JP7234541B2 - Decompression chamber, cast cooling device, resin sheet manufacturing device, and resin sheet manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂シートの製造に用いられる減圧チャンバー、キャスト冷却装置と、このキャスト冷却装置を用いる樹脂シートの製造装置及び樹脂シートの製造方法とに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a decompression chamber and a cast cooling device used for manufacturing a resin sheet, and a resin sheet manufacturing apparatus and a resin sheet manufacturing method using the cast cooling device.
微多孔ポリオレフィン樹脂シートに代表される樹脂シートは、一般に、押出機により溶融混練された樹脂を口金からシート状に押出成形した後、冷却ロール(チルロールとも呼ぶ)などの冷却面を備えるキャスト冷却ロールに引き取らせて冷却固化させることによって製造される。このとき、押出成形された樹脂は、キャスト冷却ロールにおける回転移動する冷却面すなわちキャスト面に接触しキャスト面の移動に伴って搬送される間に冷却されることとなる。樹脂シートの成形性を良好とするため、シートと密着するキャスト面の平面性を向上させることで、表面性の優れた樹脂シートを製造することができる。 A resin sheet, typified by a microporous polyolefin resin sheet, is generally formed by extruding a resin melted and kneaded by an extruder into a sheet through a die, followed by cast cooling rolls equipped with a cooling surface such as a cooling roll (also called a chill roll). It is produced by cooling and solidifying. At this time, the extruded resin comes into contact with the rotating cooling surface of the cast cooling roll, that is, the cast surface, and is cooled while it is transported along with the movement of the cast surface. In order to improve the moldability of the resin sheet, by improving the flatness of the cast surface that is in close contact with the sheet, a resin sheet with excellent surface properties can be produced.
近年、樹脂シートの需要が増大しており、樹脂シートの製膜速度の高速化が求められるようになってきている。製膜速度の高速化に伴って、口金から押出成形されたシートとキャスト冷却ロールのキャスト面との間に流れ込む空気が増加し、キャスト面へのシート着地点における空気の噛み込む圧力が高くなるため、キャスト面に対するシートの密着性が低下する。特に、一定の製膜速度以上になったときには、シートとキャスト面との間に空気が噛み込まれやすくなり、樹脂シート製品における厚みムラや物性ムラの原因となるおそれがある。そこで、キャスト面への樹脂シート着地点における空気の噛み込む圧力を低下させるために、特許文献1には樹脂シートの製造装置において、キャスト冷却装置(キャスト冷却ロール)のキャスト面への樹脂シートの着地点の近傍に、キャスト面と樹脂シートの間の空気を吸引する減圧チャンバーを設け、樹脂シートとキャスト面との間への空気の噛み込みを防止することが開示されている。特許文献1では、吸引の際に減圧チャンバーに余分な空気が入らないように、減圧チャンバー本体においてキャスト面に対向する面はキャスト面からわずかな距離離れた位置にて四角状に配置されるとともに、減圧チャンバー本体のこの面の4つの周縁におけるシートの着地点に近接する部位以外にキャスト面に当接するシール材を設け、このわずかな間隙からも空気が流入しないようにしている。シール材に対してキャスト面は摺動することになるので、シール材としては、例えば、圧縮荷重が小さく、低荷重でシール面のシール性を確保することができる多孔質の樹脂またはゴムが用いられる。
In recent years, the demand for resin sheets has been increasing, and there has been a demand for speeding up the film-forming speed of resin sheets. As the film forming speed increases, the amount of air flowing between the sheet extruded from the spinneret and the casting surface of the cast cooling roll increases, and the pressure at which the sheet lands on the casting surface increases. Therefore, the adhesion of the sheet to the cast surface is lowered. In particular, when the film-forming speed exceeds a certain level, air tends to be trapped between the sheet and the cast surface, which may cause thickness unevenness and physical property unevenness in the resin sheet product. Therefore, in order to reduce the pressure at which air enters the resin sheet at the point where the resin sheet lands on the cast surface,
樹脂シートの製造に際して口金から押出成形される樹脂は、樹脂だけでなく希釈剤などを含んでいることがある。リチウムイオン二次電池において電極間に配置されるセパレータとしては、微多孔性のポリオレフィン樹脂シートが使用されるが、微多孔性ポリオレフィン樹脂シートを製造する際には、ポリオレフィン樹脂と希釈剤とを溶融混練して樹脂溶液を生成し、この樹脂溶液を口金からシート状に押出成形してキャスト冷却ロールによって冷却固化させる。この場合、キャスト冷却ロールから冷却後の樹脂シートを離間させたのちにもいくばくかの希釈剤や、樹脂に起因する低分子量成分がキャスト冷却ロールのキャスト面に付着物として残存する。そこで、キャスト面に残存した付着物は、樹脂シートの引き取り冷却作業に干渉しない位置にて、スクレーパーやドクターブレードなどの掻き取り装置によって除去される。特許文献1には、キャスト面に残留した希釈剤を掻き取る、掻き取り装置が開示されている。
The resin that is extruded from the die during the production of the resin sheet may contain not only the resin but also a diluent and the like. A microporous polyolefin resin sheet is used as a separator placed between electrodes in a lithium ion secondary battery. The mixture is kneaded to form a resin solution, which is extruded into a sheet from a spinneret and cooled and solidified by cast cooling rolls. In this case, even after the cooled resin sheet is separated from the casting cooling roll, some of the diluent and low molecular weight components derived from the resin remain as deposits on the casting surface of the casting cooling roll. Therefore, the deposits remaining on the cast surface are removed by a scraping device such as a scraper or a doctor blade at a position that does not interfere with the cooling operation of taking off the resin sheet.
