JP5466858B2 - 断熱性シート及び断熱性シートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、断熱性シート及び断熱性シートの製造方法に関する。

従来、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は、気泡を含んでいる性質を利用して、例えば食品容器などの断熱材などに用いられている。

しかしながら、斯かる従来の断熱性シートは、気泡の大きさが比較的大きいことに起因して、表面の平滑性が比較的低く、印刷された字などの外縁が明確となりにくく、印刷性が比較的低いという問題がある。

これに対して、表面の平滑性及び印刷性を高めるべく、断熱性シートの片側面に印刷層が設けられてラベルとされたものが提案されている（特許文献１）。

ところが、特許文献１のごとく、片側面に印刷層を有するラベルにおいては、印刷層における印刷性は高まり得るものの、製造の際に印刷層を設ける工程が増えたり、印刷層の存在により断熱性が低下したりするという問題がある。

そこで、他材などを設けなくとも平滑性及び印刷性に優れる断熱性シート、即ち、それ自体の平滑性及び印刷性において優れている断熱性シートが要望されている。

特開２００４−７００７７号公報

本発明は、上記の問題点、要望点等に鑑み、平滑性及び印刷性に優れた断熱性シートを提供することを課題とする。また、断熱性シートを平滑性及び印刷性に優れたものとし得る断熱性シートの製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決すべく、本発明に係る断熱性シートは、ポリスチレン系樹脂成分と、発泡剤としての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５０〜１００重量％含有しており、
平均気泡径が０．００５〜０．０３０ｍｍであり、
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ものである。

上記構成からなる断熱性シートによれば、作用原理が完全に解明されているわけではないが、前記ポリスチレン系樹脂成分が前記熱履歴ポリスチレン系樹脂を含有していることにより、前記ポリスチレン系樹脂組成物の押出時において前記熱履歴ポリスチレン系樹脂が不活性ガスの発泡を促すものとして作用し得ると考えられる。即ち、前記熱履歴ポリスチレン系樹脂には、一端加熱されることにより生じた比較的低分子の熱分解生成物が含まれ得ることから、斯かる熱分解生成物を核として不活性ガスが発泡を起こしやすいものと考えられる。しかも、斯かる熱分解生成物は、前記ポリスチレン系樹脂組成物中において分子レベルで分散し得るものであることから、これを核とした発泡によって生じる気泡の径が比較的小さい微細なものとなり得る。
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。

本発明に係る断熱性シートは、平均気泡径が０．００５〜０．０３０ｍｍである。また、見掛け密度が２０〜１００ｋｇ／ｍ³であることが好ましい。
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。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。

前記熱履歴ポリスチレン系樹脂は、前記ポリスチレン系樹脂成分に５０〜１００重量％含有されている。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５０重量％以上含有されていることにより、比較的小さい気泡を含んだ断熱性シートによりなりやすい。

前記不活性ガスは、二酸化炭素のみであることが好ましい。前記不活性ガスが二酸化炭素のみであることにより、押出時における発泡性がより良好となり、気泡がより微細化し得るという利点がある。

前記熱履歴ポリスチレン系樹脂は、押出機を用いて調製されていることが好ましい。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により、ポリスチレン系樹脂に対して、熱だけでなく圧力も加えられ、前記熱分解生成物がより生じやすいという利点がある。

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。前記熱履歴ポリスチレン系樹脂の一部が、少なくともリサイクルされたポリスチレン系樹脂であることにより、製造工程を減らすことができ、前記断熱性シートがより簡便に製造されてなるという利点がある。

前記断熱性シートは、スライスされることによりシート状とされている。スライスされた断熱シートは、含まれている気泡が比較的小さいことから、スライスされることにより、気泡が表面に露出していても該表面において平滑性が比較的高い。しかも、スライスされた断熱性シートにおいては、表面の気泡が露出することで該表面が顔料や染料インクとの親和性をより高め得ることから、スライスされることにより、表面の平滑性を比較的高く保ちつつ、該表面の印刷性がより高まり得る。

