JPS6082333A - 無架橋ポリプロピレン系樹脂発泡容器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無架橋ポリプロピレン系樹脂発泡容器及びその
製造方法に関する。

近年ポリスチレン系樹脂発泡粒子を成型用型内で成型し
てなる容器が広く用いられているが、該容器はポリスチ
レン系樹脂の性質上ｎＬいという欠点があり、外部から
応力が加わると簡単に破損してしまい、特に熱湯容器と
して用いる場合には火傷事故を起こす等の問題があった
。また、上記ポリスチレン系樹脂発泡容器は発泡粒子の
融着性が悪く粒子間に微小の隙間が生じるため耐透水性
、耐湿性に乏しく、食品容器として用いた場合、水漏れ
や吸湿による食品の変質等を生じる虞れがあり、またポ
リスチレン系樹脂は耐油性にも劣るため包装する食品の
種類が制限される等の問題を有していた。

一方架橋ポリエチレン等の架橋樹脂発泡粒子を用いた容
器も知られているが、この種の容器は未反応の架橋剤や
架橋剤の分解残渣が漏出する虞れがあるため、食品容器
として用いるには食品衛生上の問題があった。しかも架
橋を行なう際に樹脂粒子の大きさの少しの差によっても
樹脂粒子への架橋剤の含浸度が変化するため樹脂粒子間
に架橋度の差が生じ、このような架橋樹脂粒子を発泡さ
せても均一な発泡粒子が得られないばかりか、該発泡粒
子を成型用型内で成型する際に二次発泡不良や発泡粒子
相互の融着不良を生じ、良好な容器が得られないととも
にこの種の架橋樹脂発泡容器は一般に圧縮硬さが小さい
等の欠点も有していた。

そこで本発明者らは、ポリプロピレンｆ％　樹脂の有す
る優れた物性に着目し、特に容器として用いた際に架橋
剤や架橋剤分解残渣の漏出の虞れのない熱架橋ポリプロ
ピレン′：ｆ％樹脂発泡粒子を成型用型内で成型してな
る発泡容器の研究を行なって来たが、この種の無架橋ポ
リプロピレン系樹脂発泡容器は、容器として多くの優れ
た物性を有するものの容器に要求される諸物性を必ずし
も全て満足するものではなく、シかも同種の物性につい
て見た場合でも、その物性値が常に安定して良好な値を
有するとは限らず、良好な物性値を有する場合と、劣っ
た物性値となる場合があり、物性値のバラツキが大きい
問題を有していた。

本発明者らはこの原因を究明すべく更に鋭意研究した結
果、容器を構成する発泡体の結晶構造の違いにより、上
記の如き問題が発生することを見い出すとともに、特定
の結晶構造を有する発泡体より構成された容器が従来の
容器の欠点を全て解決できることを見い出し本発明を完
成するに至った０ 即ち本発明の一つは無架橋ポリプロピレン系樹脂発泡粒
子を成型用型内で発泡成型せしめてなる無架橋ポリプロ
ピレン系樹脂発泡容器において、容器を構成する発泡体
が４１発泡倍率が５〜２０倍でかつ、該発泡体の示差走
査熱量測定によって得られるＤＳＣ曲線（ただし該発泡
体１〜３舅２を示差走査熱量ｙｔによって１０℃／分の
昇温速度で２２０℃まで昇温したときに得られるＤＳＣ
曲線）に該発泡体の基材樹脂の無架橋ポリプロピレン系
樹脂固有の固有吸熱ピークより高温側に高温吸熱ピーク
が現われる結晶構造を有することを特徴とする無架橋ポ
リプロピレン系樹脂発泡容器を要旨とする。本発明のい
ま一つは、発泡粒子の示差走査熱量測定によって得られ
る０８０曲線（ただし発泡粒子１〜３■を示差走査熱量
計によって１０℃／分の昇温速度で２２０℃　まで昇温
したときに得られるＯＳＣ曲線）に、該発泡粒子の基材
樹脂に固有の固有吸熱ピークより高温側に高温吸熱ビー
フカ（現われる結晶構造を有し、かつ見掛発泡倍率力く
５〜２０倍の熱架橋ポリプロピレン系樹脂発泡粒子に、
１．５ｋｌ？／ａ＋１（Ｇ）〜７．ｏｋｇ／−Ｊ（ｃ）
の内圧を付与した後、該発泡粒子を成型用型内に充填し
、しかる後、加熱して成型することを特徴とする無架橋
ポリプロピレン系樹脂発泡容器の製造方法を要旨とする
。

