JP2006321887A - 樹脂発泡体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 印刷特性、強度、ガスバリア性、耐傷付性などの特性に優れ、しかも容器に有効に適用される樹脂発泡体及びその製造法を提供する。
【解決手段】 均質の樹脂体からなり、基体層５と表皮層１との間に発泡セル１０が等方に分布している発泡層３が形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マイクロセルラー技術を利用して得られる樹脂発泡体及びその製造方法に関するものであり、より詳細には、容器の分野に有効に適用される樹脂発泡体及びその製造方法に関するものである。

現在、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル容器は、透明性、耐熱性、ガス遮断性等の特性に優れており、種々の用途に広く使用されている。

一方、近年では、資源の再利用が強く求められ、上記のようなポリエステル容器に関しても、使用済みの容器を回収し、リサイクル樹脂として種々の用途への再利用が図られている。ところで、包装容器内に収容される内容物については、光により変質しやすいもの、例えばある種の飲料、医薬品、化粧品などは、顔料等の着色剤を樹脂に配合した樹脂組成物を用いて成形された不透明容器に収容されて提供される。しかるに、資源の再利用の点からは、着色剤の配合は望ましくなく（リサイクル樹脂に透明性を確保することが困難となってしまう）、このため、透明容器の使用が要求されているのが現状であり、従って、光変質性の内容物の収容に適した不透明性容器についてもリサイクル適性の改善が必要である。

着色剤を配合せずに遮光性（不透明性）を付与するためには、容器壁を樹脂発泡体により形成することが考えられるが、この場合には、ガスバリア性や強度などの特性が損なわれてしまい、また印刷特性の点でも問題があるため、このような容器は未だ実用に供されていない。

また、最近では、所謂マイクロセルラー技術を利用した樹脂発泡体が注目されている。即ち、樹脂発泡体を製造する技術としては、所謂化学発泡剤や炭化水素あるいはフロン系ガス発泡剤等を用いたものが一般に知られているが、これらの発泡剤を用いて樹脂中に形成される発泡セルは、セル径がかなり大きく材料強度が低下する問題があり、しかも発泡セルが全体に均一に分布した発泡状態を形成しにくいという問題があるが、マイクロセルラー技術の場合には、不活性ガスを発泡剤として樹脂に含浸させ、このガスを気泡に成長させて発泡セルを形成するため、発泡セルが小径であり、しかも全体に均一に分布した発泡状態を形成するため、発泡セルによる強度などの物性低下が低いという利点がある。
なお、本願でいうマイクロセルラープラスチックとは発泡剤に不活性ガスを用いて成形した比較的小径（１００μｍ以下程度）のセルを有する発泡体の事を指しており、一部の文献で定義されているようなセル径１０μｍ以下の発泡体に限定したものではない。

このようなマイクロセルラー技術を利用した樹脂発泡体も多く提案されており、例えば特許文献１には、球状の発泡セルが分布したコア層と、コア層の両面に、発泡セルの分布していないスキン層が形成された発泡体が提案されており、特許文献２には、円筒形状の発泡セルが分布した発泡層の内部に発泡セルが分布していない芯層が形成され、且つ発泡層の外面にはスキン層が形成されている樹脂成形部品が提案されており、これらの発泡体乃至樹脂成形部品を容器に適用することにより、遮光性を付与することも考えられる。
特開平８−３３３４７０号 特開２００５−６０２３号

しかしながら、特許文献１の樹脂発泡体では、表面のスキン層に発泡セルが存在していないため、印刷特性の点では良好であるものの、薄いスキン層を除けば、内部全体にわたって発泡セルが分布しているため、強度不足を免れず、またガスバリア性の低下も避けられず、やはり容器への適用は困難である。

