特許 7354120 両面加熱型の発泡シートの成形装置およびこれを利用した成形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-22

(45)【発行日】2023-10-02

(54)【発明の名称】両面加熱型の発泡シートの成形装置およびこれを利用した成形方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 51/42 20060101AFI20230925BHJP

   B29C 44/60 20060101ALI20230925BHJP

   B29C 51/08 20060101ALI20230925BHJP

   B29C 51/30 20060101ALI20230925BHJP

   B65D 1/00 20060101ALN20230925BHJP

【ＦＩ】

B29C51/42

B29C44/60

B29C51/08

B29C51/30

B65D1/00 120

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020542937

(86)(22)【出願日】2019-08-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-05-20

(86)【国際出願番号】 KR2019011215

(87)【国際公開番号】W WO2020130283

(87)【国際公開日】2020-06-25

【審査請求日】2020-08-07

【審判番号】

【審判請求日】2022-07-07

(31)【優先権主張番号】10-2018-0164588

(32)【優先日】2018-12-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】518048053

【氏名又は名称】ヒューヴィス コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＨＵＶＩＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

【住所又は居所原語表記】（Ｎｏｎｈｙｅｏｎ－ｄｏｎｇ）３４３， Ｈａｋｄｏｎｇ－ｒｏ， Ｇａｎｇｎａｍ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ ０６０６０ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・ハン・チェ

(72)【発明者】

【氏名】ジン・ス・ハム

(72)【発明者】

【氏名】クワン・ヒ・イ

(72)【発明者】

【氏名】ミ・ホ

(72)【発明者】

【氏名】ウ・ジン・キム

(72)【発明者】

【氏名】サン－フン・ハ

【合議体】

【審判長】杉山 輝和

【審判官】関根 洋之

【審判官】大▲瀬▼ 裕久

(56)【参考文献】

【文献】特開平９－１１３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－１００９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－２７６４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１１８５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－４７２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－５６１０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

B29C 44/60

B29C 51/08

B29C 51/30

B29C 51/42

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形対象となる発泡シートの外周面の形態を決定する溝部を含み、成形時に、前記溝部の内周面の温度が平均２０℃～６０℃の範囲である下部成形型枠に該当するキャビティと；
前記発泡シートが介在された状態でキャビティの溝部に対応する突出部を含み、成形時に、前記突出部の表面の温度が平均７０℃～８５℃の範囲である上部成形型枠に該当するプラグと；を含む発泡シートの成形装置を利用する発泡シートの成形方法であって、
発泡シートの第１面には、平均２０℃～６０℃の範囲の温度で加熱および加圧し、同時に、
前記発泡シートの第２面には、平均７０℃～８５℃の範囲の温度で加熱および加圧する発泡シート成形段階を含み、
前記発泡シートは、ポリエステル樹脂発泡シートであり、
前記ポリエステル樹脂はポリエチレンテレフタレート樹脂であり、
前記プラグは電気抵抗を介して発熱する発熱体により加熱される構造であり、
前記発泡シート成形段階に導入される発泡シートは、予熱処理段階を経たものであり、前記予熱処理段階は、４０℃～１２０℃の温度で１０秒～３０分の間行われ、
前記発泡シート成形段階に導入される発泡シートの結晶化度は、８～１５％であり、前記発泡シート成形段階を経た発泡シートの結晶化度は、２５～３５％であるか、あるいは
前記発泡シート成形段階に導入される発泡シートの結晶化度は、１２％～１７％であり、前記発泡シート成形段階を経た発泡シートの結晶化度は、１８～２５％であり、
前記ポリエステル樹脂は、芳香族ジカルボン酸とグリコール成分を混合した後、２００℃以上の温度で溶融する段階、溶融した混合物に触媒を添加し、２００～２５０℃の温度で１～６時間の間エステル化反応またはエステル交換反応を通じてオリゴマーを製造することによって、副産物を流出させる段階、および製造されたオリゴマーを２６０～２９０℃の温度および１Ｔｏｒｒ以下の真空条件で、１～６時間の間縮合重合反応する段階を通じて製造され、
前記発泡シートは、押出発泡を通じて製造されることを特徴とする、発泡シートの成形方法。

【請求項2】

キャビティの溝部の内周面の温度は、平均２５℃～５５℃の範囲であり、
プラグの突出部の表面の温度は、平均７５℃～８５℃の範囲であり、
キャビティの溝部の内周面の温度とプラグの突出部の表面の温度との差は、２０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載の発泡シートの成形方法。

