樹脂発泡シートの製造方法、樹脂発泡シート、及び、押出設備の改修方法
【課題】樹脂発泡シートの厚みを均一化させ得る樹脂発泡シートの製造方法を提供する。
【解決手段】発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイ１００と、該サーキュラーダイ１００のダイスリット１１１から前記樹脂組成物が押し出されてなる筒状の発泡体ＦＢを内面側から冷却するための冷却マンドレル２００とが備えられ、該冷却マンドレル２００によって冷却される前の発泡体ＦＢに外側から風を吹き付けて該発泡体ＦＢを外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている樹脂発泡シートの製造方法であって、前記押出設備には、前記押出機側から前記冷却マンドレル２００側への空気の流れを規制する規制部材がさらに備えられており、該規制部材によって前記押出機側の空気が前記風に誘引されることを抑制させつつ樹脂発泡シートを製造することを特徴とする樹脂発泡シートの製造方法。
【解決手段】発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイ１００と、該サーキュラーダイ１００のダイスリット１１１から前記樹脂組成物が押し出されてなる筒状の発泡体ＦＢを内面側から冷却するための冷却マンドレル２００とが備えられ、該冷却マンドレル２００によって冷却される前の発泡体ＦＢに外側から風を吹き付けて該発泡体ＦＢを外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている樹脂発泡シートの製造方法であって、前記押出設備には、前記押出機側から前記冷却マンドレル２００側への空気の流れを規制する規制部材がさらに備えられており、該規制部材によって前記押出機側の空気が前記風に誘引されることを抑制させつつ樹脂発泡シートを製造することを特徴とする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、発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイとを使用して樹脂発泡シートを製造する樹脂発泡シートの製造方法、このような製造方法で製造される樹脂発泡シート、及び、このような樹脂発泡シートの製造に用いられる押出設備の改修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリスチレン系樹脂やポリオレフィン系樹脂をベース樹脂とした樹脂発泡シートが、シート成形用の原材料や緩衝材などに広く用いられている。
この樹脂発泡シートは、通常、樹脂組成物の連続的な押し出しによって作製されており、一旦、長尺帯状のものがロール状に巻き取られた原反ロールなどと呼ばれる状態にされた後で最終製品として所定の形状に加工されている。
【０００３】
より具体的には、樹脂発泡シートを製造するのに際しては、樹脂組成物を押出機内で発泡剤などとともに溶融混練し、該押出機の先端部に装着したサーキュラーダイの円環状のダイスリットから溶融混練物を押出発泡させて円筒状の発泡体を形成させ、該円筒状の発泡体を冷却マンドレルで内側から冷却し、この冷却された円筒状の発泡体に押出方向に沿った連続的な切り込みを入れて切り開いたものをロール状に巻き取って前記原反ロールを作製させることが行われている。
【０００４】
このとき、一箇所においてのみ切り込みを設けて広幅の原反ロールが作製されたり、前記発泡体に対して左右一対のカッターで２本の切り込みを設けて発泡体の上側部分からなる上ロールと発泡体の下側部分からなる下ロールとの２本の原反ロールを作製することが行われたりしている。
【０００５】
このような樹脂発泡シートにおいては、例えば、一つの原反ロールの中に厚みの異なる箇所が存在したり、原反ロールどうしの間で厚みが異なっていたりすると、この原反ロールを用いてシート成形法による熱成形を実施する場合に、その厚みに合せて成形条件を変更したりしなければならず手間がかかる上に、場合によっては、製品が不良品となってしまうおそれを有する。
【０００６】
このことに対して、例えば、下記特許文献１には、ダイスリット周りの温度調節によって樹脂発泡シートの厚みの均一化を図ることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２１２３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、これまでの対策は十分なものではなく、作製される樹脂発泡シートの厚みを均一化させ得る樹脂発泡シートの製造方法はこれまで確立されてはいない。
したがって、熱成形に適した樹脂発泡シートを得ることが従来困難な状況となっている。
本発明は、作製される樹脂発泡シートの厚みを均一化させ得る樹脂発泡シートの製造方法を提供し、ひいては、熱成形に適した樹脂発泡シート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、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、サーキュラーダイを用いて作製される樹脂発泡シートにおいては、発泡体の上側に相当する部分と下側に相当する部分とで厚みに差異を生じさせやすいことを見出した。
そして、その原因を調査したところ、従来、樹脂発泡シートの表面の気泡状態の調整や、冷却マンドレルにおける延伸性の調整などの目的で、冷却マンドレルによって冷却される前の発泡体に外側から風を吹き付けて該発泡体を外側から冷却する冷却機構を有した押出設備が樹脂発泡シートの製造に広く用いられているが、このような冷却機構を作動させた際には、通常、発泡体の押出方向に沿った気流が発泡体の外側に形成され、この気流に押出機側の熱かい空気が誘引されて当該気流による冷却状況を発泡体上下で異ならせていることを見出した。
【００１０】
すなわち、樹脂発泡シートの製造方法に係る本発明は、発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイと、該サーキュラーダイのダイスリットから前記樹脂組成物が押し出されてなる筒状の発泡体を内面側から冷却するための冷却マンドレルとが備えられ、該冷却マンドレルによって冷却される前の発泡体に外側から風を吹き付けて該発泡体を外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている押出設備を使用して樹脂発泡シートを製造する樹脂発泡シートの製造方法であって、前記押出設備には、前記押出機側から前記冷却マンドレル側への空気の流れを規制する規制部材がさらに備えられており、該規制部材によって前記押出機側の空気が前記風に誘引されることを抑制させつつ樹脂発泡シートを製造することを特徴としている。
【００１１】
また、樹脂発泡シートに係る本発明は、上記のような製造方法で製造されていることを特徴としている。
【００１２】
さらに、本発明は、上記課題を解決すべく、樹脂発泡シートの製造に用いられ、発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイと、該サーキュラーダイのダイスリットから前記樹脂組成物が押し出されてなる筒状の発泡体を内面側から冷却するための冷却マンドレルとが備えられ、該冷却マンドレルによって冷却される前の発泡体に外側から風を吹き付けて該発泡体を外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている押出設備を改修する押出設備の改修方法であって、前記押出機側の空気が前記風に誘引されることを抑制させつつ樹脂発泡シートを製造させうるように前記押出機側から前記冷却マンドレル側への空気の流れを規制する規制部材を新たに設けることを特徴とする押出設備の改修方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の製造方法、あるいは、本発明の改修方法によって改修された後の押出設備を用いた発泡シートの製造方法においては、発泡体の上下の厚みを異ならせる要因となっていた押出機側の空気の誘引が抑制されるため、作製される樹脂発泡シートの厚みを均一化させ得る。
また、そのようにして得られる樹脂発泡シートは、例えば、原反ロールごとに成形条件を大幅に変更したりしなくても良好な成形品が得られやすいことから、成形品の形成に手軽に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、樹脂発泡シートの製造方法に用いる押出設備の一態様を示す設備構成概略図である。
【図２】図２は、図１破線Ａ部を拡大した概略断面図である。
