JP5795269B2 - シートおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
ポリビニリデンフルオライド(PVDF)系フッ素樹脂と、熱可塑性ポリウレタン樹脂とを混合して樹脂混合物を調製する工程と、前記樹脂混合物を少なくとも2本のロールの間で圧延する工程とを包含する、シートの製造方法。
[2]
前記熱可塑性ポリウレタン樹脂が、無黄変型のポリカーボネート系ポリウレタン樹脂または黄変型のアジペート系ポリウレタン樹脂である、上記[1]に記載の製造方法。
[3]
前記樹脂混合物において、前記ポリビニリデンフルオライド(PVDF)系フッ素樹脂と、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂との重量比(フッ素樹脂/ポリウレタン樹脂)が、1/99〜99/1である、上記[1]または[2]に記載の製造方法。
[4]
前記重量比が50/50〜99/1である、上記[3]に記載の製造方法。
[5]
前記重量比が50/50である、上記[4]に記載の製造方法。
[6]
前記圧延した樹脂混合物の層を基材上に配置する工程を含む、上記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の製造方法。
[7]
前記基材の前記樹脂混合物の層を配置した面とは反対側の面にも、前記圧延した樹脂混合物の層を配置する工程を含む、上記[6]に記載の製造方法。
[8]
前記基材の片面または両面にポリウレタンフィルム層を配置する、上記[6]または[7]に記載の製造方法。
[9]
ポリビニリデンフルオライド(PVDF)系フッ素樹脂および熱可塑性ポリウレタン樹脂を含む樹脂層と、基材とを含むシート。
[10]
前記熱可塑性ポリウレタン樹脂が、無黄変型のポリカーボネート系ポリウレタン樹脂または黄変型のアジペート系ポリウレタン樹脂である、上記[9]に記載のシート。
[11]
前記樹脂混合物において、前記ポリビニリデンフルオライド(PVDF)系フッ素樹脂と、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂との重量比(フッ素樹脂/ポリウレタン樹脂)が、1/99〜99/1である、上記[9]または[10]に記載のシート。
[12]
前記重量比が50/50〜99/1である、上記[11]に記載のシート。
[13]
前記重量比が50/50である、上記[12]に記載のシート。
[14]
前記基材が、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、ウレタン繊維、アクリル繊維、天然繊維、剥離紙または剥離フィルムである、上記[9]〜[13]のいずれか1項に記載のシート。
[15]
前記基材が、フッ素系撥水剤、フッ素系接着剤およびシリコーン系撥水剤からなる群から選択される添加剤を含む、上記[9]〜[14]のいずれか1項に記載のシート。
[16]
前記樹脂層が、ロール離型剤、滑剤、難燃剤、着色剤、UV吸収剤、酸化防止剤、耐光剤、分散剤からなる群から選択される添加剤を含む、上記[9]〜[15]のいずれか1項に記載のシート。
[17]
太陽光発電用の膜材であり、前記基材の両面に前記樹脂層を備える、上記[9]〜[16]のいずれか1項に記載のシート。
[18]
液体輸送コンテナバック用の膜材であり、前記基材の両面にポリウレタンフィルム層を備え、前記ポリウレタンフィルム層のいずれか一方の面に前記樹脂層を備える、上記[9]〜[16]のいずれか1項に記載のシート。
[19]
前記ポリウレタンフィルム層が、黄変型の熱可塑性ポリウレタンから形成される、上記[18]に記載のシート。
また、フッ素樹脂はシート料として非常に高価であり、本発明のようにフッ素樹脂に熱可塑性ポリウレタン樹脂を配合することによって、シート全体の製造コストを低減することができる。
さらに、驚くべきことに、フッ素樹脂に熱可塑性ポリウレタン樹脂を配合して形成した本発明のシートでは、フッ素樹脂の耐候性、耐光性、防汚性、耐水性、撥水性、耐熱性、耐薬品性などの優れた特性を維持しながら、すなわち、これらの特性を低下させることなく、ポリウレタン樹脂の持つ優れた耐候性、耐光性、防汚性、柔軟性、耐摩耗性などの特性をも同時に発揮させることができる。
フッ素樹脂に配合する熱可塑性ポリウレタン樹脂として、無黄変型のものを選択した場合、シートの耐候性、耐光性、耐久性、防汚性などがさらに向上するので、本発明のシートは、屋外で長期的に使用することができ、例えば、太陽光発電用の膜材などに適用することができる。
