JP2021116412A - Foam sheet, product, and method for producing foam sheet - Google Patents

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太一 根本
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千代志 野▲崎▼
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Abstract

To provide a foam sheet excellent in strength.SOLUTION: A foam sheet contains an aliphatic polyester resin, and a filler. A degree of hydrophobicity of the filler is 50 mass% or more, and a pH of the filler is 6.5 or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、発泡シート、製造物、及び発泡シートの製造方法に関する。 The present invention relates to an effervescent sheet, a product, and a method for producing an effervescent sheet.

プラスチック製品は、袋、容器などの様々な形状に加工されて広く流通している。しかし、前記プラスチック製品は、自然界で分解されにくい性質を有しているため、使用後の前記プラスチック製品の廃棄処理が問題となっている。そこで、前記プラスチック製品について、自然界で分解されにくい非分解性プラスチックから自然界で分解される生分解性プラスチックへ置き換えるための材料開発が盛んに行われている。 Plastic products are processed into various shapes such as bags and containers and are widely distributed. However, since the plastic product has a property of being difficult to be decomposed in the natural world, disposal of the plastic product after use has become a problem. Therefore, materials for replacing non-degradable plastics, which are difficult to be decomposed in nature, with biodegradable plastics, which are decomposed in nature, are being actively developed for the plastic products.

生分解性を有するプラスチックとして、生分解性を有する脂肪族ポリエステルが注目されている。
前記脂肪族ポリエステルを広く用いるために、前記脂肪族ポリエステルを発泡させて脂肪族ポリエステルの量を減らした発泡シートが提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。
As a biodegradable plastic, an aliphatic polyester having biodegradability is attracting attention.
In order to widely use the aliphatic polyester, a foamed sheet in which the aliphatic polyester is foamed to reduce the amount of the aliphatic polyester has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 4).

本発明は、強度の優れた発泡シートを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a foamed sheet having excellent strength.

前記課題を解決するための手段としての本発明の発泡シートは、脂肪族ポリエステル樹脂、及びフィラーを含有し、
前記フィラーの疎水化度が、50質量%以上であり、
前記フィラーのpHが6.5以下であることを特徴とする。
The foamed sheet of the present invention as a means for solving the above-mentioned problems contains an aliphatic polyester resin and a filler, and contains an aliphatic polyester resin and a filler.
The degree of hydrophobization of the filler is 50% by mass or more, and the degree of hydrophobization is 50% by mass or more.
The filler has a pH of 6.5 or less.

本発明によると、強度の優れた発泡シートを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a foamed sheet having excellent strength.

図1は、温度と圧力に対する物質の状態を示す相図である。FIG. 1 is a phase diagram showing the state of matter with respect to temperature and pressure. 図2は、圧縮性流体の範囲を定義するための相図である。FIG. 2 is a phase diagram for defining the range of the compressible fluid. 図3は、本発明の脂肪族ポリエステル樹脂組成物の製造に用いる連続式混練装置の一例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing an example of a continuous kneading device used for producing the aliphatic polyester resin composition of the present invention. 図4は、本発明の発泡シートの製造に用いる連続発泡装置の一例を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing an example of a continuous foaming apparatus used for manufacturing the foamed sheet of the present invention.

(発泡シート)
本発明の発泡シートは、脂肪族ポリエステル樹脂(以下、「脂肪族ポリエステル」とも称する)、及びフィラーを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
(Effervescent sheet)
The foamed sheet of the present invention contains an aliphatic polyester resin (hereinafter, also referred to as "aliphatic polyester") and a filler, and further contains other components as necessary.

一般的に、ポリ乳酸をはじめとする脂肪族ポリエステルは、成形加工しにくいことが知られている。そこで、ポリ乳酸に他の樹脂を混ぜてポリ乳酸及びポリ乳酸シートの改質を行うことが特開2007−46019号公報に提案されている。しかし、前記提案では、ポリ乳酸に他の樹脂を混ぜることで、前記他の樹脂が生分解されにくい樹脂であることから、全体として生分解されにくい樹脂となっている。 In general, it is known that aliphatic polyesters such as polylactic acid are difficult to be molded. Therefore, it is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-46019 to modify polylactic acid and a polylactic acid sheet by mixing polylactic acid with another resin. However, in the above proposal, by mixing polylactic acid with another resin, the other resin is not easily biodegradable, so that the resin is not easily biodegradable as a whole.

樹脂を発泡させた発泡シートは、樹脂の使用量を低減し、軽量化できる点で好ましいが、発泡シートの強度及び柔軟性を両立させるためには、発泡径を均一かつ微細に分散させる必要がある。
特許第5207277号公報に開示されている微細発泡体は、超臨界状態の二酸化炭素を発泡剤として、発泡径が1μm以下である。超臨界状態の二酸化炭素は、脂肪族ポリエステルの骨格と類似した構造を有していることから、脂肪族ポリエステル樹脂と親和性が高く、発泡剤として好適なものと言われている。しかし、この提案は、バッチ装置でのみ製造できるものであり、連続プロセスで工業的に大量生産できるものではない。
一般的に結晶性を有する脂肪族ポリエステル樹脂は、一旦溶融すると、急激に粘度が低下することが知られており、破泡、発泡の合一などが起きやすく、発泡径の微細化及び均一化はそもそも難しい。
A foamed sheet in which a resin is foamed is preferable in that the amount of resin used can be reduced and the weight can be reduced. However, in order to achieve both strength and flexibility of the foamed sheet, it is necessary to uniformly and finely disperse the foamed diameter. be.
The fine foam material disclosed in Japanese Patent No. 5207277 uses carbon dioxide in a supercritical state as a foaming agent and has a foam diameter of 1 μm or less. Since carbon dioxide in a supercritical state has a structure similar to that of an aliphatic polyester skeleton, it has a high affinity with an aliphatic polyester resin and is said to be suitable as a foaming agent. However, this proposal can only be manufactured in batch equipment and cannot be industrially mass-produced in a continuous process.
Generally, it is known that the viscosity of an aliphatic polyester resin having crystallinity decreases sharply once it is melted, and foam rupture and coalescence of foams are likely to occur, so that the foam diameter is made finer and more uniform. It's difficult in the first place.

発明者は、上記のような問題を解決することのできる、微細かつ均一な発泡を有する、工業的に大量生産できるポリ乳酸発泡シートを得るべく、検討を行った。その結果、フィラーの疎水化度及びpHを適切にすることで、均一かつ微細な発泡を有する脂肪族ポリエステル樹脂を多く含有する発泡シートが得られることを見出し、本発明の完成に至った。 The inventor has studied to obtain a polylactic acid foamed sheet that can be mass-produced industrially and has fine and uniform foaming that can solve the above problems. As a result, they have found that a foamed sheet containing a large amount of an aliphatic polyester resin having uniform and fine foaming can be obtained by adjusting the degree of hydrophobicity and pH of the filler, and the present invention has been completed.

<脂肪族ポリエステル樹脂>
前記脂肪族ポリエステル樹脂は微生物により生分解される(生分解性樹脂)ので,環境に優しい低環境負荷高分子材料として注目されている(「脂肪族ポリエステルの構造、物性、生分解性 高分子 2001年50巻6号 p374−377」参照)。
脂肪族ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ(3−ヒドロキシブチレート)、ポリ(3−ヒドロキシブチレート・3−ヒドロキシヘキサノエート)、ポリ(3−ヒドロキシブチレート・3−ヒドロキシバリレート)、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリ(ブチレンサクシネート・アジペート)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、カーボンニュートラルな材料であり、かつ比較的安価であるポリ乳酸が好ましい。
<Alphatic polyester resin>
Since the aliphatic polyester resin is biodegraded by microorganisms (biodegradable resin), it is attracting attention as an environment-friendly low environmental load polymer material (“Structure, physical properties, biodegradable polymer 2001 of aliphatic polyester”. See Vol. 50, No. 6, p374-377 ").
Examples of the aliphatic polyester resin include polylactic acid, polyglycolic acid, poly (3-hydroxybutyrate), poly (3-hydroxybutyrate / 3-hydroxyhexanoate), and poly (3-hydroxybutyrate / 3). -Hydroxyvariate), polycaprolactone, polybutylene succinate, poly (butylene succinate adipate) and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polylactic acid, which is a carbon-neutral material and is relatively inexpensive, is preferable.

前記ポリ乳酸としては、例えば、D−乳酸及びL−乳酸の共重合体、D−乳酸(D体)又はL−乳酸(L体)のいずれか一方の単独重合体、D−ラクチド(D体)、L−ラクチド(L体)及びDL−ラクチドからなる群より選ばれた一又は二以上のラクチドの開環重合体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリ乳酸として、D−乳酸及びL−乳酸の共重合体を用いた場合、D−乳酸及びL−乳酸の割合としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。D−乳酸及びL−乳酸の共重合体において、少ない方の光学異性体が減少するにしたがって、結晶性が高くなり融点やガラス転移点が高くなる傾向がある。また、少ない方の光学異性体が増加するにしたがって、結晶性が低くなり、やがて非結晶となる傾向がある。結晶性は発泡シートの耐熱性や、発泡の成型温度に関連するため、用途に応じて使い分ければよく、特に限定しない。なお、ここでの結晶性とは結晶化度や結晶化速度のことを表現しており、結晶性が高いとは、結晶化度が高いおよびまたは結晶化速度が速いことを意味する。
ポリ乳酸としては、適宜合成したものを用いても、市販されているものを用いてもよい。
Examples of the polylactic acid include a copolymer of D-lactic acid and L-lactic acid, a homopolymer of either D-lactic acid (D form) or L-lactic acid (L form), and D-lactide (D form). ), L-lactide (L-form) and a ring-opening polymer of one or more lactides selected from the group consisting of DL-lactide. These may be used alone or in combination of two or more.
When a copolymer of D-lactic acid and L-lactic acid is used as the polylactic acid, the ratio of D-lactic acid and L-lactic acid is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose. In the D-lactic acid and L-lactic acid copolymers, the crystallinity tends to increase and the melting point and the glass transition point tend to increase as the smaller number of optical isomers decreases. Further, as the smaller number of optical isomers increases, the crystallinity tends to decrease and eventually becomes amorphous. Since crystallinity is related to the heat resistance of the foamed sheet and the molding temperature of foaming, it may be used properly according to the application, and is not particularly limited. The crystallinity here expresses the crystallinity and the crystallization rate, and the high crystallinity means that the crystallinity is high and / or the crystallization rate is high.
As the polylactic acid, an appropriately synthesized one or a commercially available one may be used.

