(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートダイから押し出されたポリメチルメタクリレートのシートを、第１ロール、第２ロール、第３ロールおよび第４ロールの４本の成形ロールで冷却しつつ、その厚みを調整し、冷却されたポリメチルメタクリレートのシートを引き取る樹脂板の製造方法において、
前記第１ロールおよび前記第２ロールは、シートダイの下方において互いに隣接配置された一対のロールであって、両ロール間にシートダイへ向かって開放する所定の間隙を形成しており、
前記第２、第３および第４ロールは、互いの軸線が平行となるように鉛直方向上側から下側へ向かってこの順に、所定の間隙をあけて連続して配置されており、
前記第１〜前記第４ロールを回転させることにより、シートダイから押し出されたポリメチルメタクリレートのシートを前記第１ロールと前記第２ロールとの間隙内に通過させた後、そのシートを、前記第２ロールの周面に沿わせて前記第２ロールと前記第３ロールとの間隙内へ送り出し、この間隙内に通過させた後、前記第３ロールの周面に沿わせて前記第３ロールと前記第４ロールとの間隙内へ送り出し、この間隙内に通過させた後、さらに前記第４ロールの周面に沿わせて送り出し、前記第４ロールから送り出されたシートを引き取る場合において、
前記第２ロールの回転速度Ｒ２（ｍ／ｍｉｎ）と、ポリメチルメタクリレートのシートの引取り速度ＲＤ（ｍ／ｍｉｎ）との比ＲＤ／Ｒ２を０．９７０〜０．９８２とし、かつ、
ポリメチルメタクリレートがそのガラス転移温度以上の状態で接触する前記４本の成形ロールのうち、前記第４ロールの回転速度Ｒ４（ｍ／ｍｉｎ）と、最後から２番目に接触する前記第３ロールの回転速度Ｒ３（ｍ／ｍｉｎ）との比Ｒ４／Ｒ３を０．９９０〜１．０００とすることを特徴とする、板厚精度に優れた樹脂板の製造方法。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂組成物のシートの厚みが７ｍｍ以上である請求項１記載の板厚精度に優れた樹脂版の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出成形による樹脂板の製造方法に関し、より詳しくは、板厚精度の極めて高い樹脂板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル系樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）系樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）系樹脂、ポリエステル系樹脂といった熱可塑性樹脂の樹脂板を加工するには、いわゆる押出成形法が広く用いられている。
押出成形法による樹脂板の製造では、まず、押出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂組成物をＴダイ等のシートダイから押し出すことによってシート状に成形し、こうして得られた熱可塑性樹脂組成物のシート（押出シート）を所定の間隙に調整された成形ロール（冷却ロール）に通してその厚みを調整し、かつその表面にロール面を転写（いわゆる鏡面付け）した後、引取りロール１６によって押出シートを引き取ることにより、厚み（板厚）や表面粗さが適宜調整された樹脂板が得られる。
【０００３】
ところで、シートダイ１０から押し出された押出シート１２は、例えば図４に示すネックインとよばれる現象によってその幅ＬA がダイの出口の幅ＬD よりも狭くなっており、さらにこのネックインによって、押出シート１２の端部に肉厚のエッジビード部１２０が生じている。そこで、市場に供給される樹脂板には、エッジビード部１２０をトリミングして、板厚の均一な残りの部分のみを取り出したものが用いられる。
【０００４】
しかしながら、特に厚みが１ｍｍ程度で、幅が１０００ｍｍを超えるような樹脂板を成形する場合には、肉厚のエッジビード部を除いても、樹脂板全体の板厚にバラツキが生じる問題があった。一方、近年、上記のような幅広で厚肉の樹脂板に対しても、幅方向での厚みの公差を±０．１ｍｍ以下に抑えるといった極めて高い板厚精度が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、押出成形時の板厚精度を向上させるための方法としては、押出機や成形ロールの稼働に高度な制御システムを導入する方向での検討が進められている。具体的には、成形ロール（冷却ロール）により搬送される樹脂組成物のシートの温度、厚み、残留応力等を計測し、得られたデータをバンク量の制御、ダイリップ部の開度、吐出時の樹脂温度の制御等にフィードバックする方法が提案されている〔特開平３−１６１３１５号公報（特公平６−３７０６５号公報）、特開平５−１５７５２２号公報〕。
