(57)【要約】【課題】  コスト的なデメリットや、生産性の低下がなく、ポリ乳酸系発泡粒子の型内成形性を向上することができるポリ乳酸系発泡成形体の製造方法を提供すること。【解決手段】  ポリ乳酸系樹脂粒子に炭素数３−６の炭化水素系発泡剤を含浸させてポリ乳酸系発泡性粒子を得、該ポリ乳酸系発泡性粒子を発泡させてポリ乳酸系発泡粒子とした後に、二酸化炭素を該ポリ乳酸系発泡粒子に付与した二酸化炭素含有ポリ乳酸系発泡粒子を型内成形することを特徴とするポリ乳酸系発泡成形体製造時の成形性を向上させる方法に従って、ポリ乳酸系発泡成形体を製造すること。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸系発泡成形体の製造において、ポリ乳酸系樹脂粒子に炭素数３−６の炭化水素系発泡剤を含浸させてポリ乳酸系発泡性粒子を得、該ポリ乳酸系発泡性粒子を発泡させてポリ乳酸系発泡粒子とした後に、二酸化炭素を該ポリ乳酸系発泡粒子に付与した二酸化炭素含有ポリ乳酸系発泡粒子を型内成形することを特徴とするポリ乳酸系発泡成形体製造時の成形性を向上させる方法。
【請求項２】
二酸化炭素含有ポリ乳酸系発泡粒子を得る際に、ポリ乳酸系発泡粒子に、０．１ＭＰａ以上、２．０ＭＰａ未満の圧力で二酸化炭素を用いて内圧を付与することを特徴とする請求項１記載のポリ乳酸系発泡成形体製造時の成形性を向上させる方法。
【請求項３】
二酸化炭素含有ポリ乳酸系発泡粒子を得る際に、ポリ乳酸系発泡粒子に、０．５分間以上、１０分間未満の時間で二酸化炭素を用いて内圧を付与することを特徴とする請求項１又は２に記載のポリ乳酸系発泡成形体製造時の成形性を向上させる方法。
【請求項４】
ポリ乳酸系発泡粒子が、ポリ乳酸系樹脂を主成分としており、該ポリ乳酸系樹脂をゲル化処理したものである請求項１〜３の何れかに記載のポリ乳酸系発泡成形体製造時の成形性を向上させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ乳酸系発泡成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化石資源を原料とする発泡ポリスチレン、発泡ポリオレフィンの代替として、特許文献１において、ポリ乳酸を主たる原料とする発泡成形体が提案されている。この発泡成形体は、非石油資源である澱粉を出発原料としており、近年の石油事情、環境保全の見地から見て非常に望ましいものであると言える。当該発泡成形体は、発泡ポリスチレンと同等の機械物性、２次加工性を有しており、通常の梱包用緩衝材として十分使用できるものであった。しかしながら、特許文献１の発泡成形体は、従来の発泡ポリスチレンに比べ、発泡剤含有発泡粒子の金型への充填性に問題があり、またその２次発泡力が低いために、深箱や複雑な成形体への型内成形が難いという問題があった。前記問題においては、充填性を上げることができなくても、２次発泡力を上げることができれば、結果的に充填性も上がり、成形性も良くなるため、以下のように２次発泡力を上げる取り組みがなされている。
【０００３】
発泡粒子の型内成形性を改善させる技術として、例えば特許文献２にポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子に無機気体を圧入して、発泡粒子に内圧を付与する方法が開示されている。内圧が付与された発泡粒子は、成形時の２次発泡力が向上し、得られる成形体の形状安定性等が改善される傾向にある。しかしながら、特許文献２では、内圧付与の時間が少なくとも１時間必要であり、生産性に欠ける問題がある。また、発泡粒子に内圧を付与するために使用される容器の容積が極めて大きなものになる、また、通常の大きさの容器を使用する場合、容器の数が増える等、経済上の不利益が生じるものである。
【０００４】
上記の技術は、ポリ乳酸系発泡粒子でも実施されており、例えば、特許文献３に開示されている。該特許文献においても、内圧付与時間は１時間以上必要としており、生産性に欠ける問題がある。
【０００５】
