熱可塑性樹脂シートの製造方法、製造装置、およびタッチロール
【課題】鏡面仕上げが可能であり、シートが白化を生じさせることなく、また曇りもなく、かつすぐれた透明性を有するシートを成形するための熱可塑性樹脂シートの製造方法を提供すること。
【解決手段】溶融状態の熱可塑性樹脂を供給ダイ１１から連続的に供給し、供給ダイ１１の下方に設けられた冷却ロール１２とタッチロール１３との間に形成される挟圧部において、熱可塑性樹脂を挟圧しつつ冷却してシート状にする、熱可塑性樹脂シートの製造方法において、当該タッチロール１３を、金属製の芯部材１３ａと、当該芯部材の表面を覆う弾性層１３ｂとを有し、前記弾性層１３ｂは、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、さらに、当該弾性層の表面部分１３ｃの中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下であることを特徴とするタッチロール１３とする。
【解決手段】溶融状態の熱可塑性樹脂を供給ダイ１１から連続的に供給し、供給ダイ１１の下方に設けられた冷却ロール１２とタッチロール１３との間に形成される挟圧部において、熱可塑性樹脂を挟圧しつつ冷却してシート状にする、熱可塑性樹脂シートの製造方法において、当該タッチロール１３を、金属製の芯部材１３ａと、当該芯部材の表面を覆う弾性層１３ｂとを有し、前記弾性層１３ｂは、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、さらに、当該弾性層の表面部分１３ｃの中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下であることを特徴とするタッチロール１３とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱可塑性樹脂シートの製造方法および製造装置、さらには、熱可塑性樹脂シートの押出形成法において用いられるタッチロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いて樹脂シートを製造するには、熱可塑性樹脂を溶融状態で供給ダイとしてのＴダイを通して押出成形する方法が実施されている。この場合、Ｔダイにより押出成形された樹脂を金属製冷却ロールのみを用いて片面圧着する、いわゆるエア・チャンバー方式にて樹脂シートを製造するのが一般的であった。
【０００３】
また、得られる熱可塑性樹脂シートの平滑性および透明性を向上させるため、冷却ロールと併せてタッチロールを設け、これら冷却ロールとタッチロールとの間で熱可塑性樹脂を挟圧することで樹脂シートを製造することも知られている。また、冷却ロールに加えてタッチロールを使用して、厚みが１００μｍ以下の樹脂シートを製造する場合、冷却ロールを金属製とし、タッチロールをゴム製とすることも知られている。このように冷却ロールとタッチロールの材質を工夫することにより、得られる熱可塑性樹脂シートの厚みを均一にすることができ、これによって、熱可塑性樹脂シートの平滑性および光学的均一性を向上させることができる。また、タッチロールによって熱可塑性樹脂を冷却ロールにより強く密着させることができるので、熱可塑性樹脂をより効率的に冷却することができ、このことにより、熱可塑性樹脂の結晶化が防がれ、その結果、透明性の高い熱可塑性樹脂シートを得ることが可能となる。
【０００４】
このような観点から、熱可塑性樹脂に対し、冷却ロール方向へ向かうエアを吹き付け、これによって熱可塑性樹脂を冷却ロールにより強く密着させる方法も提案されている。（例えば、特許文献１乃至３）。
【０００５】
また、シートの表面を平滑に、すなわち鏡面に仕上げる方法として、いわゆる圧着法が知られている。この方法は、例えば図２に示すように、シート状に加工した後の樹脂シート３０を一対の金属ロール３１間に通して、ロール間の圧力によって樹脂シートを押圧し、シート表面を平滑に仕上げるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２１６７１７号公報
【特許文献２】特開平１０−１００２３１号公報
【特許文献３】特開２００８−２２９９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の従来法のうち、エア・チャンバー方式による片面圧着方法によれば、金属製冷却ロール側は平滑面を有しているが、金属製冷却ロールと反対側の表面にはダイライン、すなわちＴダイによる押出成形の際の縦方向の筋模様が表われたり、樹脂原料の未溶融物の粒状塊がシート表面に小さい突起として表われたりして、平滑な表面仕上げを達成することができないという問題があった。
【０００８】
また、冷却ロールと併せてタッチロールを用いる方式にあっては、ゴム製のタッチロールの表面の粗さがそのまま樹脂シートの表面に転写され、シート表面に曇りが生じてしまい、その透明性が損なわれるという問題があった。さらにまた、特にポリプロピレン樹脂のような結晶性樹脂を原料とした場合、冷却効果が不十分でシートを構成するポリプロピレン樹脂の結晶化が進行してしまい、シート表面に曇りが生じて、透明性が損なわれるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献１乃至３に開示されているような、熱可塑性樹脂にエアを吹き付けて冷却を補う方法においては、熱可塑性樹脂にエアを吹き付ける位置と、熱可塑性樹脂を冷却ロールとタッチロールとにより挟圧する位置が離れているため、エアにより熱可塑性樹脂が冷却ロールに密着させられてから、冷却ロールとタッチロールとにより熱可塑性樹脂が挟圧されるまでにタイムラグが生じているもの考えられる。このため、挟圧される前の熱可塑性樹脂が冷却ロールにより冷却され固まってしまい、これによって熱可塑性樹脂が冷却ロールから浮き上がり、この結果、得られる熱可塑性樹脂シートにシワが発生することが懸念される。
【００１０】
また、金属ロールを用いた両面圧着方法により樹脂シートの表面を鏡面化する方法もあるが、この方法では、樹脂シートの厚みが１００μｍ以下のいわゆる薄物である場合には、樹脂自体の肉厚方向への弾性変形が期待できないため、ロールによる均一な圧着が不可能となり、不安定な加工となってしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための第１の本発明は、溶融状態の熱可塑性樹脂を供給ダイから連続的に供給し、供給ダイの下方に設けられた冷却ロールとタッチロールとの間に形成される挟圧部において、熱可塑性樹脂を挟圧しつつ冷却してシート状にする、熱可塑性樹脂シートの製造方法であって、前記タッチロールが、金属製の芯部材と、当該芯部材の表面を覆う弾性層とを有し、前記弾性層は、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、さらに、当該弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
また、上記第１の本発明にあっては、前記タッチロールに、金属製のバックアップ冷却ロールを圧着せしめ、これにより当該タッチロールを冷却してもよい。
【００１３】
また、上記課題を解決するための第２の本発明は、溶融状態の熱可塑性樹脂を連続的に供給する供給ダイと、前記供給ダイの下方に設けられた冷却ロールとタッチロールと、を有し、前記冷却ロールとタッチロールとの間に形成される挟圧部において、熱可塑性樹脂を挟圧しつつ冷却してシート状にする、熱可塑性樹脂シートの製造装置であって、前記タッチロールが、金属製の芯部材と、当該芯部材の表面を覆う弾性層とを有し、前記弾性層は、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、さらに、当該弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
また、上記第２の本発明においては、前記タッチロールと圧着しており、当該タッチロールを冷却するための、金属製のバックアップ冷却ロールを備えてもよい。
【００１５】
