JP2003039545A

JP2003039545A - 発泡樹脂シートの製造方法及び発泡樹脂シート並びにエンボスロール

Info

Publication number: JP2003039545A
Application number: JP2001234727A
Authority: JP
Inventors: Noburo Ando; 信郎安藤
Original assignee: HERO KK
Current assignee: HERO KK
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】発泡樹脂シートに、エンボスロールの型通り
の凹凸形状を連続的に形成する方法を提供すること。ま
た、クッション性及び通気性に優れた、緩衝材として好
適に使用される発泡樹脂シートを提供すること。【解決手段】発泡剤を含有する樹脂シートをＴダイ５
からシート状に押出し、エンボスロール８と、それと対
向するクーリングロール９との間で連続的に固化させて
エンボス形状を形成する発泡樹脂シートの製造方法であ
って、上記エンボスロール８の凹部１９内を減圧するこ
とを特徴とする発泡樹脂シートの製造方法である。シー
ト状に押出した溶融樹脂をエンボスロール８に接触させ
る位置においてエンボスロール８の凹部１９内を減圧
し、固化させたシートをエンボスロール８から剥離する
位置においてエンボスロール８の凹部１９内の減圧状態
を解除することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡樹脂シートの
製造方法に関し、特に発泡剤を含有する溶融樹脂をダイ
からシート状に押出し、エンボスロールと、それと対向
するクーリングロールとの間で連続的に固化させてエン
ボス形状を形成する発泡樹脂シートの製造方法に関す
る。また、一方の表面に複数の独立した突起を有する発
泡樹脂シートに関する。さらに、シート状成形品に凹凸
形状を付与するためのエンボスロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】発泡樹脂シートは、各種物品を保護する
ための緩衝材や、建築分野における断熱材として広く使
用されている。緩衝材として使用する際には表面に凹凸
形状が付与された発泡樹脂シートを使用することが多
く、良好なクッション性を得るためには深い凹凸形状を
形成することが好ましい。深い凹凸形状を形成するため
の一つの方法として、平坦な発泡樹脂シートを予め溶融
成形し、切断しておいたものを、一枚ごとに加熱して真
空成形する方法が知られている。

【０００３】また、特開平７−２４９１３号公報には、
樹脂発泡シートをエンボスロールとピンチロールとで圧
縮し、賦形するロール成形方法において、エンボスロー
ルには多数の凹部と、該凹部の底部に空気抜き孔を設け
たものとし、エンボスロールとピンチロールのクリアラ
ンスにより樹脂発泡シートを厚み１／４以下に圧縮せし
めることを特徴とする樹脂発泡シートのロール成形方法
が記載されている。当該方法によれば、凹部に発泡体が
流入した際に凹部に存する空気が空気抜き孔から排出さ
れ、型通りに成形が行われるとされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ように、一枚ごとに加熱して真空成形する場合には、連
続で成形する場合に比べて生産性が低下する。また、発
泡剤として例えばブタン等の炭化水素ガスを使用するよ
うな場合には、一旦押出成形した際に気泡を形成したガ
スが、保管中に再度樹脂中に吸収され、再加熱時に再び
発泡することがある。すなわち発泡剤の種類によって
は、エンボス成形時に成形性の再現性に問題を生じやす
い。

【０００５】また、特開平７−２４９１３号公報に記載
の方法では、厚みを１／４以下に圧縮しているので、圧
縮された分だけ気泡の含有率が小さくなり、クッション
性が乏しくなるという問題を有している。また、用途に
よっては発泡樹脂シートに通気性を持たせたい場合があ
るが、このように圧縮率が大きいのでは通気性をもたせ
ることが困難である。

【０００６】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、発泡樹脂シートに、エンボスロ
ールの型通りの凹凸形状を連続的に形成する方法を提供
するものである。また、通気性に優れたエンボスを有す
る発泡樹脂シートを提供するものである。さらに上記製
造方法に好適に用いられるエンボスロールを提供するも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は、発泡剤を含
有する溶融樹脂をダイからシート状に押出し、エンボス
ロールと、それと対向するクーリングロールとの間で連
続的に固化させてエンボス形状を形成する発泡樹脂シー
トの製造方法であって、上記エンボスロールの凹部内を
減圧することを特徴とする発泡樹脂シートの製造方法を
提供することにより解決される。エンボスロールの凹部
内を減圧することにより、溶融樹脂を容易に凹部内に充
填することができ、製品シートにエンボスロールの型通
りの凹凸形状を付与することができるものである。

