【発明の詳細な説明】
本発明は透明ポリプロピレンシートの製造方法
に関し、詳しくは無配向で熱成形に用いることが
でき、かつ透明性、剛性にすぐれた透明ポリプロ
ピレンの製造方法に関する。
従来、ポリプロピレンシートは強度、耐熱性な
どにすぐれているところから、多くは真空成形、
圧空成形などの熱成形によつて種々の形状に成形
された後、食品、医薬品、化粧品などの包装材と
して用いられている。しかしながら、通常のポリ
プロピレンシートは透明性に劣り、内容物を透視
することができないため、商品価値を低下させる
おそれがあり、その利用が制限されていた。そこ
でポリプロピレンシートの透明性を向上させる手
段としてポリプロピレンを溶融状態から冷却する
間に延伸したり、あるいは溶融状態から急冷して
得たシートを延伸するなどの方法が採られてい
る。しかしながら、反面これらの方法で得られた
シートは分子配向しているため通常の熱成形に用
いることができないという別の欠点を有してい
た。このため、これらのシートの成形にあつては
シートの抗張力が高く、したがつて高い成形圧力
を必要とするため、特別な成形設備を設けなけれ
ばならず、その利用は大きく制限されていた。し
たがつて、熱成形用の透明性の改良されたポリプ
ロピレンシートを得るためには、溶融状態からシ
ートを製造するに際し、通常30℃以下に急冷する
方法が行なわれている。しかしながら、この方法
で得られたシートは剛性が低い欠点があつて、そ
の用途が限定されており、またその透明性につい
ても満足できるものではなかつた。
本発明はこれら従来の欠点を解消して、無配向
であつて熱成形に用いることができ、かつ透明
性、剛性にすぐれたポリプロピレンシートの製造
方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、ポリプロピレンを溶融状態で押出し
た後、冷却水の流れるスリツトに通して連続的に
急冷して得た0.1〜１mmのポリプロピレンシート
を80℃以上、ポリプロピレンの融点以下の温度の
加熱ロールにより連続的に熱処理することを特徴
とする透明ポリプロピレンシートの製造方法であ
る。
本発明において使用されるポリプロピレンとし
ては、結晶性プロピレン単独重合体、プロピレン
85モル％以上であるエチレン、ブテン−１、ペン
テン−１，３−メチルペンテン−１等のα−オレ
フインの１種または２種以上とのランダムもしく
はブロツク共重合体あるいはこれらの混合物があ
げられる。また、必要によりシリカ、ジベンジリ
デンソルビトール等の造核剤、安定剤、帯電防止
剤、着色剤などを適宜配合してもよい。なお、ポ
リプロピレンとしてはメルトインデツクス（MI）
が0.5〜20ｇ／10分のものが好ましい。MIが0.5
ｇ／10分未満のものでは押出機からの吐出量が低
下し、生産性に劣るばかりか得られるシートの剛
性が低いものとなり好ましくない。また、MIが
20ｇ／10分を超えるものは粘度が低いためにシー
ト成形が困難となる。
ポリプロピレンは溶融状態でＴダイ押出成形、
インフレーシヨン押出成形などの成形法により押
出されるが、この際のダイ温度は250〜300℃が好
適である。ダイ温度が250℃未満であると得られ
るポリプロピレンシートの透明性が低下し好まし
くない。また300℃を超えるとポリプロピレンの
劣化が生じるばかりか、成形性よく良好なシート
を得ることができない。
溶融押出し後、連続的に冷却水により急冷して
ポリプロピレンシートを得る。この場合の急冷温
度は50℃以下、好ましくは30℃以下である。急冷
温度が50℃を超えていると得られるポリプロピレ
ンシートが透明性に劣るものとなるので好ましく
ない。したがつて急冷条件としてはトータルヘイ
ズが30％以下（0.2mmシート）となるように選定
することが好ましい。急冷は、上記のように、冷
却水により連続的に行なうが、通常の水槽法のよ
うに冷却水が滞留する方法は好ましくなく、実施
例に示した冷却水の流れるスリツトに通す水冷法
によつて行なう。成形するポリプロピレンシート
の厚みは0.1〜１mm、好ましくは0.1〜0.5mmであ
る。
次いで、得られたポリプロピレンシートを熱処
理するが、処理温度は80℃以上ポリプロピレンの
融点以下である。
60℃未満では剛性、透明性向上効果が低く、長
い処理時間を要し、また融点を超える熱処理は失
透、変形、ロール法においてはロールへの付着な
どがおこるので望ましくない。また、処理時間は
１秒〜60分である。熱処理は、緊張下加熱ロール
を用いる加熱ロール法によつて連続的に行なうこ
とができる。なお、加熱ロールに加えて加熱雰囲
気を併用してもよい。この加熱ロール法によつ
て、シートの成形と熱処理との連続一体化が可能
であり、生産性よく透明性、剛性にすぐれたポリ
プロピレンシートが得られる。
このように本発明の方法により得られたポリプ
ロピレンシートは熱処理により剛性はもとより従
来維持されるだけのものと考えられた透明性が大
巾に向上したものである。この原因は明らかでは
ないが、熱処理による可視光以下の波長の大きさ
以下の球品の成長と急冷時に発生したミクロボイ
ドの消失によるものと考えられる。
本発明によれば無配向であつて熱成形に用いる
ことができ、かつ透明性、剛性にすぐれた透明ポ
リプロピレンシートを得ることができる。さら
に、機械的性質、耐熱性、低温耐衝撃性にもすぐ
れ、しかも表面状態が良好であつて、耐透湿性も
向上した透明ポリプロピレンを得ることができ
る。それ故、本発明の方法によつて得られる透明
ポリプロピレンシートは文具等の成形や食品、医
薬品、化粧品などの包装材として有効に利用する
ことができる。
次に本発明を実施例により詳しく説明する。
実施例 １〜４
ポリプロピレン（密度0.91ｇ／cm2、メルトイン
デツクス2.0ｇ／10分）をダイ温度280℃でＴ−ダ
イ押出装置を用いてダイリツプ開度1.5mmでＴ−
ダイより押出した。押出されたシートをエアーギ
ヤツプ120〜150mmをもつて２〜５℃に冷却された
水の流れるスリツトを15ｍ／minの速度で通して
急冷し、厚み0.2mmのシートを得た。このシート
は無配向であつて透明なものであつた。次いで、
このシートを15ｍ／minの速度で同一ライン上に
所定温度に加熱された10本のロール群により加熱
処理し、ポリプロピレンシートを得た。各種測定
結果を第１表に示す。なお、ヘイズ（透明性のパ
ラメーター）はJIS K6714に準じて測定し、引張
降状強度および引張弾性率はASTM K6301に準
じて測定した。
比較例 １
実施例１において、熱処理を行なわなかつたこ
と以外は実施例１に準じてポリプロピレンシート
を成形した。シートの各種測定結果を第１表に示
す。
実施例 ５
実施例１において、ランダムポリプロピレン
（密度0.90ｇ／cm2、メルトインデツクス7.0ｇ／10
分、エチレン含量3.5wt％）をダイ温度260℃でＴ
−ダイより押出したこと以外は実施例１に準じて
行ない、ポリプロピレンシートを得た。得られた
シートの各種測定結果を第１表に示す。
比較例 ２
実施例５において、熱処理を行なわなかつたこ
と以外は実施例５に準じて行ない、ポリプロピレ
ンシートを得た。得られたシートの各種測定結果
を第１表に示す。
比較例 ３
実施例１において、80〜120℃に加熱された鏡
面ロール上を通して冷却したことおよび熱処理を
