JP2004277440A

JP2004277440A - ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子および発泡成形品

Info

Publication number: JP2004277440A
Application number: JP2003066564A
Authority: JP
Inventors: Naoki Nakayama; 直樹中山; Keitaro Sugio; 圭太郎杉尾
Original assignee: Achilles Corp
Current assignee: Achilles Corp
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-12
Also published as: JP4038673B2

Abstract

【課題】発泡倍率の経時安定性に優れたポリ乳酸系発泡性樹脂粒子を提供する。
【解決手段】ポリ乳酸系樹脂組成物に、水懸濁系で、発泡剤および発泡助剤を含浸させてなり、前記発泡助剤はシクロペンタンであることを特徴とするポリ乳酸系発泡性樹脂粒子。前記発泡助剤の含有量は好ましくは、前記ポリ乳酸系樹脂組成物１００質量部に対して、２．５〜５．５質量部である。また、前記ポリ乳酸系樹脂組成物として、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸またはこれらの混合物由来の構造単位を５０％以上含有するポリ乳酸系樹脂と、該ポリ乳酸系樹脂１００質量部に対して０．１〜５０質量部の層状ケイ酸塩を含んでなるものを用いることが好ましく、前記発泡剤として、イソブタン、ノルマルブタン、イソペンタンまたはノルマルペンタンを用いることが好ましい。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子に関する。より詳細には、発泡助剤としてシクロペンタンを用いることにより、発泡倍率の経時安定性に優れ、保存後も優れた発泡倍率を維持することができるポリ乳酸系発泡性樹脂粒子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軽量性、緩衝性および成形加工性により、プラスチック発泡成形品が広く使用されており、その用途も、家電製品用等の梱包材、建築用ボードおよび断熱ブロック、魚箱等の断熱容器、即席食品用のカップ類、土木工事における埋設ブロック等、様々な分野にわたる。従来の発泡成形品は主としてポリスチレン、ポリオレフィン等を原料としてなるが、これらは燃焼カロリーが高いため焼却時に焼却炉を傷め、また埋立処理をしても自然に分解しないので、使用後の後処理が非常に困難であった。また、処理されずに投棄された発泡成形品は、河川や海洋の汚染等、自然態系へ悪影響を及ぼす場合もあり、大きな社会問題となっている。
【０００３】
後処理に関する問題を解決した発泡成形品として、近年、生態系中で分解する生分解性樹脂からなる発泡成形品の開発が試みられている。その成形品に使用される候補の生分解性樹脂としては例えば、微生物の体内で合成されるポリヒドロキシブチレート系樹脂、脂肪族グリコールと脂肪族カルボン酸からなるポリエステルまたはカプロラクトンを主成分とするポリエステル系樹脂等が挙げられる。しかしながら前者は、製造に微生物を用いるため純度が低い上に極めて生産性が悪く、利用が制限される。また後者は、原料が安価な石油や天然ガスであるため生産性は良好であるけれども、結晶性でかつガラス転移点が低いため発泡成形品の材料としては実用性に乏しい。
【０００４】
これらの問題を解決したものとして、ポリ乳酸系樹脂を主成分とした発泡性樹脂粒子から製造した発泡成形品が注目されている。この発泡成形品は、微生物により殆ど分解されるため処理に際して環境への悪影響が少なく、また安価で生産性が高いため実用的でもある。
【０００５】
ところで、発泡成形品の製造には表面伸び、ハイサイクル性が求められており、これに伴い発泡性樹脂粒子には、高倍率に発泡し、省エネルギー性（低蒸気圧成形可能）であるものが望まれている。そのため発泡性樹脂粒子は、通常、プロパン、ブタン、ペンタン等の揮発性の発泡剤が添加されている。加えて、発泡をさらに容易にするために発泡助剤も添加されている。発泡助剤は、予備発泡に際してポリ乳酸の軟化を促進することで発泡倍率を高め、予備発泡時間を短縮することができる。
