WO2024048521A1

WO2024048521A1 - 発泡樹脂シート

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Publication number: WO2024048521A1
Application number: PCT/JP2023/030995
Authority: WO
Inventors: 敏晴後藤; 智史山本; 圭水谷
Original assignee: マクセル株式会社
Priority date: 2022-08-31
Filing date: 2023-08-28
Publication date: 2024-03-07

Abstract

真空成形又は圧空成形等の成形法において、成形後のトリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量を削減することができる発泡樹脂シートを提供する。発泡樹脂シート１は、押出シートである。発泡樹脂シート１は、押出方向に沿って延びる幅方向の一方の縁端部２と、一方の縁端部２の反対側で発泡樹脂シート１の押出方向に沿って延びる幅方向の他方の縁端部３と、一方の縁端部２と他方の縁端部３との間に位置付けられる中央部４とを含む。一方の縁端部２及び他方の縁端部３の少なくとも一部は、中央部４よりも低い見かけ密度を有する。縁端部２及び縁端部３は、真空成形時等に成形機に固定される掴み代になり、トリミングによって除去される。縁端部２及び縁端部３の見かけ密度が小さい、すなわち、樹脂量が少ないため、トリミングよって除去される樹脂材料の廃棄量を削減することができる。

Description

発泡樹脂シート

　本開示は、真空成形又は圧延成形等の成形材料となる発泡樹脂シートに関する。

　近年、真空成形又は圧空成形等の成形法を利用して発泡樹脂シートを成形した立体的な部品又は製品が普及している。

　特開２０１９－９８５６７号公報（特許文献１）は、表皮シートと発泡樹脂シートとが一体に成形されてなる構造体を開示している。構造体を構成する発泡樹脂シートは、その外周縁の少なくとも一部において、周縁に向かって発泡倍率が次第に小となるように成形されている。これにより、発泡樹脂シートの外周縁の少なくとも一部の剛性が向上し、表皮シートと発泡樹脂シートとが一体に成形された構造体のバリの除去を円滑に行えるようにしている。

　特許第５７４６５７１号公報（特許文献２）は、配向積層ポリエステルフィルムを開示している。配向積層ポリエステルフィルムは、次のように製造される。ポリエステル（Ａ）からなるフィルム層（Ａ）とポリエステル（Ｂ）からなるフィルム層（Ｂ）とを積層し、それらの積層方向及び製膜方向に直交する方向（幅方向）の両端部にポリエステル（Ｂ）からなるエッジ単層部を設けた未延伸シートを押し出し、少なくとも幅方向に延伸した後にエッジ単層部をトリミングする。このとき、積層フィルムの両端部を単一層にする際に各層に供される樹脂、およびそれらの固有粘度を規定することにより、単層部と中央部の境目に生じる厚み斑を抑制し、切断や厚薄の問題を回避でき、その結果、生産性を向上している。

　特開２００８－２４６９３６号公報（特許文献３）は、発泡成形体を開示している。発泡成形体は、発泡倍率の均一な広幅のシート状の発泡成形体を得るために、次のように製造される。少なくとも熱膨潤性マイクロカプセルを分散させた熱可塑性樹脂をサーキュラーダイを有する押出機より押し出し筒状熱可塑性樹脂を得たのち、筒状熱可塑性樹脂を平板状に広げると同時に１．５倍以上１０．０倍以下の発泡倍率で発泡させ、その後、冷却固化させている。

　特開２０２０－１８５７７３号公報（特許文献４）は、積層体を開示している。積層体は、繊維強化熱可塑性樹脂を含む（Ａ）層と、熱可塑性発泡樹脂を含む（Ｂ）層と、繊維強化熱可塑性樹脂を含む（Ｃ）層とをこの順に含む積層部分を含み、積層部分において、（Ｂ）層の見かけ密度が低い低密度部分と見かけ密度が高く、低密度部分に対して見かけ密度の割合が１．５以上である高密度部分とを含み、平面視において、積層部分の総面積を１００％としたときに、低密度部分の面積が５０～９０％であり、高密度部分の面積が１０～５０％である。これにより、軽量で形状自由度の高い積層体を提供している。

特開２０１９－９８５６７号公報特許第５７４６５７１号公報特開２００８－２４６９３６号公報特開２０２０－１８５７７３号公報

　通常、真空成形や圧空成形等の成形法においては、発泡樹脂シートの外周縁を成形機のクランプ等により掴んで固定し、上下方向から加熱する。そして、発泡樹脂シートを十分に加熱した後、真空成形では金型内部から真空吸引し、或いは、圧空成形では金型に沿うように発泡樹脂シートを配置して圧縮空気で加圧することにより所望の形状に成形する。その後、発泡樹脂シートを成形した成形品のうち余分な部分をトリミングすることによって、最終的な部品又は製品を製造することができる。このとき、上述のクランプ等によって固定された部分、すなわち、クランプ等によって掴まれた外周縁の掴み代は必ず除去される。本発明者らは、鋭意検討の結果、発泡樹脂シートのうち外周縁の掴み代に含まれる樹脂量を削減すれば、トリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量を削減できることを見出した。

