(57)【要約】【課題】    複雑な圧力調整装置を必要とせず、極めて簡易に安定した幅のポリスチレン系樹脂発泡シートを得ることができる。【解決手段】  発泡剤を含む熱可塑性樹脂をサーキュラーダイ１００より押出し筒状になした後、ピンチロール１０１、１０１で挟圧して２枚のシート２０１、２０２を融着させて１枚の発泡シート２０３を得る方法において、ピンチロール１０１、１０１で挟圧する前に筒状発泡シート２００の両側面に穴を形成して、筒状発泡シート２００内のガスを抜く。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡剤を含む熱可塑性樹脂をサーキュラーダイより押出し筒状になした後、ピンチロールで挟圧して２枚のシートを融着させて１枚の発泡シートを得る方法において、ピンチロールで挟圧する前に筒状発泡シートの両側面に穴を形成して、筒状発泡シート内のガスを抜くことを特徴とする熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項２】
サーキュラーダイから出た筒状発泡シートの外表面にエアーを吹きつけることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項３】
回転可能なローラーに周設された複数の針状物を有する穿孔装置によって、筒状発泡シートの両側面に穴を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱可塑性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、熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法に関する。さらに詳しくは、融着法による熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
比較的厚いポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法として、融着法によるものがある。この方法は、サーキュラーダイから筒状にポリスチレン系樹脂発泡シートを押出し、これを内部がまだ熱いうちにピンチロールで上下より挟圧して融着し、１枚の板状の発泡シートを得るものである（特許文献１、特許文献２）。これらの方法は、筒状発泡シートの内部に水蒸気や加熱エアーを吹き込み、筒状発泡シートを膨らませると同時に凝縮水や過剰のエアーを排出させて発泡シートの幅をコントロールしている。
【０００３】
【特許文献１】特公昭４６−４０７８９号公報
【０００４】
【特許文献２】特開昭５７−１９１０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の方法では、製造される発泡シートの幅は、筒状発泡シート内部に水蒸気や加熱エアーなどを吹き込む量と排出量のバランス調整によって行われており、金型を給排出口をもつ複雑な構造にすると共に、精度の優れた吹き込み装置や排出装置などによる圧力調整装置が必要である上、時として凝縮水が挟みこまれ、その部分が融着不良となることがあった。
【０００６】
本発明の目的は、前記従来の課題を解決するもので、従来のような複雑な圧力調整装置を必要とせず、極めて簡易に安定した幅のポリスチレン系樹脂発泡シートを得る方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、発泡剤を含む熱可塑性樹脂をサーキュラーダイより押出し筒状になした後、ピンチロールで挟圧して２枚の発泡シートを融着させて１枚の発泡シートを得る方法において、ピンチロールで挟圧する前に筒状発泡シートの両側面に穴を形成して、筒状発泡シート内のガスを抜くことを特徴とする熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法とした。
なお、上記方法において、サーキュラーダイから出た筒状発泡シートの外表面にはエアーを吹きつけることが好ましい。
また、筒状発泡シートの両側面に上記の穴を形成するにあたっては、回転可能なローラーに配設された複数の針状物を備えた穿孔装置よって形成することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、融着法によるポリスチレン系樹脂発泡シートの製造方法において、ピンチロールで挟圧する前に筒状発泡シートの両側面に穴を形成して、この穴から筒状発泡シート内のガスを抜くので、筒状発泡シートの内部圧力を調整するための複雑で大掛かりな圧力調整装置設備を必要とせず、凝縮水による融着不良の発生もなく、容易に一定幅の発泡シートを得ることができる。
