JP2010173263A - 断熱性シート及び断熱性シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ポリスチレン系樹脂成分と不活性ガスとを含むポリスチレン系樹脂組成物が押出発泡を経てなる断熱性シートであって、前記ポリスチレン系樹脂成分が、加熱溶融された後に冷却固化された熱履歴ポリスチレン系樹脂を含有していることを特徴とする断熱性シートを提供する。
【選択図】 図1
Description
前記ポリスチレン系樹脂成分が、加熱溶融された後に冷却固化された熱履歴ポリスチレン系樹脂を含有していることを特徴とするものである。
従って、前記断熱性シートには、比較的小さい気泡が含まれ得る。
前記平均気泡径が、0.005mm以上であることにより、気泡を形成している膜がより厚くなり、押出発泡成形性がより良好となって断熱性シートの外観がより優れたものになり得るという利点がある。また、0.030mm以下であることにより、断熱性シートの柔軟性がより高くなり得るという利点がある。
加熱溶融された後に冷却固化された熱履歴ポリスチレン系樹脂を含有した前記ポリスチレン系樹脂成分を用いることを特徴とするものである。
前記熱履歴ポリスチレン系樹脂は、少なくとも一部が押出機を用いて調製された熱履歴ポリスチレン系樹脂であることが好ましい。また、前記熱履歴ポリスチレン系樹脂は、少なくとも一部がリサイクルされたポリスチレン系樹脂であることが好ましい。
また、前記熱履歴ポリスチレン系樹脂は、加熱溶融された後に冷却固化される熱履歴を与えられていない、いわゆるバージンのポリスチレン系樹脂を用いて、押出機により調製されたものであることが好ましい。熱履歴を与えられていないポリスチレン系樹脂は、含まれる不純物等が比較的少ないことから、斯かるポリスチレン系樹脂に熱履歴を与えた熱履歴ポリスチレン系樹脂に含まれる不純物等も比較的少ない。従って、斯かる熱履歴ポリスチレン系樹脂を用いることにより、断熱性シートにおいては、意図しない着色、強度低下などがより起こりにくいという利点がある。
なお、押出機を用いて調製された熱履歴ポリスチレン系樹脂、及びその調製方法の詳細については、後述する断熱性シートの製造方法の説明において詳しく説明する。
前記平均気泡径が、0.005mm以上であることにより、気泡を形成している膜がより厚くなり、押出発泡成形性がより良好となり、断熱性シートの外観がより優れたものになり得るという利点がある。また、0.030mm以下であることにより、より柔軟性が高くなり、印刷性がより高くなり得る。
平均弦長(t)=60/(気泡数×写真の倍率)
なお、直線を描くにあたっては、できるだけ直線が気泡に点接触することなく貫通した状態となるようにする。また、一部の気泡が直線に点接触してします場合には、この気泡も気泡数に含め、さらに、直線の両端部が気泡を貫通することなく、気泡内に位置した状態となる場合には、直線の両端部が位置している気泡も気泡数に含める。そして、算出された各方向における平均弦長(t)に基づいて次式により各方向の平均気泡径を算出する。
平均気泡径(mm)=(tMD+tTD+tVD)/3
前記見掛け密度が20kg/m3以上であることにより、押出発泡時に発生するコルゲートをより取りやすくなり、断熱性シートが押出方向にスジが入った外観の悪いものに、よりなりにくくなり得るという利点がある。また、見掛け密度が100kg/m3以下であることにより、断熱性シートがより軽量になるという利点がある。
見かけ密度(kg/m3)=試験片重量(g)/試験片体積(cm3)×103
また、スライス加工された断熱性シートにおいては、スライス加工により気泡が表面へ露出し、該表面が顔料や染料インクとの親和性をより高めることにより、該表面の印刷性がより高まり得る。従って、スライス加工された断熱性シートは、印刷性がより高いものとなり得る。
詳しくは、本実施形態の断熱性シートの製造方法は、ポリスチレン系樹脂成分と不活性ガスとを含むポリスチレン系樹脂組成物を押出発泡する断熱性シートの製造方法であって、加熱溶融された後に冷却固化された熱履歴ポリスチレン系樹脂を含有した前記ポリスチレン系樹脂成分を用い、前記熱履歴ポリスチレン系樹脂を押出機を用いて調製するものである。