また、特許文献２の樹脂成形品は、発泡セルが存在していないスキン層が表面に形成され、さらには、内部に発泡セルが分布していない芯層が形成されているため、印刷特性、強度及びガスバリア性の何れの特性も満足し得るように思われる。しかしながら、特許文献２では、発泡セルが細長い円筒形状を有しており、このような発泡セルが成形時の樹脂流動方向に沿って分布しているため、これを容器に適用することは困難である。即ち、ボトルやカップなどに代表されるプラスチック容器は、射出成形、圧縮成形などによってプリフォームを成形し、このプリフォームをブロー成形、プラグアシスト成形などの二次成形に附することにより製造される。従って、特許文献２の技術を容器に適用する場合には、特許文献２にしたがってプリフォームを成形し、特許文献２に記載されているように発泡セルが分布しているプリフォームを二次成形して容器を製造することとなる。このようにして容器を製造する場合、プリフォーム中の発泡セルが円筒形状でしかも一方向を指向しているため、ブロー成形などの二次成形時に器壁に異方性を生じ、割れが生じたり、容器壁の厚みが不均一になってしまうなどの問題を生じてしまうこととなる。実際、特許文献２の樹脂成形品は、スピーカ振動板として使用されるものであり、これを容器に適用する手段については、特許文献２では何ら言及されていない。

また、特許文献２のような発泡セルの分布構造は、樹脂流動方向に結晶化が促進される熱可塑性樹脂を、所定の圧力で炭酸ガスを連続的に加えながら金型に充填し、樹脂充填後の金型を若干移動させることにより得られるというのであるが、樹脂が結晶性のものに限定されるばかりか、発泡のメカニズムが明らかでないため、例えば発泡セルが分布していない芯層の厚みをどのように調整するのかが全く判らず、このため、容器のみならず、他の分野での実用化も困難である。

従って、本発明の目的は、印刷特性、強度、ガスバリア性、耐傷付性などの特性に優れ、しかも容器に有効に適用される樹脂発泡体及びその製造法を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記樹脂発泡体からなるプリフォーム及び該プリフォームから成形される容器を提供することにある。

本発明によれば、均質の樹脂体の内部に発泡層を形成させてなる樹脂発泡体であって、表面に形成されている表皮層と、表皮層の下側に形成された発泡層と、発泡層の更に下側に形成された基体層とを有する少なくとも３層構造を有しており、前記表皮層及び基体層には、発泡セルが実質上存在しておらず、前記発泡層には、発泡セルが等方に分布していることを特徴とする樹脂発泡体が提供される。
本発明によれば、また、上記樹脂発泡体からなる遮光性を有しているプリフォーム並びに該プリフォームを成形して得られる遮光性を有するプラスチック容器が提供される。
尚、本発明において、発泡セルが等方に分布しているとは、該セルの分布が異方性を示していないことを意味する。即ち、この発泡セルは、例えば、球形あるいは球形に近いような不定形を示し、これらがランダムに分布しているのであり、例えば樹脂の流れ方向を指向するように円筒状のセルが分布しているものではない。

本発明によれば、さらに、
不活性ガスを樹脂体に含浸させる工程；
不活性ガスが含浸された前記樹脂体の表皮層から不活性ガスを放出する工程；
前記樹脂体を表面側から加熱して、基体層を除く部分で発泡させる工程；
からなることを特徴とする樹脂発泡体の製造方法が提供される。

本発明の製造方法においては、
（１）所定形状に成形された前記樹脂体を高圧の不活性ガス雰囲気中に保持させることにより、不活性ガスを前記樹脂体の全体にわたって含浸させること、
（２）所定形状に成形された前記樹脂体を高圧の不活性ガス雰囲気中に保持させることにより、前記樹脂体の基体層を除く部分に不活性ガスを含浸させること、
（３）冷却固化された状態で前記樹脂体を常圧下に保持することにより、前記樹脂体の表皮層から不活性ガスを放出させること、
（４）前記樹脂体の加熱を、基体層の発泡が開始する前の段階で停止することにより、基体層を除く部分で発泡させること、
という手段を好適に採用することができる。

本発明の樹脂発泡体では、発泡層の上には発泡セルが存在していない表皮層が形成されているため、印刷特性、ラベル貼着性、外観、耐傷付性などの表面特性に優れている。また、発泡層の内側には、発泡セルが分布していない基体層が形成されているため、発泡層の形成による強度低下やガスバリア性の低下が有効に抑制されている。

また、本発明の樹脂発泡体においては、発泡層中の発泡セルは等方に分布しているため、発泡セルによる異方性が有効に回避されている。即ち、かかる樹脂発泡体を、ブロー成形などの二次成形に供した場合の成形体の割れ、厚みのバラツキなど、発泡セルの異方性による不都合を有効に回避することができる。

