(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のスリットを有するサーキュラーダイから円筒状のポリスチレン系樹脂発泡体を連続的に押出して前記スリットよりも大径な冷却マンドレルで前記ポリスチレン系樹脂発泡体を拡径し、該ポリスチレン系樹脂発泡体を切り開いてシート状にしたポリスチレン系樹脂発泡シートを前記冷却マンドレルの後段側に設けた引取り装置によって引き取らせることにより前記ポリスチレン系樹脂発泡体を前記冷却マンドレルの外周面に摺接させて冷却するポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法であって、
作製するポリスチレン系樹脂発泡シートの厚みが１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下で且つ密度が０．０５ｇ／ｃｍ3以上０．１ｇ／ｃｍ3以下であり、前記冷却マンドレルによって冷却されている前記ポリスチレン系樹脂発泡体に対して外側からさらに風冷して、前記冷却マンドレルの外周長に対して９９．３％以上１００％以下となるシート幅を有するポリスチレン系樹脂発泡シートを作製することを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項２】
前記ポリスチレン系樹脂発泡シートの単位面積当たりの質量の値をＭ（ｇ／ｍ2）とした場合に、前記引取り装置による引取りを０．１Ｍ（ｍ／ｍｉｎ）以上０．６Ｍ（ｍ／ｍｉｎ）以下の速度で実施する請求項１記載のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項３】
冷却マンドレルとの摺接を終えた直後の前記ポリスチレン系樹脂発泡体の表面温度が７０℃以下となるように前記風冷を実施する請求項１又は２記載のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項４】
前記ポリスチレン系樹脂発泡体が移動する方向に気流を発生させて前記風冷を実施する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項５】
前記ポリスチレン系樹脂発泡体を形成するポリスチレン系樹脂組成物には、ポリスチレン系樹脂とポリフェニレンエーテル系樹脂とが含有されており、前記ポリフェニレンエーテル系樹脂が、前記ポリスチレン系樹脂と前記ポリフェニレンエーテル系樹脂との合計１００質量部に対して、１０質量部以上５０質量部以下となる割合で含有されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項６】
環状のスリットを有するサーキュラーダイから円筒状のポリスチレン系樹脂発泡体が連続的に押し出され、該ポリスチレン系樹脂発泡体が前記スリットよりも大径な冷却マンドレルで拡径された後に切り開かれて平坦なシート状とされたポリスチレン系樹脂発泡シートをシート成形法によって成形加工する発泡成形品の製造方法であって、
前記ポリスチレン系樹脂発泡シートは、当該ポリスチレン系樹脂発泡シートが前記冷却マンドレルの後段側に設けた引取り装置によって引き取られることによって前記ポリスチレン系樹脂発泡体が前記冷却マンドレルの外周面に摺接されて冷却された後に前記シート状とされたものであり、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の厚みを有するとともに０．０５ｇ／ｃｍ3以上０．１ｇ／ｃｍ3以下の密度を有し、前記冷却マンドレルによって冷却されている前記ポリスチレン系樹脂発泡体に対して外側からさらに風冷が実施されることによって前記冷却マンドレルの外周長に対して９９．３％以上１００％以下のシート幅となるように形成されたものであることを特徴とする発泡成形品の製造方法。
【請求項７】
前記ポリスチレン系樹脂発泡シートに製造後５日以上９０日以下の養生期間を設けて製造直後のシート幅に対して９９．０％以上１００％以下のシート幅を有している状態で前記成形加工を実施する請求項６記載の発泡成形品の製造方法。
【請求項８】
前記成形加工が、前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを３５ｍｍ以下の深さに凹入させてトレー形状とする成形加工である請求項６又は７記載の発泡成形品の製造方法。
【請求項９】
前記ポリスチレン系樹脂発泡体を形成するポリスチレン系樹脂組成物には、ポリスチレン系樹脂とポリフェニレンエーテル系樹脂とが含有されており、前記ポリフェニレンエーテル系樹脂が、前記ポリスチレン系樹脂と前記ポリフェニレンエーテル系樹脂との合計１００質量部に対して、１０質量部以上５０質量部以下となる割合で含有されている請求項６乃至８のいずれか１項に記載の発泡成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーキュラーダイを用いたポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法、及び、ポリスチレン系樹脂発泡シートを成形加工して発泡成形品を製造する発泡成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリスチレン系樹脂発泡体において、厚さ約３ｍｍ以下のシート状のものはポリスチレン系樹脂ペーパー（ＰＳＰ）などと称され、該ＰＳＰは、成形が容易であるのに加えて緩衝性や熱遮断性などに優れている。
そのため、ＰＳＰは、このような特徴を活かしてプリパッケージを中心に弁当箱、丼、カップ及び菓子箱の中仕切り用などに広く活用されている。
このＰＳＰのようなポリスチレン系樹脂発泡シートは、ブタンやペンタン等の脂肪族炭化水素、トリクロロモノフルオルメタン及び塩化メチル等のハロゲン化脂肪族炭化水素などといった発泡剤を含浸させた発泡性ポリスチレン系樹脂の粒子を直接押出機でシート状に押出す方法、押出機内で溶融されたポリスチレン系樹脂に前述の発泡剤を圧入しながらシート状に押出す方法などにより製造されている。
