(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出し方向に向けて円形の開口部を有する外型と、前記開口部よりも小径となる円形の外形を有する内型とを有し、前記外型の開口部に前記内型が配されて円環状の吐出口が形成され、前記開口部から押出し方向上流側に向かって縮径した状態となるように傾斜した内周面を前記外型が有しており、該外型の前記内周面に対向する外周面が前記内型に形成され、しかも、前記外型の内周面が傾斜している角度よりも大きな傾斜角で傾斜した外周面が前記内型に形成されて該内型と前記外型との間に形成された流路の断面積が押出し方向に向けて小さくなるように形成されているサーキュラ金型を用いて、加熱溶融されたスチレン系樹脂組成物を発泡押出しし、該発泡押出しによって形成された筒状の発泡体を前記円環状の吐出口の口径よりも大きな外径を有する冷却マンドレルに沿わせて周方向に延伸するスチレン系樹脂発泡シートの製造方法であって、
前記外型の内周面と前記内型の外周面との傾斜角の差が１度以上、１０度以下となるように形成されたサーキュラ金型を用いて、該サーキュラ金型の内型と外型との温度差が３５℃以下となるようにして前記発泡押出しを実施し、前記筒状の発泡体に内周側と外周側との両方から空冷を実施した後、前記吐出口の口径の３．１倍以上、４．５倍以下の外径を有している冷却マンドレルで前記空冷後の発泡体に前記周方向の延伸を実施することを特徴とするスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項２】
前記スチレン系樹脂組成物には、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記載のスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーキュラ金型を用いて、加熱溶融されたスチレン系樹脂組成物を発泡押出してスチレン系樹脂発泡シートを作製するスチレン系樹脂発泡シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スチレン系樹脂発泡シートを、真空成形や圧空成形といったシート成形法によって食品トレーなどの発泡樹脂容器に成形加工することが行われている。
このような成形加工は、スチレン系樹脂発泡シートを変形可能な温度まで加熱して実施されるため、例えば、下記特許文献１に示すように、スチレン系樹脂発泡シートには、加熱収縮などの熱変形を起こさないことが求められている。
【０００３】
しかし、一般的に、このような発泡シートは、下記特許文献２に示すように、サーキュラ金型を用いて円筒状の発泡体として形成された後に、該発泡体を展開してロールに巻き取ることにより平坦なシートとされて製造されている。
そして、その場合には、サーキュラ金型の吐出口から溶融状態のスチレン系樹脂組成物が押し出される際に急峻に発泡しながら冷却されることから、押出し方向（以下「ＭＤ方向」ともいう）に延伸された状態となってスチレン系樹脂発泡シートが作製されている。
また、押し出された後に冷却マンドレルによって周方向（押出し方向と直交する方向：以下「ＴＤ方向」ともいう）への延伸が加えられたりもしている。
【０００４】
このような延伸による応力歪みが緩和されずに残存すると、加熱によって分子間力による拘束が解かれ、スチレン系樹脂分子がある程度運動可能となった場合においてスチレン系樹脂が安定な位置に再配列しようとするために発泡シートに湾曲を生じさせるおそれがあり、このような湾曲が生じると、食品トレーなどの成形時に種々のトラブルを発生させることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１９７７号公報
【特許文献２】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】
【０００６】