【図３】図３は、サーキュラーダイに規制部材（仕切部材）が取り付けられた様子を示す図である。
【図４】図４は、図２に示した構成における仕切部材の変更事例を示した図である。
【図５】図５は、従来の押出設備における押出機側からの空気の誘引を模式的に示した図である。
【図６】図６は、規制部材取り付け前後の発泡体周辺の温度変化を示すグラフである。
【図７】図７は、規制部材取り付け前の上ロールと下ロールのポリスチレン系樹脂発泡シートの厚み、坪量、及び、発泡度のバラツキ状態を示すグラフである。
【図８】図８は、規制部材取り付け後の上ロールと下ロールのポリスチレン系樹脂発泡シートの厚み、坪量、及び、発泡度のバラツキ状態を示すグラフである。
【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、本実施形態に係る樹脂発泡シートの製造方法に用いられる押出設備について説明する。
図１は、押出設備の構成を示す図であり、図２は、この図１に破線Ａで示した領域の端面図を示すものである。
また、図３は、図２に破線矢印Ｂで示した方向から押出設備を見た様子を示す概略図である。
この図にも示されているように、本実施形態の樹脂発泡シートの製造方法においては、発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機としてタンデム押出機７０を有する押出設備を利用する。
該タンデム押出機７０の先端部には、前記樹脂組成物を発泡状態で押出して筒状の発泡体ＦＢを形成させるためのサーキュラーダイ１００が装着されている。
また、前記押出設備には、サーキュラーダイ１００の前面において開口している円環状のダイスリット１１１から筒状に吐出された前記発泡体ＦＢを内面側から冷却するとともに拡径して所定の大きさの筒状に形成させるための冷却マンドレル２００が備えられている（これ以降において、マンドレルとサーキュラーダイとの間の発泡体を「バルーンＦＢ’」と呼ぶことがある）。
【００１６】
前記押出設備には、前記冷却マンドレル２００によって冷却される前の発泡体（バルーン）に対して外側から風を吹き付けて押出方向に沿った気流（図２矢印ＣＡ）を前記発泡体の外側に形成させることにより該発泡体を外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている。
さらに、前記押出設備には、前記タンデム押出機７０の側から前記冷却マンドレル２００の側への空気の流れを規制する規制部材が備えられており、具体的には、タンデム押出機７０の側と冷却マンドレル２００の側との間を仕切る仕切壁を前記サーキュラーダイ周りに形成させるための中抜円板状（ドーナツ状）の仕切部材ＳＤが前記規制部材として備えられている。
【００１７】
前記タンデム押出機７０は、上流側押出機７０ａと下流側押出機７０ｂの２台の押出機が連結されたものであり、上流側押出機７０ａには、ポリオレフィン系樹脂発泡シートの形成材料を投入するためのホッパー７１と、ガス供給装置８０から炭化水素などの発泡剤をシリンダー内に供給するためのガス導入部７２とが設けられている。
そして、下流側押出機７０ｂには、円環状のダイスリット１１１（樹脂吐出口）が形成された前記サーキュラーダイ１００が装着されている。
【００１８】
前記サーキュラーダイ１００は、その前方に設置された冷却マンドレル２００に向けて押出機で溶融混練された樹脂組成物を発泡状態で押出すべく構成されており、前記冷却マンドレル２００は、前記サーキュラーダイ自体よりも大径な円柱形状を有しており、その外周面をサーキュラーダイ１００から押出された筒状の発泡体ＦＢの内面に摺接させて該発泡体ＦＢを内側から冷却しうるように備えられている。
なお、前記サーキュラーダイ１００と前記冷却マンドレル２００とは、該冷却マンドレル２００の円柱形状の中心軸を延長した延長線上に、サーキュラーダイ１００の前面において開口している円環状のダイスリット１１１の略中心が位置するようにして備えられている。
したがって、サーキュラーダイ１００から冷却マンドレル２００までの間の発泡体ＦＢ’はサーキュラーダイ１００から冷却マンドレル２００に向けて略均等に拡径されることになる。
【００１９】
この冷却マンドレル２００の下流側には筒状の発泡体ＦＢに左右一対の切り込みを入れるための切断刃ＣＴが取り付けられており、本実施形態における押出設備には、切り込みが入れられて上下に二分割された筒状の発泡体ＦＢをそれぞれ平坦なシート状に展開するためのローラ９１と、この展開された樹脂発泡シートを上ロールＵＲと下ロールＬＲとの２本の原反ロールとして巻き取るための巻取りローラ９２が備えられている。
【００２０】
前記サーキュラーダイ１００は、前記冷却マンドレル２００方向に向けて円形の開口部を有する外型１０２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１０３とを有している。
前記外型１０２には、押出方向先端部の前記開口部から押出方向上流側に向かって縮径したすり鉢状の内壁面が形成されており、前記サーキュラーダイ１００は、この内壁面の内側に前記内型１０３が収容されている。
該内型１０３には、前記外型１０２のすり鉢状の内壁面が傾斜している角度よりも僅かに大きな角度で傾斜した外壁面が形成されている。
すなわち、サーキュラーダイ１００は、円環状の樹脂吐出口に向けて樹脂流路１０１の直径を増大させている一方で、樹脂流路１０１の幅が樹脂吐出口に向けて狭くなるように形成されている。
その結果、前記サーキュラーダイ１００は、前記内型１０３と前記外型１０２との間に形成された樹脂流路１０１となる部分の断面積が押出方向に向けて小さくなるように形成されている。
【００２１】
また、本実施形態においては、前記サーキュラーダイ１００の前面部にバルーンＦＢ’を外側から冷却するための前記冷却機構が備えられている。
該冷却機構は、その具体的な構成部材として扁平なドーナッツ状の中空管である冷却リングＣＲを有している。
この冷却リングＣＲには、当該冷却リング内部の中空領域に流入させた空気を吹出させるための吹出口３０１が形成されており、該吹出口３０１は、前記冷却リングＣＲの内周縁に沿って円環状に形成されている。
該冷却リングＣＲは、その内周が前記ダイスリット１１１よりも僅かに径大な円形となっており、外周が外型１０２よりも径大な円形となっている。
そして、前記冷却リングＣＲは、その外周部を外型１０２よりも僅かに外側に突出させながら内側に前記ダイスリット１１１を包囲するような形でサーキュラーダイ１００の前面部に備えられている。
この冷却リングＣＲには前記のように内周に沿って吹出口３０１が開口していることから当該吹出口３０１が前記ダイスリット１１１の外側に僅かな距離を隔てて開口しており、前記冷却機構は、押出された直後のバルーンＦＢ’に対して風を吹付け得るように構成されている。
【００２２】
なお、前記吹出口３０１は、冷却リングＣＲの中心に向けて開口されてはおらず、冷却リングＣＲの平面方向に対して約６０度（図２の「θ」は約３０度）の角度をなして空気を吹出すように開口されている。
したがって、吹出した空気の多くは、バルーンＦＢ’の外表面に沿って冷却マンドレル２００側に移動して樹脂の押出方向に沿った気流（図２矢印ＣＡ）をバルーンＦＢ’の外側に形成させることになる。
このような冷却リングＣＲからの冷却風の吹付けは、発泡体ＦＢの外表面に近い部分の発泡状態の調整等に有効活用することができるものではあるが、一方で、その温度が周方向にバラツキを有していたりするとバルーンＦＢ’における気泡の成長状態が周方向に異なる結果、発泡体ＦＢの発泡状態にバラツキを生じさせることになる。
【００２３】
前記仕切部材ＳＤは、上記のようなバルーンＦＢ’を外側から冷却するための気流に、背後のタンデム押出機７０の側の空気が誘引されることを規制させるためのものであり、図３にも示されているように、中央部に円形の貫通孔を有するドーナッツ状の円板である。
しかも、前記貫通孔の開口径が前記冷却リングＣＲの円環状の吹出口３０１よりも径大、且つ、冷却リングＣＲの外径よりも径小となっており、外径が、前記冷却リングＣＲ並びに冷却マンドレル２００よりも径大な円板が仕切部材ＳＤとして備えられている。
【００２４】
この仕切部材ＳＤは、円形の中抜き部分（貫通孔）は、発泡体を通過させるためのものであり、前記貫通孔からダイスリット１１１や冷却リングＣＲの吹出口３０１を覗かせる形で冷却リングＣＲの前面側に装着されている。
すなわち、ドーナツ状の前記円板は、サーキュラーダイ１００の前面において冷却マンドレル側と押出機側とを仕切る仕切板として機能するように設けられている。
