WO1995018004A1 - Procede et appareil de fabrication d'une feuille thermoplastique - Google Patents

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WO1995018004A1
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    • B29K2995/0072Roughness, e.g. anti-slip
    • B29K2995/0073Roughness, e.g. anti-slip smooth

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a thermoplastic sheet or film suitable for various industrial uses such as packaging of foods, stationery such as files, and various packaging cases.
  • thermoplastic sheets such as crystalline thermoplastic sheets (or films) are widely used in various industrial applications because of their excellent heat resistance, physical strength, chemical resistance, hinge properties, and the like.
  • thermoplastic sheet As a method for producing a crystalline thermoplastic sheet, an air-knife method, a polysynol method, water cooling and the like have been conventionally known.
  • the polishing roll method is a method of producing a sheet by pressing a film-like molten thermoplastic resin between a pair of metal rolls.
  • the sheet thickness and the surface shaping are completed at the same time, so that the take-off speed is about 4 m / min. If it is lower than below, the sheet can have excellent surface smoothness s force that can be obtained. If the take-up speed is about 6 m / min or more, sheet shaping cannot follow and sheet force s with commercial value can be obtained. No longer.
  • thermoplastic sheets are also manufactured by the same method, but a sheet excellent in both glossiness and surface smoothness could not be obtained, and improvement was required.
  • a first object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and to provide a high-speed crystalline thermoplastic sheet or film having excellent appearance characteristics such as transparency, glossiness and surface smoothness regardless of thickness.
  • the present invention provides a method and an apparatus that can be manufactured by using the method.
  • a second object of the present invention is to provide a method and an apparatus for producing an amorphous thermoplastic sheet or film having excellent gloss and surface smoothness at a high speed.
  • the method for manufacturing the thermoplastic sheet of the present invention is as follows. The molten thermoplastic resin extruded in the form of a sheet from the T-die of the T-die extruder faces the cast drum in an arc shape with a predetermined gap from the surface of the drum.
  • the resin While being introduced into the gap between the endless metal belt and the sheet-shaped molten resin being pressed against the cast drum and the endless metal belt, the resin is primarily cooled to a temperature range from a heat deformation temperature to a softening temperature of the resin, Immediately, the primary-cooled sheet is introduced into a cooling tank containing cooling water and secondary-cooled to the solidification temperature of the resin, and the cooling water attached to the secondary-cooled sheet is removed.
  • the sheet from which the adhering water has been removed is heated from [the heat distortion temperature of 140 ° C] to [the heat deformation temperature + 15 ° C]. It is characterized in that the heat treatment is performed in the temperature range.
  • the apparatus for producing a thermoplastic sheet according to the present invention includes a T-die of a T-die extruder for melting the thermoplastic resin and extruding the molten resin into a sheet, and a T-die which is disposed downstream of the T-die.
  • a cooling tank which is disposed downstream of the cooling means and contains cooling water for secondary cooling of the primary cooled sheet, and which is disposed downstream of the cooling tank and adheres to the secondary cooled sheet Means for removing the cooling water that has been removed, and heat treatment means arranged downstream of the attached water removing means for heating the sheet after removal of the attached water and improving the performance thereof.
  • the metal belt of the means The first, second, and third metal rolls are rotatably supported, and the first metal roll is located above the cast roll closest to the T-die, and is connected to the first metal roll.
  • An arc-shaped facing section between the cast drum and the metal belt is formed between the second metal rolls.
  • the sheet referred to in the present invention includes a film.
  • thermoplastic resin either a crystalline thermoplastic resin or an amorphous thermoplastic resin can be used.
  • crystalline resin a polyethylene resin, a polypropylene resin, a crystalline polyester resin, a polyamide Resins and the like, preferably polypropylene resins.
  • non-crystalline resin include polystyrene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS resin), polycarbonate resin, non-crystalline polyethylene terephthalate resin (a-PET), And the like. These resins may be homopolymers, copolymers with other comonomers, or mixtures thereof.
  • a polypropylene resin a crystalline propylene homopolymer; a crystalline copolymer obtained by copolymerizing propylene with one or more monomers other than propylene, for example, ethylene, butene, and the like; and a mixture thereof can be used.
  • thermoplastic resins may include, if necessary, an antioxidant; a lubricant; an antistatic agent; a slip agent; an antiblocking agent; an ultraviolet absorber; a nucleating agent; Inorganic fillers such as talc and calcium carbonate; organic fillers such as swords and synthetic fibers; other resins or rubbers (for example, in the case of polypropylene resin, polyethylene, ethylene propylene rubber, etc.) Can be added.
  • reference numeral 1 denotes a T-die of a T-die extruder, and a thermoplastic resin melted in an extruder (a main body of the extruder is not shown) is extruded from the T-die 1 into a sheet.
  • a press-contact / cooling means comprising a casting drum 3 and an endless metal belt 4 facing the drum surface in an arc at a predetermined gap is arranged downstream of the T-die 1.
  • the metal belt 4 is rotatably supported by first, second, and third three metal rolls 5, 6, and 7.
  • the first metal roll 5 is located closest to the T-die 1 and above the casting drum 3, and between the first metal roll 5 and the second metal roll 6, the casting drum 3 and the endless metal
  • the arc-shaped facing section with the belt 4 or the arc-shaped press-contact / cooling section 8 is formed.