本発明の容器は熱架橋ボリブロヒ゛レン系樹脂発泡粒子
を成型用型内で成型して得られ、該発泡粒子の基材樹脂
の無架橋ポリプロピレン系樹脂としてはＪＩＢ−Ｋ　６
７５Ｂ−１９８１に規定されてし）る樹脂が用いられる
。該樹脂としては例えばプロピレンホモポリマー、エチ
レンープロピレンブロックリエチレン等の１−オレフィ
ンポリマーを配合したいわゆるポリマーブレンド品等が
挙げられる。

上記ブレンド用に用いられるエラストマーとしては例え
ばポリイソブチレン、エチレンプロピレンラバー等が挙
げられる。ポリマーブレンドの具体例トシては、プロピ
レンホモポリマー／ボ９イソブチレン、エチレン−プロ
ピレンコポリマー／ポリエチレン等の２種ブレンド品や
、プロピレン４菟モポリマー／エチレンープロピレンラ
ノ＜−／ＪＪζ１ノエチレン等の３種ブレンド品等が挙
げられる。これらの中でプロピレン成分９０〜９８重量
％、エチレン成分１０〜２ｆｆｉｆｆ１％の、エチレン
−プロピレンテンダム共重合体よりなる発泡粒子を用い
ることが、発泡粒子の成型性および容器の諸物性向上の
上で特に好ましい。

上記発泡粒子は見掛発泡倍率５〜２０倍を有しかつ該発
泡粒子の示差走査熱量測定によって得られる０８０曲線
に該発泡粒子の基材樹脂である無架橋ポリプロピレン系
樹脂に固有の固有吸熱ピークより高温側に高温吸熱ピー
クが現われる結晶構造を有するものである。０８０曲線
に該高温吸熱ピークの現われる結晶構造を有する発泡粒
子は耐熱性に優れ成型が容易に行ない得る。

上記０８０曲線とは、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子１
〜３　ｍ９を示差走査熱量計によって１０℃／分の昇温
速度で２２０℃まで昇温したときに得られる０８０曲線
であり、例えば、試料を室温から２２０℃まで１０℃／
分の昇温速度で昇温した時に得られる０８０曲線を第１
回目の０８０曲線とし、次いで２２０℃から１０℃／分
の降温速度で４０υ付近まで降温し、再度１０℃／分の
昇温速度で２２０℃まで昇温した時に得られるＤＥＣ曲
線を第２回目のＤＥＣ曲線とし、これらの０８０曲線か
ら固有吸熱ピータ、高温吸熱ピークをめることができる
。

即ち本発明における固有吸熱ピータとは、基材樹脂の無
架橋ポリプロピレン系樹脂固有の吸熱ビいわゆる融解時
の吸熱によるものである０番考ｅ本−−該固有吸熱ピー
クは通常第１回目の０８０曲線にも第２回目の０８０曲
線にも現われ、ピークの頂点の温度はｔＢ１回目と第２
回目で多少異なる場合があるが、その差は５℃未満、通
常は２℃未満である。

一方、本発明における高温吸熱ピークとは、０８０曲線
において上記固有吸熱ピークよりａｊ流側に現われる吸
熱ピークである。上記高温吸熱ピークは、上記固有吸熱
ピークとして現われる構造とは異なる結晶構造の存在に
よるものではないかと考えられ、該高温吸熱ピークは蛛
】回目の０８０曲線には現われるが、同一条件で昇温を
行なった酢２回目の０８０曲線には現われない。

