JP2014069473A - 積層発泡シートの製造方法、発泡成形品の製造方法、及び、熱成形用積層発泡シート - Google Patents

Abstract

【課題】熱成形における成形性に優れた積層発泡シートを提供し、高品質な発泡成形品を簡便に製造可能な発泡成形品の製造方法を提供すること。
【解決手段】炭化水素系の発泡剤の存在下においてポリスチレン系樹脂を押出機内で溶融混練し、該溶融混練された混練物を押出発泡させて前記発泡剤が残存しているポリスチレン系樹脂発泡シートを作製する発泡シート作製工程、前記発泡シート作製工程で得られたポリスチレン系樹脂発泡シートの表面を加熱溶融させたポリスチレン系樹脂でラミネートして該ラミネートした前記ポリスチレン系樹脂からなる非発泡層と前記ポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡層とを有する積層発泡シートを作製する積層工程、及び、前記積層工程で得られた積層発泡シートを前記非発泡層側から加熱する加熱処理工程、を実施して、前記ポリスチレン系樹脂発泡シート発泡層に残存していた発泡剤の一部が該ポリスチレン系樹脂発泡シートからなる前記発泡層から前記非発泡層に移行された積層発泡シートを作製することを特徴とする積層発泡シートの製造方法を提供する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、積層発泡シートの製造方法、発泡成形品の製造方法、及び、熱成形用積層発泡シートに関し、特には、ポリスチレン系樹脂からなる発泡層と非発泡層とを有する積層発泡シートを製造する積層発泡シートの製造方法、成形型を使って加熱・軟化された前記積層発泡シートに製品形状を形成させて発泡成形品を作製する発泡成形品の製造方法、及び、熱成形用積層発泡シートに関する。

従来、熱可塑性樹脂からなる原料シートを予備加熱して軟化させる予備加熱工程と、該予備加熱された前記原料シートに成形型を使って製品形状を形成させる成形工程とを実施してフードパックなどの容器といった樹脂成形品を熱成形することが広く行われている。
特に、ポリスチレン系樹脂発泡シート（以下、単に「発泡シート」ともいう）、或いは、ポリスチレン系樹脂発泡シートに非発泡なポリスチレン系樹脂フィルムを積層して該ポリスチレン系樹脂フィルムからなる非発泡層と前記ポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡層とを有する積層発泡シートを前記原料シートとして得られる発泡状態の樹脂成形品（発泡成形品）は、軽量でありながら強度に優れ、断熱性などにも優れることから、トレー型や丼型の食品容器などとして広く用いられている。

なお、前記発泡シートは、通常、炭化水素系の発泡剤の存在下、ポリスチレン系樹脂を押出機内で溶融混練し、この溶融混練物を押出発泡させることによって作製されており、前記積層発泡シートは、前記発泡シートが押出発泡されるのに際してポリスチレン系樹脂フィルムが共押出されることによって形成されたり、一旦、形成された発泡シートに、ポリスチレン系樹脂フィルムが後からラミネートされて形成されたりしている。
この内、ポリスチレン系樹脂フィルムを後から発泡シートにラミネートする方法については、ポリスチレン系樹脂フィルムと発泡シートとを熱ロール間を通過させるのに際して該熱ロールで加熱しつつ加圧することでこれらを積層一体化させる熱ラミネートなどと呼ばれる方法や、フラットダイなどで加熱溶融させたポリスチレン系樹脂を発泡シート上にフィルム状に押出して該発泡シートの表面を加熱溶融させた前記ポリスチレン系樹脂でラミネートする押出ラミネートなどと呼ばれる方法が採用されたりしている。

ところで、発泡シートや積層発泡シートは、外形のみを整える形でシート状のまま利用される場合もあるが、前記のような熱成形用途として利用される場合には、該発泡シートや、前記積層発泡シートの発泡層に、通常、前記発泡剤をある程度残存させておくことが発泡成形品を形成させる際において良好な成形性を発揮させる上において重要な要素となっている（下記特許文献１参照）。
例えば、前記発泡シートを使った熱成形においては、真空成形型や圧空成形型を使って発泡シートに製品形状を形成させる成形工程が実施される前に発泡シートを成形に適した軟化状態とするための予備加熱工程が実施されるが、この予備加熱工程においては発泡剤の作用によって発泡シートを二次発泡させてその厚みを増大させるとともにその気泡の内圧を上げた状態にさせることが次いで行われる成形工程における成形性を良好なものとさせる上において重要な要素となっている。
また、炭化水素系の発泡剤は、ポリスチレン系樹脂の可塑剤として機能することが知られており、発泡シート中における適度な発泡剤の存在が、熱成形において有利に作用することが知られている（下記特許文献２の段落〔００１１〕参照）。

