(57)【要約】【課題】コルゲートと呼ばれる幅方向に発現する凹凸状の波うちが殆どなく厚み精度が高く、平滑で外観が良好であり、自立性を有する剛性に優れ、緩衝性を有するシート状または板状ポリオレフィン系樹脂押出発泡体を提供することにある。【解決手段】基材樹脂が（Ａ）ポリスチレン系樹脂５〜４０重量％と、（Ｂ）ポリエチレン系樹脂６０〜９５重量％との混合樹脂（但し、（Ａ）と（Ｂ）との合計が１００重量％）からなるポリエチレン系樹脂押出発泡体であって、該発泡体の平均厚みが５ｍｍ以上、見かけ密度が１５〜４８ｇ／Ｌであり、該発泡体の平均気泡数が少なくとも３５０個／ｃｍ３で、押出方向と直交する垂直断面において一定間隔で厚み測定を行ったとき、周期的な厚み変動がないか或いは一周期内における厚みの最大値を最小値で除した値で表される周期的な厚み変動が１．００を超えて１．０７以下であることを特徴とするポリエチレン系樹脂押出発泡体。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材樹脂が（Ａ）ポリスチレン系樹脂５〜４０重量％と、（Ｂ）ポリエチレン系樹脂６０〜９５重量％との混合樹脂（但し、（Ａ）と（Ｂ）との合計が１００重量％）からなるポリエチレン系樹脂押出発泡体であって、該発泡体の平均厚みが５ｍｍ以上、見かけ密度が１５〜４８ｇ／Ｌであり、該発泡体の平均気泡数が少なくとも３５０個／ｃｍ３で、押出方向と直交する垂直断面において一定間隔で厚み測定を行ったとき、周期的な厚み変動がないか或いは一周期内における厚みの最大値を最小値で除した値で表される周期的な厚み変動が１．００を超えて１．０７以下であることを特徴とするポリエチレン系樹脂押出発泡体。
【請求項２】
前記（Ｂ）ポリエチレン系樹脂が、（Ｂ１）密度９３０ｇ／Ｌ以下のポリエチレン系樹脂３３〜１００重量％と、（Ｂ２）密度９３０ｇ／Ｌを超えるポリエチレン系樹脂０〜６７重量％（但し、（Ｂ１）と（Ｂ２）との合計が１００重量％）とからなることを特徴とする請求項１記載のポリエチレン系樹脂押出発泡体。
【請求項３】
請求項１または２記載のポリエチレン系樹脂押出発泡体を２層以上に接着してなる積層ポリエチレン系樹脂押出発泡体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレン系樹脂押出発泡体に関し、特に表面が平滑で、剛性及び緩衝性に優れたポリエチレン系樹脂押出発泡体及びその積層ポリエチレン系樹脂押出発泡体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレン系樹脂またはポリプロピレン系樹脂に代表されるシート状または板状ポリオレフィン系樹脂発泡体を製造する方法として、押出機内で溶融したポリオレフィン系樹脂に揮発性発泡剤を圧入、混練した発泡性樹脂溶融物を押出機から大気圧中に押出し発泡体を製造する方法が知られている。
【０００３】
この方法で得られる高発泡倍率のポリオレフィン系樹脂押出発泡体としては、見かけ密度が１５〜９０ｇ／Ｌ程度のものが知られている。しかし、押出発泡法により見かけ密度の小さいポリオレフィン系樹脂押出発泡体を得ようとすると、得られる押出発泡体にコルゲートと呼ばれる凹凸が周期的な厚みむらとして発現する。このコルゲートは発泡体全体の波うち現象や、気泡の大小による帯状の縞模様として現れる。このコルゲートは発泡体の密度が小さくなる程、厚みが厚くなる程、そして気泡が小さくなる程顕著に現れる傾向がある。
【０００４】
上記の厚みむらは発泡体の外観や物性を悪くし、商品価値を低下させる要因の一つとなっていた。また、この種のシート状または板状発泡体は、通常任意の大きさに切断され、積み重ねて包装された形態で出荷される場合が多い。この場合コルゲートの大きな発泡体ほど単位枚数当り積み重ねたとき嵩高が大きくなり、保管スペースや運搬スペースなどが必要以上に大きくなってしまうという問題があった。また、コルゲートの大きな発泡体は、積み重ね時の状態が不安定となって崩れ易くなるために１包装当りに要求される枚数を一つにまとめて積み重ねることができなくなったり、積み重ねのスペースがさらに必要になったりする問題があった。
また、発泡シートを積層接着して厚物の発泡体とする場合に、コルゲートが発生した発泡シートは、接着不良や厚みむらが拡大するという問題も引き起こしていた。
【０００５】
一方、上記のポリオレフィン系樹脂押出発泡体は、剛性に欠ける点があり、発泡シートを複数積層したものや厚みの厚い押出発泡体を壁などに立て掛けた場合、倒れ込み易く自立性に問題があることが判った。
【０００６】
ポリオレフィン系樹脂発泡体の剛性を高める手段として、ポリスチレン系樹脂をポリオレフィン系樹脂に配合した混合樹脂を基材樹脂として用いることが知られている。