　特許文献１の構造体を構成する発泡樹脂シートは、その外周縁の少なくとも一部において、周縁に向かって発泡倍率が次第に小となるように、すなわち、周縁に向かって樹脂の密度が高くなるように成形されている。そのため、発泡樹脂シートの外周縁の掴み代における樹脂量が増大し、かえってトリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量が増えてしまうという問題があった。

　特許文献２の配向積層ポリエステルフィルムは、両端部のエッジ単層部を備える。エッジ単層部はトリミングされる。しかしながら、配向積層ポリエステルフィルムは、エッジ単層部と中央部の境目に生じる厚み班を抑制して生産性を向上させるものである。したがって、特許文献２は、トリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量の削減について提案していない。

　特許文献３の発泡成形体は、発泡倍率の均一となるように成形される。したがって、特許文献３は、トリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量の削減について提案していない。

　特許文献４の積層体は、積層部分において、（Ｂ）層の見かけ密度が低い低密度部分と、低密度部分に対して見かけ密度の割合が１．５以上である高密度部分とを含んできる。しかしながら、特許文献４は、低密度部分の配置については開示しておらず、トリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量の削減について提案していない。

　本開示は、真空成形及び圧空成形等の成形法において、成形後のトリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量を削減することができる発泡樹脂シートを提供することを課題とする。

　上記課題を解決するために、本開示は次のような解決手段を講じた。すなわち、本開示に係る発泡樹脂シートは、押出シートからなる発泡樹脂シートであって、発泡樹脂シートの押出方向に沿って延びる幅方向の一方の縁端部と、一方の縁端部の反対側で発泡樹脂シートの押出方向に沿って延びる幅方向の他方の縁端部と、一方の縁端部と他方の縁端部との間に位置付けられる中央部とを含んでよい。一方の縁端部及び他方の縁端部の少なくとも一部は、中央部よりも低い見かけ密度を有してよい。

　本開示に係る発泡樹脂シートによれば、真空成形及び圧空成形等の成形法において、成形後のトリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量を削減することができる。

図１は、第１実施形態に係る発泡樹脂シートを示す斜視図である。図２は、図１に示す発泡樹脂シートの断面図である。図３は、図１に示す発泡樹脂シートを真空成形する様子を示す断面図である。図４は、図１に示す発泡樹脂シートを真空成形する様子を示す断面図である。図５は、第２実施形態に係る発泡樹脂シートを示す断面図である。図６は、第３実施形態に係る発泡樹脂シートを示す断面図である。図７は、変形例の発泡樹脂シートを示す断面図である。図８は、変形例の発泡樹脂シートを示す断面図である。図９は、変形例の発泡樹脂シートを示す断面図である。図１０は、真空成形に用いられる木型を示す斜視図である。

（構成１）
　本開示の実施形態に係る発泡樹脂シートは、押出シートからなる発泡樹脂シートであって、発泡樹脂シートの押出方向に沿って延びる幅方向の一方の縁端部と、一方の縁端部の反対側で発泡樹脂シートの押出方向に沿って延びる幅方向の他方の縁端部と、一方の縁端部と他方の縁端部との間に位置付けられる中央部とを含んでよい。一方の縁端部及び他方の縁端部の少なくとも一部は、中央部よりも低い見かけ密度を有してよい。

　一方の縁端部及び他方の縁端部は、真空成形時等に成形時に固定される掴み代となり、成形後にトリミングによって除去される。一方の縁端部及び他方の縁端部の少なくとも一部は、中央部よりも低い見かけ密度を有する。すなわち、一方の縁端部及び他方の縁端部の樹脂量は中央部よりも少ない。これにより、トリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量を削減することができる。

（構成２）
　構成１の発泡樹脂シートであって、一方の縁端部及び他方の縁端部の少なくとも一方は、幅方向に沿った密度分布において、中央部の見かけ密度よりも１５％～５０％低い見かけ密度を有してよい。これにより、トリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量を削減することができ、かつ、真空成形等時の成形性を確保することができる。

（構成３）
　構成１又は２の発泡樹脂シートであって、一方の縁端部及び他方の縁端部は各々、幅方向に３ｃｍ～１０ｃｍの長さを有してよい。これにより、発泡樹脂シートのサイズや種々の成形機に応じて、十分に樹脂材料の廃棄量を削減することができる。

（構成４）
　構成１～３のいずれかの発泡樹脂シートであって、発泡樹脂シートの幅方向全体を１００としたとき、幅方向の縁端から１０～２０の幅領域に含まれる気泡は、２０ｍｍ以下の長さを有してよい。これにより、発泡樹脂シートのより優れた真空成形性を確保することができる。

（構成５）
　構成１～４のいずれかの発泡樹脂シートであって、一方の縁端部及び他方の縁端部は、中央部の弾性率よりも１０～７０％低い弾性率を有してよい。これにより、発泡樹脂シートのより優れた真空成形性を確保することができる。

（構成６）
　構成１～５のいずれかの発泡樹脂シートであって、一方の縁端部及び他方の縁端部は、中央部の厚みよりも１０％以上小さい厚みを有してよい。これにより、成形後のトリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量をより削減することができる。

