(57)【要約】【課題】ポリスチレン樹脂製シートに防曇剤を塗布し、防曇性シートを製造する方法において、その製造方法に必要な乾燥処理時間を短縮できる塗膜の乾燥方法及びその乾燥設備を提供すること。【解決手段】ポリスチレン樹脂製シートに防曇性塗布液を塗布した後に必要な乾燥処理を、まず赤外線ヒーターによる加熱処理を行い、次に熱風循環乾燥法による乾燥処理する２段の乾燥方法を用いること、並びにこれらの乾燥方法に必要な赤外線ヒーター設備及び熱風循環乾燥炉の特定の乾燥設備を備えること。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリスチレン樹脂製シートに防曇性塗布液を塗布し、乾燥させる方法において、前記シートに塗布液を塗布した後に赤外線ヒーターによる加熱処理を行い、次に熱風循環方式の乾燥炉にて乾燥処理する工程を有する防曇性ポリスチレン樹脂製シートの乾燥方法。
【請求項２】
赤外線ヒーターによる加熱処理を行うにあたって、赤外線ヒーターから出力される最大波長が５．０μｍ以下であり、好ましくは４．５μｍから３．０μｍであることを特徴とする請求項１記載の乾燥方法。
【請求項３】
熱風循環乾燥炉がフローティング方式の乾燥炉であることを特徴とする請求項１記載の乾燥方法。
【請求項４】
防曇性塗布液が少なくともショ糖脂肪酸エステル類を含む防曇剤の水溶液であることを特徴とする請求項１記載の乾燥方法。
【請求項５】
防曇性塗布液が少なくともショ糖脂肪酸エステル類、及びポリオキシエチレンポリオキシポリプロピレンブロック共重合体を含む防曇剤の水溶液であることを特徴とする請求項１記載の乾燥方法。
【請求項６】
ポリスチレン樹脂製シートが二軸延伸ポリスチレン樹脂製シートであることを特徴とする請求項１記載の乾燥方法。
【請求項７】
防曇性ポリスチレン樹脂製シートの製造において、塗工乾燥工程内に赤外線ヒーター加熱処理設備と熱風循環乾燥設備が設けられたことを特徴とする乾燥設備。
【請求項８】
前記赤外線ヒーターと防曇性塗布液を塗布したポリスチレン樹脂製シートとの距離が５０ｍｍ〜３００ｍｍであることを特徴とする請求項７記載の乾燥設備。
【請求項９】
前記赤外線ヒーターの照射面側に反射板を設けたことを特徴とする請求項７記載の乾燥設備。
【請求項１０】
赤外線ヒーターとシートを垂直方向に配置したことを特徴とする請求項７記載の乾燥設備。
【請求項１１】
熱風循環乾燥設備がフローティング方式の乾燥設備であることを特徴とする請求項７記載の乾燥設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリスチレン樹脂製シートに防曇剤を塗布し、防曇性塗工シートを製造する方法において、乾燥する工程に特徴を有する乾燥方法及びその乾燥設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリスチレン樹脂製シートは主に食品容器として多く使用されている。特にポリスチレン樹脂二軸延伸シートからなる蓋材は代表的なものである。これらの成形容器には容器の曇り防止剤（防曇剤）として容器の内側に界面活性剤が塗工されている。これらシートの製造工程では防曇性塗布液をシートに塗布し、乾燥処理を行い、所定のシートを得ている。
【０００３】
従来、これらの乾燥処理の工程においては、防曇性塗布液としてシリコーンエマルジョン中にショ糖脂肪酸エステル類を含有させた水溶液などが多く用いられていた（例えば、特許文献１）。この場合にはエマルジョンが形成されることにより乾燥処理工程で水分の離脱が容易な構造となり乾燥処理時間が短時間であった。
しかしながら、塗布液としてショ糖脂肪酸エステル類を含有した水溶液を用いた場合には乾燥処理時間が長くなり、生産性が低下する課題を有していた。さらに最近では食品包装容器における防曇性の要求が高くなり、塗布量を増やすことが必要となり、乾燥時間は長くなり、生産性が低下しその影響はさらに大きくなってきている。
【０００４】
