JPS5857936A - スチレン系樹脂発泡シ−ト - Google Patents

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】 この発明け、加熱成形用の発泡したスチレン系樹脂シー
トに関するものである。

発泡し九スチレン系樹脂シートは、専ら押出法によって
製造される０押出法では、発泡側を含んだ樹脂が口金の
間隙からシート状に押出され、押出されたシートが発泡
し、その後引き取られて発泡したスチレン系樹脂シート
が作られる。口金の間ｉ＃ｉ＃−１１直線状のこともあ
シ円環状のこともあるが、何れＫしても間隙から出た直
後に、樹脂は発泡側のためにシートの幅、厚み、及び長
さ方向にほぼ同じ割合で膨張しようとする。ところが、
実際には押出方向にシートを引取るために、シートは押
出方向に必ず延伸されることとなシ、その結果、押出方
向に配向した残留歪を含むことになる。

発泡したスチレン系樹脂シートにおける上述の残留歪は
、これを成形用に供しようとするとき、太き・な欠点と
なって現れる。例えば、これを加熱して真空成形法によ
り、第１図の番号／／で示したような容器を成形しよう
とするとき、残存歪による応力緩和が現れて、容器／／
に変形を生じ、効率よく容器を成形することができなか
った。さらに詳しく云えば、シートは、押出方向に偏っ
た残存歪を持っているので、これを加熱したとき１押出
方向には大きく収縮しようとし、幅方向には逆に稍伸長
しようとする。そのために、一枚のシートから多数の容
器／／を成形しようとするときには、容器の上縁にあた
るところに、押出方向に延びる隆起７．２や割れを生じ
やすい。これを避けるためには、コツプ間の間隔を大き
くしなければならない。間隔を大きくしたのでは、コツ
プの散散が減るので有利でない。そこで、何れＫしても
、上述の隆起／、２や割れを生じないシートが要望され
た。

この発明者は、押出成形法によってスチレン系樹脂の発
泡シートを作る場合に、口金の先端に位置する対向壁面
を押出方向と直交する方向に互いに反対に移動させるこ
とを試みた。その結果、得られた発泡シートは、その表
面及び裏面における気泡が押出方向と斜めに配向するに
至り、しかも表面と裏面とで配向方向が異なる結果とな
ることを見出し九。さらに、このように一枚のシートで
あって、その表面と裏面とで気泡の配向方向が興なるも
のを真空成形すると、前述のような欠点のなくなること
を見出した。この発明は、このような知見に基づいてな
されたものである。

この発明は、一枚の発泡したスチレン系樹脂シートにお
いて、表面部分又は裏面部分に現れる気泡が、侮れも押
出方向に対し一定の角度を持った方向に引き延ばされて
平行に配回しており、配向する方向が表面と裏面とで互
−に異なっている、加熱成形用スチレン系樹脂発泡シー
ドに関するものである。

この発明に係る発泡シートを図面に基づいて説明すると
、次のとおりである。第１図は、公知の発泡シートに真
空成形を施して、深い窪みを設けたときの成形体の一部
切欠斜視図である。第２図は、この発明に係る発泡シー
トの一部切欠斜視図である。第３図及び第７図は、この
発明に係るシートを従来のシートと区別する方法を示し
た説明図であり、第５図はこの発明に係る発泡シートの
製造方法の一例を示した説明２図であり、第に図は、第
５図の要部を示した斜視図である。第２図及び第１図は
、それぞれこの発明に係る発泡シート及び公知の発泡シ
ートの表面部分、及び裏面部分の顕微鏡写真である。

第２図において、／Ｆｉスチレン系樹脂から成る発泡シ
ートであって矢印ａの方向に延びる長尺のシートである
。すなわち、矢印ａの方向け、発泡シート／の押出方向
である。発泡シート／の表面部分では、気泡１０がすべ
て矢印すの方向に引き延ばされて、互いに平行に配向し
ている。他方、発泡シート／の裏面部分では、矢印すと
は興なる方向に配向している。第２図では、発泡シート
／の裏面が表わされていないが、裏面では気泡／θがす
べて矢印Ｃの方向に引き延ばされて、互いに平行に配向
している。一枚の発泡シートで、一つの表面部分だけを
見れば、気泡がすべて矢印すの方向に引き延ばされ、矢
印すの方向に配向しているが、その裏面部分では気泡が
矢印Ｃの方向に配向しており、矢印すと矢印Ｃとは興な
る方向に向いている、というのがこの発明に係る発泡シ
ートである。

