JP2000079621A - シート状物の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶液膜等の樹脂膜のキャスト性を向上すると
ともに、安定製膜、製膜速度向上のための最適な条件を
容易に設定できるようにする。 【解決手段】 口金から吐出された樹脂膜を、移動する
キャスト面に密着させてシート状物に成形するシート状
物の製造装置において、樹脂膜のキャスト面への着地点
よりもキャスト面移動方向上流側に、樹脂膜との接触部
分を有する台１の負圧領域と、樹脂膜との接触部分を有
さない、前記第１の負圧領域よりも減圧度の低い第２の
負圧領域と、樹脂膜との接触部分を有さない、前記第１
の負圧領域よりも減圧度の高い第３の負圧領域を設けた
ことを特徴とするシート状物の製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シート状物の製造
装置および製造方法に関し、とくに溶融された樹脂ある
いは溶媒に溶解された樹脂を口金からキャスト面にシー
ト状に吐出してシート状物を製造する装置および方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、溶融樹脂又は溶液樹脂をスリ
ット状の口金からシート状に押し出してキャスト面に密
着させた後、冷却あるいは乾燥工程を経て樹脂フィルム
にする製造方法が知られている。この様な樹脂フィルム
の製造方法において、口金から吐出されたフィルムのキ
ャスト面への密着点が安定しているか否かは、その後の
工程に基本的な影響をおよぼし、製品品質を左右する重
要な因子になっている。

【０００３】すなわち、この密着点が不安定であると、
密着点が最も遅れた箇所からフィルムとキャスト面との
間にエアが噛み込むという現象が生じる（以後、これを
“エア噛み”と称する）。このエア噛みが発生すると、
フィルム面に厚みむらを生じたり、その後の延伸過程で
エア噛み部分に応力集中が生じてフィルムが破れるなど
の問題があった。このエア噛み現象は、製膜速度が高速
になるほど顕著になるため、生産性向上の支障になって
いた。

【０００４】従来、このエア噛みの対策としては、静電
気力利用や空気による強制押しつけ、あるいは吸引ノズ
ルによるエア吸引等のいくつかの密着方式が提案されて
いる。しかし、これらの密着方式のうち、空気による強
制押しつけ法は、過剰な空気を吹き付けるためキャスト
面のフィルムを乱し、特に製膜速度が高速になったり、
フィルムが薄物になると密着点が不安定になるという欠
点がある。

【０００５】また、静電気力利用による密着方式は、製
膜速度の高速化に伴って静電気的印加力を増大させる
と、金属キャスト面への放電現象により密着点が不安定
になるため、低速度の製膜に制限されるという欠点があ
る。また、静電気を利用する方法は、製膜する樹脂が不
導体である場合には十分な効果が得にくいという本質的
な問題点もある。

【０００６】これらに対して、吸引ノズルによる吸引方
式は、過剰な空気の供給を必要とせず、また樹脂が不導
体であっても適用できるという利点があり、広く利用さ
れている。

【０００７】このような吸引ノズルを用いたフィルム密
着装置として、特公昭６２−３８１３３号公報に記載さ
れたものが知られている。このフィルム密着装置におい
ては、図７、８に示すように、溶液膜１０６は、口金１
０１を通って、矢印１１３の方向に回転するキャストド
ラム１０４上に押し出される。口金１０１には、隔離壁
１０９により分離された第一の負圧領域１０８と第二の
負圧領域１１０を有する吸引ボックス１０７が固定され
ている。ただし第一の負圧領域１０８のエアーは隔離壁
１０９の下を通って第二の負圧領域１１０に吸引され
る。吸引ボックス１０７はキャストドラム（ベルト）１
０４との間で接触シールまたはラビリンスシールするシ
ール面１１１を有する。第二の負圧領域１１０にのみ負
圧源１１２が接続されている。

