a container with excellent heat resistance. There is no particular upper limit to the storage modulus of the propylene-based resin, but considering processability and other factors, it is preferable to have a storage modulus of 1.5 × 10⁸ Pa or lower.
Here, we will explain the storage modulus. Synthetic resins are typical viscoelastic materials, possessing both elastic and viscous properties. Dynamic viscoelasticity measurements allow us to measure the storage modulus G' (Pa) and loss modulus G'' (Pa) by applying a stress or strain that changes (vibrates) over time to a sample and measuring the resulting strain or stress. The storage modulus is the component of energy generated in an object by external force and strain that is stored within the object (i.e., elasticity), while the loss modulus is the component that diffuses to the outside (i.e., viscosity).
ブレンド樹脂層におけるプロピレン系樹脂の割合は、50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上である。プロピレン系樹脂の割合が過小である場合には、優れた耐熱性を有する容器を得ることが困難となることがある。 The proportion of propylene-based resin in the blended resin layer is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and even more preferably 70% by mass or more. If the proportion of propylene-based resin is too low, it may be difficult to obtain a container with excellent heat resistance.
ブレンド樹脂層を構成するプロピレン系樹脂としては、プロピレンのホモポリマー(以下、「ホモポリプロピレン」ともいう。)を含むものが用いられる。ホモポリプロピレンとしては、貯蔵弾性率が5×107Pa以上のもの、特に6×107Pa以上のものを用いることが好ましい。
また、ホモポリプロピレンとしては、温度230℃、荷重2.16kgfの条件で測定されたメルトフローレート(MFR)が0.3g/10min以上5g/10min以下であることが、成形性の観点から好ましく、引張弾性率(JIS K7162)が1500MPa以上であることが、剛性の観点から好ましい。
The propylene-based resin used to constitute the blended resin layer contains a propylene homopolymer (hereinafter also referred to as "homopolypropylene"). It is preferable to use a homopolypropylene with a storage modulus of 5 × 10⁷ Pa or higher, and particularly a homopolypropylene with a storage modulus of 6 × 10⁷ Pa or higher.
Furthermore, from the viewpoint of moldability, the homopolypropylene is preferably such that the melt flow rate (MFR), measured under conditions of a temperature of 230°C and a load of 2.16 kgf, is 0.3 g/10 min or more and 5 g/10 min or less, and from the viewpoint of rigidity, the tensile modulus (JIS K7162) is 1500 MPa or more.
また、ブレンド樹脂層におけるホモポリプロピレンの割合は、優れた耐熱性が確実に得られる点で、50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上である。 Furthermore, the proportion of homopolypropylene in the blended resin layer is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and even more preferably 70% by mass or more, in order to reliably obtain excellent heat resistance.
ブレンド樹脂層を構成するプロピレン系樹脂には、ホモポリプロピレンの他に、プロピレンと他のモノマーとの共重合体(以下、「プロピレンコポリマー」ともいう。)が含有されていてもよい。プロピレンコポリマーとしては、エチレン-プロピレン共重合体などを用いることができる。プロピレンコポリマーは、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよい。プロピレンコポリマーの貯蔵弾性率は、プロピレン系樹脂全体の貯蔵弾性率が上記の値を満足されれば特に限定されないが、優れた耐熱性が確実に得られる点で、5×107Pa以上であることが好ましい。
また、プロピレンコポリマーとしては、温度230℃、荷重2.16kgfの条件で測定されたメルトフローレート(MFR)が0.2g/10min以上5g/10min以下であることが、成形性の観点から好ましく、引張弾性率(JIS K7162)が1500MPa以上であることが、剛性の観点からが好ましい。
The propylene-based resin constituting the blended resin layer may contain, in addition to homopolypropylene, a copolymer of propylene and another monomer (hereinafter also referred to as "propylene copolymer"). Ethylene-propylene copolymers can be used as the propylene copolymer. The propylene copolymer may be a random copolymer or a block copolymer. The storage modulus of the propylene copolymer is not particularly limited as long as the storage modulus of the entire propylene-based resin satisfies the above value, but it is preferably 5 × 10⁷ Pa or higher in order to reliably obtain excellent heat resistance.
