JPS5810220B2 - 熱可塑性樹脂波型発泡シ−トの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は押出成形による熱可塑性樹脂発泡シートの製造
方法に関するものであり、特に発泡シートが押出方向と
平行して多数の波型が形成せしめられた熱可塑性樹脂波
型発泡シートを製造する方法に関するものである。

従来、例えばポリエチレン樹脂発泡体シートの製造方法
として次の様な方法が知られている。

即ち押出機内で易揮発性有機液体や熱分解型発泡剤等の
発泡剤と、場合によっては核剤、発泡助剤等とを含むポ
リエチレン樹脂の加熱溶融物を押出機の先端に装着した
円筒形の細狭間隙を有する金型から大気圧中へ押出して
筒状の発泡体シートを作り、前記金型の先端に前記円筒
状細狭間隙と同一中心軸上に、該円筒状細狭間隙の直径
よりも大きな直径を有する円筒体を装着し、この円筒体
と、金型と、発泡体シートとの王者で囲まれた空間へ連
続的に空気の如きガス体を送り込み、内圧をかけること
により前記筒状の発泡体シートを膨張させ、次いでこの
円筒体の表面上を滑らせて引き取りながら冷却し、１個
所酸いは複数個所を切り開いて１枚または複数枚の発泡
体シートを得る方法、または、上記の方法と同様にして
筒状の発泡体シートを作り、円筒体を用いることなく、
押出された筒状の発泡体シートを一対の押圧ロールでは
さんで引取り乍ら、金型と押圧ロールとの間の筒状の発
泡体シート内部の空間に、空気の如きガス体を送り込み
、その内圧により該筒状発泡体シートを膨張させて冷却
し、しかる後切り開いて、１枚または複数枚の発泡体シ
ートを連続的に得る方法が知られている。

これらの方法で製造されたポリエチレン樹脂発泡体シー
トは、いずれも浅い波型模様、即ち、断面葉形の模様の
多数の皺が生じるものであった。

本発明者等は、先に特殊な装置を使用して樹脂の加熱溶
融物を成形装置内の樹脂通路内に押出し、この樹脂通路
内を前進する抵抗により、樹脂通路内に加圧状態を誘発
させ、その加圧状態下において発泡させたのち冷却成形
することにより、表面が平滑な樹脂発泡体が得られるこ
とを見出し、この発明に関して既に特公昭４８−４００
６７として公告され特許された。

今回、本発明者等は特殊な条件下に熱可塑性樹脂を押出
すことにより、極めて起伏の大きい熱可塑性樹脂波型発
泡シートが得られることを見出した。

皺のない平坦な発泡シートを得ることが目標であった従
来の課題と逆行することであるが、起伏の大きい熱可塑
性樹脂波型発泡シートは見掛発泡倍率が大きく、緩衝材
として優れた性質を有することを見出し、本発明を完成
するに至った。

本発明は、発泡剤を含む熱可塑性樹脂を押出機中で加熱
溶融し、押出機の先端に装着された細狭間隙からなる押
出口を有する金型から押出し発泡する熱可塑性樹脂発泡
シートの製造方法において、押出口に直結して押出口か
ら押出発泡した熱可塑性樹脂発泡シートの通路を備えた
成形装置を設は該通路の流れ方向に対して直角の断面積
は全ての部分で押出口の同様の断面積より大であり、該
通路の断面形状は押出口の断面積と類似したものであり
、かつ、該通路の最大間隙厚みＴは、押出口の細狭間隙
厚みをｔとし、最終の熱可塑性樹脂発泡シートの発泡倍
率をＰとして、５０ｔ≧Ｔ≧■・ｔ、であり出口間隙幅
（円筒状通路の場合は厚み中心の円周）Ｗは、押出口の
間隙幅（Ｗｓｌｉｔ）として３．５Ｗ ５１ｉｔ≧Ｗ≧
Ｗ ５１ｉｔであり、成形装置からの熱可塑性樹脂発泡
シートの引取速度Ｖは熱可塑性樹脂の単位時間当りの押
出量をＱとして、となすことを特徴とす る熱可塑性樹脂波型発泡シートの製造方法、を要旨とす
るものである。

