(57)【要約】【課題】成形不良や外観不良を抑制しつつ、優れた断熱性を有する断熱性食品容器を製造できる断熱性食品容器の製造方法を提供する。【解決手段】ポリオレフィン及びポリ乳酸を含有する樹脂組成物を溶融し、上記樹脂組成物に超臨界状態の流体を含浸させて溶融樹脂を調製する工程と、上記溶融樹脂を射出して金型内のキャビティに充填し、上記キャビティに充填された上記溶融樹脂が固化し終わる前に、上記金型の一部を移動させて上記キャビティの容積を拡大させる工程とを有し、上記キャビティは、樹脂注入口からキャビティ末端までの距離が２５０ｍｍ以下であり、上記溶融樹脂を充填するときの上記キャビティ内の金型隙間の平均距離は、０．４ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である断熱性食品容器の製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン及びポリ乳酸を含有する樹脂組成物を溶融し、前記樹脂組成物に超臨界状態の流体を含浸させて溶融樹脂を調製する工程と、
前記溶融樹脂を射出して金型内のキャビティに充填し、前記キャビティに充填された前記溶融樹脂が固化し終わる前に、前記金型の一部を移動させて前記キャビティの容積を拡大させる工程とを有し、
前記キャビティは、樹脂注入口からキャビティ末端までの距離が２５０ｍｍ以下であり、
前記溶融樹脂を充填するときの前記キャビティ内の金型隙間の平均距離は、０．４ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である
ことを特徴とする断熱性食品容器の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂組成物は、更に、層状ケイ酸塩を含有することを特徴とする請求項１に記載の断熱性食品容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱性食品容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インスタントラーメン、インスタントスープ、インスタントコーヒー等の熱水を注いで調理するインスタント食品や、電子レンジでの加熱が想定される食品等の容器には、断熱性が求められる。発泡成形品は、気泡を含むことから断熱性に優れているだけでなく、軽量である、材料の使用量を減らすことができる等の特長を有することから、断熱性を備えた食品容器に適しているが、未だ実用化されていない。
【０００３】
発泡成形品は、一般的に金型に充填した樹脂組成物を発泡させつつ成形することにより製造できる。発泡の方法としては、例えば、樹脂組成物中で発泡剤を分解させる方法や、樹脂組成物にガスを注入する方法が知られており、近年では、樹脂組成物に超臨界状態の流体を注入する方法も検討されている。また、樹脂組成物の成形には、例えば、射出成形を用いることが知られている。このような一般的な発泡成形品の製造方法については、例えば、特許文献１〜４に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−０６７１１１号公報
【特許文献２】特開２００３−２３１１４８号公報
【特許文献３】特許第５２８３７１０号公報
【特許文献４】特開２０１０−１７３２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発泡成形品を断熱性食品容器として実用化するためには、成形不良や外観不良の抑制、及び、断熱性の向上において、改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、成形不良や外観不良を抑制しつつ、優れた断熱性を有する断熱性食品容器を製造できる断熱性食品容器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、まず、超臨界状態の流体を含む溶融樹脂を射出成形する方法で製造した発泡成形体を食品容器として用いることに着目した。そして、食品容器に求められる断熱性を向上する方法について種々検討したところ、溶融樹脂に用いる樹脂材料として、ポリオレフィン及びポリ乳酸の組合せを用いれば、成形品内部に均一に多数の微細な気泡を形成できることを見出した。また、金型内のキャビティに充填した溶融樹脂が固化し終わる前に、金型の一部を移動させてキャビティの容積を拡大させる工程を実施することによって、発泡量を更に増大させ、発泡成形品の断熱性を向上できることも見出した。一方で、発泡量を増大させることで成形不良や外観不良が生じやすくなることが分かった。そこで、それらの不良を抑制する方法について鋭意検討した結果、樹脂注入口からキャビティ末端までの距離、及び、溶融樹脂を充填するときのキャビティ内の金型隙間の平均距離を特定の範囲内に制御することが極めて重要であることを見出した。以上のことから、断熱性食品容器として用い得る優れた断熱性を有する発泡成形品を、高い生産性で製造できる方法に到達し、本発明を完成した。
