JP2001158035A - 押出成形ダイおよびフイルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイ端部のリップ開度を任意のフイルム厚み
に対応したテーパー状リップ開度に変更することが可能
なダイであって、しかもオンラインで最適テーパー状リ
ップ開度に微調整できるので、肉薄フイルムの安定した
製造に有用であり、フイルムの生産性向上に寄与でき
る。 【解決手段】 溶融樹脂をシート状に押出成形するダイ
であって、該ダイの少なくとも一方のリップはそれ自身
の変形でリップ開度を変更することができ、かつ該ダイ
のリップ最端部から幅方向の任意の位置までのリップ開
度を変化させることができ、リップ最端部におけるリッ
プ開度Ａと、リップ最端部から幅方向の任意の位置にお
けるリップ開度Ｂが下記式（１）を満足する範囲に設定
変更できることを特徴とする押出成形ダイ。 １≦Ａ／Ｂ≦５・・・・・・・・・（１） （式（１）において、Ａはダイのリップ最端部における
リップ開度、Ｂはリップ最端部から任意の位置における
リップ開度を表わし、単位はいずれもｍｍである。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は押出成形ダイおよび
フイルムの製造法に関し、更に詳しくはダイのリップ端
部のリップ開度を調節可能な押出成形ダイおよびそのダ
イを用いた生産効率の良いフイルムの製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シートまたはフイルムの押出成形には、
ダイの全幅にわたりリップ開度が均一な、いわゆるフラ
ットダイが従来から用いられている。例えば、シートの
場合は、溶融樹脂をフラットダイからシート状に押出
し、これを回転冷却ドラムで冷却し、固化させてロール
状に巻取ることにより製造される。また、例えばフイル
ムの場合は、溶融樹脂をフラットダイからシート状に押
出し、これを回転冷却ドラムで冷却し、固化させて未延
伸フイルムとし、更に縦方向、横方向に二軸延伸し、得
られた二軸延伸フイルムをロール状に巻取ることにより
製造される。

【０００３】近年、従来よりも肉薄のフイルムが要求さ
れているが、肉薄のフィルムをフラットダイで製造しよ
うとすると、縦方向に延伸する工程等でフイルムが破断
する問題が生じ、また横方向に延伸する工程でフィルム
の両端部（『耳部』と言うこともある）の厚みが不足す
るため横延伸に用いるクリップ把持が不充分となり、フ
イルムがクリップからはずれる問題が生じる。このよう
な問題は、例えば肉厚が５μｍ以下、特に１μｍ程度の
極薄に二軸延伸フイルムを製造する場合に顕著となる。
また、フイルムの製造速度を従来よりも速くした場合
は、上記の極薄フイルムの製造で特に顕著となり、問題
となっている。

【０００４】これらの問題は、フイルムを構成する樹脂
がポリエステルの場合に生じ易く、特にポリエステルが
ポリエチレン−２，６−ナフタレートの場合顕著にな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
の問題点を解消し、更にシートやフイルムの製造で、樹
脂の種類や特性を変更した場合や、製品の肉厚を変更し
た場合でも１つのダイで対応することができる押出成形
ダイを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するために研究を重ねた結果、ダイのリップ端部のリ
ップ開度とシートおよびフイルムの製品部分のリップ開
度との相関を特定の範囲とすることにより課題を解決で
きることを見出し本発明に到達した。

【０００７】すなわち本発明は、溶融樹脂をシート状に
押出成形するダイであって、該ダイの少なくとも一方の
リップはそれ自身の変形でリップ開度を変更することが
でき、かつ該ダイのリップ最端部から幅方向の任意の位
置までのリップ開度を変化させることができ、リップ最
端部におけるリップ開度Ａと、リップ最端部から幅方向
の任意の位置におけるリップ開度Ｂが下記式（１）を満
足する範囲に設定変更できることを特徴とする押出成形
ダイである。

【０００８】

【数４】１≦Ａ／Ｂ≦５・・・・・・・・・（１） （式（１）において、Ａはダイのリップ最端部における
リップ開度、Ｂはリップ最端部から任意の位置における
リップ開度を表わし、単位はいずれもｍｍである。）

【０００９】また、本発明は、溶融樹脂をシート状に押
出成形するダイであって、該ダイの少なくとも一方のリ
ップはそれ自身の変形でリップ開度を変更することがで
き、かつ該ダイのリップ最端部から幅方向の任意の位置
までのリップ開度を変化させることができ、リップ最端
部におけるリップ開度Ａと、リップ最端部から幅方向の
任意の位置におけるリップ開度Ｂが下記式（１）を満足
する範囲に設定変更できることを特徴とする押出成形ダ
イを用いてフイルムを製造するに際し、リップ開度Ａを
所定の開度に調整することを特徴とするフイルムの製造
法である。