Furthermore, from the viewpoint of moldability, the propylene copolymer is preferably such that the melt flow rate (MFR), measured under conditions of a temperature of 230°C and a load of 2.16 kgf, is 0.2 g/10 min or more and 5 g/10 min or less, and from the viewpoint of rigidity, the tensile modulus (JIS K7162) is 1500 MPa or more.
ブレンド樹脂層を構成するバイオエチレン系樹脂としては、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖型低密度ポリエチレン(LLDPE)を用いることができる。また、バイオエチレン系樹脂は、モノマーであるエチレンの全部がバイオマス由来のものであってもよいが、一部が化石燃料由来のものであってもよい。
また、バイオエチレン系樹脂としては、温度190℃、荷重2.16kgfの条件で測定されたメルトフローレート(MFR)が0.1g/10min以上3g/10min以下であることが、成形性の観点から好ましく、密度が0.91g/cm3以上0.97g/cm3以下であることが、剛性の観点から好ましい。
Low-density polyethylene (LDPE), high-density polyethylene (HDPE), and linear low-density polyethylene (LLDPE) can be used as the bioethylene resin constituting the blended resin layer. Furthermore, the bioethylene resin may consist entirely of ethylene monomers derived from biomass, or part of it may be derived from fossil fuels.
Furthermore, from the viewpoint of moldability, the bioethylene resin is preferably such that the melt flow rate (MFR), measured under conditions of a temperature of 190°C and a load of 2.16 kgf, is 0.1 g/10 min or more and 3 g/10 min or less, and from the viewpoint of rigidity, the density is preferably 0.91 g/ cm³ or more and 0.97 g/ cm³ or less.
また、バイオエチレン系樹脂は、ブレンド樹脂層のバイオマス度が5%以上、特に10%以上となる割合で、ブレンド樹脂層に含有されていることが好ましい。ブレンド樹脂層のバイオマス度が5%未満である場合には、環境負荷の低減化を十分に図ることが困難となることがある。 Furthermore, it is preferable that the bioethylene-based resin is contained in the blended resin layer at a rate such that the biomass content of the blended resin layer is 5% or more, and particularly 10% or more. If the biomass content of the blended resin layer is less than 5%, it may be difficult to sufficiently reduce the environmental impact.
本発明の樹脂シートは、上記のブレンド樹脂層のみよりなる単層構造のものであってもよいが、他の層との積層構造のものであってもよい。以下、積層構造の樹脂シートについて説明するが、本発明の樹脂シートは、下記の積層構造のものに限定されるものではない。 The resin sheet of the present invention may have a single-layer structure consisting only of the above-described blended resin layer, or it may have a laminated structure with other layers. The following describes a laminated resin sheet, but the resin sheet of the present invention is not limited to the laminated structure described below.
図1は、本発明の樹脂シートの一例における構成を示す説明用断面図である。この樹脂シート10は、樹脂製の容器を形成するために用いられるものであって、2つの第1樹脂層11と、第1樹脂層の各々の内側に配置された2つの第2樹脂層12とを有し、第1樹脂層11が上記のブレンド樹脂層とされている。第2樹脂層12の各々の内側には、酸素ガスなどのガスの透過を防止または抑制するガスバリア層13が設けられている。第2樹脂層12の各々とガスバリア層13との間には、接着剤層14が形成されている。図1に示す構成では、第1樹脂層11の内側に第2樹脂層12が配置されているが、本発明においては、これに限定されず、第1樹脂層11の配置位置と第2樹脂層12の配置位置とを入れ替え、第1樹脂層11とガスバリア層13とが接着樹脂層14を介して積層されていてもよい。また、第1樹脂層11と第2樹脂層12とを同一の樹脂材料により構成し、1つの樹脂層として構成されていてもよい。 Figure 1 is an explanatory cross-sectional view showing the configuration of an example of the resin sheet of the present invention. This resin sheet 10 is used to form a resin container and has two first resin layers 11 and two second resin layers 12 arranged inside each of the first resin layers, with the first resin layers 11 being the blended resin layer described above. Inside each of the second resin layers 12, a gas barrier layer 13 is provided to prevent or suppress the permeation of gases such as oxygen gas. An adhesive layer 14 is formed between each of the second resin layers 12 and the gas barrier layer 13. In the configuration shown in Figure 1, the second resin layers 12 are arranged inside the first resin layers 11, but the present invention is not limited to this. The arrangement positions of the first resin layers 11 and the second resin layers 12 may be swapped, and the first resin layers 11 and the gas barrier layers 13 may be laminated via the adhesive resin layer 14. Furthermore, the first resin layers 11 and the second resin layers 12 may be made of the same resin material and configured as a single resin layer.
