JP2008221704A - 熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セパレータを用いることなく熱可塑性樹脂シートに微細な不活性ガスを含有させることができ、これにより、製造コストの低廉化、製造工程の簡易化を図るとともに、気泡が均一に含有され、かつ表面が美麗な熱可塑性樹脂発泡シートを製造する。
【解決手段】表面に三角錐形状、曲面頂点を有する円柱形状、または線状の山形状の複数の凸部１を具備する熱可塑性樹脂シートを巻くことによりロールを形成し、該ロールを加圧不活性ガス雰囲気中に保持して熱可塑性樹脂シートに不活性ガスを含有させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂シートを巻いてロールにした状態において不活性ガスを含有させる工程を有する熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法に関する。

従来より、軽量であり、断熱性が高く、さらには機械的強度が高い等の観点から、熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シート等の熱可塑性樹脂発泡シートが、保温材、断熱材、包装材、梱包材、電子機器部品などの材料として広く用いられている。

この熱可塑性樹脂発泡シートは、熱可塑性樹脂シートに不活性ガスを含有させて複数の気泡を含有させることにより製造されている。ここで、熱可塑性樹脂発泡シートにおける機械的強度のさらなる向上を図るためには、熱可塑性樹脂発泡シートに微細な気泡を含有させることが必要である。このような微細な気泡を含有する熱可塑性樹脂発泡シートを製造する方法としては、例えば、特許文献１および特許文献２に示す方法が知られている。この製造方法によれば、熱可塑性樹脂シートに不活性ガスを含有させる工程において、まず、熱可塑性樹脂シートの内面と外面とを密着させないために熱可塑性樹脂シートの内側に不織布などの通気性を有するシート状のセパレータを重ねて巻くことによりロールを形成する。続いて、このロールを加圧不活性ガス雰囲気中に保持することにより、熱可塑性樹脂シートに不活性ガスを浸透させて含有させる。

そして、この熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法は、不活性ガスが含有された熱可塑性樹脂シートを常圧下において加熱して発泡させることにより熱可塑性樹脂シートに微細な気泡を含有させて、熱可塑性樹脂発泡シートを製造している。

特開平８−７２０８４号公報 米国特許第５６８４０５５号

しかし、前述のような、熱可塑性樹脂シートに不活性ガスを含有させる工程において不織布などの通気性を有するセパレータを用いる熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法によれば、セパレータ不織布などのシートが必要な点において熱可塑性樹脂発泡シートの製造コストが上がってしまっていた。また、セパレータを熱可塑性樹脂シートに巻く工程が必要な点において製造工程における手間が増えてしまっていた。さらに、熱可塑性樹脂シートとセパレータとを重ねて巻く際に、熱可塑性樹脂シートの巻き張力が不均一になってしまう場合があり、このように熱可塑性樹脂シートの巻き張力が不均一な状態で熱可塑性樹脂シートに不活性ガスを浸透させると、不活性ガスが浸透する箇所にむらが発生し、ひいては熱可塑性樹脂発泡シートにおいて均一に気泡が含有されないというおそれがあった。さらにまた、熱可塑性樹脂シートとセパレータとを重ねて巻くことにより、セパレータ表面の模様が熱可塑性樹脂シートに転写されて、完成した熱可塑性樹脂シートの表面の美観が損なわれてしまうおそれがあるという問題を有していた。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、セパレータを用いることなく熱可塑性樹脂シートに不活性ガスを含有させることができ、これにより、製造コストの低廉化、製造工程の簡易化を図るとともに、気泡が均一に含有され、かつ表面が美麗な熱可塑性樹脂発泡シートを製造することが可能な熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述した知見に基づいてなされたもので、下記（１）〜（５）に示す熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法を提供する。
（１）熱可塑性樹脂シートを巻くことによりロールを形成し、該ロールを加圧不活性ガス雰囲気中に保持して前記熱可塑性樹脂シートに不活性ガスを含有させる工程を含む熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法であって、前記熱可塑性樹脂シートは、表面に複数の凸部を具備することを特徴とする熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法。
（２）前記凸部は、頂面が点状または線状であることを特徴とする（１）に記載の熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法。
（３）前記凸部は、三角錐形状、曲面頂点を有する円柱形状、および線状の山形状のうち少なくとも一つの形状であることを特徴とする（１）に記載の熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法。
（４）前記凸部を、表面に凹部を具備するローラを押圧することによって形成することを特徴とする（１）から（３）のいずれか１つに記載の熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法。
（５）前記熱可塑性樹脂シートは、熱可塑性ポリエステル樹脂シートであることを特徴とする（１）から（４）のいずれか１つに記載の熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法。

