JP2009107093A - アクリル系樹脂切断物の製造方法、および製造装置 - Google Patents
アクリル系樹脂切断物の製造方法、および製造装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】アクリル系樹脂を溶融押出ししてアクリル系樹脂帯状体を成形した後、該アクリル系樹脂帯状体を(Tg−40℃)以上の温度(ただし、Tgは前記アクリル系樹脂のガラス転移点である。)に保持し、アクリル系樹脂帯状体を(Tg−40℃)〜(Tg−15℃)の温度で切断するアクリル系樹脂切断物の製造方法、およびアクリル系樹脂を溶融押出ししてアクリル系樹脂帯状体30を賦形する成形手段10と、該アクリル系樹脂帯状体30を(Tg−40℃)以上の温度に保持し、アクリル系樹脂帯状体30を(Tg−40℃)〜(Tg−15℃)の温度で切断する切断手段20とを具備するアクリル系樹脂切断物40の製造装置1。
【選択図】図1
Description
また、特許文献2には、エポキシ系樹脂、ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などの素材からなる非結晶プラスチックフィルムの被切断部を50〜150℃で切断する、あるいは80〜150℃に加熱したスリットローラーに非結晶プラスチックフィルムを通過させて加熱した後に切断する方法が開示されている。
また、特許文献2に記載のように、被切断部を予め加熱した状態で切断する場合、切断を実施するに際し加熱を行う必要があるため、加熱設備の設置など加熱に要する費用がかることがあった。さらにアクリル系樹脂帯状体を切断する場合、該アクリル系樹脂帯状体の被切断部を50〜150℃に加熱して切断したり、80〜150℃に加熱した切断刃を用いて切断したりすると、アクリル系樹脂帯状体や切断物が熱変形したり、切断の際の切断刃との接触により切断部が変形したりすることがあり、品質上の問題が発生することがあった。
さらに、前記切断手段が、前記アクリル系樹脂帯状体を(Tg−40℃)〜(Tg−15℃)の温度に保持する温調手段を備えたことが好ましい。
また、本発明によれば、アクリル系樹脂を溶融押出しする際の熱を利用してアクリル系樹脂帯状体を切断するので、切断時においてアクリル系樹脂帯状体の被切断部には切断に必要な熱量が付与されているため、製造ラインの速度を上げても生産性を維持しつつ、クラックの発生を抑制できる。また、室温から切断可能な温度まで昇温させるための加熱設備など、加熱に要する費用がかからず、製造コストを抑えることができると共に、製造設備の小型化が可能となる。
さらに、本発明によれば、アクリル系樹脂帯状体をアクリル系樹脂のTg温度未満の低温域、かつ(Tg−40℃)以上の温度に保持して切断を行うので、アクリル系樹脂帯状体は固化した状態で切断されるため、熱軟化による切断刃との接触での変形がなく良好な切断面を有したアクリル系樹脂切断物が得られる。
本発明により得られるアクリル系樹脂切断物(以下、「切断物」という場合がある。)は、アクリル系樹脂帯状態(以下、「帯状体」という場合がある。)を切断することで得られる。
前記帯状体の構造は、アクリル系樹脂よりなる単層構造であってもよく、アクリル系樹脂を少なくとも1層積層した多層構造であってもよい。なお、帯状体が多層構造の場合、アクリル系樹脂からなる層はスキン層(表層)、およびコア層(内層)のいずれに存在していてもよい。
帯状体が多層構造の場合は、共押出成形法により多層構造となるように上述した樹脂を溶融押出しし、所望の厚みに賦形して形成される。得られた多層構造の帯状体において、アクリル系樹脂の占める厚みは、該帯状体全体の厚みの50%以上であることが好ましい。
1/Tg=Σ(wi/Tgi)・・・(1)
式(1)中、wiは単量体iの質量分率を表し、Tgiは単量体iのホモポリマーのTgを表す。尚、式(1)中のTg及びTgiは、絶対温度(K)で表した値であり、Tgiは、「POLYMER HANDBOOK、FOURTH EDITION、VI/193〜VI/253」に記載されている値である。
図1は、切断物の製造装置1の一例を示す概略構成図である。この例の切断物の製造装置1は、帯状体を成形する成形手段10と、該成形手段10に近接して配置された、帯状体を切断する切断手段20とを具備する。
ここで、「成形手段に近接して配置する」とは、成形手段10により成形される帯状体30が、(Tg−40℃)以上の温度に保持されている場所に配置することを意味する。
ダイ11としては、例えばスリット状吐出口を有するTダイなどが挙げられる。