第2樹脂層12は、プロピレン系樹脂を含有してなるものである。プロピレン系樹脂としては、ホモポリプロピレン、プロピレンコポリマーまたはこれらの混合物を用いることができる。また、第2樹脂層12は、プロピレン系樹脂のみによって構成されていても、プロピレン系樹脂と、エチレン系樹脂などの他のオレフィン系樹脂との混合物によって構成されていてもよいが、環境負荷の低減化を図る観点から、第2樹脂層12は、上記のブレンド樹脂層であることが好ましい。 The second resin layer 12 contains a propylene-based resin. As the propylene-based resin, homopolypropylene, propylene copolymer, or a mixture thereof can be used. Furthermore, the second resin layer 12 may be composed solely of a propylene-based resin, or it may be composed of a mixture of a propylene-based resin and other olefin-based resins such as ethylene-based resins. However, from the viewpoint of reducing environmental impact, the second resin layer 12 is preferably the blended resin layer described above.
ガスバリア層13を構成する材料としては、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデンなどの樹脂材料を用いることができる。これらの中では、成形加工性の観点から、エチレン-ビニルアルコール共重合体が好ましい。 The material constituting the gas barrier layer 13 can be a resin material such as ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyamide, polyvinyl alcohol, or polyvinylidene chloride. Among these, ethylene-vinyl alcohol copolymer is preferred from the viewpoint of moldability.
接着剤層14,15を形成する接着剤としては、ウレタン系接着剤、酸変性ポリオレフィン系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリエーテル系接着剤、ポリアミド系接着剤などを用いることができる。 As the adhesive for forming the adhesive layers 14 and 15, urethane-based adhesives, acid-modified polyolefin-based adhesives, polyester-based adhesives, polyether-based adhesives, polyamide-based adhesives, etc., can be used.
このような積層構造を有する樹脂シート10において、ブレンド樹脂層である第1樹脂層11の厚みは、例えば100~800μmであり、第2樹脂層12の厚みは、例えば100~800μmであり、ガスバリア層13の厚みは、例えば5~200μmである。
また、積層構造を有する樹脂シート10を製造する方法としては、共押出しやドライラミネート加工などの従来公知の方法を利用することができ、生産性の観点から共押出しにより製造することが好ましい。
In a resin sheet 10 having such a laminated structure, the thickness of the first resin layer 11, which is a blended resin layer, is, for example, 100 to 800 μm, the thickness of the second resin layer 12 is, for example, 100 to 800 μm, and the thickness of the gas barrier layer 13 is, for example, 5 to 200 μm.
Furthermore, conventionally known methods such as co-extrusion and dry lamination can be used to manufacture the resin sheet 10 having a laminated structure, and from the viewpoint of productivity, it is preferable to manufacture it by co-extrusion.
また、第1樹脂層および第2樹脂層の表面には、それぞれ表層(図示省略)が設けられていてもよい。表層を構成する材料としては、特に限定されず、種々の樹脂材料を用いることができるが、環境負荷の低減化を図る観点から、表層は、バイオポリエチレン系樹脂などのバイオマス由来の樹脂材料を含有するものであることが好ましい。 Furthermore, the surfaces of the first and second resin layers may each be provided with a surface layer (not shown). The material constituting the surface layer is not particularly limited, and various resin materials can be used. However, from the viewpoint of reducing environmental impact, it is preferable that the surface layer contains a biomass-derived resin material such as a biopolyethylene resin.
[容器]
本発明の容器は、上記の樹脂シートをサーモフォーミングによって成形されてなるものである。サーモフォーミングの具体的な方法としては、真空圧空成形法などの従来公知の方法を利用することができる。サーモフォーミングの際の成形温度は、樹脂シートを構成する材料の融点や軟化点等を考慮して適切に設定されるが、例えばヒーターの設定温度は300~450℃、シートの表面温度は150~190℃である。
このような本発明の容器は、レトルト食品、味噌等の調味料、菓子類などの、内容物の加熱殺菌処理や、調理の際の加熱処理が必要な食品に用いられる容器として好適である。
[container]
The container of the present invention is formed by thermoforming the above-mentioned resin sheet. Specific thermoforming methods include conventionally known methods such as vacuum pressure forming. The molding temperature during thermoforming is appropriately set considering the melting point and softening point of the materials constituting the resin sheet; for example, the heater setting temperature is 300 to 450°C, and the sheet surface temperature is 150 to 190°C.
