JP2006192828A - 熱可塑性樹脂連続貼合シートの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱可塑性樹脂連続シート(S)に熱可塑性樹脂連続フィルム(F)が熱融着により十分強固に貼合された熱可塑性樹脂連続貼合シート(A)を安定して製造しうる製造装置(1)を提供する。
【解決手段】 本発明の製造装置(1)は、加熱溶融された熱可塑性樹脂(P)を連続的にシート状に押出して連続シート(S)とするダイ(3)と、この連続シート(S)の貼合面(Sa)の側部(S1、S2)を中心線近傍部(S0)から独立して加熱する加熱手段(5)と、これにより加熱された貼合面(Sa)に連続フィルム(F)を重ね合わせて押圧し、熱融着させて貼合する貼合手段(2)とを備える。熱可塑性樹脂(P)をダイ(3)から連続してシート状に押出し、この連続シートの貼合面(Sa)の側部(S1、S2)を中心線近傍部(S0)から独立して加熱したのち、連続フィルム(F)を重ね合わせて押圧し、熱融着させて、連続貼合シート(A)を製造できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、熱可塑性樹脂連続貼合シートの製造装置に関し、詳しくは熱可塑性樹脂連続シートに熱可塑性樹脂連続フィルムが熱融着により貼合された熱可塑性樹脂連続貼合シートを製造するための装置に関する。

図４に示すように、熱可塑性樹脂連続シート〔以下、連続シートと略称することがある。〕(S)の片面〔図４(ａ)〕または両面〔図４(ｂ)〕に、熱可塑性樹脂連続フィルム〔以下、連続フィルムと略称することがある。〕(F)が熱融着により貼合された熱可塑性樹脂連続貼合シート〔以下、連続貼合シートと略称することがある。〕(A)を製造するための装置(1)として、特許文献１〔特開平６−１２６８５４号公報〕には、図５に示すように、加熱溶融された熱可塑性樹脂(P)を連続してシート状に押出すダイ(3)と、このダイ(3)から押出された連続シート(S)を加熱することなく、この連続シート(S)の貼合面(Sa)に連続フィルム(F)を重ね合わせて押圧し、貼合する一対の貼合ロール(21、22)とを備えた製造装置(1)が開示されている。かかる従来の製造装置(1)によれば、ダイ(3)から押出された直後の連続シート(S)は未だ加熱状態にあるので、これ(S)を加熱しなくても、貼合ロール(21、22)により連続フィルム(F)を熱融着により貼合して、目的の連続貼合シート(A)を製造することができる。

しかし、かかる従来の製造方法では、連続フィルム(F)が必ずしも貼合されなかったり、貼合されても、貼合後の連続貼合シート(A)を、例えば回転丸ノコギリなどで切断すると、切断面付近で連続フィルム(F)が剥離し易いという問題があった。

特開平６−１２６８５４号公報

そこで本発明者は、連続シート(S)に連続フィルム(F)が熱融着により十分強固に貼合された連続貼合シート(A)を安定して製造しうる製造装置(1)を開発するべく鋭意検討した結果、連続シート(S)の側部(S1、S2)は中心線近傍部(S0)よりも冷え易く、貼合が比較的低温で行われるために剥離し易く、この側部(S1、S2)を中心線近傍部(S0)から独立して加熱してから貼合することにより、十分な強度で貼合された連続貼合シート(A)を安定して製造できることを見出し、本発明に至った。

