JPH04191038A

JPH04191038A - 切削加工性に優れたスチレン系樹脂押出発泡シート及びその製造方法

Info

Publication number: JPH04191038A
Application number: JP2324494A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Momose; 百瀬　義昭; Hideto Nakatsuka; 中塚　英人; Takeshi Aoki; 健青木; Mamoru Konishi; 守小西
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1992-07-09
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: JP2992074B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野〕本発明は切削加工性に優れたスチレン系樹脂押出発泡シ
ート及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年厚さ２〜５ｍ、密度０．０５〜０．２ｇ／ｃ＋ｌｌ
のスチレン系樹脂発泡シートを用い、該発泡シートに切
断、溝彫、融着等の加工を適宜施した後、弁当箱等に使
用出来るような箱型、樽型等の各種容器形状に組立てて
使用することが広く行われている。

このような用途に使用される上記スチレン系樹脂発泡シ
ートは主に、発泡剤を含有させた溶融スチレン系樹脂を
サーキュラ−ダイから筒状に押し出して筒状発泡体（バ
ルーン）を形成し、しかる後、ロール間に通してバルー
ン内面を圧着させたり、或いはバルーンを押出方向に切
り開くことによりシートとして製造する方法が採られて
いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のようなスチレン系樹脂発泡シート
ｌＯは第５図（ａ）に示すようにシートの押出方向（図
中矢印α方向）に切断刃により切断加工すると、その切
断面１１にささくれが発生し易く、またシートの幅方向
（図中矢印β方向）に回転ノコ等により複数の溝彫加工
等を施した場合、溝凹部１２の両サイドにささくれがで
き昌かったり、時には欠損してしまう等の問題があり、
その結果、組み立てられる容器の外観が損なわれたり或
いはささくれ等による屑が食品等の被包装物品に落ちて
付着したりして好ましくない等の不具合が生していた。

このように従来のスチレン系樹脂発泡シートは切断加工
や溝彫加工等の切削加工適性において未だ満足できない
現状にあった。

〔課題を解決するための手段］そこで本発明者等は上記従来技術の欠点を解決すべく鋭
意研究した結果、スチレン系樹脂押出発泡シートの切削
加工性が発泡体の気泡形状、圧縮強度及び曲げ弾性率に
大きく影響されることを見出し、その知見に基づき更に
研究を重ねた。

その結果、切削加工適性が不充分であった従来の上記発
泡シートでは押出後のバルーン形成時に二輪方向に延伸
されるため、気泡１３が第５図（ｂ）に示すように押出
方向及び幅方向のいずれにおいても縦断面偏平形状をな
し全体として碁石のような形状を呈しており、これに対
し良好な切削加工適性を示すスチレン系樹脂発泡シート
は圧縮強度及び曲げ弾性率が特定の範囲内であって、発
泡シートの押出方向の切断加工に対しては気泡が押出方
向に楕円の如く偏平した形状を成していることが好適で
あり、幅方向の溝彫加工に対しては気泡が厚さ方向に長
めの円形状を成し、しかも厚さ方向の各気泡径がシート
の厚さ方向全体にわたって略均−であることが好適であ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち本発明の切削加工性に優れたスチレン系樹脂押出発
泡シートは、押出機から筒状に押出した筒状発泡体の内
面を圧着させてシート化してなる密度：ρが０．０５〜
０．２　ｇ　／ｃ４のスチレン系樹脂押出発泡シートで
あって、該発泡シートの補正圧縮応力：Ｘ及び補正曲げ
弾性率：Ｙが下記の式■及び■ Ｘ−χ（０，０７／ρ）■・”＞０．７　　　　・・・
■Ｙ−’）’（０，０７／ρ）Ｉ・”＞　１．２　ＸＩ
Ｏ３・・・■〔２〕〔ｘ：発泡シートの５％圧縮応力（
ｋｇ　ｆ　／ｄ）ｙ：押出方向の発泡シートの曲げ弾性
率（ｋｇｆ／ｃｊ））を満足し、且つ該発泡シートの押出方向の縦断面におけ
る平均気泡径及び押出方向と直交する幅方向の縦断面に
おける平均気泡径が下記の式■及び■ １．４≦ａ／ｂ＜３．８　　−■ ０．７≦ｃ／ｂ＜２．０　　−■ （ａ：発泡シートの押出方向の平均気泡径、ｂ＝発泡シ
ートの厚み方向の平均気泡径、Ｃ：発泡シートの幅方向
の平均気泡径）を満足し、且つ該発泡シートの厚み方向
の平均気泡径すにおいてシート両表面から全厚の５％の
厚み範囲に相当する表裏両表層部における平均気泡径：
ｂｌと該両表層部以外の厚み範囲に相当する内層部にお
ける平均気泡径：ｂ２が、ｂｚ／ｂｌ＜２．０の関係を
満足することを特徴とするものである。