また、特許文献４では、二酸化炭素を用いて、ポリ乳酸系発泡粒子に内圧を付与する技術が記載されている。しかしながら、二酸化炭素を付与する条件には触れておらず、成形時には５−７０％圧縮しないと成形体が得られないことより、十分な内圧付与が行われていないことがわかる。
【０００６】
以上のように、ポリ乳酸系発泡成形体の製造においては、型内成形性（発泡剤含有発泡粒子の２次発泡力）を向上しようとすると、従来の方法では内圧付与時間が１時間以上必要であり、生産性が低くなるのが現状である。そこで、従来の生産性を落とさずに成形性を上げることが望まれている。
【特許文献１】国際公開第９９／２１９１５号パンフレット
【特許文献２】特開平７−１７８７４７号公報
【特許文献３】特開２００４−２１７９２３号公報
【特許文献４】特開２００３−６４２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、ポリ乳酸系発泡成形体の製造において、コスト的なデメリットや、生産性の低下がなく、ポリ乳酸系発泡粒子の型内成形性を向上する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、炭化水素系発泡剤を含有するポリ乳酸系発泡粒子に特定の条件下で二酸化炭素を付与した後、型内成形を行うことで、２次発泡力を高めても生産性が落ちない、即ち従来以上の生産性を維持し、且つ型内成形性よくポリ乳酸系発泡成形体を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の第一は、ポリ乳酸系発泡成形体の製造において、ポリ乳酸系樹脂粒子に炭素数３−６の炭化水素系発泡剤を含浸させてポリ乳酸系発泡性粒子を得、該ポリ乳酸系発泡性粒子を発泡させてポリ乳酸系発泡粒子とした後に、二酸化炭素を該ポリ乳酸系発泡粒子に付与した二酸化炭素含有ポリ乳酸系発泡粒子を型内成形することを特徴とするポリ乳酸系発泡成形体製造時の成形性を向上させる方法に関する。好ましい実施態様は、二酸化炭素含有ポリ乳酸系発泡粒子を得る際に、ポリ乳酸系発泡粒子に、０．１ＭＰａ以上、２．０ＭＰａ未満の圧力で二酸化炭素を用いて内圧を付与することを特徴とする上記記載のポリ乳酸系発泡成形体製造時の成形性を向上させる方法に関する。より好ましくは、二酸化炭素含有ポリ乳酸系発泡粒子を得る際に、ポリ乳酸系発泡粒子に、０．５分間以上、１０分間未満の時間で二酸化炭素を用いて内圧を付与することを特徴とする上記記載のポリ乳酸系発泡成形体製造時の成形性を向上させる方法、更に好ましくは、ポリ乳酸系発泡粒子が、ポリ乳酸系樹脂を主成分としており、該ポリ乳酸系樹脂をゲル化処理したものである上記記載のポリ乳酸系発泡成形体製造時の成形性を向上させる方法、に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の製造方法によれば、コスト的なデメリットが無く、且つ生産性を従来より低下させることなく、ポリ乳酸系発泡粒子の型内成形性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明につき、さらに詳細に説明する。本発明のポリ乳酸系発泡成形体の製造方法は、炭化水素系発泡剤を含有したポリ乳酸系発泡粒子に、特定の条件で二酸化炭素を付与した後、型内成形することを特徴とする。
【００１２】
本発明におけるポリ乳酸系発泡粒子とは、基材樹脂がポリ乳酸系樹脂である。該ポリ乳酸系樹脂は、特に限定はないが、結晶性の高い樹脂は発泡、成形が結晶化により困難になる傾向があるため、乳酸成分の異性体比率が５％以上、好ましくは８％以上であるポリ乳酸を主成分としたものである。本発明の効果を阻害しない範囲においては、ポリ乳酸系樹脂に他の樹脂を添加して基材樹脂とする事ができる。該基材樹脂中にはポリ乳酸系樹脂が５０重量％以上含まれることが好ましく、より好ましくは７０重量％以上、更に好ましくは９０重量％以上である。前記他の樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂等が挙げられる。また、脂肪族ポリエステル成分単位を少なくとも３５モル％以上含む生分解性脂肪族ポリエステル系樹脂が挙げられ、この場合の脂肪族ポリエステル系樹脂としては、ヒドロキシ酸重縮合物、ポリカプロラクトン等のラクトンの開環重合物、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）等の脂肪族多価アルコールと脂肪族カルボン酸との重縮合物が挙げられ、それらの群より選ばれる少なくとも１種用いることができる。