【０００６】
発泡性樹脂粒子に用い得るポリ乳酸系樹脂組成物としては、例えば、Ｌ体とＤ体のモル比が９５／５〜６０／４０または４０／６０〜５／９５であるポリ乳酸に、イソシアネート基≧２．０当量／モルのポリイソシアネート化合物を該ポリ乳酸に対して０．５〜５質量％配合し反応させてなり、該樹脂組成物の保有水分を１００〜１００００ｐｐｍの範囲に保持しながら２０〜６０℃の温度で熟成し、熟成後の溶融粘度がメルトインデックス値（ＭＩ）で５以下であるものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。また、このポリ乳酸系樹脂組成物に発泡剤を含浸させることにより発泡性樹脂粒子を製造し得ることも報告されている。係る発泡剤の含浸工程は非水系で行われている。
【０００７】
また、Ｌ体とＤ体のモル比が９５／５〜６０／４０であり、Ｌ体とＤ体からなる実質的に非晶性のポリ乳酸を主体とする発泡性樹脂粒子であって、予め増粘剤と発泡核剤としてのタルクを１〜２０質量％混合、分散させた非晶性ポリ乳酸系樹脂組成物に低沸点有機化合物を含浸させてなり、さらに発泡性樹脂粒子の表面に高級脂肪酸またはその金属塩、エステル、アミドから選ばれた化合物を０．０１〜１質量％配合して得られるものが知られている（例えば、特許文献４参照）。この発泡性樹脂粒子もまた非水系において発泡剤が含浸されるものである。
【０００８】
さらに、Ｌ体とＤ体のモル比が５／９５〜４０／６０であり、実質的に非晶性のポリ乳酸に増粘剤と発泡核剤を加えて生分解性樹脂組成物を製造し、該樹脂組成物に発泡助剤と炭素数３〜４の炭化水素化合物である発泡剤を含浸させて粒子を製造し、そして該粒子を５０〜１０５℃の水蒸気で１０〜３００秒熱処理することからなる、ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子の製造方法が知られている（例えば、特許文献５参照）。この製造方法では、発泡剤として炭素数５のペンタンを使用すると、発泡倍率を大きくするけれども同時に発泡セル径もまた大きくし、満足な発泡成形品が得られないために好ましくないとされている。また、発泡剤に加えて、好ましくはメタノール、エタノール、アセトンから選ばれた化合物である発泡助剤の使用が不可欠であり、これらの発泡助剤を用いない場合には、高発泡倍率で微細かつ均一な発泡セルを達成する発泡性樹脂粒子が得られないと報告されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１７０３７公報
【特許文献２】
特開２０００−１７０３８公報
【特許文献３】
特開２０００−１７０３９公報
【特許文献４】
特開２００１−９８１０４公報
【特許文献５】
特開２００１−１６４０２７公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ポリ乳酸系樹脂組成物に発泡剤を含有させて発泡性樹脂粒子を製造する工程を非水系で行った場合、以下の問題が生じる。
１）非水系の場合、発泡剤等は直接に樹脂粒子に含浸させることとなるが、含浸を効率良く行うために樹脂粒子の温度をそのガラス転移温度以上に上昇させる必要がある。しかしながらガラス転移温度以上では、樹脂粒子の軟化および発泡剤の膨潤により、樹脂粒子同士が付着し易くなる。付着により生じた集塊物は、発泡成形を行うときの送粒中に詰まる等の問題を引き起こす。また、集塊物が多くなると、発泡剤の含浸中に樹脂粒子が全て固まる惧れもあり大きな問題となる。
２）特許文献５に開示されるように、発泡剤としてペンタン以上に高級な炭化水素系化合物を用いると、発泡セル径が大きくなる等の問題が生じ満足な発泡成形品を得ることができない。従って、使用可能な発泡剤は炭素数３〜４の炭化水素系化合物に限定される。
３）樹脂粒子中の発泡セル数を多くし、均一かつ小さくする目的で、タルクに代表される発泡核剤を用いる必要がある。平均粒子径が３μｍ以下の発泡核剤を２〜１０質量％添加しないと、発泡時に適当な発泡セル径を得ることはできない。
【００１１】