【０００３】
このようなポリスチレン系樹脂発泡シートの作製方法の一例を挙げると、環状のスリットを有するサーキュラーダイを用いて円筒状のポリスチレン系樹脂発泡体を形成させた後に、この円筒状のポリスチレン系樹脂発泡体を冷却して押出し方向に連続する切り込みを設け、該切り込みの設けられた円筒状のポリスチレン系樹脂発泡体を平坦なシート状となるように展開することによってポリスチレン系樹脂発泡シートを作製する方法が挙げられる（下記特許文献１参照）。
また、ポリスチレン系樹脂発泡シートは、その使用における利便性等の観点から長尺帯状の状態で市場に供給されたりしている。
具体的には、前記ポリスチレン系樹脂発泡体の押し出しを連続的に実施し、得られたポリスチレン系樹脂発泡シートを引取り装置によって所定の速度で引き取ってロール状に巻取り、得られたシートロールが市場に提供されたりしている。
【０００４】
そして、従来、発泡成形品を得る方法として、シートロールからポリスチレン系樹脂発泡シートを繰り出して成形機内で加熱して２次発泡させて軟化状態とし、真空成形や圧空成形といったシート成形法によって所定形状を付与する方法が採用されている。
【０００５】
ところで、近年においてはコストダウンや包装リサイクル法案の対応のため、容器の軽量化が盛んに行われているが、軽量化のためにポリスチレン系樹脂発泡シートの単位面積当たりの質量（以下「坪量」ともいう）を単に低下させるとこのポリスチレン系樹脂発泡シートを利用しての発泡成形品の作製において種々のトラブルを発生させるおそれを有する。
例えば、２次発泡においてポリスチレン系樹脂発泡シートの両端を保持する部材からポリスチレン系樹脂発泡シートが外れて脱落（以下「クランプ外れ」ともいう）するトラブルや、成形時においてポリスチレン系樹脂発泡シートが十分に伸びず良好なる成形品が得られ難くなるというトラブルが増大するおそれを有する。
このようなトラブルは容器等の発泡成形品の生産効率を低下させるため、その対策が求められている。
【０００６】
なお、このような問題は容器のみならずポリスチレン系樹脂発泡シートを用いた成形加工全般においてその対策が求められているものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２６９６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような成形加工おけるトラブルを回避させつつ軽量性を有するポリスチレン系樹脂発泡シートを作製することのできるポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法と、このようなトラブルの回避によって高い歩留りで発泡成形品を作製し得る発泡成形品の製造方法とを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、ポリスチレン系樹脂発泡シートの坪量を低下させるには、通常、押出しにおける単位時間当たりの樹脂の吐出量に対して引取り速度を従来よりも増大させることになるが、この引取り速度の増大によってポリスチレン系樹脂発泡シートに強い張力が発生し、押し出し方向への延伸を助長させていることを見出した。
また、引取り速度の増大によって押出されたポリスチレン系樹脂発泡体が冷却マンドレルに摺接される時間が短くなって冷却不足になりやすく前記張力に抗する力が低下されやすいことを見出した。
さらに、このことによって、冷却マンドレルを通過した後に延伸が加えられて円筒状のポリスチレン系樹脂発泡体の径が細くなり、得られるポリスチレン系樹脂発泡シートのシート幅が狭くなってしまう現象が生じていることを見出した。
【００１０】
また、本発明者は、このような延伸を原因として、２次発泡時に収縮が発生して成形加工時の伸びが十分なものでなくなったり、クランプ外れが発生したりしていること、ならびに、シート幅の減少がクランプに利用可能な部分（固定しろ）の減少につながりクランプ外れがより一層起こりやすい状態になっていることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、環状のスリットを有するサーキュラーダイから円筒状のポリスチレン系樹脂発泡体を連続的に押出して前記スリットよりも大径な冷却マンドレルで前記ポリスチレン系樹脂発泡体を拡径し、該ポリスチレン系樹脂発泡体を切り開いてシート状にしたポリスチレン系樹脂発泡シートを前記冷却マンドレルの後段側に設けた引取り装置によって引き取らせることにより前記ポリスチレン系樹脂発泡体を前記冷却マンドレルの外周面に摺接させて冷却するポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法であって、作製するポリスチレン系樹脂発泡シートの厚みが１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下で且つ密度が０．０５ｇ／ｃｍ3以上０．１ｇ／ｃｍ3以下であり、前記冷却マンドレルによって冷却されている前記ポリスチレン系樹脂発泡体に対して外側からさらに風冷して、前記冷却マンドレルの外周長に対して９９．３％以上１００％以下となるシート幅を有するポリスチレン系樹脂発泡シートを作製することを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法を提供する。
【００１２】