また本発明の製造方法は、発泡剤を含有する溶融スチレ
ン系樹脂を押出機から低圧領域に筒状に押し出して筒状
発泡体とした後、ロール間に通して該筒状発泡体の内面
を圧着させることにより押出発泡シートを形成し、しか
る後、表面温度が熱変形温度以下になった押出発泡シー
トを、再加熱して二次発泡させると共に押出方向に延伸
させることを特徴とするものである。更に本発明方法は
二次発泡率（加熱前の発泡シートの密度／加熱延伸後の
発泡シートの密度）が１．０１〜１．４の範囲となるよ
うに二次発泡させると共に、押出方向の延伸率（引取り
ロールの速度／送りロールの速度）が１．０５〜１．５
の範囲となるように延伸させるものである。

以下、図面を参照しながら本発明について説明する。

本発明の押出発泡シートは押出機から筒状に押出した筒
状発泡体の内面を圧着させてシート化してなるものであ
って、その密度：ρが０．０５〜０゜２ｇ／ｄであり、
該発泡シートの補正圧縮応力；Ｘと補正曲げ弾性率：Ｙ
が式■及び■ Ｘ＝ｘ　（０，０７／９）　１．４２＞０．７　　　　
−・・■Ｙ”’ｙ（０，０７／ρ）Ｉ・７１′＞１．２
Ｘ１０３・・・■を満足するものである。式中Ｘは発泡
シートの５％圧縮応力（ｋｇ　ｆ　／ｃｉ［）　、ｙは
押出方向の発泡シートの曲げ弾性率（ｋｇｆ／ｃｉ）で
ある。ここで、Ｘ≦０．７の場合は圧縮強度が不充分で
あり溝彫加工に対して溝凹部両サイドにささくれが生し
やすく、時には欠損してしまう。Ｙ≦１．２Ｘ１０’の
場合は押出方向の曲げ強度が充分なものにならない。

また本発明シートは第１図に示すように押出方向（図中
矢印α方向）の縦断面における平均気泡径が式、即ち、
１．４≦ａ　／　ｂ　＜　３．８　　　・・・■を満た
すものである（式中ａはシートの押出方向の平均気泡径
、ｂはシートの厚み方向の平均気泡径を示す）、このこ
とは換言すれば、第２図に示すように発泡シートの押出
方向断面における気泡構造を成す各気泡の形状が押出方
向に長い楕円形状であることを意味する。ａ　／　ｂ　
＜　１．４の場合は押出方向への曲げ強度に悪影響を及
ぼし、切断加工機にひっかかる等のトラブルが発生し易
く、ａ／ｂ≧３．８の場合は押出方向への延伸が大きす
ぎて圧縮強度に悪影響を及ぼす。

更に本発明シート１は、押出方向と直交する幅方向（第
１図中矢印β方向）の縦断面における平均気泡径が式、
即ち、０．７≦ｃ　／　ｂ　＜　２．０　　・・・■を
満たすものである（式中Ｃはシートの幅方向の平均気泡
径を示す）。このことは同じく換言すれば、第３図に示
すように発泡シートの幅方向断面における気泡構造を成
す各気泡の形状が略真円形状若しくは厚さ方向に少々長
めの円形状であることを意味する。ｃ　／　ｂ　＜　０
．７の場合は幅方向の溝彫加工に対しては良好なものと
なるがその製造自体が困難となり、ｃ　／　ｂ≧２０の
場合は幅方向縦断面における気泡が偏平形状をなし、幅
方向の溝彫加工においてささくれ発生の原因となり易い
。

