JP2000202891A - アクリルフィルムの製造方法およびアクリルフィルム製造用押出機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚染などがなく、品質に優れたアクリルフィ
ルムを簡易で作業性に優れ、低コストで製造する方法、
およびこのようなアクリルフィルムを製造するための押
出機を提供する。 【解決手段】 乳化重合で得られたアクリル系重合体の
含水重合体を、押出機１０のバレル１１内の圧搾部２
８，２９で圧搾しながら、生じる液体および気化物を脱
液部３０，３１および脱気部３２，３３から排出して脱
水し、さらに加熱溶融後に前記押出機１０のダイス１４
より押し出してフィルム状に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低コストで品質上
優れたアクリルフィルムの製造方法、およびアクリルフ
ィルム製造用押出機に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクリルフィルムを製造する場合、一般
的に、原料としてペレットを使用し、押出機を用いて製
膜する。原料としてペレットでなく粉体を使用すること
も考えられるが、粉体を使用した場合、押出機への供給
が不安定になり、均一な厚みをもつフィルムが得られに
くいなどの問題点がある。製膜の原料となるペレット
は、乳化重合で得られる重合体ラテックスを凝固し、洗
浄・脱水の各工程を経て得られる湿潤状重合体を気流乾
燥機あるいは流動乾燥機で乾燥させて粉体として取り出
し、ついで、押出機によりペレット状に賦形して製造す
るのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなアクリルフィルムの製造方法においては、乳化重合
体が一旦粉体として取り出されるために、多様の工程が
必要となり、ランニングコストが大きく、また、工程中
の重合体のロスが多かった。さらに、場合によっては、
異物が混入する可能性がある等の多様の問題があった。

【０００４】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたもので、異物による汚染などがなく、品質に優れた
アクリルフィルムを簡易で作業性に優れ、低コストで製
造する方法、およびこのようなアクリルフィルムを製造
するための押出機を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等はこ
のような状況を鑑み、鋭意研究を進めた結果、アクリル
フィルムを製造するにあたり、アクリル系重合体の含水
重合体を特定方法で溶融、可塑化し、次いでフィルム状
に成形することで上記問題点が解決できることを見出
し、本発明に至った。すなわち、本発明のアクリルフィ
ルムの製造方法は、乳化重合で得られたアクリル系重合
体の含水重合体を、押出機のバレル内で圧搾しながら、
生じる液体および気化物を前記バレル内から排出して脱
水し、さらに加熱溶融後に前記押出機のダイスより押し
出してフィルム状に成形することを特徴とする。

【０００６】本発明のアクリルフィルム製造用押出機
は、原料供給口の形成されたバレルと、該バレルに設け
られ、原料供給口から供給されたアクリル系重合体の含
水重合体を圧搾する圧搾機構と、バレル内の液体を排出
する脱液部と、アクリル系重合体を加熱溶融する加熱部
と、加熱によって気化した気化物を排出する脱気部と、
加熱溶融されたアクリル系重合体が押し出されるダイス
と、該押し出されたアクリル系重合体をフィルム状に成
形する成形部とを有していることを特徴とする。また、
前記加熱部および脱気部は、前記脱液部よりも下流側に
位置することが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる原料としての
アクリル系重合体としては、乳化重合で得られたアクリ
ル系重合体ラテックスを凝固、脱水してなる湿潤状のも
のであれば特に限定されないが、フィルムに成形した際
の柔軟性、透明性に優れ、製造時や後加工時の加工性に
富んだものが望ましく、多層アクリル系重合体ラテック
スが適用できる。例えば、特公昭６２−１９３０９号公
報、特公昭６３−２０４５９号公報、特開昭６３−７７
９６３号公報などに記載されたアクリル系重合体が好適
なものとして挙げられる。例えば、多層アクリル系重合
体として、軟質重合体からなる内層（アクリル系ゴム状
弾性体からなる重合体層）と、硬質重合体からなる外層
（メタクリル系硬質重合体層）とからなる２層構成、最
内層が硬質重合体層、中間層が軟質重合体層、最外層が
硬質重合体層の３層構成、第１層が軟質重合体層、第２
層が硬質重合体層、第３層が軟質重合体層、第４層が硬
質重合体層の４層構成のものなどが挙げられる。

【０００８】より具体的には、アルキルアクリレートお
よび／またはアルキルメタクリレート、これと共重合可
能な二重結合をもつ単量体、多官能性単量体、グラフト
交叉剤からなる最内層重合体と、アルキルアクリレー
ト、これと共重合可能な二重結合をもつ単量体、多官能
性単量体、グラフト交叉剤からなる架橋弾性重合体と、
アルキルメタクリレート、これと共重合可能な二重結合
をもつ単量体からなる最外層重合体と、アルキルアクリ
レート、アルキルメタクリレート、これらと共重合可能
な二重結合をもつ単量体、多官能性単量体、グラフト交
叉剤からなる中間層重合体とからなる多層構造重合体が
挙げられる。また、このアクリル系重合体に、必要に応
じて、メタクリル系重合体、及び又は、リン系化合物、
ヒンダードフェノール系化合物及びヒンダードアミン系
化合物などの有機系安定剤を混合させたものを用いても
よい。