しかし特許文献1に開示される装置では、掻き取り装置と組み合わせても、異物に起因すると考えられる欠点を十分に防ぐことができなかった。かかる欠点は、物性に影響を及ぼす程度のものであれば検査工程を経て取り除くことができるが、収率が低下するという問題がある。また、実質的に物性に影響を与えない程度のものであっても、ユーザーにより忌避されるという問題があった。一方でシール材の清掃・交換周期を短くすれば欠点の発生を抑えることができるが、これも生産効率の低下という問題があった。
However, the device disclosed in
本発明の目的は、シール材の清掃・交換周期を短くすることにより生産効率を下げることなく、減圧チャンバーにおけるシール性を担保し、かつ欠点が発生しにくい樹脂シートの製造を可能にすることにある。 An object of the present invention is to shorten the cleaning/replacement cycle of the sealing material, thereby ensuring the sealing performance in a decompression chamber without lowering the production efficiency, and making it possible to manufacture a resin sheet that is less prone to defects. be.
本発明者等は鋭意検討の結果、従来技術において欠点を十分に防ぐことができなかった原因を次のようにつきとめた。図6は、従来の多孔質のゴムのシール材50が設けられる位置を拡大して示したものである。シール材50の下端側が冷却ロール2に当接する位置は、冷却ロール2の回転に伴って樹脂シート3がキャストされる位置よりもシート搬送方向上流側の位置であって、且つ既述のスクレーパー17よりもシート搬送方向下流側の位置である。この位置では異物や希釈剤はスクレーパー17で除去されているが、低分子量の樹脂成分はロール表面に付着している。このような低分子量の樹脂成分をシール材50が掻き取ってしまうと、掻き取った異物がシール材50に堆積し続けてシール材50の下方領域に回り込むので、シール材50では留めておくことが出来ず、樹脂シート3のキャスト位置に流れていき、樹脂シートにおける欠点の要因となる。
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention found the following reasons why the prior art could not sufficiently prevent the defects. FIG. 6 shows an enlarged view of a position where a conventional porous
そして、減圧チャンバーのシール材に特定の材質のものを採用することで欠点を抑えることができることを見出し、本発明に至ったものである。 Then, the present inventors have found that the defects can be suppressed by adopting a specific material for the sealing material of the decompression chamber, leading to the present invention.
すなわち本発明は、ロールの一部の表面を覆うようにして用いられる減圧チャンバーであって、前記ロールを覆う領域のうちロール円周方向の端部の一方にシール材を有し、当該シール材が可撓性樹脂フィルムからなることを特徴とする減圧チャンバーである。 That is, the present invention is a decompression chamber that is used so as to cover a part of the surface of a roll, and has a sealing material at one end in the circumferential direction of the roll in a region that covers the roll, and the sealing material is a decompression chamber characterized in that is made of a flexible resin film.
また本発明は、口金から吐出される樹脂シートを受けて冷却するロールと、本発明の減圧チャンバーとを備え、前記ロールに前記樹脂シートが接触する接触点よりも前記樹脂シートの搬送方向上流側に離間した位置に前記シール材が位置するように減圧チャンバーが設置されたことを特徴とするキャスト冷却装置である。 Further, the present invention includes a roll that receives and cools the resin sheet discharged from the nozzle, and the decompression chamber of the present invention, and is upstream of the contact point of the resin sheet with the roll in the conveying direction of the resin sheet. The cast cooling apparatus is characterized in that a decompression chamber is installed so that the sealing material is located at a position spaced apart from the above.
前記シール材は、前記シール材の下端側にて前記ロールとの間をシールすることが好ましい。 It is preferable that the seal member seals with the roll at the lower end side of the seal member.
また本発明は、本発明のキャスト冷却装置と、口金と、を備え、樹脂を口金からシート状に吐出する、樹脂シートの製造装置である。 Further, the present invention is an apparatus for manufacturing a resin sheet, which includes the cast cooling device of the present invention and a die, and discharges the resin from the die in the form of a sheet.