【０００８】
本発明の断熱性食品容器の製造方法は、ポリオレフィン及びポリ乳酸を含有する樹脂組成物を溶融し、上記樹脂組成物に超臨界状態の流体を含浸させて溶融樹脂を調製する工程と、上記溶融樹脂を射出して金型内のキャビティに充填し、上記キャビティに充填された上記溶融樹脂が固化し終わる前に、上記金型の一部を移動させて上記キャビティの容積を拡大させる工程とを有し、上記キャビティは、樹脂注入口からキャビティ末端までの距離が２５０ｍｍ以下であり、上記溶融樹脂を充填するときの上記キャビティ内の金型隙間の平均距離は、０．４ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
上記樹脂組成物は、更に、層状ケイ酸塩を含有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の断熱性食品容器の製造方法によれば、超臨界状態の流体を発泡剤とした射出成形において、成形不良や外観不良を抑制しつつ、優れた断熱性を有する断熱性食品容器を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】超臨界射出成形装置を用いて発泡成形品を製造する方法の一例を説明する模式図である。
【図２】コアバックを説明するために図１の金型のキャビティ周辺を拡大して示した断面模式図であり、（ａ）は、コアバック前の初期状態を示し、（ｂ）は、コアバック後の拡張状態を示している。
【図３】樹脂注入口からキャビティ内を通ってキャビティ末端に到達する場合の最短距離を説明する図であり、（ａ）は、板状の発泡成形品用のキャビティの底面中央に樹脂注入口が設けられた場合を示しており、（ｂ）は、板状の発泡成形品用のキャビティの側面に樹脂注入口が設けられた場合を示しており、（ｃ）は、カップ状の発泡成形品用のキャビティの底面中央に樹脂注入口が設けられた場合を示しており、（ｄ）は、カップ状の発泡成形品用のキャビティの側面に樹脂注入口が設けられた場合を示している。
【図４】金型の各部分の寸法を説明するために図１の金型のキャビティ周辺を拡大して示した断面模式図である。
【図５】本発明により製造されるカップ形状の発泡成形品（断熱性食品容器）の一例である。
【図６】本発明により製造される発泡成形品（断熱性食品容器）の一部分を拡大して示した断面模式図である。
【図７】実施例及び比較例で作製した発泡成形品の形状を示した断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の断熱性食品容器の製造方法は、ポリオレフィン及びポリ乳酸を含有する樹脂組成物を溶融し、上記樹脂組成物に超臨界状態の流体を含浸させて溶融樹脂を調製する工程と、上記溶融樹脂を射出して金型内のキャビティに充填し、上記キャビティに充填された上記溶融樹脂が固化し終わる前に、上記金型の一部を移動させて上記キャビティの容積を拡大させる工程とを有し、上記キャビティは、樹脂注入口からキャビティ末端までの距離が２５０ｍｍ以下であり、上記溶融樹脂を充填するときの上記キャビティ内の金型隙間の平均距離は、０．４ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
上記溶融樹脂を調製する工程では、溶融させた樹脂組成物に超臨界状態の流体（以下、「超臨界流体」ともいう）を含浸させる。まずは、樹脂組成物について、以下に詳述する。
【００１４】
上記樹脂組成物は、ポリオレフィン及びポリ乳酸を含有するものである。熱可塑性樹脂を主成分とするものが好適に用いられる。ポリオレフィンとポリ乳酸とは互いに溶解しない非相溶系のポリマー同士であるため、混合しても互いに溶解せず、界面が形成される。したがって、超臨界流体を用いた発泡において、その界面を発泡起点（発泡核）として用いることができる。
【００１５】
上記ポリオレフィンとしては、ポリプロピレン及びポリエチレンのいずれか一方又は両方を用いることが好ましい。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。ポリプロピレンの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。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。ポリエチレンの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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。上記溶融粘度は、例えば、株式会社島津製作所製の「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。