また、本発明では、フッ素樹脂に配合する熱可塑性ポリウレタン樹脂として、黄変型のものを配合してもよく、その場合には、フッ素樹脂の耐候性、耐光性、防汚性、耐水性、撥水性、耐熱性などの優れた特性を発揮しながら、さらに、シートの柔軟性、耐摩耗性を向上させることができるので、水、牛乳、液糖、動植物油、醤油、酒類、チョコレートなどの液体を輸送する際に用いるコンテナバッグ用の膜材(シート)に適用することができる。この場合、バッグ内部に付着した固形物は取り除きやすくなり、また、温水での洗浄が可能となり、非常に有益である。
製造例1
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)50部、熱可塑性ポリウレタン樹脂として、XN2001(日本ミラクトラン社製、無黄変型ポリカーボネート系熱可塑性ポリウレタン樹脂)50部、ロール離型剤として、テフロン6J(三井デュポンフロロケミカル社製、ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、滑剤として、リコワックスOP(クラリアントジャパン社製、モンタン酸ワックス)0.3部、難燃剤として、三酸化アンチモン(東湖産業社製)12部、着色剤として、TFD SG 9100A 白(大日精化工業社製、白色顔料)2部をスーパーミキサー混合機(カワタ社製、SMG−500(型番))を120℃で混合して、樹脂混合物1を調製した。
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)50部、熱可塑性ポリウレタン樹脂として、E660PSOH(日本ミラクトラン社製、黄変型アジペート系熱可塑性ポリウレタン樹脂)50部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部を混合して、樹脂混合物2を調製した。
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)50部、熱可塑性ポリウレタン樹脂として、XN2001(日本ミラクトラン社製、無黄変型ポリカーボネート系熱可塑性ポリウレタン樹脂)50部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、難燃剤として、三酸化アンチモン6.0部を混合して、樹脂混合物3を調製した。
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)100部、塩素化エチレン樹脂(三井デュポン社製、アルクリン)30部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、難燃剤として、三酸化アンチモン6.0部を混合して、比較樹脂混合物1を調製した。
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)100部、ABS樹脂(カネカ社製、カネエース PA−101)5部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、難燃剤として、三酸化アンチモン6.0部を混合して、比較樹脂混合物2を調製した。
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)100部、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMMA)(住友化学社製、アクリフトWH206)20部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、難燃剤として、三酸化アンチモン6.0部を混合して、比較樹脂混合物3を調製した。
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)100部、エチレン系特殊コポリマー(三井デュポン社製、エルバロイ 741)20部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、難燃剤として、三酸化アンチモン6.0部を混合して、比較樹脂混合物4を調製した。
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)100部、軟質アクリル樹脂(日本プラス工業社製、ACT349−C6)50部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、難燃剤として、三酸化アンチモン6.0部を混合して、比較樹脂混合物5を調製した。