本発明は、このようなシート成形等による成形加工おけるトラブルを回避させ得るスチレン系樹脂発泡シートの製造方法と、スチレン系樹脂発泡シートとの提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、サーキュラ金型からスチレン系樹脂組成物が押し出される際のコンディションや冷却マンドレルによる延伸条件等が主として加熱時の変形の要因となっていることを見出し、これらを制御することで、加熱時における寸法変化等が抑制されたスチレン系樹脂発泡シートとし得ることを見出し本発明の完成に至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、押出し方向に向けて円形の開口部を有する外型と、前記開口部よりも小径となる円形の外形を有する内型とを有し、前記外型の開口部に前記内型が配されて円環状の吐出口が形成され、前記開口部から押出し方向上流側に向かって縮径した状態となるように傾斜した内周面を前記外型が有しており、該外型の前記内周面に対向する外周面が前記内型に形成され、しかも、前記外型の内周面が傾斜している角度よりも大きな傾斜角で傾斜した外周面が前記内型に形成されて該内型と前記外型との間に形成された流路の断面積が押出し方向に向けて小さくなるように形成されているサーキュラ金型を用いて、加熱溶融されたスチレン系樹脂組成物を発泡押出しし、該発泡押出しによって形成された筒状の発泡体を前記円環状の吐出口の口径よりも大きな外径を有する冷却マンドレルに沿わせて周方向に延伸するスチレン系樹脂発泡シートの製造方法であって、前記外型の内周面と前記内型の外周面との傾斜角の差が１度以上、１０度以下となるように形成されたサーキュラ金型を用いて、該サーキュラ金型の内型と外型との温度差が３５℃以下となるようにして前記発泡押出しを実施し、前記筒状の発泡体に内周側と外周側との両方から空冷を実施した後、前記吐出口の口径の３．１倍以上、４．５倍以下の外径を有している冷却マンドレルで前記空冷後の発泡体に前記周方向の延伸を実施することを特徴とするスチレン系樹脂発泡シートの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のスチレン系樹脂発泡シートの製造方法によれば、サーキュラ金型からスチレン系樹脂組成物が押し出される際のコンディションや冷却マンドレルによる延伸等が適度に調整されることで、得られるスチレン系樹脂発泡シートに、加熱時における寸法変化等が生じることを抑制させ得る。
すなわち、本発明によれば、成形加工におけるトラブルを回避可能なスチレン系樹脂発泡シートが提供されうる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るスチレン系樹脂発泡シートの構造を示す断面図。
【図２】加熱による寸法変化の測定方法を表す（ａ0、ａ1）上面図、及び、（ｂ0、ｂ1）正面図。
【図３】本実施形態のスチレン系樹脂発泡シートの製造方法に用いる装置構成を示す概略図。
【図４】本実施形態のスチレン系樹脂発泡シートの製造方法に用いるサーキュラ金型の構成を示す（ａ）正面図、及び、該正面図における（ｂ）Ｘ−Ｘ’線矢視断面図。
【図５】図４のサーキュラ金型が使用される様子を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、スチレン系樹脂発泡シートについて説明する。
図１は、本実施形態に係る樹脂発泡シートの断面図であり、本実施形態に係るスチレン系樹脂発泡シート１は、発泡押出しされたシート単体で構成されているもので、非発泡層などの他の層が備えられてはいないものである。
ただし、この図１にも示されているように、図１正面視上側の表面１ａ（以下「第一表面１ａ」ともいう）と下側の表面１ｂ（以下「第二表面１ｂ」ともいう）とがいずれも厚み方向中心部に比べて気泡径が小さく、発泡度が低い（密度が高い）状態となって形成されている。
【００１２】
この本実施形態におけるスチレン系樹脂発泡シート１は、後段において詳述するが、押出し方向に向けて円形の開口部を有する外型と、前記開口部よりも小径となる円形の外形を有する内型とを有し、前記外型の開口部に前記内型が配されて円環状の吐出口が形成され、前記開口部から押出し方向上流側に向かって縮径した状態となるように傾斜した内周面を前記外型が有しており、該外型の前記内周面に対向する外周面が前記内型に形成され、しかも、前記外型の内周面が傾斜している角度よりも大きな傾斜角で傾斜した外周面が前記内型に形成されて該内型と前記外型との間に形成された流路の断面積が押出し方向に向けて小さくなるように形成されているサーキュラ金型を用いて、加熱溶融されたスチレン系樹脂組成物が発泡押出しされ、該発泡押出しによって形成された筒状の発泡体が前記円環状の吐出口の口径よりも大きな外径を有する冷却マンドレルに沿わせて周方向に延伸されて形成されたものである。
【００１３】