なお、前記積層発泡シートは、発泡層と非発泡層との間において高温における曲げや伸長といった熱機械特性に大きな違いがあり、且つ、発泡層には発泡剤による可塑化作用が発揮されていたりするために、発泡層と非発泡層とは、発泡しているか否かという違い以上に熱機械的特性を異ならせている。

従って、積層発泡シートは、熱成形に利用されるのに際して伸長や曲げに対する応力の発生状況が発泡層と非発泡層との間に大きく異なる場合があり、発泡シートに比べて成形性に劣る傾向が見られるためにその改善が要望されている。
しかし、熱成形用の積層発泡シートに対し、その成形性を向上させるのに特に有効な手法は確立されておらず上記要望を満足させることが困難な状況となっている。

特開２００７−１２５８３０号公報 特開２０００−３５５０８３号公報

本発明は、上記要望を満足させるべくなされたもので、熱成形における成形性に優れた積層発泡シートを提供し、ひいては、高品質な発泡成形品を簡便に製造可能な発泡成形品の製造方法を提供することを課題としている。

本発明者は、特定の製造方法で積層発泡シートを製造することで、発泡層から非発泡層へと発泡剤が移行され、該発泡剤によって非発泡層においても発泡層と同様に可塑化効果が発揮され得ることを見出して本発明を完成させるに至ったものである。

即ち、上記課題を解決するための積層発泡シートの製造方法に係る本発明は、炭化水素系の発泡剤の存在下においてポリスチレン系樹脂を押出機内で溶融混練し、該溶融混練された混練物を押出発泡させて前記発泡剤が残存しているポリスチレン系樹脂発泡シートを作製する発泡シート作製工程、前記発泡シート作製工程で得られたポリスチレン系樹脂発泡シートの表面を加熱溶融させたポリスチレン系樹脂でラミネートして該ラミネートした前記ポリスチレン系樹脂からなる非発泡層と前記ポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡層とを有する積層発泡シートを作製する積層工程、及び、前記積層工程で得られた積層発泡シートを前記非発泡層側から加熱する加熱処理工程、を実施して、前記ポリスチレン系樹脂発泡シートに残存していた発泡剤の一部が該ポリスチレン系樹脂発泡シートからなる前記発泡層から前記非発泡層に移行された積層発泡シートを作製することを特徴としている。

また、上記課題を解決するための発泡成形品の製造方法に係る本発明は、上記のような製造方法で作製された積層発泡シートを用い、該積層発泡シートを予備加熱して軟化させる予備加熱工程と、該予備加熱された前記積層発泡シートに成形型を使って製品形状を形成させる成形工程とを実施して発泡成形品を作製することを特徴としている。

さらに、上記課題を解決するための熱成形用積層発泡シートに係る本発明は、熱可塑性樹脂からなる原料シートを予備加熱して軟化させる予備加熱工程と、該予備加熱された前記原料シートに成形型を使って製品形状を形成させる成形工程とが実施される樹脂成形品の熱成形において前記原料シートとして用いられ、炭化水素系の発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡層と該発泡層に積層されたポリスチレン系樹脂からなる非発泡層とを有する熱成形用積層発泡シートであって、前記非発泡層に前記発泡剤が０．０２質量％以上０．２質量％以下の割合で含有され前記発泡層に前記発泡剤が１．０質量％以上３．５質量％以下の割合で含有されていることを特徴とする。

本発明においては、積層発泡シートの非発泡層に炭化水素系の発泡剤を含有させている。
そして、炭化水素系の発泡剤は、ポリスチレン系樹脂を可塑化させる効果を有することから積層発泡シートの非発泡層にも発泡層と同様の機構により可塑化効果を発揮させ得る。
従って、発泡剤を含有していない非発泡層を有する積層発泡シートに比べて、非発泡層と発泡層との熱機械特性を近似させることができ、積層発泡シートの成形性を向上させうる。
即ち、本発明によれば高品質な発泡成形品を簡便に製造させ得る。