行なわなかつたこと以外は実施例１に準じて行な
い、ポリプロピレンシートを得た。得られたシー
トの各種測定結果を第１表に示す。
比較例 ４
実施例１において、80〜120℃に加熱された鏡
面ロール上を通して冷却したこと以外は実施例１
に準じて行ない、ポリプロピレンシートを得た。
得られたシートの各種測定結果を第１表に示す。
比較例 ５
実施例１において、20〜28℃に冷却された鏡面
ロール上にエヤーナイフで吹きつけたことおよび
熱処理を行なわなかつたこと以外は実施例１に準
じて行ない、ポリプロピレンシートを得た。得ら
れたシートの各種測定結果を第１表に示す。
比較例 ６
実施例１において、20〜28℃に冷却された鏡面
ロール上にエヤーナイフで吹きつけたこと以外は
実施例１に準じて行ない、ポリプロピレンシート
を得た。得られたシートの各種測定結果を第１表
に示す。
【表】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a transparent polypropylene sheet, and more particularly to a method for producing transparent polypropylene that can be used for thermoforming without orientation and has excellent transparency and rigidity. Conventionally, polypropylene sheets have excellent strength and heat resistance, so they are often vacuum formed,
After being formed into various shapes by thermoforming such as air pressure forming, they are used as packaging materials for foods, medicines, cosmetics, etc. However, since ordinary polypropylene sheets have poor transparency and cannot see through the contents, there is a risk of lowering the commercial value, and their use has been restricted. Therefore, as a means to improve the transparency of polypropylene sheets, methods have been adopted such as stretching the polypropylene while cooling it from a molten state, or stretching a sheet obtained by rapidly cooling the polypropylene from a molten state. However, on the other hand, the sheets obtained by these methods have another drawback in that they cannot be used for normal thermoforming because of their molecular orientation. For this reason, when forming these sheets, the tensile strength of the sheet is high, and therefore a high forming pressure is required, so special forming equipment must be provided, and its use has been greatly restricted. Therefore, in order to obtain a polypropylene sheet with improved transparency for thermoforming, a method is generally used in which the sheet is rapidly cooled to 30° C. or lower when the sheet is produced from a molten state. However, the sheet obtained by this method has a drawback of low rigidity, which limits its use, and its transparency is also unsatisfactory. The object of the present invention is to overcome these conventional drawbacks and provide a method for producing a polypropylene sheet that is non-oriented, can be used for thermoforming, and has excellent transparency and rigidity. In the present invention, after extruding polypropylene in a molten state, a polypropylene sheet of 0.1 to 1 mm obtained by continuously quenching the polypropylene through a slit through which cooling water flows is heated with a heated roll at a temperature of 80°C or higher and lower than the melting point of polypropylene. This is a method for producing a transparent polypropylene sheet, which is characterized by continuous heat treatment. The polypropylene used in the present invention includes crystalline propylene homopolymer, propylene
Examples include random or block copolymers with one or more α-olefins such as ethylene, butene-1, pentene-1,3-methylpentene-1, etc., or mixtures thereof, in an amount of 85 mol% or more. Further, if necessary, nucleating agents such as silica and dibenzylidene sorbitol, stabilizers, antistatic agents, coloring agents, etc. may be appropriately blended. In addition, melt index (MI) is used as polypropylene.
