(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィンと、ポリ乳酸と、分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンと、層状ケイ酸塩と、フィラーとを含み、
前記ポリオレフィンは、ポリプロピレン及び／又はポリエチレンを含み、樹脂組成物全体に対する含有量が３０重量％以上、８０重量％以下であり、
前記ポリ乳酸は、樹脂組成物全体に対する含有量が３重量％以上、４０重量％以下であり、
前記分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンは、樹脂組成物全体に対する含有量が１重量％以上、２０重量％以下であり、
前記層状ケイ酸塩は、樹脂組成物全体に対する含有量が１０重量％以上、４０重量％以下であり、
前記フィラーは、前記層状ケイ酸塩の密度に対して０．２０ｇ／ｃｍ３以上異なる密度を有し、樹脂組成物全体に対する含有量が０．０１重量％以上、０．５重量％以下であり、
前記層状ケイ酸塩の含有量は、前記フィラーの含有量の２０倍以上であり、
前記ポリオレフィンの溶融粘度と前記ポリ乳酸の溶融粘度との差は、２００Ｐａ・Ｓ以下である
ことを特徴とする発泡用樹脂組成物。
【請求項２】
発泡用樹脂組成物中のポリ乳酸粒子の平均粒子径は、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の発泡用樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発泡用樹脂組成物を発泡させて成形したことを特徴とする発泡成形体。
【請求項４】
発泡粒子の平均粒子径は、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の発泡成形体。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の発泡用樹脂組成物と超臨界流体とを混合して発泡させたものであることを特徴とする請求項３又は４に記載の発泡成形体。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の発泡用樹脂組成物を射出成形して得られたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の発泡成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡用樹脂組成物及び発泡成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡成形体は、一般的に樹脂組成物を発泡させることで得られ、軽量化、コスト削減ができ、また、断熱性をもたせることができる。そのため、食品用容器、日用品、家庭用電化製品等の様々な用途に用いられている。特に、発泡成形体を食品用容器等に用いる場合には、電子レンジ等による加熱に耐えられるような耐熱性を有することが求められる。更に、近年、環境に配慮した発泡成形体が注目されており、ポリオレフィンとポリ乳酸とを混合した樹脂組成物等を発泡させた発泡成形体が検討されている。【０００３】
例えば、特許文献１では、ポリ乳酸とポリオレフィン系樹脂、カルボン酸ビニルエステル変性ポリオレフィン樹脂からなる組成物を特定の割合で配合することで、耐熱性に優れ、良好な機械的特性を有する外観美麗なポリ乳酸発泡体が得られることが開示されている。また、特許文献２では、脂肪酸ポリエステルとポリオレフィンと官能基含有水添ジエン重合体とを含有する樹脂組成物を、発泡剤を用いて発泡成形することで、柔軟性、可とう性及び発泡セル状態に優れた発泡成形体が得られることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４４６２６１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２９４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発泡成形体は、発泡によって形成された気泡（以下、「発泡粒子」ともいう）がその内部に均一に分布していることが重要であり、発泡粒子の分布が不均一であると、発泡成形体の表面の欠陥、強度の低下等を招く。発泡成形体において、均一に発泡させるためには、発泡させる前の樹脂組成物が均一に分散していることが必要である。