【０００９】
また、上記方法において、サーキュラーダイから出た筒状発泡シートの外表面にエアーを吹きつける場合は、筒状発泡シート内部のガスが外部に散逸することを抑制し、筒状発泡シートが膨張することを助長するので、筒状シートの両側面に上記の穴の形成を確保しながら、広い製品幅を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明の製造方法を実施するための製造装置の一例を示す概略側面図、図２は同概略平面図、図３（ａ）は同装置に装備された穿孔装置の使用状態を示す概略平面図、図３（ｂ）は同穿孔装置の概略側面図である。
【００１１】
図１〜図３において、１００は発泡剤を含む熱可塑性樹脂を押出すサーキュラーダイ、１０１はこのサーキュラーダイ１００より押出されて形成された筒状発泡シート２００を挟圧して２枚のシート２０１、２０２を融着させて１枚の発泡シート２０３となす一対のピンチロール、１０２は上記筒状発泡シート２００の上下にそれぞれ配置され、筒状発泡シート２００をピンチロール１０１、１０１に案内するガイドローラーである。１０３はサーキュラーダイ１００より押出された筒状発泡シート２００を冷却するエアリングである。１０４は前記融着された１枚の発泡シート２０３を引き取る引取機であり、１０４aはその引取りロールである。１０５は発泡シート２０３の幅方向の両側を切断するカッターである。Ｘはシートの進行方向である。
【００１２】
１０６、１０６はピンチロール１０１、１０１で挟圧する前に筒状発泡シート２００の両側面に穴を形成する一対の穿孔装置である。この穿孔装置１０６、１０６は、図３に示す様に、本実施形態では、回転可能なローラー１０６ａに周設された複数の針状物１０６ｂを有しており、針ロールとして構成されている。この回転するローラー１０６ａの針状物１０６ｂを、筒状発泡シート２００の進行と共に当該筒状発泡シート２００の側面に押しつけることによって筒状発泡シート２００に穴をあけ、当該筒状発泡シート２００内のガスを抜き、その上で一対のピンチロールによってこの筒状発泡シート２００を挟圧し、２枚のシート２０１、２０２を融着させて１枚の発泡シート２０３を形成する。
【００１３】
この穿孔装置１０６、１０６は、駆動力を与えないで自由回転可能にし、発泡シート２０３の引取機による進行力を利用して連続的に穴をあけるようにしている。駆動力を与えて回転を制御する構成も採用することができるが、前記構成は装置が簡単で好ましい。
【００１４】
発泡シート製造中に何らかの原因で、筒状発泡シートの最大径が小さくなると、針に当りにくくなり、針によるガス抜き効果が少なくなり、筒状発泡シートの最大径が再び大きくなる。このように自然に発泡シート幅がコントロールされる。
【００１５】
なお、穿孔装置は上記に限定されない。例えば、一つの針状物を往復運動させつつ発泡シートに押し当てる方法などがある。
【００１６】
前記カッター１０５は、前記穿孔装置で穿孔された穴を含む発泡シート２０３の両側を切断するものであるが、これにより発泡シートの幅がきまる。
従って、本発明では、シートの幅調整は、穿孔装置１０６、１０６の間隔を変更することで行うことができる。すなわち、発泡シートが所定の幅で製造されている状態から、穿孔装置１０６、１０６の位置を変更すると、得られる発泡シートの幅が変化するが、当該発泡シートの幅の調整は例えば以下の通りの方法ですることができる。すなわち、変更前の発泡シートの全幅（両端部を切断する前の幅）を測定してから、穿孔装置の間隔を左右等間隔で変更していき、変更後に必要な発泡シート全幅に合わせる。ついで、発泡シートの引取り速度を、変更前の発泡シートの全幅と変更後の全幅との比率より、下記の式で計算して、その速度に合わせることで容易に行なえる。
変更後の引取り速度＝変更前の引取り速度×（変更前の発泡シートの全幅／変更後の発泡シートの全幅）
なお、この変更は幅を狭くする方向で調整していくことが望ましい。
【００１７】
ところで、前記穿孔装置１０６の針状物１０６ｂの太さ（直径）は０．５〜５ｍｍが好ましく、更に好ましくは０．８〜３ｍｍである。０．５ｍｍ未満では、穴が小さすぎて、筒状シート内部のガスを抜くことが困難であり所望のシート幅が調整できず、また５ｍｍを超えると、穴が大きすぎて筒状発泡シート内部の圧力が低下しすぎて所望とするシート幅が出にくくなる。
