(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロピレン系重合体を主成分とし、樹脂成分１００重量部に無機充填剤１〜５０重量部を配合しそのメルトフローレート（２３０℃，2.16ｋｇ荷重）が１ｇ／１０分以上２０ｇ／１０分未満である未発泡シートを、前記シートの示差熱量計（ＤＳＣ）にて測定される融解ピーク温度（Ｔｍ℃）以下で、空気圧力３ｋｇ／ｃｍ2以上５０ｋｇ／ｃｍ2以下かつプラグ延伸速度２５０ｍｍ／秒以上1000ｍｍ／秒以下で真空圧空成形することを特徴とする不透明でパール光沢を有するポリプロピレン系発泡容器の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法で得られる不透明でパール光沢を有するポリプロピレン系発泡容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不透明でパール光沢を有し、耐熱性、剛性に優れ、意匠性、保温性、断熱性に優れたポリプロピレン系発泡容器の製造方法及びその方法により得られる容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂からなる発泡容器は耐熱性、保温性等に優れ、各種用途に用いられている。中でも結晶性ポリプロピレンを用いると、さらに機械的強度が大きく、使用できる温度が高く、耐薬品性、電気絶縁性に優れているなどの利点があり、また顔料や無機充填材を配合せずに不透明感やパール光沢を与えることができ、食品容器としての衛生性、製造コスト及びリサイクル再生利用の面等の利点がある。
【０００３】
しかしながら、ポリプロピレン系樹脂はその溶融特性から発泡製品を得ることが困難なため、特殊な発泡剤や発泡装置を必要としていた。また、発泡容器を製造するには発泡させたシートを熱成形する方法や射出成形時に気泡を形成させる方法などが知られているが、やはり特殊な装置及び方法を必要としコスト面からも一般には普及していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ポリプロピレン系樹脂について、発泡シートの成形を行なうなどの発泡工程を設けずに、耐熱性、保温性に優れ、しかも不透明感やパール光沢を有する発泡容器を経済的に製造し得る方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、プロピレン系重合体を主成分とする未発泡シートを、特定の温度、圧空圧力及びプラグ延伸速度にて真空圧空成形することにより、特別な発泡工程を経ることなく、微細な気泡を生じパール光沢を有する発泡成形品が得られることを見出し本発明を完成させた。
【０００６】
すなわち、本発明の第１は、プロピレン系重合体を主成分とする未発泡シートを、前記シートの示差熱量計（ＤＳＣ）にて測定される融解ピーク温度（Ｔｍ℃）以下で、空気圧力３ｋｇ／ｃｍ2以上５０ｋｇ／ｃｍ2以下かつプラグ延伸速度２５０ｍｍ／秒以上1000ｍｍ／秒以下で真空圧空成形することを特徴とする不透明でパール光沢を有するポリプロピレン系発泡容器の製造方法である。
【０００７】
本発明の第２は、前記未発泡シートのメルトフローレート（２３０℃，2.16ｋｇ荷重）が３ｇ／１０分以上２０ｇ／１０分未満である前記第１発明に係る、不透明でパール光沢を有するポリプロピレン系発泡容器の製造方法である。
本発明の第３は、前記未発泡シートが、樹脂成分１００重量部に無機充填剤１〜５０重量部を配合しそのメルトフローレート（２３０℃，2.16ｋｇ荷重）が１ｇ／１０分以上２０ｇ／１０分未満である前記第１発明に係る、不透明でパール光沢を有するポリプロピレン系発泡容器の製造方法である。
本発明の第４は、前記第１または第２発明の方法で得られる不透明でパール光沢を有するポリプロピレン系発泡容器である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の詳細を説明する。
本発明において使用するプロピレン系重合体は、プロピレンの単独重合あるいはプロピレンとエチレン及び／またはα−オレフィンとの重合によって得られるものであり、その製造方法は特に限定されない。例えば、チーグラーナッタ触媒を用いて、重合条件を制御しながら単段重合、多段重合、連続多段重合で製造することができる。ここで、α−オレフィンとしては、例えば１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−デセン、４−メチル−１−ペンテンを例示することができる。これら２種以上のコモノマーを混合してプロピレンとの共重合に用いることもできる。重合はスラリー重合法、気相重合法、またはスラリー重合法と気相重合法との組み合わせ等によって行なうことができる。
【０００９】
また、本発明で使用するプロピレン系樹脂として、単段重合品同士、単段重合品と多段重合品、または多段重合品同士など２種またはそれ以上の複数成分を組み合わせて混合したものも使用することができる。