【０００９】本発明においては、この乳化重合で得られ
たアクリル系重合体の含水重合体を、押出機のバレル内
で圧搾しながら、生じる液体および気化物を前記バレル
内から排出して脱水し、さらに加熱溶融後に前記押出機
のダイスより押し出してフィルム状に成形する。本発明
において、アクリルフィルムの厚みは１０〜５００μｍ
の範囲が好ましく、さらには３０〜３００μｍの範囲が
好ましい。そのようなアクリルフィルムの製造方法にお
いては、例えば、原料供給口の形成されたバレルと、該
バレルに設けられ、原料供給口から供給されたアクリル
系重合体の含水重合体を圧搾する圧搾機構と、バレル内
の液体を排出する脱液部と、アクリル系重合体を加熱溶
融する加熱部と、加熱によって気化した気化物を排出す
る脱気部と、加熱溶融されたアクリル系重合体が押し出
されるダイスと、該押し出されたアクリル系重合体をフ
ィルム状に成形する成形部とを備えた押出機を利用する
ことが望ましい。

【００１０】また、本発明において使用する押出機とし
ては、基本的にスクリュ、バレル（シリンダ）、ダイス
およびスクリュ駆動部を主たる構成要素とする一種のス
クリュ押出機型式であることが好ましく、特に、押出機
のバレルの上流側に、圧搾機構で含水重合体から分離さ
れた液体を排出する脱液部を備え、そしてその下流側に
は、大部分の液体が脱水された重合体を常温から４００
℃までの温度域にバレル内部の滞留物を保持することの
できる加熱部、および加熱によって気化した気化物を排
出する脱気部を有するものが好ましい。

【００１１】そのような押出機としては、例えば、図１
に示す圧搾脱水押出機１０が好適である。図示例の圧搾
脱水押出機１０でのバレル１１には、その一端近傍に、
原料供給口１２が形成されている。この原料供給口１２
には、ホッパー１３が取り付けられ、ホッパー１３の上
方には図示しない原料投入装置が配設されている。バレ
ル１１の他端にはこのバレル１１内で処理されたアクリ
ル系重合体が押し出されるダイス１４、およびダイス１
４から押し出されるアクリル系樹脂をフィルム状に成形
するＴダイ１５（成形部）が設けられている。図示例の
バレル１１は１２個のバレルブロック１６，１７，１
８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２
６，２７から構成されている。

【００１２】このバレル１１には、原料供給口１２から
供給されたアクリル系重合体の含水重合体を圧搾する圧
搾機構が設けられている。圧搾機構は、アクリル系樹脂
に剪断力を加える種々のスクリュと、そのスクリュを駆
動する駆動部から概略構成される。スクリュとしては、
特に限定されるものではなく、例えば、多種のスクリュ
構成および長さをもつスクリュブロック及びニーディン
グディスクを適宜組み合わせて構成することができる。
例えば、図２に示すスクリュ５０を用いることができ
る。

【００１３】図示例のスクリュ５０は、ねじれ方向が右
回りのスクリュブロック５１〜６７、ねじれ方向が左回
りの逆スクリュブロック６８〜７１、ねじれ方向が右回
りのニーディングディスクブロック７２〜７６からな
る。スクリュブロック５１の先端には、スクリュ５０の
長さを調整する為のスペーサ７７が取り付けられてい
る。このスクリュ５０の基端は変速機能を備える駆動部
（図示略）に連結されている。本例では、このスクリュ
を２本用いて、軸芯を平行にして互いに噛み合った状態
とした二軸押出機としている。このスクリュ５０がバレ
ル１１内に配備されることにより、バレルブロック１９
からバレルブロック２０の前部と、バレルブロック２２
が、それぞれニーディングディスク７２，７３，７４，
７５，７６および逆スクリュブロック６８，６９，７０
が位置する圧搾部２８，２９となる。

【００１４】本発明における圧搾脱水押出機１０におい
ては、バレル１１内のアクリル系重合体を加熱、溶融す
る加熱部が設けられる。加熱部はバレル１１に種々のヒ
ータを設けることによりなされ、この例では、バレルブ
ロック２２〜２７が加熱部となる。加熱部ではバレル内
のアクリル系重合体を常温から４００℃までの温度域に
滞留、保持する。加熱温度としては、２２０〜３００℃
が好ましく、２４０〜２８０℃であればより好ましい。
２２０℃未満では、得られるペレットの混練効果が小さ
く、成膜性が悪くなりやすく、３００℃を超えると、重
合体の一部が熱分解し、機械的物性や色調などの品質が
低下する傾向にある。