また、上記課題を解決するための第３の本発明は、熱可塑性樹脂シートの製造において用いられるタッチロールであって、当該タッチロールは、金属製の芯部材と、当該芯部材の表面を覆う弾性層とを有し、前記弾性層は、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、さらに、当該弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のタッチロール、およびこれを用いた熱可塑性樹脂シートの製造方法および製造装置によれば、上記の従来技術の問題を解決し、厚みが１００μｍ以下の薄物の樹脂シートを製造する場合でも、タッチロールによってシート表面を確実にかつ均一に圧着することができ、従って加工が非常に安定なものとなって、押出成形の際のダイラインがシート表面に残ったり、あるいは樹脂原料の未溶融物等の粒状塊がシート表面に突起として表われたりするようなことが全くなく、シート表面の平滑性を向上することができて、鏡面仕上げが可能であり、シートが白化を生じさせることなく、また曇りもなく、かつすぐれた透明性を有するシートを成形することかできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態にかかる装置の概略図。
【図２】従来法に用いられる装置の概略を示す垂直横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明のタッチロール、これを用いた熱可塑性樹脂シートの製造方法および製造装置のそれぞれについて、実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、実施の形態にかかる装置の概略図である。
【００２０】
はじめに、本実施の形態においてシートの原料として用いられる熱可塑性樹脂２０、および当該熱可塑性樹脂２０を成形して得られる熱可塑性樹脂シート２１について説明する。
【００２１】
（熱可塑性樹脂：原料）
熱可塑性樹脂２０は、後述する供給ダイ１１を用いた溶融押出成形法により熱可塑性樹脂シート２１を形成することができるものであれば特に限定されるものではない。熱可塑性樹脂２０として、例えば、ポリエチレンテレフタレート及びポリプチレンンテレフタレート等のポリエステル、トリアセチルセルロース等のセルロース、ナイロン６及びナイロン６６等のポリアミド、並びにポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフイン、アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアセタール樹脂などを挙げることができる。これらの樹脂に、適宜各種の添加剤や添加樹脂を混合して用いてもよい。
【００２２】
上述の熱可塑性樹脂２０のうち、得られる熱可塑性樹脂シート２１の透明性および光学的均一性が極めて良好になるという点でポリプロピレンが特に好ましい。ポリプロピレンとしては、例えば、プロピレンの単独重合体、又はプロピレンと１種若しくは２種以上のコモノマーとの共重合体が挙げられる。ポリプロピレンの製造に用いられる重合用触媒としては、例えば、チーグラー・ナッタ触媒やメタロセン触媒などが挙げられる。このうちメタロセン触媒を用いて重合されたポリプロピレンは、分子量と結晶性が均一であって、かつ低分子量・低結晶性成分が少ないという一般的特徴を有するので好ましい。この場合、メタロセン触媒を用いて重合されたポリプロピレンは、プロピレンとα−オレフィンのランダム共重合体であることが好ましい。
【００２３】
α−オレフィンとしては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ヘプテン、４−メチル−ペンテン−１、４−メチル−ヘキセン−１、４，４−ジメチルペンテン−１等を挙げることができる。共重合体中のプロピレンおよびコモノマーの好ましい割合は、プロピレンが８０モル％以上であり、コモノマーが２０モル％以下である。
【００２４】
（熱可塑性樹脂シート）
熱可塑性樹脂２０から形成される熱可塑性樹脂シート２１の成膜幅は特に限定されず、例えば４００ｍｍとなっている。熱可塑性樹脂シート２１の厚さは、好ましくは１０〜２００μｍの範囲内となっており、さらに好ましくは３０〜１５０μｍの範囲内となっている。上述した、原料としての熱可塑性樹脂２０をこのような厚さの熱可塑性樹脂シート２１に成形することにより、極めて良好な透明性および光学的均一性を有する熱可塑性樹脂シート２１を得ることができる。
【００２５】
上述のように、熱可塑性樹脂シート２１は、良好な透明性および光学的均一性を得るため薄く加工することが望まれる場合が多い。このような要望に応えるにあたり、金属製の冷却ロールと、同じく金属製のタッチロールを用い、これらの間に形成される挟圧部で熱可塑性樹脂を挟圧することで薄いシートを形成する場合、挟圧部を小さく、つまり冷却ロールとタッチロールとの間隔を小さくしなければならない。しかしながらそうすると、挟圧時にロール同士に傷が発生しやすくなり、さらにロールに発生した傷が熱可塑性樹脂シート２１に転写され、この結果、得られる熱可塑性樹脂シート２１が不良となってしまうことがあった。本願の実施形態にかかるタッチロール、およびこれを用いた製造方法や製造装置によれば、このような傷が形成されるのを防ぐことができる。以下に詳しく説明する。なお、熱可塑性樹脂シートの製造装置の実施形態を説明しつつ、併せて、これに用いられているタッチロール、および熱可塑性樹脂シートの製造方法についても説明することとする。
【００２６】
（熱可塑樹脂シートの製造装置）
図１に示すように、実施形態にかかる製造装置１０は、熱可塑性樹脂２０を連続的に供給する供給ダイ１１と、供給ダイ１１下方に設けられた冷却ロール１２およびタッチロール１３とを有する。そして、冷却ロール１２とタッチロール１３との間に形成される挟圧部において、熱可塑性樹脂２０を挟圧しつつ冷却することで熱可塑性樹脂シート２１を製造する。そして、このような製造装置１０は、前記タッチロール１３が、金属製の芯部材１３ａと、当該芯部材１３ａの表面を覆う弾性層１３ｂとを有し、前記弾性層１３ｂは、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、さらに、当該弾性層１３ｂの表面部分１３ｃの中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下であることに特徴を有している。
【００２７】
以下に、製造装置１０の各構成について説明する。
【００２８】
（供給ダイ）
図１に示すように、供給ダイ１１は、開口１１ａを有しており、この開口１１ａから溶融状態の熱可塑性樹脂２０が押し出される。供給ダイ１１としては、たとえばＴダイを用いることができる。開口１１ａの幅および高さは、形成する熱可塑性樹脂シート２１の成膜幅および厚さに応じて適宜選択することができる。また、溶融状態の熱可塑性樹脂２０の温度は、当該樹脂の種類や物性に応じて適宜決定される。
【００２９】
（冷却ロール）
上記冷却ロール１２は、前記供給ダイ１１の下方に設けられ、後述するタッチロール１３と併せて用いられるものであり、タッチロール１３との間に挟圧部を形成し、ここで熱可塑性樹脂２０を挟圧するとともに、熱可塑性樹脂２０を冷却するためのロールである。本実施の形態においては、このような作用機能を発揮する冷却ロールであればよく、特に限定することはない。たとえば、材質としては金属製であることが好ましく、より具体体には、鋼製ロールの表面にクロムメッキを施こしたものであってもよい。また、種々の冷却手段を備えていてもよく、たとえば、オイル、水等を用いた冷却手段が内蔵されていてもよい。
【００３０】
このような冷却ロール１２の表面温度は、熱可塑性樹脂２０の溶融温度より約５０〜１５０℃低い温度に設定するのが好ましい。例えばポリプロピレン樹脂を原料して用いる場合、当該樹脂の溶融温度は２００℃であるので、急冷による結晶化進行を回避するために冷却ロール１２の表面温度は３０℃程度に設定することが好ましい。
【００３１】
（タッチロール）
