JPH10100232A - 熱可塑性樹脂シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表面に筋、縞、厚さむら等のない外観良好な熱
可塑性樹脂シートの工業的有利な製造方法を提供する。 【解決手段】ダイ（１）から回転冷却ドラム（４）表面
上に押し出された溶融状熱可塑性樹脂シート（２）をエ
アナイフ（８）のエア吹出口（８１）から吹き出される
ガス流の圧力によって当該回転冷却ドラム（４）表面上
に密着させ、次いで、当該回転冷却ドラム（４）表面上
の溶融状熱可塑性樹脂シートを回転可能な第１冷却ロー
ル（５）にて押圧すると共に当該第１冷却ロール（５）
表面上に移送させた後、第１冷却ロール（５）表面上の
溶融状熱可塑性樹脂シートを回転可能な第２冷却ロール
（６）にて押圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂シー
トの製造方法に関し、詳しくは、従来の熱可塑性樹脂シ
ートの問題点であるシート表面の外観不良を一挙に解決
し、さらに、生産性の向上も達成し得る熱可塑性樹脂シ
ートの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂シート及びその成形品は、
多種の用途に使用されている。例えば、ポリエステルシ
ートは、成形性、ガスバリア性、機械的特性などに優れ
ているため、冷蔵庫の内箱、カップ、トレイ、ディスプ
レー、看板、屋根材などに広く使用されている。

【０００３】上記の様な熱可塑性樹脂シートは、通常、
ダイから押し出された溶融状熱可塑性樹脂シートを回転
冷却ドラムに密着させて急冷することにより、実質的に
非晶性の熱可塑性樹脂シートとして得られる。しかしな
がら、原料樹脂が結晶性の熱可塑性樹脂である場合や厚
い熱可塑性樹脂シートを製造せんとした場合には、得ら
れる製品シートの表面に筋や縞が発生するという問題が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、表面に筋、縞、
厚さむら等のない外観良好な熱可塑性樹脂シートの工業
的有利な製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するため、種々検討を重ねた結果、特定の手段
を組み合わせて適用することにより、上記の目的を容易
に達成し得るとの知見を得て本発明の完成に至った。

【０００６】すなわち、本発明の要旨は、ダイから回転
冷却ドラム表面上に押し出された溶融状熱可塑性樹脂シ
ートをエアナイフのエア吹出口から吹き出されるガス流
の圧力によって当該回転冷却ドラム表面上に密着させ、
次いで、当該回転冷却ドラム表面上の溶融状熱可塑性樹
脂シートを回転可能な第１冷却ロールにて押圧すると共
に当該第１冷却ロール表面上に移送させた後、第１冷却
ロール表面上の溶融状熱可塑性樹脂シートを回転可能な
第２冷却ロールにて押圧することを特徴とする熱可塑性
樹脂シートの製造方法に存する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図に基づいて
詳細に説明する。図１は、本発明の製造方法に使用され
るシート化装置の一例を示す側面説明図である。なお、
図１における回転冷却ドラム及び各冷却ロールは、ポリ
シングロールである。本発明の熱可塑性樹脂シート（以
下シートと略記する）の製造方法は、ダイ（１）から回
転冷却ドラム（４）表面上に押し出された溶融状シート
（２）を回転冷却ドラム（４）に密着させ、次いで、製
品シート（３）を得る点においては、従来の製造方法と
同じである。

【０００８】本発明の特徴は、上記の従来法にエアナイ
フ（８）と回転可能な第１冷却ロール（５）及び第２冷
却ロール（６）を組合せて適用した点にある。すなわ
ち、回転冷却ドラム（４）の近傍にエアナイフ（８）を
配置し、回転冷却ドラム（４）に隣接して第１冷却ロー
ル（５）を配置し、第１冷却ロール（５）に隣接して第
２冷却ロール（６）を配置し、エアーナイフ（８）から
のガス流の圧力によって溶融状シート（２）を回転冷却
ドラム（４）表面上に密着させた後に第１冷却ロール
（５）にて押圧し、次いで、当該第１冷却ロール（５）
表面上の溶融状シートを第２冷却ロール（６）にて押圧
する。