【００１８】
上記ポリオレフィンの樹脂組成物全体に対する含有量は、３０重量％以上、８０重量％以下であることが好ましい。上記含有量が、３０重量％未満であると、樹脂組成物の流動性、固化速度が低下し、成形性が悪くなることがある。上記含有量が８０重量％を超えると、発泡性が悪くなり、得られる断熱性食品容器の表面に凹凸が生じ、外観を損なうことや、樹脂組成物と超臨界流体とを混合した際に樹脂組成物に超臨界流体が含浸しにくくなることがある。ポリオレフィンの樹脂組成物全体に対する含有量のより好ましい下限は３５重量％、より好ましい上限は７０重量％である。
【００１９】
上記ポリ乳酸は、Ｌ−乳酸の単重合体、Ｄ−乳酸の単重合体、Ｌ−乳酸及びＤ−乳酸の共重合体、又は、それらの混合物である。乳酸の鏡像異性体比率、鏡像異性体を共重合する方法（ランダム、ブロック、グラフトなど）、結晶核剤を添加する方法等によって、得られるポリ乳酸の結晶性を調整できる。
【００２０】
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。
【００２１】
上記ポリ乳酸の樹脂組成物全体に対する含有量は、３重量％以上、４０重量％以下であることが好ましい。上記含有量が３重量％未満であると、溶融樹脂の発泡が不充分となることがある。上記含有量が４０重量％を超えると、樹脂組成物の流動性、固化速度が低下し、成形性が悪くなることがある。上記ポリ乳酸の樹脂組成物全体に対する含有量のより好ましい下限は８重量％、より好ましい上限は３０重量％である。
【００２２】
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３重量％〜４０重量％の範囲内とすることで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。
【００２３】
また、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。上記溶融粘度差が２００Ｐａ・Ｓ以下であると、両成分が混合しやすい。上記溶融粘度差のより好ましい上限は１５０Ｐａ・Ｓである。
【００２４】
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品を得る場合には、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。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場合には、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。
【００２５】
上記樹脂組成物としては、ポリオレフィン、ポリ乳酸及び分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンの混合物が好適に用いられる。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、ポリオレフィンとポリ乳酸を相溶化し、分散性を向上できる。これにより、成形品内部に、多数の微細な気泡（粒子径の小さい発泡粒子）を均一に存在させることができ、断熱性、強度及び軽量性等の特性に優れた断熱性食品容器を製造できる。
【００２６】
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、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好適に用いられる。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。
【００２７】
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のいずれであってもよい。
【００２８】
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。
【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の樹脂組成物全体に対する含有量は、１重量％以上、２０重量％以下であることが好ましい。この範囲内であれば、非相溶系であるポリオレフィンとポリ乳酸との間に界面を形成し、両成分の分散性を効果的に向上させることができる。上記含有量が１重量％未満であると、溶融樹脂の発泡が不充分となることがある。上記含有量が２０重量％を超えると、臭気の発生、着色、成形性の悪化、吸水率の増大等が引き起こされることがある。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のより好ましい下限は３重量％、より好ましい上限は１２重量％である。