例えば、ポリオレフィン系樹脂発泡体の剛性を向上させ、発泡後の収縮を少なくし、収縮を回復させるための養生時間を短縮した発泡体として、ポリオレフィン６０〜９０重量％とポリスチレン１０〜４０重量％とよりなる押出発泡体シートが報告されている（特許文献１参照）。しかし、この特許文献１に記載の発泡シートは幅方向に波状の凹凸（コルゲート）が発生し厚み精度が低いという問題があった。
【０００７】
また、基材樹脂としてポリスチレン系樹脂５〜４０重量％、高密度ポリエチレン系樹脂４０〜８５重量％、低密度ポリエチレン系樹脂５〜３０重量％とからなる混合樹脂を用い、アキュムレーターを用いて押出発泡させた、低密度でありながら収縮が小さく、反撥弾性率に優れた発泡体が報告されている（特許文献２参照）。しかし、この文献２記載の発泡体は平均気泡径が大きく、表面平滑性と厚み精度の点において問題があった。
【０００８】
また厚物の発泡体を得る方法としてポリスチレン系樹脂２０〜４０重量％、高密度ポリエチレン系樹脂２０〜６０重量％、低密度ポリエチレン系樹脂２０〜４０重量％からなる混合樹脂を用いて、発泡性樹脂溶融物を環状ダイからバルーン状に押出し、このバルーン状発泡体の内面同士を圧着して密度０．０５ｇ／ｃｍ３未満の発泡体とすることが報告されている（特許文献３参照）。この発泡体は好適な厚み（６ｍｍ以上）と曲げ剛性を有する発泡体で、特に傷つき易い果実などの緩衝包装用として好適な発泡体である。しかし、この発泡体も平均気泡径が大きく、厚み精度に問題があった。
【０００９】
また熱成形用発泡シートとして、ポリスチレン系樹脂３０〜５５重量％、ポリエチレン系樹脂４５〜７０重量％からなる発泡体で、密度０．０４５ｇ／ｃｍ３以下、厚みが１０ｍｍ以下の発泡シートが報告されている（特許文献４参照）。
この発泡シートは、緩衝性、適度な剛性を有し、熱成形性が良好な発泡シートであるが、発泡シートの幅方向に波状の凹凸があり、厚み精度の点に問題があった。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭４９−３５４７１号公報
【特許文献２】
特開平２−２３２２４６号公報
【特許文献３】
特開平３−６３１２３号公報
【特許文献４】
特開２００１−２８２０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、コルゲートと呼ばれる幅方向に発現する凹凸状の波うちが殆どなく、厚み精度が高く、平滑で外観が良好であり、剛性に優れ、緩衝性をポリオレフィン系樹脂押出発泡体を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、押出発泡法により発泡体を得るに際して、発泡性樹脂溶融物を環状ダイから押出された発泡体を、押出された直後に発泡体をサイジング部で押圧し形状を整えながら冷却することによりコルゲートの発現が実質的に認められない発泡体を得ることを見出し、さらに、ポリスチレン系樹脂を特定量混合したポリエチレン系樹脂からなる発泡体は、上記の課題を一挙に解決し得ることができた。
【００１３】
すなわち、本発明は、
（１）基材樹脂が（Ａ）ポリスチレン系樹脂５〜４０重量％と、（Ｂ）ポリエチレン系樹脂６０〜９５重量％との混合樹脂（但し、（Ａ）と（Ｂ）との合計が１００重量％）からなるポリエチレン系樹脂押出発泡体であって、該発泡体の平均厚みが５ｍｍ以上、見かけ密度が１５〜４８ｇ／Ｌであり、該発泡体の平均気泡数が少なくとも３５０個／ｃｍ３で、押出方向と直交する垂直断面において一定間隔で厚み測定を行ったとき、周期的な厚み変動がないか或いは一周期内における厚みの最大値を最小値で除した値で表される周期的な厚み変動が１．００を超えて１．０７以下であることを特徴とするポリエチレン系樹脂押出発泡体に関し、
（２）前記（Ｂ）ポリエチレン系樹脂が、（Ｂ１）密度９３０ｇ／Ｌ以下のポリエチレン系樹脂３３〜１００重量％と、（Ｂ２）密度９３０ｇ／Ｌを超えるポリエチレン系樹脂０〜６７重量％（但し、（Ｂ１）と（Ｂ２）との合計が１００重量％）とからなることを特徴とする上記（１）記載のシート状または板状ポリエチレン系樹脂押出発泡体、