本発明において、熱可塑性樹脂とは、ポリスチレンの他
、ポリエチレン、ポリプロピレンの如きオレフィンの単
独重合体のみならず、スチレン、エチレン、プロピレン
の如き単量体を主体とし、これと酢酸ビニル、アクリル
酸エステル、メタアクリル酸エステル、アクリル酸、塩
化ビニル、アクリルニトリル等の如きオレフィン単量体
と共重合可能なビニル単量体や、エチレン、プロピレン
、ブタジェンの如き異種のオレフィン等との共重合体を
も含むものである。

更に上記の七ツマ−の単独重合体及びオレフィン系共重
合体の２種以上の混合物も使用可能である。

しかし特にポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂が
好適である。

また、本発明方法における発泡剤としては、易揮発性有
機化合物なら、適宜使用されるが、特に、プロパン、ブ
タン、ペンクンの如き炭化水素、或いはフレオンの如き
ハロゲン化炭化水素が好適である。

なお、アゾビスホルムアミドの如き熱分解性発泡剤を少
量併用することも可能である。

本発明方法においては、熱可塑性樹脂中に発泡剤の他、
タルク、重曹とクエン酸の如き発泡助剤、顔料、難燃剤
その他公知の添加剤を適宜添加してもよい。

そして、本発明方法における発泡剤の添加方法は、予め
熱可塑性樹脂中に発泡剤を含浸せしめた後、押出機に供
給してもよいが、まず熱可塑性樹脂のみを押出機に供給
し、加熱溶融したのち、これに発泡剤を圧入する方法が
好適である。

本発明の方法を更に詳しく説明するならば、押出機内に
おいて、発泡剤を含む熱可塑性樹脂の溶融物を作り、金
型の細狭間隙より成形装置の発泡シートの通路内へ押出
して発泡せしめた発泡シートを所定の速度で引取ること
によって起伏の大きい熱可塑性樹脂波型発泡シートが得
られる。

即ち、発泡剤を含む熱可塑性樹脂の溶融物が細狭間隙か
ら低圧帯に押出されると、押出された発泡樹脂は長手方
向のみならず、これと直角方向にも膨張して自然に皺が
生じる。

しかしこの皺は起伏が小さいものである。

本発明の方法においては、押出直後の発泡シートが成形
装置の発泡シートの通路の最大間隙厚みに充満しない程
度の速度で発泡シートを引取ることによって、細狭間隙
から押出された発泡シートの幅方向への拡がりが起伏の
大きい波型となってコルゲート状となり熱可塑性樹脂波
型発泡シートが製造される。

次に本発明方法に使用する装置の１例について図面を参
照しながら説明する。

第１図において、１は公知の押出機であって、その先端
部のみ図示しである。

２は押出機のスクリューの先端部である。

３は押出機１の先端に取着された金型であるこの金型３
の内部には、樹脂流路４が貫通しており、その先端部は
細狭間隙５となされている。

７は金型３の先端に連設された成形装置であって、この
成形装置γ内には発泡ノートの通路８が貫通しており、
この発泡シートの通路８の外周部分に冷却媒体の流路９
が設けられている。

１０は熱可塑性樹脂発泡シート、１１は引張りロールで
ある。

第２図は第１図における成形装置の拡大図である成形装
置７内に設けられた冷却媒体の流路９は、発泡シートの
通路８の開局部分全体に亘り、螺旋状に設けられており
、その両端は、成形装置７外に連通しており、冷却媒体
の流入口及び流出口となされており、冷却媒体を成形装
置１列と循環する様になっている。

発泡シートの通路８は、その樹脂流れ方向と直角に切断
したときの断面積が漸次犬ならしめられた最大厚み部１
２と、逆に漸次小ならしめられた成形部１３とより構成
されている。

そしてこの発泡シートの通路８を構成する最大厚み部１
２および成形部１３共に、その内壁表面には、弗素樹脂
等の低摩擦係数を有する物質による被膜１４が形成され
ている。

本発明方法において使用する成形装置７は、その発泡シ
ートの通路８の形状が第２図に示す如きものに限定され
ず第３図に示した如くその成形部１３の断面形状が漸次
小ならしめられた部分１３′と平行部分１３″とよりな
るものであってもよい。