また本発明は、本発明のキャスト冷却装置を用い、前記口金から樹脂をロール上にシート状に吐出し、前記口金から吐出された樹脂シートと前記ロールとの間の空気を減圧チャンバーで吸引して、樹脂シートとロールとを密着させ、樹脂シートをロールにより搬送しながら冷却して固化させる樹脂シートの製造方法である。 Further, in the present invention, the cast cooling apparatus of the present invention is used, the resin is discharged from the die onto a roll in sheet form, and the air between the resin sheet discharged from the die and the roll is sucked in a decompression chamber. In this method, a resin sheet and a roll are brought into close contact with each other, and the resin sheet is cooled and solidified while being conveyed by the roll.
本発明によれば、シール材の清掃・交換周期を短くすることにより生産効率を下げることなく、減圧チャンバーにおけるシール性を担保し、さらに余分な異物を生成せず欠点が発生しにくい樹脂シートの製造が可能になる。 According to the present invention, by shortening the cleaning/replacement cycle of the sealing material, the resin sheet can ensure the sealing performance in the decompression chamber without lowering the production efficiency, and furthermore, does not generate extra foreign matter and is less likely to cause defects. manufacturing becomes possible.
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。ただし、本発明は、以下の実施例を含む実施形態に限定されるものではない。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments, including the following examples.
図1は、本発明の減圧チャンバーを備える樹脂シート製造装置(以下、シート製造装置とも呼ぶ)の要部を示すものである。図1に示すように、シート製造装置は、図示しない押出機から供給される溶融樹脂溶液をシート状に吐出するための口金1と、この口金1から吐出される樹脂シート3を引き取り搬送しながら冷却し固化するためのキャスト冷却装置を備えている。図1では、キャスト冷却装置は、冷却ロール2と後述の減圧チャンバー4とを備えた装置として描かれており、冷却ロール2の外周面が冷却面すなわちキャスト面となる。従って、冷却ロール2は図示矢印方向(左回り、反時計回り)に回転駆動されて樹脂シート3を図1中右側に向かって搬送する。口金1から吐出された樹脂シート3は、回転する冷却ロール2の表面上にキャストされる。希釈剤を含む樹脂シート3を冷却ロール2で冷却すると、その冷却ロール2から冷却済の樹脂シート3を離間させた後に、冷却ロール2のキャスト面に流動パラフィンなどの希釈剤や樹脂のうち低分子量成分が付着物として残留する。そのため、口金1から吐出された樹脂シート3のキャスト面への着地点よりも冷却ロール2によるシート搬送方向上流側には、キャスト面に残留している希釈剤などの付着物を掻き取る掻き取り部材として、冷却ロール2の回転軸に平行に延びてキャスト面に当接するシリコーンゴム製の板状スクレーパー17が図示しない保持部材により冷却ロール2に対して固定して設けられている。スクレーパー17は、冷却ロール2の外周面の接平面に対して冷却ロール2の回転方向下流側に向かって倒れるように傾斜して配置されている。冷却ロール2の回転方向においてスクレーパー17と樹脂シート3のキャスト面への着地点との間の領域は、スクレーパー17によってキャスト面における希釈剤が付着物として取り除かれることから、概略乾燥した状態となる。なお、ゴム製のスクレーパーの代わりに樹脂製のドクターブレードを掻き取り部材として用いてもよい。
FIG. 1 shows a main part of a resin sheet manufacturing apparatus (hereinafter also referred to as a sheet manufacturing apparatus) equipped with a decompression chamber of the present invention. As shown in FIG. 1, the sheet manufacturing apparatus includes a