  • the sheet-like molten resin 2 extruded from the T-die 1 rotates the casting drum 3 and the endless metal belt 4 (usually, the peripheral speed of the casting drum 3 and the traveling speed of the metal belt 4 are the same).
  • the gap between the casting drum 3 and the endless metal belt 4, that is, the arc-shaped press-contact section 8 is introduced from the side of the first metal roll 5 to the second metal port 6.
  • the sheet-like molten resin 2 is primarily cooled while being pressed against the arc-shaped press-contact / cooling unit 8.
  • the gap between the cast drum 3 and the endless metal belt 4 extends over the entire section from the first metal roll 5 to the second metal roll 6 due to the flexibility of the metal belt 4 before the molten resin is introduced.
  • the gap size can be kept uniform between the contacts (the metal belt between the first metal roll 5 and the second metal roll 6) due to the compressive stress of the molten resin after the introduction of the molten resin.
  • the gap between the cast drum 3 and the endless metal belt 4 is designed to be mechanically adjustable by displacing the cast drum 3 upward or downward.
  • This gap size corresponds to the desired thickness of the sheet 19 as a product. Therefore, during this time By setting the gap size, the thickness of the product sheet is finally set.
  • the primary cooling temperature in the crimping and cooling process is in the temperature range from the thermal deformation temperature to the softening temperature of the thermoplastic resin (for example, in the case of polypropylene resin, it is usually 90 to 160 ° C). 5 8, set with a load of 1 kgf, the same applies hereinafter). If the primary cooling temperature is lower than the heat deformation temperature, the sheet strength s excellent in transparency and gloss cannot be obtained.On the other hand, if the primary cooling temperature exceeds the softening temperature, the sheet force becomes too soft and the casting drum 3 or The peelability from the metal belt 4 is reduced, and as a result, the sheet surface frequently suffers from minute scratches, and the sheet is wrinkled in the process of being transported to the cooling bath 10 and has good product strength. s There is a risk that it will not be available.
  • the first and third metal rolls 5 and 7 are configured to be heated from the inside with heating oil or the like, and the internally heated first and third metal rolls 5 and 7 are heated.
  • the metal belt 4 is heated by 7.
  • the heating temperature of this metal belt is usually 50 to I 50 ° C. in the case of, for example, polypropylene resin in terms of surface temperature.
  • the cast drum 3 be structured so as to be internally heated in the same manner.
  • the heating temperature of the cast drum is, for example, usually 50 to 150 ° C. in terms of surface temperature in the case of a polypropylene resin.
  • Metal belt 4 is made of SUS (stainless steel) and carbon! S SUS is preferred in view of the strength and corrosion resistance of titanium alloy and the like.
  • the cast drum and metal rolls 5, 6, and 7 can be made of carbon steel (the surface is hard chrome plated) as before.
  • the surface roughness of each of the cast drum 3 and the metal belt 4 is a sheet with excellent characteristics (high transparency and high surface smoothness when using a crystalline thermoplastic resin). 0.5 y "m or less, and preferably 0.3 m or less when making an excellent sheet, or a sheet with excellent gloss and surface smoothness when using an amorphous thermoplastic resin.
  • the cast drum 3 or metal belt 4 having such a surface roughness can also improve the transferability of the sheet-like molten resin.
  • the casting drum 3 is limited to the above-mentioned surface roughness when the product sheet is used, for example, when an embossed pattern or a striped pattern is applied to the sheet. Instead, a desired pattern can be appropriately formed on the surface by etching, engraving, or the like.
  • the metal belt 4 Since the metal belt 4 is used as an endless belt by welding, it is necessary to prevent the unevenness of the weld gap from affecting the sheet. If the thickness of the metal belt is thin, irregularities are likely to occur at the connecting portion, and if it is thick, the flexibility of the metal belt will be lost and use will be hindered, so the thickness of the metal belt will be 0.5 to 1.2. mm about force s is appropriate.
  • the surface of the first metal roll 5 is coated with a heat-resistant rubber such as silicone rubber or an elastomer having elasticity, in order to obtain a sheet having excellent optical characteristics without particularly affecting the surface smoothness. Is preferred. When an elastomer is used, its rubber hardness is 55-85 degrees. In any case, the thickness of the coating is appropriately in the range of 5 to 15 mm.
  • a heat-resistant rubber such as silicone rubber or an elastomer having elasticity
  • the sheet 9 that has been primarily cooled as described above is immediately introduced into the cooling tank 10 containing cooling water, which is disposed downstream of the pressing and cooling means. Is solidified.
  • the temperature of the cooling water is suitably in the range of 0 to 2.5 ° C. for a polypropylene sheet, for example.
  • the attached water removing means may have a simple structure, for example, including a pair of pinch rolls 12 and an air blow device 13 provided downstream of the pinch rolls. In this case, the water adhering to the sheet 11 is squeezed by a pair of pinch rolls 12 and further blown by an air blower 13 (air may be at room temperature or heated) to completely remove the water. Is removed.