（構成７）
　他の実施形態に係る発泡樹脂シートは、押出シートからなる発泡樹脂シートであって、押出方向に沿って延びる幅方向の一方の縁端部と、一方の縁端部の反対側で発泡樹脂シートの押出方向に沿って延びる幅方向の他方の縁端部と、一方の縁端部と他方の縁端部との間に位置付けられる中央部とを含む。発泡樹脂シートの平面視において、前記一方の縁端部及び他方の縁端部の少なくとも一方の単位面積当たりの重量は、中央部の単位面積当たりの重量よりも小さい。これにより、成形後のトリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量をより削減することができる。

（構成８）
　他の実施形態に係る発泡樹脂シートは、発泡樹脂シートの外周縁に位置付けられる外周部と、外周部に囲まれた中央部とを含んでよい。外周部の少なくとも一部は、中央部の見かけ密度よりも低い見かけ密度を有してよい。これにより、トリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量を削減することができる。

（構成９）
　構成１～８のいずれかの発泡樹脂シートであって、発泡樹脂シートは、さらに、一方の主面及び他方の主面のいずれか一方にスキン層を有してよい。これにより、発泡樹脂シートの強度を向上させることができ、より真空成形性を向上させることができる。

（構成１０）
　構成１～９のいずれかの発泡樹脂シートであって、発泡樹脂シートは、エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックの少なくともいずれか一方から構成されてよい。

（構成１１）
　構成１～１０のいずれかの発泡樹脂シートであって、発泡樹脂シートは、ポリカーボネート樹脂から構成されてよい。

（構成１２）
　請求項１～１１のいずれかの発泡樹脂シートであって、発泡樹脂シートは、真空成形に用いられてよい。

（第１実施形態）
　以下、本開示の発泡樹脂シート１の第１実施形態について、図１～図４を用いて具体的に説明する。なお、図中同一及び相当する構成については同一の符号を付し、同じ説明を繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。

　発泡樹脂シート１は、押出成形法によって成形された押出シートである。図１に示すように、縁端部２、縁端部３及び中央部４を有する。発泡樹脂シート１は、熱可塑性樹脂、好ましくはポリカーボネート樹脂からなる。本開示の発泡樹脂シート１に用いられる樹脂は、汎用プラスチック、エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチック等の各種樹脂材料から種々選択することができる。ただし、耐熱性及び強度を向上させて利用範囲を広げるという観点からすれば、エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックを用いることが好ましい。本開示に用いることができるエンジニアリングプラスチックは、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ－ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ－ＰＥＴ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＰＥ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂を含む。また、スーパーエンジニアリングプラスチックは、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂を含む。なお、上述のエンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックの各種アロイ材料又は共重合体であってもよく、有機フィラー又は無機フィラーを含んでもよい。特に、賦形性、コスト性及び低温衝撃性の観点からすれば、ポリカーボネートを含むことが好ましく、また、強度、コスト性及び発泡性の観点からすれば、ポリフェニレンスルフィドを含むことが好ましい。

　縁端部２は、押出方向ＭＤに沿って延びる幅方向ＴＤの一方の端部である。すなわち、縁端部２は、幅方向ＴＤの一端側において押出方向ＭＤに沿って延びる領域である。ここで、押出方向ＭＤとは、押出成形時において発泡樹脂シート１が押し出される方向であり、通常は押し出された成形物（発泡樹脂シート１）の長手方向に相当し、押し出されるポリマーの分子や気泡の配向方向と一致する。例えば、発泡樹脂シート１に含まれる気泡は、押出方向ＭＤに沿って延伸した略楕円球形状を有する。縁端部２は、発泡樹脂シート１を真空成形又は圧空成形等をする際、成形機に発泡樹脂シート１を固定するための一方の掴み代となる。掴み代については、発泡樹脂シート１を所望の形状に真空成形する様子とともに、図３及び図４を用いて後述する。

　縁端部３は、縁端部２の反対側の幅方向の縁端に位置し、押出方向ＭＤに沿って延びる幅方向ＴＤの他方の端部である。すなわち、縁端部３は、幅方向ＴＤの他端側において押出方向ＭＤに沿って延びる領域である。縁端部３は、発泡樹脂シート１を真空成形又は圧空成形等をする際、成形機に発泡樹脂シート１を固定するための他方の掴み代となる。すなわち、発泡樹脂シート１は、成形機のクランプに掴み代を掴ませることによって成形機に固定される。なお、通常の真空成形及び圧延成形において、掴み代は、縁端部２及び縁端部３を含む発泡樹脂シート１の外周端部（四辺）である。

　中央部４は、縁端部２と縁端部３との間に位置付けられている。後述するように、中央部４の一部は、真空成形又は圧空成形時に金型により所望の形状に変形される。なお、図中の二点鎖線は、縁端部２及び中央部４の境界、並びに、縁端部３及び中央部４の境界を示す。また、本実施形態において、中央部４は、幅方向において、縁端部２と縁端部３との間に位置付けられる部分である。

　縁端部２及び縁端部３の少なくとも一部は、中央部４よりも低い見かけ密度を有する。すなわち、縁端部２及び縁端部３の一部の発泡倍率は、中央部４の発泡倍率よりも高い。これにより、真空成形等をした後にトリミングによって除去される掴み代（縁端部２又は縁端部３）の樹脂材料を削減することができ、その結果、樹脂材料の廃棄量を削減することができる。なお、発泡倍率は、発泡前の見かけ密度をρ１、発泡後の見かけ密度をρ２としたとき、発泡倍率は、（ρ１/ρ２）により算出できる。