Such containers of the present invention are suitable for use with foods that require heat sterilization of their contents or heat treatment during cooking, such as retort foods, seasonings such as miso, and confectionery.
本発明によれば、プロピレン系樹脂と、バイオマス由来のエチレン系樹脂とを含有するブレンド樹脂層を有するため、環境負荷の低減化を図ることができ、しかも、ブレンド樹脂層におけるプロピレン系樹脂は、ホモポリプロピレンを含み、140℃の貯蔵弾性率が5×107Pa以上であるため、内容物の加熱滅菌処理や、電子レンジ等による加熱処理によって変形が生じることのない優れた耐熱性を有する樹脂製の容器が得られる。 According to the present invention, since the container has a blended resin layer containing a propylene-based resin and a biomass-derived ethylene-based resin, it is possible to reduce the environmental burden. Moreover, the propylene-based resin in the blended resin layer contains homopolypropylene and has a storage modulus of 5 × 10⁷ Pa or higher at 140°C, so a resin container with excellent heat resistance can be obtained that does not deform when the contents are heat-sterilized or when heated in a microwave oven or the like.
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、以下の実施例、参考例および比較例において使用したプロピレン系樹脂およびエチレン系樹脂は、下記表1に示す特性を有するものである。 The following describes specific examples of the present invention, but the present invention is not limited to these. Furthermore, the propylene resin and ethylene resin used in the following examples , reference examples , and comparative examples have the properties shown in Table 1 below.
表1において、140℃の貯蔵弾性率は、下記の条件で測定された値である。
試験片:熱プレスにより作製された、幅10mm、厚み1mmのフィルム
測定装置:動的粘弾性装置「DHR-2」(TAインスツルメント社)
測定長:20mm
温度条件:20℃から160℃に、5℃/minの速度で昇温
測定モード:トーション(ねじり),周波数1Hz,ひずみ0.1%
また、MFRは、プロピレン系樹脂についてはJIS K7210に、エチレン系樹脂についてはJIS K6922-1に準拠して測定された値である。具体的には、プロピレン系樹脂については、温度230℃、荷重2.16kgfの条件で測定された値であり、エチレン系樹脂については、温度190℃、荷重2.16kgfの条件で測定された値である。
In Table 1, the storage modulus at 140°C is the value measured under the following conditions.
Test specimen: A 10 mm wide, 1 mm thick film made by hot pressing. Measurement device: Dynamic viscoelasticity analyzer "DHR-2" (TA Instruments Co., Ltd.)
Measurement length: 20mm
Temperature conditions: Heating from 20°C to 160°C at a rate of 5°C/min. Measurement mode: Torsion, frequency 1 Hz, strain 0.1%.
Furthermore, the MFR values were measured according to JIS K7210 for propylene-based resins and JIS K6922-1 for ethylene-based resins. Specifically, the values for propylene-based resins were measured under conditions of a temperature of 230°C and a load of 2.16 kgf, and the values for ethylene-based resins were measured under conditions of a temperature of 190°C and a load of 2.16 kgf.