  • the sheet 14 from which the adhering water has been removed may have a curling force s, or the resin may not be sufficiently crystallized. Therefore, in the present invention, these performances are improved by heat treatment. Therefore, in the method of the present invention, finally, the sheet 14 from which the adhered water has been removed is led to the heating treatment means 21 disposed downstream of the attached water removing means 20.
  • the resulting product sheet 19 is obtained.
  • the heating means 21 includes, for example, a plurality (for example, four) of heated metal rollers 15, 16 or 17 (having a structure to heat from inside with heating oil etc.) or a simple structure such as a heating oven
  • the heat treatment temperature ranges from a heat deformation temperature of the thermoplastic resin used of 40 ° C (preferably the heat deformation temperature of 30 ° C) to the heat deformation temperature + 15 ° C (preferably the heat deformation temperature). (Temperature + 5 ° C).
  • FIG. 1 is a schematic view of an example of the production apparatus of the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the polypropylene resin used has a density of 0.90 g / m 3 , a melt flow rate of 1.8 g / 10 min, a heat distortion temperature of 90 ° C, and a softening temperature of 130 ° C. (Trade name of polypropylene homopolymer manufactured by Chisso Corporation).
  • Metal belt Made of SUS Cast drum
  • Air temperature for the mouth 80 ° C
  • Heat treatment means heat treatment metal roll group
  • the polypropylene sheet thus obtained has a haze (transparency) of 3.4%, a gloss of 114%, and excellent surface smoothness; it has no streaks, ⁇ , or waving, so it has optical and «properties
  • the Young's modulus (rigidity) was as high as 94.
  • the methods for measuring the heat distortion temperature, softening temperature, etc. are as follows.
  • a polypropylene sheet having a thickness of 0.5 mm was produced in the same manner as in Example 1, except that the gap between the cast drum and the metal belt was 0.5 mm.
  • This sheet also had almost the same excellent performance as in Experimental Example 1. That is, this sheet has a haze (transparency) of 4.0% and a gloss level of 1246, and has excellent surface smoothness; and has no streak, ⁇ , or waving, and thus has excellent optical and appearance characteristics.
  • the Young's modulus (rigidity) was as high as 90.
  • a polypropylene sheet having a thickness of 1.0 mm was manufactured by the same manufacturing method as in Example 1 except that the gap between the cast drum and the metal belt was set to 1.0 mm.
  • This sheet also had almost the same excellent performance as in Example 1. That is, this sheet has a haze (transparency) of 9.5% and a glossiness of 1276, and has excellent surface smoothness; it has no streak, ⁇ , and waving, and thus has excellent optical and appearance characteristics.
  • the Young's modulus (rigidity) was high at 88.
  • a 0.3 mm-thick polypropylene sheet was manufactured by the same manufacturing method as in Example 1 except that the cast drum, the first metal roll, and the heat treatment means were changed as described below.
  • Cast drum Embossed pattern on the surface
  • Heat treatment means metal roll group
  • the resulting embossed sheet had excellent optical properties, with a haze of 3.6%, light of 121% and a Young's modulus of 85.
  • Example 2 the same manufacturing process as in Example 1 was performed, except that the surface temperature of the most downstream and the most upstream metal nozzles was the same, and the surface temperature of the intermediate metal roll was 130 ° C. In the method, a 0.3 mm thick polypropylene sheet was made.
  • This sheet has a haze (%) of 11.5, a gloss of 86%, and a Young's modulus of 90. It is inferior to the sheet made in each of the examples, and has poor surface smoothness. Was occurring on the surface.
  • thermoplastic resin When a crystalline thermoplastic resin is used, optical properties such as transparency and glossiness; properties such as surface smoothness; a thermoplastic sheet or film excellent in rigidity and the like can be obtained.
  • any sheet or film can be embossed as required.
  • product sheets or films can be manufactured with high quality from thin to thick, and the production speed can be several times faster than conventional methods. Further, the method and apparatus of the present invention can be applied to the production of a multilayer sheet laminate sheet.