（３）上記（１）または（２）記載のポリエチレン系樹脂押出発泡体を２層以上に接着してなる積層ポリエチレン系樹脂押出発泡体、を要旨とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、基材樹脂として（Ａ）ポリスチレン系樹脂５〜４０重量％と、（Ｂ）ポリエチレン系樹脂６０〜９５重量％との混合樹脂（但し、（Ａ）と（Ｂ）との合計が１００重量％）からなるポリエチレン系樹脂押出発泡体（以下、単に「発泡体」ともいう）であって、該発泡体の平均厚みが５ｍｍ以上、見かけ密度が１５〜４８ｇ／Ｌであり、該発泡体の平均気泡数が少なくとも３５０個／ｃｍ３で、押出方向と直交する垂直断面において一定間隔で厚み測定を行ったとき、周期的は厚み変動がないか或いは一周期内における厚みの最大値を最小値で除した値で表される周期的な厚み変動が１．００を超えて１．０７以下である。したがって、平滑なポリエチレン系樹脂押出発泡体であり、該発泡体は、基材樹脂および気泡調節剤を押出機に供給し、基材樹脂を加熱溶融し、樹脂溶融物に発泡剤を圧入、混練し発泡剤を含有する発泡性樹脂溶融物を環状ダイから押出し筒状発泡体を切り開いて発泡体を得る押出発泡法において、環状ダイから押出された筒状発泡体を押出し直後にサイジング部で押圧し形状を整えながら冷却することにより得られる。本発明に係るポリエチレン系樹脂押出発泡体の一例を示す断面図を図１および図２に示す。図２は、図１に示した発泡体を２枚積層した積層発泡体の一例を示す。
【００１５】
本発明においては、基材樹脂として、（Ａ）ポリスチレン系樹脂５〜４０重量％と、（Ｂ）ポリエチレン系樹脂６０〜９５重量％との混合樹脂（但し、（Ａ）と（Ｂ）との合計が１００重量％）からなるものである。
本発明における混合樹脂成分を構成するポリスチレン系樹脂が５重量％未満の場合には、得られる発泡体を水平にし長手方向の一端を固定した際、発泡体が自重で垂れ下がり自立性に劣る。したがって、ポリスチレン系樹脂の混合量は、好ましくは１０重量％以上、さらに好ましくは１５重量％以上である。一方、４０重量％を超える場合には、得られる発泡体の緩衝性が低下し、剛性はあるものの圧縮時に座屈する現象が認められ、繰り返し使用する間に緩衝性が著しく低下し緩衝材として繰り返し使用することが不都合となる。
【００１６】
本発明における上記のポリスチレン系樹脂は、スチレンを主体とする重合体で、スチレン単独重合体、スチレンと共重合し得る重合性単量体との共重合体、さらに耐衝撃性ポリスチレン樹脂が挙げられる。これらのうち、耐衝撃性ポリスチレン樹脂が得られる発泡体の弾性を損なうことがなく剛性を付与することができるので好ましい。
【００１７】
また、本発明における混合樹脂成分を構成する（Ｂ）ポリエチレン系樹脂は、混合樹脂成分中６０〜９５重量％であり、該ポリエチレン系樹脂が６０重量％よりも少ない場合は、得られる発泡体は剛性を有するが十分な緩衝性が得られず、圧縮時に座屈する虞がある。一方、９５重量％を超える場合には、剛性に欠け、発泡体を水平にし長手方向の一端を固定した際、発泡体が自重で垂れ下がり自立性に劣るものとなる。したがって、ポリエチレン系樹脂の混合量は、好ましくは９０重量％以下、さらに好ましくは８５重量％以下である。
【００１８】
上記のポリエチレン系樹脂は、具体的には、エチレン単独重合体、エチレン成分単位が５０モル％以上のエチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン‐１共重合体、エチレン−ブテン‐１共重合体、エチレン‐ヘキセン‐１共重合体、エチレン‐４‐メチルペンテン‐１共重合体、エチレン−オクテン−１共重合体などのエチレン系共重合体が挙げられられる。
【００１９】
本発明において、ポリエチレン系樹脂（Ｂ）は、密度９３０ｇ／Ｌ以下のポリエチレン系樹脂（Ｂ１）３３〜１００重量％、密度９３０ｇ／Ｌを超えるポリエチレン系樹脂（Ｂ２）０〜６７重量％とからなる。このように密度９３０ｇ／Ｌ以下のポリエチレン系樹脂と密度９３０ｇ／Ｌを超えるポリエチレン系樹脂とを特定の範囲で使用することにより、緩衝性があってかつ剛性に優れた発泡体が得られる。ポリエチレン系樹脂（Ｂ）において、密度９３０ｇ／Ｌを超えるポリエチレン系樹脂（Ｂ２）が６７重量％を超える場合、すなわち、密度９３０ｇ／Ｌ以下のポリエチレン系樹脂（Ｂ１）が３３重量％未満の場合には、得られる発泡体の連続気泡率が高くなり剛性が低下し目的とする良好な発泡体が得られない。
したがって、密度９３０ｇ／Ｌを超えるポリエチレン系樹脂（Ｂ２）は、５０重量％以下が好ましく、４５重量％以下がより好ましい。一方、その下限は、割れや欠けが発生しにくい剛性に優れた押出発泡体を得る観点から５重量％以上が好ましく、１０重量％以上がより好ましい。
【００２０】
上記の密度９３０ｇ／Ｌ以下のポリエチレン系樹脂（Ｂ１）としては、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレンなどが挙げられる。これらのうち、見かけ密度の低い発泡体が得られ易く良好な発泡性を示す分岐構造の低密度ポリエチレンが好ましい。ポリエチレン系樹脂（Ｂ１）の密度の下限は通常９１０ｇ／Ｌ程度である。また、密度９３０ｇ／Ｌを超えるポリエチレン系樹脂（Ｂ２）としては、直鎖状のポリエチレンが挙げられる。直鎖状のポリエチレンとしては、高密度ポリエチレンが挙げられ、高密度ポリエチレンの中でも発泡体の割れや欠けが発生しにくい等の剛性をより高める観点から密度９４０ｇ／Ｌ以上が好ましく、９５０ｇ／Ｌ以上がより好ましく、特に９５５ｇ／Ｌ以上が好ましく、上限は概ね９７０ｇ／Ｌである。