〈実施例1〉
図1に示す第1樹脂層/第2樹脂層/接着剤層/ガスバリア層/接着剤層/第2樹脂層/第1樹脂層の4種7層の多層構成を形成することができる多層押出成形機を用い、以下のようにして、図1に示す構成の樹脂シートを製造した。
プロピレン系樹脂(1)85質量%およびエチレン系樹脂(1)15質量%を混合することにより、第1樹脂層および第2樹脂層に共通に用いられる樹脂材料を調製した。得られた樹脂材料を、第1樹脂層用および第2樹脂層用の単軸押出機に供給し、酸変性ポリプロピレン樹脂を接着剤層用の単軸押出機に供給し、エチレン-ビニルアルコール共重合体をガスバリア層用の単軸押出機に供給し、各単軸押出機によって各材料を溶融混練し、各単軸押出機に連結したTダイ成形装置から押し出し、フィルム状に押し出された各溶融樹脂を、積層しながら冷却ロールによって冷却することにより、厚みが500μmの樹脂シートを製造した。以上において、第1樹脂層用および第2樹脂層用の単軸押出機のシリンダーの温度は230℃、接着剤層用およびガスバリア層用の単軸押出機のシリンダーの温度は210℃、Tダイヘッドの温度は230℃、冷却ロールの温度は50℃である。
得られた樹脂シートにおける各層の質量比は、第1樹脂層が2層の合計で18質量%、第2樹脂層が2層の合計で74質量%、ガスバリア層が4質量%、接着剤層が2層の合計で4質量%である。
得られた樹脂シートを、真空圧空成型機により、ヒーター温度が350℃の条件で真空圧縮成形することにより、容器を製造した。得られた容器は、底部が150mm×115mmの矩形で、深さが30mmのものである。
<Example 1>
Using a multilayer extrusion molding machine capable of forming a multilayer structure of seven layers of four types, consisting of a first resin layer, a second resin layer, an adhesive layer, a gas barrier layer, another adhesive layer, a second resin layer, and a first resin layer, a resin sheet with the configuration shown in Figure 1 was manufactured as follows.
A resin material common to both the first and second resin layers was prepared by mixing 85% by mass of propylene resin (1) and 15% by mass of ethylene resin (1). The obtained resin material was supplied to single-screw extruders for the first and second resin layers, acid-modified polypropylene resin was supplied to a single-screw extruder for the adhesive layer, and ethylene-vinyl alcohol copolymer was supplied to a single-screw extruder for the gas barrier layer. Each material was melt-kneaded in each single-screw extruder, extruded from a T-die molding device connected to each single-screw extruder, and the molten resins extruded into a film were cooled by a cooling roll while being laminated to produce a resin sheet with a thickness of 500 μm. In the above, the cylinder temperature of the single-screw extruders for the first and second resin layers was 230°C, the cylinder temperature of the single-screw extruders for the adhesive layer and gas barrier layer was 210°C, the T-die head temperature was 230°C, and the cooling roll temperature was 50°C.
The mass ratios of each layer in the obtained resin sheet are as follows: the first resin layer is 18% by mass in total for both layers, the second resin layer is 74% by mass in total for both layers, the gas barrier layer is 4% by mass, and the adhesive layer is 4% by mass in total for both layers.
The obtained resin sheet was subjected to vacuum compression molding using a vacuum pressure molding machine at a heater temperature of 350°C to produce a container. The resulting container has a rectangular base measuring 150 mm x 115 mm and a depth of 30 mm.
得られた樹脂シートについて、バイオマス度を以下のようにして測定した。また、得られた容器について、140℃の収縮率を以下のようにして測定した。結果を下記表2に示す。
[バイオマス度]
バイオマス度とは、化石燃料由来の原料とバイオマス由来の原料との混合比率を表す指標であり、放射性炭素(14C)の濃度を測定することにより求められる。バイオマス度はASTM 6866のB法に従った方法で測定した。試料を燃焼させ、二酸化炭素を発生させ、真空ラインで二酸化炭素を精製した。精製した二酸化炭素を、鉄を触媒として水素で還元し、グラファイトを生成させた。グラファイトを、タンデム加速器をベースとした14C‐AMS専用装置(NEC社製)に装着し、14Cの係数、13C濃度(13C/12C)、14C濃度(14C/12C)の測定を行った。測定では、米国国立標準局(NIST)から提供されたシュウ酸を標準試料とした。
[140℃の収縮率]
オーブンにより、容器を140℃で30分間の条件で加熱処理し、加熱処理前および加熱処理後の各々の容器の内容積を以下のようにして測定し、下記の計算式から体積収縮率を測定し、この値を140℃の収縮率とした。140℃の収縮率が3%以下であれば、加熱処理したときに容器の変形が生ずることがなく、高い耐熱性を有すると判断される。
内容積の測定:容器の開口を、内径5mmの孔を有するアクリル板で塞ぎ、アクリル板の孔から容器内に純水を注入することにより、容器内を純水で満たし、注入された純水の質量と純水の比重とから、容器の内容積を算出した。
計算式:体積収縮率(%)=(Vb-Va)/Va×100
Va=加熱処理前の容器の内容積
Vb=加熱処理後の容器の内容積
The biomass content of the obtained resin sheets was measured as follows. Furthermore, the shrinkage rate of the obtained containers at 140°C was measured as follows. The results are shown in Table 2 below.