タッチロール１３は、金属製の芯部材１３ａと、当該芯部材１３ａの表面を覆う弾性層１３ｂとを有する。ここでまず、金属製の芯部材１３ａについては特に限定されることはなく、従来からタッチロールとして用いられていた種々のロールを適宜流用することができる。
【００３２】
次に、前記芯部材１３ａの表面を覆う弾性層１３ｂは、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂で構成されている。このように、タッチロール１３の表面部分に、ゴムなどの弾性体からなる弾性層１３ｂを設けることにより、冷却ロール１２が金属製であった場合でも互いが接触などして傷が付くことを防止することができ、これにより表面状態の優れた熱可塑性樹脂シートを安定的に供給することができる。
【００３３】
しかしながら一方で、ゴムや樹脂などの弾性体の熱伝導度は一般に金属に比べて小さい。したがって、単純にこれらの材質からなる弾性層をタッチロール１３に設けた場合、その内側から冷却するのは容易ではない。そして、タッチロール１３の弾性層１３ｂが高温となった場合、冷却ロール１２とタッチロール１３との間で熱可塑性樹脂２０を挟圧する際に、熱可塑性樹脂２０を十分に冷却することができず、このため得られる熱可塑性樹脂シート２１に白化が生じることが懸念される。
【００３４】
本願の実施形態にかかるタッチロール１３は、このような懸念も十分に検討されており、そのために、弾性層１３ｂには、アルミナが３０〜７０質量％の割合で含有せしめられている。このようにアルミナを所定量含有せしめることにより、弾性層１３ｂの熱伝導度を良好にすることができ、これにより弾性層１３ｂが高温となることを防止することができる。
【００３５】
このような、弾性層１３ｂの厚さは、１．０〜６．０ｍｍ、好ましくは２．０〜４．０ｍｍであり、そのアルミナの含有量は、層全体で３０〜７０質量％が望ましい。アルミナ含有量が３０質量％を下回ると、熱伝導効果が下がってしまい、たとえば原料としてポリプロピレン樹脂を用いた場合、結晶化が進行してしまう虞がある。また、アルミナの含有が７０質量％を超えると、熱可塑性樹脂２０とタッチロール１３との接触面積が小さくなってしまい熱伝導効果が下がってしまうことがあるばかりでなく、アルミナを含有する弾性層１３ｂと金属製の芯部材１３ａとの接着力も低下し、タッチロール１３の耐久性を悪化させる虞がある。
【００３６】
ここで、弾性層１３ｂは、前述の通り、冷却ロール１２との間においていわゆる緩衝材として機能するのみならず、冷却ロール１２とタッチロール１３との間に形成される挟圧部における圧力を弾性変形によって逃がし、かつ当該タッチロール１３の表面形状を復元するためのものであり、このような観点から、シリコンゴム等の合成ゴムを使用することが好ましく、一方で、適度の反発弾性を有する各種合成樹脂も使用可能である。
【００３７】
さらに実施形態にかかるタッチロール１３にあっては、上述の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃの中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下となっている。これはつまり、弾性層１３ｂの表面部分１３ｃが、いわゆる鏡面化、平坦化されていることを意味する。このように、弾性層１３ｂの表面部分１３ｃ、つまりはタッチロール１３の表面を鏡面化、もしくは平坦化することにより、得られる熱可塑性樹脂シート２１の平滑性、透明性および光学的均一性を向上させることができる。
【００３８】
タッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃの中心線平均粗さが０．３μｍより小さいと、熱可塑性樹脂２０とタッチロール１３の表面部分１３ｃとの密着性が高くなり過ぎ、これによって不具合が生じることが考えられる。また、タッチロール１３の表面部分１３ｃの中心線平均粗さを０．３μｍ以下にするためには、高度な鏡面仕上げ技術が必要となり、このためタッチロール１３の製造コストが高くなることも考えられる。一方、表面部分１３ｃの中心線平均粗さが１．２μｍより大きいと、得られる熱可塑性樹脂シート２１の透明性が低くなることが考えられる。従って、タッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃの中心線平均粗さは、０．３μｍ以上１．２μｍ以下の範囲内となっていることが好ましく、これによって、製造コストを抑制するとともに、得られる熱可塑性樹脂シート２１の平滑性、透明性および光学的均一性を向上させることができる。
【００３９】
弾性層１３ｂの表面部分１３ｃとは、具体的には、最表面から０．５〜１．０μｍの部分のことを意味する。また、当該表面部分１３ｃの中心線平均粗さを所定の範囲内とする方法については特に限定されることはなく、弾性層１３ｂが合成ゴムの場合には、当該合成ゴムを硬化させた後バフ研磨をしてもよく、他にも一般的な方法を適宜採用することができる。以下に、タッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃを所定の中心線平均粗さとする処理方法について、より具体的に説明する。
【００４０】
タッチロール１３の弾性層１３ｂの処理として研磨剤を用いることができる。用いられる研磨剤は、弾性層１３ｂにおいて所望の中心線平均粗さを実現することができればよく、特に限定されないが、たとえば、平均粒子径０．０１〜０．１μｍの研磨粒子と、シリコン樹脂とシリコンオイルのいずれか一方または双方とを含む研磨剤を用いることができる。
【００４１】
この場合、研磨粒子によってタッチロール１３の弾性層１３ｂを平滑化するとともに、シリコン樹脂やシリコンオイルにより弾性層１３ｂをコーティングすることができる。このようにしてタッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃを平滑化することにより、得られる熱可塑性樹脂シート２１の透明性を向上させることができる。さらに、当該表面部分１３ｃをシリコン樹脂やシリコンオイルによりコーティングすることにより、タッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃの離型性を向上させることもできる。これによって、挟圧される前の熱可塑性樹脂２０が冷却ロール１２よりも先にタッチロール１３に密着するのを防ぐことができるとともに、挟圧により得られた熱可塑性樹脂シート２１をタッチロール１３から容易に剥離させることができる。このことにより、得られる熱可塑性樹脂シート２１にシワが発生するのを防ぐことができる。
【００４２】
用いられる研磨粒子としては、アルミナ、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、酸化セリウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム、ダイヤモンド、立方晶窒化ほう素（ＣＢＮ）、シリカ、ケイソウ土などを挙げることができる。研磨剤は、溶剤成分に研磨粒子と、シリコン樹脂とシリコン油のいずれか一方または双方とを分散又は溶解させて液体状にして用いることが好ましく、溶剤成分としては、キシレンやトルエン等の芳香族系の炭化水素、ベンジンや石油エーテル等の石油系炭化水素、ジエチルエーテルやＴＨＦ等のエーテル類などを用いることができる。
【００４３】
このような研磨剤を用いた処理をタッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃに施すことにより、当該表面部分１３ｃの中心線平均粗さを、０．３μｍ以上１．２μｍ以下の範囲内とすることができる。
【００４４】
ここで、このようなタッチロール１３にあっては、前述した冷却ロール１２と同様、種々の冷却手段が備えられていてもよい。たとえば、原料としてポリプロピレン樹脂を用いる場合であって、冷却ロールの温度を３０℃とした場合、タッチロール１３の設定温度は、これより約１０℃低い２０℃に設定される。このように設定しても、通常の場合、溶融したポリプロピレン樹脂により加熱され、冷却ロール１２と同等の３０℃になる。
【００４５】