is preferably 0.5 to 20 g/10 minutes. MI is 0.5
If it is less than g/10 minutes, the discharge rate from the extruder will decrease, resulting in poor productivity and the resulting sheet will have low rigidity, which is not preferable. Also, MI
If it exceeds 20 g/10 minutes, it will be difficult to form a sheet due to its low viscosity. Polypropylene is T-die extruded in the molten state,
It is extruded by a molding method such as inflation extrusion, and the die temperature at this time is preferably 250 to 300°C. If the die temperature is less than 250°C, the transparency of the resulting polypropylene sheet will decrease, which is undesirable. Moreover, if the temperature exceeds 300°C, not only will the polypropylene deteriorate, but also a good sheet with good moldability cannot be obtained. After melt extrusion, the polypropylene sheet is continuously quenched with cooling water to obtain a polypropylene sheet. The quenching temperature in this case is 50°C or lower, preferably 30°C or lower. If the quenching temperature exceeds 50°C, the resulting polypropylene sheet will have poor transparency, which is not preferable. Therefore, the quenching conditions are preferably selected so that the total haze is 30% or less (0.2 mm sheet). As mentioned above, rapid cooling is carried out continuously using cooling water, but it is not preferable to use a method in which the cooling water stagnates, such as in the ordinary water tank method. Let's go. The thickness of the polypropylene sheet to be molded is 0.1 to 1 mm, preferably 0.1 to 0.5 mm. Next, the obtained polypropylene sheet is heat treated, and the treatment temperature is 80°C or higher and lower than the melting point of polypropylene. If the temperature is lower than 60°C, the effect of improving rigidity and transparency will be low and a long treatment time will be required, and heat treatment above the melting point will cause devitrification, deformation, and in the case of a roll method, adhesion to the roll, which is undesirable. Further, the processing time is 1 second to 60 minutes. The heat treatment can be carried out continuously by a heated roll method using a heated roll under tension. In addition to the heating roll, a heating atmosphere may also be used. This heating roll method allows sheet forming and heat treatment to be continuously integrated, and a polypropylene sheet with good productivity and excellent transparency and rigidity can be obtained. As described above, the polypropylene sheet obtained by the method of the present invention has greatly improved not only its rigidity but also its transparency, which was conventionally thought to be maintained only, by heat treatment. The cause of this is not clear, but it is thought to be due to the growth of spheres with a wavelength smaller than that of visible light due to heat treatment and the disappearance of microvoids generated during rapid cooling. According to the present invention, it is possible to obtain a transparent polypropylene sheet that is non-oriented, can be used for thermoforming, and