【請求項3】

キャビティの溝部の内周面の温度は、平均３５℃～５０℃の範囲であり、
プラグの突出部の表面の温度は、平均７０℃～８５℃の範囲であり、
キャビティの溝部の内周面の温度とプラグの突出部の表面の温度との差は、２５℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の発泡シートの成形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発泡シートに対する効率的な成形が可能な成形装置およびこれを利用した成形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の発泡体の製造は、別に製造された樹脂チップ（ｒｅｓｉｎ ｃｈｉｐ）を発泡工程に導入して発泡体を製造する。

【0003】

しかしながら、樹脂チップを別に製造して発泡工程に導入する場合には、樹脂の合成後に樹脂チップを製造する過程、製造された樹脂チップを乾燥する過程および製造された樹脂チップを再び加熱して溶融する過程を経ることになる。

【0004】

この際、樹脂をチップ製造、乾燥および再加熱するそれぞれの工程によって工程効率が低下し、樹脂の変性が誘発され得る。

【0005】

したがって、工程効率を高め、発泡体の品質を均一化しうる新しい発泡方法の開発が要求される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、発泡シートに対する加工性を高め、生産効率を向上させることができる発泡シートの成形装置および成形方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

これより、本発明は、一実施形態において、
成形対象となる発泡シートの外周面の形態を決定する溝部を含み、成形時に、前記溝部の内周面の温度が平均２０℃～６０℃の範囲であるキャビティと；
前記発泡シートが介在された状態でキャビティの溝部に対応する突出部を含み、成形時に、前記突出部の表面の温度が平均６０℃～９０℃の範囲であるプラグと；を含む発泡シートの成形装置を提供する。

【0008】

また、本発明は、一実施形態において、
発泡シートの第１面には、平均２０℃～６０℃の範囲の温度で加熱および加圧し、同時に、
前記発泡シートの第２面には、平均６０℃～９０℃の範囲の温度で加熱および加圧する発泡シート成形段階を含む発泡シートの成形方法を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明による発泡シートの成形装置および成形方法は、発泡シートに対する加工性を高め、生産効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明による発泡シートの成形装置を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な実施形態を有することができるところ、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明に詳細に説明しようとする。

【0012】

しかしながら、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されなければならない。

【0013】

本発明において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解されなければならない。

【0014】

以下、本発明による発泡体の製造方法を詳細に説明することとする。

【0015】

本発明による成形装置は、シート形態の発泡体である発泡シートを成形する装置であって、成形される発泡シートの下部側の形態を決定するキャビティと、成形される発泡シートの上部側の形態を決定するプラグとを含む。前記キャビティは、下部成形型枠とも言い、前記プラグは、上部成形型枠とも言う。成形装置は、発泡シートを成形する過程で加熱および加圧を同時に行うことになる。加熱を通じて発泡シートの延伸率を高め、加圧を通じて発泡シートの３次元形状を具現することになる。

【0016】

本発明による成形装置は、発泡シートが介在された状態でキャビティとプラグが噛合されることによって圧力を加えることになり、同時に、キャビティとプラグの両側で熱を加えることになる。成形の対象が樹脂（ｒｅｓｉｎ）である場合には、プラグ側にのみ熱を加えても、成形過程で別の問題は発生しないことがある。しかしながら、成形の対象が発泡体である場合には、発泡体自体が内部にセル構造の空気層が多数形成されており、これは、熱伝導率を低下させる原因になる。すなわち、発泡シートを成形する過程で、プラグ側だけで熱を加えることになると、発泡シートの反対側の面には、成形が可能な水準に温度が上昇しないことになる。その結果、キャビティ側と接する発泡シートの表面にクラックなどが発生することになって、これは、製品の不良につながる。

【0017】

一例において、本発明による成形装置は、キャビティとプラグにより加えられる温度が互いに異なるように設定され得る。前記キャビティとプラグにより加えられる温度差は、２０℃以上、０℃～７０℃、０℃～６０℃、０℃～５０℃、０℃～４０℃、０℃～３０℃、０℃～２０℃、１０℃～７０℃、１０℃～６０℃、１０℃～５０℃、１０℃～４０℃、１０℃～３０℃、１０℃～２０℃、２０℃～７０℃、２０℃～６０℃、２０℃～５０℃、２０℃～４０℃、２０℃～３０℃、３０℃～７０℃、３０℃～６０℃、３０℃～５０℃、３０℃～４０℃、４０℃～７０℃、４０℃～６０℃、４０℃～５０℃、５０℃～７０℃または５０℃～６０℃の範囲でありうる。