他方、貼り合わせによって、表面部分と裏面部分とにお
ける気泡の配向方向が異なる発泡シートを作るこ、！：
Ｆｉ、特公昭３６−ダ６！７．を号公報に記載されてい
る。しかし、この公報の記載するものけ、貼シ合わせに
よったものであるから、再加熱すると、貼り合わせ面が
剥がれたり、又は成形の障害となるので、加熱成形用の
シートとすることができない。ところが、この発明のシ
ートは、もともと一枚のシートから成るものであるから
、貼り合わせ部がなく、従って加熱成形用シートとして
使用できるのである。

との発明のシートの気泡が大きいときには、その表皮部
（シートの表面及び裏面）の気泡の配向方向は、肉眼で
もこれを見ることができる。しかし、表皮部の気泡が小
さいときＫＦｉ、肉眼では気泡の配向方向を定めること
が困難となる。このときけ、発泡シートの表皮を剥ぎ取
ったのち、その表面部分を薄層として切シ取り、これを
顕微鏡下で拡大して見ると、第２図に示したように気泡
の配向を明確に定めることができる。これによってこの
発明のシートであるか否かが明線に定まる。

第２図は、この発明に係る発泡シートにおいて、気泡が
配向している状態を示した顕微鏡写真である。そのうち
、第２図の←）は表面部分の２θ倍拡大写真であり、（
ロ）は裏面部分の同写真であり、第１図は、公知の発泡
シートの気泡状朦を示した顕微鏡写真であって、そのう
ち仔）Ｆｉ表面部分、仲）は裏面部分を写したものであ
る。この写真によれば、この発明の発泡シートが、同じ
一枚のシートにおいて、気泡の配向方向を異にしている
点で、従来のシートと異なる状態がはっきり理解できる
〇そのほか、この発明のシートは、加熱時に変形する状
態によって従来のシートと区別することもできる。すな
わち、第３図に示すように、シート／は矢印１の方向に
押出されたシートであり、表面部分では矢印すの方向に
気泡が配回しており、裏面部分では矢印０の方向に気泡
が配回しているものとする。シート／から長方形の小片
り及びＭを切り取る。このとき、小片りは、長方形の長
辺が矢印すの方向と一致するようにし、小片Ｍ＃−ｉ長
辺が矢印すの方向と約７６度で交わる方向に向ける。そ
の上で、小片り及びＭを加熱すると、小片りは変形して
、第７図（イ）に示すように表面部分を内がわに向けて
環状となるが、小片ＭＦｉ変形して第ダ図仲）に示すよ
うに表面を内がわに向けて螺旋形となる。これに対し、
押出方向ａだけに配回している従来のシートは、どのよ
うな小片を切り取つて加熱しても、第Ｖ図（ハ）Ｋ示す
ように平坦なままにとどまっている。

第Ｊｖｌにおいて、矢印ａとｂとのなす角をαとし、矢
印＆と矢印Ｃとのなす角をβとすると、角αと角βとは
発泡シート／の良否を決定する重要な因子となる。そこ
で、これらの角を気泡偏角と呼ぶことにする。気泡偏角
は、そのシートの製造方法と密接な関係を持っているの
で、次にこの発明シートの製造方法を説明する。

第５図において、３は押出機であり、押出機３内で加熱
加圧されて溶融状態となった発泡側を含む樹脂を、回転
し得る口金−に送夛込み、この樹脂を口金コから大気中
に押出して、円筒状の発泡シート／が製造される。この
円筒状の発泡シート／は、マンドレルダに沿って進行さ
せることにより押広げられ、その後に円筒の／＋所をカ
ッター５で切断され、平面状に展開されて引張りロール
Δで引取られ、ｐ−ル状７に！取られて製品となる。

