JP2007196381A - 熱可塑性樹脂製シートおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Tダイ1から下方へ押し出された溶融状態の熱可塑性樹脂シート状物Rを、Tダイ1の下方の上部水槽2の底壁に形成されたスリット2aに冷却水Wと共に通過させ、上部水槽2の下方の同一直径の一対の挟圧ロール3、4の間に通過させ、一対の挟圧ロール3、4の下方の下部水槽5内の冷却水W中に通すことにより、固化させる工程を備え、一対の挟圧ロール3、4は、その下部が下部水槽5内の冷却水Wに水没して配置され、挟圧ロール3、4の直径および水没深さは、固化した長さ1000mmおよび幅800mmの大きさの熱可塑性樹脂製シートを平面に載置したときにシートと平面との間に形成される最大間隙である反り値が1mm以下となるように設定されることを特徴とする熱可塑性樹脂製シートの製造方法。
【選択図】図1
Description
また、メタル・メタルロールによるニップロール法では、溶融樹脂膜の表裏の冷却温度を同一にすることは可能であるが、比較的厚いシートの製造に用いられるため、溶融樹脂膜の両外層部と内層部の温度が異なり、その結果、シートの外層部と内層部の外観、物性が異なり、その欠点を補う必要からシートの生産速度を遅くする必要がある。
つまり、冷却水は、回転する一対の挟圧ロール上に落下し、ロール上部に形成された断面略扇形の凹部に滞留および凹部から溢流するため、落水による衝撃や凹部に溜まる水の振動等により、挟圧ロールの上方近傍に位置するほぼ固化が完了している樹脂膜がシート厚み方向に僅かに振動し、この振動が樹脂膜の上方の溶融樹脂膜部へも伝わり、Tダイから溶融樹脂膜が僅かに振幅(うねり)をもって押し出される。この結果、所定長さに切断された製品としての樹脂製シートは自由状態において真に平面状ではなく僅かに反り(カール)を有したものとなる。
前記特許文献1では、上述したような樹脂膜の振動に起因する樹脂製シートの反りを抑制することについては検討されていない。
かくして、本発明によれば、Tダイから下方へ押し出された溶融状態の熱可塑性樹脂シート状物を、前記Tダイの下方の上部水槽の底壁に形成されたスリットに冷却水と共に通過させ、前記上部水槽の下方の同一直径の一対の挟圧ロールの間に通過させ、前記一対の挟圧ロールの下方の下部水槽内の冷却水中に通すことにより、固化させる工程を備え、前記一対の挟圧ロールは、その下部が前記下部水槽内の冷却水に水没して配置され、 挟圧ロールの直径および水没深さは、固化した長さ1000mmおよび幅800mmの大きさの熱可塑性樹脂製シートを平面に載置したときに前記シートと平面との間に形成される最大間隙である反り値が1mm以下となるように設定される熱可塑性樹脂製シートの製造方法が提供される。
また、本発明の別の観点によれば、前記熱可塑性樹脂製シートの製造方法にて製造され、前記反り値が1mm以下、総曇価が4.1以下および内部曇価が3.1以下である熱可塑性樹脂製シートが提供される。
また、本発明の熱可塑性樹脂製シートは、フラット性および透明性に優れるため、フラット性および透明性が重視される製品、例えば文具、化粧品ケース、電気部品ケース、食品容器等に好適に用いることができる。
この装置によれば、上部水槽2には図示しない冷却水供給源から所定水量の冷却水Wが供給され、冷却水Wは所定の流速でスリット2aを流れて挟圧ロール3、4上に落ち込み、挟圧ロール3、4の上部の断面扇形凹所10から溢れ出て下部水槽5内に溜まる。また、下部水槽5内の冷却水Wの水面を一定高さに制御するよう、下部水槽5からは所定水量の冷却水Wが外部に排出される。なお、排出した水を上部水槽2内へ還流するようにしてもよい。