【００１３】
なお前記ポリ乳酸系樹脂は、一部モノマーが乳酸と交換可能な脂肪族ヒドロキシカルボン酸、脂肪族多価カルボン酸、脂肪族多価アルコール等で置き換わってもよく、エポキシ化大豆油やエポキシ化亜麻仁で一部架橋されていてもよい。
【００１４】
前記脂肪族ヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシヘプタン酸等が挙げられ、少なくとも１種含有される。また、前記脂肪族多価カルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、無水コハク酸、無水アジピン酸、トリメシン酸、プロパントリカルボン酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸等が挙げられ、少なくとも１種含有される。また、前記脂肪族多価アルコールとしては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリット等が挙げられ、それらの群より選ばれる少なくとも１種含有される。
【００１５】
前記ポリ乳酸系樹脂の溶融粘度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０（荷重２．１６ｋｇ）に準拠したメルトインデックス（ＭＩ）値で０．１〜１０ｇ／１０分の高分子量のポリ乳酸系樹脂であることが好ましい。ＭＩ値がこの範囲にあれば、生産性に優れ、発泡倍率の高い発泡成形体を得やすい傾向にあり、本発明の目的・効果を発現しやすい。
【００１６】
本発明においては、ポリ乳酸系発泡粒子の基材樹脂であるポリ乳酸系樹脂をゲル化処理することが、発泡性、成形性の観点から好ましい。ゲル化処理によりポリ乳酸系樹脂を発泡に適する粘度領域まで増粘させることができる。このためのゲル化処理には、従来公知の各種の方法、例えば、ポリイソシアネート化合物、過酸化物、酸無水物、エポキシ化合物等、一般的な架橋剤を少なくとも１種選択して用いる方法、電子線架橋方法、シラン架橋方法等が包含されるが、架橋剤を用いる方法が好ましい。
【００１７】
前記ポリイソシアネート化合物としては、芳香族、脂環族、脂肪族系のポリイソシアネート化合物が使用可能であり、芳香族ポリイソシアネートとしては、トリレン、ジフェニルメタン、ナフチレン、トリフェニルメタンを骨格とするポリイソシアネート化合物が挙げられる。また、脂環族ポリイソシアネートとしては、イソホロン、水酸化ジフェニルメタンを骨格とするポリイソシアネート化合物が挙げられ、脂肪族ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレン、リジンを骨格とするポリイソシアネート化合物が挙げられる。
【００１８】
前記過酸化物としては、ベンゾイルパーオキサイド、ビス（ブチルパーオキシ）トリメチルシクロヘキサン、ビス（ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ブチルビス（ブチルパーオキシ）バレレート、ジクミルパーオキサイド、ブチルパーオキシベンゾエート、ジブチルパーオキサイド、ビス（ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジメチルジ（ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジメチルジ（ブチルパーオキシ）ヘキシン、ブチルパーオキシクメン等の有機化酸化物が挙げられる。
【００１９】