この発明シートの製造方法において、最も重要な部分は
、回転し得る口金２であり、この口金２の斜視図が第５
図に示しである。第５図において、コは回転し得る口金
であり、そのうち２７＃−ｉ外型１．２２Ｆｉ内型であ
シ、外型、２／と内型ココとの間に環状間隙が形成され
ている。発泡シー）／ｌｉ、上記環状間隙から押出され
て形成される。従って、発泡シー）／Ｆｉ、矢印ａの方
向に矢印ａの速度で押出される。このとき、外型、２／
を矢印ｄの方向に回転させ、内型コ２を矢印Ｃの方向に
回転させる。すると、発泡シート／の外面け、矢印ｄと
押出′ｉ！！度ａとの合成方向に向けて擦られることと
なる。従って、発泡シート／の外面では、気泡が上記の
合成方向に向けて引き延ばされ、合成方向に配回するこ
ととなる。ところが、発泡シート／の内面では内型２．
２が矢印ｅの方向に回転せしめられるから、気泡は矢印
ａと矢印ｅとの合成方向に向けて配向することとなる。

こうして、外面と内面とで気泡の配向方向が興なる発泡
シート／となり、マンドレルダで円筒シードの円周方向
に延伸されることにより、配回方向の角度ｄ更に大きく
なる。こうして得られた円筒状シートを長手方向に沿っ
て切断し、扁平に展開したものが、第２図及び第３図に
示したこの発明の発泡シートである。

上述の説明から明らかなように、第２図及び第３図にお
いて表面又は裏面における気泡の配向方向す又はＣけ、
押出速度と外型又は内型の回転速度とが合成されたもの
が基本となっている。そこで、内型及び外型の回転数を
色々に変えてスチレン系樹脂の発泡シートを作シ、これ
らシートの気泡偏角を測定し、さらにこのシートの加熱
収縮量を測定した。その結果を表にして示すと、下記第
１表のとおりであった。但し、加熱収縮量は、／θＯｔ
ｍ　Ｘ　／　００　ｙａｔの試験片を取り、この上に軽
い錘を乗せて曲がりを防ぎつつ、これを７２０℃に７５
分間加熱して自由に収縮させ、その収縮量を測定した。

第１表　　気泡偏角と加熱収縮量 第１表において、実験／Ｆｉ、内型も外型も回転させな
いで作った従来のシートを示し、実験コないし／ケ、こ
の発明のシートを示している。この発明のシートは、た
てよこの加熱収縮比が何れも／に近いものとなっている
。とくに、実験ｊでけ内型と外型との回転数が等しく、
気泡偏角がｙｊ度に近いものとなっており、その結果、
たてよこの加熱収縮比が殆んど／に等しくなっている。

このことから、表面と裏面とにおける気泡偏角は、何れ
もｙｊ度とするのが好ましいと云える。

第２図及び第２図の顕微鏡写真に示した発泡シートの製
造方法を参考までに示すと、次のとおりである。まず、
ポリスチレン／θθ重量部に、気泡調整側としてタルク
粉末７．２重量部を混合し、この混合物を押出機に入れ
て溶融し、押出機の途中で、発泡剤としてのブタンをＪ
、６重量部の割合で圧入し、口金内で円筒状に成形して
押出した。

このときの口金の間ｒＩＪ、＃ｉ、直径が７３コ麿であ
シ、幅は０．１　ｓｍであった。押出された円筒状成形
体を、外径がＪｊＪ■のマンドレルによって円周方向に
延伸した。このような製造方法において、上述の実験ｊ
における回転数で外型及び内型を回転させて得られた発
泡シート（肉厚ＭＬダ５■、発泡倍率７２０７５倍）が
、第２図の写真に示されたものであり、実験／における
ように、外型も内型も回転させないで得られた発泡シー
ト（肉厚、２．０１ｔｍ、発泡倍率／！、ｊｊ＞が、第
１図の写真に示されたものである。第２図及び第２図の
写真は、このようにして得られたそれぞれの発泡シート
から約／θ×コθ鱈のサンプルを切り取り、剃刀の刃に
より約θ、θＪ　−０，／　ｔｍの表皮を刺ぎ取り、こ
うして露出した面を撮ったものである。第２図及び第１
図中、←）Ｆｉ円筒状成形体であったときの、外がわに
近い部分を示し、６−）Ｆｉ内がわに近い部分を示し、
矢印は押出方向を示している。

この発明のシートは、これを加熱して成形する方法、例
えば真空成形、加圧気体成形、雄雌型による押圧成形等
に使用した場合に、顕著な効果を表わす。すなわち、こ
の発明のシートは、成形の際に、第１図に示した隆起７
．２を生成せず、従って、容器を多数接近して成形して
も、歪みのない成形体を得ることができる。この点で、
この発明のシートは顕著な効果をもたらす。