【０００９】そして、本発明の好ましい態様において
は、エアナイフ（８）は、溶融状シート（２）が最初に
接触する回転冷却ドラム（４）の近傍に配置され、第１
冷却ロール（５）は、エアナイフ（８）に近接して回転
冷却ドラム（４）の近傍に配置される。また、回転冷却
ドラム（４）表面上の押圧直前における溶融状シート
（２）（図１におけるＡ部分）の温度［Ｔ１］及び第１
冷却ロール（５）表面上の押圧直前における溶融状シー
ト（２）（図１におけるＢ部分）の温度［Ｔ２］が特定
の範囲内にある様にする。

【００１０】先ず、本発明においては、ダイ（１）から
回転冷却ドラム（４）表面上に押し出された溶融状シー
ト（２）をエアナイフ（８）のエア吹出口（８１）から
吹き出されるガス流の圧力によって当該回転冷却ドラム
（４）表面上に密着させる。次いで、回転冷却ドラム
（４）表面上の溶融状シート（２）を第１冷却ロール
（５）にて押圧すると共に当該第１冷却ロール（５）表
面上に移送させた後、第１冷却ロール（５）表面上の溶
融状シートを第２冷却ロール（６）にて押圧する。

【００１１】本発明においては、上記の様にエアナイフ
（８）による密着操作と第１冷却ロール（５）及び第２
冷却ロール（６）による押圧操作とを組み合わせて適用
することにより、後述の実施例によって明らかにされて
いる通り、高速押出しにおいても溶融状シート（２）の
周期的な厚さむら等が抑えられて外観特性の優れた製品
シート（３）が得られる。

【００１２】本発明においては、上記の押圧操作を更に
有効に行うため、第１冷却ロール（５）にて押圧する直
前における溶融状シート（２）（図１におけるＡ部分）
の温度［Ｔ１］が下記の式（Ｉ）を満足する様にするの
が好ましい。

【００１３】

【数３】 ［Ｔｍ−７０］≦Ｔ１≦［Ｔｍ＋５０］ （Ｉ） （但し、Ｔｍは、熱可塑性樹脂の融点（℃）を表す。）

【００１４】上記の温度範囲と製品シート（３）の外観
特性との間には密接な関係がある。すなわち、温度［Ｔ
１］が［Ｔｍ−７０］未満の場合は、押圧効果が発揮さ
れない虞があり、また、［Ｔｍ＋５０］を超える場合
は、押圧効果が小さくなるために外観特性の優れた製品
シート（３）が得られない虞がある。更に好ましい温度
［Ｔ１］は、［Ｔｍ−５０］〜［Ｔｍ＋３０］の範囲、
特に好ましい温度［Ｔ１］は、［Ｔｍ−４０］〜［Ｔｍ
＋１０］の範囲とされる。

【００１５】本発明においては、第２冷却ロール（６）
にて押圧する直前の溶融状シート（２）（図１において
Ｂ部分）の温度［Ｔ２］が上記の式（Ｉ）を満足し、更
に、上記の温度［Ｔ１］が温度［Ｔ２］より１０〜１０
０℃、特には２０〜８０℃高い範囲であることが好まし
い。前記温度範囲内の関係において、本発明の効果が大
いに発揮される。

【００１６】回転冷却ドラム（４）に対する第１冷却ロ
ール（５）及び第２冷却ロール（６）の間隔（押圧力）
は、特に限定されないが、上記の温度範囲や製品シート
（３）の外観特性により適宜調整することが出来る。各
ロールの表面温度は、通常１０〜６０℃、好ましくは２
０〜５０℃の範囲とされる。また、第１冷却ロール
（５）及び第２冷却ロール（６）は、回転駆動可能であ
る方が操作上好ましい。なお、回転冷却ドラム（４）、
第１冷却ロール（５）及び第２冷却ロール（６）の表面
材質は、長期の使用に耐えるものが選択され、斯かる材
質としては、硬質クロムメッキ、セラミックコート、テ
フロンコート等が例示できる。また、その表面は、鏡面
仕上げが好ましい。