【０００８】このとき、シート状に押出した溶融樹脂を
エンボスロールに接触させる位置においてエンボスロー
ルの凹部内を減圧し、固化させたシートをエンボスロー
ルから剥離する位置においてエンボスロールの凹部内の
減圧状態を解除することが、賦形と離型とを円滑に行う
ことができて好適である。

【０００９】またこのとき、上記エンボスロールが、固
定された内輪と、回転可能な外輪とからなり、前記内輪
は減圧装置に接続され、前記外輪はその外周表面に形成
されたエンボス形状の凹部から内周表面への貫通孔を有
し、内輪の外周表面の一部に形成された減圧溝から前記
貫通孔を介して前記凹部内を減圧することが好適であ
る。

【００１０】また、上記課題は、一方の表面に複数の独
立した突起を有し、かつ平坦部においてその一方の表面
から他方の表面まで通気性を有する発泡樹脂シートを提
供することによっても解決される。このような発泡樹脂
シートは、独立した突起によって優れたクッション性を
有するとともに、通気性が良好であることから、生鮮食
料品、例えば青果物包装用のクッション材として有用で
ある。さらにこのとき、当該発泡樹脂シートが熱可塑性
合成樹脂とデンプンとからなることが、緩衝材が生分解
されやすく、環境保護の観点から好ましい。

【００１１】また、上記課題は、固定された内輪と、回
転可能な外輪とからなり、前記内輪は減圧装置に接続さ
れ、前記外輪はその外周表面に形成されたエンボス形状
の凹部から内周表面への貫通孔を有し、内輪の外周表面
の一部に形成された減圧溝から前記貫通孔を介して前記
凹部内を減圧することのできるエンボスロールを提供す
ることによっても達成される。本エンボスロールは、製
品表面にエンボスロールの型通りの凹凸形状を付与する
ことができて有用である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明で使用する、発泡剤を含有
する溶融樹脂は、特に限定されるものではなく、各種の
熱可塑性合成樹脂が使用可能である。例えば、ポリエチ
レンやポリプロピレンのようなポリオレフィンや、ポリ
スチレン、ポリエステルなどを例示することができ、な
かでもポリオレフィン、特にポリエチレンが柔軟性に優
れていて好適である。

【００１３】特に、上記熱可塑性合成樹脂に加えて、炭
水化物、特にデンプンを含有することが、得られる発泡
樹脂シートが生分解性を有していて好適である。多くの
緩衝材が、包装、運搬あるいは陳列が終了すれば廃棄さ
れるものであることから、発泡樹脂シートが生分解性を
有することは極めて有用である。使用されるデンプンの
種類は特に限定されないが、溶融成形が容易であること
から、加工デンプンを使用することが好ましい。デンプ
ンの配合量は特に限定されないが、好適には熱可塑性合
成樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部、より好
適には１０〜５０重量部である。

【００１４】さらに、添加する炭水化物の溶融成形性を
改善するために、可塑剤を含有することが好ましい。可
塑剤の種類は特に限定されないが、親水性の可塑剤、具
体的には水又はアルコールが好適である。取り扱いが容
易でしかも安全である点からは各種ポリオール類、例え
ばエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリ
セリンなどが特に好適なものとして挙げられる。可塑剤
の含有量は特に限定されないが、配合するデンプン１０
０重量部に対し、１０〜１００重量部の量が好適であ
る。

【００１５】本発明の溶融樹脂は発泡剤を含有するが、
その種類は特に限定されない。溶融成形温度以下の沸点
を有する物質からなる揮発性発泡剤であっても良いし、
高温下で分解して気体を発生する物質からなる分解型発
泡剤であっても良い。揮発性発泡剤としては、プロパ
ン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素
や、炭酸ガス、窒素、アルゴン等の不活性ガスが例示さ
れる。また、分解型発泡剤としては、ヒドラジン化合
物、グアニジン化合物あるいはトリアジン化合物等の有
機化合物や、金属のアゾジカルボキシレート塩などの無
機化合物が例示される。上記のうち脂肪族炭化水素を用
いた場合の好適な配合量は、熱可塑性合成樹脂１００重
量部に対して０．２〜５重量部である。

