JP5703184B2 - 樹脂発泡シートの製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、ポリスチレン系樹脂発泡シートは、通常、ポリスチレン系樹脂組成物の連続的な押出発泡によって製造されており、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成形加工に利用されている。
押出機内で発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練しつつ前記押出機の先端部に装着されたダイから押出発泡させて発泡シートを連続的に形成させる押出工程を備えた樹脂発泡シートの製造方法であって、
前記ダイの温度を前記押出工程での温度よりも高くして前記樹脂組成物を前記ダイから吐出させる予備吐出工程と、
前記予備吐出工程の後、前記ダイに霧状の水を噴霧することにより前記ダイの温度を前記押出工程での温度まで低くする予備冷却工程とをさらに備え、
前記予備吐出工程及び前記予備冷却工程の後、前記押出工程を実施することを特徴とする。
該押出機1の先端部には、前記樹脂組成物を発泡状態で押出して円筒状の発泡体FBを形成させるためのサーキュラーダイ(ダイ)2が装着されている。
また、前記製造設備には、サーキュラーダイ2の前面において開口している円環状のダイスリットから円筒状に吐出される前記発泡体FBを内面側から冷却するとともに発泡体を拡径して所定の大きさの円筒状に形成させるための冷却マンドレル3が備えられている。
なお、本実施形態においては、サーキュラーダイ2と冷却マンドレル3とは、該冷却マンドレル3の円柱形状の中心軸を延長した延長線上に前記ダイスリット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2から冷却マンドレル3までの間の発泡体FB’はサーキュラーダイ2から冷却マンドレル3に向けて略均等に拡径されることになる。
該巻取りローラ92は、サーキュラーダイ2のダイスリットから連続的に発泡体FBが押し出されている間、一定の引取速度で発泡シートSを巻取り得るように速度調整機構を有している。
そして、円筒状の発泡体FBは、この巻取りローラ92によって発泡シートSが巻き取られることによって下流側に引き寄せられることになり、自動的に切断装置4に供給されて切断刃CTによって連続的に切込みが入れられることになる。
このうち、平均粒径が20μm〜50μmたる霧状の水は、ドライフォグと称されており、前記霧状の水がドライフォグであることにより、サーキュラーダイ2に対して非常に濡れ難くなるため、冷却効率を高めつつ、サーキュラーダイ2やその周辺の構成部材に錆が発生することを防止できる。
すなわち、本実施形態においては、
(1)本実施形態のポリスチレン系樹脂発泡シートの作製に必要な材料を調製すべく、樹脂組成物を基材樹脂とし、これに必要な配合剤を加えてポリスチレン系樹脂発泡シートの原材料を調製する配合工程、
(2)前記押出機の先端部に装着されたダイの温度を押出工程での温度よりも高くして、前記ポリスチレン系樹脂組成物を押出機内で溶融混練しつつ前記ダイから吐出させる予備吐出工程、
(3)前記予備吐出工程の後、前記ダイに霧状の水を噴霧することにより前記ダイの温度を押出工程での温度まで低くする予備冷却工程、
(4)前記冷却工程後、押出機内で前記配合工程によって調製された原材料を発泡剤と共に溶融混練しつつ前記ダイから押出発泡させて円筒状の発泡体を連続的に形成させる押出工程、
(5)前記円筒状の発泡体を展開して帯状の発泡体を形成させるべく前記円筒状の発泡体に押出方向に沿った連続的な切込みを設ける切断工程、
(6)前記切り込みが設けられた筒状の発泡体を平坦なシート状に展開させる展開工程、
(7)前記展開工程で形成された平坦な発泡シートをロール状に巻き取る巻取り工程、
を実施することにより樹脂発泡シートを作製する。
以下に、個々の工程についてより詳しく説明する。
この配合工程は、発泡シートの原材料となる樹脂組成物(ここではポリスチレン系樹脂組成物)の配合を調整する工程であり、一般的な樹脂発泡シートの作製における場合と同様に、計量器や混練機といった装置を用いて実施可能である。
一例を挙げると、ポリスチレン系樹脂と各種の配合剤を含んだマスターバッチとをドライブレンドする方法が挙げられる。