【０００８】また、実公平８−４２７５号公報に記載さ
れたものも知られている。このフィルム密着装置におい
ては、図９、１０に示すように、溶融膜２０３は、口金
２０１を通ってキャストドラム２０２に押し出される。
口金２０１には、吸引口２０４が固定されておりキャス
トドラム２０２と吸引口２０４との間にはキャストドラ
ム２０２に接触させてフェルト２０５を設け、更に口金
２０１と吸引口２０４との間はシリコーンゴム２０６を
用いて隙間をふさぎ、外気の侵入を遮断している。そし
て吸引口２０４は、吸引ブロワと複数の配管２０８で接
続されている。配管２０８には、調整弁２０７が設けて
ある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図７、８に
示したフィルム密着装置においては、第一の負圧領域１
０８に負圧源１１２が接続されていないために必要な負
圧を得ることができず、溶液膜の密着時に問題となる微
少なエアーの噛み込みを防止することができないという
問題があった。また、強引にエアーの噛み込みを防止し
たとしても密着点が安定せず厚み斑を引き起こすという
問題があった。

【００１０】また、図９、１０に示したフィルム密着装
置においては、吸引ブロワが一台であるため、ひとつの
調整弁２０７を絞ると他の配管２０８の流量が増加する
という現象が発生し、実質的に個別調整ができないとい
う問題があった。

【００１１】また、溶融製膜で使用されるキャストドラ
ム２０２とフェルト２０５との接触シールは、接触→
（伝熱）シール材冷却→シール材収縮→接圧減少→（伝
熱減少）膨張のサイクル繰り返すことで適正な接圧を維
持し使用可能であるが、これを溶液製膜に適用した場
合、接触→（伝熱）シール材加熱→シール材膨張→接圧
過大となり、短時間で接圧過大となって、キャスト面を
傷つけたり、キャスト面がベルトである場合には、ベル
トの撓みが発生するので根本的に使用できないという問
題があった。

【００１２】本発明の課題は、溶液膜等の樹脂膜がキャ
スト面に密着する際に発生する不都合を防止することに
より、製品の品質を向上し、かつ高速製膜を可能にする
とともに、安定製膜のための最適な条件を容易に設定す
ることが可能なシート状物の製造装置および製造方法を
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のシート状物の製造装置は、口金から吐出さ
れた樹脂膜を、移動するキャスト面に密着させてシート
状物に成形するシート状物の製造装置において、樹脂膜
のキャスト面への着地点よりもキャスト面移動方向上流
側に、樹脂膜との接触部分を有する台１の負圧領域と、
樹脂膜との接触部分を有さない、前記第１の負圧領域よ
りも減圧度の低い第２の負圧領域と、樹脂膜との接触部
分を有さない、前記第１の負圧領域よりも減圧度の高い
第３の負圧領域を設けたことを特徴とするものからな
る。

【００１４】上記装置においては、第１〜第３の負圧領
域がそれぞれ、独立に制御可能な減圧手段に接続されて
いることが好ましい。これによって各負圧領域が所望の
減圧度に容易に調整される。

【００１５】第３の負圧領域は、好ましくは少なくとも
２つの負圧領域Ａ、Ｂからなり、これら負圧領域Ａ、Ｂ
が、それぞれ第１の負圧領域の両側に配置されているこ
とが望ましい。

【００１６】つまり、望ましい態様の一つのとして、前
記第１の負圧領域が、前記樹脂膜の実質的に全幅にわた
って樹脂膜との接触部分を有し、前記第２の負圧領域が
第１の負圧領域と並行に配置され、前記第３の負圧領域
が、樹脂膜の幅方向に前記第１の負圧領域の端部に配置
されている、とくに第３の負圧領域の負圧領域Ａ、Ｂが
第１の負圧領域の両端部に配置されている構成がある。

【００１７】各負圧領域の圧力関係についてみれば、前
記第１の負圧領域の大気圧に対する減圧度をＰ１、第２
の負圧領域の減圧度をＰ２、第３の負圧領域の減圧度を
Ｐ３としたとき、次の関係を満足することが好ましい。 ０．４Ｐ１ ≦ Ｐ２ ≦ ０．８Ｐ１ １．２Ｐ１ ≦ Ｐ３ ≦ ２．２Ｐ１