【００２１】
本発明においては、上記の基材樹脂中に、本発明の目的を損なわない範囲内において、他の樹脂、例えば、ポリプロピレン系樹脂などを所望に応じて含有することができる。この場合の含有量は、基材樹脂１００重量％に対し２０重量％以下が好ましく、１５重量％以下がより好ましく、特に１０重量％以下が好ましい。
【００２２】
本発明のポリエチレン系樹脂押出発泡体は、例えば、商品を収容した箱を積み重ね並べて収納したりまたは運搬したりする際、荷物同士の間に挟み込んだりして緩衝材あるいは包装材料として使用されるもので、その平均厚みは、少なくとも５ｍｍであり、１０〜１００ｍｍが好ましく、２０〜６０ｍｍがより好ましい。
【００２３】
本発明の発泡体において、その見かけ密度は、１５〜４８ｇ／Ｌのものであり、見かけ密度が１５ｇ／Ｌよりも小さい場合は、連続気泡化が進んで発泡体が柔らか過ぎ、上記のような使用に際しては緩衝材あるいは包装材料として余り望ましくなく、また自立性に乏しくなる。４８ｇ／Ｌを超える場合には緩衝性に乏しく緩衝材あるいは包装材料として余り好ましくなく、商品価値が低くなる虞がある。
【００２４】
本発明において、発泡体の見かけ密度は、発泡体から幅方向に１０ｍｍ、押出方向に５０ｍｍ、厚みは発泡体の厚みとした試料を２０個切り出し、切出した試料の幅、長さおよび厚みを正確に測定し、試料２０個の合計体積（Ｌ）を算出する。ついで、２０個の試料の合計重量を（ｇ）を測定し、この値（重量）を体積で除した値を見かけ密度（ｇ／Ｌ）とする。
【００２５】
本発明の発泡体は、平均気泡数が少なくとも３５０個／ｃｍ３を有するものである。平均気泡数は５００〜３０００個／ｃｍ３であることが好ましく、７００〜３０００個／ｃｍ３であることがより好ましい。平均気泡数が３５０個／ｃｍ３未満である場合には、外観が悪く、表面および発泡体全体の柔軟性が低下する虞がある。
【００２６】
本発明において、発泡体の平均気泡数は以下により測定される。
先ず、発泡体の厚み方向、幅方向および押出方向の平均気泡径を測定する。厚み方向の平均気泡径（ａ）および幅方向の平均気泡径（ｂ）は、発泡体の幅方向垂直断面（押出方向と直交する垂直断面）を、押出方向の平均気泡径（ｃ）は、発泡体の押出方向垂直断面（発泡体を幅方向中央部において押出方向に沿って発泡体の幅方向と直交するように二等分した垂直断面）を、それぞれ顕微鏡等を用いてスクリーンまたはモニター等に拡大投影し、投影画面上において測定しようとする方向に直線を引きその直線と交差する気泡数をカウントし、直線の長さ（ただし、この長さは拡大投影画像上の長さでなく、投影画像の拡大率を考慮した真の直線の長さを指す。）をカウントされた気泡数で除して、各々の方向における平均気泡径を求める。
【００２７】
ただし、厚み方向の平均気泡径（ａ）の測定は、幅方向垂直断面の中央部および両端部の３箇所において厚み方向に全厚に亘る直線を引き各々の直線の長さと該直線と交差する気泡数から各直線上に存在する気泡の平均径（直線の長さ／直線と交叉する気泡数）を求め、求められた３箇所における平均径の算術平均値を厚み方向の平均気泡径（ａ）とする。
【００２８】
幅方向の平均気泡径（ｂ）は幅方向垂直断面の中央部および両端部の３箇所において、発泡体を厚み方向に二等分する位置に、長さ３０００μｍの直線を幅方向に引き、長さ３０００μｍの直線と、「該直線と交叉する気泡数−１」から各直線上に存在する気泡の平均径（３０００μｍ／「該直線と交叉する気泡数−１」）を求め、求められた３箇所における平均径の算術平均値を幅方向の平均気泡径（ｂ）とする。
【００２９】
押出方向の平均気泡径（ｃ）は、発泡体の押出方向の長さが２００ｃｍ以下の場合は、押出方向垂直断面の押出方向における中央部および両端部の３箇所において、発泡体の厚み方向に二等分する位置に、長さ３０００μｍの直線を押出方向に引き、該長さ３０００μｍｍの直線と、「該直線と交叉する気泡数−１」から各直線上に存在する気泡の平均径（３０００μｍ／「該直線と交叉する気泡数−１」）を求め、求められた３箇所における平均径の算術平均値を押出方向の平均気泡径（ｃ）とする。
【００３０】
なお、発泡体の押出方向の長さが２００ｃｍを超える場合は、押出方向の長さ２００ｃｍの発泡体を切り出し、該発泡体の押出方向垂直断面の押出方向における中央部および両端部の３箇所において平均気泡径を求め、求められた３箇所における平均径の算術平均値を押出方向の平均気泡径（ｃ）とする。
【００３１】