また、タッチロール１３を冷却するにあたっては、図１に示すように、タッチロール１３に、金属製のバックアップ冷却ロール１４を圧着せしめ、これにより当該タッチロールを冷却するようにしてもよい。バックアップ冷却ロール１４を設けることにより、冷却ロール１２からタッチロール１３に加わる押圧力を、冷却ロール１２の反対側から支持することに加えて、熱可塑性樹脂２０の冷却不足を補足することができる。したがって、製造される熱可塑性樹脂シート２１が十分に透明である場合には、このバックアップ冷却ロール１４の必要はない。
【００４６】
このようなバックアップ冷却ロール１４の材質や構成については特に限定することはなく、適宜選択・設計可能である。たとえば、バックアップ冷却ロール１４は、前述の冷却ロール１２と同等で、鋼製ロールの表面にクロムメッキが施されたものであり、さらには、オイル、水等を用いた冷却手段が内蔵せしめられているものを用いてもよい。また、その表面状態は、タッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃを傷つけないレベルで、セミミラーな状態で設定すると良い。バックアップ冷却ロール１４の面状は熱可塑性樹脂シート２１に転写はされないためである。冷却ロール１２の表面温度は、溶融状態の熱可塑性樹脂と接するタッチロール１３の加熱を抑えるために、約２０〜４０℃と低い温度に適宜設定する。つまり、たとえば、原料としてポリプロピレン樹脂を用いた場合、タッチロール１３の設定温度を２０℃とすれば、バックアップ冷却ロール１４の温度は、約３０℃に設定することが好ましい。
【００４７】
以上説明したタッチロール１３、およびこれを用いた方法および装置により熱可塑性樹脂シートを製造すれば、冷却ロール１２とタッチロール１３との間に形成される挟圧部において挟圧しつつ冷却することで、タッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃはその厚みが比較的薄いので、熱可塑性樹脂シートの凹凸に沿って変形可能であり、かつこの表面部分１３ｃの変形は、弾性層１３ｂ全体により吸収されて、直ちに復元される。従って熱可塑性樹脂シートがたとえ厚み１００μｍ以下の薄物であっても、シート表面をロールによって確実にかつ均一に圧着することができ、加工が非常に安定なものとなる。このため、押出成形のさいのダイラインがシート表面に残ったり、あるいは樹脂原料の未溶融物等の粒状塊がシート表面に突起として表われたりするようなことが全くなく、シート表面の平滑性を向上することができ、熱可塑性樹脂シートの鏡面仕上げが可能となる。
【実施例】
【００４８】
次に、上述した実施の形態の具体的実施例を、比較例とともに説明する。
【００４９】
（実施例１〜７、および比較例１〜３）
熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製、ウィンテック（登録商標）、メタロセン触媒を用いて重合されたポリプロピレン、融点１４２℃、曲げ弾性率９００ＭＰａ）を用いた。
【００５０】
次に、このプロピレン樹脂を２００℃で加熱して溶融させた後、図１に示すような装置を用い、その供給ダイの開口から溶融したポリプロピレン樹脂を押出速度１０ｍ／ｍｉｎ、厚さ８０μｍ、成膜幅７００ｍｍで下方の、冷却ロールとタッチロールとで形成された挟圧部に向けて単層押出により押し出して、透明ポリプロピレン樹脂シートを製造した。
【００５１】
ここで、用いた３つのロールは、下記の条件を満たすものであった。
・冷却ロール
材質：鋼材
直径：４５０ｍｍ
表面加工：クロムメッキ（鏡面処理済み）
表面温度：３０℃
・タッチロール
芯部材：鋼材
芯部材の直径：４５０ｍｍ
弾性層の材質：シリコンゴム
弾性層に含有されるアルミナの量：表１参照
弾性層の表面部分の表面粗さ：表１参照
設定温度：２０℃
・バックアップ冷却ロール
材質：（ジエン系ゴム）
直径：１５０ｍｍ
表面温度：３０℃
【００５２】
タッチロールにおける弾性層の表面部分の中心線平均粗さおよび弾性層中のアルミナの含有量を変化させ、他の条件はすべて同一として、ポリプロピレン樹脂シートを製造し、できた樹脂シートの透明性と外観の調査を行った。その結果を表１に示す。なお、表１において、弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下の場合に○とし当該範囲外の場合に×とした。また、具体的な評価基準は以下の通りである。
【００５３】
（評価）
透明性の評価：
ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠し、光源光を熱可塑性樹脂シートのタッチロール側から入射させ、熱可塑性樹脂シートのヘーズを測定した。ヘーズの値が小さい熱可塑性樹脂シートは、透明性が良好といえる。ヘーズが１０％以下であるときを○、１０％を超えるときを×とした。
外観検査：
熱可塑性樹脂シートの製造を行った際に、製品の白化やシワの発生の有無を観察したり、タッチロールそのものの状態を調査確認した。問題ない場合を○とした。
【００５４】
【表１】
【００５５】
表１から明らかなように、本願の実施例によれば、冷却ロール側の表面は勿論のこと、反対側のタッチロール側の表面も平滑なポリプロピレン樹脂シートを成形することができるものであり、得られたシートは、押出成形の際のＴダイによるダイラインが表面に残っておらず、かつ樹脂原料の未溶融物等の粒状塊による突起が表面に表われておらず、鏡面を有し、シートの両表面に曇りはなく、透明性は良好であった。これに対し、比較例１〜３によって得られたポリプロピレン樹脂シートは、透明性が悪く、ロール軸から剥離してしまったり、白色不良となってしまった。なお、実施例６と７は、実用には耐えうるが、ごく希に白化不良が生じたり、ダイライン不良が生じたりした。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 熱可塑樹脂シートの製造装置
１１ 供給ダイ
１２ 冷却ロール
１３ タッチロール
１３ａ 芯部材
１３ｂ 弾性層
１３ｃ 表面部分
１４ バックアップ冷却ロール
２０ 熱可塑性樹脂
２１、３０ 樹脂シート
３１ 金属ロール
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱可塑性樹脂シートの製造方法および製造装置、さらには、熱可塑性樹脂シートの押出形成法において用いられるタッチロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いて樹脂シートを製造するには、熱可塑性樹脂を溶融状態で供給ダイとしてのＴダイを通して押出成形する方法が実施されている。この場合、Ｔダイにより押出成形された樹脂を金属製冷却ロールのみを用いて片面圧着する、いわゆるエア・チャンバー方式にて樹脂シートを製造するのが一般的であった。
【０００３】
また、得られる熱可塑性樹脂シートの平滑性および透明性を向上させるため、冷却ロールと併せてタッチロールを設け、これら冷却ロールとタッチロールとの間で熱可塑性樹脂を挟圧することで樹脂シートを製造することも知られている。また、冷却ロールに加えてタッチロールを使用して、厚みが１００μｍ以下の樹脂シートを製造する場合、冷却ロールを金属製とし、タッチロールをゴム製とすることも知られている。このように冷却ロールとタッチロールの材質を工夫することにより、得られる熱可塑性樹脂シートの厚みを均一にすることができ、これによって、熱可塑性樹脂シートの平滑性および光学的均一性を向上させることができる。また、タッチロールによって熱可塑性樹脂を冷却ロールにより強く密着させることができるので、熱可塑性樹脂をより効率的に冷却することができ、このことにより、熱可塑性樹脂の結晶化が防がれ、その結果、透明性の高い熱可塑性樹脂シートを得ることが可能となる。
【０００４】
このような観点から、熱可塑性樹脂に対し、冷却ロール方向へ向かうエアを吹き付け、これによって熱可塑性樹脂を冷却ロールにより強く密着させる方法も提案されている。（例えば、特許文献１乃至３）。
【０００５】