[Biomass content]
Biomass content is an index representing the mixing ratio of fossil fuel-derived raw materials and biomass-derived raw materials, and is determined by measuring the concentration of radioactive carbon ( ¹⁴C ). Biomass content was measured according to ASTM 6866 Method B. The sample was burned to generate carbon dioxide, which was then purified in a vacuum line. The purified carbon dioxide was reduced with hydrogen using iron as a catalyst to produce graphite. The graphite was mounted in a 1⁴C -AMS dedicated device (manufactured by NEC Corporation) based on a tandem accelerator, and the coefficient of ¹⁴C , the ¹³C concentration ( ¹³C / ¹²C ), and the ¹⁴C concentration ( ¹⁴C / ¹²C ) were measured. Oxalic acid provided by the U.S. National Institute of Standards (NIST) was used as the standard sample for the measurements.
[Shrinkage rate at 140°C]
The containers were heated in an oven at 140°C for 30 minutes. The internal volume of each container before and after heating was measured as follows, and the volume shrinkage rate was calculated using the formula below. This value was defined as the shrinkage rate at 140°C. If the shrinkage rate at 140°C is 3% or less, the container is judged to have high heat resistance, as it does not deform when heated.
Measurement of internal volume: The opening of the container was sealed with an acrylic plate having a hole with an inner diameter of 5 mm. Pure water was poured into the container through the hole in the acrylic plate to fill the container with pure water, and the internal volume of the container was calculated from the mass of the injected pure water and the specific gravity of the pure water.
Calculation formula: Volume shrinkage rate (%) = (Vb - Va) / Va × 100
Va = Internal volume of the container before heat treatment
Vb = Internal volume of the container after heat treatment
〈実施例2〉
プロピレン系樹脂(1)85質量%をプロピレン系樹脂(2)85質量%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして樹脂シートおよび容器を製造し、樹脂シートのバイオマス度および容器の140℃の熱収縮率を測定した。結果を下記表2に示す。
<Example 2>
Except for changing 85% by mass of propylene resin (1) to 85% by mass of propylene resin (2), resin sheets and containers were manufactured in the same manner as in Example 1, and the biomass content of the resin sheets and the heat shrinkage rate of the containers at 140°C were measured. The results are shown in Table 2 below.
〈参考例1〉
プロピレン系樹脂(1)85質量%をプロピレン系樹脂(3)80質量%に変更すると共に、エチレン系樹脂(1)15質量%をエチレン系樹脂(2)20質量%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして樹脂シートおよび容器を製造し、樹脂シートのバイオマス度および容器の140℃の熱収縮率を測定した。結果を下記表2に示す。
< Reference example 1 >
Resin sheets and containers were manufactured in the same manner as in Example 1, except that 85% by mass of propylene resin (1) was replaced with 80% by mass of propylene resin (3), and 15% by mass of ethylene resin (1) was replaced with 20% by mass of ethylene resin (2). The biomass content of the resin sheets and the heat shrinkage rate of the containers at 140°C were measured. The results are shown in Table 2 below.
〈実施例3〉
第2樹脂層用の樹脂材料において、プロピレン系樹脂(1)85質量%をプロピレン系樹脂(1)70質量%に変更すると共に、エチレン系樹脂(1)15質量%をエチレン系樹脂(1)30質量%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして樹脂シート及び容器を製造し、樹脂シートのバイオマス度および容器の140℃の熱収縮率を測定した。結果を下記表2に示す。
<Example 3 >
Except for changing the propylene resin (1) content from 85% by mass to 70% by mass and the ethylene resin (1) content from 15% by mass to 30% by mass in the resin material for the second resin layer, a resin sheet and a container were manufactured in the same manner as in Example 1, and the biomass content of the resin sheet and the thermal shrinkage rate of the container at 140°C were measured. The results are shown in Table 2 below.