【０００６】
しかしながら、多くの場合、樹脂組成物の厚みを計測する個所と、ダイやバンク等の被制御個所との間には時間的および距離的隔たりが存在するため、制御ロジックには高度な数学モデルを導入する必要が生じる。従って、制御システムの導入には多額の投資が必要となり、最終的に製造コストが高くなるという問題があった。また、上記の方法では、シートの押出方向における板厚制御の効果が十分でないという問題があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、幅広の樹脂板を製造するための方法であって、簡易な方法により、しかも極めて優れた板厚精度を実現することのできる樹脂板の製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、シートダイから押出成形されたシートの厚みを調整しつつ冷却する成形ロール（冷却ロール）の回転速度と、冷却された樹脂組成物のシートを引き取るロールの回転速度（引取り速度）とについて、特定の組み合わせでの速度比を所定の範囲に設定したときは、意外にも、しかも複雑な制御システム等を導入しなくても、樹脂板の板厚精度を向上させることができるという全く新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明に係る板厚精度に優れた樹脂板の製造方法は、シートダイから押し出されたポリメチルメタクリレートのシートを、第１ロール、第２ロール、第３ロールおよび第４ロールの４本の成形ロールで冷却しつつ、その厚みを調整し、冷却されたポリメチルメタクリレートのシートを引き取る樹脂板の製造方法において、前記第１ロールおよび前記第２ロールは、シートダイの下方において互いに隣接配置された一対のロールであって、両ロール間にシートダイへ向かって開放する所定の間隙を形成しており、前記第２、第３および第４ロールは、互いの軸線が平行となるように鉛直方向上側から下側へ向かってこの順に、所定の間隙をあけて連続して配置されており、前記第１〜前記第４ロールを回転させることにより、シートダイから押し出されたポリメチルメタクリレートのシートを前記第１ロールと前記第２ロールとの間隙内に通過させた後、そのシートを、前記第２ロールの周面に沿わせて前記第２ロールと前記第３ロールとの間隙内へ送り出し、この間隙内に通過させた後、前記第３ロールの周面に沿わせて前記第３ロールと前記第４ロールとの間隙内へ送り出し、この間隙内に通過させた後、さらに前記第４ロールの周面に沿わせて送り出し、前記第４ロールから送り出されたシートを引き取る場合において、前記第２ロールの回転速度Ｒ２（ｍ／ｍｉｎ）と、ポリメチルメタクリレートのシートの引取り速度ＲＤ（ｍ／ｍｉｎ）との比ＲＤ／Ｒ２を０．９７０〜０．９８２とし、かつ、ポリメチルメタクリレートがそのガラス転移温度以上の状態で接触する前記４本の成形ロールのうち、前記第４ロールの回転速度Ｒ４（ｍ／ｍｉｎ）と、最後から２番目に接触する前記第３ロールの回転速度Ｒ３（ｍ／ｍｉｎ）との比Ｒ４／Ｒ３を０．９９０〜１．０００とすることを特徴とする。
【００１０】
特開平１−２３５６２３号公報（特公平７−２９３５４号公報）や特開平６−２６２６８２号公報にはアクリル樹脂押出板の製造方法が開示されており、当該製造方法では、樹脂が最初に密着する成形ロールと最後に密着する成形ロールの間で負の周速差を設けることを特徴としている。
しかしながら、上記公報に記載の発明の目的は押出方向における内部ひずみが小さい押出板の製造方法を提供することであって、押出版の板厚精度については考慮されておらず、特開平１−２３５６２３号公報の第４頁右下欄第１２〜１４行に「（周速差が）１５％を超える場合には、樹脂表面の平滑さ、美麗さが失われる」と記載されているに過ぎない。すなわち、押出成形により得られる樹脂板の板厚精度、とりわけ押出成形時の幅方向における板厚のバラツキを低減することについて、上記公報には何らの考慮も示唆もなされていない。
【００１１】
また、上記公報に開示のアクリル樹脂押出版は、具体的には板厚が６ｍｍ以下のものであって、板厚が６ｍｍを超える厚肉の樹脂板についてその内部ひずみを低減させることについては考慮されていない。