また、非水系で製造されるポリ乳酸系発泡性樹脂粒子の場合、メタノール、エタノールのような低級脂肪族アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトンのような低級脂肪族ケトン、トルエン等の発泡助剤を用いる必要があるが、これらの発泡助剤を用いると、発泡助剤が発泡剤の揮散を促進して、発泡剤が時間と共に樹脂粒子中から逸散してしまう。そして発泡剤の逸散は樹脂粒子の発泡倍率の低下を招くので、従来のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子は長期間の保存に適さず、輸送等に大変不都合であった。
【００１２】
本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであって、その課題とするところは、保存後にも高い発泡倍率を保ち、発泡成形後に微細で均一性の高い発泡セルを形成することができるポリ乳酸系発泡性樹脂粒子を提供することにある。並びに、本発明の他の課題は、かように優れた該発泡性樹脂粒子を使用して得られるポリ乳酸系発泡成形品の提供にある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、発泡剤含浸の過程でノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン等を発泡剤として用い、かつシクロペンタンを発泡助剤として用いるとき、発泡剤の逸散を抑制することができ、かつ高発泡倍率の成形品を得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
従って、本発明は、ポリ乳酸系樹脂組成物に、水懸濁系で、発泡剤および発泡助剤を含浸させてなり、前記発泡助剤はシクロペンタンであることを特徴とするポリ乳酸系発泡性樹脂粒子に関する。
本発明の好ましい態様は、前記発泡助剤の含有量は、前記ポリ乳酸系樹脂組成物１００質量部に対して、２．５〜５．５質量部であることを特徴とする前記ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子に関する。
本発明の他の好ましい態様は、前記ポリ乳酸系樹脂組成物は、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸またはこれらの混合物由来の構造単位を５０％以上含有するポリ乳酸系樹脂と、該ポリ乳酸系樹脂１００質量部に対して０．１〜５０質量部の層状ケイ酸塩を含んでなることを特徴とする前記ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子に関する。
本発明のさらなる好ましい態様は、前記発泡剤は、イソブタン、ノルマルブタン、イソペンタンおよびノルマルペンタンからなる群より選択されることを特徴とする前記ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子に関する。
また本発明は、前記ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子を予備発泡させ、次いでそれを発泡成形して得られる発泡成形品に関する。
【００１５】
本発明のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子は、ポリ乳酸系樹脂組成物が含有する発泡剤の含有量の経時変化が少なく、保管や輸送を行う際に大変有用なものとなる。例えば、メタノールを発泡助剤として用いた従来のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子の場合、１０日間室温で放置するだけで発泡剤の含有量は半分近くまで減少し、これに伴い発泡倍率も低下する。ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子の輸送を考えるとさらに高温下の状況が想定され、従来のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子では大変不都合であると考えられる。これに対して、シクロペンタンを発泡助剤として用いた本発明のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子の場合、ガラス転移温度以下の条件であれば発泡剤の逸散はほとんど無い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、ポリ乳酸系樹脂組成物に発泡助剤としてシクロペンタンを添加していることが特徴である。シクロペンタンは、予備発泡に際してポリ乳酸の軟化を促進することで発泡倍率を高め、予備発泡時間を大幅に短縮することもできる。また発泡成形時にも低蒸気圧で融着性の良い発泡成形品を得ることができるので、全体として省エネルギーの面でも大幅に改善される。