また防曇性塗布液は０．３〜５．０質量％程度の防曇剤の固形分を含んだ水溶液を用いるのが一般的である（例えば特許文献２）。これらが比較的厚く塗布されるために、塗布直後に急激に加熱処理すると、塗膜内部の水分が蒸発する前に塗膜表面で乾燥皮膜を作り始め、その後に塗膜内部に残留した水分が蒸発する為にこの皮膜により抑制されることで乾燥が不充分となり、乾燥時間が長くなる課題が発生する。また一方では塗工膜にピンホールなどの塗工状態の欠陥が発生する。この為に塗布液の急激な乾燥を避けるために、低温で長時間乾燥をすることで処理している。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３２４１７９７号明細書（第１−１０頁）
【特許文献２】
特開平１１−３００９０４号公報（第４−５頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記で述べたような従来技術の問題点を鑑みてなされたもので、ポリスチレン樹脂製シートに防曇剤を塗布した防曇性シートを製造する方法において、乾燥処理時間を短縮できる塗膜の乾燥方法及びその乾燥設備を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はポリスチレン樹脂製シートに防曇性塗布液を塗布後、乾燥させる方法において、前記塗布シートを赤外線ヒーターによる加熱処理を行い、次に熱風循環方式の乾燥炉（以下、熱風循環乾燥設備という）  にて乾燥処理する工程の乾燥方法を用いること、及び特定の乾燥設備によって、上記の目的を達成したものである。
即ち、本発明の方法はポリスチレン樹脂製シートの表面に防曇剤を含む水溶液（防曇性塗布液）を塗布処理後に、赤外線ヒーターによる加熱処理（乾燥）を行い、次いで熱風循環方式での乾燥処理を行うことを特徴とする乾燥方法である。
【０００８】
本発明はシートに塗布した直後の濡れた状態で赤外線ヒーターによる加熱処理を行うことで、塗膜内部から加熱されるので、水分の蒸発が促進され、乾燥処理工程に要する時間が短くなり、生産効率を向上させることができる。また設備スペースとしても熱風循環乾燥設備を小さくすることが可能となる。
【０００９】
さらに赤外線ヒーターの発する最大波長を５．０μｍ以下、好ましくは４．５μｍから３．０μｍとすることが好ましい乾燥方法である。
【００１０】
赤外線ヒーターの発する最大波長がこれらの波長であることにより、ポリスチレン樹脂に対する赤外線最大吸収波長領域を含むので、塗膜中の水分と同時に、シートを加熱することが可能となる。これにより塗膜をシート面側からも加熱することが可能となり、乾燥をさらに促進することが可能となる。したがって次工程での熱風循環乾燥設備での乾燥時間を短くすることができる。
【００１１】
本発明の熱風循環乾燥設備にはフローティング方式を採用することが好ましい。この方式を採用することでシートの両面つまりは塗工面、及び非塗工面の両方から加熱処理が施されるので、先の赤外線ヒーターによる加熱効果をさらに促進することができる。フローティング方式乾燥炉を乾燥工程の最初の工程に用いた場合には塗工面の平滑性を得るために風速を３ｍ／ｓｅｃ〜１０ｍ／ｓｅｃの低速にしなければならず、乾燥効率を上げることができないが、本方法では既に赤外線ヒーターによる加熱処理にて塗布面の乾燥が開始されているので、風速を１０ｍ／ｓｅｃ〜３０ｍ／ｓｅｃと高くすることが可能となる。これにより乾燥を効率的に行える。
【００１２】
本発明における防曇性塗布液は、ポリスチレン樹脂製シートの防曇剤塗布液として用いられているものであれば、特に限定されるものではないし、その塗布方法も特に限定されるものではない。
本発明における塗布液は少なくともショ糖脂肪酸エステル類を含む防曇剤の水溶液であることが好ましい。さらには防曇性を高めるためにショ糖脂肪酸エステルに加えて、ポリオキシエチレンポリオキシポリプロピレンブロック共重合体を含む防曇剤を用いる場合にも、同様に乾燥処理を効率的に行うことができる。
【００１３】
本発明のポリスチレン樹脂製シートに使用するポリスチレン樹脂は、芳香族ビニル単量体の単独またはその共重合体、芳香族ビニル単量体と共重合性ビニル単量体との共重合体である。
【００１４】
前記芳香族ビニル単量体としてはスチレン、アルキルスチレン（例えばｏ−、ｍ−及びｐ−メチルスチレンなどのビニルトルエン類）、α−アルキルスチレン（例えば、α−メチルスチレンなど）などがある。これらの芳香族ビニル単量体は単独でも又は二種類以上組み合わせても使用できる。好ましい芳香族ビニル単量体にはスチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなどが含まれ、特にスチレンが好ましい。