【0018】

一実施形態として、本発明による発泡シートの成形装置は、
成形対象となる発泡シートの外周面の形態を決定する溝部を含み、成形時に、前記溝部の内周面の温度が平均２０℃～６０℃の範囲であるキャビティと；
前記発泡シートが介在された状態でキャビティの溝部に対応する突出部を含み、成形時に、前記突出部の表面の温度が平均６０℃～９０℃の範囲であるプラグと；を含む。

【0019】

前記プラグは、発泡シートを３次元形状に成形するのに適切な温度で加熱すると同時に、圧力を加える役割を行う。前記プラグの突出部の表面の温度は、平均６０℃～９０℃の範囲であり、具体的には、７０℃以上の範囲でありうる。

【0020】

また、前記キャビティは、発泡シートが成形される過程で、発泡シートの下部面を支持すると同時に、下部成形型枠の役割を行う。前記キャビティの溝部の内周面の温度は、平均２０℃～６０℃の範囲であり、具体的には、４０℃以上の範囲でありうる。キャビティ側の温度があまり低いと、表面にクラックが発生する問題を解消しないことになる。反対に、キャビティの温度があまり高い場合には、成形する過程が完了した発泡シートが成形装置から容易に離脱しない問題がある。すなわち、キャビティの表面の温度が過度に高まれば、キャビティと接する発泡シートの表面が部分的に溶融され得、これによって発泡シートとキャビティが一時的に接合され得る。発泡シートとキャビティが一時的に接合された状態で発泡シートを強制的に離脱させることになれば、発泡シートに不良が発生する。ひどい場合には、発泡シートから分離した発泡体がキャビティの表面に残留しつつ、成形装置を汚染させることができる。

【0021】

一例として、前記成形装置において、キャビティの溝部の内周面の温度は、平均２０℃～６０℃の範囲であり、プラグの突出部の表面の温度は、平均６０℃～９０℃の範囲でありうる。この際、キャビティの溝部の内周面の温度とプラグの突出部の表面の温度との差は、１５℃以上、具体的には、２５℃以上または３０℃以上に制御することができる。これは、キャビティの温度を相対的に低減し、プラグの温度は相対的に高めることによって、両側の温度差を大きく設定した場合である。これにより、発泡シート両面の結晶化度を所望の水準にそれぞれ制御することができる。

【0022】

さらに他の一例として、前記成形装置において、キャビティの溝部の内周面の温度は、平均２０℃～６０℃、２０℃～５５℃、２０℃～５０℃、２０℃～４５℃、２０℃～４０℃、２０℃～３５℃、２０℃～３０℃、３０℃～６０℃、３０℃～５５℃、３０℃～５０℃、３０℃～４５℃、３０℃～４０℃、３０℃～３５℃、３５℃～６０℃、３５℃～５５℃、３５℃～５０℃、３５℃～４５℃、３５℃～４０℃、４０℃～６０℃、４０℃～５５℃、４０℃～５０℃、４０℃～４５℃、５０℃～６０℃、２５℃～５０℃、２５℃～４０℃または２５℃～３５℃の範囲であり、プラグの突出部の表面の温度は、平均６０℃～９０℃、６０℃～８５℃、６０℃～８０℃、６０℃～７５、６０℃～７０℃、６０℃～６５℃、６５℃～９０℃、６５℃～８５℃、６５℃～８０℃、６５℃～７５、６５℃～７０℃、７０℃～９０℃、７０℃～８５℃、７０℃～８０℃、７０℃～７５、８０℃～９０℃、７５℃～９０℃または７５℃～８５℃の範囲でありうる。この際、キャビティの溝部の内周面の温度とプラグの突出部の表面の温度との差は、２５℃以下、具体的には、キャビティの溝部の内周面の温度とプラグの突出部の表面の温度との差は、２０℃以上、０℃～７０℃、０℃～６０℃、０℃～５０℃、０℃～４０℃、０℃～３０℃、０℃～２０℃、１０℃～７０℃、１０℃～６０℃、１０℃～５０℃、１０℃～４０℃、１０℃～３０℃、１０℃～２０℃、２０℃～７０℃、２０℃～６０℃、２０℃～５０℃、２０℃～４０℃、２０℃～３０℃、３０℃～７０℃、３０℃～６０℃、３０℃～５０℃、３０℃～４０℃、４０℃～７０℃、４０℃～６０℃、４０℃～５０℃、５０℃～７０℃または５０℃～６０℃に制御することができる。これは、キャビティとプラグ両側の温度差を小さく設定した場合である。これにより、発泡シート両面の結晶化度を類似に形成し、製品均一度を高めることができる。