前記脂肪族ポリエステル樹脂の含有割合は、生分解性の点から、発泡シート中の有機物の全量に対して80質量%以上であることが好ましく、99質量%以上であることがより好ましい。 From the viewpoint of biodegradability, the content ratio of the aliphatic polyester resin is preferably 80% by mass or more, more preferably 99% by mass or more, based on the total amount of organic substances in the foamed sheet.

<脂肪族ポリエステル樹脂の含有割合の測定方法>
脂肪族ポリエステル樹脂の含有割合は、仕込む材料の割合から算出できる。もし、材料比率が不明な場合は、例えば、以下のGCMS分析を行い、既知の脂肪族ポリエステル樹脂を標準試料とした比較により成分を特定することができる。必要に応じて、NMR測定によるスペクトルの面積比やその他分析方法も組み合わせて算出することが可能である。
−GCMS分析による測定−
・GCMS:株式会社島津製作所製 QP2010 補器 フロンティア・ラボPy3030D
・分離カラム:フロンティア・ラボUltra ALLOY UA5−30M−0.25F
・試料加熱温度:300℃
・カラムオーブン温度:50℃(1分保持)〜昇温度15℃/分〜320℃(6分)
・イオン化法:Electron Ionization(E.I)法
・検出質量範囲:25〜700(m/z)
<Measuring method of content ratio of aliphatic polyester resin>
The content ratio of the aliphatic polyester resin can be calculated from the ratio of the materials to be charged. If the material ratio is unknown, for example, the following GCMS analysis can be performed, and the components can be specified by comparison using a known aliphatic polyester resin as a standard sample. If necessary, it is possible to calculate the area ratio of the spectrum by NMR measurement and other analysis methods in combination.
-Measurement by GCMS analysis-
・ GCMS: Shimadzu Corporation QP2010 Auxiliary Equipment Frontier Lab Py3030D
-Separation column: Frontier Lab Ultra ALLOY UA5-30M-0.25F
-Sample heating temperature: 300 ° C
-Column oven temperature: 50 ° C (hold for 1 minute) -rise temperature 15 ° C / min-320 ° C (6 minutes)
-Ionization method: Electron Ionization (EI) method-Detected mass range: 25 to 700 (m / z)

<フィラー>
前記フィラー(以下、「発泡核材」と称することもある)は、発泡シートの発泡状態(泡の大きさ、及び量、配置)などを調節するために含有される。
前記フィラーとしては、無機系フィラー、有機系フィラーなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記無機系フィラーとしては、例えば、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、層状珪酸塩、炭酸亜鉛、ワラストナイト、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、ケイ酸カルシウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カルシウム、アルミノ珪酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、ガラスバルーン、カーボンブラック、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、ゼオライト、ハイドロタルサイト、金属繊維、金属ウイスカー、セラミックウイスカー、チタン酸カリウム、窒化ホウ素、グラファイト、ガラス繊維、炭素繊維などが挙げられる。
前記有機系フィラーとしては、澱粉、セルロース微粒子、木粉、おから、モミ殻、フスマ等の天然に存在するポリマーやこれらの変性品、またソルビトール化合物、安息香酸およびその化合物の金属塩、燐酸エステル金属塩、ロジン化合物などが挙げられる。
これらの中でも、後述する圧縮性流体との親和性が高い点から、無機系核剤であるシリカが好ましい。また、シリカ以外のフィラーをベースとして用いる場合は、シリカで表面処理されたフィラーが好ましい。
<Filler>
The filler (hereinafter, also referred to as “foam core material”) is contained in order to adjust the foaming state (size, amount, arrangement of foam) of the foamed sheet.
Examples of the filler include inorganic fillers and organic fillers. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the inorganic filler include talc, kaolin, calcium carbonate, layered silicate, zinc carbonate, wallastonite, silica, alumina, magnesium oxide, calcium silicate, sodium aluminate, calcium aluminate, and sodium aluminate. Examples thereof include magnesium silicate, glass balloon, carbon black, zinc oxide, antimony trioxide, zeolite, hydrotalcite, metal fiber, metal whisker, ceramic whisker, potassium titanate, boron nitride, graphite, glass fiber and carbon fiber.
Examples of the organic filler include naturally occurring polymers such as starch, cellulose fine particles, wood flour, okara, fir husks, and bran, modified products thereof, sorbitol compounds, benzoic acid, metal salts of the compounds, and phosphoric acid esters. Examples include metal salts and rosin compounds.
Among these, silica, which is an inorganic nucleating agent, is preferable because it has a high affinity with a compressible fluid described later. When a filler other than silica is used as a base, a filler surface-treated with silica is preferable.

シリカは、SiOで表される二酸化ケイ素を主成分とするものである。シリカ粒子の製造方法により大別して、乾式法シリカと湿式法シリカの2つに分けられるが、本発明では、いずれの方法で製造されたものも用いることができる。 Silica contains silicon dioxide represented by SiO 2 as a main component. The silica particles are roughly classified into two types, dry silica and wet silica, according to the method for producing silica particles. In the present invention, any of the methods produced can be used.

シリカは、必要に応じてシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、オルガノシロキサン等の反応性化合物によって、表面処理がなされていることが好ましい。
特にシランカップリング剤は、シリカ粒子の表面処理に好適に用いることができ、シランカップリング剤の具体例として、例えば、ビニルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
Silica is preferably surface-treated with a reactive compound such as a silane coupling agent, a titanate coupling agent, or an organosiloxane, if necessary.
In particular, a silane coupling agent can be suitably used for surface treatment of silica particles, and specific examples of the silane coupling agent include, for example, vinyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and γ-methacryloxy. Examples thereof include propyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, and γ-mercaptopropyltrimethoxysilane.

シリカの含有割合としては、シリカで表面処理されたフィラーを用いる場合、シリカとシリカ以外のフィラーとの併用の場合のいずれにおいても、発泡シート中の無機物の全量に対して50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましい。シリカの含有割合が、50質量%以上であると、発泡が均一かつ微細になる。 The content ratio of silica is preferably 50% by mass or more with respect to the total amount of inorganic substances in the foamed sheet, regardless of whether a filler surface-treated with silica is used or a filler other than silica is used in combination with silica. , 60% by mass or more is more preferable. When the silica content is 50% by mass or more, the foaming becomes uniform and fine.

フィラーの個数平均粒子径としては、5nm(0.005μm)〜100nm(0.1μm)が好ましく、0.01μm〜0.08μmがより好ましい。個数平均粒子径が、平均粒子径が5nm(0.005μm)未満であると、シリカは分散性が劣るため、得られる発泡シートは衝撃強度等のシート物性が低下することがあり、平均粒子径が100nm(0.1μm)を超えると、得られる発泡シートは表面外観が劣ることがある。 The average particle size of the number of fillers is preferably 5 nm (0.005 μm) to 100 nm (0.1 μm), more preferably 0.01 μm to 0.08 μm. If the number average particle size is less than 5 nm (0.005 μm), the dispersibility of silica is poor, and the resulting foamed sheet may have reduced sheet physical properties such as impact strength, and the average particle size. If it exceeds 100 nm (0.1 μm), the surface appearance of the obtained foamed sheet may be inferior.

フィラーの平均粒子径は、便宜的にフィラーを真球と仮定してBET比表面積で表しても構わない。その際にBET比表面積は23m/g〜230m/gとなる。
(BET比表面積(m/g)=粒子一つの比表面積/粒子一つの重さ=3/(平均径/2)×真比重
=3/(平均径/2)/(真比重×10
※粒子1つの重さ:(平均径/2)×4/3×3.14×真比重(2.65)×10(g/個)
※粒子1つの比表面積(平均径/2)×4×3.14
The average particle size of the filler may be expressed by the BET specific surface area assuming that the filler is a true sphere for convenience. Its BET specific surface area in becomes 23m 2 / g~230m 2 / g.
(BET specific surface area (m 2 / g) = specific surface area of one particle / weight of one particle = 3 / (average diameter / 2) x true specific gravity = 3 / (average diameter / 2) / (true specific gravity x 10 6) )
※ particles one weighing :( average diameter / 2) 3 × 4/3 × 3.14 × true density (2.65) × 10 6 (g / piece)
* Specific surface area of one particle (average diameter / 2) 2 x 4 x 3.14

フィラーの個数平均粒子径の標準偏差(σ)としては、個数平均粒子径に対し、3倍以下が好ましく、2倍以下がより好ましい。標準偏差(σ)が、前記範囲内であれば、発泡シートの発泡が均一である。
なお、フィラーの標準偏差と、発泡の標準偏差とは相関がある。即ち、フィラーの標準偏差が上記範囲内であれば、発泡が均一であると言える。
The standard deviation (σ) of the number average particle size of the filler is preferably 3 times or less, more preferably 2 times or less, based on the number average particle size. When the standard deviation (σ) is within the above range, the foaming of the foamed sheet is uniform.
There is a correlation between the standard deviation of the filler and the standard deviation of foaming. That is, if the standard deviation of the filler is within the above range, it can be said that the foaming is uniform.

粒子径10μm以上であるフィラーの粗大粒子の割合としては、発泡シート1gあたり100個以下が好ましく、40個以下がより好ましい。粗大粒子数が100個以下であると、発泡径は微細であり、外観、強度等の物性が良好である。 The proportion of coarse particles of the filler having a particle size of 10 μm or more is preferably 100 or less, more preferably 40 or less per 1 g of the foamed sheet. When the number of coarse particles is 100 or less, the foam diameter is fine and the physical properties such as appearance and strength are good.

粗大粒子の割合の測定としては、発泡シート50mgを再溶融して10μmの薄膜状とし、光学顕微鏡(ニコン社製、FX−21、倍率100倍)で、粒子径10μm以上の大きさのフィラーに起因する粗大粒子の個数を数えることで測定できる。 To measure the proportion of coarse particles, remelt 50 mg of foamed sheet into a thin film of 10 μm, and use an optical microscope (Nikon, FX-21, magnification 100 times) to make a filler with a particle size of 10 μm or more. It can be measured by counting the number of coarse particles caused by it.

フィラーの疎水化度としては、50wt%(質量%)以上であり、60wt%以上が好ましい。ここでの疎水化度とは、メタノール疎水化度のことを指す。疎水化度が、50wt%未満であると、吸湿性が高まり脂肪族ポリエステル中でフィラーが凝集してしまうだけでなく、フィラーを脂肪族ポリエステルに導入する際に、水分によって脂肪族ポリエステルが加水分解を受けるなどの副作用の原因となるため、好ましくない。 The degree of hydrophobization of the filler is 50 wt% (mass%) or more, preferably 60 wt% or more. The degree of hydrophobization here refers to the degree of methanol hydrophobization. If the degree of hydrophobization is less than 50 wt%, not only the hygroscopicity is increased and the filler is aggregated in the aliphatic polyester, but also when the filler is introduced into the aliphatic polyester, the aliphatic polyester is hydrolyzed by water. It is not preferable because it causes side effects such as receiving.