本発明に係る断熱性シートの製造方法は、ポリスチレン系樹脂成分と、発泡剤としての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５０〜１００重量％含有した前記ポリスチレン系樹脂成分を用い、
前記押出発泡後にスライス加工し、平均気泡径が０．００５〜０．０３０ｍｍである断熱性シートを製造するものである。

本発明の断熱性シートにおいては、比較的小さい気泡が含まれる。よって表面における凹凸が比較的少ない。従って、本発明の断熱性シートは、平滑性及び印刷性に優れているという効果を奏する。

印刷性評価に用いた断熱性シートサンプルの写真。

本実施形態の断熱性シートは、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。

前記断熱性シートは、前記ポリスチレン系樹脂組成物が押出発泡された後、必要に応じて適宜適当な大きさとなるように切断等されることにより得られるものである。具体的には、前記断熱性シートは、前記ポリスチレン系樹脂組成物が押出発泡されることにより得られた押出発泡体が、スライスされることなどによりシート状となったものである。

前記ポリスチレン系樹脂組成物は、ポリスチレン系樹脂成分、及び不活性ガスの他、気泡核剤などの添加剤等が含まれ得るものである。また、前記ポリスチレン系樹脂成分には、ポリスチレン系樹脂が含まれ、該ポリスチレン系樹脂としては、前記熱履歴ポリスチレン系樹脂、該熱履歴ポリスチレン系樹脂以外の他のポリスチレン系樹脂が挙げられる。前記ポリスチレン系樹脂成分には、少なくとも前記熱履歴ポリスチレン系樹脂が含まれ、必要に応じて前記他のポリスチレン系樹脂が含まれ得る。

前記ポリスチレン系樹脂組成物は、前記ポリスチレン系樹脂を８５重量％以上含んでいることが好ましく、９０重量％以上含んでいることがより好ましい。前記ポリスチレン系樹脂を８５重量％以上含んでいることにより、前記断熱性シートが、ポリスチレン系樹脂に起因する優れた機械的特性や成形加工性をより備え得るという利点がある。

前記ポリスチレン系樹脂成分には、前記熱履歴ポリスチレン系樹脂が、５０〜１００重量％含まれている。また、７０〜１００重量％含まれていることが好ましい。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５０重量％以上含まれていることにより、比較的微細な気泡を含んだ断熱性シートによりなりやすいという利点がある。

前記ポリスチレン系樹脂成分には、前記熱履歴ポリスチレン系樹脂以外の他のポリスチレン系樹脂が含まれ得る。他のポリスチレン系樹脂としては、加熱溶融された後に冷却固化されていないポリスチレン系樹脂が挙げられる。なお、加熱溶融された後に冷却固化されていないポリスチレン系樹脂は、具体的には、例えば、製造された後に使用されておらず、製造後に加熱溶融されず且つ冷却固化されていないものを意味する。以下、加熱溶融された後に冷却固化されていないポリスチレン系樹脂を“非熱履歴ポリスチレン系樹脂”ともいう。

前記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、α−エチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、ブロモスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ｔ−ブチルスチレン、又はジメチルスチレンなどのスチレン系単量体が重合されてなるものが挙げられる。具体的には、これらスチレン系単量体の単独重合体、又はこれらスチレン系単量体が組み合わされて重合されてなる共重合体などが挙げられる。

また、前記ポリスチレン系樹脂は、前記スチレン系単量体と他の単量体との共重合体であってもよい。他の単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、マレイミド、アクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、マレイン酸、塩化ビニル、無水マレイン酸等が挙げられる。

また、前記ポリスチレン系樹脂は、重合性不飽和結合を有するゴム質重合体の存在下で前記スチレン系単量体が重合され、ゴム成分がグラフト重合されたグラフト重合体であってもよい。前記ゴム質重合体としては、スチレン−ブタジエン共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、ブタジエン−アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。

