JPH08142156A

JPH08142156A - 発泡樹脂シート製造用フラットシートダイ及びそれを用いた発泡樹脂シートの製造装置

Info

Publication number: JPH08142156A
Application number: JP6283591A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kamiebisu; 孝上夷; Fusaaki Katou; 房彰加藤; Toshiaki Suzuki; 利明鈴木; Kenji Miyasaka; 健司宮坂
Original assignee: Tonen Sekiyu Kagaku KK; Tonen Chemical Corp
Current assignee: Tonen Chemical Corp
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 1996-06-04

Abstract

(57)【要約】【目的】表面が平滑で、しわがない、発泡熱可塑性樹
脂シートを製造し得るフラットシートダイ及びそれを用
いた該樹脂シートの製造装置を提供すること。【構成】発泡熱可塑性樹脂シートを製造するダイにお
いて、リップ開口部の開き角度及び開口始点からリップ
先端迄の距離をそれぞれ５〜３０°及び２〜４０ｍｍと
したフラットシートダイ並びに該シートダイの先端から
冷却ロールの中心線迄の距離が５〜５０ｍｍとなるよう
にして上下一対の冷却ロールを該シートダイに近接して
設けた発泡樹脂シートの製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面が平滑で、しわが
ない発泡樹脂シート製造用フラットシートダイ及びそれ
を用いた発泡樹脂シートの製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発泡押出により発泡樹脂シートを成形す
る方法は、樹脂と発泡剤の溶融混合物を成形金型内から
低圧下に押出した際に、溶融混合物中の発泡剤の膨張を
利用する成形方法である。

【０００３】この成形方法では、押出された樹脂は全方
向に膨張するため、限られた幅を有するシートダイでは
その幅方向の膨張を吸収できず、当然縦じわを来す事と
なる。そのため、一般の発泡シートの製造には、サーキ
ュラーダイが用いられる。しかし、サーキュラーダイで
は、（１）厚み精度の厳密な調整が困難、（２）円筒状
パリソンを板状に切り開く為、円形への復元性を有して
いる、（３）エンボス、艶出し等の表面加工は困難にな
る等の問題を有しており、発泡シートの用途面での制約
を受ける。

【０００４】一方、フラットシートダイによる成形方法
も行われており、サーキュラーダイによる成形方法にお
ける前記の弊害は大きく改善されているが、発泡に伴う
体積膨張という特殊性から、極低発泡の場合を除き、フ
ラットシートダイの利用は制限されていた。もっとも、
フラットダイに連接された成形ダイを通す方法（特公
昭５１−４６５３８号公報）、扇形ダイを用いる方法
（特公昭４８−２０７８６号公報）、平き角度を有す
るリップ開口部を備えたフラットダイをダイを用い、そ
のリップ開口部の先端を一対の成形ロール、又は一対の
成形ベルトコンベアーによる引取装置に近接させて成形
を行う方法（特公昭４７−３２５８５号公報）、リッ
プが突出したダイスに一対の成形ロールを近接させて実
質的に発泡が行われる前にシート表面を冷却して表面規
制を行い、厚さ方向の発泡を促す方法（特開昭６３−２
８８７３１号公報）等の試みがなされている。

【０００５】しかし、上記の方法においても、各々以下
の問題を有しており、最善な成形方法とは言えない。
樹脂と成形プレートの摩擦力が大きく、成形が困難であ
る、冷却装置迄の距離が幅方向で異なり、均質なシー
ト得難い、開口部形状が大き過ぎる為、熱可塑性樹
脂、特に結晶性を有するポリプロピレン樹脂やポリエチ
レン樹脂の溶融時の粘度では開口部内でセルを保持でき
ない、実質的に冷却ロール通過後に発泡させる方法で
あり、縦じわを抑えるには十分な表面冷却が必要であ
る。しかし、比較的径の小さい冷却ロールの能力に依存
しているため、その加飾性、平板性、縦じわ防止能力は
必ずしも十分でなく、生産性が低いという問題が残され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける上記の種々の問題を解消し、表面が平滑で、しわ
がなく、特に、光沢やシボ付け等の表面加飾性に優れる
発泡樹脂シートを、効率よく製造し得る簡易な構造のフ
ラットシートダイ及びそれを用いた発泡樹脂シートを製
造する装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、フラット
シートダイに備えられるリップの構造につき、鋭意検討
を行った結果、リップの開口部の開き角度及び該開き始
点から先端迄の距離をそれぞれ特定の範囲とした形状の
リップを備えたフラットシートダイ並びにそのフラット
シートダイから特定の距離に冷却ロールを設置した装置
が、本発明の目的が達成し得ることを見出して本発明を
完成した。

