JP2004351747A - 硬質塩化ビニール樹脂シート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】硬質ポリ塩化ビニール樹脂シートの容器形状への成形加工において、成形機の加熱によりシートの収縮が発生し、シートが張った際に、幅方向への収縮が不十分で、真空あるいは圧空成形した時、シワが発生するが、そのシワ発生の無いシート及びその製造方法を提供する。
【解決手段】真空あるいは圧空成形した時、シワが発生するケースに関しては、幅方向の加熱伸縮率の影響が大きく、８０℃から１６０℃のオイルバス中に３分から５分浸漬した際の幅方向の加熱伸縮率が−２％〜＋１％を示し、更に１３０℃のオイルバス中に３分から５分浸漬し、流れ方向の加熱伸縮率が−４％〜−１０％を示す硬質塩化ビニール樹脂シートにより、成形時のシワの発生を改善できた。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は硬質塩化ビニル樹脂シートおよびその製造方法において、特に真空成形あるいは圧空成形時に成形品にシワが生じない、成形用硬質塩化ビニール樹脂シート及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
玩具、日用雑貨等の包装材として、透明性、成形性、腰の強さ、コスト面から主に硬質ポリ塩化ビニール樹脂からなるシートを用い、容器形状に真空あるいは圧空成形し、その中に目的物を充填し、蓋材で密封した包装体が得られる。
【０００３】
硬質ポリ塩化ビニール樹脂の容器形状への成形加工において、成形機の加熱によりシートの収縮が発生し、シートが張った際に、幅方向への収縮が不十分で、真空あるいは圧空成形した時、シワが発生するという問題がある。
【０００４】
硬質塩化ビニール樹脂シートは、カレンダー圧延加工により製造され、圧延において硬質塩化ビニール樹脂シートは、流れ方向に引っ張られる力が加えられ、幅方向には殆ど力が加えられない状態で製造される。そのため硬質塩化ビニル樹脂シートは、成形する際の加熱において、流れ方向に熱収縮が生じ、幅方向には熱膨張が生じる。特に、幅方向を固定して、加熱成形する場合は、この幅方向の熱膨張により、硬質塩化ビニール樹脂シートの張りが不十分で波打った状態で、真空あるいは圧空成形が行われ、シワが発生する。
ネックインを抑える方法として、特許文献１の記載の方法があるが、ネックインの量を減らす事は出来るが、幅方向の伸縮率の制御は出来ない。
幅方向の伸縮率の制御については、特許文献２の記載のエキスパンジョンロールや、幅方向にシートが伸びるようにロールにらせん状の凸模様を施したり、ヘリンボーンロールを用いたりして、行える。
しかし、硬質塩化ビニール樹脂シートを作成した場合、熱による応力の緩和が生じたり、常温収縮、巻き絞まりにより加熱伸縮率のバラツキが生じる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２３５６６７号公報
【特許文献２】
特開平５−１４７１０３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、硬質塩化ビニール樹脂シートにおける前述の問題点を解決するため種々の検討を行った結果なされたもので、その目的とするところは、硬質塩化ビニール樹脂シートの製造過程において、２次加工成形条件範囲が広く、シートに生成する幅方向の熱膨張を減少させることにより、真空あるいは圧空成形が行われたときに、シワが発生しない、真空成形機、圧空成形機用硬質塩化ビニール樹脂シート及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、
（１） ８０℃から１６０℃のオイルバス中に３分から５分浸漬し、幅方向の加熱伸縮率が−２％〜＋１％を示し、更に１３０℃のオイルバス中に３分から５分浸漬し、流れ方向の加熱伸縮率が−４％〜−１０％を示すことを特徴とする硬質塩化ビニール樹脂シート及びその製造方法、
（２）硬質塩化ビニール樹脂をカレンダー圧延した後に、幅方向に応力を加え、その直後に軟化点以下に急冷することを特徴とする（１）記載の硬質塩化ビニール樹脂シート及びその製造方法、
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の硬質塩化ビニール樹脂シートは、塩化ビニール樹脂の平均重合度、重合方法、安定剤の種類・添加量、補強剤の種類・添加量、滑剤の種類・添加量、その他、顔料、帯電防止剤以外の紫外線吸収剤等の機能性付与剤の種類・添加量に規定、限定されるものではない。
本発明硬質塩化ビニール樹脂シートの塩化ビニール樹脂としては、塩化ビニル単独重合あるいは共重合成分、例えばエチレン、プロピレン、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、スチレン、アクリル酸、アクリル酸アルキルエステルなどを含む共重合樹脂、さらにはそれらの混合樹脂を用いることができる。硬質塩化ビニール樹脂の重合度はカレンダー圧延硬質塩化ビニール樹脂シート用として、良く用いられる平均重合度で６００〜１１００程度である。
【０００９】
本発明はシートのカレンダー最終ロール引き剥がし後から、冷却ラインに引き取られる間にライン内の速度差を利用して、シートに残る残留応力を調整し、また幅方向の伸縮力を制御し、その後に軟化点以下に急冷した硬質塩化ビニール樹脂シートである。
【００１０】
一般にカレンダーで製膜される塩化ビニール樹脂シートは、最終カレンダーロールから引き剥がされる際に、樹脂の流れ方向に延伸され収縮方向の応力が、樹脂の流れと垂直方向には伸び方向の応力が発生する。これは、カレンダー最終ロールからのシーと引き剥がし、流れ方向の延伸の際に発生するネッキング現象による。
このシートをブリスター等の真空あるいは圧空成形機に掛けた場合、加熱ゾーンで加熱されシートは一旦熱により軟化し垂れるが、その後収縮が始まる。収縮が終わり、シートが張った状態で、真空あるいは圧空成形が行われる。
このとき、シートの幅方向に大きな伸び方向の応力が残っていると、加熱時に、流れ方向に収縮はするものの、幅方向に伸びるため、波打った状態になり、成形の際にシワになり、成形不良や外観不良を発生させる。
【００１１】
カレンダーの最終ロール温度は１６５℃以上で、最終ロールからテイクオフロールで引き剥がされる際にネックイン減少により、８０℃のオイルバス中に、３〜５分浸漬すると、幅方向に１〜２．５％の伸びを示し、１６０℃のオイルバス中に、３〜５分浸漬すると１．５〜３％の伸びを示す。このシートを、真空あるいは圧空成形機に掛け、加熱すると、幅方向に伸びるため、波打った状態になり、成形の際にシワになり易く、成形不良や外観不良を発生し易い。
【００１２】
このシワを改善するため、カレンダーの最終ロールからテイクオフロールで引き剥がされる際に、速度差を大きく着け延伸を掛け、１３０℃オイルバス、３〜５分浸漬での流れ方向の収縮率を−１０％より大きくしても、真空あるいは圧空成形機に掛け、加熱すると、幅方向への伸びを吸収できず、波打った状態になり、成形の際にシワになり易く、成形不良や外観不良を発生し易い。
【００１３】
幅方向の加熱伸縮率が８０℃〜１６０℃の温度範囲のオイルバス、３〜５分の浸漬で、−２％〜＋１％を示す応力が残っている硬質塩化ビニール樹脂シートを、真空あるいは圧空成形機に掛け、加熱すると、幅方向への伸びは認められず、波打った状態にもならず、良好な張り状態で、成形の際に、成形不良や外観不良を発生しない。
【００１４】
幅方向の加熱伸縮率が８０℃〜１６０℃の温度範囲のオイルバス、３〜５分の浸漬で、−２％〜＋１％を示す応力が残っている硬質塩化ビニール樹脂シートで、１３０℃のオイルバス中３〜５分の浸漬で、流れ方向の収縮率が−４〜−１０％の収縮率を示す場合に良好な成形品が得られる。好ましくは流れ方向の収縮率が−５〜−９％の収縮率を示す硬質塩化ビニール樹脂シートが良好で、更に好ましくは−５〜−７％である。
【００１５】
幅方向の加熱伸縮率が８０℃〜１６０℃の温度範囲のオイルバス、３〜５分の浸漬で、−２％〜＋１％を示す応力が残っている硬質塩化ビニール樹脂シートで、１３０℃のオイルバス中３〜５分の浸漬で、流れ方向の収縮が−４％より小さいものは、真空あるいは圧空成形機に掛け、加熱した場合、流れ方向の収縮が期待できず、充分な張りが得られず、成形不良を発生させる。
【００１６】
幅方向の加熱伸縮率が８０℃〜１６０℃の温度範囲のオイルバス、３〜５分の浸漬で、−２％〜＋１％を示す応力が残っている硬質塩化ビニール樹脂シートで、１３０℃のオイルバス中３〜５分の浸漬で、流れ方向の収縮が−１０％より大きいものは、真空あるいは圧空成形機に掛け、加熱した場合、充分な張りは得られるが、流れ方向と幅方向の伸縮率の差が大きくなり、成形品に歪みを発生させる。
【００１７】
本発明の硬質塩化ビニール樹脂シートは、次のようなカレンダー圧延法により製造することができる。通常のカレンダー圧延法においては、４本、５本あるいは６本カレンダロールなどの圧延装置により硬質塩化ビニール樹脂を圧延し、最終カレンダーロールから、それよりも周速の大きいテイクオフロールで引き剥がされ、複数本の冷却ロールで次第に冷却される。
【００１８】
本発明の硬質塩化ビニール樹脂シートを得る為、最終カレンダーロールから、それよりも周速の大きいテイクオフロールで引き剥がされた直後に、幅方向に応力を加え、ネックインによる幅方向の縮を抑え、次ロールでシート温度を軟化点以下に急冷を行う。すなわち、最終カレンダーロール上でのシート温度が１４０℃以上であるものを、引き取り冷却ロールに入る前に７０〜８０℃にする。
硬質塩化ビニール樹脂シートの収縮率、内部応力は、延伸・張力を加えた温度により発現する。
また、温度が低いほど張力の影響による、内部応力の発生は少なくなり、低温での収縮を示さなくなる。シートの抗張力は、温度依存性があり、温度が低いほど張力に対する抵抗力があり、伸び、および内部応力の発生を防げる。即ち、巻き取ったコイルの、常温収縮による巻き絞まりによる、収縮率のバラツキを低減できる。
幅方向への応力は、テンター、エキスパンジョンロール、ヘリンボーンロール等、シートの幅方向に応力を掛けうるものであれば良い。
【００１９】
【実施例】
下記に示す原材料を主成分とする、厚み０．４ｍｍのシートを作成した。
【００２０】