本発明の実施の形態について発泡層と非発泡層との２層構造を有する積層発泡シートを例示して説明する。
本実施形態に係る積層発泡シートは、熱可塑性樹脂からなる原料シートを予備加熱して軟化させる予備加熱工程と、該予備加熱された前記原料シートに成形型を使って製品形状を形成させる成形工程とが実施される樹脂成形品の熱成形において前記原料シートとして用いられるもので、且つ、炭化水素系の発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡層と該発泡層に積層されたポリスチレン系樹脂からなる非発泡層との前記２層構造を有する熱成形用の積層発泡シートである。

該熱成形用積層発泡シート（以下、単に「積層発泡シート」ともいう）は、炭化水素系の発泡剤の存在下、ポリスチレン系樹脂を押出機内で溶融混練し、この溶融混練物を押出発泡させることによって作製された発泡シートの表面に、フラットダイなどからフィルム状に押出された加熱溶融状態のポリスチレン系樹脂がラミネートされて形成されたもので、前記発泡シートによって発泡層が形成され、前記ラミネートされたポリスチレン系樹脂によって非発泡層が形成されている。

この積層発泡シートには、前記発泡層とともに前記非発泡層にも発泡剤（炭化水素）を含有させており、該非発泡層に含有させた発泡剤によって熱成形における優れた成形性が発揮されるものである。
具体的には、前記非発泡層に前記発泡剤が０．０２質量％以上０．２質量％以下の割合で含有され前記発泡層に前記発泡剤が１．０質量％以上３．５質量％以下の割合で含有されて優れた成形性が当該熱成形用積層発泡シートに備えられている。

前記非発泡層における発泡剤の含有量は、発泡剤の種類や、非発泡層を構成するポリスチレン系樹脂の種類やその熱機械特性などにもよるが、過度に少ないとその可塑化効果が積層発泡シートの成形性の改善効果に顕在化されないおそれがあり、逆に、過剰に含有されると熱成形時において非発泡層を発泡させてしまい、表面強度や表面平滑性といった発泡成形品において期待される非発泡層の効果を低下させてしまうおそれを有する。
従って、本実施形態においては、発泡剤の種類やポリスチレン系樹脂の種類などによらず、当該発泡剤による積層発泡シートの成形性の改善効果を顕著化させるとともに発泡成形品において非発泡層の効果を十分に発揮させ得る点において前記非発泡層における発泡剤の含有量を０．０２質量％以上０．２質量％以下の範囲内としている。

前記発泡層における発泡剤の含有量は、発泡剤の種類や、発泡層の発泡倍率や連続気泡率、該発泡層を構成するポリスチレン系樹脂の種類や該ポリスチレン系樹脂の熱機械特性などにもよるが、過度に少ないと熱成形での二次発泡性に問題を生じさせるおそれを有し、逆に、過剰に含有されると熱成形時において非発泡層と発泡層との界面において膨化し、局所的な界面剥離を生じさせるおそれを有する。
従って、本実施形態においては、発泡剤の種類やポリスチレン系樹脂の種類などによらず、熱成形によって高品質な発泡成形品をより確実に形成させ得る点において前記発泡層における発泡剤の含有量を１．０質量％以上３．５質量％以下の範囲内としている。

本実施形態における前記発泡剤としては、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、シクロブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン、ノルマルヘプタン、イソヘプタン、シクロヘプタンなどの炭化水素を１種単独、又は、２種以上を組み合わせて採用することができ、なかでも、ノルマルブタンとイソブタンとの混合ブタンを採用することが好ましい。

前記発泡層と前記非発泡層とは、同じポリスチレン系樹脂によって形成させても良く、異なるポリスチレン系樹脂によって形成させてもよい。
また、前記発泡層と前記非発泡層とは、それぞれ単独種類のポリスチレン系樹脂によって形成させる必要はなく、ポリスチレン系樹脂の複数を混合した混合樹脂やポリスチレン系樹脂の１種以上をベース樹脂とし、これにポリスチレン系樹脂以外の他の樹脂を混合した混合樹脂を用いて形成させてもよい。

該ポリスチレン系樹脂としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、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、ブロモスチレン、クロロスチレン等のスチレン系単量体の単独重合体、若しくは、これらの共重合体、又は、該スチレン系単量体と共重合可能な、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、エチルフマレートの他、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレートなどの二官能性単量体と、前記スチレン系単量体との共重合体などを採用することができる。

また、前記ポリスチレン樹脂としては、例えば、ブタジエンやイソプレンをなどのゴム成分ブロックとスチレンブロックとを有するブロック共重合体、前記ゴム成分ブロックをスチレンからなる分子鎖にグラフトさせたグラフト共重合体で、ハイインパクトポリスチレン樹脂などとして市販されているものなどを採用することもできる。