前記ポリスチレン系樹脂は、前記スチレン系単量体の単独重合体、各スチレン系単量体が組み合わされて重合されてなる共重合体、スチレン系単量体と他の単量体との共重合体、又は前記グラフト重合体のそれぞれが組み合わされた混合物であってもよい。斯かる場合、前記ポリスチレン系樹脂においては、スチレン重合体由来の優れた機械的特性や成形加工性などをより前記ポリスチレン系樹脂に付与できる点で、スチレン系単量体換算でのスチレン系単量体の含有量が６０重量％以上であることが好ましい。

前記ポリスチレン系樹脂は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に定められたメルトフローレート（ＭＦＲ）が好ましくは０．０５〜５０、より好ましくは０．１〜３０、さらに好ましくは０．２〜２０、特に好ましくは１．０〜３．０の範囲にあることが好ましい。ＭＦＲが０．０５以上であることにより、溶融時の前記ポリスチレン系樹脂組成物の粘度がより低くなり、押出成形機の負荷がより抑えられ、押出成形加工がより容易となり、断熱性シートの生産性がより高くなり得る。また、ＭＦＲが５０以下であることにより、ポリスチレン系樹脂組成物が発泡時のガス圧に耐えるだけの粘度をより保持できることとなり、発泡後の破泡がより生じにくく、微細な気泡をより生成しやすくなり得る。また、押出成形機の金型内でより発泡しにくくなり、製造された断熱性シートの表面がより平滑なものとなり得る。

前記熱履歴ポリスチレン系樹脂は、前記ポリスチレン系樹脂が加熱溶融された後に冷却固化されたものであれば特に限定されず、熱履歴ポリスチレン系樹脂としては、具体的には例えば、押出機を用いて調製されたもの、リサイクルされたもの等が挙げられる。
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。

前記熱履歴ポリスチレン系樹脂は、押出機を用いて調製されていることにより、熱だけでなく圧力も加えられていることから、前記熱分解生成物がより多く含まれ得る。従って、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により、比較的小さい気泡を含んだ断熱性シートになることがより促進され得るという利点がある。
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。

リサイクルされたポリスチレン系樹脂としては、様々な用途で用いられた後に回収されたポリスチレン系樹脂成形品を用いたものが挙げられる。回収され得るポリスチレン系樹脂成形品としては、色々な形態で用いられていた、例えば、魚箱、家電製品の緩衝包装材、食品トレー、発泡体製造時に発生した端材やスクラップなどのポリスチレン系樹脂発泡成形品、又は、テレビやエアコン等の家電製品の部品、ファクスや複写機等の事務用機器の部品などのポリスチレン系樹脂非発泡成形品が挙げられる。

前記熱履歴ポリスチレン系樹脂としてリサイクルされたポリスチレン系樹脂が用いられていることにより、ポリスチレン系樹脂を加熱溶融した後に固化する操作が必ずしも必要でなくなることから、前記断熱性シートがより簡便に製造されてなるという利点がある。

前記不活性ガスは、大気圧下室温においてガス状をなす無機物である。また、他成分との反応性が比較的低いものである。前記不活性ガスとしては、例えば、窒素（Ｎ₂）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、アルゴンなどが挙げられる。前記不活性ガスは、前記ポリスチレン系樹脂組成物において押出成形の際に発泡する発泡剤として用いられるものである。

本発明においては、発泡剤として従来の炭化水素系やフロン系の発泡剤を採用しても、平均気泡径が比較的小さい断熱性シートとならない。即ち、発泡剤として不活性ガスを用いることにより、特異的に断熱性シートの平均気泡径が比較的小さいものとなり、断熱性シートの平滑性及び印刷性が比較的高いものとなり得る。