疎水化度は、1gのフィラーが、50mlの純水表面に浮遊した状態に、攪拌しながらメタノール滴下し、全量のフィラーを純水中に懸濁させるのに要したメタノール量を重量%で求めることにより測定できる。 The degree of hydrophobization is determined by dropping methanol while stirring while 1 g of the filler is suspended on the surface of 50 ml of pure water, and determining the amount of methanol required to suspend the entire amount of the filler in pure water in% by weight. It can be measured by.

フィラーのpHとしては、6.5以下であり、3.5〜6が好ましく、4〜6がより好ましい。ここでのフィラーのpHとは、フィラーの4%分散液(水:メタノール=1:1)中で求めるフィラー表面のpHを指す。pHが6を超えると、フィラー同士が凝集することがある。pH3.5未満では、脂肪族ポリエステルが分解する恐れがある。
フィラーのpHが、上記の範囲の理由は以下のものによる。二酸化炭素を発泡剤として使用する際に、二酸化炭素をフィラーの分散媒としてみると、フィラー分散液の(等電点)では粒子が凝集しやすくなると考えられる。二酸化炭素のイオン化ポテンシャル13.7eV,電子親和力3.8eVという値が示すようにCOは本質的に求電子的であるため、分散に最適なフィラーの表面状態が存在すると考えられたためである。
The pH of the filler is 6.5 or less, preferably 3.5 to 6, and more preferably 4 to 6. The pH of the filler here refers to the pH of the surface of the filler obtained in a 4% dispersion of the filler (water: methanol = 1: 1). If the pH exceeds 6, the fillers may aggregate with each other. If the pH is less than 3.5, the aliphatic polyester may be decomposed.
The reason why the pH of the filler is in the above range is as follows. When carbon dioxide is used as a foaming agent, if carbon dioxide is used as a dispersion medium for the filler, it is considered that particles are likely to aggregate at the (isoelectric point) of the filler dispersion. This is because CO 2 is essentially electrophilic as shown by the values of carbon dioxide ionization potential of 13.7 eV and electron affinity of 3.8 eV, and it is considered that the surface state of the filler optimal for dispersion exists.

pHは、発泡核剤4%の懸濁液(水/メタノール=1:1vol/vol)を調製し、調製した懸濁液のpHを測定することで得られる。 The pH is obtained by preparing a suspension of 4% effervescent nucleating agent (water / methanol = 1: 1 vol / vol) and measuring the pH of the prepared suspension.

上記の疎水化度、pHなどのフィラーの評価は、発泡シートの製造後であっても、発泡シートを溶剤で溶解し、脂肪族ポリエステル樹脂成分を濾別して、フィラーを取り出し、得られたフィラーをを分析することでも得られる。
また、得られた発泡シートのフィラーを評価する場合は、発泡シートを電気炉などで燃やし、灰分として取り出す事前操作を行ってもよい。
In the evaluation of the filler such as the degree of hydrophobicity and pH described above, even after the foamed sheet is manufactured, the foamed sheet is dissolved with a solvent, the aliphatic polyester resin component is filtered off, the filler is taken out, and the obtained filler is used. It can also be obtained by analyzing.
Further, when evaluating the filler of the obtained foamed sheet, a preliminary operation may be performed in which the foamed sheet is burned in an electric furnace or the like and taken out as ash.

フィラーの含有量としては、発泡シートの物性を損なわない限り、目的に応じて適宜選択することができるが、発泡シート全体に対して、0.1質量%〜10質量%が好ましく、0.5質量%〜5質量%がより好ましい。フィラーの含有量が、0.1質量%〜10質量%であると、フィラー同士が凝集するという不具合を防止できる。 The content of the filler can be appropriately selected depending on the intended purpose as long as the physical properties of the foamed sheet are not impaired, but is preferably 0.1% by mass to 10% by mass, and 0.5% by mass, based on the entire foamed sheet. More preferably, it is by mass% to 5% by mass. When the content of the filler is 0.1% by mass to 10% by mass, it is possible to prevent the problem that the fillers aggregate with each other.

<その他の成分>
その他の成分としては、通常、発泡シートに含有されるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、架橋剤などが挙げられる。
架橋剤としては、ポリ乳酸樹脂との反応性が高くモノマーが残りにくく、樹脂の着色も少ないことから、分子内に2個以上の(メタ)アクリル基を有するか、又は1個以上の(メタ)アクリル基と1個以上のグリシジル基もしくはビニル基を有する(メタ)アクリル酸エステル化合物が好ましい。
これらの具体的な化合物としては、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリセロールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリロキシポリエチレングリコールモノアクリレート、アリロキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート、またこれらのアルキレングリコール部が様々な長さのアルキレンの共重合体でもよく、さらにブタンジオールメタクリレート、ブタンジオールアクリレート等が挙げられる。
<Other ingredients>
The other components are not particularly limited as long as they are usually contained in the foamed sheet, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a cross-linking agent.
As the cross-linking agent, since it is highly reactive with the polylactic acid resin, the monomer is unlikely to remain, and the resin is less colored, it has two or more (meth) acrylic groups in the molecule or one or more (meth) acrylic groups. ) A (meth) acrylic acid ester compound having an acrylic group and one or more glycidyl groups or vinyl groups is preferable.
Specific examples of these compounds include glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate, glycerol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropanetriacrylate, allyloxypolyethylene glycol monoacrylate, allyloxypolyethylene glycol monomethacrylate, and polyethylene glycol dimethacrylate. Polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol diacrylate, polytetramethylene glycol dimethacrylate, and alkylene copolymers in which these alkylene glycol portions have various lengths may be used, and butanediol methacrylate and butanediol acrylate may be used. And so on.

架橋剤を含有することで、溶融張力を付与でき、発泡ポリ乳酸シートの発泡倍率を調整することができる。溶融張力を付与手段として、層状珪酸塩等の発泡核剤をナノレベルで分散する方法、架橋剤あるいは架橋助剤等を用いて樹脂組成物を架橋する方法、電子線等により樹脂組成物を架橋する方法、高い溶融張力を有する別の樹脂組成物を添加する方法等がある。
その他の成分としては、上記の他に、熱安定剤、酸化防止剤、可塑剤などの添加剤が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
By containing a cross-linking agent, melt tension can be applied and the foaming ratio of the foamed polylactic acid sheet can be adjusted. A method of dispersing a foam nucleating agent such as a layered silicate at the nano level, a method of cross-linking a resin composition using a cross-linking agent or a cross-linking aid, or a method of cross-linking a resin composition by an electron beam or the like as a means for imparting melt tension. There is a method of adding another resin composition having a high melt tension, and the like.
In addition to the above, other components include additives such as heat stabilizers, antioxidants, and plasticizers. These may be used alone or in combination of two or more.

その他の成分の含有割合としては、発泡シート中の有機物の全量に対して、リサイクル性の点から、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。 The content ratio of other components is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, based on the total amount of organic substances in the foamed sheet, from the viewpoint of recyclability.

<発泡シートの物性>
本発明の発泡シートの平均発泡径としては、15μm以下が好ましく、7μm以下がより好ましい。平均発泡径としては、0.1μm以上が好ましい。
平均発泡径が、15μm以上であると、発泡シートの強度が低下する可能性がある。
<Physical characteristics of foam sheet>
The average foam diameter of the foamed sheet of the present invention is preferably 15 μm or less, more preferably 7 μm or less. The average foam diameter is preferably 0.1 μm or more.
If the average foam diameter is 15 μm or more, the strength of the foam sheet may decrease.

発泡シートの平均発泡径の測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、発泡シートをイオンミリング装置にて断面加工を行い、断面のSEM観察を行うことで測定できる。。
得られた断面SEM写真(倍率3,000倍)は、Image−Pro Premier(mediacy社製)のソフトを使用し、発泡(空隙)に該当する灰色成分と樹脂成分(白色)を二値化し、35μm×20μmの範囲で平均粒子径(フェレ径)を求め、フェレ径0.5μm以上の灰色成分(発泡)について、平均発泡径を算出する。
The method for measuring the average foam diameter of the foamed sheet is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the foamed sheet is cross-sectioned with an ion milling device and SEM observation of the cross section is performed. Can be measured with. ..
The obtained cross-sectional SEM photograph (magnification of 3,000 times) was obtained by binarizing the gray component and the resin component (white) corresponding to foaming (voids) using software of Image-Pro Premier (manufactured by media). The average particle diameter (ferred diameter) is obtained in the range of 35 μm × 20 μm, and the average foamed diameter is calculated for the gray component (foaming) having a ferret diameter of 0.5 μm or more.

発泡シートのかさ密度としては、0.1g/cm以上0.9g/cm以下が好ましく、0.7g/cm以下がより好ましく、0.5g/cm以下が更に好ましい。
発泡シートのかさ密度がこの範囲内であれば、強度と軽量性とのバランスに優れた発泡シートを得ることができる。
The bulk density of the foam sheet is preferably 0.1 g / cm 3 or more 0.9 g / cm 3 or less, more preferably 0.7 g / cm 3 or less, 0.5 g / cm 3 or less is more preferable.
When the bulk density of the foamed sheet is within this range, a foamed sheet having an excellent balance between strength and lightness can be obtained.

発泡シートのかさ密度の測定方法としては、例えば、次のように測定できる。
温度23℃、相対湿度50%の環境下で24時間以上放置した発泡シートの外形寸法からかさ体積を求める。 次いで、この発泡シートの重量(g)を精秤する。 発泡シートの重量をかさ体積にて割り算することにより、かさ密度を求める。
As a method for measuring the bulk density of the foamed sheet, for example, it can be measured as follows.
The bulk volume is obtained from the external dimensions of the foamed sheet left for 24 hours or more in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%. Next, the weight (g) of this foamed sheet is precisely weighed. The bulk density is obtained by dividing the weight of the foam sheet by the bulk volume.

