JP4874845B2 - 引抜延伸熱可塑性樹脂シートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、引抜延伸熱可塑性樹脂シートの製造方法、特に引抜延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの製造方法に関する。

塩化ビニル系樹脂は耐水性、難燃性、機械的特性等が優れ、且つ価格が比較的安価であるので、建築部材の材料として広く使用されている。例えば、雨樋は、一般的に硬質塩化ビニル系樹脂を押出成形により成形している。

しかし、硬質塩化ビニル系樹脂成形体の線膨張係数は７．０×１０^-5（１／℃）と大きいので、硬質塩化ビニル系樹脂製雨樋を設置する際には、雨樋の伸縮を吸収しうる継手で接続したり、端部をフリーにしたりする必要があったが、施工される雨樋全体の長さが長くなると、継手や落とし口が多くなり、外観が悪いという欠点があった。

そのため、線膨張係数の低い雨樋の検討が種々なされている。例えば、例えば、非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを、該熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度−２０℃〜該熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度＋２０℃の温度の一対のロール間を通して引抜き延伸した後、該ロールの温度より高い温度で一軸延伸して得られた、線膨張率が−１．５×１０^-5以上０未満であり、引張弾性率が８〜１５ＧＰａの熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの両面に熱可塑性樹脂層が積層されていることを特徴とする積層成形体（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。
特開２００６−３０６０１２号公報

上記熱可塑性ポリエステル系樹脂シートは線膨張係数が低く雨樋として好適である。しかしながら、熱可塑性ポリエステル系樹脂は硬く熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを製造する際や適当な幅に切断する際にシートの側面に多数のノッチが形成され、引抜延伸するとノッチが核になり切断してしまい長尺の引抜延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを得るのは困難であった。

本発明の目的は、上記欠点に鑑み、熱可塑性樹脂シートから長尺の引抜延伸熱可塑性樹脂シートを得ることのできる製造方法、特に、非晶状態の長尺熱可塑性ポリエステル系樹脂シートから長尺の引抜延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを得ることのできる製造方法を提供することにある。

本発明の引抜延伸熱可塑性樹脂シートの製造方法は、熱可塑性樹脂シートを引抜延伸する際に、熱可塑性樹脂シートの両端部を溶融処理した後に引抜延伸することを特徴とする。

本発明で使用される熱可塑性樹脂としては、引抜延伸可能な任意の熱可塑性樹脂が使用可能であり、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等のオレフィン系樹脂、塩化ビニル樹脂、熱可塑性ポリエステル系樹脂等が挙げられるが、線膨張係数が小さく、軽量で、耐衝撃性、耐久性等に優れた非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂が好ましい。

上記熱可塑性ポリエステル系樹脂としては、例えば、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、ポリグリコール酸、ポリ（Ｌ−乳酸）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート／ヒドロキシバリレート）、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンサクシネート／乳酸、ポリブチレンサクシネート／カーボネート、ポリブチレンサクシネート／テレフタレート、ポリブチレンアジペート／テレフタレート、ポリテトラメチレナジペート／テレフタレート、ポリブチレンサクシネート／アジペート／テレフタレート等が挙げられ、耐熱性の優れたポリエチレンテレフタレートが好ましい。

上記熱可塑性ポリエステル系樹脂の極限粘度は、低すぎるとシート作成時にドローダウンを起こしやすく、高すぎると、延伸しても機械的強度（特に弾性率）が上昇しないので、０．６〜１．０が好ましい。

熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの厚みは特に限定されないが、０．１ｍｍ未満では、延伸後のシート厚みが薄くなりすぎ、取扱いに際しての強度が十分な大きさとならないことがあり、５ｍｍを超えると延伸が困難となることがあるので０．１〜５ｍｍが好ましい。

上記延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートは非晶状態である。延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートは非晶状態であればよく、その結晶化度は特に限定されるものではないが、示差走査熱量計で測定した結晶化度が１０％未満あることが好ましく、より好ましくは５％未満である。

上記非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの引抜延伸する方法は、特に限定されず所定のクリアランスを有する引抜金型を通して引抜延伸してもよいが、一対のロール間を通して引抜延伸するのが、延伸後の厚みを自由にコントロールでき、又、引抜金型の特定部位の磨耗が生じることがないので好ましい。

引抜延伸する際の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの温度は、特に限定されるものではないが、ガラス転移温度付近の温度に予熱されているのが好ましい。予熱温度は、低すぎても高すぎても熱可塑性ポリエステル系樹脂シートが所定の温度にならないことがあるので、熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度−２０℃〜熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度＋１０℃の温度が好ましい。

上記引抜延伸する際の温度は、低温であると熱可塑性ポリエステル系樹脂シートが硬すぎて、引抜こうとしても先に切断されてしまうことがあり、切断されなくてもシートにボイドができて白化してしまうなどの問題があり、逆に、高温になると熱可塑性ポリエステル系樹脂シートが柔らかくなりシートを引抜く張力によりシートが切断されるので、熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度±２０℃の温度範囲であり、好ましくは熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度〜熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度＋１０℃の温度範囲である。

又、非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを引抜く際に、ロールは回転している必要はないが、特に熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの厚みが厚い場合には、せん断発熱によるロールの蓄熱に起因するシートの温度上昇が生じやすいため、引抜方向に回転させるのが好ましい。

ロールの回転速度が遅いと、ロールと熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの接触時間が長くなり、摩擦熱が発生し、ロール温度が上昇して、加熱された熱可塑性ポリエステル系樹脂を冷却する効果が低下し、所定の引抜延伸温度を超えてしまい、逆にロールの回転速度が早くなると、熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの表面の熱可塑性ポリエステル系樹脂のみが流動し、均一に引抜延伸できなくなり、得られた引抜延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの弾性率が低下する。