なお、仕切部材ＳＤは、押出機側の空気の誘引を防止する上では冷却風の吹出口３０１の近くに設けることが効果的ではあるが、冷却リングＣＲの前面側に設ける必要性はなく、例えば、図４の変更例１（ａ）に示すように、冷却リングＣＲよりも上流側の外型１０２の外周からフランジ状に外側に延びるように設置しても良い。
しかし、その場合には、外型１０２の熱を吹出口３０１から吹付ける風に誘引させるおそれを有する。
したがって、仕切部材ＳＤは、サーキュラーダイ１００の前面と略面一な状態になるように配置することが好ましい。
【００２５】
なお、図２に例示したドーナッツ状の円板（仕切板部）のみからなる仕切部材ＳＤよりは構造が複雑にはなるものの、図４（ｂ）に示すように、前記円板で仕切板部ＳＤａが構成されているとともに、該仕切板部ＳＤａを構成している前記円板の外周部から冷却マンドレル側に向けて筒状に延びる周側壁部ＳＤｂが備えられている仕切部材ＳＤを用いることが空気の誘引を抑制する上においては好ましい。
【００２６】
また、このような形状以外にも、例えば、図４（ｃ）のように、冷却マンドレル２００側に向けてラッパ状に広がるような仕切部材ＳＤを採用することもできる。
さらには、仕切部材ＳＤをサーキュラーダイ１００と密着させることなく独立した状態で仕切部材ＳＤを設けることも可能であり、押出機側の空気の誘引をある程度抑制させ得るものであれば、例えば、図４（ｄ）のように、サーキュラーダイ１００との間に僅かな隙間を設けて仕切部材ＳＤを配置することも可能である。
【００２７】
また、図４に示す変更例においては、いずれも、押出機側の空気の誘引を上下左右にわたって均等に抑制させ得るように前記発泡体を通過させるための円形の貫通孔を中央部に有するドーナッツ状の円板で仕切板部が構成されている仕切部材を例示しているが押出機側の空気の誘引については、後述するように、発泡体の上部側において影響を与えやすい事から、前記仕切部材ＳＤは、必ずしもドーナッツ状の円板である必要はなく、例えば、上半分を覆うかまぼこ型の板であっても良い。
【００２８】
なお、仕切部材については、通常の樹脂発泡シートの製造条件であれば、前記外型１０２の外周から、さらに外側に３０ｃｍ以上の領域に広がるように設置すれば、樹脂発泡シートの厚みの問題の解消を図ることができる。
したがって、例えば、図２の“ｈ”を３０ｃｍ以上とすることが好ましく、４０ｃｍ以上とすることがより好ましい。
【００２９】
ただし、図２などに示しているように、冷却マンドレル２００がサーキュラーダイ１００よりも大きい場合には、単に、仕切部材ＳＤの大きさをサーキュラーダイ１００との関係から規定しても、特別な製造条件下においては十分な効果が得られない可能性を有する。
したがって、仕切部材ＳＤの大きさは、冷却マンドレル２００との関係からも規定することが好ましい。
すなわち、より確実に押出機側の空気の誘引を樹脂発泡シートに影響させないようにするには、前記冷却マンドレルよりも大きな仕切板部を有する仕切部材を前記冷却マンドレルのサーキュラーダイ側の端面と前記仕切板部とを対向させるように前記サーキュラーダイ側に配置することが好ましい。
より具体的には、前記仕切部材としては、当該仕切部材に対して冷却マンドレルを投影させた場合に、その全てを投影させ得る大きさ、すなわち、押出機側から冷却マンドレルを見た場合に、その全てが当該仕切部材の内側に隠されてしまうような大きさのものが好ましい。
【００３０】
本実施形態においては、このような仕切部材を利用する方法以外に、例えば、押出機側において常時一定量の空気を吸引し、押出設備を設置している空間においてサーキュラーダイ側から押出機側に一定の気流を常に形成させる方法なども考え得るが、そのような規制の仕方は莫大なランニングコストがかかる上に、そのような機構を構成させるための規制部材も高価なものになってしまうおそれを有する。
すなわち、仕切部材の利用は、簡便であり、コストメリットなどの点においても有利なものであるといえる。
この仕切部材は、金属、木材、樹脂、布帛、紙など種々の素材のもので形成させることができ、安価に作製が可能なものである。
【００３１】
なお、このような仕切部材は、既設の押出設備に新たに取り付けるだけで機能を発揮することから、これまでに例示した押出機、サーキュラーダイ、及び、冷却マンドレルなどを有する既設の押出設備に上記のような仕切部材を取り付ける改修を施すことで、上記例示の押出設備と同等の効果を期待することができる。
すなわち、樹脂発泡シートの製造に用いられる押出設備であって、押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイと、冷却マンドレルとが備えられ、該冷却マンドレルによって冷却される前の発泡体に外側から風を吹き付けて押出方向に沿った気流を前記発泡体の外側に形成させることにより該発泡体を外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている押出設備に、前記押出機側の空気が前記気流に誘引されることを抑制させつつ樹脂発泡シートを製造させうるように前記押出機側から前記冷却マンドレル側への空気の流れを規制する規制部材を新たに設ける改修を施すことによって製造される樹脂発泡シートの品質向上と、歩留り向上とを図ることができる。
具体的には、押出機側から冷却マンドレルを見た場合に、サーキュラーダイや冷却リングなどの外側に前記冷却マンドレルの一部がはみ出した状態になっている場合に、少なくとも、押出機の上側部分においてこれが見えなくなるように仕切部材を設けるような改修を既存の押出設備に施すことで製造される樹脂発泡シートの品質向上と、歩留り向上とを図ることができる。
【００３２】
この仕切部材の機能について、以下に説明する。
従来、食品包装用容器などに熱成形される樹脂発泡シートにおいては、当該樹脂発泡シートの表面にフィルムをラミネートしたものを該ラミネートフィルム側が外側となるように熱成形して丼等の深底容器を作製し、容器外側に曲面印刷を施すような用いられ方が従来されている。
したがって、この種の用途に利用される樹脂発泡シートには、ラミネートの容易さや印刷精度などの観点から表面が平滑で、ある程度の表面硬度を有することが求められている。
このフィルムラミネート用途に用いられる樹脂発泡シートを製造するのに際しては、冷却リングＣＲからより多くの冷却風を発生させて押出後の早い段階で発泡体を外側から冷却し、この外側における気泡の成長を抑制させることが有効な手段となる。
【００３３】
ここで、図５を参照しつつ従来の押出設備について説明すると、上記のような目的のために、例えば、上ロールと下ロールのそれぞれが１ｍ程度の幅を有する原反ロールを作製すべく、周長約２ｍの冷却マンドレル上を発泡体を摺接させて１０〜１５ｍ／ｍｉｎの引取速度で発泡シートを巻取りローラで巻き取らせているような状況で、冷却リングＣＲｘから３〜５ｍ3／ｍｉｎの比較的大量の冷却風を発生させてバルーンＦＢｘ’の外表面に気流ＣＡｘを形成させると、その気流ＣＡｘに押出機側の熱気ＷＡｘが誘引されてしまうことになる。
例えば、図２や図５に示すように、冷却リングＣＲ，ＣＲｘをサーキュラーダイ１００，１００ｘの前面部において外型よりの外方に突出させてフランジ状の構造が形成されていたとしても、通常、数ｃｍ程度の高さしかなく、押出機側の空気の誘引を防止するのには不十分であり、簡単にこれを乗り越えてしまうことになる。
【００３４】
このとき、押出機側の雰囲気温度が押出機の上下左右で略一定であれば、その熱気がバルーンＦＢｘ’を冷却するための気流ＣＡｘに誘引されたとしても特には問題にならないが、通常、暖かな熱気は上方側に移動することから押出機側では特に上下において大きな温度差が形成されている。
本発明者らの調査によれば、一般的なポリスチレン樹脂の押出発泡を実施している場合において、押出機とサーキュラーダイとの境目付近における温度に上部側と下部側とで４０℃以上の差があり、何も、対策を講じないと、押出直後のバルーン近傍の空気の温度に上下１５℃程度の温度差を生じることが判明した。
そのために、このような条件下でポリスチレン系樹脂発泡シートを製造すると上ロール側では、発泡度が高くなってしまい、同じ長さの発泡シートを巻き取った場合でも、上ロールと下ロールとで原反ロールの巻径が異なる（上ロールの方が太くなる）結果となってしまうことになる。
また、その場合には、上ロールと下ロールとで原反ロールの質量も異ならせる結果となる。
【００３５】
そうすると、上ロールと下ロールとでフィルムラミネートの最適条件が異なってしまったり、ラミネート後の樹脂発泡シートを熱成形する際の最適条件を異ならせたりすることになる。
【００３６】