　図２は、発泡樹脂シート１を幅方向ＴＤに沿うように厚み方向に切断した断面図である。縁端部２の見かけ密度は、中央部４の見かけ密度よりも１５％～５０％低い。或いは、縁端部３の見かけ密度は、中央部４の見かけ密度よりも１５～５０％低い。縁端部２又は縁端部３の見かけ密度が中央部４の見かけ密度よりも低すぎると、縁端部２又は縁端部３の強度が低下するため、真空成形時に掴み代としての縁端部２又は縁端部３が破損等したり、加熱時に撓みやすくなるおそれがあり、真空成形性が低下する。一方、縁端部２又は縁端部３の見かけ密度が中央部４の見かけ密度よりもそれほど低くない場合、真空成形後のトリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量を削減しにくくなる。そのため、樹脂材料の廃棄量を効果的に削減し、かつ、適切な真空成形性を確保するために、縁端部２又は縁端部３の見かけ密度は、中央部４の見かけ密度よりも１５％以上、好ましくは２０％以上、より好ましくは２５％以上低くするのがよく、５０％以下、好ましくは４５％以下、より好ましくは４０％以下低くするのがよい。

　縁端部２、縁端部３及び中央部４の各々の見かけ密度は、幅方向ＴＤの密度分布を測定することによって以下のように算出される。まず、特に図示はしないが、発泡樹脂シート１を幅方向ＴＤに平行な方向に切って、押出し方向と平行なＭＤ方向に１２ｃｍの長さを有するシート片を切り取る。シート片の幅方向ＴＤの長さは押出成形された発泡樹脂シート１の幅方向ＴＤの長さに依存する。次に、シート片の幅方向ＴＤの中央を基準として幅方向ＴＤの両端に向かって２ｃｍ間隔で切り取った複数の短冊を作成する。すなわち、複数の短冊は各々、押出方向ＭＤに１２ｃｍの長さ、及び、幅方向ＴＤに２ｃｍの長さを有する。このとき、複数の短冊には、幅方向ＴＤの両端において２ｃｍ未満の長さを有する短冊（幅方向ＴＤにおける両端の切れ端）を含む場合がある。このような２ｃｍ未満の長さを有する短冊は、以下の見かけ密度の算出には用いない。次に、各々の短冊の見かけ密度を以下の式により算出する。

　ρ＝ｗ／（ｄ×Ｌ１×Ｌ２）

　上記式において、ρは見かけ密度を示し、ｗは短冊の重量を示し、ｄは短冊の厚みを示し、Ｌ１は短冊の押出方向ＭＤの長さを示し、Ｌ２は短冊の幅方向ＴＤの長さを示す。なお、短冊の厚みｄは、以下のように求める。まず、平面視において、短冊の幅方向ＴＤの中央に沿って押出方向ＭＤに延びる中央線をひく。中央線の長さは、短冊の押出方向ＭＤの長さと同じ１２ｃｍである。次に、中央線上において両端を除く２ｃｍ間隔のポイント、すなわち、５つのポイントで短冊の厚みを測定する。この５つのポイントの厚みの平均値を短冊の厚みｄとする。縁端部２の見かけ密度は、縁端部２に含まれる短冊の見かけ密度の平均値により算出できる。縁端部３の見かけ密度は、縁端部３に含まれる短冊の見かけ密度の平均値により算出できる。中央部４の見かけ密度は、中央部４に含まれる短冊の見かけ密度の平均値により算出できる。なお、縁端部２と中央部４との境界を含む短冊、及び、縁端部３と中央部４の境界を含む短冊は、上述した見かけ密度の算出には用いない。

　ここで、真空成形法について図３及び図４を用いて簡単に説明する。図３に示すように、真空成形機１００を準備する。真空成形機１００は、発泡樹脂シート１を固定するためのクランプ１０１と、発泡樹脂シート１を加熱して可塑化するためのヒータ１０２と、図４に示す金型１０３を有する。クランプ１０１は、発泡樹脂シート１の縁端部２及び縁端部３を掴む。すなわち、発泡樹脂シート１において、矢印Ａで示された幅が掴み代となる。これにより、発泡樹脂シート１は、クランプ１０１に固定される。次に、発泡樹脂シート１の上下方向から、発泡樹脂シート１（特に中央部４）をヒータ１０２により加熱する。図４に示すように、発泡樹脂シート１がドローダウンを開始してから、金型１０３を発泡樹脂シート１に下方に移動させ、金型１０３の内部から真空吸引することにより、発泡樹脂シート１を所望の形状に成形する。変形した発泡樹脂シート１を冷却固化し、金型１０３から離型する。最後に、変形した発泡樹脂シート１のうち、縁端部２及び縁端部３を含む余計な部分がトリミングされる。このようにして、発泡樹脂シート１を材料として部品又は完成品を製造することができる。

　発泡樹脂シート１の平面視におけるサイズや種々ある成形機により、掴み代の幅Ａは変わる。そのため、図１に示す幅方向ＴＤにおける縁端部２又は縁端部３の長さ、或いは、図２の断面に示す中央部４より見かけ密度が低い縁端部２又は縁端部３の長さは、３ｃｍ～１０ｃｍとするのがよい。これにより、発泡樹脂シート１のサイズや種々の成形機に応じて、十分に樹脂材料の廃棄量を削減することができる。