従って、ロールの回転速度は熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを同一条件の引抜速度でロールが回転していない状態で引き抜いた際の送り速度と実質的に同一又はそれ以下の速度が好ましい。

又、熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの厚さが厚い（１．５ｍｍ以上）場合は、ロールとシートとのせん断による発熱が大きくなるため、ロールの回転速度は上記送り速度の５０〜１００％が好ましい。また、熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの厚さが薄い場合は、ロールによる冷却効果が大きいのでロールの回転速度は遅くてもよい。

上記引抜延伸の延伸倍率は、特に限定されるものではないが、延伸倍率が低いと、引張強度、引張弾性率に優れたシートが得られず、高くなると延伸時にシートの破断が生じやすくなるので、２〜９倍が好ましく、より好ましくは２．５〜７倍である。

本発明においては、引抜延伸する前に熱可塑性樹脂シートの両端部を溶融処理する。溶融処理することにより熱可塑性樹脂シートの両端部に存在していたノッチが除去され引抜延伸時に切断されにくくなる。

熱可塑性樹脂シートの両端部を溶融処理する方法は、特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂の融点以上に加熱された金型を熱可塑性樹脂シートの両端部に押圧する方法が好ましい。

本発明の引抜延伸熱可塑性樹脂シートの製造方法の構成は上述の通りであり、熱可塑性樹脂シートから長尺の引抜延伸熱可塑性樹脂シートを得ることができ、特に、非晶状態の長尺熱可塑性ポリエステル系樹脂シートから長尺の引抜延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを得ることができる。又、長尺延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートから得られた異型長尺成形体は線膨張係数が小さく、軽量で、耐衝撃性、耐久性、作業性等が優れており、雨樋等の内装及び外装建材として好適に使用できる。

次に、図面を参照しながら、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はない。図１は本発明の引抜延伸熱可塑性樹脂シートの製造方法の一例を示す平面図であり、図２には加熱装置の一例を示す説明図である。

図中１は長さ方向に延伸されている長尺熱可塑性樹脂シートであり、一対のロール２に供給し引取りロール３で引取ることにより、一対のロール２の間で引抜延伸する。４、４は一対のロール２の上流側で長尺熱可塑性樹脂シート１に対し対称に設置された加熱装置である。

加熱装置４は、ヒータを内臓し、ポリテトラフルオロエチレン樹脂コーティングされた金型４１と断熱材４３と断熱材４を介して金型４１に連設されたエアーシリンダー４４から構成されている。エアーシリンダー４４は断熱材４を介して金型４１を長尺熱可塑性樹脂シート１の側端面に押圧可能になされている。又、４２は金型４１に設置された温度センサであり、金型４１に内臓されたヒータと接続されており、金型４１の温度を制御するようになされている。

（実施例１）
長尺熱可塑性樹脂シート１として、ポリエチレンテレフタレート（ユニチカ社製、商品名「ＮＥＨ−２０７０」、極限粘度０．８８）を溶融押出成形した後急冷して得られた厚さ２．５ｍｍのポリエチレンテレフタレートシート（結晶化度１．３％）を用いた。ポリエチレンテレフタレートを８０℃に予熱した後、ポリエチレンテレフタレートシートの両端部を加熱装置４の３８０℃に加熱された金型４２で押圧（圧力５ＭＰａ）し溶融した後、７４℃に加熱された一対のロール３（ロール間隔０．６ｍｍ）間を２ｍ／ｍｉｎの速度で引抜いて引抜延伸して、延伸倍率が約４倍の延伸ポリエチレンテレフタレートシートを得た。

５００ｍ長の未延伸のポリエチレンテレフタレートシートを引抜延伸したところ、加熱装置４を用いた場合は、切断されることなく約２０００ｍ長の延伸ポリエチレンテレフタレートシートを得た。比較のため加熱装置４を用いず５００ｍ長の未延伸のポリエチレンテレフタレートシートを引抜延伸したところ、切断されることにより平均２００ｍの延伸ポリエチレンシートしか得ることが出来なかった。

尚、上記ポリエチレンテレフタレートシートのガラス転移温度は７６．７℃、昇温速度１０℃／ｍｉｎで測定した示差走査熱量曲線での結晶化ピークの立ち上がり温度は約１１８℃であり、融解ピークの立ち上がり温度は約２３０℃であった。

本発明の引抜延伸熱可塑性樹脂シートの製造方法の一例を示す平面図である。 加熱装置の一例を示す説明図である。

符号の説明

１ 長尺熱可塑性樹脂シート
２ 一対のロール
３ 引取りロール
４ 加熱装置
４１ 金型

Claims (4)

1. 熱可塑性樹脂シートを引抜延伸する際に、熱可塑性樹脂シートの両端部を溶融処理した後に引抜延伸することを特徴とする引抜延伸熱可塑性樹脂シートの製造方法。
2. 熱可塑性樹脂シートが非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートであることを特徴とする請求項１記載の引抜延伸熱可塑性樹脂シートの製造方法。
3. 熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度−２０℃〜該熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度＋２０℃の温度で引抜延伸することを特徴とする請求項２記載の引抜延伸熱可塑性樹脂シートの製造方法。
4. 非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを、該熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度−２０℃〜該熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度＋２０℃の温度に設定された一対のロール間を通して引抜延伸することを特徴とする請求項３項記載の引抜延伸熱可塑性樹脂シートの製造方法。

Images