前記酸無水物としては、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、エチレン−無水マレイン酸共重合体、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体等が挙げられる。
【００２０】
前記エポキシ化合物としては、グリシジルメタクリレート−メチルメタクリレート共重合体、グリシジルメタクリレート−スチレン共重合体、グリシジルメタクリレート−スチレン−ブチルアクリレート共重合体、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ヤシ脂肪酸グリシジルエステル、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油等の各種グリシジルエーテル及び各種グリシジルエステル等が挙げられる。
【００２１】
これら架橋剤のうち、ポリイソシアネート化合物を用いることが好ましい。その理由は、ポリイソシアネート化合物を用いれば、混練時の架橋増粘によるトルクアップが少なく、混練後に水分の存在下で加熱することで尿素結合、ウレタン結合、アロファネート結合などによる後増粘が可能だからである。ポリイソシアネート化合物の中でも、汎用性、取り扱い性、耐候性等の観点からトリレン、ジフェニルメタン骨格とするポリイソシアネート化合物、特にジフェニルメタンのポリイソシアネートを使用することが好ましい。
【００２２】
架橋剤の添加量は、任意に選定することが可能であるが、ポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．１重量部〜６．０重量部であることが好ましく、より好ましくは０．２重量部〜５．０重量部、更に好ましくは０．５重量部〜４．０重量部である。添加量が０．１重量部〜６．０重量部の場合、ポリ乳酸系樹脂の溶融粘度を発泡に適した領域まで上昇させることができる。
【００２３】
本発明の発泡剤としては、特に限定はなく従来公知のものが使用でき、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、イソヘキサン、ノルマルヘキサン、シクロブタン、シクロヘキサン、イソペンタン、ノルマルペンタン、シクロペンタン等の炭化水素系発泡剤や、塩化メチル、塩化メチレン、ジクロロジフルオロメタン等のハロゲン化炭化水素系発泡剤、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル等のエーテル系発泡剤、窒素、二酸化炭素、アルゴン、空気等の無機系発泡剤が挙げられ、それらの群より選ばれる少なくとも１種を用いることができる。それらの内、ポリ乳酸系樹脂に対するガス散逸が少なく、発泡性粒子輸送が可能であり、所望の発泡性が得られる点から、炭素数３−６の炭化水素系発泡剤が好ましい。
【００２４】
前記ポリ乳酸系樹脂中には、例えば、黒、灰色、茶色、青色、緑色等の着色顔料又は染料を添加してもよい。着色した基材樹脂を用いれば着色された発泡粒子及び発泡成形体を得ることができる。着色剤としては、有機系、無機系の顔料、染料などが挙げられる。このような顔料及び染料としては、従来公知の各種のものを用いることができる。また、気泡調整剤として、例えばタルク、炭酸カルシウム、ホウ砂、ほう酸亜鉛、水酸化アルミニウム、ステアリン酸カルシウム等の無機物を予め添加することができる。基材樹脂であるポリ乳酸系樹脂に着色顔料、染料又は無機物等の添加剤を添加する場合は、添加剤をそのまま基材樹脂に練り込むこともできるが、通常は分散性等を考慮して添加剤のマスターバッチを作り、それと基材樹脂とを混練することが好ましい。着色顔料又は染料の添加量は着色の色によっても異なるが、通常、ポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．００１重量部〜５重量部が好ましく、０．０２重量部〜３重量部とすることがより好ましい。前記ポリ乳酸系樹脂中には、本発明の効果を損なわない程度であれば、その他、難燃剤、帯電防止剤、耐候剤などの添加剤を添加しても良い。
【００２５】