【０００８】すなわち、本発明は、（１）発泡剤を含む
熱可塑性樹脂を加熱溶融して発泡樹脂シートを押出成形
するためのフラットシートダイにおいて、リップ開口部
の開き角度が５〜３０°の範囲であり、その開口始点か
らその先端迄の距離が２〜４０ｍｍの範囲である形状の
リップを備えたことを特徴とする発泡樹脂シート製造用
フラットシートダイ及び（２）上記フラットシートダイ
及び該ダイの先端から熱可塑性樹脂の押出し方向に上下
一対からなる冷却ロールを少なくとも一対備えた発泡樹
脂シートの製造装置であり、該装置は該ダイに最も近接
して設けられる該冷却ロールを、該ダイの先端から該冷
却ロールの中心線迄の距離が５〜５０ｍｍの範囲に位置
するように設置されたことを特徴とする発泡樹脂シート
の製造装置を要旨とする。

【０００９】以下本発明を図面にて詳細に説明する。

【００１０】図１は、本発明のフラットシートダイの樹
脂出口部の縦断面図、図２は、図１の部分拡大図であ
る。又、図３は、本発明の製造装置の要部縦断面図、図
４は、図３の部分拡大図である。

【００１１】ダイ１に備えられるリップ２は、その開口
部の開き角度θが５〜３０°、好ましくは１０〜２０°
であり、その開口始点３からその先端４迄の距離Ｌが２
〜４０ｍｍ、好ましくは２〜３０ｍｍである形状、特に
好ましくは開き角度θが１０〜２０°であり、距離Ｌが
２〜３０ｍｍである形状を採ることを特徴とする。

【００１２】θが５°未満では、通常のフラットシート
ダイとの差が小さくて、本発明が本来有する効果が発揮
されなく、３０°を超えると、樹脂の圧力降下が急激と
なり、開口部壁面付近おいて、発泡セルを内包した樹脂
の流動が安定せずに、セルが破れる。

【００１３】又、Ｌが２ｍｍ未満では、開口部内でのセ
ルの成長が不十分であり、本発明の効果が発揮されな
く、４０ｍｍを超えると、発泡セルを含有した樹脂が開
口部壁面より受けるストレスが大きくなり、セルの破れ
に至る。

【００１４】なお、樹脂通路の間隙Ｈは特に規定されな
いが、通常０．２〜２．０ｍｍである。又、開口部内面
は放物線、半円等の二次曲線とすることも可能である。

【００１５】さらに、本発明の発泡樹脂シートの製造装
置には、発泡シートの表面をより平滑にするために、図
３に示すように、フラットダイから押出し発泡されたシ
ートを冷却するために、上下一対の冷却ロールが少なく
とも一対設けられている。

【００１６】本発明の発泡樹脂シートの製造装置による
発泡シートの製造では、実質的にダイ内部で発泡セルの
形成が行われているが、大気へ開放後にも若干の体積膨
張が起きている。この吐出後の若干の体積膨張を抑える
ために、ダイ１の先端４から樹脂の押出し方向に、上下
一対の冷却ロール（６，７：８，９：１０，１１）が設
けられている。この上下一対の冷却ロールは少なくとも
一対設けられることが必須であるが、この際、ダイ１に
最も近接して設置される一対の冷却ロール６，７はその
設置位置が重要であり、図４に示すように、ダイ１の先
端４から上下の各冷却ロール６，７の中心線迄の距離Ｄ
が５〜５０ｍｍ、好ましくは１５〜３０ｍｍとなるよう
にする。この距離Ｄが５ｍｍ未満では、ダイスのリップ
形状を極端に突出させた形状にするかもしくは冷却ロー
ルの径を極端に小さくする必要があり、冷却ロールの機
能に問題があり好ましくない。一方、距離Ｄが５０ｍｍ
を超えると吐出後、若干の体積膨張が起こり、その膨張
は無視できなくなる。特に、発泡倍率が５倍を超えるよ
うな発泡シートにおいては、縦じわの原因となり易いた
めに好ましくない。