  • the sheet or film obtained by the present invention is useful as packaging for food packaging, pharmaceutical packaging, etc .; for stationery; for packaging for cosmetics, household goods, etc .;

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Description

熱可塑性シートの製造方法及びその装置
技術分野
本発明は、 食品等の包装, ファイル等の文具, 各種パッケージ用ケース等の各 種工業用途に好適な熱可塑性シート又はフィルムの製造方法及びその装置に関す る。
mm
熱可塑性シート、 例えば結晶性熱可塑性シート (又はフィルム) は、 耐熱性, 物理的諸強度, 耐薬品性, ヒンジ特性等に優れるため、 各種工業用途に広く利用 されている。
しかし透明性, 光沢性、 表面平滑性等に優れた結晶性熱可塑性シートの製造、 及びこのシートを高速で生産できる技術は、 未だ完成されておらず、 その開発を
¾aつ 1レ、 。
結晶性熱可塑シートの製造方法としては、 従来よりエア一ナイフ法, ポリシン グロ—ル法, 水冷却等が知られている。
エア一ナイフ法は、 フィルム状の溶融熱可塑性樹脂をノズルから吹き出すエア —圧でキャスト ドラムに圧着させてシートを製造するため、 エア一を吹き付ける シート面の厚さ変動力 s生じて表面の平滑性を維持することが困難である上、 シー トの片面はエア一で冷却されるため急冷ができない。 この結果として透明性, 表 面平滑性, 厚さ精度などの優れたシートができないという欠点がある。 このエア 一による圧着力は約 3 0 0 O mm氷柱が上限であり、 またエアーによる圧着点が 一点であるため商品価値のあるシ—ト又はフィルムの生産速度は約 2 0 m/分が 限界である。 従って、 シートの^ をそれほど必要としない厚さが 0. 2〜 0. 5 mm程度の薄物シ一トの生産にこのエアーナイフ法は主に利用されている が、 厚さが約 0. 7 mm以上の厚物シートの生產には適さない。
ポリシングロ一ル法は、 膜状の溶融熱可塑性樹脂を一対の金属ロール間で圧接 してシートを生産する方式である。 この方法では、 一対のロールの接点において、 シ一トの厚さと表面性の賦形とを同時に完了させるため、 引取速度が約 4 m/分 以下と低い場合は表面平滑性の優れたシ一トカ s得られる力'、 引取速度が約 6 m/ 分以上になると、 シートの賦形が追随できず、 商品価値のあるシート力 s得られな くなる。
またポリシングロ一ル法で厚さが約 0 . 4 mm以下の薄物シ一トを生産する場 合は、 波打状のゥェ一ブが発生するため、 同様に商品価値のあるシートの生産が できない。
.,水冷法についても多くの提案がなされ、 mとして特開平 4— 1 5 8 0 2 2号 公報がある。 この公報に記載された製造方法は、 シート状の溶融結晶性熱可塑性 樹脂を水で冷却固化した後、 加熱ロールで再加熱して一対の金属ベルト間で圧接 して夕權特性を改良すると共に生産速度を改善させる方法であるが、 この方法は 透明性の優れたシート力 s得られ易い反面、 溶融樹脂を水で冷却する際に水の波打 ちによってシートに横方向の筋模様力 s発生して^ を著しく損ねる。 この模 様は引取速度が早くなる程発生し易い。
一方、 非晶性熱可塑性シートも同様な方法で製造されているが、 光沢性、 表面 平滑性共に優れたシ一トは得られず、 その改善が要望されていた。
発明の開示
本発明の第一の目的は従来技術おける上記の問題点を解決し、 厚さに関係なく 透明性, 光沢性, 表面平滑性等の外観特性の優れた結晶性熱可塑性シート又はフ ィルムを高速で製造できる方法及びその装置を提供することである。
本発明の第二の目的は、 光沢性, 表面平滑性共に優れた非晶性熱可塑性シート 又はフィルムを高速で製造できる方法及びその装置を提供することである。 本癸明の熱可塑性シートの製造方法は、 Tダイ押出機の Tダイからシート状で 押出された溶融熱可塑性樹脂を、 キャスト ドラムと、 このドラムの表面から所定 の間隙で円弧状に対面する無端金属ベルトとの間隙に導入して、 前記シ一ト状溶 融樹脂をキャスト ドラムと無端金属ベルト間で圧接しながら、 前記樹脂の熱変形 温度から軟化温度までの温度範囲に一次冷却し、 直ちにこの一次冷却されたシー トを、 冷却水を入れた冷却槽に導入して前記樹脂の固化温度まで二次冷却し、 こ の二次冷却されたシートに付着した冷却水を除去し、 次いでこの付着水が除去さ れたシートを [前記熱変形温度一 4 0 °C ] から [前記熱変形温度 + 1 5 °C ] の温 度範囲で加熱処理することを特徴とする。