また、本発明は、環状のスリットを有するサーキュラーダイから円筒状のポリスチレン系樹脂発泡体が連続的に押し出され、該ポリスチレン系樹脂発泡体が前記スリットよりも大径な冷却マンドレルで拡径された後に切り開かれて平坦なシート状とされたポリスチレン系樹脂発泡シートをシート成形法によって成形加工する発泡成形品の製造方法であって、前記ポリスチレン系樹脂発泡シートは、当該ポリスチレン系樹脂発泡シートが前記冷却マンドレルの後段側に設けた引取り装置によって引き取られることによって前記ポリスチレン系樹脂発泡体が前記冷却マンドレルの外周面に摺接されて冷却された後に前記シート状とされたものであり、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の厚みを有するとともに０．０５ｇ／ｃｍ3以上０．１ｇ／ｃｍ3以下の密度を有し、前記冷却マンドレルによって冷却されている前記ポリスチレン系樹脂発泡体に対して外側からさらに風冷が実施されることによって前記冷却マンドレルの外周長に対して９９．３％以上１００％以下のシート幅となるように形成されたものであることを特徴とする発泡成形品の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法によれば、冷却マンドレルによって冷却されている前記ポリスチレン系樹脂発泡体に対して外側からさらに風冷をして、軽量性を有するポリスチレン系樹脂発泡シートが作製される。
したがって、冷却マンドレル通過後のポリスチレン系樹脂発泡体に過度な延伸が加えられることを抑制させ得る。
また、シート幅の減少を所定以下に抑制することで、クランプ外れや伸び低下によるトラブルが抑制され得る。
すなわち、本発明によれば、成形加工おけるトラブルを回避させつつ軽量性を有するポリスチレン系樹脂発泡シートを作製することができ、ひいては、発泡成形品を歩留り良く製造させ得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ポリスチレン系樹脂発泡シートの構造を示す断面図。
【図２】一実施形態のポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法に用いられる設備の概略構成図。
【図３】冷却マンドレルにポリスチレン系樹脂発泡体が摺接されつつ冷却される様子を示した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態について説明する。
まず、ポリスチレン系樹脂発泡シートについて説明する。
図１は、本実施形態に係るポリスチレン系樹脂発泡シート１の断面図であり、本実施形態に係るポリスチレン系樹脂発泡シート１は、発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂組成物が加熱溶融された状態で発泡押出しされた円筒状のポリスチレン系樹脂発泡体が切り開かれてシート状に形成されたものであり、厚みが１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下で且つ密度が０．０５ｇ／ｃｍ3以上０．１ｇ／ｃｍ3以下（好ましくは０．０７５ｇ／ｃｍ3以下）に形成されたものである。
すなわち、本実施形態に係るポリスチレン系樹脂発泡シート１は、従来のＰＳＰに比べて軽量性を有するものである。
【００１６】
なお、このポリスチレン系樹脂発泡シート１の厚みは、市販の測定機、例えば、Ｔｅｃｌｏｃｋ社製、「定圧厚み測定機」（型式：ＳＣＭ−６２７）を用いて測定することができ、ポリスチレン系樹脂発泡シートの密度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２２２：２００５「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の求め方」に基づいて求めることができる。
【００１７】
また、図に示されているように、本実施形態の製造方法において製造されるポリスチレン系樹脂発泡シートは、表層側が中層部よりも気泡が緻密なものとなっている。
【００１８】
このポリスチレン系樹脂発泡シートを形成させるためのポリスチレン系樹脂組成物としては、ポリスチレン系樹脂の１種以上からなるベースポリマーに、各種添加剤、ならびに発泡のための成分を分散させたものが挙げられる。
【００１９】
前記ポリスチレン系樹脂としては、スチレン系単量体の１種以上が重合されてなるものや、さらに、このスチレン系単量体と重合可能なビニル系単量体とが重合されてなるものが挙げられる。
【００２０】
このスチレン系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、エチルスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ｔ−ブチルスチレン、ジメチルスチレンが挙げられる。
また、前記ビニル系単量体としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレートなどのアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレートが挙げられる。
【００２１】
また、前記添加剤としては、例えば、ポリスチレン系樹脂以外のポリマー成分を初めとして、耐候剤や老化防止剤といった各種安定剤、滑剤などの加工助剤、帯電防止剤、スリップ剤、顔料、充填剤などが挙げられる。
【００２２】
上記のような成分の内で、ポリスチレン系樹脂以外のポリマー成分としては、耐熱性の付与に有効となるポリマーを挙げることができ、特にポリフェニレンエーテル系樹脂をスチレン系樹脂組成物に含有させることが好ましい。
その場合には、ポリスチレン系樹脂とポリフェニレンエーテル系樹脂との合計１００質量部に対して、１０質量部以上５０質量部以下となる割合で前記ポリフェニレンエーテル系樹脂を含有させることが好ましい。
このとき、用いるポリスチレン系樹脂としては、ポリフェニレンエーテル系樹脂との相溶性との観点から、汎用ポリスチレン樹脂（ＧＰＰＳ）などと呼ばれるスチレン単独重合体（スチレンホモポリマー）が好ましい。
なお、ポリフェニレンエーテル系樹脂は、通常、次の一般式で表される。
【化１】
0005618403.tif 000002
【００２３】
ここでＲ1及びＲ2は、炭素数１〜４のアルキル基又はハロゲン原子を示し、ｎは重合度を表す正の整数である。
例示すれば、ポリ（２，６−ジメチルフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２，６−ジエチルフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２，６−ジクロルフェニレン−１，４−エーテル）等が本実施形態において用いられ得る。