【００３０】
上記樹脂組成物は、層状ケイ酸塩を含有することが好ましい。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不足する場合に、層状ケイ酸塩を添加することで、ポリオレフィンとポリ乳酸との分散性を向上し、樹脂組成物中に発泡核を高分散させることができる。
【００３１】
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、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、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。
【００３２】
上記層状ケイ酸塩の樹脂組成物全体に対する含有量は、１０重量％以上、４０重量％以下であることが好ましい。上記含有量が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ことがある。上記含有量が４０重量％を超えると、樹脂組成物の成形性が低下することがある。上記層状ケイ酸塩の樹脂組成物全体に対する含有量のより好ましい下限は１５重量％、より好ましい上限は３５重量％である。
【００３３】
上記樹脂組成物は、層状ケイ酸塩以外のフィラーを含有してもよい。無機材料から構成されるフィラーとしては、例えば、金属酸化物（酸化マグネシウム、酸化カルシウム等）、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、アルミナ等を用いることができる。有機材料から構成されるフィラーとしては、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、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、メラミン樹脂等を用いることができる。層状ケイ酸塩以外のフィラーの配合量は特に限定されないが、例えば、樹脂組成物全体に対して１重量％を超えない範囲とされる。
【００３４】
上記樹脂組成物に含浸させる超臨界流体としては、例えば、二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスの超臨界流体が用いられる。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。超臨界流体は、従来公知の超臨界流体発生機により生成することができる。
【００３５】
超臨界流体の充填量は、上記樹脂組成物に対して０．０５重量％〜１．０重量％であることが好ましい。上記充填量が０．０５重量％未満であると、溶融樹脂を充分に発泡させることができないことがある。上記充填量が１．０重量％を超えると、本発明では薄肉の発泡成形品を成形することから、表面の膨れ等によって外観が損なわれることがある。
超臨界流体の充填量は、下記式（１）により計算することができる。
超臨界流体の充填量（単位：重量％）＝［（超臨界流体の流量×超臨界流体の流入時間×換算係数２７．８）÷樹脂組成物の重量］×１００    （１）
【００３６】
溶融樹脂は、樹脂組成物と超臨界流体との単一相溶解物であることが好ましい。溶融した樹脂組成物に超臨界流体を高圧力下で注入し、更に攪拌することで、単一相溶解物を作製できる。
【００３７】
本発明では、上記溶融樹脂を射出して金型内のキャビティに充填する射出成形が行われる。射出成形では、超臨界流体を含む溶融樹脂を金型のキャビティに充填した後、冷却固化させることにより、金型内のキャビティの形状に応じた、精密な形状、及び、多彩な形状の発泡成形品を製造することができる。また、射出成形の際に、超臨界流体を含む溶融樹脂が減圧されると、超臨界流体が気体へ相転移するため、溶融樹脂が発泡し、微細な気泡を含有する発泡成形品が得られる。溶融樹脂中に発泡起点（発泡核）を均一に多数存在させておくことで、気泡の量を増加させることができる。
【００３８】
本発明では、キャビティに充填された溶融樹脂が固化し終わる前に、金型の一部を移動させてキャビティの容積を拡大させる工程（以下、「コアバック」ともいう）が実施される。溶融樹脂の一部又は全部が溶融している状態でキャビティを強制的に広げることにより、急激な圧力減少が引き起こされ、発泡量を大幅に増大させることができる。これにより、キャビティに充填された溶融樹脂の内部全体にわたって気泡を形成することができる。金型は、通常、凸形状を有する雄型と凹形状を有する雌型を有し、雄型と雌型を嵌合させた状態で形成される空隙が、溶融樹脂が充填されるキャビティとなる。キャビティの容積を拡大する際には、雄型及び／又は雌型の少なくとも一部分を移動させるが、雄型が可動側であり、かつ雌型が固定側である場合等には、雄型全体を移動させてキャビティの容積を拡大することが好ましい。