また本発明の熱可塑性シートの製造装置は、 熱可塑性樹脂を溶融し、 この溶融 樹脂をシート状に押し出すための Tダイ押出機の Tダイと、 Tダイの下流側に配 置され、 τダイからの前記シー ト状溶融樹脂をキャスト ドラムと、 このドラム表 面から所定の間隙で円弧状に対面する無端金属ベルト間で圧接しながら、 一次冷 却するための圧接 ·冷却手段と、 前記圧接 ·冷却手段の下流側に配置され、 一次 冷却されたシートを二次冷却するための、 冷却水を入れた冷却槽と、 前記冷却槽 の下流側に配置され、 二次冷却されたシートに付着した冷却水を除去する手段と、 前記付着水除去手段の下流側に配置され、 前記付着水除去後のシートを加熱して その性能を改善するための加熱処理手段とを備え、 前記圧接 ·冷却手段の金属べ ルトは、 第 1、 第 2及び第 3の 3つの金属ロールによって回動可能に支持される と共に、 第 1金属ロールは Tダイに最も近接してキャス トロールの上方に位置し、 且つ第 1金属ロールと第 2金属ロール間で前記キャスト ドラムと金属ベルトとの 円弧状対面区間を形成していることを特徴とする。
なお、 本発明でいうシートは、 フィルムも包含する。
以下に本発明方法及び装置を更に詳しく説明する。
本発明において、 熱可塑性樹脂としては、 結晶性熱可塑性側旨でも或は非晶性 熱可塑性樹脂でも使用でき、 結晶性樹脂としてては、 ポリエチレン樹脂、 ポリプ ロピレン樹脂、 結晶性ポリエステル樹脂、 ポリアミ ド樹脂等、 好ましくはポリプ ロピレン樹脂が挙げられる。 また、 非晶性樹脂としては、 ポリスチレン樹脂、 ァ クリロニトリル一ブタジェン一スチレン樹脂 (A B S樹脂) 、 ポリ力一ポネ一ト 樹脂、 非晶性ポリエチレンテレフタレート樹脂 (a— P E T) 、 塩ィ匕ビニル樹脂 等が挙げられる。 これら樹脂は単独重合体であつても他のコモノマーとの共重合 体、 或はそれらの混合物であってもよい。 例えばポリプロピレン樹脂の場合は、 結晶性プロピレン単独重合体; プロピレンにプロピレン以外のコモノマ一、 例え ばエチレン、 ブテン等の 1種以上を共重合させた結晶性コポリマー;及ぴこれら の混合物が使用できる。
以上のような熱可塑性樹脂には、 必要に応じて酸化防止剤;滑剤;帯電防止剤 ; スリ ップ剤; アンチブロッキング剤;紫外線吸収剤;造核剤;透明改良剤;有 機過酸化物; 顔料; タルク、 炭酸カルシューム等の無機充填材; ^刀 \ 合成繊維 等の有機充填材; 他の樹脂又はゴム (例えばポリプロピレン樹脂の場合は、 ポリ エチレン、 エチレンプロピレンゴム等) 等を添加することができる。
次に、 本発明方法を図面の装置を参照して説明する。
図 1において、 1は Tダイ押出機の Tダイであり、 押出機 (押出機の本体は図 示せず) 内で溶融された熱可塑性樹脂は、 Tダイ 1からシート状に押し出される。 この Tダイ 1の下流側には、 キャス ト ドラム 3とこのドラム表面と所定の間隙で 円弧状に対面する無端金属ベルト 4とからなる圧接 ·冷却手段が配置されている。 前記金属ベルト 4は第 1、 第 2及び第 3の 3つの金属ロール 5、 6、 7によって 回動可能に支持されている。 これら金属ロールの中、 第 1金属ロール 5は Tダイ 1に最も近接してキャスト ドラム 3の上方に位置し、 この第 1金属ロール 5 と第 2金属ロール 6間で前記キャスト ドラム 3 と無端金属ベルト 4との前記円弧状対 面区間又は円弧状圧接 ·冷却部 8を形成している。
Tダイ 1から押し出されたシート状の溶融樹脂 2は、 キャスト ドラム 3及び無 端金属ベルト 4の回動 (通常、 キャスト ドラム 3の周速と金属ベルト 4の走行速 度とは同一である) により、 第 1金属ロール 5の側から、 キャス ト ドラム 3と無 端金属ベルト 4間の間隙、 即ち円弧状圧接 '冷却部 8に導入さ 第 2金属口— ル 6の側に向けて搬送されることにより、 シート状溶融樹脂 2は円弧状圧接 ·冷 却部 8において圧接されながら、 一次冷却される。 なお、 キャス ト ドラム 3と無 端金属ベルト 4間の間隙は、 溶融樹脂の導入前は金属ベルト 4の可撓性のため、 第 1金属ロール 5から第 2金属ロール 6までの全区間に亘って均一に維持するこ とは困難であるし、 またその必要もないので、 溶融樹脂の導入前に、 少なくとも 第 1金属ロール 5及び第 2金属ロール 6がそれぞれ接するベルト部分が所定の値 に設定されていればよい。 換言すれば、 前記間隙寸法は、 溶融樹脂の導入後は、 溶融樹脂の圧縮応力により前記接点間 (第 1金属ロール 5と第 2金属ロール 6間 の金属ベルト) で均一に維持できる。
キャスト ドラム 3と無端金属ベルト 4間の間隙は、 キャスト ドラム 3を上方又 は下方に変位させる等によつて機械的に調節できるように設計されている。 この 間隙寸法は、 製品としてのシート 1 9の所望の厚さに相当する。 従って、 この間 隙寸法を設定すれば、 製品シートの厚さは最終的に設定される。