【００１８】また、各負圧領域の面積についてみれば、
前記キャスト面への投影面積にて、前記第１の負圧領域
の面積をＭ１、第２の負圧領域の面積をＭ２、第３の負
圧領域の面積をＭ３としたとき、次の関係を満足するこ
とが好ましい。 ０．１Ｍ１ ≦ Ｍ２ ≦ ３Ｍ１ ０．００５Ｍ１ ≦ Ｍ３ ≦ ０．１Ｍ１

【００１９】このような装置は、とくに、前記樹脂膜が
樹脂成分を含む溶液膜である場合、つまり溶液製膜に好
適なものである。

【００２０】本発明に係るシート状物の製造方法は、上
記のような装置を用いてシート状物、とくに樹脂フィル
ムを製造することを特徴とする方法からなる。

【００２１】上記のような本発明に係るシート状物の製
造装置および製造方法においては、口金から吐出された
樹脂膜がキャスト面に密着される際、樹脂膜の中央部が
主として第１の負圧領域によって吸引されて良好にキャ
スト面に密着され、第１の負圧領域と第２の負圧領域と
の最適な圧力バランスによって、この樹脂膜中央部の密
着状態が安定して最適な状態に保たれる。そして、樹脂
膜の端部（両端部）に接する部分が、主として第１の負
圧領域および第３の負圧領域による安定した最適な減圧
状態に保たれ、それによって樹脂膜の端部が安定して最
適な密着状態に保たれる。その結果、キャスト面に対
し、樹脂膜全体が、エア噛みが防止されつつ、かつ、着
地点が安定した状態で、しわや成形不良を発生させるこ
となく安定製膜される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。まず、本発明のシー
ト状物の製造装置を用いて製造されるフィルムの原料で
ある樹脂は、溶融するかあるいは溶液として流動性を有
し、製膜可能なものであれば特に限定されない。例え
ば、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどのポリオレ
フィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル
などに代表される熱可塑性樹脂、メタ系アラミド、パラ
系アラミドなどの耐熱性樹脂が挙げられる。勿論、使用
される樹脂には、安定剤、帯電防止剤などの添加剤が配
合されていてもよい。

【００２３】図１は、本発明の一実施態様に係るシート
状物の製造装置としての樹脂フィルムの製造装置を示し
ており、とくに溶液製膜に本発明を適用した場合を示し
ている。図１は、この装置の概略側面断面図であり、図
２は、図１に示した装置の吸引ボックス部の概略平面図
である。

【００２４】図１において、押出機（図示せず）で溶液
は口金１により溶液膜３（樹脂膜）として押し出され
る。このとき溶液膜３のベルト１４への密着は、口金１
の、溶液膜がキャスト面１４ａに密着する地点より、ベ
ルト１４移動方向の上流側（矢印１７の逆方向側）に配
設された吸引ボックス２内の第１の負圧領域４と第２の
負圧領域５とにより作り出される減圧状態により制御さ
れる。第１の負圧領域４には、第１の減圧系１５が接続
され、第１の減圧系１５には、第１のブロワ８と、第１
のブロワ８の吸気側に第１の吸気弁７と、第１のブロワ
８の排気側に第１の排気弁９と、これらを繋ぐ第１の配
管６とが設置してある。まだ第２の負圧領域５には、第
２の減圧系１６が接続され、第２の減圧系１６には、第
２のブロワ１２と、第２のブロワ１２の吸気側に第２の
吸気弁１１と、第２のブロワ１２の排気側に第２の排気
弁１１と、これらを繋ぐ第２の配管１０とが設置してあ
る。１８、１９は圧力計、２０、２１は流量計を示して
いる。

【００２５】図２に示すように、第１の負圧領域４は、
溶液膜３とほぼ同等の幅方向長さを有している。幅方向
長さの詳細は製膜条件等により任意に選択してよい。例
えば、溶液膜３の端部の厚みが、中央部の厚みより薄い
場合は、第１の負圧領域４の幅方向長さを溶液膜３より
数ミリ程度短くした方が良く、また、溶液膜３の端部の
厚みが、中央部の厚みより厚い場合は、第１の負圧領域
４の幅方向長さを溶液膜３より数ミリ程度長くした方が
良い。第１の負圧領域４のＡ寸法も製膜条件等により任
意に選択してよく、１０〜２００ｍｍが最適である。