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)100部、軟質塩化ビニル樹脂(新第一塩ビ社製、PVCコンパウンド)100部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、難燃剤として、三酸化アンチモン6.0部を混合して、比較樹脂混合物6を調製した。
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF軟質系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)100部、塩化ビニル/アクリル樹脂(カネカ社製、プリクトマー)30部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、難燃剤として、三酸化アンチモン6.0部を混合して、比較樹脂混合物7を調製した。
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF軟質系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)100部、スチレン系エラストマー(アロン化成社製、AR−830C)30部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、難燃剤として、三酸化アンチモン6.0部を混合して、比較樹脂混合物8を調製した。
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF軟質系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)100部、軟質アクリル樹脂(クラレ社製、LA2250)30部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、難燃剤として、三酸化アンチモン6.0部を混合して、比較樹脂混合物9を調製した。
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF軟質系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)100部、軟質アクリル樹脂(クラレ社製、LA4285)30部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、難燃剤として、三酸化アンチモン6.0部を混合して、比較樹脂混合物10を調製した。
熱可塑性フッ素樹脂(3M社製、THV220)100部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、難燃剤として、三酸化アンチモン6.0部を混合して、比較樹脂混合物11を調製した。
フッ素樹脂として、SOLEF−T−31508(SOLVAY社製、PVDF軟質系フッ素樹脂(ポリビニリデンフルオライドコポリマー)、VDF:75〜85%、CTFE:25〜20%)100部、アクリル樹脂(ロームアンドハース社製、パラロイドB−44)15部、アクリル系可塑剤(東亜合成社製、アルフォンUP1021)10部、滑剤として、リコワックスOP(モンタン酸ワックス)0.3部、ロール離型剤として、テフロン6J(ポリテトラフルオロエチレン)0.2部、難燃剤として、三酸化アンチモン6.0部を混合して、比較樹脂混合物12を調製した。
カレンダー成形機(IHI社製、ロール数:4(逆L型)、ロール径:30インチ、最大加工幅:225cm、第1ロールの温度:140℃、第2ロールの温度:140℃、第3ロールの温度:140℃、第4ロールの温度:140℃、第1〜第4ロールは、それぞれ、樹脂混合物を押し出す方向に対向して回転する(図5))の第1ロールと第2のロールとの間に、製造例1の樹脂混合物1を140℃の温度で充填して圧延した。
同時に、図5に示す通り、基材として、フッ素系撥水剤(旭硝子社製、アサヒガードAG5850)およびフッ素系接着剤(セントラル硝子社製、セフラルソフト溶液)を含浸させたガラス繊維(日東紡社製、WH330D−215)をロール・ツー・ロールで10m/分の速度で搬送しながら、80℃で予熱し、さらに350℃に加熱し、カレンダー成形機の第4の最終カレンダーロールと対向させて配置したバックロールと最終第4ロールとの間で、基材を上記で形成したシート状の樹脂混合物1と貼り合わせ、3本のクーリングロールを通過させて冷却して、巻き取りロールで巻き取り、2層構造のシート製品を製造した(図2)。
次に、巻き取りロールで巻き取った基材の反対側(裏側、すなわち樹脂層のない側)にも、上記と同様にして、繰り返し、ロール・ツー・ロールで、製造例1の樹脂混合物1を貼り合わせて、巻き取り、3層構造のシート製品(図3)を製造した。