これに対し、本発明に係る樹脂板の製造方法では、シートダイから押し出された熱可塑性樹脂組成物のシートを成形ロールで冷却しつつ、その厚みを調整する樹脂板の製造工程に際して、樹脂が最初に密着する成形ロールと最後に密着する成形ロールの間に単に負の周速差を設けるだけでなく、
（１）第２ロールの回転速度Ｒ２（ｍ／ｍｉｎ）と樹脂組成物の引取り速度ＲＤ（ｍ／ｍｉｎ）との比ＲＤ／Ｒ２、および
（２）前記シートがガラス転移温度以上の状態で最後に接触する第４成形ロールの回転速度Ｒ４（ｍ／ｍｉｎ）と、最後から２番目に接触する第３成形ロールの回転速度Ｒ３（ｍ／ｍｉｎ）との比Ｒ４／Ｒ３
をそれぞれ所定の範囲となるように設定する
という極めて簡易な制御を行うことを特徴としており、しかも極めて簡易な制御であるにもかかわらず、押出成形された樹脂板の板厚精度を極めて優れたものにできるという、上記公報に記載の発明から得ることのできない顕著な効果が得られる。
【００１２】
上記本発明に係る板厚精度に優れた樹脂板の製造方法によれば、たとえ厚みが７ｍｍ以上の厚肉の樹脂板であっても、板厚精度を極めて優れたものとすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る樹脂板の製造方法について詳細に説明する。
図１〜図３は、押出成形機のシートダイ１０，３０から吐出された熱可塑性樹脂組成物のシート（押出シート）１２の厚みを調整しかつその表面にロール面を転写（いわゆる鏡面付け）するのに用いられる成形ロール１４，２４，３４の一例を示したものである。
【００１４】
樹脂板の製造方法に用いられる成形ロールには、例えば図１および図２に示すようないわゆる４本ロールや、図３に示すような３本ロールが知られている。
図１に示す成形ロール１４は、シートダイ１０から押し出された熱可塑性樹脂組成物のシート１２が最初に密着する一対の成形ロール（第１ロール１４ａ，第２ロール１４ｂ）と、これらのロールに続いてシート１２が密着する第３ロール１４ｃおよび第４ロール１４ｄの計４本の成形ロールを備えている。かかる成形ロール１４によって冷却され、かつその厚みを調整された押出シート１２は、一対の引取りロール１６によって引き取られる。図２に示す成形ロール２４は、計４本の成形ロール（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）の配置が異なるほかは、図１に示す成形ロール１４と同じである。
【００１５】
一方、図３に示す成形ロール３４は、シートダイ３０から押し出された熱可塑性樹脂組成物のシート１２が最初に密着する第１ロール３４ａと、第２ロール３４ｂのほかに、第２ロール３４ｂに続いてシート１２が密着する第３のロール３４ｃを備えている。かかる成形ロール３４によって冷却され、かつその厚みを調整された押出シート１２は、図１および図２に示す成形ロールと同様に、一対の引取りロール１６によって引き取られる。
【００１６】
本発明に係る樹脂板の製造方法は、前述のように、シートダイから押し出された熱可塑性樹脂組成物のシートを成形ロールで冷却しつつ、その厚みを調整する樹脂板の製造方法であって、
(1) シートダイから押し出された熱可塑性樹脂組成物のシートが最初に密着する第２ロールの回転速度Ｒ2 （ｍ／ｍｉｎ）と、樹脂組成物の引取り速度ＲD （ｍ／ｍｉｎ）との比ＲD ／Ｒ2 が負の値となり、かつ所定の範囲となるように調整し、しかも、
(2) 前記シートがガラス転移温度以上の状態で最後に接触する成形ロールの回転速度ＲN （ｍ／ｍｉｎ）と、最後から２番目に接触する成形ロールの回転速度ＲN-1 （ｍ／ｍｉｎ）との比ＲN ／ＲN-1 が１よりわずかに小さい所定の範囲となるように調整する
ことを特徴としている。
【００１７】
本発明において「第１ロール」と「第２ロール」とは、シートダイから吐出された樹脂組成物からなるシートが最初に接触する成形ロールである。第１および第２ロールは一対となって両ロール間に所定の間隙を形成し、当該間隙内に樹脂組成物を通過させることによって樹脂板の板厚を制御する。このうち「第２ロール」とは、シートダイ１０，３０から押し出された熱可塑性樹脂組成物のシート１２が最初に密着する一対の成形ロールのうち、シートをその周面に沿わせて以降の成形ロールへ送り出す方のロールのことをいう。
【００１８】
また、本発明において「シートが最後に接触する成形ロール」または「シートが最後から２番目に接触する成形ロール」とは、いずれも、シートダイから吐出された熱可塑性樹脂組成物からなるシートの温度がその組成物を構成する樹脂のガラス転移点より高い状態であるときに接触する数本のローラのうち、最後の成形ロールと、最後の成形ロールより一つ手前のものとを示す。