【００１８】
前記針状物１０６ｂの先端形状は、図３（ｂ）に示す様に円錐状に尖っている。先端形状の角度は１０〜４５度が好ましい。１０度未満では、先が細くなりすぎて折れたり曲がったりする恐れがあり、４５度を越えると発泡シートに穴があけにくくなる。１０〜３０度がより好ましい。
【００１９】
図３（ｂ）に示す前記穿孔装置１０６の外径Ａは、５０〜２００ｍｍが好ましい。５０ｍｍ未満でも、２００ｍｍ超でも筒状発泡シートにうまく穴が開き難い。
【００２０】
図３（ｂ）に示す前記穿孔装置１０６の針状物１０６ｂの長さＢは、１５〜８０ｍｍが好ましい。１５ｍｍより短いと穴をあけ難く、８０ｍｍより長いと折れたり曲がったりする恐れがある。３０〜７０ｍｍがより好ましい。
【００２１】
前記穿孔装置１０６の針の本数は、６〜１８本が好ましい。６本より少なくても、また１８本より多くても、製品となる発泡シートの幅の調整が困難である。図３（ｂ）に示す前記穿孔装置１０６では８本である。
【００２２】
前記穿孔装置１０６の針状物６ｂの設置角度は、シート（筒状発泡シート）の進行方向Ｘに平行な直線Ｌに対して、針状物６ｂのローラー１０６ａヘの取り付け部分１０６１とローラー１０６ａの中心１０６２を結ぶ直線を垂直にした時に、前記直線と針状物６ｂの作る角度が０〜６０度が好ましく、０〜４５度がより好ましい。この角度とすることで、発泡シートの引取り機による進行力を利用して、発泡シートにスムースに穴をあけることができる。この角度より小さくても大きくてもスムースに穴が開きにくい。図３（ｂ）に示す前記穿孔装置１０６ではその角度は０度である。
【００２３】
図４に示す穿孔装置１０７は、上記角度を４０度にした例である。シート（筒状発泡シート）の進行方向Ｘに平行な直線Ｌに対して、針状物１０７ｂのローラー１０７ａヘの取り付け部分１０７１とローラー１０７ａの中心１０７２を結ぶ直線を垂直にした時に、前記直線と針状物１０７ｂの作る角度（図４に示す角度θ）を４０度としており、進行するシートに対して上記針状物１０７ｂが孔を開けやすく、またローラー１０７ａの回転と共に上記針状物１０７ｂがシートから離反し易い角度となっている。なお、Ａは前記穿孔装置１０７の外径であり、Ｂは穿孔装置１０７の針状物１０７ｂの長さである。
【００２４】
なお、針状物１０６ｂ、１０７ｂの設置位置は、同一平面上となるように設置することが好ましい。また針状物１０６ｂ、１０７ｂによって穿孔された針穴が、図２に示す様に、筒状発泡シート２００の折り返し部分２０１１、２０１２にくるようにすることが望ましい。製品とするためにはこの折り返し部分２０１１、２０１２はカットし除去されるが、上記のようにすることにより、その部分のロスを小さくすることができる。
【００２５】
穿孔装置１０６，１０７の取りつけ位置は、筒状発泡シート２００の発泡が完了した後の位置で、ピンチロール１０１の手前が好ましく、具体的には穿孔装置１０６、１０７における針状物１０６ｂ、１０７ｂの先端からピンチロール１０１、１０１の中心軸を結ぶ面までの距離が、１０〜１００ｍｍとなるように設置することが望ましい。この位置では、筒状発泡シート２００自体も適度に冷却されており、穴が開け易い。上記距離が近すぎると針状物１０６ｂ、１０７ｂがピンチロール１０１と接する恐れがあり、離れすぎると製品幅が安定し難くなる。
【００２６】
本発明に使用する熱可塑性樹脂としては、例えばスチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ジメチルスチレン、パラメチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレンなどのポリスチレン系樹脂の単独重合体または共重合体などが挙げられる。また、これらスチレン系単量体と、他のビニルモノマーとの共重合体なども使用可能である。他のビニルモノマーとしては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、無水マレイン酸、アクリルアミドなどが挙げられる。またポリスチレン系樹脂が主成分であれば、他の樹脂を添加、混合した混合樹脂も使用可能である。混合樹脂としては、例えば発泡シートの耐衝撃性などを向上するために、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三元共重合体などのジエン系のゴム状重合体を添加したゴム変性ポリスチレン系樹脂、いわゆるハイインパクトポリスチレンなどが挙げられる。