圧接 ·冷却工程での一次冷却温度は、 熱可塑性樹脂の熱変形温度から軟化温度 までの温度範囲 (例えばポリプロピレン樹脂の場合は、 通常 9 0〜 1 6 0°C ) ( 法は J I S K— 6 7 5 8 , 荷重 1 k g f で設定、 以下同じ) である。 一次 冷却温度が前記熱変形温度未満では、 透明性や光沢性の優れたシート力 s得られず、 一方、 一次冷却温度が前記軟化温度を越えると、 シート力《軟らか過ぎてキャス ト ドラム 3や金属ベルト 4からの剥離性が低下し、 その結果、 シ—ト表面に微小な 傷が多発したり、 次に冷却槽 1 0に搬入する過程でシートに皴カ s発生して良好な 製品力 s得られなくなる恐れがある。
本発明では一次冷却温度を達成するため、 第 1及び第 3金属ロール 5、 7を加 熱油等で内部から加熱する構造とし、 これら内部加熱された第 1及び第 3金属口 ール 5、 7によって金属ベルト 4を加熱することが好ましい。 この金属ベルトの 加熱温度は、 例えばポリプロピレン樹脂の場合、 表面温度で通常 5 0〜: I 5 0 °C である。 またキャスト ドラム 3も同様な方法で内部加熱する構造とすることが好 ましい。 キャスト ドラムの加熱温度は、 例えばポリプロピレン樹脂の場合、 表面 温度で通常 5 0 ~ 1 5 0°Cである。
金属ベルト 4は、 各々 S U S (ステンレス鋼) 、 炭素! ¾ チタン合金等で作ら れる力、 耐腐蝕性等の点から S U Sが好ましい。 キャストドラムや金属ロール 5、 6、 7は、 従来と同様、 炭素鋼 (表面は硬質クロームメツキされている) 製でよ い
キャスト ドラム 3及び金属ベルト 4 (但し前記溶融樹脂に接する側の面) の各 表面粗さは、 特性に優れたシート (結晶性熱可塑性樹脂を使用した場合は透 明性が高く、 表面平滑性に優れたシート、 非晶性熱可塑性樹脂を使用した場合は 光沢性及び表面平滑性に優れたシート) を作る場合は、 0. 5 y" m以下、 好まし くは 0. 3 m以下が適当である。 なお、 このような表面粗さを有するキャス ト ドラム 3又は金属ベルト 4は、 シ一ト状溶融樹脂の転写性も向上することができ 。
しかしキャスト ドラム 3は、 製品シートの使用目的、 例えばシートにエンボス 模様ゃストライプ状の線入り模様を付与するような場合は、 前記表面粗さに限定 されず、 エッチング、 彫刻加工等によって適宜、 表面に所望の模様を形成するこ とができる。
金属ベルト 4は、 溶接によってエンドレスベルトとして使用されるため、 溶接 繫ぎ部の凹凸がシートに影響しないようにする必要がある。 金属ベルトの厚さが 薄い場合は、 繋ぎ部に凹凸が発生し易く、 厚い場合は金属ベルトのフレキシビリ ティがなくなり使用に支障を来すので、 金属ベルトの厚さは 0. 5〜1 . 2 mm 程度力 s適当である。
第 1金属ロール 5の表面には、 特に表面平滑性に支障なく、 光学的特性に優れ たシ一トを得る場合は、 シリコーンゴムのような耐熱性ゴム或は弾性を有するェ ラストマ一を被覆することが好ましい。 エラストマ一を使用した場合、 そのゴム 硬度は 5 5〜8 5度力適当である。 いずれにしても被覆の厚さは 5〜 1 5 mmの 範囲が適当である。
以上のようにして一次冷却されたシート 9は、 直ちに、 前記圧接 ·冷却手段の 下流側に配置された、 冷却水を入れた冷却槽 1 0内に導入さ ^ 二次冷却されて 完全に冷却固化される。 冷却水の温度は、 例えばポリプロピレンシートの場合、 0〜 2 .5 °Cの範囲が適当である。
次に、 こうして二次冷却されたシート 1 1は、 冷却槽 1 0の下流側に配置され た付着水除去手段 2 0に導か ここで二次冷却時にシート 1 1に付着した冷却 水が除去される。 付着水除去手段は、 例えば一対のピンチロール 1 2と、 これよ り下流に設けたエアーブロー装置 1 3とからなるように、 簡単な構造のものでよ レ、。 この場合、 シート 1 1の付着水は一対のピンチロール 1 2によって絞られた 上、 更にエア一ブロー装置 1 3 (エア—は常温でも加熱されていてもよい) によ り吹き付けることにより、 完全に除去される。
付着水除去後のシート 1 4にはカール力 s発生していたり、 樹脂の結晶化が充分 に進んでいないため、 阀 ij性力 s低いことがある。 このため本発明では、 加熱処理に よりこれらの性能を改善する。 従って本発明方法では、 最後に、 付着水除去後の シート 1 4は、 付着水除去手段 2 0の下流側に配置された加熱処理手段 2 1に導 か^ ここで力熱処理さ 所望の性能を有する製品シート 1 9が得られる。 加熱処理手段 2 1は、 例えば複数 (例えば 4つ) の加熱された金属ローラ 1 5、 1 6、 17、 18 (加熱油等で内部から加熱する構造を有する)、 又は加熱ォ— ブンからなるように、 簡単な構造のものでょレ
この加熱処理温度は、 使用される熱可塑性樹脂の熱変形温度一 40°C (好まし くは前記熱変形温度一 30°C) から前記熱変形温度 + 1 5°C (好ましくは前記熱 変形温度 + 5°C) の温度範囲 (例えばポリプロピレン樹脂の場合、 通常 90〜1