本発明のポリ乳酸系発泡成形体の製造方法では、以下のように、まずポリ乳酸系発泡粒子を製造し、次いで該発泡粒子を発泡させポリ乳酸系発泡粒子を得た後、二酸化炭素をポリ乳酸系発泡粒子に付与し、型内成形してポリ乳酸系発泡成形体を得る。
【００２６】
＜ポリ乳酸系発泡粒子製造工程＞
本発明で用いるポリ乳酸系発泡粒子を製造する方法としては、従来公知の方法が採用できる（例えば、国際公開第９９／０２１９１５号パンフレット）。
【００２７】
（ポリ乳酸系樹脂粒子作製）
本発明において、ポリ乳酸系発泡粒子を好ましく製造するには、まずポリ乳酸系樹脂粒子を作製する。このポリ乳酸系樹脂粒子は従来公知の方法で作ることができ、例えば、ポリ乳酸系樹脂と架橋剤、必要に応じてその他添加剤を押出機で溶融混練した後、水中カッターやストランドカッター等で押出カットすることで得ることができる。ポリ乳酸系樹脂粒子の１個当りの重量は、０．０５〜１０ｍｇが好ましく、より好ましくは０．１〜４ｍｇである。粒子重量が前記範囲であれば、樹脂粒子の生産性が良好であり、型内成形時の充填性が良好になる傾向である。
【００２８】
（ポリ乳酸系樹脂粒子への発泡剤含浸）
次に前記ポリ乳酸系樹脂粒子に発泡剤を含浸させ、ポリ乳酸系発泡性粒子を得る。ポリ乳酸系樹脂粒子に発泡剤を含浸する方法としては、所望の発泡性が得られる発泡剤の存在下で、十分な圧力がかかる条件さえそろっていれば特に限定されるものではない。例えば、密閉容器内に水性媒体または非水性媒体を入れて、これに樹脂粒子と発泡剤を添加して、適度な温度、時間で攪拌することにより樹脂粒子に発泡剤を含浸させることが可能である。水性媒体で含浸を行う場合には、加水分解反応を受けやすいポリエステル系樹脂組成物であることを考慮し、加水分解を抑制する工夫や短時間で含浸を終了させることが好ましい。
【００２９】
発泡剤の含浸量としては、発泡剤の種類や所望の発泡倍率により調整すれば良いが、例えば、発泡倍率３０倍以上の発泡粒子を得るためには、発泡性粒子を構成する基材樹脂１００重量部に対して、４重量部以上が好ましい。
【００３０】
なお、発泡剤の含浸では、安定した含浸性、発泡性を得るために含浸助剤、分散剤などを使用しても良い。含浸助剤としては、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類に代表されるプロトン系溶剤，アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類，酢酸エチル、酢酸ブチル、ノルマルプロピルアセテートなどのエステル類，トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、などに代表される非プロトン系溶剤、などが挙げられるが、水性媒体で含浸する場合はポリ乳酸系樹脂の加水分解を助長しない、非プロトン系溶剤を用いることが好ましい。
【００３１】
前記分散剤としては、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
【００３２】
また、水性媒体で含浸する場合は、樹脂中への水の浸透を抑制する目的で、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化カリウム、硫酸カリウム、炭酸カリウムなどの１価の金属塩、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムなどの２価の金属塩、硫酸アルミニウムなどの３価の金属塩、などの水溶性塩類などを添加することが好ましい。前記樹脂中への水の浸透を抑制する目的で添加する水溶性塩類などの添加量は、水１００重量部に対して５重量部以上、さらに好ましくは７．５重量部以上が好ましい。
【００３３】
上記において、ポリ乳酸系発泡性粒子を得る際に、押出機を用いることができ、その場合、ポリ乳酸系樹脂と架橋剤、必要に応じてその他添加剤を押出機へ投入し、その後発泡剤を加え溶融混練した後、混練物を押出し、押出された混練物をカットして発泡性粒子を得ることができる。
【００３４】
（ポリ乳酸系発泡性粒子の発泡）