また、重合度ｎは、通常１０〜５０００の範囲内である。
【００２４】
このようなポリフェニレンエーテル系樹脂は、耐熱性の向上に有効なものではあるが、ポリフェニレンエーテル系樹脂を、ポリスチレン系樹脂とポリフェニレンエーテル系樹脂との合計１００質量部に対して、１０質量部以上５０質量部以下となる割合で含有させることが好ましいのは、上記範囲未満では、ポリフェニレンエーテル系樹脂の添加効果が十分に発揮されないおそれを有し、逆に上記範囲を超えてポリフェニレンエーテル系樹脂を含有させても、それ以上にポリフェニレンエーテル系樹脂の添加効果が発揮されないおそれを有するためである。
また、一般的にはポリスチレン系樹脂に比べて高価であるために上記範囲を超えてポリフェニレンエーテル系樹脂を含有させると材料コストの観点においても問題を生じさせるおそれを有する。
【００２５】
通常、スチレン系樹脂のビカット軟化温度は、１０２℃であるが、上記のようなポリフェニレンエーテル系樹脂を含有させることにより、ビカット軟化温度を１１０〜１５５℃の範囲に向上させることができ、該ポリフェニレンエーテル系樹脂を含んだポリスチレン系樹脂組成物を使用することで、得られるポリスチレン系樹脂発泡シートや該ポリスチレン系樹脂発泡シートを２次加工した発泡成形品の耐熱性向上を図り得る。
【００２６】
一般にポリスチレン系樹脂組成物が用いられてなる製品に耐熱性が求められる場合には、スチレンホモポリマーよりもビカット軟化温度の高いスチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−マレイミド共重合体、ポリパラメチルスチレン樹脂などのコポリマーをその形成材料に採用することが行われている。
一方で、上記のようにポリフェニレンエーテル系樹脂をブレンドする方法は、単に発泡成形品に耐熱性を付与することができるばかりでなく、優れた靱性を付与することができる点においても優れている。
【００２７】
したがって、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含んだポリスチレン系樹脂組成物を使用して発泡トレーなどを形成させた場合には、急激な変形が加えられても割れたりすることのない発泡トレーを形成させ得る。
【００２８】
ただし、ポリフェニレンエーテル系樹脂は、特有の臭いを有していることから、特に臭気を嫌う用途などにおいては消臭のための成分を含有させることが好ましい。
この消臭成分としては、ゼオライト系やリン酸ジルコニウム系の無機物粒子が挙げられる。
なかでも、消臭効果の点においては、リン酸ジルコニウム系の成分を採用することが好ましい。
【００２９】
前記発泡のための成分としては、例えば、少なくともベースポリマーの融点において気体状態となるガス成分や、該ガス成分によって気泡を形成させる際の核となる核剤や、少なくともベースポリマーの融点において熱分解を生じて気体が発生される熱分解型発泡剤などが挙げられる。
【００３０】
前記ガス成分としては、プロパン、ブタン、ペンタンなどの脂肪族炭化水素；窒素、二酸化炭素、アルゴン、水などが挙げられる。
なかでも、脂肪族炭化水素が好ましい。
なお、これらのガス成分は単独で使用されても複数併用されてもよい。
【００３１】
前記核剤としては、例えば、タルク、マイカ、シリカ、珪藻土、酸化アルミニウム、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、ガラスビーズなどの無機化合物粒子、ポリテトラフルオロエチレン、などの有機化合物粒子などが挙げられる。
【００３２】
さらに、加熱分解型の発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウムとクエン酸の混合物などが挙げられる。
【００３３】
そしてこのようなポリスチレン系樹脂組成物は、以下のような設備によってポリスチレン系樹脂発泡シートとすることができる。
設備の概略構成図である図２と、冷却マンドレルにポリスチレン系樹脂発泡体が摺接されつつ冷却される様子を示した断面図である図３とを参照しつつこの設備について説明する。
【００３４】
図２、３からもわかるように、本実施形態に係るポリスチレン系樹脂発泡シート１の製造において用いる設備は、環状のスリットを有するサーキュラーダイＣＤから円筒状のポリスチレン系樹脂発泡体ＦＢ（以下、単に「発泡体ＦＢ」ともいう）を連続的に押出して前記スリットよりも大径な冷却マンドレルＭＤで前記ポリスチレン系樹脂発泡体ＦＢを拡径し、該ポリスチレン系樹脂発泡体ＦＢを切り開いて平坦なシート状にすることによって前記厚みならびに前記密度を有するポリスチレン系樹脂発泡シート１（以下、単に「発泡シート１」ともいう）を作製するためのものである。
【００３５】
すなわち、この製造設備には、前記発泡体ＦＢを作製するための装置と、該発泡体ＦＢを冷却するための装置と、冷却された発泡体ＦＢを展開して平坦な発泡シート１とする装置と、該発泡シート１を所定の引取り速度で引き取って発泡シート１でシートロールＳＲを形成させる装置が備えられている。
【００３６】
より具体的に説明すると、前記発泡体ＦＢを作製するための装置として、製造設備には、タンデム型の押出し機７０と、該押出し機７０において溶融混練されたポリスチレン系樹脂組成物を筒状に吐出するサーキュラーダイＣＤとを有する押し出し装置が備えられている。
【００３７】
また、前記発泡体ＦＢを冷却するための装置として、製造設備には、サーキュラーダイＣＤから筒状に吐出された直後の発泡体ＦＢを風冷するための冷却リングＣＲ１と、前記サーキュラーダイＣＤの環状スリットよりも径大な円柱状に形成されその外周面に前記発泡体ＦＢを摺接させて該発泡体ＦＢを内側から冷却する冷却マンドレルＭＤと、前記冷却マンドレルＭＤによって冷却されている前記発泡体ＦＢを外側から風冷するための冷却リングＣＲ２とが備えられている。
【００３８】