前記ＤＳＣｄｌ（線、特に第２回目のＤＳＣｅ線に現わ
れる固有吸熱ピークの温度と第１回目の０８０曲線に現
われる高温吸熱ピークの温度との差は−大きいことが望
ましく、畝２回目のＤＳＣＦＩＩＩＦ；！の固有吸熱ピ
ークの頂点の温度と高温吸熱ピークの頂」ゴ４１：１Ｅ
ｌｄ−１−／Ｆ％ろ含１＋ｅ〜ｑＩ％ＩＬ＆？−ｋｌ）
ＩＪ＋ｒ＋”ｔ＋＋”１Ｌである。

上記ＤＳＣ曲線に高温吸熱ピークが現われる結晶構造を
有する熱架橋ポリプロピレン系樹脂発泡什ｌシ１′ 粒子はト１「爾容器内に無架橋ポリプロピレン系樹脂粒
子と、該樹脂粒子１００重量部に対して水１００〜４０
０重量部、揮発性発泡剤（例えばジクロロジフロロメタ
ン）５〜３０重量部、分散剤（例えば微粒状勲化アルミ
ニウム）０１〜３重量部を配合し、融解終了温度Ｔｒｎ
以上に昇温することなく、Ｔｍ−２５℃〜Ｔｍ　−５℃
（Ｔｍは無架橋ポリプロピレン系樹脂の融解終了温度で
、本発明においては、試料６〜８ｊＩｇを示差走査熱量
計にて１０℃／分の昇温速度で２２０″Ｏまで昇温し、
次いで１０℃／分の降温速度で４０℃付近まで降温した
後再度り０℃／分の昇温速度で２２０℃まで昇温し、第
２回目の昇温によって得られたＤＳＣ曲線の吸熱ピーク
の裾が高温側でベースラインの位置に戻った時の温度を
融解終了温度とした。）まで昇温した後、容器の一端を
開放して、上記樹脂粒子と水とを容器内より低圧の雰囲
気下に放出し、樹脂粒子を発泡せしめて得ることができ
る。発泡温度が上記範囲から外れた場合、または上記範
囲内で−クは現われない。

本発明に用いられる発泡粒子の形状は特に限定されるも
のではないが不定形状の発泡粒子の場合は成型用型への
充填不良により、得られる容器が粒子相互の融着性の低
いものとなる虞れがあるため、実質的に球状の発泡粒子
を用いることが好ましく、特に真球状の発泡粒子を用い
ることが好ましい。また発泡粒子の大きさも特に制限は
されないが本発明の容器は肉厚を５鴎以下とすることが
好ましく、シかも容器の耐透水性を低下させないために
発泡粒子が少なくとも二層以上型なり合いかつ二次発泡
により粒子相互の良好な融着が行なえるとともに表面平
滑な容器を得るため、発泡粒子の粒径は０．５〜２．５
鶴が好ましい。

本発明に用いられる発泡粒子は、内圧減少速度係Ｗｉｋ
がｋ　＜　０．５０特にｋ（０，４０のものが好ましい
。内圧減少速度係数ｋが０．５０以上の発泡粒子を用い
ると成型性が低下し、また得られた容器の諸物性にも低
下をきたす。上記内圧減少速度係数には発泡粒子に空気
にて２〜５　ｋｇ／ｌｒｉ　（Ｇ　）の内圧を付与した
七き、２５℃において粒子内から空気が逃散して粒子内
圧が減少する速度係数であり、次の方法によりめられる
ものである。

まず多数のａ１穴を穿設した例えば７０ｍｔｎＸＩＱＯ
ｍ程度のポリエチレン袋中に、発泡倍率および重量既知
の発泡粒子を充填し、２５℃に保持しながら空気により
加圧して発泡粒子に２〜５　ｋｇ／ｃｒｌ（Ｇ　）の内
圧を付与した後発泡粒子の重量を測定する。次いで該発
泡粒子を２５℃、ｌａｔｍに保持し１０分経過後の発泡
粒子の重量を測定する。内圧を付与した直後の発泡粒子
の内圧Ｐ、　（ｋｇ／−・Ｇ）と、２５℃。

