(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリプロピレン樹脂シートの両端部を把持し、この樹脂シートの中央部が弛緩した状態で間接加熱してアニール処理を施すポリプロピレン樹脂シートの製造方法であって、
前記樹脂シートのＴＤへの延伸を０〜10％に制御することを特徴とするポリプロピレン樹脂シートの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のポリプロピレン樹脂シートの製造方法において、
前記樹脂シートの加熱温度を100℃以上、このシート樹脂の融点以下に制御することを特徴とするポリプロピレン樹脂シートの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のポリプロピレン樹脂シートの製造方法において、
前記ポリプロピレン樹脂シートは、密度勾配管法で測定した密度が0.890g/cm3以下のものであることを特徴とするポリプロピレン樹脂シートの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のポリプロピレン樹脂シートの製造方法において、
前記ポリプロピレン樹脂シートは、全ヘイズが５％以下、かつ光沢が120％以上のものであることを特徴とするポリプロピレン樹脂シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高剛性かつ高透明のポリプロピレン樹脂シートが得られる樹脂シートの製造方法に関し、得られた樹脂シートはクリアボックス、文具等に利用できる。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
低結晶化度の結晶性樹脂シートを高剛性化するため、通常、この樹脂シートを特定の温度で加熱するアニール処理を施している。
従来、このアニール処理の際、樹脂シートを加熱ロールに当接させて直接加熱することが一般的であった。
しかし、この従来のアニール法によれば、樹脂シートが加熱されて伸びる際に加熱ロールに擦られて樹脂シートに傷が生じる虞れがあった。
【０００３】
特に、樹脂シートが高透明かつ高光沢のものの場合、このような擦り傷が僅かでも目立つため、従来のアニール法によるアニール処理は不可能であった。
このような問題点を解決するため、例えば、加熱ロールを多段にすると共に、各加熱ロールの回転速度をシートの伸びに同調させるようにした提案もなされているが、連続的かつ安定な処理は困難であった。
【０００４】
そこで、本発明は、アニール処理後に高剛性かつ高透明のポリプロピレン樹脂シートが得られる樹脂シートの製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係るポリプロピレン樹脂シートの製造方法は、 ポリプロピレン樹脂シートの両端部を把持し、この樹脂シートの中央部が弛緩した状態で間接加熱してアニール処理を施し、前記樹脂シートのＴＤへの延伸を０〜10％に制御することを特徴とする。
【０００６】
前記ポリプロピレン樹脂には、ポリプロピレン（ＰＰ）のホモポリマー、ランダムコポリマー又はこれらの混合物が含まれる。
前記シート両端部の把持手段としては、クリップ、フック、等を使用できる。
前記アニール処理を連続的に行う場合、例えば、樹脂シートの把持手段を有するチェーンを設け、このチェーンを移動させて行えばよい。
前記間接加熱とは、樹脂シートを加熱ロール等の加熱媒体に直接接触させないで加熱することをいう。加熱手段の具体例としては、例えば赤外線加熱ヒータ、熱風ブロワー、ハロゲンランプ、等がある。
【０００７】
前記中央部が弛緩した状態とは、シート中央部が極端に垂れ下がらない程度にシートＴＤに対して張力を与えた状態をいう。
加熱時間は、３秒〜２分程度が適当である。３秒より少ないと、アニール効果が現れなくなり、２分を超えるとシートがドローダウンしやすくなる。
前記シートには、厚さのみが相対的に異なるフィルムの場合が含まれる。
本発明によれば、樹脂シートの表面を傷付けることなく樹脂の結晶化を促進させて、高剛性かつ高透明のポリプロピレン樹脂シートが得られるようになる。
【０００８】
また、本発明は、前記樹脂シートのＴＤ（シート製造時のシートの移動方向に対する直交方向）への延伸を０〜10％に制御することを特徴とする。
前記樹脂シートのＴＤへの延伸が０％未満の場合、シートがドローダウンしてシートの均一な加熱が困難になる。また、10％を超えると、シートがＴＤに配向して異方性を帯びたシートになってしまう。