【００１０】
各成分の混合方法は、公知の技術をそのまま利用することができる。例えば、重合して得られた粉体及び造粒ペレットをミキサーやタンブラー等のバッチ式に混合する方法や計量装置を活用しニューマー搬送装置などに連続的に添加して混合する方法がある。混合度合いを高めるため溶融混合法が利用され、粉体及び造粒ペレットを溶融混練り機、たとえば、ニーダー、ロール、ブラベンダー、押出機などで溶融混合して、造粒機でペレット化する方法がある。特に限定されるものではないが、プロピレン系樹脂の溶融混合では生産性を向上するために押出機が一般的に用いられる。特にローター部分を有する二軸押出機が好ましく、さらに分子量や溶融粘度が著しく異なるものを溶融混合する場合には、二台の押出機を直列に連結した形式のタンデム押出機が好ましい。
【００１１】
本発明で使用するプロピレン系重合体を主成分とするシートは、通常用いられる方法、たとえばＴダイ成形、射出成形、プレス成形、カレンダー成形などにより0.1ｍｍから１０ｍｍ厚のシート、好ましくは0.1ｍｍ〜３ｍｍ厚のシートで、化学発泡剤、揮発性成分、ガスなどによる発泡をさせない、事実上未発泡のシートとして作製する。本発明で使用するシートは、多層共押出、ラミネート、フィルム貼合、シート貼合などにより多層構成としたものでもよい。
【００１２】
本発明においてさらに耐熱性、剛性、不透明性等が要求される用途向きの容器を成形する場合には、無機充填材の１種または複数種を配合したシートを用いることが好ましい。ここで、無機充填材としては、炭酸カルシウム、カオリン（ケイ酸アルミニウム）、シリカ、パーライト、シラスバルーン、セリサイト、ケイソウ土、亜硫酸カルシウム、焼成アルミナ、ケイ酸カルシウム、結晶質ゼオライト、非晶性ゼオライト、タルク、マイカ、マグネシウムオキシサルフェイト、チタン酸カリウム繊維、繊維状炭酸カルシウム、ガラス繊維、クレー、水和アルミニウム、水和石膏、ホウ酸バリウム、ホウ砂、明ばん石、塩基性炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。この際の配合量は樹脂１００重量部に対して１〜５０重量部の範囲である。
【００１３】
本発明に係るプロピレン系重合体を主成分とするシートには各種の造核剤は添加しないことが好ましい。造核剤を配合すると容器の成形時に気泡を生じにくくなり、不透明感やパール光沢を生じなかったり保温性を発現することができない虞がある。
なお、前述の無機充填材の中には造核剤として使用されるものも含まれているが、一般に充填材としての効果を期待する配合量は造核剤として配合する量（樹脂に対して0.01〜１重量％程度）に比べてはるかに多量である。
【００１４】
本発明に用いられるシートは温度２３０℃、荷重2.16ｋｇｆにおけるメルトフローレート（以下、本明細書においてＭＦＲと略記する。）は、特に限定されるものではないが、0.05ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の範囲、好ましくは３ｇ／１０分〜２０ｇ／１０分の範囲である。本範囲外では容器に気泡を生じなかったり、成形時に割れが生じ易く生産性が悪くなるなどの虞がある。
また、無機充填材を配合した場合でも、そのシートのＭＦＲは0.05〜１００ｇ／１０分の範囲が好ましく、より好ましくは１〜２０ｇ／１０分の範囲である。本範囲外では上記と同様の問題が生じる。
【００１５】
本発明で使用する真空圧空成形機は、通常用いられる形式の成形機であり、プラグアシストによる圧空真空成形が可能であって、以下に述べる樹脂温度、圧空圧力、プラグ延伸速度を満足する成形機であれば良い。
【００１６】
真空圧空成形の条件は、未発泡状態のシートを該シートの示差熱量計（ＤＳＣ）にて測定される融解ピーク温度（Ｔｍ℃）以下で、空気圧力３ｋｇ／ｃｍ2以上５０ｋｇ／ｃｍ2以下かつプラグ延伸速度２５０ｍｍ／秒以上1000ｍｍ／秒以下で行なう必要がある。
【００１７】
ここでの成形温度は、以下の方法で求めたシートの融解ピーク温度（Ｔｍ℃）以下の温度で成形することを必須とする。好ましくは、（Ｔｍ−３０）℃以上Ｔｍ℃以下、より好ましくは（Ｔｍ−１５）℃以上Ｔｍ℃以下で成形することが望ましい。Ｔｍ℃を越えた温度で成形すると本発明に見られるような発泡状態を実現することができず、容器に不透明感やパール光沢を生じることができない。
【００１８】
融解ピーク温度（Ｔｍ）は、プロピレン系重合体を主成分とするシートを１０ｍｇ切削してサンプルとし、市販の示差熱量計（ＤＳＣ）により常法により求める。すなわち、サンプルを窒素雰囲気下、２３０℃で１５分エージングした後、１０℃／分の降温速度で冷却する。２０℃まで冷却の後、再び２３０℃まで１０℃／分の昇温速度で加熱し、融解に伴なう吸熱カーブが最大吸熱量値を示した際の温度を融解ピーク温度（Ｔｍ）とする。融解に伴なう示差熱量カーブが複数の融解ピークを示す場合あるいは融解ピークが複数重複したショルダーピークを示す場合、あるいはその両者についても同様に、吸熱カーブが最大吸熱量値を示した温度をＴｍ℃とする。
