(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する発泡シートを、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1.5ｋｇ／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プロピレン系樹脂製発泡容器の製造方法。
【請求項２】
前記シートのメルトフローレート（２３０℃，2.16ｋｇ荷重）が0.1〜２０ｇ／１０分である請求項１に記載のプロピレン系樹脂製発泡容器の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法で得られるプロピレン系樹脂製発泡容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱性、剛性に優れ、意匠性、保温性、断熱性を有するプロピレン系樹脂製発泡容器の製造方法及びその方法により得られる発泡容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
結晶性ポリプロピレンは、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、各種成形品の原料樹脂として有用である。しかしながら、樹脂の溶融特性から発泡製品を得ることが困難で、特殊な発泡剤や発泡装置を必要としていた。
【０００３】
また、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する方法などにより発泡容器を製造する方法も知られているが、ポリプロピレンの場合には、樹脂の特性から特殊な装置を必要とするためコスト面から一般には普及していない。
【０００４】
一般に、透明性や延伸による剛性の向上を目的として結晶性プラスチックをその融点以下の温度で熱成形する技術は公知であるが、本発明のように融点以下の温度で熱成形して発泡容器を製造する方法はこれまで知られていない。従来は、発泡シートの融点以上の温度で軟化させた後、真空成形あるいは真空圧空成形にて熱成形することにより発泡容器を得ているが、発泡倍率の低下、独立気泡率の低下などの機能低下や熱成形時の穴あき、ドローダウン、皺の発生、賦形不良などの成形上の不具合を生じる問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、発泡倍率の低下、独立気泡率の低下などの機能低下や熱成形時の穴あき、ドローダウン、皺の発生、賦形不良などの成形上の不具合を抑制し、生産性に優れたポリプロピレン系発泡容器を製造する方法を提供することにある。
【０００６】
【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、良好な発泡容器が得られることを見出し本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明は、プロピレン系重合体を主成分とする発泡シートを、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1.5ｋｇ／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し、好ましくは前記シートとしてメルトフローレート（２３０℃，2.16ｋｇ荷重）が0.1〜２０ｇ／１０分であるものを使用するプロピレン系樹脂製発泡容器の製造方法、及びその方法により得られるプロピレン系樹脂製発泡容器である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明で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発泡シートは、プロピレン系重合体を主成分とする樹脂を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、ガスなどにより発泡をさせたシートである。
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】
本発明において使用するプロピレン系重合体を主成分とするシートの温度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と略記することがある。）は、特に限定されるものではないが、0.1〜２０ｇ／１０分の範囲であり、より好ましくは３〜１０ｇ／１０分の範囲である。本範囲外では、熱成形時の穴あき、皺の発生、賦形不良などの成形上の不具合を生じやすい。
【００１３】
本発明に係るプロピレン系重合体を主成分とする発泡シートには無機充填材を配合することもできる。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。
【００１４】
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り、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。
【００１５】
真空圧空成形時の成形温度は、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℃を超えた温度で成形すると発泡倍率の低下、独立気泡率の低下などの機能低下や熱成形時の穴あき、ドローダウン、皺の発生、賦形不良などの成形上の不具合を生じやすい。
【００１６】
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分エージングしたのち、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。
【００１７】
本発明における成形時の圧空圧力は、1.5ｋｇ／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。1.5ｋｇ／ｃｍ2未満では金型への密着が悪く、製品の形状不良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、空気漏れによる賦形不良や発泡倍率の低下といった不具合を生じやすい。
【００１８】
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、賦形不良などの不具合を生じやすい。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。
【００１９】
本発明に係るプロピレン系重合体を主成分とする発泡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、造核剤、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。
【００２０】
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、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。
【００２１】
本発明の方法によって得られるポリプロピレン系発泡容器は、耐熱性、耐寒性、断熱性、保温性、剛性、耐衝撃性、耐薬品性、耐油性、意匠性などに優れ、食品、飲料、薬品などの容器及び包装材として、あるいは日用品、食器などに好適である。特に、従来ポリスチレン系発泡容器では適応できなかった電子レンジ容器に好適であり、冷凍食品、弁当、チルド食品、麺類などの容器あるいはトレーとして有用である。また、その優れた保温性、断熱性から冷菓、食肉、鮮魚、惣菜、卵、乳製品などの容器、トレーとしても有用である。
【００２２】
【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。
【００２３】
実施例１
ＭＦＲ8.0ｇ／１０分のホモポリプロピレンを用い、ポリプロピレン１００重量部に対して、分解型発泡剤（永和化成製，セルポン）を2.0部加えて口径４０ｍｍφの単軸押出機で溶融混練して４００ｍｍ幅のＴダイより押出し、シート状の発泡体を得た。そのシートＭＦＲは8.7ｇ／１０分であり、ＤＳＣで求めた融点が163.5℃であり、発泡倍率は2.1倍であった。該シートを口径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、パール光沢を有し、発泡倍率2.2倍の良好な成形品であった。
【００２４】
実施例２
ＭＦＲ6.5ｇ／１０分のブロック共重合ポリプロピレンを用い、実施例１と同様の方法で発泡シートを得た。そのシートのＭＦＲは7.3ｇ／１０分であり、ＤＳＣで求めた融点が162.5℃であり、発泡倍率は2.5倍であった。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１５４℃、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、パール光沢を有し、発泡倍率2.7倍の良好な成形品であった。
【００２５】
比較例１
実施例１にて得た発泡シートを同じ金型を用い、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。得られた成形品は、皺があり発泡セルが膨張した外観の悪い成形品であった。
【００２６】
比較例２
実施例１にて得た発泡シートを同じ金型を用い、成形温度１５５℃、圧空圧力1.2ｋｇｆ／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、形状不良で外観、スタック性の悪い成形品であった。
【００２７】
比較例３
実施例１にて得た発泡シートを同じ金型を用い、成形温度１５５℃、圧空圧力６ｋｇｆ／ｃｍ2、プラグ延伸速度１２００ｍｍ／秒で真空圧空成形を行なった。得られた成形品は、偏肉を生じ、良好な成形品が得られなかった。
【００２８】
比較例４
実施例１にて得た発泡シートを同じ金型を用い、成形温度１５５℃、圧空圧力６０ｋｇｆ／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、気泡がつぶれ発泡倍率1.5倍に低下し、外観の悪い成形品になった。
【００２９】
比較例５
実施例１にて得た発泡シートを同じ金型を用い、成形温度１５５℃、圧空圧力６ｋｇｆ／ｃｍ2、プラグ延伸速度１００ｍｍ／秒で真空圧空成形を行なった。得られた成形品は、賦形性が悪く、外観の悪い成形品になった。