【００１０】

【数５】１≦Ａ／Ｂ≦５・・・・・・・・・（１） （式（１）において、Ａはダイのリップ最端部における
リップ開度、Ｂはリップ最端部から任意の位置における
リップ開度を表わし、単位はいずれもｍｍである。）

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１２】［リップ開度］本発明における押出成形ダ
イは、少なくとも一方のリップはそれ自身の変形でリッ
プ開度を変更することができ、かつ該ダイのリップ最端
部から幅方向の任意の位置までのリップ開度を変化させ
ることができ、リップ最端部におけるリップ開度Ａと、
リップ最端部から幅方向の任意の位置におけるリップ開
度Ｂが下記式（１）を満足する範囲に設定変更できるも
のである。

【００１３】

【数６】１≦Ａ／Ｂ≦５・・・・・・・・・（１） （式（１）において、Ａはダイのリップ最端部における
リップ開度、Ｂはリップ最端部から任意の位置における
リップ開度を表わし、単位はいずれもｍｍである。）

【００１４】このリップ最端部におけるリップ開度Ａ
（以下『開度Ａ』と略記することがある。）と、リップ
最端部から幅方向の任意の位置におけるリップ開度Ｂ
（以下『開度Ｂ』と略記することがある。）は、下記式
（２）および式（３）を満足する範囲であることが、特
に下記式（５）、式（６）および式（７）を満足する範
囲であることが好ましい。

【００１５】

【数７】０．２≦Ｂ≦４（ｍｍ）・・・・・（２） ０≦Ａ−Ｂ≦１・・・・・・・・・（３） １＜Ａ／Ｂ≦５・・・・・・・・・（５） ０．２＜Ｂ≦４（ｍｍ）・・・・・（６） ０＜Ａ−Ｂ≦１・・・・・・・・・（７） （式（２）、式（３）、式（４）、式（５）および式
（７）において、Ａはダイのリップ最端部におけるリッ
プ開度、Ｂはリップ最端部から任意の位置におけるリッ
プ開度を表わし、単位はいずれもｍｍである。）

【００１６】開度Ａおよび開度Ｂが上記式（１）の範囲
であると、肉厚が５μｍ以下の肉薄フイルムを製造する
際に、縦延伸工程等でフイルムが破断する問題を防止す
ることができ、また横延伸工程でフイルムが把持クリッ
プからはずれる問題を防止することができる。

【００１７】更に開度Ａおよび開度Ｂが上記式（２）、
式（３）の範囲であると、特に式（５）、式（６）およ
び式（７）の範囲であると、肉厚が３μｍ以下、特に２
μｍ以下の極薄な二軸延伸フイルムの製造であっても、
上記のフイルム破断や把持クリップからのはずれを防止
でき、更にフイルムの製造速度を８０ｍ／ｍｉｎ以上の
高速製膜が可能となるため特に好ましい。また、フイル
ムを構成する樹脂がポリエステルの場合、特にポリエス
テルがポリエチレン−２，６−ナフタレートの場合であ
っても上記の問題を防止することができる。

【００１８】尚、本発明における開度Ａおよび開度Ｂ
は、ダイリップの少なくとも片方において上記式（１）
の相関を満足するものであるが、ダイリップの両方にお
いて上記式（１）の相関を満足するものであることが好
ましい。

【００１９】また、本発明における開度Ａおよび開度Ｂ
は、ダイリップの少なくとも片方において上記式（２）
および式（３）の相関を満足するものであること、特に
式（５）、式（６）および式（７）の相関を満足するも
のであることが好ましく、ダイリップの両方において上
記式（２）および式（３）の相関を、特に式（５）、式
（６）および式（７）の相関を満足するものであること
が好ましい。

【００２０】また、本発明において、ダイ端部における
リップ開度は、開度Ｂから開度Ａまで漸増的に変化する
ものであるが、特に直線的（テーパ状）に変化するもの
であることが好ましい。

【００２１】［リップ開度の設定変更］本発明における
開度Ａの設定変更は、連続製膜の過程でオンラインで実
施することができ、更に、変更時にその開度を確認する
ことができるのでフイルムを効率良く生産することがで
きる。

