JPS6129522A - 熱可塑性樹脂発泡シ−トの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は平面性の優れた熱可塑性樹脂発泡シートの製造
方法に関するものである。

〔従来技術と問題点〕

直線状スリットダイを使用した押出発泡法により発泡シ
ートを製造する方法は公知であるが、この方法ではシー
トの幅がダイスリットの長さにょす固定されているため
押し出された発泡性溶融物が三次元方向に膨張する際シ
ート幅方向に″波釘ち″が必然的に発生する。この゛′
波波釘″は使用する樹脂の種類や押出しの温度および圧
力の条件によ゛つては僅か１．３倍程度の発泡倍率にお
いても発生することがある。従って、この方法は直線状
スリットダイによって製造されるシートの優れた平面性
を有するという利点にもかかわらずごく低発泡倍率の発
泡シート番製造′する場合にしか使用されていないのが
現状である。

この″波釘ち″を減少または解消する手段として次のよ
うな従来技術があるがいずれも結晶性熱可塑性樹脂をも
含めた広い範囲の熱可塑性樹脂に対して有効な方法とは
なっていない。すなわち、上記直線状スリットダイを使
用した押出発泡法における手段として、直線状スリット
ダイの樹脂出口にサイジングダイ等を装着し押出された
発泡性溶融シートの面の表裏を押えることにより″波釘
ち′″を矯正する方法があるが、この方法を結晶性熱可
塑性樹脂に使用した場合、結晶性熱可塑性樹脂は押出し
温度つまり結晶化温度以上では粘度が低く。

さらに結晶化する際に多量の発熱を伴なうためサイジン
グダイ内壁での滑りが悪く表面状態の良好な発泡シート
を製造することが困難である。

このため第二の手段として、第１図に示すように発泡剤
を含む熱可塑性樹脂Ａ′を押出機２０′で溶融混線し該
押出機の先端に設けた環状スリットダイ２４′　から筒
状体の形に押出して発泡を開始させ該筒状体の内部空洞
に空気導入管３０’で空気を吹き込みながら冷却ドラム
２９′上へ引取り該筒状体を切開して引取り装置２６′
に引き出し発泡シートを製造する方法がある。この方法
によれば環状スリット２５′の直径と冷却ドラム２９′
の直径の比を該発泡性筒状溶融物の直径方向（シートの
幅方向）への膨張比より大きく設定することにより、前
記直線状スリットダイで発生する″波打ち″は非常に少
なくなる。しかしこの方法は環状スリットより押出し円
筒状の冷却ドラム上で冷却を行なうためこの方法で製造
した発泡シートはわん曲したものとなる。後工程でこの
シートのわん曲を修正結晶構造を緩める必要があるため
困難である。

さらに第三の手段として第２図に示すように前記第二の
場合と同様に熱可塑性樹脂Ａ′を環状スリットダイ２４
′　から筒状体の形に押出して発泡を開始させ該筒状体
の内部空洞に空気導入管３０′で空気を吹き込みながら
該筒状体を折りたたみ発泡シートを製造する方法があり
、この方法によれば環状スリット２５′の直径に′対す
る該筒状体の内部に吹込む空気の量による該筒状体の直
径の比を該発泡性筒状溶融物の直径方向（シートの幅方
向）への膨張比より大きく設定することにより前記第二
の場合と同様に″波打ち″は非常に少なくなり、また平
面性の優れた発泡シートを製造することができる。しか
しこの方法は該筒状体の重さが直接該筒状体に加わるた
め発泡溶融樹脂の強度および密度により異なるが特に溶
融樹脂の強度が弱く、かつ発泡溶融物の密度が大きい結
晶性熱可塑性樹脂の中低発泡倍率の発泡シートをこの方
法で製造しようとする場合該筒状体を形成させることが
困難であるという欠点がある。