前記不活性ガスとしては、発泡性及び気泡をより微細化し得る性能の双方に優れていることから二酸化炭素が好ましい。

前記不活性ガスの量は、断熱性シートの発泡倍率に応じて適宜、調整され得る。前記不活性ガスの量は、前記ポリスチレン系樹脂組成物１００重量部に対して１〜１５重量部が好ましく、２〜１２重量部がより好ましく、３〜１０重量部が特に好ましい。前記不活性ガスの量が前記ポリスチレン系樹脂組成物１００重量部に対して１重量部以上であることにより、断熱性シートにおける発泡倍率がより高くなり、軽量性及び断熱性がより低下しにくいという利点がある。また、１５重量部以下であることにより、押出機の金型内においてより発泡が生じにくくなり、また、発泡時における破泡がより起こりにくくなり、断熱性シート中に意図しない大きな空隙が生じる可能性がより低くなるという利点がある。

前記ポリスチレン系樹脂組成物には、気泡の大きさをより均一化させ得る気泡核剤の他、任意成分として発泡成形に通常用いられる各種添加剤が含まれ得る。前記添加剤としては、例えば、前記気泡核剤、分散剤、顔料、染料、難燃剤、可塑剤、滑剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤等が挙げられる。

前記気泡核剤は、前記ポリスチレン系樹脂組成物において気泡が形成される際に気泡の核の生成を促すものであり、気泡を微細化し気泡の大きさをより均一なものとし得るものである。

前記気泡核剤としては、例えばタルク、マイカ、シリカ、珪藻土、アルミナ、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、アゾジカルボンアミド、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウムとクエン酸の混合物などの有機化合物などが挙げられ、なかでも特にタルクが好ましい。なお、気泡核剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

前記分散剤は、無機充填剤の分散性を向上させ得るものであり、前記分散剤としては、例えば高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド等が挙げられる。

前記添加剤の添加量は、通常の熱可塑性樹脂の成形に用いられる量を採用でき、気泡の形成や発泡体を製造する際の妨げとならず、かつ製造される発泡体の特性に影響を及ぼさない範囲で適宜選択できる。

前記断熱性シートの平均気泡径は、０．００５〜０．０３０ｍｍである。より好ましくは０．００７〜０．０２５ｍｍ、更に好ましくは０．００９〜０．２００ｍｍである。
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。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。

前記平均気泡径は、次の方法によって算出する。具体的には、まず、ポリスチレン系樹脂発泡体をＭＤ方向（押出方向）及びＴＤ方向（押出方向に直交する方向）に沿って切断し、それぞれの切断面の中央部を走査型電子顕微鏡（日立製作所製 商品名「Ｓ−３０００Ｎ」）で２０倍（場合により１００倍）に拡大して撮影する。次に、撮影した画像をＡ４用紙上に印刷し、画像上に長さ６０ｍｍの直線を一本描く。なお、ＭＤ方向に切断した切断面についてはＭＤ方向に平行に、ＴＤ方向に切断した切断面についてはＴＤ方向に平行に直線を描く。上記直線上に存在する気泡数から気泡の平均弦長（ｔ）を下記式により算出する。さらに、押出方向に沿って切断した切断面の拡大写真及び押出方向に直交する方向に沿って切断した切断面の拡大写真の双方において、ＶＤ方向（厚み方向）に平行な長さ６０ｍｍの直線をそれぞれ一本描き、これらの直線上の存在する気泡数を数え、各切断面毎に下記式に基づいて厚み方向の平均弦長（ｔ）を算出して、これらの平均弦長（ｔ）の相加平均値を算出し、この平均値を厚み方向の平均弦長とする。
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）＝（ｔ_MD＋ｔ_TD＋ｔ_VD）／３

前記断熱性シートの見掛け密度は、２０〜１００ｋｇ／ｍ³であることが好ましく、より好ましくは３０〜８０ｋｇ／ｍ³、更に好ましくは４０〜６０ｋｇ／ｍ³である。
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。

前記見かけ密度は、ＪＩＳ Ｋ ７２２２−１９９９記載の方法に準拠した方法により測定される。具体的には、元のセル構造を変えないように切断した１０ｃｍ³以上（半硬質及び軟質材料の場合は１００ｃｍ³以上）の試験片について、その重量を測定し、次式により算出する。
見かけ密度（ｋｇ／ｍ³）＝試験片重量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ³）×１０³