　また、真空成形や圧空成形等の成形法において、発泡樹脂シート１の掴み代の内端近傍すなわち、縁端部２及び中央部４の境界近傍、並びに、縁端部３及び中央部４の境界近傍は、成形時に変形する中央部４に応じて屈曲する。そのため、これらの掴み代の内端近傍、例えば、発泡樹脂シート１の幅方向ＴＤ全体を１００としたとき、幅方向ＴＤの各々の縁端から１０～２０の幅領域Ｗ（図１を参照。）には、所定の強度が要求される。一方、押出シートである発泡樹脂シート１に含まれる気泡は、押出成形時に押出方向に延びやすくなる。すなわち、気泡は、押出方向に沿う長軸を有する楕円球形状になり易い（図示せず。）。押出方向に延びる楕円球形状の気泡が掴み代の内端近傍に存在すると、真空成形時に掴み代の内端近傍において応力が集中し、発泡樹脂シート１が破損又は座屈が生じ易くなる。すなわち、発泡樹脂シート１の真空成形性が低下する。そのため、幅領域Ｗに含まれる気泡の長さは、２０ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以下、より好ましくは１２ｍｍ以下とするのがよい。これにより、発泡樹脂シート１の真空成形性を十分に確保することができる。一方で、楕円球形状の気泡を含むと、真空成形等後にトリミングする際に加工が容易になる。そのため、幅領域Ｗに含まれる気泡の長さは、０．１ｍｍ以上、好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．４ｍｍ以上とするのがよい。なお、ここで、気泡の長さとは、延伸された気泡を形成する輪郭の最も離れた頂点同士をつなぐ線分の距離をいう。気泡は、発泡樹脂シート１の機械特性から考慮すると、亀裂と同等の影響を発泡樹脂シート１に与えると考えられる。発泡樹脂シート１は、例えばグリフィス理論によると、引張において亀裂の長さの１／２の値の二乗に比例して弾性歪エネルギーを蓄積し、破壊し易くなる。発泡樹脂シート１の曲げ試験において、曲げＲの外周面側は引張になるため、グリフィス理論と同様の考え方が可能と考えられる。そのため、発泡樹脂シート１に含まれる気泡の長さが長いほど、発泡樹脂シート１は破壊し易くなる。

　縁端部２及び縁端部３は、中央部４の弾性率よりも１０～７０％低い弾性率を有する。なお、縁端部２及び縁端部３のいずれか一方の弾性率が中央部４の弾性率よりも１０～７０％低くてもよい。これにより、真空成形性を確保することができる。縁端部又は縁端部３（掴み代）の弾性率が中央部４の弾性率よりも低すぎると、掴み代が撓み易くなるためにクランプによる発泡樹脂シート１の固定が困難になる。一方で、縁端部又は縁端部３（掴み代）の弾性率が中央部４の弾性率よりもそれほど低くない場合、真空成形等の成形時における中央部４の変形に耐え切れず破損するおそれがある。そのため、縁端部２又は縁端部３の弾性率は、中央部４の弾性率よりも１０％以上、好ましくは２０％以上、より好ましくは３０％以上低くするのがよく、７０％以下、好ましくは６０％以下、より好ましくは５０％以下低くするのがよい。

　ここで、発泡樹脂シート１の製造方法の一例について説明する。まず、押出成形機を準備する。押出成形機にはコートハンガーダイス（以下、ダイスという。）が取り付けられている。押出成形機に樹脂材料を投入し、溶融させながら発泡剤を注入して攪拌する。その後、発泡剤が分散された溶融樹脂をダイスから吐出する。このとき、マニホールドの形状、コートハンガーダイスの幅方向での温度分布及びチョークバーによって、縁端部２、縁端部３及び中央部４の見かけ密度を調整する。より具体的には、ダイスの温度を下げると、発泡樹脂シート１の発泡倍率が小さくなって見かけ密度が高くなる。一方、チョークバーにより吐出量を少なくすると、ダイスの吐出口側での圧力が下がって発泡樹脂シート１の見かけ密度が低くなる。また、発泡樹脂シート１の厚みは、リップの開度で決まる。このように、溶融樹脂の吐出量や発泡倍率により見かけ密度が決まり、また、おおよそのリップの開度で厚みが決まる。このようにして、縁端部２、縁端部３及び中央部の発泡倍率（見かけ密度）及び厚みを適宜調整することにより、本開示の発泡樹脂シート１を製造することができる。なお、ダイスから吐出された発泡樹脂シート１は冷却固化されたのち所望の長さに切断される。

（第２実施形態）
　次に、第２実施形態の発泡樹脂シート１について、図５を用いて説明する。ここでは、第１実施形態の発泡樹脂シート１と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。図５に示すように、本実施形態の発泡樹脂シート１は、縁端部２及び縁端部３の厚みが中央部４の厚みよりも小さい。なお、縁端部２及び縁端部３のいずれか一方の厚みが中央部４の厚みより小さくてもよい。縁端部２及び縁端部３のいずれか一方の厚みは、中央部４の厚みよりも１０％以上小さい。これにより、トリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量を削減することができる。ただし、縁端部２又は縁端部３の厚みが小さすぎると、真空成形時に掴み代内端近傍が破損したり撓んだりし易くなる。このような観点から、廃棄量の削減をも考慮すれば、縁端部２又は縁端部３の厚みは、中央部４の厚みよりも１０％以上、好ましくは１３％以上小さくするのがよく、３０％以下、好ましくは２０％以下、より好ましくは１５％以下小さくするのがよい。