従って、上記のような特性を有する樹脂発泡体は、容器の分野に極めて有用であり、上記の樹脂発泡体により形成されたプリフォームは、発泡セルによる光散乱により高い遮光性を示し、このプリフォームを二次成形することにより、厚みのバラツキや割れなどの不都合を生じることなく容器を成形することができる。かかる容器は、遮光性を有しているため、光による変質の生じ易い内容物の収容に極めて有用であり、しかも着色剤を使用していないため、リサイクル特性にも優れている。

また、本発明の製造方法によれば、樹脂体への不活性ガスの含浸量、不活性ガス放出時間、及び発泡のための加熱時間などを調整することにより、発泡セルが存在していない表皮層や基体層の厚み、或いは発泡セルの大きさや発泡層の厚みを制御することができ、従って上記樹脂発泡体を容器以外の種々の分野にも適用することができる。さらに、通常のラミネート技術、多層押出技術や多層射出成形技術を用いることなく、単層の樹脂層中に、未発泡層である表皮層及び基体層と、発泡層との多層構造を形成できるという生産上の利点もある。

＜原料樹脂＞
本発明において、樹脂発泡体の製造に使用される樹脂としては、不活性ガスの含浸が可能である限り特に制限されず、それ自体公知の熱可塑性樹脂を使用することができ、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ１−ブテン、ポリ４−メチル−１−ペンテンあるいはエチレン、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン等のα−オレフィン同志のランダムあるいはブロック共重合体、環状オレフィン共重合体などのオレフィン系樹脂；エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・塩化ビニル共重合体等のエチレン・ビニル系共重合体；ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ＡＢＳ、α−メチルスチレン・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のビニル系樹脂；ナイロン６、ナイロン６−６、ナイロン６−１０、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミド樹脂；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、ポリエチレンナフタレート、及びこれらの共重合ポリエステル等のポリエステル樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリフエニレンオキサイド樹脂；ポリ乳酸など生分解性樹脂；などを例示することができ、特に容器の分野に好適に使用されるオレフィン系樹脂やポリエステル樹脂が好適であり、中でもポリエステル樹脂は、本発明の利点を最大限に発揮させる上で最適である。

＜樹脂発泡体の製造＞
図１には、本発明の樹脂発泡体の製造プロセスの基本概念を示した。この図１を参照して、本発明の樹脂発泡体を製造するには、先ず、上述した各種の原料樹脂（勿論、用途に応じては各原料樹脂のブレンド物であってもよい）に、高圧下で不活性ガス（例えば炭酸ガスや窒素ガス）を含浸させ、不活性ガスを樹脂体に溶解させる（図１の工程（ａ））。次いで、この樹脂体を、冷却固化した状態で所定時間、常圧下（大気圧）に開放することにより、樹脂体表面から不活性ガスを放出させ、不活性ガスが溶解していない表層もしくは不活性ガス濃度が低くなった表層を形成する（図１の工程（ｂ））。次いで、このような表層が形成された樹脂体を加熱することにより発泡成形を行う（図１の工程（ｃ））。言うまでもないが、表層は不活性ガスが存在していないかまたはその濃度が低い為に、加熱しても発泡しないかよほど注意深く観察しないと気泡が確認できない程度の実質的に発泡していない状態となる。即ち、この加熱により、不活性ガスが残存している樹脂体の内部において、表層側から順次発泡し、発泡セル（図１において１０で示す）が形成される。しかるに、この発泡成形を長時間行うと、表層を除く樹脂体の内部全体に発泡セル１０が形成されてしまうため、適度なところで加熱を停止し、樹脂体を冷却する（図１の工程（ｄ））。これにより、得られる樹脂発泡体は、図１に示されているように、表面に、発泡セル１０が存在していない表皮層１，１が形成され、その下側には、発泡セル１０が等方に分布した発泡層３，３が形成され、中心部分には、発泡セル１０が存在していない基体層５が形成されることとなるわけである。

以上の製造プロセスにおいて、工程（ａ）における樹脂体への不活性ガスの含浸は、所望の特性（例えば遮光性）が得られるに十分な量のガスが溶解している冷却固化状態の樹脂体が得られる限り、種々の手段で行うことができる。例えば、樹脂体を加熱して高圧下での不活性ガスの含浸を行うこともできるし、非加熱下で行うこともできる。この場合、この温度が高いほど、ガスの溶解量は少ないが含浸速度は速く、温度が低いほどガスの溶解量は多いが、含浸には時間がかかることとなる。

