JP4490216B2

JP4490216B2 - 樹脂板の製造方法

Info

Publication number: JP4490216B2
Application number: JP2004265835A
Authority: JP
Inventors: 典彦山本; 茂雄上本; 耕一郎渡辺
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2024-09-13
Also published as: JP2006076262A

Description

本発明は、押出成形によって板厚精度の極めて高い樹脂板を製造する方法に関する。

ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）といった熱可塑性樹脂からなる樹脂板は、押出成形法によって製造することができる。すなわち、押出成形機１０のシリンダ１１内に導入した熱可塑性樹脂をヒータ１４の熱で溶融させつつスクリュー１２の推進力で吐出孔１３側に移動させ、ダイ１５から押し出してシート状に成形した後、所定の間隔で配置された冷却ロール対（１６ａ，１６ｂ）の間隙に熱可塑性樹脂のシート１７を通過させ、さらに引取ロール（図示せず）で引っ張りつつ放冷することによって、板厚や表面粗さが適宜調整された熱可塑性樹脂の樹脂板を得ることができる（図２参照）。

ところで、ダイから冷却ロールへと押し出される熱可塑性樹脂の量は、ダイの幅方向にわたって必ずしも均一ではなく、それゆえ、冷却ロール対の間隙に形成される樹脂溜り（いわゆるバンク：図２の符号２０）も、通常、その量（厚み）がロールの軸方向に不均一である。このバンクは、押出シートの成形性を維持する上で必要なものであるものの、バンクの量が多い部分ではシートの表面に横縞模様（いわゆるバンクマーク）が発生し、バンクの量が少ない部分ではシートの表面に光沢のない凹み（いわゆるヒケ）が発生することから、従来は、冷却ロールの軸方向でバンク量のバラツキをなくすことが樹脂シートの外観を維持する上で必要であると考えられていた。そこで、冷却ロールの全幅にわたってバンクの量を押出シートの板厚以下に抑えかつ均一にすることが提案されている（特許文献１）。
特開平１−１６０６３１号公報（請求項１，第３頁左上欄１１〜１７行）

本発明の目的は、押出成形によって板厚精度の優れた樹脂板を製造することのできる方法を提供することである。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、板厚７〜１５ｍｍの肉厚のアクリル樹脂板を製造する際に、冷却ロール対の間隙に形成されるバンクの表面温度を、冷却ロールの軸の両端部から中央部にかけて低くなるように設定すれば、熱可塑性樹脂板の板厚精度を向上させることができるという、全く新たな事実を見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明に係る板厚精度の優れた樹脂板の製造方法は、押出成形機のダイから押し出されたアクリル樹脂を、平行に配列された一対の冷却ロールの間隙に供給し、当該間隙部分にバンクを形成しながら圧延成形して、板厚７〜１５ｍｍの樹脂板を製造する方法であって、上記バンクの厚みが上記冷却ロールの軸の両端部から中央部にかけて凸状となるように、樹脂を上記冷却ロール対の間隙に供給することにより、上記バンクにおける表面温度を、上記冷却ロールの両端部から中央部にかけて低くなるように設定することを特徴とする。

冷却ロール対の間隙に形成されているバンクの量が多いと、ロールで冷却される面積が大きくなり、冷却時間が長くなることから、冷却ロール対を通過した時点での樹脂の温度が低くなる。ここで、冷却ロールの軸の両端部から中央部にかけて、バンクの温度が低くなるように設定した場合、すなわち、バンクの厚みを、冷却ロールの軸の両端部から中央部にかけて凸状となるように調整した場合には、冷却ロール対を通過した時点でのシートの温度を、ロール軸の中央部分にかけて低くすることができる。そして、本発明者らによる検討の結果、このような場合には、意外にも、冷却ロールの全幅にわたって、板厚を均一に設定できることが分かった。

本発明おいては、冷却ロール対の間隙を通過した熱可塑性樹脂のシートのうち、当該シートの流れ方向と直交する幅方向の中央から、当該幅方向の側端側への距離がＬ（ｍｍ）である部位において、シートの表面温度Ｔ（℃）が、下記式（１）で表される関係を満たすように設定することが好ましい。

（式中、ａは、シートの中央から測定部位までの上記幅方向における距離Ｌ（ｍｍ）と、シートの側端から中央までの上記幅方向における距離Ｌ₀（ｍｍ）との比Ｌ／Ｌ₀を示す。Ｔ_aveは、上記バンクの平均温度（℃）を示す。ｔは、上記樹脂板の厚みの設計値（ｍｍ）を示す。）
上記式（１）より明らかなように、樹脂板に求められる板厚が大きいほど、冷却ロールの中央部でのバンク量を多くすればよい（冷却ロールの中央部にかけてバンクの表面温度を低くすればよい）。

アクリル樹脂シートの表面温度の測定は、バンクの量が樹脂シートの表面温度に及ぼす効果をより正確に把握するためにも、冷却ロール対の間隙を最初に通過したときに行うのが好ましく、冷却ロール対の間隙を最初に通過した直後に行うのがより好ましい。
本発明において、冷却ロール対の間隙を通過したアクリル樹脂シートの「シートの中央部からの距離がＬ（ｍｍ）である部位におけるシートの表面温度Ｔ（℃）」とは、シートの中央部から、冷却ロールの軸方向と平行にＬ（ｍｍ）の距離をおいた部位での樹脂シートの表面温度をいう。「バンクの平均温度Ｔ_ａｖｅ（℃）」とは、シートの一方の側端から、他方の側端まで、一定の間隔をおいて任意に選択された、少なくとも５ヶ所、好ましくは１００ヶ所以上の部位での、シートの表面温度の測定値に基づいて求められた値をいう。