口金1の背面側、つまり、樹脂シート3のキャスト面への着地点よりもシート搬送方向上流側には、口金1に隣接して、下端面が冷却ロール2の外周面に沿う形状を有する減圧チャンバー4が冷却ロール2の表面の一部を覆うように設けられている。この減圧チャンバー4により、樹脂シート3の背面側、つまり、樹脂シート3が冷却ロール2に接触する面側に負圧領域が生成される。減圧チャンバー4は開口部とこの開口部を介して空気を吸引するための減圧室を有しており、開口部は、キャスト面である冷却ロール2の外周面に樹脂シート3が密着を開始する部分の直近において、樹脂シート3の全幅にわたって形成されている。また、減圧チャンバー4における減圧室の上面には不図示の吸引装置から伸びる吸引管が接続されており、当該減圧室内の空気が吸引管を介して吸引されるように構成されており、これに伴って減圧チャンバー4の開口部から樹脂シート3と冷却ロール2との間の密着部近傍の空気が吸引される。これにより、密着部が減圧されて、樹脂シート3と冷却ロール2のキャスト面との間に巻き込まれる空気が低減される。また、前記吸引管には不図示の圧力計が設けられており、不図示の制御装置によって減圧チャンバー4の減圧室の減圧度を所定の値に制御することで、溶融樹脂の樹脂シート3を冷却ロール2に安定的に密着させることができる。このとき、減圧チャンバー4の減圧室内の減圧度は溶融樹脂の粘度、樹脂シート3の厚み、冷却ロール2のシート搬送速度など、製膜条件に応じて所定の値に制御することが好ましい。減圧チャンバー4の減圧室内の大気圧に対する吸引圧力は-2500Pa以上-20Pa以下の範囲が好ましい。減圧室内の大気圧に対する吸引圧力の下限は-1500Pa以上がさらに好ましく、上限は-50Pa以下がさらに好ましい。
On the back side of the
図2は図1に示すシート製造装置の上面図であり、図3は図2のA-A線での断面図である。図3に示すように、減圧チャンバー4が所定位置に設置されたときは、吸引の際に減圧チャンバー4の減圧室4bに余分な空気ができるだけ入らないように、減圧チャンバー4においてキャスト面と対向する面(天井面)は、冷却ロール2からわずかに上方側に離れた位置に配置される。減圧チャンバー4のキャスト面に対向する前記天井面の周縁部分のうち減圧チャンバー4における幅方向の両端縁及びシート搬送方向上流側の縁には、減圧チャンバー4とキャスト面との間のわずかな間隙からの空気の流入を抑制するシール材7b,10がそれぞれ設けられている。即ち、シール材7bは、減圧チャンバー4のシート幅方向の両端となる位置にて冷却ロール2の外縁に沿うように円弧状に設けられ、例えば、多孔質の樹脂またはゴムで構成され、低荷重でキャスト面と当接し、シール面を構成する。シート幅方向とは、樹脂シート3の長手方向すなわち回転ロール2による搬送方向に対して直交する方向のうちシートの膜厚方向にも直交する方向である。冷却ロール2のキャスト面においてシール材7bが当接する位置は、冷却ロール2が回転したとしても口金1から押出成形される樹脂シート3が接触しない位置、すなわちキャスト面に多少の傷が生じても樹脂シート3の品質に影響を与えない位置である。シール材7bとして用いることができる材料や、キャスト面へのシール材7bの好ましい押付力、取り付け方法などの例は、特許文献1に記載されている。一方、シール材10は、キャスト面のシート搬送方向上流側の位置で、減圧チャンバー4とキャスト面との間のシール面を構成する。シール材10については後述する。
2 is a top view of the sheet manufacturing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. As shown in FIG. 3, when the
図3に示すように、減圧室4bの上部板4aの搬送方向下流の縁には口金1と接触するシール材7aが配されている。シール材7aは多孔質の樹脂またはゴムで構成されることが好ましい。上部板4aの口金1への取り付け方法はこれに限定されるものではなく、例えば、上部板4aの縁を口金1の本体に溶接で取り付けてもよく、口金1と上部板4a縁とをブラケットにより固定設置していてもよい。または、口金1と一体で上部板4aを構成してもよい。さらに、口金1のリップよりもキャスト面の搬送方向下流側で、口金1から吐出される樹脂シート3の両端の位置よりもシート幅方向外側に、口金1から吐出される樹脂シート3とキャスト面との隙間を塞ぐように設置された整流板6が、口金1の幅方向の両端部に備えられている。例えば、不図示のブラケットを介して口金1に整流板6を取り付けることができるが、整流板6の取り付け方法はこれに限られるものではない。なお口金1のリップとは、溶融樹脂あるいは樹脂液をシート状に押出成形するために口金1に設けられたスリット状の開口部のことをいう。
As shown in FIG. 3, a
次に、シール材10について説明する。図4は、シート製造装置におけるシール材10が設けられる位置を拡大して示したものであり、減圧チャンバー4のシート幅方向両側に設けられるシール材7bについては省略して描画している。シール材10は、回転する冷却ロール2のキャスト面に当接することによってシール面を形成するものである。シール材10は、減圧チャンバー4のシート搬送方向上流端部の下端面と冷却ロール2のキャスト面との間の隙間を塞ぐようにシート幅方向に延びている。
Next, the sealing
本発明のシール材10は、可撓性を有する樹脂フィルムから構成されていることが重要である。そうすることで、スクレーパーにより除去されなかった低分子量の樹脂成分は掻き取らずに受け流すことで、敢えて捕集せずに残し、余分な異物の生成を防止しながら、シール性を確保できる。そして、上記のような可撓性により、ロール2との接触によるシール材の摩耗や破損を抑制することができ、またそのことによる異物の発生も抑えることができる。
It is important that the sealing
シール材10を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などが用いられる。
As the resin forming the sealing