【0023】

一例において、前記キャビティおよびプラグは、それぞれ、加熱部が形成された構造である。前記キャビティおよびプラグの加熱部は、特に制限されるものではないが、例えば、それぞれ、電気抵抗を介して発熱する発熱体により加熱される構造でありうる。あるいは、前記キャビティおよびプラグのうちいずれか一つ以上は、それぞれ、熱媒を利用して加熱される構造でありうる。具体的に、前記キャビティおよびプラグのうちいずれか一つ以上は、それぞれ、加熱された空気を供給する流体供給ラインが形成された構造でありうる。

【0024】

さらに他の一例において、前記キャビティの一側には、減圧のためのラインが形成された構造でありうる。発泡シートを成形する過程で、キャビティの溝部に減圧あるいは真空を形成することによって、成形効率を高めることが可能である。

【0025】

また、本発明は、先立って説明した成形装置を利用して発泡シートを成形する方法を提供する。

【0026】

一例として、本発明による発泡シートの成形方法は、
発泡シートの第１面には、平均２０℃～６０℃の範囲の温度で加熱および加圧し、同時に、前記発泡シートの第２面には、平均６０℃～９０℃の範囲の温度で加熱および加圧する発泡シート成形段階を含む。

【0027】

本発明は、未発泡樹脂でない発泡体を成形するという点から、既存の成形方法と差別化される。ひいては、本発明による成形方法は、成形対象となる発泡シートの両面にそれぞれ加熱と加圧を同時に行うことになる。

【0028】

一例において、前記発泡シートは、予熱処理段階を経た後に、発泡シート成形段階に導入され得る。押出過程を通じて製造された発泡シートは、熱を加えることになると、後発泡が起こることになる。後発泡過程で発泡シートの体積は、一定の水準、例えば１．５～２倍、増加することになる。このような後発泡が成形段階で起こることになると、成形形態に影響を与えることができる。また、成形段階前に熱処理をすることによって、一定の温度以上に発泡シートをあらかじめ加熱する効果もある。したがって、成形段階に導入される発泡シートを予熱処理することによって、作業の効率性を高め、不良率を低減する効果がある。前記予熱処理段階は、例えば、発泡体を４０℃～１２０℃の範囲で加熱することができ、加熱時間は、１０秒～３０分の範囲で調節可能である。

【0029】

発泡シートを加熱した後、冷却することになると、発泡シートの結晶化度が増加することが一般的である。前記発泡シートの加熱温度および冷却時間が増加するにつれて結晶化度が高くなりえる。

【0030】

一実施形態において、前記発泡シート成形段階に導入される発泡シートの結晶化度は、８～１５％の範囲で制御され得る。これは、前記範囲の結晶化度を有する発泡シートを製造したり、あるいは予熱処理過程を通じて結晶化度が制御された発泡シートを利用することによって可能である。また、前記発泡シート成形段階を経た発泡シートの結晶化度は、２５～３５％の範囲で制御され得る。例えば、深さが７ｃｍ以上である深い容器を製造する場合には、成形段階に導入される発泡シートの結晶化度を低く設定する。これは、結晶化度が低い発泡シートは、相対的に成形性に優れているためである。そして、成形段階は、相対的に高い温度で行われる。高い温度で成形された発泡シートは、冷却過程で結晶化度が大幅に増加することになる。結晶化度が高い発泡シートは、硬度が増加する。

【0031】

さらに他の一実施形態において、前記発泡シート成形段階に導入される発泡シートの結晶化度は、１２％～１７％の範囲で制御され得る。これは、前記範囲の結晶化度を有する発泡シートを製造したり、あるいは予熱処理過程を通じて結晶化度が制御された発泡シートを利用することによって可能である。また、前記発泡シート成形段階を経た発泡シートの結晶化度は、１８～２５％の範囲で制御され得る。例えば、深さが７ｃｍ未満の低い容器を製造する場合には、成形段階に導入される発泡シートの結晶化度を適正水準に維持する。発泡シートの結晶化度が低くなると、延伸率は増加するが、作業性が低下する問題がある。そして、成形された発泡シートは、冷却過程で結晶化度が増加し、１８～２５％の範囲で制御される。

