JP5299939B2

JP5299939B2 - 発泡樹脂製容器の製造方法

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Publication number: JP5299939B2
Application number: JP2007173739A
Authority: JP
Inventors: 政利小山; 正広鈴木
Original assignee: Chuo Kagaku Co Ltd
Current assignee: Chuo Kagaku Co Ltd
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2027-07-02
Also published as: JP2009012201A

Description

本発明は、樹脂シート、発泡樹脂シートの製造方法、及び発泡樹脂製容器の製造方法に関する。

発泡樹脂は、例えば保温材、断熱材などの建材、包装材、梱包材、電子機器部品などの材料に用いられている。すなわち、従来より、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂からなる樹脂シートを発泡させた発泡体が、各種の分野で利用されている。尚、本発明において、樹脂シートとは、所謂、フィルムと称される厚さが薄いもの（例えば、ミクロンオーダー）から、板体と称される厚さが厚いもの（例えば、ｍｍオーダーのもので、ロール状に巻き取り可能な厚さ）までのことを意味している。すなわち、樹脂シートを発泡させて得た発泡体が、軽量性や断熱性などの特徴から、保温材、断熱材などの建材、包装材、梱包材、電子機器部品などに広く用いられている。

ところで、小さな気泡径が数多く存する発泡体と、大きな気泡径が数少なくしか無い発泡体とを比較すると、機械的強度、断熱特性、誘電率などの物理的特性は、前者の発泡体の方が優れている。例えば、発泡体の機械的強度に優れていると言うことは、容器を構成した場合、材厚を薄く出来、原材料費の削減が可能となる。又、気泡が細かいと、材厚方向の気泡数が多くなり、気泡壁厚みが厚くなることから、内容物が浸み込むと言った不良品が出来にくいとも言える。

さて、微細な（気泡径が小さな）気泡を有する発泡体を製造する技術として、米国特許第４，４７３，６６５号明細書（特許文献１）が知られている。この技術は、例えばポリスチレンシート中に加圧下で不活性ガスを含有させ、そしてシートに掛かっている圧力を下げてガスの過飽和状態にすることで気泡の核を発生させた後、ガラス転移温度以上に加熱することにより気泡を成長させ、その後冷却することによって気泡を固定（発泡停止）するものである。

この特許文献１の技術は、微細気泡を有する発泡体を得ることが出来るものの、シート自体は小型なものであり、即ち、バッチ生産的なものに過ぎず、何ｍもの長さと言った長手状のものが対象にはなっていない。つまり、量産性の点では問題が残されている。

このような問題を解決する技術として、特開平８−７２０８４号公報（特許文献２）が提案されている。この技術は、長手状のシートをロール状に巻回し、このロール体を発泡装置中に入れて発泡させようとするものである。従って、連続して長いものでも発泡処理が可能になる。

しかしながら、ロール体におけるシートは、特に、ロール体の内側に巻かれているシートは、その上下が密着している。従って、ロール体にあっては、ロール体の内側に巻かれているシート中に、発泡剤である二酸化炭素などの気体が入り込み難い。例えば、二酸化炭素がロール端側に位置するシート間から中に進入して行っても、ロール中央部側の位置までは進入し難い。そして、このような状況下で発泡を行なわせると、ロールの両サイド側に位置する近傍では発泡が進むものの、ロールの中央部位置では発泡剤が到達せず、発泡せず、或いは含浸濃度が両サイドより低い為、発泡倍率が低く、シート全面に亘って同一の製品が得られるような気泡径、発泡倍率の均一のものが得られない。

そこで、このような問題点を解決する為、特許文献２にあっては、熱可塑性ポリエステル樹脂シートとセパレータとを重ねて巻くことによりロールを形成し、該ロールを加圧不活性ガス雰囲気中に保持して熱可塑性ポリエステル樹脂シートに不活性ガスを含有させる工程と、不活性ガスを含有させた熱可塑性ポリエステル樹脂シートを常圧下でその樹脂の軟化温度以上に加熱して発泡させる工程とを具備したことを特徴とする熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シートの製造方法を提案している。
米国特許第４，４７３，６６５号明細書特開平８−７２０８４号公報