上記のポリスチレン系樹脂とともに前記混合樹脂に含有させることができるその他の樹脂としては、例えば、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）等のポリフェニレンエーテル系樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体ゴム（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体ゴム（ＳＩＰＳ）、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレン共重合体ゴム（ＳＢＢＳ）、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体ゴム（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体ゴム（ＳＥＰＳ）などのスチレン系熱可塑性エラストマーが挙げられる。

なお、前記発泡層や前記非発泡層には、上記のポリスチレン系樹脂や発泡剤以外に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、スリップ剤、防曇剤、帯電防止剤といった機能性薬剤、顔料、香料などといった各種の添加剤を含有させることができる。
また、前記発泡層には、その形成時において利用される気泡調整剤などの添加剤も含有させうる。
該気泡調整剤としては、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、ポリテトラフルオロエチレンなどの有機化合物からなる粉末を採用させ得る。

本実施形態の積層発泡シートは、前記発泡層を、通常、０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下の厚み、好ましくは、１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の厚みとすることができ、前記非発泡層を、通常、５μｍ以上２５０μｍ以下の厚み、好ましくは、１０μｍ以上２００μｍ以下の厚みとすることができる。
なお、前記非発泡層は、前記発泡層の１／５以下の厚みであることが好ましく、前記発泡層の１／１０以下の厚みであることが特に好ましい。

前記発泡層は、ＪＩＳ Ｋ７２２２：１９９９「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」に記載されている方法により測定される見掛け密度が０．０４５〜０．３００ｇ／ｃｍ³であることが好ましく、０．０７０〜０．２５０ｇ／ｃｍ³であることがより好ましい。

前記発泡層は、ＡＳＴＭ Ｄ２８５６−８７に準拠して１−１／２−１気圧法により測定される体積（Ｖ₂）と発泡層の見掛け上の体積（Ｖ₁）から下記式に基づいて測定される連続気泡率が２０％以下であることが好ましく１０％以下であることが特に好ましい。

連続気泡率（％）＝１００×（Ｖ₁−Ｖ₂）／Ｖ₁

次いで、このような積層発泡シートを製造する製造方法について説明する。
本実施形態においては、例えば、
（ａ）炭化水素系の発泡剤の存在下においてポリスチレン系樹脂を押出機内で溶融混練し、該溶融混練された混練物を押出発泡させて前記発泡剤が残存しているポリスチレン系樹脂発泡シートを作製する発泡シート作製工程、
（ｂ）前記発泡シート作製工程で得られたポリスチレン系樹脂発泡シートの表面を加熱溶融させたポリスチレン系樹脂でラミネートして該ラミネートした前記ポリスチレン系樹脂からなる非発泡層と前記ポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡層とを有する積層発泡シートを作製する積層工程、及び、
（ｃ）前記積層工程で得られた積層発泡シートを前記非発泡層側から加熱する加熱処理工程、を実施し、
前記ポリスチレン系樹脂発泡シートに残存していた発泡剤の一部が該ポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡層から前記非発泡層に移行された積層発泡シートを作製させることができる。

前記発泡シート作製工程（ａ）は、サーキュラーダイを装着した押出機を用いる方法など、発泡シートを製造するために一般的に行われている方法を採用して実施可能である。

例えば、円環状の吐出口を有するサーキュラーダイを先端に装着した押出機に前記ポリスチレン系樹脂や、気泡調整剤などの添加剤を供給し、該押出機内で前記ポリスチレン系樹脂をその軟化点よりも高温に加熱して前記添加剤などと溶融混練して溶融混練物を形成させるとともにこの押出機の途中から炭化水素系の発泡剤を圧入して前記溶融混練物に混合し、得られた発泡剤を含んだ前記溶融混練物をサーキュラーダイの吐出口から押出させて前記発泡シートを形成させることができる。

より詳しくは、発泡剤を含んだ溶融混練物をサーキュラーダイの吐出口から押出させて円筒状の発泡体を形成させ、該サーキュラーダイの下流側（押出方向前方）に配した直径が前記吐出口よりも径大な冷却用マンドレルの外周面に前記発泡体の内面を摺接させつつ該発泡体に引取りをかけ、該冷却用マンドレルで発泡体を拡径するとともに該発泡体を内側から冷却し、該冷却用マンドレルの下流側に設けたカッターで前記発泡体を押出方向に向けて連続的に切断して平坦なシートとなるように展開し、長尺帯状となるように作製された発泡シートを本実施形態における発泡シートとして採用可能である。