【0032】

本発明による発泡シートは、ポリエステル樹脂発泡シートでありうる。前記ポリエステル樹脂の種類を具体的に例示すると、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＢＴ）、ポリ乳酸（Ｐｏｌｙ Ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ、ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（Ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｌｉｃ ａｃｉｄ、ＰＧＡ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリエチレンアジペート（Ｐｏｌｙｅｈｔｙｌｅｎｅ ａｄｉｐａｔｅ、ＰＥＡ）、ポリヒドロキシアルカノエート（Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ、ＰＨＡ）、ポリトリメチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＴＴ）およびポリエチレンナフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＮ）よりなる群から選ばれた一つ以上でありうる。具体的に、本発明において、前記発泡シートは、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）樹脂発泡シートが使用され得る。

【0033】

一例として、前記発泡シート加工段階に導入される発泡シートは、一面または両面はスキン層が形成された構造でありうる。スキン層は、相対的にセルサイズが小さい領域を意味する。例えば、前記スキン層は、平均セルサイズが１００μｍ以下であり、スキン層でない残りの領域の平均セルサイズは、２００μｍ以上の範囲でありうる。

【0034】

本発明による発泡シートは、押出工程を通じて製造される。具体的には、ポリエステル樹脂を押出および発泡することによって、発泡シートを製造することになる。ポリエステル樹脂を基準として、発泡シートを製造する過程を説明すると、次の通りである。

【0035】

前記ポリエステル樹脂の種類を具体的に例示すると、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＢＴ）、ポリ乳酸（Ｐｏｌｙ Ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ、ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（Ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｌｉｃ ａｃｉｄ、ＰＧＡ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリエチレンアジペート（Ｐｏｌｙｅｈｔｙｌｅｎｅ ａｄｉｐａｔｅ、ＰＥＡ）、ポリヒドロキシアルカノエート（Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ、ＰＨＡ）、ポリトリメチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＴＴ）およびポリエチレンナフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＮ）よりなる群から選ばれた一つ以上でありうる。具体的に、本発明では、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）が使用され得る。

【0036】

ポリエステル樹脂を製造する樹脂重合工程は、多様な合成経路を通じて実行可能であり、特に制限されるものではない。例えば、前記ポリエステル樹脂は、芳香族ジカルボン酸とグリコール成分を混合した後、２００℃以上の温度で溶融する段階、溶融した混合物に触媒を添加し、２００～２５０℃の温度で１～６時間の間エステル化反応またはエステル交換反応を通じてオリゴマーを製造することによって、水またはメタノールなどの副産物を流出させる段階、および製造されたオリゴマーを２６０～２９０℃の温度および１Ｔｏｒｒ以下の真空条件で、１～６時間の間縮合重合反応する段階などを通じて製造可能である。

【0037】

本発明は、一例において、難燃剤を投入した難燃性ポリエステル樹脂の発泡体を提供することができる。難燃剤の種類としては、反応型難燃剤と添加型難燃剤を含む。

【0038】

反応型難燃剤を利用する場合には、樹脂合成時に難燃剤を投入して重合過程を行うことができる。これにより、難燃ポリエステル樹脂を製造し、これを発泡することによって、発泡体の難燃性を高めることができる。例えば、本発明において樹脂重合工程で製造されたポリエステル樹脂は、リン（Ｐ）の含量が２,０００～２０,０００ｐｐｍの範囲である難燃ポリエステル樹脂でありうる。

【0039】

場合によっては、押出機の一側に添加型難燃剤を投入して難燃性発泡体を製造することができる。添加型難燃剤の種類は、特に制限されず、例えば、シナジーマテリアル社（Ｓｙｎｅｒｇｙ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ）の商品名ＡＯＤＤ製品を利用することができる。

【0040】

あるいは、反応型難燃剤と添加型難燃剤を同時に使用することも可能である。

【0041】

本発明において、ポリエステル樹脂を発泡させて発泡体を製造する発泡工程は、多様な形態の押出機を利用して実行可能である。発泡工程は、大きく、ビーズ発泡または押出発泡を通じて行うことができ、押出発泡が好ましい。前記押出発泡は、樹脂溶融物を連続的に押出および発泡させることによって、工程段階を単純化することができ、大量生産が可能であり、ビーズ発泡時のビーズの間で亀裂と、粒状破壊現象などを防止して、さらに優れた屈曲強度および圧縮強度を具現することができる。

