容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子及びその製造方法、並びに、容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を用いたポリ乳酸系樹脂発泡容器の製造方法
【課題】型内発泡成形によって耐熱性、耐油性及び機械的強度に優れたポリ乳酸系樹脂発泡容器を得ることができる容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を提供する。
【解決手段】容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法は、回転刃５をノズル金型１の前端面に常時、接触させながら所定回転数で回転させ、ノズル金型から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出物を上記回転刃によって切断しているので、ポリ乳酸系樹脂押出物を確実に切断して、略球状のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることができる。従って、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を型内発泡成形に用いた場合には、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は全方向に略均一に発泡して、発泡粒子同士が互いに全方向において強固に熱融着一体化する。
【解決手段】容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法は、回転刃５をノズル金型１の前端面に常時、接触させながら所定回転数で回転させ、ノズル金型から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出物を上記回転刃によって切断しているので、ポリ乳酸系樹脂押出物を確実に切断して、略球状のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることができる。従って、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を型内発泡成形に用いた場合には、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は全方向に略均一に発泡して、発泡粒子同士が互いに全方向において強固に熱融着一体化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型内発泡成形によって耐熱性及び機械的強度に優れたポリ乳酸系樹脂発泡容器を得ることができる容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子（以下「ポリ乳酸系樹脂発泡粒子」と略することがある）及びその製造方法、並びに、容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を用いたポリ乳酸系樹脂発泡容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱湯を注ぐことによって容易に調理をすることができる即席麺用の容器として発泡容器が好適に用いられている。このような発泡容器は、ポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形して容器状としたものの他に、ポリスチレン系樹脂発泡粒子を型内発泡成形することによって得られたものがある。
【０００３】
なお、上記型内発泡成形とは、所望の容器形状のキャビティを有する金型内に発泡粒子を充填し、熱水や水蒸気などの熱媒体によって発泡粒子を加熱して発泡させ、発泡粒子の発泡圧によって発泡粒子同士を融着一体化させて所望形状を有する発泡容器を製造する方法である。
【０００４】
開口径に比して深さが深い深絞りのカップ状の発泡容器は、ポリスチレン系樹脂発泡シートの熱成形では得ることが難しいために型内発泡成形によって製造されているが、ポリスチレン系樹脂を基材樹脂としたものでは耐熱性が未だ充分ではなく、又、発泡容器中に油分の含有する食品を長期間に亘って収納しておくと、油分が発泡容器の外周面に滲み出すといった問題点を有しており、耐熱性及び耐油性に優れた発泡容器が所望されていた。
【０００５】
一方、ポリ乳酸系樹脂は、天然に存在する乳酸を重合されて得られた樹脂であり、自然界に存在する微生物によって分解可能な生分解性樹脂であると共に、常温での機械的特性についても優れていることから注目を集めている。
【０００６】
ポリ乳酸系樹脂は、一般に、Ｄ−乳酸及び／又はＬ−乳酸を重合させるか、或いは、Ｌ−ラクチド、Ｄ−ラクチド及びＤＬ−ラクチドからなる群から選ばれた一又は二以上のラクチドを開環重合させることによって製造されている。
【０００７】
そして、得られるポリ乳酸系樹脂は、該ポリ乳酸系樹脂中に含有されるＤ体成分或いはＬ体成分の含有比率によって物性、特に結晶性が変化する。具体的には、得られるポリ乳酸系樹脂は、該ポリ乳酸系樹脂中に含有されるＤ体成分或いはＬ体成分のうちの少ない方の光学異性体の含有割合が多くなるにしたがって結晶性が低下し、やがて非結晶性となる。
【０００８】
又、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を発泡させてポリ乳酸系樹脂発泡容器を製造する方法としては、型内発泡成形が提案されている。具体的には、特許文献１には、Ｌ体とＤ体のモル比が９５／５〜６０／４０、又は４０／６０〜５／９５であるポリ乳酸にイソシアネート基≧２．０当量／モルのポリイソシアネート化合物を該ポリ乳酸に対して０．５〜５重量％配合し反応させた樹脂組成物を所定条件で熟成させてなる樹脂組成物が開示されている。そして、上記樹脂組成物から粒子を製造し、この粒子に発泡剤及び発泡助剤を含浸させ、得られた発泡性粒子を予備発泡させて予備発泡粒子を製造し、この予備発泡粒子を金型に充填して発泡させて所望形状を有する成形体を成形することが開示されている。
【０００９】
しかしながら、上記樹脂組成物を構成するポリ乳酸系樹脂は、そのＬ体成分又はＤ体成分のうちの少ない方の光学異性体成分のモル比が５モル％以上であり、ポリ乳酸系樹脂は結晶性が低いか或いは非結晶性であって耐熱性に劣っていた。従って、この樹脂組成物から得られる成形体の耐熱性は充分ではなく、せいぜい５０℃程度であって、実用上で問題が生じた。
【００１０】
そこで、上記方法において、樹脂組成物を構成するポリ乳酸系樹脂として、Ｌ体又はＤ体のうちの少ない方の光学異性体のモル比が５モル％未満である結晶性の高いポリ乳酸系樹脂を用いることが考えられる。しかしながら、上記樹脂組成物からなる粒子に発泡剤を含浸させて発泡性粒子とし、この発泡性粒子を加熱して予備発泡させているため、この予備発泡過程で加えられる熱によってポリ乳酸系樹脂の結晶化が進行する。その結果、得られる予備発泡粒子は結晶化度の高い予備発泡粒子となり、融着性が低下する。従って、このような予備発泡粒子を用いて得られる成形体は、融着性が悪くて機械的強度が低いといった問題点があった。
【００１１】
又、上記方法は、気泡が比較的微細な予備発泡粒子を得ることができるものの、樹脂組成物から粒子を製造する工程と、この粒子に発泡剤及び発泡助剤を含浸させ、得られた発泡性粒子を予備発泡させる工程とを必要とすることから、生産性に劣るといった問題点があった。
【００１２】
更に、特許文献２には、生分解性ポリエステル系樹脂により型内成形用の予備発泡粒子を連続して製造するに際し、生分解性ポリエステル系樹脂と発泡剤とを押出機で混練し、発泡されたストランドとして押出し、この発泡ストランドをカットして予備発泡粒子を得るようにしたことを特徴とする生分解性ポリエステル系樹脂予備発泡粒子の連続製造方法が開示されている。そして、上記発泡ストランドをカットする方法として、発泡しつつあるストランドを冷却しながらカットする、所謂ホットカット方式が好ましいことが開示されている（段落番号〔００３０〕）。
【００１３】
しかしながら、上記連続製造方法では、段落番号〔００３０〕の記載の通り、ストランドの発泡した部分にて切断していることから、ストランドの切断面には気泡断面が露出した状態となる虞れがある。その結果、得られる予備発泡粒子は、その表面に露出した気泡断面から発泡ガスが逃げ易く、発泡性が低いといった問題点を有していた。
【００１４】
更に、ストランドを切断して得られた予備発泡粒子は、強制的に冷却されていないことから、予備発泡粒子を構成しているポリエステル系樹脂の結晶化度が上昇しており、熱融着性が低下してしまうといった問題点も有していた。
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−１７０３８号公報
【特許文献２】特開２００２−３０２５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、型内発泡成形によって外観が良好で耐熱性、耐油性及び機械的強度に優れたポリ乳酸系樹脂発泡容器を得ることができる容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子及びその製造方法、並びに、上記容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を用いたポリ乳酸系樹脂発泡容器の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法は、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるか、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有しているポリ乳酸系樹脂を押出機に供給して発泡剤の存在下にて溶融混練する工程と、上記押出機の前端に取り付けたノズル金型からポリ乳酸系樹脂押出物を押出し、このポリ乳酸系樹脂押出物を発泡させながら、上記ノズル金型の前端面に接触しながら２０００〜１００００ｒｐｍの回転数で回転する回転刃によって切断してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造し、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を切断応力によって飛散させる工程と、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を上記ノズル金型の前方に配設した冷却部材に衝突させて冷却する工程とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
先ず、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造に用いられる製造装置について説明する。図１中、１は、押出機の前端に取り付けられたノズル金型である。このノズル金型は、ポリ乳酸系樹脂を押出発泡させて均一微細な気泡を形成でき好ましい。そして、図２に示したように、ノズル金型２の前端面1aには、ノズルの出口部11、11・・・が複数個、同一仮想円Ａ上に等間隔毎に形成されている。なお、押出機の前端に取り付けるノズル金型は、ノズル内においてポリ乳酸系樹脂が発泡しなければ、特に限定されない。
【００１９】
ノズル金型１のノズルの数は、少ないと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造効率が低下する一方、多いと、互いに隣接するノズルから押出発泡されるポリ乳酸系樹脂押出物同士が接触して合体したり、或いは、ポリ乳酸系樹脂押出物を切断して得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士が合体することがあるので、２〜８０個が好ましく、５〜６０個がより好ましく、８〜５０個が特に好ましい。
【００２０】
ノズル金型１におけるノズルの出口部11の直径は、小さいと、押出圧力が高くなりすぎて押出発泡が困難となることがある一方、大きいと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の径が大きくなって金型への充填性が低下するので、０．２〜２ｍｍが好ましく、０．３〜１．６ｍｍがより好ましく、０．４〜１．２ｍｍが特に好ましい。
【００２１】
そして、ノズル金型１におけるノズルの出口部11におけるポリ乳酸系樹脂の剪断速度は、小さいと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡倍率が低下し或いはポリ乳酸系樹脂発泡粒子の気泡が粗大となることがある一方、大きいと、フラクチャーが発生して安定的に押出発泡することができないことがあるので、１０００〜３００００ｓｅｃ-1が好ましく、２０００〜２５０００ｓｅｃ-1がより好ましく、３０００〜２００００ｓｅｃ-1が特に好ましい。
【００２２】
なお、ノズル金型のノズルの出口部11における剪断速度は、下記式に基づいて算出されたものをいう。
剪断速度（ｓｅｃ-1）＝４×Ｑ／（πｒ3）
但し、Ｑは、ポリ乳酸系樹脂の体積押出量（ｃｍ3／ｓｅｃ）であり（Ｑを質量押出量（ｇ／ｓｅｃ）から算出する場合は、ポリ乳酸系樹脂の密度は１．０ｇ／ｃｍ3とする）、ｒは、ノズル出口部の半径（ｃｍ）である。
【００２３】
又、フラクチャーを低減させるために、ノズル金型１のランド部の長さは、ノズル金型１のノズルにおける出口部11の直径の４〜３０倍が好ましく、ノズル金型１のノズルにおける出口部11の直径の５〜２０倍がより好ましい。これは、ノズル金型のランド部の長さがノズル金型のノズルの出口部直径に比較して小さいと、フラクチャーが発生して安定的に押出発泡することができないことがある一方、ノズル金型のランド部の長さがノズル金型のノズルの出口部直径に比較して大きいと、ノズル金型に大きな圧力が加わり過ぎて押出発泡ができない場合があるからである。
【００２４】
そして、ノズル金型１の前端面1aにおけるノズルの出口部11、11・・・で囲まれた部分には、回転軸２が前方に向かって突出した状態に配設されており、この回転軸２は、後述する冷却部材４を構成する冷却ドラム41の前部41aを貫通してモータなどの駆動部材３に連結されている。
【００２５】
更に、上記回転軸２の後端部の外周面には一枚又は複数枚の回転刃５、５・・・が一体的に設けられており、全ての回転刃５は、その回転時には、ノズル金型１の前端面1aに常時、接触した状態となる。なお、回転軸２に複数枚の回転刃５、５・・・が一体的に設けられている場合には、複数枚の回転刃５、５・・・は回転軸２の周方向に等間隔毎に配列されている。又、図２では、一例として、四個の回転刃５、５・・・を回転軸２の外周面に一体的に設けた場合を示した。
【００２６】
そして、回転軸２が回転することによって回転刃５、５・・・は、ノズル金型１の前端面1aに常時、接触しながら、ノズルの出口部11、11・・・が形成されている仮想円Ａ上を移動し、ノズルの出口部11、11・・・から押出されたポリ乳酸系樹脂押出物を順次、連続的に切断可能なように構成されている。
【００２７】
又、ノズル金型１の少なくとも前端部と、回転軸２とを包囲するように冷却部材４が配設されている。この冷却部材４は、ノズル金型１よりも大径な正面円形状の前部41aと、この前部41aの外周縁から後方に向かって延設された円筒状の周壁部41bとを有する有底円筒状の冷却ドラム41を備えている。
【００２８】
更に、冷却ドラム41の周壁部41bにおけるノズル金型１の外方に対応する部分には、冷却液42を供給するための供給口41cが内外周面間に亘って貫通した状態に形成されている。冷却ドラム41の供給口41cの外側開口部には冷却液42を冷却ドラム41内に供給するための供給管41dが接続されている。
【００２９】
冷却液42は、供給管41dを通じて、冷却ドラム41の周壁部41bの内周面に沿って斜め前方に向かって供給されるように構成されている。そして、冷却液42は、供給管41dから冷却ドラム41の周壁部41bの内周面に供給される際の流速に伴う遠心力によって、冷却ドラム41の周壁部41b内周面に沿って螺旋状を描くように前方に向かって進む。そして、冷却液42は、周壁部41bの内周面に沿って進行中に、徐々に進行方向に直交する方向に広がり、その結果、冷却ドラム41の供給口41cより前方の周壁部41bの内周面は冷却液42によって全面的に被覆された状態となるように構成されている。
【００３０】
なお、冷却液42としては、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を冷却することができれば、特に限定されず、例えば、水、アルコールなどが挙げられるが、使用後の処理を考慮すると、水が好ましい。
【００３１】
そして、冷却ドラム41の周壁部41bの前端部下面には、その内外周面間に亘って貫通した状態に排出口41eが形成されており、この排出口41eの外側開口部には排出管41fが接続されており、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子及び冷却液42を連続的に排出できるように構成されている。
【００３２】
次に、本発明で用いられるポリ乳酸系樹脂について説明する。本発明で用いられるポリ乳酸系樹脂は、一般に市販されているポリ乳酸系樹脂を用いることができ、具体的には、Ｄ−乳酸及びＬ−乳酸をモノマーとして共重合させるか、Ｄ−乳酸又はＬ−乳酸の何れか一方をモノマーとして重合させるか、或いは、Ｄ−ラクチド、Ｌ−ラクチド及びＤＬ−ラクチドからなる群より選ばれた一又は二以上のラクチドを開環重合させることによって得ることができ、何れのポリ乳酸系樹脂であってもよい。
【００３３】
そして、ポリ乳酸系樹脂を製造するに際して、モノマーとしてＤ体とＬ体とを併用した場合においてＤ体若しくはＬ体のうちの少ない方の光学異性体の割合が５モル％未満である場合、又は、モノマーとしてＤ体若しくはＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを用いた場合、即ち、上記ポリ乳酸系樹脂が、その構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるか、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有している場合は、得られるポリ乳酸系樹脂は、その結晶性が高くなり融点が高くなる一方、モノマーとしてＤ体とＬ体とを併用した場合においてＤ体又はＬ体のうちの少ない方の割合が５モル％以上である時は、少ない方の光学異性体が増加するにしたがって、得られるポリ乳酸系樹脂は、その結晶性が低くなり、やがて非結晶となる。
【００３４】
従って、本発明では、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるポリ乳酸系樹脂か、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有しているポリ乳酸系樹脂を用いる。このようなポリ乳酸系樹脂を用いることによって、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の耐熱性を高いものとすることができる。
【００３５】
更に、Ｄ体とＬ体をモノマーとして併用して重合させて得られたポリ乳酸系樹脂としては、Ｄ体又はＬ体のうちの何れか少ない方の光学異性体の割合が４モル％未満であるモノマーを重合させて得られたポリ乳酸系樹脂が好ましく、Ｄ体又はＬ体のうちの何れか少ない方の光学異性体の割合が３モル％未満であるモノマーを重合させて得られたポリ乳酸系樹脂がより好ましく、Ｄ体又はＬ体のうちの何れか少ない方の光学異性体の割合が２モル％未満であるモノマーを重合させて得られたポリ乳酸系樹脂が特に好ましい。
【００３６】
即ち、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が４モル％未満であるポリ乳酸系樹脂が好ましく、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が３モル％未満であるポリ乳酸系樹脂がより好ましく、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が２モル％未満であるポリ乳酸系樹脂が更に好ましい。
【００３７】
そして、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体を含有するポリ乳酸系樹脂は、Ｄ体又はＬ体のうちの何れか少ない方の光学異性体の割合が少なくなればなる程、ポリ乳酸系樹脂は、その結晶性のみならず融点も上昇する。よって、発泡粒子を金型内に充填して発泡させて得られる発泡成形体の耐熱性も向上し、発泡成形体は高い温度であってもその形態を維持することができる。従って、発泡成形体を金型から高い温度のまま取り出すことが可能となって発泡成形体の金型内における冷却時間が短縮され、発泡成形体の生産効率を向上させることもできる。
【００３８】
ここで、ポリ乳酸系樹脂中におけるＤ体又はＬ体の含有量は以下の方法によって測定することができる。ポリ乳酸系樹脂を凍結粉砕し、ポリ乳酸系樹脂の粉末２００ｍｇを三角フラスコ内に供給した後、三角フラスコ内に１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液３０ミリリットルを加える。そして、三角フラスコを振りながら６５℃に加熱してポリ乳酸系樹脂を完全に溶解させる。しかる後、１Ｎ塩酸を三角フラスコ内に供給して中和し、ｐＨが４〜７の分解溶液を作製し、メスフラスコを用いて所定の体積とする。
【００３９】
次に、分解溶液を０．４５μｍのメンブレンフィルターで濾過した後、液体クロマトグラフを用いて分析し、得られたチャートに基づいてＤ体及びＬ体由来のピーク面積から面積比を存在比としてＤ体量及びＬ体量を算出する。そして、上述と同様の要領を５回繰り返して行い、得られたＤ体量及びＬ体量をそれぞれ相加平均して、ポリ乳酸系樹脂のＤ体量及びＬ体量とした。
【００４０】
ＨＰＬＣ装置（液体クロマトグラフ）：日本分光社製 商品名「PU-2085 Plus型システ
ム」
カラム：住友分析センター社製 商品名「SUMICHIRAL OA5000」(4.6ｍｍφ×250ｍｍ)
カラム温度：２５℃
移動相：２ｍＭCuSO4水溶液と2-プロパノールとの混合液
(CuSO4水溶液:2-プロパノール(体積比)＝95:5)
移動相流量：１．０ミリリットル／分
検出器：ＵＶ ２５４ｎｍ
注入量：２０マイクロリットル
【００４１】
そして、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、押出発泡によって製造される。従って、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を構成しているポリ乳酸系樹脂は、その融点（ｍｐ）と、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔとが下記式１を満たすように調整されることが好ましい。
（ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）−４０℃）
≦（交点における温度Ｔ）≦ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）・・・式１
【００４２】
ここで、動的粘弾性測定にて得られた貯蔵弾性率は、粘弾性において弾性的な性質を示す指標であって、発泡過程における気泡膜の弾性の大小を示す指標であり、発泡過程において、気泡膜の収縮力に抗して気泡を膨張させるのに必要な発泡圧の大小を示す指標である。