しかしながら、ポリオレフィンとポリ乳酸のような互いに溶解しない非相溶系のポリマー同士を用いる場合には、均一に分散させることが困難であり、樹脂組成物の分散性を向上させるために更なる検討の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、バイオマスポリマーであるポリ乳酸を用いて環境負荷の少ない発泡成形体を得る方法について検討を行い、互いに溶解しない非相溶系のポリマー同士の界面が発泡核としての効果が高いことに着目し、非相溶系であるポリオレフィンとポリ乳酸とを分散させることで、発泡性に優れた発泡成形体が得られることを見出した。発泡成形体の発泡性が優れていると、発泡成形体の内部に粒子径の小さい発泡粒子を多数発生させることができる。更に、ポリオレフィンとポリ乳酸との分散性を高めることで、発泡粒子の発泡粒子径をより小さくすることができ、得られる発泡成形体の耐熱性が向上することを見出した。【０００７】
そこで、本発明者らは、ポリオレフィンとポリ乳酸との分散性を更に向上させるために、相溶化剤として分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンを併用することで、ポリオレフィンとポリ乳酸との間に界面を形成し、分散性を高めることを検討した。更に、本発明者らは、種々の検討を行い、層状ケイ酸塩を添加することで、混合時のせん断力が向上し、ポリオレフィンとポリ乳酸との分散性が向上することを見出した。【０００８】
その一方で、本発明者らは、層状ケイ酸塩の添加量が多すぎると、相溶化剤と層状ケイ酸塩とが作用するため、ポリオレフィンとポリ乳酸との分散性が低下することを見出した。本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、樹脂組成物にごく少量のフィラーを添加することで、過剰量の層状ケイ酸塩を添加せずとも、ポリオレフィンとポリ乳酸との分散性が向上することを見出した。特に、層状ケイ酸塩の密度に対して０．２０ｇ／ｃｍ３以上異なる密度を有するフィラーを用いた場合に効果が高いことを見出し、本発明を完成した。【０００９】
本発明の発泡用樹脂組成物は、ポリオレフィンと、ポリ乳酸と、分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンと、層状ケイ酸塩と、フィラーとを含み、上記ポリオレフィンは、ポリプロピレン及び／又はポリエチレンを含み、樹脂組成物全体に対する含有量が３０重量％以上、８０重量％以下であり、上記ポリ乳酸は、樹脂組成物全体に対する含有量が３重量％以上、４０重量％以下であり、上記分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンは、樹脂組成物全体に対する含有量が１重量％以上、２０重量％以下であり、上記層状ケイ酸塩は、樹脂組成物全体に対する含有量が１０重量％以上、４０重量％以下であり、上記フィラーは、上記層状ケイ酸塩の密度に対して０．２０ｇ／ｃｍ３以上異なる密度を有し、樹脂組成物全体に対する含有量が０．０１重量％以上、０．５重量％以下であることを特徴とする。【００１０】
本発明の発泡成形体は、本発明の発泡用樹脂組成物を発泡させて成形したことを特徴とする。【００１１】
上記発泡成形体は、上記発泡用樹脂組成物と超臨界流体とを混合して発泡させたものであることが好ましい。【００１２】
上記発泡成形体は、上記発泡用樹脂組成物を射出成形して得られたことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の発泡用樹脂組成物は、分散性及び成形性に優れる。本発明の発泡成形体は、上述した特性を有する発泡用樹脂組成物を発泡させて成形したため、耐熱性、強度及び軽量性に優れた発泡成形体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の発泡成形体の断面模式図である。
【図２】発泡成形体の作製に使用する成形装置の一例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の発泡用樹脂組成物は、ポリオレフィンと、ポリ乳酸と、分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンと、層状ケイ酸塩と、フィラーとを含み、上記ポリオレフィンは、ポリプロピレン及び／又はポリエチレンを含み、樹脂組成物全体に対する含有量が３０重量％以上、８０重量％以下であり、上記ポリ乳酸は、樹脂組成物全体に対する含有量が３重量％以上、４０重量％以下であり、上記分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンは、樹脂組成物全体に対する含有量が１重量％以上、２０重量％以下であり、上記層状ケイ酸塩は、樹脂組成物全体に対する含有量が１０重量％以上、４０重量％以下であり、上記フィラーは、上記層状ケイ酸塩の密度に対して０．２０ｇ／ｃｍ３以上異なる密度を有し、樹脂組成物全体に対する含有量が０．０１重量％以上、０．５重量％以下であることを特徴とする。