具体的には、本実施形態にかかるスチレン系樹脂発泡シートとしては、１．０ｍｍ以上、３．５ｍｍ以下の範囲の内のいずれかの厚みを有するものが好ましい態様として例示することができ、全体の平均密度が０．０５ｇ／ｃｍ3以上、０．１４ｇ／ｃｍ3以下の範囲の内のいずれかとされることが好ましい。
【００１４】
なお、この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、スチレン系樹脂発泡シートの平均密度は、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。
【００１５】
また、本実施形態のスチレン系樹脂発泡シート１は、両表面から厚み方向０．２ｍｍ深さまでの平均密度が０．１０ｇ／ｃｍ3以上であり、該０．２ｍｍ深さまでの平均密度が下記関係式（１）を満足させるとともに、１２５℃で２分３０秒の加熱処理を行った際に生じる外形変化が、下記（２）〜（６）の関係式を全て満足させることが重要である。
（１）  ０．７≦（ＳＤO／ＳＤI）≦１．４
（２）  −０．１≦｛（ＬMD0−ＬMD1）／ＬMD0｝≦０．２
（３）  −０．１≦｛（ＬTD0−ＬTD1）／ＬTD0｝≦０．２
（４）  ０．９≦｛（ＬMD1／ＬMD0）＋（ＬTD1／ＬTD0）｝／２≦１．０５
（５）  ０．８≦（ＬOMD1／ＬIMD1）≦１．０５
（６）  ０．８≦（ＬOTD1／ＬITD1）≦１．０５
（ただし、「ＳＤO」は、スチレン系樹脂発泡シートに対して、前記筒状の発泡体の外側に相当する側の表面から０．２ｍｍ深さまでの平均密度を測定した値を表し、「ＳＤI」は、スチレン系樹脂発泡シートに対して、前記筒状の発泡体の内側に相当する側の表面から０．２ｍｍ深さまでの平均密度を測定した値を表している。さらに、「ＬMD0」、「ＬTD0」は押出し（ＭＤ）方向と該押出し方向と直交する（ＴＤ）方向とにおける加熱処理前のそれぞれ寸法を表し、「ＬMD1」、「ＬTD1」は押出し（ＭＤ）方向と該押出し方向と直交する（ＴＤ）方向とにおける加熱処理後のそれぞれ寸法を表している。また、「ＬOMD1」、「ＬOTD1」は、前記筒状の発泡体の外側に相当する側から、加熱処理後のスチレン系樹脂発泡シートの寸法を押出し（ＭＤ）方向と該押出し方向と直交する（ＴＤ）方向について測定した値を表し、「ＬIMD1」、「ＬITD1」は、前記筒状の発泡体の内側に相当する側から、加熱処理後のスチレン系樹脂発泡シートの寸法を押出し（ＭＤ）方向と該押出し方向と直交する（ＴＤ）方向について測定した値を表している。なお、先の「ＬMD1」と「ＬTD1」とは、この筒状の発泡体の外側に相当する側の寸法と、内側に相当する側の寸法との平均で求められる値であり、当該値との間に〔ＬMD1＝（ＬOMD1＋ＬIMD1）／２〕、〔ＬTD1＝（ＬOTD1＋ＬITD1）／２〕の関係を有するものである。）
【００１６】
このことについて、より詳しく説明する。
上記関係式に用いられている各パラメータについては、以下のようにして求められうる。
まず、図２に示すように、スチレン系樹脂発泡シートを四辺がＭＤ方向とＴＤ方向とに平行となるように１０ｃｍ角の試験片を切り出し、しかも、円筒状に押し出された際の外側面（図２の符号“Ｏｓ”）に相当する側と、内側面（図２の符号“Ｉｓ”）に相当する側とを判別可能な状態にして試験片を作製し、該試験片を金網上に敷いた状態で１２５℃に加熱されたギヤオーブンに入れて２分３０秒間加熱し、該加熱後の試験片について、対向する辺の中心間距離を試験片の両面において測定し、これを加熱処理後の各測定値（ＬOMD1、ＬIMD1、ＬOTD1、ＬITD1）とすることができる。
なお、加熱後の試験片などに湾曲等を生じている場合は、中心間距離の測定を直線距離で測定するのではなく、表面に沿った曲線距離で測定するものとする。
この曲線距離は、例えば、巻尺のようなものを試験片の表面に沿わせて測定することができる。
そして、加熱処理後の寸法（ＬMD1、ＬTD1）は、得られた測定値から、ＭＤ方向とＴＤ方向との両方において試験片の両面（Ｏｓ側、Ｉｓ側）の平均値〔（ＬOMD1＋ＬIMD1）／２〕、〔（ＬOTD1＋ＬITD1）／２〕をそれぞれ計算して求めることができる。
【００１７】
なお、「ＳＤO」、「ＳＤI」の値は、加熱前の試験片について測定するものであり、試験片の両面（Ｏｓ側、Ｉｓ側）において表面から０．２ｍｍ深さの位置でスライスして、そのスライス片の平均密度を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」に基づいて測定することで、「ＳＤO」、「ＳＤI」の値をそれぞれ求めることができる。