次に、前記のようにして得られるポリ乳酸系発泡性粒子を発泡させてポリ乳酸系発泡粒子を得る。このような方法としは、例えば、発泡ポリスチレン用の予備発泡機を用いて、ポリ乳酸系発泡性粒子を蒸気や熱風、高周波等によって予備発泡する方法（Ａ）が挙げられ、最も簡便である。また、他の方法として、樹脂粒子を密閉容器内において発泡剤の存在下で分散媒に分散させるとともに、その内容物を加熱して樹脂粒子を軟化させてその粒子内に発泡剤を含浸させ、次いで容器の一端を開放し、容器内圧力を発泡剤の蒸気圧以上の圧力に保持しながら粒子と分散媒とを同時に容器内よりも低圧の雰囲気（通常は大気圧下）に放出して発泡させる発泡方法（Ｂ）、基材樹脂と架橋剤、その他添加剤を押出機で溶融させると共に、発泡剤と混練して発泡性溶融混練物とし、次いでストランド状に押出して発泡させると共に、冷却後適当な長さに切断するか又はストランドを適当な長さに切断後冷却することによって発泡粒子を製造する方法（Ｃ）が挙げられるが、発泡性粒子輸送が可能であるという点から方法（Ａ）が好ましい。
【００３５】
＜ポリ乳酸系発泡成形体の製造工程＞
本工程では、上記で得られたポリ乳酸系発泡粒子を型内成形することでポリ乳酸系発泡成形体を得る。
【００３６】
（内圧付与）
これまで、発泡粒子の型内成形性を改善するために、発泡粒子に空気などで内圧を付与する方法は公知化されている。しかしながら、従来技術では基材樹脂の種類に関わらず、６０分以上の長時間加圧しないと内圧が付与されず、生産性に乏しい問題があった（特開平７−１７８７４７号公報）。そこで本発明では、上記で得られたポリ乳酸系発泡粒子に対して、二酸化炭素で加圧することで、短時間で二酸化炭素付与を完了し、発泡粒子の２次発泡力を大きく向上している。これは、ポリ乳酸系樹脂と二酸化炭素の親和性が高く、短時間で樹脂中に浸透するからと推定している。また、従来技術では、内圧付与時に発泡粒子のセル膜を損傷すること多いが、本発明においては、セル膜損傷が少ない傾向にある。
【００３７】
二酸化炭素をポリ乳酸系発泡粒子に付与する条件としては、必要な加圧条件下で短時間実施することが好ましい。具体的に二酸化炭素による加圧条件は、０．１≦圧力（ＭＰａ）＜２．０が好ましく、より好ましくは０．２≦圧力（ＭＰａ）≦１．０、さらに好ましくは０．３≦圧力（ＭＰａ）≦１．０である。また、発泡粒子に所定圧力で二酸化炭素を付与する処理時間は、処理する温度又は二酸化炭素が保有する湿度等によるが、０．５≦処理時間（ｍｉｎ）＜１０が好ましく、より好ましくは１≦処理時間（ｍｉｎ）＜５１０、さらに好ましくは３≦処理時間（ｍｉｎ）＜１０、特に好ましくは３≦処理時間（ｍｉｎ）＜５である。この範囲であれば、発泡粒子の２次発泡力を大きく向上させることができる。
【００３８】
二酸化炭素を付与する設備は、耐圧性が保証される容器であれば形状、大きさ問わず使用することができる。また、成形機の発泡粒子貯蔵タンクを耐圧タンクとして、連続的に二酸化炭素付与と型内成形を行うことができる。
【００３９】
（型内成形）
上記の二酸化炭素が付与された二酸化炭素含有ポリ乳酸系発泡粒子を所望の型内に所定量充填し、蒸気などで適当な条件で加熱して２次発泡させ、型内で発泡粒子同士を融着させてポリ乳酸系発泡成形体を得る。この型内成形では、従来の発泡ポリスチレンや発泡ポリオレフィン等の成形機を用いることができる。
【００４０】
以上のようにして得られたポリ乳酸系発泡成形体は、従来の生産性を落とすことなく型内成形時の成形性が改善され、深箱や複雑な成形体を作製することができる。また、機械物性に優れ、発泡性粒子輸送が可能であるという利点をも有したものである。
【００４１】
本発明のポリ乳酸系発泡成形体は種々の用途に使用することができる。例えば、精密機器、電化製品、電子機器、電子部品などの緩衝材、食品類、酒類、薬品類などの包装材、展示パネル、マネキン、デコレーション等の美粧材、食品、機械部品、電子部品などの通い箱、断熱材、建築材、玩具、アイスクリーム、冷凍食品等の保温材などに使用することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、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。尚、評価は下記の方法で行った。なお、実施例において「部」や「％」は重量基準である。