【００１７】又、本発明の装置においては、図３に示す
ように上下一対の冷却ロールを複数対（６，７：８，
９：１０，１１：……）設けることが望ましい。それら
各対の間隔は２００〜７００ｍｍの範囲から適宣選ばれ
る。

【００１８】本発明のフラットシートダイ及び装置を用
いて、発泡樹脂シートを製造する際に用いられる熱可塑
性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン
系樹脂、ポリブテン−１系樹脂等のポリオレフィン系樹
脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエ
ン−スチレン（ＡＢＳ）系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、
ポリメチルメタクリレート系樹脂等が挙げられるが、ポ
リオレフィン系樹脂、特にポリエチレン系樹脂、ポリプ
ロピレン系樹脂及びそれらの混合物が、より優れた発泡
効果が発揮され、望ましい。それらポリエチレン系樹脂
やポリプロピレン系樹脂には、エチレンやプロピレンの
単独重合体の他に、他のオレフィンとの共重合体も当然
に含まれる。

【００１９】又、発泡剤としては、プロパン、ブタン、
ペンタン等の低級脂肪族炭化水素及びモノクロロジフル
オロメタン、トリクロロジフルオロメタン等ハロゲン化
炭化水素からなる揮発型発泡剤、窒素、炭酸ガス、酸
素、空気等のガス状発泡剤、重炭酸ソーダ、重炭酸アン
モニウム、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トル
エンスルホニルヒドラジド、アゾジカルボンアミド、
ｐ，ｐ′−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドな
どからなる熱分解型発泡剤等が用いられる。これらの中
でも、特に熱分解型発泡剤が望ましい。

【００２０】これら発泡剤の使用量は、熱可塑性樹脂１
００重量部当り、通常０．１〜３０重量部である。又、
この発泡剤と熱可塑性樹脂との混合方法としては、熱分
解型発泡剤の場合は、該樹脂と直接混合して押出機に供
給することができ、揮発型発泡剤やガス状発泡剤の場合
は、例えばベント式押出機等のスクリュー中間部からこ
れらを溶融した該樹脂中に圧入することにより行われ
る。

【００２１】押出機中で発泡剤と溶融混練された熱可塑
性樹脂は、本発明のフラットシートダイから発泡吐出さ
れた後、特定位置に設置された冷却ロールを通過する
か、通過しなくて、発泡樹脂シートとなる。

【００２２】押出機は、一般的な単軸押出機を用いるこ
とができ、その際の樹脂の成形温度は１６０〜２００℃
で行われる。この範囲の樹脂温度であれば、吐出量の影
響を受けることはない。又、押出機と本発明のフラット
シートダイの間にギアポンプを装着すれば、吐出量を増
大することができる。

【００２３】本発明の装置によれば、発泡倍率を３倍以
上という高倍率としても、表面が平滑で、かつ内部構造
が均一の発泡樹脂シートを何ら問題なく製造することが
できる。

【００２４】

【作用】本発明におけるリップの開き角度を有するリッ
プ開口部に到達した熱可塑性樹脂は、開口始点から先端
部に至る段階での比較的緩慢な圧力降下の条件下で、発
泡セルが形成される。その結果、大気圧開放後の急激な
体積膨張が防止され、更に発泡シートを、特定の位置に
設置された冷却ロールを通過させることにより、縦じわ
の発生がなく、表面が平滑な発泡樹脂シートが得られ
る。

【００２５】

【実施例】以下の例では、下記の発泡剤を含む熱可塑性
樹脂を用いて行った。

【００２６】メルトフローレイト５ｇ／１０分のポリプロピレン１００重量部アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）２重量部（実施例１）単軸押出機（５０ｍｍφ，Ｌ／Ｄ＝２８）
に幅５００ｍｍのリップ形状がＨ＝０．５ｍｍ、Ｌ＝５
ｍｍ、θ＝１５°のフラットシートダイを装着し、押出
機とダイ共に設定温度１８０℃にて熱可塑性樹脂をスク
リュー回転数８０ｒｐｍにて押出発泡させ、距離Ｄ＝１
００ｍｍに設置した冷却ロール６，７及び冷却ロール
６，７の中心線からその中心線迄４００ｍｍ離して設置
した冷却ロール８，９を通過させて、厚さ１．５ｍｍ、
発泡倍率３倍の発泡シートを得た。このシートの表面は
平滑であった。