（問題点を解決するための手段〕 これに対し１本発明は平面性が優れた発泡シートの製造
方法を提供するものであって、一般に帯状板をその長手
方向に直交する線に沿って一方に折り曲げた場合、その
折縁は常に１つの直線になることを利用して開発したも
のであって、即ち本発明は熱可塑性樹脂の発泡シートを
直線状スリットダイを用いて押出発泡成形する方法にお
いて、直線状スリットダイとシート引取装置の間のシー
ト状樹脂をその表面方向と裏面方向のいずれか一方向あ
るいは両方から１個以上の樹脂押し具により押すことを
特徴とするものであって、この発明の方法を実施する装
置の一例を図面について説明すると、第３図において２
０は押出機であり化学発泡剤を使用する場合はホッパー
２１より原料樹脂と発泡剤を供給し、また物理的発泡剤
を使用する場合はホッパー２１より原料樹脂を、ガス注
入口２２より発泡剤を供給し、熱可塑性樹脂を融解し発
泡剤と混練したのち該押出機２０の先端に取付けた直線
状スリット２５を有する直線状スリットダイ２４より発
泡性溶融樹脂Ａを押出すようになっている。

押出された発泡性溶融樹脂Ａは発泡を開始するとそのま
まではシート幅方向に″波打ち″を生じるが、この発明
においては特に直線状スリットダイ２４と引取装置２６
の間に、押し出されたシート状の溶融樹脂Ａを押圧する
横方向に拡がる板状の樹脂押し具１，２を立設して波打
ちを消去するようになっている。すなわち、゛直線状ス
リット２５より押し出された溶融樹脂Ａは、上部樹脂押
し具１のため、その流れを下方に折り曲げられ、次いで
下部樹脂押し具２により上方に折り曲げられる。この場
合、各折曲げ縁は常に１つの直線となるから、この時点
で波打ちはすべて直線に矯正されることになり、こうし
て一体の平板となったもあが引取装置２６を通過して取
り出される。

次に、第４図は上記第３図の直線状スリットダイ２４と
シート引取装置２６との間の樹脂押し具１を裏面側に１
個設けた場合の実施例を示し、さらに樹脂押し具１は、
基端に近い適所に樹脂押し具を温度調節するための熱媒
体循環用の空洞３を設けて樹脂押し具とシート状溶融樹
脂の粘着を防ぐとともに、基端に固定された押しボルト
４を介して基台からの高さを調節自在に構成されている
。その他の部分は第３図と同じ符号で示されている。

第５図は、樹脂押し具を上下方向に２個設けるとともに
、これら樹脂押し具１，２をそれぞれ押しボルト４によ
りその高さを調節自在とし、かつ、空洞３を各設けだも
のであって、さらにこれら樹脂押し具１，２の端縁の断
面形状を、一方１は小径の円弧面、他方２は大径の円弧
面として、これによりシート状の溶融樹脂Ａに対する曲
率半径を変化させである。

第６図は、樹脂押し具１を水平に軸支された１つのロー
ル５で形成するとともに、このロール５を別の設けた駆
動機構（図示せず）に接続して、その回転速度を任意に
変えられるようにしたものであって、すなわちロール５
の周速度を溶融樹脂Ａの流れより極端に遅くすれば前記
第４図の板状の樹脂押し具１に近い状態となり、溶融樹
脂Ａの流れと等速にすれば単なる送りローラーとなって
本発明の効果が殆んど失われることになるが、これによ
り樹脂押し具と溶融樹脂Ａの動的摩擦を加減して樹脂押
し具と溶融樹脂の粘着を防ぐことができる。

本発明に使用する樹脂押し具は直線状スリットダイより
押出された発泡性シート状樹脂が膨張しつつある場所ま
たは該シート状樹脂が冷却固化する以前に該シート状樹
脂を押すことができる位置に設置する必要があり膨張が
修了し″波釘ち″が固定された位置で樹脂押し具により
シート状樹脂を押しても本発明の効果は得られない。従
って樹脂の膨張速度、冷却速度、および融点または結晶
化温度は使用する樹脂や発泡剤の種類および押出しの温
度、圧力および吐出量の条件等により異なるためことで
樹脂押し具の位置を特定して述べることは不可能である
ができるだけダイススリットに近い位置に設置すること
が好ましい。また樹脂押し具を２個以上使用する場合は
各樹脂押し異間隔が樹脂の通過を防げない間隔で設置す
る必要がある。