しかしながら、熱可塑性ポリエステル樹脂シートとセパレータとを重ねて巻くことは簡単なものでは無い。更には、発泡処理後にはセパレータの除去作業が必要になる。又、セパレータと言う材料費も余分に掛かる。従って、特許文献２の技術はコストが高く付く。すなわち、手間・材料費が掛かるので、製造コストがアップし、実用性に乏しい。

従って、本発明が解決しようとする課題は、発泡特性に優れた発泡体を低廉なコストで得ることが出来る技術を提供することである。

前記の課題は、
流体発泡剤雰囲気中に樹脂シートが積層して置かれることで前記発泡剤が前記樹脂シート中に進入し前記発泡剤の発泡により発泡樹脂シートが構成されることになる発泡樹脂シート構成用の樹脂シートであって、
前記樹脂シートは、その表面に、前記積層樹脂シートにおける樹脂シートと樹脂シートとの間に隙間が形成されるよう凹及び／又は凸が構成されてなる
ことを特徴とする発泡樹脂シート構成用の樹脂シートによって解決される。

又、流体発泡剤雰囲気中に積層樹脂シートが置かれることで前記発泡剤が前記樹脂シート中に進入し前記発泡剤の発泡により発泡樹脂シートが構成されることになる発泡樹脂シート構成用の樹脂シートであって、
前記樹脂シートは、
その表面に、前記樹脂シートが積層された場合、この積層樹脂シートにおける樹脂シートと樹脂シートとの間に隙間が形成されるよう凹及び／又は凸が構成され、
かつ、ロール状に巻回されたものである
ことを特徴とする発泡樹脂シート構成用の樹脂シートによって解決される。

又、上記の表面に凹凸が形成された樹脂シートの積層体を発泡剤の雰囲気下に保持し、該発泡剤を前記樹脂シート中に含有させる発泡剤含有工程と、
前記発泡剤含有工程の後、前記樹脂シートを発泡させる発泡工程
とを具備することを特徴とする発泡樹脂シートの製造方法によって解決される。

又、シート中に発泡剤が万遍なく含有して行くように凹凸が表面に形成された樹脂シートをロール状に巻き取る積層工程と、
前記積層工程の後、発泡剤の雰囲気下に保持し、該発泡剤を樹脂シート中に含有させる発泡剤含有工程と、
前記発泡剤含有工程の後、前記樹脂シートを発泡させる発泡工程
とを具備することを特徴とする発泡樹脂シートの製造方法によって解決される。

又、上記の発泡樹脂シートの製造方法であって、発泡が完了した時点での樹脂シートの結晶化指標（２０℃／分の昇温条件で示差走査型熱量計にて測定したときの結晶融解熱量ΔＨｍの絶対値と昇温中の結晶化により発生する昇温結晶化熱量ΔＨｃの絶対値との差）が７〜１４Ｊ/ｇである発泡停止工程を具備してなることを特徴とする発泡樹脂シートの製造方法によって解決される。

又、上記の発泡樹脂シートの製造方法によって得られた発泡樹脂シートを容器状に成形することを特徴とする発泡樹脂製容器の製造方法によって解決される。

本発明にあっては、シートが、例えばロール状に巻き回すと言った如く積層されるから、発泡装置が小型なものでも、一度に、多量の処理が可能になる。従って、それだけ、大量生産方式に適したものとなり、発泡体の製造コストが低廉なものになる。

そして、シートが積層されていても、積層シート間、即ち、互いに接合している上層シートと下層シートとの間には隙間が出来ているから、この隙間を介して二酸化炭素などの発泡剤がシート中に満遍なく行き渡って進入し易くなる。従って、発泡が均一に行なわれるようになる。

尚、積層シート間の隙間はシート表面に形成した凹（及び／又は凸）によって出来るものであるから、セパレータを用いる場合に比べたならば、遥かに、簡単で、かつ、コストも低廉である。

本発明になる樹脂シートは、発泡樹脂シートを構成する為の樹脂シートである。そして、内部に含有させられた発泡源となる流体（発泡剤：気泡剤）の発泡により発泡樹脂シートが構成されることになる樹脂シートである。つまり、発泡処理前段階の樹脂シートである。樹脂としては、ポリ乳酸が挙げられる。その他にも、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステルが挙げられる。又、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィンも挙げられる。その他、ポリスチレンなどの熱可塑性樹脂も挙げられる。この種の樹脂シートには、必要に応じて、結晶化核剤、結晶化促進剤、気泡化核剤、抗酸化剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、顔料、染料、滑剤などの各種の添加剤が含まれる。