【0042】

一例として、本発明による発泡体の製造方法では、多様な形態の添加剤が投入され得る。前記添加剤は、必要に応じて、流体連結ライン中に投入されたり、あるいは発泡工程中に投入され得る。添加剤の例としては、親水化機能、防水機能、難燃機能または紫外線遮断機能を有することができ、増粘剤、界面活性剤、紫外線遮断剤、親水化剤、難燃剤、熱安定剤、防水剤、セルサイズ拡大剤、赤外線減衰剤、可塑剤、防火化学薬品、顔料、弾性ポリマー、押出補助剤、酸化防止剤、造核剤、空転防止剤およびＵＶ吸収剤よりなる群から選ばれる一つ以上の機能性添加剤を含むことができる。具体的に、本発明の発泡体の製造方法は、増粘剤、造核剤、熱安定剤および発泡剤のうち１種以上を投入することができ、先立って列挙された機能性添加剤のうち１種以上をさらに含むことができる。

【0043】

例えば、本発明の発泡体の製造方法は、増粘剤、難燃剤、界面活性剤、紫外線遮断剤、親水化剤、難燃剤、熱安定剤、防水剤、セルサイズ拡大剤、赤外線減衰剤、可塑剤、防火化学薬品、顔料、弾性ポリマー、押出補助剤、酸化防止剤、造核剤、空転防止剤およびＵＶ吸収剤よりなる群から選ばれる一つ以上の添加剤を流体連結ライン中に投入することができる。発泡体の製造時に必要な添加剤のうち、流体連結ライン中に投入されていない添加剤は、押出工程中に投入可能である。

【0044】

前記増粘剤は、特に限定しないが、本発明では、例えばピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）が使用され得る。

【0045】

前記造核剤の例としては、タルク、マイカ、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸バリウム、炭酸水素ナトリウム、ガラスビーズなどの無機化合物などが挙げられる。このような造核剤は、樹脂発泡体の機能性付与、価格削減などの役割をすることができる。具体的に、本発明では、タルク（Ｔａｌｃ）が使用され得る。

【0046】

前記熱安定剤は、有機または無機リン化合物でありうる。前記有機または無機リン化合物は、例えば、リン酸およびその有機エステル、亜リン酸およびその有機エステルでありうる。例えば、前記熱安定剤は、商業的に入手可能な物質であって、リン酸、アルキルホスフェートまたはアリールホスフェートでありうる。具体的に、本発明において、熱安定剤は、トリフェニルホスフェートでありうるが、これに制限されるものではなく、前記樹脂発泡体の熱的安定性を向上させることができるものであれば、通常の範囲内で制限なしで使用可能である。

【0047】

前記発泡剤の例としては、Ｎ_２、ＣＯ_２、フレオン、ブタン、ペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、メチルクロリドなどの物理的発泡剤またはアゾジカーボンアミド（ａｚｏｄｉｃａｒｂｏｎａｍｉｄｅ）系化合物、Ｐ，Ｐ’－オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）［Ｐ，Ｐ’－ｏｘｙ ｂｉｓ（ｂｅｎｚｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎｙｌ ｈｙｄｒａｚｉｄｅ）］系化合物、Ｎ，Ｎ’－ジニトロソペンタメチレンテトラミン（Ｎ，Ｎ’－ｄｉｎｉｔｒｏｓｏ ｐｅｎｔａｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｔｒａｍｉｎｅ）系化合物などの化学的発泡剤があり、具体的に、本発明では、ＣＯ_２が使用され得る。

【0048】

本発明において、難燃剤は、前記説明した反応型難燃剤および／または添加型難燃剤を包括する意味であり、一例として、添加型難燃剤を添加剤として投入することができる。難燃剤の種類は、特に限定されず、例えば、ブロム化合物、リンまたはリン化合物、アンチモン化合物および金属水酸化物のうち１種以上を含むことができる。ブロム化合物は、例えば、テトラブロモビスフェノールＡおよびデカブロモジフェニルエーテルなどを含み、リンまたはリン化合物は、芳香族リン酸エステル、芳香族縮合リン酸エステル、ハロゲン化リン酸エステルおよび赤リンなどを含み、アンチモン化合物は、三酸化アンチモンおよび五酸化アンチモンなどを含むことができる。また、前記金属水酸化物における金属元素としては、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、チタニウム（Ｔｉ）およびホウ素（Ｂ）などを含むことができる。その中でも、アルミニウム、マグネシウムなどが好ましい。金属水酸化物は、１種の金属元素から構成されていてもよく、２種以上の金属元素から構成されていてもよい。例えば、１種の金属元素から構成された金属水酸化物としては、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムなどを含むことができる。

