JPH0929851A - スチレン系樹脂発泡シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】成型性良好なスチレン系樹脂発泡シートを得る
ことができるスチレン系樹脂発泡シートの製造方法を提
供する。 【構成】少なくとも片面に内層部に比して高密度の表層
部を有し、好ましくはこの高密度の表層部においてシー
ト表面から厚み方向に２００μｍの範囲の部分は平均密
度が０．８〜０．０８ｇ／ｃｍ³ であるとともに、この
範囲に含まれる部分の密度がシート全体の密度の１．２
倍以上であるスチレン系樹脂発泡シートを、近赤外線に
よる加熱帯域を通過させて、シートの内層部を加熱する
ことなく表面のみを選択的に加熱処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスチレン系樹脂発泡
シートの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】スチレ
ン系樹脂発泡シートは、スチレン系樹脂と、発泡剤及び
必要に応じてタルク等の添加剤とを押出機内で混練して
発泡性組成物とし、該発泡性組成物を押出機先端に取付
けられた環状ダイスから押出発泡せしめて得られる管状
発泡体を押出方向に沿って切り開くか、或いは上記発泡
性組成物をＴダイスから押出発泡せしめる等により製造
される。このようにして得られるスチレン系樹脂発泡シ
ートの多くは各種成形体の製造用シートとして成形に供
されている。

【０００３】しかしながら、上記のような方法で得られ
るスチレン系樹脂発泡シートは、シートの表面部付近と
内層部とでストレスの度合いが異なる等の理由から、成
形時に表面部が割れる所謂「ナキ」が発生し易い。

【０００４】また、所定の大きさの一枚のシートに多数
の成形品を成形したものを得、次いでこの成形品周囲を
打抜き加工する方法の場合、成形品の周囲を台プレス装
置と呼ばれる装置で打抜き加工する工程において、成形
品を一気に打ち抜いて成形品をバラバラにしてしまうと
後の作業性が悪くなるため、通常は、台プレス装置の切
断刃には刃殺しというシートを切断しない部分を設けて
おき、成形品が一部でシートと連結するようにして打抜
き加工している。

【０００５】しかしながら、前述したような表層部と内
層部とのストレス差等に起因して、特に成形後のシート
の収縮が大きいものでは台プレス装置で打抜き加工した
シートを積み重ねて保管しておく間に、成形品とシート
との連結部が切れて成形品がバラバラになってしまうと
いう問題があった。

【０００６】このため、従来は、上記の如き問題に対す
る対応策として加熱ロールや蒸気等によってシートを加
熱してシートにアニーリング処理を施した後、シートを
成形に供していたが、従来の方法ではシートの表面が平
滑でないと均一なアニーリング処理が施せないととも
に、シートの表層部のみを加熱して表層部と内層部との
ストレス差を除くということは困難であった。

【０００７】本発明者らは、従来技術の有する欠点を解
消し、成形性の良好なスチレン系樹脂発泡シートを得る
ことができるスチレン系樹脂発泡シートの製造方法を提
供するべく鋭意研究した結果、内層部に比して高密度の
表層部を有するスチレン系樹脂発泡シートを、近赤外線
による加熱帯域を通過させることによりスチレン系樹脂
発泡シートの成形性を良好なものとすることができ、そ
の上、近赤外線による加熱処理を施したスチレン系樹脂
発泡シートは他の物性においても優れたものであること
を見出し本発明を完成するに至った。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明スチレン系
樹脂発泡シートの製造方法は、内層部に比して高密度の
表層部を有するスチレン系樹脂発泡シートを、近赤外線
による加熱帯域を通過させることを特徴とする。

【０００９】また、本発明では、近赤外線発生源として
照射される近赤外線のエネルギー分布のピークにおける
波長が３μｍ以下となるように近赤外線を照射する光源
を用いるのが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】スチレン系樹脂発泡シートの基材
樹脂であるスチレン系樹脂としては、ポリスチレン、ス
チレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジ
エン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエ
ン共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン
−メタクリル酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共
重合体、スチレン−エチレン共重合体、スチレン−塩化
ビニル共重合体等の１種又は２種以上の混合物を用いる
ことができる。