50°C) である。 [熱変形温度一 40°C] 未満の温度ではカールの修正や剛性の 改善効果が小さく、 [熱変形温度 + 15 °C] を越える温度では、 シートが軟ィ匕状 態になるため、 シートに皴が発生したり、 透明性や光沢性等の外観性を損ねるよ うになる。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の製造装置の一例の概略図である。 発明を実施するための最良の形態
< 実施例 1 >
図 1.に示す装置を用いて、 ポリプロピレンシートを製造した。
使用したポリプロピレン樹脂は、 密度が 0. 90 g/m3 , メルトフローレ一 トが 1. 8 g/10分, 熱変形温度が 90°C, 軟化温度が 1 30°Cのチッソポリ プロ X F 1 893 (チッソ株式会社製ポリプロピレン単独重合体の商品名) であ る。 この樹脂を樹脂温度 240°Cで Tダイ押出機 (押出機のシリンダー直径 1 0 0 mm, L/D= 36, ダイ幅 550mm, ダイリップ間隔 1. 2 mm) (Tダ ィ以外は図示せず) 中で溶融し、 Tダイ 1からシート状に押出し、 このシート状 溶融樹月旨をキャスト ドラム 3と無端金属ベルト 4との間隙に導入して、 圧接しな がら、 一次冷却し、 直ちにこれを冷却槽内に導いて二次冷却し、 付着水をピンチ ロール 1 1及びエア一プロ—装置 1 3で順次除去した後、 加熱金属ロール 1 5、 1 6、 17、 18で加熱処理することにより、 厚さ 0. 3mmのポリプロピレン シートを製造した。
なお、 押出機の詳細及びシートの製造条件は以下の通りである。
金属ベルト : SUS製 キャスト ドラム
表面を硬質クロムメツキした炭素鋼製、 幅: 650mm、 表面ネ避: 0. 3 m、 表面温度: 9 CTC
第 1金属ロール
表面にゴム硬度 65度のシリコーンゴムを厚さ 10mmに被覆したもの。 円弧状圧接 ·冷却部
長さ: 60 cm、 キャスト ドラムと金属ベルトとの間隙: 0. 3mm シート引取り速度
1 Om/分 (キャスト ドラムと金属ベルトとを同速の 1 Om/分に設定) 一次冷却シ—トの温度
1 10°C
水槽
長さ: 4m、 冷却水温度: 10°C
エアブロー装置
ブ口一用空気の温度: 80°C
加熱処理手段 (加熱金属ロール群)
材質:表面を硬質クロムメツキした炭素鋼製
最上流側ロール 1 5の温度: 60 °C
最下流側ロール 18の温度: 50°C
それらの中間のロール 1 6、 17の温度: 1 00°C
これら金属ロールの表面粗度: 1. O/ m
こうして得られたポリプロピレンシートは、 ヘイズ (透明性) 3. 4%、 光沢 度 1 14%で、 且つ表面平滑性に優;^ 筋、 鈹、 波打ち等がないため、 光学的特 性と «特性に優 更にヤング率 (剛性) は 94と高かった。
なお、 熱変形温度、 軟化温度等の測定法は下記の通りである。
熱変形温度 : J I S K— 7207 (荷重 4. 6 kg f/c) 軟化温度 : J I S K一 6758 (ビカツ ト軟化温度、 荷重 1. 0 k g f )
メルトフローレート : J I S K— 6758 (230°C、 荷重 2. 16 k g f ) 密度 J I S K— 6758
ヘイズ AS TM D- 1 003
光沢度 AS TM D- 523
ヤング率 AS TM D-882
表面平滑性 目視観察
筋、 皺、 波打 百視観察
<実施例 2〉
キャスト ドラムと金属ベルトとの間隙を 0. 5 mmとした他は、 実施例 1と同 じ製造方法で厚さ 0. 5 mmのポリプロピレンシートを製造した。
このシートも実験例 1とほぼ同様の優れた性能を有していた。 即ち、 このシー トは、 ヘイズ (透明性) 4. 0%、 光沢度 124 6で、 表面平滑性に優;^ 且つ 筋、 鈹、 波打ち等がないため、 光学的特性と外観特性に優 更にヤング率 (剛 性) は 90と高かった。
く実施例 3〉
キャスト ドラムと金属ベルトとの間隙を 1. 0mmとした他は、 実施例 1と同 じ製造方法で厚さ 1. 0mmのポリプロピレンシートを製造した。
このシートも実施例 1とほぼ同様の優れた性能を有していた。 即ち、 このシ一 トは、 ヘイズ (透明性) 9. 5%、 光沢度 127 6で、 表面平滑性に優;^ 筋、 鈹、 波打ち等がないため、 光学的特性と外観特性に優 更にヤング率 (剛性) は 88と高かった。
く実施例 4〉
キャスト ドラム、 第 1金属ロール、 及び加熱処理手段を下記のように変えた他 は、 実施例 1と同じ製造方法で厚さ 0. 3mmのポリプロピレンシートを製造し た。
キャスト ドラム: 表面にエンボス模様を形成したもの
第 1金属ロール: 表面被覆層のないもの
加熱処理手段 (金属ロール群)
中間ロール 1 6、 17の表面温度: 8 CTC 得られたエンボス加工シー トは、 ヘイズ 3 . 6 %、 光 1 2 1 %、 ヤング率 8 5と優れた光学特性を有していた。
<比較例 1 >
加熱処理手段の金属ロールのうち、 最下流及び最上流の金属口一ルの表面温度 は同じとし、 その中間の金属ロールの表面温度を 1 3 0度にした他は、 実施例 1 と同じ製造方法で、 厚さ 0 . 3 mmのポリプロピレンシートを作った。