すなわち本発明は、熱可塑性樹脂連続シート(S)に、該熱可塑性樹脂連続シートに対して熱融着性の熱可塑性樹脂連続フィルム(F)が熱融着により貼合された熱可塑性樹脂連続貼合シート(A)を製造するための装置(1)であり、
加熱溶融された熱可塑性樹脂(P)を連続的にシート状に押出して、熱可塑性樹脂連続シート(S)とするダイ(3)と、
該ダイ(3)から押出された熱可塑性樹脂連続シート(S)の貼合面(Sa)の側部(S1、S2)を中心線近傍部(S0)から独立して加熱する加熱手段(5)と、
該加熱手段(5)により加熱された前記貼合面(Sa)に前記熱可塑性樹脂連続フィルム(F)を重ね合わせて押圧し、熱融着させて貼合する貼合手段(2)とを備える
ことを特徴とする前記熱可塑性樹脂連続貼合シート(A)の製造装置(1)を提供するものである。図１および図２に、本発明の製造装置(1)の一例を模式的に示す。

本発明の製造装置(1)によれば、加熱溶融された熱可塑性樹脂(P)をダイ(3)から連続してシート状に押出して熱可塑性樹脂連続シート(S)とし、
該熱可塑性樹脂連続シート(S)の貼合面(Sa)の側部(S1、S2)を中心線近傍部(S0)から独立して加熱したのち、
該貼合面(Sa)に前記熱可塑性樹脂連続フィルム(F)を重ね合わせて押圧し、熱融着させて貼合して、熱可塑性樹脂連続貼合フィルム(A)を製造することができる。

本発明の製造装置(1)によれば、連続シート(S)の貼合面(Sa)を熱融着による貼合に適した温度とすることが容易であるので、安定的に、連続シート(S)に連続フィルム(F)を熱融着により十分強固に貼合して目的の連続貼合シート(A)を製造することができる。

以下、図１〜図４を用いて本発明の製造装置(1)を詳細に説明する。図１および図２には、本発明の製造装置(1)の一例をそれぞれ模式的に示す。図３には、この製造装置(1)に適用される加熱手段(5)の一例の上面図を模式的に示す。図４には、本発明の製造装置(1)により製造される連続貼合シート(A)の層構成を模式的に示す。

本発明の製造装置(1)は、熱可塑性樹脂連続シート(S)に熱可塑性樹脂連続フィルム(F)が貼合された熱可塑性樹脂連続貼合シート(A)を製造するための装置(1)である。熱可塑性樹脂連続シート(S)は、熱可塑性樹脂からなる連続状のシートであり、これを構成する熱可塑性樹脂としては、例えばアクリル樹脂、スチレン樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂（ＡＳ樹脂）、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂などのフッ素樹脂、ナイロン樹脂などが挙げられる。かかる熱可塑性樹脂は、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、可塑剤、帯電防止剤などの添加剤を含有していてもよい。また、弾性体粒子を含有していてもよい。

このような連続シート(S)は、例えば図１〜図２に示すように、押出成形法により、加熱溶融された熱可塑性樹脂(P)を連続してシート状に押出して得られる。図１および図２に示す本発明の製造装置(1)は、加熱溶融された熱可塑性樹脂(P)を連続してシート状に押出して連続シート(S)とするダイ(3)を備えている。

熱可塑性樹脂(P)を加熱溶融するには、通常は押出機(7)が用いられ、この押出機(7)により熱可塑性樹脂(P)を加熱しながら混練することで、熱可塑性樹脂(P)は溶融状態となって、ダイ(3)に送られる。

加熱溶融された熱可塑性樹脂(P)はダイ(3)にからシート状となって連続的に押し出され、これにより連続シート(S)が形成される。ダイ(3)としては、例えばＴダイを用いることができる。ダイ(3)は熱可塑性樹脂(P)を単層で押出すものであってもよいし、２層または３層以上の多層で押出すものであってもよい。単層で押出すダイを用いることで、単層の連続シート(S)が形成される。多層で押出すダイを用いて２種以上の熱可塑性樹脂を共押出することで、多層の連続シート(S)が形成される。