すなわち、図１および図２に示す成形ロール１４，２４において、いずれの成形ロールに対しても樹脂組成物がそのガラス転移温度以上の状態で接触する場合には、前述の「最後に接触する成形ロールの回転速度ＲN 」は「第４ロールの回転速度Ｒ4 」を示し、「最後から２番目に接触する成形ロールの回転速度ＲN-1 」は「第３ロールの回転速度Ｒ3 」を示す。
【００１９】
一方、図３に示す成形ロール３４において、いずれの成形ロールに対しても樹脂組成物がそのガラス転移温度以上の状態で接触する場合には、前述の「最後に接触する成形ロールの回転速度ＲN 」は「第３ロールの回転速度Ｒ3 」を示し、「最後から２番目に接触する成形ロールの回転速度ＲN-1 」は「第２ロールの回転速度Ｒ2 」を示す。
本発明に係る樹脂板の製造方法において、前述の「最後に接触する成形ロール」の回転速度はＲN-1 （ｍ／ｍｉｎ）と、「最後から２番目に接触する成形ロール」の回転速度ＲN （ｍ／ｍｉｎ）とは、押出成形に係る樹脂の種類、押出シートの厚み、幅等に応じて適宜設定されるものであって特に限定されるものではないが、例えば板厚８〜１２ｍｍ程度で、幅１０００ｍｍを超えるような幅広の樹脂板を製造する場合には、通常、０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎ程度となるように設定される。
【００２０】
本発明において、前記引取り速度ＲD （ｍ／ｍｉｎ）と、第２ロールの回転速度Ｒ2 （ｍ／ｍｉｎ）との比ＲD ／Ｒ2 は、０．９７０〜０．９８２となるように、好ましくは０．９７５〜０．９８０となるように設定される。
比ＲD ／Ｒ2 が上記範囲を下回ると、板厚精度が低下したり、最終の成形ロールと引取りロールとの間で押出シートの垂れが生じたりするおそれがある。逆に、比ＲD ／Ｒ2 が上記範囲を超えると、残留歪みが増大して、押出シートに反りや歪みを生じさせるおそれがある。また、板厚精度を向上させる効果が得られなくなるおそれもある。
【００２１】
一方、本発明において、シートが最後に接触する成形ロールの回転速度ＲN と、最後から２番目に接触する成形ロールの回転速度ＲN-1 との比ＲN ／ＲN-1 は、０．９９０〜１．０００となるように、好ましくは０．９９０〜０．９９５となるように設定される。
比ＲN ／ＲN-1 が上記範囲を下回ると、板厚精度が低下したり、最終の成形ロールとその直前の成形ロールとの間で押出シートの垂れが生じたり、樹脂の滞留により押出シート表面で欠陥が発生したりするおそれがある。また、場合によっては、前記直前の成形ロール近傍で押出シートが切れるおそれもある。逆に、比ＲN ／ＲN-1 が上記範囲を超えると、板厚精度が低下したり、残留歪みが増大したり、最終の成形ロールと引取りロールとの間で押出シートが切れたりするおそれがある。
【００２２】
本発明の方法に適用可能な樹脂組成物を構成する樹脂としては、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）；内部にゴム粒子等を含有する耐衝撃性（メタ）アクリル樹脂；コモノマーとしてメチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、スチレン等を含有する（メタ）アクリル樹脂といった（メタ）アクリル系樹脂が挙げられる。また、かかる（メタ）アクリル系樹脂のほかに、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）系樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）系樹脂等の、従来公知の種々の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００２３】
【実施例】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明を説明する。
〔樹脂板の製造〕
実施例１
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）〔メルトフローレート（ＭＦＲ）が５ｇ／１０分（試験温度２３０℃、試験荷重３７．３Ｎ、ＪＩＳ  Ｋ  ６７１７）である市販品〕を市販の押出機に投入して、押出シートの成形を行った。
【００２４】
押出成形の条件は、押出機のシリンダ内での樹脂温度を２７０℃とし、Ｔダイ１０からの吐出量は１４６０ｋｇ／時とした（図１参照）。
次いで、Ｔダイ１０から吐出された押出シート１２を、４本の成形ロール（幅２５５０ｍｍ，直径４８０ｍｍ，ロール温度９０〜９６℃）で冷却しつつ、その板厚の調整と鏡面付け（平滑面）を行った。