【００１５】
共重合性ビニル単量体としては、例えば、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基を含む単量体（例えば（メタ）アクリル酸、無水マレイン酸、フマル酸など）などがある。これらのビニル単量体も単独又は二種類以上組み合わせて使用することができる。
【００１６】
好ましいポリスチレン樹脂としては、例えば、ポリスチレン、アクリロニトリルスチレン共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体）などがある。
【００１７】
また、ブタジエン系ゴム存在下で上記芳香族ビニル単量体及び／又は共重合性ビニル単量体を重合して得た重合体を透明性を損なわない範囲で上記の芳香族ビニル単量体を必須とする（共）重合体に混合して用いることもできる。
ブタジエン系ゴムにはポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンブロックゴムなどがある。
なお、重合に用いる単量体やブタジエン系ゴムは少なくとも一種類以上を用いることができる。これらの透明性を損なわない範囲で混合できる重合体としてはゴム変性耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）が好ましい。
【００１８】
ポリスチレン樹脂製シートはこれらのポリスチレン樹脂を原料として通常のシート押出成形設備で、樹脂を押出機に供給し、ダイから押出し、冷却してポリスチレン樹脂製シートを得ることができる。また通常の二軸延伸シート押出成形設備で樹脂を押出機に供給し、ダイから押出し、二軸方向に延伸成形し、冷却後に二軸延伸ポリスチレン樹脂製シートを得ることができる。ポリスチレン樹脂製シートが食品容器に使用するシートとして透明性や剛性、強度の面から二軸延伸ポリスチレン樹脂製シートであることが好ましく用いられる。
【００１９】
ポリスチレン樹脂原料、及びシートには、種々の添加剤、例えば、安定剤（酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤など）、帯電防止剤、可塑剤などを含んでいてもよい。
【００２０】
上記の乾燥方法を行うためにポリスチレン樹脂製シートの製造設備内に、塗工設備に次いで、赤外線ヒーター加熱処理設備と熱風循環乾燥設備を備えた乾燥設備で一環製造とすることが好ましい。熱風循環乾燥設備には通常使用されているアーチ式熱風循環乾燥設備やフローティング方式の熱風循環乾燥設備を用いることができる。なお、あらかじめ製造したポリスチレン樹脂製シートを製造保管あるいは購入後、別途設けた塗工設備で塗布し、さらに赤外線ヒーター加熱処理設備と熱風循環乾燥設備を備えた乾燥設備で乾燥処理を行うこともできる。
【００２１】
本発明は、シートに塗布直後の濡れた状態で加熱処理を行う赤外線ヒーター加熱処理設備を設けたことに特徴がある。
この赤外線ヒーターと防曇性塗布液を塗布したポリスチレン樹脂製シートとの距離は特に限定しないが、赤外線ヒーターの最大波長を特定領域とし、有効に塗膜に吸収させる為には５０ｍｍ〜３００ｍｍが好ましい。特にポリスチレン樹脂製シートが二軸延伸シートの場合にはシート温度の上昇にともない、加熱収縮が生じることを抑制することが必要であり、赤外線ヒーターとシートの距離を調整することが好ましい。
【００２２】
また赤外線ヒーターと照射面側に反射板を設けて、赤外線ヒーターと反射板との間にシートを配置するようにすることが好ましい設備である。このようにシートの裏面側に反射板を配置することで、赤外線を塗膜水溶液とシートに吸収させることができる。
【００２３】
また赤外線ヒーターとシートの配置を垂直方向に配置することが好ましい乾燥設備である。このように配置することにより赤外線ヒーターにより加熱された塗膜の水分（蒸気）を上方に効率的に排気することができ、特別の排気装置を赤外線ヒーター内に設置することが不要となる。
【００２４】
【実施例】