また、シートの表面を平滑に、すなわち鏡面に仕上げる方法として、いわゆる圧着法が知られている。この方法は、例えば図２に示すように、シート状に加工した後の樹脂シート３０を一対の金属ロール３１間に通して、ロール間の圧力によって樹脂シートを押圧し、シート表面を平滑に仕上げるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２１６７１７号公報
【特許文献２】特開平１０−１００２３１号公報
【特許文献３】特開２００８−２２９９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の従来法のうち、エア・チャンバー方式による片面圧着方法によれば、金属製冷却ロール側は平滑面を有しているが、金属製冷却ロールと反対側の表面にはダイライン、すなわちＴダイによる押出成形の際の縦方向の筋模様が表われたり、樹脂原料の未溶融物の粒状塊がシート表面に小さい突起として表われたりして、平滑な表面仕上げを達成することができないという問題があった。
【０００８】
また、冷却ロールと併せてタッチロールを用いる方式にあっては、ゴム製のタッチロールの表面の粗さがそのまま樹脂シートの表面に転写され、シート表面に曇りが生じてしまい、その透明性が損なわれるという問題があった。さらにまた、特にポリプロピレン樹脂のような結晶性樹脂を原料とした場合、冷却効果が不十分でシートを構成するポリプロピレン樹脂の結晶化が進行してしまい、シート表面に曇りが生じて、透明性が損なわれるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献１乃至３に開示されているような、熱可塑性樹脂にエアを吹き付けて冷却を補う方法においては、熱可塑性樹脂にエアを吹き付ける位置と、熱可塑性樹脂を冷却ロールとタッチロールとにより挟圧する位置が離れているため、エアにより熱可塑性樹脂が冷却ロールに密着させられてから、冷却ロールとタッチロールとにより熱可塑性樹脂が挟圧されるまでにタイムラグが生じているもの考えられる。このため、挟圧される前の熱可塑性樹脂が冷却ロールにより冷却され固まってしまい、これによって熱可塑性樹脂が冷却ロールから浮き上がり、この結果、得られる熱可塑性樹脂シートにシワが発生することが懸念される。
【００１０】
また、金属ロールを用いた両面圧着方法により樹脂シートの表面を鏡面化する方法もあるが、この方法では、樹脂シートの厚みが１００μｍ以下のいわゆる薄物である場合には、樹脂自体の肉厚方向への弾性変形が期待できないため、ロールによる均一な圧着が不可能となり、不安定な加工となってしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための第１の本発明は、溶融状態の熱可塑性樹脂を供給ダイから連続的に供給し、供給ダイの下方に設けられた冷却ロールとタッチロールとの間に形成される挟圧部において、熱可塑性樹脂を挟圧しつつ冷却してシート状にする、熱可塑性樹脂シートの製造方法であって、前記タッチロールが、金属製の芯部材と、当該芯部材の表面を覆う弾性層とを有し、前記弾性層は、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、さらに、当該弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
また、上記第１の本発明にあっては、前記タッチロールに、金属製のバックアップ冷却ロールを圧着せしめ、これにより当該タッチロールを冷却してもよい。
【００１３】
また、上記課題を解決するための第２の本発明は、溶融状態の熱可塑性樹脂を連続的に供給する供給ダイと、前記供給ダイの下方に設けられた冷却ロールとタッチロールと、を有し、前記冷却ロールとタッチロールとの間に形成される挟圧部において、熱可塑性樹脂を挟圧しつつ冷却してシート状にする、熱可塑性樹脂シートの製造装置であって、前記タッチロールが、金属製の芯部材と、当該芯部材の表面を覆う弾性層とを有し、前記弾性層は、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、さらに、当該弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
また、上記第２の本発明においては、前記タッチロールと圧着しており、当該タッチロールを冷却するための、金属製のバックアップ冷却ロールを備えてもよい。
【００１５】
また、上記課題を解決するための第３の本発明は、熱可塑性樹脂シートの製造において用いられるタッチロールであって、当該タッチロールは、金属製の芯部材と、当該芯部材の表面を覆う弾性層とを有し、前記弾性層は、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、さらに、当該弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のタッチロール、およびこれを用いた熱可塑性樹脂シートの製造方法および製造装置によれば、上記の従来技術の問題を解決し、厚みが１００μｍ以下の薄物の樹脂シートを製造する場合でも、タッチロールによってシート表面を確実にかつ均一に圧着することができ、従って加工が非常に安定なものとなって、押出成形の際のダイラインがシート表面に残ったり、あるいは樹脂原料の未溶融物等の粒状塊がシート表面に突起として表われたりするようなことが全くなく、シート表面の平滑性を向上することができて、鏡面仕上げが可能であり、シートが白化を生じさせることなく、また曇りもなく、かつすぐれた透明性を有するシートを成形することかできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態にかかる装置の概略図。
【図２】従来法に用いられる装置の概略を示す垂直横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明のタッチロール、これを用いた熱可塑性樹脂シートの製造方法および製造装置のそれぞれについて、実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、実施の形態にかかる装置の概略図である。
【００２０】
はじめに、本実施の形態においてシートの原料として用いられる熱可塑性樹脂２０、および当該熱可塑性樹脂２０を成形して得られる熱可塑性樹脂シート２１について説明する。
【００２１】
（熱可塑性樹脂：原料）
熱可塑性樹脂２０は、後述する供給ダイ１１を用いた溶融押出成形法により熱可塑性樹脂シート２１を形成することができるものであれば特に限定されるものではない。熱可塑性樹脂２０として、例えば、ポリエチレンテレフタレート及びポリプチレンンテレフタレート等のポリエステル、トリアセチルセルロース等のセルロース、ナイロン６及びナイロン６６等のポリアミド、並びにポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフイン、アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアセタール樹脂などを挙げることができる。これらの樹脂に、適宜各種の添加剤や添加樹脂を混合して用いてもよい。
【００２２】
上述の熱可塑性樹脂２０のうち、得られる熱可塑性樹脂シート２１の透明性および光学的均一性が極めて良好になるという点でポリプロピレンが特に好ましい。ポリプロピレンとしては、例えば、プロピレンの単独重合体、又はプロピレンと１種若しくは２種以上のコモノマーとの共重合体が挙げられる。ポリプロピレンの製造に用いられる重合用触媒としては、例えば、チーグラー・ナッタ触媒やメタロセン触媒などが挙げられる。このうちメタロセン触媒を用いて重合されたポリプロピレンは、分子量と結晶性が均一であって、かつ低分子量・低結晶性成分が少ないという一般的特徴を有するので好ましい。この場合、メタロセン触媒を用いて重合されたポリプロピレンは、プロピレンとα−オレフィンのランダム共重合体であることが好ましい。
【００２３】