ｌａｔｍで１０分間（ｌ／６時間）保持した後の発泡粒
子の内圧Ｐ、　（ｋｐ／１ｙｌ−ａ　）を以下の式より
める。

と加圧処理する前の粒子重量の差、Ｔは雰囲気温度、粒
子内の空気体積は、発泡粒子の発泡倍率よりめた値であ
る。） 次に上式よりめたＰｏ　、　Ｐ＋より以下の式により内
圧減少速度係数ｋをめる。

Ｉ Ｊｌｏｇ　Ｗ　＝−ｋ　ｔ （ただしｔの単位は時間で上記の場合ｔの値はｌ／６で
ある。） 上記発泡粒子を用いて容器を製造するに際して、まず該
発泡粒子にｘ、ｓｋｙ／ｄ（ａ　）　〜７．　ｏｋｙ／
ｃｄ　（ａ　）の内圧を付与する。発泡粒子への内圧の
付与は無機ガスまたは無機ガスと揮発性発泡剤との混合
ガスにより１．５　ｋｇ／ｄ　（Ｇ　）〜ｔｏｋ１７／
ｃＪ（Ｇ）の圧力下で発泡粒子を加圧熟成することによ
り行なわれる。上記無機ガスとしては空気、窒素、アル
ゴン、ヘリウム等が挙げられるが通常は空気が用いられ
る。

揮発性発泡剤としては例えば、プロパン、ブタン。

ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等で例示される脂貼匍ｍ
　葎＊　書類　〜々ロブ々ソ　−’／ｈロベゝノ々゛ノ
等で例示される環式脂肪族炭化水素類、およびトリクロ
ロフロ四メタン、ジクロロジフロロメタン。

シクロロチトラフ算ロエタン、メチルクロライド。

エチルクロライド、メチレンクロライド等で例示される
ハロゲン化炭化水素類等が挙げられる。発泡粒子の内圧
が１．５ｋｇ／ｃＪ　（Ｇ　）未満であると該発泡粒子
を成型用型内で成型して得た容器の収縮が大きく、成型
用型からの離型性が低下し、生産効率が悪くなるととも
に、発泡粒子相互の融着性も低下し、容器の耐透水性等
の物性に低下をきたす。

また内圧が７　ｋｇ／ｃＪ　（Ｇ　）を超える発泡粒子
を用い゛Ｃ容器を成型した場合には、容器の表面側のみ
しか発泡粒子の融着が起こらず、内部の発泡粒子の融着
が不充分なものとなる。

内圧を付与した発泡粒子は例えば箔１図に示す拵１雄ｍ
ｌと箔２雄型２とからなる雄型３と第１雌型４と第２雌
型５とからなる雌型６よりなる成型用型７の成型室８内
に供給口９より充填して加熱成型する。加熱方法として
は例えば第１図に示壺 す如く、雄型３．雌型６内に各々設けられジャケラ）１
０．１１に蒸気を通過させて成型室８内に充填した発泡
粒子を間接加熱する方法が挙げられる。

また特に図示しないが雄型３．雌型６の内壁１２゜１３
に蒸気孔を形成して、蒸気により直接加熱を行なっても
よく、また間接加熱、直接加熱の両方を併用してもよい
が、間接加熱のみまたは、間接加熱を主とした間接加熱
、直接加熱の併用が好ましい。加熱を行なうための蒸気
は一般に２．５　ｋｌ？／　ｃａ（Ｇ）以上の圧力の蒸
気を供給し、特に好ましくは３〜６ｋｇ／ｃ／１（Ｇ）
の蒸気を供給する。

以上のようにして発泡倍率５〜２０倍を有し、かつ容器
を構成する発泡体の示差走査熱量測定によって得られる
０８０曲線に基材樹脂の熱架橋ホ゛リプロピレン系樹脂
固有の固有吸熱ピークより高温側に高温吸熱ピークの現
われる結晶構造を有する本発明の容器が得られる。上記
容器を構成する発泡体の示差走査熱量測定によって得ら
れるＤＥＣ曲線とは、容器の一部を切り取って試料とし
、該試料１〜３嘘を前述の発泡粒子のｐｓｃ曲線と同様
の条件で示差走査熱量計によって測定して得られる０８
０曲線である。容器を構成する発泡体が０８０曲線に高
温吸熱ピークが現われる結晶構造を有していないと、そ
の容器は圧縮硬さが小さく、圧縮永久歪率が大きく、耐
透水性に乏しい等諸物性に劣ったものとなる。

