[发明专利]聚乳酸树脂发泡珠粒和聚乳酸树脂发泡珠粒的模制品

说明书

发明领域

本发明涉及适合在模腔中模制的聚乳酸树脂发泡珠粒和通过在模腔中将该聚乳酸树脂发泡珠粒成型（mold）而获得的聚乳酸树脂发泡珠粒的模制品。

背景技术

近年来，随着对全球环境的敏感度提高，聚乳酸作为取代由传统石油资源制成的普通树脂的碳中性材料受到关注。聚乳酸由植物如玉米作为原材料制造并且是从碳中性的角度看被视为低环境负荷类型的热塑性树脂。这样的聚乳酸被期望用作对环境优异的的源自植物的泡沫用通用树脂。因此对由聚乳酸作为原材料制成的泡沫进行研究。在这样的泡沫中，类似于传统的聚苯乙烯发泡珠粒模制品和聚烯烃发泡珠粒模制品，可以没有限制地以任何所需形状通过模内成形获得聚乳酸发泡珠粒模制品。这样的模制品因此是有前途的，因为它们可能根据目标的轻量性、缓冲性和隔热性而容易地进行物性设计。

关于聚乳酸发泡珠粒和聚乳酸发泡珠粒模制品, 此前已提出专利文献1至3中公开的发明。

现有技术文献

专利文献：

专利文献1: 日本特开2000-136261号公报

专利文献2: 日本特开2004-83890号公报

专利文献3: 日本特开2009-62502号公报。

发明内容

本发明要解决的问题：

专利文献1公开了脂肪族聚酯、如聚乳酸的可发泡树脂粒子，其中已在结晶度为0至20%的温度范围内使挥发性发泡剂、如正戊烷浸渍。由聚乳酸获得的专利文献1的发泡珠粒模制品通过将可发泡树脂粒子置于模具中并用热风将它们加热以发泡、并同时将珠粒熔合在一起来制备，因此具有密度随其位置显著改变、发泡粒子之间的熔合及其尺寸稳定性不足且机械性质不令人满意的问题。

专利文献2公开了含有至少50摩尔%的乳酸单元的聚乳酸树脂的发泡珠粒，其中该发泡珠粒在热流型差示扫描量热法（heat flux scanning differential calorimetry）中表现出如下特征，即吸热热值（endothermic calorific value）和放热热值之差为0 J/g或更大并小于30 J/g，吸热热值为15 J/g或更大（表明结晶没有充分进行）。尽管专利文献2中公开的聚乳酸树脂发泡珠粒表现出珠粒之间的熔合性质和二次发泡性的改进，但考虑到当模制品具有复杂形状时珠粒之间的熔合不足且当模制品具有大的厚度时模制品的中心区域中的珠粒之间的熔合不足的事实，熔合性质有进一步改进的空间。

专利文献3公开了聚乳酸树脂发泡珠粒，其中其在热处理后的吸热热值（Rendo）在特定范围内，其在热处理前的吸热热值(Bendo:J/g)和放热热值(Bexo:J/g)具有特定关系，热处理前其表面区域的放热热值(Bs:J/g)和其中心区域的放热热值(Bc:J/g)具有特定关系。在发泡珠粒中，结晶整体而言没有充分进行，此外，其表面区域（surface region）中的结晶度低于中心区域（center region）。因此，该发泡珠粒表现出优异的珠粒间熔合性质并能够制造具有大的厚度或复杂形状的模制品。但是，上述发泡珠粒要求控制其结晶度以满足上述特定关系和获得改进的珠粒间熔合，并由于精确温度控制的必要性而具有生产效率问题。例如，尽管通过在形成树脂粒子的同时快速冷却树脂粒子，相对容易地获得具有极低结晶度的树脂粒子，但由该树脂粒子获得的发泡珠粒在它们的发泡比率和热特性中具有如此差的可再现性，以致无法稳定地获得表现出珠粒间良好熔合的发泡珠粒模制品，除非在用发泡剂浸渍树脂粒子的步骤和加热并使浸渗了发泡剂的树脂粒子发泡的步骤过程中严格控制温度和时间。因此，要求进一步改进发泡珠粒模制品的生产效率。

如上文所述，传统聚乳酸树脂发泡珠粒在模内成形时发泡珠粒之间的熔合方面具有问题。因此，发泡珠粒之间的熔合有进一步改进的空间，尤其是在要获得具有复杂形状或大的厚度的发泡珠粒模制品时。本发明的目标问题是提供在其模内成形中表现出优异的熔合性质的聚乳酸树脂发泡珠粒。

解决问题的方式：

本发明人就上述问题对聚乳酸树脂发泡珠粒进行了认真研究，结果发现，聚乳酸树脂发泡珠粒在模内成形时的熔合性质极大地受聚乳酸树脂发泡珠粒在模内成形时的二次发泡性能影响。也就是说，据信，与普通的热塑性树脂、如聚苯乙烯树脂的发泡珠粒相比，聚乳酸树脂的发泡珠粒就其二次发泡能力而言对加热具有更高的响应速度，这是模内成形时聚乳酸树脂发泡珠粒的熔合不足的原因之一。已经发现，通过控制聚乳酸树脂发泡珠粒的结晶状态以控制其二次发泡性能，可以改进模内成形时发泡珠粒之间的熔合。