【００４３】
即ち、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた貯蔵弾性率が低いと、気泡膜が伸長された場合、気泡膜が伸長力に抗して収縮しようとする力が小さく、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造に必要とする発泡圧によって発泡膜が容易に伸長してしまう結果、気泡膜が過度に伸長してしまい破泡を生じる一方、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた貯蔵弾性率が高いと、気泡膜に伸長力が加わった場合、伸長に抗する気泡膜の収縮力が大きく、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造に必要とする発泡圧で一旦、気泡が膨張したとしても、温度低下などに起因する経時的な発泡圧の低下に伴って気泡が収縮してしまう。
【００４４】
又、動的粘弾性測定にて得られた損失弾性率は、粘弾性において粘性的な性質を示す指標であって、発泡過程における気泡膜の粘性を示す指標であり、発泡過程において、気泡膜をどの程度まで破れることなく伸長させることができるかの許容範囲を示す指標であると同時に、発泡圧によって所望大きさに気泡を膨張させた後、この膨張した気泡をその大きさに維持する能力を示す指標でもある。
【００４５】
即ち、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた損失弾性率が低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造に必要とする発泡圧によって気泡膜が伸長された場合、気泡膜が容易に破れてしまう一方、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた損失弾性率が高いと、発泡力が気泡膜によって熱エネルギーに変換されてしまい、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造時に気泡膜を円滑に伸長させることが難しくなり、気泡を膨張させることが困難になる。
【００４６】
このように、ポリ乳酸系樹脂を発泡させてポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造するにあたっては、発泡過程において、ポリ乳酸系樹脂は、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得るために必要とされる発泡圧によって気泡膜が破れることなく適度に伸長するための弾性力、即ち、貯蔵弾性率を有している必要があると共に、上記発泡圧によって気泡膜が破れることなく円滑に伸長し、所望大きさに膨張した気泡をその大きさに発泡圧の経時的な減少にかかわらず維持しておくための粘性力、即ち、損失弾性率を有していることが好ましい。
【００４７】
つまり、押出発泡工程において、ポリ乳酸系樹脂の貯蔵弾性率及び損失弾性率の双方が押出発泡に適した値を有していることが好ましく、このような押出発泡に適した貯蔵弾性率及び損失弾性率を押出発泡工程においてポリ乳酸系樹脂に付与するために、ポリ乳酸系樹脂における動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔ（以下「貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔ」ということがある）と、ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）とが、好ましくは下記式１を満たすように、より好ましくは式２を満たすように調整することによって、ポリ乳酸系樹脂の貯蔵弾性率及び損失弾性率をそれらのバランスをとりながら押出発泡に適したものとしてポリ乳酸系樹脂の押出発泡性を良好なものとし、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を安定的に製造することができる。
【００４８】
〔ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）−４０℃〕
≦交点における温度Ｔ≦ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）・・・式１
【００４９】
〔ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）−３５℃〕
≦交点における温度Ｔ≦〔ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）−１０℃〕
・・・式２
【００５０】
更に、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔと、ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）とが上記式１を満たすように調整するのが好ましい理由を下記に詳述する。
【００５１】
先ず、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔが、ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）よりも４０℃を越えて低い場合には、押出発泡時におけるポリ乳酸系樹脂の損失弾性率が貯蔵弾性率に比して大き過ぎるために、損失弾性率と貯蔵弾性率とのバランスが崩れてしまう。
【００５２】
そこで、ポリ乳酸系樹脂の損失弾性率に適した発泡力、即ち、ポリ乳酸系樹脂の粘性に合わせた発泡力とすると、ポリ乳酸系樹脂の弾性力にとっては発泡力が大き過ぎてしまい、気泡膜が破れて破泡を生じて良好なポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることができず、逆に、ポリ乳酸系樹脂の貯蔵弾性率に適した発泡力、即ち、ポリ乳酸系樹脂の弾性に合わせた発泡力とすると、ポリ乳酸系樹脂の粘性力にとっては発泡力が小さく、ポリ乳酸系樹脂が発泡しにくくなり、やはり良好なポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることが困難となる。
【００５３】
又、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔが、ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）よりも高いと、押出発泡時におけるポリ乳酸系樹脂の貯蔵弾性率が損失弾性率に比して大き過ぎるために、上述と同様に損失弾性率と貯蔵弾性率とのバランスが崩れてしまう。
【００５４】
そこで、ポリ乳酸系樹脂の貯蔵弾性率に適した発泡力、即ち、ポリ乳酸系樹脂の弾性に合わせた発泡力とすると、ポリ乳酸系樹脂の粘性力にとっては発泡力が大き過ぎてしまい、気泡膜が破れて破泡を生じ良好なポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることができず、逆に、ポリ乳酸系樹脂の損失弾性率に適した発泡力、即ち、ポリ乳酸系樹脂の粘性に合わせた発泡力とすると、ポリ乳酸系樹脂の弾性力にとっては発泡力が小さく、ポリ乳酸系樹脂が発泡力で一旦、発泡したとしても、経時的な発泡力の低下に伴って気泡が収縮してしまって、やはり良好なポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることが困難となる。
【００５５】
そして、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔと、ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）とが上記式１を満たすように調整する方法としては、ポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量が高くなるにしたがって、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔが高くなることから、ポリ乳酸系樹脂の重合時に反応時間或いは反応温度を調整することによって、得られるポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量を調整する方法、押出発泡前に或いは押出発泡時にポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量を増粘剤や架橋剤を用いて調整する方法が挙げられる。
【００５６】
ここで、ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）は下記の要領で測定されたものをいう。即ち、ＪＩＳ Ｋ７１２１:１９８７に準拠してポリ乳酸系樹脂の示差走査熱量分析を行い、得られたＤＳＣ曲線における融解ピークの温度をポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）とする。なお、融解ピークの温度が複数個ある場合には、最も高い温度とする。
【００５７】
又、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔは下記の要領で測定されたものをいう。先ず、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造する要領において、発泡剤を添加しないこと以外は同様の要領にて、ポリ乳酸系樹脂粒子を得る。
【００５８】
このポリ乳酸系樹脂粒子を９．３３×１０4Ｐａの減圧下にて８０℃で３時間に亘って乾燥する。このポリ乳酸系樹脂粒子を該ポリ乳酸系樹脂粒子を構成しているポリ乳酸系樹脂の融点よりも４０〜５０℃だけ高い温度に加熱した測定プレート上に載置して窒素雰囲気下にて５分間に亘って放置し溶融させる。
【００５９】
次に、直径が２５ｍｍの平面円形状の押圧板を用意し、この押圧板を用いて測定プレート上のポリ乳酸系樹脂を押圧板と測定プレートとの対向面間の間隔が１ｍｍとなるまで上下方向に押圧する。そして、押圧板の外周縁からはみ出したポリ乳酸系樹脂を除去した後、５分間に亘って放置する。
【００６０】
しかる後、歪み５％、周波数１ｒａｄ／秒、降温速度２℃／分、測定間隔３０秒の条件下にて、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定を行って貯蔵弾性率及び損失弾性率を測定する。次に、横軸を温度とし、縦軸を貯蔵弾性率及び損失弾性率として、貯蔵弾性率曲線及び損失弾性率曲線を描く。なお、貯蔵弾性率曲線及び損失弾性率曲線を描くにあたっては、測定温度を基準として互いに隣接する測定値同士を直線で結ぶ。
【００６１】
そして、得られた貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔを上記グラフから読み取ることによって得ることができる。なお、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線とが複数箇所において互いに交差する場合は、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との複数の交点における温度のうち最も高い温度を、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔとする。
【００６２】
又、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔは、Reologica Instruments A.B 社から商品名「DynAlyser DAR-100」にて市販さ
れている動的粘弾性測定装置を用いて測定することができる。
【００６３】
そして、上記ポリ乳酸系樹脂を押出機に供給して発泡剤の存在下にて溶融混練した後、押出機の前端に取り付けたノズル金型１からポリ乳酸系樹脂押出物を押出発泡させる。
【００６４】
なお、上記押出機としては、従来から汎用されている押出機であれば、特に限定されず、例えば、単軸押出機、二軸押出機、複数の押出機を連結させたタンデム型の押出機が挙げられる。
【００６５】
又、上記発泡剤としては、従来から汎用されているものが用いられ、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ヒドラゾイルジカルボンアミド、重炭酸ナトリウムなどの化学発泡剤；プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ヘキサンなどの飽和脂肪族炭化水素、ジメチルエーテルなどのエーテル類、塩化メチル、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、モノクロロジフルオロメタンなどのフロン、二酸化炭素、窒素などの物理発泡剤などが挙げられ、ジメチルエーテル、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、二酸化炭素が好ましく、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンがより好ましく、ノルマルブタン、イソブタンが特に好ましい。
【００６６】
そして、押出機に供給される発泡剤量としては、少ないと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を所望発泡倍率まで発泡させることができないことがある一方、多いと、発泡剤が可塑剤として作用することから溶融状態のポリ乳酸系樹脂の粘弾性が低下し過ぎて発泡性が低下し良好なポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることができず或いはポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡倍率が高過ぎる場合があるので、ポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．１〜５重量部が好ましく、０．２〜４重量部がより好ましく、０．３〜３重量部が特に好ましい。
【００６７】
なお、押出機には気泡調整剤が添加されることが好ましいが、気泡調整剤の多くは、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶核剤として作用するため、ポリ乳酸系樹脂の結晶化を促進しない気泡調整剤を用いることが好ましく、このような気泡調整剤としては、ポリテトラフルオロエチレン粉末、アクリル樹脂で変性されたポリテトラフルオロエチレン粉末が好ましい。
【００６８】
又、押出機に供給される気泡調整剤の量としては、少ないと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の気泡が粗大となり、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の外観が低下することがある一方、多いと、ポリ乳酸系樹脂を押出発泡させる際に破泡を生じてポリ乳酸系樹脂発泡粒子の独立気泡率が低下することがあるので、ポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．０１〜３重量部が好ましく、０．０５〜２重量部がより好ましく、０．１〜１重量部が特に好ましい。
【００６９】
そして、ノズル金型１から押出されたポリ乳酸系樹脂押出物は引き続き切断工程に入る。ポリ乳酸系樹脂押出物の切断は、回転軸２を回転させ、ノズル金型１の前端面1aに配設された回転刃５、５・・・を２０００〜１００００ｒｐｍの一定の回転数で回転させて行う。
【００７０】
全ての回転刃５はノズル金型１の前端面1aに常時、接触しながら回転しており、ノズル金型１から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出物は、回転刃５と、ノズル金型１におけるノズルの出口部11端縁との間に生じる剪断応力によって、一定の時間間隔毎に大気中において切断されてポリ乳酸系樹脂発泡粒子とされる。この時、ポリ乳酸系樹脂押出物の冷却が過度とならない範囲内において、ポリ乳酸系樹脂押出物に水を霧状に吹き付けてもよい。
【００７１】
本発明では、ノズル金型１のノズル内においてポリ乳酸系樹脂が発泡しないようにしている。そして、ポリ乳酸系樹脂は、ノズル金型１のノズルの出口部11から吐出された直後は、未だに発泡しておらず、吐出されてから僅かな時間が経過した後に発泡を始める。従って、ポリ乳酸系樹脂押出物は、ノズル金型１のノズルの出口部11から吐出された直後の未発泡部と、この未発泡部に連続する、未発泡部に先んじて押出された発泡途上の発泡部とからなる。
【００７２】
そして、全ての回転刃５はノズル金型１の前端面1aに常時、接触した状態でポリ乳酸系樹脂押出物を切断していることから、ポリ乳酸系樹脂押出物は、ノズル金型１のノズルの出口部11から吐出された直後の未発泡部において切断されてポリ乳酸系樹脂発泡粒子が製造される。
【００７３】
得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、ポリ乳酸系樹脂押出物をその未発泡部で切断していることから、切断部の表面には気泡断面は存在しない。そして、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の表面全面は、未発泡の表皮層で被覆されている。従って、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、発泡ガスの抜けがなく優れた発泡性を有していると共に連続気泡率も低く、更に、表面の熱融着性にも優れている。
【００７４】
そして、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を型内発泡成形に用いた時、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の表面は、気泡断面が露出していない表皮層から形成されていることから、発泡粒子同士の熱融着性が良好であり、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器は、表面ムラがなく外観に優れていると共に優れた機械的強度及び耐油性を有している。
【００７５】
又、上述したように、回転刃５は一定の回転数で回転しているが、回転刃５の回転数は、２０００〜１００００ｒｐｍに限定され、３０００〜９０００ｒｐｍが好ましく、４０００〜８０００ｒｍｐがより好ましい。
【００７６】
これは、回転刃５が２０００ｒｐｍを下回ると、ポリ乳酸系樹脂押出物を回転刃５によって確実に切断することができず、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士が合体し、或いは、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の形状が不均一となるからである。
【００７７】
一方、回転刃５の回転数が１００００ｒｐｍを上回ると下記の問題点を生じるからである。第一の問題点は、回転刃による切断応力が大きくなって、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子がノズルの出口部から冷却部材に向かって飛ばされる際に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の初速が速くなる。その結果、ポリ乳酸系樹脂押出物を切断してから、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子が冷却部材に衝突するまでの時間が短くなり、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡が不充分となってポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡倍率が低くなる。第二の問題点は、回転刃及び回転軸の摩耗が大きくなって回転刃及び回転軸の寿命が短くなるからである。
【００７８】
そして、上述のようにして得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、回転刃５による切断応力によって切断と同時に外方或いは前方に向かって飛ばされ、冷却ドラム41の周壁部41bの内周面に直ちに衝突する。ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、冷却ドラム41に衝突するまでの間も発泡し続けており、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は発泡によって略球状に成長している。
【００７９】
冷却ドラム41の周壁部41bの内周面は全面的に冷却液42で被覆されており、冷却ドラム41の周壁部41bの内周面に衝突したポリ乳酸系樹脂発泡粒子は直ちに冷却されて、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡は停止する。このように、ポリ乳酸系樹脂押出物を回転刃５によって切断した後に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を直ちに冷却液42によって冷却していることから、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を構成しているポリ乳酸系樹脂の結晶化度が上昇するのを防止していると共に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子が過度に発泡するのを防止している。
【００８０】
従って、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、型内発泡成形時に優れた発泡性及び熱融着性を発揮する。そして、型内発泡成形時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度を上昇させて、ポリ乳酸系樹脂の耐熱性を向上させることができ、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器は、優れた耐熱性を有している。
【００８１】
なお、冷却液42の温度は、低いと、冷却ドラム41の近傍に位置するノズル金型が過度に冷却されて、ポリ乳酸系樹脂の押出発泡に悪影響が生じることがある一方、高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を構成しているポリ乳酸系樹脂の結晶化度が高くなり、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の熱融着性が低下することがあるので、０〜４５℃が好ましく、５〜４０℃がより好ましく、１０〜３５℃が特に好ましい。
【００８２】
そして、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度は、３０％以下が好ましく、３〜２８％がより好ましく、５〜２６％が特に好ましい。ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度は、ノズル金型１からポリ乳酸系樹脂押出物が押出されてからポリ乳酸系樹脂発泡粒子が冷却液42に衝突するまでの時間や、冷却液42の温度によって調整することができる。
【００８３】
ここで、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いてＪＩＳ Ｋ７１２１に記載の測定方法に準拠して１０℃／分の昇温速度にて昇温しながら測定された１ｍｇ当たりの冷結晶化熱量及び１ｍｇ当たりの融解熱量に基づいて下記式により算出することができる。