【００１７】
ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子中に存在する発泡助剤の量は、ポリ乳酸系樹脂組成物１００質量部に対して、０．１〜１０．０質量部の範囲であることが好ましく、２．５〜５．５質量部がさらに好ましい。シクロペンタンの含有量が０．１質量部以下の場合、シクロペンタンのポリ乳酸系樹脂組成物に対する軟化作用が弱すぎ、発泡助剤としての効果を発揮できずに満足な発泡倍率の発泡粒子を得ることができない。他方、シクロペンタンの含有量が１０．０質量部を超える場合、シクロペンタンのポリ乳酸系樹脂組成物に対する軟化作用が強すぎるため、ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子の収縮が生じ、結果として高い倍率の発泡性粒子を得ることが難しい。
【００１８】
本発明におけるポリ乳酸系樹脂組成物には様々な種類のものを用いることができる。なかんずく、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸またはこれらの混合物由来の構造単位を５０％以上含有するポリ乳酸系樹脂と、該ポリ乳酸系樹脂１００質量部に対して０．１〜５０質量部の層状ケイ酸塩を含んでなるポリ乳酸系樹脂組成物を用いるのが好ましい。このポリ乳酸系樹脂組成物は、層状ケイ酸塩を添加したことにより、発泡成形性に優れたレオロジー特性を有するものとなり、さらにこれから製造した発泡成形品は良好な耐熱性および機械的強度を備えることとなる。
【００１９】
前記発泡剤としては、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、イソペンタン、ノルマルペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素系化合物、および塩化メチル、フルオレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素系化合物を好ましく利用できる、これらの発泡剤は単独で用いることができ、また２種類以上の組み合わせで用いてもよい。しかしながら、発泡剤を含浸した後のポリ乳酸系樹脂組成物中の内部に含まれる水分を除去する際に発泡剤の逸散が少ないという観点から、発泡剤としてブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタンを用いることがより好ましい。ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子中の発泡剤の含有量は、所望の発泡倍率により変化するが、３〜２５質量％、好ましくは５〜１５質量％である。
【００２０】
本発明のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子は、発泡剤および発泡助剤に加え、可塑剤、難燃剤等を含有することができる。
可塑剤としては、アセチルトリブチルクエン酸等のクエン酸エステル、トリアセチン、グリセリンジカプリルモノアセチル、グリセリンモノカプリルジアセチル等のグリセリン脂肪酸エステル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル等のフタル酸エステル、アジピン酸ジオクチル等の脂肪酸エステル、トリエチレングリコールジアセチル、アジピン酸ジブトキシエトキシエチル、椰子油、パーム油等が使用できる。特にクエン酸エステルやグリセリン脂肪酸エステルが好ましい。さらに可塑剤を多量に添加する場合には、アジピン酸ジブトキシエトキシエチルやトリエチレングリコールジアセチル等のエーテル基を有する可塑剤を併用することが好ましい。
難燃剤としては、ヘキサブロモシクロドデカン、テトラブロモビスフェノールＡ等が挙げられる。
【００２１】
本発明のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子は、ポリ乳酸系樹脂組成物中に水を媒体とした水懸濁系で発泡剤および発泡助剤を含浸することにより製造できる。また、水懸濁系において、加熱下および高圧下において発泡剤および発泡助剤の含浸を行うことができる。含浸温度は通常、ポリ乳酸系樹脂組成物のガラス転移温度以上で選択され、例えば７０〜１１０℃の含浸温度では、０．５〜３時間の含浸時間で十分な含浸を行うことができる。