発泡層と非発泡層とに前記のような好ましい割合で発泡剤を含有する積層発泡シートを得るためには、通常、この発泡シート作製工程において１．０質量％以上３．５質量％以下の範囲を超える割合で発泡剤を含有する発泡シートを作製すればよく、通常、１．５質量％以上４．０質量％以下の発泡剤を残存させた発泡シートを形成させれば良い。

このような割合で発泡剤を残存させた発泡シートを得るためには、通常、前記押出機内に圧入する発泡剤の量を発泡シートに残存させる発泡剤の割合の１．１倍以上２倍以下とすればよい。

なお、発泡剤は、前記溶融混練物が押出発泡された直後から前記の円筒状の発泡体の表面から散逸を開始し、通常、該発泡体がある程度冷却されるまでの間、比較的多くの量が散逸し続ける。
そのため、上記のような好ましい割合で発泡剤を残存させた発泡シートを得るためには、押出機への発泡剤の圧入量を調整するだけでなく、押出された発泡体の冷却条件をも調整することが好ましい。
例えば、吐出口から押出された直後の発泡体に対して内周面側と外周面側との両方から風冷を行って、表面付近をいち早く冷却するとともに該表面付近の気泡膜厚をある程度以上確保させることにより発泡シートからの発泡剤の散逸を効果的に抑制させることができる。

前記積層工程（ｂ）は、例えば、上記のように形成された長尺帯状の発泡シートに対してフラットダイを用いた押出ラミネート法により実施可能である。

例えば、前記発泡シートをロール状に巻き取った原反ロールを巻取り方向とは逆方向に回転させて外側から順に発泡シートを繰り出すことができる送出機と、該送出機から繰り出される発泡シートを再びロール状に巻き取ることができる巻取機と、該巻取機と前記送出機との間に配された発泡シートの幅よりも長さが長い２本のロールからなる厚み矯正ロールを有し、該２本の厚み矯正ロールが回転軸を軸方向を水平方向とし、且つ、上下に平行するように配置され、しかも、互いに接近・離間させて外周面間隔が調節自在となっている厚み矯正装置と、該厚み矯正装置と前記送出機との間にフラットダイを位置させた押出機とを用いて前記積層工程を実施させることができる。

より詳しくは、前記積層工程は、原反ロールを送出機にセットして、該送出機から繰り出した発泡シートを前記厚み矯正ロール間を通してその先端部を前記巻取機にセットし、前記厚み矯正ロールの外周面間隔を形成させる積層発泡シートの厚みに相当する間隔とし、該厚み矯正ロールの手前において発泡シートの上面に前記フラットダイから加熱溶融させたポリスチレン系樹脂が押出されるように前記押出機をセットして実施することができる。
即ち、本実施形態に係る積層発泡シートは、前記送出機と前記巻取機とを共働させて発泡シートを長さ方向移動させるとともに前記フラットダイから発泡シートの幅方向全域に行き渡るように加熱溶融させたポリスチレン系樹脂を吐出させ、該加熱溶融されたポリスチレン系樹脂で上面側がラミネートされた状態の発泡シートを前記厚み矯正ロール間を通過させ、上側の厚み矯正ロールで前記ラミネートされたポリスチレン系樹脂を十分に冷却するとともにその表面を平滑化させることによって、面内均一な厚みを有する非発泡層を前記発泡シートからなる発泡層の上側に積層させた状態に作製することができる。

なお、前記発泡シートは、発泡シート作製工程によって作製された後も、通常の保管状態においては、僅かずつではあるが発泡剤を表面から散逸させ続け、発泡剤含有量を低下させ続ける。
従って、単に非発泡層への発泡剤の移行量をある程度以上に確保させることだけを考慮すると、発泡シート作製工程後、比較的、短期間の間に当該積層工程を実施することが好ましい。
しかし、発泡シートの表面付近において気泡中の発泡剤と空気との置換がある程度進行していない状態で溶融ポリスチレン系樹脂によるラミネートを実施すると、発泡層と非発泡層との間に発泡剤による発泡を生じて数平方ミリメートルの大きさの界面剥離を生じたりするおそれを有する。
また、仮に該積層工程においてこのような界面剥離が肉眼で確認できない場合でも、熱成形において顕在化するおそれを有する。