また、ポリスチレン系樹脂とその他の配合剤とを全て含むペレットを、例えば、ニーダーや二軸混練機などといった一般的な混練装置を用いて作製する方法が挙げられる。
この高分子型帯電防止剤としては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステルアミドなどのアイオノマーやその第四級アンモニウム塩、ポリエーテル−ポリスチレンブロック共重合体(ポリエーテル系ブロックとポリスチレン系ブロックのブロック共重合体)等が挙げられる。
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。
これらの配合剤をポリスチレン系樹脂組成物にどのような配合割合で含有させるかについては、ポリスチレン系樹脂発泡シートの最終的な用途などに応じて適宜調整すればよい。
前記予備吐出工程では、押出機1の上流側押出機1a及び下流側押出機1bを、押出工程と同様に加熱することができる。すなわち、押出機1の上流側押出機1a及び下流側押出機1bを押出工程での温度と同じ温度まで加熱することができる。そして、このように上流側押出機1a及び下流側押出機1bを加熱しつつ、下流側押出機1bの先端部に取り付けたサーキュラーダイ2の温度が押出工程での温度よりも高くなるように該サーキュラーダイ2を加熱し、後述する押出工程と同様に、発泡剤を含んだポリスチレン系樹脂組成物を上流側押出機1a及び下流側押出機1bで溶融混練し、サーキュラーダイ2の円環状のダイスリットから吐出させることができる。
かかる予備吐出工程でのサーキュラーダイ2の温度は、押出工程での温度よりも高い温度であれば特に限定されるものではなく、例えば、樹脂組成物の融点等に応じて該樹脂組成物の溶融不足を抑制できるような温度に適宜設定することができる。
なお、当該予備吐出工程でサーキュラーダイ2を加熱するのに合わせて、下流側押出機1bの温度が押出工程での温度よりも高くなるように該下流側押出機1bを加熱することもできる。
前記冷却工程では、予備吐出工程後、噴霧装置21を用いてサーキュラーダイ2に霧状の水を噴霧することによって、サーキュラーダイ2の温度を押出工程での温度まで低下させて、サーキュラーダイ2を冷却することができる。そして、サーキュラーダイ2の温度が押出工程での温度まで低下したとき、噴霧装置21による霧状の水の噴霧を停止することができる。
なお、上記したようにサーキュラーダイ2の加熱に合わせて下流側押出機1bの温度を押出工程での温度よりも高くした場合には、当該予備冷却工程を実施している間に、下流側押出機1bの温度が押出工程での温度まで低くなるように該下流側押出機1bを冷却することもできる。かかる下流側押出機1bの冷却は、例えば、下流側押出機1bとしてシリンダーにパイプが巻き付けられたものを用い、該パイプに水等を流すことによって行うことができる。
前記押出工程は、前記予備冷却工程後、先の配合工程によって調製されたポリスチレン系樹脂組成物を前記押出機1内で溶融混練し、該溶融混練物を押出機1の先端に取り付けたサーキュラーダイ2の円環状のダイスリットから押出発泡させて円筒状の発泡体FBを連続的に形成させることによって実施することができる。
例えば、前記押出工程は、押出機内の上流側領域(上流側押出機1a)で発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練しつつ下流側領域(下流側押出機1b)へと送り、下流側領域の先端部に装着されたダイを前記上流側領域よりも低い温度で加熱しつつ該ダイから押出発泡させて発泡シートを連続的に形成させることによって実施することができる。
この場合、例えば溶融混練を実施する方法としては、上流側押出機1a内にホッパー11からポリスチレン系樹脂組成物を投入し、ポリスチレン系樹脂組成物の融点以上の温度で加熱しつつ十分に溶融混練し、この溶融混練物にガス導入部12から発泡剤を圧入することにより添加してさらに混練して下流側押出機1bに搬送し、続いて、下流側押出機1bで押出発泡に適した溶融粘度とすべく上流側押出機1aよりも温度を低下させて混練を行う方法等が挙げられる。
このときのサーキュラーダイ2の温度は、下流側押出機1bの温度と同じ温度に設定することができる。また、下流側押出機1bの温度は、押出工程を開始する前に、予め、上流側押出機1aの温度と同じ温度まで一旦上昇させた後、上記した上流側押出機1aよりも低い温度まで低下させることによって調整することができる。