上記樹脂シートは、その表面（片面でも、両面でも良い。）に、凹（及び／又は凸）が構成されている。そして、この凹（及び／又は凸）によって、樹脂シートを積層した（例えば、ロール状に巻き取った）場合、この積層（例えば、ロール）状態における該樹脂シート間には隙間が形成される。従って、このような積層（例えば、ロール）状態のシートを上記流体（発泡剤）雰囲気下に置いたならば、流体（発泡剤）が前記隙間を介して積層体内部にまで容易に進入できるから、上記流体（発泡剤）が満遍なくシート（素材）中に進入（含浸：含有）するようになる。従って、発泡処理した場合、正常発泡部の他に発泡不足部や未発泡部などが出来て斑状になってしまうと言った不良品が出来にくい。

これに対して、表面が平滑な長尺状の樹脂シートを巻いてロールを形成し、このロール体を発泡性ガス（発泡剤）雰囲気下に置いて発泡性ガス（発泡剤）を含有（含浸）させるようにした場合、樹脂シートは表面が平滑な為、巻かれた樹脂シートの表面同士が強く密着し、特に、樹脂シートの中央部付近では強く密着していることから、このような個所では発泡性ガス（発泡剤）が樹脂シート中に進入（含浸：含有）し難くなる。従って、このような場合には、発泡処理した場合、正常発泡部の他に発泡不足部や未発泡部などが出来て斑状になった不良品が出来てしまう。

樹脂シートは、特に、ロール状に巻き取られたものである。すなわち、樹脂シートがロール状に巻き取られていると、その後の発泡処理が非常に簡単なものとなる。例えば、発泡処理装置も比較的小型なもので済む。

積層（例えば、ロール）状態における樹脂シート間に形成される隙間は、炭酸ガスの如きの発泡用流体（発泡剤）が進入できる程度のものが有れば良い。炭酸ガスにおけるＣ−Ｏ間距離は１．６２オングストロームであるから、数ミクロンの大きさの隙間が有れば理論的には十分である。しかしながら、数μｍ程度の凹凸をシート表面に形成するのは大変であり、かつ、この程度の凹凸であると、ロール状に強く巻き取った場合、シート間に隙間が出来にくい。従って、１０μｍ以上の高さ（深さ）の寸法の隙間であることが好ましい。更には、高さ（深さ）が３０μｍ以上の隙間であることが好ましい。より好ましくは５０μｍ以上である。更に好ましくは１００μｍ以上である。上限値に格別な制約は無い。しかしながら、必要以上に大きな隙間を設けることは、積層体（ロール体）が一定容積の場合、その全長が短いものとなる。従って、一度に処理できる量が少なくなる。このような観点から、隙間は高さ（深さ）寸法が１０００μｍ以下であることが好ましい。更には、５００μｍ以下であることが好ましい。特に、３００μｍ以下であることが好ましい。更には２００μｍ以下である。そして、上記のような高さ（深さ）寸法の隙間が２ｍｍ以下の間隔（ピッチ）で設けられているのが好ましい。すなわち、隣接する隙間の間の寸法（積層状態においてシートが密着している領域の幅）が大きすぎると、隙間（空隙）が出来ていない領域（面積）が大きくなり、隙間に進入して来た炭酸ガスの如きの発泡用流体がシート中に満遍なく含浸し難いものになる。従って、積層体におけるシート間に隙間が無い幅（シートの長手方向における長さ：幅）は、最大でも、１０ｍｍの程度であるよう隙間が形成されているのが好ましい。尚、凹や凸で隙間を形成した場合、隙間が無い幅が０であることは、理論上、有り得ないが、これは０に近い値であっても差し支え無い。そして、隙間の断面積が、長さ１ｍ当たり、１０ｍｍ^２〜３００ｍｍ^２であることが好ましい。尚、３０ｍｍ^２以上であることが好ましい。すなわち、ロールの長さ方向（シートの長手方向）において、単位長さ１ｍ当たり、１０ｍｍ^２〜３００ｍｍ^２（特に、３０ｍｍ^２以上、３００ｍｍ^２未満）の面積（断面積）の隙間が出来るよう凹（凸）がシート表面に設けられていることが好ましい。或いは、積層樹脂シート間に形成される隙間は、該隙間の体積が、１ｍ^２当たり、１０ｃｍ^３〜３００ｃｍ^３であることが好ましい。すなわち、ロールに巻かれたシート間１ｍ^２当たり、１０ｃｍ³〜３００ｃｍ³（特に、３０ｃｍ³以上、３００ｍｍ³未満）の空間体積の隙間が出来るよう凹（凸）がシート表面に設けられていることが好ましい。尚、シート間の隙間は、ロール体の幅方向の任意部の長手方向の断面拡大写真を得、この拡大写真から空隙部の部分の面積を求めることが出来る。勿論、部位によって多少のバラツキが有る場合には、上記の値は平均値で表したものである。