本発明の発泡シートは、後述する製造物として使用してもよく、シートにそのまま印字などをして使用しても、型を用いて加工して製品を得るプロセスに供してもよい。
型を用いたシートの加工方法としては、特に制限はなく、従来公知の熱可塑性樹脂の方法を用いることができ、例えば、真空成型、圧空成型、真空圧空成型、プレス成型などが挙げられる。
The foamed sheet of the present invention may be used as a product described later, may be used by printing on the sheet as it is, or may be used in a process of processing using a mold to obtain a product.
The method for processing the sheet using the mold is not particularly limited, and a conventionally known method of thermoplastic resin can be used, and examples thereof include vacuum forming, compressed air molding, vacuum pressure air forming, and press molding.

(製造物)
本発明の製造物は、本発明の発泡シートを含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
前記その他の成分としては、通常の樹脂製品に用いられるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
(Product)
The product of the present invention comprises the foamed sheet of the present invention and, if necessary, other components.
The other components are not particularly limited as long as they are used in ordinary resin products, and can be appropriately selected depending on the intended purpose.

前記製造物(「消費材」とも称される)としては、例えば、生活用品として、袋、包装容器、トレー、食器、カトラリー、文房具、他に緩衝材などが挙げられる。この製造物の概念には、製造物を加工するための中間体として、シートをロール状にした原反や、単体としての製造物のみでなく、トレーの取っ手のような製造物からなる部品や、取っ手が取り付けられたトレーのような製造物を備えた製品なども含まれる。
前記袋としては、レジ袋、ショッピングバッグ、ごみ袋などが挙げられる。
前記文房具としては、例えば、クリアファイル、ワッペンなどが挙げられる。
Examples of the product (also referred to as “consumable material”) include bags, packaging containers, trays, tableware, cutlery, stationery, and cushioning materials as daily necessities. The concept of this product is that, as an intermediate for processing the product, not only the raw fabric made by rolling the sheet, the product as a single unit, but also the parts consisting of the product such as the handle of the tray. Also included are products with products such as trays with handles attached.
Examples of the bag include a plastic shopping bag, a shopping bag, and a garbage bag.
Examples of the stationery include clear files and emblems.

従来の発泡シートは、発泡径が大きく、ばらつきが大きかったため、シートの強度、柔軟性などのシート物性に課題があった。
本発明の発泡シートを用いて成型された製造物は、物性に優れているため、前記生活用品以外の用途としても適用でき、例えば、工業用資材、農業用品、食品用、医薬品用、化粧品等のシート、包装材等の用途として幅広く適用することができる。
Since the conventional foamed sheet has a large foaming diameter and a large variation, there is a problem in the sheet physical properties such as the strength and flexibility of the sheet.
Since the product molded using the foamed sheet of the present invention has excellent physical properties, it can be applied to applications other than the above-mentioned daily necessities, for example, industrial materials, agricultural products, food products, pharmaceutical products, cosmetics, etc. It can be widely applied as a sheet, packaging material, etc.

本発明の発泡シートは、発泡シートの生分解性を生かせる用途、特に食品に使用する包装材料、化粧品や、医薬品などの医療用シートとして有用であり、薄膜化などにより、より性能向上が期待できる。 The foamed sheet of the present invention is useful for applications that make the best use of the biodegradability of the foamed sheet, especially as a packaging material used for foods, cosmetics, medical sheets for pharmaceuticals, etc., and further improvement in performance can be expected by thinning the film. ..

(発泡シートの製造方法)
本発明の発泡シートの製造方法は、混錬工程と、発泡工程と、を有し、更に必要に応じてその他の工程を有する。
混錬工程と、発泡工程とは、同時に行ってもよく、別々の工程として行ってもよい。
(Manufacturing method of foam sheet)
The method for producing a foamed sheet of the present invention includes a kneading step and a foaming step, and further has other steps as needed.
The kneading step and the foaming step may be carried out at the same time or as separate steps.

<混錬工程>
混錬工程は、圧縮性流体の存在下において、脂肪族ポリエステル樹脂とフィラーとを、前記脂肪族ポリエステル樹脂の融点より低い温度で混錬する工程である。
混錬工程においては、発泡をより効率的に進めるため、脂肪族ポリエステル樹脂及びフィラーに加えて、発泡剤を入れてもよい。
なお、脂肪族ポリエステル樹脂、フィラー、及び発泡剤の発泡させる前の混合物のことをポリ乳酸組成物、マスターバッチと称することがある。
<Kneading process>
The kneading step is a step of kneading the aliphatic polyester resin and the filler at a temperature lower than the melting point of the aliphatic polyester resin in the presence of a compressible fluid.
In the kneading step, a foaming agent may be added in addition to the aliphatic polyester resin and the filler in order to promote foaming more efficiently.
The mixture of the aliphatic polyester resin, the filler, and the foaming agent before foaming may be referred to as a polylactic acid composition or a masterbatch.

<<発泡剤>>
発泡剤としては、高い発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡シートを得られ易い点において、プロパン、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、ヘキサン等の低級アルカン等の炭化水素類、ジメチルエーテル等のエーテル類、メチルクロライド、エチルクロライド等のハロゲン化炭化水素類、二酸化炭素、窒素等の圧縮性ガスなどの物理発泡剤などが挙げられる。
これらの中でも、臭気がない、安全に取り扱える、環境負荷が低いという観点で、二酸化炭素や窒素などの圧縮性ガスを用いることが好ましい。
<< Foaming agent >>
As the foaming agent, hydrocarbons such as lower alkanes such as propane, normal butane, isobutane, normal pentane, isopentane, and hexane, and ethers such as dimethyl ether, in that a polylactic acid resin foam sheet having a high expansion ratio can be easily obtained. , Hydrocarbons such as methyl chloride and ethyl chloride, and physical foaming agents such as compressible gases such as carbon dioxide and nitrogen.
Among these, it is preferable to use a compressible gas such as carbon dioxide or nitrogen from the viewpoint of having no odor, being safe to handle, and having a low environmental load.

脂肪族ポリエステルは融点以降で急激に溶融粘度が低下する性質があるため、フィラー(フィラー)などを混錬する際には、フィラーが凝集しやすい。フィラーの大きさが小さい場合その影響は顕著である。
本発明においては、このポリ乳酸中にフィラーを均一に分散させるために、圧縮性流体を用いて混錬する。なお、圧縮性流体が発泡剤と同じである場合、フィラー混練と発泡を一連のプロセスで実施できるため、環境負荷低減の観点でより製造形態として好ましい。
Since the aliphatic polyester has a property that the melt viscosity drops sharply after the melting point, the filler tends to aggregate when the filler (filler) or the like is kneaded. The effect is remarkable when the size of the filler is small.
In the present invention, in order to uniformly disperse the filler in this polylactic acid, kneading is performed using a compressible fluid. When the compressible fluid is the same as the foaming agent, filler kneading and foaming can be carried out in a series of processes, which is more preferable as a production form from the viewpoint of reducing the environmental load.

微細フィラーと脂肪族ポリエステル樹脂とを混錬するために、圧縮流体を用いることが好ましい理由を下述する。
一般的に、圧縮性流体によって樹脂は可塑化され、樹脂の溶融粘度が下がることが知られている(「超臨界流体の最新応用技術」NTS社参照)。一見、溶融粘度が下がることと、混練性の向上については矛盾しているように見える。実際、一般的なフィラーの混練で圧縮性流体を用いないで圧力をかける場合があるが、これは樹脂の自由体積を減少させ、樹脂同士の相互作用の増加(粘度増加)を狙ったものであり、樹脂の可塑化は逆効果である(「k.Yang.R.Ozisik R.Polymer,47.2849(2006)」参照)。
The reason why it is preferable to use a compressed fluid for kneading the fine filler and the aliphatic polyester resin will be described below.
It is generally known that a compressible fluid plasticizes a resin and lowers the melt viscosity of the resin (see "Latest Applied Technology for Supercritical Fluids", NTS). At first glance, there seems to be a contradiction between lowering the melt viscosity and improving kneadability. In fact, in general filler kneading, pressure may be applied without using a compressible fluid, but this is aimed at reducing the free volume of the resin and increasing the interaction between the resins (increasing viscosity). Yes, plasticization of the resin is counterproductive (see "k. Yang. R. Ozisk R. Polymer, 47.2849 (2006)").

これまでに、圧縮性液体は、樹脂を可塑化(柔らかく)する性質があり、圧縮性液体の温度を上げると樹脂が液体のようになることが知られている。このような状態で樹脂にフィラーを分散させると、液体にフィラーを分散させるようなことになり、フィラーが液体中で凝集するので、高度に分散された樹脂組成物は得られなかった。即ち、圧縮性流体の存在下では樹脂が混錬することに適した粘度にはならないため、樹脂とフィラーとの混錬に圧縮性液体を用いることは難しいと考えられてきた。
そこで、本発明者らは、脂肪族ポリエステル樹脂とフィラーとの混練に圧縮性流体が活用できないか鋭意検討した結果、圧縮性流体存在下において、脂肪族ポリエステル樹脂の融点より低いの温度であれば、脂肪族ポリエステル樹脂の粘度が混錬に適した粘度となり、フィラーを混練できることを見出した。特に、融点以上で急激に溶融粘度が低下する脂肪族ポリエステル樹脂は、これまで低い溶融粘度の状態でしか混練ができなかったのに対し、本発明では高粘度状態でフィラーを混練することができ、また、そのまま発泡剤として圧縮性流体を用いることができるため、より好適である。
So far, it is known that a compressible liquid has a property of plasticizing (softening) a resin, and when the temperature of the compressible liquid is raised, the resin becomes like a liquid. When the filler is dispersed in the resin in such a state, the filler is dispersed in the liquid, and the filler aggregates in the liquid, so that a highly dispersed resin composition cannot be obtained. That is, it has been considered difficult to use a compressible liquid for kneading the resin and the filler because the viscosity of the resin is not suitable for kneading in the presence of the compressible fluid.
Therefore, as a result of diligent studies on whether the compressible fluid can be used for kneading the aliphatic polyester resin and the filler, the present inventors diligently studied whether the temperature is lower than the melting point of the aliphatic polyester resin in the presence of the compressible fluid. , It was found that the viscosity of the aliphatic polyester resin becomes suitable for kneading, and the filler can be kneaded. In particular, the aliphatic polyester resin whose melt viscosity drops sharply above the melting point can be kneaded only in a low melt viscosity state, whereas in the present invention, the filler can be kneaded in a high viscosity state. Further, it is more preferable because a compressible fluid can be used as a foaming agent as it is.