なお、この種の問題は、ポリスチレン系樹脂発泡シートのみならず、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂を用いた樹脂発泡シートや、ポリエチレンテレフタレート樹脂発泡シートなどにも共通するものである。
【００３７】
ここで、上記のように仕切部材などによって押出機側の空気の誘引を防止することでバルーンの上下における雰囲気温度の差を抑制することができ上ロールと下ロールとで発泡状態を均質化させることができる。
したがって、本実施形態に係る発泡シートの製造方法によれば、作製される樹脂発泡シートの厚みを均一化させることができ、シート成形などに適した樹脂発泡シートを作製することができる。
特に、得られる樹脂発泡シートは、フィルムラミネートされる用途に好適であり、フィルムラミネートされた後でシート成形によって深底容器などに熱成形されるような用途に好適なものとなる。
また、本実施形態に係る発泡シートの製造方法は、既存の設備を改修して実施が可能なものであり、多額のコストを投じることなく製造される樹脂発泡シートの品質向上を図ることができる。
【００３８】
なお、ここでは詳述しないが、上記以外に樹脂発泡シートの製造方法や、設備に関する技術事項で、従来公知の事項は本発明の効果が著しく損なわれない限りにおいて適宜採用が可能なものである。
すなわち、本発明は、上記例示に限定されるものではない。
【実施例】
【００３９】
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。
【００４０】
シリンダー径φ１１５ｍｍの押出機にシリンダー径φ１８０ｍｍの押出機が接続されたタンデム型押出機の先端（φ１８０ｍｍ押出機の先端）に口径１８０ｍｍφのダイスリット（ダイスリット間隔０．５ｍｍ）を有するサーキュラーダイを装着し、前記ダイスリットから厚み２ｍｍの筒状の発泡体を押し出しつつ、該ダイスリットの外周側に円環状に開口した冷却リングの吹出口から前記発泡体に風を当てて該発泡体を外側から冷却した。
この発泡体を続けて直径６７０ｍｍの冷却マンドレルで拡径且つ冷却した後、左右一対の切込みを入れて上下各１０５０ｍｍ幅の帯状のポリスチレン系樹脂発泡シートを作製した。
【００４１】
このポリスチレン系樹脂発泡シートの引取速度を約１１ｍ／ｍｉｎ、冷却リングからの風量を３〜４ｍ3／ｍｉｎとし、冷却マンドレル直前における発泡体から約１ｃｍ外側に離れた場所の気温（Ｎｏ．１）、冷却マンドレルとサーキュラーダイとの中間地点における発泡体から約１ｃｍ外側に離れた場所の気温（Ｎｏ．２）、及び、押出直後の発泡体から約１ｃｍ外側に離れた場所の気温（Ｎｏ．３）を、発泡体の上下において測定した。
また、冷却リングの吹出口から吹出される風の温度について、周方向に略均等間隔に１６箇所測定した。
これらの結果を図６に示す。
そして、サーキュラーダイから外側に３０ｃｍの長さで延出するようにドーナッツ状の仕切板を仕切部材として装着して押出機側からの空気の移動を規制した場合の結果を併せて図６に示す。
図６上左は、仕切板設置前の発泡体（バルーン）から１ｃｍ外側に離れたところの温度を示すグラフであり、図中「３」がサーキュラーダイからの押出直後（ダイスリットから押出方向に約３０ｍｍ）の位置において温度を測定したもので、「１」は、冷却マンドレルの端面部において温度を測定したものである。
また、図６中の「２」は、押出直後の測定点（「３」）と冷却マンドレル端面位置における測定点（「１」）の中間点において温度を測定したものである。
この図が示すように、サーキュラーダイから冷却マンドレルに近付くにつれて（３→２→１）温度差が減少するもののダイスリットに近い部分では上側が５２℃、下側が３７℃となっており、１５℃もの温度差を有している。
一方、仕切板設置後（図６上右）は上下の温度差は５℃（４１℃と３６℃）に低減される結果となった。
また、図６下左のグラフからは、バルーンの上側に吹付けられる風の温度が約５０℃であったものが仕切板設置後は４０℃弱に低減され、しかも、風の温度がバルーン周りに均一化されていることがわかる。
このように規制部材（仕切板）によって温度が均等化されていることがわかる。
【００４２】
また、仕切板を設けることなく押し出して得られた上側のポリスチレン系樹脂発泡シートと下側のポリスチレン系樹脂発泡シートとから、１０ｃｍ×１０ｃｍのテストピースをシート幅方向に１０枚ずつ打抜いて、厚み、坪量、及び、発泡倍率を測定した。
結果を図７に示す。
なお、図７の横軸はテストピースのシート幅方向の並び順を示す番号であり、ポリスチレン系樹脂発泡シートの一方の端で採取したテストピースが「１」で、反対側の端で採取したテストピースが「１０」である。
この図からも、上側のポリスチレン系樹脂発泡シートでは、発泡体の最も上側部分に相当するシート幅方向中央部における坪量が低く発泡度が高いことがわかる。
【００４３】
これに対して、仕切板を設けた後のポリスチレン系樹脂発泡シートについて図７に結果を示した評価と同様に評価した結果を図８に示す。
この図８では、坪量や厚みが一定しており、図７に比べて大きく改善されていることがわかる。
また、図７では、上側のポリスチレン系樹脂発泡シートから採取した１０枚のテストピースの平均発泡倍率と、下側のテストピースの平均発泡倍率との差が０．１３倍であったが、仕切板設置後は、０．０４倍に改善されていることがわかった。
【００４４】
このことからも、本発明によれば、作製される樹脂発泡シートの厚みを均一化させ得る樹脂発泡シートの製造方法が提供されうることがわかる。
【符号の説明】
【００４５】
７０ タンデム押出機
１００ サーキュラーダイ
１１１ ダイスリット
２００ 冷却マンドレル
３０１ 吹出口
ＣＲ 冷却リング
ＦＢ 発泡体
ＳＤ 仕切部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイとを使用して樹脂発泡シートを製造する樹脂発泡シートの製造方法、このような製造方法で製造される樹脂発泡シート、及び、このような樹脂発泡シートの製造に用いられる押出設備の改修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリスチレン系樹脂やポリオレフィン系樹脂をベース樹脂とした樹脂発泡シートが、シート成形用の原材料や緩衝材などに広く用いられている。
この樹脂発泡シートは、通常、樹脂組成物の連続的な押し出しによって作製されており、一旦、長尺帯状のものがロール状に巻き取られた原反ロールなどと呼ばれる状態にされた後で最終製品として所定の形状に加工されている。
【０００３】
より具体的には、樹脂発泡シートを製造するのに際しては、樹脂組成物を押出機内で発泡剤などとともに溶融混練し、該押出機の先端部に装着したサーキュラーダイの円環状のダイスリットから溶融混練物を押出発泡させて円筒状の発泡体を形成させ、該円筒状の発泡体を冷却マンドレルで内側から冷却し、この冷却された円筒状の発泡体に押出方向に沿った連続的な切り込みを入れて切り開いたものをロール状に巻き取って前記原反ロールを作製させることが行われている。
【０００４】
このとき、一箇所においてのみ切り込みを設けて広幅の原反ロールが作製されたり、前記発泡体に対して左右一対のカッターで２本の切り込みを設けて発泡体の上側部分からなる上ロールと発泡体の下側部分からなる下ロールとの２本の原反ロールを作製することが行われたりしている。
【０００５】
このような樹脂発泡シートにおいては、例えば、一つの原反ロールの中に厚みの異なる箇所が存在したり、原反ロールどうしの間で厚みが異なっていたりすると、この原反ロールを用いてシート成形法による熱成形を実施する場合に、その厚みに合せて成形条件を変更したりしなければならず手間がかかる上に、場合によっては、製品が不良品となってしまうおそれを有する。
【０００６】
このことに対して、例えば、下記特許文献１には、ダイスリット周りの温度調節によって樹脂発泡シートの厚みの均一化を図ることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２１２３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、これまでの対策は十分なものではなく、作製される樹脂発泡シートの厚みを均一化させ得る樹脂発泡シートの製造方法はこれまで確立されてはいない。
したがって、熱成形に適した樹脂発泡シートを得ることが従来困難な状況となっている。
本発明は、作製される樹脂発泡シートの厚みを均一化させ得る樹脂発泡シートの製造方法を提供し、ひいては、熱成形に適した樹脂発泡シート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、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、サーキュラーダイを用いて作製される樹脂発泡シートにおいては、発泡体の上側に相当する部分と下側に相当する部分とで厚みに差異を生じさせやすいことを見出した。
