JP2009126079A - 熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シートの場所による不活性ガスのシートへの浸透ムラの発生を抑制することにより、微細な気泡を含有し、機械的強度が高く、しかも表面が美麗な熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シートを安定にかつ経済的に量産できる方法を提供する。
【解決手段】熱可塑性ポリエステル樹脂シートとセパレータとを重ねて巻くことによりロール１０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浸透させる工程において、ロールを回転させながら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。
【選択図】図１

Description

本発明は、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好適な熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シートの製造方法に関する。

従来、微細な気泡を含有する発泡体を製造する方法として、特許文献１に記載された方法が知られている。この方法は、例えばポリエチレンテレフタレートのシートに加圧下で不活性ガスを含有させ、そのシートに加わっている圧力を開放してガスの過飽和状態にして気泡の核を多数発生させた後、シートをガラス転移点以上に加熱することにより気泡を成長させ、その後冷却することにより気泡を固定するものである。

特許第２７１３５５６号公報

しかし、前述した方法では、微細気泡を含有する発泡体を製造することができるものの、シートの場所によって不活性ガスのシートへの浸透ムラが発生し、微細気泡を含有する発泡シートを安定に量産することができなかった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、シートの場所による不活性ガスのシートへの浸透ムラの発生を抑制することにより、微細な気泡を含有し、機械的強度が高く、しかも表面が美麗な熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シートを安定にかつ経済的に量産できる方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するため、熱可塑性ポリエステル樹脂シートとセパレータとを重ねて巻くことによりロールを形成し、前記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浸透させる工程と、不活性ガスを浸透させた熱可塑性ポリエステル樹脂シートを常圧下で加熱して発泡させる工程とを具備する熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シートの製造方法であって、前記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工程において、前記ロールを回転させながら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を特徴とする熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シートの製造方法を提供する。

本発明によれば、ロールを回転させながら熱可塑性ポリエステル樹脂シートに加圧不活性ガスを浸透させることで、熱可塑性ポリエステル樹脂シート全体に均一にムラ無くガスを浸透させることができ、これにより微細な気泡を含有し、機械的強度が高く、しかも表面が美麗な熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シートを安定にかつ経済的に量産することができる。

以下、本発明につきさらに詳しく説明する。本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シートの製造方法は、熱可塑性ポリエステル樹脂シートとセパレータとを重ねて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ポリエステル樹脂シートに不活性ガスを浸透させる工程（以下、第１工程という）と、不活性ガスを浸透させた熱可塑性ポリエステル樹脂シートを常圧下で加熱して発泡させる工程（以下、第２工程という）とを具備する。

本発明の第１工程では、まず、熱可塑性ポリエステル樹脂とセパレータとを重ね合わせて巻くことによりロールを形成する。

本発明において用いられる熱可塑性ポリエステル樹脂シートとしては、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートからなるもの、またはこれらの樹脂をベースとして例えばポリカーボネートなどをブレンドした各種のポリマーアロイからなるものなどが挙げられる。これらのうちでもポリエチレンテレフタレートからなるものが好ましい。

本発明においては、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で、結晶化核剤、結晶化促進剤、気泡化核剤、抗酸化剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、顔料、染料、滑剤などの各種添加剤を配合してもよい。

本発明の第１工程においては、以上のようにして形成されたロールを圧力容器に入れ、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る。

本発明において発泡剤として用いられる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。これらのうち、熱可塑性ポリエステル樹脂シートへの浸透量が多くなる二酸化炭素が好ましい。不活性ガスの浸透条件は、圧力が３０ｋｇ／ｃｍ^２以上、好ましくは５０ｋｇ／ｃｍ^２以上で、浸透時間が１時間以上であることが好ましい。

本発明では、第１工程において、熱可塑性ポリエステル樹脂シートのロールを回転させながらシートに加圧不活性ガスを浸透させることにより、熱可塑性ポリエステル樹脂シート全体に均一にガスを浸透させ、これによって不活性ガスの浸透ムラを解消する。

ロールを回転させる態様として、より具体的には、ロールの中心軸を略水平に保持し、この中心軸を中心としてロールを回転させる態様（後記図１参照）や、ロールの中心軸を通り、かつこの中心軸に直交する任意の軸を略水平に保持し、上記任意の軸を中心としてロールを回転させる態様（後記図２参照）などが挙げられるが、ロールを回転させる態様はこれらに限定されるものではない。

本発明の第２工程においては、第１工程において不活性ガスを浸透させた熱可塑性ポリエステル樹脂シートを常圧下でその樹脂の軟化温度以上に加熱することにより発泡させる。第２工程における加熱手段としては、熱風循環式発泡炉、オイルバス、溶融塩バスなどが挙げられる。

第２工程において、より具体的には、例えば、圧力容器から取り出したロールを樹脂シートとセパレータとに分離させながら、樹脂シートだけを熱風循環式発泡炉中を通過させる方法が用いられる。発泡条件は、例えば発泡温度を２４０℃程度、発泡時間を１〜５分程度に設定する。その後、炉から出た発泡シートを直ちに成形ロールで平らに成形する。このときの成形ロール温度は１５０℃以上であることが好ましい。さらに、これを冷却することにより所望の発泡シートを得る。