本発明において、冷却ロール対の間隙部分でのバンクの表面温度を冷却ロールの両端部から中央部にかけて低くするには、ダイの吐出量分布を調整すればよい。具体的には、Ｔダイとしてフレキシブルリップやチョークバーを有するものを使用して、リップまたはチョークバーの間隙・開度を適宜調整すればよい。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係る樹脂板の製造方法において、熱可塑性樹脂の加工に用いる押出成形機については特に限定されるものではない。それゆえ、本発明は、種々の押出成形機での樹脂板の製造に対応させることができる。また、使用するダイについても特に限定されるものではなく、公知の種々のダイを採用することができる。

本発明に係る樹脂板の製造方法において、押出成形機から押し出された熱可塑性樹脂のシートを圧延するのに用いる冷却ロールについては、特に限定されるものではなく、冷却ロールの本数、ロールの配置等については、従来公知の種々の態様を採用することができる。
本発明に係る樹脂板の製造方法において、熱可塑性樹脂としては特に限定されるものではなく、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の、従来公知の種々の熱可塑性樹脂が挙げられる。

本発明の対象となる樹脂板の厚みは、７ｍｍ以上であること以外は、特に限定されるものではないが、７〜２０ｍｍであるのが好ましく、７〜１５ｍｍであるのがより好ましい。
冷却ロール対の間隙に形成されているバンク２０の量は、前述のように、ダイ１５から押し出された熱可塑性樹脂のシート１７が冷却ロール対（１６ａ，１６ｂ）の間隙１６ｄを通過したときの表面温度に基づいて見積ることができる。

樹脂シート１７の表面温度は、例えば赤外線温度計を用いて測定することができる。
冷却ロール対の間隙を通過した熱可塑性樹脂のシートについて、シート中央部からの距離がＬ（ｍｍ）である部位での表面温度Ｔ（℃）と、シートの側端から中央部までの距離Ｌ₀（ｍｍ）に対する距離Ｌの比ａとの関係を示す、上記の式（１）は、後述するように、バンクの表面温度を適宜設定して、樹脂板の板厚精度を測定した実験結果に基づいて、実験的に求められたものである。

例えば、後述する実施例１は、樹脂板の厚みの設計値ｔが８ｍｍである場合において、板厚のバラツキを極めて小さくすることができた例を示すものである。上記式（１）は、この実施例のデータ（図３に示す、表面温度Ｔと比ａとの関係）に基づいており、この関係が概ね２次式で近似できることから、この実測データを近似して求められた式である。
なお、図３および図４の太線で示された曲線が、上記式（１）の後半部分である、±｛０．１（ｔ−５）＋０．８｝を算入しなかった場合の、Ｔとａとの関係式を示す曲線である。また、その両側にある、細線で示された曲線が、上記式（１）の後半部分を加えた場合と、減じた場合とに対応する曲線である。

＜板厚８ｍｍの樹脂板の製造＞
図１および図２に示す押出成形機を用いて、板厚８ｍｍのアクリル樹脂板の製造を行った。
アクリル樹脂板の製造に際して、実施例１では、バンク２０の表面温度を、図３に示すように、冷却ロール１６の両端部から中央部にかけて低くなるように設定した。

一方、比較例１では、バンク２０の表面温度を、図４に示すように設定した。
樹脂シートの温度の測定は、３分毎に、シート全幅をスポット径３ｃｍの赤外線温度計でスキャンすることによって、３０分間にわたって測定した。樹脂板の板厚は、エアー式非接触板厚計（山文電気社製）を用いて３０分間測定し、その間の最大値、最小値および板厚の振れ（最大値と最小値との差）を求めた。結果を表１に示す。

なお、図３および図４中、比ａ＝０は、表面温度の測定部位がシートの流れ方向に直交する方向（幅方向）の中央にあることを示している。また、測定部位が、シートを赤外線温度計側から見た場合に上記幅方向の左側にあるときには、比ａを負で示した。逆に、測定部位が、シートを赤外線温度計側から見た場合に上記幅方向の右側にあるときには、比ａを正で示した。

表１より明らかなように、比較例１では、樹脂板の板厚に０．２ｍｍもの振れが生じたのに対し、実施例１では、樹脂板の板厚の振れを０．０１ｍｍと極めて小さくすることができた。

冷却ロール対の間隙に形成されたバンクの量を算出する方法であって、当該間隙を通過した直後の熱可塑性樹脂の表面温度を測定する方法を示す説明図である。従来の押出成形による樹脂板の製造工程の一例を示す模式図である。実施例１でのバンクの表面温度を示すグラフである。比較例１でのバンクの表面温度を示すグラフである。

符号の説明

１０押出機
１５ダイ
１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）冷却ロール
１７樹脂シート
２０バンク

Claims

押出成形機のダイから押し出されたアクリル樹脂を、平行に配列された一対の冷却ロールの間隙に供給し、当該間隙部分にバンクを形成しながら圧延成形して、板厚７〜１５ｍｍの樹脂板を製造する方法であって、上記バンクの厚みが上記冷却ロールの軸の両端部から中央部にかけて凸状となるように、樹脂を上記冷却ロール対の間隙に供給することにより、上記バンクにおける表面温度を、上記冷却ロールの両端部から中央部にかけて低くなるように設定することを特徴とする樹脂板の製造方法。