【００４３】
＜評価方法＞
（１）発泡性粒子の発泡剤含浸率：
含浸率は含浸前後の樹脂粒子重量から以下の式で求められる。
含浸率（％）＝１００×（含浸後重量−含浸前重量）／含浸前重量
（２）発泡粒子の発泡倍率の測定方法：
内容積２０００ｃｍ３のポリエチレン製カップに発泡粒子を擦切り一杯量り取り、重量を測定し、カップ重量を差引いて発泡粒子の重量を求める。発泡粒子の重量と見かけ体積（２０００ｃｍ３）から下記の式により求められる。
発泡倍率＝見かけ体積（２０００ｃｍ３）／発泡粒子の重量
（３）発泡粒子の内圧：
内圧付与処理終了後の発泡粒子の重量を測定した後、該粒子から内圧付与処理によって、拡散浸透した空気を追い出し、粒子の重量を測定し、変化量から理想気体の状態方程式に基づいて求めた。
（４）発泡粒子の２次発泡力：
発泡粒子３０ｃｍ３（見かけ体積）を１００℃の蒸し器に１０秒間投入し、発泡（２次発泡）させる。２次発泡させた発泡粒子の見かけ体積を測定し、下記の式により発泡粒子の２次発泡力とした。
２次発泡力＝２次発泡後の見かけ体積／見かけ体積（３０ｃｍ３）
【００４４】
（実施例１）
まず、Ｄ体比率１０％、ＭＩ値３．７ｇ／１０分のポリ乳酸１００重量部とポリイソシアネート化合物（日本ポリウレタン（株）製、ＭＲ−２００）３．０重量部を、二軸押出機（東芝機械製、ＴＥＭ３５Ｂ）を用いて、シリンダー温度１８５℃で溶融混練し、水中カッターを用いて約１ｍｍφ（約１．５ｍｇ）のビーズ状のポリ乳酸系樹脂粒子を得た。
得られたポリ乳酸系樹脂粒子１００重量部に対して、水１００重量部、発泡剤として脱臭ブタン（ノルマルブタン／イソブタン重量比＝７／３）１２重量部、含浸助剤として食塩１０重量部、分散剤としてポリオキシエチレンオレイルエーテル０．３重量部を耐圧容器に仕込み、９０℃で９０分間保持した。十分に冷却後取出し、乾燥して、ポリ乳酸系発泡性粒子を得た。得られたポリ乳酸系発泡性粒子の含浸率は５．７％であった。
該ポリ乳酸系発泡性粒子を予備発泡機（ダイセン工業製、ＢＨＰ−３００）に約１．５ｋｇ投入し、９０℃の蒸気に４０〜６０秒間保持した。得られたポリ乳酸系発泡粒子を風乾した後、篩を使用し融着粒子を分別した。分取されたポリ乳酸系発泡粒子の発泡倍率は３５倍であった。
分取されたポリ乳酸系発泡粒子を２４時間以上熟成した後、密閉容器内に充填し、表１に従って、二酸化炭素を封入して密閉容器内圧力を０．３ＭＰａで３分間保持することで内圧付与を行った。その後、容器内の圧力を開放し、気体含有ポリ乳酸系発泡粒子を得た。得られた気体含有ポリ乳酸系発泡粒子の内圧と２次発泡力を評価した。評価結果は表１の通りであった。
発泡成形機（ダイセン工業製、ＫＲ−５７）に３００×４５０×２０ｍｍの金型を設置し、上記で得られた発泡粒子を圧縮率０％で充填し、スチーム圧０．１ＭＰａで１０〜２０秒処理し型内成形を実施し、発泡成形体を得た。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
（比較例１）
ポリ乳酸系発泡粒子を作製する際に、気体を封入しなかった以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。その際、発泡成形体中の発泡粒子の内圧と２次発泡力を評価した結果は表１の通りであった。
【００４７】
（比較例２）
ポリ乳酸系発泡粒子を作製する際に、封入する気体をエアーとした以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。その際、発泡成形体中の発泡粒子の内圧と２次発泡力を評価した結果は表１〜３の通りであった。
【００４８】
（比較例３）
ポリ乳酸系発泡性粒子を作製する際に、封入する気体をエアーとし、密閉容器内圧力を０．３ＭＰａで保持して行った内圧付与時間（密閉容器内圧力保持時間）を６０分間にした以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。その際、発泡成形体中の発泡粒子の内圧と２次発泡力を評価した結果は表１〜３の通りであった。