なお、この発明におけるスチレン系樹脂は、スチレンの
単独重合体に限らず、スチレン及びこれと共重合し得る
他の単量体との共重合体であってもよい。そのほか、こ
れら単独重合体又は共重合体と、他の樹脂との混合物で
あってもよい。

次に、この発明に係るシートのもつ上述の効果を、実施
例及び比較例について、さらに詳しく説明する。

実施例／ この実施例では、第１表の実験番号５において得られた
発泡ポリスチレンシートを用いて、これをプラグアシス
ト付き真空成形機に付設して、コツプ状容器を成形した
。

発泡ポリスチレンシー１は、発泡倍率が／ｆｔ、７．５
倍で、平均厚み一、９ｔＪｍ１シートーｇダＯｗｓのも
のであった。このシートｔ−／＠２θ℃に７．２秒間加
熱し、真空成形してのち５秒間冷却し、その後型から引
き離した・／ショットの成形面積は、よこΔダＯｍｓた
て２コＯｗｇで、面積は、ダｇθ！−のものであった。

コツプ状成形体は、口部の外径が／１ｍ、底部の外径が
ｌＯｗｘｚ深さ７０ｍ、絞り比Ｏ１／であった。一枚の
シートからコツプ状成形体をｊＸ７−３６個取り満足な
成形体を得た。

このときのコツプロ部の面積の和を計算すると、（ｙ、
ダ）×π×！、５−、２／２１．７ｄであった。従って
、取り効率は、 コ／２１．７＋ダに０ＩＸ１００−５１１．．２％であ
った。

比較例／ この比較例では、シートとして第１表に実験番号／で示
した発泡ポリスチレンシートを用いることとした以外は
、実施例／と全く同様に処理して、コツプ状成形体を作
つ九〇 ところが、こうして得られたコツプ状成形体は、コツプ
の周辺部に凹みが生じ、満足な成形体とならなかった。

そこで、コツプの散散を次第に減らすこととし、次の比
較例コにおいて、初めて満足な成形体を得た。

比較例２ この比較例では、比較例／と同じく、第１表に実験番号
／で示した発泡ぎりスチレンシートを用いて同様に成形
したが、ただ／ショットで取るコツプ状成形体の個数を
減らし、ｊＸに−３０個取りとした。その結果、ようや
く満足な成形体が得られた。

このときのコツプロ部の面積の和を計算すると、寞 （Ｆ、Ｆ）Ｘ宵×Ｊθ−／Ｉコダ’、ｌａｄであった◎
従って、取り効率社、 ／／コターど＋ダｔ０１×／θ０−Ｊり、Ｚｔ＆であり
九・ この取シ効率を実施例／の取シ効率と比較すると、実施
例／では取り効率がｇ、♂襲増加していることになり、
その増加率は／ｌ、１％である。この数字は、発泡ポリ
スチレンシートから深物容器を成形する場合として極め
て顕著な効率の上昇だと云うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のスチレン系樹脂発泡シートに真空成形
を施して、深い窪みを設けたときの成形体の一部切欠斜
視図である。第２図は、この発明に保るスチレン系樹脂
発泡シートの一部切欠斜視図である。第３図及び第２図
は、この発明に係るシートを従来のシートと区別する方
法を示した説明図である。第５図は、仁の発明に係るシ
ートを製造する過程を示した説明図である。第５図は、
第５図の口金のみを示す要１部斜視図である。第２図は
、この発明に係るシート断面の顕微鏡写真である。第１
図は、公知のシート断面の顕微鏡写真である。 第３図 第４図 （イ）　　　　　　　　　（ロ）　　　　　　　　　（
八）第５図 ／７．・・′・／′ 第す図 第　　　７　　　図 （イ）　　　　　　　　　　　　　　　（ロ）、Ｊ：？
Ｊ し 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／、一枚の発泡したスチレン系樹脂シートにおいて、表
   面部分又は裏面部分に現れる気泡が、何れも押出方向に
   対し一定の角度を持った方向に引き延ばされて平行に配
   向しており、配向する方向が表面と裏面とで互いに異な
   っている、加熱成形用スチレン系樹脂発泡シート。 ２　表面部分と裏面部分とにおける気泡の配向方向が、
   押出方向に対し２０ないし５０度の角度をなしている、
   特許請求の範囲第１項に記載するシート。