積層樹脂シート間に形成される隙間は、樹脂シートの短手方向における一端側から他端側に繋がっていることが好ましい。勿論、例えば真ん中の位置において、ほんの僅かだけ、途切れたようなものでも良い。なぜならば、隙間の両側から炭酸ガスが隙間内に進入して来た場合、例えば一箇所のみで隙間が途切れていても（不連続であっても）、その途切れた周辺では、途切れた個所の両側からシート中に炭酸ガスが万遍無く含浸して行くようになるからである。従って、このような場合にあっても、本発明にあっては、隙間が繋がっているものと看做すことにする。但し、途中の数箇所で途切れているような場合、その途切れている個所の間には炭酸ガスが進入でき難いことから、このような場合には、隙間が繋がっているとは見做さない。尚、隙間を形成する為の凸は、点状や幅方向に線状（筋状）のものが主として考えられる。隙間を形成する為の凹は、幅方向に線状（筋状）や網状のものが主として考えられる。

本発明において、隙間を形成する為の凹凸は、エンボス加工やデボス加工により、簡単に、形成できる。

本発明になる発泡樹脂シートの製造方法は、上記の表面に凹凸が形成された樹脂シートの積層体を発泡用流体（発泡剤）の雰囲気下に保持し、該発泡用流体（発泡剤）を前記樹脂シート中に含有させる発泡剤含有工程を有する。尚、発泡剤含有工程に先立って、表面に凹凸が形成された樹脂シートをロール状に巻き取る積層（巻取）工程を有する。勿論、この積層（巻取）工程と発泡剤含有工程とは別の場所で行なわれても良い。すなわち、積層（巻取）工程はＡ社で行なわれ、発泡剤含有工程がＢ社で行なわれても良い。そして、前記発泡剤含有工程の後、前記樹脂シートを発泡させる発泡工程を有する。この発泡工程の後に発泡停止工程が有る。この発泡停止工程は、所定の時間経過後に、発泡温度より低い温度に冷却することで実施できる。