また、上記の説明から理解されるように、樹脂体が所定形状に成形された成形体の形で不活性ガスの含浸を行ってもよいし、例えば押出機、射出成形機、圧縮成形機などの成形機における樹脂混練部もしくは可塑化部などで加熱溶融状態に保持されている樹脂体に所定圧力で不活性ガスを供給することにより、含浸を行うこともできる。

樹脂体への不活性ガスの含浸後は、工程（ｂ）において、常温に冷却・固化された状態に保持されている樹脂体を常圧（大気圧）下に開放することにより、樹脂体表面から不活性ガスを放出する。即ち、常圧、常温下での不活性ガスの溶解度はほとんどゼロであるから、冷却固化されている樹脂体を常圧下に保持することにより、該樹脂体の表面から不活性ガスが徐々に放出されることとなる。従って、予め、大気圧下への開放時間とガス溶解量との関係を測定しておき、この測定結果に基づいて、常圧下での保持時間（開放時間）を調整することにより、樹脂体の表面に、不活性ガスが溶解していない表層もしくは不活性ガス濃度が低くなった表層を適宜の厚みで形成することができる。

さらに、工程（ｃ）においては、上記のように表面に不活性ガスが溶解していない表層が形成されている樹脂体を、該樹脂体のガラス転移点以上の温度に加熱することにより、樹脂体内部に溶解している不活性ガスを発泡させる。即ち、この加熱により、樹脂体に溶解しているガスの内部エネルギー（自由エネルギー）の急激な変化がもたらされ、相分離が引き起こされ、気泡として樹脂体と分離するため発泡が生じることとなる。

上記の場合、樹脂体の温度は表面から順次昇温していくため、樹脂体の内部において、ガスが溶解していない表層側から順次発泡を生じていくこととなる。従って、適度に発泡を生じたところで、工程（ｄ）において、加熱を停止し、冷却することにより、発泡セル１０が存在していない表皮層１，１の下側に発泡セル１０が分布した発泡層３，３が形成され、さらに発泡層３，３の間には発泡セル１０が存在していない基体層５が形成されることとなる。また、このようにして形成される発泡セル１０は、例えば球形状或いは球形に近い不定形状であり、異方性がなく、全体として等方にランダムに分布したものとなる。

以上のようにして樹脂発泡体を形成する場合、炭酸ガス等の不活性ガスの溶解量が多いほど、発泡セルの径を小さく、且つセル密度を大きくすることができる。一方、ガスの溶解量が増大するにしたがい、樹脂のガラス転移点は直線的或いは指数関数的に減少する。また、ガスの溶解によって樹脂の粘弾性も変化し、例えばガス溶解量の増大によって樹脂の粘度が低下する。従って、目的とする機能に応じて、適当なセル径、セル密度が得られ、且つ発泡セル１０が発泡層中に均質に分布するように、ガス溶解量、ガス圧、温度等の発泡条件や各種の処理時間を用いる樹脂毎に設定し、適宜な厚みの表皮層１、発泡層３及び基体層５が形成されるようにするのがよい。

また、上述した方法では、工程（ｃ）での発泡時間（加熱時間）の調整により基体層５を形成しているが、発泡時間によらず、工程（ａ）において、ガスの含浸時間の制御により、樹脂体の全体にわたってガスを含浸させず、中心部分にガスが行き渡る前の段階で含浸を停止することにより、中心部分に発泡セル１０が存在していない基体層５を形成することもできる。

さらに、発泡のための加熱を、樹脂体の両面側から行う場合には、発泡時間（加熱時間）の調整により、図１（ｄ）に示されているように、基体層５を芯とし、その両面側のそれぞれに発泡層３を介して表皮層１が形成された５層構造の樹脂発泡体が得られるが、３層構造の樹脂発泡体を得ることもできる。即ち、樹脂体の一方の表面側から加熱を行い、発泡時間（加熱時間）の調整し、基体層５を形成したときには、基体層５と発泡層３と表皮層との３層構造の樹脂発泡体が得られる。