第４図および第５図は別の形状を有する成形装置の例を
示すもので、第４図は発泡シートの通路８がはゾ平行、
第５図は出口に向って漸次拡大した形状に構成せられて
いる。

以上本発明方法に使用する装置のうち平金型の場合の例
を主として述べたが、全く同じことを円形金型の場合に
適用し、発泡体を円筒状に押出成形し、そのまま円筒状
の熱可塑性樹脂発泡シートとして、あるいはそれを１個
所または複数個所切り開いて薄板状の熱可塑性樹脂発泡
シートとなし得るのである。

即ち、第６図に示す装置は、金型３の先端における樹脂
排出側に芯３１が挿入されており、芯３１は架橋部３２
により支持され、従つて、樹脂通路４は金型３の樹脂排
出側で円環状の細狭間隙５とされている。

７は成形装置であり、８はその中の発泡シートの通路で
ある。

発泡シートの通路８は前記の細狭間隙５とはゾ同じ内径
の円環状を呈しており、出口に向って拡大された形状に
形成せられている。

成形装置１には発泡シートの通路８を円環状とするため
に芯７１が金型３に挿入された芯３１に固着せられ、発
泡シートの通路８の壁面を冷却するために冷却媒体の通
路９Ｌ９２が設けられている。

１５は芯７１に固定された支え軸であり、これにカッタ
ー１６が固定せられている。

カッター１６によって押出された円環状発泡シートが平
板状のシート状に切開かれる。

第７図は円環状発泡シートを製造する別の装置を例示す
るものであって、形状は異なるが金型３内に芯３１が挿
入されていて、樹脂通路４は金型３の樹脂排出側では円
環状通路４１となっており、細狭間隙５も円環状とされ
ている。

１４は発泡シートの通路８を構成する成形部１３の内壁
に形成された弗素樹脂の被膜である。

９は発泡シートの通路８の内壁を冷却するための冷却媒
体の流路である。

１７は円環状の熱可塑性樹脂発泡シート１０を支持する
芯体（マンドレル）であり、支え軸１８を介して芯３１
に固着されている。

本発明の方法は、上記の如き装置を使用して、発泡剤を
含む熱可塑性樹脂の加熱溶融物を押出機１の先端に設け
られた金型３の細狭間隙５から成形装置７の発泡シート
の通路８に押出し、成形部１３を通じて外部に引取り、
熱可塑性樹脂発泡シートを製造するものであり、この際
成形装置の発泡シートの通路の最大間隙厚み、即ち発泡
シートの通路８を構成する最大厚み部１２の幅、円環状
の発泡シートの通路８においてはその内径、は線状の細
狭間隙５の厚みの５０倍またはそれ以下であり、かつ充
分熟成し、体積を回復した熱可塑性樹脂発泡シートの発
泡倍数の立方根と細狭間隙５の厚みとの積と同一ないし
それ以下の大きさであることが必要であり、成形装置の
発泡シートの通路８の出口間隙幅は細狭間隙５の幅より
広くその３．５倍ないしそれ以下であり、かつ、熱可塑
性樹脂発泡シートの引き出し速度は成形装置の発泡シー
トの通路の最大間隙厚みとその出口間隙幅の積を分母と
し、樹脂押出量と発泡倍率の積を分子とした数値と同一
ないしそれ以上であることが重要である。

上記の要件を式示すれば次の通りである。

（式中の記号は前記と同じ意味である） 上記の要件を溝道することによって、押出された熱可塑
性樹脂発泡シートは成形装置７の発泡シートの通路８の
最大厚み部１２の壁に接触せず、または接触してもその
内壁を押圧することなく引き取られ、熱可塑性樹脂発泡
シート１０は、押出方向に深い溝を有する起伏の大きい
熱可塑性樹脂波型発泡シートが得られる。

本発明の方法で得られる熱可塑性樹脂波型発泡シート１
０は、第８図に示す如く、波型が密接して生じ、波型の
谷２１が厚み全体の１／２以上の深さを有し嵩高な発泡
シートである。