賦形ロール12としては、公知のものが使用可能である。賦形ロール12を通過することで、所望の厚みに賦形されたアクリル系樹脂帯状体30が成形されると共に、帯状体30が冷却される。
成形手段10をこのような構成とすることにより、帯状体30を連続して成形することができる。
切断刃21としては、公知の切刃が使用可能であり、例えばレザー刃やシェアー刃などが挙げられる。
また、切断刃21の温度は、室温であってもよく、加熱した状態であってもよく、特に限定しないが、切断時に帯状体30の被切断部の温度低下を防止するため、帯状体30の温度と同程度の温度になるよう設定することが好ましい。
なお、帯状体30をその進行方向に切断するように切断刃21を設置する場合は、帯状体30に対して、1つの切断刃21を備えれば、2本のアクリル系樹脂切断物40が得られることになるが、本発明はこれに限定されず、一度に複数本の切断物が得られるように、例えば複数の切断刃を備えでもよい。
また、室温から切断可能な温度まで昇温させるための加熱設備など、加熱に要する費用がかからず、製造コストを抑えることができると共に、製造設備の小型化が可能となる。
保温手段22の材質としては特に制限されないが、例えばガラス繊維、ウレタンフォーム、ポリスチレンフォームなどが挙げられる。
図1に示すように保温手段22を設置すれば、保温手段22で囲まれた空間(すなわち、保温手段で形成されるハウジングの内部)の雰囲気温度が所望の温度に保持されるので、帯状体30はもちろんのこと切断刃21も帯状体30と同じ温度に保持される。なお、図1に示す例では、帯状体30と切断刃21に加えて、成形手段10に備わる賦形ロール12の一部も囲むように保温手段22が設置されている。
温調手段23としては、空気などの温調風を循環させる装置や、赤外線ヒータなどが挙げられる。またこれらを併用することも可能である。
また、帯状体30をその進行方向に切断する場合、切断手段には、図1、2に示すように切断刃21の上流と下流に、帯状体30、および切断物40の走行を規制するニップロール24(上流ニップロール:24A、下流ニップロール:24B)を設けてもよい。切断手段20に保温手段22を備える場合、ニップロール24は保温手段22に囲まれてもよく、囲まれなくてもよい。また、いずれか一方のニップロール24(図1、2に示す例では上流ニップロール24A)が保温手段22に囲まれていてもよい。
また、本発明によれば、アクリル系樹脂帯状体をアクリル系樹脂のTg温度未満の低温域、かつ(Tg−40℃)以上の温度に保持して切断を行うので、アクリル系樹脂帯状体は固化した状態で切断されるため、熱軟化による切断刃との接触での変形がなく良好な切断面を有したアクリル系樹脂切断物が得られる。
また、切断手段に温調手段を備えれば、帯状体の賦形から切断に至る間において帯状体を所望の温度に保持できるので、切断時の帯状体の冷熱制御がより容易に行える。従って、特定の温度でより容易に帯状体を切断できる。
切断物の製造装置としては、図2に示す製造装置を用いた。各手段について以下に示す。
Tダイ共押出成形により、スキン層がビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体(ダイキン工業株式会社製、「商品名:ネオフロン、品番:VP50」、融点:125〜140℃)、コア層がアクリル系樹脂(三菱レイヨン株式会社製、「商品名:アクリペットMF」、Tg=93.7℃)樹脂よりなり、コア層の両方の面上にスキン層を積層させた2種3層のシートを成形し、スキン層の厚みが0.025mm、コア層の厚みが0.2mmとなるように、賦形ロールを用いてアクリル系樹脂帯状体を成形した。該アクリル系樹脂帯状体の幅は250mmであった。
アクリル系樹脂帯状体全体の厚みは0.25mm、各層の厚みの比はスキン層:コア層:スキン層=1:8:1であった。
なお、ダイ11としては、フィードブロックタイプの2種3層成形用のTダイを使用し、引取り速度を5m/分に設定した。また、賦形ロール12として、アクリル系樹脂帯状体の厚みを調整する第1の賦形ロール12Aおよび第2の賦形ロール12B、ならびに第3の賦形ロール12Cを用い、第1の賦形ロール12Aおよび第2の賦形ロール12Bの表面温度を90℃に設定した。なお、第1の賦形ロール12Aおよび第2の賦形ロール12Bは、前記温度設定に限らず、帯状体を(Tg−40℃)以上の温度に保持できる範囲で適宜設定することができる。
図2に示すように、成形手段10の一部と、帯状体と、切断刃とを、保温手段22(厚さ75mm、ガラス繊維)で囲んだ。