＜樹脂発泡体から形成される容器＞
上述した方法によって製造される樹脂発泡体は、容器の分野に有効であり、例えば上述した方法に従って樹脂発泡体からなるプリフォームを成形し、これを所定の二次加工に附することにより、ボトルやカップ状の各種容器を製造することができる。このような容器では、発泡層が器壁に形成されているため、着色剤を用いることなく遮光性が付与されている。また、発泡セルが存在していない芯層を有しているため、発泡層の形成による強度の低下或いはガスバリア性の低下は有効に抑制され、さらには、発泡層の形成による軽量化や断熱性の向上も達成することができる。また、表面には、発泡セルが存在していない表皮層が形成されるため、容器の印刷特性やラベル貼着性、耐傷付性も良好である。

即ち、前述した層構造の樹脂発泡体を用いてプリフォーム及び容器を製造するには、以下のようにして行えばよい。

先ず、定法に従って、射出成形や圧縮成形により、例えばポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂に代表される容器用の樹脂を用いてプリフォームを成形する。このプリフォームは、例えばボトルを製造する場合には、通常、試験管形状を有するものであり、カップ形状の容器を製造する場合には、板状の形状を有している。

上記のようにして成形され、冷却・固化されたプリフォームは、圧力容器内で、高圧の不活性ガス雰囲気中に所定時間保持して、プリフォーム中に適量の不活性ガスを含浸、溶解させる。この場合、ガスの溶解量や処理時間を調節するために、プリフォームを、その形状が損なわれない程度の温度に加熱することもできる。

適量の不活性ガスが溶解した後、プリフォームを圧力容器から取り出し、必要により常温に冷却すると同時に大気圧下に開放する。これにより、プリフォーム表面には、不活性ガスが存在しない表層が形成され、不活性ガスは、表層を除く内部にのみ存在することとなる。

適度な時間、大気圧下に開放され、所定厚みの表層が形成された後は、プリフォームをガラス転移点以上（融点未満）の温度に加熱し、溶解している不活性ガスを発泡させ、発泡セルを形成する。これにより、表層に近い部位から順次発泡セルが形成されていくこととなる。

上記のようにして発泡セルが分布した発泡セルが適度な厚みになった時点で、加熱を停止し、常温まで冷却する。これにより、中央部に発泡セルが分布していない基体層が形成され、図１の工程（ｄ）に示されているような多層構造がプリフォームに形成される。

また、不活性ガスの含浸は、プリフォームを成形する際に行うこともできる。例えば、射出成形機における樹脂の可塑部或いは混練部等に高圧不活性ガスを供給し、溶融樹脂に不活性ガスを含浸させながら所定の金型内に押出してプリフォームを成形し、成形されたプリフォームを常温に冷却することで不活性ガスが含浸した状態のプリフォームを得ることが出来る。このとき射出条件を調整したり、金型内において不活性ガスによるカウンタープレッシャーを活用する技術を利用して型内発泡のないプリフォームを製造するのがより好ましい。次いで、取り出したプリフォームを所定時間大気圧下に保持することにより、表層から不活性ガスが放出し表皮層の形成を行うことができる。このようにして形成されたプリフォームは、上記と同様にして、加熱による発泡セルの形成及び加熱停止により、基体層を形成することができる。

このような発泡セルの分布構造を有するプリフォームにおいては、最終的に成形される容器の大きさや二次成形条件、或いは用いる樹脂の特性によっても異なるが、一般に、プリフォーム表面には、２０乃至２００μｍ程度の厚みの表皮層が形成されるように条件設定しておくことが、最終容器の耐傷付性を確保する上で好ましい。また発泡セルの平均径は５乃至５０μｍ程度、発泡層中の発泡セルの密度は、１×１０^６乃至１×１０^９cells/cm^３程度で、且つ発泡層厚みが１００乃至１０００μｍ程度となるように、各種条件を設定しておくことが、適度な遮光性を確保する上で好適であり、また、基体層は１００μｍ以上となるように設定しておくことが、適度な強度、ガスバリア性や二次成形性を確保するために好ましい。

上記のような構造のプリフォームは、公知のブロー成形或いはプラグアシスト成形に代表される真空成形などの二次成形に附されて、ボトルやカップ状の容器に成形されるが、本発明においては、発泡セルが等方に分布しており、異方性を有していないため、このような薄肉化のための二次成形に際しても割れや厚みムラを有効に防止することができる。