【本発明の作用と効果〕

本発明ではある″波釘ち′″の発生量までは樹脂押し具
をシート状樹脂全幅にわたり同一の押し量で押すことに
より本発明の効果が達成される。しかしながら″波釘ち
″の発生量がある量以上になると樹脂押し具をシート状
樹脂全幅にわたり同一の押し量で押すことによるだけで
は本発明の効果が達成しにくくなる。このような場合は
シート状樹脂の幅方向での″′波波釘ｔ′が多く発生す
る位置で樹脂押し具の押し量を″波釘ち″の発生が少な
い位置での樹脂押し具の押し量よりも大きくすることに
よって本発明の効果を達成することができる。一般に直
線状スリットダイで製造する発泡シートに発生する゛枝
打ち″は直線状スリットの中央部から直線状スリットの
両端部に向かうにつれて多くなる傾向にあるため樹脂押
し具の押し量もそれに伴いシート状樹脂両端部に向かう
につれて大声くすることが好ましい。従って本発明に使
用する樹脂押し具は可撓性のある材質を使用し、かつ樹
脂押し具の押し量をシート状梗脂幅方向に沿って変化さ
せうる構造とすることがより広い範囲の″波釘ち″の発
生量に対応できるため好、ましい。

前記したように一般に直線状スリットダイを使用して製
造する発泡シートに発生する″波釘ち、″は直線状スリ
ットの中央部から直線状スリットの両端部に向かうにつ
れて多くなる傾向にある。″波釘ち″が主に直線状スリ
ットの両端部において発生するような場合は″波釘ち″
が発生するシート状樹脂部分のみを押すことによっても
本発明の目的を達成することができる。しかしながら″
波釘ち″が発生するシート状樹脂部分のみを押すことに
より押す部分と押さない部分で発泡シートの表面状態に
差が生じるような場合はシート状樹脂の全幅にわたり押
すことが好ましい。

本発明で（よ発泡シートに発生する″波釘ち″の量が多
くなるに従い樹脂押し具によるシート状樹脂の押し量を
大きくすることおよび樹脂押し具の数を増やすことによ
り本発明の目的を達成することができる。しかしながら
樹脂押し具のシート状樹脂を押す押し量が過度に大きく
なると直線状スリットー樹脂押し具間または樹脂押し具
間に樹脂が詰まり易くなる。このような場合は樹脂押し
具の数を増やすことにより本発明の目的を達成すること
が好ましい。

本発明に使用する樹脂押し具がシート状樹脂と接触する
面は溶融樹脂が粘着しない程度の溶融樹脂との滑り性が
必要であり、その滑り性を達成するために樹脂押し具を
液体または気体の媒体により温度調節することおよびフ
ッ素樹脂等の摩擦係数が小さい物質で表面を被うことさ
らに樹脂押し具のシート状樹脂と接触する面と溶融樹脂
の動的摩擦を減じて前記滑り性を達成するために例えば
樹脂押し具のシート状樹脂と接触する部分の形状をロー
ルにしてそれを回転させること等によっても前記滑り性
を達成することができる。また樹脂押し具がシート状樹
脂と接触する面の表面粗さはその表面粗さが発泡シート
表面に傷などの悪影響を与えない程度になめらかであれ
ばよい。

本発明で使用する樹脂押し具とシート状樹脂が接触する
部分の形状はシート状樹脂がスムーズに進行することが
できればよく樹脂押し具とシート状樹脂が接触する部分
のシート進行方向での長さは短い方向では樹脂押し具が
シート状樹脂にくい込まない程度の長さが必要であり長
い方向では特に制限はない。

このように樹脂押し具の形状、寸法、状態等については
樹脂や発泡剤の種類および押出しの温度や圧力の条件ま
たは目的とする発泡シートの厚みまたは″波釘ち″の発
生の〔方等によりそれぞれ異なるためここでそれらすべ
てを特定して述べることは不可能であるが当業者であれ
ば本実施例を参考にわずかなテストを行なうことにより
簡単に樹脂押し具の適切な状態を把握することができる
。

