(57)【要約】【課題】パール調の外観を有し、剛性に優れるポリプロピレン系樹脂発泡シートを提供する。【解決手段】樹脂１００重量部に対しタルクを５〜２０重量部含有する、密度０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ３のポリプロピレン系樹脂発泡シートにおいて、気泡壁を構成するポリプロピレン系樹脂中にタルクが薄片状に分散していることを特徴とし、更に気泡壁中に分散するタルクが、厚み０．５μｍ以下、アスペクト比８以上の薄片状であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡シート。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材樹脂１００重量部に対し、タルクを５〜２０重量部含有する、密度０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ３のポリプロピレン系樹脂発泡シートにおいて、気泡壁を構成するポリプロピレン系樹脂中にタルクが薄片状に分散していることを特徴とするポリプロピレン系樹脂押出発泡シート。
【請求項２】
気泡壁を構成するポリプロピレン系樹脂中に分散するタルクが、厚み０．５μｍ以下、アスペクト比８以上の薄片状であることを特徴とする請求項１記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート。
【請求項３】
パール調の外観を有することを特徴とする請求項１または２記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリプロピレン系樹脂発泡シートに関する。更に詳しくは、パール調の外観を有し、剛性が高く、安価で、かつ軽量であり、食品容器等に好適なポリプロピレン系樹脂発泡シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂からなる発泡シートは、一般に軽量で、断熱性や緩衝性が良好であり、加熱成形により成形体を得ることが可能であることから、ポリスチレン系樹脂やポリエチレン系樹脂を中心に、緩衝材や食品容器、断熱材、自動車用部材などの用途で幅広く利用されている。また、近年では、耐熱性や、耐溶剤性に優れるポリプロピレン系樹脂が利用されるようになってきた。
しかし、ポリプロピレン系樹脂は、溶融時の粘度及び抗張力が低く、発泡時の気泡壁の強度が十分に保持されず、独立気泡率が高い発泡シートを得ることが困難であった。従来独立気泡率の高い発泡シートを得る手法として、特定の分子量並びに平衡コンプライアンスを有するポリプロピレン系樹脂を用いる方法（例えば、特許文献１：１〜４頁参照）が提案されているが、より幅広い押出条件で制御することが困難であるため、剛性の高い発泡シートを得ることができない。また、ポリプロピレン系樹脂発泡シートは、ポリスチレン系樹脂発泡シートに比べて表面の光沢に乏しく高級感に欠け、食品容器としての使用において、消費者へのアピール力が不足するという課題がある。
【０００３】
一方、従来電子レンジ加熱調理などに対応した、食品包装容器として、無機物であるタルクをポリプロピレン系樹脂に充填した非発泡シート（ＰＰフィラーシート）を熱成形したものが使用されている。しかし、断熱性に乏しく、内容物の温度の上昇により剛性を著しく低下したり、使用方法に関する注意を要する等の問題がある。
また、剛性や外観が改良された、電子レンジ加熱に対応した発泡シートとして、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂および無機充填材を含む樹脂組成物を発泡させたシート（例えば、特許文献２：２〜４頁参照）が提案されている。しかし、発泡倍率が低いため、経済性や、輸送時などの軽量性に劣り、さらに複数の樹脂の混合物であるため、リサイクル性に劣っている。
また、ポリプロピレン系樹脂発泡層の、少なくとも片方にタルクを含む非発泡層を設けることで加熱時の容器剛性を高める手段が提案されている（例えば、特許文献３：２〜６頁参照）。しかし、積層工程を必要とすることから製造工程が煩雑であり、外観も単調な光沢となるため高級感に欠けるため、安価かつ簡便に製造可能で、高剛性で、外観が良好な発泡シートが市場に要望されている。
本発明はこれらのような問題を解決するためになされたものであり、安価でありながら、簡便に製造可能で、剛性に優れ、かつパール調の外観を有するポリプロピレン系発泡シートを提供するものである。
【０００４】
【特許文献１】
日本特許第２５２１３８８号
【０００５】
【特許文献２】
特開平１０−３３０５２２号
【０００６】
【特許文献３】
特開２００２−１６６９７９号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、剛性に優れ、パール調の外観を有するポリプロピレン系樹脂発泡シートを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、