従って、空間率が多くて、これを緩衝材として使用した
とき、原料樹脂を節約することができ、各種の緩衝用材
料として有用であり、また、物品を載置したとき物品が
発泡シートに密着せず通気性が良好であるので各種の食
料品その他の緩衝材、包装材等として好適である。

また、熱可塑性樹脂としてポリスチレンを使用した発泡
シートはコンクリート、モルタル等の接着性が良好であ
るので建築用の断熱材としても有効である。

次に本発明の実施例を示す。

実施例 １ 第６図に示した装置を使用した。

押出機としては、そのシリンダー内径が６５叫のもので
あり、この押出機の先端に取着された金型はその出口部
の間隙厚みｔが０．３５ｍｍで、その厚みの中心の直径
が１９０ｍｍである円筒状の細狭間隙を有するものを使
用した。

この金型と連設された成形装置の全長は１００−で、発
泡シートの通路の最大間隙厚みＴ＝４．６ｍｍの平行間
隙で、厚みの中心直径が１９５ｍｍである円筒状の発泡
シートの通路を有するものであった。

また、この成形装置は冷却ジャケットを備え、発泡シー
トの通路には弗素樹脂コーティングを施したものであっ
た。

この装置を用いて毎時２０Ｋｇの割合でポリプロピレン
樹脂（三菱油化株式会社製、ＭＨ−８グレード、ＭＩ＝
０．３）に、この樹脂１００重量部に対して１重量部の
タルク（発泡核剤）を樹脂と共に供給し、約８重量部の
ブタンガスを押出機シリンダー途中に供給して押出した
。

金型の最終ゾーンは１４５℃に温調し１、成形冷却ゾー
ンは樹脂の流れ方向に沿って２区分し最初のゾーンには
９０℃のオイルを通し、次の区分には約２０℃の水を通
した。

成形装置から出てくる発泡樹脂シートを毎分２Ｍの速度
で引き取った。

この方法において各種の記号を数値で表わすと次の通り
である。

即ち、発泡シートの引取速度は２Ｍ／分であり、この計
算値より大である。

このようにして得られた波型発泡体シートは、充分な熟
成後では であり、発泡シートの幅方向１０ｃｍ長さ当り、２０本
の山を有するかなりの腰強度を有するコルゲート状シー
トであった。

なお谷の深さは発泡シート全体の厚みの１／２を越える
ものであった。

実施例 ２ 第７図に示した装置とはゞ類似した装置を使用した。

押出機としては、そのシリンダー内径が５０ｍのもので
あり、この押出機の先端に取着された金型は、その出口
部の間隙厚みｔが０．３５ｍで、その厚み中心の直径が
１００ｍｍであるような円環状の細狭間隙を有するもの
を使用した。

この金型と連設した成形装置は朝顔型に末広がり（６０
０の広がり角度）の円環状発泡シート通路を有し、その
発泡シートの通路は厚みはゆるやかに広がる部分と次い
で４ｍｍで平行である部分からなっており、内面（こは
弗素樹脂コーティングを施したものであった。

また、この成形装置、樹脂流れ方向に２ゾーンの冷却ジ
ャケットを備えたものであった。

更に成形装置の後には２１７ｍｍ外径のマンドレルを置
いた。

このような装置に毎時１０Ｋｇの割合でポリプロピレン
樹脂（三菱油化株式会社製ＭＨ−８グレード、ＭＩ＝０
．３）および、樹脂１００重量部に対して１．５重量部
のタルクを樹脂と共に供給し、約２０重量部のブタンガ
スを押出機シリンダー途中から供給して押出した。

金型の最終ゾーンは１４１℃に温調し、成形装置の第１
段目の冷却ジャケットには９０℃のオイルを通し、第２
段目には約１５℃の水を通した。

成形装置から出てくる発泡樹脂シートを１分当り６Ｍの
速度で引き取った。

このようにして得られたコルゲート状発泡シートは充分
な熟成後では 製品厚み３．６ｍｍ 幅 約５８０ｍｍ 発泡倍数Ｐ＝４３．９ シートの幅方向１０ｃｍ当り約１５本の山を有する非常
に美麗なものであった。