ここで、本発明における熱可塑性樹脂シートの表面とは、熱可塑性樹脂シートを巻いてロールを形成した際の内面または外面のいずれでもよく、さらには内面および外面の両面でもよい。

本発明に係る熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法によれば、熱可塑性樹脂シートを多重に巻いてロールを形成した際に、熱可塑性樹脂シートの表面に形成された凸部の頂面のみが熱可塑性樹脂シートの他面に接することとなる。このため、セパレータを用いなくても熱可塑性樹脂シートの表面および他面が密着してしまうのを防止し、不活性ガスを熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面全体に行き渡らせて均一に浸透させることができる。この結果、セパレータを用いることなく熱可塑性樹脂シートに微細な不活性ガスを含有させることができ、これにより、熱可塑性発泡樹脂シートの製造コストの低廉化、製造工程の簡易化を図ることができる。これとともに、気泡が均一に含有され、かつ表面が美麗な熱可塑性樹脂発泡シートを製造することができる。

また、凸部を頂面が点状または線状の形状とし、さらに好ましくは、三角錐形状、曲面頂点を有する円柱形状、または線状の山形状に形成することにより、熱可塑性樹脂シートの表面および他面の接触部分をより狭くすることができ、これにより、不活性ガスを熱可塑性樹脂シートの表面全体に一層確実に行き渡らせて均一に浸透させることができる。

さらに、熱可塑性樹脂シートを製造する工程において、表面に凹部を具備するローラを押圧することにより、複雑な工程を増やすことなく容易に熱可塑性樹脂シートに凸部を形成することができる。

以下、本発明に係る熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法の一実施形態を図１から図３を参照して説明する。

本実施形態に係る熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法は、まず、熱可塑性樹脂シートとして、表面に複数の凸部を具備する熱可塑性ポリエステル樹脂シートを用意する。なお、本発明の熱可塑性樹脂シートの主な構成成分となる樹脂の種類は本実施形態に限定されるものでなく、ポリエステルの他、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリスチレン、アクリル樹脂などを用いることができる。また、本実施形態において用いられる熱可塑性ポリエステル樹脂シートにおけるポリエステル系樹脂の種類も特に限定されず、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどを適宜選択することができる。これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。ポリエステル系樹脂の中でも、特にポリエチレンテレフタレートが発泡性などの観点から好適である。

また、本実施形態においては、熱可塑性ポリエステル樹脂シートに、樹脂本来の特性を損なわない範囲内において、結晶化核剤、結晶化促進剤、気泡化核剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、蛍光増白剤、顔料、染料、相溶化剤、滑剤、強化剤、難燃剤、架橋剤、架橋助剤、可塑剤、増粘剤、減粘剤などの各種添加剤を配合してもよい。

熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面に形成された凸部は、頂面が点状または線状に形成されていることが好ましい。図１は、熱可塑性ポリエステル樹脂シートの一例を示す拡大した平面図である。図１に示すように、凸部１は三角錐形状に形成されており、三角錐形状の凸部１における底面の一辺が隣位する他の三角錐形状の凸部１における底面の一辺と接するように配置されている。

図２は、熱可塑性ポリエステル樹脂シートの他の例を示す拡大した斜視図である。図２に示すように、凸部１は曲面頂点を有する円柱形状であってもよく、各凸部１は、所定の間隙をもって並列配置されている。

図３は、熱可塑性ポリエステル樹脂シートのさらに他の例を示す拡大した平面図である。図３に示すように、凸部１は線状の山形状であってもよく、線状の山形状の凸部１における底面の一辺が隣位する他の線状の山形状の凸部１における底面の一辺と接するように配置されている。なお、各凸部１の形状は、本実施形態の形状に限定されるものではなく、種々の形状を採用することができる。

各凸部１は、熱可塑性ポリエステル樹脂シートを製造する工程において形成することができる。すなわち、熱可塑性ポリエステル樹脂を押出機によってシート状に形成する際、押出機のＴダイから熱可塑性ポリエステル樹脂シートが押し出された直後に、周面に所定形状（三角錐形状、曲面底点を有する円柱形状、線状の山形状など）の凹部を具備するローラを熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面に押圧することにより、熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面に凸部１を形成することができる。なお、本発明における凸部１の形成方法は、本実施形態の形成方法に限定されるものではない。