【００２７】
本発明に使用する発泡剤としては、上記ポリスチレン系樹脂を押出発泡させるための発泡剤として種々の揮発性発泡剤や分解型発泡剤があげられる。このうち揮発性発泡剤としては、例えばプロパン、ブタン、ペンタン等の炭化水素や、テトラフルオロエタン、クロロジフルオロエタン、ジフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素などの１種または２種以上があげられ、とくにブタンが好適に使用される。ブタンとしてはノルマルブタン、もしくはイソブタンをそれぞれ単独で使用してもよいし、ノルマルブタンとイソブタンとを任意の割合で併用してもよい。
【００２８】
また本発明では分解型発泡剤を用いることができ、例えばアゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミンなどの有機系発泡剤、クエン酸等の有機酸もしくはその塩と、重炭酸ナトリウム等の重炭酸塩との組み合わせなどの無機系発泡剤があげられる。また場合によっては、二酸化炭素、窒素、水なども適宜用いることができる。これらの発泡剤は単独で使用できる他、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２９】
また本発明では発泡核剤を使用することができ、例えばタルクやステアリン酸カルシウム等があげられる。またその他の添加剤として、ポリスチレン系樹脂には、発泡剤、発泡核剤以外の種々の添加剤を添加してもよい。ポリスチレン系樹脂に添加することのできるその他の添加剤としては、例えば紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤等があげられる。添加剤の配合割合は適宜、設定される。
【００３０】
これらポリスチレン系樹脂の好ましい特性としては、金型から押し出された筒状発泡シートがピンチロールで挟みこんだ時に、発泡剤などの内部に発生するガスで膨らみやすいように、発泡適性温度に冷却された樹脂温度でも伸びやすい樹脂が好ましい。この様な樹脂を選択することで、筒状発泡シートの最大径を大きくすることができ、サーキュラーダイ口径に対する製品幅の比率を大きくすることができる。
【００３１】
好ましくは、メルトフローレシオ（ＭＦＲ）が ０．５〜１０ｇ／１０min である樹脂を使用する。小さすぎると、サーキュラーダイから押出された筒状発泡シートの伸びが少なく、上記の比率が大きくできないので、大きな製品幅にし難い。メルトフローレシオが大きすぎると、張力が低くなりすぎて筒状発泡シートの形状が不安定となり、製品幅を安定させることができない。より好ましくは２．０〜８．Oｇ／１０minである。
【００３２】
なお、ＭＦＲは、JIS K 7210：1999「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）及びメルトボリュームフローレイト（ＭＶＲ）の試験方法」Ｂ法記載の方法により測定した。試験温度は２００℃、試験荷重は４９．０３Nである。
【００３３】
既述の通り、サーキュラーダイ１００から押出された筒状発泡シート２００の表面にエアをあてて冷却することが好ましい。表面を適度に冷却することによって、筒状発泡シート内部のガスが外部に透過することを抑制でき、筒状発泡シート２００の最大径を大きくすることができ、サーキュラーダイ口径に対する製品幅の比率を大きくすることができる。冷却は、既述の通り、サーキュラーダイ１００の押出口付近に吹出口が設けられたエアリング１０３からエアを吹き出して行なうが、特に円周方向に均等に吹出して行うことが望ましい。筒状発泡シート２００の外表面１m２あたり０．０１〜０．２ｍ３の割合で、３０〜４０℃のエアを吹き付けることが好ましい。エア量が少ないとガスを封じ込める効果が少なく、多いと筒状発泡シート２００の伸びが低下して広い幅の発泡シート２０３が得られ難くなる。
【実施例１】
【００３４】
（針ローラーの穿孔装置）