１．基材樹脂１００重量部に対しタルクを５〜２０重量部含有する、密度０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ３のポリプロピレン系樹脂発泡シートにおいて、気泡壁を構成するポリプロピレン系樹脂中にタルクが薄片状に分散していることを特徴とするポリプロピレン系樹脂押出発泡シート（請求項１）、
２．気泡壁を構成するポリプロピレン系樹脂中に分散するタルクが、厚み０．５μｍ以下、アスペクト比８以上の薄片状であることを特徴とする請求項１記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート（請求項２）、
３．パール調の外観を有することを特徴とする請求項１または２記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート（請求項３）、
に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明で提供するポリプロピレン系樹脂発泡シートは、樹脂１００重量部に対しタルクを５〜２０重量部含有し、密度０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ３であり、気泡壁を構成するポリプロピレン系樹脂中にタルクが薄片状に分散していることを特徴とする。
【００１０】
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂としては、特に制限はないが、プロピレンの単独重合体、またはエチレン、炭素数４以上のα−オレフィンから選ばれる１または２以上の共重合成分とプロピレンのランダム共重合体またはブロック共重合体であるが、所望の形態の発泡シートの製造を容易にする目的で、イソプレンなどのモノマー及びラジカル重合開始剤との反応、または放射線照射などにより変性した樹脂でもよい。ポリプロピレン系樹脂が前記ランダム共重合体またはブロック共重合体である場合、共重合体中にしめるプロピレン成分の割合は７５％以上であることが、ポリプロピレン系樹脂の特徴である耐熱性や剛性が損なわれないことから好ましい。
【００１１】
また本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂の２３０℃におけるメルトフローレートは、１０ｇ／１０分以下、さらには８ｇ／１０分以下であることが、押出発泡においてダイでの圧力保持が容易であることから好ましい。
【００１２】
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂としては、特に制限はないが、２３０℃で測定したメルトテンションが５ｇ以上であることが、発泡倍率や気泡径、独立気泡径の制御を容易に製造しやすいことから好ましい。２３０℃で測定したメルトテンションが５ｇ未満である場合、発泡時のセル形成において十分な溶融張力がないため、セル膜を形成することが容易でなく、セルが破泡しやすくなる。なお、メルトテンションの測定には東洋精機製メルトテンションテスターを用い、２３０℃に加熱したポリプロピレン系樹脂を、口径１ｍｍ、長さ１０ｍｍ、流入角４５°のオリフィスから１ｍ／ｍｉｎの速度で押出し、該押出物を張力検出用プーリーを通過させて１ｍ／ｍｉｎの速度から加速させながら巻き取り、該押出物が切断される際のテンション値を測定する。
【００１３】
また、本発明のポリプロピレン系樹脂として、上記ポリプロピレン系樹脂に、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１−ペンテン、エチレン−環状オレフィン共重合体などのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体などのポリスチレン系樹脂、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、ポリカーボネートなどのポリエステル系樹脂、エチレン・α−オレフィン共重合体などのゴムなどの１種または２種以上を混合して用いても良く、その場合、添加量を５０重量部未満となるように混合することが好ましい。添加量が５０重量部以上となると、耐熱性や、耐溶剤性などポリプロピレン系樹脂の特長が損なわれる場合や、発泡シートの密度が高く軽量性が損なわれる場合がある。またポリプロピレン系樹脂と他の樹脂を混合して用いる場合、相溶化剤を併用しても良い。相溶化剤を併用する場合、１０重量部を越えると押出発泡の長所である経済性が損なわれるほか、耐熱性や耐溶剤性が損なわれる場合がある。
本発明において、タルクは、気泡壁を構成するポリプロピレン系樹脂中に、薄片状に分散していることが重要である。タルクが薄片状でない場合、剛性が損なわれたり、外観がパール調の光沢を有しない場合がある。