【００１６】
ポリオレフィンとポリ乳酸とは非相溶系であるため、混合しても互いに溶解せず、界面が形成される。この界面が発泡核として作用する。上記両成分に、カルボニル基を含む変性ポリオレフィンを添加することで、上記両成分を相溶化し分散しやすくすることができる。しかしながら、ポリオレフィンとポリ乳酸とカルボニル基を含む変性ポリオレフィンとを混合しただけでは、混合時のせん断力が低いため、ポリオレフィン及びポリ乳酸の分散は不充分である。そこで、更に、層状ケイ酸塩及びごく微量のフィラーを添加することで、ポリオレフィンとポリ乳酸との分散性を改善し、発泡用樹脂組成物中に発泡核を高分散させることができる。
【００１７】
上記ポリオレフィンは、ポリプロピレン及び／又はポリエチレンを含む。
上記ポリオレフィンは、ポリプロピレンとポリエチレンとの両方を含んでもよいし、いずれか一方を含んでもよい。
【００１８】
上記ポリプロピレンのメルトマスフローレート（ＭＦＲ）は、好ましくは５〜１００ｇ／１０分、より好ましくは１０〜５０ｇ／１０分である。ＭＦＲは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠し、温度２３０℃、荷重２１．２Ｎで測定した数値である。
【００１９】
上記ポリエチレンのＭＦＲは、好ましくは５〜１００ｇ／１０分、より好ましくは１０〜５０ｇ／１０分である。ＭＦＲは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠し、温度１９０℃、荷重２１．２Ｎで測定した数値である。
【００２０】
上記ポリオレフィンは、ポリプロピレン及び／又はポリエチレンのみを含むものであってもよいが、ポリプロピレン及びポリエチレン以外の他のポリオレフィンを含んでもよい。
上記他のポリオレフィンとしては、例えば、α−オレフィンの単重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−αオレフィン共重合体、及び、プロピレン−αオレフィン共重合体等が挙げられる。上記α−オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、３−エチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン、及び、１−ウンデセン等の炭素数４〜１２のα−オレフィンが挙げられる。
【００２１】
上記ポリオレフィンの溶融粘度（２２０℃）は、１５０Ｐａ・Ｓ以上、４００Ｐａ・Ｓ以下であることが好ましい。上記ポリオレフィンの溶融粘度のより好ましい下限は２００Ｐａ・Ｓであり、より好ましい上限は３００Ｐａ・Ｓである。溶融粘度は、例えば、株式会社島津製作所製、フローテスター  ＣＦＴ−５００Ｄを用いて測定することができる。具体的には、測定対象となる樹脂を所定温度に加熱し流動化させ、キャピラリーダイ（内径φ１ｍｍ、長さ１０ｍｍ）を通して、所定面圧を１ＭＰaとしたピストンによってシリンダから押し出し、ピストンの移動量と、かかった時間により粘度特性を評価することができる。
【００２２】
上記ポリオレフィンは、樹脂組成物全体に対する含有量が３０重量％以上、８０重量％以下である。
上記ポリオレフィンの樹脂組成物全体に対する含有量が、３０重量％未満であると、発泡用樹脂組成物の流動性、固化速度が低下し、成形性が悪くなり、８０重量％を超えると、発泡性が悪くなり、得られる発泡成形体の表面に凹凸が生じ、外観を損なう。また、発泡用樹脂組成物と超臨界流体とを混合する場合には、発泡用樹脂組成物に超臨界流体が含浸しにくくなる。
上記ポリオレフィンの樹脂組成物全体に対する含有量の好ましい下限は３５重量％、好ましい上限は７０重量％である。
【００２３】
上記ポリ乳酸は、Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸の単重合体、Ｌ−乳酸及びＤ−乳酸の共重合体、又は、これらの単重合体及び／又は共重合体の混合物である。乳酸の鏡像異性体比率及び鏡像異性体が共重合する方法（ランダム、ブロック、グラフトなど）、又は、結晶核剤を添加する方法により得られた結晶性が異なるポリ乳酸を選択できる。
【００２４】
上記ポリ乳酸の溶融粘度（２２０℃）は、１５０Ｐａ・Ｓ以上、４００Ｐａ・Ｓ以下であることが好ましい。上記ポリ乳酸の溶融粘度のより好ましい下限は２００Ｐａ・Ｓであり、より好ましい上限は３００Ｐａ・Ｓである。上記ポリ乳酸の溶融粘度は、上記ポリオレフィンの溶融粘度と同様に測定することができる。
【００２５】