前記断熱性シートは、スライスされることによりシート状とされている。詳しくは、スライス加工によってスライスされたものである。スライス加工により、スライスされた断熱性シートの厚みを小さくすることができ、所望の厚みの断熱性シートを得ることができる。また、スライス加工された後の断熱性シートにおいては、スライス加工された後に表面となった面が露出して新たな表面となる。斯かる断熱性シートにおいては、含まれている気泡が比較的小さいことから、該気泡がスライス加工によって表面に露出していても該表面において平滑性が比較的高い。
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。

スライス加工の方法としては、バンドナイフによる方法、ベルトサンダーによる方法などが挙げられ、スライス加工後の表面平滑性により優れるという点で、バンドナイフによる方法が好ましい。

スライス加工した後の断熱性シートの厚みは、特に制限されないが、０．１ｍｍ以上であることにより、より安定したスライス加工が可能となり、スライス加工後の樹脂発泡体の強度や断熱性がより低下しにくいという利点がある。

スライス加工時の速度としては２〜２０ｍ／分が好ましく、５〜１５ｍ／分がさらに好ましい。スライス加工時の速度が２ｍ／分以上であることにより、より生産性が高まるという利点があり、２０ｍ／分以下であることにより、加工後に現れた表面の平滑性がより高いものとなり得るという利点がある。

次に、本実施形態の断熱性シートの製造方法について説明する。

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るものである。
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。

本実施形態の断熱性シートの製造方法においては、前記ポリスチレン系樹脂組成物が押出発泡された後、必要に応じて適宜適当な大きさとなるように切断等されて前記断熱性シートが得られる。具体的には、例えば、前記ポリスチレン系樹脂組成物が押出発泡されることにより押出発泡体が、スライスされることなどによりシート状となって断熱性シートとなり得る。

本実施形態の断熱性シートの製造方法においては、従来公知の一般的な押出機を用いることができる。具体的には、例えば、適宜適当な金型を備えた押出機を用いて押出発泡成形を実施することができる。

前記断熱性シートの製造方法において用いられる押出機としては、例えば、単軸押出機、二軸押出機、又はタンデム型押出機のいずれの押出機を用いることができる。前記押出機としては、断熱性シートの製造条件が調整しやすいという点で、タンデム型押出機が好ましい。

前記断熱性シートの製造方法において用いられる金型としては、フラット金型、サーキュラー金型、ストランド金型等を用いることができ、斯かる金型は、製造して得られる発泡体の形状に合わせて適宜選択することができる。前記金型のうち、サーキュラー金型は、フラット金型のように製品幅と同じかそれ以上の幅を必要とせず、得られるシート状発泡体の幅が冷却用のマンドレルの直径で決まることから、広幅のシートを容易に製造できる点において好適である。また、シート状発泡体を得るために用いるサーキュラー金型やフラット金型は、金型のスリットクリアランスが最も狭くなっている箇所よりも先端側に、発泡シートの形状を制御するための矩形部を有しているものが好ましい。該矩形部のクリアランスは、発泡シートの厚みや外観を鑑みて任意に調整することができる。

ここで、前記熱履歴ポリスチレン系樹脂の調製方法について説明する。前記熱履歴ポリスチレン系樹脂は、例えば、以下の方法によって調製できる。
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。

前記押出機としては、ポリスチレン系樹脂を加熱溶融させるべく十分な熱を与えることができるものであれば特に限定されず、例えば上述した押出機が挙げられる。

前記熱履歴ポリスチレン系樹脂を調製する際の加熱溶融する温度としては、ポリスチレン系樹脂が溶融する温度であれば特に限定されるものではないが、好ましくは１５０℃〜３５０℃、より好ましくは１７０℃〜３３０℃、特に好ましくは１９０℃〜３１０℃が好適である。
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。