【０００９】
本発明の第２発明に係るポリプロピレン樹脂シートの製造方法は、第１発明において、前記樹脂シートの加熱温度を100℃以上、このシート樹脂の融点以下に制御することを特徴とする。
前記加熱温度が100℃未満の場合にはアニール効果が発現しなくなる。逆に、シート樹脂の融点を超えた温度では、シートが溶融してドローダウンが大きくなり、アニール後には白化して透明性を失い、連続的な安定処理が困難になる。
【００１０】
本発明の第３発明に係るポリプロピレン樹脂シートの製造方法は、第１又は第２発明のいずれかにおいて、前記ポリプロピレン樹脂シートは、密度勾配管法で測定した密度が0.890g/cm3以下のものであることを特徴とする。
特別に改質していない一般的なポリプロピレンの場合、完全非晶状態で密度が0.850g/cm3であり、このポリプロピレン原料を使用して急冷プロセスで結晶化度を制御することにより本発明の樹脂シートが得られる。
【００１１】
本発明の第４発明に係るポリプロピレン樹脂シートの製造方法は、第１〜第３発明のいずれかにおいて、前記ポリプロピレン樹脂シートは、全ヘイズが５％以下、かつ光沢が120％以上のものであることを特徴とする。
本発明によって得られるアニール後の樹脂シートの要求特性として、全ヘイズに関して８％以下、望ましくは５％以下、光沢に関して110％以上、望ましくは  120％以上がある。これらの要件を満たすためには、アニール前の樹脂シートとして前記要件が必要となる。
【００１２】
ヘイズと光沢に関して上記特性を有するポリプロピレン樹脂シートは、例えば、次のような装置を使用し、押出機のＴダイより押し出された溶融樹脂シートを金属ベルトとロールの間に送通して急冷固化させることにより得られる。
この装置は、表面が弾性材で被覆された第１の冷却ロールと、第２の冷却ロールとの間に表面が鏡面の金属製エンドレスベルトが巻装され、樹脂シートと前記エンドレスベルトを介して第１の冷却ロールと接触する、表面が鏡面の第３の冷却ロールが設けられて構成されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の一実施形態に係るポリプロピレン樹脂シート11の製造方法を説明する。
本実施形態で使用する、全ヘイズが５％以下、かつ光沢が120％以上のポリプロピレン樹脂シート11は下記の製法で得られたものである。また、この樹脂シート11は、密度勾配管法で測定した密度が0.890g/cm3以下のものである。
【００１４】
図１に示すように、この製法で使用する装置は、押出機（図示せず）のＴダイ12と、第１の冷却ロール13と第２の冷却ロール14との間に巻装された金属製エンドレスベルト15と、樹脂シート11と金属製エンドレスベルト15を介して第１の冷却ロール13と接触する第３の冷却ロール16と、第２の冷却ロール14の近傍に設けられた第４のロール17とを備えて構成されている。
【００１５】
前記第１の冷却ロール13は、その表面にＮＢＲ等の弾性材18が被覆されている。この弾性材18は、その硬度（JIS K6301 A 型に準拠）が95度以下、厚さが３mm以上のものである。
前記金属製エンドレスベルト15は、ステンレス等よりなり、表面粗さが0.5Ｓ以下の鏡面を有している。
第１と第２の冷却ロール13,14 の少なくとも一方は、その回転軸19が回転駆動手段（図示せず）と連結されている。
【００１６】
前記第３の冷却ロール16は、金属製であり、その表面粗さが0.5Ｓ以下の鏡面を有している。そして、この冷却ロール16は、樹脂シート11とエンドレスベルト15を介して第１の冷却ロール13と接触し、しかもエンドレスベルト15でこの冷却ロール16側に押圧された樹脂シート11を抱き込むようにして設けられている。即ち、エンドレスベルト15とこのエンドレスベルト15と接触している樹脂シート11は、第３の冷却ロール16の外周面の一部に巻き付くようにして蛇行している。
【００１７】
前記第４のロール17は、樹脂シート11がエンドレスベルト15を介して第２の冷却ロール14に圧接されるように樹脂シート11をガイドするものである。
前記各冷却ロール13,14,16には、表面の温度調整を可能とする水冷式等の温度調整手段（図示せず）が設けられている。
なお、エンドレスベルト15内の第１のロール13の前に別の冷却ロール21を設けておき、この冷却ロール21によってエンドレスベルト15を予備冷却するようにしてもよい。また、この冷却ロール21は、張力調整用ロールとしても機能する。