タンデム押出機の第１押出機にポリスチレン原料（東洋スチレン（株）社製、ＨＲＭ−１０Ｎ、ＭＦＲ＝７．９ｇ／１０分）１００重量部と気泡調整剤としてタルク１．０重量部を加えた混合物を供給し、これに発泡剤としてブタン６．５重量部を圧入し、さらに溶融混練し、これを連続して第２押出機に供給し、樹脂温度を１４５℃に冷却して、押出機先端に取り付けたサーキュラーダイ（スリット径２００ｍｍ、スリット間隙１．０ｍｍ）より押出した。押出直後の筒状発泡シートの外表面にエアリングより０．１０m３／m２の割合で４０℃のエアを吹き付けた。ダイの樹脂出口とピンチロールの距離は１２００ｍｍとした。ダイとピンチロールの間に設置したガイドロールの開き角度（ピンチロール側角度）は５５度とした。ピンチロールの間隙を４．８ｍｍとして、筒状発泡シートを圧着し内面を融着させ１枚の発泡シートとした。膨張した筒状発泡シートに対し、ピンチロールの手前（ピンチロールの中心軸を結ぶ面と針先端部の距離が１０ｍｍ）に、図４のような針状物１０７ｂの配設されたローラー１０７ａを有する穿孔装置１０７を、押出の中心軸から左右等間隔で、左右の穿孔装置のローラーの中心軸１０７２の間隔が１０４５ｍｍとなるように設置した。針先端部（針先）の間隔は約９５０ｍｍである。針状物１０７ｂの配設されたローラー１０７ａは、針先端部が筒状発泡シート２００に刺さり、滑らかに回転しながら両側面に連続的に穴を開け続け、安定した状態でポリスチレン樹脂系の発泡シート２０３を得た。発泡シートに穿孔して一枚となった発泡シート２０３の全幅が約９７０ｍｍであった。この発泡シート２０３より穴形成部を含む両端部約２５ｍｍずつをカッター１０５によりカット除去した。以上により、幅９２０ｍｍ、厚み５ｍｍ、発泡倍率１６倍の安定した幅、厚み、発泡倍率を持つ発泡シートが得られた。
【００３５】
なお、この実施例では、針ローラーで構成される穿孔装置１０７の仕様は下記の通りである。
穿孔装置１０７の外径Ａ‥９３．６ｍｍ
同ローラー１０７ａの直径‥２０ｍｍ
同針状物１０７ｂの径  １ｍｍ
同針状物１０７ｂの先端角度  １４度
同針状物１０７ｂの針長さＢ ４０ｍｍ
同針状物１０７ｂの数  １２本（等間隔、角度θ：４０度）
【実施例２】
【００３６】
（針駆動装置を備えた穿孔装置）
実施例１と同様にして押出された筒状発泡シートに対し、前記穿孔装置１０７にかえて、ピンチロールの手前（ピンチロールの中心軸を結ぶ面と針状物の先端部の距離が６０ｍｍ）に針状物が筒状発泡シートの折り返し部分に対して往復駆動する設備を針状物の先端部が対向して該先端部の最短間隔が９５０ｍｍとなる様に設置した。往復駆動装置は、ソレノイドとパルス発生装置により連続的に針状物が往復運動する設備で構成されている。この針状物は１分間に８０回往復運動するように設定された。この針状物の先端部が筒状発泡シートに刺さり、両側面に連続的に穴を開け続け、安定した状態でポリスチレン樹脂発泡シートを得た。実施例１と同様に発泡シートより穴形成部を含む両端部約２５ｍｍずつをカット除去した。以上により、幅９２０ｍｍ、厚み５ｍｍ、発泡倍率１６倍の安定した幅、厚み、発泡倍率を持つ発泡シートが得られた。
【００３７】
この穿孔装置の具体的な仕様は下記の通りである。
穿孔装置の針状物の径  ２ｍｍ
同針状物の先端角度  １４度
同針状物の針長さ  ５０ｍｍ（往復運動寸法：４０ｍｍ）
同針状物の数  １本
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の製造方法は、複雑な圧力調整装置を必要とせず、極めて簡易に安定した幅の熱可塑性樹脂発泡シートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は本発明の製造方法を実施するための製造装置の一例を示す概略側面図である。
【図２】図２は同概略平面図である。
【図３】図３（ａ）は同装置に装備された穿孔装置の使用状態を示す概略平面図、図３（ｂ）は同穿孔装置の概略側面図である。
【図４】図４は他例の穿孔装置を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１００        サーキュラーダイ
１０１        ピンチロール
１０２        ガイドローラー
１０３        エアリング
１０４        引取機
１０５        カッター
１０６        穿孔装置
１０６ａ      ローラー
１０６ｂ      針状物
１０７        穿孔装置
１０７ａ      ローラー
１０７ｂ      針状物
２００        筒状発泡シート
２０１        シート
２０２        シート
２０３        発泡シート
【図１】
2005238686.tif 000003
【図２】
2005238686.tif 000004
【図３】
2005238686.tif 000005
【図４】
2005238686.tif 000006