<<圧縮性流体>>
圧縮性流体の状態で用いることができる物質としては、例えば、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化二窒素、窒素、メタン、エタン、プロパン、2,3−ジメチルブタン、エチレン、ジメチルエーテルなどが挙げられる。これらの中でも、二酸化炭素は、臨界圧力が約7.4MPa、臨界温度が約31℃であって、容易に超臨界状態を作り出せること、不燃性で取扱いが容易であることなどの点で好ましい。これらの圧縮性流体は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
<< Compressible fluid >>
Examples of substances that can be used in the state of a compressible fluid include carbon monoxide, carbon dioxide, dinitrogen monoxide, nitrogen, methane, ethane, propane, 2,3-dimethylbutane, ethylene, and dimethyl ether. .. Among these, carbon dioxide is preferable in that it has a critical pressure of about 7.4 MPa and a critical temperature of about 31 ° C., can easily create a supercritical state, is nonflammable, and is easy to handle. These compressible fluids may be used alone or in combination of two or more.

ここで、図1及び図2を用いて、脂肪族ポリエステル樹脂組成物の製造に用いられる圧縮性流体について説明する。図1は、温度と圧力に対する物質の状態を示す相図である。図2は、圧縮性流体の範囲を定義するための相図である。本実施形態における「圧縮性流体」とは、物質が、図1で表される相図の中で、図2に示す(1)、(2)、(3)の何れかの領域に存在するときの状態を意味する。 Here, the compressible fluid used for producing the aliphatic polyester resin composition will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a phase diagram showing the state of matter with respect to temperature and pressure. FIG. 2 is a phase diagram for defining the range of the compressible fluid. The “compressible fluid” in the present embodiment means that the substance exists in any of the regions (1), (2), and (3) shown in FIG. 2 in the phase diagram shown in FIG. It means the state of time.

このような領域においては、物質はその密度が非常に高い状態となり、常温常圧時とは異なる挙動を示すことが知られている。なお、物質が(1)の領域に存在する場合には超臨界流体となる。超臨界流体とは、気体と液体とが共存できる限界(臨界点)を超えた温度・圧力領域において非凝縮性高密度流体として存在し、圧縮しても凝縮しない流体のことである。また、物質が(2)の領域に存在する場合には液体となるが、常温(25℃)、常圧(1気圧)において気体状態である物質を圧縮して得られた液化ガスを表す。また、物質が(3)の領域に存在する場合には気体状態であるが、圧力が臨界圧力(Pc)の1/2(1/2Pc)以上の高圧ガスを表す。 In such a region, it is known that the substance has a very high density and behaves differently from that at normal temperature and pressure. When the substance exists in the region (1), it becomes a supercritical fluid. A supercritical fluid is a fluid that exists as a non-condensable high-density fluid in a temperature / pressure region that exceeds the limit (critical point) at which a gas and a liquid can coexist, and does not condense even when compressed. Further, when the substance exists in the region (2), it becomes a liquid, but represents a liquefied gas obtained by compressing a substance which is in a gaseous state at normal temperature (25 ° C.) and normal pressure (1 atm). Further, when the substance is present in the region (3), it is in a gaseous state, but represents a high-pressure gas whose pressure is 1/2 (1 / 2Pc) or more of the critical pressure (Pc).

樹脂種と圧縮性流体の組み合わせ、温度、圧力によって、圧縮性流体の溶解度が変わるため、圧縮性流体の供給量は適宜調整する必要がある。
例えば、ポリ乳酸と二酸化炭素の組み合わせであれば、2質量%以上30質量%以下が好ましい。二酸化炭素の供給量が2質量%以上であると、可塑化の効果は限定的になるという不具合を防止できる。二酸化炭素の供給量が30質量%以下であると、二酸化炭素とポリ乳酸とが相分離し、均一な厚みの発泡シートを得ることができないという不具合を防止できる。
Since the solubility of the compressible fluid changes depending on the combination of the resin type and the compressible fluid, the temperature, and the pressure, it is necessary to appropriately adjust the supply amount of the compressible fluid.
For example, in the case of a combination of polylactic acid and carbon dioxide, 2% by mass or more and 30% by mass or less is preferable. When the amount of carbon dioxide supplied is 2% by mass or more, it is possible to prevent the problem that the effect of plasticization is limited. When the supply amount of carbon dioxide is 30% by mass or less, it is possible to prevent a problem that carbon dioxide and polylactic acid are phase-separated and a foamed sheet having a uniform thickness cannot be obtained.

<<混錬装置>>
脂肪族ポリエステル樹脂組成物の製造に用いられる混錬装置としては、連続プロセスを採用することもできるし、回分式プロセスを採用することもできるが、装置効率や製品の特性,品質等を勘案し適宜、反応プロセスを選択することが好ましい。
混練装置としては、混練に好適な粘度に対応できる点から、一軸の押し出し機、二軸の押し出し機、ニーダー、無軸籠型撹拌槽、住友重機株式会社製バイボラック、三菱重工業株式会社製N−SCR、株式会社日立製作所製めがね翼、格子翼又はケニックス式、ズルツァー式SMLXタイプスタチックミキサー具備管型重合槽などを使用できる。色調の点から、セルフクリーニング式の重合装置であるフィニッシャー、N−SCR、二軸軸押し出しルーダーなどが挙げられる。これらの中でも、生産効率、樹脂の色調、安定性、及び耐熱性の点から、フィニッシャー、N−SCRが好ましい。
<< Kneading device >>
As the kneading device used for producing the aliphatic polyester resin composition, a continuous process or a batch process can be adopted, but in consideration of the device efficiency, product characteristics, quality, etc. It is preferable to select the reaction process as appropriate.
As a kneading device, a single-screw extruder, a twin-screw extruder, a kneader, a non-axis cage type stirring tank, Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Bivolac, and Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. N- SCR, Hitachi, Ltd. glasses wing, lattice wing or Kenix type, Sulzer type SMLX type static mixer equipped tube type polymerization tank, etc. can be used. In terms of color tone, self-cleaning polymerization equipment such as finishers, N-SCRs, and biaxial extrusion ruders can be mentioned. Among these, the finisher and N-SCR are preferable from the viewpoints of production efficiency, resin color tone, stability, and heat resistance.

ここで、図3に示すように、連続式混練装置100は、2軸押出機(JSW社製)を用い(スクリュー口径42mm、L/D=48、装置は1)、(原材料混合・溶融エリアa、装置2)、(圧縮性流体供給エリアb、装置3)、混練エリアc、成型エリアd、Tダイ4から構成される。圧縮性流体(液体材料)は計量ポンプで供給する。樹脂ペレットや炭酸カルシウムなどの固体の原材料は定量フィーダーで供給する。 Here, as shown in FIG. 3, the continuous kneading device 100 uses a twin-screw extruder (manufactured by JSW) (screw diameter 42 mm, L / D = 48, device 1), (raw material mixing / melting area). It is composed of a, device 2), (compressible fluid supply area b, device 3), kneading area c, molding area d, and T-die 4. Compressible fluid (liquid material) is supplied by a metering pump. Solid raw materials such as resin pellets and calcium carbonate are supplied by a quantitative feeder.

<<原材料混合・溶融エリア>>
原材料混合・溶融エリアでは、樹脂ペレット、フィラーの混合と昇温を行う。加熱温度は樹脂の溶融温度以上に設定を行い、続く圧縮性流体を供給するエリアで、圧縮性流体と均一に混合できる状態にする。
<< Raw material mixing / melting area >>
In the raw material mixing / melting area, resin pellets and fillers are mixed and the temperature is raised. The heating temperature is set to be equal to or higher than the melting temperature of the resin so that it can be uniformly mixed with the compressible fluid in the area where the compressible fluid is subsequently supplied.

<<圧縮性流体供給エリア>>
樹脂ペレットが加温により溶融状態となり、フィラーを濡らした状態にて、圧縮性流体を供給し、溶融樹脂を可塑化させる。
<< Compressible fluid supply area >>
The resin pellets are in a molten state by heating, and in a state where the filler is wet, a compressible fluid is supplied to plasticize the molten resin.

<<混練エリア>>
フィラーの混練に好適な粘度となるように、混練エリアの温度設定を行う。設定温度は、反応装置の仕様や樹脂種、樹脂の構造、分子量などで変わるため、特に限定するものではないが、重量平均分子量(Mw)200,000程度の市販されているポリ乳酸の場合、通常の混練はポリ乳酸の融点+10℃〜20℃で行われる。これに対して、本発明は、ポリ乳酸の融点より低い温度で混錬することを特徴とし、融点より低い温度での比較的高い粘度で混錬することが可能である。具体的には、−20℃〜−80℃、より好ましくは−30℃〜-60℃である。簡便的には装置の撹拌動力の電流値などを目安に温度設定すればよいが、これらの設定値は本発明でなければ、通常到達しえない領域であると言える。
<< Kneading area >>
The temperature of the kneading area is set so that the viscosity is suitable for kneading the filler. The set temperature is not particularly limited because it changes depending on the specifications of the reactor, the resin type, the structure of the resin, the molecular weight, etc., but in the case of commercially available polylactic acid having a weight average molecular weight (Mw) of about 200,000, Normal kneading is carried out at the melting point of polylactic acid + 10 ° C to 20 ° C. On the other hand, the present invention is characterized in that it is kneaded at a temperature lower than the melting point of polylactic acid, and can be kneaded at a relatively high viscosity at a temperature lower than the melting point. Specifically, it is −20 ° C. to −80 ° C., more preferably −30 ° C. to −60 ° C. For convenience, the temperature may be set with reference to the current value of the stirring power of the apparatus as a guide, but it can be said that these set values are in a range that cannot normally be reached without the present invention.

<発泡工程>
発泡工程は、圧縮性流体を除去して、ポリ乳酸組成物を発泡させる工程である。
圧縮性流体は、圧を開放させることで、除去することができる。
発泡工程の際の温度としては、ポリ乳酸樹脂の融点以上に加温することが好ましい。
<Foam process>
The foaming step is a step of removing the compressible fluid to foam the polylactic acid composition.
The compressible fluid can be removed by releasing the pressure.
As the temperature in the foaming step, it is preferable to heat the polylactic acid resin to a temperature equal to or higher than the melting point.

発泡工程においては、ポリ乳酸組成物に溶解していた圧縮性流体が、減圧や加温など圧縮流体の溶解度を変える操作に対してフィラーとの界面で気化し、析出することで発泡が起きる。フィラーを起点に発泡するため、フィラーがポリ乳酸中に均一に分散されて初めて、均一かつ微細な発泡を有する発泡シートを製造できる。 In the foaming step, the compressible fluid dissolved in the polylactic acid composition vaporizes at the interface with the filler in response to an operation of changing the solubility of the compressed fluid such as depressurization and heating, and foaming occurs. Since foaming starts from the filler, a foamed sheet having uniform and fine foaming can be produced only when the filler is uniformly dispersed in polylactic acid.