かかる容器は、遮光性を有しているため、光による変質を生じる内容物の収容に有効に適用され、また着色剤が配合されていないため、リサイクルにも適している。

尚、上述した本発明の樹脂発泡体は、容器に限らず、キャップ或いは容器栓などにも適用できることは言うまでもない。

［樹脂発泡体の成形］
（実施例１）
イソフタル酸を５ｍｏｌ％含み固有粘度０．９０の共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）を用い、押出成形により厚み０．７０ｍｍのシート（樹脂体）を得た。シートを３０×９０ｍｍに切り出し４０℃の耐圧容器内に設置し、１５ＭＰａの圧力で４時間保持して二酸化炭素ガスの含浸を行った。その後約５分かけて大気圧まで減圧し容器内からサンプルを取り出し、大気圧下で１５分保持した。さらにサンプルを９０℃の湯中へ１０秒間浸漬し発泡させた。

得られた発泡体の断面観察結果を図２に示す。この発泡体は未発泡体からなる１５０μｍの基体層（芯層）とその両面に４３０μｍの発泡層とさらにその外面にそれぞれ１１０μｍの未発泡体からなる表皮層が形成されていた。（図２において、白抜き部分が発泡セルのない表皮層及び基体層（芯層）である。以下の図でも同じである。）

（実施例２）
ガス含浸時間を０．５時間とし、含浸後のガス放出時間を５分とした以外は実施例１と同様な方法で発泡体を得た。得られた発泡体の断面観察結果を図３に示す。発泡体は未発泡体からなる４４０μｍの基体層（芯層）とその両面に３００μｍの発泡層とさらにその外面にそれぞれ３０μｍの未発泡体からなる表皮層が形成されていた。

（実施例３）
ガス含浸時間を６時間とし、湯中への浸漬時間を０．５秒とした以外は実施例１と同様な方法で発泡体を得た。得られた発泡体の断面観察結果を図４に示す。発泡体は未発泡体からなる３００μｍの基体層（芯層）とその両面に３００μｍの発泡層とさらにその外面にそれぞれ１００μｍの未発泡体からなる表皮層が形成されていた。

（比較例１）
ガス含浸時間を６時間とした以外は実施例１と同様な方法で発泡体を得た。得られた発泡体の断面観察結果を図５に示す。発泡体には未発泡体からなる基体層（芯層）がなく、１０６０μｍの発泡層とその両面にそれぞれ１７０μｍの未発泡体からなる表皮層が形成されていた。

（比較例２）
圧力容器から取り出した後の大気開放保持をせず、直ちに発泡させた以外は比較例１と同様な方法で発泡体を得た。得られた発泡体の断面観察結果を図６に示す。発泡体は１５００μｍの発泡層からなり基体層（芯層）、表皮層は形成されていなかった。

以上実施例１〜３、比較例１〜２の発泡成形条件と表皮層・芯層の厚みについて整理すると表１のようになる。この結果からわかるとおりガス含浸時間（ガス溶解量）、ガス放出時間、加熱時間を調整することによって表皮層や芯層の厚みを制御できる。

［衝撃性能評価］
前記実施例１、２、比較例１の発泡体について衝撃性能評価を行った。装置は（株）東洋精機製作所製万能衝撃試験機を用い、引張衝撃試験法にて評価を行った。ハンマはＴ１０型、重量１．１９ｋｇ、回転軸中心からハンマ重心までの距離Ｒは４．９１ｃｍ、クロスヘッドは重量９４．０ｇのものを用いた。試験片はＡＳＴＭＤ１８２２―タイプＳのダンベル形状とした。
結果、各試験片の破断に要した破断エネルギーＥは、芯層がない比較例１がＥ＝０．５Ｊであるのに対して、１５０μmの芯層を有する実施例１はＥ＝０．６Ｊ、４４０μmの芯層を有する実施例２はＥ＝０．８Ｊであり、芯層を付与することで発泡体の衝撃性能低下を抑制できた。

［容器の成形］
（実施例４）
発泡プリフォームの成形およびそのブロー成形を行った。
まず、固有粘度０．８４からなるホモＰＥＴを用いて所謂ＰＥＴボトル用のプリフォームを作製した。プリフォームの成形は定法の射出成形により行い、その形状は５００ｍｌのＰＥＴボトル用として既に製品化されている試験管型とした。プリフォームの肉厚は部位にもよるがおよそ３ｍｍである。