前記ポリプロピレン系樹脂中のタルクの分散形態を観察する方法は特に限定はないが、例えば発泡シート気泡壁を樹脂包埋・表面切削し、４酸化ルテニウムによりポリプロピレン系樹脂を染色後、ミクロトームを用いて厚さ約０．１μｍの超薄切片を作成し、透過型電子顕微鏡を用いて１００００倍に拡大することにより観察することができる。なお、タルクの分散形態を観察する部位は、気泡壁の内、膜状の部位であり、膜の交叉した部位ではない。本発明のポリプロピレン系樹脂発泡シートにおいても、膜が交叉した部位では樹脂があまり延伸されないために、上記薄片状の形態とならない場合がある。なお、本発明において薄片状タルクとは、上記観察において厚み０．５μｍ以下、アスペクト比８以上の形態を有している場合をいい、実際の形態が板状でも針状でもよい。
前記ポリプロピレン系樹脂中にタルクを薄片状に分散させるには、押出発泡時もしくは押出工程以前に、樹脂中でタルクに強く剪断を加えることが必要である。例えば、二軸押出機からなる押出発泡装置を用いた押出発泡時に粉末のタルクを添加する方法や、予めポリプロピレン系樹脂とタルクを混練したコンパウンドを押出発泡する方法、さらには少量のポリプロピレン系樹脂または他の樹脂とタルクを予め混練して得たマスターバッチと、ポリプロピレン系樹脂とを混合して押出発泡する方法、などが挙げられる。これらの内、経済性に優れ、剪断をコントロールしやすいことから、予めマスターバッチを製造し、ポリプロピレン系樹脂と混合して押出発泡する方法が好ましく、マスターバッチの製造に二軸押出機を使用することが、さらに好ましい。
前記樹脂中で剪断を加える前のタルクに特に制限はないが、前記厚みやアスペクト比の薄片状に変形しやすいことから、平均粒径が１０μｍ以下が好ましい。なおタルクは鉱物であり、組成などにより物性が若干異なるため、強く剪断を加えても充分に薄片状に変形しない場合があることから、前記形状に変形しうるタルクを使用すべきである。
また、ポリプロピレン系樹脂へのタルクの分散性を改良するため、タルク表面をシラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤、アルミ系カップリング剤、ジルコニア系カップリング剤で処理しても良い。
本発明におけるタルクの含有量は、ポリプロピレン系樹脂及び必要に応じ添加される他樹脂からなる基材樹脂１００重量部に対し、５〜２０重量部である。タルク含有量が５重量部未満ではパール調の外観とならなかったり、剛性が劣る場合があり、２０重量部を越えると軽量性が損なわれる場合があり、好ましくない。
【００１４】
次に、本発明においてポリプロピレン系樹脂発泡シートを製造する方法としては、例えば前記ポリプロピレン系樹脂などの基材樹脂と、粉末状または前記マスターバッチ化されたタルク、さらには必要に応じて添加される各種樹脂や添加剤をブレンダーで混合した後、押出機に供給し、樹脂が溶融したのち発泡剤を高温、高圧下に圧入して混合し、適性発泡温度まで冷却し、押出発泡させる方法が挙げられる。
【００１５】
本発明において好ましい発泡剤としては、例えばプロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類、クロロジフルオロメタン、ジクロロメタン、ジクロロフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、クロロエタン、ジクロロトリフルオロエタン、トリクロロテトラフルオロエタン、テトラクロロジフルオロエタンなどのハロゲン化炭化水素類、二酸化炭素、窒素、空気などの無機ガス、水などの１種または２種以上の揮発型発泡剤が好ましい。これらの内、取り扱いが安全で、剛性に優れた発泡シートを製造しやすいことから、二酸化炭素を含有していることが、さらに好ましい。
【００１６】
発泡剤の添加量は発泡剤の種類および目標とする発泡体密度によって選択されるが、一般に樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部が好ましい。
【００１７】
また、発泡シートのセル状態を調整するために、必要に応じて、重炭酸ソーダとクエン酸の混合物、タルク、マイカなどの発泡核剤を併用してもよい。必要に応じて用いられる該発泡核剤の添加量は、特に制限はないが、通常、基材樹脂１００重量部に対して０．０１〜２重量部である。
【００１８】
また本発明の発泡シートは、断熱性や剛性、耐熱性、耐溶剤性などの物性を損なわない範囲で、発泡助剤、難燃剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、銅害防止剤、滑剤、顔料、帯電防止剤などの添加剤を適宜含有していても良い。
【００１９】
また、本発明の発泡シートの製造方法では、発泡シートの所望の幅を得る目的、または、所望の気泡構造を得る目的で、たとえば、押出発泡した後にマンドレルへの引取による延伸、空気の吹き付けによる冷却促進などをしてもよい。