上記ポリ乳酸は、樹脂組成物全体に対する含有量が３重量％以上、４０重量％以下である。
上記ポリ乳酸の樹脂組成物全体に対する含有量が、３重量％未満であると発泡用樹脂組成物を発泡させて成形した発泡成形体の発泡性が不充分となり、４０重量％を超えると発泡用樹脂組成物の流動性、固化速度が低下し、成形性が悪くなる。
上記ポリ乳酸の樹脂組成物全体に対する含有量の好ましい下限は８重量％、好ましい上限は３０重量％である。
【００２６】
上記ポリオレフィンの含有量と上記ポリ乳酸の含有量を上記範囲とすることで、発泡用樹脂組成物の流動性を調整し、成形性を良好にすることができる。
【００２７】
上記ポリオレフィンとポリ乳酸との溶融粘度差は、２００Ｐａ・Ｓ以下であることが好ましい。本発明者らは、上記ポリオレフィンとポリ乳酸との溶融粘度差が２００Ｐａ・Ｓ以下であると、両成分が混合しやすくなること、更に、層状ケイ酸塩及び少量のフィラーを添加することで、溶融混合時のせん断力が向上し、ポリオレフィンとポリ乳酸との混合状態を良好とし、かつ、分散性を向上できることを見出した。ポリオレフィンとポリ乳酸との溶融粘度差のより好ましい上限は１５０Ｐａ・Ｓである。
【００２８】
非相溶系のポリマー同士を混合する方法としては、両成分間に化学結合を形成させる方法、又は、同一ポリマー間で架橋構造を形成させる方法等を用いることがあり、ポリ乳酸を用いて発泡成形体を得る場合には、例えば、金属錯体等の合成触媒、ラジカル発生剤等を用いて、ポリ乳酸を合成しながら混練を行う反応押出（リアクティブプロセッシング）が用いられることがある。本発明は、ポリオレフィンとポリ乳酸との界面を発泡核として作用させるものであり、ポリ乳酸を合成しながら混練を行う反応押出とは異なり樹脂組成物中に合成触媒、ラジカル発生剤等を添加する必要はない。
なお、ポリ乳酸の反応押出の例としては、例えば、合成触媒として２−エチルへキサン酸スズを用い、酸化防止剤（例えば、チバスペシャルティケミカルズ社のイルガノックス１０１０）を添加してＬ−ラクチドとε−カプロラクトンを反応させる方法、ジクミルパーオキサイド等のラジカル発生剤を用いて、ポリ乳酸とポリエチレングリコールを反応させる方法、ラジカル発生剤を用いて、ポリ乳酸にポリカーボネート、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリブチレンサクシネートアジペート（ＰＢＳＡ）等をグラフト重合させる方法等が挙げられる。
【００２９】
上記分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンは、例えば、ポリオレフィンに不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸のエステル、又は、不飽和カルボン酸の無水物を付加反応することによって得られるものが挙げられる。不飽和カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、及び、イタコン酸等が挙げられる。不飽和カルボン酸のエステルとしては、例えば、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエチルエステル、及び、フマル酸モノメチルエステル等が挙げられる。不飽和カルボン酸の無水物としては、例えば、無水イタコン酸、及び、無水マレイン酸等が挙げられる。上記分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンとしては、無水マレイン酸変性ポリオレフィン、グリシジルメタクリレート変性ポリオレフィン等が挙げられる。上記分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３０】
上記分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンは、オレフィンとビニルモノマーとの共重合体であってもよい。オレフィンとビニルモノマーとの共重合体としては、例えば、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エチル共重合体、及び、エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体等が挙げられる。なお、（メタ）アクリル酸は、アクリル酸及びメタクリル酸を表す。ただし、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニルを重合して得られる化合物は、分解して臭気を発するため、特に、発泡用樹脂組成物を食品用容器、日用品、家庭用電化製品等に用いる場合には適さない。