次に、この熱可塑性ポリエステル樹脂シートを、各凸部１が形成されている表面を内側にして多重に巻くことによりロールを形成する。このとき、熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面には複数の凸部１が形成されているので、熱可塑性ポリエステル樹脂シートを多重に巻いても、各凸部１の頂面のみが熱可塑性ポリエステル樹脂シートの裏面に接することとなり、表面が裏面に密着してしまうのを防止することができる。また、各凸部１を、前述のように三角錐形状または曲面頂点の円柱形状に形成することにより、表面と裏面との接触を点接触とすることができる。さらに、各凸部１を、前述のように線状の山形状に形成することにより、表面と裏面との接触を線接触とすることができる。

続いて、このロールを加圧不活性ガス雰囲気中に保持することにより、熱可塑性ポリエステル樹脂シートに不活性ガスを含有させる。上記不活性ガスとしては、ヘリウム、窒素、二酸化炭素、アルゴンなどが挙げられる。熱可塑性ポリエステル樹脂シートが飽和状態になるまでの不活性ガス浸透時間および不活性ガス浸透量は、発泡させる樹脂の種類、不活性ガスの種類、浸透圧力およびシートの厚さによって異なる。熱可塑性ポリエステル樹脂へのガス浸透性（速度、溶解度）を考慮すると、二酸化炭素がより好ましい。

このとき、ロールにされた熱可塑性ポリエステル樹脂シートは、表面と裏面とが密着していないので、不活性ガスを熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面全体に行き渡らせて均一に浸透させることができる。

そして、不活性ガスを含有した熱可塑性ポリエステル樹脂シートを常圧下において熱可塑性ポリエステル樹脂の軟化温度以上に加熱することにより、不活性ガスを発泡させる。これにより、複数の気泡を含有した熱可塑性樹脂発泡シートを製造する。

次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態によれば、熱可塑性ポリエステル樹脂シートを多重に巻いてロールを形成した際に、熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面に形成された各凸部１の頂面のみが熱可塑性ポリエステル樹脂シートの裏面に接することとなる。このため、セパレータを用いなくても熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面および裏面が密着してしまうのを防止し、不活性ガスを熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面全体に行き渡らせて均一に浸透させることができる。

したがって、セパレータを用いることなく熱可塑性ポリエステル樹脂シートに微細な不活性ガスを含有させることができ、これにより、熱可塑性ポリエステル発泡樹脂シートの製造コストの低廉化、製造工程の簡易化を図ることができる。これとともに、気泡が均一に含有され、かつ表面が美麗な熱可塑性樹脂発泡シートを製造することができる。

また、凸部１を頂面が点状または線状の形状とし、さらに好ましくは、三角錐形状、曲面頂点を有する円柱形状、または線状の山形状に形成することにより、熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面および裏面の接触部分をより狭くすることができ、これにより、不活性ガスを熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面全体に一層確実に行き渡らせて均一に浸透させることができる。

さらに、熱可塑性ポリエステル樹脂シートを製造する工程において、押出機のＴダイから熱可塑性ポリエステル樹脂シートが押し出された直後に、表面に所定形状の凹部を具備するローラを押圧することにより、複雑な工程を増やすことなく容易に熱可塑性ポリエステル樹脂シートに凸部１を形成することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。

例えば、各凸部１の形状は、本実施形態の形状に限定されるものではなく、熱可塑性ポリエステル樹脂シートを巻いてロールを形成した際に表面および裏面が密着しない程度の種々の形状を採用することができる。

以下に、本発明を実施例によって説明する。

（実施例１）
ポリエステルをシート状に成形して熱可塑性ポリエステル樹脂シートを製造し、周面に凹部が形成されたローラを押圧して、熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面に正三角錐形状の複数の凸部を形成した。各凸部は、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、一辺に直交する辺の長さ寸法を０．２０ｍｍ、高さ寸法を０．１４ｍｍとし、底面の一辺が隣位する他の三角錐形状の凸部における底面の一辺と接するように配置した。この熱可塑性ポリエステル樹脂シートを多重に巻いてロールを形成し、このロールを加圧不活性ガス雰囲気中に保持して、熱可塑性ポリエステル樹脂シートに不活性ガスを含有させた。そして、不活性ガスを含有した熱可塑性ポリエステル樹脂シートを常圧下において熱可塑性ポリエステル樹脂の軟化温度以上に加熱して不活性ガスを発泡させた。