α−オレフィンとしては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ヘプテン、４−メチル−ペンテン−１、４−メチル−ヘキセン−１、４，４−ジメチルペンテン−１等を挙げることができる。共重合体中のプロピレンおよびコモノマーの好ましい割合は、プロピレンが８０モル％以上であり、コモノマーが２０モル％以下である。
【００２４】
（熱可塑性樹脂シート）
熱可塑性樹脂２０から形成される熱可塑性樹脂シート２１の成膜幅は特に限定されず、例えば４００ｍｍとなっている。熱可塑性樹脂シート２１の厚さは、好ましくは１０〜２００μｍの範囲内となっており、さらに好ましくは３０〜１５０μｍの範囲内となっている。上述した、原料としての熱可塑性樹脂２０をこのような厚さの熱可塑性樹脂シート２１に成形することにより、極めて良好な透明性および光学的均一性を有する熱可塑性樹脂シート２１を得ることができる。
【００２５】
上述のように、熱可塑性樹脂シート２１は、良好な透明性および光学的均一性を得るため薄く加工することが望まれる場合が多い。このような要望に応えるにあたり、金属製の冷却ロールと、同じく金属製のタッチロールを用い、これらの間に形成される挟圧部で熱可塑性樹脂を挟圧することで薄いシートを形成する場合、挟圧部を小さく、つまり冷却ロールとタッチロールとの間隔を小さくしなければならない。しかしながらそうすると、挟圧時にロール同士に傷が発生しやすくなり、さらにロールに発生した傷が熱可塑性樹脂シート２１に転写され、この結果、得られる熱可塑性樹脂シート２１が不良となってしまうことがあった。本願の実施形態にかかるタッチロール、およびこれを用いた製造方法や製造装置によれば、このような傷が形成されるのを防ぐことができる。以下に詳しく説明する。なお、熱可塑性樹脂シートの製造装置の実施形態を説明しつつ、併せて、これに用いられているタッチロール、および熱可塑性樹脂シートの製造方法についても説明することとする。
【００２６】
（熱可塑樹脂シートの製造装置）
図１に示すように、実施形態にかかる製造装置１０は、熱可塑性樹脂２０を連続的に供給する供給ダイ１１と、供給ダイ１１下方に設けられた冷却ロール１２およびタッチロール１３とを有する。そして、冷却ロール１２とタッチロール１３との間に形成される挟圧部において、熱可塑性樹脂２０を挟圧しつつ冷却することで熱可塑性樹脂シート２１を製造する。そして、このような製造装置１０は、前記タッチロール１３が、金属製の芯部材１３ａと、当該芯部材１３ａの表面を覆う弾性層１３ｂとを有し、前記弾性層１３ｂは、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、さらに、当該弾性層１３ｂの表面部分１３ｃの中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下であることに特徴を有している。
【００２７】
以下に、製造装置１０の各構成について説明する。
【００２８】
（供給ダイ）
図１に示すように、供給ダイ１１は、開口１１ａを有しており、この開口１１ａから溶融状態の熱可塑性樹脂２０が押し出される。供給ダイ１１としては、たとえばＴダイを用いることができる。開口１１ａの幅および高さは、形成する熱可塑性樹脂シート２１の成膜幅および厚さに応じて適宜選択することができる。また、溶融状態の熱可塑性樹脂２０の温度は、当該樹脂の種類や物性に応じて適宜決定される。
【００２９】
（冷却ロール）
上記冷却ロール１２は、前記供給ダイ１１の下方に設けられ、後述するタッチロール１３と併せて用いられるものであり、タッチロール１３との間に挟圧部を形成し、ここで熱可塑性樹脂２０を挟圧するとともに、熱可塑性樹脂２０を冷却するためのロールである。本実施の形態においては、このような作用機能を発揮する冷却ロールであればよく、特に限定することはない。たとえば、材質としては金属製であることが好ましく、より具体体には、鋼製ロールの表面にクロムメッキを施こしたものであってもよい。また、種々の冷却手段を備えていてもよく、たとえば、オイル、水等を用いた冷却手段が内蔵されていてもよい。
【００３０】
このような冷却ロール１２の表面温度は、熱可塑性樹脂２０の溶融温度より約５０〜１５０℃低い温度に設定するのが好ましい。例えばポリプロピレン樹脂を原料して用いる場合、当該樹脂の溶融温度は２００℃であるので、急冷による結晶化進行を回避するために冷却ロール１２の表面温度は３０℃程度に設定することが好ましい。
【００３１】
（タッチロール）
タッチロール１３は、金属製の芯部材１３ａと、当該芯部材１３ａの表面を覆う弾性層１３ｂとを有する。ここでまず、金属製の芯部材１３ａについては特に限定されることはなく、従来からタッチロールとして用いられていた種々のロールを適宜流用することができる。
【００３２】
次に、前記芯部材１３ａの表面を覆う弾性層１３ｂは、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂で構成されている。このように、タッチロール１３の表面部分に、ゴムなどの弾性体からなる弾性層１３ｂを設けることにより、冷却ロール１２が金属製であった場合でも互いが接触などして傷が付くことを防止することができ、これにより表面状態の優れた熱可塑性樹脂シートを安定的に供給することができる。
【００３３】
しかしながら一方で、ゴムや樹脂などの弾性体の熱伝導度は一般に金属に比べて小さい。したがって、単純にこれらの材質からなる弾性層をタッチロール１３に設けた場合、その内側から冷却するのは容易ではない。そして、タッチロール１３の弾性層１３ｂが高温となった場合、冷却ロール１２とタッチロール１３との間で熱可塑性樹脂２０を挟圧する際に、熱可塑性樹脂２０を十分に冷却することができず、このため得られる熱可塑性樹脂シート２１に白化が生じることが懸念される。
【００３４】
本願の実施形態にかかるタッチロール１３は、このような懸念も十分に検討されており、そのために、弾性層１３ｂには、アルミナが３０〜７０質量％の割合で含有せしめられている。このようにアルミナを所定量含有せしめることにより、弾性層１３ｂの熱伝導度を良好にすることができ、これにより弾性層１３ｂが高温となることを防止することができる。
【００３５】
このような、弾性層１３ｂの厚さは、１．０〜６．０ｍｍ、好ましくは２．０〜４．０ｍｍであり、そのアルミナの含有量は、層全体で３０〜７０質量％が望ましい。アルミナ含有量が３０質量％を下回ると、熱伝導効果が下がってしまい、たとえば原料としてポリプロピレン樹脂を用いた場合、結晶化が進行してしまう虞がある。また、アルミナの含有が７０質量％を超えると、熱可塑性樹脂２０とタッチロール１３との接触面積が小さくなってしまい熱伝導効果が下がってしまうことがあるばかりでなく、アルミナを含有する弾性層１３ｂと金属製の芯部材１３ａとの接着力も低下し、タッチロール１３の耐久性を悪化させる虞がある。
【００３６】
ここで、弾性層１３ｂは、前述の通り、冷却ロール１２との間においていわゆる緩衝材として機能するのみならず、冷却ロール１２とタッチロール１３との間に形成される挟圧部における圧力を弾性変形によって逃がし、かつ当該タッチロール１３の表面形状を復元するためのものであり、このような観点から、シリコンゴム等の合成ゴムを使用することが好ましく、一方で、適度の反発弾性を有する各種合成樹脂も使用可能である。
【００３７】
さらに実施形態にかかるタッチロール１３にあっては、上述の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃの中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下となっている。これはつまり、弾性層１３ｂの表面部分１３ｃが、いわゆる鏡面化、平坦化されていることを意味する。このように、弾性層１３ｂの表面部分１３ｃ、つまりはタッチロール１３の表面を鏡面化、もしくは平坦化することにより、得られる熱可塑性樹脂シート２１の平滑性、透明性および光学的均一性を向上させることができる。
【００３８】
タッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃの中心線平均粗さが０．３μｍより小さいと、熱可塑性樹脂２０とタッチロール１３の表面部分１３ｃとの密着性が高くなり過ぎ、これによって不具合が生じることが考えられる。また、タッチロール１３の表面部分１３ｃの中心線平均粗さを０．３μｍ以下にするためには、高度な鏡面仕上げ技術が必要となり、このためタッチロール１３の製造コストが高くなることも考えられる。一方、表面部分１３ｃの中心線平均粗さが１．２μｍより大きいと、得られる熱可塑性樹脂シート２１の透明性が低くなることが考えられる。従って、タッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃの中心線平均粗さは、０．３μｍ以上１．２μｍ以下の範囲内となっていることが好ましく、これによって、製造コストを抑制するとともに、得られる熱可塑性樹脂シート２１の平滑性、透明性および光学的均一性を向上させることができる。
【００３９】
弾性層１３ｂの表面部分１３ｃとは、具体的には、最表面から０．５〜１．０μｍの部分のことを意味する。また、当該表面部分１３ｃの中心線平均粗さを所定の範囲内とする方法については特に限定されることはなく、弾性層１３ｂが合成ゴムの場合には、当該合成ゴムを硬化させた後バフ研磨をしてもよく、他にも一般的な方法を適宜採用することができる。以下に、タッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃを所定の中心線平均粗さとする処理方法について、より具体的に説明する。
【００４０】
タッチロール１３の弾性層１３ｂの処理として研磨剤を用いることができる。用いられる研磨剤は、弾性層１３ｂにおいて所望の中心線平均粗さを実現することができればよく、特に限定されないが、たとえば、平均粒子径０．０１〜０．１μｍの研磨粒子と、シリコン樹脂とシリコンオイルのいずれか一方または双方とを含む研磨剤を用いることができる。
【００４１】
この場合、研磨粒子によってタッチロール１３の弾性層１３ｂを平滑化するとともに、シリコン樹脂やシリコンオイルにより弾性層１３ｂをコーティングすることができる。このようにしてタッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃを平滑化することにより、得られる熱可塑性樹脂シート２１の透明性を向上させることができる。さらに、当該表面部分１３ｃをシリコン樹脂やシリコンオイルによりコーティングすることにより、タッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃの離型性を向上させることもできる。これによって、挟圧される前の熱可塑性樹脂２０が冷却ロール１２よりも先にタッチロール１３に密着するのを防ぐことができるとともに、挟圧により得られた熱可塑性樹脂シート２１をタッチロール１３から容易に剥離させることができる。このことにより、得られる熱可塑性樹脂シート２１にシワが発生するのを防ぐことができる。
【００４２】
用いられる研磨粒子としては、アルミナ、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、酸化セリウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム、ダイヤモンド、立方晶窒化ほう素（ＣＢＮ）、シリカ、ケイソウ土などを挙げることができる。研磨剤は、溶剤成分に研磨粒子と、シリコン樹脂とシリコン油のいずれか一方または双方とを分散又は溶解させて液体状にして用いることが好ましく、溶剤成分としては、キシレンやトルエン等の芳香族系の炭化水素、ベンジンや石油エーテル等の石油系炭化水素、ジエチルエーテルやＴＨＦ等のエーテル類などを用いることができる。
【００４３】
このような研磨剤を用いた処理をタッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃに施すことにより、当該表面部分１３ｃの中心線平均粗さを、０．３μｍ以上１．２μｍ以下の範囲内とすることができる。
【００４４】
ここで、このようなタッチロール１３にあっては、前述した冷却ロール１２と同様、種々の冷却手段が備えられていてもよい。たとえば、原料としてポリプロピレン樹脂を用いる場合であって、冷却ロールの温度を３０℃とした場合、タッチロール１３の設定温度は、これより約１０℃低い２０℃に設定される。このように設定しても、通常の場合、溶融したポリプロピレン樹脂により加熱され、冷却ロール１２と同等の３０℃になる。
【００４５】
また、タッチロール１３を冷却するにあたっては、図１に示すように、タッチロール１３に、金属製のバックアップ冷却ロール１４を圧着せしめ、これにより当該タッチロールを冷却するようにしてもよい。バックアップ冷却ロール１４を設けることにより、冷却ロール１２からタッチロール１３に加わる押圧力を、冷却ロール１２の反対側から支持することに加えて、熱可塑性樹脂２０の冷却不足を補足することができる。したがって、製造される熱可塑性樹脂シート２１が十分に透明である場合には、このバックアップ冷却ロール１４の必要はない。
【００４６】
このようなバックアップ冷却ロール１４の材質や構成については特に限定することはなく、適宜選択・設計可能である。たとえば、バックアップ冷却ロール１４は、前述の冷却ロール１２と同等で、鋼製ロールの表面にクロムメッキが施されたものであり、さらには、オイル、水等を用いた冷却手段が内蔵せしめられているものを用いてもよい。また、その表面状態は、タッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃを傷つけないレベルで、セミミラーな状態で設定すると良い。バックアップ冷却ロール１４の面状は熱可塑性樹脂シート２１に転写はされないためである。冷却ロール１２の表面温度は、溶融状態の熱可塑性樹脂と接するタッチロール１３の加熱を抑えるために、約２０〜４０℃と低い温度に適宜設定する。つまり、たとえば、原料としてポリプロピレン樹脂を用いた場合、タッチロール１３の設定温度を２０℃とすれば、バックアップ冷却ロール１４の温度は、約３０℃に設定することが好ましい。
【００４７】
以上説明したタッチロール１３、およびこれを用いた方法および装置により熱可塑性樹脂シートを製造すれば、冷却ロール１２とタッチロール１３との間に形成される挟圧部において挟圧しつつ冷却することで、タッチロール１３の弾性層１３ｂの表面部分１３ｃはその厚みが比較的薄いので、熱可塑性樹脂シートの凹凸に沿って変形可能であり、かつこの表面部分１３ｃの変形は、弾性層１３ｂ全体により吸収されて、直ちに復元される。従って熱可塑性樹脂シートがたとえ厚み１００μｍ以下の薄物であっても、シート表面をロールによって確実にかつ均一に圧着することができ、加工が非常に安定なものとなる。このため、押出成形のさいのダイラインがシート表面に残ったり、あるいは樹脂原料の未溶融物等の粒状塊がシート表面に突起として表われたりするようなことが全くなく、シート表面の平滑性を向上することができ、熱可塑性樹脂シートの鏡面仕上げが可能となる。
【実施例】
【００４８】
次に、上述した実施の形態の具体的実施例を、比較例とともに説明する。
【００４９】
（実施例１〜７、および比較例１〜３）
熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製、ウィンテック（登録商標）、メタロセン触媒を用いて重合されたポリプロピレン、融点１４２℃、曲げ弾性率９００ＭＰａ）を用いた。
【００５０】
次に、このプロピレン樹脂を２００℃で加熱して溶融させた後、図１に示すような装置を用い、その供給ダイの開口から溶融したポリプロピレン樹脂を押出速度１０ｍ／ｍｉｎ、厚さ８０μｍ、成膜幅７００ｍｍで下方の、冷却ロールとタッチロールとで形成された挟圧部に向けて単層押出により押し出して、透明ポリプロピレン樹脂シートを製造した。
【００５１】
ここで、用いた３つのロールは、下記の条件を満たすものであった。
・冷却ロール
材質：鋼材
直径：４５０ｍｍ
表面加工：クロムメッキ（鏡面処理済み）
表面温度：３０℃
・タッチロール
芯部材：鋼材
芯部材の直径：４５０ｍｍ
弾性層の材質：シリコンゴム
弾性層に含有されるアルミナの量：表１参照
弾性層の表面部分の表面粗さ：表１参照
設定温度：２０℃
・バックアップ冷却ロール