スリット2aを通過した樹脂シート状物Rは、図2に示すように、一対の挟圧ロール3、4にて引き取られ、この際に2次冷却、シート厚みの均一化および平滑化が図られ、さらに下部水槽5内の冷却水W中のガイドロール7を経由して絞りロール8、9で冷却水が絞られ図外へ引き取られる。なお、下部水槽5内の冷却水Wは、樹脂シート状物Rおよび樹脂シート状物Rによって温められた上部水槽2からの冷却水Wが流入して水温が上昇するが、冷却水Wが入れ替わるかまたは循環しているので通常10℃程度以下に維持されるように冷却する。
以下、本発明のさらに好ましい形態について説明する。
一方、水没深さBがA×0.1≦B≦A×0.2の範囲を逸脱すると、シート状物の振動を抑制し難くなり、製造された樹脂製シートの反り値が1mmより大きくなり易く、フラット性が悪化する傾向にある。なお、直径Aと水没深さBとの関係が樹脂シート状物の振動抑制に及ぼす理由は明確に解明されてはいないが、挟圧ロール3、4の水没度合いによって、挟圧ロール3、4の回転に伴い下部水槽5の冷却水Wが挟圧ロール3、4の外周面に随伴されて凹所10に持ち込まれる水の量、凹所10におけるロール軸方向からの落水量等が変動し、凹所10内の水流状態および樹脂シート状物の振動に影響しており、A×0.1≦B≦A×0.2のときに樹脂シート物の振動が小さくなるようにバランスがとれた水流状態となっているのではないかと推察される。特に、図3に示すように、挟圧ロール3、4が完全に水没した場合は、下部水槽5内の冷却水Wの水面に上方から落下する冷却水Wが衝突するので水面全体が波打ち、水面の波動が樹脂シート状物Rに伝わるため、樹脂製シートのフラット性に大きく悪影響を及ぼすと考えられる。一方、図4に示すように、挟圧ロール3、4が完全に下部水槽5内の冷却水Wの水面より上にある場合は、挟圧ロール軸方向の溢流が大になり、挟圧ロール3、4の回転によって下部水槽5の冷却水Wが凹所10へ持ち込まれなくなることで上記バランスが崩れて樹脂シート状物の振動が大きくなり、かつ樹脂シート状物への冷却効果が不足して、樹脂製シートの透明性にも悪影響を及ぼすと考えられる。
挟圧ロール3、4の直径が90〜100mmを例えば±5mm程度超えてもフラット性が直ちに悪化することはないが、90〜100mm±5mmを超えていくと、樹脂製シートのフラット性が悪化する傾向にある。その理由は明確に解明されてはいないが、例えば105mmを超えていくと凹所10の容積が大きくなり、凹所10に絶えず入れ替わりながら滞留する冷却水の水量が増加して溢留水の波動も大きくなるため、樹脂シート状物Rの振動が大きくなる傾向にあると推察される。一方、挟圧ロール3、4の直径が例えば85mmを下回っていくと、凹所10の容積が小さくなり、凹所10の冷却水の滞留量は少なく滞留時間は短くなって溢流水の流速が速くなること、および樹脂シート状物を所定の引き取り速度とするために挟圧ロール3、4の回転数が大きくなるため、挟圧ロール3、4の付近の冷却水の流動が大きくなることの主として二つの要因により、樹脂シート状物Rの振動が大きくなる傾向にあると推察される。
なお、挟圧ロール3、4の軸方向長さは製造する樹脂製シートの幅よりも長く、例えば200mm程度長ければよい。
本発明において、樹脂製シートの厚みは特に限定されないが、0.1〜1mm程度が好ましく、良好なフラット性および透明性を両立する観点から0.1〜0.5mmの厚みとなるように樹脂製シートを製造することが好ましい。厚さ0.1〜0.5mmの樹脂製シートを製造する場合は、厚みばらつきを抑制するためにゴムライニング・メタルロールを用いることが好ましく、さらに、この場合のニップ圧力は線厚で2.0〜5.0kg/cmが好ましく、2.5〜3.5kg/cmがさらに好ましい。なお、ニップ圧が線圧で2.0kg/cmより小さいとシートの進行方向の厚みばらつきを抑制し難くなり、一方5.0kg/cmよりも大きくなるとロール軸にかかる荷重が大きくなり、全体的に機械装置が大型化、高価格化するという不具合を生じ易くなる。