このとき冷却マンドレル3によって拡径された円筒状の発泡体FBを冷却マンドレル3の外周面に摺接させて冷却マンドレル上を通過中に十分冷却させる。
前記切断工程、展開工程及び巻き取り工程は、樹脂発泡シートの製造において一般的に行われる方法を用いて実施することができる。
図1及び図2に示すように噴霧ノズルを4つ備えた樹脂発泡シートの製造設備と同様の製造設備を用いて、サーキュラーダイと各噴霧ノズルとの距離を1100mm、エア圧を0.5MPa、エアホース径を6.0mm、噴霧ノズルから噴霧される霧状の水の平均粒径を20μmに設定した。
また、押出工程(連続運転生産)開始前での上流側押出機の温度を200℃、下流側押出機の温度を180℃に設定した。また、予備吐出工程でのサーキュラーダイの温度を200℃、押出工程でのサーキュラーダイの温度を155℃に設定した。
そして、得られた発泡シートの外観不良を目視で調べると共に、ダイヤルシックネスゲージによって発泡シートの厚みバラツキ(幅方向に50mm間隔で21点測定したときの最大値と最小値との差)を調べた。結果を表1に示す。
図3に示すのと同様に噴霧ノズルを2つ備え、サーキュラーダイと各噴霧ノズルとの距離を2000mm、エア圧を0.3MPa、エアホース径を6.0mmとすること以外は実施例1と同様にして、予備吐出工程を実施した後、予備冷却工程を実施した。その結果、吐出量は600kg/hであり、冷却時間は49分であった。また、実施例1と同様にして押出工程、切断工程及び展開工程を実施して発泡シートを得、得られた発泡シートの外観不良及び厚みバラツキを調べた。結果を表1に示す。
自然放冷すること以外は実施例1と同様にして、予備吐出工程を実施した後、予備冷却工程を実施した。その結果、吐出量は600kg/h、冷却時間は65分であった。また、実施例1と同様にして、得られた発泡シートの外観不良及び厚みバラツキを調べた。結果を表1に示す。
噴霧装置の代わりに空気を噴出するエア噴出装置を用いること以外は実施例1と同様にして、予備吐出工程を実施した後、予備冷却工程を実施した。エア噴出装置に供給されるエア圧を0.5MPa、噴出量を2m3/minに設定した。その結果、冷却時間は、58分であった。また、実施例1と同様にして、得られた発泡シートの外観不良及び厚みバラツキを調べた。結果を表1に示す。
噴霧装置の代わりにホースで水をダイの上方200mmの高さから100L/hで垂れ流してダイを冷却すること以外は実施例1と同様にして、予備吐出工程を実施した後、予備冷却工程を実施した。その結果、冷却時間は12分であった。また、実施例1と同様にして、得られた発泡シートの外観不良及び厚みバラツキを調べた。結果を表1に示す。
2 サーキュラーダイ(ダイ)
3 冷却マンドレル
21 噴霧装置
21a 噴霧ノズル
21b タンク
21c エアコンプレッサー
CT 切断刃
FB 発泡体
FW 霧状の水
S ポリスチレン系樹脂発泡シート(樹脂発泡シート)
Claims (4)
- 押出機内で発泡剤を含んだ樹脂組成物を溶融混練しつつ前記押出機の先端部に装着されたダイから押出発泡させて発泡シートを連続的に形成させる押出工程を備えた樹脂発泡シートの製造方法であって、
前記ダイの温度を前記押出工程での温度よりも高くして前記樹脂組成物を前記ダイから吐出させる予備吐出工程と、
前記予備吐出工程の後、前記ダイに霧状の水を噴霧することにより前記ダイの温度を前記押出工程での温度まで低くする予備冷却工程とをさらに備え、
前記予備吐出工程及び前記予備冷却工程の後、前記押出工程を実施することを特徴とする樹脂発泡シートの製造方法。 - 前記霧状の水の平均粒径は、5μm〜50μmであることを特徴とする請求項1に記載の樹脂発泡シートの製造方法。
- 前記霧状の水は、ドライフォグであることを特徴とする請求項2に記載の樹脂発泡シートの製造方法。
- 前記樹脂発泡シートは、ポリスチレン系樹脂発泡シート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樹脂発泡シートの製造方法。
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