即ち、押出機にポリスチレン系樹脂原料を投入し、押出機内でポリスチレン系樹脂を溶融させ、その後吐出させて冷却固化させることにより熱履歴ポリスチレン系樹脂を調製することができる。
斯かる温度が150℃以上であることにより、ポリスチレン系樹脂が熱分解して生成する比較的低分子の分解生成物がより生じやすくなり、斯かる分解生成物によって発泡が促されて生成した微細な気泡がより断熱性シートに含まれやすくなるという利点がある。
斯かる温度が330℃以下であることにより、ポリスチレン系樹脂が過度に熱分解することによって、製造された断熱性シートの機械的特性が低下することなどがより抑制され得るという利点がある。また、上述した押出機を用いて熱履歴ポリスチレン系樹脂を調製する場合において、ポリスチレン系樹脂が熱分解することにより生じた油状物が押出機の金型から噴出するおそれがより低減し、作業時の安全性がより高まり得るという利点がある。
なお、発泡してなるポリスチレン系樹脂成形品は、加熱して気泡を潰して容積を減少させることができ、このようにして容積を減らしたものは、粉砕機により粉砕したり、押出機により溶融させた後にノズル金型あるいはTダイ金型から押出してペレタイザーにてリペレットにしたりすることにより、リサイクルされたポリスチレン系樹脂として用いることができる。
口径が50mmの第一押出機の先端に口径65mmの第二押出機を接続してなるタンデム押出機の第一押出機に、非熱履歴ポリスチレン系樹脂:C(PSジャパン社製、商品名「G9305」:MFR=1.5g/10分 スチレン単独重合体)を投入し、温度220℃にて溶融させ、第二押出機の先端に取り付けた口径1.0mm、ランド7mm、孔数15個のダイスから30kg/時間の吐出量でストランド状に押出した。ついで、長さ2mの冷却水槽中の30℃の水にストランドを通して冷却し、ファンカッター式のペレタイザーにてストランドをカットし、熱履歴を1回与えた熱履歴ポリスチレン系樹脂:Aを得た。
熱履歴ポリスチレン系樹脂:Aを再度同じように押出機に投入して押出し、冷却固化、カットの工程を経て熱履歴を2回与えた熱履歴ポリスチレン系樹脂:Bを得た。
以下のようにして、断熱性シートを製造した。
まず、口径が65mmの第一押出機の先端に口径が75mmの第二押出機を接続してなるタンデム型押出機を用意した。該タンデム型押出機の第一押出機に、100重量部の熱履歴ポリスチレン系樹脂:Aを供給して溶融混錬し、第一押出機の流路の途中から発泡剤としての二酸化炭素を5.3重量部(ポリスチレン系樹脂組成物において5重量%)圧入して、溶融状態のポリスチレン系樹脂と二酸化炭素とを均一に混合混練した上で、ポリスチレン系樹脂組成物を第二押出機に連続的に供給して溶融混練しつつ発泡に適した温度(138℃)に冷却した。その後、第二押出機の先端に取り付けた金型口径φ60mm、間隔0.3mmのサーキュラー金型からポリスチレン系樹脂組成物を吐出量30kg/hで押出発泡させ、得られた円筒状の発泡成形体をマンドレルに添わせて冷却し、マンドレル上の一点で、カッターにより円筒状の発泡成形体を切開して、断熱性シートを得た。
熱履歴ポリスチレン系樹脂:Aに代えて熱履歴ポリスチレン系樹脂:Bを用いた点以外は、実施例5と同様にして断熱性シートを製造した。
熱履歴ポリスチレン系樹脂:Aに代えて、50重量部の非熱履歴ポリスチレン系樹脂:Cと50重量部の熱履歴ポリスチレン系樹脂:Bをあらかじめタンブラーにて均一に混合したものを用いた点以外は、実施例5と同様にして断熱性シートを製造した。
熱履歴ポリスチレン系樹脂:Aに代えて非熱履歴ポリスチレン系樹脂:Cを用いた点以外は、実施例5と同様にして断熱性シートを製造した。
熱履歴ポリスチレン系樹脂:Aに代えて熱履歴ポリスチレン系樹脂:Bを用いた点、気泡核剤としてのタルクを0.5重量部用いた点、発泡剤としてのブタンを5.3重量部(ポリスチレン系樹脂組成物において5重量%)圧入した点以外は、実施例5と同様にして断熱性シートを製造した。