熱可塑性樹脂には必要に応じて酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、抗菌剤、結晶核剤等の添加剤を添加してもよい。
以下、本発明を実施例および比較例にてさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図1のシート製造装置を用いて下記のようにしてポリプロピレン製シートを製造した。
出光ポリプロE304GP(MFR=3.0)を用い、樹脂温度250℃でTダイシート製造装置(押出機:90mmφ、L/D=28、ダイ幅:1200mm、ダイリップ:1mm)によりスクリュー回転60rpmで溶融状態の樹脂シート状物Rを押し出し、上部水槽2のスリット2aに通し、樹脂シート状物Rの両面に乱流状態の10℃の冷却水Wを吹き付けて急冷し、樹脂シート状物Rを直径Aが100mmの一対の挟圧ロール3、4にて挟圧して引き取って、厚さ0.3mmのポリプロピレン製シートを製造した。
このとき、一対の挟圧ロールの水没深さ:10mm、スリットの入り口開口幅:10mm、スリットの出口開口幅:5mmおよびノズルと挟圧ロールとの間隔:40mmに設定した。
なお、MFRの測定方法はJIS K 7210(温度230℃、荷重2.16kg)に準拠した。
挟圧ロール3、4の水没深さBを20mmとしたこと以外は実施例1と同様にして厚さ0.3mmのポリプロピレン製シートを製造した。
(実施例3)
挟圧ロール3、4の直径Aを90mmとしたこと以外は実施例1と同様にして厚さ0.3mmのポリプロピレン製シートを製造した。
挟圧ロール3、4の水没深さBを5mmとしたこと以外は実施例1と同様にして厚さ0.3mmのポリプロピレン製シートを製造した。
(比較例2)
挟圧ロール3、4の水没深さBを30mmとしたこと以外は実施例1と同様にして厚さ0.3mmのポリプロピレン製シートを製造した。
(比較例3)
挟圧ロール3、4の直径Aを120mmとしたこと以外は実施例1と同様にして厚さ0.3mmのポリプロピレン製シートを製造した。
挟圧ロール3、4の直径Aを150mmとしたこと以外は実施例1と同様にして厚さ0.3mmのポリプロピレン製シートを製造した。
(比較例5)
挟圧ロール3、4の直径Aを80mmとしたこと以外は実施例1と同様にして厚さ0.3mmのポリプロピレン製シートを製造した。
(比較例6)
挟圧ロール3、4の直径Aを80mmとし、水没深さBを5mmとしたこと以外は実施例1と同様にして厚さ0.3mmのポリプロピレン製シートを製造した。
(フラット性の評価)
製造されたポリプロピレン製シートは幅方向の両端(いわゆる「耳」と称される部分)は肉厚となって厚みムラを生じているため、両端をそれぞれ50mmの幅で除去し、かつシート長さ方向を1000mmにカットして、長さ1000mm×幅800mmのサイズのシート試料を作製し、このシート試料を定盤上の平面に載置し、定盤の平面とシート試料との間の最も大きい隙間寸法である反り値を測定し、その反り値をフラット性の尺度とした。このとき、シート試料端縁が定盤の平面から浮き上る状態にシート試料を載置し、平面から最も高く浮き上ったシート試料端縁までの垂直高さをメジャーを用いて測定し、その値を反り値とした。反り値が0に近い程フラット性に優れた樹脂製シートであると言える。
透明性の評価としては、総曇価(トータルヘイズ)と内部曇価(内部ヘイズ)を測定した。