上記により求められた平均気泡径（ａ），（ｂ）および（ｃ）の算術平均値を発泡体の平均気泡径（μｍ）とする。さらに求められた発泡体の平均気泡径（μｍ）に基づき下記式（１）により発泡体の平均気泡数が算出される。
【数１】
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【００３２】
本発明の発泡体は、上記の構成を有するとともに、押出方向と直交する垂直断面において一定の間隔（１ｃｍ間隔）に発泡体の厚みを測定したとき、周期的な厚み変動がないか或いは一周期内における厚みの最大値を最小値で除した値で表される周期的な厚み変動が１．００を超えて１．０７以下である。すなわち、本発明の発泡体は、周期的な厚みむらが全く認められないか、厚みむらがあっても殆ど無視し得る程度のものである。
【００３３】
本発明における「周期的な厚みむら」とは、通常、コルゲートと呼ばれ、発泡体の押出方向と直交する方向（発泡体の幅方向）において、厚みが厚い個所と、厚みが薄い個所が交互にかつほぼ一定間隔（通常２〜７ｃｍ間隔）で現れる厚みむらを意味する。
【００３４】
本発明において、押出方向と直交する垂直断面、つまり発泡体の幅方向に発泡体を切断し、その切断面において発泡体の幅方向に１ｃｍ間隔で厚みを測定する。その測定結果から、周期的な厚みむらが認められるか否かを判断し、周期的な厚みむらが認められた場合には、厚みむらの一周期内における厚みの最大値を最小値で除した値を求める。
【００３５】
厚みむらの一周期内における厚みの最大値を最小値で除した値は、図３に示す発泡体の厚みむらを説明する模式図により以下のようにして求められる。
すなわち、発泡体の幅方向に周期的に現れる厚みむらは、厚みの山と谷が交互に略一定間隔であらわれる。このような発泡体にあって、図３に示す模式図において、発泡体の一方の端縁部に最も近い位置ある山の頂点Ｐ１における厚みをＴ１とし、この山に隣接する山の頂点Ｐ２における厚みをＴ２とし、Ｐ１からＰ２までを厚みの厚みむらの一周期とする。
次に、第１の周期内で最も厚みの薄い谷部の厚みｔ１を測定する。さらにＰ２と、この山のさらに隣に位置する山の頂点Ｐ３までを第２の周期とし、Ｐ３における厚みと第２周期内で最も厚みの薄い谷部ｔ２を測定する。第３の周期、第４の周期等、周期的な厚みの厚い個所と薄い個所との周期の全てについて同様に測定を行う。
これらの結果から、各周期毎に厚みの最大値を最小値で除した値を求める。
すなわち、第１周期ではＴ１、Ｔ２のいずれか大きい方をｔ１で除した値を求め、第２周期では、Ｔ２とＴ３のいずれか大きい方をｔ２で除した値を求める。
このようにして全ての周期において、二つの山の頂点における厚みの大きい方の値を、厚みの最も薄い谷部の厚みで除した値を求める。本発明の発泡体にあっては、周期的な厚み変動がないか或いは周期的な厚み変動が一周期内における厚みの最大値を最小値で除した値が１．００を超えて１．０７以下であり、好ましくは１．０５以下である。
なお、発泡体の幅方向両端部分の近傍において、製品幅を整えるために切断され排除される部分は当然のことながら上記の各周期毎の厚みの最大値と最小値を求める対象からは除外され、上記の各周期毎の厚みの最大値と最小値は製品の全幅を対象に測定される。
【００３６】
本発明の発泡体は、水平方向に片持ちした時の撓み量が１００ｍｍ以上３００ｍｍ未満であることが剛性に優れる観点から好ましく、撓み量は０〜１００ｍｍであることがより好ましい。
前記した撓み量は、発泡体を幅方向に１００ｃｍ、押出方向に２００ｃｍの長さで切断し、高さ１００ｃｍの水平な台の上に長さ１００ｃｍの面を固定し、片側を支えの無い状態に置き、その時の撓み量を測定する。
【００３７】
次に、本発明の発泡体を製造する方法について説明する。本発明の発泡体は通常押出発泡法により製造される。
すなわち、基材樹脂がポリスチレン系樹脂とポリエチレン系樹脂との混合樹脂からなるポリエチレン系樹脂と気泡調節剤、その他の所望とする添加剤を混合した混合物を、押出機の投入口から供給し、基材樹脂を加熱溶融させ、該樹脂溶融物に発泡剤を押出機の所定の位置から圧入して樹脂溶融物と混練した後、発泡剤を含有する発泡性樹脂溶融物を押出機先端に付設された環状ダイから低圧域に押出し筒状発泡体を得る。このとき一般に使用される環状ダイを用いて見かけ密度１５〜４８ｇ／Ｌを有する発泡シートを得ようとすると、発泡性樹脂溶融物がダイリップ部を通過した時点でコルゲートの発生が現れはじめ、発泡するに伴ってコルゲートは成長し最終製品にコルゲートが残留する。
本発明において、コルゲートが実質的に残留しない発泡体を得る方法について、その一例を図４に示す。図４は、本発明の発泡体を製造する製造装置の環状ダイリップ部分の縦断面図である。