【００３１】
上記分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンのＭＦＲは、好ましくは０．１〜１００ｇ／１０分、より好ましくは０．３〜５０ｇ／１０分である。ＭＦＲは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠し、温度２３０℃、荷重２１．２Ｎで測定した数値である。
【００３２】
上記分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンは、樹脂組成物全体に対する含有量が１重量％以上、２０重量％以下である。
上記分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンの樹脂組成物全体に対する含有量が上記範囲であると、非相溶系である上記ポリオレフィンと上記ポリ乳酸との間に界面を形成し、両成分の分散性を向上させることができる。上記分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンの樹脂組成物全体に対する含有量が、１重量％未満であるとポリオレフィンとポリ乳酸との間に界面を形成することができないために、得られる発泡成形体の発泡性が低下し、２０重量％を超えると、臭気の発生、着色、成形性の悪化、又は、吸水率の増大が引き起こされる。
上記分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンの樹脂組成物全体に対する含有量の好ましい下限は３重量％、好ましい上限は１２重量％である。
【００３３】
上記層状ケイ酸塩としては、例えば、パイロフィライト、タルク、カオリン（カオリナイト）、モンモリロナイト、魚眼石、マーガライト、プレナイト、又は、マイカ（雲母）等が挙げられ、特に、タルク、カオリン、モンモリロナイト、又は、マイカ（雲母）が好適に用いられる。上記層状ケイ酸塩は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３４】
上記層状ケイ酸塩は、樹脂組成物全体に対する含有量が１０重量％以上、４０重量％以下である。
上記層状ケイ酸塩の樹脂組成物全体に対する含有量が、１０重量％未満であると混合時のせん断力を向上させる効果が充分に得られないため、ポリオレフィンとポリ乳酸とを充分に分散させることができず、４０重量％を超えると、発泡用樹脂組成物の成形性が低下する。
上記層状ケイ酸塩の樹脂組成物全体に対する含有量の好ましい下限は１５重量％、好ましい上限は３５重量％である。
【００３５】
上記フィラーは、上記層状ケイ酸塩の密度に対して０．２０ｇ／ｃｍ３以上異なる密度を有するものであればよく、発泡用樹脂組成物に含まれる他の成分、すなわちポリオレフィン、ポリ乳酸、分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィン、層状ケイ酸塩とは異なる化合物であれば、無機材料から構成される無機フィラーであってもよく、有機材料から構成される有機フィラーであってもよい。上記フィラーによれば、層状ケイ酸塩の添加による分散性向上の効果を充分に引き出すことができる。上記フィラーと上記層状ケイ酸塩との密度の差は、０．２５ｇ／ｃｍ３以上であることがより好ましく、０．３０ｇ／ｃｍ３以上であることが更に好ましい。また、上記フィラーの密度は、上記層状ケイ酸の密度より大きくてもよいし、小さくてもよい。上記フィラーの密度及び上記層状ケイ酸塩の密度は、ピクノメーター法により測定することができる。
【００３６】
上記無機フィラーとしては、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の金属酸化物、グラファイト、カーボンブラック、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、炭酸カルシウム、シリカ、シリカゲル、ゼオライト、窒化ホウ素、及び、アルミナ等を含むフィラーが挙げられる。
【００３７】
上記有機フィラーとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂、超高分子量ポリエチレン、電子線架橋型ポリエチレン、粉末セルロース、芳香族ポリアミド、脂肪族ポリアミド、炭化ケイ素、アクリル樹脂、フェノール樹脂、及び、メラミン樹脂等を含むフィラーが挙げられる。なお、上記超高分子量ポリエチレン及び電子線架橋型ポリエチレンは、融点以上に加熱し溶融状態となっても極めて流動性が低いため、メルトマスフローレート（ＭＦＲ）測定では数値評価ができない。
【００３８】
上記フィラーは、樹脂組成物全体に対する含有量が０．０１重量％以上、０．５重量％以下である。