【００１６】本発明の溶融樹脂においては、さらに炭水
化物を分解することの可能な菌体、例えば乳酸菌を含有
していることが、生分解性がさらに向上することから好
ましい。また、発泡する際に均質な発泡を起こさせるた
めに、発泡核形成材として、無機微粒子を配合すること
も好適である。このような無機微粒子としては、タル
ク、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、カオリン、アル
ミナ等が挙げられる。その配合量は特に限定されるもの
ではないが、好適な配合量は、熱可塑性合成樹脂１００
重量部に対して２〜２０重量部程度である。

【００１７】上記熱可塑性合成樹脂以外の配合物は、予
め熱可塑性合成樹脂に配合して、いわゆるマスターバッ
チを作成してから配合しても良い。こうすることで、配
合作業が容易になり、均質な成形品が得られやすい。

【００１８】以下、図面を参照しながら、本発明を説明
する。図１は本発明の成形装置の全体の概略図である。
図２は、図１のＡ−Ａ’断面図であり、図３は、図２の
Ｂ−Ｂ’断面図である。

【００１９】押出機１の樹脂投入部２から、熱可塑性合
成樹脂が投入される。同時にデンプン、無機微粒子、可
塑剤などを投入することもできる。使用される発泡剤が
分解型発泡剤の場合には、ここで同時に投入することも
可能である。押出機１内に投入された樹脂は溶融混練さ
れる。使用される発泡剤が揮発性発泡剤である場合に
は、溶融混練された後に発泡剤投入口３から押出機１中
に投入される。また、乳酸菌を投入する場合には、さら
に下流側の乳酸菌投入口４から乳酸菌が溶液の形で投入
される。溶融温度は使用する熱可塑性合成樹脂の種類に
よって異なるが、ポリエチレンを使用する場合で１５０
〜２５０℃程度が例示される。

【００２０】押出機１先端のＴダイ５からシート状に押
出された溶融発泡樹脂シート６は、保温のための赤外線
ヒーター７間を通過し、エンボスロール８とそれに対向
するクーリングロール９の間に送り込まれる。押出直後
の成形なので前記赤外線ヒーター７の要する熱量はあま
り高くないし、場合によっては使用しなくても良い。ク
ーリングロール９は中空であり、内部を冷却水が流れる
ようになっていて、シートの流れに沿った方向に回転す
る。溶融発泡樹脂シートの発泡倍率は特に限定されない
が、１０〜５０倍程度の倍率に発泡させることができ
る。両ロールの間で凹凸形状が賦形され、固化した発泡
樹脂シート１０はシートの流れに沿った方向に回転する
剥離ロール１１を通過したところでエンボスロール８か
ら剥離され、回転軸にベルトを掛けた構造の引取機１２
に引き取られる。引取機１２を通過した発泡樹脂シート
１０はカッター１３で切断され、製品シート１４が連続
的に製造される。

【００２１】エンボスロール８は軸１５に固定された内
輪１６と、軸１５に対して回転可能な外輪１７とからな
る。外輪１７はその外周表面１８にエンボス形状が形成
されており、複数の凹部１９を有する。全ての凹部１９
から内周表面２０へは貫通孔２１が設けられている。内
輪１６はその外周表面がゴム２２で覆われて、外輪１７
の内周表面２０と摺動可能になっている。内輪１６の表
面には略長方形の減圧溝２３が形成されており、減圧溝
２３の底面からは軸１５に通じる減圧孔２４が設けら
れ、減圧溝２３内部を減圧することができる。クーリン
グロール９は、内部に冷却水２５が満たされており、冷
却水導入管２６から導入し、冷却水導出管２７から導出
して、冷却水２５を循環させる。

【００２２】エンボスロール８とクーリングロール９の
間に導かれた溶融発泡樹脂シート６がエンボスロール８
に接触する位置付近に、内輪１６の減圧溝前端部２８が
位置する。この位置より下流側では、外輪１７の貫通孔
２１が減圧溝２３上に位置することによって凹部１９の
内部が減圧され、その結果、溶融発泡樹脂が凹部１９の
内部に容易に充填される。凹部１９の内部に溶融発泡樹
脂を充填するために、凹部１９以外の部分に接触する溶
融発泡樹脂を強く圧縮する必要がないので、発泡樹脂シ
ートが不必要に圧縮される虞がなく、発泡倍率の大きい
発泡樹脂シートを得ることができる。