ダイ(3)から押出された連続シート(S)は、そのまま加熱手段(5)に送られ、加熱されてもよいし、図１〜図２に示すように、圧延ロール(41、42、43)によって圧延されてから加熱手段(5)に送られ、加熱されてもよい。圧延ロールにより圧延する場合に用いられる圧延ロール(41、42、43)の直径は通常１５ｃｍ以上６０ｃｍ以下程度である。圧延ロールの本数は連続シート(S)を挟み込み圧延し得るよう２本以上であれば特に限定されないが、図１〜図３に示す製造装置(1)では、３本の圧延ロール(41、42、43)を用いている。この製造装置(1)において、ダイ(3)から押し出された連続シート(S)は、先ず第一圧延ロール(41)と第二圧延ロール(42)との間に挟み込まれて圧延されたのち、この第二圧延ロール(42)に巻き掛けられながら、次に、この第二圧延ロール(42)と第三圧延ロール(43)との間に挟み込まれることによって更に圧延される。ダイ(3)から押出された直後や、圧延ロール(41、42、43)において圧延された直後の連続シート(S)は加熱状態にあり、その貼合面(Sa)の温度(Ts)は概ね貼合面(Sa)のガラス転移温度(Tgs)に対して±２０℃の範囲にある。

連続シート(S)の厚みは通常、通常１ｍｍ〜２０ｍｍ程度、幅は通常５００ｍｍ〜２５００ｍｍ程度である。

本発明の製造方法において使用される熱可塑性樹脂連続フィルム(F)は、熱可塑性樹脂からなる連続状のフィルムであって、通常は原反ロール(F1)に巻き取られた状態の熱可塑性樹脂連続フィルムが用いられる。連続フィルム(F)を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば熱可塑性樹脂シート(S)において上記したと同様に、アクリル樹脂、スチレン樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂などが挙げられる。

連続フィルム(F)は、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、可塑剤、帯電防止剤などの添加剤を含んでいてもよい。また、弾性粒子を含有していてもよい。弾性粒子を含有する連続フィルム(F)は通常、可撓性に優れていて、取扱いが容易となる点で、好ましく用いられる。ここで弾性粒子としては、例えばアクリル酸エステル共重合体樹脂粒子、ポリブタジエンゴム粒子、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子、ブタジエン−アクリル酸エステル共重合体ゴム粒子などが挙げられる。

連続フィルム(F)は、単独の層からなる単層フィルムであってもよいし、２種以上の層が積層された構成の多層フィルムであってもよい。連続フィルム(F)の厚みは通常、連続シート(S)よりも薄く、通常は５０μｍ〜１０００μｍ程度であり、その幅は連続シート(S)と同じ程度である。

連続フィルム(F)は、連続シート(S)に対して熱融着性のもの、すなわち熱融着によって連続シート(S)と貼合し得るものが用いられ、例えば貼合面(Fa)が連続シートの貼合面(Sa)と同じ材質のフィルム(F)が用いられる。また、連続シート(S)の貼合面(Sa)がアクリル樹脂またはメタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂である場合には、連続フィルム(F)として貼合面(Fa)がアクリル樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂、スチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂などからなるものが用いられる。連続フィルム(F)は、連続シート(S)と熱融着し易いように、貼合面(Fa)に表面処理が施されていてもよい。

連続フィルム(F)は、連続シートと貼合される貼合面(Fa)とは反対側の非貼合面(Fb)に表面処理層(Fh)が設けられていてもよい。表面処理層(Fh)としては、例えば表面の硬度を向上させるためのハードコート層、表面における可視光の反射率を低減する減反射層、防眩性を付与する防眩層、特定波長の光を遮断する光遮断層、帯電防止性を付与する帯電防止層、導電性を付与する導電層、色調を補正する色調補正層、表面処理層と連続フィルムとの間や表面処理層を２種以上用いる場合にこれら表面処理層の間の密着性を向上するための密着層などが挙げられる。表面処理層(Fh)の厚みは通常０．１μｍ〜５０μｍ程度である。