（第３実施形態）
　次に、第３実施形態の発泡樹脂シート１について、図１を参照しながら具体的に説明する。発泡樹脂シート１の平面視において、すなわち、発泡樹脂シート１の上方から発泡樹脂シート１の主面を視て、縁端部２及び縁端部３の少なくとも一方は、中央部４の単位面積当たりの重量よりも小さい単位面積当たりの重量を有する。言い換えれば、縁端部２及び縁端部３の少なくとも一方の単位面積当たりの重量は、中央部４の単位面積当たりの重量よりも小さい。これにより、トリミングによって生じる樹脂材料の廃棄量を削減することができる。なお、第３実施形態の発泡樹脂シート１は、縁端部２及び縁端部３の少なくとも一部が中央部４よりも低い見かけ密度を有する発泡樹脂シート１を含むことができ、また、縁端部２、縁端部３及び中央部４の見かけ密度が同じで、かつ、縁端部２及び縁端部３の少なくとも一方が中央部４よりも小さい厚みを有する発泡樹脂シート１を含むことができる。

　縁端部２、縁端部３及び中央部４の単位面積当たりの重量は、以下の通り算出することができる。まず、上述の見かけ密度を算出する場合と同様に、複数の短冊を作成する。各々の短冊について、平面視における面積Ｓと短冊の重量Ｗとに基づき、単位面積当たりの重量（Ｗ／Ｓ）を算出する。縁端部２の単位面積当たりの重量は、縁端部２に含まれる短冊の単位面積当たりの重量の平均値により算出できる。縁端部３の単位面積当たりの重量は、縁端部３に含まれる短冊の単位面積当たりの重量の平均値により算出できる。中央部４の単位面積当たりの重量は、中央部４に含まれる短冊の単位面積当たりの重量の平均値により算出できる。なお、上述の見かけ密度を算出する場合と同様に、複数の短冊には、幅方向ＴＤの両端において２ｃｍ未満の長さを有する短冊（幅方向ＴＤにおける両端の切れ端）を含む場合がある。このような２ｃｍ未満の長さを有する短冊は、単位面積当たりの重量の算出には用いない。また、縁端部２と中央部４との境界を含む短冊、及び、縁端部３と中央部４の境界を含む短冊も、単位面積当たりの重量の算出には用いない。

（第４実施形態）
　次に、第４実施形態の発泡樹脂シート１について、図６を用いて説明する。ここでは、第１実施形態の発泡樹脂シート１と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

　図６に示すように、発泡樹脂シート１は、その主面にスキン層５をさらに有する。スキン層５は、発泡樹脂シート１の一方の主面及び他方の主面の少なくともいずれか一方に形成されている。スキン層５は、非発泡樹脂からなる。すなわち、スキン層５は、発泡成形されていない。スキン層５は、共押出成形法により、第１実施形態の発泡樹脂シート１と一体的に積層されてよい。或いは、シート状に別途成形したスキン層５を、発泡樹脂シート１の主面に接着するように形成してもよい。スキン層５は、発泡樹脂シート１と良好に接着できる熱可塑性樹脂を用いればよい。より具体的に、スキン層５の樹脂材料は、第１実施形態の発泡樹脂シート１と同じ樹脂材料であることが特に好ましい。また、スキン層５は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、タルク及びマイカ等の無機フィラーを含んでもよい。これにより、発泡樹脂シート１の強度を向上させることができ、より真空成形性を向上させることができる。

（変形例１）
　図７に示すように、発泡樹脂シート１は、中央部４の主面にスキン層５を設けてもよい。このとき、縁端部２及び縁端部３にはスキン層５が形成されていない。変形例１の発泡樹脂シート１において、中央部４とスキン層５とを合わせた厚みと、縁端部２又は縁端部３の厚みとは略同じである。

（変形例２）
　図８に示すように、発泡樹脂シート１は、中央部４の主面にのみスキン層５を設けてもよい。変形例２の発泡樹脂シート１において、中央部４とスキン層５とを合わせた厚みは、縁端部２又は縁端部３の厚みよりも大きい。また、中央部４、縁端部２及び縁端部３の各々の厚みは略同じである。

（変形例３）
　図９に示すように、中央部４の厚みよりも縁端部２又は縁端部３の厚みが小さい第２実施形態の発泡樹脂シート１において、中央部４の主面にのみスキン層５を設けてもよい。

（変形例４）
　図示はしないが、発泡樹脂シート１は、外周縁に位置付けられる外周部と外周部に囲まれた中央部とを含んでもよい。外周部の少なくとも一部は、中央部の見かけ密度よりも低い見かけ密度を有してもよい。外周部は、上述の縁端部２及び縁端部３と同様に、その一部において中央部よりも見かけ密度が低い。そのため、外周部は、真空成形時の掴み代とすることができる。そのため、外周部と上述の縁端部２とは略同様であり、外周部の詳しい説明は省略する。