上記フィラーの樹脂組成物全体に対する含有量が、０．０１重量％未満であるとポリオレフィンとポリ乳酸の分散性、及び、得られる発泡成形体の発泡性が低下し、０．５重量％を超えると得られる発泡成形体の発泡性が低下する。
上記フィラーの樹脂組成物全体に対する含有量の好ましい上限は、０．３重量％である。
【００３９】
本発明の発泡用樹脂組成物の製法は特に限定されるものではないが、公知の方法を用いることができる。例えば、単軸又は多軸の各種押出機により各成分の混合物を溶融混練する方法が挙げられる。各成分を一括で混練してもよく、任意の成分を混練した後、残りの成分を添加して混練してもよい。
【００４０】
上記発泡用樹脂組成物を発泡させて成形することで、発泡成形体が得られる。上記発泡用樹脂組成物は、層状ケイ酸塩及びフィラーを添加し、ポリオレフィンとポリ乳酸との分散性が向上されていることから、これを発泡させて得られた発泡成形体の内部には、微細な気泡を均一に存在させることができる。このため、上記発泡成形体は、耐熱性、強度及び軽量性に優れている。
【００４１】
上記発泡成形体は、発泡成形体の表面にランダムな模様、色彩又は文字等を施す場合、上記発泡用樹脂組成物に顔料フィラー、カラーマスターバッチ等を添加することできる。
【００４２】
上記発泡成形体は、食品用容器、日用品、及び、家庭用電化製品に好適に用いられる。上記発泡成形体は、優れた耐熱性を有し、ＪＩＳ  Ｓ２０２９の７．４耐熱性試験（表示耐熱温度１２０℃）、７．１０電子レンジ高周波適正性試験、及び、７．１１電子レンジ耐久性試験に適合する。そのため、上記発泡成形体からなる食品用容器は、電子レンジによる加熱又は調理に用いることができる。また、耐熱性に優れ、高温下でも変形し難いため、日用品、及び、家庭用電化製品にも好適に用いられる。
【００４３】
上記発泡成形体は、上記発泡用樹脂組成物と超臨界流体とを混合して発泡させたものであることが好ましい。上記発泡用樹脂組成物は、互いに溶解しないポリオレフィンとポリ乳酸との高分散化によって形成された微細な界面を有する。そのため、超臨界流体を用いた発泡において上記界面が発泡起点となり、発泡成形体の内部に微細な気泡を均一に存在させることができ、耐熱性、強度及び軽量性等の特性が充分に発揮される。上記超臨界流体としては、例えば、二酸化炭素、窒素、アルゴン、及び、ヘリウム等の不活性ガスの超臨界流体が挙げられる。なかでも、二酸化炭素、又は、窒素の超臨界流体が好ましく、窒素の超臨界流体がより好ましい。
【００４４】
上記超臨界流体を用いた発泡成形体の製造方法は、まず、溶解した発泡用樹脂組成物に高圧力下で超臨界流体を注入し攪拌することで、発泡用樹脂組成物と超臨界流体との単一相溶解物を得る。次に、減圧することで、単一相溶解物中の超臨界流体が気体へ相転移するため、気泡が発生する。発泡起点が均一に多数存在する場合には、微細な発泡粒子を多数含む発泡成形体となる。これにより、発泡用樹脂組成物が発泡し、微細な発泡粒子を有する発泡成形体が得られる。
【００４５】
上記発泡成形体は、上記発泡用樹脂組成物を射出成形して得られたことが好ましい。特に、上記発泡成形体は、上記発泡用樹脂組成物に超臨界流体を含浸しながら射出成形を行なう方法（以後、超臨界射出成形ともいう。）により得られたことが好ましい。上記発泡用樹脂組成物は、超臨界射出成形により、上記発泡成形体を精密な形状、及び、多彩な形状に加工することができる。中でも、超臨界射出成形において、金型の空洞部分（キャビティ）内に上記発泡用樹脂組成物を溶融した状態で充填した後、冷却固化が進行する前に金型の一部を動かすことによってキャビティを強制的に広げ急激な圧力減少を引き起こす方法（以後、コアバック法）により発泡させることが好ましく、コアバック法を用いることにより、発泡量を大幅に増大させることができる。
【００４６】
図１は、本発明の発泡成形体の断面模式図である。本発明の発泡用樹脂組成物と超臨界流体とを混合し、その後射出成形して発泡させることで、図１に示した発泡成形体１０が得られる。発泡成形体１０は、発泡層１２の両面にスキン層（外皮層）１１を有する。発泡層１２は、均一な発泡粒子を有する領域をいい、スキン層１１は、発泡成形体の表面側に発泡粒子が形成されていない領域をいう。発泡成形体１０は、表面がスキン層１１であるため、発泡成形体１０の強度を高くすることができ、また、表面を平滑にすることができる。更に、中心部分が発泡層１２であるため、軽量化できるだけではなく、熱が伝わり難くなるため、発泡成形体１０の耐熱性が向上する。
【００４７】