各実施例、各比較例における断熱性シートの見かけ密度及び平均気泡径を測定した結果を表1に示す。なお、見かけ密度及び平均気泡径の評価は、上述した方法によって行った。
各実施例、各比較例で製造した断熱性シートの断熱性を以下のようにして評価した。
即ち、断熱性シートの表皮をスプリッティングマシン(フォーチュナー社製 「AB−320D」)によりスライス加工して除去し、両面がスライス面とされた厚み0.5mmの断熱性シートを得た。
得られた断熱性シートを紙コップ容器の形状に切り取り、紙コップ容器表面に巻きつけ、紙コップ容器内に85℃の温水を注いで蓋をし、容器内水温をデジタル温度計(鶴賀電気社製、「3527A」)により測定した。放射温度計(堀場製作所社製、「IT−550L」)を用いて、容器内水温が80℃になった時点での容器壁面温度について測定した。また、30分後の容器内水温の温度を測定した。スライス加工された断熱性シートの断熱性については、以下の基準により優劣を判断した。
○・・・容器内温度が55℃以上且つ容器壁面温度が65℃未満
×・・・容器内温度が55℃未満且つ容器壁面温度が65℃以上
上記の方法と同様にしてスライス加工した厚み0.5mmの断熱性シートの表面に、フォントサイズの異なる文字を印刷し、以下の基準により優劣を判断した。
○・・・文字が読み取れ、印刷ムラがない
△・・・文字は読み取れるが、印刷ムラがある
×・・・一部読み取れない文字がある
印刷性評価に用いたサンプルの写真を図1に示す。
上記の方法と同様にしてスライス加工した厚み0.5mmの断熱性シートの表面粗さ(算術平均粗さRa)は、JIS B0601−2001に準じて測定された値であり、以下の条件で測定した。
装置:キーエンス社製、ダブルスキャン高精度レーザー測定器「LT−9500」
データ解析ソフト:コムス社製、非接触輪郭形状
粗さ測定システム「MAP−2DS」
測定範囲:20000μm
測定ピッチ:5μm
速度:500μm/秒
評価長さ(ln):12.5mm
カットオフ(l):2.5mm
平均フィルター:4
ノイズフィルター:1
Claims (8)
- ポリスチレン系樹脂成分と不活性ガスとを含むポリスチレン系樹脂組成物が押出発泡を経てなる断熱性シートであって、
前記ポリスチレン系樹脂成分が、加熱溶融された後に冷却固化された熱履歴ポリスチレン系樹脂を含有していることを特徴とする断熱性シート。 - 平均気泡径が0.005〜0.030mmであり、見掛け密度が20〜100kg/m3であることを特徴とする請求項1記載の断熱性シート。
- 前記熱履歴ポリスチレン系樹脂が前記ポリスチレン系樹脂成分に30〜100重量%含有されていることを特徴とする請求項1又は2記載の断熱性シート。
- 前記不活性ガスが二酸化炭素であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の断熱性シート。
- 前記熱履歴ポリスチレン系樹脂が、押出機を用いて調製されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の断熱性シート。
- 前記熱履歴ポリスチレン系樹脂の少なくとも一部がリサイクルされたポリスチレン系樹脂であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の断熱性シート。
- スライスされることによりシート状とされていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の断熱性シート。
- ポリスチレン系樹脂成分と不活性ガスとを含むポリスチレン系樹脂組成物を押出発泡する断熱性シートの製造方法であって、
加熱溶融された後に冷却固化された熱履歴ポリスチレン系樹脂を含有した前記ポリスチレン系樹脂成分を用いることを特徴とする断熱性シートの製造方法。
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