このようなことから、発泡シート作製工程から、積層工程までの間には、適度な発泡シートの養生期間を設けることが好ましく、発泡シート作製工程後には、２０℃〜４０℃の温度で、１０日〜３０日程度、発泡シートを養生した後に前記積層工程を実施することが好ましい。

前記加熱処理工程（ｃ）は、熱風ファン、輻射式ヒーター、熱ロールなどといった一般的な加熱装置を用いて実施することができ、通常、５０℃から１２０℃の熱風を積層発泡シートの表面から１０ｃｍ〜２５ｃｍ離れた位置から吹き付けて非発泡層側から積層発泡シートを加熱することによって実施することができる。
該加熱処理工程は、前記積層工程において矯正ロールを通過した後、前記巻取機に巻き取られる前の積層発泡シートに対して実施しても良い。
即ち、積層工程に連続して当該熱処理工程を実施しても良い。
また、一旦、積層発泡シートをロール状に巻き取った後に、例えば、１２時間から１０日間程度の期間を開けた後に当該熱処理工程を実施してもよい。

このような、工程を実施することで発泡層（発泡シート）に残存している発泡剤の一部が該発泡層から前記非発泡層に移行された積層発泡シートを作製させることができる。
この発泡剤の移行の機構については、明確に特定はされていないが、前記積層工程における溶融ポリスチレン系樹脂のラミネートに際して発泡シートの表面から発泡剤が溶融ポリスチレン系樹脂に僅かに移行し、該ポリスチレン系樹脂で形成される非発泡層においてポリスチレン系樹脂の分子間に発泡剤分子が入り込み、該非発泡層が十分に冷却された後も発泡剤を移行させやすい状態になるためであると見られる。
そして、その後の加熱処理工程によって発泡剤の移行が促進されて熱成形における成形性の改善効果を顕在化させる程度に非発泡層が発泡剤によって可塑化されるものと見られる。
なお、加熱処理工程を行わなくても、例えば、積層工程から３０日以上の長期の時間をかければ、ある程度の発泡剤が発泡層から非発泡層へと移行することが期待できる。
しかし、その場合には、非発泡層に０．０２質量％以上０．２質量％以下の割合で発泡剤が含有される前に発泡層側における発泡剤の含有量が１．０質量％未満となって熱成形における十分な二次発泡性を期待できなくなる場合がある。
このように本実施形態においては、非発泡層に０．０２質量％以上０．２質量％以下の発泡剤を含有し、且つ発泡層に１．０質量％以上３．５質量％以下の発泡剤を含有している積層発泡シートをより確実に作製し得ることから、前記加熱処理工程を実施している。

このようにして形成された積層発泡シートを熱成形に用いて発泡成形体を製造するには、例えば、
（ｘ）積層発泡シートを予備加熱して軟化させる予備加熱工程、
（ｙ）前記予備加熱された積層発泡シートに成形型を使って製品形状を形成させる成形工程、及び、
（ｚ）前記製品形状の形成された積層発泡シートを、該製品形状の外縁に沿って切断し、積層発泡シートから製品（発泡成形品）を切り出すトリミング工程、
を実施すればよい。

前記予備加熱工程（ｘ）は、一般的な熱成形において用いられている手法を採用して実施することができ、例えば、輻射式加熱ヒーターを備えた加熱炉や、熱風循環式の加熱炉中を所定の時間をかけて積層発泡シートを通過させることで実施可能である。

前記成形工程（ｙ）についても一般的な熱成形において用いられている手法を採用して実施することができ、例えば、真空成形型、圧空成形型、真空・圧空成形型、マッチモールド成形型等の成形型を用い、空気圧などで変形可能な程度に前記予備加熱工程で軟化された積層発泡シートを前記成形型の表面形状に沿わせて変形させ、該成形型に形成されている製品形状を積層発泡シートに転写させるとともに該成形型で積層発泡シートを冷却し、前記製品形状がそれ以上に変形しないようにさせる方法を採用することができる。

このとき積層発泡シートの非発泡層に発泡剤が含有されているために、該発泡層に比べて通常は硬質なものとなっている非発泡層も、発泡層とともに成形型への追従性に優れた変形挙動を示すことになる。
即ち、本実施形態においては、従来の積層発泡シートを用いる場合に比べて良好な成形性が当該成形工程において積層発泡シートに発揮され、偏肉、しわ、シート破れなどの不具合が発生するおそれを従来の積層発泡シートを用いる場合に比べて抑制させ得る。

