JPH10100229A - 熱可塑性樹脂シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】生産性および外観特性が共に優れた熱可塑性樹
脂シートの製造方法を提供する。 【解決手段】熱可塑性樹脂をシート状に溶融押出しして
回転冷却ドラム（４）により冷却する熱可塑性樹脂シー
トの製造方法において、静電印加電極（８）により熱可
塑性樹脂溶融状シート（２）を回転冷却ドラム（４）に
密着させた状態で、回転可能なタッチロール（５）によ
りプレスする。

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、
ダイから押し出し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、ダイから押し
出しされた溶融状熱可塑性樹脂シートを静電印加密着法
によって回転冷却ドラム表面上に密着させ、次いで、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
可能なタッチ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。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）から押し出し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、得
られた製品シート（３）を剥離ロール（６）にて引き離
す点においては、従来の製造方法と同じである。

【０００８】本発明の特徴は、上記の従来法に静電印加
密着法と回転可能なタッチロール（５）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
に静電印加密着法のための静電印加電極（８）とタッチ
ロール（５）とを順次に配置し、静電印加密着法によっ
て溶融状シート（２）を回転冷却ドラム（４）表面上に
密着させた後にタッチロール（５）にて押圧する。

【０００９】上記の静電印加密着法とは、電気的に接地
された回転冷却ドラム（４）の表面上に溶融押出され、
回転冷却ドラム（４）表面上に着地する前の溶融状シー
ト（２）に対して、高圧電源（７）に接続された静電印
加電極（８）により静電気を印加させることにより、溶
融状シート（２）を回転冷却ドラム（４）表面に静電気
的に密着させる方法である。

【００１０】静電印加密着法の具体的な方法としては、
特に限定されるものではなく、公知の技術が適用でき
る。静電印加電極（８）としては、例えば、線状電極や
ブレード電極などが使用され、この形状は、特に限定さ
れるものではなく、静電気の印加効果を向上させるため
に、線状電極の径を小さくしたり、ブレード電極のエッ
ジ部を鋭くしてもよい。

【００１１】静電印加電極（８）の材質は、金属や炭素
などの電気伝導性のものであればよく、特に限定される
ものではないが、例えば、タングステン、ニッケル、ア
モルファス金属が挙げられる。ここで、アモルファス金
属とは、適当な金属合金を溶融状態から急冷することに
より製造することが出来る非晶質金属合金であり、強靱
性、耐食性が優れた材料である。

【００１２】金属合金組成は、通常、鉄、コバルト、ニ
ッケル等の遷移金属の１種または２種以上の主成分金属
に、必要に応じ、ベリリウム、マグネシウム、アルミニ
ウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、銅、亜
鉛、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、インジウ
ム、白金、金などの金属群、ホウ素、炭素、ケイ素、リ
ン、ゲルマニウム、アンチモン等の非金属・半金属群か
ら選択される１種または２種以上を配合したものであ
る。

【００１３】静電印加電極（８）の配置位置は、装置の
構造や操作条件によっても変化するため、一概に決定し
得ないが、通常、溶融状シート（２）が回転冷却ドラム
（４）に着地する位置から３〜５０ｍｍ、好ましくは５
〜１５ｍｍ離れた位置の溶融シートの近接位置である。
また、印加電圧は、例えば、ワイヤー電極の線径、ブレ
ード電極の厚さ、溶融状シート（２）との距離等によっ
て異なり、限定されるものではないが、直径０．１〜
０．４ｍｍのワイヤー電極の場合、通常５０００〜１５
０００Ｖ程度である。

【００１４】なお、静電印加密着法を適用する際、例え
ば、静電印加電極（８）を複数にしたり、電極（８）を
加熱したり、電極（８）の上面または側面の少なくとも
一部にカバーを取り付けたり、溶融状シート（２）に赤
外線を照射したり、或いは、絶縁層を設けた回転冷却ド
ラム、梨地状に表面を粗面化した回転冷却ドラム、液体
を塗布した回転冷却ドラム等を使用することが出来る。

【００１５】そして、本発明の好ましい態様において、
静電印加電極（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、タッチ
ロール（５）は、静電印加電極（８）の配置の障害にな
らない限り、静電印加電極（８）に近接した回転冷却ド
ラム（４）の近傍に配置される。また、タッチロール
（５）にて押圧を有効に行うため、回転冷却ドラム
（４）表面上の溶融状シート（２）を押圧する直前にお
ける溶融状シート（図１におけるＡ部分）の温度［Ｔ］
が特定の温度範囲内にある様にする。

【００１６】先ず、本発明においては、静電印加電極
（８）によって印加される静電気の作用によって回転冷
却ドラム（４）に溶融状シート（２）を密着させる。次
いで、本発明においては、回転冷却ドラム（４）表面上
の溶融状シート（２）をタッチロール（５）にて押圧す
る。