前記冷却リングＣＲ１は、前記サーキュラーダイＣＤと一体化された状態で備えられており、樹脂が吐出される円環状のスリットを取り巻くようにサーキュラーダイＣＤの表面に開口された円環状の気体吹出口を有している。
そして、前記冷却リングＣＲ１は、この気体吹出口から吹き出した気体によって筒状に吐出された発泡体ＦＢを外側から風冷（空冷）するように構成されている。
したがって、発泡シート１の表面における緻密な気泡は、主として、この冷却リングＣＲ１による風冷によってその形成状況が左右されるものである。
【００３９】
冷却マンドレルＭＤによって冷却されている前記発泡体ＦＢを外側から風冷するための冷却リングＣＲ２は、本実施形態に係る発泡シート１の製造方法において重要な役割を担うものであり、発泡シート１に過度な延伸が生じることを防止するために必須のものである。
この冷却リングＣＲ２は、本実施形態においては、冷却マンドレルＭＤの直径Ｄ１よりも径大で冷却マンドレルＭＤを取り巻くようにして配されている。
また、冷却リングＣＲ２は、中空管が円環状に形成されたものでエアコンプレッサーなどによって中空管内に供給された気体を、その管壁に設けられた気体吹出口ＡＯから噴出させ得るように形成されたものである。
【００４０】
この気体吹出口ＡＯは、円筒状の発泡体ＦＢの外表面ＦＢ１に対して斜めに気体を吹き付けうるように冷却リングＣＲ２の中心方向に対して角度を持った方向に開口されている。
より詳しくは、本実施形態における冷却リングＣＲ２は、その位置する場所から押し出し方向下流側となる地点に向けて気体を吹き付けうるように形成されており、発泡体ＦＢの移動方向と同方向となる気流を形成させて発泡体ＦＢを外側から風冷し得るように備えられている。
この気体の吹き出し方向については、特に限定がされるものではないが、発泡体ＦＢの移動方向と対向する方向に気流を発生させると、その冷却風でサーキュラーダイＣＤまでをも冷却してしまうおそれを有することから、上記のように発泡体ＦＢの移動方向と同方向となる気流を形成させて風冷するように気体の吹き出し方向を設定することが好ましい。
また、この気体吹出口ＡＯは、前記円環状の中空管の管壁に穿設した１以上の穴であっても、この中空管に沿って連続するスリット状に形成させたものであっても良い。
【００４１】
この気体吹出口ＡＯは、冷却効率の観点から、発泡体ＦＢの表面までの距離（図３“ｈ”）が、通常、３００ｍｍ以内とされる。
この距離ｈは、２００ｍｍ以内とされることが好ましく、１００ｍｍ以内であることがより好ましい。
また、冷却マンドレルＭＤを通過した後の切込みが設けられた発泡体１に過度な延伸が加えられることを抑制するためには、この冷却リングＣＲ２は、空気などの気体を噴出する能力として、常温常圧換算で１．０ｍ3／ｍｉｎ以上の能力が確保されていることが好ましい。
ただし、過度な気流を冷却リングＣＲ２から発生させると埃を舞い上げてしまうなどのトラブルを発生させるおそれを有することから、風量は、５．０ｍ3／ｍｉｎ以下にさせることが好ましい。
【００４２】
なお、この冷却リングＣＲ２は、冷却マンドレルＭＤによって冷却されている前記発泡体ＦＢを外側から風冷するという機能を有する点において重要なものであり、本発明においては、上記例示の冷却リングＣＲ２に代えて種々の態様の装置を採用することが可能なものである。
【００４３】
前記冷却マンドレルＭＤは、本実施形態においては、前記外周面が金属で形成されており、その内側に冷却水を流通させて冷却を行い得るように形成されている。
また、冷却装置には、これらの冷却リングＣＲ１，ＣＲ２から吹き出させる気体の温度ならびに流量、及び、冷却マンドレルＭＤに流通させる冷却水の流量ならびに温度を調整する機構を備えさせることが好ましい。
【００４４】
そして、このポリスチレン系樹脂発泡シート１を製造するための製造設備には、冷却マンドレルＭＤによって冷却された円筒状の発泡体ＦＢに左右一対の切り込みを入れるための一組の切断刃ＣＴが冷却マンドレルＭＤの下流側の位置に設けられている。
すなわち、この製造設備は、円筒状の発泡体ＦＢをこの切断刃ＣＴによって上下２分割させ得るように構成されている。
また、製造設備には、発泡体ＦＢを展開して平坦な発泡シート１とするための装置として前記２分割された発泡体ＦＢが巻き掛けられる一対のローラ９１をさらに有している。
該ローラ９１は、２分割された後の発泡体ＦＢを平坦に広げた場合の幅よりも長く、その長さ方向を押し出し方向と直交する方向に延在させて前記冷却マンドレルＭＤの後方（押し出し方向下流側）に上下対となって配されている。
そして、２分割された発泡体ＦＢは、上半分が上側のローラ９１に巻き掛けられ、下半分が下側のローラ９１に巻き掛けられてそれぞれ後段に設けられたシートロールＳＲに巻き取られるようになっている。
【００４５】
なお、このローラ９１による円筒状の発泡体ＦＢの展開は、以下のようにしてなされる。
前記発泡体ＦＢは、切断刃ＣＴで切り込みが設けられた後、完全に上下２分割された状態となってもしばらくの間は略円筒状に維持され、例えば、切り込みよりも上側の発泡体ＦＢは、分割後幅方向中央部を両側部よりも上側に膨出させた断面略半円の状態に維持される。
しかし、前記ローラ９１に近づくにつれて両側部が持ち上げられるように左右に押し広げられ、前記ローラ９１に到達された時点では平坦になってこのローラ９１の外周面に全幅が当接される状態となる。
また、説明を省略するが、下半分も同様にして発泡体ＦＢが平坦化され、この２本のローラ９１で発泡体ＦＢが切り開かれて平坦な発泡シート１とされる。
【００４６】
このようにして平坦化された発泡シート１をシートロールＳＲに巻き取るべく、本実施形態の製造設備には引取り装置（図示せず）が備えられており、該引取り装置は、前記ローラ９１の後段側に配された別のローラ９２を介して発泡シート１を引き取るべく備えられている。
この引取り装置は、その引取り速度（シートロールＳＲの回転速度）を調整することで、発泡体ＦＢが押し出された後、冷却マンドレルＭＤに到達するまでの時間や、冷却マンドレルＭＤの外周面に発泡体ＦＢが摺接される時間などを制御し得るように製造設備に供えられている。