なお、前記トリミング工程（ｚ）については、トムソン刃型やパンチャー（打抜ポンチ）を使用した従来と同様の方法を採用して実施することができる。

このように本実施形態の発泡成形品の製造方法においては、高品質な発泡成形品を簡便に製造することができる。
なお、従来、丼容器やカップ容器のようなトレー容器に比べて成形工程において深絞りが必要になる発泡成形品は、非発泡層と発泡層との伸びの違いによって良品を得ることが十分に容易なものとはなっていないために本発明の発泡成形品の製造方法をこのような容器の製造に適用することでその効果をより顕著なものとすることができる。

ただし、本発明の積層発泡シートは、必ずしも、丼容器やカップ容器の原材料としてその用途が限定されるものではない。
さらに、本実施形態においては、発泡層と非発泡層との２層構造の積層発泡シートを例示して本発明の積層発泡シートについて説明を行ったが、例えば、２層の非発泡層で発泡層を挟み込んだ非発泡層／発泡層／非発泡層の３層構造を有する積層発泡シートも本発明の積層発泡シートとして意図する範囲のものである。
また、発泡シートと樹脂フィルムとの間に加熱溶融させたポリスチレン系樹脂を押出して、該ポリスチレン系樹脂で発泡シートと樹脂フィルムとを貼り合せた発泡層／非発泡層／非発泡層の３層構造を有する積層発泡シートも本発明の積層発泡シートとして意図する範囲のものである。
さらに、共押出等によって複数の発泡層が積層された発泡シートに対して加熱溶融されたポリスチレン系樹脂をラミネートして作製される（例えば、発泡層／発泡層／非発泡層の３層構造を有する）積層発泡シートも本発明の積層発泡シートとして意図する範囲のものである。
また、３層以上の４層、５層構造を有する積層発泡シートについても本発明の積層発泡シートとして意図されていることは説明するまでもなく当然の事柄である。

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。

（積層発泡シートの作製）
（発泡シート作製工程）
イソブタン６２質量％、ノルマルブタン３８質量％の割合で含有する混合ブタンをポリスチレン系樹脂ポリスチレン系樹脂［ＰＳジャパン社製、商品名「Ｇ０００２」、ＭＦＲ：１．６ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均分子量（Ｍｗ）：２．８×１０⁵、Ｚ平均分子量（Ｍｚ）：５．３×１０⁵、Ｍｚ／Ｍｗ：１．９］と押出機で溶融混練し、該押出機内で前記混合ブタンを３．２７質量％の割合で含有する溶融混練物を作製し、該溶融混練物を押出発泡させて厚み２．１ｍｍ、坪量２４０ｇ／ｍ²、密度０．１１４ｇ／ｃｍ³、発泡層の残存発泡剤量が２．７７質量％の発泡シートを作製した。

（積層工程）
上記の発泡シートを常温（２０℃〜４０℃）において２８日間養生した後、該発泡シートの一面側にポリスチレン系樹脂［東洋スチレン社製ハイインパクトポリスチレン、商品名「Ｅ６４１Ｎ」、ＭＦＲ：３．６ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均分子量（Ｍｗ）：２．４×１０⁵、Ｚ平均分子量（Ｍｚ）：４．２×１０⁵、Ｍｚ／Ｍｗ：１．８］を樹脂温度が２５０℃になる条件で加熱溶融したものをラミネートし、厚み１１４μｍ（坪量１２０ｇ／ｍ²）の非発泡層を備えた積層発泡シートを作製した。

（加熱処理工程）
該積層発泡シートに対し、非発泡層側の表面から１５ｃｍ離れた位置から９０℃の熱風を吹き付け、該積層発泡シートを非発泡層側から加熱する熱処理工程を実施した。

（発泡剤含有量の測定）
積層発泡シートを厚み方向にスライスし、該スライスを非発泡層側から０．１ｍｍ厚みで実施し、得られた非発泡層試料における発泡剤含有量を下記により評価した。
また、発泡層についても同様に評価した。