【００２１】
図１にロールの略図を示す。実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５は以下の様に作成した。最終カレンダー温度を１６５℃とし、（２）のガイドロール、（３）のガイドロール温度を７０〜９０℃とし、（１）のカレンダー最終ロール〜（５）のガイドロール間の速度差を、２０〜４５％増で調整した。
真空あるいは圧空成形する際の成形加熱温度１３０℃〜１５０℃を考慮し、シートが（５）のガイドロールに到達する際のシート温度が１３０℃になるように（２）のガイドロール、（３）のガイドロール温度とライン速度を設定し、（１）のカレンダー最終ロール〜（５）のガイドロール間の速度差で延伸をかけ、１３０℃のオイルバス中で加熱伸縮率が−４〜―１０％を示すよう延伸倍率を調整する。
実施例の配合の硬質塩化ビニール樹脂シートの軟化点は、８３℃であり、（５）のガイドロール上でのシート温度が軟化点以下になるように、（５）のガイドロールで急冷を実施し、（５）のガイドロール上でのシートとロールの間での熱交換を効果的に行う為、シーリコンゴム製のタッチロールでシートを（５）のガイドロールに圧着した。
・ 幅方向に応力を掛ける為、（４）にヘリンボーンロールを使用した。ヘリンボーンロールは、ロールを撓まわせ、シートの幅方向に応力を加えることが出来る。
実施例１、実施例３は、ヘリンボーンロールを緩めに撓ませ、（１）のカレンダー最終ロール〜（５）のガイドロール間の速度差で延伸に差をつけた。実施例２、実施例４は、ヘリンボーンロールを強く撓ませ、（１）のカレンダー最終ロール〜（５）のガイドロール間の速度差で延伸に差をつけた。
実施例５は、ヘリンボーンロールの撓み、（１）のカレンダー最終ロール〜（５）のガイドロール間の速度差を実施例１〜実施例４の中間に設定した。
比較例１、比較例２は、ヘリンボーンロールを使用せず作成し、比較例３はヘリンボーンロールを使用し、（１）のカレンダー最終ロール〜（５）のガイドロール間の速度差を少なくし、延伸をかけない状態で作成した。
【００２２】
【表１】