そして、その原因を調査したところ、従来、樹脂発泡シートの表面の気泡状態の調整や、冷却マンドレルにおける延伸性の調整などの目的で、冷却マンドレルによって冷却される前の発泡体に外側から風を吹き付けて該発泡体を外側から冷却する冷却機構を有した押出設備が樹脂発泡シートの製造に広く用いられているが、このような冷却機構を作動させた際には、通常、発泡体の押出方向に沿った気流が発泡体の外側に形成され、この気流に押出機側の熱かい空気が誘引されて当該気流による冷却状況を発泡体上下で異ならせていることを見出した。
【００１０】
すなわち、樹脂発泡シートの製造方法に係る本発明は、発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイと、該サーキュラーダイのダイスリットから前記樹脂組成物が押し出されてなる筒状の発泡体を内面側から冷却するための冷却マンドレルとが備えられ、該冷却マンドレルによって冷却される前の発泡体に外側から風を吹き付けて該発泡体を外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている押出設備を使用して樹脂発泡シートを製造する樹脂発泡シートの製造方法であって、前記押出設備には、前記押出機側から前記冷却マンドレル側への空気の流れを規制する規制部材がさらに備えられており、該規制部材によって前記押出機側の空気が前記風に誘引されることを抑制させつつ樹脂発泡シートを製造することを特徴としている。
【００１１】
また、樹脂発泡シートに係る本発明は、上記のような製造方法で製造されていることを特徴としている。
【００１２】
さらに、本発明は、上記課題を解決すべく、樹脂発泡シートの製造に用いられ、発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイと、該サーキュラーダイのダイスリットから前記樹脂組成物が押し出されてなる筒状の発泡体を内面側から冷却するための冷却マンドレルとが備えられ、該冷却マンドレルによって冷却される前の発泡体に外側から風を吹き付けて該発泡体を外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている押出設備を改修する押出設備の改修方法であって、前記押出機側の空気が前記風に誘引されることを抑制させつつ樹脂発泡シートを製造させうるように前記押出機側から前記冷却マンドレル側への空気の流れを規制する規制部材を新たに設けることを特徴とする押出設備の改修方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の製造方法、あるいは、本発明の改修方法によって改修された後の押出設備を用いた発泡シートの製造方法においては、発泡体の上下の厚みを異ならせる要因となっていた押出機側の空気の誘引が抑制されるため、作製される樹脂発泡シートの厚みを均一化させ得る。
また、そのようにして得られる樹脂発泡シートは、例えば、原反ロールごとに成形条件を大幅に変更したりしなくても良好な成形品が得られやすいことから、成形品の形成に手軽に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、樹脂発泡シートの製造方法に用いる押出設備の一態様を示す設備構成概略図である。
【図２】図２は、図１破線Ａ部を拡大した概略断面図である。
【図３】図３は、サーキュラーダイに規制部材（仕切部材）が取り付けられた様子を示す図である。
【図４】図４は、図２に示した構成における仕切部材の変更事例を示した図である。
【図５】図５は、従来の押出設備における押出機側からの空気の誘引を模式的に示した図である。
【図６】図６は、規制部材取り付け前後の発泡体周辺の温度変化を示すグラフである。
【図７】図７は、規制部材取り付け前の上ロールと下ロールのポリスチレン系樹脂発泡シートの厚み、坪量、及び、発泡度のバラツキ状態を示すグラフである。
【図８】図８は、規制部材取り付け後の上ロールと下ロールのポリスチレン系樹脂発泡シートの厚み、坪量、及び、発泡度のバラツキ状態を示すグラフである。
【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、本実施形態に係る樹脂発泡シートの製造方法に用いられる押出設備について説明する。
図１は、押出設備の構成を示す図であり、図２は、この図１に破線Ａで示した領域の端面図を示すものである。
また、図３は、図２に破線矢印Ｂで示した方向から押出設備を見た様子を示す概略図である。
この図にも示されているように、本実施形態の樹脂発泡シートの製造方法においては、発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機としてタンデム押出機７０を有する押出設備を利用する。
該タンデム押出機７０の先端部には、前記樹脂組成物を発泡状態で押出して筒状の発泡体ＦＢを形成させるためのサーキュラーダイ１００が装着されている。
また、前記押出設備には、サーキュラーダイ１００の前面において開口している円環状のダイスリット１１１から筒状に吐出された前記発泡体ＦＢを内面側から冷却するとともに拡径して所定の大きさの筒状に形成させるための冷却マンドレル２００が備えられている（これ以降において、マンドレルとサーキュラーダイとの間の発泡体を「バルーンＦＢ’」と呼ぶことがある）。
【００１６】
前記押出設備には、前記冷却マンドレル２００によって冷却される前の発泡体（バルーン）に対して外側から風を吹き付けて押出方向に沿った気流（図２矢印ＣＡ）を前記発泡体の外側に形成させることにより該発泡体を外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている。
さらに、前記押出設備には、前記タンデム押出機７０の側から前記冷却マンドレル２００の側への空気の流れを規制する規制部材が備えられており、具体的には、タンデム押出機７０の側と冷却マンドレル２００の側との間を仕切る仕切壁を前記サーキュラーダイ周りに形成させるための中抜円板状（ドーナツ状）の仕切部材ＳＤが前記規制部材として備えられている。
【００１７】
前記タンデム押出機７０は、上流側押出機７０ａと下流側押出機７０ｂの２台の押出機が連結されたものであり、上流側押出機７０ａには、ポリオレフィン系樹脂発泡シートの形成材料を投入するためのホッパー７１と、ガス供給装置８０から炭化水素などの発泡剤をシリンダー内に供給するためのガス導入部７２とが設けられている。
そして、下流側押出機７０ｂには、円環状のダイスリット１１１（樹脂吐出口）が形成された前記サーキュラーダイ１００が装着されている。
【００１８】
前記サーキュラーダイ１００は、その前方に設置された冷却マンドレル２００に向けて押出機で溶融混練された樹脂組成物を発泡状態で押出すべく構成されており、前記冷却マンドレル２００は、前記サーキュラーダイ自体よりも大径な円柱形状を有しており、その外周面をサーキュラーダイ１００から押出された筒状の発泡体ＦＢの内面に摺接させて該発泡体ＦＢを内側から冷却しうるように備えられている。
なお、前記サーキュラーダイ１００と前記冷却マンドレル２００とは、該冷却マンドレル２００の円柱形状の中心軸を延長した延長線上に、サーキュラーダイ１００の前面において開口している円環状のダイスリット１１１の略中心が位置するようにして備えられている。
したがって、サーキュラーダイ１００から冷却マンドレル２００までの間の発泡体ＦＢ’はサーキュラーダイ１００から冷却マンドレル２００に向けて略均等に拡径されることになる。
【００１９】
この冷却マンドレル２００の下流側には筒状の発泡体ＦＢに左右一対の切り込みを入れるための切断刃ＣＴが取り付けられており、本実施形態における押出設備には、切り込みが入れられて上下に二分割された筒状の発泡体ＦＢをそれぞれ平坦なシート状に展開するためのローラ９１と、この展開された樹脂発泡シートを上ロールＵＲと下ロールＬＲとの２本の原反ロールとして巻き取るための巻取りローラ９２が備えられている。
【００２０】
前記サーキュラーダイ１００は、前記冷却マンドレル２００方向に向けて円形の開口部を有する外型１０２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１０３とを有している。
前記外型１０２には、押出方向先端部の前記開口部から押出方向上流側に向かって縮径したすり鉢状の内壁面が形成されており、前記サーキュラーダイ１００は、この内壁面の内側に前記内型１０３が収容されている。