更にまた本発明シートは、シート両表面から全厚の５％
の厚み範囲に相当する表裏両表層部（第１図中のＩｐ）
における平均気泡径：ｂｌと該両表層部以外の厚み範囲
に相当する内層部（同図中のｌｑ）における平均気泡径
：ｂ２が、ｂ、／ｂｌ　＜　２．　Ｑ・・・■の関係を
満たすものである。このｂ２／ｂ１は好ましくは０．５
　＜ｂ２／ｂ、　＜　１．５である。このことは上記シ
ート表裏の両表層部における各気泡と内層部における各
気泡とは、その厚み方向の気泡径が互いに略均−になっ
ていることを意味する。つまり、発泡シートの各気泡は
その厚み方向の気泡径がシートの厚み方向全体にわたっ
て略均−に揃った状態にあるということである。ｂｚ／
ｂ＋≧２．０の場合は幅方向の溝彫加工においてささく
れ発生の原因となる。

従って本発明押出発泡シート１は上記の各式■〜■で表
される各条件を同時に満たす気泡構造を具有することに
より、押出方向の優れた切断加工性と幅方向の優れた溝
彫加工性が確保される。それと同時に適度な圧縮強度と
曲げ強度が得られる。

本発明に使用し得るスチレン系樹脂としてはスチレンを
主体とする重合体で、スチレン単独重合体及びその他の
スチレンと共重合し得るビニル系単量体との共重合体、
更には一般に耐衝撃性ポリスチレン樹脂と呼ばれている
ポリスチレンを主体とするゴム系ポリマーとの共重合物
又は混合物、あるいは、ジエン系単量体との共重合体、
またスチレンと無水マレイン酸との共重合体、スチレン
とメタクリル酸との共重合体、スチレンとメタクリル酸
メチルとの共重合体等が挙げられる。また上記スチレン
系樹脂におけるメルトフローレイト（ＭＦＲ：ＪＩＳ　
　Ｋ７２１０　　条件８）は０．３〜１０　（ｇ／１０
ｍ１ｎ）のものが好ましい。

本発明の製造方法は、通常の押出発泡技術により発泡剤
を含有する熔融スチレン系樹脂を押出機から低圧領域（
通常、大気中）に押し出し、表面温度が熱変形温度以下
になったスチレン系樹脂押出発泡シートに対して適用す
るものである。上記の熱変形温度はＪＩＳ　　Ｋ７２０
７による荷重たわみ温度に準じるもので、シートをこの
熱変形温度以下とさせるためには空冷又は水冷等による
方法が用いられる。上記シート２の表面温度が熱変形温
度以下になるとはシート表面が少なくとも固化した状態
になることをさす。

従って、本発明方法は第４図に示すように表面温度が上
記熱変形温度以下となった押出発泡シート２を送りロー
ル３で挟持して移送し、加熱装置４により再度加熱して
二次発泡させる共に冷却・引取りロール５により押出方
向に延伸させる。これにより前記した特定の気泡構造を
備えたスチレン系樹脂押出発泡シート１が得られる。図
中６は得られたシートを裁断するための裁断刃である。

加熱装置４としては赤外線加熱や熱風加熱、水蒸気加熱
によるもの等が使用され、それによる加熱は通常シート
２の両面側から行うことが好ましい。

上記シート２の二次発泡は、加熱前の発泡シート（図中
Ｉ地点のシート）の密度（ｇ／ｄ）　／加熱延伸後の発
泡シート（図中■地点のシート）の密度（ｇ／ｃｄ）で
表される二次発泡率が１．０１〜１．４、好ましくは１
．０５〜１．３の範囲となるように行う。

そして上記の押出方向の延伸は送りロール３と引取りロ
ール５の回転速度を適宜具ならしめることにより行い、
引取りロールの速度（顛／分）／送りロールの速度（顛
／分）で表される延伸率が１．０５〜１．５、好ましく
は１．１〜１．４の範囲となるように行う。二次発泡率
が１．０１未満では加熱が不充分なためシート幅方向断
面における気泡の形状を略真円形状に若しくは厚さ方向
に少々長めの円形状にすることができず、またシートの
表皮部における気泡とシート内部の気泡の大きさ（厚さ
方向の気泡径）を均一にさせることができない。逆に１
．４を越えるとシート表面がオーバーヒートで荒れてし
まう。また延伸率が１．０５未満では押出発泡シート２
における気泡形状が殆ど変化せず、前記０式を満たすこ
とが不可能となり、逆に１．５を越えると押出方向にお
ける気泡形状が著しく押出方向に向けて長い形状となり
、ソート幅方向に回転ノコ刃により溝彫加工した時にそ
の溝凹部の両サイドにささくれができ易い。本発明にお
ける上記の二次発泡と押出方向への延伸は通常同時に行
われる。