【0049】

前記界面活性剤は、特に限定されず、アニオン系界面活性剤（例えば、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩など）、非イオン系界面活性剤（例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミドなど）、陽イオン系および両性イオン系界面活性剤（例えば、アルキルアミン塩、第４級アンモニウム塩、アルキルベタイン、アミンオキシドなど）および水溶性高分子または保護コロイド（例えば、ゼラチン、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレン－ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール部分けん化物など）などを含むことができる。

【0050】

また、防水剤は、特に限定されず、例えば、シリコン系、エポキシ系、シアノアクリル酸系、ポリビニルアクリレート系、エチレンビニルアセテート系、アクリレート系、ポリクロロプレン系、ポリウレタン樹脂とポリエステル樹脂の混合体系、ポリオールとポリウレテン樹脂の混合体系、アクリルポリマーとポリウレタン樹脂の混合体系、ポリイミド系およびシアノアクリレートとウレタンの混合体系などの混合物を含むことができる。

【0051】

また、紫外線遮断剤は、特に限定されず、例えば、有機系または無機系紫外線遮断剤であり得、前記有機系紫外線遮断剤の例としては、ｐ－アミノ安息香酸誘導体、ベンジリデンカンファー誘導体、ケイ皮酸誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体およびこれらの混合物が挙げられ、前記無機系紫外線遮断剤の例としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マンガン、二酸化ジルコニウム、二酸化セリウムおよびこれらの混合物を含むことができる。

【0052】

以下、図面を通じて本発明を説明するか、本発明の範囲がこれに制限されるものではない。

【0053】

図１は、本発明の一実施形態による発泡シートの成形過程を示す模式図である。成形装置は、下部成形型枠に該当するキャビティ１２０と、上部成形型枠に該当するプラグ１１０とを含む。キャビティ１２０は、成形対象となる発泡シート２００の外周面の形態を決定する溝部を含み、プラグ１１０は、前記発泡シート２００が介在された状態でキャビティ１２０の溝部に対応する突出部を含む。

【0054】

一実施形態において、前記キャビティ１２０の溝部の表面の温度は、平均２０℃～６０℃であり、プラグ１１０の突出部の表面の温度は、平均６０℃～９０℃に制御される。キャビティ１２０とプラグ１１０の温度差を高めることによって、成形された発泡シート両面の結晶化度を相異に制御することができる。

【0055】

さらに他の一実施形態において、前記キャビティ１２０の溝部の表面の温度は、平均２０℃～６０℃、２０℃～５５℃、２０℃～５０℃、２０℃～４５℃、２０℃～４０℃、２０℃～３５℃、２０℃～３０℃、３０℃～６０℃、３０℃～５５℃、３０℃～５０℃、３０℃～４５℃、３０℃～４０℃、３０℃～３５℃、３５℃～６０℃、３５℃～５５℃、３５℃～５０℃、３５℃～４５℃、３５℃～４０℃、４０℃～６０℃、４０℃～５５℃、４０℃～５０℃、４０℃～４５℃、５０℃～６０℃、２５℃～５０℃、２５℃～４０℃または２５℃～３５℃であり、プラグ１１０の突出部の表面の温度は、平均６０℃～９０℃、６０℃～８５℃、６０℃～８０℃、６０℃～７５、６０℃～７０℃、６０℃～６５℃、６５℃～９０℃、６５℃～８５℃、６５℃～８０℃、６５℃～７５、６５℃～７０℃、７０℃～９０℃、７０℃～８５℃、７０℃～８０℃、７０℃～７５、８０℃～９０℃、７５℃～９０℃または７５℃～８５℃の範囲に制御され得る。また、キャビティの溝部の内周面の温度とプラグの突出部の表面の温度との差は、２０℃以上、０℃～７０℃、０℃～６０℃、０℃～５０℃、０℃～４０℃、０℃～３０℃、０℃～２０℃、１０℃～７０℃、１０℃～６０℃、１０℃～５０℃、１０℃～４０℃、１０℃～３０℃、１０℃～２０℃、２０℃～７０℃、２０℃～６０℃、２０℃～５０℃、２０℃～４０℃、２０℃～３０℃、３０℃～７０℃、３０℃～６０℃、３０℃～５０℃、３０℃～４０℃、４０℃～７０℃、４０℃～６０℃、４０℃～５０℃、５０℃～７０℃または５０℃～６０℃に制御することができる。上記のように、キャビティ１２０とプラグ１１０の温度差を低減することによって、成形された発泡シート両面の結晶化度を類似に形成し、製品均一度を高めることができる。