【００１８】
なお、上記関係式（１）を満足させることが重要であるのは、筒状の発泡体の内側に相当する側の表面付近の平均密度（ＳＤI）に対する外側に相当する側の表面付近の平均密度（ＳＤO）の割合（ＳＤO／ＳＤI：以下「表層密度差」ともいう）が、０．７未満となったり、１．４を超えたりするようでは、シート成形法による成形加工時に“折れジワ”が表面に形成されるおそれを有するためである。
また、表面付近の平均密度（ＳＤI、ＳＤO）が、０．１ｇ／ｃｍ3以上であることが重要なのは、平均密度（ＳＤI、ＳＤO）が、０．１ｇ／ｃｍ3未満では、作製された成形品を吸着パッド等で移送する際に、この吸着パッドの痕が付いてしまうおそれを有するためである。
【００１９】
なお、上記関係式（２）、（３）を満足させることが重要であるのは、初期寸法（ＬMD0、ＬTD0）に対する寸法変化量（（ＬMD0−ＬMD1）、（ＬTD0−ＬTD1））の割合（（ＬMD0−ＬMD1）／ＬMD0、（ＬTD0−ＬTD1）／ＬTD0：以下「寸法変化率」ともいう）が−０．１未満となる場合は、ドローダウンが大きいことが予測され、一方でこの「寸法変化率」が０．２を超える場合は、収縮が大きすぎて、それぞれシート成形法による成形加工を行うことが難しくなるためである。
【００２０】
また、上記関係式（４）を満足させることが重要であるのは、初期寸法に対する加熱処理後の寸法の割合（以下「寸法保持率」ともいう）が、ＭＤ方向、ＴＤ方向の平均で、０．９を下回ると成形時の収縮が大きく、伸び不良が生じたり、金型によるクランプが上手くなされず、クランプ外れが発生したりするおそれがあり、一方でこの「寸法保持率」が１．０５を上回る値となる場合には成形時の波打ちやドローダウンが生じるおそれがあり、いずれもシート成形法による成形加工を行うことが難しくなるためである。
【００２１】
そして、上記関係式（５）、（６）を満足させることが重要であるのは、筒状の発泡体の内側に相当する側の加熱処理後の寸法（ＬIMD1、ＬITD1）に対する外側に相当する側の加熱処理後の寸法（ＬOMD1、ＬOTD1）の割合（ＬOMD1／ＬIMD1、ＬOTD1／ＬITD1：以下「内外差」ともいう）が、０．８未満となったり、１．０５を超えたりするようでは、加熱された際に大きく湾曲してしまうおそれを有するためである。
【００２２】
このようなスチレン系樹脂発泡シートは、スチレン系樹脂発泡シートの形成に用いられる一般的な材料を用いて、後述する押出し装置による押出し条件を調整することによって得ることができる。
【００２３】
このスチレン系樹脂発泡シートを形成させるためのスチレン系樹脂組成物としては、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。
【００２４】
前記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。
【００２５】
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。
【００２６】
また、前記添加剤としては求められる特性に応じて適宜選択されればよく、例えば、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。
【００２７】
例えば、スチレン系樹脂発泡シートに耐熱性が求められるようであれば、特に、耐熱性の付与に有効となる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、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】
0005449058.tif 000002
【００２８】
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。
【００２９】
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、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。
【００３０】