以下に発明の実施の形態を図面に基づいて説明をする。図１は本発明の実施の形態を示した概念図（側面図）である。
【００２５】
ポリスチレン樹脂製シート１の表面に塗工設備２にて固形分濃度が２質量％に調製した防曇剤の水溶液（塗布液）をウエット状態で約５ｇ／ｍ２程度を塗布した。塗工速度は３０ｍ／ｍｉｎ〜６０ｍ／ｍｉｎである。
【００２６】
塗布されたシート３は塗工設備の次工程に設置された赤外線ヒーター４とアルミ製の反射板５との間を通過して、加熱処理をされ、上方に送られる。赤外線ヒーターにはノリタケカンパニー社製赤外線ヒーターＰＬＣ３２６（２００Ｖ、６００Ｗ）を平面上に配置（長さ＝１．５ｍ）してシート全面を加熱できるようにした。
【００２７】
赤外線ヒーターにより加熱処理されたシートは次にフローティングドライヤー方式の乾燥炉（（株）ＲＳＥ社製  炉長＝４ｍ）６に送られて乾燥処理を行った。なお、乾燥炉内の熱風温度は８０℃とした。
【００２８】
実施例１
ポリスチレン樹脂製シートとして、ニ軸延伸ポリスチレン樹脂製シートを用いた。防曇剤としてショ糖ラウリン酸エステル（以下ＳＥとする。三菱化学フーズ社製ＬＷＡ１５７０）とポリエチレングリコール（以下ＰＥＧとする。日本油脂社製ＰＥＧ１０００）を固形分濃度が２質量％になるように調製した。塗工設備２にてウエット時の塗布量が約５ｇ／ｍ２となるようにグラビア方式で塗布した。シートの処理速度は６０ｍ／ｍｉｎであった。
【００２９】
次いで、赤外線ヒーターを４００〜４５０℃の範囲で温度調整して（波長＝４．２〜４．０μｍ）、加熱処理を行った。その後、フローティング方式の熱風循環乾燥設備にて熱風温度を８０℃として乾燥処理を行い、シートを得た。シートの乾燥時間は５．５秒であり、乾燥性は良好であった。表１にこれらの条件とともにその結果を示す。
【００３０】
実施例２
実施例２では防曇剤をショ糖ラウリン酸エステルのみとして塗工乾燥処理を実施例１と同様に実施して、シートを得た。乾燥性は良好であった。
【００３１】
実施例３
実施例３では実施例１に比較し、赤外線ヒーターの温度を４００℃〜５００℃に調整し、赤外線ヒーターの波長を４．２〜３．８μｍとした。その他は、実施例１と同様な塗工乾燥処理を行った。乾燥性は良好であった。
【００３２】
比較例１
比較例１では実施例１と比較して、赤外線ヒーターを使用しない以外は実施例１と同様に塗工乾燥処理を行い、シートを得た。シートの乾燥時間は５．５秒でシートの乾燥性は水分が残留し、防曇性塗布液がべたついた状態で不良となった。
【００３３】
比較例２
比較例２では比較例１に比べて、ライン速度を３０ｍ／ｍｉｎとして乾燥時間１１秒と長くすることで、乾燥性の良好なシートが得られたが、実施例１に比べて乾燥時間が長かった。
【００３４】
比較例３では実施例２に比べて、赤外線ヒーターを使用しない以外は実施例２と同様に塗工乾燥処理を行った。この場合にはライン速度を３０ｍ／ｍｉｎとした。実施例２に比べて乾燥時間を長くすることで乾燥性の改善が図られた。
【００３５】
なお、乾燥性の評価はシートの水分量をチノー社製精密微量水分計ＣＺＡ−３０００により測定した値から行った。測定は乾燥処理後のシートを採取し、測定条件として、加熱温度を２００℃として行った。
◎・・・水分量  ５００ｐｐｍ未満
○・・・水分量  ５００ｐｐｍ以上〜１０００ｐｐｍ未満
×・・・水分量  １０００ｐｐｍ以上
【００３６】
【表１】
2004286359.tif 000002
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、防曇性ポリスチレン樹脂製シートの製造工程において、ポリスチレン樹脂製シート表面へ防曇性塗布液を塗布した後の乾燥工程において、赤外線ヒーターの加熱処理工程と熱風循環乾燥炉を用いることにより乾燥工程に要する時間を短縮化することで効率的な生産をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示した概念図（側面図）である。
【符号の説明】
１・・・ポリスチレン樹脂製シート
２・・・塗工設備
３・・・防曇剤塗布したポリスチレン樹脂製シート
４・・・赤外線ヒーター
５・・・アルミ製の反射板
６・・・熱風循環乾燥炉
【図１】
2004286359.tif 000003