【００１７】また、回転冷却ドラム（４）、第１冷却ロ
ール（５）及び第２冷却ロール（６）は、図示した傾斜
向配置の他、縦方向配置とすることも出来る。また、傾
斜向配置の場合は、図示した４５°の傾斜配置に限定さ
れず、操作性などを考慮して適宜の傾斜角度を採用する
ことが出来る。そして、各ロールは、図示した様に同一
大きさとしてもよく、異なる大きさとしてもよい。ま
た、必要に応じて、さらに他のロールを組み合わせて使
用してもよい。

【００１８】エアナイフ（８）は、高圧ガス（８３）、
一対の整流板（８２）、エア吹出口（８１）から構成さ
れている。高圧ガス（８３）の種類や温度は、特に制限
されず、例えば、空気の他に不活性ガスを使用したり、
ガス流の温度を熱可塑性樹脂の融点近傍にしたりしても
よい。しかしながら、エア吹出口（８１）から吹き出さ
れるガス流は、溶融状シートの密着むらを防止するた
め、溶融状シートの幅方向に亘って均一となる様に調整
される。

【００１９】整流板（８２）は、ガス流に対して弾性変
形の少ない材料であれば何れの材料であってもよく、そ
の構造は、ガス流の均一化効果を最大限に発揮し得る様
に、特に、溶融状シートの幅方向に亘って均一である様
に設計される。整流板（８２）の間隔は、適宜の調節機
構によって調節することが出来る。エアナイフ（８）か
らのガス流の吹付け位置、距離、角度なども適宜調整す
ることが出来る。

【００２０】前記の熱可塑性樹脂としては、ポリエステ
ル類、ポリエステルエーテル類、ポリアミド類、ポリカ
ーボネート類、ポリエステルカーボネート類、ポリスル
ホン類、ポリエーテルスルホン類、ポリエーテルイミド
類、ポリオレフィン類などが挙げられる。ポリオレフィ
ン類としては、エチレン、プロピレン、ブテン、４−メ
チルペンテン−１等が挙げられる。

【００２１】上記の熱可塑性樹脂の中では特にポリエス
テル類が好ましい。ポリエステル類としては、芳香族ジ
カルボン酸またはそのエステルとグリコールとを主たる
出発原料として得られるポリエステル類が挙げられる。
芳香族ジカルボン酸類成分としては、通常、テレフタル
酸がその代表例として挙げられるが、その他には、２，
６−ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、フタル
酸、オキシカルボン酸（例えばｐ−オキシエトキシ安息
香酸）等が挙げられる。好ましい芳香族ジカルボン酸
は、テレフタル酸または２，６−ナフタレンジカルボン
酸である。

【００２２】一方、グリコール成分としては、通常、エ
チレングリコールがその代表例として挙げられるが、そ
の他には、ジエチレングリコール、１，３−シクロヘキ
サンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノー
ル、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、
１，３−ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、
ビスフェノールＳ等が挙げられる。好ましいグリコール
成分は、エチレングリコール、ジエチレングリコール又
は１，４−シクロヘキサンジメタノールである。

【００２３】上記の熱可塑性樹脂は、任意の重合方法、
例えば、溶融重合、固相重合などにより製造される。ポ
リエステルの場合、エステル化またはエステル交換触
媒、重縮合触媒の他、安定剤、粒子、滑剤、帯電防止剤
などの添加剤は、公知のものを使用することが出来る。
これらは、公知の方法により任意の段階で添加される。

【００２４】熱可塑性樹脂がポリエステルである場合、
原料樹脂、製品シート及び成形品におけるポリエステル
の極限粘度は、通常０．５０〜１．３ｄｌ／ｇ、好まし
くは０．６０〜１．１ｄｌ／ｇの範囲とされる。極限粘
度が０．５０ｄｌ／ｇ未満の場合は、得られる製品シー
トの機械的性質、特に耐衝撃性などが低く、深絞り成形
性が劣る虞がある。一方、極限粘度が１．３ｄｌ／ｇを
超える場合は、溶融流動性が劣るために製品シートの加
工が困難とり、深絞り成形性が劣る虞がある。