【００８４】
【数１】
【００８５】
このようにして得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度は、小さいと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の連続気泡率が上昇して、型内発泡成形における発泡時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子に必要な発泡力を付与することができない虞れがある一方、大きいと、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の気泡が不均一となって、型内発泡成形時におけるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡性が不充分となることがあるので、０．０５〜０．６ｇ／ｃｍ3が好ましく、０．０７〜０．５ｇ／ｃｍ3がより好ましく、０．０８〜０．４ｇ／ｃｍ3が特に好ましい。
【００８６】
そして、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の連続気泡率は、高いと、型内発泡成形時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子が殆ど発泡せず、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の融着性が低くなって、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の機械的強度及び耐油性が低下することがあるので、２０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、５％以下が特に好ましい。なお、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の連続気泡率の調整は、押出機からのポリ乳酸系樹脂の押出発泡温度、押出機への発泡剤の供給量などを調整することによって行われる。
【００８７】
ここで、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の連続気泡率は下記の要領で測定される。先ず、体積測定空気比較式比重計の試料カップを用意し、この試料カップの８０％程度を満たす量のポリ乳酸系樹脂発泡粒子の全重量Ａ（ｇ）を測定する。次に、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子全体の体積Ｂ（ｃｍ3）を比重計を用いて１−１／２−１気圧法により測定する。なお、体積測定空気比較式比重計は、例えば、東京サイエンス社から商品名「１０００型」にて市販されている。
【００８８】
続いて、金網製の容器を用意し、この金網製の容器を水中に浸漬し、この水中に浸漬した状態における金網製の容器の重量Ｃ（ｇ）を測定する。次に、この金網製の容器内に上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を全量入れた上で、この金網製の容器を水中に浸漬し、水中に浸漬した状態における金網製の容器とこの金網製容器に入れたポリ乳酸系樹脂発泡粒子の全量とを併せた重量Ｄ（ｇ）を測定する。
【００８９】
そして、下記式に基づいてポリ乳酸系樹脂発泡粒子の見掛け体積Ｅ（ｃｍ3）を算出し、この見掛け体積Ｅと上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子全体の体積Ｂ（ｃｍ3）に基づいて下記式によりポリ乳酸系樹脂発泡粒子の連続気泡率を算出することができる。なお、水１ｇの体積を１ｃｍ3 とした。
Ｅ＝Ａ＋（Ｃ−Ｄ）
連続気泡率（％）＝１００×（Ｅ−Ｂ）／Ｅ
【００９０】
又、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の粒径は、小さいと、型内発泡成形時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡性が低下することがある一方、大きいと、型内発泡成形時に金型内へのポリ乳酸系樹脂発泡粒子の充填性が低下することがあるので、０．３〜２．２ｍｍが好ましく、０．４〜２．０ｍｍがより好ましく、０．５〜１．８ｍｍが特に好ましい。
【００９１】
ここで、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の粒径は、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の直径を直接、ノギスを用いて測定することができる。具体的には、各ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の切断面における最も長い直径（長径）及び最も短い直径（短径）を測定すると共に、各ポリ乳酸系樹脂発泡粒子における切断面に直交する方向の長さを測定し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の長径、短径及び長さの相加平均値をポリ乳酸系樹脂発泡粒子の粒径とする。
【００９２】
そして、キャビティの形状が所望の容器形状を有する金型を用意し、この金型のキャビティ内に上述のようにして得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充填して加熱し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を発泡させ、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を発泡させてなる発泡粒子同士をそれらの発泡圧によって互いに融着一体化させると共にポリ乳酸系樹脂の結晶化度を上昇させて、融着性、耐油性及び耐熱性に優れた所望形状を有するポリ乳酸系樹脂発泡容器を得ることができる。
【００９３】
なお、金型内に充填したポリ乳酸系樹脂発泡粒子の加熱媒体としては、特に限定されず、水蒸気の他に、熱風、温水などが挙げられるが、６０〜１００℃の水を用いることが好ましい。これは、水は、液体状であって比熱が大きいことから、温度が低くても金型内のポリ乳酸系樹脂発泡粒子に発泡に必要な高い熱量を充分に付与することができるからである。
【００９４】
従って、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱し過ぎることなく、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充分に加熱、発泡させることができ、加熱媒体として水蒸気や熱風を用いた時に生じたようなポリ乳酸系樹脂発泡粒子表面の熱収縮を生じさせることなく、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士をそれらの発泡力によって互いに強固に熱融着一体化させることができ、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器は、優れた機械的強度及び耐油性を有していると共に外観にも優れている。
【００９５】
そして、高圧の水蒸気を用いるのに比べて、低い圧力で型内発泡成形を行うことができるので、金型の設計強度を低く抑えることができ、複雑な形状を有する金型を容易に製作することができると共に、金型自体もコンパクトなものとして取扱性の向上を図ることができ、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の生産性の向上を図ることができる。
【００９６】
加熱媒体として用いる水の温度は、低いと、金型内に充填したポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡が不充分となりポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の熱融着性が低下して得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の機械的強度、外観性又は耐油性が低下することがある一方、高いと、水を高圧状態としなければならず、ボイラーなどの大掛かりな設備を要するので、６０〜１００℃が好ましく、７０〜９９℃がより好ましく、８０〜９８℃が特に好ましい。
【００９７】
金型内に充填したポリ乳酸系樹脂発泡粒子に６０〜１００℃の水を供給してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱する方法としては、特に限定されず、例えば、(1)従来から用いられている型内発泡成形機において水蒸気の代わりに６０〜１００℃の水を金型内に供給する方法、(2)ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充填した金型を、６０〜１００℃の水中に浸漬してポリ乳酸系樹脂発泡粒子に水を供給する方法などが挙げられ、複雑な形状の金型であっても金型全体、即ち、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を全体的に均一に加熱、発泡させることができることから、上記(2)の方法が好ましい。
【００９８】
金型内に充填したポリ乳酸系樹脂発泡粒子の水による加熱時間は、短いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の加熱が不充分となってポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の熱融着が不充分となり、或いは、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度が不充分に上昇せず、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の耐熱性が低下することがある一方、長いと、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の生産性が低下するだけであるので、２０秒〜１時間が好ましい。
【００９９】
そして、６０〜１００℃の水でポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱して型内発泡成形を行った後、金型内に形成されたポリ乳酸系樹脂発泡容器を冷却した上で金型を開放して所望形状を有するポリ乳酸系樹脂発泡容器を得ることができる。
【０１００】
金型内に形成されたポリ乳酸系樹脂発泡容器の冷却は、高いと、金型内のポリ乳酸系樹脂発泡粒子が充分に固化しておらず、金型から取り出した時に膨らんで金型のキャビティ形状通りのポリ乳酸系樹脂発泡容器とならない虞れがあるので、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の表面温度が好ましくは５０℃以下となるように、より好ましくは０〜４５℃となるように、特に好ましくは０〜４０℃となるように、最も好ましくは０〜３５℃となるように冷却する。
【０１０１】
ここで、金型内に形成されたポリ乳酸系樹脂発泡容器を冷却する方法としては、特に限定されないが、(1)金型を５０℃以下の雰囲気中に放置する方法、(2)金型に５０℃以下の水又は空気を吹き付ける方法、(3)金型を５０℃以下の水中に浸漬させる方法が挙げられ、複雑な形状の金型であっても金型全体を均一に冷却することができることから、上記(3)の冷却方法が好ましい。なお、冷却時間は、冷却方法や金型の大きさなどに応じて適宜、調整されればよく、例えば、５０℃以下の水中に金型を浸漬させる場合には、１分〜１時間が好ましい。
【０１０２】
そして、得られたポリ乳酸系樹脂発泡容器の結晶化度は、低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の耐熱性が低下する一方、高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡容器が脆くなることがあるので、好ましくは４０〜６５％、より好ましくは４５〜６４％、特に好ましくは５０〜６３％となるように型内発泡成形条件を調整するのがよい。なお、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の結晶化度は、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度の測定方法と同様であるのでその説明を省略する。
【０１０３】
なお、金型を形成している材料としては、特に限定されず、例えば、鉄系金属、アルミニウム系金属、銅系金属、亜鉛系金属などが挙げられ、熱伝導性及び加工性の観点からアルミニウム系金属が好ましい。
【０１０４】
更に、型内発泡成形前に、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に更に不活性ガスを含浸させて、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡力を向上させてもよい。このようにポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡力を向上させることにより、型内発泡成形時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の融着性が向上し、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器は更に優れた機械的強度及び耐油性を有する。なお、上記不活性ガスとしては、例えば、二酸化炭素、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられ、二酸化炭素が好ましい。
【０１０５】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを含浸させる方法としては、例えば、常圧以上の圧力を有する不活性ガス雰囲気下にポリ乳酸系樹脂発泡粒子を置くことによってポリ乳酸系樹脂発泡粒子中に不活性ガスを含浸させる方法が挙げられる。このような場合、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を金型内に充填する前に不活性ガスを含浸させてもよいが、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を金型内に充填した後に金型ごと不活性ガス雰囲気下に置き、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを含浸させてもよい。
【０１０６】
そして、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを含浸させる時の温度は−４０〜２５℃が好ましく、−１０〜２０℃がより好ましい。これは、温度が低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子が冷却され過ぎて、型内発泡成形時においてポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充分に加熱することができず、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の熱融着性が低下し、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の機械的強度又は耐油性が低下することがあるからである。一方、温度が高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子への不活性ガスの含浸量が低くなり、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に充分な発泡性を付与することができないことがあると共に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化が促進され、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の熱融着性が低下し、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の機械的強度又は耐油性が低下することがあるからである。
【０１０７】
又、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを含浸させる時の圧力は０．０５〜２．５ＭＰａが好ましく、０．１〜１．６ＭＰａがより好ましい。不活性ガスが二酸化炭素である場合には、０．０５〜１．５ＭＰａが好ましく、０．１〜１．２ＭＰａがより好ましい。これは、圧力が低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子への不活性ガスの含浸量が低くなり、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に充分な発泡性を付与することができず、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の機械的強度が低下することがあるからである。
【０１０８】
一方、圧力が高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度が上昇し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の熱融着性が低下し、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の機械的強度又は耐油性が低下することがあるからである。
【０１０９】
更に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを含浸させる時間は、２０分〜２４時間が好ましく、１〜１８時間がより好ましく、３〜８時間が特に好ましい。不活性ガスが二酸化炭素である場合には、２０分〜２４時間が好ましい。これは、含浸時間が短いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを充分に含浸させることができないからである。一方、含浸時間が長いと、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の製造効率が低下するからである。
【０１１０】
このように、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを−４０〜２５℃で且つ０．０５〜１．６ＭＰａの圧力下にて含浸させることによって、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度の上昇を抑えつつ、発泡性を向上させることができ、よって、型内発泡成形時に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士を充分な発泡力で強固に熱融着一体化させることができ、機械的強度、耐油性及び外観に優れたポリ乳酸系樹脂発泡容器を得ることができる。
【０１１１】
得られたポリ乳酸系樹脂発泡容器の融着率は、４０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましく、６０％以上が特に好ましい。なお、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の融着率は、下記の要領で測定されたものをいう。先ず、ポリ乳酸系樹脂発泡容器を折り曲げて所定箇所から切断する。そして、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の切断面に露出している発泡粒子の全粒子数Ｎ1を目視により数えると共に、材料破壊した発泡粒子、即ち、分割された発泡粒子の粒子数Ｎ2を目視により数え、下記式に基づいて融着率を算出することができる。
融着率（％）＝１００×材料破壊した発泡粒子の粒子数Ｎ2／発泡粒子の全粒子数Ｎ1
【発明の効果】
【０１１２】
本発明の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法は、上述の如く、回転刃をノズル金型の前端面に常時、接触させながら所定回転数で回転させ、ノズル金型から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出物を上記回転刃によって切断しているので、ポリ乳酸系樹脂押出物を確実に切断して、略球状のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることができる。従って、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を型内発泡成形に用いた場合には、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は全方向に略均一に発泡して、発泡粒子同士が互いに全方向において強固に熱融着一体化する。
【０１１３】
そして、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、ポリ乳酸系樹脂押出物を切断する時の切断応力によって飛散させられて冷却部材に衝突し、直ちに冷却されるので、ポリ乳酸系樹脂の結晶化度が抑えられており、型内発泡成形において優れた熱融着性を発揮する。
【０１１４】
又、本発明では、ポリ乳酸系樹脂を押出発泡させていると共に金型としてノズル金型を用いており、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その気泡が微細で且つ連続気泡率が低い。
【０１１５】
更に、ポリ乳酸系樹脂として、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるポリ乳酸系樹脂か、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有しているポリ乳酸系樹脂を用いているので、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その結晶性が高くて耐熱性に優れている。
【０１１６】
従って、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、型内発泡成形において、優れた発泡性及び熱融着性を発揮し、得られるポリ乳酸系樹脂成形体は、外観性、耐熱性、耐油性及び機械的強度に優れている。
【０１１７】
そして、冷却部材が、ノズル金型の前方に配設された筒状の冷却ドラムと、この冷却ドラムの内面に沿って流されている冷却液とからなる場合には、ポリ乳酸系樹脂押出物を回転刃によって切断することによって得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子が何れの方向に飛散しても、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を確実に冷却液に接触させて冷却することができ、よって、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を構成するポリ乳酸系樹脂の結晶化度の上昇を確実に阻止して、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を熱融着性に優れたものとすることができる。
【０１１８】