ハードコート層は通常、単層で設けられ、例えば多官能性モノマーを主成分として重合硬化させることによって得られる硬化層を挙げることができる。具体的にはウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ウレタンメタクリレート、ポリエステルメタクリレート、ポリエーテルメタクリレートなどのようなアクリロイル基またはメタクリロイル基を２個以上含んだ多官能重合性化合物などを紫外線，電子線をはじめとする活性化エネルギー線によって重合硬化させて得られる硬化層、シリコン系、メラミン系、エポキシ系の架橋性樹脂原料からなる層を加熱して架橋硬化させた硬化層などを挙げることができる。中でも耐久性や取り扱いの容易さの点でウレタンアクリレートを重合硬化させた硬化層、シリコン系架橋性樹脂原料からなる層を架橋硬化させた硬化層が優れている。ハードコート層の厚みは通常１μｍ〜２０μｍである。

減反射層は、低屈折率層単独からなる単層構造であってもよいし、フィルム(F)側から順に高屈折率層−低屈折率層からなる２層構造、中屈折率層−高屈折率層−低屈折率層からなる３層構造、高屈折率層−低屈折率層−高屈折率層−低屈折率層からなる４層構造などの多層構造であってもよい。表面処理層(Fh)として減反射層を設ける場合に、さらにハードコート層をはじめとする他の層を設けるときは、通常、当該他の層は、減反射層と連続フィルム(F)との間に設けられる。中でも、減反射層と連続フィルムとの間にハードコート層があると、表面硬度が向上するため好ましい。

これらの表面処理層(Fh)はウェットコーティング法、ドライコーティング法などの通常のコーティング法により設けることができるが、生産性、コストに優れる点でウェットコーティング法が好ましく、中でも連続して形成できる点で、ロールコート法により設けることが好ましい。

表面処理層(Fh)が設けられた連続フィルム(F)として市販のものを用いることもでき、例えば非貼合面(Fb)に減反射層(Fh)が設けられたアクリル樹脂単層からなる連続フィルム(F)として、日本油脂(株)から販売されている「リアルック４７００」、「リアルック４７００Ｓ」などを使用することができる。

連続フィルム(F)は、図１に示すように連続シート(S)の片面に貼合されてもよいし、図２に示すように連続シート(S)の両面に貼合されてもよい。

本発明の製造装置(1)では、連続シート(S)の貼合面(Sa)を加熱する加熱手段(5)を備える。この加熱手段(5)は、貼合面(Sa)の側部(S1、S2)を中心線近傍部(S0)から独立して加熱するものである。具体的には、例えば図３に示すように、連続シート(S)の側部(S1、S2)にそれぞれヒーター(H1、H2)が設けられ、該ヒーター(H1、H2)により貼合面(Sa)を加熱する。

ヒーター(H1、H2)は、貼合面の側部(S1、S2)を中心線近傍部(S0)から独立して加熱できることから、赤外線ヒーターなどのような放射熱により加熱するものが好ましく用いられ、連続シート(S)の厚みや、貼合面を構成する熱可塑性樹脂の種類、吸収波長に応じて、例えば短波長赤外線ヒーター、中波長赤外線ヒーター、長波長赤外線ヒーターなどが適宜選択されて用いられる。

ヒーター(H1、H2)の形状は、中心線近傍部(S0)を加熱することなく、側部(S1、S2)を独立して十分に加熱し得るよう、例えば連続シート(S)の搬送方向(L)に沿って長く、幅方向(W)に沿って短い棒状、長方形状などであることが好ましい。

ヒーター(H1、H2)により加熱された後の側部(S1、S2)の貼合面の温度は、中心線近傍部(S0)と概ね等しいことが好ましい。このためには、例えばヒータ(H1、H2)よりも下流側の中心線近傍部(S0)および側部(S1、S2)に温度計(T0〜T2)を配置しておき、この温度計によって測定された中心線近傍部(S0)および側部(S1、S2)の貼合面の温度に基づいて、ヒーター出力を調整するコントローラー(図示せず)などにより、側部(S1、S2)の貼合面の温度が中心線近傍部(S0)と等しくなるように、ヒーター(H1、H2)の出力を調整すればよい。温度計(T0〜T2)としては通常、放射温度計などのように連続シート(S)に触れることなく測定できる非接触式のものが用いられる。