【００２６】また、図２に示すように、第２の負圧領域
５は、第１の負圧領域４に対し並行に、とくに本実施態
様では、平行に配置されている。第１の負圧領域４の、
溶液膜３の幅方向端部（本実施態様では両端部）には、
第３の負圧領域が配置されている。本実施態様では、第
３の負圧領域は、２つの負圧領域Ａ２４と負圧領域Ｂ２
５からなっている。この第３の負圧領域２４、２５も、
第１の負圧領域４と第２の負圧領域５とともに、溶液膜
３に対して減圧された領域を形成し、キャスト面１４ａ
への密着に寄与する。

【００２７】第３の負圧領域２４、２５は、第３の配管
２６により接続され、また第３の減圧系（図示せず）に
接続されている。第３の減圧系には第３のブロワ（図示
せず）と、第３のブロワの吸気側に圧力計（図示せず）
および第３の吸気弁２７と、第３のブロワの排気側に第
３の排気弁（図示せず）と第３の流量計（図示せず）
と、これらを繋ぐ第３の配管２６とが設置してある。第
３の負圧領域２４、２５は同じ減圧度となるようになっ
ている。

【００２８】上記第１、第２、第３の減圧系は、それぞ
れ独立に制御可能になっており、後述の実施例に示す如
く、第１の負圧領域４、第２の負圧領域５、第３の負圧
領域２４、２５がそれぞれ最適な減圧度に調整される。

【００２９】第２の負圧領域５は、第１の負圧領域４の
ベルト１４移動方向の上流側（矢印１７の逆方向側）に
第１の負圧領域４と平行配設してある。第２の負圧領域
５のＣ寸法は製膜条件等により任意に選択してよく、Ｃ
寸法は、１０〜２００ｍｍが最適である。第２の負圧領
域５のＨ寸法も製膜条件等により任意に選択してよい
が、溶液膜３の幅方向長さより長くした方が望ましく、
溶液膜３の幅方向長さに両端部にＥ寸法とＦ寸法を加え
たものが最も望ましい。第３の負圧領域２４、２５のＦ
寸法も製膜条件等により任意に選択してよく、５〜１０
０ｍｍが最適である。

【００３０】吸引ボックス２のＢ・Ｄ・Ｅ・Ｉ及びＧ寸
法は、必要強度、有効スペース及び製膜条件等により任
意に選択してよく、Ｂ寸法及びＤ寸法は１０〜１００ｍ
ｍが最適であり、Ｅ寸法及びＧ寸法及びＩ寸法は１〜５
０ｍｍが最適である。

【００３１】各負圧領域４、５、２４、２５の望ましい
面積割合、さらには望ましい圧力関係は前述した通りで
ある。

【００３２】このように構成された装置を用いて、第２
の負圧領域５の減圧度が第１の負圧領域４の減圧度より
も低くなるように、第３の負圧領域２４、２５の減圧度
が第１の負圧領域４の減圧度よりも高くなるように、か
つ、各負圧領域４、５、２４、２５の減圧度を最適な範
囲内に制御して最適な圧力バランスに制御することによ
り、しわやエア噛みを発生させることなく、安定した製
膜が可能となる。

【００３３】とくに本実施態様では、第２の負圧領域５
を、第１の負圧領域４と平行に配設し、第１の負圧領域
４の両端部に第３の負圧領域２４、２５を配設し、第２
の負圧領域５と第３の負圧領域２４、２５により第１の
負圧領域４を取り囲むことにより、すべての方向からの
第１の負圧領域４へのエアの侵入を排除し、特に側面か
らの侵入を第３の負圧領域２４、２５により積極的に排
除することができる。その結果、望ましくないエアの流
入を防止して、一層良好にエア噛みを防止し、安定製膜
をはかることができる。