通常、ＪＩＳ  Ｋ  ７２０６（Ｂ法、５０℃／ｈ）によって求められるスチレン系樹脂のビカット軟化温度は、１０２℃程度であるが、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スチレン系樹脂組成物を使用することで、得られるスチレン系樹脂発泡シートや該スチレン系樹脂発泡シートを２次加工した製品などの耐熱性向上を図り得る。
【００３１】
一般に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、単に製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。
【００３２】
したがって、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含んだ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。
【００３３】
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。
【００３４】
また、前記においては、スチレン系樹脂発泡シートが、前記関係式（１）を満足させるとともに、１２５℃で２分３０秒の加熱処理を行った際に生じる外形変化について、前記関係式（２）〜（６）を満足させることが好ましいことを述べたが上記のような１１０〜１５５℃のビカット軟化温度を示すスチレン系樹脂組成物で耐熱性に優れたスチレン系樹脂発泡シートを形成させた場合には、１２５℃で２分３０秒の加熱処理を行った際に関係式（２）〜（６）を満足させるのみならず、１４５℃で２分３０秒の加熱処理を行った際においても前記関係式（２）〜（６）を満足させる状態となっていることが好ましい。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
そしてこのようなスチレン系樹脂組成物は、以下のような装置によってスチレン系樹脂発泡シートとすることができる。
このスチレン系樹脂発泡シートを製造するための装置について図３〜図５を参照しつつ説明する。
図３は、本発明に係るスチレン系樹脂発泡シートの製造方法に用いられる製造装置の一例を示す構成図であり、サーキュラ金型からスチレン系樹脂組成物を発泡押出しして筒状の発泡体を形成させた後、該筒状の発泡体を冷却マンドレルの外周に沿わせて冷却し、冷却された発泡体を上下に二分割してロールに巻き取る様子を示したもので図４は、このサーキュラ金型を押出し方向下流側から上流側に向けて見た場合の正面図と、該正面図に示されているＸ−Ｘ’線の矢視断面図を表している。
さらに、図５は、図４の矢視断面図と同じ視点において、前記スチレン系樹脂組成物が押出し発泡される様子を示したものである。
【００４０】
これらの図にも示されているように、スチレン系樹脂発泡シートの製造方法においては、タンデム押出し機７０と、該押出し機７０において溶融混練されたスチレン系樹脂組成物を筒状に吐出するサーキュラ金型ＣＤとを有する設備が用いられる。
【００４１】
また、このスチレン系樹脂発泡シートの製造装置には、サーキュラ金型ＣＤから筒状に吐出された発泡体ＦＢを内外両方から空冷する冷却装置ＣＲ１，ＣＲ２と、この筒状の発泡体ＦＢを拡径して所定の大きさの筒状にするための冷却マンドレルＭＤと、該冷却マンドレルＭＤ通過後の発泡体ＦＢ’をスリットして２枚のスチレン系樹脂発泡シート１に分割するスリット装置（図示せず：図３においては上下に分割する様子のみを示す）と、スリットされたスチレン系樹脂発泡シート１を複数のローラ９１を通過させた後に巻き取るための巻き取りローラ９２がさらに備えられている。
【００４２】
前記タンデム押出し機７０は、その上流側の押出し機（以下「上流側押出し機７０ａ」ともいう）には、ベース樹脂などの材料を投入するためのホッパー７１と、炭化水素などのガス成分をシリンダー内に供給するためのガス導入部７２が設けられている。
そして、この上流側押し出し機７０ａの下流側には、ベース樹脂とガス性成分とを含有する発泡性樹脂組成物を溶融混練して合流金型ＸＨに吐出するための押出し機（以下「下流側押し出し機７０ｂ」ともいう）が備えられている。
【００４３】
前記サーキュラ金型ＣＤは、押出し方向に向けて円形の開口部ＯＰを有する外型ＯＲと、前記開口部ＯＰよりも小径となる円形の外形を有する内型ＣＬとを有している。
前記外型ＯＲは、押出し方向先端部の前記開口部ＯＰから押出し方向上流側に向かって縮径した円錐台形状の空間部を形成させるべく傾斜した内周面ＯＲｉを有している。