上記製造方法により得られる本発明におけるポリプロピレン系樹脂発泡シートの密度は０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ３が好ましく、さらに０．１５〜０．２５ｇ／ｃｍ３がより好ましい。密度が、０．３０ｇ／ｃｍ３より大きくなると発泡シートの単位面積あたりの樹脂量が多く必要となり、発泡シートの非発泡シートに対する優位点である軽量性、経済性損なわれる傾向が生ずる。また、密度が０．１０ｇ／ｃｍ３より小さくなると、発泡シートの剛性が損なわれやすい傾向を持つ。
また本発明におけるポリプロピレン系樹脂発泡シートは、パール調の外観を有するものであるが、顔料を配合して着色した場合などにおいて、パール調の外観とならない場合もある。なおパール調の外観とは、発泡シートを鉛直方向から４５°傾けて観察した際に、単調な光沢ではなく、乱反射に近い光沢を有するものである。
発明におけるポリプロピレン系樹脂発泡シートの独立気泡率は、特に制限はないが、耐熱剛性に優れることから、５０％以上が好ましく、さらに６０％以上がより好ましい。
【００２０】
本発明におけるポリプロピレン系樹脂発泡シートの厚み、および幅は、特に制限はないが、経済性、加工性に優れることから、厚み０．２〜１０ｍｍ、幅５０〜２０００ｍｍであることが好ましい。
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡シートのセル数は、特に制限はないが、耐熱剛性に優れることから、厚み方向に５個以上が好ましく、８個以上がさらに好ましい。
【００２１】
また、本発明における発泡シートは、プラグ成形や真空成形、圧空成形など加熱成形性に優れることから、プラグ成形、マッチド・モールド成形、ストレート成形、ドレープ成形、プラグアシスト成形、プラグアシスト・リバースドロー成形、エアスリップ成形、スナップバック成形、リバースドロー成形、フリードローイング成形、プラグ・アンド・リッジ成形、リッジ成形などの方法により、外観や剛性に優れた成形体を得ることができる。前記加熱成形は発泡シートを予備加熱した後に成形するものであるが、予備加熱の際に発泡シートの二次発泡などにより、密度などが変化する場合がある。
【００２２】
また、本発明における発泡シートは表面印刷性や、加熱成形性などの改良や、さらなる剛性を得る目的のために、前記発泡シート表面に、熱可塑性樹脂からなる非発泡層を片面または両面に形成してもよい。前記熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルスルホン酸系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などを単独または２種以上組み合わせて用いることができるが、発泡シートとの接着性の点からポリプロピレン系樹脂が好ましい。前記非発泡層を成型する方法は特に限定されるものではなく、発泡シートを作成した後に、別途作成した非発泡フィルムを加熱または接着剤を用いてラミネートして成形してもよいし、発泡シート上に別途押出してラミネートしてもよい。
【００２３】
【実施例】
つぎに実施例および比較例に基づいて本発明に関する発泡シートについて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
（気泡壁を構成するポリプロピレン系樹脂中のタルクの分散形態観察）
発泡シート気泡壁を樹脂包埋・表面切削し、４酸化ルテニウムによりポリプロピレン系樹脂を染色後、ミクロトーム（ＬＫＢ（株）、ウルトラミクロトームＮＯＶＡ）を用いて厚さ約０．１μｍの超薄切片を作成し、透過型電子顕微鏡（日本電子（株）、ＪＥＭ−１２００ＥＸ）を用いて１００００倍に拡大することにより観察した。
（発泡シートの密度測定）
ＪＩＳ−Ｋ６７６７に準じて、各発泡シートの比重を測定した。
（発泡シートの剛性評価）
クランプした発泡シートを３５０℃に設定したオーブン中に入れて、３０秒間予備加熱した後、２５℃に調節した金型を用いて、開口部１７５ｍｍ×１９８ｍｍ、底部１３５ｍｍ×１５７ｍｍ、深さ２８ｍｍのトレイ形状の成形体を作成する。対角をなす２つの角を固定した該成形体の中央部をφ１０ｍｍの円形の治具で押し、容器底部が押し下げられて１０ｍｍ変形した際の上記治具にかかる反発応力を測定した。上記反発応力が６００ｇｆ以上の場合、剛性の高い発泡シート（○）であると判断し、６００ｇｆ未満の場合、剛性が低い発泡シート（×）であると判断した。
（発泡シートの外観評価）
発泡シートを、鉛直方向から４５°傾けて表面を観察し、パール調の外観である場合を○、パール調の外観でない場合を×とした。
実施例および比較例には次のポリプロピレン系樹脂を使用した。
