JP4464582B2

JP4464582B2 - 樹脂シートの製造方法及び樹脂シート成形用キャスティング装置

Info

Publication number: JP4464582B2
Application number: JP2001163513A
Authority: JP
Inventors: 義之北氏; 孝之酒井; 清文久米
Original assignee: Japan Steel Works Ltd; Tohcello Co Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd; Tohcello Co Ltd
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2021-05-30
Also published as: JP2002355882A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＴダイから押し出した溶融樹脂を、吸引チャンバ装置を用いて冷却ロールへの密着巻き付きを確実にして表面光沢、透明性等に優れたフィルム状又はシート状の樹脂製薄膜（以降、樹脂シートと称する。）を製造する方法及びそれに用いるキャスティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｔダイから押し出した溶融樹脂を回転する冷却ロールに巻き付けてシート状に成形するフィルム製造装置において、冷却ロール面に溶融樹脂の密着を良好に保つために溶融樹脂が冷却ロール面に着地寸前に、溶融樹脂と冷却ロールとの間に空気が巻き込まれるのを防止するための吸引チャンバ装置の従来の構造は、図３の側面断面図、図４の斜視図に示したようなものである。図３の１は押出機のＴダイ、２は冷却ロール、３はシート状に押し出された樹脂シート、３ａは溶融樹脂であり、０１０は吸引チャンバ装置で、同吸引チャンバ装置０１０の本体０１１は冷却ロール２側の壁が除かれ、樹脂シート３側に吸引口０１１ｂが開き、吸引口０１１ｂの上側に線状のシールパッキン０１５を取付けた構成である。吸引口０１１ｂから吸い込まれた樹脂シート３に含まれている添加剤の揮発成分のガスが混入した空気は吸出口０１４から配管ホース０１８を経て図示しない吸引ブロワにより吸出される。
【０００３】
特開平１１−１８８７７６号公報に開示された従来例では、上記のような吸引チャンバは内壁面の温度が低いために前記の添加剤の揮発成分が内壁面に凝結して溜まり、冷却ロール２面に落下して製品シートを汚すことを防ぐために、吸引チャンバの内壁面の温度を一定の温度以上に保つように、吸引チャンバの内壁面を加熱するヒータ、温度センサ、温調コントローラ等を設けている。
【０００４】
また、特開２０００−２２５６２４号公報に開示された従来例は、吸引チャンバをＴダイと一体に、又は、Ｔダイに一体的に固着した構成で、吸引チャンバの内壁面の温度を高温に保つようにして、溶融樹脂から出た揮発成分が内壁面に凝結することを防ぐ手段としたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の別体構造の単純な吸引チャンバ装置０１０は、上述のように内壁面の温度が低くなるために、溶融樹脂の添加剤からの揮発成分が上壁面０１１ａに凝結し、冷却ロール２面に落ちて冷却ロール２を汚すとともに樹脂シート３を汚し、製品シートの品質を低下させる問題がある。この問題の解決のために提案された特開平１１−１８８７７６号公報の従来例は、揮発成分が吸引チャンバの内壁面に凝結することを防止することは可能となるが、内壁面を加熱するヒータ、温調コントローラ等が高価である。
【０００６】
また、同じ問題の解決のために提案された特開２０００−２２５６２４号公報に開示された従来例のＴダイと吸引チャンバ一体の構造は、Ｔダイ側の内壁面は高温に保たれるが、下側や後側の内壁面は温度が低下するので、溶融樹脂から揮発した添加剤等が内壁面に凝結して汚染し、溜まった凝結物が冷却ロール２面に落下する点は未解決であるとともに、内壁面の汚染を洗浄することも困難である。
【０００７】