尚、どの程度で発泡を停止させるかは、発泡が完了した時点での樹脂シートの結晶化指標（２０℃／分の昇温条件で示差走査型熱量計にて測定したときの結晶融解熱量ΔＨｍの絶対値と昇温中の結晶化により発生する昇温結晶化熱量ΔＨｃの絶対値との差）が７〜１４Ｊ/ｇとなることを基準にして決めれば良い。すなわち、結晶化指標が７〜１４Ｊ/ｇに到達した時点でガラス転移点以下に冷却し、結晶化と発泡を停止させる。
これは、発泡を上記時点で停止させることによって、樹脂が結晶性樹脂の場合、一段の結晶化を防止する為である。なぜならば、結晶化が進み過ぎると、この発泡樹脂シートを二次成形し難くなるからである。例えば、発泡樹脂シートを成形して容器とする場合、所定形状の容器が得られ難い。発泡用流体（発泡剤）は、不活性ガスである。例えば、炭酸ガス、窒素ガスなどのガスが挙げられる。発泡用流体（発泡剤）としては、例えば超臨界状態の流体を用いることも出来る。ここで、発泡剤である超臨界状態の流体とは、物質に固有な気体−液体−固体の状態の中、気体−液体間には臨界点が存在し、臨界点以上の温度・圧力にすると凝縮が起きない高密度な流体相となり、このような状態で存するものを言う。例えば、二酸化炭素は３１．１℃を越える温度及び７．４３ＭＰａを越える圧力で超臨界状態のものとなる。その他にも、窒素、酸素、水、エタン等にあっても、超臨界状態の流体と成り得る。そして、上記の発泡剤（発泡源）の含浸量（含有量）が多い程、発泡（気泡）の核数が多くなり、発泡特性が向上する。飽和含浸量（含有量）は、含浸時の圧力が高いほど多くなり、その速度も同圧力が高いほど速くなる。従って、発泡剤含有工程は加圧下で行われることが好ましい。そして、発泡剤をシート中に含浸（含有）させる為に印加していた圧力を開放する減圧時の温度は低い程、発泡（気泡）の核数が多くなる。但し、樹脂シートが軟化状態でなければ発泡が起き難い。従って、発泡工程は、発泡剤含有工程における圧力より低い圧力下において、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上の温度に加熱されることが好ましい。

更に具体的に説明すると、先ず、例えば熱可塑性樹脂シートの表面をエンボス加工やデボス加工する。エンボス加工やデボス加工による凹凸は、上記した内容のものである。エンボス加工（デボス加工）シートの製造方法は、例えば通常のシート押出機を用い、キャストロール又はタッチロールに版となるデボス加工やエンボス加工を施す。そして、Ｔダイから出て来る溶融樹脂をキャストロール−タッチロール間で狭窄した時点で模様を転写させ、そして巻き取って、エンボス加工（デボス加工）されたシートのロールを得る。或いは、鏡面のキャストロール、タッチロールで、一度、平滑なシートを形成した後、シートを再び加熱ロールやヒーターなどで軟化点以上に加温し、デボス加工やエンボス加工したロールに押付け、模様を転写させた後、巻き取る。これによっても、エンボス加工（デボス加工）されたシートのロールが得られる。後者の場合には、押出機外の別設備でも行える。エンボス加工（デボス加工）は、該加工によって形成される積層体におけるシート間に出来る隙間が上述したものとなる程度である。

積層（ロール状に巻回）した場合にシート間に隙間が出来るよう表面に凹（凸）が形成されたシートを積層（ロール状に巻回）した後、この積層体（ロール体）を圧力容器に入れ、発泡剤雰囲気下に保持する。この雰囲気は加圧状態にある。例えば、樹脂シートがポリ乳酸で発泡剤が炭酸ガスの例で説明すると、２〜３ＭＰａの圧力となるよう２０〜２５℃の雰囲気下で加圧する。圧力が２〜３ＭＰａの場合であると、約５〜１０時間程度である。勿論、これに限られるものでは無く、樹脂によっては更に高圧で超臨界状態のものとなる圧力であっても良い。ただし樹脂中にガスが含有されていくと、その含有量の増加に伴いガラス転移点が低下することがあり、それが含浸温度以下になるとシートが軟化し互いに融着してしまうことがある。よって、保持圧力と保持温度、保持時間を適宜決定し適度な含浸量（含有量）になるように調整する。

発泡剤の含浸（含有）後、この発泡剤の含浸（含有）樹脂シートを、該樹脂の軟化温度（結晶化温度：ガラス転移温度）以上の温度に保持する。かつ、圧力も前記加圧圧力よりも低い圧力に減圧（開放）する。これによって、発泡が進む。尚、軟化温度以上の温度に保持する為の加熱手段としては、熱風循環式恒温槽、温風エアーナイフ、ウォーターバス、間接加熱ヒーター炉などが用いられる。例えば、圧力容器から取り出したロール状の樹脂シートを、熱風循環式恒温温層中を通過させる方法が用いられる。発泡条件は、例えばＰＥＴの場合、発泡温度が９０℃程度、発泡時間が５秒程度である。勿論、これに限られるものでは無い。