このようにして製造した発泡シートは平面性が優れたも
のであり且つ表裏とも平滑な面を有するものである。

次に本発明の実施例について述べる。なお各部分の寸法
を表わす英文字は第４図から第６図中に記入した英文字
と対応している。

（実施例〕 実施例１ 第３図および第４図に示した設備において押出機２０が
スクリュー径９Ｑｍｍであり直線状スリットダイ２４と
して直線状スリット２５の幅方向の長さが６８０ｍｍで
直線状スリット開口寸法が１　、０ｍｍのコートハンガ
ータイプＴダイを使用し、発泡剤として炭酸水素ナトリ
ウムを１．１重量部および気泡核形成剤としてクエン酸
モノナトリウムを０．１重量部を混合したナルトインデ
ックスが２（ｇ／ｉｏ分）のポリプロピレンをホッパー
２１から押出機２０に供給し溶融混練し押出機先端に取
付けたブレーカ−プレート２３で測定した樹脂温度を１
８０℃に制御しつつ直線状スリット２５からシート状に
押出し発泡を開始せしめ次いでこのシート状樹脂２を樹
脂押し具１で押すことなく引取装［２６により引取り冷
却固化させた。このようにして得られる発泡シートはシ
ート幅方向で″波釘ち・′が発生したものである。次い
で第４図に示すように直線状スリットダイ２４の先端に
装置した樹脂押し具１を押しボルト４により直線状スリ
ット２５と引取装置２６の間のシート状樹脂２をシート
状樹脂全幅にわたり同一の押し量となるように移動させ
た。ここで樹脂押し具１は炭素鋼５４５Ｃを加工したシ
ート状樹脂Ａと接触する面を表面粗さ２５Ｓ（ＪＩＳ　
Ｂ　０６０１−１９５５）に仕害げシート状樹脂２と接
触する部分を半径２．５ｍｍの半円状として直線状スリ
ット２５の出口と樹脂押し具１の水平距離（ａ）がＩＩ
ＩＩＩＩ＋の位置となるように直線状スリットダイ２４
に装着しその内部に設けた空洞３に１００℃に温度調節
した熱媒体油を循環′せしめたものである。

樹脂押し具ｌの押し量〔直線状スリット２５の下壁と樹
脂押し治具ｌの先端部の垂直距離（ｂ）〕をシート状樹
脂全幅にわたり１ｍｍにしたところそれまで発生してい
た″波釘ち″が消失した。この際得られた発泡シートは
発泡倍率が２．６倍、厚みが３．６ｍｍであり゛′波波
釘″の無い平面性の良好なものであった。

次いで他の条件を一定にしたまま炭酸水素ナトリウムの
添加量を１．２重量部に増やしたところ再び波打ちが発
生し始めた。この際発生した″波釘ち′アは樹脂押し具
をシート状樹脂全幅にわたり同一の押し量となるように
さらに押す方向に移動させても消失するものではなく押
し量（ｂ）を１　、７ｍｍにしたところシート状樹脂が
直線状スリット２５と樹脂押し具１の間に詰まりシート
状樹脂を引取装置２６により引取ることが困難であった
。ここで樹脂押し具１の押し量（ｂ）をシート幅の中央
部で１ｍｍ、″波打ち″の発生量の多い両端部で１　、
５＋ｎｍになるように移動させたところ″波打ち″が消
失した。この際得られた発泡シートは発泡倍率が２．８
倍、厚みが４　、０ｍｍでありパ波釘ち″の無い平面性
の良好なものであった。

次いで他の条件を一定にしたまま炭酸水素ナトリウムの
添加量を１．５重量部に増やしたところ再び″波打ち″
が発生しはじめ、この″波打ち・′は樹脂押し具の押し
量（ｂ）を直線状スリット２５と樹脂押し具１の間にシ
ート状樹脂が詰まらない範囲で変化させることによって
消えるものではなかった。

実施例２ 実施例１に使用した押出１機２０および直線状スリット
ダイ２４を使用して第５図に示すように樹脂押し具を２
個に増やした。直線状スリット２５に近い樹脂押し具１
は実施例１に使用したものと同一のものでありシート状
樹脂へを上方から押すようにその取付は位置を第５図に
示すようにシート状樹脂Ａの上方へ設置したものである
。直線状スリット２５に遠い樹脂押し具２は炭素鋼５４
５Ｃを加工しシート状樹脂２と接触する面を表面粗さ２
５−５（ＪＩＳ　Ｂ　０６０１−１９５５）に仕上げシ
ート状樹脂と接触する部分を半径５１の半円状として各
樹脂押し具間の距離（Ｃ）を１０ｍｍとしてシート状樹
脂Ａを下方から押すようにその取付は位置を第５図に示
すようにシート状樹脂Ａの下方入設置した。各樹脂押し
治具の内部に設けた空洞３には実施例１と同様に１００
℃に温度調節した熱媒体油を循環せしめた。以上の装置
を用いてメルトインデックス２（ｇ／ｉｏ分）のポリプ
ロピレン１００重量部に対して発泡剤として炭酸水素ナ
トリウム１．５重量部および気泡核形成剤としてクエン
酸モノナトリウム０．１重量部の混合物を実施例１と同
様に押出し１発泡を開始せしめ次いでこのシート状樹脂
を引取装置２６により引取り冷却固化させた。次いで各
樹脂押し具を実施例１と同様にシート状樹脂Ａを押す方
向に移動させた。