【００３９】
上記コアバックは、キャビティへの溶融樹脂の充填が完了した直後（充填完了後０秒）〜充填完了後５秒以内に開始されることが好ましい。金型の移動速度（コアバック速度）は、０．１ｍｍ／秒以上であることが好ましい。コアバックによる金型の隙間距離の拡大量（コアバック量）は、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ〜１０ｍｍであることがより好ましい。
【００４０】
超臨界流体を含む溶融樹脂を作製すること、及び、溶融樹脂を発泡させつつ成形することは、例えば、射出成形機と超臨界流体発生機とが連結された超臨界射出成形装置を用いて行うことができる。超臨界射出成形装置としては、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。
【００４１】
図１は、超臨界射出成形装置を用いて発泡成形品を製造する方法の一例を説明する模式図である。図１に示した超臨界射出成形装置２０では、ホッパ２１、加熱シリンダ２２、スクリュ２３及び射出ノズル２４を備える射出成形機に、ボンベ２５、超臨界流体発生部２６及び注入制御部２７を備える超臨界流体発生機が連結されている。
【００４２】
ホッパ２１は、投入された樹脂材料を貯蔵する容器を備えており、容器底部の開閉式の開口部から適量の樹脂材料を加熱シリンダ２２内に落下させる。ホッパ２１に投入される樹脂材料としては、例えば、押出機を用いて、複数種の原料の混合物を溶融混練して作製した樹脂組成物のペレットが挙げられる。押出機としては特に限定されず、単軸又は多軸の各種押出機を用いることができるが、例えば、２００℃以上の設定温度とした二軸押出機が好ましい。混練方法としては、すべての原料を一括して混練してもよく、任意の原料を混練した後、残りの原料を添加して混練してもよい。加熱シリンダ２２は、円筒状の空間内部を加熱できるものであり、樹脂材料を溶融させることができる。
【００４３】
ボンベ２５には、超臨界流体の原料となる不活性ガスが封入されている。不活性ガスは、ボンベ２５から超臨界流体発生部２６に送られ、超臨界流体となる。超臨界流体は、超臨界流体発生部２６から注入制御部２７を介して加熱シリンダ２２内に投入される。注入制御部２７において、加熱シリンダ２２内で溶融した樹脂材料に対する超臨界流体の充填量を制御する。
【００４４】
スクリュ２３は、加熱シリンダ２２内を回転しながら移動可能に構成されており、溶融した樹脂材料及び超臨界流体を混合しながら加熱シリンダ２２の先端に向けて押し出す。この混合により、溶融した樹脂材料と超臨界流体との単一相溶解物（超臨界流体を含む溶融樹脂）が形成される。超臨界流体を含む溶融樹脂は、スクリュ２３によって押し出されて射出ノズル２４側に搬送され、射出ノズル２４から適量ずつ、金型３０に射出される。
【００４５】
金型３０は、凸形状を有する雄型３１と凹形状を有する雌型３２を有し、雄型３１と雌型３２の間にキャビティ３３が形成される。射出ノズル２４から注入された溶融樹脂は、ランナ３４を通って樹脂注入口（以下、「ゲート」ともいう）からキャビティ３３に充填される。金型３０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相転移し、溶融樹脂内で気泡が発生することになる。更に、図２に示したように、溶融樹脂の冷却固化が進行する前に雄型３１を後退させ、キャビティ３３を拡張するコアバックを行うことで圧力低下を加速させ、キャビティ３３内での溶融樹脂の発泡を促進する。図２は、コアバックを説明するために図１の金型のキャビティ周辺を拡大して示した断面模式図であり、（ａ）は、コアバック前の初期状態を示し、（ｂ）は、コアバック後の拡張状態を示している。
【００４６】
金型３０は、ホットランナを装着したものであることが好ましい。ホットランナは、射出ノズル２４からキャビティ３３までのランナ（樹脂流路）３４内の全て又は一部において、使用する樹脂の融点以上に加熱するシステムである。ホットランナを設けることにより、ゲートからキャビティ末端まで溶融樹脂を流し入れる際に、溶融樹脂の固化を遅らせることができる。よって、充填完了前の溶融樹脂の固化をより確実に防止できる。
【００４７】