<その他の工程>
その他の工程としては、通常の発泡シートの製造において行われる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シートに加工する成形工程などが挙げられる。
前記成形工程としては、例えば、真空成型、圧空成形、プレス成型などが挙げられる。前記成形工程により、シート成形物が得られる。
<Other processes>
The other steps are not particularly limited as long as they are steps performed in the production of a normal foamed sheet, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a molding step of processing into a sheet.
Examples of the molding step include vacuum forming, compressed air forming, press molding and the like. A sheet molded product is obtained by the molding step.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
<発泡シートの作製>
<<マスターバッチの作製>>
図3に示す連続式混練装置100を用い、脂肪族ポリエステル樹脂としてのポリ乳酸樹脂とフィラーの流量が合計で10kg/hrとなるように、原材料混合・溶融エリアaに供給した。ポリ乳酸(REVODE110、HISUN社製、融点160℃)9.7kg/hr、フィラーとしてのシリカ粒子(AEROSILR202 日本アエロジル社製)を0.3kg/hrとして、圧縮性流体として二酸化炭素を0.97kg/h(対ポリ乳酸で10質量%相当)を圧縮性流体供給エリアbに供給し、混練エリアcにおいて混練を行い、3質量%のフィラーを含有する脂肪族ポリエステル樹脂組成物(3質量%フィラーマスターバッチ)を作製した。
各ゾーンの温度は原材料混合・溶融エリアa及び圧縮性流体供給エリアb:190℃、混練エリアc:150℃、圧縮性流体除去エリアd:190℃、成型加工エリアe:190℃とした。各ゾーンの圧力は圧縮性流体供給エリアbから混練エリアcまでを7.0MPa、圧縮性流体除去エリアdを0.5MPaとして、ストランド状に押出し、水浴中で冷却後にストランドカッターでペレタイズすることで、3質量%のフィラーを含有するマスターバッチを得た。
(Example 1)
<Making foam sheet>
<< Preparation of masterbatch >>
Using the continuous kneading apparatus 100 shown in FIG. 3, the raw material mixing / melting area a was supplied so that the total flow rate of the polylactic acid resin as the aliphatic polyester resin and the filler was 10 kg / hr. Polylactic acid (REVODE110, manufactured by HISUN, melting point 160 ° C.) 9.7 kg / hr, silica particles as filler (AEROSILR202 manufactured by Aerosil Japan) 0.3 kg / hr, and carbon dioxide 0.97 kg / hr as a compressible fluid. h (equivalent to 10% by mass based on polylactic acid) is supplied to the compressible fluid supply area b, kneaded in the kneading area c, and an aliphatic polyester resin composition containing 3% by mass of filler (3% by mass filler master). Batch) was prepared.
The temperatures of each zone were raw material mixing / melting area a and compressible fluid supply area b: 190 ° C., kneading area c: 150 ° C., compressible fluid removal area d: 190 ° C., and molding processing area e: 190 ° C. The pressure in each zone is 7.0 MPa from the compressible fluid supply area b to the kneading area c and 0.5 MPa in the compressible fluid removal area d, and the pressure is extruded in a strand shape, cooled in a water bath, and then pelletized with a strand cutter. A masterbatch containing 3% by mass of filler was obtained.

<<発泡シートの作製>>
図4に示す連続式発泡シート化装置110を用い、3質量%フィラーマスターバッチとポリ乳酸樹脂(Revode110、HISUN社製)の流量が合計で10kg/hrとなるように供給した。フィラーが0.5質量%になるように、得られた3質量%フィラーマスターバッチ1.67kg/hr、及びポリ乳酸(REVODE110、HISUN社製、融点160℃)8.33kg/hrの比率として、圧縮性流体として二酸化炭素を0.99kg/h(対ポリ乳酸で10質量%相当)を供給し、混練をおこない、第二押出機4に供した。
第二押出機の先端に取り付けたスリット径70mmのサーキュラー金型から吐出量10kg/h、樹脂温度167℃まで冷却させ、第二押出機加熱エリアdにおいて混錬した脂肪族ポリエステル樹脂組成物から圧縮流体を除去することによりを押出発泡させ、金型スリットから押出発泡された筒状の発泡シートを冷却されているマンドレル上に沿わせるとともに、その外面をエアリングからエアーを吹き付けて冷却成形し、カッターにより切開して、平坦シート状にし、発泡シートを得た。
各ゾーンの温度は第一押し出し機:原材料混合・溶融エリアa及び圧縮性流体供給エリアb:190℃、混練エリアc:150℃、第二押出機加熱エリアd:167℃。各ゾーンの圧力は圧縮性流体供給エリアbから混練エリアc、第二押出機加熱エリアdまでを7.0MPaとした。
<< Preparation of foam sheet >>
Using the continuous foam sheet forming apparatus 110 shown in FIG. 4, the 3 mass% filler masterbatch and the polylactic acid resin (Revode 110, manufactured by HISUN) were supplied so as to have a total flow rate of 10 kg / hr. As a ratio of the obtained 3% by mass filler masterbatch 1.67 kg / hr and polylactic acid (REVODE110, manufactured by HISUN, melting point 160 ° C.) 8.33 kg / hr so that the filler becomes 0.5% by mass. Carbon dioxide was supplied as a compressible fluid at 0.99 kg / h (corresponding to 10% by mass with respect to polylactic acid), kneaded, and subjected to the second extruder 4.
A circular mold with a slit diameter of 70 mm attached to the tip of the second extruder is cooled to a discharge rate of 10 kg / h and a resin temperature of 167 ° C., and compressed from an aliphatic polyester resin composition kneaded in the second extruder heating area d. By removing the fluid, the foam is extruded and foamed, and the tubular foam sheet extruded from the mold slit is placed along the cooled mandrel, and the outer surface is cooled and molded by blowing air from the air ring. An incision was made with a cutter to form a flat sheet, and a foamed sheet was obtained.
The temperature of each zone is as follows: first extruder: raw material mixing / melting area a and compressible fluid supply area b: 190 ° C., kneading area c: 150 ° C., second extruder heating area d: 167 ° C. The pressure in each zone was 7.0 MPa from the compressible fluid supply area b to the kneading area c and the second extruder heating area d.

(実施例2〜3、実施例11〜12、比較例1〜2)
実施例1において、フィラーとしてのシリカの種類を以下のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜3、実施例11〜12、比較例1〜2の発泡シートを作製した。
実施例2 :AEROSIL R816(日本アエロジル社製)
実施例3 :AEROSIL NY50(日本アエロジル社製)
実施例11:AEROSIL R202(日本アエロジル社製)とSG−2000(日本タルク株式会社製)の混合物(重量比50:50)
実施例12:AEROSIL R202(日本アエロジル社製)とSG−2000(日本タルク株式会社製)の混合物(重量比80:20)
実施例15:QSG−100(信越化学工業株式会社製)
比較例1 :HDK−2000H(クラリアント社製)
比較例2 :AEROSIL MOX170(日本アエロジル社製)
(Examples 2 to 3, Examples 11 to 12, Comparative Examples 1 to 2)
In Example 1, the foam sheets of Examples 2 to 3, Examples 11 to 12, and Comparative Examples 1 to 2 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the type of silica as a filler was changed to the following. Made.
Example 2: AEROSIL R816 (manufactured by Aerosil Japan)
Example 3: AEROSIL NY50 (manufactured by Aerosil Japan)
Example 11: A mixture of AEROSIL R202 (manufactured by Aerosil Japan Co., Ltd.) and SG-2000 (manufactured by Japan Talc Co., Ltd.) (weight ratio 50:50)
Example 12: A mixture of AEROSIL R202 (manufactured by Aerosil Japan Co., Ltd.) and SG-2000 (manufactured by Japan Talc Co., Ltd.) (weight ratio 80:20)
Example 15: QSG-100 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Comparative Example 1: HDK-2000H (manufactured by Clariant)
Comparative Example 2: AEROSIL MOX170 (manufactured by Aerosil Japan)

(実施例4〜5)
実施例1において、フィラー量を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例4〜5の発泡シートを作製した。
(Examples 4 to 5)
In Example 1, foam sheets of Examples 4 to 5 were produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of filler was changed as shown in Table 1.

(実施例6)
実施例1において、脂肪族ポリエステル樹脂をポリ乳酸(Revode190、HISUN社製、融点175℃)に変更し、圧縮流体を、二酸化炭素0.78kg/h(対ポリ乳酸で8質量%)、及びジメチルエーテル0.19(対ポリ乳酸で2質量%)に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例6の発泡シートを作製した。
(Example 6)
In Example 1, the aliphatic polyester resin was changed to polylactic acid (Revode 190, manufactured by HISUN, melting point 175 ° C.), and the compressed fluid was carbon dioxide 0.78 kg / h (8% by mass based on polylactic acid) and dimethyl ether. A foamed sheet of Example 6 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the value was changed to 0.19 (2% by mass based on polylactic acid).

(実施例7)
実施例1において、脂肪族ポリエステル樹脂を、ポリ乳酸(Revode101、HISUN社製、融点150℃)に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例7の発泡シートを得た。
(Example 7)
In Example 1, the foamed sheet of Example 7 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aliphatic polyester resin was changed to polylactic acid (Revode 101, manufactured by HISUN, melting point 150 ° C.).

(実施例8)
実施例1において、脂肪族ポリエステル樹脂をポリブチレンサクシネート(PTT MCC Biochem社製、融点115℃)に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例8の発泡シートを得た。
(Example 8)
In Example 1, the foamed sheet of Example 8 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aliphatic polyester resin was changed to polybutylene succinate (manufactured by PTT MCC Biochem, melting point 115 ° C.).