　以上、実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

　なお、発泡樹脂シート１により作製された製品及び部品等は、樹脂使用量を削減することができる。その結果、本開示に係る発泡樹脂シート１は、資源利用効率の向上、エネルギー使用量の削減及びＣＯ２排出量の削減に寄与することができる。発泡樹脂シート１を社会へ提供することにより、国際連合が制定する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の１７の目標のうち、目標７（エネルギーをみんなにそしてクリーンに）、目標９（産業と技術革新の基盤をつくろう）及び目標１１（住み続けられるまちづくりを）の達成に貢献することができる。

　以下の条件において、実施例１～７及び比較例１の発泡樹脂シートを作製し、各々の廃棄量及び真空成形性を評価した。

　各々の発泡樹脂シートは、押出成形機において、帝人社製ポリカーボネート（パンライトＬ１２２５Ｙ）を２２０℃の押出温度で押し出すことにより、幅方向の長さが１．３ｍとなるように作製した。このとき、上述の製造方法に沿って、各々の発泡樹脂シートの見かけ密度等を調整した。

　なお、下記表１の「両端弾性率低下率」は、中央部の弾性率に対する縁端部の密度の低さの度合いを百分率で示し、小数点第一位の値を四捨五入した値である。なお、「両端密度低下率」は、中央部の見かけ密度に対する縁端部の見かけ密度の低さの度合いを百分率で示し、小数点第一位の値を四捨五入した値である。「両端気泡長さ」は、発泡樹脂シートの幅方向全体を１００としたときに幅方向の各々の縁端から１０～２０の幅領域に含まれる気泡の長さである。「両端部厚み」は、中央部の厚さに対する縁端部の厚さの減少の度合いを百分率で示し、小数点第一位の値を四捨五入した値である。「両端部の幅」は、中央部の見かけ密度に対して２０％以上見かけ密度が低い縁端部における部分の幅である。なお、表１の「両端密度低下率」、「両端弾性率低下率」、「両端部幅」及び「両端部厚み」における「両端」とは、一方の縁端部と他方の縁端部における平均値であり、例えば、「両端密度低下率」とは、中央部に対する一方の縁端部の密度の低さの度合いと中央部に対する他方の縁端部の密度の低さの度合いとの平均値である。

　「廃棄量」は、以下の式により廃棄物削減指標を定義して評価した。

　廃棄物削減指標＝（１－（１－Ａ／１００）×（１－Ｃ／１００））×１００×Ｂ

　上述の式において、Ａは表１の両端密度低下率（％）の値を示し、Ｂは表１の両端部幅の値（ｃｍ）を示し、Ｃは表１の両端部厚み（％）の値を示す。このようにして算出された廃棄物削減指標の値が大きいほど廃棄量の削減効果が大きいと判断した。

　「真空成形性」は、以下のように評価した。まず、図１０に示すように、木型１０４を用意した。木型１０４は、四角錐台形状を有する雄型である。木型１０４の底面は正方形であり、一辺の長さＬは１５０ｍｍである。また、木型１０４の高さｈは５０ｍｍであり、側面の傾斜角θは７°である。この木型１０４を８０℃で加熱し続け、また、各々の発泡樹脂シートの表面温度が２００℃となるように各々の発泡樹脂シートの上下から赤外線ヒータにより加熱した。各々の発泡樹脂シートがドローダウンを開始してから１０秒後に、発泡樹脂シートに対して木型１０４を被着し、真空吸引により賦形した。このとき、掴み代と木型１０４との間で各々の発泡樹脂シートが大きく変形したりちぎれたりせず、真空成形できた場合、すなわち、発泡樹脂シートの中央部に従って発泡樹脂シートがドリップし、この状態で木型１０４を押し当てて成形できたものを「Ａ」と評価した。また、掴み代と木型１０４の間で発泡樹脂シートが変形するものの、プラグアシストを用いれば真空成形ができた場合を「Ｂ」と判断した。一方、真空成形時のグリップ部分（両方の縁端部のいずれか一方）が加熱により変形又は破れるなどして、発泡樹脂シートを立体的に成形できなかった場合を「Ｃ」と評価した。

　実施例１～７の発泡樹脂シートは、比較例１の発泡樹脂シートに比べて縁端部の見かけ密度低下率が大きく、すなわち、中央部に対する縁端部の見かけ密度が小さいため、廃棄量を大きく削減することができた。

　一方で、実施例１～７の発泡樹脂シートを比較すると、両端密度低下率が６０％になると真空成形性の評価が「Ｂ」となり（実施例５）、さらに両端密度低下率が８０％になると真空成形性の評価が「Ｃ」となった（実施例４）。すなわち、両端密度低下率を５０％以下とすれば、実施例６を除いて評価「Ａ」の優れた真空成形性を得ることができた。また、実施例１～７のうち真空成形性の評価が「Ａ」である実施例１、２、３及び７を比較すると、両端密度低下率が１０％のときは廃棄量の削減効果がやや小さくなる。したがって、両端密度低下率を１５～５０％としたとき、廃棄量を比較的大きく削減でき、かつ、優れた真空成形性を確保することができた。