本発明では、キャビティ３３は、樹脂注入口からキャビティ末端までの距離が２５０ｍｍ以下とされる。これによって、薄肉の発泡成形品を成形する本発明において、未充填の発生を抑制し、良好な成形性を確保することができる。１つのキャビティ３３に通じる樹脂注入口の数は、１つであってもよいし、２以上であってもよいが、樹脂注入口が１つである場合に、本発明のキャビティ３３の設計基準を採用する利点が大きい。また、「キャビティ末端」とは、キャビティ３３内の樹脂注入口から最も離れた部分を意味し、「樹脂注入口からキャビティ末端までの距離」は、樹脂注入口からキャビティ３３内（溶融樹脂の流路）を通ってキャビティ末端に到達する場合の最短距離（キャビティ３３内を流動する溶融樹脂の流路長）を意味する。図３は、樹脂注入口からキャビティ内を通ってキャビティ末端に到達する場合の最短距離を説明する図であり、（ａ）は、板状の発泡成形品用のキャビティの底面中央に樹脂注入口が設けられた場合を示しており、（ｂ）は、板状の発泡成形品用のキャビティの側面に樹脂注入口が設けられた場合を示しており、（ｃ）は、カップ状の発泡成形品用のキャビティの底面中央に樹脂注入口が設けられた場合を示しており、（ｄ）は、カップ状の発泡成形品用のキャビティの側面に樹脂注入口が設けられた場合を示している。図３中、「Ｇ」は、樹脂注入口の位置を表しており、点線の矢印は、溶融樹脂の流路を表している。一般的なサイズの食品容器を製造する観点からは、樹脂注入口からキャビティ末端までの距離の好ましい下限は、２０ｍｍである。樹脂注入口からキャビティ末端までの距離の好ましい上限は、１５０ｍｍである。上記距離が大きく過ぎると、キャビティ末端で発泡が過度に進行するおそれがあり、過度の発泡は、金型転写性の低下（外観の悪化）、強度の低下を引き起こしてしまう。また、過度の発泡を抑制するために射出速度を速くした場合には、流動抵抗値が高くなるため、金型での取り数の減少や金型寿命の短縮等の不都合が生じる。
【００４８】
図４は、金型の各部分の寸法を説明するために図１の金型のキャビティ周辺を拡大して示した断面模式図である。発泡成形品１０の形状を規定するキャビティ３３において、図４に示した金型３０の隙間の距離（雄型３１と雌型３２の間隔）Ｂは、発泡成形品１０の肉厚を規定する。本発明では、溶融樹脂を充填するとき（コアバック前）のキャビティ３３内の金型隙間の平均距離を０．４ｍｍ以上３．５ｍｍ以下にする。キャビティ３３内で金型隙間の距離が一定でない場合、金型隙間の平均距離は、キャビティ３３内の金型隙間の体積を、雄型３１と雌型３２が対向する面積で割ることによって算出できる。上記金型隙間の平均距離が０．４ｍｍ未満であると、成形品表面に、気泡が実質的に存在しない無発泡層を形成しつつ、成形品内部に、充分な厚みの発泡層を形成することができない。このため、気泡による断熱効果が充分に得られず、良好な断熱性が得られない。上記金型隙間の平均距離は、０．６ｍｍ以上であることが好ましい。一方、上記金型隙間の平均距離が３．５ｍｍを超えると、冷却固化時間が長くなるため、金型３０からの成形品の取り出し動作や、発泡残渣（発泡力が残っており、かつ樹脂の固化が不充分な状態の部分）により発泡成形品１０が変形してしまうことがあり、また、溶融樹脂の発泡を比較的生じさせやすいことから、本発明の金型構成を採用する利点が少なくなる。上記金型隙間の平均距離は、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。本発明によれば、肉厚を薄くしても表面の膨れや発泡不良の発生を抑制することができるので、従来よりも軽量で断熱性に優れた発泡成形品１０を製造できる。また、金型隙間の最短距離は、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。上記金型隙間の最短距離が０．２ｍｍ未満であると、成形品表面に、気泡が実質的に存在しない無発泡層を形成しつつ、成形品内部に、充分な厚みの発泡層を形成することができないことがある。
【００４９】
本発明で製造される発泡成形品（断熱性食品容器）の形状は特に限定されないが、側面と底面で構成されるカップ形状が好適である。図５は、本発明により製造されるカップ形状の発泡成形品（断熱性食品容器）の一例である。カップ形状の発泡成形品１０を製造する場合、樹脂注入口は、側面と接する位置に設けてもよいし、底面と接する位置に設けてもよいが、底面と接する位置に設けることが好ましい。これにより、樹脂注入口から放射状に均一な速度で、キャビティ３３内の全体に溶融樹脂を拡散させることができるので、成形不良や発泡不良をより効果的に防止することができる。
【００５０】
カップ形状の発泡成形品１０において、側面と底面のなす角は５°以上であることが好ましく、９０°未満であることが好ましい。側面と底面のなす角のより好ましい下限は、４５°である。また、底面からの高さは５ｍｍ以上であることが好ましく、６０ｍｍ以下であることが好ましい。底面からの高さのより好ましい下限は、１０ｍｍである。更に、側面及び底面のそれぞれに直線部分があることが好ましく、直線部分の長さは、５ｍｍ以上であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることが好ましい。直線部分の長さのより好ましい下限は、１０ｍｍである。カップ形状の発泡成形品１０の形状が上記した好ましい範囲内であれば、成形不良や発泡不良を抑制する本発明の作用効果が充分に奏されることとなる。