一方で、前記内型ＣＬには、前記外型ＯＲの前記内周面ＯＲｉに対向する外周面ＣＬｉが形成され、しかも、前記外型ＯＲの内周面ＯＲｉが水平軸ＨＡに傾斜している角度θ１よりも大きな傾斜角θ２で傾斜した外周面ＣＬｉが形成されている。
すなわち、前記外型ＯＲは、サーキュラ金型ＣＤの先端部において押出し方向に広がる円錐台形状の空間部を有し、前記内型ＣＬは、サーキュラ金型ＣＤの先端部に前記空間部よりも一回り小さな円錐台形状となる部分を当該空間部内に位置させるべく配されており、しかも、前記外型ＯＲと前記内型ＣＬとは円錐台形状の底面が外型ＯＲの空間部と内型ＣＬとで略面一となるようにして配されている。
そして、円錐台形状の空間部の底面に相当する前記開口部ＯＰの直径が、前記内型ＣＬの直径よりも径大とされ、該内型ＣＬの外縁と前記開口部ＯＰの開口縁との間に円環状の吐出口ＬＰが形成されている。
また、外型ＯＲと内型ＣＬとは、上記のように互いの斜面を互いに対向させて配されることにより、前記吐出口ＬＰへと至る流路ＦＬをこの斜面の間に形成させている
しかも、このサーキュラ金型ＣＤは、前記内型ＣＬと前記外型ＯＲとの間に形成されたスチレン系樹脂組成物の流路ＦＬとなる部分の断面積が、押出し方向に向けて小さくなるように形成されている。
【００４４】
このサーキュラ金型ＣＤは、外型ＯＲの内周面ＯＲｉと前記内型ＣＬの外周面ＣＬｉとの傾斜角の差（Δθ＝θ２−θ１）が１度以上、１０度以下の範囲の内のいずれかとなるように形成されていることが重要である。
この傾斜角の差（Δθ）がこのような範囲内であることが重要であるのは、この傾斜角の差（Δθ）が溶融されたスチレン系樹脂組成物の圧力の調整に重要な意味を持ち、吐出口ＬＰから吐出される際の発泡挙動に重要な意味を有するためである。
【００４５】
例えば、傾斜角の差（Δθ）の下限値が、１度に設定されているのは、傾斜角の差（Δθ）が１度未満となると、このサーキュラ金型ＣＤにおける溶融樹脂の流路ＦＬにおいて発泡が生じて得られるスチレン系樹脂発泡シートに粗大気泡を発生させて外観不良となるおそれを有するためである。
また、傾斜角の差（Δθ）の上限値が、１０度に設定されているのは、傾斜角の差（Δθ）が１０度を超える状態となると、前記吐出口ＬＰから吐出された際の発泡において溶融樹脂に過大なせん断力を発生させるおそれがあり、ＭＤ方向における「寸法変化量」を先のような範囲内の値とすることが難しくなるためである。
なお、θ２（内型の傾斜面と中心線とがなす角度）は、通常１５度〜７０度の範囲である。
【００４６】
なお、このサーキュラ金型ＣＤは、スチレン系樹脂組成物の発泡押出しにおいて、溶融されたスチレン系樹脂組成物と接する箇所に近い部分（吐出口近傍）が、内型ＣＬと外型ＯＲとにおいて３５℃以上の温度差となることを防止し得るように温度調整する機構が備えられていることが好ましい。
この内型ＣＬと外型ＯＲの温度は、押出されるスチレン系樹脂組成物に与えるせん断力に影響するため、３５℃以上の温度差を生じると「内外差」や「表層密度差」を先に述べた範囲内とすることが難しくなる。
ただし、次に述べる冷却装置ＣＲ１、ＣＲ２によっても内型ＣＬと外型ＯＲとは温度変化されることから、必ずしも内型ＣＬと外型ＯＲとがそれ自身に温度調整機構を有していなくとも３５℃以上の温度差が生じることを抑制することは可能である。
【００４７】
本実施形態の製造装置に備えられている冷却装置ＣＲ１、ＣＲ２は、前記サーキュラ金型ＣＤの押出し方向前方側において発泡体ＦＢに内外から空冷を行うためのものである。
この冷却装置ＣＲ１、ＣＲ２は、室温〜４０℃程度の温度の空気を発泡体ＦＢの内外において周方向に略均一な風量となる冷却風を吹き付けうるように構成されており、この冷風の温度が内外で略同じである場合には、その内側の風量の比率（外側の冷却装置ＣＲ１から風量／内側の冷却装置ＣＲ２からの風量）が０．７以上、１．３以下となるように調整可能なものとすることが好ましい。
また、通常、円筒状の樹脂発泡シートの内外に吹き付ける風量は、上記のような温度においては、得られるスチレン系樹脂発泡シート１ｍ2当たり０．０１ｍ3以上、０．１ｍ3以下とされる。
なお、冷却装置ＣＲ１、ＣＲ２からそれぞれ単位時間に排出される空気などの冷却用気体の量をその温度における大気圧換算した値を、例えば、それぞれＶ１（ｍ3／ｍｉｎ）、Ｖ２（ｍ3／ｍｉｎ）とし、作製されるスチレン系樹脂発泡シートの全幅をＷ（ｍ）、スチレン系樹脂発泡シートの引取り速度をｖ（ｍ／ｍｉｎ）とした場合に、前記風量は、「Ｖ１／Ｗ／ｖ」、「Ｖ２／Ｗ／ｖ」で表され、風量の比率が“０．７以上、１．３以下”とは（Ｖ１／Ｗ／ｖ）／（Ｖ２／Ｗ／ｖ）、すなわち、（Ｖ１／Ｖ２）の値が０．７〜１．３となることを意味するものである。