シール材10の厚さは、シール材10の材質にもよるが、好ましくは25μm以上500μm以下であり、より好ましくは50μm以上250μm以下であり、更に好ましくは75μm以上200μm以下である。シール材10がこの厚さよりも薄い場合には強度が不足してシール材10の下端側が減圧チャンバー4内の負圧に引かれて冷却ロール2の表面から浮いてしまうおそれがあり、一方シール材10の厚さが上記範囲よりも厚い場合には可撓性が失われてシール性を担保できなくなる。即ち、冷却ロール2の回転に伴って、冷却ロール2に対する減圧チャンバー4(シール材10)の高さ位置は極僅かに上下動する。そのため、シール材10が可撓性を持っていない場合、前記上下動に伴って、シール材10の下端面が冷却ロール2の上面から離れてしまったり、あるいはシール材10の下端部が冷却ロール2に衝突して破損してしまったりするおそれがある。これに対して上記のように本発明では、シール材10が可撓性を持つように厚さを設定しているので、冷却ロール2に対して減圧チャンバー4が上下動しても、この上下動に追随しながら減圧チャンバー4内の減圧を維持する。
The thickness of the sealing
シール材10の個数は1個に限定されるものではなく、シート搬送方向に沿って複数個のシール材を配置してもよい。図示したものでは2個のシール材10が設けられている。微小な異物が冷却ロール2の表面に付着した時、冷却ロール2の回転に伴って、シート搬送方向上流側のシール材10の下端側と、シート搬送方向下流側のシール材10の下端側とを順次この異物が通過する場合がある。シール材10の下端側を異物が通過した時には、このシール材10の下端側が冷却ロール2の表面から離れるので、当該シール材10における減圧シールの役割は通常時よりも低くなってしまうが、2つのシール材10、10を設けているので、いずれか一方のシール材10のシール性が一時的に機能しにくくなっても他方のシール材10が減圧チャンバー4内の減圧を維持する。
The number of sealing
シール材10は、減圧チャンバー4とキャスト面との間をシールする部材であるので、シール材10の両端は、減圧チャンバー4のシート幅方向両端に設けられるシール材7bに対して接するか、極めて近い距離に位置することが好ましい(図2参照)。シール材10は、図4に示すように、減圧チャンバー4の下端部に設けられた押さえ板11の溝に挟み込まれることにより押さえ板11に取り付けられ、押さえ板11は、減圧チャンバー4の減圧室4bの壁面を構成する部材4dに対してねじ12によって固定されている。これにより、シール材10は減圧チャンバー4に取り付けられている。
Since the sealing
図4に示すように、冷却ロール2の回転軸に垂直な断面、すなわちシート幅方向に垂直な断面で見ると、シール材10は、押さえ板11から冷却ロール2に向かって概略下方側に向かって延びている。そして、シール材10は、可撓性を有することから、その弾性力によって下端部が冷却ロール2のキャスト面に押し付けられる。このときシール材10は、冷却ロール2の回転に伴ってキャスト面の近傍でシート搬送方向下流側に向かって湾曲するので、シール材10の下側先端近くの両表面のうちシート搬送方向上流側の面がキャスト面に接することとなる。
シール材をロールに当てる角度としては、減圧チャンバーの本体からシール材が延出する方向と、当該延出方向とロールとが交わる点におけるロールの外周の接線のロール回転方向と、のなす角(図4中のθ)が5°以上85°以下であるか、95°以上175°以下であることが好ましい。θは、より好ましくは、25°以上75°以下または105°以上155°以下であり、更に好ましくは45°以上65°以下または115°以上135°以下である。θをこのような範囲内とすることで、シール材10のキャスト面への接圧を、シール性を確保する上で適切なものとすることができる。
As shown in FIG. 4, when viewed in a cross section perpendicular to the rotation axis of the
The angle at which the sealing material is applied to the roll is the angle formed by the direction in which the sealing material extends from the main body of the decompression chamber and the roll rotation direction of the tangent to the outer periphery of the roll at the point where the extension direction and the roll intersect ( θ) in FIG. 4 is preferably 5° or more and 85° or less, or 95° or more and 175° or less. θ is more preferably 25° or more and 75° or less or 105° or more and 155° or less, and still more preferably 45° or more and 65° or less or 115° or more and 135° or less. By setting θ within such a range, the contact pressure of the sealing
シール材10のキャスト面への接圧は、好ましくは0.2kPa以上29.0kPa以下であり、より好ましくは1.3kPa以上6.0kPa以下である。かかる範囲内とすることで、十分なシール性を確保することができる。
The contact pressure of the sealing
本実施形態で説明したシート製造装置は、種々の樹脂シートの製造に用いられるものであるが、微多孔ポリオレフィン樹脂シートの製造にも使用できるものである。 The sheet manufacturing apparatus described in this embodiment is used for manufacturing various resin sheets, but can also be used for manufacturing microporous polyolefin resin sheets.