【００１７】本発明においては、上記の様に静電印加密
着法による密着操作とタッチロール（５）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。

【００１８】本発明においては、上記の押圧操作を更に
有効にを行うため、タッチロール（５）にて押圧する直
前における溶融状シート（図１におけるＡ部分）の温度
［Ｔ］が下記の（Ｉ）式を満足する様にするのが好まし
い。

【００１９】

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

【００２０】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］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
［Ｔ］は、［Ｔｍ−５０］〜［Ｔｍ＋３０］の範囲、特
に好ましい温度［Ｔ］は、［Ｔｍ−４０］〜［Ｔｍ＋１
０］の範囲とされる。

【００２１】回転冷却ドラム（４）とタッチロール
（５）との間隔および押圧力は、特に限定されないが、
温度［Ｔ］の範囲や製品シート（３）の外観特性により
適宜調整することが出来る。

【００２２】回転冷却ドラム（４）及びタッチロール
（５）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。タッチロール（５）は、回
転駆動可能である方が操作上好ましい。

【００２３】なお、回転冷却ドラム（４）、タッチロー
ル（５）及び剥離ロール（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、鏡面仕上または粗面仕
上の何れであってもよい。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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、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。

【００２７】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。

【００２８】熱可塑性樹脂がポリエステルである場合、
原料樹脂、樹脂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。

【００２９】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。

【００３０】

【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。）

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】また、本発明においては、静電印加密着性
をより効果的に発揮させるため、例えば、熱可塑性樹脂
の溶融時の体積固有抵抗を５×１０⁶〜５×１０⁸Ω・ｃ
ｍに調節する方法が挙げられる。具体的には、例えば、
熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタレートの場合、リ
ン化合物を添加することにより金属イオンを多量溶存せ
しめる方法を採用することが出来る。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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、本発明によれば、静電印加
密着法を適用したため、溶融状シートの回転冷却ドラム
への密着が改善され、回転冷却ドラム表面上の溶融状シ
ートをタッチ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
速度を高めることが出来る。具体的には、例えば、溶融
押出速度として６００ｋｇ／ｈｒ以上、更に、８００ｋ
ｇ／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。

【００３７】

【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。

【００３８】（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。

【００３９】（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。

【００４０】（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。

【００４１】（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。

【００４２】（５）溶融状シート温度：放射温度計にて
測定した。

【００４３】（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。

【００４４】

【表１】 ○：シートの表面に筋、縞、厚さむら等などの外観不良
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。

【００４５】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。

【００４６】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、さらに、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共に、常圧から
漸次１ｍｍＨｇまで減圧し、次いで、２８５℃、１ｍｍ
Ｈｇの条件下で４時４５分重縮合反応を行いポリエステ
ル（ＰＥＴ）を得た。

【００４７】次に、上記のＰＥＴを原料として使用し、
真空下にて１６０℃で４時間乾燥し、ベント付き押出機
を使用して樹脂温度２９０℃にてシート状に溶融押出を
行い、図１に示すシート化装置にて処理し、ＰＥＴシー
トを得た。なお、この際、溶融シート（２）に対して静
電印加密着法を適用した。すなわち、静電印加電極
（８）として直径０．２ｍｍのタングステンワイヤー電
極を使用し、溶融シート（２）が回転冷却ドラム（４）
に着地する位置のほぼ真上約８ｍｍに配置し、８ｋＶの
電圧の高圧電源（７）に接続した。また、回転冷却ドラ
ム（４）とタッチロール（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。得られたＰＥＴシートは、厚さ２．０
ｍｍの表面平坦で、外観特性に優れた非常に美麗な透明
のシートであった。

【００４８】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。

【００４９】比較例１ 実施例１において、タッチロール（５）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。
ＰＥＴシートの表面に筋、縞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。

【００５０】比較例２ 実施例１において、静電印加密着法を適用しない以外
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、回転冷却ドラム
（４）及び／又はタッチロール（５）位置を変更した
が、外観良好なＰＥＴシートは得られなかった。

【００５１】

【表２】

【００５２】

【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：タッチロール ６：剥離ロール ７：高圧電源 ８：静電印加電極 Ａ：タッチ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 高平 和典 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 (4)

【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
   しされた溶融状熱可塑性樹脂シートを静電印加密着法に
   よって当該回転冷却ドラム表面上に密着させ、次いで、
   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
   転可能なタッチ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】 タッチ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［Ｔ］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］≦Ｔ≦［Ｔｍ＋５０］ （Ｉ） （但し、Ｔｍは、熱可塑性樹脂の融点（℃）を表す。）
3. 【請求項３】 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又は２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。）
4. 【請求項４】 タッチ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１〜３の何れかに記載の製造方法。