ＰＰ−１：プロピレン単独重合体（グランドポリマー社製Ｊ１０３ＷＢ、メルトインデックス３ｇ／１０分）を２軸押出機（（株）日本製鋼所製、ＴＥＸ４４）のホッパーから５０ｋｇ／ｈの供給速度で供給し、途中に設けた２カ所の導入部より、定量ポンプを用いて、ラジカル発生剤であるｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート（１分間半減期温度１５９℃）を０．１９ｋｇ／ｈ、イソプレンモノマーを０．２５ｋｇ／ｈの速度でそれぞれ供給し、ストランドを水冷、裁断することにより得た改質ポリプロピレン系樹脂（２３０℃におけるメルトテンション１４ｇ）。
実施例および比較例には次のタルクマスターバッチを使用した。
ＭＢ−１：平均粒径４．９μｍのタルク（日本タルク株式会社製  ミクロエースＬ−１）日本タルク６０重量部とプロピレン単独重合体（グランドポリマー社製Ｊ１０３ＷＢ、メルトインデックス３ｇ／１０分）をドライブレンドし、２軸押出機（（株）日本製鋼所製、ＴＥＸ４４）のホッパーから５０ｋｇ／ｈの供給速度で供給し、ストランドを水冷、裁断することにより得たタルク分６０重量％マスターバッチ。
ＭＢ−２：平均粒径４μｍ、丸尾カルシウム株式会社製  タルク分７０重量％マスターバッチ（ベース樹脂：ポリプロピレン）商品名ＳＫＺ−Ｔ７７８。
ＭＢ−３：平均粒径１３μｍ、白石工業株式会社製  タルク分６０重量％マスターバッチ（ベース樹脂：ポリプロピレン）商品名ＭＡＴ−３６０Ｈ。
（実施例１）
ポリプロピレン系樹脂ＰＰ−１を１００重量部にタルクマスターバッチＭＢ−１を１４重量部添加し、リボンブレンダーで撹拌混合した配合物（樹脂に対しタルク８重量部）をφ６５−９０ｍｍタンデム押出機に供給し、２００℃に設定した第１段押出機（φ６５ｍｍ）中にて溶融させた後、発泡剤として液体二酸化炭素を前記ＰＰ−１に対し、１．１重量部圧入混合し、１６１℃に設定した第２段押出機（φ９０ｍｍ）中で冷却し、サーキュラーダイ（φ７５ｍｍ）より大気圧下に５０ｋｇ／ｈにて吐出し、外形２００ｍｍ、本体長さ２００ｍｍの冷却筒にて成形しながら、４．４ｍ／ｍｉｎで引取りつつ内部に空気を吹き付けて延伸・冷却し円筒型発泡体を得、これをカッターで切り開くことにより６３０ｍｍ幅の発泡シートを得た。得られた発泡シートは、密度が０．１９１ｇ／ｃｍ３でパール調の外観を有する発泡シートであり、成形体の反発応力は６８０ｇｆで、剛性評価は○だった。また得られた発泡シートの気泡壁中のタルク（黒色に染色された部位）の形態を図１に示すが、タルクは薄片状に分散しており、観察視野において最も厚みの厚いタルク片（図中ａ）でも厚みが０．４μｍで、アスペクト比は１２であった。
（実施例２）
実施例１でタルクマスターバッチＭＢ−１を１４重量部添加する代わりに３０重量部（樹脂に対しタルク１６重量部）添加した以外は同様の操作により発泡シートを得た。得られた発泡シートの評価結果を表１に示す。
（実施例３）
実施例１でタルクマスターバッチＭＢ−１を１４重量部添加する代わりに、タルクマスターバッチＭＢ−２を１５重量部（樹脂に対しタルク１０重量部）添加した以外は同様の操作により発泡シートを得た。得られた発泡シートの物性を表１に示す。
（比較例１）
実施例１でタルクマスターバッチＭＢ−１を用いる代わりに、発泡核剤（重炭酸ソーダ−クエン酸）を０．０５重量部添加した以外は同様の操作によって発泡シートを得た。得られた発泡シートの物性を表１に示す。
（比較例２）
実施例１でタルクマスターバッチＭＢ−１を用いる代わりに、タルクマスターバッチＭＢ−３を１４重量部添加（樹脂に対しタルク８重量部）した以外は同様の操作によって発泡シートを得た。得られた発泡シートの物性を表１に、また発泡シートの気泡壁中のタルクの形態を図２に示すが、タルクは薄片状ではなく、観察視野において最も厚みの厚いタルク片（図中ｂ）の厚みは０．８μｍあり、アスペクト比は６であった。
【００２４】
【表１】
2004323623.tif 000002
表１に示される様に、本発明の実施例におけるポリプロピレン系樹脂発泡シートは、タルクが薄片状に分散しており、パール調の外観を有すると共に、剛性が高いのに対し、タルクを含有していなかったり、薄片状ではないタルクを含有する発泡シートにはパール調の光沢はなく、また剛性も低かった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡シートは、パール調の外観を有し、且つ剛性にも優れることから、食品容器等に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発泡シートの気泡壁中における、タルクの分散形態の一例である。
（透過型電子顕微鏡による観察写真）
【図２】比較例の発泡シートの気泡壁中における、タルクの分散形態の一例である。
（透過型電子顕微鏡による観察写真）
【符号の説明】
ａ  薄片状のタルク
ｂ  薄片状でないタルク
【図１】
2004323623.tif 000003
【図２】
2004323623.tif 000004