本発明のシート製造装置を樹脂シートの製造に適用する場合には、口金1から樹脂を冷却ロール2上に押出すと共に冷却して、樹脂シートを得る。そして、冷却済の樹脂シートに対して延伸工程などが行われる。
When the sheet manufacturing apparatus of the present invention is applied to manufacturing a resin sheet, the resin is extruded from the
微多孔ポリオレフィン樹脂シートを製造する場合であれば、口金1から押出成形されるポリオレフィン樹脂溶液に含まれるポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルペンテンなどを用いることができる。ポリオレフィン樹脂溶液に含まれる希釈剤は、微多孔ポリオレフィン樹脂シートにおける微多孔形成のための構造を決めると共にポリオレフィン樹脂を溶液状とするための可塑剤であり、また樹脂シートを延伸する際の延伸性改善に寄与するものである。希釈剤としては、ポリオレフィン樹脂に混合または溶解できる物質であれば特に限定されない。室温で固体の希釈剤としては、ステアリルアルコール、セリルアルコール、パラフィンワックス等が挙げられる。延伸での斑の発生などを防止するために、また、後に塗布することを考慮して、希釈剤は室温で液体であるものが好ましい。液体の希釈剤としては、ノナン、デカン、デカリン、パラキシレン、ウンデカン、ドデカン、流動パラフィン等の脂肪族、環式脂肪族又は芳香族の炭化水素、および沸点がこれらの化合物の沸点の範囲にある鉱油留分、並びにジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の室温では液状のフタル酸エステルが挙げられる。液体希釈剤の含有量が安定なゲル状シートを得るために、上記希釈剤として流動パラフィンを用いることが更に好ましい。例えば、液体希釈剤の粘度は40℃において20~200cStであることが好ましい。溶融混練状態ではポリオレフィンと混和するが室温では固体の溶剤を希釈剤に混合してもよい。ポリオレフィン樹脂と希釈剤との配合割合は、ポリオレフィン樹脂と希釈剤との合計を100質量%として、押出物の成形性を良好にする観点から、ポリオレフィン樹脂10~50質量%が好ましい。
In the case of manufacturing a microporous polyolefin resin sheet, the polyolefin resin contained in the polyolefin resin solution extruded from the
図5は、微多孔ポリオレフィン樹脂シートの製品を得るまでの工程の全体を示している。まず、ポリオレフィン樹脂粉末と希釈剤である可塑剤とを押出機において溶融混練する(S11)。これによりポリオレフィン樹脂溶液が調製される。調製されたポリオレフィン樹脂溶液は、口金1によってシート状に押出成形されて吐出される(S12)。吐出されたシート状のポリオレフィン樹脂溶液すなわち樹脂シート3は、冷却ロール2によって冷却されて、ゲル状シートとなる(S13)。次にゲル状シートに対して湿式での二軸延伸が行われ(S14)、二軸延伸されたゲル状シートは溶媒に浸漬される(S15)。溶媒により可塑剤が除去されるので、微多孔ポリオレフィン樹脂シートが生成する。生成した微多孔ポリオレフィン樹脂シートに対して、続いて乾式での二軸延伸が行なわれ(S16)、熱緩和(S17)と冷却(S18)ののち、微多孔ポリオレフィン樹脂シートが巻き取られて(S19)、微多孔ポリオレフィン樹脂シート製品を得ることができる。溶融混練から巻取りまでの各工程は連続して実施することができるので、微多孔ポリオレフィン樹脂シートはウェブとして得られることになる。
FIG. 5 shows the entire process of obtaining a microporous polyolefin resin sheet product. First, a polyolefin resin powder and a plasticizer as a diluent are melt-kneaded in an extruder (S11). A polyolefin resin solution is thus prepared. The prepared polyolefin resin solution is extruded into a sheet by the
上述の本発明によれば、減圧チャンバー4におけるシート搬送方向上流側のシール材10として、可撓性を持たない固形状あるいはバルク状の部材ではなく、可撓性を持つシート状のシール材10を用いている。そのため、冷却ロール2との接触による摩耗や破損を抑制しつつ、更には付着物がそれ程堆積しないようにしながら、シール性を確保できる。即ち、シートの冷却工程に関与しない付着物についてはできるだけ除去した方が良い、というような従来の考え方に対して、本発明では付着物が冷却ロール2の表面に付着していたとしても、粗大な付着物が発生しない限りは欠陥の原因とはならないことを予め把握した上で、ある程度の付着物が冷却ロール2上に残ることを許容しながら、減圧チャンバー4を使用しつつ冷却ロール2上に樹脂シート3をキャストしている。従って、減圧チャンバー4のシール性を確保すると共に、微多孔膜に欠陥が発生することを抑えることができる。このようにシール材10に到達した付着物をできるだけ捕集せずに下流側に通流させるにあたって、シール材10における既述の傾斜角θを90°よりも小さくして、いわばシール材10によって付着物を冷却ロール2の回転方向に均すようにしている。そのため、シール材10の下端部へのダメージが抑えられるので、当該シール材10の長寿命化につながる。そして、冷却ロール2上の付着物をできるだけ掻きとらないようにシール材10を構成するにあたって、本発明では付着物を掻きとるためのスクレーパー17を設けているので、付着物掻き取り機能をスクレーパー17に割り当てることにより、シール材10はシール性を担保することに注力できる。従って、シール材10とスクレーパー17とを組み合わせることにより、当該シール材10の耐久性が良好になり、且つ異物回収性に優れる。
According to the above-described present invention, the sealing
以下、本発明を実施例等によりさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and the like. However, the present invention is not limited to these examples.