(実施例9)
実施例1において、脂肪族ポリエステル樹脂をポリグリコール酸(PGA)(株式会社クレハ製、kuredux100E35、融点220℃)に変更した。また、実施例1において、マスターバッチの作製、及び発泡シートの作製時に使用する圧縮性流体を、第一の圧縮性流体として二酸化炭素を0.25kg/h、第二の圧縮性流体としてジメチルエーテルを0.25kg/hで供給し、各ゾーンの温度は原材料混合・溶融エリアa及び圧縮性流体供給エリアb:230℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例9の発泡シートを得た。
(Example 9)
In Example 1, the aliphatic polyester resin was changed to polyglycolic acid (PGA) (manufactured by Kureha Corporation, kuredux100E35, melting point 220 ° C.). Further, in Example 1, the compressible fluid used for preparing the master batch and the foamed sheet was 0.25 kg / h of carbon dioxide as the first compressible fluid and dimethyl ether as the second compressible fluid. The foamed sheet of Example 9 was supplied at 0.25 kg / h, and the temperature of each zone was changed to the raw material mixing / melting area a and the compressible fluid supply area b: 230 ° C. in the same manner as in Example 1. Got

(実施例10)
実施例1において、脂肪族ポリエステル樹脂を、脂肪族ポリエステルであるポリ乳酸(REVODE110、HISUN社製、融点160℃)と脂肪族ポリエステルではないスチレンアクリル系架橋剤であるジョンクリル(BASF社)とを99:1の比率で含む樹脂に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例10の発泡シートを得た。
(Example 10)
In Example 1, the aliphatic polyester resin is prepared by using polylactic acid (REVODE110, manufactured by HISUN, melting point 160 ° C.), which is an aliphatic polyester, and John Krill (BASF), which is a styrene-acrylic cross-linking agent which is not an aliphatic polyester. A foamed sheet of Example 10 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the resin was changed to a resin contained at a ratio of 99: 1.

(実施例13)
実施例1において、脂肪族ポリエステル樹脂を、脂肪族ポリエステルであるポリ乳酸(REVODE110、HISUN社製、融点160℃)と脂肪族ポリエステルではないポリスチレン(PSジャパン社、HF77)とを80:20の比率で含む樹脂に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例14の発泡シートを得た。
(Example 13)
In Example 1, the aliphatic polyester resin is composed of polylactic acid (REVODE110, manufactured by HISUN, melting point 160 ° C.), which is an aliphatic polyester, and polystyrene (PS Japan, HF77), which is not an aliphatic polyester, at a ratio of 80:20. A foamed sheet of Example 14 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the resin contained in the above was changed.

(実施例14)
実施例1において、脂肪族ポリエステル樹脂を、脂肪族ポリエステルであるポリ乳酸(REVODE110、HISUN社製、融点160℃)と脂肪族ポリエステルではないポリスチレン(PSジャパン社、HF77)とを50:50の比率で含む樹脂に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例14の発泡シートを得た。
(Example 14)
In Example 1, the aliphatic polyester resin is composed of polylactic acid (REVODE110, manufactured by HISUN, melting point 160 ° C.), which is an aliphatic polyester, and polystyrene (PS Japan, HF77), which is not an aliphatic polyester, at a ratio of 50:50. A foamed sheet of Example 14 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the resin contained in the above was changed.

得られた発泡シート中のフィラーの個数平均粒子径、疎水化度、及びpHは、発泡シートから灰分として取り出したフィラーを分析することで測定した。灰分は600℃、4hrで燃焼した際の残渣とする。
灰分は、以下のようにして測定した。
精密天秤で小数点以下第4位まで重量を精秤した100mLのるつぼ中に発泡シートサンプルを3g程度測り入れ、るつぼとサンプルの合計重量を精秤した。
るつぼをヤマト科学製マッフル炉FP−310に入れ、600℃で4時間燃焼し、有機成分を燃焼させた。その後、デシケータ内でるつぼを1時間冷却し、再度るつぼの重量を精秤することで、るつぼと灰分の合計重量を測定した。灰分量(即ち、フィラー量)、及び有機物総量は以下の式により算出される。
・フィラー量[%](即ち、灰分量[%])
=(燃焼・冷却後のるつぼと試料の合計重量[g]−るつぼの重量[g])/(燃焼前のるつぼと試料の合計重量[g]−るつぼの重量[g])×100
・有機物総量[%]=100−灰分量[%]
上記測定をn=2で実施し、平均値を報告値とした。
また、発泡シートのかさ密度、平均発泡径、粗大粒子数、及び標準偏差を測定した。測定結果を表1〜表4に示す。
また、得られた発泡シートについて、以下のようにして強度及び柔軟性を評価した。評価結果を表1〜表4に示す。
The average particle size, degree of hydrophobicity, and pH of the fillers in the obtained foamed sheet were measured by analyzing the fillers taken out as ash from the foamed sheet. The ash content is a residue when burned at 600 ° C. for 4 hours.
The ash content was measured as follows.
About 3 g of the foamed sheet sample was weighed into a 100 mL crucible whose weight was precisely weighed to the fourth decimal place with a precision balance, and the total weight of the crucible and the sample was precisely weighed.
The crucible was placed in a muffle furnace FP-310 manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd. and burned at 600 ° C. for 4 hours to burn organic components. Then, the crucible was cooled in the desiccator for 1 hour, and the weight of the crucible was weighed again to measure the total weight of the crucible and the ash content. The amount of ash (that is, the amount of filler) and the total amount of organic matter are calculated by the following formulas.
-Filler amount [%] (that is, ash content [%])
= (Total weight of crucible and sample after combustion / cooling [g] -Weight of crucible [g]) / (Total weight of crucible and sample before combustion [g] -Weight of crucible [g]) x 100
-Total amount of organic matter [%] = 100-ash content [%]
The above measurement was carried out at n = 2, and the average value was taken as the reported value.
In addition, the bulk density, average foam diameter, number of coarse particles, and standard deviation of the foamed sheet were measured. The measurement results are shown in Tables 1 to 4.
In addition, the strength and flexibility of the obtained foamed sheet were evaluated as follows. The evaluation results are shown in Tables 1 to 4.

<フィラーの個数平均粒子径、標準偏差(σ)>
発泡シートをイオンミリング装置にて断面加工を行い、断面のSEM観察を行った。
得られた断面SEM写真(倍率10,000倍)は、Image−Pro Premier(mediacy社製)のソフトを使用し、フィラーに該当する白色成分とポリ乳酸成分を二値化し、10μm×7μmの範囲で粒子径(フェレ径)を求め、フェレ径0.005μm以上の白色成分(フィラー)について、個数平均粒子径、及び標準偏差(σ)を算出した。
<Number of fillers Average particle size, standard deviation (σ)>
The foamed sheet was cross-sectioned with an ion milling device, and the cross-section was observed by SEM.
The obtained cross-sectional SEM photograph (magnification of 10,000 times) uses the software of Image-Pro Premier (manufactured by media) to binarize the white component and polylactic acid component corresponding to the filler, and the range is 10 μm × 7 μm. The particle diameter (ferred diameter) was determined in 1 and the number average particle diameter and standard deviation (σ) were calculated for the white component (filler) having a ferret diameter of 0.005 μm or more.

<疎水化度>
フィラーを1g秤量し、50mLの純水表面に浮遊させた。これを撹拌しながらメタノールを滴下し、全量のフィラーを純水中に懸濁させるのに要したメタノール量(質量%)で求めた。
<Degree of hydrophobization>
1 g of the filler was weighed and suspended on the surface of 50 mL of pure water. Methanol was added dropwise while stirring this, and the amount of methanol (mass%) required to suspend the entire amount of the filler in pure water was determined.

<pH>
フィラーを用いて、発泡核剤4%の懸濁液(水/メタノール=1:1vol/vol)を調製した。この調製した懸濁液のpHをpHメーター(東亜ディーケーケー社製)を用いて測定した。
<pH>
A suspension of 4% effervescent nucleating agent (water / methanol = 1: 1 vol / vol) was prepared using the filler. The pH of this prepared suspension was measured using a pH meter (manufactured by DKK-TOA CORPORATION).

<フィラー粗大粒子数>
発泡シート50mgを再溶融して10μmの薄膜状とした。得られた薄膜を光学顕微鏡(ニコン社製、FX−21、倍率100倍)で、粒子径10μm以上の大きさのフィラー(フィラー)に起因する粗大粒子の個数を数えた。
この操作を5回分行い、平均値をフィラー粗大粒子数とした。
<Number of coarse filler particles>
50 mg of the foamed sheet was remelted into a thin film of 10 μm. The obtained thin film was subjected to an optical microscope (manufactured by Nikon Corporation, FX-21, magnification 100 times) to count the number of coarse particles caused by a filler having a particle size of 10 μm or more.
This operation was performed 5 times, and the average value was taken as the number of coarse particles of the filler.

<かさ密度>
温度23℃、相対湿度50%の環境下で24時間以上放置した発泡シートの外形寸法からかさ体積を求めた。 次いで、この発泡シートの重量(g)を精秤した。 発泡シートの重量をかさ体積にて割り算することにより、かさ密度を求めた。
<Bulk density>
The bulk volume was determined from the external dimensions of the foamed sheet left for 24 hours or more in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%. Next, the weight (g) of this foamed sheet was precisely weighed. The bulk density was determined by dividing the weight of the foam sheet by the bulk volume.

<平均発泡径>
得られた発泡シートをイオンミリング装置にて断面加工を行い、断面のSEM観察を行った。
得られた断面SEM写真(倍率3、000倍)は、Image−Pro Premier(mediacy社製)のソフトを使用し、発泡(空隙)に該当する灰色成分と樹脂成分(白色)を二値化し、35μm×20μmの範囲で平均粒子径(フェレ径)を求め、フェレ径0.5μm以上の灰色成分(発泡)について、平均発泡径を算出した。
なお、平均発泡径は、上記の発泡の3箇所分の値である。
<Average foam diameter>
The obtained foam sheet was cross-sectioned with an ion milling apparatus, and the cross-section was observed by SEM.
The obtained cross-sectional SEM photograph (magnification of 3,000 times) was obtained by binarizing the gray component and the resin component (white) corresponding to foaming (voids) using software of Image-Pro Premier (manufactured by media). The average particle diameter (ferred diameter) was determined in the range of 35 μm × 20 μm, and the average foamed diameter was calculated for the gray component (foaming) having a ferret diameter of 0.5 μm or more.
The average foam diameter is the value for the above three foams.