【００４９】
（比較例４）
ポリ乳酸系発泡性粒子を作製する際に、ポリ乳酸系樹脂粒子に対して添加する発泡剤を二酸化炭素とした以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。その際、発泡成形体中の発泡粒子の内圧と２次発泡力を評価した結果は表１の通りであった。
【００５０】
実施例１と比較例１〜４より、内圧付与においてポリ乳酸系発泡粒子に、気体として二酸化炭素を付与することで、従来のようにエアーを付与するよりも発泡粒子の内圧と２次発泡力が増加した。またそのレベルは、従来技術の延長である同じ時間エアーを付与した場合や、二酸化炭素を発泡剤とし、同じ時間二酸化炭素を付与した場合よりもはるかに高く、２次発泡力を上げるための有効手段である内圧付与時間の延長、即ちエアーによる内圧付与を６０分間保持した場合よりも２次発泡力が増加した。従って、発泡剤としてブタンガス（ノルマルブタン／イソブタン＝７／３（重量比））を使用し、生産性を従来に較べて低下させることなく、安価にポリ乳酸系発泡粒子の型内成形性を向上させることができることがわかった。
【００５１】
（実施例２）
ポリ乳酸系発泡粒子を作製する際に、二酸化炭素を封入した後の密閉容器内圧力を０．５ＭＰａに変えた以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。その際、発泡成形体中の発泡粒子の内圧と２次発泡力を評価した結果は表２の通りであった。
【００５２】
【表２】
2008214423.tif 000003
【００５３】
（実施例３）
ポリ乳酸系発泡粒子を作製する際に、二酸化炭素を封入した後の密閉容器内圧力を１．０ＭＰａに変えた以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。その際、発泡成形体中の発泡粒子の内圧と２次発泡力を評価した結果は表２の通りであった。
【００５４】
実施例１〜３より、内圧付与時間が３分間の場合、二酸化炭素を封入した後の密閉容器内圧力（付与内圧）が０．３ＭＰａ以上であれば、エアーを使用した場合（比較例２）よりも高い発泡成形体中の発泡粒子の内圧と２次発泡力となった。また、エアーによる内圧付与時間が６０分間の場合（比較例３）と較べても２次発泡力が増加した。内圧は、高いほど発泡成形体中の発泡粒子の内圧と２次発泡力が上がるが、２．０ＭＰａ以上になるとその効果が出にくくなり、設備面を含めたコストが上がるために、２．０ＭＰａ未満が好ましい。
【００５５】
（実施例４）
ポリ乳酸系発泡粒子を作製する際に、二酸化炭素を封入した後の密閉容器内圧力を０．３ＭＰａに保持する時間を５分間に変えた以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。その際、発泡成形体中の発泡粒子の内圧と２次発泡力を評価した結果は表３の通りであった。
【００５６】
【表３】
2008214423.tif 000004
【００５７】
（実施例５）
ポリ乳酸系発泡粒子を作製する際に、二酸化炭素を封入した後の密閉容器内圧力を０．３ＭＰａに保持する時間を１０分間に変えた以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。その際、発泡成形体中の発泡粒子の内圧と２次発泡力を評価した結果は表３の通りであった。
【００５８】
実施例１，４，５より、付与内圧が０．３ＭＰａの場合、付与内圧時間が３分間以上であれば、エアーを使用した場合（比較例２）よりも高い発泡成形体中の発泡粒子の内圧と２次発泡力となった。また、エアーによる内圧付与時間が６０分間の場合（比較例３）と較べても２次発泡力が増加した。内圧付与時間は、長いほど発泡成形体中の発泡粒子の内圧と２次発泡力が上がるが、１０分間以上になるとその効果が出にくくなり、生産性の利点が減るために、１０分間未満が好ましい。