【００１９】
本発明における成形時の圧空圧力は、３ｋｇ／ｃｍ2以上５０ｋｇ／ｃｍ2以下であり、より好ましくは５ｋｇ／ｃｍ2以上３０ｋｇ／ｃｍ2以下である。３ｋｇ／ｃｍ2未満では金型への密着が悪く、製品の形状不良や気泡の形成が不十分などの不具合を生じる。一方、５０ｋｇ／ｃｍ2を超える圧力では、製品の穴あきや空気漏れによる賦形不良を生じやすい。
【００２０】
本発明における成形時のプラグ延伸速度は２５０ｍｍ／秒以上1000ｍｍ／秒以下であり、より好ましくは３００ｍｍ／秒以上８００ｍｍ／秒以下である。プラグ速度２５０ｍｍ／秒未満では、十分な気泡形成が得られず、賦形不良を生じやすい。一方1000ｍｍ／秒を超えるプラグ速度では、穴あきなどの成形不良を生じやすい。
【００２１】
本発明に係るプロピレン系重合体を主成分とするシートにはその特性を損なわない範囲で各種の添加剤、配合剤等を使用することができる。具体例としては、酸化防止剤、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、耐候性安定剤、帯電防止剤、防曇剤、難燃剤、滑剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、可塑剤、離型剤、着色剤、染料、顔料、香料等が挙げられる。
【００２２】
また、本発明に係るプロピレン系重合体を主成分とするシートには各種熱可塑性樹脂等を添加することができる。ここで言う熱可塑性樹脂としては、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状エチレン−α−オレフィン共重合体、高密度ポリエチレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネイトなどがある。
【００２３】
本発明で得られるプロピレン系重合体による微細気泡を有する容器は、パール光沢を有する意匠性の高い容器であり、食品容器、飲料容器、簡易食器、包装用トレー、日用雑貨、文具などとして利用できる。また、プロピレン系重合体の優れた耐寒性、耐熱性、耐油性を活かして、冷凍食品、チルド食品、レトルト食品などの容器やトレーに好適である。さらに電子レンジによる加熱にも適応できることから、インスタント食品、弁当、麺類などの容器にも好適である。
【００２４】
【実施例】
次に、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
なお、本例においてシートのＭＦＲは温度２３０℃、荷重2.16ｋｇｆの条件下、ＪＩＳ  Ｋ６７６０に準じて測定し、ＤＳＣによる融点は前記の融解ピーク温度（Ｔｍ℃）の測定方法と同様にして求めた。
【００２５】
実施例１
ＭＦＲ6.5ｇ／１０分のプロピレン単独重合体をスクリュー径６５ｍｍΦ押出機にて加熱溶融し、９００ｍｍ幅のＴダイよりシート状に押出し、タッチロール方式による冷却で厚さ2.0ｍｍのシートを作製した。そのシートＭＦＲは7.5ｇ／１０分であり、ＤＳＣで求めた融点が163.5℃であった。このシートを口径Φ６５ｍｍで、深さ１００ｍｍであるコップ形状の金型を用い、成形温度１５５℃、圧空圧力６ｋｇｆ／ｃｍ2、プラグ延伸速度７００ｍｍ／秒で真空圧空成形を行なった。得られた成形品は、微細な気泡を包含し、パール光沢を有し、不透明であった。
【００２６】
実施例２
プロピレン単独重合体１００重量部に３０重量部のタルクを含有させ、実施例１と同様の方法で成形し、厚さ２ｍｍの不透明シートを作製した。そのシートＭＦＲは５ｇ／１０分であり、ＤＳＣで求めた融点は164.2℃であった。このシートを実施例１と同じ金型を用い、成形温度１５８℃、圧空圧力６ｋｇｆ／ｃｍ2、プラグ延伸速度７００ｍｍ／秒で真空圧空成形を行なった。得られた成形品は、微細な気泡を包含しパール光沢を示した。
【００２７】
比較例１
実施例１と同じプロピレン単独重合体系シートを成形温度１６８℃、圧空圧力６ｋｇｆ／ｃｍ2、プラグ延伸速度７００ｍｍ／秒で真空圧空成形を行なった。成形時にドローダウンを生じ、製品に皺を生じるとともに、微細な気泡が発生せず半透明の容器しか得られなかった。
【００２８】
比較例２
実施例１と同じプロピレン単独重合体系シートを成形温度１５５℃、圧空圧力2.8ｋｇｆ／ｃｍ2、プラグ延伸速度７００ｍｍ／秒で真空圧空成形を行なった。得られた成形品は金型への密着が不十分で形状不良であり、気泡も十分発生せず外観も悪かった。
【００２９】
比較例３
実施例１と同じプロピレン単独重合体系シートを成形温度１５５℃、圧空圧力６ｋｇｆ／ｃｍ2、プラグ速度２００ｍｍ／秒で真空圧空成形を行なった。得られた成形品は気泡が十分発生せず外観が悪かった。