更に、ポリ乳酸系樹脂押出物は、ノズル金型から押出された直後の未発泡部とこの未発泡部に連続する発泡途上の発泡部とからなり、上記ポリ乳酸系樹脂押出物を上記未発泡部において回転刃によって切断する場合には、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の表面全面を、気泡断面が露出していない表皮層から形成されたものとすることができ、よって、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡時に発泡ガスの漏れをより確実に防止することができると共に、発泡粒子同士の接触面積が大きくなって熱融着性が向上しており、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子はより優れた発泡性及び熱融着性を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１９】
本発明においてポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度、並びに、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の見掛け密度、耐熱性及び水漏れ試験は下記の要領によって測定されたものをいう。
【０１２０】
（ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度）
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度は、ＪＩＳ Ｋ６９１１：１９９５年「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定されたものをいう。即ち、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠した見掛け密度測定器を用いて測定し、下記式に基づいてポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度を測定した。
【０１２１】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度（ｇ／ｃｍ3）
＝〔試料を入れたメスシリンダーの質量（ｇ）−メスシリンダーの質量（ｇ）〕
／〔メスシリンダーの容量（ｃｍ3）〕
【０１２２】
（ポリ乳酸系樹脂発泡容器の見掛け密度）
ポリ乳酸系樹脂発泡容器の見掛け密度は、ＪＩＳ Ｋ６７６７：１９９９「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」に記載の方法で測定されたものをいう。具体的には、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の見掛け体積及び重量を測定し、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の重量を見掛け体積で除したものをポリ乳酸系樹脂発泡容器の見掛け密度とした。
【０１２３】
（ポリ乳酸系樹脂発泡容器の耐熱性）
得られたポリ乳酸系樹脂発泡容器を５０℃に維持された電気オーブン内に２４時間に亘って放置して乾燥した後、ポリ乳酸系樹脂発泡容器を室温にて１時間に亘って冷却した。しかる後、ポリ乳酸系樹脂発泡容器に９５℃に加熱した温水を４００ミリリットル供給して２時間に亘って放置した。２時間経過後のポリ乳酸系樹脂発泡容器の外観を目視観察して下記基準に基づいて評価した。
○：ポリ乳酸系樹脂発泡容器に変化がなかった。
×：ポリ乳酸系樹脂発泡容器に膨張又は収縮が生じていた。
【０１２４】
（水漏れ試験）
温度２３℃に保持された界面活性剤水溶液（花王社製 商品名「エマルゲン８１０」）及び着色剤としてエリオクロムブラックＴ（関東化学社製 鹿１級）を純水に溶解させてなる試験液を用意した。なお、試験液中、界面活性剤水溶液が０．１重量％、エリオクロムブラックＴが０．００５重量％含有されていた。
【０１２５】
この試験液をポリ乳酸系樹脂発泡容器内に該ポリ乳酸系樹脂発泡容器の内容量の８０体積％に相当する量を供給した後、ポリ乳酸系樹脂発泡容器を２３℃、相対湿度５０％の雰囲気下に放置し、この雰囲気下に放置し始めてから、ポリ乳酸系樹脂発泡容器内の試験液がポリ乳酸系樹脂発泡容器の外壁面に滲み出すまでの時間を測定し、下記基準に基づいて評価した。なお、試験液が滲み出すまでの時間が長いほど、ポリ乳酸系樹脂発泡容器は耐油性に優れている。
○・・・３０分以上であった。
△・・・１０分以上で且つ３０分未満であった。
×・・・１０分未満であった。
【０１２６】
（実施例１）
図１及び図２に示した製造装置を用いて容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造した。先ず、結晶性のポリ乳酸系樹脂（ユニチカ社製 商品名「ＴＥＲＲＡＭＡＣ ＨＶ−６２５０Ｈ」、融点（ｍｐ）：１６９．１℃、Ｄ体比率：１．２モル％、Ｌ体比率：９８．８モル％、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔ：１３８．８℃）１００重量部及び気泡調整剤としてポリテトラフルオロエチレン粉末（旭硝子社製 商品名「フルオンＬ１６９Ｊ」）０．１重量部を口径が６５ｍｍの単軸押出機に供給して溶融混練した。なお、単軸押出機内において、ポリ乳酸系樹脂を始めは１９０℃にて溶融混練した後に２２０℃まで昇温させながら溶融混練した。
【０１２７】
続いて、単軸押出機の途中から、イソブタン３５重量％及びノルマルブタン６５重量％からなるブタンをポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して１．０重量部となるように溶融状態のポリ乳酸系樹脂に圧入して、ポリ乳酸系樹脂中に均一に分散させた。
【０１２８】
しかる後、溶融状態のポリ乳酸系樹脂を冷却した後、単軸押出機の前端に取り付けたマルチノズル金型１の各ノズルから剪断速度１４４９４ｓｅｃ-1でポリ乳酸系樹脂を押出発泡させた。
【０１２９】
なお、マルチノズル金型１は、出口部11の直径が０．５ｍｍのノズルを１０個有しており、ノズルの出口部11は全て、マルチノズル金型１の前端面1aに想定した、直径が１３９．５ｍｍの仮想円Ａ上に等間隔毎に配設されていた。マルチノズル金型１は２００℃に保持されていた。
【０１３０】
そして、回転軸２の後端部外周面には、四枚の回転刃５が回転軸２の周方向に等間隔毎に一体的に設けられており、各回転刃５はマルチノズル金型１の前端面1aに常時、接触した状態で仮想円Ａ上を移動するように構成されていた。
【０１３１】
更に、冷却部材４は、正面円形状の前部41aと、この前部41aの外周縁から後方に向かって延設され且つ内径が３１５ｍｍの円筒状の周壁部41bとからなる冷却ドラム41を備えていた。そして、供給管41d及びドラム41の供給口41cを通じて冷却ドラム41内に冷却水42が供給されており、周壁部41bの内面全面には、この内面に沿って２０℃の冷却水42が前方に向かって螺旋状に流れていた。
【０１３２】
そして、マルチノズル金型１の前端面1aに配設した回転刃５を４８００ｒｐｍの回転数で回転させてあり、マルチノズル金型１の各ノズルの出口部11から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出物を回転刃５によって切断して略球状のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造した。ポリ乳酸系樹脂押出物は、マルチノズル金型１のノズルから押出された直後の未発泡部と、この未発泡部に連続する発泡途上の発泡部とからなっていた。そして、ポリ乳酸系樹脂押出物は、ノズルの出口部11の開口端において切断されており、ポリ乳酸系樹脂押出物の切断は未発泡部において行われていた。
【０１３３】
なお、上述のポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造にあたっては、先ず、マルチノズル金型１に回転軸２を取り付けず且つ冷却部材４をマルチノズル金型１から退避させておいた。この状態で、押出機からポリ乳酸系樹脂押出物を押出発泡させ、ポリ乳酸系樹脂押出物が、マルチノズル金型１のノズルから押出された直後の未発泡部と、この未発泡部に連続する発泡途上の発泡部とからなることを確認した。次に、マルチノズル金型１に回転軸２を取り付け且つ冷却部材４を所定位置に配設した後、回転軸２を回転させ、ポリ乳酸系樹脂押出物をノズルの出口部11の開口端において回転刃５で切断してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造した。
【０１３４】
このポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、回転刃５による切断応力によって外方或いは前方に向かって飛ばされ、冷却部材４の冷却ドラム41の内面に沿って流れている冷却水42に衝突して直ちに冷却された。
【０１３５】
冷却されたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、冷却ドラム41の排出口41eを通じて冷却水42と共に排出された後、脱水機にて冷却水42と分離された。得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その粒径が１．０〜１．６ｍｍであり、嵩密度が０．２０ｇ／ｃｍ3であった。
【０１３６】
次に、粒径が１．０〜１．６ｍｍである上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を密閉容器内に入れ、この密閉容器内に二酸化炭素を０．３ＭＰａの圧力にて圧入して２０℃にて２４時間に亘って放置してポリ乳酸系樹脂発泡粒子に二酸化炭素を含浸させた。
【０１３７】
続いて、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子をアルミニウム製の金型のキャビティ内に充填した。そして、加熱水槽内に９２℃に維持された水を溜め、この加熱水槽内の水中にポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充填した金型を完全に９０秒間に亘って浸漬して、金型の供給口を通じて金型のキャビティ内のポリ乳酸系樹脂発泡粒子に９２℃の水を供給し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱、発泡させてポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士を熱融着一体化させた。
【０１３８】
次に、加熱水槽内から金型を取り出した。そして、別の冷却水槽に２０℃に維持された水を溜め、この冷却水槽内に金型を完全に２分間に亘って浸漬して、金型内のポリ乳酸系樹脂発泡容器を冷却した。
【０１３９】
金型を冷却水槽から取り出して金型を開放してポリ乳酸系樹脂発泡容器を得た。ポリ乳酸系樹脂発泡容器は、平面円形状の底面部の外周縁から円筒状の周壁部を上方における斜め外方に向かって突設してなるものであり、上端開口部の内径が９５ｍｍ、内底面の直径が６８ｍｍ、周壁部の高さが１０５ｍｍ、内容量が４００ミリリットル、肉厚が約２．５ｍｍであり、非常に優れた外観を有していた。
【０１４０】
（実施例２）
回転刃５の回転数を７８００ｒｐｍとしたこと以外は実施例１と同様にしてポリ乳酸系樹脂発泡粒子及びポリ乳酸系樹脂発泡容器を得た。
【０１４１】
得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その粒径が０．６〜１．２ｍｍ、嵩密度が０．２１ｇ／ｃｍ3であった。又、得られたポリ乳酸系樹脂発泡容器は、非常に優れた外観を有していた。
【０１４２】
（実施例３）
ポリ乳酸系樹脂として、結晶性のポリ乳酸系樹脂（三井化学社製 商品名「ＬＡＣＥＡ Ｈ−１００」、融点：１７１．４℃、Ｄ体比率：０．９モル％、Ｌ体比率：９９．１モル％、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔ：１０７．０℃）１００重量部と、架橋剤であるエポキシ基を有するアクリル・スチレン系化合物とポリ乳酸系樹脂とのマスターバッチ２重量部からなるものを用いたこと以外は実施例１と同様にしてポリ乳酸系樹脂発泡粒子及びポリ乳酸系樹脂発泡容器を得た。
【０１４３】
得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その粒径が１．０〜１．６ｍｍ、嵩密度が０．２１ｇ／ｃｍ3であった。又、得られたポリ乳酸系樹脂発泡容器は、非常に優れた外観を有していた。
【０１４４】
又、押出機へ発泡剤を圧入しなかったこと以外は上記と同様の要領でポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造し、得られた測定用ポリ乳酸系樹脂粒子を用いて動的粘弾性測定を行ったところ、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔは、１３７．５℃であった。又、測定用ポリ乳酸系樹脂粒子を構成しているポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）を測定したところ、１７１．２℃であった。
【０１４５】
（比較例１）
結晶性のポリ乳酸系樹脂（ユニチカ社製 商品名「ＴＥＲＲＡＭＡＣ ＨＶ−６２５０」、融点：１６９．１℃、Ｄ体比率：１．２重量％、Ｌ体比率：９８．８重量％、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔ：１３８．８℃）１００重量部及び気泡調整剤としてポリテトラフルオロエチレン粉末（旭硝子社製 商品名「フルオンＬ１６９Ｊ」）０．１重量部を口径が６５ｍｍの単軸押出機に供給して溶融混練した。なお、単軸押出機内において、ポリ乳酸系樹脂を始めは１９０℃にて溶融混練した後に２２０℃まで昇温させながら溶融混練した。
【０１４６】
続いて、単軸押出機の途中から、イソブタン３５重量％及びノルマルブタン６５重量％からなるブタンをポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．７重量部となるように溶融状態のポリ乳酸系樹脂に圧入して、ポリ乳酸系樹脂中に均一に分散させた。
【０１４７】
しかる後、溶融状態のポリ乳酸系樹脂を冷却した後、単軸押出機の先端に取り付けたマルチノズル金型の各ノズルから剪断速度１４４９４ｓｅｃ-1にて押出発泡させてストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を製造した。なお、マルチノズル金型の温度は２００℃に保持されていた。
【０１４８】
続いて、ストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を、マルチノズル金型の各ノズル先端から６０ｃｍの距離に亘って空冷により冷却し、続いて、ストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を２ｍの距離に亘って冷却水槽内の水面上に浮かせて冷却した。なお、冷却水槽内の水温は、３０℃であった。
【０１４９】
なお、マルチノズル金型は、出口部の直径が０．５ｍｍのノズルが１０個、配設されており、ランド部の長さは７ｍｍであった。又、マルチノズル金型のノズルから押出発泡させた際の樹脂温度を、単軸押出機の先端部と金型との間にブレーカープレートを挿入し、このブレーカープレートの中心部に熱電対を挿入することによって測定したところ、２０４℃であった。
【０１５０】
そして、ストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を充分に水切りした後、このポリ乳酸系樹脂押出発泡体をファンカッタ式のペレタイザーを用いて２．３ｍｍ毎に円柱状に切断してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得た。なお、得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その粒径が１．７〜２．３ｍｍであった。
【０１５１】
次に、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を密閉容器内に入れ、この密閉容器内に二酸化炭素を０．４９ＭＰａの圧力にて圧入して２０℃にて２４時間に亘って放置してポリ乳酸系樹脂発泡粒子に二酸化炭素を含浸させた。
【０１５２】
続いて、得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を用いて実施例１と同様の要領でポリ乳酸系樹脂発泡容器を製造した。
【０１５３】
（比較例２）
回転刃５の数を２枚とし、回転軸２の後端部外周面に該回転軸２の周方向に等間隔に一体的に設けたこと、回転刃５の回転数を１８００ｒｍｐとしたこと以外は実施例１と同様にしてポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造しようとしたが、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士が合体してしまい、良好なポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることができなかった。
【０１５４】
（比較例３）
結晶性のポリ乳酸系樹脂（三井化学社製 商品名「ＬＡＣＥＡ Ｈ−３６０」、融点（ｍｐ）：１４２．５℃、Ｄ体比率：６．０モル％、Ｌ体比率：９４．０モル％、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔ：１１２．７℃）１００重量部及び気泡調整剤としてポリテトラフルオロエチレン粉末（旭硝子社製 商品名「フルオンＬ１６９Ｊ」）０．１重量部を口径が６５ｍｍの単軸押出機に供給したこと以外は実施例１と同様にしてポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得た。なお、単軸押出機内において、ポリ乳酸系樹脂を始めは１７５℃にて溶融混練した後に１８５℃まで昇温させながら溶融混練した。得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その粒径が０．８〜１．４ｍｍ、嵩密度０．２１ｇ／ｃｍ3であった。
【０１５５】
得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を用いて加熱水槽内の水を７０℃に維持したこと以外は実施例１と同様にしてポリ乳酸系樹脂発泡容器を得た。
【０１５６】
上記実施例及び比較例で得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度、連続気泡率及び結晶化度、並びに、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の見掛け密度、耐熱性、水漏れ試験及び融着率を上記に示した要領で測定し、その結果を表２、３に示した。
【０１５７】
【表１】
【０１５８】
【表２】
【０１５９】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造装置の一例を示した模式断面図である。
【図２】マルチノズル金型を正面から見た模式図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１ ノズル金型
２ 回転軸
３ 駆動部材
４ 冷却部材
41 冷却ドラム
42 冷却液
５ 回転刃
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明の製造方法によって製造されたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、型内発泡成形において、優れた発泡性及び熱融着性を発揮する。従って、得られるポリ乳酸系樹脂成形体は、外観性、耐熱性、耐油性及び機械的強度に優れており、建材、自動車内装材などの用途に好適に用いることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型内発泡成形によって耐熱性及び機械的強度に優れたポリ乳酸系樹脂発泡容器を得ることができる容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子（以下「ポリ乳酸系樹脂発泡粒子」と略することがある）及びその製造方法、並びに、容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を用いたポリ乳酸系樹脂発泡容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱湯を注ぐことによって容易に調理をすることができる即席麺用の容器として発泡容器が好適に用いられている。このような発泡容器は、ポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形して容器状としたものの他に、ポリスチレン系樹脂発泡粒子を型内発泡成形することによって得られたものがある。
【０００３】
なお、上記型内発泡成形とは、所望の容器形状のキャビティを有する金型内に発泡粒子を充填し、熱水や水蒸気などの熱媒体によって発泡粒子を加熱して発泡させ、発泡粒子の発泡圧によって発泡粒子同士を融着一体化させて所望形状を有する発泡容器を製造する方法である。
【０００４】
開口径に比して深さが深い深絞りのカップ状の発泡容器は、ポリスチレン系樹脂発泡シートの熱成形では得ることが難しいために型内発泡成形によって製造されているが、ポリスチレン系樹脂を基材樹脂としたものでは耐熱性が未だ充分ではなく、又、発泡容器中に油分の含有する食品を長期間に亘って収納しておくと、油分が発泡容器の外周面に滲み出すといった問題点を有しており、耐熱性及び耐油性に優れた発泡容器が所望されていた。
【０００５】
一方、ポリ乳酸系樹脂は、天然に存在する乳酸を重合されて得られた樹脂であり、自然界に存在する微生物によって分解可能な生分解性樹脂であると共に、常温での機械的特性についても優れていることから注目を集めている。
【０００６】
ポリ乳酸系樹脂は、一般に、Ｄ−乳酸及び／又はＬ−乳酸を重合させるか、或いは、Ｌ−ラクチド、Ｄ−ラクチド及びＤＬ−ラクチドからなる群から選ばれた一又は二以上のラクチドを開環重合させることによって製造されている。
【０００７】
そして、得られるポリ乳酸系樹脂は、該ポリ乳酸系樹脂中に含有されるＤ体成分或いはＬ体成分の含有比率によって物性、特に結晶性が変化する。具体的には、得られるポリ乳酸系樹脂は、該ポリ乳酸系樹脂中に含有されるＤ体成分或いはＬ体成分のうちの少ない方の光学異性体の含有割合が多くなるにしたがって結晶性が低下し、やがて非結晶性となる。
【０００８】
又、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を発泡させてポリ乳酸系樹脂発泡容器を製造する方法としては、型内発泡成形が提案されている。具体的には、特許文献１には、Ｌ体とＤ体のモル比が９５／５〜６０／４０、又は４０／６０〜５／９５であるポリ乳酸にイソシアネート基≧２．０当量／モルのポリイソシアネート化合物を該ポリ乳酸に対して０．５〜５重量％配合し反応させた樹脂組成物を所定条件で熟成させてなる樹脂組成物が開示されている。そして、上記樹脂組成物から粒子を製造し、この粒子に発泡剤及び発泡助剤を含浸させ、得られた発泡性粒子を予備発泡させて予備発泡粒子を製造し、この予備発泡粒子を金型に充填して発泡させて所望形状を有する成形体を成形することが開示されている。