以下、本発明を実施例および比較例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものでない。

（実施例１）
５５０ｍｍ幅×６０ｍ長さ×０．４ｍｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートのロール（ユニチカ（株）製）と、セパレータとして５５０ｍｍ幅×６０ｍ長さ×１６０μｍ厚、目付量５５ｇ／ｍ^２のオレフィン系不織布のロール（ＦＴ３００グレード、日本バイリーン（株）製）とを用意した。両者を重ねて、ＰＥＴシートの表面同士が接触する部分がないように巻いて新たにロールを作製した。

次に、図１に示すように、上記ロール１０の中心軸部分に鉄パイプ１２を挿入し、ロール１０と鉄パイプ１２を共に圧力容器に入れるとともに、鉄パイプ１２を圧力容器内に水平に取り付け、ロール１０を圧力容器内で中心軸である鉄パイプ１２を中心として回転させながら、６０ｋｇ／ｃｍ^２の炭酸ガスを４０時間浸透させた後、ロール１０を圧力容器から取り出した。このとき、ＰＥＴシート中のガス含有量は６．３重量％であった。また、ガスを含有するＰＥＴシートの結晶化度を示差走査型熱量分析計（ＤＳＣ）による測定から求めたところ３３％であった。

次に、ロールからセパレータを取り除きながらＰＥＴシートだけを２４０℃に設定した熱風循環式発泡炉に発泡時間が１分になるように連続的に供給して発泡させた。得られた発泡シートは、表面にごくわずかな不織布の模様が認められるものの、気泡サイズは１０μｍ以下で均一に発泡しており、発泡倍率が３．５倍であり、表面光沢のある良好なものであった。

（実施例２）
実施例１と同様にして、ＰＥＴシートとセパレータとを重ねて巻いたロールを作製した。次に、図２に示すように、上記ロール１０の中心軸部分に鉄パイプ１２を挿入し、ロール１０と鉄パイプ１２を共に圧力容器に入れるとともに、鉄パイプ１２を圧力容器内に垂直に取り付け、鉄パイプ１２のロール１０から突出した両端部分に回転機構１４を固定し、ロール１０を圧力容器内で上記回転機構１４の水平軸１６を中心として回転させながら、６０ｋｇ／ｃｍ^２の炭酸ガスを４０時間浸透させた後、ロール１０を圧力容器から取り出した。このとき、ＰＥＴシート中のガス含有量は６．６重量％であった。また、ガスを含有するＰＥＴシートの結晶化度を示差走査型熱量分析計（ＤＳＣ）による測定から求めたところ３２％であった。

次に、ロールからセパレータを取り除きながらＰＥＴシートだけを２４０℃に設定した熱風循環式発泡炉に発泡時間が１分になるように連続的に供給して発泡させた。得られた発泡シートは、表面にごくわずかな不織布の模様が認められるものの、気泡サイズは１０μｍ以下で均一に発泡しており、発泡倍率が３．７倍であり、表面光沢のある良好なものであった。

（比較例１）
実施例１と同様にして、ＰＥＴシートとセパレータとを重ねて巻いたロールを作製した。次に、図３に示すように、上記ロール１０の中心軸部分に鉄パイプ１２を挿入し、ロール１０と鉄パイプ１２を共に圧力容器に入れるとともに、鉄パイプ１２を圧力容器内に垂直に取り付け、ロール１０を圧力容器内で回転させることなく静置して、６０ｋｇ／ｃｍ^２の炭酸ガスを４０時間浸透させた後、ロール１０を圧力容器から取り出した。このとき、ＰＥＴシート中のガス含有量は４．６重量％であった。また、ガスを含有するＰＥＴシートの結晶化度を示差走査型熱量分析計（ＤＳＣ）による測定から求めたところ１５％であった。

次に、ロールからセパレータを取り除きながらＰＥＴシートだけを２４０℃に設定した熱風循環式発泡炉に発泡時間が１分になるように連続的に供給して発泡させた。得られた発泡シートは、気泡径が２０μｍ以上の部分と１０μｍ以下の部分とが混在して不均一に発泡しており、発泡倍率は平均で３．２倍であり、外観上ムラのあるものであった。

以上の結果から、本発明によれば、ロールを回転させながらシートに加圧不活性ガスを浸透させることで、シート全体に均一にムラ無くガスを浸透させることができ、これにより良好な発泡シートを安定にかつ経済的に量産できることがわかる。これに対し、ロールを回転させない場合は、シートの場所によって不活性ガスのシートへの浸透ムラが発生し、良好な発泡シートを安定に量産できないものであった。

圧力容器内に配置したロールを示す概略図である。 圧力容器内に配置したロールを示す概略図である。 圧力容器内に配置したロールを示す概略図である。

符号の説明

１０ ロール
１２ 鉄パイプ
１４ 回転機構
１６ 水平軸

Claims (3)

1. 熱可塑性ポリエステル樹脂シートとセパレータとを重ねて巻くことによりロールを形成し、前記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浸透させる工程と、不活性ガスを浸透させた熱可塑性ポリエステル樹脂シートを常圧下で加熱して発泡させる工程とを具備する熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シートの製造方法であって、前記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工程において、前記ロールを回転させながら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を特徴とする熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シートの製造方法。
2. 前記ロールの中心軸を略水平に保持し、前記中心軸を中心としてロールを回転させることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シートの製造方法。
3. 前記ロールの中心軸を通り、かつ前記中心軸に直交する任意の軸を略水平に保持し、前記任意の軸を中心としてロールを回転させることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂発泡シートの製造方法。

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