このプリフォームを前述の実施例のように４０℃の耐圧容器内に設置し、１５ＭＰａの圧力で２時間保持して二酸化炭素ガスの含浸を行った。その後約５分かけて大気圧まで減圧し圧力容器内からプリフォームを取り出し、大気圧下で５分間保持した。さらにプリフォームの内外面に対して９０℃の湯を１０秒間浴びせ発泡させた。プリフォームの断面観察を行ったところ、プリフォームの最内面および最外面それぞれに６０μmの表皮層が形成され、それぞれの表皮層の内側には２００μmの発泡層が形成されていた。発泡層はセル径１０〜２０μｍのほぼ球形の多数の気泡で構成されていた。さらに２つの発泡層の間には基体層（芯層）が形成されていた。

このようにして得られた発泡プリフォームを延伸ブロー成形し、内容量５００ｍｌのＰＥＴボトルに成形した。延伸ブロー成形は通常のプリフォームと同等の条件で成形可能であり、形状の異方性や肉厚ムラがなく良好だった。得られたＰＥＴボトルは気泡の存在により白色となり遮光性能も有していた。また、容器剛性、落下強度等の機械的強度は未発泡のＰＥＴボトルと大差ないものであった。

（実施例５）
発泡工程においてプリフォームの外面のみに９０℃の湯を１０秒間浴びせ発泡させた以外は実施例４と同様な方法で発泡プリフォームを得た。プリフォームの断面観察を行ったところ、プリフォームの最外面に６０μmの表皮層が形成され、その内側には２００μmの発泡層が形成され、さらに内側に発泡セルのない基体層が形成され、全体として３層構造を有していた。発泡層はセル径１０〜２０μｍのほぼ球形の多数の気泡で構成されていた。このようにして得られた発泡プリフォームを延伸ブロー成形し、内容量５００ｍｌのＰＥＴボトルに成形した。延伸ブロー成形は通常のプリフォームと同等の条件で成形可能であり、形状の異方性や肉厚ムラがなく良好だった。得られたＰＥＴボトルは気泡の存在により白色となり遮光性能も有していた。また、容器剛性、落下強度等の機械的強度は未発泡のＰＥＴボトルと大差ないものであった。

本発明の樹脂発泡体の製造プロセスの基本概念を示す図。 実施例１の発泡体の断面の一例を示す図。 実施例２の発泡体の断面の一例を示す図。 実施例３の発泡体の断面の一例を示す図。 比較例１の発泡体の断面の一例を示す図。 比較例２の発泡体の断面の一例を示す図。

符号の説明

１：表皮層
３：発泡層
５：基体層
１０：発泡セル

Claims (9)

1. 均質の樹脂体の内部に発泡層を形成させてなる樹脂発泡体であって、表面に形成されている表皮層と、表皮層の下側に形成された発泡層と、発泡層の更に下側に形成された基体層とを有する少なくとも３層構造を有しており、前記表皮層及び基体層には、発泡セルが実質上存在しておらず、前記発泡層には、発泡セルが等方に分布していることを特徴とする樹脂発泡体。
2. 前記基体層の両面のそれぞれに、発泡層を介して表皮層が形成されている請求項１に記載の樹脂発泡体。
3. 請求項１または２に記載された樹脂発泡体からなる遮光性を有しているプリフォーム。
4. 請求項３に記載のプリフォームを成形して得られる遮光性を有しているプラスチック容器。
5. 不活性ガスを樹脂体に含浸させる工程；
   不活性ガスが含浸された前記樹脂体の表皮層から不活性ガスを放出する工程；
   前記樹脂体を表面側から加熱して、基体層を除く部分で発泡させる工程；
   からなることを特徴とする樹脂発泡体の製造方法。
6. 所定形状に成形された前記樹脂体を高圧の不活性ガス雰囲気中に保持させることにより、不活性ガスを前記樹脂体の全体にわたって含浸させる請求項５に記載の製造方法。
7. 所定形状に成形された前記樹脂体を高圧の不活性ガス雰囲気中に保持させることにより、前記樹脂体の基体層を除く部分に不活性ガスを含浸させる請求項５に記載の製造方法。
8. 冷却固化された状態で前記樹脂体を常圧下に保持することにより、前記樹脂体の表皮層から不活性ガスを放出させる請求項５乃至７の何れかに記載の製造方法。
9. 前記樹脂体の加熱を、基体層の発泡が開始する前の段階で停止することにより、基体層を除く部分で発泡させる請求項５に記載の製造方法。

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