上記した発泡処理後、発泡樹脂シートを、直ちに、例えば３０℃程度に温調した冷却ロールで冷却する。これによって、発泡工程が停止される。かつ、発泡樹脂シートが固化する。尚、冷却ロールは、発泡の為に流れ方向にシートが伸びることから、恒温層入口のシート速度よりも早く駆動させることが好ましい。例えば、入り口スピードより１．２〜２倍である。

又、本発明になる発泡樹脂製容器の製造方法は、上記の発泡樹脂シートの製造方法によって得られた発泡樹脂シートを容器状に熱成形する工程を有する。この成形方法としては、通常の発泡シートに対する成形方法が採用される。例えば、間接加熱方式の真空成型が挙げられる。金型は片面真空、両面真空のどちらでも良い。但し、結晶性樹脂発泡シートを金型で結晶化させる為に金型を加熱している場合には、成型品が結晶化して硬くなる前に萎まないように両面真空金型を使用するのが好ましい。

以下、具体的な実施例を挙げて説明する。
［実施例１］
ポリ乳酸（ＰＬＡ２００２Ｄ、ネーチャーワークス社製：結晶性ポリ乳酸）をＴダイ式５０ｍｍ単軸押出機に投入し、０．９５ｍｍ厚×３５０ｍｍ幅×１００ｍ長さの外径３７０ｍｍのエンボス柄ポリ乳酸シートロールを得た（シートの厚さは凸部も含めた最大厚さである）。その際、底辺１×１ｍｍ、高さ０．１５ｍｍの四角錘模様を敷詰めたデボス加工を施したキャストロールと、鏡面のタッチロールとで、リップから出た溶融樹脂を挟み、冷却してエンボス柄を形成し、それを内径４インチ、外径１０８ｍｍのステンレス製管に巻き付けた。巻き取られたロールの側面を拡大観察すると、ロールのデボス加工は完全に転写されておらず、エンボスの山高さ（シート最大隙間）は０．１３ｍｍであった。そして、このシート長手方向の１ｍ当たりのシート間の平均隙間を求めた（ロール体の幅方向の中央部の拡大写真を得、この拡大写真から空隙部の部分の面積を算出した）処、１２６ｍｍ^２であった。そして、この隙間が幅方向に均一にあるので、１ｍ²当たりの空間体積は１２６ｃｍ³であった。

上記の如きのシート間に隙間を有する樹脂シートのロール体を圧力容器に入れ、そして３ＭＰａの圧力が掛かるように炭酸ガスを充填した。そして、室温（２５℃）下で８時間含浸し、炭酸ガスをポリ乳酸シート中に含浸（含有）させた。

この後、圧力容器からロール体を取り出し、熱風循環式発泡炉にシートを連続的に供給した。この時、炉の出口の冷却ロールまでにシート表面温度が８０℃になるように炉の温度を設定し、発泡させた。尚、圧力容器から取り出した時のシートの重量測定から、シート中のガス含有量は１１重量％であった。

上記のようにして得られた発泡樹脂シートは、気泡サイズが３０μｍ以下で、巻芯まで均一に発泡しており、発泡倍率が６倍であり、表面光沢が良好なものであった。

次に、この発泡樹脂シートを間接加熱真空成型機によりシートが９０℃になるように加熱し、縦１８ｃｍ、横１２ｃｍ、深さ２ｃｍの２０℃で水冷した食品容器の金型で賦型し、表面光沢がある容器を得た。

［実施例２］
ポリ乳酸（ＰＬＡ４０３２Ｄ、ネーチャーワークス社製）に平均粒子径２．５μｍのタルクを１０重量％混練分散したコンパウンドをＴダイ式５０ｍｍ単軸押出機に投入し、０．９５ｍｍ厚×３５０ｍｍ幅×１００ｍ長さの外径３７０ｍｍのエンボス柄ポリ乳酸シートを得た。その際、底辺１×１ｍｍ、高さ０．１５ｍｍの四角錘模様を敷詰めたデボス加工を施したキャストロールと鏡面のタッチロールとで、リップから出た溶融樹脂を挟み、冷却してエンボス柄を形成し、それを内径４インチ、外径１０８ｍｍのステンレス製管に巻き付けた。巻き取られたロールの側面を拡大観察すると、ロールのデボス加工は完全には転写されておらず、エンボスの山高さ（シート最大隙間）は０．１２ｍｍであった。そして、このシート長手方向の１ｍ当たりのシート間の平均隙間を求めた処、１１６ｍｍ^２であった。そして、この隙間が幅方向に均一にあるので、１ｍ²当たりの空間体積は１１６ｃｍ³であった。