has excellent transparency and rigidity. Furthermore, it is possible to obtain transparent polypropylene which has excellent mechanical properties, heat resistance, and low-temperature impact resistance, has a good surface condition, and has improved moisture permeation resistance. Therefore, the transparent polypropylene sheet obtained by the method of the present invention can be effectively used for molding stationery, etc., and as a packaging material for foods, medicines, cosmetics, etc. Next, the present invention will be explained in detail with reference to examples. Examples 1 to 4 Polypropylene (density 0.91 g/cm 2 , melt index 2.0 g/10 min) was extruded using a T-die extrusion device at a die temperature of 280°C and a die lip opening of 1.5 mm.
It was extruded from a die. The extruded sheet was rapidly cooled by passing it through a slit with an air gap of 120 to 150 mm through which water cooled to 2 to 5 DEG C. was flowing at a speed of 15 m/min to obtain a sheet with a thickness of 0.2 mm. This sheet was non-oriented and transparent. Then,
This sheet was heat-treated by a group of 10 rolls heated to a predetermined temperature on the same line at a speed of 15 m/min to obtain a polypropylene sheet. Various measurement results are shown in Table 1. Note that haze (transparency parameter) was measured according to JIS K6714, and tensile shedding strength and tensile modulus were measured according to ASTM K6301. Comparative Example 1 A polypropylene sheet was molded in the same manner as in Example 1, except that the heat treatment was not performed. Table 1 shows the results of various measurements of the sheet. Example 5 In Example 1, random polypropylene (density 0.90 g/cm 2 , melt index 7.0 g/10
min, ethylene content 3.5wt%) at a die temperature of 260℃
- A polypropylene sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was extruded from a die. Table 1 shows various measurement results of the obtained sheet. Comparative Example 2 A polypropylene sheet was obtained in the same manner as in Example 5 except that the heat treatment was not performed. Table 1 shows various measurement results of the obtained sheet. Comparative Example 3 A polypropylene sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was cooled by passing it over a mirror-finished roll heated to 80 to 120°C and that no heat treatment was performed. Table 1 shows various measurement results of the obtained sheet. Comparative Example 4 Example 1 except that the sample was cooled by passing it over a mirror roll heated to 80 to 120°C.
A polypropylene sheet was obtained.
Table 1 shows various measurement results of the obtained sheet. Comparative Example 5 A polypropylene sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that it was blown onto a mirror-finished roll cooled to 20 to 28° C. using an air knife and that no heat treatment was performed. Table 1 shows various measurement results of the obtained sheet. Comparative Example 6 A polypropylene sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that the spray was sprayed with an air knife onto a mirror-finished roll cooled to 20 to 28°C. Table 1 shows various measurement results of the obtained sheet. 【table】