【００４８】
このような風量調整可能なものが好ましいのは、この冷却風が、スチレン系樹脂発泡シート１の表層（０．２ｍｍ深さまで）の平均密度の決定に大きな影響を与えるためであり、このように内外に略均等な風量で冷却を行いうるような冷却装置ＣＲ１、ＣＲ２を採用することで、「表層密度差」先に示したような範囲内とするのに有利になるためである。
【００４９】
そして、この冷却装置ＣＲ１、ＣＲ２によって冷却された発泡体ＦＢを拡径するための冷却マンドレルＭＤは、一般的な構造のもの、すなわち、内部に冷却水などを流通し得るように構成された、円柱状の金属体を利用することができる。
ただし、この冷却マンドレルＭＤの外径は、前記吐出口の口径（Ｄ：吐出口の中央部を通る円の直径（通常、外型ＯＲの開口部ＯＰの直径と内型ＣＬの直径との平均値）。）に対して３．１倍以上、４．５倍以下のいずれかの値を有していることが好ましい。
この吐出口の口径に対する冷却マンドレルＭＤの外径の割合は、すなわち、発泡体ＦＢを周方向にどの程度延伸させるかを規定するものであり、３．１倍未満の場合には、延伸不足によって加熱時にドローダウンを招くおそれがある。
また、４．５倍を超えると延伸が過大となってＴＤ方向における「寸法変化量」を先のような値とすることが難しくなる。
【００５０】
前記スリット装置やローラ９１等については、従来公知のスチレン系樹脂発泡シート製造装置と同様のもので構成させうることからここではその説明を省略する。
また、ここで述べていない装置類で、スチレン系樹脂発泡シートの製造に関わる装置として従来公知のものについては、本発明においても採用が可能であり、本発明の効果が著しく損なわれない範囲において各種の技術事項を採用可能である。
【００５１】
なお、このような装置によってスチレン系樹脂発泡シートを作製するには、まず、タンデム押出し機７０のホッパー７１からスチレン系樹脂発泡シート１の形成に用いる材料を投入し、上流側押出し機７０ａの内部で樹脂の溶融温度以上の温度に加熱し、ガス導入部７２からガス成分を圧入して、溶融樹脂と混合する。
その後、下流側押出し機７０ｂで発泡押出しに適した温度に調整してサーキュラ金型ＣＤの円環状の吐出孔ＬＰから円筒状に押出し、押出された発泡体ＦＢをその内外から冷却装置ＣＲ１、ＣＲ２によって冷却した後、冷却マンドレルＭＤに沿わせてさらなる冷却を実施する。
この冷却装置ＣＲ１、ＣＲ２による冷却条件を調整することで、冷却マンドレルＭＤによる延伸も調整することができるとともに、発泡シート１の表面付近の気泡径を小さく（密度を高く）することができる。
そして、その後、冷却マンドレルＭＤによって冷却された発泡体ＦＢ’をスリットして巻取りローラ９２で巻取り、帯状のスチレン系樹脂発泡シート１を得ることができる。
【００５２】
このとき用いるサーキュラ金型ＣＤの外型ＯＲと内型ＣＬとの傾斜角の差（Δθ）、吐出口ＬＰの口径と冷却マンドレルＭＤの外径との割合、外型ＯＲと内型ＣＬの温度差といった条件を上記のような範囲に設定することで、先の関係式（１）〜（６）を満足させるようなスチレン系樹脂発泡シートを容易に得ることができる。
また、冷却装置ＣＲ１、ＣＲ２の冷却風の風量を調整するなどして、より確実に先の関係式（１）〜（６）を満足させるようなスチレン系樹脂発泡シートを容易に得ることができる。
【００５３】
このようにして得られたスチレン系樹脂発泡シートは、真空成形、圧空成形、真空圧空成形といったシート成形法に供した場合に、その取り扱いが容易で、発泡トレーなどの発泡樹脂容器のみならず各種の成形品をえるための素材として有用なものとなる。
【実施例】
【００５４】
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。
【００５５】
（実施例１〜３、比較例１〜６）
押出し方向上流側に向かって縮径した状態となるように傾斜した内周面を有する外型と、該外型の前記内周面に対向する外周面が形成された内型とが備えられており、しかも、前記外型の内周面が傾斜している角度よりも大きな傾斜角で傾斜した外周面が前記内型に形成されて該内型と前記外型との間に形成された流路の断面積が押出し方向に向けて小さくなるように形成されているサーキュラ金型を用いて、加熱溶融されたスチレン系樹脂組成物を発泡押出し、該発泡押出しによって形成された筒状の発泡体に内外から空冷を行って冷却した後、前記円環状の吐出口の口径よりも大きな外径を有する冷却マンドレルに沿わせてさらに冷却することともに周方向の延伸を実施しスチレン系樹脂発泡シートを作製した。