【００２２】また、開度Ａを変更する手段は、開度Ａが
調節可能な位置に設けられたボルトａによるものである
ことが好ましく、スペーサーａの厚みを変更することに
より調節することができる。また、開度Ｂの開度変化を
抑制する手段は、リップ最端部から任意の位置に設けら
れたボルトｂによるものであることが好ましく、所望の
開度Ｂまでボルトｂを締付けることにより調節すること
ができる。

【００２３】［リップ最端部から任意の位置］本発明に
おいて、リップ最端部から幅方向の任意の位置までの距
離（Ｗｔ）とリップの全幅方向の長さ（Ｗｏ）とは、下
記式（４）を満足する範囲であることが好ましい。

【００２４】

【数８】 ０．０１≦Ｗｏ／Ｗｔ≦０．１５・・・・・・・・（４） （式（４）において、Ｗｏはリップ最端部から幅方向の
任意の位置までの距離、Ｗｔリップの全幅方向の長さを
表わし、単位はいずれもｍｍである。）

【００２５】Ｗａが上記の範囲であると、肉薄フイルム
を製造する際に、縦延伸工程等でのフイルムの破断や、
横延伸工程でのフイルムの把持クリップからのはずれを
防止確実に防止することができるので好ましい。

【００２６】［フイルムの製造］本発明の押出成形ダイ
を用いてフイルムを製造するには、溶融樹脂を本発明の
押出成形ダイリップから開度Ａを所定の開度に調整しな
がらシート状に押出し、これを回転冷却ドラムで冷却
し、固化させて未延伸フイルムとし、更に縦方向、横方
向に二軸延伸し、得られた二軸延伸フイルムをロール状
に巻取ることにより製造することができる。

【００２７】フイルムの製造に用いる樹脂は、熱可塑性
樹脂であれば良く、特に熱可塑性ポリエステルであるこ
とが好ましい。熱可塑性ポリエステルの具体例として
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ−１，４
−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエ
チレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート等を挙
げることがき、これらの中で、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシ
レートが好ましく、特にポリエチレン−２，６−ナフタ
レートが好ましい。

【００２８】上記熱可塑性ポリエステルは、実質的に分
子配向性が損なわれない範囲であれば、共重合体であっ
ても良く、ポリエステル同士の混合物であっても良く、
あるいは少割合の他樹脂との混合物であってもよい。

【００２９】以下、図面を用いて本発明を更に説明す
る。図１〜図３は、本発明の一つの実施形態を示す押出
成形ダイ断面図であり、図１はダイ中央部の断面図、図
２は開度Ｂを抑制する手段のボルトｂが装着されている
部分の断面図、図３は開度Ａを調節する手段のボルトａ
が装着されている部分の断面図である。また、図４は、
本発明により設定されたダイリップ開度パターンの様子
を表わした図である。

【００３０】図１〜図３の１はダイ本体、２、３はダイ
リップ、４はダイリップ開度、５はダイ突出し部、６は
開度Ｂ抑制用ボルトｂ、７は開度Ａを調節する手段のボ
ルトａ、８は開度Ａを調節する手段および開度Ａを確認
する手段のスペーサーａ、９はスペーサー押えａ、１０
は固定用のナットａである。

【００３１】本発明において、開度Ａの開度設定を変更
する手段としては、ボルトａ、スペーサーａ、スペーサ
ー押えａおよびナットａからなり、該ボルトａの一端は
リップに締結され、中間部はリップに対向する位置にあ
るダイ突出部を貫通しかつ他端はスペーサーａ、スペー
サー押えａおよびナットａによって該突出し部に固定さ
れ、スペーサーａに所定の開度Ａに応じた厚みのスペー
サーａを用い、該スペーサーａをスペーサー押えａとこ
れらを貫通する前記ボルトａの他端に取付けたナットａ
で固定し、該ナットａをスペーサーａとスペーサー押え
ａが接触するまで締付けることでスペーサーａの厚み差
分だけリップを変形させる手段を例示することができ
る。更に、使用するスペーサーａの厚みにより開度Ａを
確認することができる。

【００３２】本発明において、開度Ｂの開度を抑制する
手段としては、ボルトｂとダイ突出部からなり、該ボル
トｂの一端はリップに締結され、中間部はリップに対向
する位置にあるダイ突出部と螺旋にて接続し、かつ他端
はナットｂを回転させることができる形状であり、該ナ
ットｂを所望の開度Ｂまで締付けることで開度Ｂの開度
を抑制する手段を例示することができる。