スチレン系樹脂に含有する発泡剤としては、脂肪族炭化
水素やハロゲン化炭化水素あるいはフロンガスが単独で
又は混合して用いられる。脂肪族炭化水素の具体例とし
て、例えば、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン
、イソペンタン等が挙げられ、ハロゲン化炭化水素とし
てはそれら脂肪族炭化水素の塩素又は臭素置換体が挙げ
られる。

またフロンガスとしては、クロロジフルオロメタン、ト
リフルオロメタン、１，２，２．２−テトラフルオロエ
タン、■−クロロー１，１−　ジフルオロエタン、１゜
１−ジフルオロエタン、１−クロロ−１，２，２，２−
テトラフルオロエタン、トリクロロフルオロメタン、１
゜１−ジクロロ−２，２，２−テトラフルオロメタン等
が使用される。これら発泡剤の添加量としては通常スチ
レン系樹脂１００重量部に対して１．０〜５．０重量部
である。このような発泡剤の他に必要に応して気泡調節
剤、顔料゛、帯電防止剤、難燃剤等を適宜添加させるこ
とができる。

本発明方法に適用される押出発泡シート２は、発泡剤を
含有する溶融ポリスチレン系樹脂材料をサーキュラ−ダ
イから筒状に押し出した筒状発泡体を、ロール間を通す
ことにより該筒状発泡体の内面どうしを圧着（密着）さ
せて得られる（貼合わせ方式による）シートである。ま
た本発明方法は加熱装置や延伸装置を押出機等に連接さ
せて設置し、これにより押出発泡工程にひき続いて一連
に行うインライン方式を採用するのが生産効率上好まし
い。

本発明で得られる押出発泡シート１は組立式の容器（特
に弁当容器など）の構成材料として使用できる他、建築
模型材料、軽量デイスプレー材料、コンクリート型枠等
の用途に利用することができる。

〔実施例〕

以下、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明す
る。

実施例１〜４、比較例１〜４Ｍ　Ｆ　Ｒ４ｇ／１０ｍ１ｎのスチレン系樹脂１００重
量部に対し、ブタンを２．５重量部、タルクを１重量部
の割合で添加した樹脂組成物を、吐出量６５ｋｇ／ｈｒ
の押出機中で圧力２００ｋｇ／ｃｄＧで熔融混練した後
、該押出機先端に装着されたサーキュラ−ダイから１６
３°Ｃの熔融組成物を大気中に筒状に押し出し、それを
ロール間に通して発泡体内面どうしを圧着させて押出発
泡ソートを得、ひき続いて該発泡シートの表面温度が熱
変形温度以下の６０°Ｃになった段階で、第４図に示す
ように送りロールと引取りロールにより移送させる共に
両ロール間に設置した赤外線ヒーターにより再加熱する
ことにより、下記表に示す二次発泡率及び延伸率となる
ような二次発泡及び押出方向への延伸を行い（尚、比較
例４はこの再加熱及び延伸を行っていない）、厚さ３．
４〜３．７画のポリスチレン系樹脂押出発泡シートを得
た。

このようにして得られた各押出発泡シートについて７日
後の密度、厚み及び各平均気泡径（ａ、ｂ、ｃ、ｂ＋、
ｂｚ、）や、補正圧縮強度及び補正曲げ弾性率を測定す
ると共に、シート押出方向のカミソリ刃による切断加工
性と幅方向の回転ノコ刃による溝彫（溝幅：２閣、深さ
＝２腫）加工性を調べた。その結果を下記の表に示す。

※ｌ・・・切断加工性は切断加工面を観察して下記の基
準で評価した。

○：ささくれ無し △ニ一部ささくれ有り ×：切断加工機に引っ掛かり切断不可能※２・・・溝彫
加工性は加工による溝凹部を観察して下記の基準で評価
した。

Ｏ：ささくれ無し △ニ一部ささくれ有り ×：欠損による目飛び有り〔発明の効果〕以上説明したように、本発明のスチレン系樹脂押出発泡
シートは押出機から筒状に押出した筒状発泡体の内面を
圧着させてシート化してなるものであって、特定の圧縮
応力及び曲げ弾性率を有する上、押出方向の縦断面ムこ
おける気泡構造と幅方向の縦断面における気泡構造が特
定の気泡形状を呈するものであり、しかもシートの表層
部と内層部におｌｊる各気泡の厚さ方向の気泡径につい
て規定したものであるため、優れた押出方向の切断加工
性と優れた溝彫加工性が得られ、それと同時に適度な圧
縮強度と曲げ強度も得られる。また本発明製造方法によ
れば、上記のような切削加工適性に優れた押出発泡シー
トを所謂、貼合わせ方式の押出発泡によって成形して表
面温度が熱変形温度以下となった押出発泡シートを再加
熱して二次発泡させると共に押出方向に延伸させること
により、簡便で効率的に製造し得ることができる。