【００１５】また、本発明における圧搾脱水押出機１０
においては、バレル１１内の液体を外部に排出する脱液
部、および気体を外部に排出する脱気部が設けられてい
る。図示例の圧搾脱水押出機１０では、液体および気体
のみを排出するスリットが形成されることにより構成さ
れる脱液部３０，３１と、気体を排気する脱気部３２，
３３が設けられている。脱液部は圧搾部の上流近傍に設
けることが好ましく、脱気部は加熱部に設けることが好
ましい。

【００１６】これら脱液部および脱気部が設けられてい
ることにより、バレル１１内で、アクリル系重合体から
圧搾されることにより生じる水分などの液体は脱液部３
０，３１から排出され、また、加熱されることにより生
じる気化物、例えばアクリル系重合体中の残存水分や残
存モノマーなどの気体は脱気部３２，３３から排気さ
れ、脱水、乾燥が促進される。このような脱液部や脱気
部に、コンプレッサ等を用いて強制的に排水、排気させ
ることにより、排出効率をより高めることができる。図
示例の圧搾脱水押出機１０では、適所に、バレル１１内
のアクリル系重合体の温度を測定する測温計３４，３５
が配備されている。

【００１７】さらに、ダイス１４には、成形部が付設さ
れており、ダイス１４から押し出されるアクリル系重合
体を所定の大きさのフィルムに成形する。また、ダイス
１４とＴダイ１５の間にはギアポンプを挿入することが
好ましい。

【００１８】この押出機にてアクリルフィルムを製造す
るには、まず、原料である乳化重合により凝固後に脱水
して得られたアクリル系重合体の含水重合体、または場
合によっては、これと共にメタクリル系重合体及び又は
有機系安定剤を圧搾脱水押出機１０の原料供給口１２か
らバレル１１内に供給する。供給されたアクリル系重合
体は、スクリュ５０の回転により他端側に送給されると
共に、圧搾部２８，２９にて圧搾されつつ液体が脱液部
３０，３１から排水され脱水される。そして、その大部
分の液体が脱水された後のアクリル系重合体は、加熱部
にて加熱溶融され、ダイス１４から押し出される。ま
た、この際、加熱されることにより生じる気化物は脱気
部３２，３３から排気される。ダイス１４から押し出さ
れたアクリル系樹脂は、Ｔダイ１５にてフィルム状に成
形されてアクリルフィルムとなる。

【００１９】このアクリルフィルムの製造方法による
と、製造過程において、乳化重合体が粉体として取り出
されることがなく、さらにアクリル系重合体がペレット
化されることがないので、工程が少なく、ランニングコ
ストが小さく、また、工程中の重合体のロスも少ない。
また、異物の混入のおそれもない。

【００２０】溶融押出法としては、Ｔダイ法あるいはイ
ンフレーション法があり、いずれを用いてもよいが、製
造安定性の面から、Ｔダイ法が好ましい。フィルム状に
成形する際には、必要に応じて、バレルブロック２２の
圧入口３６からバレル１１内のアクリル系重合体に、紫
外線吸収剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、滑剤、
加工助剤、艶消し剤、染料、顔料等の添加剤３７,３７・
・・を圧入用ギアポンプ３８を用いて添加することができ
る。これらの添加剤をアクリル系重合体に混合する際に
は、インライン化された自動計量混合装置を用いるのが
好ましい。これらの混合をオフラインで行った場合、人
手によるコストがかかるだけでなく、安定して連続生産
する為にはアクリル系重合体をストックするためのバッ
ファータンクが必要になり、スペース的にも不利であ
る。

【００２１】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明は実施例により限定されるものではない。な
お、実施例中「部」とあるのは「重量部」を表す。

【００２２】（１）多層アクリル系重合体ラテックスの
製造 冷却管付き重合容器内に、イオン交換水を２５０部、ス
ルフォコハク酸のエステルソーダ塩を２部、ソジウムフ
ォルムアルデヒドスルホキシレートを０．２部、ＦｅＳ
Ｏ₄ を０．０００５部、ＥＤＴＡを０．００２部を仕込
み、窒素下で十分に攪拌後、最内層重合体として下記組
成割合の混合物を系内に投入した。

【００２３】７０℃に昇温後、６０分間保持した後、予
め窒素置換しておいた下記組成割合の混合物を６０分間
かけて滴下し、架橋弾性重合体を形成した。

【００２４】続いて、予め窒素置換しておいた下記組成
割合の混合物を系中に投入し、中間層の形成を行った。 メチルメタクリレート ５ 部 ブチルアクリレート ５ 部 アリルメタクリレート ０.１ 部 キュメンハイドロパーオキサイド ０.０２部