本発明は、シート製造装置において溶融樹脂を回転する冷却ロールに巻き付けてシート状に成形するとき、吸引チャンバにより、溶融樹脂と冷却ロールとの間の空気を吸引して、溶融樹脂の冷却ロールへの密着性を改良すると共に、溶融樹脂に含まれる低分子量成分、添加剤等からの揮発成分が吸引チャンバの内壁面に凝結することを防止して、冷却ロール面の汚染を防ぎ、表面光沢、透明性等の品質が改良された樹脂シートを製造する方法及びそれに好適で、比較的安価な構造の吸引チャンバを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の問題に対して本発明は、ダイから押し出した溶融樹脂を所定方向に移動する冷却面にて冷却固化する樹脂シートの製造方法において、前記溶融樹脂の前記冷却面への落下地点より前記所定方向の上流側に配置されかつ前記ダイの下面が晒される吸引空間を有する吸引チャンバ本体と、前記ダイの下面と前記吸引チャンバ本体の前記ダイの下面に近接するコの字形開放口の縁部との間に介装された耐熱性のコの字形シールパッキンと、前記吸引チャンバ本体のダイ口と反対側の背側壁に接してかつ前記吸引チャンバ本体の全幅に亘って前記冷却面に臨む受け板とを設け、前記吸引空間に連通する複数の吸出口と、前記吸出口と吸引ブロワとを配管結合する吸出口マニホールドと、前記吸引空間内の吸引空気の通路に設けられた多孔板とで構成された吸引チャンバ装置により、前記冷却面と前記溶融樹脂間の空気を吸引することによって溶融樹脂を冷却ロール面に密着させて冷却固化することを特徴とする樹脂シートの製造方法を課題解決の手段とする。
また本発明は、ダイから押し出された溶融樹脂を所定方向に移動する冷却面にて冷却固化して樹脂シートを成形する樹脂シート成形用キャスティング装置において、前記ダイから押し出される前記溶融樹脂に向かって開放され、側面壁を残して前記冷却面に対向する下側壁とダイの下面と接する上面壁を取り除いた吸引チャンバ本体と、前記ダイの下面と前記吸引チャンバ本体のダイの下面に近接するコの字形開放口の縁部との間に介装された耐熱性のコの字形シールパッキンと、前記吸引チャンバ本体のダイ口と反対側の背側壁に接してかつ前記吸引チャンバ本体の全幅に亘って前記冷却面に臨む受け板とを設け、複数の吸出口と、吸引ブロワと配管結合された吸出口マニホールドと、前記吸引チャンバ本体の吸引空気の通路に設けられた多孔板とで構成された吸引チャンバ装置を備えたことを特徴とする樹脂シート成形用キャスティング装置を課題解決の手段とする。
さらに本発明は、ダイから押し出された溶融樹脂を所定方向に移動する冷却面にて冷却固化して樹脂シートを成形する樹脂シート成形用キャスティング装置において、前記ダイから押し出される前記溶融樹脂に向かって開放され、側面壁を残して前記冷却面に対向する下側壁とダイの下面と接する上面壁を取り除いた吸引チャンバ本体と、前記ダイの下面と前記吸引チャンバ本体のダイの下面に近接するコの字形開放口の縁部との間に介装された耐熱性のコの字形シールパッキンとを備え、前記吸引チャンバ本体の吸引空気通路の上側はダイからの熱により加熱されており、複数の吸出口と、吸引ブロワと配管結合された吸出口マニホールドと、前記吸引チャンバ本体の吸引空気の通路に設けられた多孔板とで構成された吸引チャンバ装置を備えたことを特徴とする樹脂シート成形用キャスティング装置を課題解決の手段とする。
【０００９】
以上の本発明において、樹脂がポリオレフィン、さらにポリオレフィンが線状低密度ポリエチレンであることが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は樹脂シート成形用キャスティング装置とその周辺を示す側面断面図、図２は図１の吸引チャンバ装置の斜視図である。押出機のＴダイ、冷却ロール、シート状に押し出された樹脂シートは上述の従来例と同じ構成であるので、以下の説明の中では同じ符号を使用する。
【００１１】
図１および図２において、１は溶融樹脂３ａをシート状に押し出す押出機のＴダイ、２はＴダイ１から押し出された溶融樹脂３ａを外周面上に引き取って冷却固化し次の処理工程へ送り出す冷却ロールである。冷却ロール２が回転することにより所定方向に冷却面が移動する。
吸引チャンバ装置１０は、吸引チャンバ本体１１と、Ｔダイ１の下面と吸引チャンバ本体１１のＴダイ１の下面に近接するコの字形開放口の縁部との間に介装された耐熱性のコの字形シールパッキン１６と、吸出口マニホールド１９と、吸引チャンバ本体１１に備えられた複数の吸出口１４と吸出口マニホールド１９とを配管結合している複数の真空配管用ホース１８と、吸出口マニホールド１９に配管結合している吸引ブロワ５とで構成されている。
【００１２】
吸引チャンバ本体１１は、冷却ロール２の回転による冷却面の移動方向の上流側に配置され、かつＴダイ１に近接する側が除かれた上板１１ａと、側面壁１１ｂ、１１ｃと、背板１１ｄと、複数の吸出口１４とが一体となった構成で、冷却ロール２に面した下側が開放された半箱形状をなす。背板１１ｄと側面壁１１ｂ、１１ｃには、受け板１２と多孔板１３とが設けられている。Ｔダイ１の下側面と冷却ロール２の円周面と側面壁１１ｂ、１１ｃの先端とで囲われた部分が吸引口９及び吸引空気通路を有する吸引空間を形成する。この吸引空間には、Ｔダイ１の下面が晒される。