【0056】

なお、本発明は、３次元形状に構造化された形態であり、結晶化度は、１８～３５％であるポリエステル樹脂発泡シートを含む食品容器を提供することができる。例えば、本発明の食品容器は、本発明による発泡シートの成形方法を通じて製造され得る。

【0057】

ここで、「３次元形状に構造化された形態」というのは、３次元立体構造を有し、固体または液体を入れることができる構造であれば、制限しない。具体的に、３次元形状に構造化された形態は、ボウル（ｂｏｗｌ）形態、または一面が開放され、一定の長さ以上の高さを有する柱形態でありうる。より具体的に、ボウル形態、一面が開放された直六面体、一面が開放された円柱または一面が開放された六角柱形態でありうる。

【0058】

前記ポリエステル樹脂の種類を具体的に例示すると、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＢＴ）、ポリ乳酸（Ｐｏｌｙ Ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ、ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（Ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｌｉｃ ａｃｉｄ、ＰＧＡ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリエチレンアジペート（Ｐｏｌｙｅｈｔｙｌｅｎｅ ａｄｉｐａｔｅ、ＰＥＡ）、ポリヒドロキシアルカノエート（Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ、ＰＨＡ）、ポリトリメチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＴＴ）およびポリエチレンナフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＮ）よりなる群から選ばれた一つ以上でありうる。具体的に、本発明において、前記発泡シートは、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）樹脂発泡シートでありうる。

【0059】

一つの例示において、本発明による食品容器の結晶化度は、１８～３５％でありうる。具体的に、前記食品容器の結晶化度は、１８～２５％、２０～３０％または２５～３５％でありうる。前記のような結晶化度を有することによって、本発明の食品容器は、優れた強度および成形性を有することができる。

【0060】

一つの例示において、本発明の食品容器は、優れた耐熱性を示すことができる。具体的に、前記食品容器は、下記数式１を満たす発泡シートを含むことができる：

【0061】

［数式１］
５０％≦｜Ｖ_１－Ｖ_０｜／Ｖ_０×１００≦３００％

【0062】

前記数式１で、
Ｖ_０は、直径が１０ｃｍである円形の食品容器を２００℃オーブンで３０秒間曝露させる以前の発泡シートの体積であり、単位は、ｃｍ^３であり、
Ｖ_１は、直径が１０ｃｍである円形の食品容器を２００℃オーブンで３０秒間露曝露させた後の発泡シートの体積であり、単位は、ｃｍ^３である。

【0063】

具体的に、前記直径が１０ｃｍである円形の食品容器のサンプルを２００℃オーブンで３０秒間曝露させる前後の寸法変化率を測定した。これは、前記食品容器を含む食品容器の熱に実際使用環境と対応する測定値である。例えば、前記体積は、食品容器の長さ、幅および厚さそれぞれの長さを乗算して計算された値を意味する。例えば、前記数式１による寸法変化率は、５０％～３００％、５０％～２５０％、５０％～２００％、５０％～１００％、１００％～３００％、１００％～２５０％、１００％～２００％、１００％～１５０％、１５０％～３００％、１５０％～２５０％、１５０％～２００％、２００％～３００％、２００％～２５０％または５０～１５０％の範囲でありうる。前記範囲内の数式１の値を満たすことによって、本発明による食品容器は、高い温度環境での使用にも形態変化がほとんど起こらないことが分かる。結果的に、本発明による食品容器は、耐久性に優れていることが分かる。

【0064】

別の一つの例示において、本発明の食品容器は、前記発泡シートの一面または両面にスキン層が形成された構造でありうる。具体的に、前記スキン層は、ポリエステル樹脂から構成され、平均セルサイズが１００μｍ以下でありうる。

【0065】

本発明は、ポリエステル樹脂発泡シートを成形して製造した食品容器を提供することができる。一例として、食品包装容器は、軽量であると同時に、優れた強度を有し、温度変化に対する耐久性に優れている。したがって、別途の電子レンジ用容器に移して入れる必要なく、すぐに電子レンジに使用が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明による発泡シートの成形装置は、キャビティとプラグの温度を独立して調節することによって、前記発泡シートの成形装置および成形方法は、発泡シートに対する加工性と生産効率を向上させることができる。

【図1】