側部(S1、S2)を加熱するためのヒーター(H1、H2)は、スライド機構などにより適宜その間隔を調整できるように構成されていることが、連続シート(S)の品種が変わり、異なる幅の連続シート(S)を用いる場合にも容易に適合できて好ましい。

このような加熱手段(5)は、連続フィルム(F)と貼合される貼合面(Sa)を加熱すればよく、両面に連続フィルム(F)を貼合して図４（ｂ）に示すような連続フィルム(F)が貼合された連続貼合シート(A)を得る場合には、図２に示すように両面を加熱し得るよう、連続シート(S)の両面に配置すればよい。また、片面に貼合して図４（ａ）に示すような連続貼合シート(A)を得る場合には、図１に示すように、連続フィルムと貼合される貼合面(Sa)だけを加熱し得るよう、片面にのみ配置されていてもよいし、貼合面(Sa)だけでなく、その反対側の非貼合面(Sb)をも合わせた両面を加熱し得るよう、両面に配置されてもよい。

加熱手段(5)には、搬送方向(L)のさらに下流側にヒーター(H3〜H5)が配置されていて、該ヒーター(H3〜H5)により、連続シート(S)をさらに加熱するように構成されていてもよい。下流側に配置されるヒーターは、連続シート(S)を全面に亙って加熱する一面状のものであってもよいが、均一に加熱し得るよう、幅方向に複数の区画に区分して、各区画ごとにそれぞれ独立して加熱するヒーターであってもよく、図３に示す加熱手段(5)では、連続シート(S)を幅方向(W)に中心線近傍部(S0)および側部(S1、S2)の３つの区画に区分し、各区画ごとにそれぞれ独立して加熱するヒーター(H3〜H5)を配置している。また、図３に示す加熱手段(5)では、各ヒーター(H3〜H5)の搬送方向下流側に温度計(T3〜T5)を配置して、これにより測定された温度に基づいて、コントローラー(図示せず)などにより、貼合面(Sa)の温度が幅方向(W)で均一になるように、各ヒーター(H3〜H5)の出力を調整している。

かかる加熱手段(5)により加熱される間、連続シート(S)は通常、保持機構(6)により平坦に保持される。保持機構(6)として図１および図２に示す製造装置(1)では、水平面上に並べて配置された複数本のガイドロール(6)を用いている。かかるガイドロール(6)は、例えばローラーテーブルとして市販されているものを用いることができる。連続シート(S)は、保持機構(6)によって平坦に保持されながら搬送される。なお、加熱される間の連続シート(S)は厳密に平坦に保持される必要はなく、応力が残留しないよう、概ね平坦に保持されていればよい。

貼合手段(2)は、加熱手段(5)により加熱された貼合面(Sa)に連続フィルム(F)を重ね合わせて押圧し、熱融着させて貼合する。かかる貼合手段(2)として通常は一対の貼合ロール(21、22)が用いられる。貼合ロール(21、22)は、回転駆動されていて、引取ロールとなって連続シート(S)を引取るように構成されていてもよい。圧延ロール(43)と同期しながら回転駆動されて、圧延後の連続シート(S)に延伸力を実質的に加えずに引取れるように構成されていてもよい。貼合ロール(21、22)は、表面がステンレス鋼などの金属材料で構成された金属ロールであってもよいが、連続フィルム(F)の両面のうち、連続シートと貼合される貼合面(Fa)とは反対側の非貼合面(Fb)、特に非貼合面に表面処理層(Fh)が設けられている場合には、この表面処理層(Fh)を傷付けにくい点で、連続フィルム(F)に接する貼合ロールは、表面がゴム材料で構成されたゴムロールであることが好ましい。貼合ロール(21、22)の直径は通常５ｃｍ以上３０ｃｍ以下程度であり、それぞれの直径は互いに等しいことが好ましい。