【００３３】リップ開度Ａを変更するためには、ナット
ａ、スペーサー押さえａを緩めて、スペーサーａを変更
したいリップ開度量肉厚のスペーサーａ’と交換する。
このとき今まで使用しているスペーサーａの厚みより交
換したスペーサーａ’の厚みが厚いとリップ開度Ａは広
くなり、一方薄いと開度Ａは狭くなる。

【００３４】本発明におけるフイルム押出成形ダイは、
さらに製品の幅方向の厚み斑を調整する手段として、製
品部のリップ開度を調製する押し引きボルトをダイの幅
方向に複数設け、製品の幅方向の厚み斑を調整すること
ができる。これにより、極めて短時間に厚みの大きく異
なる、そして幅方向の厚みの均一性の良いシートあるい
はフイルムを作り出すことが可能となる。

【００３５】前記の厚み斑を調整する手段としては、前
記の押し引きボルトの他に、ダイ幅方向に複数本設けら
れた手動あるいはモータドライブ方式による調整ボル
ト、ピエゾアクチュエータ、ヒートボルト、油圧あるい
は電動アクチュエータによるリップを変形させるもの、
または加熱装置によって熱可塑性樹脂の温度を昇温また
は降温させ流量を変化させて調整する手段を好ましく挙
げることができる。

【００３６】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に説明する。

【００３７】［実施例１］図１から図３に示す、ダイ全
幅が１０００ｍｍ、ダイ最端部から幅方向の任意の位置
がダイ最端部分から７５ｍｍの押出成形ダイ（Ｗｏ／Ｗ
ｔ＝０．０７５）を用いて、ポリエチレン−２，６−ナ
フタレートをシート状に押出した。このシート状物を静
電密着法により回転冷却ドラムに密着させ、急冷固化さ
せて未延伸フイルムとた。更に、未延伸フイルムを縦方
向に４．８倍、横方向に５．０倍延伸して厚みが１．８
μｍの２軸延伸フイルムを製造した。その際、図４にお
けるリップ開度Ａを１．５ｍｍ、リップ開度Ｂを１．１
ｍｍに設定した（Ａ／Ｂ＝１．３６、Ａ−Ｂ＝０．
４）。生産速度（二軸延伸フイルムの巻取り速度）を１
１０ｍ／ｍｉｎとして７２時間連続製膜し、この間延伸
工程でのクリップ把持部での外れやフイルムの破断が発
生すること無く、フイルムの厚み斑も良好であり、安定
して生産することができた。

【００３８】［比較例１］図４におけるリップ開度Ａを
１．０ｍｍ、リップ開度Ｂを１．１ｍｍに設定（Ａ／Ｂ
＝０．９１、Ａ−Ｂ＝−０．１）した以外は実施例１と
同じようにして、２軸延伸フイルムの製造を試みた。未
延伸フイルム端部の厚みが不足していたため、製造を開
始してから１時間の間に、横方向延伸工程でのクリップ
把持部での外れや、縦方向延伸工程でのフイルムの破断
が頻発したので製造を中止した。

【００３９】［実施例２］図４におけるリップ開度Ａを
１．１ｍｍ、リップ開度Ｂを１．１ｍｍに設定（Ａ／Ｂ
＝１．０、Ａ−Ｂ＝０．０）した以外は実施例１と同じ
ようにして、２軸延伸フイルムの製造を開始したが、横
方向延伸工程でのクリップ把持部外れの兆候が認められ
たので、製造を継続しながらスペーサーａを交換するこ
とによりリップ開度を１．４ｍｍに変更（Ａ／Ｂ＝１．
２７、Ａ−Ｂ＝０．３）し、開度を確認した後更に製造
を継続した。リップ開度変更後は、生産速度１１０ｍ／
ｍｉｎで７２時間連続製膜することができた。この間延
伸工程でのクリップ把持部での外れやフイルムの破断が
発生すること無く、フイルムの厚み斑も良好であり、安
定して生産することができた。