水懸濁系でポリ乳酸に発泡剤等の含浸を行う場合には、媒体となる水中に、分散を助け樹脂同士の合一を防ぐ目的で、分散剤や界面活性剤を添加することができる。分散剤や界面活性剤としては、通常一般的に使用されるものが用いられる。例えば、分散剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース等が用いられ、界面活性剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、α−オレフィンスルホン酸ナトリウム等が用いられる。
【００２２】
発泡剤を含浸した後のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子中に存在する微孔には水分が含まれている。この水分を所定量以下に減少させる必要があるが、これは表面水分を遠心分離工程等で脱水した組成物のペレットを５〜４０℃の乾燥空気中で５〜４８時間、通風状態に保つ（エアレーションする）ことによって行うことができる。その他、真空乾燥機による乾燥、脱水剤を用いる乾燥等によっても可能である。
【００２３】
【実施例】
以下の実施例により本発明をより詳しく説明する。但し、実施例は本発明を説明するためのものであり、いかなる方法においても本発明を限定することを意図しない。
【００２４】
本実施例における評価は以下のようにして行った。
・ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子中の発泡剤および発泡助剤の含有量測定
試料約０．２ｇを精秤した後、該試料をトルエン中に溶解し、該溶液についてガスクロマトグラフィーを行って発泡剤および発泡助剤の含有量を測定した。
・発泡倍率
ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子を、８５〜９５℃の水蒸気により３０秒間加熱して予備発泡させた。得られた予備発泡粒子の体積をメスシリンダーで測定して発泡倍率を求めた。
【００２５】
ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子の製造１（試料番号１〜１０）
ポリ乳酸（カーギルダウ社製ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ、重量平均分子量：１９８０００、数平均分子量：１１５０００）１００質量部に対し、層状ケイ酸塩を４質量部添加して二軸押出機（池貝製ＰＣＭ−３０、ダイス直径４ｍｍ×３孔）を用いて溶融混練し、得られたストランドを粉砕機によりペレット化してポリ乳酸系樹脂組成物を得た。水懸濁系にこれらを分散させ、発泡剤としてペンタン（ノルマル／イソ＝７５／２５）および発泡助剤としてシクロペンタンを含浸させてポリ乳酸系発泡性樹脂粒子を得た。発泡剤および発泡助剤のほかに分散剤および界面活性剤をも添加した。含浸は、攪拌機付きオートクレーブ中で９０℃で約１時間保持することによって行った。
ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子の製造２（試料番号１１）
ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子の製造１と同様にして得たペレット化されたポリ乳酸系樹脂組成物を攪拌機付きオートクレーブに入れ、発泡剤としてペンタン（ノルマル／イソ＝６７／３３）および発泡助剤としてメタノールを添加した。温度８０〜９０℃で２時間保持することによって、発泡剤の含浸を行った。
各試料についての発泡剤と発泡助剤の添加割合を表１に示す。
【表１】

【００２６】
各試料について、発泡性樹脂粒子の製造直後にエアレーションを行い、発泡助剤の含有量、発泡剤の含有量および発泡倍率を測定した。次いで、発泡性樹脂粒子を室温で１０日間保存し、保存後の発泡剤の含有量および発泡倍率を測定した。
結果を表２に示す。含有量はポリ乳酸系樹脂組成物を１００とした質量部である。
【表２】

試料１（本発明の範囲外の比較例）は発泡助剤を用いないものである。この試料では、発泡助剤によるポリ乳酸系樹脂組成物の軟化作用がないため、満足な発泡倍率は得られなかった。