切断刃21は、上刃φ100mm、下刃φ80mmのシェアー刃を使用した。なお、切断刃21は保温手段22により保温されたため、切断刃21の温度は保温手段22で囲まれた空間(すなわち、保温手段22で形成されたハウジングの内部)の雰囲気温度と同一温度とみなす。また、パスラインは直線切で実施した。ここで、2組の切断刃21を使用して、幅250mmの帯状体を2箇所(各々端部から50mmの位置)で切断して、幅が50mmの切断物を2つと、幅が150mmの切断物を1つ得た。
また、ハウジングの内壁の上面および底面に沿うように、5本の温調気体噴出ノズル23Aを備えた温調手段23を設置した。温調気体噴出ノズル23Aは、130mm間隔で配置し、各温調気体噴出ノズル23Aには、温調気体がアクリル系樹脂帯状体30の面に対し垂直方向に噴出されるようなφ1のノズル孔を30mm間隔で設けた。温調気体としては、空気を用いた。また、温調気体の昇温およびハウジング内への温調気体の供給には、熱風発生機(株式会社竹綱製作所製、「電気式熱風発生機 型式:TSK−61」)(図示略)を用いた。なお、該熱風発生機からハウジング内への温調気体の供給量は約15m3/分に設定した。また、測定器として日本カノマックス株式会社製の風速計「型式:6511」を用いて測定した、温調気体噴出ノズル15A付近の風速は、4m/秒であった。
さらに、温調手段として、セラミックスヒータ(図示略)を設置した。
ハウジング内雰囲気温度、およびアクリル系樹脂切断物の表面温度を、温度計(安立計器株式会社製、「商品名:デュアルサーモ、型番:AR−1501」)を用いて測定した。なお、プローブとして、ハウジング内の雰囲気温度(雰囲気下に設置)を測定する場合は510Kモデルを用い、切断物の表面温度(表面接触)を測定する場合はN形シリーズモデルを用い、賦形ロールの表面温度(表面接触)を測定する場合はU形シリーズモデルを用いた。
セラミックスヒータの設定温度を60℃に設定し、アクリル系樹脂帯状体を、その進行方向に沿って切断し、アクリル系樹脂切断物を得た。
ハウジング内の雰囲気温度、および切断手段出口付近のアクリル系樹脂切断物の表面温度を測定した。結果を表1に示す。なお、切断手段出口付近のアクリル系樹脂切断物の表面温度は、アクリル系樹脂帯状体を切断する際の温度と同じ温度であるとみなす。
(クラック発生状況の評価)
アクリル系樹脂切断物の切断部における、切断刃による1mm以上のクラックの発生状況について、目視および顕微鏡にて確認し、以下の評価基準にて評価した。結果を表1に示す。
○:クラック発生無し。
×:クラック発生有り。
アクリル系樹脂帯状物の切断部における、切断刃による1mm以上の変形状況について、目視にて確認し、以下の評価基準にて評価した。結果を表1に示す。
○:変形無し。
×:変形有り。
セラミックスヒータの設定温度を表1に示す値に変更した以外は、実施例1と同様にし、評価を実施した。結果を表1に示す。
一方、PMMAのTg93.7℃に対し、(Tg−68.7℃)にてアクリル系樹脂帯状体を切断した比較例1では、切断時の温度が低かったため、クラックが発生した。
また、PMMAのTg93.7℃に対し、(Tg−13.7℃)にてアクリル系樹脂帯状体を切断した比較例2では、切断時の温度が高かったため、切断部が変形したアクリル系樹脂切断物が得られた。
10:成形手段
11:ダイ
12:賦形ロール
20:切断手段
21:切断刃
22:保温手段
23:温調手段
24:ニップロール
30:アクリル系樹脂帯状体
40:アクリル系樹脂切断物
Claims (4)
- アクリル系樹脂を溶融押出ししてアクリル系樹脂帯状体を成形した後、該アクリル系樹脂帯状体を(Tg−40℃)以上の温度(ただし、Tgは前記アクリル系樹脂のガラス転移点である。)に保持し、アクリル系樹脂帯状体を(Tg−40℃)〜(Tg−15℃)の温度で切断するアクリル系樹脂切断物の製造方法。
- アクリル系樹脂を溶融押出ししてアクリル系樹脂帯状体を賦形する成形手段と、該アクリル系樹脂帯状体を(Tg−40℃)以上の温度(ただし、Tgは前記アクリル系樹脂のガラス転移点である。)に保持し、アクリル系樹脂帯状体を(Tg−40℃)〜(Tg−15℃)の温度で切断する切断手段とを具備するアクリル系樹脂切断物の製造装置。
- 前記切断手段が、前記アクリル系樹脂帯状体を(Tg−40℃)〜(Tg−15℃)の温度に保持する保温手段を備えた請求項2に記載のアクリル系樹脂切断物の製造装置。
- 前記切断手段が、前記アクリル系樹脂帯状体を(Tg−40℃)〜(Tg−15℃)の温度に保持する温調手段を備えた請求項2または3に記載のアクリル系樹脂切断物の製造装置。
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