【００１１】近赤外線加熱処理を施すスチレン系樹脂発
泡シートは少なくとも片面に、内層部に比して高密度の
表層部を有するが、この高密度の表層部においてシート
表面から厚み方向に２００μｍの範囲の部分は平均密度
が０．８〜０．０８ｇ／ｃｍ³ であるとともに、この範
囲に含まれる部分の密度がシート全体の密度の１．２倍
以上であることが好ましい。

【００１２】スチレン系樹脂発泡シートは、スチレン系
樹脂、発泡剤及び必要により添加した各種添加剤とを押
出機内で１００〜２５０℃の温度で混練した後、押出機
先端に取付けた環状ダイス或いはＴダイスを通して低圧
下に８０〜１６０℃の温度で押出す等の方法により得る
ことができる。

【００１３】上記発泡剤としては、メタン、プロパン、
ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ペンタン、ｉ−ペンタン、ヘ
キサン等の脂肪族炭化水素類；クロロジフロロメタン、
１−クロロ−１，１−ジフロロエタン、１，２，２，２
−テトラフロロエタン、１，１−ジクロロ−２，２，２
−トリフロロエタン、１−クロロ−１，２，２，２−テ
トラフロロエタン、１，１−ジフロロエタン等の水素原
子を含むクロロフロロカーボン類；トリクロロフロロメ
タン、ジクロロジフロロメタン、１，２−ジクロロ−
１，１，２，２，−テトラフロロエタン等の水素原子を
含まないクロロフロロカーボン類等が挙げられ、これら
は単独又は２種以上混合して用いることができる。

【００１４】本発明では、スチレン系樹脂発泡シートを
近赤外線による加熱帯域を通過させることで当該発泡シ
ートに近赤外線を照射し、これによって発泡シートの表
面のみが加熱される。即ち、スチレン系樹脂発泡シート
を成形に供する際には、通常、当該シートに成形適性を
付与するために遠赤外線を照射する等しており、遠赤外
線を照射するとシート全体が加熱されて発泡シートが大
きく二次発泡するが、本発明にあっては、スチレン系樹
脂発泡シートを成形に供する前にこのような二次発泡が
生じぬよう近赤外線を照射してシート表面が選択的に加
熱処理されるようにしている。

【００１５】ここで、一般には赤外線の区分はまちまち
であり近赤外線の波長領域は明確に規定されていない
が、本発明においてスチレン系樹脂発泡シートに照射す
る近赤外線は、シートの内層部を加熱することなく表面
のみを選択的に加熱処理することができる波長の赤外線
をいうものとする。

【００１６】また、本発明において近赤外線の照射を行
うには、通常、表面温度が４５０〜１５００℃の赤外線
ヒーターが近赤外線発生源として用いられるが、このよ
うな赤外線ヒーターから照射される近赤外線は波長の異
なる近赤外線が図１に示すようなエネルギー分布で混在
している。本発明において行われる近赤外線照射による
加熱処理には、前述したような二次発泡を防止するとい
う観点から、近赤外線発生源として、かかるエネルギー
分布のピークにおける波長が３μｍ以下、より好ましく
は１〜３μｍとなるように近赤外線が照射される光源を
用いるのが好ましい。尚、図中ａ、ｂ、ｃのそれぞれ
は、赤外線電球（２５００°Ｋ）、赤外線電球（２００
０°Ｋ）、非金属発熱体（１３００°Ｋ）から照射され
る赤外線のエネルギー分布を示すグラフである。

【００１７】また、上記の如き赤外線ヒーターによりス
チレン系樹脂発泡シートを加熱する場合、発泡シートの
表面とヒーターとの距離を０．５〜３０ｃｍとし、発泡
シートの加熱炉内における滞留時間を０．５〜５秒とし
て加熱することが好ましく、赤外線照射による加熱処理
はスチレン系樹脂発泡シートを製造した後、該シートを
巻き取るまでの間の任意の時期に行っても、発泡シート
を製造直後に行っても良く、また発泡シートを製造して
一旦巻き取った後、再び展開して処理を行っても良い。