上記発泡成形体の厚さは、０．２〜３．０ｍｍであることが好ましい。上記発泡成形体の厚さが０．２ｍｍ未満であると、発泡しないことがあり、３．０ｍｍを超えると表面に凹凸が生じ、外観を損なうことがある。本発明の発泡用樹脂組成物によれば、従来の発泡用樹脂組成物よりも発泡性及び成形性に優れるので、従来よりも薄くしても、実用上充分な耐熱性及び強度が確保された発泡成形体を製造することができる。
【００４８】
上記発泡層は、発泡成形体の断面を観察した場合に、発泡層の１ｍｍ×１ｍｍの範囲に発泡粒子を１００個以上有することが好ましく、任意に選択した１００個の発泡粒子の平均粒子径が１００μｍ以下であることが好ましい。発泡粒子の測定は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で行うことができ、例えば、株式会社日立ハイテクノジーズ製、Ｓ−４８００等を用いることができる。
【００４９】
上記発泡用樹脂組成物と上記超臨界流体とを混合すること、及び、上記発泡用樹脂組成物を発泡させて成形することは、例えば、射出成形機と超臨界流体発生機とが連結された装置を用いて行うことができる。射出成形機と超臨界流体発生機とが連結された装置としては、例えば、ＭｕＣｅｌｌ射出成形機（ＭｕＣｅｌｌはＴｒｅｘｅｌ．Ｃｏ．，Ｌｔｄ．の登録商標）等が挙げられる。
【００５０】
図２は、発泡成形体の作製に使用する成形装置の一例を説明するための模式図である。図２に示すように、成形装置２０は、材料を投入するホッパ２１、スクリュ２３を備えたシリンダ２２、ノズル２４を備える射出成形機に、注入制御部２７を介してボンベ２５及び超臨界流体発生部２６が接続されている。
【００５１】
製法の具体例としては、まず、上記ポリオレフィン、ポリ乳酸、分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィン、層状ケイ酸塩、及び、フィラーを２００℃以上の設定温度とした二軸押出機で溶融混合させ、ペレット状の発泡用樹脂組成物を作製する。次に、得られた上記ペレット状の発泡用樹脂組成物をホッパ２１に投入し、一般的な射出成形の手順に従ってスクリュ２３を回転させ上記ペレット状の発泡用樹脂組成物を溶解及び計量する。ペレット状の発泡用樹脂組成物の溶解及び計量中に、ボンベ２５及び超臨界流体発生部２６に接続された注入制御部２７を介して、シリンダ２２内に超臨界流体を注入し、スクリュ２３を回転させることで、発泡用樹脂組成物の溶融物に超臨界流体を混合及び含浸することで、単一相溶解物とする。計量された上記単一相溶解物をスクリュ２３でノズル２４側に搬送し、金型２８に射出する。金型内での圧力損失により、超臨界流体は臨界圧力に達した時点で気体への相転移が引き起こされ気泡が発生する。更に、上記単一相溶解物を金型２８に射出する際に、キャビティを広げることで金型内での圧力減少を加速させ発泡量を増大させる方法もある。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明について実施例を掲げてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。【００５３】
（配合原料）
下記の実施例及び比較例において、発泡用樹脂組成物を調製するために使用した配合原料を表１に示した。【００５４】
【表１】
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【００５５】
（実施例１）
ポリオレフィンとしてポリプロピレン７５．５重量％、ポリ乳酸３重量％、分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィン１重量％、層状ケイ酸塩としてタルク２０重量％、フィラーとして窒化ホウ素０．５重量％をドライブレンドし、二軸押出機（日本製鋼所社製、ＴＥＸ３０）を使って温度設定２２０℃で混練し、ペレット状の発泡用樹脂組成物を得た。得られた発泡用樹脂組成物は、ポリ乳酸の粒子がポリプロピレン中に分散した樹脂組成物であった。【００５６】
次に、超臨界射出成形機（東芝機械社製）に得られたペレット状の発泡用樹脂組成物を投入し、シリンダ温度２００℃で発泡用樹脂組成物を溶解させながら超臨界流体を含浸し、超臨界射出成形を用いてコアバック法により発泡成形体を得た。超臨界流体には窒素の超臨界流体を使用し、充填量を０．１重量％、充填圧力１６ＭＰａとした。成形条件は、スクリュ背圧１５ＭＰａ、射出速度１００ｍｍ／秒、金型温度５０℃とした。縦８０ｍｍ、横８０ｍｍ、厚さ２ｍｍの板形状に成形し、発泡成形体とした。なお超臨界流体の充填量（単位：重量％）は、下記式（１）で計算することができる。
［（超臨界流体の流量×超臨界流体の流入時間×換算係数２７．８）÷発泡用樹脂組成物の重量］×１００    （１）【００５７】