すなわち、図４において、環状ダイリップ４から押出された筒状発泡体５を、押出し直後に、サイジング面２ａと２ｂで囲まれるサイジング部において押圧して、その形状を整えつつ冷却を行う方法が挙げられる。
尚、図４において、６は断熱材を示し、この断熱材はサイジング部の温度がダイ温度の影響を受けて上昇するのを防止する機能を有する。
この方法によると、発泡性樹脂溶融物をダイリップから低圧域に押出して発泡させ筒状発泡体を形成する際に、サイジング部で押圧することにより三次元方向に発泡しようとする発泡力のうち筒状発泡体の円周方向に働く力を抑制しつつ厚み方向に働く力に変換すると共に、筒状発泡体を厚み方向に押圧してコルゲートの発生を抑制することによるものと考えられる。
【００３８】
このサイジング部において、押圧する際に、サイジング面２ａおよび２ｂと、筒状発泡体との間にはある程度の適当な滑り性があることが必要である。滑り性がない場合にはサイジング面と発泡体表面との摩擦により発泡体表面部の気泡が破壊され外観および物性が損なわれる。しかし発泡体表面とサイジング面との間には適度な摩擦抵抗がなければ筒状発泡体を押圧することができなく、筒状発泡体の幅方向への発泡が自由になりコルゲートの発生を抑制することができないことになる。
【００３９】
そこで、サイジング面２ａおよび２ｂと、筒状発泡体５との間にはある程度の適当な滑り性を与えて押圧するために、一つの手段として環状ダイリップ４から押出された直後の筒状発泡体５に、リップ部３の出口付近において極く少量の水を供給することが望ましい。これよって発泡体表面とサイジング部のサイジング面との間に水の膜ができ適当な抵抗と滑り性が発現されるものと考えられる。
なお、サイジング面に適度な抵抗を設けるためにサイジング面をサンドブラスト処理などを行って置くことも好ましい態様の一つである。また供給する水に界面活性剤を添加することにより均一な薄膜を作ることができ外観が良好なものとすることができる。
【００４０】
このようにして押出発泡した筒状発泡体を、マンドレルと呼ばれる冷却装置の円筒形の表面上を通過させたのちに押出方向に沿って筒状発泡体を切り開き、厚み変動が殆どなく厚みむらのない本発明の発泡体を得ることができる。また、このような方法であると、ある程度平均気泡数を多くしてもコルゲートの発生を防ぐことができるので平均気泡数を調整して表面平滑性を向上することができる。
【００４１】
本発明の発泡体を製造する際に用いられる発泡剤としては、ポリエチレン系樹脂押出発泡体を製造する際に従来より使用される無機発泡剤、揮発性有機発泡剤が使用される。無機発泡剤としては、例えば、酸素、窒素、二酸化炭素、空気、水等が挙げられ、揮発性有機発泡剤としては、例えば、プロパン、ｎ−ブタン、ｉｓｏ−ブタン、ｎ−ペンタン、ｉｓｏ−ぺンタン、ｎ−ヘキサン、ｉｓｏ‐ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素、塩化メチル、塩化エチル等の塩素化炭化水素、１，１，１，２−テトラフロロエタン、１，１−ジフロロエタン等のフッ化炭化水素、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル等のエーテル類、その他、ジメチルカーボネート、メタノール、エタノール等が挙げられる。またアゾジカルボンアミド等の分解型発泡剤も使用することができる。これらの発泡剤は、単独でまたは２種以上を混合使用することができる。
これらの発泡剤のうち、特にｎ−ブタン、ｉｓｏ‐ブタンまたはこれらの混合物を主成分とする発泡剤が好ましい。
【００４２】
前記押出機に供給される基材樹脂中には通常気泡調節剤が添加される。気泡調節剤としては、有機系、無機系いずれでも使用することができる。無機系気泡調節剤は、ホウ酸亜鉛、ホウ酸マグネシウム、硼砂などのホウ酸金属塩、塩化ナトリウム、水酸化アルミニウム、タルク、ゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、重炭酸ナトリウム等が挙げられる。また有機系気泡調節剤は、リン酸−２，２−メチレンビス（４，６−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナトリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カルシウム、安息香酸アルミニウム、ステアリン酸ナトリウム、等が挙げられる。またクエン酸と重炭酸ナトリウム、クエン酸のアルカリ塩と重炭酸ナトリウム等との組合わせによる気泡調節剤を用いることができる。これらの気泡調節剤は単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００４３】