【００１８】上記のうちでも特に好ましい態様は、スチ
レン系樹脂１００重量部当たり、ｉ−ブタン及び／又は
ｎ−ブタン１〜３０重量部とタルク０．０５〜５重量部
を用いて押出発泡して得たシートを巻き取る前に近赤外
線を照射して処理し、しかる後に巻き取るようにする方
法である。

【００１９】このような本発明によれば、近赤外線を照
射してスチレン系樹脂発泡シートの表面を非接触で加熱
するため、シート表面に多少の凹凸があっても均一に加
熱することができる。また、近赤外線はシートの内面部
まで加熱する虞がないからシートの表面部を選択的に加
熱処理できるとともに、加熱処理効率の高い処理を行う
ことができ、成形時にナキ等の発生しないように成形性
を改良することができる。

【００２０】その上、本発明方法により製造された発泡
シートは、加熱処理面の滑りが良好となる。このため、
当該発泡シートを熱成形して得られた容器等の成形品
は、積み重ねて保存した後、使用に際して１個ずつ取り
出す場合でも、２個以上が重なって取り出される等の問
題を生じる虞れがない。

【００２１】そして、本発明方法により製造された発泡
シートを、熱処理面が外側となるように成形した容器
は、容器を順次搬送する工程、搬送装置上で容器内に食
品等の内容物を充填する工程、搬送装置間又は／及び搬
送装置上で容器を滑らせた状態で容器の移動を停止させ
ておく工程を少なくとも含む自動充填包装に適用した場
合に、容器底部の滑りが良好であるために容器を滑らせ
た状態で容器の移動を停止させておく際に、容器が転倒
したり容器相互が重なったりする等のトラブルの発生が
防止される。

【００２２】また、本発明方法で得た発泡シートの熱処
理面にポリスチレン系樹脂フィルムを積層する場合、フ
ィルムの接着強度が向上し、フィルムの剥離を生じる虞
れも少ない。

【００２３】更に、例えばカップ麺等の製品は複数個が
同じ段ボール箱に収納されて保管、運搬、販売される
が、運搬時等において段ボール箱が投げられる場合がし
ばしばある。このような場合、カップ麺容器としてポリ
スチレン系樹脂発泡シートを成形した容器を用いると、
容器が衝撃で破損することがあったが、本発明方法にお
けるような加熱処理が施された発泡シート及びその発泡
シートから成形した容器等の成形品は耐衝撃性に優れ、
上記のような場合でも容器が破損する虞れがない。

【００２４】尚、本発明を実施するにあたって、近赤外
線による加熱処理を施す発泡シートが薄かったり、発泡
シートの密度が高かったりする場合や、発泡シートの気
泡内の圧力が高い場合には発泡シートが二次発泡してし
まう虞があるが、このような場合には近赤外線照射によ
る加熱処理時間を適宜短くし、近赤外線を照射した後に
発泡シートの近赤外線による加熱処理面を加熱ロールに
接触せしめて発泡シートの表面に施す加熱処理を二段階
に分けて行うこともできる。この際、発泡シートに厚み
ムラがある場合には、このような加熱ロールによる加熱
処理を施すことによって、発泡シートの厚みムラを吸収
することもできる。

【００２５】更に、加熱ロールにより発泡シートに加熱
処理を施す場合、上記加熱ロールは、表面温度が１５０
℃未満であるのが好ましく、表面温度が１５０℃を超え
る加熱ロールに発泡シートを接触させて加熱すると、シ
ート表面の気泡の破裂（脱泡）が生じたり、表面がケロ
イド状となったりし易い（このようなシート表面の荒れ
は総称して「ヤケ」と呼ばれる）。加熱ロールの表面温
度は、「ヤケ」防止の安全性の観点から１４５℃以下が
好ましく、且つ発泡シート表面の熱処理効率の観点から
ポリスチレン系樹脂発泡シートの基材樹脂のビカット軟
化点＋１０℃以上の温度とすることが好ましい。また、
加熱ロールによる加熱処理は、発泡シートを加熱ロール
と挟圧ロールとの間で加圧しながら行うのが好ましい。