得られた発泡成形体は、図１に示したように、発泡層の両面にスキン層を有する発泡成形体であった。【００５８】
（実施例２〜１４及び比較例１〜８）
各配合原料の配合量を表２に示した量に変更した以外は、実施例１と同様にして発泡用樹脂組成物及び発泡成形体を作製した。表２には、各配合原料の発泡用樹脂組成物全体に対する含有量を記載した。【００５９】
【表２】
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【００６０】
（発泡用樹脂組成物及び発泡成形体の評価）
実施例及び比較例で作製した発泡用樹脂組成物について、分散性及び成形性を評価した。また、実施例及び比較例で作製した発泡成形体について、発泡性及び電子レンジ適性を評価した。結果を表３に示した。【００６１】
（１）発泡用樹脂組成物の分散性
発泡用樹脂組成物を、偏光顕微鏡（カールツァイス株式会社製、Ａｘｉｏ  Ｉｍａｇｅｒ  Ａ１ｍ  Ｐｏｌ  Ａｘｉｏ  Ｃａｍ  ＭＲｃ５）で観察し、ポリオレフィンとポリ乳酸との分散状態を確認した。
分散性の評価は、ポリ乳酸粒子の平均粒子径が１０μｍ以下である場合を○とし、ポリ乳酸粒子の平均粒子径が１０μｍより大きい場合を×とした。【００６２】
（２）発泡用樹脂組成物の成形性
発泡用樹脂組成物の成形性は、射出成形時の流動性、及び、射出成形後の冷却固化性で評価した。射出成形時の流動性及び射出成形後の冷却固化性がよい場合を○、射出成形時の流動性又は射出成形後の冷却固化性のいずれかが悪い場合を×とした。
射出成形時の流動性の評価は、発泡用樹脂組成物を射出圧力１００ＭＰａ以下で２０回射出し、未充填が確認されなかった場合に流動性がよいと判断し、未充填が１回以上確認された場合に流動性が悪いと判断した。射出成形後の冷却固化性の評価は、５０℃に設定した金型で１分間冷却し、発泡成形体を金型から取り出す際に目視で変形を確認し、変形が確認されなかった場合に冷却固化性がよい、変形が確認された場合に冷却固化性が悪いと判断した。なお、流動性の評価及び冷却固化性の評価には共に、縦８０ｍｍ、横８０ｍｍ、厚さ２ｍｍの板形状の金型を用いた。【００６３】
（３）発泡成形体の発泡性
発泡成形体の断面を、ＳＥＭ（日立ハイテクノロジーズ社製、Ｓ−４８００）で観察し、発泡層における発泡粒子の状態を確認した。
発泡性の評価は、発泡成形体を断面から観察し、発泡層の縦１ｍｍ、横１ｍｍの範囲に、発泡粒子が１００個以上存在し、かつ、任意に選択した１００個の発泡粒子の平均粒子径が１００μｍ以下である場合を○、発泡粒子の平均粒子径が１００μｍより大きい場合を×とした。【００６４】
（４）発泡成形体の電子レンジ適性
発泡成形体の電子レンジ適性は、ＪＩＳ  Ｓ２０２９の７．４耐熱性試験（表示耐熱温度１２０℃）、７．１０電子レンジ高周波適正性試験、及び、７．１１電子レンジ耐久性試験に準拠した方法で試験を行った。いずれの試験にも適合した場合を○、いずれかの試験に適合しなかった場合を×とした。【００６５】
【表３】
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【符号の説明】
【００６６】
１０  発泡成形体
１１  スキン層（外皮層）
１２  発泡層
２０  成形装置
２１  ホッパ
２２  シリンダ
２３  スクリュ
２４  ノズル
２５  ボンベ
２６  超臨界流体発生部
２７  注入制御部
２８  金型
【要約】
本発明は、分散性及び成形性に優れた発泡用樹脂組成物を提供する。本発明の発泡用樹脂組成物は、ポリオレフィンと、ポリ乳酸と、分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンと、層状ケイ酸塩と、フィラーとを含み、上記ポリオレフィンは、ポリプロピレン及び／又はポリエチレンを含み、樹脂組成物全体に対する含有量が３０重量％以上、８０重量％以下であり、上記ポリ乳酸は、樹脂組成物全体に対する含有量が３重量％以上、４０重量％以下であり、上記分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンは、樹脂組成物全体に対する含有量が１重量％以上、２０重量％以下であり、上記層状ケイ酸塩は、樹脂組成物全体に対する含有量が１０重量％以上、４０重量％以下であり、上記フィラーは、上記層状ケイ酸塩の密度に対して０．２０ｇ／ｃｍ３以上異なる密度を有し、樹脂組成物全体に対する含有量が０．０１重量％以上、０．５重量％以下である。【図１】
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【図２】
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