該内型１０３には、前記外型１０２のすり鉢状の内壁面が傾斜している角度よりも僅かに大きな角度で傾斜した外壁面が形成されている。
すなわち、サーキュラーダイ１００は、円環状の樹脂吐出口に向けて樹脂流路１０１の直径を増大させている一方で、樹脂流路１０１の幅が樹脂吐出口に向けて狭くなるように形成されている。
その結果、前記サーキュラーダイ１００は、前記内型１０３と前記外型１０２との間に形成された樹脂流路１０１となる部分の断面積が押出方向に向けて小さくなるように形成されている。
【００２１】
また、本実施形態においては、前記サーキュラーダイ１００の前面部にバルーンＦＢ’を外側から冷却するための前記冷却機構が備えられている。
該冷却機構は、その具体的な構成部材として扁平なドーナッツ状の中空管である冷却リングＣＲを有している。
この冷却リングＣＲには、当該冷却リング内部の中空領域に流入させた空気を吹出させるための吹出口３０１が形成されており、該吹出口３０１は、前記冷却リングＣＲの内周縁に沿って円環状に形成されている。
該冷却リングＣＲは、その内周が前記ダイスリット１１１よりも僅かに径大な円形となっており、外周が外型１０２よりも径大な円形となっている。
そして、前記冷却リングＣＲは、その外周部を外型１０２よりも僅かに外側に突出させながら内側に前記ダイスリット１１１を包囲するような形でサーキュラーダイ１００の前面部に備えられている。
この冷却リングＣＲには前記のように内周に沿って吹出口３０１が開口していることから当該吹出口３０１が前記ダイスリット１１１の外側に僅かな距離を隔てて開口しており、前記冷却機構は、押出された直後のバルーンＦＢ’に対して風を吹付け得るように構成されている。
【００２２】
なお、前記吹出口３０１は、冷却リングＣＲの中心に向けて開口されてはおらず、冷却リングＣＲの平面方向に対して約６０度（図２の「θ」は約３０度）の角度をなして空気を吹出すように開口されている。
したがって、吹出した空気の多くは、バルーンＦＢ’の外表面に沿って冷却マンドレル２００側に移動して樹脂の押出方向に沿った気流（図２矢印ＣＡ）をバルーンＦＢ’の外側に形成させることになる。
このような冷却リングＣＲからの冷却風の吹付けは、発泡体ＦＢの外表面に近い部分の発泡状態の調整等に有効活用することができるものではあるが、一方で、その温度が周方向にバラツキを有していたりするとバルーンＦＢ’における気泡の成長状態が周方向に異なる結果、発泡体ＦＢの発泡状態にバラツキを生じさせることになる。
【００２３】
前記仕切部材ＳＤは、上記のようなバルーンＦＢ’を外側から冷却するための気流に、背後のタンデム押出機７０の側の空気が誘引されることを規制させるためのものであり、図３にも示されているように、中央部に円形の貫通孔を有するドーナッツ状の円板である。
しかも、前記貫通孔の開口径が前記冷却リングＣＲの円環状の吹出口３０１よりも径大、且つ、冷却リングＣＲの外径よりも径小となっており、外径が、前記冷却リングＣＲ並びに冷却マンドレル２００よりも径大な円板が仕切部材ＳＤとして備えられている。
【００２４】
この仕切部材ＳＤは、円形の中抜き部分（貫通孔）は、発泡体を通過させるためのものであり、前記貫通孔からダイスリット１１１や冷却リングＣＲの吹出口３０１を覗かせる形で冷却リングＣＲの前面側に装着されている。
すなわち、ドーナツ状の前記円板は、サーキュラーダイ１００の前面において冷却マンドレル側と押出機側とを仕切る仕切板として機能するように設けられている。
なお、仕切部材ＳＤは、押出機側の空気の誘引を防止する上では冷却風の吹出口３０１の近くに設けることが効果的ではあるが、冷却リングＣＲの前面側に設ける必要性はなく、例えば、図４の変更例１（ａ）に示すように、冷却リングＣＲよりも上流側の外型１０２の外周からフランジ状に外側に延びるように設置しても良い。
しかし、その場合には、外型１０２の熱を吹出口３０１から吹付ける風に誘引させるおそれを有する。
したがって、仕切部材ＳＤは、サーキュラーダイ１００の前面と略面一な状態になるように配置することが好ましい。
【００２５】
なお、図２に例示したドーナッツ状の円板（仕切板部）のみからなる仕切部材ＳＤよりは構造が複雑にはなるものの、図４（ｂ）に示すように、前記円板で仕切板部ＳＤａが構成されているとともに、該仕切板部ＳＤａを構成している前記円板の外周部から冷却マンドレル側に向けて筒状に延びる周側壁部ＳＤｂが備えられている仕切部材ＳＤを用いることが空気の誘引を抑制する上においては好ましい。
【００２６】
また、このような形状以外にも、例えば、図４（ｃ）のように、冷却マンドレル２００側に向けてラッパ状に広がるような仕切部材ＳＤを採用することもできる。
さらには、仕切部材ＳＤをサーキュラーダイ１００と密着させることなく独立した状態で仕切部材ＳＤを設けることも可能であり、押出機側の空気の誘引をある程度抑制させ得るものであれば、例えば、図４（ｄ）のように、サーキュラーダイ１００との間に僅かな隙間を設けて仕切部材ＳＤを配置することも可能である。
【００２７】
また、図４に示す変更例においては、いずれも、押出機側の空気の誘引を上下左右にわたって均等に抑制させ得るように前記発泡体を通過させるための円形の貫通孔を中央部に有するドーナッツ状の円板で仕切板部が構成されている仕切部材を例示しているが押出機側の空気の誘引については、後述するように、発泡体の上部側において影響を与えやすい事から、前記仕切部材ＳＤは、必ずしもドーナッツ状の円板である必要はなく、例えば、上半分を覆うかまぼこ型の板であっても良い。
【００２８】
なお、仕切部材については、通常の樹脂発泡シートの製造条件であれば、前記外型１０２の外周から、さらに外側に３０ｃｍ以上の領域に広がるように設置すれば、樹脂発泡シートの厚みの問題の解消を図ることができる。
したがって、例えば、図２の“ｈ”を３０ｃｍ以上とすることが好ましく、４０ｃｍ以上とすることがより好ましい。
【００２９】
ただし、図２などに示しているように、冷却マンドレル２００がサーキュラーダイ１００よりも大きい場合には、単に、仕切部材ＳＤの大きさをサーキュラーダイ１００との関係から規定しても、特別な製造条件下においては十分な効果が得られない可能性を有する。
したがって、仕切部材ＳＤの大きさは、冷却マンドレル２００との関係からも規定することが好ましい。
すなわち、より確実に押出機側の空気の誘引を樹脂発泡シートに影響させないようにするには、前記冷却マンドレルよりも大きな仕切板部を有する仕切部材を前記冷却マンドレルのサーキュラーダイ側の端面と前記仕切板部とを対向させるように前記サーキュラーダイ側に配置することが好ましい。
より具体的には、前記仕切部材としては、当該仕切部材に対して冷却マンドレルを投影させた場合に、その全てを投影させ得る大きさ、すなわち、押出機側から冷却マンドレルを見た場合に、その全てが当該仕切部材の内側に隠されてしまうような大きさのものが好ましい。
【００３０】
本実施形態においては、このような仕切部材を利用する方法以外に、例えば、押出機側において常時一定量の空気を吸引し、押出設備を設置している空間においてサーキュラーダイ側から押出機側に一定の気流を常に形成させる方法なども考え得るが、そのような規制の仕方は莫大なランニングコストがかかる上に、そのような機構を構成させるための規制部材も高価なものになってしまうおそれを有する。
すなわち、仕切部材の利用は、簡便であり、コストメリットなどの点においても有利なものであるといえる。
この仕切部材は、金属、木材、樹脂、布帛、紙など種々の素材のもので形成させることができ、安価に作製が可能なものである。
【００３１】
なお、このような仕切部材は、既設の押出設備に新たに取り付けるだけで機能を発揮することから、これまでに例示した押出機、サーキュラーダイ、及び、冷却マンドレルなどを有する既設の押出設備に上記のような仕切部材を取り付ける改修を施すことで、上記例示の押出設備と同等の効果を期待することができる。
すなわち、樹脂発泡シートの製造に用いられる押出設備であって、押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイと、冷却マンドレルとが備えられ、該冷却マンドレルによって冷却される前の発泡体に外側から風を吹き付けて押出方向に沿った気流を前記発泡体の外側に形成させることにより該発泡体を外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている押出設備に、前記押出機側の空気が前記気流に誘引されることを抑制させつつ樹脂発泡シートを製造させうるように前記押出機側から前記冷却マンドレル側への空気の流れを規制する規制部材を新たに設ける改修を施すことによって製造される樹脂発泡シートの品質向上と、歩留り向上とを図ることができる。