吸引チャンバ本体１１の上板１１ａの縁のシールパッキン１５と、側面壁１１ｂ、１１ｃの上縁のシールパッキン１５ａとでコの字形シールパッキン１６が形成されている。また、吸引チャンバ本体１１が所定位置に固定されたときは、吸引の際に吸引チャンバ本体１１内に余分な多くの空気が入らぬように、側面壁１１ｂ、１１ｃと背板１１ｄの下縁は、冷却ロール２から僅かな距離（１〜２ｍｍ）離れた位置に調整される。１７はＴダイ１の両側に設けられた吸い込み空気の停滞を防止するための整流用のガイド板である。
【００１３】
溶融樹脂３ａがＴダイ１からシート状に押出され、シートの速度に同期した周速度で回転する冷却ロール２へ巻き付くとき、溶融樹脂３ａを冷却ロール２面に密着させるように、溶融樹脂３ａと冷却ロール２との間への空気の巻き込みを防止するために吸引口９より吸引力を作用させる。吸引された空気は吸引チャンバ装置１０の吸出口１４からホース１８、吸出口マニホールド１９を経て吸引ブロワ５により吸出される。このように吸引された空気には樹脂シート３に含まれる低分子量成分、添加剤等からの揮発成分のガスが混入している。
【００１４】
この揮発成分のガスは温度が下がると凝結し易く、図３に示したような従来例の筺体の場合だと、上壁面０１１ａの温度が下がるので、この揮発成分のガスが筺体に凝結液化し、ある程度の量が溜まると滴下して冷却ロール２を汚染し、樹脂シート３の冷却ロール２との対向面を汚染する不具合が生じる。しかし、本実施の形態の吸引チャンバ本体１１のように筺体の上板部が無く、シールパッキン１５、１６でシールされたＴダイ１の下面を吸引チャンバ本体１１に形成される吸引空間に晒す形態としており、このＴダイ１は樹脂を溶融するために図示しない加熱手段で加熱されている。したがって、当該部分で揮発成分のガスが凝結する虞はなくなる。
【００１５】
しかし、吸引チャンバ本体１１の背板１１ｄ側の上板１１ａはＴダイ１から離れているので、温度が低下し、揮発成分のガスが凝結する可能性がある。これに対応して、同本体１１の上板１１ａに凝結液化した揮発成分の滴下液を受ける受け板１２が設けられる。この受け板１２は、吸引チャンバ本体１１の全幅に亘って冷却ロール２に臨むように設けてある。
また、吸引空気の均一化を図るため、吸出口マニホールド１９で分けた配管は複数の吸出口１４に入り、さらに、多孔板１３により一層の均一化を図っている。
【００１６】
本発明に係る樹脂は、シート成形できる熱可塑性樹脂であれば特に限定はされない。かかる熱可塑性樹脂としては具体的には、エチレン、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、４−メチル・ペンテン−１、オクテン−１等のα−オレフィンの単独若しくは共重合体、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン（所謂ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレンランダム共重合体、ポリブテン、ポリ４−メチル・ペンテン−１、低結晶性あるいは非晶性のエチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン・ブテン−１ランダム共重合体、プロピレン・ブテン−１ランダム共重合体等のポリオレフィンを単独若しくは２種以上の組成物、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）あるいはＥＶＡとポリオレフィンとの組成物、ポリエチレンフタレート、ポリブチレンフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６及びポリメタキシレンアジパミド等のポリアミド無機化合物（Ｂ）並びにポリスチレン等の熱可塑性樹脂を例示できる。
これら熱可塑性樹脂の中でも、ポリオレフィンが好ましく、更には高圧法低密度ポリエチレン及び線状低密度ポリエチレンが好ましく、特に線状低密度ポリエチレンが好適である。
【００１７】