【００２６】以上のような加熱処理は、発泡シートの片
面のみに施しても、発泡シートの両面に施しても良く、
必要に応じて適宜選択することができる。

【００２７】

【実施例】以下、実施例と比較例とを挙げて本発明を更
に詳細に説明する。

【００２８】〔実施例１〕ポリスチレン１００重量部当
たり、ｎ−ブタンとｉ−ブタンとの混合物（重量比で
７：３）５重量部、タルク１重量部を押出機内で２３０
℃で混練した後、１４５℃にて押出機先端の環状ダイス
より管状に押出発泡し、押出直後の管状発泡体の内面及
び外面に空気を吹き付けて急冷した後、該管状発泡体を
押出し方向の一端より切り開いて厚さ２ｍｍ、密度０．
１ｇ／ｃｍ³ の発泡シートを得た。この発泡シートは両
面に内層部よりも高密度の表層部を有し、表面から厚さ
方向に２００μｍまでの部分の平均密度は０．１６ｇ／
ｃｍ³ であった。次いで、このシートを表面温度が８０
０℃の赤外線ヒーターを備えた加熱炉内を、赤外線ヒー
ターとシート表面の距離を２０ｃｍ、加熱炉内の滞留時
間を２秒として通過せしめ、シートの両面に近赤外線を
照射して加熱処理した。上記赤外線ヒーターから照射さ
れる近赤外線は、そのエネルギー分布のピークにおける
波長が１．５μｍであった。このようにして得られたシ
ートを用いて深底容器の成形を行ったところ、表面のナ
キ発生はなかった。

【００２９】〔比較例１〕近赤外線照射を行わなかった
他は上記実施例１と同様にして得た発泡シートを用いて
同様の成形を行ったところ、成形体表面にナキの発生が
認められた。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明方法は、近赤
外線を照射してスチレン系樹脂発泡シートの表面を非接
触で加熱するため、シート表面に多少の凹凸があっても
均一に加熱することができる。また、近赤外線はシート
の内面部まで加熱する虞がないからシートの表面部を選
択的に加熱処理できるとともに、加熱処理効率の高い処
理を行うことができ、成形時にナキ等の発生しないよう
に成形性を改良することができる効果を有する。

【００３１】更に、近赤外線による加熱処理を施したス
チレン系樹脂発泡シートは、加熱処理面の滑りが良好と
なるとともに、当該面におけるフィルム材との接着強度
が向上し、また、かかる発泡シート及びその発泡シート
から成形した容器等の成形品は耐衝撃性に優れたものと
なる。

【００３２】そして、照射される近赤外線のエネルギー
分布のピークにおける波長が３μｍ以下であるように近
赤外線を照射する光源を近赤外線発生源として用いるこ
とで、発泡シートの二次発泡がより生じ難くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光源から照射された近赤外線のエネルギー分布
の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

ａ 赤外線電球（２５００°Ｋ）から照射される赤外線
のエネルギー分布 ｂ 赤外線電球（２０００°Ｋ）から照射される赤外線
のエネルギー分布 ｃ 非金属発熱体（１３００°Ｋ）から照射される赤外
線のエネルギー分布

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内層部に比して高密度の表層部を有するス
   チレン系樹脂発泡シートを、近赤外線による加熱帯域を
   通過させることを特徴とするスチレン系樹脂発泡シート
   の製造方法。
2. 【請求項２】近赤外線発生源として照射される近赤外線
   のエネルギー分布のピークにおける波長が３μｍ以下と
   なるように近赤外線を照射する光源を用いる請求項１記
   載のスチレン系樹脂発泡シートの製造方法。