前記４本の成形ロール（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）に接触している押出シートは、いずれも、当該シートを構成する樹脂のガラス転移温度よりも高い温度であった。
【００２５】
また、第２〜第４ロールの回転速度（Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ）と引取りロールの回転速度ＲD とは、それぞれ表１に示す値に設定した。
樹脂板の板厚は、Ｔダイ１０から吐出された樹脂溶融物が最初に接触する一対の成形ロール（第１ロールと第２ロール）間の距離等を調節することによって８ｍｍとなるように調整し、こうして全幅（図４のＬA に相当）が２３４０ｍｍのシートを得、その耳部を取り除いて幅１５００ｍｍのＰＭＭＡ樹脂板を得た。
【００２６】
実施例２〜５および比較例１
第２〜第４ロールの回転速度（Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ）と引取りロールの回転速度ＲD とをそれぞれ表１に示す値としたほかは、実施例１と同様にしてＰＭＭＡの樹脂板を製造した。
実施例６
樹脂板の板厚を１２ｍｍとなるように調整し、第２〜第４ロールの回転速度（Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ）と引取りロールの回転速度ＲD とをそれぞれ表１に示す値に設定したほかは、実施例１と同様にしてＰＭＭＡの樹脂板を製造した。
【００２７】
実施例７〜９および比較例２
第２〜第４ロールの回転速度（Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ）と引取りロールの回転速度ＲD とをそれぞれ表１に示す値に設定し、かつ、耳部を取り除いた後の樹脂板の幅を１６００ｍｍとなるように調整したほかは、実施例１と同様にしてＰＭＭＡの樹脂板（厚みの設定値：８ｍｍ）を製造した。
〔樹脂シートの板厚測定〕
上記実施例１〜９および比較例１，２で得られた樹脂板から、押出方向に１５００ｍｍ、押出時の幅方向に１５００ｍｍまたは１６００ｍｍのサンプルを採取した。このサンプルの板厚をマイクロメーターで測定し、板厚の平均値、最大値、最小値および最大幅を求めた。その結果を表２に示す。
【００２８】
【表１】
0004456747.tif 000002
【００２９】
【表２】
0004456747.tif 000003
【００３０】
表１および表２より明らかなように、
(i) 第２ロールの回転速度Ｒ2 （ｍ／ｍｉｎ）と、前記樹脂組成物の引取り速度ＲD （ｍ／ｍｉｎ）との比ＲD ／Ｒ2 、または
(ii)樹脂組成物がそのガラス転移温度以上の状態で接触する成形ロールのうち、最後に接触する成形ロールについての回転速度ＲN （ｍ／ｍｉｎ）と、最後から２番目に接触する成形ロールについての回転速度ＲN-1 （ｍ／ｍｉｎ）との比ＲN ／ＲN-1 （上記実施例および比較例では比Ｒ4 ／Ｒ3 ）
が前述の所定範囲から外れていた比較例１および２では、樹脂板の厚みの最大差が０．２０ｍｍを超える値であった。
【００３１】
これに対し、比ＲD ／Ｒ2 および比ＲN ／ＲN-1 のいずれもが前述の所定範囲を満たしていた実施例１〜９では、樹脂板の厚みの最大差が０．２０ｍｍ未満と極めて小さく、交差±０．１ｍｍ以下を達成することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】成形ロールの配置の一例を示す模式図である。
【図２】成形ロールの配置の他例を示す模式図である。
【図３】成形ロールの配置のさらに他の例を示す模式図である。
【図４】押出成形時のネックインを示す説明図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０  シートダイ
１２  シート状の熱可塑性樹脂組成物（押出シート）
１４，２４，３４  成形ロール
１４ｂ，２４ｂ  第２ロール
１４ｃ，２４ｃ  第３ロール（最後から２番目に接触する成形ロール）
１４ｄ，２４ｄ  第４ロール（最後に接触する成形ロール）
３４ｂ  第２ロール（最後から２番目に接触する成形ロール）
３４ｃ  第３ロール（最後に接触する成形ロール）
１６  引取りロール
【図１】
0004456747.tif 000004
【図２】
0004456747.tif 000005
【図３】
0004456747.tif 000006
【図４】
0004456747.tif 000007