試料２および３（本発明の実施例）は、シクロペンタンを比較的少量含有するものである。これらの試料は１０日後であっても発泡剤の逸散は生じなかったが、シクロペンタンの含有量が比較的少ないため、試料１と同様、ポリ乳酸系樹脂組成物の軟化作用が小さく、発泡倍率は比較的低めであった。
試料４、５および６（本発明の実施例）は、２．５〜５．５質量部のシクロペンタンを発泡助剤として含有するものである。これらの試料では予備発泡においてポリ乳酸系樹脂組成物の軟化が促進されて高倍率の予備発泡粒子が得られ、試料２および３よりも好ましかった。また、含浸後にポリ乳酸系発泡性樹脂粒子を室温にて１０日間保存したが、発泡剤の逸散は見られなかった。
試料７、８および９（本発明の実施例）は、シクロペンタンを比較的多量で含有するものである。これらの試料では発泡剤は逸散せず、よって発泡倍率の経時的低下は見られなかったが、予備発泡に際して軟化作用が強すぎるため、発泡後の収縮があった。
試料１０（本発明の範囲外の比較例）は、発泡剤を使用せず、シクロペンタンのみを用いたものである。この試料では、シクロペンタンが樹脂粒子中に多量に含浸されているものの、予備発泡粒子の発泡倍率は高くならなかった。
試料１１（本発明の範囲外の比較例）は、発泡助剤としてメタノールを用いたものである。発泡助剤としてシクロペンタンを用いた試料２〜１０についてはいずれも１０日間の保存後に発泡剤の逸散は確認できなかったのに対して、この試料では１０日間で約半分の発泡剤が逸散し、これに伴い発泡倍率も低下した。
【００２７】
ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子の製造３（試料番号１２〜１６）
市販のＬ−乳酸およびＤ−乳酸をそれぞれ酢酸エチルで再結晶化して精製した。精製したＬ−乳酸およびＤ−乳酸をＤ体比率が１０モル％となるように混合し、これに錫含有量が１０ｐｐｍとなるように触媒のオクチル酸錫を添加し、攪拌機付きオートクレーブ中で、減圧脱気した後、窒素雰囲気下で重合させた。反応終了後、オートクレーブより生成物を取り出し、次いで水分含有量が１０００ｐｐｍ以下になるまで乾燥させた後、粘度増加剤として官能基２．８当量のジフェニルメタンポリイソシアネートを生成物に対して１質量％配合した。得られた配合物を二軸混練機に供給し、回転数１００ｒｐｍ、溶融温度１８０℃、滞留時間３〜５分、吐出量１０ｋｇ／時の条件下で反応混練した後、ダイスより押出カットして、直径約１ｍｍの粒子としてポリ乳酸系樹脂組成物を得た。なお、得られたポリ乳酸系樹脂組成物のＭＩ値は０．２であった。
得られたポリ乳酸系樹脂組成物に、発泡剤としてブタン（ノルマル／イソ＝６７／３３）および発泡助剤としてシクロペンタンを含浸させてポリ乳酸系発泡性樹脂粒子を得た。発泡剤および発泡助剤のほかに分散剤および界面活性剤をも添加した。含浸は、攪拌機付きオートクレーブ中で９０℃で約１時間保持することによって行った。
ポリ乳酸系発泡性樹脂粒子の製造４（試料番号１７）
市販のＬ−乳酸およびＤ−乳酸をそれぞれ酢酸エチルで再結晶化して精製した。精製したＬ−乳酸およびＤ−乳酸をＤ体比率が１０モル％となるように混合し、これに錫含有量が１０ｐｐｍとなるように触媒のオクチル酸錫を添加し、撹拌機付きオートクレーブ中で、減圧脱気した後、窒素雰囲気下で重合させた。反応終了後、オートクレーブより生成物を取り出し、次いで水分含有量が１０００ｐｐｍ以下になるまで乾燥させた後、生成物に対して、タルクを３質量％、粘度増加剤として官能基２．８等量のジフェニルメタンポリイソシアネートを１質量％配合した。得られた配合物を二軸混練機に供給し、回転数１００ｒｐｍ、溶融温度１８０℃、滞留時間３〜５分、吐出量１０ｋｇ／時の条件下で反応混練した後、ダイスより押出カットして、直径約１ｍｍの粒子としてポリ乳酸系樹脂組成物を得た。なお、得られたポリ乳酸系樹脂組成物のＭＩ値は０．２であった。
得られたペレット化されたポリ乳酸系樹脂組成物を攪拌機付きオートクレーブに入れ、発泡剤としてブタン（ノルマル／イソ＝６７／３３）および発泡助剤としてアセトンを添加した。温度８０〜９０℃で２時間保持することによって、発泡剤の含浸を行った。
各試料についての発泡剤と発泡助剤の添加割合を表３に示す。
【表３】

【００２８】