【００２３】発泡樹脂シート１０が剥離ロール１１に接
触する位置付近に、内輪１６の減圧溝後端部２９が位置
する。この位置より下流側では外輪１７の貫通孔２１が
減圧溝２３の上から外れることで、減圧が解除される。
これによって、発泡樹脂シート１０をエンボスロール８
から容易に剥離することができる。また、発泡樹脂が覆
う部分のみを減圧し、それ以外の部分は減圧しないこと
から、外界からの空気が貫通孔２１を通じて直接減圧溝
２３内に流入することがない。また、内輪１６の外周表
面は、減圧溝２３の部分を除いてゴム２２で覆われてい
て、外輪１７の内周表面２０が接触して摺動するから、
減圧溝２３内部の減圧度が不必要に低下することがな
い。

【００２４】このような本発明のエンボスロールは、各
種のエンボスシートに使用することができる。特に発泡
樹脂シートの成形に有用であるが、それ以外の成形品の
成形も可能である。また、エンボス形状はエンボスロー
ルの表面形状を変更することで、適宜変更可能である。

【００２５】以上説明した製造方法は、独立した凹部を
有するエンボスロールであってもその凹部の形状を型通
りに転写することができるので、独立した突起を有する
発泡樹脂シートを製造するのに好適である。このとき、
圧縮することで凹部内に樹脂を押し込むのではなく、減
圧することで凹部内に樹脂を引き込むので、発泡倍率の
高いクッション性に優れた発泡樹脂シートを製造するこ
とができる。同時にシートの通気性も良好となりやす
い。

【００２６】本発明の発泡樹脂シートの好適な形態は、
一方の表面に複数の独立した突起を有し、かつ平坦部に
おいてその一方の表面から他方の表面まで通気が可能で
ある発泡樹脂シートである。独立した突起を形成するこ
とによって優れたクッション性を奏する。このとき突起
の形状にばらつきが少ないので、場所による性能の均質
な緩衝材として使用することができる。突起の高さはシ
ートの全体厚みに対して好適には３０％以上、より好適
には５０％以上である。また、独立気泡構造ではなく、
連続気泡構造を主に有する構造としやすく、通気性を良
好にできることから、生鮮食料品、例えば青果物包装用
のクッション材として有用である。好適な発泡倍率は２
０〜６０倍、より好適には３０〜５０倍である。突起部
分が肉厚であることでクッション性に寄与し、その一方
で平坦部分が肉薄であり連続気泡を有することから通気
性に優れることになる。独立気泡構造と連続気泡構造の
割合は、製造条件によって適宜調整が可能であり、用途
によっては連続気泡構造のシートを製造することも可能
である。

【００２７】従来、青果物、例えば果物の梱包時の緩衝
材としては、いくつかのものが知られている。例えば筒
状ネットで果物を個別に包装する方法では、左右に配置
された果物間の接触を防止することができても、通常上
下方向の果物間の接触は防止できないので段積みする場
合には、別途緩衝シートを使用する必要がある。このよ
うな緩衝シートとして、発泡樹脂の紐状体を編んで作成
したネット状のシートを使用した場合には、クッション
性が十分でなく、例えばリンゴのように茎を有する果物
の場合には、茎が上段の果物を傷つける虞がある。一
方、平坦フィルムと凹凸フィルムとを熱融着させて得ら
れるいわゆるエアキャップは、その平坦部にニードル孔
を空けてもなお通気性が不十分であり、水分やエチレン
ガス等の放散が不十分で、果物が傷みやすかった。

【００２８】本発明の発泡樹脂シートは、クッション性
と通気性に優れ、青果物梱包時の緩衝材として極めて有
用である。また、このときデンプン等の炭水化物を含有
する場合には、吸水性、保水性及び生分解性にも優れ
る。また、炭水化物はポリオレフィンに比べて燃焼エネ
ルギーが小さいことから、燃焼時に放出するエネルギー
も小さく、焼却時に炉を傷めることも少ない。

【００２９】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。本発明で溶融発泡樹脂シートを製造するために押出
機に投入した原料の配合比は以下のとおりである。・ポリエチレン５０重量部・加工デンプン入りポリエチレンマスターバッチ３５
重量部（デンプン／ポリエチレン＝６０／４０（重量比））・乳酸菌入りグリセリン１０重量部・タルク入りポリエチレンマスターバッチ５重量部（タルク／ポリエチレン＝９０／１０（重量比））・ブタン０．７重量部