【００１８】
この装置を使用し、先ず、樹脂シート11と直接接触している金属製エンドレスベルト15及び第３の冷却ロール16の表面温度が50℃以下、露点以上に保たれるように、各冷却ロール13,14,16の温度制御をしておく。
そして、ポリプロピレン樹脂よりなるペレットを押出機に投入して溶融混練する。この後、Ｔダイ12より押し出された溶融樹脂シート11を、第１の冷却ロール13と接触しているエンドレスベルト15と、第３の冷却ロール16とに略同時に接触するようにして第１と第３の冷却ロール13,16の間に導入し、第１と第３の冷却ロール13,16とで樹脂シート11を圧接して50℃以下に冷却する。
【００１９】
この冷却の際、第１と第３の冷却ロール13,16間の押圧力で弾性材18が圧縮されるようにして弾性変形し、弾性材18が弾性変形している両ロール13,16の中心からの角度θ1 部分において樹脂シート11は、両ロール13,16による面状圧接となっている。この際の面圧は、0.1MPa〜20.0MPaである。
【００２０】
引き続き、この樹脂シート11を前記鏡面のエンドレスベルト15で第３の冷却ロール16に対して圧接して50℃以下に冷却する。エンドレスベルト15でこの冷却ロール16側に押圧された樹脂シート11は、冷却ロール16の中心からの角度θ2 で冷却ロール16に抱き込まれ、樹脂シート11は、この抱き角度θ2 部分においてエンドレスベルト15と第３の冷却ロール16により面状に圧接されている。この際の面圧は、0.01MPa 〜0.5MPaである。
【００２１】
次に、樹脂シート11をエンドレスベルト15に重なるように沿わせた状態でエンドレスベルト15の回動と共に第２の冷却ロール14に移動させ、この樹脂シート11をエンドレスベルト15を介して冷却する。
なお、図１に示すように、第３の冷却ロール16によって冷却された樹脂シート11（二点鎖線で図示）は、第２の冷却ロール14側に移動させないでそのまま引き取るようにしてもよい。
【００２２】
次に、このポリプロピレン樹脂シート11に対して下記の装置を使用してアニールを施す。
図２、３に示すように、このアニールで使用する装置は、ポリプロピレン樹脂シート11の供給ロール21と、３個の予熱ロール22A〜22Cと、加熱室23と、２個の冷却ロール24A,24Bと、樹脂シート11の巻取りロール25とを備えて構成されている。
前記予熱ロール22A〜22Cは、内部にヒータ等の加熱手段が組み込まれたものであり、３個のロールのうちの１個のロール22Bは、樹脂シート11を挟んだ逆側の２個のロール22A,22Cの略中間の位置に設けられている。
【００２３】
前記加熱室23は、その内部に樹脂シート11の把持機構26と、加熱器27とが設けられたものである。
前記把持機構26は、樹脂シート11の両端部に沿ってそれぞれ配置された２個のロール28A,28B間にチェーン29が巻装され、このチェーン29に所定間隔で複数のクリップ31が取り付けられて構成されている。
前記加熱器27は、赤外線ヒータ等よりなり、樹脂シート11の上下面にそれぞれ設けられている。
前記冷却ロール24A,24Bは、その内部に水冷式等の加熱手段が組み込まれたものであり、両冷却ロール24A,24Bは、樹脂シート11を挟んで配置されている。
【００２４】
この装置を使用し、前記供給ロール21から繰り出された樹脂シート11を前記３個の予熱ロール22A〜22C間を通して、シート11が延伸しない温度である、例えば50〜60℃に予熱する。この予熱は、シート11の効率的なアニールを可能とするためである。
引き続き、この予熱された樹脂シート11を前記加熱室23内に走行させ、ここで樹脂シート11の両端部を把持機構26のクリップ31で把持しながら、加熱器27でシート11を100℃以上、このシート樹脂の融点以下の温度に間接加熱する。このアニールの際、把持機構26による樹脂シート11の把持は、樹脂シート11の中央部が弛緩した状態にあり、この結果アニール後の樹脂シート11のＴＤへの延伸が０〜10％となるようにする。樹脂シート11の加熱時間は、３秒〜２分程度である。
【００２５】
引き続き、アニールの終了した樹脂シート11を冷却ロール24A,24B間に通して冷却した後、巻取りロール25で巻き取る。
なお、ポリプロピレン樹脂シート11は、樹脂シート11が巻き取られた前記供給ロール21から繰り出さないで、製造された樹脂シート11に対して連続的に上記アニール処理を施しても良い。
【００２６】
【実施例】