具体的には、押出機側から冷却マンドレルを見た場合に、サーキュラーダイや冷却リングなどの外側に前記冷却マンドレルの一部がはみ出した状態になっている場合に、少なくとも、押出機の上側部分においてこれが見えなくなるように仕切部材を設けるような改修を既存の押出設備に施すことで製造される樹脂発泡シートの品質向上と、歩留り向上とを図ることができる。
【００３２】
この仕切部材の機能について、以下に説明する。
従来、食品包装用容器などに熱成形される樹脂発泡シートにおいては、当該樹脂発泡シートの表面にフィルムをラミネートしたものを該ラミネートフィルム側が外側となるように熱成形して丼等の深底容器を作製し、容器外側に曲面印刷を施すような用いられ方が従来されている。
したがって、この種の用途に利用される樹脂発泡シートには、ラミネートの容易さや印刷精度などの観点から表面が平滑で、ある程度の表面硬度を有することが求められている。
このフィルムラミネート用途に用いられる樹脂発泡シートを製造するのに際しては、冷却リングＣＲからより多くの冷却風を発生させて押出後の早い段階で発泡体を外側から冷却し、この外側における気泡の成長を抑制させることが有効な手段となる。
【００３３】
ここで、図５を参照しつつ従来の押出設備について説明すると、上記のような目的のために、例えば、上ロールと下ロールのそれぞれが１ｍ程度の幅を有する原反ロールを作製すべく、周長約２ｍの冷却マンドレル上を発泡体を摺接させて１０〜１５ｍ／ｍｉｎの引取速度で発泡シートを巻取りローラで巻き取らせているような状況で、冷却リングＣＲｘから３〜５ｍ3／ｍｉｎの比較的大量の冷却風を発生させてバルーンＦＢｘ’の外表面に気流ＣＡｘを形成させると、その気流ＣＡｘに押出機側の熱気ＷＡｘが誘引されてしまうことになる。
例えば、図２や図５に示すように、冷却リングＣＲ，ＣＲｘをサーキュラーダイ１００，１００ｘの前面部において外型よりの外方に突出させてフランジ状の構造が形成されていたとしても、通常、数ｃｍ程度の高さしかなく、押出機側の空気の誘引を防止するのには不十分であり、簡単にこれを乗り越えてしまうことになる。
【００３４】
このとき、押出機側の雰囲気温度が押出機の上下左右で略一定であれば、その熱気がバルーンＦＢｘ’を冷却するための気流ＣＡｘに誘引されたとしても特には問題にならないが、通常、暖かな熱気は上方側に移動することから押出機側では特に上下において大きな温度差が形成されている。
本発明者らの調査によれば、一般的なポリスチレン樹脂の押出発泡を実施している場合において、押出機とサーキュラーダイとの境目付近における温度に上部側と下部側とで４０℃以上の差があり、何も、対策を講じないと、押出直後のバルーン近傍の空気の温度に上下１５℃程度の温度差を生じることが判明した。
そのために、このような条件下でポリスチレン系樹脂発泡シートを製造すると上ロール側では、発泡度が高くなってしまい、同じ長さの発泡シートを巻き取った場合でも、上ロールと下ロールとで原反ロールの巻径が異なる（上ロールの方が太くなる）結果となってしまうことになる。
また、その場合には、上ロールと下ロールとで原反ロールの質量も異ならせる結果となる。
【００３５】
そうすると、上ロールと下ロールとでフィルムラミネートの最適条件が異なってしまったり、ラミネート後の樹脂発泡シートを熱成形する際の最適条件を異ならせたりすることになる。
【００３６】
なお、この種の問題は、ポリスチレン系樹脂発泡シートのみならず、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂を用いた樹脂発泡シートや、ポリエチレンテレフタレート樹脂発泡シートなどにも共通するものである。
【００３７】
ここで、上記のように仕切部材などによって押出機側の空気の誘引を防止することでバルーンの上下における雰囲気温度の差を抑制することができ上ロールと下ロールとで発泡状態を均質化させることができる。
したがって、本実施形態に係る発泡シートの製造方法によれば、作製される樹脂発泡シートの厚みを均一化させることができ、シート成形などに適した樹脂発泡シートを作製することができる。
特に、得られる樹脂発泡シートは、フィルムラミネートされる用途に好適であり、フィルムラミネートされた後でシート成形によって深底容器などに熱成形されるような用途に好適なものとなる。
また、本実施形態に係る発泡シートの製造方法は、既存の設備を改修して実施が可能なものであり、多額のコストを投じることなく製造される樹脂発泡シートの品質向上を図ることができる。
【００３８】
なお、ここでは詳述しないが、上記以外に樹脂発泡シートの製造方法や、設備に関する技術事項で、従来公知の事項は本発明の効果が著しく損なわれない限りにおいて適宜採用が可能なものである。
すなわち、本発明は、上記例示に限定されるものではない。
【実施例】
【００３９】
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。
【００４０】
シリンダー径φ１１５ｍｍの押出機にシリンダー径φ１８０ｍｍの押出機が接続されたタンデム型押出機の先端（φ１８０ｍｍ押出機の先端）に口径１８０ｍｍφのダイスリット（ダイスリット間隔０．５ｍｍ）を有するサーキュラーダイを装着し、前記ダイスリットから厚み２ｍｍの筒状の発泡体を押し出しつつ、該ダイスリットの外周側に円環状に開口した冷却リングの吹出口から前記発泡体に風を当てて該発泡体を外側から冷却した。
この発泡体を続けて直径６７０ｍｍの冷却マンドレルで拡径且つ冷却した後、左右一対の切込みを入れて上下各１０５０ｍｍ幅の帯状のポリスチレン系樹脂発泡シートを作製した。
【００４１】
このポリスチレン系樹脂発泡シートの引取速度を約１１ｍ／ｍｉｎ、冷却リングからの風量を３〜４ｍ3／ｍｉｎとし、冷却マンドレル直前における発泡体から約１ｃｍ外側に離れた場所の気温（Ｎｏ．１）、冷却マンドレルとサーキュラーダイとの中間地点における発泡体から約１ｃｍ外側に離れた場所の気温（Ｎｏ．２）、及び、押出直後の発泡体から約１ｃｍ外側に離れた場所の気温（Ｎｏ．３）を、発泡体の上下において測定した。
また、冷却リングの吹出口から吹出される風の温度について、周方向に略均等間隔に１６箇所測定した。
これらの結果を図６に示す。
そして、サーキュラーダイから外側に３０ｃｍの長さで延出するようにドーナッツ状の仕切板を仕切部材として装着して押出機側からの空気の移動を規制した場合の結果を併せて図６に示す。
図６上左は、仕切板設置前の発泡体（バルーン）から１ｃｍ外側に離れたところの温度を示すグラフであり、図中「３」がサーキュラーダイからの押出直後（ダイスリットから押出方向に約３０ｍｍ）の位置において温度を測定したもので、「１」は、冷却マンドレルの端面部において温度を測定したものである。
また、図６中の「２」は、押出直後の測定点（「３」）と冷却マンドレル端面位置における測定点（「１」）の中間点において温度を測定したものである。
この図が示すように、サーキュラーダイから冷却マンドレルに近付くにつれて（３→２→１）温度差が減少するもののダイスリットに近い部分では上側が５２℃、下側が３７℃となっており、１５℃もの温度差を有している。
一方、仕切板設置後（図６上右）は上下の温度差は５℃（４１℃と３６℃）に低減される結果となった。
また、図６下左のグラフからは、バルーンの上側に吹付けられる風の温度が約５０℃であったものが仕切板設置後は４０℃弱に低減され、しかも、風の温度がバルーン周りに均一化されていることがわかる。
このように規制部材（仕切板）によって温度が均等化されていることがわかる。
【００４２】
また、仕切板を設けることなく押し出して得られた上側のポリスチレン系樹脂発泡シートと下側のポリスチレン系樹脂発泡シートとから、１０ｃｍ×１０ｃｍのテストピースをシート幅方向に１０枚ずつ打抜いて、厚み、坪量、及び、発泡倍率を測定した。
結果を図７に示す。
なお、図７の横軸はテストピースのシート幅方向の並び順を示す番号であり、ポリスチレン系樹脂発泡シートの一方の端で採取したテストピースが「１」で、反対側の端で採取したテストピースが「１０」である。
この図からも、上側のポリスチレン系樹脂発泡シートでは、発泡体の最も上側部分に相当するシート幅方向中央部における坪量が低く発泡度が高いことがわかる。
【００４３】
これに対して、仕切板を設けた後のポリスチレン系樹脂発泡シートについて図７に結果を示した評価と同様に評価した結果を図８に示す。
この図８では、坪量や厚みが一定しており、図７に比べて大きく改善されていることがわかる。
また、図７では、上側のポリスチレン系樹脂発泡シートから採取した１０枚のテストピースの平均発泡倍率と、下側のテストピースの平均発泡倍率との差が０．１３倍であったが、仕切板設置後は、０．０４倍に改善されていることがわかった。