高圧法低密度ポリエチレンとしては、通常、密度が０．９１０〜０．９３５ｇ／ｃｍ³、好ましくは０．９２０〜０．９３５ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ（ＡＳＴＭＤ１２３８荷重２１６０ｇ、温度１９０℃）が１〜３０ｇ／１０分、好ましくは１〜１０ｇ／１０分の高圧下で重合されるエチレンの単独重合体、若しくは５重量％以下の他のα−オレフィン、あるいは酢酸ビニル等のビニル化合物との共重合体が用い得る。
【００１８】
又、線状低密度ポリエチレンとしては、通常、密度が０．９０５〜０．９４０ｇ／ｃｍ³、好ましくは０．９１０〜０．９３５ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ（ＡＳＴＭＤ１２３８荷重２１６０ｇ、温度１９０℃）が０．５〜２０ｇ／１０分、好ましくは１〜１０ｇ／１０分のエチレンと炭素数が３〜１０のα−オレフィン、例えばプロピレン、ブテン−１、ヘプテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、４−メチル−ペンテン−１とのランダム共重合体である。又、かかる線状低密度ポリエチレンは、分子量分布（重量平均分子量：Ｍｗ、と数平均分子量：Ｍｎ、との比：Ｍｗ／Ｍｎで表示）が通常１．５〜４．０、好ましくは１．８〜３．５の範囲にある。このＭｗ／Ｍｎはゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定できる。
【００１９】
又、線状低密度ポリエチレンは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）の昇温速度１０℃／分で測定した吸熱曲線から求めた鋭いピークが１個乃至複数個あり、該ピークの最高温度、すなわち融点が通常７０〜１３０℃、好ましくは８０〜１２０℃の範囲にある。上記のような線状低密度ポリエチレンは、シングルサイト触媒を用いた従来公知の製造法により調整することができる。例えば線状低密度ポリエチレンは、遷移金属のメタロセン化合物を含む触媒を用いて調整することができる。このメタロセン化合物を含む触媒は、（ａ）遷移金属のメタロセン化合物と、（ｂ）有機アルミニウムオキシ化合物と、（ｃ）担体とから形成されることが好ましく、さらに必要に応じて、これらの成分と（ｄ）有機アルミニウム化合物および／または有機ホウ素化合物とから形成されていてもよい。
なお、このようなメタロセン化合物を含むオレフィン重合用触媒、および触媒を用いた線状低密度ポリエチレンの調整方法は、たとえば特開平８−２６９２７０号公報に記載されている。
本発明に係わる樹脂には、本発明の目的を損なわない範囲で、通常ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂に用いられる酸化防止剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、核剤、帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、顔料、染料、無機または有機の充填剤等の種々の添加剤を必要に応じて配合することができる。
【００２０】
本発明の方法で得られる樹脂シート３は、未延伸であっても、一軸延伸シートあるいは二軸延伸シートの原反として用いても良い。
【００２１】
〔実施例〕
（線状低密度ポリエチレンを用いたシートの製造例）
図１に示す吸引チャンバ装置１０を具備したキャスティング装置を用い、押出機でメタロセン触媒を用いて製造された線状低密度ポリエチレン［密度：０．９２０ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：４ｇ／１０分、分子量分布（重量平均分子量：Ｍｗ、と数平均分子量：Ｍｎ、との比：Ｍｗ／Ｍｎ）：２．３、ＤＳＣ融点：主ピーク１１８℃（１０５℃及び１２２℃に副ピークあり）］を溶融した後、Ｔダイ１から溶融樹脂３ａを押出し、吸引チャンバ装置１０で溶融樹脂３ａと冷却ロール２との間への空気の巻き込みを防止するために溶融樹脂３ａと冷却ロール２面間の空気を吸引してその密着性を向上させつつ冷却固化した後引取り、厚さ４０μｍの樹脂シート３を製造した。四日間連続して樹脂シート３の製造を行ったが、四日後も樹脂シート３表面への揮発成分の付着は全く認められず、透明性に優れた樹脂シート３が得られた。
別途、吸引チャンバ装置１０を取り外して同線状低密度ポリエチレンシートを製造すると、表面光沢、透明性等に劣る樹脂シート３しか得られなかった。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、吸引チャンバを用いることにより、溶融樹脂と冷却面との密着性が改善され、溶融樹脂から発生する揮発成分の凝結を防ぎ、且つ冷却面への揮発成分の滴下を防ぐことができるので、表面の光沢、透明性等が優れた樹脂シートを製造することが可能となり、又、長時間製造できるという特徴も有している。特に樹脂として線状低密度ポリエチレンを用いた場合に、かかる特性の改善効果が顕著である。（請求項１〜３）