以上説明したように本発明の無架橋ポリプロピレン系樹
脂発泡容器は、該容器を構成する発泡体が、該発泡体の
示差走査熱量測定によって得られる０８０曲線に高温吸
熱ピークが現われる結晶構造を有することにより、圧縮
硬さが太き、＜、圧縮永久歪率が小さいとともに発泡粒
子の融着性に優れ、高い耐透水性等の諸物性に優れたも
のであり、しかもこれら諸物性値のバラツキの小さい優
れた容器であり、また本発明の製造方法によれば上記諸
物性に優れた容器を確実に製造できる効果を有するとと
もに生産性にも優れる利点を有する。

以下実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。

実施例１〜４．比較例１〜５ 第１表に示す基材樹脂を０４２〜１．００ｍｍの粒子と
した後、密閉容器内で該樹脂粒子と発泡剤（ジクロロジ
ブｐロメタン）とを水に分散させ同表に示す発泡温度に
て、容器内圧を窒素ガスにより３０ｋｇ／、ｆｆｌ　（
Ｇ）に維持しながら容器の一端を開放して、樹脂粒子と
水とを大気圧下に放出し、樹脂粒子を発泡せしめた。発
泡粒子の見掛発泡倍率は発泡剤の添加量によって調節し
た。この発泡粒子の見掛発泡倍率、粒子径、内圧減少速
度係数を第１表に示す。またこの発泡粒子の示差走査熱
量測定を行ない、得られた０８０曲線の高温吸熱ピーク
の有無を確認し、高温吸熱ピークの現われたものについ
ては高温吸熱ピークと固有吸熱ピークの温度差△ｔを測
定した。結果をＩＲ１表にあわせて示す。

また実施例３の発泡粒子の０８０曲線をｔＲ２図に、比
較例３の発泡粒子の０８０曲線を姶３図に示す。

尚、図中実線は第１回目の測定で得られた０８０曲線、
点線は第２回目の測定で得られた０８０曲線を示し、イ
ｈ蒼は高温吸熱ピーク、所αトは固有吸熱ピークをそれ
ぞれ示す。つぎにこの発泡粒子を加圧容器内に入れ、空
気により加圧処理して嫡１表に示す内圧を付与した。

ついで上記内圧を付与し九発泡粒子をカップ状容器成型
用金型に充填し２−５ＫＰ／ｅＪＧ）〜７騨／ｅａ■の
蒸気によｐ加熱して発泡成型を行ない容器を得九。

成型した容器の余塵からの離型性および得られ念容器の
諸物性を測定した結果をｊ！￥２表に示す。

全１離型性は 圧縮空気による自動離型が可能・・・・・・・・・Ｑ圧
縮空気による自動離型が不可能・・・・・・Ｘとして判
定した。

※２熱湯を容器内容積の９０％まで入れ３０分後の容器
表面の状態を観察し 容器表面が套唸工乾燥している・・・・・・・・・Ｏ容
器表面に水滴を生じる　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・Ｘとして判定した。

※３耐透湿性はＪＩＳ−Ｚ　０２２２に準拠し、透湿度
（，９／ｃｉｘ３０日）の値が ０．１６未満・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・Ｏｏ、１６〜０．２５未
満・・・・・・・・・・・・・・・６０２５以上・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・×として判定した。

１：・４熱湯を容器内容積の９０％まで入れ、厚さ７Ｗ
ＩＮのガラス板で容器の蓋をして容器内熱湯温度９０℃
の時の容器表面温度を測定し、表面温度が ５０℃未満のもの（素手で持てる）・・・・・・○５０
℃〜６０℃のもの　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・６６０℃を超える
もの（素手で持てない）・・・・・・・・・×として判
定した。

蝦５容器の開口部の対角線上の二点を押圧し、該二点を
相互に接触させたとき 容器に破壊なし・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・０容器に破壊あり・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
×として判定した。