【００４４】
このことからも、本発明によれば、作製される樹脂発泡シートの厚みを均一化させ得る樹脂発泡シートの製造方法が提供されうることがわかる。
【符号の説明】
【００４５】
７０ タンデム押出機
１００ サーキュラーダイ
１１１ ダイスリット
２００ 冷却マンドレル
３０１ 吹出口
ＣＲ 冷却リング
ＦＢ 発泡体
ＳＤ 仕切部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイと、該サーキュラーダイのダイスリットから前記樹脂組成物が押し出されてなる筒状の発泡体を内面側から冷却するための冷却マンドレルとが備えられ、該冷却マンドレルによって冷却される前の発泡体に外側から風を吹き付けて該発泡体を外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている押出設備を使用して樹脂発泡シートを製造する樹脂発泡シートの製造方法であって、
前記押出設備には、前記押出機側から前記冷却マンドレル側への空気の流れを規制する規制部材がさらに備えられており、該規制部材によって前記押出機側の空気が前記風に誘引されることを抑制させつつ樹脂発泡シートを製造することを特徴とする樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項２】
前記冷却マンドレルが前記サーキュラーダイよりも大きく、前記規制部材として、前記冷却マンドレルよりも大きな仕切板部を有する仕切部材が備えられている前記押出設備を使用して、前記冷却マンドレルのサーキュラーダイ側の端面と前記仕切板部とを対向させるように配置した前記仕切部材によって押出機側の空気の誘引を前記抑制させる請求項１記載の樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項３】
前記発泡体が通過される円形の貫通孔を中央部に有するドーナッツ状の円板で前記仕切板部が形成されている仕切部材を用いる請求項２記載の樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項４】
前記円板で形成された仕切板部とともに、前記円板の外周部から前記冷却マンドレル側に向けて筒状に延びる周側壁部を有する前記仕切部材を用いる請求項３記載の樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項５】
前記発泡体の外側に相当する面にフィルムがラミネートされて用いられる樹脂発泡シートを製造する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の樹脂発泡シートの製造方法によって製造されたことを特徴とする樹脂発泡シート。
【請求項７】
樹脂発泡シートの製造に用いられ、発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイと、該サーキュラーダイのダイスリットから前記樹脂組成物が押し出されてなる筒状の発泡体を内面側から冷却するための冷却マンドレルとが備えられ、該冷却マンドレルによって冷却される前の発泡体に外側から風を吹き付けて該発泡体を外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている押出設備を改修する押出設備の改修方法であって、
前記押出機側の空気が前記風に誘引されることを抑制させつつ樹脂発泡シートを製造させうるように前記押出機側から前記冷却マンドレル側への空気の流れを規制する規制部材を新たに設けることを特徴とする押出設備の改修方法。
【請求項８】
サーキュラーダイよりも大きい冷却マンドレルが備えられている押出設備に対して、前記規制部材として、前記冷却マンドレルよりも大きな仕切板部を有する仕切部材を新たに設け、前記冷却マンドレルのサーキュラーダイ側の端面と前記仕切板部とを対向させるように前記サーキュラーダイ側に前記仕切部材を配置する請求項７記載の押出設備の改修方法。
【請求項１】
発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイと、該サーキュラーダイのダイスリットから前記樹脂組成物が押し出されてなる筒状の発泡体を内面側から冷却するための冷却マンドレルとが備えられ、該冷却マンドレルによって冷却される前の発泡体に外側から風を吹き付けて該発泡体を外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている押出設備を使用して樹脂発泡シートを製造する樹脂発泡シートの製造方法であって、
前記押出設備には、前記押出機側から前記冷却マンドレル側への空気の流れを規制する規制部材がさらに備えられており、該規制部材によって前記押出機側の空気が前記風に誘引されることを抑制させつつ樹脂発泡シートを製造することを特徴とする樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項２】
前記冷却マンドレルが前記サーキュラーダイよりも大きく、前記規制部材として、前記冷却マンドレルよりも大きな仕切板部を有する仕切部材が備えられている前記押出設備を使用して、前記冷却マンドレルのサーキュラーダイ側の端面と前記仕切板部とを対向させるように配置した前記仕切部材によって押出機側の空気の誘引を前記抑制させる請求項１記載の樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項３】
前記発泡体が通過される円形の貫通孔を中央部に有するドーナッツ状の円板で前記仕切板部が形成されている仕切部材を用いる請求項２記載の樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項４】
前記円板で形成された仕切板部とともに、前記円板の外周部から前記冷却マンドレル側に向けて筒状に延びる周側壁部を有する前記仕切部材を用いる請求項３記載の樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項５】
前記発泡体の外側に相当する面にフィルムがラミネートされて用いられる樹脂発泡シートを製造する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の樹脂発泡シートの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の樹脂発泡シートの製造方法によって製造されたことを特徴とする樹脂発泡シート。
【請求項７】
樹脂発泡シートの製造に用いられ、発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練するための押出機と、該押出機の先端部に装着されたサーキュラーダイと、該サーキュラーダイのダイスリットから前記樹脂組成物が押し出されてなる筒状の発泡体を内面側から冷却するための冷却マンドレルとが備えられ、該冷却マンドレルによって冷却される前の発泡体に外側から風を吹き付けて該発泡体を外側から冷却する冷却機構がさらに備えられている押出設備を改修する押出設備の改修方法であって、
前記押出機側の空気が前記風に誘引されることを抑制させつつ樹脂発泡シートを製造させうるように前記押出機側から前記冷却マンドレル側への空気の流れを規制する規制部材を新たに設けることを特徴とする押出設備の改修方法。
【請求項８】
サーキュラーダイよりも大きい冷却マンドレルが備えられている押出設備に対して、前記規制部材として、前記冷却マンドレルよりも大きな仕切板部を有する仕切部材を新たに設け、前記冷却マンドレルのサーキュラーダイ側の端面と前記仕切板部とを対向させるように前記サーキュラーダイ側に前記仕切部材を配置する請求項７記載の押出設備の改修方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−３５５７９（Ｐ２０１２−３５５７９Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７９７２４（Ｐ２０１０−１７９７２４）
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【出願人】（５１０２１８８７０）株式会社積水化成品天理 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【出願人】（５１０２１８８７０）株式会社積水化成品天理 (9)
【Ｆターム（参考）】
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