実施例１の製造方法においては、熱可塑性ポリエステル樹脂シートがロールの状態において凸部の頂点のみが裏面に接触する点接触であったので、効率的に熱可塑性ポリエステル樹脂シートに不活性ガスを浸透させることができ、これにより、気泡が均一に含有された熱可塑性樹脂発泡シートを得ることができた。また、不活性ガスを発泡させて気泡とした後の拡散反射成分が増加し、これにより、熱可塑性樹脂発泡シートの全体の輝度が向上した。

（実施例２）
ポリエステルをシート状に成形して熱可塑性ポリエステル樹脂シートを製造し、周面に凹部が形成されたローラを押圧して、熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面に曲面頂点を有する円柱形状の複数の凸部を形成した。各凸部は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、底面の直径を０．２０ｍｍ、高さ寸法を０．２０ｍｍとし、所定の間隙をもって並列配置した。この熱可塑性ポリエステル樹脂シートを多重に巻いてロールを形成し、このロールを加圧不活性ガス雰囲気中に保持して、熱可塑性ポリエステル樹脂シートに不活性ガスを含有させた。そして、不活性ガスを含有した熱可塑性ポリエステル樹脂シートを常圧下において熱可塑性ポリエステル樹脂の軟化温度以上に加熱して不活性ガスを発泡させた。

実施例２の製造方法においては、熱可塑性ポリエステル樹脂シートがロールの状態において凸部の曲面頂点のみが裏面に接触する点接触であったので、効率的に熱可塑性ポリエステル樹脂シートに不活性ガスを浸透させることができ、これにより、気泡が均一に含有された熱可塑性樹脂発泡シートを得ることができた。

（実施例３）
ポリエステルをシート状に成形して熱可塑性ポリエステル樹脂シートを製造し、周面に凹部が形成されたローラを押圧して、熱可塑性ポリエステル樹脂シートの表面に線状の複数の凸部を形成した。各凸部は、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、底面の幅寸法を０．２０ｍｍ、高さ寸法を０．２０ｍｍとし、線状の山形状の凸部における底面の一辺が隣位する他の線状の山形状の凸部における底面の一辺と接するように配置した。この熱可塑性ポリエステル樹脂シートを多重に巻いてロールを形成し、このロールを加圧不活性ガス雰囲気中に保持して、熱可塑性ポリエステル樹脂シートに不活性ガスを含有させた。そして、不活性ガスを含有した熱可塑性ポリエステル樹脂シートを常圧下において熱可塑性ポリエステル樹脂の軟化温度以上に加熱して不活性ガスを発泡させた。

実施例２の製造方法においては、熱可塑性ポリエステル樹脂シートがロールの状態において凸部の頂点のみが裏面に接触する線接触であったので、効率的に熱可塑性ポリエステル樹脂シートに不活性ガスを浸透させることができ、これにより、気泡が均一に含有された熱可塑性樹脂発泡シートを得ることができた。

本発明に係る熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法に用いられる熱可塑性樹脂シートの一例を示す平面拡大図 本発明に係る熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法に用いられる熱可塑性樹脂シートの他の例を示す平面拡大図 本発明に係る熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法に用いられる熱可塑性樹脂シートのさらに他の例を示す平面拡大図 （ａ）は、実施例１において用いられた熱可塑性樹脂シートの凸部を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図 （ａ）は、実施例２において用いられた熱可塑性樹脂シートの凸部を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図 （ａ）は、実施例３において用いられた熱可塑性樹脂シートの凸部を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図

符号の説明

１ 凸部

Claims (5)

1. 熱可塑性樹脂シートを巻くことによりロールを形成し、該ロールを加圧不活性ガス雰囲気中に保持して前記熱可塑性樹脂シートに不活性ガスを含有させる工程を含む熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法であって、
   前記熱可塑性樹脂シートは、表面に複数の凸部を具備することを特徴とする熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法。
2. 前記凸部は、頂面が点状または線状であることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法。
3. 前記凸部は、三角錐形状、曲面頂点を有する円柱形状、および線状の山形状のうち少なくとも一つの形状であることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法。
4. 前記凸部を、表面に凹部を具備するローラを押圧することによって形成することを特徴とする請求項１から請求項３いずれか１項に記載の熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法。
5. 前記熱可塑性樹脂シートは、熱可塑性ポリエステル樹脂シートであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法。

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