【００５１】
図６は、本発明により製造される発泡成形品（断熱性食品容器）の一部分を拡大して示した断面模式図である。図６に示した発泡成形品１０は、発泡成形品１０の表面に位置するスキン層（外皮層）１１によって発泡層１２が挟み込まれた構造を有する。発泡層１２は、樹脂中に多数の気泡（発泡粒子）を包含する領域を指し、スキン層１１は、樹脂中に気泡を包含しない領域を指す。発泡成形品１０は、表面にスキン層１１が存在することで、高い強度を有し、また、その表面が平滑である。発泡成形品１０は、中心部分に発泡層１２が存在することで、軽量化できるだけではなく、熱が伝わり難くなるため、耐熱性に優れている。なお、図６に示した発泡成形品１０は、本発明により製造される発泡成形品（断熱性食品容器）の一例である。本発明により製造される発泡成形品（断熱性食品容器）の構造は、スキン層１１／発泡層１２／スキン層１１の３層構造に限定されない。
【００５２】
上記発泡層１２は、発泡成形品１０の断面を観察した場合に、発泡層１２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、日立ハイテクノジーズ社製の「Ｓ−４８００」等を用いることができる。
【００５３】
本発明により製造される発泡成形品（断熱性食品容器）は、その表面等に、模様、色彩又は文字等の装飾を施してもよい。このような装飾を施す場合、上記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してもよい。
【００５４】
本発明により製造される断熱性食品容器の耐熱性は、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適合する。そのため、本発明により製造される断熱性食品容器は、電子レンジによる加熱又は調理に用いることができる。
【実施例】
【００５５】
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。
【００５６】
（実施例１）
ポリプロピレン（ＰＰ）５０重量％、ポリ乳酸（ＰＬＡ）２０重量％、分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィン１０重量％及びタルク２０重量％をドライブレンドし、二軸押出機（株式会社日本製鋼所製、「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。各材料の入手先及び物性は、下記表１に示したとおりである。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
次に、得られたペレット状の発泡用樹脂組成物を、超臨界発生装置を搭載した射出成形機（東芝機械株式会社製）に投入した。発泡用樹脂組成物は、温度２００℃に設定した加熱シリンダ内で溶融させつつ、窒素（Ｎ２）の超臨界流体を、充填量０．２重量％、充填圧力１６ＭＰａの条件で混入させた。なお、超臨界流体の充填量（単位：重量％）は、上記式（１）で計算されたものである。
【００５９】
超臨界流体を混入して得られた溶融樹脂は、射出速度８０ｍｍ／秒、スクリュ背圧１５ＭＰａの条件で、樹脂注入口（ゲート）から、金型内のキャビティに注入した。ゲートの開口形状は円形であり、その直径Ａ（図４参照）はφ３．０ｍｍであった。金型温度は６０℃とした。コアバック前のキャビティにおける金型隙間の平均距離は、１．２ｍｍであった。
【００６０】
また、溶融樹脂のキャビティへの充填が完了した直後（充填完了後０秒）に、コアバックを実施した。具体的には、金型の雄型を３ｍｍ後退させ、キャビティの容積を拡大させることにより、溶融樹脂の発泡を促進した。溶融樹脂の固化が完了することで、断熱性食品容器として用いられる発泡成形品が得られた。
【００６１】
実施例１で作製した発泡成形品は、図５に示した底面と側面とで構成されるカップ形状を有するものであった。図７は、実施例及び比較例で作製した発泡成形品の形状を示した断面模式図であり、図５の矢印方向から見たときの断面を示している。得られた発泡成形品は、図７に示したように、側面と底面のなす角が７０°のカップ形状であった。また、コアバック前のキャビティにおけるゲートからキャビティ末端までの距離は７８．３ｍｍであった。ゲートは、発泡成形品の底面の中心４１と接する位置にあり、キャビティ末端は、発泡成形品の側面の端部４２と接する位置にあることから、キャビティにおけるゲートからキャビティ末端までの距離は、発泡成形品の底面の半径と側面の直線部分の長さの和に相当するものであった。また、図６に示したように、発泡成形品１０は、発泡層１２の両面にスキン層１１を有していた。