上記発泡剤の使用量は、発泡剤の種類、目的とする発泡体密度などに応じて適宜調整される。また、上記気泡調節剤の添加量は、目的とする気泡径に応じて調節される。一般的に発泡剤として、ブタンを用い、気泡調節剤としてタルクを用いた場合、ブタンの使用量は樹脂１００重量部当り、２〜２０重量部、好ましくは３〜１８重量部、より好ましくは５〜１６重量部である。タルクの添加量は樹脂１００重量部当り、０．２〜５重量部、好ましくは０．５〜３重量部、より好ましくは１〜２．５重量部である。
【００４４】
ブタンを発泡剤として使用し、気泡調節剤としてタルクを使用する場合、押出発泡体を形成するための発泡性樹脂溶融物中におけるブタンの量が、樹脂１００重量部当り２重量部未満であると、発泡体全体の見かけ密度を所定の見かけ密度とすることが困難であり、２０重量部を超えるとコルゲートの発生を抑制することが困難となる虞がある。また、発泡体を形成するための発泡性樹脂溶融物中のタルクの割合が、樹脂１００重量部当り０．２重量部未満では平均気泡数を３５０個／ｃｍ３以上にコントロールすることが困難になり、５重量部を超えると、発泡効率が低下する。
【００４５】
本発明の発泡体は、上記したように環状ダイから発泡性樹脂溶融物を低圧域に押出しする押出発泡法を用いることにより、幅広の製品、例えば、８００〜２０００ｍｍのものを容易に得ることができる。しかしながら、目的とする発泡体の厚み設計を厚くすると、環状ダイから押出して得られる発泡体は、内径と外径との差が大きな筒状発泡体となり、この筒状発泡体を切り開いて得られるシート状または板状発泡体は、押出方向と直交する幅方向に湾曲したものとなり易い。この現象を抑制するには、発泡体は厚みが５〜４０ｍｍとすることが望ましい。
このような厚みが４０ｍｍを超える発泡体を得る場合には、例えば図２に示したように単層の発泡体を２層以上に接着してなる積層発泡体とすることができる。また、厚みが４０ｍｍ未満の発泡体を得る場合にも、２層以上に接着してなる積層発泡体としても構わない。２層以上の積層発泡体とする場合には、押出発泡体は同じ気泡径、見かけ密度などを有するもの積層することもできれば、厚み、気泡径、見かけ密度の異なる発泡体、さらには色、基材樹脂、機能性添加剤など処方の異なる異種の発泡体を積層することもできる。
【００４６】
このような積層発泡体を得るには発泡体同士を貼り合わせられるが、貼り合わせには、例えば、特開平７−２２７９３０号公報に記載の熱風ラミネート法、ホットメルト系接着剤により接着する方法など好適に採用される。
このような積層発泡体とすることにより、厚みが厚い発泡体とすることができ、例えば、比較的重量のあるような物品の緩衝材として、また、商品を収容した箱を積み重ね並べて収納したりまたは運搬したりする際、荷物同士の間に挟み込んだりして緩衝材あるいは包装材料として、各種の用途に適応させることができる。
【００４７】
本発明の発泡体は、ＡＳＴＭ−Ｄ２８５６−７０の手順Ｃに従って測定された連続気泡率が通常４０％未満のものである。緩衝性と曲げ剛性のバランスの観点から３５％以下が好ましく、３０％以下がより好ましい。
【００４８】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
【００４９】
実施例１
ポリエチレン系樹脂として低密度ポリエチレン（日本ユニカー株式会社社製：商品名「ＮＵＣポリエチレンＤＦＤＪ６７７５」ＭＩ：０．２ｇ／１０分、密度：９１７ｇ／Ｌ）と、高密度ポリエチレン（東ソー株式会社社製：商品名「ニポリンハード６３００」ＭＩ：０．２５ｇ／１０分、密度：９６１ｇ／Ｌ）と用い、ポリスチレン系樹脂として（出光石油化学株式会社社製：ポリスチレン（ＧＰＰＳ）商品名「ＨＦ−１０」、ＭＩ：２０．０ｇ／１０分、密度：１０５０ｇ／Ｌ）を表２に示した割合となるように用い、発泡剤としてイソブタンとノルマルブタンとの重量比３：７の混合発泡剤、及び気泡調整剤としてタルクを、表１に示した割合で押出機内において、加熱溶融混練し、発泡性樹脂溶融物を調製した。
【００５０】
上記発泡性樹脂溶融物を押出樹脂温度１２８℃に調整してから、サーキュラーダイ（ダイリップ部直径１００ｍｍ、ダイリップ部間隔０．９ｍｍ）から、吐出量２７０ｋｇ／時間で押出してダイリップ部（大気圧への開放部）から放出した。
【００５１】
この時、図４に示すように、サンドブラスト処理が施されたサイジング面で囲まれる空間に発泡性樹脂溶融物を放出して、サイジング面で押圧しながら筒状発泡体を形成した。この時、ダイリップ部の出口から０．８ｍｍの位置に設けた環状スリット部から注水することにより、筒状発泡体が押出方向長さ５０ｍｍのサイジング面を滑らかに滑るように調節した。
尚、サイジング面同士の間隔（図４における２ａと２ｂの間隔）は目的とする発泡体の厚みを考慮して２２．０ｍｍに設定し、サイジング部設定温度は７０℃、注水量は１．５ｍｌ／分、注水部付近の設定ダイ温度は１２５℃に設定した。