[実施例1]
図1乃至図3に示すシート製造装置を用い、図5に示す手順に従って微多孔ポリオレフィン樹脂シートを作成した。
[Example 1]
Using the sheet manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 to 3, a microporous polyolefin resin sheet was produced according to the procedure shown in FIG.
(1)シート材料
微多孔ポリオレフィン樹脂シート材料となるポリオレフィンとしては、高密度ポリエチレン(HDPE)、粘度1000Pa・sを使用した。ここで粘度は、せん断速度100/s、温度200℃の条件で、JIS K7117-2に規定する方法で測定したものである。希釈剤としては、流動パラフィン(LP)、動粘度51cSt(40℃・mm2/sのとき)を使用した。
(1) Sheet material High-density polyethylene (HDPE) with a viscosity of 1000 Pa·s was used as the polyolefin for the microporous polyolefin resin sheet material. Here, the viscosity is measured by the method specified in JIS K7117-2 under conditions of shear rate of 100/s and temperature of 200°C. Liquid paraffin (LP) with a kinematic viscosity of 51 cSt (at 40° C.·mm 2 /s) was used as a diluent.
(2)仕込み
シート材料を乾燥後、押出機に供給して希釈剤と共に溶融混錬した後、シート成型用の口金に供給した。また、口金に至るまでの装置温度は230℃に設定した。
(2) Preparation After the sheet material was dried, it was supplied to an extruder, melted and kneaded together with a diluent, and then supplied to a die for sheet molding. In addition, the temperature of the device up to the nozzle was set to 230°C.
(3)シート成型口金
スリット幅が300mmである口金1を使用し、上記の溶融混練後の樹脂溶液を70kg/hrで吐出させた。なお樹脂溶液中のLP濃度は70質量%とし、49kg/hrがLPである。
(3) Sheet Molding Die A die 1 having a slit width of 300 mm was used, and the resin solution after melt-kneading was discharged at 70 kg/hr. The LP concentration in the resin solution is 70% by mass, and LP is 49 kg/hr.
(4)キャスト冷却装置
キャスト冷却装置の冷却ロール2として、表面が鏡面状のシート成型ロールを使用した。シート成型口金からシート状に押し出した後、ロール温度を35℃に設定したシート成型ロールの上でキャスト速度3m/minで成型した。
(4) Cast Cooling Device As the
(5)減圧チャンバー
シート形成口金(口金1)とシート成型ロール(冷却ロール2)の間のクリアランスを40mm、減圧チャンバー4の上部板4aの全体に亘ってシート搬送方向上流側に向かって水平方向に対して下向きに10°で一定に傾斜したものを使用した。整流板6は、減圧チャンバー4の本体(減圧室4b)の側面の延長上になるように設置位置を調整し、さらに口金1のリップ位置を冷却ロール2の頂上に配した上で、減圧チャンバー4を設置した。口金1と上部板4aとの間のシール材7aとしては延伸ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を使用した。キャスト面とのシール材のうち、減圧チャンバー4の側面部に設けられるシール材7bには、シリコーンスポンジゴム(引き裂き硬度0.25MPa)を使用し、シート搬送方向上流側に設けられるシール材10には、PETフィルムからなるものを使用した。シール材10の設置状況は図4に示すものと同じである。PETフィルムからなるシール材10は、厚みが125μmであり、傾斜角θが60°であり、キャスト面への接圧が3kPaとなるように設置した。また、減圧室4bでの減圧度は大気圧に対して-0.1kPaとなるように設定した。
(5) Decompression chamber The clearance between the sheet forming die (die 1) and the sheet forming roll (cooling roll 2) is set to 40 mm, and the entire
(6)スクレーパー(ドクターブレード)
図4に示すように、硬度70度のシリコーンゴムからなるスクレーパー17を設けた。スクレーパー17がキャスト面に接する位置からスクレーパー17が延びる方向と冷却ロール2の回転方向とがなす角αを30°とした。
(6) Scraper (doctor blade)
As shown in FIG. 4, a
(7)欠点検出
上記(1)~(6)の条件を採用し、図5に示すようにさらに延伸等を行なって微多孔ポリオレフィン樹脂シート(微多孔膜)を製造し、得られた微多孔膜における欠点を透過方式の欠点検出器を使用して検出した。製膜流れ方向(MD方向)及び幅方向(TD方向)の両方において寸法が10mm以上である欠点を減圧チャンバーにて発生した異物起因の欠点とした。
(7) Defect detection Adopting the above conditions (1) to (6), further stretching etc. are performed as shown in Fig. 5 to produce a microporous polyolefin resin sheet (microporous membrane), Defects in the film were detected using a transmission type defect detector. Defects having dimensions of 10 mm or more in both the film forming flow direction (MD direction) and the width direction (TD direction) were regarded as defects caused by foreign matter generated in the decompression chamber.