【０００９】
しかしながら、上記樹脂組成物を構成するポリ乳酸系樹脂は、そのＬ体成分又はＤ体成分のうちの少ない方の光学異性体成分のモル比が５モル％以上であり、ポリ乳酸系樹脂は結晶性が低いか或いは非結晶性であって耐熱性に劣っていた。従って、この樹脂組成物から得られる成形体の耐熱性は充分ではなく、せいぜい５０℃程度であって、実用上で問題が生じた。
【００１０】
そこで、上記方法において、樹脂組成物を構成するポリ乳酸系樹脂として、Ｌ体又はＤ体のうちの少ない方の光学異性体のモル比が５モル％未満である結晶性の高いポリ乳酸系樹脂を用いることが考えられる。しかしながら、上記樹脂組成物からなる粒子に発泡剤を含浸させて発泡性粒子とし、この発泡性粒子を加熱して予備発泡させているため、この予備発泡過程で加えられる熱によってポリ乳酸系樹脂の結晶化が進行する。その結果、得られる予備発泡粒子は結晶化度の高い予備発泡粒子となり、融着性が低下する。従って、このような予備発泡粒子を用いて得られる成形体は、融着性が悪くて機械的強度が低いといった問題点があった。
【００１１】
又、上記方法は、気泡が比較的微細な予備発泡粒子を得ることができるものの、樹脂組成物から粒子を製造する工程と、この粒子に発泡剤及び発泡助剤を含浸させ、得られた発泡性粒子を予備発泡させる工程とを必要とすることから、生産性に劣るといった問題点があった。
【００１２】
更に、特許文献２には、生分解性ポリエステル系樹脂により型内成形用の予備発泡粒子を連続して製造するに際し、生分解性ポリエステル系樹脂と発泡剤とを押出機で混練し、発泡されたストランドとして押出し、この発泡ストランドをカットして予備発泡粒子を得るようにしたことを特徴とする生分解性ポリエステル系樹脂予備発泡粒子の連続製造方法が開示されている。そして、上記発泡ストランドをカットする方法として、発泡しつつあるストランドを冷却しながらカットする、所謂ホットカット方式が好ましいことが開示されている（段落番号〔００３０〕）。
【００１３】
しかしながら、上記連続製造方法では、段落番号〔００３０〕の記載の通り、ストランドの発泡した部分にて切断していることから、ストランドの切断面には気泡断面が露出した状態となる虞れがある。その結果、得られる予備発泡粒子は、その表面に露出した気泡断面から発泡ガスが逃げ易く、発泡性が低いといった問題点を有していた。
【００１４】
更に、ストランドを切断して得られた予備発泡粒子は、強制的に冷却されていないことから、予備発泡粒子を構成しているポリエステル系樹脂の結晶化度が上昇しており、熱融着性が低下してしまうといった問題点も有していた。
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−１７０３８号公報
【特許文献２】特開２００２−３０２５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、型内発泡成形によって外観が良好で耐熱性、耐油性及び機械的強度に優れたポリ乳酸系樹脂発泡容器を得ることができる容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子及びその製造方法、並びに、上記容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を用いたポリ乳酸系樹脂発泡容器の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法は、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるか、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有しているポリ乳酸系樹脂を押出機に供給して発泡剤の存在下にて溶融混練する工程と、上記押出機の前端に取り付けたノズル金型からポリ乳酸系樹脂押出物を押出し、このポリ乳酸系樹脂押出物を発泡させながら、上記ノズル金型の前端面に接触しながら２０００〜１００００ｒｐｍの回転数で回転する回転刃によって切断してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造し、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を切断応力によって飛散させる工程と、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を上記ノズル金型の前方に配設した冷却部材に衝突させて冷却する工程とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
先ず、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造に用いられる製造装置について説明する。図１中、１は、押出機の前端に取り付けられたノズル金型である。このノズル金型は、ポリ乳酸系樹脂を押出発泡させて均一微細な気泡を形成でき好ましい。そして、図２に示したように、ノズル金型２の前端面1aには、ノズルの出口部11、11・・・が複数個、同一仮想円Ａ上に等間隔毎に形成されている。なお、押出機の前端に取り付けるノズル金型は、ノズル内においてポリ乳酸系樹脂が発泡しなければ、特に限定されない。
【００１９】
ノズル金型１のノズルの数は、少ないと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造効率が低下する一方、多いと、互いに隣接するノズルから押出発泡されるポリ乳酸系樹脂押出物同士が接触して合体したり、或いは、ポリ乳酸系樹脂押出物を切断して得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士が合体することがあるので、２〜８０個が好ましく、５〜６０個がより好ましく、８〜５０個が特に好ましい。
【００２０】
ノズル金型１におけるノズルの出口部11の直径は、小さいと、押出圧力が高くなりすぎて押出発泡が困難となることがある一方、大きいと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の径が大きくなって金型への充填性が低下するので、０．２〜２ｍｍが好ましく、０．３〜１．６ｍｍがより好ましく、０．４〜１．２ｍｍが特に好ましい。
【００２１】
そして、ノズル金型１におけるノズルの出口部11におけるポリ乳酸系樹脂の剪断速度は、小さいと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡倍率が低下し或いはポリ乳酸系樹脂発泡粒子の気泡が粗大となることがある一方、大きいと、フラクチャーが発生して安定的に押出発泡することができないことがあるので、１０００〜３００００ｓｅｃ-1が好ましく、２０００〜２５０００ｓｅｃ-1がより好ましく、３０００〜２００００ｓｅｃ-1が特に好ましい。
【００２２】
なお、ノズル金型のノズルの出口部11における剪断速度は、下記式に基づいて算出されたものをいう。
剪断速度（ｓｅｃ-1）＝４×Ｑ／（πｒ3）
但し、Ｑは、ポリ乳酸系樹脂の体積押出量（ｃｍ3／ｓｅｃ）であり（Ｑを質量押出量（ｇ／ｓｅｃ）から算出する場合は、ポリ乳酸系樹脂の密度は１．０ｇ／ｃｍ3とする）、ｒは、ノズル出口部の半径（ｃｍ）である。
【００２３】
又、フラクチャーを低減させるために、ノズル金型１のランド部の長さは、ノズル金型１のノズルにおける出口部11の直径の４〜３０倍が好ましく、ノズル金型１のノズルにおける出口部11の直径の５〜２０倍がより好ましい。これは、ノズル金型のランド部の長さがノズル金型のノズルの出口部直径に比較して小さいと、フラクチャーが発生して安定的に押出発泡することができないことがある一方、ノズル金型のランド部の長さがノズル金型のノズルの出口部直径に比較して大きいと、ノズル金型に大きな圧力が加わり過ぎて押出発泡ができない場合があるからである。
【００２４】
そして、ノズル金型１の前端面1aにおけるノズルの出口部11、11・・・で囲まれた部分には、回転軸２が前方に向かって突出した状態に配設されており、この回転軸２は、後述する冷却部材４を構成する冷却ドラム41の前部41aを貫通してモータなどの駆動部材３に連結されている。
【００２５】
更に、上記回転軸２の後端部の外周面には一枚又は複数枚の回転刃５、５・・・が一体的に設けられており、全ての回転刃５は、その回転時には、ノズル金型１の前端面1aに常時、接触した状態となる。なお、回転軸２に複数枚の回転刃５、５・・・が一体的に設けられている場合には、複数枚の回転刃５、５・・・は回転軸２の周方向に等間隔毎に配列されている。又、図２では、一例として、四個の回転刃５、５・・・を回転軸２の外周面に一体的に設けた場合を示した。
【００２６】
そして、回転軸２が回転することによって回転刃５、５・・・は、ノズル金型１の前端面1aに常時、接触しながら、ノズルの出口部11、11・・・が形成されている仮想円Ａ上を移動し、ノズルの出口部11、11・・・から押出されたポリ乳酸系樹脂押出物を順次、連続的に切断可能なように構成されている。
【００２７】
又、ノズル金型１の少なくとも前端部と、回転軸２とを包囲するように冷却部材４が配設されている。この冷却部材４は、ノズル金型１よりも大径な正面円形状の前部41aと、この前部41aの外周縁から後方に向かって延設された円筒状の周壁部41bとを有する有底円筒状の冷却ドラム41を備えている。
【００２８】
更に、冷却ドラム41の周壁部41bにおけるノズル金型１の外方に対応する部分には、冷却液42を供給するための供給口41cが内外周面間に亘って貫通した状態に形成されている。冷却ドラム41の供給口41cの外側開口部には冷却液42を冷却ドラム41内に供給するための供給管41dが接続されている。
【００２９】
冷却液42は、供給管41dを通じて、冷却ドラム41の周壁部41bの内周面に沿って斜め前方に向かって供給されるように構成されている。そして、冷却液42は、供給管41dから冷却ドラム41の周壁部41bの内周面に供給される際の流速に伴う遠心力によって、冷却ドラム41の周壁部41b内周面に沿って螺旋状を描くように前方に向かって進む。そして、冷却液42は、周壁部41bの内周面に沿って進行中に、徐々に進行方向に直交する方向に広がり、その結果、冷却ドラム41の供給口41cより前方の周壁部41bの内周面は冷却液42によって全面的に被覆された状態となるように構成されている。
【００３０】
なお、冷却液42としては、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を冷却することができれば、特に限定されず、例えば、水、アルコールなどが挙げられるが、使用後の処理を考慮すると、水が好ましい。
【００３１】
そして、冷却ドラム41の周壁部41bの前端部下面には、その内外周面間に亘って貫通した状態に排出口41eが形成されており、この排出口41eの外側開口部には排出管41fが接続されており、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子及び冷却液42を連続的に排出できるように構成されている。
【００３２】
次に、本発明で用いられるポリ乳酸系樹脂について説明する。本発明で用いられるポリ乳酸系樹脂は、一般に市販されているポリ乳酸系樹脂を用いることができ、具体的には、Ｄ−乳酸及びＬ−乳酸をモノマーとして共重合させるか、Ｄ−乳酸又はＬ−乳酸の何れか一方をモノマーとして重合させるか、或いは、Ｄ−ラクチド、Ｌ−ラクチド及びＤＬ−ラクチドからなる群より選ばれた一又は二以上のラクチドを開環重合させることによって得ることができ、何れのポリ乳酸系樹脂であってもよい。
【００３３】
そして、ポリ乳酸系樹脂を製造するに際して、モノマーとしてＤ体とＬ体とを併用した場合においてＤ体若しくはＬ体のうちの少ない方の光学異性体の割合が５モル％未満である場合、又は、モノマーとしてＤ体若しくはＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを用いた場合、即ち、上記ポリ乳酸系樹脂が、その構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるか、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有している場合は、得られるポリ乳酸系樹脂は、その結晶性が高くなり融点が高くなる一方、モノマーとしてＤ体とＬ体とを併用した場合においてＤ体又はＬ体のうちの少ない方の割合が５モル％以上である時は、少ない方の光学異性体が増加するにしたがって、得られるポリ乳酸系樹脂は、その結晶性が低くなり、やがて非結晶となる。
【００３４】
従って、本発明では、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるポリ乳酸系樹脂か、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有しているポリ乳酸系樹脂を用いる。このようなポリ乳酸系樹脂を用いることによって、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の耐熱性を高いものとすることができる。
【００３５】
更に、Ｄ体とＬ体をモノマーとして併用して重合させて得られたポリ乳酸系樹脂としては、Ｄ体又はＬ体のうちの何れか少ない方の光学異性体の割合が４モル％未満であるモノマーを重合させて得られたポリ乳酸系樹脂が好ましく、Ｄ体又はＬ体のうちの何れか少ない方の光学異性体の割合が３モル％未満であるモノマーを重合させて得られたポリ乳酸系樹脂がより好ましく、Ｄ体又はＬ体のうちの何れか少ない方の光学異性体の割合が２モル％未満であるモノマーを重合させて得られたポリ乳酸系樹脂が特に好ましい。
【００３６】
即ち、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が４モル％未満であるポリ乳酸系樹脂が好ましく、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が３モル％未満であるポリ乳酸系樹脂がより好ましく、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が２モル％未満であるポリ乳酸系樹脂が更に好ましい。
【００３７】
そして、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体を含有するポリ乳酸系樹脂は、Ｄ体又はＬ体のうちの何れか少ない方の光学異性体の割合が少なくなればなる程、ポリ乳酸系樹脂は、その結晶性のみならず融点も上昇する。よって、発泡粒子を金型内に充填して発泡させて得られる発泡成形体の耐熱性も向上し、発泡成形体は高い温度であってもその形態を維持することができる。従って、発泡成形体を金型から高い温度のまま取り出すことが可能となって発泡成形体の金型内における冷却時間が短縮され、発泡成形体の生産効率を向上させることもできる。
【００３８】
ここで、ポリ乳酸系樹脂中におけるＤ体又はＬ体の含有量は以下の方法によって測定することができる。ポリ乳酸系樹脂を凍結粉砕し、ポリ乳酸系樹脂の粉末２００ｍｇを三角フラスコ内に供給した後、三角フラスコ内に１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液３０ミリリットルを加える。そして、三角フラスコを振りながら６５℃に加熱してポリ乳酸系樹脂を完全に溶解させる。しかる後、１Ｎ塩酸を三角フラスコ内に供給して中和し、ｐＨが４〜７の分解溶液を作製し、メスフラスコを用いて所定の体積とする。
【００３９】
次に、分解溶液を０．４５μｍのメンブレンフィルターで濾過した後、液体クロマトグラフを用いて分析し、得られたチャートに基づいてＤ体及びＬ体由来のピーク面積から面積比を存在比としてＤ体量及びＬ体量を算出する。そして、上述と同様の要領を５回繰り返して行い、得られたＤ体量及びＬ体量をそれぞれ相加平均して、ポリ乳酸系樹脂のＤ体量及びＬ体量とした。
【００４０】
ＨＰＬＣ装置（液体クロマトグラフ）：日本分光社製 商品名「PU-2085 Plus型システ
ム」
カラム：住友分析センター社製 商品名「SUMICHIRAL OA5000」(4.6ｍｍφ×250ｍｍ)
カラム温度：２５℃
移動相：２ｍＭCuSO4水溶液と2-プロパノールとの混合液
(CuSO4水溶液:2-プロパノール(体積比)＝95:5)
移動相流量：１．０ミリリットル／分
検出器：ＵＶ ２５４ｎｍ
注入量：２０マイクロリットル
【００４１】
そして、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、押出発泡によって製造される。従って、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を構成しているポリ乳酸系樹脂は、その融点（ｍｐ）と、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔとが下記式１を満たすように調整されることが好ましい。
（ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）−４０℃）
≦（交点における温度Ｔ）≦ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）・・・式１
【００４２】
ここで、動的粘弾性測定にて得られた貯蔵弾性率は、粘弾性において弾性的な性質を示す指標であって、発泡過程における気泡膜の弾性の大小を示す指標であり、発泡過程において、気泡膜の収縮力に抗して気泡を膨張させるのに必要な発泡圧の大小を示す指標である。
【００４３】
即ち、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた貯蔵弾性率が低いと、気泡膜が伸長された場合、気泡膜が伸長力に抗して収縮しようとする力が小さく、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造に必要とする発泡圧によって発泡膜が容易に伸長してしまう結果、気泡膜が過度に伸長してしまい破泡を生じる一方、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた貯蔵弾性率が高いと、気泡膜に伸長力が加わった場合、伸長に抗する気泡膜の収縮力が大きく、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造に必要とする発泡圧で一旦、気泡が膨張したとしても、温度低下などに起因する経時的な発泡圧の低下に伴って気泡が収縮してしまう。
【００４４】
又、動的粘弾性測定にて得られた損失弾性率は、粘弾性において粘性的な性質を示す指標であって、発泡過程における気泡膜の粘性を示す指標であり、発泡過程において、気泡膜をどの程度まで破れることなく伸長させることができるかの許容範囲を示す指標であると同時に、発泡圧によって所望大きさに気泡を膨張させた後、この膨張した気泡をその大きさに維持する能力を示す指標でもある。
【００４５】
即ち、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた損失弾性率が低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造に必要とする発泡圧によって気泡膜が伸長された場合、気泡膜が容易に破れてしまう一方、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた損失弾性率が高いと、発泡力が気泡膜によって熱エネルギーに変換されてしまい、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造時に気泡膜を円滑に伸長させることが難しくなり、気泡を膨張させることが困難になる。
【００４６】
このように、ポリ乳酸系樹脂を発泡させてポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造するにあたっては、発泡過程において、ポリ乳酸系樹脂は、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得るために必要とされる発泡圧によって気泡膜が破れることなく適度に伸長するための弾性力、即ち、貯蔵弾性率を有している必要があると共に、上記発泡圧によって気泡膜が破れることなく円滑に伸長し、所望大きさに膨張した気泡をその大きさに発泡圧の経時的な減少にかかわらず維持しておくための粘性力、即ち、損失弾性率を有していることが好ましい。
【００４７】
つまり、押出発泡工程において、ポリ乳酸系樹脂の貯蔵弾性率及び損失弾性率の双方が押出発泡に適した値を有していることが好ましく、このような押出発泡に適した貯蔵弾性率及び損失弾性率を押出発泡工程においてポリ乳酸系樹脂に付与するために、ポリ乳酸系樹脂における動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔ（以下「貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔ」ということがある）と、ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）とが、好ましくは下記式１を満たすように、より好ましくは式２を満たすように調整することによって、ポリ乳酸系樹脂の貯蔵弾性率及び損失弾性率をそれらのバランスをとりながら押出発泡に適したものとしてポリ乳酸系樹脂の押出発泡性を良好なものとし、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を安定的に製造することができる。
【００４８】
〔ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）−４０℃〕
≦交点における温度Ｔ≦ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）・・・式１
【００４９】
〔ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）−３５℃〕
≦交点における温度Ｔ≦〔ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）−１０℃〕
・・・式２
【００５０】
更に、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔと、ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）とが上記式１を満たすように調整するのが好ましい理由を下記に詳述する。
【００５１】
先ず、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔが、ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）よりも４０℃を越えて低い場合には、押出発泡時におけるポリ乳酸系樹脂の損失弾性率が貯蔵弾性率に比して大き過ぎるために、損失弾性率と貯蔵弾性率とのバランスが崩れてしまう。
【００５２】
そこで、ポリ乳酸系樹脂の損失弾性率に適した発泡力、即ち、ポリ乳酸系樹脂の粘性に合わせた発泡力とすると、ポリ乳酸系樹脂の弾性力にとっては発泡力が大き過ぎてしまい、気泡膜が破れて破泡を生じて良好なポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることができず、逆に、ポリ乳酸系樹脂の貯蔵弾性率に適した発泡力、即ち、ポリ乳酸系樹脂の弾性に合わせた発泡力とすると、ポリ乳酸系樹脂の粘性力にとっては発泡力が小さく、ポリ乳酸系樹脂が発泡しにくくなり、やはり良好なポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることが困難となる。