樹脂押し具１の押し量〔直線状スリット２５の土壁と樹
脂押し具１の先端部の垂直距離（ｂ）〕をシート幅の中
央部で１ｍｍ、両端部で１　、５ｍｍになるように移動
させ、かつ樹脂押し具２の押し量〔直線状スリット２５
の下壁と樹脂押し具２の先端部の垂直距離（ｄ）〕をシ
ート状樹脂＾の全幅にわたり１．５）にしたところ実施
例１の樹脂押し具が１個の場合に最終的に記すことがで
きなかった炭酸水素ナトリウム１．５重量部の条件にお
いて発生したパ波釘ち″を消すことができた。

かくして得られた発泡シートは発泡倍率が４．０倍、厚
みが６　、５ｍｍであり゛′波波釘″の無い平面性の良
好なものであった。

実施例３ 実施例１に使用した押出機２０および直線状スリットダ
イ２４を使用して第６図に示すように樹脂押し具として
表面速度を調節することが可能な表面をクロムメッキ処
理した直径１０ｍｌ１１のロール５を直線状スリット２
５出口とロール５の中心の水平距離（ｅ）が６ｍ＋ａの
位置に設置した。以上の装置を用いてメルトインデック
ス？（ｇ／１０分）のポリプロピレン１００重量部に対
して発泡剤として炭酸水素ナトリウム１゜３重量部およ
び気泡核形成剤としてクエン酸モノナトリウム０．１重
量部の混合物を実施例１と同様に押出機に供給し溶融混
練したのち押出機先端に取付けたブレーカ−プレート２
３で測定した樹脂温度を１７２℃に制御しつつ直線状ス
リット２５からシート状に押出し発泡を・開始せしめ次
いでこのシート状樹脂Ａを引取装置２６の引取速度を０
．７ｍ／ｆｆ１ｉｎにして引取り冷却固化させた。次い
でロール５の表面速度をシートの進行方向と同方向に０
．７ｍ’／ｗｉｎとして押しボルト４によりシート状樹
脂Ａをシート状樹脂脱帽にわたり同一の押し量になるよ
うに直線状スリット２５の下壁とロール５の上端部の垂
直距離（ｆ）を１　、２ｍｍまで移動せしめた。次いで
ロール５の表面速度を０．７ｍ／ｍｉｎから順次低下せ
しめた。ロール５の表面速度が０．２ｍ／ｍｉｎまでは
“波打ち″が発生したがロール５の表面速度が０．２ｍ
／ｍｊｎ未満においては“波打ち″が消失した。

かくして得られた発泡シートは発泡倍率が３倍、厚みが
４１であり平面性の良好なものであった。

しかしロール５を静止させた状態においては溶融樹脂と
ロール５の表面との滑り性が悪く溶融樹脂がロール５と
直線状スリット２５の間に詰まりシート状樹脂を引取装
置により引取ることが困難であった。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来技術による発泡シー
トの製造装置の側面断面図である。 第３図は本発明の方法を実施する発泡シートの製造装置
の側面断面図。第４図は第３図の装置における押し具を
１個と装置の側面断面図、第５図は第３図の変形例を示
す側面断面図、第６図は樹脂押し具を回転速度を調節可
能なロールに形成したものの側面断面図である− １．２・・・樹脂押し具、３・・・熱媒体循環用内部空
洞、４・・・押しボルト、５・・・ロール、２０・・・
押出機、２１・・・ホッパー、２２・・・物理発泡剤注
入口、２３・・・ブレーカ−プレート、２４・・・直線
状スリットダイ、２５・・・・直線状スリット、２６・
・・シート引取装置を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性樹脂と発泡剤を溶融混練したのち直線状
   スリットダイより押出してシート状の発泡体を製造する
   方法において、直線状スリットダイとシート引取装置の
   間のシート状の樹脂板面を、その表面方向または／およ
   び裏面方向から１個以上の樹脂押し具により押圧して折
   曲しながら取り出すことを特徴とする熱可塑性樹脂発泡
   シートの製造方法。