(8)結果
製造された幅1800mm×長さ60mの微多孔膜において、減圧チャンバーで発生した異物に起因する欠点の数は1個であり、欠点の数は少なかった。
(8) Results In the manufactured microporous membrane of width 1800 mm×length 60 m, the number of defects caused by foreign matter generated in the decompression chamber was one, and the number of defects was small.
[比較例1]
減圧チャンバー4におけるシール材の構成を変えたほかは実施例1と同様にして微多孔膜を製造した。具体的な樹脂シートの製造方法は以下の通りである。
[Comparative Example 1]
A microporous membrane was produced in the same manner as in Example 1, except that the configuration of the sealing material in the
(1)シート材料
実施例1と同じとした。
(1) Sheet material Same as in Example 1.
(2)仕込み
実施例1と同じとした。
(2) Preparation It was the same as in Example 1.
(3)シート成型口金
実施例1と同じとした。
(3) Sheet molding die Same as in Example 1.
(4)キャスト冷却装置
実施例1と同じとした。
(4) Cast cooling device Same as in Example 1.
(5)減圧チャンバー
シート形成口金(口金1)とシート成型ロール(冷却ロール2)の間のクリアランスを40mm、減圧チャンバー4の上部板4aの全体に亘ってシート搬送方向上流側に向かって水平方向に対して下向きに10°で一定に傾斜したものを使用した。整流板6は実施例1と同様に設置し、さらに口金1のリップ位置を冷却ロール2の頂上に配した上で、減圧チャンバー4を設置した。口金1と上部板4aとの間のシール材7aと、減圧チャンバー4の側面部とキャスト面との間に設けられるシール材7bには、それぞれ実施例1と同じものを使用した。実施例1においてシート搬送方向上流側に設けられるシール材10の代わりに、この比較例1では、図6に示すように、シール材7bと同じ材質(シリコーンスポンジゴム(引き裂き硬度0.25MPa))からなるブロック状のシール材50を用いた。シール材50は、押さえ板51を挟んで、減圧チャンバー4の減圧室4bの壁面を構成する部材4dに対してねじ52によって固定した。減圧室4bでの減圧度は大気圧に対して-0.1kPaとなるように設定した。
(5) Decompression chamber The clearance between the sheet forming die (die 1) and the sheet forming roll (cooling roll 2) is set to 40 mm, and the entire
(6)スクレーパー(ドクターブレード)
実施例1と同じとした。
(6) Scraper (doctor blade)
Same as Example 1.
(7)欠点検出
実施例1と同じとした。
(7) Defect detection Same as the first embodiment.
(8)結果
製造された幅1800mm×長さ60mの微多孔膜において、減圧チャンバーで発生した異物に起因する欠点の数は20個であり、実施例1と比べて欠点の数が増加し、生産収率が低下した。
(8) Results In the manufactured microporous membrane of width 1800 mm × length 60 m, the number of defects caused by foreign matter generated in the reduced pressure chamber was 20, and the number of defects increased compared to Example 1. Production yield decreased.
[比較例2]
減圧チャンバー4におけるシール材の構成を変えたほかは実施例1と同様にして微多孔膜を製造した。具体的な樹脂シートの製造方法は以下の通りである。
[Comparative Example 2]
A microporous membrane was produced in the same manner as in Example 1, except that the configuration of the sealing material in the
(1)シート材料
実施例1と同じとした。
(1) Sheet material Same as in Example 1.
(2)仕込み
実施例1と同じとした。
(2) Preparation It was the same as in Example 1.
(3)シート成型口金
実施例1と同じとした。
(3) Sheet molding die Same as in Example 1.
(4)キャスト冷却装置
実施例1と同じとした。
(4) Cast cooling device Same as in Example 1.
(5)減圧チャンバー
減圧チャンバー4の側面部とキャスト面との間に設けられるシール材7bと、減圧チャンバー4のシート搬送方向上流側に設けられるシール材50のそれぞれについて、シリコーンスポンジゴム(引き裂き硬度0.08MPa)を使用したほかは比較例1と同じにした。
(5) Decompression Chamber For each of the sealing
(6)スクレーパー(ドクターブレード)
実施例1と同じとした。
(6) Scraper (doctor blade)
Same as Example 1.
(7)欠点検出
実施例1と同じとした。
(7) Defect detection Same as the first embodiment.
(8)結果
微多孔ポリオレフィン樹脂シートの製造を行なっているうちに、減圧チャンバー4の搬送方向上流側となる位置に設けられたシール材50が千切れてしまって減圧シールが破れ、減圧室4b内を負圧とすることができなかった。その結果、微多孔膜の製造を行うことができなかった。
(8) Result During the production of the microporous polyolefin resin sheet, the sealing
1 口金
2 冷却ロール
3 樹脂シート
4 減圧チャンバー
4b 減圧室
4c 開口部
6 整流板
7a,7b,10 シール材
11 押さえ板
12 ねじ
17 スクレーパー
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
8. The method for producing a resin sheet according to claim 7 , wherein the resin discharged from the die is a resin solution obtained by kneading a polyolefin resin and a diluent.
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