【００５６】
このサーキュラ金型の外型内周面と内型外周面とがなす傾斜角の差（Δθ）、吐出口の口径（ｄ１）と冷却マンドレルの外径（ｄ２）との比（ｄ２／ｄ１）、外型と内型の温度差（ΔＴ）といった条件を下記表１の通りとしスチレン系樹脂発泡シートを作製した。
また、筒状の発泡体に対する内外からの空冷は約２８℃の空気を、（外側から風量／内側からの風量）の比率が下記表１に示す値となるようにした。
また、得られたスチレン系樹脂発泡シートの厚みと密度を測定した結果を、下記表１に示す。
なお、厚みは、Ｔｅｃｌｏｃｋ社製、「定圧厚み測定機」（型式：ＳＣＭ−６２７）を用いて測定し、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」に基づいて求めた。
【００５７】
【表１】
0005449058.tif 000003
【００５８】
この実施例１〜３、比較例１〜６のスチレン系樹脂発泡シートについて、前記関係式（１）を算定するための測定を行った。
また、実施例１〜３、比較例１〜６のスチレン系樹脂発泡シートに対して１２５℃で２分３０秒の加熱処理を実施した際の寸法変化を、前記関係式（２）〜（６）に基づいて表現し、下記表２に示す。
【００５９】
大きさ１９６ｍｍ×１４６ｍｍ、深さ３０ｍｍのトレーを、プラグ温度５０℃で成形した場合に、容器内側あるいは外側にクラックが発生したものを「伸び」について「×」として判定し、クラックが発生しなかったものを「○」と判定した。
また、クランプ部より下に５０ｍｍ以上シートが垂れたものを「ドローダウン」について「×」として判定し、５０ｍｍ未満となったものを「○」と判定した。
そして、成形時にシートに“波打ち”が見られたものを「×」として判定し、見られないものを「○」と判定した。
さらに、得られた成形品に、“シワ”の発生がないかどうか、“吸着パッド痕”が見られるかどうかを目視にて観察し、これらが見られたものを「×」として判定し、見られないものを「○」と判定した。
評価を行った結果を、下記表２に示す。
【００６０】
【表２】
0005449058.tif 000004
【００６１】
この表からも、本発明によれば、シート成形法による形成加工におけるトラブルを回避させ得る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。
【００６２】
（参考例）
以下に、樹脂成分がスチレン系樹脂単独の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スチレン系樹脂組成物で作製した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。
【００６３】
（シート１）
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のスチレン系樹脂発泡シート（シート１）を作製した。
【００６４】
（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スチレン系樹脂発泡シート（シート２）を作製した。
【００６５】
（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スチレン系樹脂発泡シート（シート３）を作製した。
【００６６】
（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。
【００６７】
（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】
【００６８】
１：スチレン系樹脂発泡シート、ＣＤ：サーキュラ金型、ＣＬ：内型、ＣＲ１、ＣＲ２：冷却装置、ＦＢ：（筒状の）発泡体、ＦＬ：流路、ＬＰ：吐出口、ＯＲ：外型、ＭＤ：冷却マンドレル、Δθ：傾斜角の差
【図１】
0005449058.tif 000005
【図２】
0005449058.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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