本発明の製造装置(1)では、加熱手段(5)により、連続シート(S)の貼合面(Sa)の側部(S1、S2)を中心線近傍部(S0)から独立して加熱したのちに、貼合手段(2)により、この貼合面(Sa)に連続フィルム(F)を重ね合わせ、押圧し、熱融着させるので、ダイ(3)から押出されて加熱状態の連続シート(S)を加熱することなく、そのまま連続フィルム(F)を重ね合わせて熱融着させる従来の製造装置と比べて、十分強固に連続フィルム(F)を貼合して、連続貼合シート(A)を製造することができる。

本発明の熱可塑性樹脂連続貼合シートの製造装置の一例を示す模式図である。 本発明の熱可塑性樹脂連続貼合シートの製造装置の他の一例を示す模式図である。 本発明の製造装置における加熱手段の詳細を模式的に示す上面図である。 本発明の製造装置により製造される熱可塑性樹脂連続貼合シートの一例の層構成を模式的に示す段面図である。 従来の熱可塑性樹脂連続貼合シートの製造装置を示す模式図である。

符号の説明

１：熱可塑性樹脂連続貼合シートの製造装置
２：貼合手段 21、22：貼合ロール
３：ダイ
41〜43：圧延ロール
５：加熱手段 H1〜H5：ヒーター T0〜T5：非接触式温度計
６：保持機構（ガイドロール）
７：押出機
Ａ：熱可塑性樹脂連続貼合シート
Ｓ：熱可塑性樹脂連続シート
Sa：貼合面 b:非貼合面 S1、S2：側部 S0：中心線近傍部
Ｌ：搬送方向 Ｗ：幅方向
Ｆ：熱可塑性樹脂連続フィルム
Fa：貼合面 Fb：非貼合面 Fh：表面処理層 F1：原反ロール

Claims (2)

1. 熱可塑性樹脂連続シート(S)に、該熱可塑性樹脂連続シートに対して熱融着性の熱可塑性樹脂連続フィルム(F)が熱融着により貼合された熱可塑性樹脂連続貼合シート(A)を製造するための装置(1)であり、
   加熱溶融された熱可塑性樹脂(P)を連続的にシート状に押出して、熱可塑性樹脂連続シート(S)とするダイ(3)と、
   該ダイ(3)から押出された熱可塑性樹脂連続シート(S)の貼合面(Sa)の側部(S1、S2)を中心線近傍部(S0)から独立して加熱する加熱手段(5)と、
   該加熱手段(5)により加熱された前記貼合面(Sa)に前記熱可塑性樹脂連続フィルム(F)を重ね合わせて押圧し、熱融着させて貼合する貼合手段(2)とを備える
   ことを特徴とする前記熱可塑性樹脂連続貼合シート(A)の製造装置(1)。
2. 熱可塑性樹脂連続シート(S)に、該熱可塑性樹脂連続シートに対して熱融着性の熱可塑性樹脂連続フィルム(F)が熱融着により貼合された熱可塑性樹脂連続貼合シート(A)を製造する方法であり、
   加熱溶融された熱可塑性樹脂(P)をダイ(3)から連続してシート状に押出して熱可塑性樹脂連続シート(S)とし、
   該熱可塑性樹脂連続シート(S)の貼合面(Sa)の側部(S1、S2)を中心線近傍部(S0)から独立して加熱したのち、
   該貼合面(Sa)に前記熱可塑性樹脂連続フィルム(F)を重ね合わせて押圧し、熱融着させて貼合する
   ことを特徴とする熱可塑性樹脂連続貼合シート(A)の製造方法。

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