【００２３】
本発明は、樹脂シート成形用キャスティング装置のＴダイから押し出された溶融樹脂を冷却面にて冷却するときに、溶融樹脂と冷却面の間を吸引、減圧してその間への空気の巻き込みを防止することにより溶融樹脂と冷却面との密着性を向上するために設けられた吸引チャンバは、溶融樹脂側が開放され、側面壁を残して冷却面に対向する下側壁とダイの下面と近接する上面壁を取り除き、ダイの下面と吸引チャンバのコの字形開放口の縁部との間をコの字形シールパッキンで気密にシールした構成なので、吸引チャンバの吸引空気通路の上側はダイからの熱により高温であり、溶融樹脂から発生する低分子量成分あるいは添加剤等からの揮発成分の凝結を防ぎ、冷却面への揮発成分の滴下防止により樹脂シートの不良製品の発生を抑制することができる。このように、添加剤付着防止、減少により清掃サイクルが長くなる効果がある。また、吸引チャンバはシールパッキン部でダイと分離することができ、開口部も広いので清掃が容易で、短時間に済ませることができるため生産効率向上の効果がある（請求項４）。
【００２４】
上記の吸引チャンバにおいて、吸引チャンバ背側の壁に接して冷却ロールに面して全幅に亘って滴下液受け板を設けたので、吸引チャンバの吸引空気通路のダイから離れているため温度が低下した上側壁に溶融樹脂から発生する揮発成分が凝結液化して滴下しても、滴下液を受け取って冷却面の汚染を防止するので、上記と同様の効果がある（請求項１，４）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る樹脂シート成形用キャスティング装置の吸引チャンバ装置とその周辺を示す側面断面図である。
【図２】図１の吸引チャンバ装置の斜視図である。
【図３】従来の吸引チャンバを示す側面断面図である。
【図４】図３の吸引チャンバの斜視図である。
【符号の説明】
１：Ｔダイ、２：冷却ロール、３：樹脂シート、３ａ：溶融樹脂、５：吸引ブロワ、９：吸引口、１０：吸引チャンバ装置、１１：吸引チャンバ本体、１１ａ：上板、１１ｂ，１１ｃ：側面壁、１１ｄ：背板、１２：受け板、１３：多孔板、１４：吸出口、１５、１５ａ：シールパッキン、１６：シールパッキン、１７：ガイド板、１８：ホース、１９：吸出口マニホールド

Claims

ダイから押し出した溶融樹脂を所定方向に移動する冷却面にて冷却固化する樹脂シートの製造方法において、
前記溶融樹脂の前記冷却面への落下地点より前記所定方向の上流側に配置されかつ前記ダイの下面が晒される吸引空間を有する吸引チャンバ本体と、
前記ダイの下面と前記吸引チャンバ本体の前記ダイの下面に近接するコの字形開放口の縁部との間に介装された耐熱性のコの字形シールパッキンと、
前記吸引チャンバ本体のダイ口と反対側の背側壁に接してかつ前記吸引チャンバ本体の全幅に亘って前記冷却面に臨む受け板とを設け、
前記吸引空間に連通する複数の吸出口と、
前記吸出口と吸引ブロワとを配管結合する吸出口マニホールドと、
前記吸引空間内の吸引空気の通路に設けられた多孔板とで構成された吸引チャンバ装置により、
前記冷却面と前記溶融樹脂間の空気を吸引することによって溶融樹脂を前記冷却面に密着させて冷却固化することを特徴とする樹脂シートの製造方法。
樹脂がポリオレフィンである請求項１記載の樹脂シートの製造方法。
ポリオレフィンが線状低密度ポリエチレンである請求項２記載の樹脂シートの製造方法。
ダイから押し出された溶融樹脂を所定方向に移動する冷却面にて冷却固化して樹脂シートを成形する樹脂シート成形用キャスティング装置において、
前記ダイから押し出される前記溶融樹脂に向かって開放され、側面壁を残して前記冷却面に対向する下側壁とダイの下面と接する上面壁を取り除いた吸引チャンバ本体と、
前記ダイの下面と前記吸引チャンバ本体の前記ダイの下面に近接するコの字形開放口の縁部との間に介装された耐熱性のコの字形シールパッキンと、
前記吸引チャンバ本体のダイ口と反対側の背側壁に接してかつ前記吸引チャンバ本体の全幅に亘って前記冷却面に臨む受け板とを設け、
複数の吸出口と、
吸引ブロワと配管結合された吸出口マニホールドと、
前記吸引チャンバ本体の吸引空気の通路に設けられた多孔板とで構成された吸引チャンバ装置を備えたことを特徴とする樹脂シート成形用キャスティング装置。