【００２７】（実施例２）Ｈ＝０．５ｍｍ、Ｌ＝５ｍ
ｍ、θ＝１５°のリップが備えられたダイ及びロール位
置Ｄ＝３０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして厚
み１．５ｍｍ発泡倍率３倍のシートを得た。得られたシ
ートの表面は実施例１のものよりもより平滑であった。

【００２８】（実施例３）リップ形状をＨ＝０．５ｍ
ｍ、Ｌ＝１０ｍｍ、θ＝１５°のダイ及びロール位置Ｄ
＝２０ｍｍとし、ＡＤＣＡを３重量部とした以外は、実
施例１と同様にして厚み３．０ｍｍ、発泡倍率５倍の発
泡シートを得た。このシートの表面は実施例２のものと
同様非常に平滑であった。

【００２９】（実施例４）Ｈ＝０．５ｍｍ，Ｌ＝１５ｍ
ｍ，θ＝１０°のリップが備えられたダイ及びロール位
置Ｄ＝２０ｍｍとした装置を用いた以外は、実施例３と
同様にして厚み３ｍｍ、発泡倍率５倍の発泡シートを得
た。このシートの表面は実施例２のものと同様非常に平
滑であった。

【００３０】（比較例１）Ｈ＝０．５ｍｍ，Ｌ＝３ｍ
ｍ，θ＝４５°のリップが備えられたダイを用いた以外
は、実施例３と同様にして発泡シートを得た。得られた
シートの表面にはセル破れの跡が残った。

【００３１】（比較例２）Ｈ＝１．０ｍｍ，Ｌ＝１ｍ
ｍ，θ＝３０°のリップが備えられたダイ及びロール位
置Ｄ＝２０ｍｍとした装置を用いた以外は、実施例１と
同様にして発泡シートを得た。得られたシートには縦す
じが発生した。

【００３２】（比較例３）Ｈ＝０．５ｍｍ，Ｌ＝４５ｍ
ｍ，θ＝５°のリップが備えられたダイ及びロール位置
Ｄ＝２０ｍｍとした装置を用いた以外は、実施例３と同
様にして発泡シートを得た。得られたシートの表面には
セル破れの跡が残った。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係るフラットシートダイ及びそ
れを用いた製造装置により、表面が平滑で、しわがな
く、特に表面加飾性に優れる発泡樹脂シートが、簡易に
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフラットシートダイの樹脂出口部の縦
断面図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】本発明の製造装置の要部縦断面図である。

【図４】図３の部分拡大図である。

【符号の説明】

１フラットシートダイ２リップ３リップ開口始点４リップ先端（ダイ先端）５発泡樹脂シート６冷却ロール７冷却ロール８冷却ロール９冷却ロール１０冷却ロール１１冷却ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮坂健司神奈川県川崎市川崎区千鳥町３番１号東燃化学株式会社技術開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発泡剤を含む熱可塑性樹脂を加熱溶融し
て発泡樹脂シートを押出成形するためのフラットシート
ダイにおいて、リップ開口部の開き角度が５〜３０°の
範囲であり、その開口始点からその先端迄の距離が２〜
４０ｍｍの範囲である形状のリップを備えたことを特徴
とする発泡樹脂シート製造用フラットシートダイ。
【請求項２】前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系
樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のフラット
シートダイ。
【請求項３】請求項１に記載のフラットシートダイ及
び該ダイの先端から熱可塑性樹脂の押出し方向に上下一
対からなる冷却ロールを少なくとも一対備えた発泡樹脂
シートの製造装置であり、該装置は該ダイに最も近接し
て設けられる該冷却ロールを、該ダイの先端から該冷却
ロールの中心線迄の距離が５〜５０ｍｍの範囲に位置す
るように設置されたことを特徴とする発泡樹脂シートの
製造装置。
【請求項４】前記ダイの先端から前記一対の冷却ロー
ルの中心線迄の距離が、１５〜３０ｍｍの範囲であるこ
とを特徴とする請求項３に記載の製造装置。
【請求項５】前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系
樹脂であることを特徴とする請求項３又は４に記載の製
造装置。