したがって、押し出し直後の冷却リングＣＲ１による風冷効果、冷却マンドレルＭＤによる冷却効果、及び、冷却リングＣＲ２による風冷効果も引取り装置によって調整可能であると言える。
【００４７】
このような設備を使って、前記のような厚み（１．０〜３．０ｍｍ）及び密度（０．０５ｇ／ｃｍ3〜０．１ｇ／ｃｍ3）を有するポリスチレン系樹脂発泡シート１を製造するのに際しては、前記冷却リングＣＲ２による風冷を主として調整し前記冷却マンドレルＭＤの外周長に対して９９．３％以上１００％以下となるシート幅を有する発泡シート１を作製することが好ましい。
なお、ポリフェニレンエーテル系樹脂などが含めれていない、スチレンホモポリマーからなる汎用ポリスチレン樹脂（ＧＰＰＳ）を使って、ポリスチレン系樹脂発泡シート１を製造する場合には、さらなる低密度化を図りうることから、密度を０．０５ｇ／ｃｍ3〜０．０７５ｇ／ｃｍ3として冷却マンドレルＭＤの外周長に対して９９．３％以上１００％以下となるシート幅を有する発泡シート１を作製させ得る。
【００４８】
この冷却マンドレルＭＤの外周長は、通常、冷却マンドレルＭＤの直径Ｄ１に円周率を乗じて求められるものであり、冷却マンドレルＭＤの断面形状が真円となっていない場合は、巻尺のようなものを掛け回して直接測定することができる。
また、冷却マンドレルＭＤの外周長は、押し出し方向上流側と下流側とで冷却マンドレルＭＤの直径が異なるような場合は、通常、発泡体ＦＢが冷却マンドレルＭＤの外周面から離れる下流側の直径に基づいて算出する。
【００４９】
一方で発泡シート１のシート幅は、直接計測して求めることができ、例えば、シートロールＳＲに巻き取った後、０．５時間以内にその幅を計測することで求めることができる。
また、上記のごとく、発泡体ＦＢを２分割して２枚の発泡シート１を作製する場合には、シート幅とは、両者の幅を足し合わせた寸法を意図している。
なお、発泡シート１のシート幅は、例えば、発泡シート１に湾曲等が見られるようであれば平板などで押さえて矯正した状態で測定することができる。
【００５０】
冷却マンドレルＭＤの外周長に対して９９．３％以上１００％以下となるシート幅を有する発泡シート１を主として冷却リングＣＲ２による風冷の調整により作製することが好ましいのは、この冷却リングＣＲ２による風冷をせずに発泡シート１を作製すると冷却マンドレルＭＤの外周長に対して９９．３％未満のものとなるおそれを有するためである。
【００５１】
なお、冷却マンドレルの外周長に対して９９．３％未満のシート幅しか有していない場合は、それだけ、冷却マンドレルから離れた後に発泡体に延伸が加えられ縮径されたことを意味する。
延伸が過度に加えられている発泡シートは、シート成形法による成形加工に際して十分な伸びが得られず、成形品に破れやシワが生じたりするおそれを有する。
また、シート幅が短いことによって両側部に十分な“固定しろ”がなく、２次発泡時や成形時における両端の固定が不十分となって、クランプ外れが生じるおそれを有する。
【００５２】
したがって、冷却マンドレルＭＤによって冷却されている発泡体ＦＢを外側から風冷する冷却リングＣＲ２での冷却条件を調整して発泡体ＦＢを十分に冷却して高速での引取りによっても発泡体ＦＢ（発泡シート１）に過度の延伸が加わることを防ぐ作用を発揮させ、冷却マンドレルＭＤの外周長に対して９９．３％以上１００％以下となるようにシート幅を調整することが重要である。
【００５３】
例えば、発泡体ＦＢの冷却だけを考慮すれば、押し出し直後における冷却リングＣＲ１による風冷を強化したり、冷却マンドレルＭＤによる冷却を強化したりすることも考え得るが、押し出し直後の冷却を強化させると、発泡体の発泡状態が大きく変化し、成形品に軽量性を付与できるような低密度（０．０５ｇ／ｃｍ3〜０．１ｇ／ｃｍ3）な発泡シート１を得ることが困難になるおそれを有する。
また、押し出し直後の冷却を強化させると、冷却マンドレルＭＤによる拡径に際して、発泡体ＦＢの周方向（シート幅方向）に大きな延伸が加わって、結果、クランプ外れを誘発させるおそれを有する。
【００５４】
また、冷却マンドレルＭＤによる冷却を強化させると、発泡体ＦＢの内側に大きな収縮力を生じさせることになり、発泡体ＦＢと冷却マンドレルＭＤとの摩擦力を増大させるおそれを有し、該摩擦力に相当する大きな張力が冷却マンドレルＭＤを離れた発泡体ＦＢに加えられることになる。
その結果、押し出し方向への過度な延伸が加えられるおそれがあり、シート幅を冷却マンドレルＭＤの外周長に対して９９．３％以上とすることが難しくなるおそれを有する。
このようなことから冷却リングＣＲ２での風冷を積極的に利用して発泡シート１のシート幅を冷却マンドレルＭＤの外周長に対して９９．３％以上とすることが重要なものである。
【００５５】
この風冷は、冷却リングＣＲ２を冷却マンドレルＭＤの上流側に位置させて実施することが好ましく、サーキュラーダイ側の端部から冷却マンドレルＭＤの長さの３／４の地点までの区間に冷却リングＣＲ２を設置して実施することが好ましい。
そして、このような位置に設けた冷却リングＣＲ２からは、冷却マンドレルＭＤの表面に対して直角（吹き付け角：０度）となる方向から、この直角方向に対して下流側に６０度となる方向（吹き付け角：６０度）の間のいずれかの角度で気体を吹き付けて前記風冷を実施させることが好ましい。
さらに、用いる気体の温度は７０℃未満であることが好ましく、一定時間に吹き出す風量とこの時間内に通過する発泡体（発泡シート）の面積との比は０．０１ｍ3／ｍ2以上０．１０ｍ3／ｍ2以下のいずれかであることが好ましい。
【００５６】
なお、冷却リングＣＲ２での風冷によって、発泡シート１のシート幅を冷却マンドレルＭＤの外周長に対してより確実に９９．３％以上とするためには、冷却マンドレルＭＤとの摺接を終えて、この冷却マンドレルＭＤから離れた直後の発泡体ＦＢの表面温度が７０℃以下となるように前記風冷を実施することが好ましい。
【００５７】