試料（発泡層、非発泡層）１０〜２０ｍｇを２０ｍｌ専用ガラスバイアルに精秤密封し、パーキンスエルマー社製ヘッドスペースサンプラー「ＴｕｒｂｏＭａｔｒｉｘＨＳ４０」にセットし、１６０℃で３０分間加熱後、パーキンスエルマー社製ガスクロマトグラフ「Ｃｌａｒｕｓ５００ＧＣ」（検出器：ＦＩＤ）を用いて定量した。
ヘッドスペースサンプラーにおける測定条件は、ニードル温度１６０℃、試料導入時間０．０８分、トランスファーライン温度１６０℃、ガスクロマトグラフにおける測定条件は、カラムをＪ＆Ｗ社製ＤＢ−１（０．２５ｍｍφ×６０ｍ、膜厚１μｍ、カラム温度：５０℃で６分間、４０℃／分で２５０℃まで昇温、２５０℃で１．５分間）、キャリアガスをヘリウム（導入条件：１８ｐｓｉで１０分間、０．５ｐｓｉ／分で２４ｐｓｉまで増量）、注入口温度（２００℃）とした。
測定値を樹脂質量１００質量部に対する値に換算した。

上記のような評価を、積層発泡シート作製直後から７日毎に５６日後まで実施した。
結果を、下記表に示す。
なお、この積層発泡シートは、時間の経過ごとに成形性が良好であった。
特に、積層発泡シート作製後、２１日目以降のものは成形性が良好であった。

以上のことからも本発明によれば高品質な発泡成形品を簡便に製造させ得る熱成形用として好適な積層発泡シートが提供されることがわかる。

Claims (4)

1. 炭化水素系の発泡剤の存在下においてポリスチレン系樹脂を押出機内で溶融混練し、該溶融混練された混練物を押出発泡させて前記発泡剤が残存しているポリスチレン系樹脂発泡シートを作製する発泡シート作製工程、
   前記発泡シート作製工程で得られたポリスチレン系樹脂発泡シートの表面を加熱溶融させたポリスチレン系樹脂でラミネートして該ラミネートした前記ポリスチレン系樹脂からなる非発泡層と前記ポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡層とを有する積層発泡シートを作製する積層工程、及び、
   前記積層工程で得られた積層発泡シートを前記非発泡層側から加熱する加熱処理工程、を実施して、
   前記ポリスチレン系樹脂発泡シートに残存していた前記発泡剤の一部が該ポリスチレン系樹脂発泡シートからなる前記発泡層から前記非発泡層に移行された積層発泡シートを作製することを特徴とする積層発泡シートの製造方法。
2. 前記非発泡層に前記発泡剤が０．０２質量％以上０．２質量％以下の割合で含有され、前記発泡層に前記発泡剤が１．０質量％以上３．５質量％以下の割合で含有されている積層発泡シートを作製する請求項１記載の積層発泡シートの製造方法。
3. 炭化水素系の発泡剤の存在下においてポリスチレン系樹脂を押出機内で溶融混練し、該溶融混練された混練物を押出発泡させて前記発泡剤が残存しているポリスチレン系樹脂発泡シートを作製する発泡シート作製工程、
   前記発泡シート作製工程で得られたポリスチレン系樹脂発泡シートの表面を加熱溶融させたポリスチレン系樹脂でラミネートして該ラミネートした前記ポリスチレン系樹脂からなる非発泡層と前記ポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡層とを有する積層発泡シートを作製する積層工程、及び、
   前記積層工程で得られた積層発泡シートを前記非発泡層側から加熱する加熱処理工程、が実施されて作製され、且つ、前記ポリスチレン系樹脂発泡シートに残存していた前記発泡剤の一部が該ポリスチレン系樹脂発泡シートからなる前記発泡層から移行されて前記非発泡層に含有されている積層発泡シートを用い、
   該積層発泡シートを予備加熱して軟化させる予備加熱工程と、該予備加熱された前記積層発泡シートに成形型を使って製品形状を形成させる成形工程とを実施して発泡成形品を作製することを特徴とする発泡成形品の製造方法。
4. 熱可塑性樹脂からなる原料シートを予備加熱して軟化させる予備加熱工程と、該予備加熱された前記原料シートに成形型を使って製品形状を形成させる成形工程とが実施される樹脂成形品の熱成形において前記原料シートとして用いられ、炭化水素系の発泡剤を含有するポリスチレン系樹脂発泡シートからなる発泡層と該発泡層に積層されたポリスチレン系樹脂からなる非発泡層とを有する熱成形用積層発泡シートであって、
   前記非発泡層に前記発泡剤が０．０２質量％以上０．２質量％以下の割合で含有され前記発泡層に前記発泡剤が１．０質量％以上３．５質量％以下の割合で含有されていることを特徴とする熱成形用積層発泡シート。