【００２５】最後に、予め窒素置換しておいた下記組成
割合の混合物を系中に投入し、最外層重合体の形成を行
い重合を完了した。 メチルメタクリレート ５２.２５部 ブチルアクリレート ２.７５部 キュメンハイドロパーオキサイド ０.０８部 ｎ−オクチルメルカプタン ０.２ 部

【００２６】（２）アクリル系含水重合体の調製 ステンレス製容器に回収剤として１．５重量％酢酸カル
シウム水溶液を仕込み、混合攪拌下９０℃に昇温して上
記製造したラテックスを連続的に添加し、その後３０分
間保持した。室温まで冷却した後、ポリマーを脱イオン
水で洗浄しながら遠心脱水機で濾別して、含水率が４０
重量％である白色の湿潤状ポリマーを得た。（以下、ア
クリル系含水重合体Ａとする。） 尚、含水率（Ｗｃ）は、アクリル系含水重合体５ｇを１
８０℃で１時間熱風乾燥して、乾燥重量（ＷＤ）を測定
し、次式により求めた。 Ｗｃ＝｛（５−ＷＤ）／ＷＤ｝×１００

【００２７】（３）アクリルフィルムの製造 次に、この湿潤状のアクリル系含水重合体Ａを、上述し
た図１，２に示した圧搾脱水押出機に供給して、厚さ５
０μｍのフィルムを得た。圧搾脱水押出機の諸条件は次
の通りである。

【００２８】

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】［参考例］アクリル系含水重合体Ａを流動
乾燥した後、得られた粉体を二軸押出機を用いて２４０
℃で押し出し、ペレット化した。得られたペレットを乾
燥後、実施例１と同様の条件で製膜し、厚さ５０μｍの
フィルムを得た。

【００３３】［試験例］上記得られた実施例および参考
例の各アクリルフィルムについて、全光線透過率、曇
価、引張破断伸度を測定した。測定結果を表４に示し
た。全光線透過率は、ＡＳＴＭ−Ｄ−１００３に準拠し
て測定した。曇価は、ＡＳＴＭ−Ｄ−１００３に準拠し
て測定した。引張破断伸度は、厚さ５０μｍの各フィル
ムについて、幅１．５ｃｍ、測定長５ｃｍの測定サンプ
ルを用意し、引張強度試験機（「STROGRAPH-T」 （株）
東洋精機製）にて測定した。

【００３４】

【表４】

【００３５】

【発明の効果】本発明のアクリルフィルムの製造方法に
よれば、樹脂汚染がなく、高品質なアクリルフィルムを
製造できる上、その方法は、工程が少なく簡易であり、
ランニングコストが小さく、製造ロスが少なく、作業性
に優れ、低コストである。また、このアクリルフィルム
の製造方法は、本発明のアクリルフィルム製造用押出機
により容易に実施され得る。また、加熱部および脱気部
を脱液部よりも下流側に位置させた場合、含水重合体の
脱水効率が向上するので、アクリルフィルムの生産性が
さらに高くなり、より低コストでアクリルフィルムを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 圧搾脱水押出機の一例を示す側面図である。

【図２】 スクリュの構成例を示す側面図である。

【符号の説明】 １０ 圧搾脱水押出機 １１ バレル １２ 原料供給口 １４ ダイス １５ Ｔダイ ２８ 圧搾部 ２９ 圧搾部 ３０ 脱液部 ３１ 脱液部 ３２ 脱気部 ３３ 脱気部 ５０ スクリュ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠山 宏毅 広島県大竹市御幸町20番１号 三菱レイヨ ン株式会社大竹事業所内 Ｆターム(参考） 4F207 AA21 AG01 KA01 KA17 KF01 KK04 KL41 KL45 KL84

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乳化重合で得られたアクリル系重合体の
   含水重合体を、押出機のバレル内で圧搾しながら、生じ
   る液体および気化物を前記バレル内から排出して脱水
   し、さらに加熱溶融後に前記押出機のダイスより押し出
   してフィルム状に成形することを特徴とするアクリルフ
   ィルムの製造方法。
2. 【請求項２】 原料供給口の形成されたバレルと、該バ
   レルに設けられ、原料供給口から供給されたアクリル系
   重合体の含水重合体を圧搾する圧搾機構と、バレル内の
   液体を排出する脱液部と、アクリル系重合体を加熱溶融
   する加熱部と、加熱によって気化した気化物を排出する
   脱気部と、加熱溶融されたアクリル系重合体が押し出さ
   れるダイスと、該押し出されたアクリル系重合体をフィ
   ルム状に成形する成形部とを有していることを特徴とす
   るアクリルフィルム製造用押出機。
3. 【請求項３】 前記加熱部および脱気部が、前記脱液部
   よりも下流側に位置することを特徴とする請求項２記載
   のアクリルフィルム製造用押出機。