ポリウレタンフィルムを両面に備えたポリエステル基材(青木織布社製、TC754)に、実施例1と同様にして、製造例2の樹脂混合物2を圧延して、4層構造のシート製品(図4)を製造した。
製造例3の樹脂混合物3を使用して、実施例1と同様にして、3層構造のシート製品を製造した。
比較製造例1〜12の比較樹脂混合物1〜12を使用して、実施例1と同様にして、3層構造のシート製品を製造した。
A:塩素化エチレン樹脂(三井デュポン社製、アルクリン):30部
B:ABS樹脂(カネカ社製、カネエース PA−101):5部
C:エチレン−メタクリル酸共重合体(EMMA)(住友化学社製、アクリフトWH206):20部
D:エチレン系特殊コポリマー(三井デュポン社製、エルバロイ 741):20部
E:軟質アクリル樹脂(日本プラス工業社製、ACT349−C6):50部
F:軟質塩化ビニル樹脂(新第一塩ビ社製、PVCコンパウンド):100部
G:塩化ビニル/アクリル樹脂(カネカ社製、プリクトマー):30部
H:スチレン系エラストマー(アロン化成社製、AR−830C):30部
I:軟質アクリル樹脂(クラレ社製、LA2250):30部
J:軟質アクリル樹脂(クラレ社製、LA4285):30部
K:熱可塑性フッ素樹脂(3M社製、THV220):100部
L:アクリル樹脂(ロームアンドハース社製、パラロイドB−44)15部およびアクリル系可塑剤(東亜合成社製、アルフォンUP1021)10部
テストミキシングロールにて樹脂成分を混練中に、目視にて樹脂の濁度、樹脂表面の荒れ裂けを観察して相溶性を下記の判定基準に従って評価した。結果は上記の表に示す。
◎:表面がフラットかつ透明度が高いので、カレンダー成形に適している。
○:表面がフラットであるが、若干白濁してカレンダー成形の条件が狭くなる。
△:荒れ・裂けがあり、白濁しカレンダー成形に適さない。
×:荒れ・裂けが酷く、白濁しカレンダー成形不能である。
2枚の樹脂シート試験片の端末を4cm幅で直線に重ね合わせ4×30cmのウェルドバーを装着した高周波ウェルダー融着機(山本ビニター製、YT08、出力8)を用いて樹脂シートの高周波ウェルダー融着接合を行いウェルダー性を下記の判定基準に従って価した。結果は上記の表に示す。
○:融着が容易である。
(ウェルダー融着条件:融着時間8秒、冷却時間3秒、陽極電流0.8A、ウェルドバー温度50〜60℃)
△:融着条件を強くし、かつ融着時間を長くすることにより融着可能である。
(ウェルダー融着条件:融着時間10秒、冷却時間5秒、陽極電流1.0A、ウェルドバー温度50〜70℃)
×:融着条件をさらに強くし、かつ融着時間を長くしても融着しない。
(ウェルダー融着条件:融着時間10秒、冷却時間5秒、陽極電流1.3A、ウェルドバー温度50〜70℃)
シートの厚さが0.25mmになるように金属ロールのロールギャップを設定し、混練した樹脂成分の金属ロール表面からの剥がれ易さで加工性(ロール離型性)を下記の判定基準に従って評価した。結果は上記の表に示す。
◎:非常に剥がれ易くカレンダー成形に適している。
○:剥がれ易いがカレンダー成形の条件が狭くなる。
△:粘着性があり金属ロール表面が汚れてしまい、カレンダー成形に適さない。
×:強い粘着を示し、金属ロールに張り付いてしまいカレンダー成形不能である。
テストミキシングロールにて混練中の樹脂成分表面の荒れ、ロールバンクの回転(流れ)を目視にて確認して流動性を下記の判定基準に従って評価した。結果は上記の表に示す。
◎:表面がフラットで樹脂の回転(流れ)が速い。
○:表面がフラットであるが回転(流れ)が遅い。
△:荒れ・裂けがあり回転(流れ)が遅い。
×:荒れ・裂けが酷く、回転(流れ)が極端に遅い。
比較例1の配合処方で成形した0.25mmのシートの樹脂硬度を下記の判定基準に従って柔軟性として評価した。結果は上記の表に示す。
◎:硬度が低い(柔らかい)
○:同等硬度
△:硬度が高い(硬い)
幅30cm×長さ3mの供試膜材の表面を陽当たりの良い南向きに設置した曝露台の傾斜30°方向と垂直方向に展張し、屋外耐候性(汚れ)試験を12ヶ月間行う。展張12ヶ月後サンプル小片を採取し、未展張膜材との色差ΔE(JIS−Z−8729)を求め下記の判定基準に従って耐候性(防汚性)の評価を行った。結果は上記の表に示す。
◎:ΔE0〜1.9=汚れ・変色が無く良好。初期の状態を維持している。
○:ΔE2〜3.5=薄く汚れているが実用に支障は無い。
△:ΔE3.6〜5=汚れと雨筋が目立つ。
×:ΔE5.1以上=汚れ・変色・雨筋が酷く、実用的に問題がある。
D ロール間の距離
1 ロール(第1のロール)
2 ロール(第2のロール)
10 基材