【００５３】
又、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔが、ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）よりも高いと、押出発泡時におけるポリ乳酸系樹脂の貯蔵弾性率が損失弾性率に比して大き過ぎるために、上述と同様に損失弾性率と貯蔵弾性率とのバランスが崩れてしまう。
【００５４】
そこで、ポリ乳酸系樹脂の貯蔵弾性率に適した発泡力、即ち、ポリ乳酸系樹脂の弾性に合わせた発泡力とすると、ポリ乳酸系樹脂の粘性力にとっては発泡力が大き過ぎてしまい、気泡膜が破れて破泡を生じ良好なポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることができず、逆に、ポリ乳酸系樹脂の損失弾性率に適した発泡力、即ち、ポリ乳酸系樹脂の粘性に合わせた発泡力とすると、ポリ乳酸系樹脂の弾性力にとっては発泡力が小さく、ポリ乳酸系樹脂が発泡力で一旦、発泡したとしても、経時的な発泡力の低下に伴って気泡が収縮してしまって、やはり良好なポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることが困難となる。
【００５５】
そして、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔと、ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）とが上記式１を満たすように調整する方法としては、ポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量が高くなるにしたがって、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔが高くなることから、ポリ乳酸系樹脂の重合時に反応時間或いは反応温度を調整することによって、得られるポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量を調整する方法、押出発泡前に或いは押出発泡時にポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量を増粘剤や架橋剤を用いて調整する方法が挙げられる。
【００５６】
ここで、ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）は下記の要領で測定されたものをいう。即ち、ＪＩＳ Ｋ７１２１:１９８７に準拠してポリ乳酸系樹脂の示差走査熱量分析を行い、得られたＤＳＣ曲線における融解ピークの温度をポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）とする。なお、融解ピークの温度が複数個ある場合には、最も高い温度とする。
【００５７】
又、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔは下記の要領で測定されたものをいう。先ず、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造する要領において、発泡剤を添加しないこと以外は同様の要領にて、ポリ乳酸系樹脂粒子を得る。
【００５８】
このポリ乳酸系樹脂粒子を９．３３×１０4Ｐａの減圧下にて８０℃で３時間に亘って乾燥する。このポリ乳酸系樹脂粒子を該ポリ乳酸系樹脂粒子を構成しているポリ乳酸系樹脂の融点よりも４０〜５０℃だけ高い温度に加熱した測定プレート上に載置して窒素雰囲気下にて５分間に亘って放置し溶融させる。
【００５９】
次に、直径が２５ｍｍの平面円形状の押圧板を用意し、この押圧板を用いて測定プレート上のポリ乳酸系樹脂を押圧板と測定プレートとの対向面間の間隔が１ｍｍとなるまで上下方向に押圧する。そして、押圧板の外周縁からはみ出したポリ乳酸系樹脂を除去した後、５分間に亘って放置する。
【００６０】
しかる後、歪み５％、周波数１ｒａｄ／秒、降温速度２℃／分、測定間隔３０秒の条件下にて、ポリ乳酸系樹脂の動的粘弾性測定を行って貯蔵弾性率及び損失弾性率を測定する。次に、横軸を温度とし、縦軸を貯蔵弾性率及び損失弾性率として、貯蔵弾性率曲線及び損失弾性率曲線を描く。なお、貯蔵弾性率曲線及び損失弾性率曲線を描くにあたっては、測定温度を基準として互いに隣接する測定値同士を直線で結ぶ。
【００６１】
そして、得られた貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔを上記グラフから読み取ることによって得ることができる。なお、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線とが複数箇所において互いに交差する場合は、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との複数の交点における温度のうち最も高い温度を、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔとする。
【００６２】
又、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔは、Reologica Instruments A.B 社から商品名「DynAlyser DAR-100」にて市販さ
れている動的粘弾性測定装置を用いて測定することができる。
【００６３】
そして、上記ポリ乳酸系樹脂を押出機に供給して発泡剤の存在下にて溶融混練した後、押出機の前端に取り付けたノズル金型１からポリ乳酸系樹脂押出物を押出発泡させる。
【００６４】
なお、上記押出機としては、従来から汎用されている押出機であれば、特に限定されず、例えば、単軸押出機、二軸押出機、複数の押出機を連結させたタンデム型の押出機が挙げられる。
【００６５】
又、上記発泡剤としては、従来から汎用されているものが用いられ、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ヒドラゾイルジカルボンアミド、重炭酸ナトリウムなどの化学発泡剤；プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ヘキサンなどの飽和脂肪族炭化水素、ジメチルエーテルなどのエーテル類、塩化メチル、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、モノクロロジフルオロメタンなどのフロン、二酸化炭素、窒素などの物理発泡剤などが挙げられ、ジメチルエーテル、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、二酸化炭素が好ましく、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンがより好ましく、ノルマルブタン、イソブタンが特に好ましい。
【００６６】
そして、押出機に供給される発泡剤量としては、少ないと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を所望発泡倍率まで発泡させることができないことがある一方、多いと、発泡剤が可塑剤として作用することから溶融状態のポリ乳酸系樹脂の粘弾性が低下し過ぎて発泡性が低下し良好なポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることができず或いはポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡倍率が高過ぎる場合があるので、ポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．１〜５重量部が好ましく、０．２〜４重量部がより好ましく、０．３〜３重量部が特に好ましい。
【００６７】
なお、押出機には気泡調整剤が添加されることが好ましいが、気泡調整剤の多くは、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶核剤として作用するため、ポリ乳酸系樹脂の結晶化を促進しない気泡調整剤を用いることが好ましく、このような気泡調整剤としては、ポリテトラフルオロエチレン粉末、アクリル樹脂で変性されたポリテトラフルオロエチレン粉末が好ましい。
【００６８】
又、押出機に供給される気泡調整剤の量としては、少ないと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の気泡が粗大となり、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の外観が低下することがある一方、多いと、ポリ乳酸系樹脂を押出発泡させる際に破泡を生じてポリ乳酸系樹脂発泡粒子の独立気泡率が低下することがあるので、ポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．０１〜３重量部が好ましく、０．０５〜２重量部がより好ましく、０．１〜１重量部が特に好ましい。
【００６９】
そして、ノズル金型１から押出されたポリ乳酸系樹脂押出物は引き続き切断工程に入る。ポリ乳酸系樹脂押出物の切断は、回転軸２を回転させ、ノズル金型１の前端面1aに配設された回転刃５、５・・・を２０００〜１００００ｒｐｍの一定の回転数で回転させて行う。
【００７０】
全ての回転刃５はノズル金型１の前端面1aに常時、接触しながら回転しており、ノズル金型１から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出物は、回転刃５と、ノズル金型１におけるノズルの出口部11端縁との間に生じる剪断応力によって、一定の時間間隔毎に大気中において切断されてポリ乳酸系樹脂発泡粒子とされる。この時、ポリ乳酸系樹脂押出物の冷却が過度とならない範囲内において、ポリ乳酸系樹脂押出物に水を霧状に吹き付けてもよい。
【００７１】
本発明では、ノズル金型１のノズル内においてポリ乳酸系樹脂が発泡しないようにしている。そして、ポリ乳酸系樹脂は、ノズル金型１のノズルの出口部11から吐出された直後は、未だに発泡しておらず、吐出されてから僅かな時間が経過した後に発泡を始める。従って、ポリ乳酸系樹脂押出物は、ノズル金型１のノズルの出口部11から吐出された直後の未発泡部と、この未発泡部に連続する、未発泡部に先んじて押出された発泡途上の発泡部とからなる。
【００７２】
そして、全ての回転刃５はノズル金型１の前端面1aに常時、接触した状態でポリ乳酸系樹脂押出物を切断していることから、ポリ乳酸系樹脂押出物は、ノズル金型１のノズルの出口部11から吐出された直後の未発泡部において切断されてポリ乳酸系樹脂発泡粒子が製造される。
【００７３】
得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、ポリ乳酸系樹脂押出物をその未発泡部で切断していることから、切断部の表面には気泡断面は存在しない。そして、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の表面全面は、未発泡の表皮層で被覆されている。従って、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、発泡ガスの抜けがなく優れた発泡性を有していると共に連続気泡率も低く、更に、表面の熱融着性にも優れている。
【００７４】
そして、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を型内発泡成形に用いた時、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の表面は、気泡断面が露出していない表皮層から形成されていることから、発泡粒子同士の熱融着性が良好であり、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器は、表面ムラがなく外観に優れていると共に優れた機械的強度及び耐油性を有している。
【００７５】
又、上述したように、回転刃５は一定の回転数で回転しているが、回転刃５の回転数は、２０００〜１００００ｒｐｍに限定され、３０００〜９０００ｒｐｍが好ましく、４０００〜８０００ｒｍｐがより好ましい。
【００７６】
これは、回転刃５が２０００ｒｐｍを下回ると、ポリ乳酸系樹脂押出物を回転刃５によって確実に切断することができず、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士が合体し、或いは、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の形状が不均一となるからである。
【００７７】
一方、回転刃５の回転数が１００００ｒｐｍを上回ると下記の問題点を生じるからである。第一の問題点は、回転刃による切断応力が大きくなって、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子がノズルの出口部から冷却部材に向かって飛ばされる際に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の初速が速くなる。その結果、ポリ乳酸系樹脂押出物を切断してから、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子が冷却部材に衝突するまでの時間が短くなり、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡が不充分となってポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡倍率が低くなる。第二の問題点は、回転刃及び回転軸の摩耗が大きくなって回転刃及び回転軸の寿命が短くなるからである。
【００７８】
そして、上述のようにして得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、回転刃５による切断応力によって切断と同時に外方或いは前方に向かって飛ばされ、冷却ドラム41の周壁部41bの内周面に直ちに衝突する。ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、冷却ドラム41に衝突するまでの間も発泡し続けており、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は発泡によって略球状に成長している。
【００７９】
冷却ドラム41の周壁部41bの内周面は全面的に冷却液42で被覆されており、冷却ドラム41の周壁部41bの内周面に衝突したポリ乳酸系樹脂発泡粒子は直ちに冷却されて、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡は停止する。このように、ポリ乳酸系樹脂押出物を回転刃５によって切断した後に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を直ちに冷却液42によって冷却していることから、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を構成しているポリ乳酸系樹脂の結晶化度が上昇するのを防止していると共に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子が過度に発泡するのを防止している。
【００８０】
従って、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、型内発泡成形時に優れた発泡性及び熱融着性を発揮する。そして、型内発泡成形時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度を上昇させて、ポリ乳酸系樹脂の耐熱性を向上させることができ、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器は、優れた耐熱性を有している。
【００８１】
なお、冷却液42の温度は、低いと、冷却ドラム41の近傍に位置するノズル金型が過度に冷却されて、ポリ乳酸系樹脂の押出発泡に悪影響が生じることがある一方、高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を構成しているポリ乳酸系樹脂の結晶化度が高くなり、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の熱融着性が低下することがあるので、０〜４５℃が好ましく、５〜４０℃がより好ましく、１０〜３５℃が特に好ましい。
【００８２】
そして、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度は、３０％以下が好ましく、３〜２８％がより好ましく、５〜２６％が特に好ましい。ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度は、ノズル金型１からポリ乳酸系樹脂押出物が押出されてからポリ乳酸系樹脂発泡粒子が冷却液42に衝突するまでの時間や、冷却液42の温度によって調整することができる。
【００８３】
ここで、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いてＪＩＳ Ｋ７１２１に記載の測定方法に準拠して１０℃／分の昇温速度にて昇温しながら測定された１ｍｇ当たりの冷結晶化熱量及び１ｍｇ当たりの融解熱量に基づいて下記式により算出することができる。
【００８４】
【数１】
【００８５】
このようにして得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度は、小さいと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の連続気泡率が上昇して、型内発泡成形における発泡時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子に必要な発泡力を付与することができない虞れがある一方、大きいと、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の気泡が不均一となって、型内発泡成形時におけるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡性が不充分となることがあるので、０．０５〜０．６ｇ／ｃｍ3が好ましく、０．０７〜０．５ｇ／ｃｍ3がより好ましく、０．０８〜０．４ｇ／ｃｍ3が特に好ましい。
【００８６】
そして、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の連続気泡率は、高いと、型内発泡成形時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子が殆ど発泡せず、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の融着性が低くなって、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の機械的強度及び耐油性が低下することがあるので、２０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、５％以下が特に好ましい。なお、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の連続気泡率の調整は、押出機からのポリ乳酸系樹脂の押出発泡温度、押出機への発泡剤の供給量などを調整することによって行われる。
【００８７】
ここで、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の連続気泡率は下記の要領で測定される。先ず、体積測定空気比較式比重計の試料カップを用意し、この試料カップの８０％程度を満たす量のポリ乳酸系樹脂発泡粒子の全重量Ａ（ｇ）を測定する。次に、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子全体の体積Ｂ（ｃｍ3）を比重計を用いて１−１／２−１気圧法により測定する。なお、体積測定空気比較式比重計は、例えば、東京サイエンス社から商品名「１０００型」にて市販されている。
【００８８】
続いて、金網製の容器を用意し、この金網製の容器を水中に浸漬し、この水中に浸漬した状態における金網製の容器の重量Ｃ（ｇ）を測定する。次に、この金網製の容器内に上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を全量入れた上で、この金網製の容器を水中に浸漬し、水中に浸漬した状態における金網製の容器とこの金網製容器に入れたポリ乳酸系樹脂発泡粒子の全量とを併せた重量Ｄ（ｇ）を測定する。
【００８９】
そして、下記式に基づいてポリ乳酸系樹脂発泡粒子の見掛け体積Ｅ（ｃｍ3）を算出し、この見掛け体積Ｅと上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子全体の体積Ｂ（ｃｍ3）に基づいて下記式によりポリ乳酸系樹脂発泡粒子の連続気泡率を算出することができる。なお、水１ｇの体積を１ｃｍ3 とした。
Ｅ＝Ａ＋（Ｃ−Ｄ）
連続気泡率（％）＝１００×（Ｅ−Ｂ）／Ｅ
【００９０】
又、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の粒径は、小さいと、型内発泡成形時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡性が低下することがある一方、大きいと、型内発泡成形時に金型内へのポリ乳酸系樹脂発泡粒子の充填性が低下することがあるので、０．３〜２．２ｍｍが好ましく、０．４〜２．０ｍｍがより好ましく、０．５〜１．８ｍｍが特に好ましい。
【００９１】
ここで、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の粒径は、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の直径を直接、ノギスを用いて測定することができる。具体的には、各ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の切断面における最も長い直径（長径）及び最も短い直径（短径）を測定すると共に、各ポリ乳酸系樹脂発泡粒子における切断面に直交する方向の長さを測定し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の長径、短径及び長さの相加平均値をポリ乳酸系樹脂発泡粒子の粒径とする。
【００９２】
そして、キャビティの形状が所望の容器形状を有する金型を用意し、この金型のキャビティ内に上述のようにして得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充填して加熱し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を発泡させ、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を発泡させてなる発泡粒子同士をそれらの発泡圧によって互いに融着一体化させると共にポリ乳酸系樹脂の結晶化度を上昇させて、融着性、耐油性及び耐熱性に優れた所望形状を有するポリ乳酸系樹脂発泡容器を得ることができる。
【００９３】