前記熱履歴ポリスチレン系樹脂又は熱履歴を与えられていない非熱履歴ポリスチレン系樹脂は、押出機において溶融された後に金型から押出されて熱履歴ポリスチレン系樹脂となる。該熱履歴ポリスチレン系樹脂が断熱性シートの製造において押出機に供給され得ることを考慮すると、断熱性シートの製造において該熱履歴ポリスチレン系樹脂を押出発泡用の押出機に容易に供給すべく、熱履歴ポリスチレン系樹脂を調製する押出機においては、熱履歴ポリスチレン系樹脂をペレット状とし得る金型を用いることが好ましい。斯かる金型としては、具体的には例えば、（マルチ）ノズル金型、Ｔダイ金型などが挙げられ、効率よくペレット状の熱履歴ポリスチレン系樹脂を調製できるという点で、（マルチ）ノズル金型がより好適である。

前記熱履歴ポリスチレン系樹脂の調製において、例えばノズル金型を用いる場合は、ノズル金型から押出された押出物を切断してペレット状の熱履歴ポリスチレン系樹脂とすることができる。斯かる場合、ノズル金型から押出されたひも状の押出物を水槽で冷却した後、ペレタイザーで切断する方法、又は、金型に近接（接触含む）したカッター刃でノズル金型から押出物が押出された直後に切断するホットカット方法を採用することができる。

また、前記熱履歴ポリスチレン系樹脂の調製において、例えばＴダイ金型を用いる場合は、シート状に押出された押出物を溝の入ったロールで挟み込んでシート状押出物の流れ方向に平行に切断（シート状態から紐状態に切断）し、紐状の押出物を冷却した後、ペレタイザーで切断してペレットの熱履歴ポリスチレン系樹脂とすることができる。

押出機を用いて熱履歴ポリスチレン系樹脂を調製する方法においては、非熱履歴ポリスチレン系樹脂の押出回数が１回〜３回であることが好ましく、１回〜２回であることが特に好ましい。斯かる押出回数が増えることにより、熱履歴ポリスチレン系樹脂によって断熱性シートの気泡がより微細化し得るが、ポリスチレン系樹脂が熱分解によって過度に分解することを抑制する点で、斯かる押出回数は、３回以下であることが好ましい。

前記リサイクルされたポリスチレン系樹脂を用いる場合、原料となるポリスチレン系樹脂成形品は、ポリスチレン系樹脂以外に金属、ガラスその他の異物を含み得ることから、異物を除いたものを用いることが好適である。
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。

本発明は、上記例示の断熱性シート、又は断熱性シートの製造方法に限定されるものではない。また、本発明では、一般の断熱性シート、又は断熱性シートの製造方法において採用される種々の形態を、本発明の効果を損ねない範囲で採用することができる。

以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳細に説明する。

（熱履歴ポリスチレン系樹脂の調製）
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。

（実施例１）
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。

（実施例２）
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。

（実施例３）
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。

（比較例１）
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。

（比較例２）
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。

＜断熱性シートの見かけ密度及び平均気泡径の評価＞
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。

＜断熱性評価＞
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

＜印刷性評価＞
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。

＜表面粗さ評価＞
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

本発明の断熱性シートは、平滑性、印刷性の他、柔軟性などにも優れることから、例えば、食品用容器、包装材、生活雑貨などの用途に好適である。

Claims (6)

1. ポリスチレン系樹脂成分と、発泡剤としての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５０〜１００重量％含有しており、
   平均気泡径が０．００５〜０．０３０ｍｍであり、
   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断熱性シート。
2. 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。
3. 前記不活性ガスが二酸化炭素のみであることを特徴とする請求項１又は２に記載の断熱性シート。
4. 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１〜３のいずれかに記載の断熱性シート。
5. 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１〜４のいずれかに記載の断熱性シート。
6. ポリスチレン系樹脂成分と、発泡剤としての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５０〜１００重量％含有した前記ポリスチレン系樹脂成分を用い、
   前記押出発泡後にスライス加工し、平均気泡径が０．００５〜０．０３０ｍｍである断熱性シートを製造することを特徴とする断熱性シートの製造方法。