このシートのヘイズ (%) は 1 1 . 5、 光沢度は 8 6 %、 ヤング率は 9 0で、 各実施例で作ったシートに比べて劣り、 また表面平滑性は不良で、 しわがシート 表面に発生していた。 産業上の利用可能性
本発明によれば; 結晶性熱可塑性樹脂を使用した場合は、 透明性, 光沢性等の 光学的特性; 表面平滑性等の 特性; 剛性等に優れた熱可塑性シート又はフィ ルムを得ることができ、 一方、 非晶性熱可塑性樹脂を使用した場合は、 光沢性等 の光学的特性;表面平 性等の^ tl 14 ; 岡 ij性等に優れた熱可塑性シ—ト又はフ ィルムを得ることができる。 またいずれのシ一ト又はフィルムについても必要に 応じてエンボス加工することができる。 更に、 製品シート又はフィルムの厚さを 薄い物から厚い物まで高品質で製造できる上、 生産速度を従来法の数倍に高速化 できる。 また本発明方法及び装置は多層シートゃラミネ—トシ—トの製造にも適 用できる。
従つて、 本発明によって得られるシート又はフィルムは、 食品包装、 医薬品包 装等の包装用;文具用; ィヒ粧品、 家庭用品等のパッケージ用ケース;工業用素材 等として有用である。

Claims

請求の範囲
( 1 ) Tダイ押出機の Tダイからシート状で押出された溶融熱可塑性樹脂を、 キ ャス ト ドラムと、 このドラムの表面から所定の間隙で円弧状に対面する無端金属 ベルトとの間隙に導入して、 前記シート状溶融樹脂をキャスト ドラムと無端金属 ベルト間で圧接しながら、 前記樹脂の熱変形温度から軟化温度までの温度範囲に 一次冷却し、 直ちにこの一次冷却されたシートを、 冷却水を入れた冷却槽に導入 して前記樹脂の固ィ匕温度まで二次冷却し、 この二次冷却されたシートに付着した 冷却水を除去し、 次いで、 この付着水が除去されたシートを [前記熱変形温度一
4 0 °C ] から [前記熱変形温度 + 1 5 °C ] の温度範囲で加熱処理することを特徴 とする熱可塑性シートの製造方法。
( 2 ) 熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂である請求項 1記載の製造方法。
( 3 ) 一次冷却温度が 9 0〜: I 0 0 °Cであり、 且つ加熱処理温度が 9 0〜 1 5 0 °Cである請求項 2記載の製造方法。
( 4 ) 二次冷却温度が 0〜2 5 °Cである請求項 2記載の製造方法。
( 5 ) 一次冷却温度が金属ベルトを表面温度 5 0〜: I 5 0°Cに加熱すると共に、 キャスト ドラムを表面温度 5 0〜 1 5 0 ° に加熱することによって達成される請 求項 2記載の製造方法。
( 6 ) 熱可塑性樹脂を溶融し、 この溶融樹脂をシート状に押し出すための Tダイ 押出機の Tダイと、 Tダイの下流側に配置さ^ Tダイからの前記シート状溶融 樹脂をキャスト ドラムと、 このドラム表面から所定の間隙で円弧状に対面する無 端金属ベルト間で圧接しながら、 一次冷却するための圧接.冷却手段と、 前記圧 接 ·冷却手段の下流側に配置さ^ 一次冷却されたシートを二次冷却するための、 冷却水を入れた冷却槽と、 前記冷却槽の下流側に配置さ^ 二次冷却されたシー トに付着した冷却水を除去する手段と、 前記付着水除去手段の下流側に配置さ 前記付着水除去後のシートを加熱してその性能を改善するための加熱処理手段と を備え、 前記圧接 ·冷却手段の金属ベルトは、 第 1、 第 2及び第 3の 3つの金属 ロールによって回動可能に支持されると共に、 第 1金属ロールは Tダイに最も近 接してキャスト ドラムの上方に位置し、 第 1金属ロールと第 2金属ロール間で前 記キャスト ドラムと金属ベルトとの円弧状対面区間を形成していることを特徴と する熱可塑性シ— トの製造装置。
(7 ) 金属ベルト力 SUS、 炭素 及びチタン合金よりなる群から選ばれた 1種で作られる請求項 6記載の製造装 go
(8) 第 1金属ロールの表面が、 耐熱性ゴム及び弾性を有するエラストマ一より なる群から選ばれた 1種で被覆される請求項 6記載の製造装 go
(9) キャスト ドラム、 第 1金属ロール、 及び第 3金属ロールが各々、 内部から 加熱される構造を有する請求項 6記載の製造装 go
(1 0) キャスト ドラム及び金属ベルトの各表面粗さが 0. 5 m以下である請 求項 6記載の製造装 go
(1 1) キャスト ドラムの表面がエンボス力 []ェされている請求項 6記載の製造装
( 1 2) 金属ベルトの厚さが 0. 5〜1. 2 mmの範囲である請求項 6記載の製
(1 3) 付着水除去手段力一対のピンチロールと、 これより下流側に配置された エアープロ一装置とからなる請求項 6記載の製造装 go
(1 4) 加熱処理手段が複数の加熱金属ロールからなる請求項 6記載の製造装 go
(1 5) 加熱処理手段力 D熱オーブンからなる請求項 6記載の製造装 fto
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