従って、本発明押出発泡ソートを使用すれば切断加工や
溝彫加工をささくれ等の発生がなく美麗で且つ的確に施
すことができ、例えば、その発泡シートを組立式容器の
構成材料として用いた場合、正確な組み立てが可能とな
り、しかも外観美麗で削りカス等の脱落の虞れもない高
品質な組立式容器の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスチレン系樹脂押出発泡シートの一実
施例を示す斜視図、第２図は第１図の押出方向（α）の
切断縦断面の気泡の拡大模型図、第３図は第１図の幅方
向（β）゛の切断縦断面の気泡の拡大模型図、第４図は
本発明製造方法の一実施例を示す製造工程説明図、第５
図（ａ）は従来の押出発泡シートを示す斜視図、同図０
））は従来品シートにおける気泡構造を説明するための
概略斜視図である。 ■・・・スチレン系樹脂押出発泡シート２・・・表面温
度が熱変形温度以下の押出発泡シート３・・・送りロール　　　４・・・加熱装置５・・・引
取りロール β １・・・スチレン系樹脂押出発泡／−ト第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）押出機から筒状に押出した筒状発泡体の内面を圧
着させてシート化してなる密度：ρが０．０５〜０．２
ｇ／ｃｍ＾２のスチレン系樹脂押出発泡シートであって
、該発泡シートの補正圧縮応力：Ｘ及び補正曲げ弾性率
：Ｙが下記の式〔１〕及び〔２〕Ｘ＝ｘ（０．０７／ρ
）＾１＾．＾４＾２＞０．７・・・〔１〕Ｙ＝ｙ（０．
０７／ρ）＾１＾．＾４＾２＞１．２×１０＾３・・・
〔２〕〔ｘ：発泡シートの５％圧縮応力（ｋｇｆ／ｃｍ
＾２）ｙ：押出方向の発泡シートの曲げ弾性率（ｋｇｆ／ｃｍ＾２）〕を満足し、且つ該発泡シートの押出方向の縦断面におけ
る平均気泡径及び押出方向と直交する幅方向の縦断面に
おける平均気泡径が下記の式〔３〕及び〔４〕１．４≦ａ／ｂ＜３．８・・・〔３〕０．７≦ｃ／ｂ＜２．０・・・〔４〕（ａ：発泡シートの押出方向の平均気泡径、ｂ：発泡シ
ートの厚み方向の平均気泡径、ｃ：発泡シートの幅方向の平均気泡径）を満足し、且つ該発泡シートの厚み方向の平均気泡径ｂ
においてシート両表面から全厚の５％の厚み範囲に相当
する表裏両表層部における平均気泡径：ｂ＿１と該両表
層部以外の厚み範囲に相当する内層部における平均気泡
径：ｂ＿２が、ｂ＿２／ｂ＿１＜２．０の関係を満足す
ることを特徴とする切削加工性に優れたスチレン系樹脂
押出発泡シート。
（２）発泡剤を含有する溶融スチレン系樹脂を押出機か
ら低圧領域に筒状に押し出して筒状発泡体とした後、ロ
ール間に通して該筒状発泡体の内面を圧着させることに
より押出発泡シートを形成し、しかる後、表面温度が熱
変形温度以下になった押出発泡シートを、再加熱して二
次発泡させると共に押出方向に延伸させることを特徴と
する切削加工性に優れたスチレン系樹脂押出発泡シート
の製造方法。
（３）二次発泡率（加熱前の発泡シートの密度／加熱延
伸後の発泡シートの密度）が１．０１〜１．４の範囲と
なるように二次発泡させると共に、押出方向の延伸率（
引取りロールの速度／送りロールの速度）が１．０５〜
１．５の範囲となるように延伸させる請求項２記載のス
チレン系樹脂押出発泡シートの製造方法。