【図面の簡単な説明】

蛤１図は本発明容器の製造に用いられる成型用型の一例
を示す要部縦断面図、蛤２図〜蛤３図は示差走査熱量測
定によって得られるＤ８Ｃ曲線を示し、第２図は実施例
３で用いた発泡粒子のＤ８Ｃ曲線、ＩＩａ図は比較例３
で用いた発泡粒子のＤＳＣ曲線である。 １・・・成型用型 特許出願人　日本スチレンペーパー株式会社第１図 第２図 第３図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）無架橋ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を成型用型
   内で発泡成型せしめてなる無架橋ポリプロピレン系樹脂
   発泡容器において容器を構成する発泡体が、発泡倍率が
   ５〜２０倍でかつ、該発泡体の示差走査熱量測定によっ
   て得られるＤＳＣ曲線（ただし該発泡体１〜３翼ｇを示
   差走査熱量計によって１０℃／分の昇温速度で２２０℃
   まで昇温したときに得られるＤＳＣ曲線）に該発泡体の
   基材樹脂の熱架橋ポリプロピレン系樹脂固有の固有吸熱
   ピークより高温側に高温吸熱ピークが現われる結晶構造
   を有することを特徴とする無架橋ポリプロピレン系樹脂
   発泡容器。
2. （２）無架橋ポリプロピレン系樹脂が、プロピレン成分
   ９０〜９８重ｈｔ％、エチレン成分１０〜２重↓５ｅｔ
   ）−ｈ？ｒＸ偏如渓のエキしンープロピレンランダム共
   重合体であることを特徴とする特許請求の範囲ｔｓ１項
   に記載の容器。
3. （３）前記ＤＳＣ曲線に現われる、高温吸熱ピークと固
   有吸熱ピークの温度差が５℃以上であることを特徴とす
   る特許請求の範囲筒１項に記載の容器。
4. （４）発泡粒子の示差走査熱量測定によって得られるＤ
   ＳＣ曲ｔｌＪ（ただし発泡粒子１〜３即を示差走査熱量
   計によって１０℃／分の昇温速度で２２０℃まで昇温し
   たときに得られるＤＳＣ曲Ｍ）に、該発泡粒子の基材樹
   脂に固有の固有吸熱ピークより高温側に高温吸熱ピーク
   が現われる結晶構造を有し、かつ見掛発泡倍率が５〜２
   ０倍の熱架橋ピリプロピレン系樹脂発泡粒子に、１．５
   　ｋｌＦ／ｄ（Ｇ）〜７．　Ｏｋｇ／ａｎ！　（Ｇ　）
   の内圧を付与した後、該発泡粒子を成型用型内に充填し
   、しかる後、加熱して成型することを特徴とする無架橋
   ポリプロピレン系樹脂発泡容器の製造方法。
5. （５）前記ＤＳＣ曲線に現われる、高温吸熱ピークと固
   有吸熱ピークの温度差が５℃以上であることを特徴とす
   る特許請求の範囲前４項に記載の容器の製造方法。
6. （６）無架橋ポリプロピレン系樹脂発泡粒子が、プロピ
   レン成分９０〜９８重量％、エチレン成分１０〜２１Ｒ
   景％の無架橋のエチレン−プロピレンランダム共重合体
   を左利樹脂とすることを特徴とする特許請求の範囲第４
   項に記載の容器の製造方法。
7. （７）無架橋ポリプロピレン系樹脂発泡粒子が実質的に
   球状であることを特徴とする特許請求の範囲略４項に記
   載の容器の製造方法。
8. （８）無架橋がリプルピレン系樹脂発泡粒子の粒径が０
   ．５〜２．５ｍ肩であることを特徴とする特許請求の範
   囲第４項に記載の容器の製造方法。
9. （９）無架橋ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の内圧減少
   速度係数ｋ（ただし発泡粒子内圧を空気にて２〜ｓ　ｙ
   ／ｌ＃ｌ（Ｇ　）としたときの２５℃における粒子内の
   空気逃散による内圧減少速度係′Ｉ＆）がｋ〈ｏ、５で
   あることを特徴とする特許請求の範囲ｔＲ４項に記載の
   容器の製造方法。