なお、金型内に充填したポリ乳酸系樹脂発泡粒子の加熱媒体としては、特に限定されず、水蒸気の他に、熱風、温水などが挙げられるが、６０〜１００℃の水を用いることが好ましい。これは、水は、液体状であって比熱が大きいことから、温度が低くても金型内のポリ乳酸系樹脂発泡粒子に発泡に必要な高い熱量を充分に付与することができるからである。
【００９４】
従って、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱し過ぎることなく、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充分に加熱、発泡させることができ、加熱媒体として水蒸気や熱風を用いた時に生じたようなポリ乳酸系樹脂発泡粒子表面の熱収縮を生じさせることなく、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士をそれらの発泡力によって互いに強固に熱融着一体化させることができ、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器は、優れた機械的強度及び耐油性を有していると共に外観にも優れている。
【００９５】
そして、高圧の水蒸気を用いるのに比べて、低い圧力で型内発泡成形を行うことができるので、金型の設計強度を低く抑えることができ、複雑な形状を有する金型を容易に製作することができると共に、金型自体もコンパクトなものとして取扱性の向上を図ることができ、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の生産性の向上を図ることができる。
【００９６】
加熱媒体として用いる水の温度は、低いと、金型内に充填したポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡が不充分となりポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の熱融着性が低下して得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の機械的強度、外観性又は耐油性が低下することがある一方、高いと、水を高圧状態としなければならず、ボイラーなどの大掛かりな設備を要するので、６０〜１００℃が好ましく、７０〜９９℃がより好ましく、８０〜９８℃が特に好ましい。
【００９７】
金型内に充填したポリ乳酸系樹脂発泡粒子に６０〜１００℃の水を供給してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱する方法としては、特に限定されず、例えば、(1)従来から用いられている型内発泡成形機において水蒸気の代わりに６０〜１００℃の水を金型内に供給する方法、(2)ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充填した金型を、６０〜１００℃の水中に浸漬してポリ乳酸系樹脂発泡粒子に水を供給する方法などが挙げられ、複雑な形状の金型であっても金型全体、即ち、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を全体的に均一に加熱、発泡させることができることから、上記(2)の方法が好ましい。
【００９８】
金型内に充填したポリ乳酸系樹脂発泡粒子の水による加熱時間は、短いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の加熱が不充分となってポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の熱融着が不充分となり、或いは、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度が不充分に上昇せず、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の耐熱性が低下することがある一方、長いと、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の生産性が低下するだけであるので、２０秒〜１時間が好ましい。
【００９９】
そして、６０〜１００℃の水でポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱して型内発泡成形を行った後、金型内に形成されたポリ乳酸系樹脂発泡容器を冷却した上で金型を開放して所望形状を有するポリ乳酸系樹脂発泡容器を得ることができる。
【０１００】
金型内に形成されたポリ乳酸系樹脂発泡容器の冷却は、高いと、金型内のポリ乳酸系樹脂発泡粒子が充分に固化しておらず、金型から取り出した時に膨らんで金型のキャビティ形状通りのポリ乳酸系樹脂発泡容器とならない虞れがあるので、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の表面温度が好ましくは５０℃以下となるように、より好ましくは０〜４５℃となるように、特に好ましくは０〜４０℃となるように、最も好ましくは０〜３５℃となるように冷却する。
【０１０１】
ここで、金型内に形成されたポリ乳酸系樹脂発泡容器を冷却する方法としては、特に限定されないが、(1)金型を５０℃以下の雰囲気中に放置する方法、(2)金型に５０℃以下の水又は空気を吹き付ける方法、(3)金型を５０℃以下の水中に浸漬させる方法が挙げられ、複雑な形状の金型であっても金型全体を均一に冷却することができることから、上記(3)の冷却方法が好ましい。なお、冷却時間は、冷却方法や金型の大きさなどに応じて適宜、調整されればよく、例えば、５０℃以下の水中に金型を浸漬させる場合には、１分〜１時間が好ましい。
【０１０２】
そして、得られたポリ乳酸系樹脂発泡容器の結晶化度は、低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の耐熱性が低下する一方、高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡容器が脆くなることがあるので、好ましくは４０〜６５％、より好ましくは４５〜６４％、特に好ましくは５０〜６３％となるように型内発泡成形条件を調整するのがよい。なお、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の結晶化度は、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度の測定方法と同様であるのでその説明を省略する。
【０１０３】
なお、金型を形成している材料としては、特に限定されず、例えば、鉄系金属、アルミニウム系金属、銅系金属、亜鉛系金属などが挙げられ、熱伝導性及び加工性の観点からアルミニウム系金属が好ましい。
【０１０４】
更に、型内発泡成形前に、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に更に不活性ガスを含浸させて、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡力を向上させてもよい。このようにポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡力を向上させることにより、型内発泡成形時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の融着性が向上し、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器は更に優れた機械的強度及び耐油性を有する。なお、上記不活性ガスとしては、例えば、二酸化炭素、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられ、二酸化炭素が好ましい。
【０１０５】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを含浸させる方法としては、例えば、常圧以上の圧力を有する不活性ガス雰囲気下にポリ乳酸系樹脂発泡粒子を置くことによってポリ乳酸系樹脂発泡粒子中に不活性ガスを含浸させる方法が挙げられる。このような場合、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を金型内に充填する前に不活性ガスを含浸させてもよいが、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を金型内に充填した後に金型ごと不活性ガス雰囲気下に置き、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを含浸させてもよい。
【０１０６】
そして、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを含浸させる時の温度は−４０〜２５℃が好ましく、−１０〜２０℃がより好ましい。これは、温度が低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子が冷却され過ぎて、型内発泡成形時においてポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充分に加熱することができず、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の熱融着性が低下し、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の機械的強度又は耐油性が低下することがあるからである。一方、温度が高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子への不活性ガスの含浸量が低くなり、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に充分な発泡性を付与することができないことがあると共に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化が促進され、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の熱融着性が低下し、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の機械的強度又は耐油性が低下することがあるからである。
【０１０７】
又、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを含浸させる時の圧力は０．０５〜２．５ＭＰａが好ましく、０．１〜１．６ＭＰａがより好ましい。不活性ガスが二酸化炭素である場合には、０．０５〜１．５ＭＰａが好ましく、０．１〜１．２ＭＰａがより好ましい。これは、圧力が低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子への不活性ガスの含浸量が低くなり、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に充分な発泡性を付与することができず、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の機械的強度が低下することがあるからである。
【０１０８】
一方、圧力が高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度が上昇し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の熱融着性が低下し、得られるポリ乳酸系樹脂発泡容器の機械的強度又は耐油性が低下することがあるからである。
【０１０９】
更に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを含浸させる時間は、２０分〜２４時間が好ましく、１〜１８時間がより好ましく、３〜８時間が特に好ましい。不活性ガスが二酸化炭素である場合には、２０分〜２４時間が好ましい。これは、含浸時間が短いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを充分に含浸させることができないからである。一方、含浸時間が長いと、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の製造効率が低下するからである。
【０１１０】
このように、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを−４０〜２５℃で且つ０．０５〜１．６ＭＰａの圧力下にて含浸させることによって、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度の上昇を抑えつつ、発泡性を向上させることができ、よって、型内発泡成形時に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士を充分な発泡力で強固に熱融着一体化させることができ、機械的強度、耐油性及び外観に優れたポリ乳酸系樹脂発泡容器を得ることができる。
【０１１１】
得られたポリ乳酸系樹脂発泡容器の融着率は、４０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましく、６０％以上が特に好ましい。なお、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の融着率は、下記の要領で測定されたものをいう。先ず、ポリ乳酸系樹脂発泡容器を折り曲げて所定箇所から切断する。そして、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の切断面に露出している発泡粒子の全粒子数Ｎ1を目視により数えると共に、材料破壊した発泡粒子、即ち、分割された発泡粒子の粒子数Ｎ2を目視により数え、下記式に基づいて融着率を算出することができる。
融着率（％）＝１００×材料破壊した発泡粒子の粒子数Ｎ2／発泡粒子の全粒子数Ｎ1
【発明の効果】
【０１１２】
本発明の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法は、上述の如く、回転刃をノズル金型の前端面に常時、接触させながら所定回転数で回転させ、ノズル金型から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出物を上記回転刃によって切断しているので、ポリ乳酸系樹脂押出物を確実に切断して、略球状のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることができる。従って、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を型内発泡成形に用いた場合には、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は全方向に略均一に発泡して、発泡粒子同士が互いに全方向において強固に熱融着一体化する。
【０１１３】
そして、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、ポリ乳酸系樹脂押出物を切断する時の切断応力によって飛散させられて冷却部材に衝突し、直ちに冷却されるので、ポリ乳酸系樹脂の結晶化度が抑えられており、型内発泡成形において優れた熱融着性を発揮する。
【０１１４】
又、本発明では、ポリ乳酸系樹脂を押出発泡させていると共に金型としてノズル金型を用いており、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その気泡が微細で且つ連続気泡率が低い。
【０１１５】
更に、ポリ乳酸系樹脂として、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるポリ乳酸系樹脂か、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有しているポリ乳酸系樹脂を用いているので、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その結晶性が高くて耐熱性に優れている。
【０１１６】
従って、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、型内発泡成形において、優れた発泡性及び熱融着性を発揮し、得られるポリ乳酸系樹脂成形体は、外観性、耐熱性、耐油性及び機械的強度に優れている。
【０１１７】
そして、冷却部材が、ノズル金型の前方に配設された筒状の冷却ドラムと、この冷却ドラムの内面に沿って流されている冷却液とからなる場合には、ポリ乳酸系樹脂押出物を回転刃によって切断することによって得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子が何れの方向に飛散しても、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を確実に冷却液に接触させて冷却することができ、よって、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を構成するポリ乳酸系樹脂の結晶化度の上昇を確実に阻止して、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を熱融着性に優れたものとすることができる。
【０１１８】
更に、ポリ乳酸系樹脂押出物は、ノズル金型から押出された直後の未発泡部とこの未発泡部に連続する発泡途上の発泡部とからなり、上記ポリ乳酸系樹脂押出物を上記未発泡部において回転刃によって切断する場合には、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の表面全面を、気泡断面が露出していない表皮層から形成されたものとすることができ、よって、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡時に発泡ガスの漏れをより確実に防止することができると共に、発泡粒子同士の接触面積が大きくなって熱融着性が向上しており、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子はより優れた発泡性及び熱融着性を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１９】
本発明においてポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度、並びに、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の見掛け密度、耐熱性及び水漏れ試験は下記の要領によって測定されたものをいう。
【０１２０】
（ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度）
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度は、ＪＩＳ Ｋ６９１１：１９９５年「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定されたものをいう。即ち、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠した見掛け密度測定器を用いて測定し、下記式に基づいてポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度を測定した。
【０１２１】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度（ｇ／ｃｍ3）
＝〔試料を入れたメスシリンダーの質量（ｇ）−メスシリンダーの質量（ｇ）〕
／〔メスシリンダーの容量（ｃｍ3）〕
【０１２２】
（ポリ乳酸系樹脂発泡容器の見掛け密度）
ポリ乳酸系樹脂発泡容器の見掛け密度は、ＪＩＳ Ｋ６７６７：１９９９「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」に記載の方法で測定されたものをいう。具体的には、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の見掛け体積及び重量を測定し、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の重量を見掛け体積で除したものをポリ乳酸系樹脂発泡容器の見掛け密度とした。
【０１２３】
（ポリ乳酸系樹脂発泡容器の耐熱性）
得られたポリ乳酸系樹脂発泡容器を５０℃に維持された電気オーブン内に２４時間に亘って放置して乾燥した後、ポリ乳酸系樹脂発泡容器を室温にて１時間に亘って冷却した。しかる後、ポリ乳酸系樹脂発泡容器に９５℃に加熱した温水を４００ミリリットル供給して２時間に亘って放置した。２時間経過後のポリ乳酸系樹脂発泡容器の外観を目視観察して下記基準に基づいて評価した。
○：ポリ乳酸系樹脂発泡容器に変化がなかった。
×：ポリ乳酸系樹脂発泡容器に膨張又は収縮が生じていた。
【０１２４】
（水漏れ試験）
温度２３℃に保持された界面活性剤水溶液（花王社製 商品名「エマルゲン８１０」）及び着色剤としてエリオクロムブラックＴ（関東化学社製 鹿１級）を純水に溶解させてなる試験液を用意した。なお、試験液中、界面活性剤水溶液が０．１重量％、エリオクロムブラックＴが０．００５重量％含有されていた。
【０１２５】
この試験液をポリ乳酸系樹脂発泡容器内に該ポリ乳酸系樹脂発泡容器の内容量の８０体積％に相当する量を供給した後、ポリ乳酸系樹脂発泡容器を２３℃、相対湿度５０％の雰囲気下に放置し、この雰囲気下に放置し始めてから、ポリ乳酸系樹脂発泡容器内の試験液がポリ乳酸系樹脂発泡容器の外壁面に滲み出すまでの時間を測定し、下記基準に基づいて評価した。なお、試験液が滲み出すまでの時間が長いほど、ポリ乳酸系樹脂発泡容器は耐油性に優れている。
○・・・３０分以上であった。
△・・・１０分以上で且つ３０分未満であった。
×・・・１０分未満であった。
【０１２６】
（実施例１）
図１及び図２に示した製造装置を用いて容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造した。先ず、結晶性のポリ乳酸系樹脂（ユニチカ社製 商品名「ＴＥＲＲＡＭＡＣ ＨＶ−６２５０Ｈ」、融点（ｍｐ）：１６９．１℃、Ｄ体比率：１．２モル％、Ｌ体比率：９８．８モル％、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔ：１３８．８℃）１００重量部及び気泡調整剤としてポリテトラフルオロエチレン粉末（旭硝子社製 商品名「フルオンＬ１６９Ｊ」）０．１重量部を口径が６５ｍｍの単軸押出機に供給して溶融混練した。なお、単軸押出機内において、ポリ乳酸系樹脂を始めは１９０℃にて溶融混練した後に２２０℃まで昇温させながら溶融混練した。
【０１２７】
続いて、単軸押出機の途中から、イソブタン３５重量％及びノルマルブタン６５重量％からなるブタンをポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して１．０重量部となるように溶融状態のポリ乳酸系樹脂に圧入して、ポリ乳酸系樹脂中に均一に分散させた。
【０１２８】
しかる後、溶融状態のポリ乳酸系樹脂を冷却した後、単軸押出機の前端に取り付けたマルチノズル金型１の各ノズルから剪断速度１４４９４ｓｅｃ-1でポリ乳酸系樹脂を押出発泡させた。
【０１２９】
なお、マルチノズル金型１は、出口部11の直径が０．５ｍｍのノズルを１０個有しており、ノズルの出口部11は全て、マルチノズル金型１の前端面1aに想定した、直径が１３９．５ｍｍの仮想円Ａ上に等間隔毎に配設されていた。マルチノズル金型１は２００℃に保持されていた。