〔実施例１〜５〕
上記実施形態において、樹脂シートの加熱温度、加熱時間及び延伸（ＴＤ）割合を表１の通りとして各実施例に係る樹脂シートを製造した。
【００２７】
〔比較例１〜４〕
比較例１では、加熱ロールに樹脂シートを接触させる直接加熱によって樹脂シートにアニール処理を施した。
比較例２、３では、延伸割合を本発明の範囲外としてアニール処理を施した。
比較例４は、アニール処理前の樹脂シートである。
【００２８】
〔特性の測定〕
上記実施例と比較例の樹脂シートに対して、アニール処理後のヘイズ（全ヘイズと内部ヘイズ）、弾性率、密度、光沢及び引裂き強度を測定し、また表面の傷の有無を調べた。それらの結果を表２に示す。
【００２９】
前記弾性率は、JIS  K  7113に準じ、シートのＭＤ（移動方向）及びＴＤ方向（移動方向と直交する方向）について測定した。
前記ヘイズは、ヘイズ測定機（NDH-300A、日本電色工業株式会社製）を使用し、シートに光を照射して透過した光線の全量を表す全光線透過率（Ｔt ）と、シートによって拡散されて透過した拡散光線透過率（Ｔd ）との比によって下記式で求める。前記全光線透過率（Ｔt ）は、入射光と同軸のまま透過した平行光線透過率（Ｔp ）と拡散光線透過率（Ｔd ）との和である。
【００３０】
ヘイズ（Ｈ）＝Ｔd ／Ｔt ×100
そして、全ヘイズは、シートに光を照射した際に得られたＴd 及びＴt より求めた。また、内部ヘイズは、シートの両面にシリコーンオイルを塗布した後、ガラス板でこのシートの両面を挟み、シート外側の影響を消去して測定した。
全ヘイズ＝内部ヘイズ＋外部ヘイズ
【００３１】
前記光沢は、自動式測色色差計（例えば、AUD-CH-2型-45,60，スガ試験機株式会社製）を使用し、シートに光を入射角60度で照射し、同じく60度で反射光を受光したときの反射光束ψs を測定し、屈折率1.567 のガラス表面からの反射光束ψos との比により、下記の通り求めた。
光沢（Ｇs ）＝（ψs ／ψos ）×100
前記引裂き強度は、JIS  K-7128  Ａ法（トラウザー引裂き法）に準じて測定した。
前記傷の有無は、目視で観察した。
【００３２】
【表１】
0004022277.tif 000002
【００３３】
【表２】
0004022277.tif 000003
【００３４】
表２より、実施例１〜５によれば、100℃以上、このシート樹脂の融点以下の温度で間接加熱しながら、ＴＤへの延伸が０〜10％となるように樹脂シートの中央部を弛緩させてアニール処理を施したため、得られた樹脂シートは、表面に傷のないものであり、ヘイズ（全ヘイズと内部ヘイズ）に関してヘイズの悪化が小さいことがわかる。
【００３５】
得られた樹脂シートは、このアニール処理により、弾性率が大きくなり、高剛性となっている。
光沢に関して、アニールによって大きな変化は見られず、アニール後においても光沢が維持されている。
引裂き強度に関して、配向が生じていないため、ＭＤとＴＤのバランスがとれている。
更に、得られた樹脂シートは、密度に関して、0.885g/cm3から0.900g/cm3以上に高まっていることがわかる。
【００３６】
一方、比較例１によれば、加熱ロールを使用した直接加熱であるため、樹脂シート表面に傷が発生し、得られた樹脂シートは、ヘイズに関して全ヘイズの悪化が大きいことがわかる。
比較例２、３によれば、ＴＤの延伸量が本発明の範囲を外れているため、ＴＤの配向が生じて、ＭＤとＴＤの引裂き強度がアンバランスとなっている。
比較例４の樹脂シートは、アニール未処理であるため、実施例に係る処理シートと比べて、弾性率と密度が低い。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係る樹脂シートの製造方法によれば、アニール処理後に高剛性かつ高透明のポリプロピレン樹脂シートが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態で使用するポリプロピレン樹脂シートの成形装置の概略図である。
【図２】同実施形態に係るアニールで使用する装置の正面図である。
【図３】同実施形態に係るアニールで使用する装置の平面図である。
【符号の説明】
11  ポリプロピレン樹脂シート
23  加熱室
26  把持機構
27  加熱器
31  クリップ
【図１】
0004022277.tif 000004
【図２】
0004022277.tif 000005
【図３】
0004022277.tif 000006