【００３４】なお、キャスト面はドラム状、ベルト状等
任意形状でよいが、ベルトである場合は、吸引ボックス
２の形状が最も単純となるので望ましい。

【００３５】また第１の減圧系１５は第１の負圧領域４
を微妙に調整するため、第１の吸気弁７により粗調整を
実施し、第１の排気弁９により微調整を実施することが
最も望ましいが、弁を使用せずブロワの回転数をインバ
ータにより制御してもよい。

【００３６】また、第２の減圧系１６は第２の負圧領域
５を微妙に調整するため、第２の吸気弁１１により粗調
整を実施し、第２の排気弁１３により微調整を実施する
ことが最も望ましいが、弁を使用せずブロワの回転数を
インバータにより制御してもよい。

【００３７】上記のような本発明に係る装置の性能を確
認するため、および、該装置における最適条件を探索す
るために、以下の実験を行った。

【００３８】Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に
芳香族ジアミン成分として８０モル％に相当する２−ク
ロルパラフェニレンジアミンと、２０モル％に相当する
４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとを溶解させ、
これに１００モル％に相当する２−クロルテレフタル酸
クロリドを添加し、２時間攪拌して重合を完了した。こ
れを水酸化リチウムで中和して、ポリマ濃度１１重量
％、粘度２０００ポイズの芳香族ポリアミド溶液を得
た。この溶液を幅２ｍの口金より２ｋｇ／分で押出し溶
液膜を得た。

【００３９】吸引ボックス２の詳細寸法は次の通りとし
た。第１の負圧領域４のＡ寸法は１００ｍｍとした。第
２の負圧領域５は、第１の負圧領域４に平行に配設し
た。第２の負圧領域５のＣ寸法は８０ｍｍとし、Ｈ寸法
は２０９０ｍｍとした。第３の負圧領域２４、２５のＦ
寸法は２０ｍｍとした。吸引ボックス２のＢ寸法及びＤ
寸法は６０ｍｍとし、Ｅ寸法及びＧ寸法は２５ｍｍとし
Ｉ寸法は５ｍｍとした。

【００４０】この吸引ボックス２により、表面温度が９
０℃で矢印１７方向に移動するベルト１４に密着させ
た。その後熱風による乾燥、水洗工程における延伸及び
水洗、熱処理工程における延伸及び熱処理工程を経た
後、巻取厚さ６μｍのポリアミドフィルムを得た。

【００４１】ベルト１４の移動速度を５ｍ／分としたと
ころから密着を開始し、第１の負圧領域４と第２の負圧
領域５と第３の負圧領域２４、２５の減圧度を、第１の
圧力計１８と第２の圧力計１９と第３の圧力計とにより
確認しながら第１の排気弁９と第２の排気弁１３と第３
の排気弁により微調整し、移動速度を増速した。安定製
膜が可能な上限のベルト速度は表１に示した通りであっ
た。表１に示すように、各負圧領域の減圧度を本発明で
規定した大小関係に制御することが可能であり、かつ、
その大小関係を維持しつつ、各負圧領域の減圧度には最
適な範囲が存在することが判る。

【００４２】

【表１】

【００４３】図２〜図６における２２は、溶液膜３のキ
ャスト面への着地線（密着開始線）を示しており、図３
は、表１に示した実験Ｎｏ．５における突発エア噛み２
３が発生している様子を、図４は実験Ｎｏ．６における
端部エア噛み３１が発生している様子を、図５は実験Ｎ
ｏ．８におけるしわ３２が発生している様子を、図６は
実験Ｎｏ．９における端部しわ３３が発生している様子
を、それぞれ示している。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のシート状
物の製造装置および製造方法によれば、第１〜第３の負
圧領域を設けて口金から吐出された樹脂膜をキャスト面
に密着させるとともに、各負圧領域の減圧度の大小関係
を特定したので、樹脂膜に作用する負圧領域の圧力バラ
ンスを容易に最適な状態に制御できるようになり、それ
によって、エア噛み、しわの発生を防止して安定製膜を
達成できるとともに、製膜速度の向上を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係るシート状物の製造装
置の概略構成図である。