上記の如きのシート間に隙間を有する樹脂シートのロール体を圧力容器に入れ、３ＭＰａの圧力が掛かるように炭酸ガスを充填した。そして、室温（２５℃）下で８時間放置し、炭酸ガスをポリ乳酸シート中に含浸（含有）させた。

この後、圧力容器からロール体を取り出し、熱風循環式発泡炉にシートを連続的に供給した。この時、炉の出口の冷却ロールまでにシート表面温度が８０℃になるように炉の温度を設定し、発泡させた。尚、圧力容器から取り出した時のシートの重量測定から、シート中のガス含有量は１１重量％であった。又、発泡前のガスを含有するポリ乳酸シートを常温で１週間放置した後、結晶化指標を示差走査型熱量分析計（ＤＳＣ）による測定から求めた処、８．０Ｊ／ｇであった。

上記のようにして得られた発泡樹脂シートは、気泡サイズが２０μｍ以下で、巻芯まで均一に発泡しており、発泡倍率が５．５倍であり、表面光沢が良好なものであった。

次に、この発泡樹脂シートを間接加熱真空成型機によりシートが９０℃になるように加熱し、直径１８ｃｍ、深さ２ｃｍの１１０℃で加熱した食品容器の金型で両面真空成型した。これによって、熱湯を入れても変形しない容器が得られた。尚、この成型品の結晶化指標は２７Ｊ／ｇであった。

［実施例３］
実施例２において、炭酸ガス含浸（含有）工程の条件を圧力が５ＭＰａで温度が４０℃で時間が２４時間とした以外は同様に行い、発泡樹脂シートを得た。そして、この発泡樹脂シートを用いて実施例２と同様にして容器を二次成形しようとした。しかしながら、このものは、結晶化が進み過ぎていて、目的とした容器形状のものが出来なかった。すなわち、目的とする容器の形状に賦型しようとすると、気泡が壊れるまで加熱しなければならなかった。尚、二次成形前の発泡樹脂シートの結晶化指標を調べた処、１８Ｊ／ｇであった。但し、この発泡樹脂シートであっても、例えば断熱材の如きの製品であれば、即ち、二次成形を要さないような目的のものには、結晶化が進んでいても差し支えないものである。

［実施例４］
非晶性のポリスチレン（Ｇ９４０１ＰＳジャパン社製）を９５重量％、スチレンブタジエンゴム（ＴＲ２００３ＪＳＲ社製）を５重量％の割合でドライブレンドし、Ｔダイ式５０ｍｍ単軸押出機に投入し、０．９５ｍｍ厚×３５０ｍｍ幅×１００ｍ長さの外径３６０ｍｍのエンボス柄ポリ乳酸シートロールを得た（シートの厚さは凸部も含めた最大厚さである）。その際、底辺１×１ｍｍ、高さ０．１５ｍｍの四角錘模様を敷詰めたデボス加工を施したキャストロールと、鏡面のタッチロールとでリップから出た溶融樹脂を挟み、冷却してエンボス柄を形成し、それを内径４インチ（外径１０８ｍｍ）のステンレス製管に巻きつけることにより製造した。巻き取られたロールの側面を拡大観察すると、ロールのデボス加工は完全に転写されておらず、エンボスの山高さ（シート最大隙間）は０．１２ｍｍであった。そこから、シート流れ方向の１ｍ当たりのシート間の平均隙間を求めた処、１１６ｍｍ^２であった。そして、この隙間が幅方向に均一にあるので、１ｍ²当たりの空間体積は１１６ｃｍ³であった。

このロールを圧力容器に入れ、室温で５ＭＰａの炭酸ガスを１２時間浸透させた。

次に、圧力容器からロールを取り出し、熱風循環式発泡炉にシートを連続的に供給して炉の出口の冷却ロールまでにシート表面温度が１１０℃になるように炉の温度を設定し発泡させた。尚、圧力容器から取り出した時のシートの重量測定から、シート中のガス含有量は５．２重量％であった。