【００３０】上記の原料を使用し、図１に示した装置を
用いて発泡樹脂シートを作成した。押出機１の樹脂投入
部２から、上記ポリエチレン、加工デンプン入りポリエ
チレンマスターバッチ及びタルク入りポリエチレンマス
ターバッチを押出機１中に投入し溶融混練した。溶融混
練した後に発泡剤投入口３からブタンを注入し、その下
流側の乳酸菌投入口４から乳酸菌入りグリセリンを注入
した。押出機１のシリンダーの設定温度は、樹脂投入部
２のすぐ下流の溶融混練領域で１８０℃、発泡剤投入口
３で１５０℃、乳酸菌投入口４で１３０℃とし、さらに
その下流からＴダイ５までを８０℃に設定した。

【００３１】Ｔダイ５から押出された厚さ約６ｍｍの溶
融発泡樹脂シート６をエンボスロール８とクーリングロ
ール９の間に導いた。エンボスロール８には直径１５ｍ
ｍ、深さが５ｍｍの円柱状の凹部１９が等間隔で二次元
状に形成されており、エンボスロール８とクーリングロ
ール９の間のクリアランスは４ｍｍであった。

【００３２】得られた発泡樹脂シート１０は図４のよう
な形状であり、平坦部３０の厚さが３ｍｍで、円筒状の
突起３１の直径が１５ｍｍ、高さが５ｍｍであり、エン
ボスロール８の表面形状がきれいに転写されていた。シ
ート全体の発泡倍率は約４０倍であった。シートに口を
当てて息を吹いてみて、平坦部３０においては表面から
裏面に至るまで通気が可能であることを確認した。一
方、突起３１の上面３２においては、連続したスキン層
が形成されており、この部分は通気しないことが確認さ
れた。突起３１の上面３２のみが通気不可能となった理
由は定かではないが、このような構造になることで突起
部分の気泡強度が高く、クッション性を良好にしなが
ら、シート全体としては通気性を有することができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の成形方法により、発泡樹脂シー
トに、エンボスロールの型通りの凹凸形状を連続的に形
成する方法が提供される。また、クッション性及び通気
性に優れた、緩衝材として好適に使用される発泡樹脂シ
ートが提供される。発泡樹脂シートがデンプン等の炭水
化物を含有する場合には、生分解性、吸水性、保水性に
も優れ、青果物の梱包用に特に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形装置の全体の概略図である。

【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ’断面図である。

【図４】実施例で得られた発泡樹脂シートの斜視図であ
る。

【符号の説明】

１押出機５Ｔダイ８エンボスロール９クーリングロール１９凹部２１貫通孔２３減圧溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発泡剤を含有する溶融樹脂をダイからシ
ート状に押出し、エンボスロールと、それと対向するク
ーリングロールとの間で連続的に固化させてエンボス形
状を形成する発泡樹脂シートの製造方法であって、上記
エンボスロールの凹部内を減圧することを特徴とする発
泡樹脂シートの製造方法。
【請求項２】シート状に押出した溶融樹脂をエンボス
ロールに接触させる位置においてエンボスロールの凹部
内を減圧し、固化させたシートをエンボスロールから剥
離する位置においてエンボスロールの凹部内の減圧状態
を解除する請求項１記載の発泡樹脂シートの製造方法。
【請求項３】エンボスロールが、固定された内輪と、
回転可能な外輪とからなり、前記内輪は減圧装置に接続
され、前記外輪はその外周表面に形成されたエンボス形
状の凹部から内周表面への貫通孔を有し、内輪の外周表
面の一部に形成された減圧溝から前記貫通孔を介して前
記凹部内を減圧する請求項１の発泡樹脂シートの製造方
法。
【請求項４】一方の表面に複数の独立した突起を有
し、かつ平坦部においてその一方の表面から他方の表面
まで通気性を有する発泡樹脂シート。
【請求項５】熱可塑性合成樹脂と炭水化物とからなる
請求項４記載の発泡樹脂シート。
【請求項６】固定された内輪と、回転可能な外輪とか
らなり、前記内輪は減圧装置に接続され、前記外輪はそ
の外周表面に形成されたエンボス形状の凹部から内周表
面への貫通孔を有し、内輪の外周表面の一部に形成され
た減圧溝から前記貫通孔を介して前記凹部内を減圧する
ことのできるエンボスロール。