【００２５】本発明の効果は、原料樹脂として下記の式
（II）を満足する結晶性ポリエステルを使用した際に顕
著である。何故ならば、従来法によれば、結晶性ポリエ
ステルから外観良好な製品シートを得ることは困難とさ
れていたが、本発明によれば、原料樹脂が結晶性ポリエ
ステルであっても外観良好な製品シートを得ることが出
来る。

【００２６】

【数４】 ［Ｔｍ−１８０］≦Ｔｃ≦［Ｔｍ−２０］ （II） （但し、Ｔｍは、熱可塑性樹脂の融点（℃）、Ｔｃは、
熱可塑性樹脂の降温結晶化温度（℃）を表す。）

【００２７】なお、上記のＴｃ及びＴｍの値は、実施例
で説明する評価方法により測定される値であり、熱可塑
性樹脂シートの示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使用した測
定により、溶融または急冷後に降温速度２０℃／ｍｉｎ
又は昇温速度２０℃／ｍｉｎの条件下で得られるメイン
ピークを意味する。

【００２８】上記の熱可塑性樹脂には、例えば、酸化ケ
イ素、タルク、炭酸カルシウム、アルミナ、カオリン、
酸化チタン、カーボンブラック、硫酸バリウム等の公知
の粒子、白色化材、隠蔽材、色材などを添加してもよ
い。また、必要に応じ、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難
燃化剤、易滑剤などの各種の添加剤を適宜配合してもよ
い。更に、低オリゴマー化の公知の技術を適用してもよ
い。また、熱可塑性樹脂原料に再生品を配合すること
は、コスト面だけでなく、廃棄物の減量化という点から
も好ましい。

【００２９】本発明における製品シートは、２層または
３層以上の積層体であってもよく、内層は再生品を使用
した製品シートであってもよい。製品シートには、表面
の傷入り防止や帯電防止などを目的とした各種の表面処
理を施してもよい。

【００３０】本発明において、製品シートの平均厚さ
は、特に制限されないが、好ましくは０．５〜１０ｍ
ｍ、更に好ましくは１．０〜７．０ｍｍ、特に好ましく
は２．０〜７．０ｍｍの範囲とされる。製品シートの平
均厚さが０．５ｍｍ未満または１０ｍｍを超える場合
は、製品シートの外観改良の効果が得られない虞があ
る。

【００３１】本発明によれば、得られる製品シートの外
観特性が改善されるのみならず、生産性の向上も実現す
ることが出来る。すなわち、エアナイフにより高速のガ
ス流を溶融状シートに吹き付けるため、溶融状シートの
回転冷却ドラムへの密着が進み、さらに、回転冷却ドラ
ム表面上の溶融状シートを第１冷却ロールにて押圧する
と共に当該第１冷却ロール表面上に移送し、次いで、第
１冷却ロール表面上の溶融状シートを第２冷却ロールに
て押圧するため、得られる製品シートの外観が改善され
ると共に熱可塑性樹脂の溶融押出し速度を高めることが
出来る。具体的には、例えば、溶融押出し速度として６
００ｋｇ／ｈｒ以上、更に、８００ｋｇ／ｈｒ以上にお
いても外観特性の優れた製品シートを得ることが出来
る。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されない。なお、実施例における種々の物性
および特性の測定方法、定義は下記の通りである。

【００３３】（１）極限粘度：製品シート又は成形品よ
り任意に採取した１．００ｇの試料をフェノール／テト
ラクロロエタン＝５０／５０（重量比）の混合溶媒１０
０ｍｌに溶解し、３０℃にて測定した。

【００３４】（２）融点［Ｔｍ］：示差走査熱量計（セ
イコー電子社製「ＤＳＣ２０型」）を使用して測定を行
った。シートから任意に採取した１０ｍｇの試料を窒素
中３００℃で３分間溶融後、ドライアイスにて急冷し
た。昇温速度２０℃／ｍｉｎの条件下、上記の急冷物を
２０℃から昇温してメインピーク温度［Ｔｍ］を求め
た。