【図２】図１の装置の吸引ボックス部の概略平面図であ
る。

【図３】実験Ｎｏ．５における製膜状態を示す概略平面
図である。

【図４】実験Ｎｏ．６における製膜状態を示す概略平面
図である。

【図５】実験Ｎｏ．８における製膜状態を示す概略平面
図である。

【図６】実験Ｎｏ．９における製膜状態を示す概略平面
図である。

【図７】従来装置の概略平面図である。

【図８】図７の装置の概略断面図である。

【図９】別の従来装置の概略平面図である。

【図１０】図９の装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１ 口金 ２ 吸引ボックス ３ 溶液膜 ４ 第１の負圧領域 ５ 第２の負圧領域 ６ 第１の配管 ７ 第１の吸気弁 ８ 第１のブロワ ９ 第１の排気弁 １０ 第２の配管 １１ 第２の吸気弁 １２ 第２のブロワ １３ 第２の排気弁 １４ ベルト １４ａ キャスト面 １５ 第１の減圧系 １６ 第２の減圧系 １７ 第１の圧力計 １９ 第２の圧力計 ２０ 第１の流量計 ２１ 第２の流量計 ２２ 着地線 ２４、２５ 第３の負圧領域 ２６ 第３の配管 ２７ 第３の流量計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡城 英敏 滋賀県大津市園山１丁目１番１号 東レ株 式会社滋賀事業場内 Ｆターム(参考） 4F205 AA30 AC05 AG01 AM32 AR02 GA07 GB02 GC06 GF01 GF23 GF24 GF30 GN24

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 口金から吐出された樹脂膜を、移動する
   キャスト面に密着させてシート状物に成形するシート状
   物の製造装置において、樹脂膜のキャスト面への着地点
   よりもキャスト面移動方向上流側に、樹脂膜との接触部
   分を有する第１の負圧領域と、樹脂膜との接触部分を有
   さない、前記第１の負圧領域よりも減圧度の低い第２の
   負圧領域と、樹脂膜との接触部分を有さない、前記第１
   の負圧領域よりも減圧度の高い第３の負圧領域を設けた
   ことを特徴とするシート状物の製造装置。
2. 【請求項２】 前記第１〜第３の負圧領域が、それぞ
   れ、独立に制御可能な減圧手段に接続されている、請求
   項１に記載のシート状物の製造装置。
3. 【請求項３】 前記第３の負圧領域が少なくとも２つの
   負圧領域Ａ、Ｂからなる、請求項１または２に記載のシ
   ート状物の製造装置。
4. 【請求項４】 前記第１の負圧領域が、前記樹脂膜の実
   質的に全幅にわたって樹脂膜との接触部分を有し、前記
   第２の負圧領域が第１の負圧領域と並行に配置され、前
   記第３の負圧領域が、樹脂膜の幅方向に前記第１の負圧
   領域の端部に配置されている、請求項１〜３のいずれか
   に記載のシート状物の製造装置。
5. 【請求項５】 前記第１の負圧領域の大気圧に対する減
   圧度をＰ１、第２の負圧領域の減圧度をＰ２、第３の負
   圧領域の減圧度をＰ３としたとき、次の関係を満足す
   る、請求項１〜４のいずれかに記載のシート状物の製造
   装置。 ０．４Ｐ１ ≦ Ｐ２ ≦ ０．８Ｐ１ １．２Ｐ１ ≦ Ｐ３ ≦ ２．２Ｐ１
6. 【請求項６】 前記キャスト面への投影面積にて、前記
   第１の負圧領域の面積をＭ１、第２の負圧領域の面積を
   Ｍ２、第３の負圧領域の面積をＭ３としたとき、次の関
   係を満足する、請求項１〜５のいずれかに記載のシート
   状物の製造装置。 ０．１Ｍ１ ≦ Ｍ２ ≦ ３Ｍ１ ０．００５Ｍ１ ≦ Ｍ３ ≦ ０．１Ｍ１
7. 【請求項７】 前記樹脂膜が樹脂成分を含む溶液膜であ
   る、請求項１〜６のいずれかに記載のシート状物の製造
   装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の装置を
   用いてシート状物を製造することを特徴とするシート状
   物の製造方法。