なお、谷の深さはシートの全体厚みの１／２を越るもの
であった。

実施例３ 第１図に示した装置を使用した。

押出機としては、そのシリンダー内径が４０ｍｍのもの
であり、この押出機の先端に取着された金型はその出口
部の間隙の厚みｔが０．８ｍｍで、幅１００ｍｍの直線
状細狭間隙を有するものを使用した。

この金型と連設した成形装置は、幅は１００ｍｍで長さ
５０ｍｍ、厚みは一旦１８ｍｍに拡大し、次いで１５ｍ
ｍに絞った通路形状を有し、その通路面には弗素樹脂コ
ーティングを施したものである。

またこの成形装置には上下（表裏）一対の冷却水孔を備
えたものである。

この装置に毎時５．７Ｋｇの割合で高圧法ポリエチレン
樹脂（三菱油化株式会社製ＨＥ３０．ＭＩ＝０．３）を
押出し、樹脂１００重量部に対し１重量部のタルクを樹
脂と共に供給し、発泡剤として約４０重量部のジクロロ
テトラフルオロエタン茶押出機シリンダー途中から供給
した。

金型の細狭間隙に近い最終ゾーンは約１１０℃に温調し
、成形装置の冷却孔には約２０℃の水を通した。

成形装置から出てくる発泡樹脂シートを毎分約１．１Ｍ
の速度で引き取った。

このようにして得られたコルゲート状シートは充分な放
置熟成後では、 であった。

シートの幅方向１０ｃｍ当り８本の山を有する非常に美
麗なものであった。

なお、谷の深さはシートの全体厚みの１／２を越えるも
のであった。

各種の記号の数値は次の通りであった。

即ち、発泡シートの引取速度は１．１Ｍであり、この計
算値より大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に使用する成形装置の１例を示す
断面図、第２図は第１図の成形装置の要部の拡大断面図
、第３図ないし第５図は他の成形装置の要部の拡大断面
図、第６図および第１図は別の成形装置の例を示す断面
図である。 第８図は本発明の方法で得られる熱可塑性樹脂波型発泡
シートの断面図である。 図面中の主な符号は次の通りである、１・・・・・・押
出機、２・・・・・・スクリューの先端部、３・・・・
・・金型、４・・・・・・樹脂流路、５・・・・・・細
狭間隙、７・・・・・・成形装置、８・・・・・・発泡
シートの通路、９・・曲冷却媒体の流路、１０・・・・
・・熱可塑性樹脂発泡シート、１１・・・・・・引張り
ロール、１２・・・・・・最大厚み部、１３・・・・・
・成形部、１６・・・・・・カッター、３１，７１・・
・・・・芯。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発泡剤を含む熱可塑性樹脂を押出機中で加熱溶融し
   、押出機の先端に装着された細狭間隙からなる押出口を
   有する金型から押出し発泡する熱可塑性樹脂発泡シート
   の製造方法において、押出口に直結して押出口から押出
   発泡した熱可塑性樹脂発泡シートの通路を備えそ成形装
   置を設け、該通路の流れ方向に対して直角の断面積は全
   ての部分で押出口の同様の断面積より犬であり、該通路
   の断面形状は押出口の断面積と類似したものでありかつ
   、該通路の最大間隙厚みＴは、押出口の細狭間隙厚みを
   ｔとし、最終の熱可塑性樹脂発泡シートの発泡倍率をＰ
   として、５０ｔ≧Ｔ≧■・ｔであり出口間隙幅（円筒状
   通路の場合は厚み中心の円周）Ｗは、押出口の間隙幅（
   Ｗｓｌｉｔ）として、３．５Ｗｓｌｉｔ≧Ｗ≧Ｗｓｌｉ
   ｔであり、成形装置からの熱可塑性樹脂発泡シートの引
   取速度■は熱可塑性樹脂の単位時間当りの押出量をＱと
   して、となすことを特徴とする熱可塑性樹脂波 型発泡シートの製造方法。 ２ 熱可塑性樹脂がポリスチレン、ポリエチレンポリプ
   ロピレン、またはこれらの共重合体樹脂あるいは混合樹
   脂である特許請求の範囲第１項記載の熱可塑性樹脂波型
   発泡シートの製造方法。