得られた発泡シートは、気泡サイズは１５μｍ以下で、巻芯まで均一に発泡しており、発泡倍率が５．２倍であり、表面光沢が良好なものであった。

そして、得られた発泡シートを間接加熱真空成型機を用い、シートが１４０℃になるように加熱し、縦１８ｃｍ、横１２ｃｍ、深さ２ｃｍの２０℃で水冷した食品容器の金型で賦型すると、表面光沢がある良好な成型品が得られた。

［比較例１］
鏡面のキャストロールを用いた以外は実施例１と同様に行った。

この場合、ロール体の両側部には炭酸ガスが含浸していて発泡がなされていた。しかしながら、ロール体の両側部から入り込んだ中側にあっては、炭酸ガスが進入し難く、炭酸ガスの含浸量が少ない為、発泡度が少ないものであった。すなわち、樹脂シートの両側部の発泡倍率が４倍であったのに対して、中央部側では２倍以下と小さく、倍率の違いから両端が波打ったものであった。

代理人宇高克己

Claims

発泡樹脂製容器の製造方法であって、
表面に凹凸が形成された樹脂シートの積層体を発泡剤の雰囲気下に保持し、前記発泡剤を前記樹脂シート中に含有させる発泡剤含有工程と、
前記発泡剤含有工程の後、前記樹脂シートを発泡させる発泡工程と、
樹脂シートの結晶化指標（２０℃／分の昇温条件で示差走査型熱量計にて測定したときの結晶融解熱量ΔＨｍの絶対値と昇温中の結晶化により発生する昇温結晶化熱量ΔＨｃの絶対値との差）が７〜１４Ｊ/ｇの時点で発泡を停止させる発泡停止工程と、
前記発泡停止工程の後の発泡樹脂シートを容器状に成形する成形工程
とを具備することを特徴とする発泡樹脂製容器の製造方法。
前記表面に凹凸が形成された樹脂シートの積層体を発泡剤の雰囲気下に保持し、前記発泡剤を前記樹脂シート中に含有させる発泡剤含有工程は、
シート中に発泡剤が万遍なく含有して行くように凹凸が表面に形成された樹脂シートをロール状に巻き取る積層工程と、
前記積層工程の後、発泡剤の雰囲気下に保持し、前記発泡剤を樹脂シート中に含有させる発泡剤含有工程
とを具備することを特徴とする請求項１の発泡樹脂製容器の製造方法。
発泡剤が不活性ガスである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２の発泡樹脂製容器の製造方法。
発泡剤含有工程は加圧雰囲気下で行われる
ことを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかの発泡樹脂製容器の製造方法。
発泡工程は、発泡剤含有工程における圧力より低い圧力で、かつ、樹脂のガラス転移温度以上の温度で行なわれる
ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかの発泡樹脂製容器の製造方法。
樹脂シートがポリ乳酸樹脂シートである
ことを特徴とする請求項１〜請求項５いずれかの発泡樹脂製容器の製造方法。
積層樹脂シート間に形成される隙間が３０μｍ〜３００μｍである
ことを特徴とする請求項１〜請求項６いずれかの発泡樹脂製容器の製造方法。
積層樹脂シート間に形成される隙間は、該シートの長手方向に沿って該積層樹脂シートを切断した場合における該隙間の断面積が、長さ１ｍ当たり、１０ｍｍ ^２〜３００ｍｍ ^２である
ことを特徴とする請求項１〜請求項７いずれかの発泡樹脂製容器の製造方法。
積層樹脂シート間に形成される隙間は、該隙間の体積が、１ｍ ^２当たり、１０ｃｍ ^３〜３００ｃｍ ^３である
ことを特徴とする請求項１〜請求項８いずれかの発泡樹脂製容器の製造方法。
積層樹脂シート間に形成される隙間は、樹脂シートの短手方向における一端側から他端側に繋がっている
ことを特徴とする請求項１〜請求項９いずれかの発泡樹脂製容器の製造方法。
樹脂シート表面の凹及び／又は凸は、エンボス加工またはデボス加工により形成される
ことを特徴とする請求項１〜請求項１０いずれかの発泡樹脂製容器の製造方法。