材質：（ジエン系ゴム）
直径：１５０ｍｍ
表面温度：３０℃
【００５２】
タッチロールにおける弾性層の表面部分の中心線平均粗さおよび弾性層中のアルミナの含有量を変化させ、他の条件はすべて同一として、ポリプロピレン樹脂シートを製造し、できた樹脂シートの透明性と外観の調査を行った。その結果を表１に示す。なお、表１において、弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下の場合に○とし当該範囲外の場合に×とした。また、具体的な評価基準は以下の通りである。
【００５３】
（評価）
透明性の評価：
ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠し、光源光を熱可塑性樹脂シートのタッチロール側から入射させ、熱可塑性樹脂シートのヘーズを測定した。ヘーズの値が小さい熱可塑性樹脂シートは、透明性が良好といえる。ヘーズが１０％以下であるときを○、１０％を超えるときを×とした。
外観検査：
熱可塑性樹脂シートの製造を行った際に、製品の白化やシワの発生の有無を観察したり、タッチロールそのものの状態を調査確認した。問題ない場合を○とした。
【００５４】
【表１】
【００５５】
表１から明らかなように、本願の実施例によれば、冷却ロール側の表面は勿論のこと、反対側のタッチロール側の表面も平滑なポリプロピレン樹脂シートを成形することができるものであり、得られたシートは、押出成形の際のＴダイによるダイラインが表面に残っておらず、かつ樹脂原料の未溶融物等の粒状塊による突起が表面に表われておらず、鏡面を有し、シートの両表面に曇りはなく、透明性は良好であった。これに対し、比較例１〜３によって得られたポリプロピレン樹脂シートは、透明性が悪く、ロール軸から剥離してしまったり、白色不良となってしまった。なお、実施例６と７は、実用には耐えうるが、ごく希に白化不良が生じたり、ダイライン不良が生じたりした。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 熱可塑樹脂シートの製造装置
１１ 供給ダイ
１２ 冷却ロール
１３ タッチロール
１３ａ 芯部材
１３ｂ 弾性層
１３ｃ 表面部分
１４ バックアップ冷却ロール
２０ 熱可塑性樹脂
２１、３０ 樹脂シート
３１ 金属ロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融状態の熱可塑性樹脂を供給ダイから連続的に供給し、供給ダイの下方に設けられた冷却ロールとタッチロールとの間に形成される挟圧部において、熱可塑性樹脂を挟圧しつつ冷却してシート状にする、熱可塑性樹脂シートの製造方法であって、
前記タッチロールが、
金属製の芯部材と、当該芯部材の表面を覆う弾性層とを有し、
前記弾性層は、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、
さらに、当該弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下である
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項２】
前記タッチロールに、金属製のバックアップ冷却ロールを圧着せしめ、これにより当該タッチロールを冷却することを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項３】
溶融状態の熱可塑性樹脂を連続的に供給する供給ダイと、
前記供給ダイの下方に設けられた冷却ロールとタッチロールと、
を有し、
前記冷却ロールとタッチロールとの間に形成される挟圧部において、熱可塑性樹脂を挟圧しつつ冷却してシート状にする、熱可塑性樹脂シートの製造装置であって、
前記タッチロールが、
金属製の芯部材と、当該芯部材の表面を覆う弾性層とを有し、
前記弾性層は、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、
さらに、当該弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下である
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項４】
前記タッチロールと圧着しており、当該タッチロールを冷却するための、金属製のバックアップ冷却ロールを備えることを特徴とする請求項３に記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項５】
熱可塑性樹脂シートの製造において用いられるタッチロールであって、
当該タッチロールは、
金属製の芯部材と、当該芯部材の表面を覆う弾性層とを有し、
前記弾性層は、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、
さらに、当該弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下である
ことを特徴とするタッチロール。
【請求項１】
溶融状態の熱可塑性樹脂を供給ダイから連続的に供給し、供給ダイの下方に設けられた冷却ロールとタッチロールとの間に形成される挟圧部において、熱可塑性樹脂を挟圧しつつ冷却してシート状にする、熱可塑性樹脂シートの製造方法であって、
前記タッチロールが、
金属製の芯部材と、当該芯部材の表面を覆う弾性層とを有し、
前記弾性層は、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、
さらに、当該弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下である
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項２】
前記タッチロールに、金属製のバックアップ冷却ロールを圧着せしめ、これにより当該タッチロールを冷却することを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項３】
溶融状態の熱可塑性樹脂を連続的に供給する供給ダイと、
前記供給ダイの下方に設けられた冷却ロールとタッチロールと、
を有し、
前記冷却ロールとタッチロールとの間に形成される挟圧部において、熱可塑性樹脂を挟圧しつつ冷却してシート状にする、熱可塑性樹脂シートの製造装置であって、
前記タッチロールが、
金属製の芯部材と、当該芯部材の表面を覆う弾性層とを有し、
前記弾性層は、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、
さらに、当該弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下である
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項４】
前記タッチロールと圧着しており、当該タッチロールを冷却するための、金属製のバックアップ冷却ロールを備えることを特徴とする請求項３に記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項５】
熱可塑性樹脂シートの製造において用いられるタッチロールであって、
当該タッチロールは、
金属製の芯部材と、当該芯部材の表面を覆う弾性層とを有し、
前記弾性層は、アルミナを３０〜７０質量％の割合で含有した合成ゴムまたは合成樹脂であり、
さらに、当該弾性層の表面部分の中心線平均粗さが０．３μｍ以上１．２μｍ以下である
ことを特徴とするタッチロール。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−６３９５（Ｐ２０１３−６３９５Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４２２０４（Ｐ２０１１−１４２２０４）
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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