【００５２】
上記筒状発泡体をマンドレル上を通過させて冷却した後、押出方向に沿って切り開き、板状の発泡体を得た。
【００５３】
実施例２〜５
表１に示した発泡剤添加量、タルク添加量、押出樹脂温度及び押出圧力で行ない、表２に示した基材樹脂とした以外は、実施例１と同様に板状の発泡体を製造した。
【００５４】
比較例１〜５
実施例に使用したと同様のポリエチレン系樹脂、高密度ポリエチレン、ポリスチレン系樹脂を表４に示した割合となるように用い、発泡剤としてイソブタンとノルマルブタンとの重量比３：７の混合発泡剤、及び気泡調整剤としてタルクを、表３に示す割合で押出機内において、加熱溶融混練し、発泡性樹脂溶融物を調製した。表３に示す発泡剤添加量、タルク添加量、押出樹脂温度、押出圧力、ダイリップ部間隔及び注水部付近設定ダイ温度で行なったこと以外は、実施例１と同様に、発泡体を製造した。
【００５５】
比較例６
図４に示したサイジング面で押圧しなかった以外は、実施例１と同様に、押出発泡体を製造した。
【００５６】
尚、表１、表３に示す発泡剤、気泡調整剤の添加量は、樹脂１００重量部当たりに対する値である。表２、表４のポリエチレン系樹脂はＰＥ系樹脂、低密度ポリエチレンはＬＤ樹脂、高密度ポリエチレンはＨＤ樹脂と示し、ポリスチレン系樹脂はＰＳ系樹脂と示し、ＰＥ系樹脂１００重量％におけるＬＤ樹脂とＨＤ樹脂との割合を括弧内に示した。
【００５７】
実施例および比較例において得られた発泡体の平均厚み、見かけ密度、平均気泡数、連続気泡率を測定し、これらの値を表２、表４に示した。また発泡体の押出方向に沿った任意の位置を無作為に選択し、この位置において押出方向と直交する垂直断面において１ｃｍ間隔で発泡体の厚みを測定し、周期的な厚みむらを調べ、その結果を表２、表４に示した。
【００５８】
曲げ剛性、座屈は以下の評価にて行なった。
【００５９】
［曲げ剛性の評価］
得られた発泡体を巾方向に１００ｃｍ、押出方向に２００ｃｍの長さで切断し、高さ１００ｃｍの水平な台の上に長さ１００ｃｍの面を固定し、片側を支えの無い状態に置き、その時の撓み量を測定し、撓み量により評価した。
◎：撓み量が０〜１００ｍｍ
○：撓み量が１００ｍｍを超えて３００ｍｍ以下
×：撓み量が３００ｍｍを超える
【００６０】
［座屈の評価］
得られた発泡体を指で潰し、その表面状態を以下のように目視で評価した。
○：指で潰した箇所が元にもどる
×：指で潰した箇所が座屈したまま元にもどらない
【００６１】
【表１】
2004352868.tif 000004
【００６２】
【表２】
2004352868.tif 000005
【００６３】
【表３】
2004352868.tif 000006
【００６４】
【表４】
2004352868.tif 000007
【００６５】
また、サイジング部を用いないで得られた発泡体（比較例６）は、サイジング部において押圧して得られた発泡体（実施例１）と比較すると厚みが出易いものであった。
【００６６】
【発明の効果】
本発明のポリエチレン系樹脂押出発泡体は、厚みが５ｍｍ以上、発泡体の見かけ密度が１５〜４８ｇ／Ｌの発泡体であっても、コルゲートによる周期的な厚み変動が少なく、波うち現象や縞模様などもなく外観が良好なものである。また、緩衝性を有し機械的強度にも優れ、集中的な荷重に対して座屈が認められず、さらに剛性を有するので、特に、比較的重量のあるような物品の緩衝材として、また、商品を収容した箱を積み重ね並べて収納したりまたは運搬したりする際、荷物同士の間に挟み込んだりして緩衝材あるいは包装材料として好適なものである。
また、このポリエチレン系樹脂押出発泡体を用いたので２層以上に接着してなる積層ポリエチレン系樹脂押出発泡体は、波うち現象や縞模様などもなく外観が良好なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る押出発泡体の一例を示す断面図を示す。
【図２】本発明に係る積層発泡体の一例を示す断面図を示す。
【図３】本発明において、発泡体の厚みむらを説明する模式図を示す。
【図４】本発明の発泡体を製造する製造装置の環状ダイリップ部分の縦断面図を示す。
【符号の説明】
１    ポリエチレン系樹脂押出発泡体
２ａ，２ｂ    サイジング面
３    リップ部
４    環状スリット
５    筒状発泡体
６    断熱材
【図１】
2004352868.tif 000008
【図２】
2004352868.tif 000009
【図３】
2004352868.tif 000010
【図４】
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