<総曇価>
ポリプロピレン製シートを30mm×30mmの大きさにカットしたシート試料をJIS K 7105に準拠して測定した。
<内部曇価>
ポリプロピレン製シートを30mm×30mmの大きさにカットしたシート試料を作製し、そのシート試料の表面粗度による光線の乱反射に起因する曇価の増大を除去するために、厚さ1mmの平滑なガラス板を2枚用意し、各ガラス板の片面に流動パラフィンを塗布し、2枚のガラス板の塗布面同士を密着させ、JIS K 7105に準拠して曇価を測定し、この値をh1とした。
次いで、前記2枚のガラス板を引き剥がし、この2枚のガラス板にて流動パラフィンをシート試料の両面に密着させて挟み込み、このとき、シート試料の両面が流動パラフィンで十分に濡れない場合は流動パラフィンを適量滴下して十分に濡らし、JIS K 7105に準拠して曇価を測定し、この値をh2とした。そして、h2−h1の値を内部曇価として求めた。
2 上部水槽
2a スリット
2b ノズル
3、4挟圧ロール
5 下部水槽
7 ガイドロール
8、9絞りロール
10 凹所
A 挟圧ロールの直径
B 挟圧ロールの水没深さ
R 樹脂シート状物
W 冷却水
Claims (9)
- Tダイから下方へ押し出された溶融状態の熱可塑性樹脂シート状物を、前記Tダイの下方の上部水槽の底壁に形成されたスリットに冷却水と共に通過させ、前記上部水槽の下方の同一直径の一対の挟圧ロールの間に通過させ、前記一対の挟圧ロールの下方の下部水槽内の冷却水中に通すことにより、固化させる工程を備え、
前記一対の挟圧ロールは、その下部が前記下部水槽内の冷却水に水没して配置され、 挟圧ロールの直径および水没深さは、固化した長さ1000mmおよび幅800mmの大きさの熱可塑性樹脂製シートを平面に載置したときに前記シートと平面との間に形成される最大間隙である反り値が1mm以下となるように設定されることを特徴とする熱可塑性樹脂製シートの製造方法。 - 前記挟圧ロールの水没深さが、挟圧ロールの直径の10〜20%に相当する請求項1に記載の熱可塑性樹脂製シートの製造方法。
- 前記挟圧ロールの直径が90〜100mmである請求項1または2に記載の熱可塑性樹脂製シートの製造方法。
- 前記スリットを流れる冷却水の流速が、スリットを通過するシート状物の移動速度よりも速い請求項1〜3のいずれか1つに記載の熱可塑性樹脂製シートの製造方法。
- 前記挟圧ロールにおいて、一方のロールは金属製であり、他方のロールは少なくとも外周面が弾性部材にて被覆されており、ニップ圧力は線圧で2.0〜5.0kg/cmである請求項1〜4のいずれか1つに記載の熱可塑性樹脂製シートの製造方法。
- 固化した熱可塑性樹脂製シートは厚みが0.1〜1mmである請求項1〜5のいずれか1つに記載の熱可塑性樹脂製シートの製造方法。
- 熱可塑性樹脂はメルトフローレートが1〜10である請求項1〜6のいずれか1つに記載の熱可塑性樹脂製シートの製造方法。
- 熱可塑性樹脂がポリプロピレン系樹脂である請求項1〜7のいずれか1つに記載の熱可塑性樹脂製シートの製造方法。
- 前記請求項1〜8のいずれか1つに記載の熱可塑性樹脂製シートの製造方法にて製造され、前記反り値が1mm以下、総曇価が4.1以下および内部曇価が3.1以下である熱可塑性樹脂製シート。
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- 2006-01-23 JP JP2006014061A patent/JP4759394B2/ja active Active
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