また、冷却リングＣＲ２での風冷によって発泡体ＦＢに張力に抗する強度を付与するばかりでなく、引取り速度の制御によって発泡体ＦＢの強度に対して過度の張力を発生させないようにすることで冷却リングＣＲ２による風冷の効果との相乗効果を期待することができる。
発泡体ＦＢの強度は、坪量と密接に関係することから、引取り速度を作製する発泡シート１の坪量に関連付けて制御することが好ましい。
より具体的には、坪量をＭ（ｇ／ｍ2）とした場合に、前記引取りを０．１Ｍ（ｍ／ｍｉｎ）以上０．６Ｍ（ｍ／ｍｉｎ）以下の速度で実施することが好ましい。
引取り速度がこのような範囲内であるのが好ましいのは、この上限値を超えて高速で引取りを行うと、発泡体ＦＢに過度な張力を発生させるおそれを有するばかりでなく、冷却リングＣＲ２や冷却マンドレルＭＤによる冷却が十分になされず、低い張力でも延伸を受ける状態になるおそれを有するためである。
【００５８】
また、下限値未満とすると、過度な延伸が加えられるおそれを低下させ得るものの所定の長さの発泡シート１をシートロールＳＲとして巻き取るのに要する時間が必要以上に長期化してしまい発泡シート１の生産性を大きく低下させることになる。
【００５９】
なお、ポリスチレン系樹脂とポリフェニレンエーテル系樹脂との合計１００質量部に対して、ポリフェニレンエーテル系樹脂を１０質量部以上５０質量部以下となる割合で含有させて耐熱性の向上が図られたポリスチレン系樹脂組成物で発泡シートを形成させるような場合であれば、上記条件を以下のように変更することが好ましい。
【００６０】
例えば、耐熱性の向上が図られたポリスチレン系樹脂組成物を用いる場合には、冷却リングＣＲ２での風冷によって、発泡シート１のシート幅を冷却マンドレルＭＤの外周長に対してより確実に９９．３％以上とするためには、冷却マンドレルＭＤとの摺接を終えて、この冷却マンドレルＭＤから離れた直後の発泡体ＦＢの表面温度が１１５℃以下となるように前記風冷を実施することが好ましい。
【００６１】
さらに、耐熱性の向上が図られたポリスチレン系樹脂組成物を用いる場合には、坪量をＭ（ｇ／ｍ2）とした場合に、前記引取りを０．０５Ｍ（ｍ／ｍｉｎ）以上０．４０Ｍ（ｍ／ｍｉｎ）以下の速度で実施することが好ましい。
【００６２】
なお、発泡シート１は、押し出し直後には気泡内が発泡剤ガスで充満されている状態であり、その後、この発泡剤ガスの拡散速度と、外気の気泡内への侵入速度との関係によって製造直後からしばらくの間は２次発泡の特性などが安定せず、寸法も微妙に変化する場合がある。
そのため、得られた発泡シート１が、冷却マンドレルＭＤの外周長に対して９９．３％以上１００％以下のシート幅で形成されたとしても、すぐには発泡成形品の作製に用いずに５〜９０日の養生期間を設けた後に、発泡成形品の作製に使用することが好ましい。
そして、このような養生によって製造直後のシート幅に対して９９％以上１００％以下のシート幅を有している状態で発泡成形品の製造に供することが好ましい。
【００６３】
なお、このような養生は、通常、直射日光が当たらない場所で、−１０〜５０℃の温度で実施される。
【００６４】
通常、本実施形態に係るポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法によれば、上記のような養生期間を設けても製造直後のシート幅に対して９９％以上１００％以下の寸法保持を示すため、クランプ外れなどのおそれを抑制しつつ、安定した２発泡状態で成形加工を実施でき、作製する発泡成形品の歩留り向上に有効なものとなる。
【００６５】
なお、この２次発泡条件などといったシート成形法による成形加工時の条件設定は、適宜選択が可能なものである。
ポリスチレン系樹脂発泡シートを素材として一般的に実施されている真空成形、圧空成形、真空圧空成形といったシート成形法を、上記例示の製造方法で得られるポリスチレン系樹脂発泡シートに対して実施して、食品トレーなどの発泡成形品を作製することができる。
本発明の製造方法で得られるポリスチレン系樹脂発泡シートは、例えば、坪量１５０ｇ／ｍ2以下の軽量な状態に形成され、しかも、成形加工時における伸び不足やクランプ外れといったトラブルを抑制させ得ることから、軽量化トレーなどの発泡成形品の歩留り向上に有効なものとなる。
【００６６】
特に、深さ１０ｍｍ以上３５ｍｍ以下の深さのトレーであれば、軽量でありながら十分な強度を有するものが得られやすく、シワや破れなどの欠陥の発生を十分抑制させうる。
すなわち、本実施形態に係る発泡成形品の製造方法においては、前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを３５ｍｍ以下の深さに凹入させてトレー形状とする成形加工を実施することが好ましい。
【００６７】
また、このようなトレーのみならず、種々の発泡成形品の作製に本実施形態に係る発泡成形品の製造方法を適用でき厚みが１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下で且つ密度が０．０５ｇ／ｃｍ3以上０．１ｇ／ｃｍ3以下のポリスチレン系樹脂発泡シートとして上記のような製造方法で得られたものを用いることによって外観美麗で、優れた強度と軽量性とを兼ね備えた発泡成形品を歩留り良く製造することが出来るものである。
【００６８】
なお、本発明は、上記のような例示に限定されるものではなく、従来公知の技術事項などを、本発明の効果が著しく損なわれない範囲において適宜採用が可能なものである。
【実施例】
【００６９】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７０】
（実施例１〜４、比較例１〜５）
下記に示すような条件で、ポリスチレン系樹脂組成物を環状のスリットを有するサーキュラーダイから発泡押出ししてポリスチレン系樹脂発泡シートを作製した。
得られたポリスチレン系樹脂発泡シートを、養生期間を設けた後でシート成形した。
結果を下記表１に示す。
【００７１】
なお、シート成形には、押し出し後３０日の養生を行った、１ロールの長さが約３００ｍの発泡シートを用いた。
そして、シート成形に際しては、発泡シートの両端から内側に１０〜１５ｍｍの位置に穴を穿設して、この穴をピンに引っ掛けるクランプ方法を採用した。