【００６２】
（実施例２〜８及び比較例１〜６）
下記表２に示したように、発泡用樹脂組成物に配合する樹脂材料、超臨界流体の材料、コアバック前のキャビティにおける金型隙間の平均距離、及び、キャビティにおけるゲートからキャビティ末端までの距離を変更したこと以外は、実施例１と同様にして断熱性食品容器を作製した。
【００６３】
なお、樹脂材料の配合に関し、実施例６では、ポリエチレン（ＰＥ）を５０重量％、ポリ乳酸を２０重量％、分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンを１０重量％、タルクを２０重量％配合した。実施例７では、ポリプロピレンを２５重量％、ポリエチレンを２５重量％、ポリ乳酸を２０重量％、分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンを１０重量％、タルクを２０重量％配合した。比較例４では、ポリプロピレンを７０重量％、分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンを１０重量％、タルクを２０重量％配合した。比較例５では、ポリ乳酸を７０重量％、分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンを１０重量％、タルクを２０重量％配合した。比較例６では、ポリエチレンを７０重量％、分子内にカルボニル基を含む変性ポリオレフィンを１０重量％、タルクを２０重量％配合した。実施例６、７及び比較例６で使用したポリエチレンの入手先及び物性は、上記表１に示したとおりである。
【００６４】
また、コアバック前のキャビティにおける金型隙間の平均距離は、コアバック前の雄型の位置を変更することにより調整した。キャビティにおけるゲートからキャビティ末端までの距離は、図７に示した発泡成形品の底面及び側面の直線部分の長さを変更することにより調整した。
【００６５】
（発泡成形品の評価）
実施例及び比較例で作製した発泡成形品について、以下の方法で（１）耐熱性、（２）断熱性、（３）成形性及び（４）外観を評価した。その結果を下記表２に示した。
【００６６】
（１）耐熱性
１１０℃の乾燥炉内に、発泡成形品を５分間置いた後、目視で変形の有無を確認した。変形が確認されなかった場合を〇（合格）とし、変形が確認された場合を×（不合格）とした。
【００６７】
（２）断熱性
発泡成形品に、黒体スプレー（タスコジャパン株式会社製、「ＴＨＩ−１Ｂ」）を吹き付けた後、黒体スプレーに含まれる溶剤を室内で１２時間以上２４時間以下の条件で乾燥し、黒く着色されたカップ形状の測定用試料を作製した。そして、測定用試料中に１００ｍｌの沸騰した熱水を入れ、３分後に測定用試料の外表面の温度を、放射率０．９４に調整した赤外放射温度計（日本アビオニクス株式会社製の「ＴＶＳ−２００」）を用いて測定した。
測定された表面温度が６０℃以下であった場合を◎とし、６０℃より高く６５℃以下であった場合を○とし、６５℃より高かった場合を×とした。
【００６８】
（３）成形性
実施例及び比較例の各々について、１００回の射出成形を実施し、発泡成形品を１００個ずつ作製した。下記２つの基準の両方を満たすものを〇（合格）とし、いずれか一方又は両方を満たさなかったものを×（不合格）とした。
・１００回の射出成形において、未充填が発生しなかった（目視確認）。
・６０℃の金型中で溶融樹脂を４５秒以内で冷却固化できた。
【００６９】
（４）外観
実施例及び比較例の各々について、１００回の射出成形を実施し、発泡成形品を１００個ずつ作製した。得られた発泡成形品の表面を目視で確認し、すべての発泡成形品において膨れ及びシワが見られなかった場合を〇（合格）とし、１個以上の発泡成形品において膨れ又はシワが見られた場合を×（不合格）とした。
【００７０】
【表２】
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【符号の説明】
【００７１】
１０  発泡成形品
１１  スキン層（外皮層）
１２  発泡層
２０  超臨界射出成形装置
２１  ホッパ
２２  加熱シリンダ
２３  スクリュ
２４  射出ノズル
２５  ボンベ
２６  超臨界流体発生部
２７  注入制御部
３０  金型
３１  雄型
３２  雌型
３３  キャビティ
３４  ランナ
４１  底面の中心
４２  側面の端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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