　実施例１～７の「両端気泡長さ」について確認した。両端気泡長さを２０ｍｍとしたとき、実施例５のようにプラグアシストを用いれば真空成形可能である場合と、実施例４又は６のように真空成形性が劣る場合とがあった。すなわち、両端気泡長さが２０ｍｍを超えると真空成成形が劣る結果となった。このように、両端気泡長さを２０ｍｍ以下とすれば、廃棄量の削減効果とともに、真空成形性を確保することができた。特に、両端気泡長さが１２ｍｍ以下であれば優れた真空成形性を確保することができた。

　実施例１～７の「両端部幅」について確認した。両端部幅を５ｍｍとしたとき、実施例６を除いて真空成形性の評価は「Ａ」であり、両端部幅を１４ｍｍとしたとき、真空成形性の評価は「Ｂ」となった。このように、両端部幅は、３～１０ｍｍ程度において、廃棄量の削減及び優れた真空成形性を確保することができた。

　実施例１～７の「両端弾性率低下率」について確認した。両端弾性率低下率が１０％～７０％としたとき、廃棄量の削減及び真空成形性を確保することができた。特に、両端弾性率低下率を５０％以下としたとき、より優れた真空成形性を確保することができた。

　実施例１～７の「両端部厚み」について確認した。実施例１～６と実施例７とを比較すると、「両端部厚み」が１０％以上であれば廃棄量を比較的大きく削減できた。一方で、「両端部厚み」の条件のみが異なる実施例１と実施例７とを比較すると、「両端部厚み」が３０％になると、真空成形性の評価が「Ｂ」となった。また、「両端部厚み」が３０％である実施例４では、真空成形性の評価が「Ｂ」となった。このように、「両端部厚み」を１０％以上とすれば、廃棄量の削減でき、さらに、３０％以下とすれば真空成形性を確保することができた。

　１　発泡樹脂シート、２　縁端部、３　縁端部、４　中央部、５　スキン層

Claims

　押出シートからなる発泡樹脂シートであって、
　前記発泡樹脂シートの押出方向に沿って延びる幅方向の一方の縁端部と、
　前記一方の縁端部の反対側で前記発泡樹脂シートの押出方向に沿って延びる幅方向の他方の縁端部と、
　前記一方の縁端部と他方の縁端部との間に位置付けられる中央部とを含み、
　前記一方の縁端部及び他方の縁端部の少なくとも一部は、前記中央部の見かけ密度よりも低い見かけ密度を有する、発泡樹脂シート。
　請求項１に記載の発泡樹脂シートであって、
　幅方向に平行な方向の密度分布において、前記一方の縁端部及び他方の縁端部の少なくとも一方は、前記中央部の見かけ密度よりも１５％～５０％低い見かけ密度を有する、発泡樹脂シート。
　請求項１に記載の発泡樹脂シートであって、
　前記一方の縁端部及び他方の縁端部は各々、幅方向に３ｃｍ～１０ｃｍの長さを有する、発泡樹脂シート。
　請求項１に記載の発泡樹脂シートであって、
　前記発泡樹脂シートの幅方向全体を１００としたとき、幅方向の縁端から１０～２０の幅領域に含まれる気泡は、２０ｍｍ以下の長さを有する、発泡樹脂シート。
　請求項１に記載の発泡樹脂シートであって、
　前記一方の縁端部及び他方の縁端部は、前記中央部の弾性率よりも１０～７０％低い弾性率を有する、発泡樹脂シート。
　請求項１に記載の発泡樹脂シートであって、
　前記一方の縁端部及び他方の縁端部は、前記中央部の厚みよりも１０％以上小さい厚みを有する、発泡樹脂シート。
　押出シートからなる発泡樹脂シートであって、
　前記発泡樹脂シートの押出方向に沿って延びる幅方向の一方の縁端部と、
　前記一方の縁端部の反対側で前記発泡樹脂シートの押出方向に沿って延びる幅方向の他方の縁端部と、
　前記一方の縁端部と他方の縁端部との間に位置付けられる中央部とを含み、
　前記発泡樹脂シートの平面視において、前記一方の縁端部及び他方の縁端部の少なくとも一方の単位面積当たりの重量は、前記中央部の単位面積当たりの重量よりも小さい、発泡樹脂シート。
　発泡樹脂シートであって、
　前記発泡樹脂シートの外周縁に位置付けられる外周部と、
　前記外周部に囲まれた中央部とを含み、
　前記外周部の少なくとも一部は、前記中央部の見かけ密度よりも低い見かけ密度を有する、発泡樹脂シート。
　請求項１～８のいずれか１項に記載の発泡樹脂シートであって、
　前記発泡樹脂シートは、さらに、一方の主面及び他方の主面のいずれか一方にスキン層を有する、発泡樹脂シート。
　請求項１に記載の発泡樹脂シートであって、
　前記発泡樹脂シートは、エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックの少なくともいずれか一方からなる、発泡樹脂シート。
　請求項１に記載の発泡樹脂シートであって、
　前記発泡樹脂シートは、ポリカーボネート樹脂からなる、発泡樹脂シート。
　請求項１に記載の発泡樹脂シートであって、
　前記発泡樹脂シートは、真空成形に用いられる、発泡樹脂シート。