【００３５】（３）降温結晶化温度［Ｔｃ］：示差走査
熱量計（セイコー電子社製「ＤＳＣ２０型」）を使用し
て測定を行った。シートから任意に採取した１０ｍｇの
試料を昇温速度２０℃／ｍｉｎの条件下で２０〜３００
℃まで昇温し、次いで、３００℃で３分間保持後、降温
速度２０℃／ｍｉｎの条件下で降温してメインピーク温
度［Ｔｃ］を求めた。

【００３６】（４）製品シートの平均厚さ：幅方向に５
ｍｍ毎に厚さを測定し、その平均値を求めた。なお、シ
ートの耳部は、平均厚さに含めていない。

【００３７】（５）製品シート温度：放射温度計にて測
定した。

【００３８】（６）製品シートの外観評価：シートから
任意に採取した１０ｍ² の試料の外観を目視観察し、下
記の判断基準にて評価した。

【００３９】

【表１】 ○：シートの表面に筋、縞、厚さむら等の外観不良が無
く、非常に美麗なシートである。 ×：上記の外観不良が著しく実用に耐えない。 △：上記○と×の中間的状況である。

【００４０】実施例１ エステル化反応槽を使用して、ビス（β−ヒドロキシエ
チル）テレフタレートオリゴマー１００部の存在下、テ
レフタル酸８７部とエチレングリコール６５部とを常圧
下、２５０℃でエステル化反応を行った。反応開始５時
間後、エステル化率９６％のポリエステルオリゴマーを
得た。

【００４１】この反応系にエチルアシッドホスフェート
０．０１２部を加え、更に、酢酸マグネシウム４水塩
０．０８部と三酸化アンチモン０．０４部を添加し、２
２０℃から２８５℃まで漸次昇温するとともに、常圧か
ら漸次減圧し、１ｍｍＨｇまで減圧し、次いで、２８５
℃、１ｍｍＨｇの条件下で４時間４５分重縮合反応を行
いポリエステル（ＰＥＴ）を得た。

【００４２】次いで、前記のＰＥＴを真空下にて１６０
℃で４時間乾燥し、ベント付き押出機を使用し、樹脂温
度２９０℃にて溶融押出を行い、図１に示すシート化装
置にてシート化を行い、厚さ２．０ｍｍの表面平坦な透
明のＰＥＴシートを得た。なお、この際、エアナイフに
は、実質的に室温の空気流を使用し、回転冷却ドラム
（４）と第１冷却ロール（５）の温度は、何れも４０℃
とした。その他の製造条件およびＰＥＴシートの評価結
果を表２に示す。外観特性に優れた非常に美麗な透明の
ＰＥＴシートが得られた。

【００４３】実施例２ 実施例１において、重縮合反応時間を４時間３０分と
し、二軸混練り押出機を使用してＰＥＴに濃度が１０重
量％になる量の酸化チタン粒子を混練りし、この酸化チ
タン粒子配合ＰＥＴと原料ＰＥＴを酸化チタン粒子が１
重量％になる様に混合し、厚さ３．０ｍｍの表面平坦の
白色ＰＥＴをシートを得た以外は、実施例１と全く同様
にしてＰＥＴシートを得た。その他の製造条件およびＰ
ＥＴシートの評価結果を表２に示す。外観特性に優れた
非常に美麗な白色のＰＥＴシートが得られた。

【００４４】比較例１ 実施例１において、第１冷却ロールと第２冷却ロールの
押圧を行わない以外は、実施例１と全く同様にしてＰＥ
Ｔシートを得た。製造条件およびＰＥＴシートの評価結
果を表２に示す。ＰＥＴシート表面に筋、縞状および厚
さむらが多発し、実用に耐えるＰＥＴシートは得られな
かった。