【０１３０】
そして、回転軸２の後端部外周面には、四枚の回転刃５が回転軸２の周方向に等間隔毎に一体的に設けられており、各回転刃５はマルチノズル金型１の前端面1aに常時、接触した状態で仮想円Ａ上を移動するように構成されていた。
【０１３１】
更に、冷却部材４は、正面円形状の前部41aと、この前部41aの外周縁から後方に向かって延設され且つ内径が３１５ｍｍの円筒状の周壁部41bとからなる冷却ドラム41を備えていた。そして、供給管41d及びドラム41の供給口41cを通じて冷却ドラム41内に冷却水42が供給されており、周壁部41bの内面全面には、この内面に沿って２０℃の冷却水42が前方に向かって螺旋状に流れていた。
【０１３２】
そして、マルチノズル金型１の前端面1aに配設した回転刃５を４８００ｒｐｍの回転数で回転させてあり、マルチノズル金型１の各ノズルの出口部11から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出物を回転刃５によって切断して略球状のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造した。ポリ乳酸系樹脂押出物は、マルチノズル金型１のノズルから押出された直後の未発泡部と、この未発泡部に連続する発泡途上の発泡部とからなっていた。そして、ポリ乳酸系樹脂押出物は、ノズルの出口部11の開口端において切断されており、ポリ乳酸系樹脂押出物の切断は未発泡部において行われていた。
【０１３３】
なお、上述のポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造にあたっては、先ず、マルチノズル金型１に回転軸２を取り付けず且つ冷却部材４をマルチノズル金型１から退避させておいた。この状態で、押出機からポリ乳酸系樹脂押出物を押出発泡させ、ポリ乳酸系樹脂押出物が、マルチノズル金型１のノズルから押出された直後の未発泡部と、この未発泡部に連続する発泡途上の発泡部とからなることを確認した。次に、マルチノズル金型１に回転軸２を取り付け且つ冷却部材４を所定位置に配設した後、回転軸２を回転させ、ポリ乳酸系樹脂押出物をノズルの出口部11の開口端において回転刃５で切断してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造した。
【０１３４】
このポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、回転刃５による切断応力によって外方或いは前方に向かって飛ばされ、冷却部材４の冷却ドラム41の内面に沿って流れている冷却水42に衝突して直ちに冷却された。
【０１３５】
冷却されたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、冷却ドラム41の排出口41eを通じて冷却水42と共に排出された後、脱水機にて冷却水42と分離された。得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その粒径が１．０〜１．６ｍｍであり、嵩密度が０．２０ｇ／ｃｍ3であった。
【０１３６】
次に、粒径が１．０〜１．６ｍｍである上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を密閉容器内に入れ、この密閉容器内に二酸化炭素を０．３ＭＰａの圧力にて圧入して２０℃にて２４時間に亘って放置してポリ乳酸系樹脂発泡粒子に二酸化炭素を含浸させた。
【０１３７】
続いて、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子をアルミニウム製の金型のキャビティ内に充填した。そして、加熱水槽内に９２℃に維持された水を溜め、この加熱水槽内の水中にポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充填した金型を完全に９０秒間に亘って浸漬して、金型の供給口を通じて金型のキャビティ内のポリ乳酸系樹脂発泡粒子に９２℃の水を供給し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱、発泡させてポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士を熱融着一体化させた。
【０１３８】
次に、加熱水槽内から金型を取り出した。そして、別の冷却水槽に２０℃に維持された水を溜め、この冷却水槽内に金型を完全に２分間に亘って浸漬して、金型内のポリ乳酸系樹脂発泡容器を冷却した。
【０１３９】
金型を冷却水槽から取り出して金型を開放してポリ乳酸系樹脂発泡容器を得た。ポリ乳酸系樹脂発泡容器は、平面円形状の底面部の外周縁から円筒状の周壁部を上方における斜め外方に向かって突設してなるものであり、上端開口部の内径が９５ｍｍ、内底面の直径が６８ｍｍ、周壁部の高さが１０５ｍｍ、内容量が４００ミリリットル、肉厚が約２．５ｍｍであり、非常に優れた外観を有していた。
【０１４０】
（実施例２）
回転刃５の回転数を７８００ｒｐｍとしたこと以外は実施例１と同様にしてポリ乳酸系樹脂発泡粒子及びポリ乳酸系樹脂発泡容器を得た。
【０１４１】
得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その粒径が０．６〜１．２ｍｍ、嵩密度が０．２１ｇ／ｃｍ3であった。又、得られたポリ乳酸系樹脂発泡容器は、非常に優れた外観を有していた。
【０１４２】
（実施例３）
ポリ乳酸系樹脂として、結晶性のポリ乳酸系樹脂（三井化学社製 商品名「ＬＡＣＥＡ Ｈ−１００」、融点：１７１．４℃、Ｄ体比率：０．９モル％、Ｌ体比率：９９．１モル％、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔ：１０７．０℃）１００重量部と、架橋剤であるエポキシ基を有するアクリル・スチレン系化合物とポリ乳酸系樹脂とのマスターバッチ２重量部からなるものを用いたこと以外は実施例１と同様にしてポリ乳酸系樹脂発泡粒子及びポリ乳酸系樹脂発泡容器を得た。
【０１４３】
得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その粒径が１．０〜１．６ｍｍ、嵩密度が０．２１ｇ／ｃｍ3であった。又、得られたポリ乳酸系樹脂発泡容器は、非常に優れた外観を有していた。
【０１４４】
又、押出機へ発泡剤を圧入しなかったこと以外は上記と同様の要領でポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造し、得られた測定用ポリ乳酸系樹脂粒子を用いて動的粘弾性測定を行ったところ、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔは、１３７．５℃であった。又、測定用ポリ乳酸系樹脂粒子を構成しているポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）を測定したところ、１７１．２℃であった。
【０１４５】
（比較例１）
結晶性のポリ乳酸系樹脂（ユニチカ社製 商品名「ＴＥＲＲＡＭＡＣ ＨＶ−６２５０」、融点：１６９．１℃、Ｄ体比率：１．２重量％、Ｌ体比率：９８．８重量％、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔ：１３８．８℃）１００重量部及び気泡調整剤としてポリテトラフルオロエチレン粉末（旭硝子社製 商品名「フルオンＬ１６９Ｊ」）０．１重量部を口径が６５ｍｍの単軸押出機に供給して溶融混練した。なお、単軸押出機内において、ポリ乳酸系樹脂を始めは１９０℃にて溶融混練した後に２２０℃まで昇温させながら溶融混練した。
【０１４６】
続いて、単軸押出機の途中から、イソブタン３５重量％及びノルマルブタン６５重量％からなるブタンをポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．７重量部となるように溶融状態のポリ乳酸系樹脂に圧入して、ポリ乳酸系樹脂中に均一に分散させた。
【０１４７】
しかる後、溶融状態のポリ乳酸系樹脂を冷却した後、単軸押出機の先端に取り付けたマルチノズル金型の各ノズルから剪断速度１４４９４ｓｅｃ-1にて押出発泡させてストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を製造した。なお、マルチノズル金型の温度は２００℃に保持されていた。
【０１４８】
続いて、ストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を、マルチノズル金型の各ノズル先端から６０ｃｍの距離に亘って空冷により冷却し、続いて、ストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を２ｍの距離に亘って冷却水槽内の水面上に浮かせて冷却した。なお、冷却水槽内の水温は、３０℃であった。
【０１４９】
なお、マルチノズル金型は、出口部の直径が０．５ｍｍのノズルが１０個、配設されており、ランド部の長さは７ｍｍであった。又、マルチノズル金型のノズルから押出発泡させた際の樹脂温度を、単軸押出機の先端部と金型との間にブレーカープレートを挿入し、このブレーカープレートの中心部に熱電対を挿入することによって測定したところ、２０４℃であった。
【０１５０】
そして、ストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を充分に水切りした後、このポリ乳酸系樹脂押出発泡体をファンカッタ式のペレタイザーを用いて２．３ｍｍ毎に円柱状に切断してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得た。なお、得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その粒径が１．７〜２．３ｍｍであった。
【０１５１】
次に、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を密閉容器内に入れ、この密閉容器内に二酸化炭素を０．４９ＭＰａの圧力にて圧入して２０℃にて２４時間に亘って放置してポリ乳酸系樹脂発泡粒子に二酸化炭素を含浸させた。
【０１５２】
続いて、得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を用いて実施例１と同様の要領でポリ乳酸系樹脂発泡容器を製造した。
【０１５３】
（比較例２）
回転刃５の数を２枚とし、回転軸２の後端部外周面に該回転軸２の周方向に等間隔に一体的に設けたこと、回転刃５の回転数を１８００ｒｍｐとしたこと以外は実施例１と同様にしてポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造しようとしたが、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士が合体してしまい、良好なポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることができなかった。
【０１５４】
（比較例３）
結晶性のポリ乳酸系樹脂（三井化学社製 商品名「ＬＡＣＥＡ Ｈ−３６０」、融点（ｍｐ）：１４２．５℃、Ｄ体比率：６．０モル％、Ｌ体比率：９４．０モル％、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔ：１１２．７℃）１００重量部及び気泡調整剤としてポリテトラフルオロエチレン粉末（旭硝子社製 商品名「フルオンＬ１６９Ｊ」）０．１重量部を口径が６５ｍｍの単軸押出機に供給したこと以外は実施例１と同様にしてポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得た。なお、単軸押出機内において、ポリ乳酸系樹脂を始めは１７５℃にて溶融混練した後に１８５℃まで昇温させながら溶融混練した。得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その粒径が０．８〜１．４ｍｍ、嵩密度０．２１ｇ／ｃｍ3であった。
【０１５５】
得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を用いて加熱水槽内の水を７０℃に維持したこと以外は実施例１と同様にしてポリ乳酸系樹脂発泡容器を得た。
【０１５６】
上記実施例及び比較例で得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度、連続気泡率及び結晶化度、並びに、ポリ乳酸系樹脂発泡容器の見掛け密度、耐熱性、水漏れ試験及び融着率を上記に示した要領で測定し、その結果を表２、３に示した。
【０１５７】
【表１】
【０１５８】
【表２】
【０１５９】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造装置の一例を示した模式断面図である。
【図２】マルチノズル金型を正面から見た模式図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１ ノズル金型
２ 回転軸
３ 駆動部材
４ 冷却部材
41 冷却ドラム
42 冷却液
５ 回転刃
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明の製造方法によって製造されたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、型内発泡成形において、優れた発泡性及び熱融着性を発揮する。従って、得られるポリ乳酸系樹脂成形体は、外観性、耐熱性、耐油性及び機械的強度に優れており、建材、自動車内装材などの用途に好適に用いることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるか、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有しているポリ乳酸系樹脂を押出機に供給して発泡剤の存在下にて溶融混練する工程と、上記押出機の前端に取り付けたノズル金型からポリ乳酸系樹脂押出物を押出し、このポリ乳酸系樹脂押出物を発泡させながら、上記ノズル金型の前端面に接触しながら２０００〜１００００ｒｐｍの回転数で回転する回転刃によって切断してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造し、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を切断応力によって飛散させる工程と、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を上記ノズル金型の前方に配設した冷却部材に衝突させて冷却する工程とを備えていることを特徴とする容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法。
【請求項２】
冷却部材は、ノズル金型の前方に配設された筒状の冷却ドラムと、この冷却ドラムの内面に沿って流されている冷却液とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法。
【請求項３】
ポリ乳酸系樹脂押出物は、ノズル金型から押出された直後の未発泡部とこの未発泡部に連続する発泡途上の発泡部とからなり、上記ポリ乳酸系樹脂押出物を上記未発泡部において回転刃によって切断することを特徴とする請求項１に記載の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法。
【請求項４】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を構成するポリ乳酸系樹脂が、その融点（ｍｐ）と、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔとが下記式１を満たすように調整されていることを特徴とする請求項１に記載の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法。
（ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）−４０℃）
≦（交点における温度Ｔ）≦ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）・・・式１
【請求項５】
押出発泡で得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子であって、上記ポリ乳酸系樹脂は、その構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるか、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有しており、表皮層によって全面が被覆されていることを特徴とする容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子。
【請求項６】
嵩密度が０．０５〜０．６ｇ／ｃｍ3で結晶化度が３０％以下であると共に連続気泡率が２０％以下であることを特徴とする請求項５に記載の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子。
【請求項７】
請求項１に記載の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法で得られた容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを−４０〜２５℃で且つ０．２〜１．６ＭＰａの圧力下にて含浸させる工程と、上記容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を金型内に充填する工程と、上記容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱することによって発泡成形させる工程とを備えていることを特徴とするポリ乳酸系樹脂発泡容器の製造方法。
【請求項８】
金型内の発泡粒子を６０〜１００℃の水で加熱することによって発泡成形させることを特徴とする請求項７に記載のポリ乳酸系樹脂発泡容器の製造方法。
【請求項９】
不活性ガスが二酸化炭素であることを特徴とする請求項７に記載のポリ乳酸系樹脂発泡容器の製造方法。
【請求項１】
構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるか、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有しているポリ乳酸系樹脂を押出機に供給して発泡剤の存在下にて溶融混練する工程と、上記押出機の前端に取り付けたノズル金型からポリ乳酸系樹脂押出物を押出し、このポリ乳酸系樹脂押出物を発泡させながら、上記ノズル金型の前端面に接触しながら２０００〜１００００ｒｐｍの回転数で回転する回転刃によって切断してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造し、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を切断応力によって飛散させる工程と、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を上記ノズル金型の前方に配設した冷却部材に衝突させて冷却する工程とを備えていることを特徴とする容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法。
【請求項２】
冷却部材は、ノズル金型の前方に配設された筒状の冷却ドラムと、この冷却ドラムの内面に沿って流されている冷却液とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法。
【請求項３】
ポリ乳酸系樹脂押出物は、ノズル金型から押出された直後の未発泡部とこの未発泡部に連続する発泡途上の発泡部とからなり、上記ポリ乳酸系樹脂押出物を上記未発泡部において回転刃によって切断することを特徴とする請求項１に記載の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法。
【請求項４】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を構成するポリ乳酸系樹脂が、その融点（ｍｐ）と、動的粘弾性測定にて得られた、貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線との交点における温度Ｔとが下記式１を満たすように調整されていることを特徴とする請求項１に記載の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法。
（ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）−４０℃）
≦（交点における温度Ｔ）≦ポリ乳酸系樹脂の融点（ｍｐ）・・・式１
【請求項５】
押出発泡で得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子であって、上記ポリ乳酸系樹脂は、その構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるか、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有しており、表皮層によって全面が被覆されていることを特徴とする容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子。
【請求項６】
嵩密度が０．０５〜０．６ｇ／ｃｍ3で結晶化度が３０％以下であると共に連続気泡率が２０％以下であることを特徴とする請求項５に記載の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子。
【請求項７】
請求項１に記載の容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法で得られた容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に不活性ガスを−４０〜２５℃で且つ０．２〜１．６ＭＰａの圧力下にて含浸させる工程と、上記容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を金型内に充填する工程と、上記容器成形用ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱することによって発泡成形させる工程とを備えていることを特徴とするポリ乳酸系樹脂発泡容器の製造方法。
【請求項８】
金型内の発泡粒子を６０〜１００℃の水で加熱することによって発泡成形させることを特徴とする請求項７に記載のポリ乳酸系樹脂発泡容器の製造方法。
【請求項９】
不活性ガスが二酸化炭素であることを特徴とする請求項７に記載のポリ乳酸系樹脂発泡容器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２３３３３（Ｐ２０１０−２３３３３Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８６７１９（Ｐ２００８−１８６７１９）
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
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