20 フッ素樹脂および熱可塑性ポリウレタン樹脂を配合した樹脂混合物の層(混合樹脂層)
20’ フッ素樹脂および熱可塑性ポリウレタン樹脂を配合した樹脂混合物の層(混合樹脂層)
30 樹脂層
30’ 樹脂層
101 ロール(第1ロール)
102 ロール(第2ロール)
103 ロール(第3ロール)
104 ロール(第4ロール)
105 巻き出しロール
106 ヒートロール
107 ヒータ
108 バックロール(貼り合わせロール)
109 エンボスロール
110 クーリングロール
111 クーリングロール
112 クーリングロール
113 巻き取りロール
201 ガイドロール
202 ガイドロール
203 ガイドロール
204 ガイドロール
205 ガイドロール
206 ガイドロール
207 ガイドロール
a ロール(第1ロール)の回転方向
b ロール(第2ロール)の回転方向
c ロール(第3ロール)の回転方向
d ロール(第4ロール)の回転方向
e 基材の巻き出し方向または搬送方向
f シートの搬送方向
g シートの巻き取り方向
Claims (18)
- ポリビニリデンフルオライド(PVDF)系フッ素樹脂と、熱可塑性ポリウレタン樹脂とを混合して樹脂混合物を調製する工程と、前記樹脂混合物を少なくとも2本のロールの間で圧延する工程とを包含する、シートの製造方法。
- 前記熱可塑性ポリウレタン樹脂が、無黄変型のポリカーボネート系ポリウレタン樹脂または黄変型のアジペート系ポリウレタン樹脂である、請求項1に記載の製造方法。
- 前記樹脂混合物において、前記ポリビニリデンフルオライド(PVDF)系フッ素樹脂と、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂との重量比(フッ素樹脂/ポリウレタン樹脂)が、1/99〜99/1である、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記重量比が50/50〜99/1である、請求項3に記載の製造方法。
- 前記重量比が50/50である、請求項4に記載の製造方法。
- 前記圧延した樹脂混合物の層を基材上に配置する工程を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記基材の前記樹脂混合物の層を配置した面とは反対側の面にも、前記圧延した樹脂混合物の層を配置する工程を含む、請求項6に記載の製造方法。
- 前記基材の片面または両面にポリウレタンフィルム層を配置する、請求項6または7に記載の製造方法。
- ポリビニリデンフルオライド(PVDF)系フッ素樹脂および熱可塑性ポリウレタン樹脂を含む樹脂層と、基材とを含むシートであって、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂が、無黄変型のポリカーボネート系ポリウレタン樹脂または黄変型のアジペート系ポリウレタン樹脂である、シート。
- 前記樹脂混合物において、前記ポリビニリデンフルオライド(PVDF)系フッ素樹脂と、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂との重量比(フッ素樹脂/ポリウレタン樹脂)が、1/99〜99/1である、請求項9に記載のシート。
- 前記重量比が50/50〜99/1である、請求項10に記載のシート。
- 前記重量比が50/50である、請求項11に記載のシート。
- 前記基材が、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、ウレタン繊維、アクリル繊維、天然繊維、剥離紙または剥離フィルムである、請求項9〜12のいずれか1項に記載のシート。
- 前記基材が、フッ素系撥水剤、フッ素系接着剤およびシリコーン系撥水剤からなる群から選択される添加剤を含む、請求項9〜13のいずれか1項に記載のシート。
- 前記樹脂層が、ロール離型剤、滑剤、難燃剤、着色剤、UV吸収剤、酸化防止剤、耐光剤、分散剤からなる群から選択される添加剤を含む、請求項9〜14のいずれか1項に記載のシート。
- 太陽光発電用の膜材であり、前記基材の両面に前記樹脂層を備える、請求項9〜15のいずれか1項に記載のシート。
- 液体輸送コンテナバッグ用の膜材であり、前記基材の両面にポリウレタンフィルム層を備え、前記ポリウレタンフィルム層のいずれか一方の面に前記樹脂層を備える、請求項9〜15のいずれか1項に記載のシート。
- 前記ポリウレタンフィルム層が、黄変型の熱可塑性ポリウレタンから形成される、請求項17に記載のシート。
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