<強度>
得られた発泡シートを、JISK6767に準拠して、引張り強度の測定を行い、発泡していないシート(ポリ乳酸シート)の強度に対し、どの程度の強度を有しているかに基づき、下記評価基準に基づき、強度を評価した。なお、発泡していないシートの測定結果は、55MPaであった。
−評価基準−
〇 発泡していないシートに対して、60%以上の引張り強度
△ 発泡していないシートに対して、40%以上60%未満の引張り強度
× 発泡していないシートに対して、40%未満の引張り強度
<Strength>
The tensile strength of the obtained foamed sheet is measured in accordance with JIS K6767, and the following evaluation criteria are used based on how strong the non-foamed sheet (polylactic acid sheet) is. The strength was evaluated based on. The measurement result of the non-foamed sheet was 55 MPa.
-Evaluation criteria-
〇 Tensile strength of 60% or more for non-foamed sheet △ Tensile strength of 40% or more and less than 60% for non-foamed sheet × Tensile strength of less than 40% for non-foamed sheet Strength

Figure 2021116412
Figure 2021116412

なお、表中の脂肪族ポリエステル樹脂の記号は以下のものを示す。
PLA(a):ポリ乳酸(REVODE110、HISUN社製、融点160℃)
PLA(b):ポリ乳酸(Revode190、HISUN社製、融点175℃)
PLA(c):ポリ乳酸(Revode101、HISUN社製、融点150℃)
PBS:ポリブチレンサクシネート
PGA:ポリグリコール酸(PGA)
The symbols of the aliphatic polyester resin in the table indicate the following.
PLA (a): Polylactic acid (REVODE110, manufactured by HISUN, melting point 160 ° C)
PLA (b): Polylactic acid (Revode190, manufactured by HISUN, melting point 175 ° C.)
PLA (c): Polylactic acid (Revode101, manufactured by HISUN, melting point 150 ° C.)
PBS: Polybutylene succinate PGA: Polyglycolic acid (PGA)

Figure 2021116412
Figure 2021116412

Figure 2021116412
Figure 2021116412

Figure 2021116412
Figure 2021116412

本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 脂肪族ポリエステル樹脂、及びフィラーを含有し、
前記フィラーの疎水化度が、50質量%以上であり、
前記フィラーのpHが6.5以下であることを特徴とする発泡シートである。
<2> 前記フィラーの個数平均粒子径が、5nm〜100nmである前記<1>に記載の発泡シートである。
<3> 前記フィラーのpHが3.5以上6.5以下である前記<1>から<2>のいずれかに記載の発泡シートである。
<4> 粒子径が10μm以上である前記フィラーの粗大粒子の個数が、100個/mm以下である前記<1>から<4>のいずれかに記載の発泡シートである。
<5> 前記脂肪族ポリエステル樹脂の含有割合が、前記発泡シート中の有機物の全量に対して
80質量%以上である前記<1>から<4>のいずれかに記載の発泡シートである。
<6> かさ密度が、0.9g/cm以下である前記<1>から<5>のいずれかに記載の発泡シートである。
<7> 前記フィラーがシリカである前記<1>から<6>のいずれかに記載の発泡シートである。
<8> 前記シリカの含有割合が、前記発泡シート中の無機物の全量に対して50質量%以上である前記<7>に記載の発泡シートである。
<9> 前記脂肪族ポリエステル樹脂が、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、及びポリグリコール酸から選択される少なくとも1種である前記<1>から<8>のいずれかに記載の発泡シートである。
<10> 前記<1>から<9>のいずれかに記載の発泡シートを含むことを特徴とする製造物である。
<11> 袋、包装容器、食器、カトラリー、文房具、及び緩衝材から選択される少なくとも1種である前記<10>に記載の製造物である。
<12> 圧縮性流体の存在下において、脂肪族ポリエステル樹脂とフィラーとを、前記脂肪族ポリエステル樹脂の融点より低い温度で混錬して脂肪族ポリエステル樹脂組成物を得る混錬工程と、
前記脂肪族ポリエステル樹脂組成物から圧縮性流体を除去するときに前記脂肪族ポリエステル樹脂組成物を発泡させる発泡工程と、
を有することを特徴とする発泡シートの製造方法。
<13> 前記発泡シートが前記<1>から<9>のいずれかに記載の発泡シートである前記<12>に記載の発泡シートの製造方法である。
<14> 前記圧縮性流体が、二酸化炭素である前記<12>から<13>のいずれかに記載の発泡シートの製造方法である。
<15> 前記<1>から<9>のいずれかに記載の発泡シートを真空成型、圧空成形、及びプレス成型の少なくともいずれかにより成形することにより得られる製造物の製造方法である。
Examples of aspects of the present invention are as follows.
<1> Containing an aliphatic polyester resin and a filler,
The degree of hydrophobization of the filler is 50% by mass or more, and the degree of hydrophobization is 50% by mass or more.
The foamed sheet is characterized in that the pH of the filler is 6.5 or less.
<2> The foamed sheet according to <1>, wherein the number average particle diameter of the filler is 5 nm to 100 nm.
<3> The foamed sheet according to any one of <1> to <2>, wherein the pH of the filler is 3.5 or more and 6.5 or less.
<4> The foamed sheet according to any one of <1> to <4>, wherein the number of coarse particles of the filler having a particle size of 10 μm or more is 100 particles / mm 2 or less.
<5> The foamed sheet according to any one of <1> to <4>, wherein the content ratio of the aliphatic polyester resin is 80% by mass or more with respect to the total amount of organic substances in the foamed sheet.
<6> The foamed sheet according to any one of <1> to <5>, wherein the bulk density is 0.9 g / cm 3 or less.
<7> The foamed sheet according to any one of <1> to <6>, wherein the filler is silica.
<8> The foamed sheet according to <7>, wherein the content ratio of the silica is 50% by mass or more with respect to the total amount of the inorganic substances in the foamed sheet.
<9> The foamed sheet according to any one of <1> to <8>, wherein the aliphatic polyester resin is at least one selected from polylactic acid, polybutylene succinate, and polyglycolic acid.
<10> A product comprising the foamed sheet according to any one of <1> to <9>.
<11> The product according to <10>, which is at least one selected from bags, packaging containers, tableware, cutlery, stationery, and cushioning materials.
<12> An kneading step of kneading the aliphatic polyester resin and the filler at a temperature lower than the melting point of the aliphatic polyester resin in the presence of a compressible fluid to obtain an aliphatic polyester resin composition.
A foaming step of foaming the aliphatic polyester resin composition when the compressible fluid is removed from the aliphatic polyester resin composition, and a foaming step of foaming the aliphatic polyester resin composition.
A method for producing an effervescent sheet, which comprises.
<13> The method for producing an effervescent sheet according to <12>, wherein the effervescent sheet is the effervescent sheet according to any one of <1> to <9>.
<14> The method for producing an effervescent sheet according to any one of <12> to <13>, wherein the compressible fluid is carbon dioxide.
<15> A method for producing a product obtained by molding the foam sheet according to any one of <1> to <9> by at least one of vacuum forming, compressed air forming, and press molding.

前記<1>から<9>のいずれかに記載の発泡シート、前記<10>から<11>のいずれかに記載の製造物、前記<12>から<14>のいずれかに記載の発泡シートの製造方法、及び前記<15>に記載の製造物の製造方法によると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。 The foam sheet according to any one of <1> to <9>, the product according to any one of <10> to <11>, and the foam sheet according to any one of <12> to <14>. According to the production method of the above-mentioned product and the production method of the product according to <15> above, various problems in the prior art can be solved and the object of the present invention can be achieved.

1 樹脂ペレット供給タンク
2 炭酸カルシウム供給タンク
3 圧縮性流体供給タンク
4 Tダイ
100 連続式混練装置
1 Resin pellet supply tank 2 Calcium carbonate supply tank 3 Compressible fluid supply tank 4 T-die 100 Continuous kneading device

特開2007−46019号公報JP-A-2007-46019 特許第5207277号公報Japanese Patent No. 5207277 特許第5454137号公報Japanese Patent No. 5454137 特開2006−328225号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-328225

Claims (11)

脂肪族ポリエステル樹脂、及びフィラーを含有し、
前記フィラーの疎水化度が、50質量%以上であり、
前記フィラーのpHが6.5以下であることを特徴とする発泡シート。
Contains aliphatic polyester resin and filler,
The degree of hydrophobization of the filler is 50% by mass or more, and the degree of hydrophobization is 50% by mass or more.
An effervescent sheet characterized in that the pH of the filler is 6.5 or less.
前記フィラーの個数平均粒子径が、5nm〜100nmである請求項1に記載の発泡シート。 The foamed sheet according to claim 1, wherein the number average particle diameter of the filler is 5 nm to 100 nm. 前記フィラーのpHが3.5以上6.5以下である請求項1から2のいずれかに記載の発泡シート。 The foamed sheet according to any one of claims 1 to 2, wherein the pH of the filler is 3.5 or more and 6.5 or less. 前記脂肪族ポリエステル樹脂の含有割合が、前記発泡シート中の有機物の全量に対して80質量%以上である請求項1から3のいずれかに記載の発泡シート。 The foamed sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the content ratio of the aliphatic polyester resin is 80% by mass or more with respect to the total amount of organic substances in the foamed sheet. 前記フィラーがシリカである請求項1から4のいずれかに記載の発泡シート。 The foamed sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the filler is silica. 前記シリカの含有割合が、前記発泡シート中の無機物の全量に対して50質量%以上である請求項5に記載の発泡シート。 The foamed sheet according to claim 5, wherein the content ratio of silica is 50% by mass or more with respect to the total amount of inorganic substances in the foamed sheet. 請求項1から6のいずれかに記載の発泡シートを含むことを特徴とする製造物。 A product comprising the foamed sheet according to any one of claims 1 to 6. 袋、包装容器、食器、カトラリー、文房具、及び緩衝材から選択される少なくとも1種である請求項7に記載の製造物。 The product according to claim 7, which is at least one selected from bags, packaging containers, tableware, cutlery, stationery, and cushioning materials. 圧縮性流体の存在下において、脂肪族ポリエステル樹脂とフィラーとを、前記脂肪族ポリエステル樹脂の融点より低い温度で混錬して脂肪族ポリエステル樹脂組成物を得る混錬工程と、
前記脂肪族ポリエステル樹脂組成物から圧縮性流体を除去するときに前記脂肪族ポリエステル樹脂組成物を発泡させる発泡工程と、
を有することを特徴とする発泡シートの製造方法。
In the presence of a compressible fluid, an aliphatic polyester resin and a filler are kneaded at a temperature lower than the melting point of the aliphatic polyester resin to obtain an aliphatic polyester resin composition.
A foaming step of foaming the aliphatic polyester resin composition when the compressible fluid is removed from the aliphatic polyester resin composition, and a foaming step of foaming the aliphatic polyester resin composition.
A method for producing an effervescent sheet, which comprises.
前記発泡シートが請求項1から6のいずれかに記載の発泡シートである請求項9に記載の発泡シートの製造方法。 The method for producing an effervescent sheet according to claim 9, wherein the effervescent sheet is the effervescent sheet according to any one of claims 1 to 6. 前記圧縮性流体が、二酸化炭素である請求項9及び10のいずれかに記載の発泡シートの製造方法。

The method for producing an effervescent sheet according to any one of claims 9 and 10, wherein the compressible fluid is carbon dioxide.

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