各試料について、発泡性樹脂粒子の製造直後にエアレーションを行い、発泡助剤の含有量、発泡剤の含有量および発泡倍率を測定した。次いで、発泡性樹脂粒子を室温で１０日間保存し、保存後の発泡剤の含有量および発泡倍率を測定した。結果を表４に示す。含有量はポリ乳酸系樹脂組成物を１００とした質量部である。
【表４】

試料１２（本発明の範囲外の比較例）は発泡助剤を用いないものである。この試料では、発泡助剤によるポリ乳酸系樹脂組成物の軟化作用がないため、満足な発泡倍率は得られなかった。
試料１３（本発明の実施例）は、シクロペンタンを比較的少量含有するものである。この試料は１０日後であっても発泡剤が逸散せず、よって発泡倍率の経時的低下は見られなかったが、シクロペンタンの含有量が比較的少ないため、ポリ乳酸系樹脂組成物の軟化作用が小さく、発泡性樹脂粒子の発泡倍率は比較的低めであった。
試料１４（本発明の実施例）は、２．５〜５．５質量部のシクロペンタンを発泡助剤として含有するものである。この試料では予備発泡においてポリ乳酸系樹脂組成物の軟化が促進されて試料２よりも高倍率の予備発泡粒子が得られた。また、室温にて１０日間保存した後にも発泡剤の逸散は見られなかった。
試料１５（本発明の実施例）は、シクロペンタンを比較的多量に含有するものである。この試料では発泡剤は逸散しなかったが、予備発泡に際して軟化作用が強く、発泡後の収縮が大きいため、発泡倍率が低かった。
試料１６（本発明の範囲外の比較例）は、発泡剤を使用せず、シクロペンタンのみを用いたものである。この試料では、シクロペンタンが樹脂粒子中に多量に含浸されているものの、予備発泡粒子の発泡倍率は高くならなかった。
試料１７（本発明の範囲外の比較例）は、発泡助剤としてアセトンを用いたものである。発泡助剤としてシクロペンタンを用いた試料１３〜１６についてはいずれも１０日間の保存後に発泡剤の逸散は確認できなかったのに対して、この試料では１０日間で半分以上の発泡剤が逸散し、これに伴い発泡倍率も大きく低下した。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子では、発泡助剤としてシクロペンタンを含浸させたことにより、発泡性樹脂粒子中に含まれる発泡剤が逸散せず、長期にわたる保存後にも優れた発泡性を維持することができる。即ち、発泡倍率の経時変化が良好であり、保存や輸送に都合の良いポリ乳酸系発泡性樹脂粒子となる。また、本発明のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子から製造した発泡成形品は、発泡セル数が多く、発泡セルの寸法は均一かつ小さい。加えて、本発明のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子の発泡性は良好であるので、予備発泡時間を大幅に短縮することができ、低蒸気圧で融着性の良い発泡成形品とすることができ、その製造が全体として省エネルギーとなる。

Claims

ポリ乳酸系樹脂組成物に、水懸濁系で、発泡剤および発泡助剤を含浸させてなり、前記発泡助剤はシクロペンタンであることを特徴とするポリ乳酸系発泡性樹脂粒子。
前記発泡助剤の含有量は、前記ポリ乳酸系樹脂組成物１００質量部に対して、２．５〜５．５質量部であることを特徴とする請求項１記載のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子。
前記ポリ乳酸系樹脂組成物は、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸またはこれらの混合物由来の構造単位を５０％以上含有するポリ乳酸系樹脂と、該ポリ乳酸系樹脂１００質量部に対して０．１〜５０質量部の層状ケイ酸塩を含んでなることを特徴とする請求項１または２に記載のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子。
前記発泡剤は、イソブタン、ノルマルブタン、イソペンタンおよびノルマルペンタンからなる群より選択されることを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれか一項に記載のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子。
請求項１ないし４のうちのいずれか一項に記載のポリ乳酸系発泡性樹脂粒子を予備発泡させ、次いでそれを発泡成形して得られる発泡成形品。