〈実施例4〉
第2樹脂層用の樹脂材料において、プロピレン系樹脂(1)85質量%をプロピレン系樹脂(3)60質量%に変更すると共に、エチレン系樹脂(1)15質量%をエチレン系樹脂(1)30質量%およびエチレン系樹脂(3)10質量%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして樹脂シートおよび容器を製造し、樹脂シートのバイオマス度および容器の140℃の熱収縮率を測定した。結果を下記表2に示す。
<Example 4 >
Except for changing 85% by mass of propylene resin (1) to 60% by mass of propylene resin (3) in the resin material for the second resin layer, and changing 15% by mass of ethylene resin (1) to 30% by mass of ethylene resin (1) and 10% by mass of ethylene resin (3), a resin sheet and a container were manufactured in the same manner as in Example 1, and the biomass content of the resin sheet and the heat shrinkage rate of the container at 140°C were measured. The results are shown in Table 2 below.
〈比較例1〉
プロピレン系樹脂(1)85質量%およびエチレン系樹脂(1)15質量%をプロピレン系樹脂(4)100質量%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして樹脂シートおよび容器を製造し、樹脂シートのバイオマス度および容器の140℃の熱収縮率を測定した。結果を下記表2に示す。
<Comparative Example 1>
Resin sheets and containers were manufactured in the same manner as in Example 1, except that 85% by mass of propylene resin (1) and 15% by mass of ethylene resin (1) were replaced with 100% by mass of propylene resin (4). The biomass content of the resin sheets and the heat shrinkage rate of the containers at 140°C were measured. The results are shown in Table 2 below.
〈比較例2〉
プロピレン系樹脂(1)85質量%をプロピレン系樹脂(5)80質量%に変更すると共に、エチレン系樹脂(1)15質量%をエチレン系樹脂(3)20質量%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして樹脂シートおよび容器を製造し、樹脂シートのバイオマス度および容器の140℃の熱収縮率を測定した。結果を下記表2に示す。
<Comparative Example 2>
Resin sheets and containers were manufactured in the same manner as in Example 1, except that 85% by mass of propylene resin (1) was changed to 80% by mass of propylene resin (5), and 15% by mass of ethylene resin (1) was changed to 20% by mass of ethylene resin (3). The biomass content of the resin sheets and the heat shrinkage rate of the containers at 140°C were measured. The results are shown in Table 2 below.
表2の結果から明らかなように、実施例1~4によれば、バイオマス度が10%以上のものでありながら、比較例2と比較して優れた耐熱性を有する樹脂製の容器が得られること確認された。 As is clear from the results in Table 2, it was confirmed that, according to Examples 1 to 4 , a resin container with a biomass content of 10% or more can be obtained that has superior heat resistance compared to Comparative Example 2.
10 樹脂シート
11 第1樹脂層
12 第2樹脂層
13 ガスバリア層
14 接着剤層
10 Resin sheet 11 First resin layer 12 Second resin layer 13 Gas barrier layer 14 Adhesive layer
Claims (5)
前記樹脂シートは、サーモフォーミングにより成形するためのものであり、
前記樹脂シートは、2つの第1樹脂層を有し、2つの前記第1樹脂層の間にガスバリア層が設けられており、
2つの前記第1樹脂層が前記ブレンド樹脂層よりなり、
前記プロピレン系樹脂は、プロピレンのホモポリマーを含み、140℃の貯蔵弾性率が5×107Pa以上であり、
前記バイオマス由来のエチレン系樹脂は、温度190℃、荷重2.16kgfの条件で測定されたメルトフローレート(MFR)が0.32g/10min以上0.34g/10min以下のものであり、
前記ブレンド樹脂層における前記プロピレンのホモポリマーの割合が50質量%以上であり、
前記樹脂シートは、140℃の収縮率が3%以下であることを特徴とする樹脂シート。 A resin sheet having a blended resin layer containing a propylene-based resin and a biomass-derived ethylene-based resin,
The aforementioned resin sheet is intended to be molded by thermoforming.
The resin sheet has two first resin layers, and a gas barrier layer is provided between the two first resin layers.
The two first resin layers consist of the blended resin layer,
The propylene-based resin contains a propylene homopolymer and has a storage modulus of 5 × 10⁷ Pa or higher at 140°C.
The biomass-derived ethylene resin has a melt flow rate (MFR) of 0.32 g/10 min or more and 0.34 g/10 min or less, measured under conditions of a temperature of 190°C and a load of 2.16 kgf.
The proportion of the propylene homopolymer in the blended resin layer is 50% by mass or more.
The aforementioned resin sheet is characterized by having a shrinkage rate of 3% or less at 140°C .
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