また、シート成形時の温度条件については、成形後の二次厚みが成形前の厚みに対して１．８倍から２．０倍となる温度条件を採用した。
上記のような発泡シートに対して、上記のような条件で、縦２００ｍｍ、横１４０ｍｍ、深さ３０ｍｍのトレー型が４×６個配列された金型を用いて、１ショットで２４個のトレーを作製した。
【００７２】
この成形加工におけるクランプ外れを評価した結果を表１に併せて示す。
なお、“クランプ外れ”の評価においては、１ロール全て（約３００ショット）の成形において“クランプ外れ”が全く生じなかった場合を「○」、１回から数回程度発生した場合を「△」、頻繁に発生した場合を「×」として判定した。
【００７３】
また、この成形加工における成形性を評価した結果を表１に併せて示す。
なお、“成形性”の評価においては、１ロール全て（約３００ショット）の成形によって得られたトレーの表裏両面に“クラック”や“亀裂”が全く見られなかった場合を「○」、１個から数個程度見られた場合を「△」、頻繁に見られた場合を「×」として判定した。
【００７４】
さらに、シートロールを横倒し状態にした際に、巻き緩みによって中心部がタケノコ状に下方に突出する現象（タケノコ現象）が見られるかを併せて評価した。
数個のシートロールに対してこのような評価を行っても、タケノコ現象が見られない場合を「○」、１個において見られた場合を「△」、複数個において見られた場合を「×」として判定した。
【００７５】
【表１】
0005618403.tif 000003
【００７６】
この表からも、本発明によれば、シート成形法による成形加工におけるトラブルを回避させ得るポリスチレン系樹脂発泡シートが提供され得ることがわかる。
【００７７】
（実施例５、６）
上記実施例１〜４は、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含まない汎用ポリスチレン樹脂でポリスチレン系樹脂発泡シートを形成させた場合についての事例であるが、次に、実施例５、６として、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含有する樹脂組成物でポリスチレン系樹脂発泡シートを形成させた場合についての事例を示す。
この実施例５、６のポリスチレン系樹脂発泡シートについて、実施例１〜４と同様に評価した結果を下記表２に示す。
【００７８】
【表２】
0005618403.tif 000004
【００７９】
この表からも、本発明によれば、耐熱性の向上が図られたポリスチレン系樹脂発泡シートであっても、シート成形法による成形加工におけるトラブルを回避させ得ることがわかる。
【００８０】
（参考例）
以下に、樹脂成分がスチレン系樹脂単体のポリスチレン系樹脂組成物で作製したポリスチレン系樹脂発泡シートと、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含有させたポリスチレン系樹脂組成物で作製したポリスチレン系樹脂発泡シートとにおいて割れ難さを評価した事例を示す。
【００８１】
（シート１）
ポリスチレン系樹脂（ＤＩＣ社製ＧＰＰＳ（スチレンホモポリマー）、商品名「ＸＣ−５１５」）７０質量％、及び、ポリフェニレンエーテル系樹脂（ＰＰＥ）とポリスチレン系樹脂（ＰＳ）との混合樹脂（サビック社製、商品名「ノリルＥＦＮ４２３０」、ＰＰＥ／ＰＳ＝７０／３０）３０質量％からなる樹脂成分１００質量部に対して、消臭成分として東亜合成社製のリン酸ジルコニウム系消臭剤（商品名「ケスモンＮＳ−１０」）を０．５質量部含有する樹脂組成物を押出し発泡して、厚み２．０ｍｍ、目付け１８０ｇ／ｍ2のポリスチレン系樹脂発泡シート（シート１）を作製した。
【００８２】
（シート２）
ＧＰＰＳ、ＰＰＥ、及び、消臭成分を含む樹脂組成物に代えてアクリル系モノマーとスチレンモノマーとの共重合体を押出し発泡してシート１と同じ厚みで同じ目付けのポリスチレン系樹脂発泡シート（シート２）を作製した。
【００８３】
（シート３）
ＧＰＰＳ、ＰＰＥ、及び、消臭成分を含む樹脂組成物に代えてＧＰＰＳのみを押出し発泡してシート１と同じ厚みで同じ目付けのポリスチレン系樹脂発泡シート（シート３）を作製した。
【００８４】
（耐熱性評価：示差走査熱量測定）
上記シートから６．５±０．５ｍｇのサンプルを採取し、ＪＩＳ  Ｋ７１２１に基づいて示差走査熱量測定を実施した（使用装置：エスアイアイ・ナノテクノロジー社製、示差走査熱量計装置、型名「ＤＳＣ６２２０」）。
その結果、シート１、シート２のサンプルにおいては、ＪＩＳ  Ｋ７１２１  ９．３（１）に記載の「中間点ガラス転移温度（Ｔｍｇ）」が１２０℃付近に観察され、シート３のサンプルでは、１０６℃に観察された。
【００８５】
（靱性評価：ダイナタップ衝撃試験）
上記シート１〜３から、１００×１００ｍｍのテストピースを採取して、該テストピースに対して、ＡＳＴＭ  Ｄ３７６３に基づくダイナタップ衝撃試験を実施した（使用装置：Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｏｒｐ．社製、ダイナタップ衝撃試験装置、型名「ＧＲＣ８２５０」）。
その結果、シート２のテストピースについては、最大点変位３．２ｍｍ、最大荷重２９Ｎという結果となり、シート３のテストピースについては、最大点変位４．０ｍｍ、最大荷重３６Ｎという結果となった。
一方でシート１のテストピースについては、最大点変位４．４ｍｍ、最大荷重４２Ｎという結果となった。
このことからもシート１は、ＰＰＥ系樹脂が含有されることによって変位と荷重が大きな割れ難い状態となっていることがわかる。
【符号の説明】
【００８６】
１：ポリスチレン系樹脂発泡シート、ＣＤ：サーキュラーダイ、ＣＲ１、ＣＲ２：冷却リング、ＦＢ：（円筒状の）発泡体、ＭＤ：冷却マンドレル
【図１】
0005618403.tif 000005
【図２】
0005618403.tif 000006
【図３】
0005618403.tif 000007