【００２３】
加熱伸縮率の評価は、１２０ｍｍ角にシートを裁断し、１００ｍｍ間隔の標線を引き、各温度で５分浸漬した後に、標線の間隔を測定して求めた。
加熱時のシートの張りについては、シートの四辺を固定し、ヒーターで間接加熱し、シート温度を１３０℃、１５０℃にし、シートの張り状態を目視観察した。成形時のシワについては、ヒーターで間接加熱したものを、圧空成形しフランジ部や成形部にシワが発生していないかを観察した。
実施例１〜実施例５については、シワの発生も無く良好な成形品が得られた。比較例１においては成形品にシワが残った。比較例２においては緩やかな斜めの波打ちが生じ、成形品のフランジ部にシワが発生した。比較例３においては、加熱を行ってもシートが張らず、シワが発生した。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、シートに要求される特性を明確にし、真空成形あるいは圧空成形時に成形品にしわが生じない、硬質塩化ビニル樹脂シートおよびその製造方法に関するもので有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】最終カレンダーロール以降のロールの略図
【符号の説明】
１：最終カレンダーロール
２：テイクオフロール
３：ガイドロール
４：ヘリンボーンロール
５：ガイドロール

Claims (2)

1. ８０℃から１６０℃のオイルバス中に３分から５分浸漬し、幅方向の加熱伸縮率が−２％〜＋１％を示し、更に１３０℃のオイルバス中に３分から５分浸漬し、流れ方向の加熱伸縮率が−４％〜−１０％を示すことを特徴とする硬質塩化ビニール樹脂シート及びその製造方法。
2. 硬質塩化ビニール樹脂をカレンダー圧延した後に、幅方向に応力を加え、その直後に軟化点以下に急冷することを特徴とする請求項１記載の硬質塩化ビニール樹脂シート及びその製造方法。

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