【００４５】比較例２ 実施例１において、エアナイフ（８）を使用しない以外
は、実施例１と全く同様にしてＰＥＴシートを得た。製
造条件およびＰＥＴシートの評価結果を表２に示す。Ｐ
ＥＴシート表面に筋および縞が多発し、実用に耐えるＰ
ＥＴシートは得られなかった。また、各ロールの配置や
ＰＥＴシートの密着させる位置を種々変更したが、外観
良好なＰＥＴシートは得られなかった。

【００４６】

【表２】 ──────────────────────────────────── 実施例 比較例 １ ２ １ ２ ＜シートの材料および製造条件＞ ＰＥＴ (wt %) 100 99 100 100 酸化チタン (wt %) 0 1 0 0 図１Ａ部分のシートの温度（℃） 259 258 − − 図１Ｂ部分のシートの温度（℃） 234 233 − − Ａ部分温度−Ｂ部分温度（℃） 25 25 − − ＜シートの物性＞ 極限粘度（dl/g） 0.70 0.60 0.70 0.70 融点［Ｔｍ］（℃） 254 253 254 254 降温結晶化温度[Tc]（℃) 181 183 181 181 厚さ （ｍｍ） 2.0 3.0 2.0 2.0 シートの外観 ○ ○ × × ────────────────────────────────────

【００４７】

【発明の効果】本発明のシートの製造方法は、他の特性
を損なうことなく、シートの外観特性を大幅に改良し、
生産性に優れた画期的な方法である。本発明の方法は、
あらゆる熱可塑性樹脂シートの製造方法に適用可能であ
り、その工業的価値は極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法に使用されるシート化装置の
一例を示す側面説明図

【符号の説明】

１：ダイ ２：溶融状シート ３：製品シート ４：回転冷却ドラム ５：第１冷却ロール ６：第２冷却ロール ８：エアナイフ ８１：エア吹出口 ８２：整流板 ８３：高圧ガス Ａ：第１冷却ロールにて押圧する直前の溶融状シートの
部分 Ｂ：第２冷却ロールにて押圧する直前の溶融状シートの
部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 義孝 滋賀県坂田郡山東町井之口347番地 ダイ アホイルヘキスト株式会社滋賀事業所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイから回転冷却ドラム表面上に押し出
   された溶融状熱可塑性樹脂シートをエアナイフのエア吹
   出口から吹き出されるガス流の圧力によって当該回転冷
   却ドラム表面上に密着させ、次いで、当該回転冷却ドラ
   ム表面上の溶融状熱可塑性樹脂シートを回転可能な第１
   冷却ロールにて押圧すると共に当該第１冷却ロール表面
   上に移送させた後、第１冷却ロール表面上の溶融状熱可
   塑性樹脂シートを回転可能な第２冷却ロールにて押圧す
   ることを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造方法。
2. 【請求項２】 第１冷却ロールにて押圧する直前の溶融
   状熱可塑性樹脂シートの温度［Ｔ１］が下記の式（Ｉ）
   を満足する請求項１記載の製造方法。 【数１】 ［Ｔｍ−７０］≦Ｔ１≦［Ｔｍ＋５０］ （Ｉ） （但し、Ｔｍは、熱可塑性樹脂の融点（℃）を表す。）
3. 【請求項３】 第１冷却ロールにて押圧する直前の溶融
   状熱可塑性樹脂シートの温度が第２冷却ロールにて押圧
   する直前の溶融状熱可塑性樹脂シートの温度より１０〜
   １００℃高い範囲である請求項１又は２記載の製造方
   法。
4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂が下記の式（II）を満足す
   る結晶性ポリエステルである請求項１〜３の何れかに記
   載の製造方法。 【数２】 ［Ｔｍ−１８０］≦Ｔｃ≦［Ｔｍ−２０］ （II） （但し、Ｔｍは、熱可塑性樹脂の融点（℃）、Ｔｃは、
   熱可塑性樹脂の降温結晶化温度（℃）を表す。）
5. 【請求項５】 第２冷却ロールにて押圧された後の熱可
   塑性樹脂シートの平均厚さが０．５〜１０ｍｍである請
   求項１〜４の何れかに記載の製造方法。