【００４０】［実施例３］図４におけるリップ開度Ａを
２．２ｍｍ、リップ開度Ｂを１．１ｍｍに設定（Ａ／Ｂ
＝２．０、Ａ−Ｂ＝１．１）した以外は実施例１と同じ
ようにして、２軸延伸フイルムの製造を開始した。シー
ト状物端部の厚みが厚過ぎるため、静電密着用のワイヤ
ー状電極をシート状物に近付けることの障害となり、ワ
イヤー状電極の位置を実施例１の場合よりも遠い位置に
固定して製造を続けた。このためシート状物の回転冷却
ドラムへの密着が弱く、冷却不足となりフイルムの生産
速度は７０ｍ／ｍｉｎ迄しか上げられなかった。また、
シート状物の揺れによる厚み斑も顕著となりフイルム品
質に問題が生じた。このため、製造を継続しながらスペ
ーサーａを交換することによりリップ開度を１．６ｍｍ
（Ａ／Ｂ＝１．４５、Ａ−Ｂ＝０．５）に変更し、開度
を確認した後更に製造を継続した。リップ開度変更後
は、生産速度１１０ｍ／ｍｉｎで７２時間連続製膜する
ことができた。この間延伸工程でのクリップ把持部での
外れやフイルムの破断が発生すること無く、フイルムの
厚み斑も良好であり、安定して生産することができた。

【００４１】

【発明の効果】本発明の押出成形ダイにより、ダイ最端
部の開度を所定の開度に短時間で正確に設定することが
可能となり、延伸工程でのフイルムの破断や、フィルム
の両端部のクリップ把持がフイルムからはずれる問題を
防止することができる。更にに製品の厚みを変更する場
合に、前記の開度Ａおよび開度Ｂをオンラインで調整す
るすることにより、極めて短時間に厚みの大きく異な
る、そして厚みの均一性の良いシートあるいはフイルム
を１台のダイで作り出すことが可能であり、生産性向上
に大きく寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施形態を示す押出成形ダイ
の、ダイ幅方向における中央部の断面図

【図２】本発明の一つの実施形態を示す押出成形ダイ
の、ダイ最端部から幅方向の任意の位置に設けられたリ
ップ開度Ｂの開度変化を抑制するボルトｂが装着されて
いる部分の断面図

【図３】本発明の一つの実施形態を示す押出成形ダイ
の、ダイの端部に設けられたリップ開度Ａを調節するボ
ルトａが装着されている部分の断面図

【図４】本発明により設定されたダイリップ開度パター
ンの様子を表わした模式図

【符号の説明】

１：ダイ本体 ２、３：ダイリップ ４：ダイリップ開度 ５：ダイ突出し部 ６：開度Ｂ抑制用ボルトｂ ７：開度Ａを調節する手段のボルトａ ８：スペーサーａ ９：スペーサー押えａ １０：ナットａ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】 溶融樹脂をシート状に押出成形するダイ
   であって、該ダイの少なくとも一方のリップはそれ自身
   の変形でリップ開度を変更することができ、かつ該ダイ
   のリップ最端部から幅方向の任意の位置までのリップ開
   度を変化させることができ、リップ最端部におけるリッ
   プ開度Ａと、リップ最端部から幅方向の任意の位置にお
   けるリップ開度Ｂが下記式（１）を満足する範囲に設定
   変更できることを特徴とする押出成形ダイ。 【数１】１≦Ａ／Ｂ≦５・・・・・・・・・（１） （式（１）において、Ａはダイのリップ最端部における
   リップ開度、Ｂはリップ最端部から任意の位置における
   リップ開度を表わし、単位はいずれもｍｍである。）
2. 【請求項２】 リップ最端部におけるリップ開度Ａと、
   リップ最端部から幅方向の任意の位置におけるリップ開
   度Ｂが下記式（２）および式（３）を満足する範囲に設
   定変更できる請求項１に記載の押出成形ダイ。 【数２】０．２≦Ｂ≦４（ｍｍ）・・・・・（２） ０≦Ａ−Ｂ≦１・・・・・・・・・（３） （式（２）および式（３）において、Ａはダイのリップ
   最端部におけるリップ開度、Ｂはリップ最端部から任意
   の位置におけるリップ開度を表わし、単位はいずれもｍ
   ｍである。）
3. 【請求項３】 リップ開度Ａをオンラインで設定変更が
   でき、かつ変更時にその開度を確認することができる請
   求項１または２に記載の押出成形ダイ。
4. 【請求項４】 リップ開度Ａを変更する手段が、開度が
   調節可能な位置に設けられたボルトａによるものであ
   り、かつリップ開度Ｂの開度変化を抑制する手段が、リ
   ップ最端部から任意の位置に設けられたボルトｂによる
   ものである請求項１乃至３のいずれかに記載の押出成形
   ダイ。
5. 【請求項５】 リップ開度Ａの開度変化を抑制する手段
   が、ボルトａ、スペーサーａ、スペーサー押えａおよび
   ナットａからなり、該ボルトａの一端はリップに締結さ
   れ、中間部はリップに対向する位置にあるダイ突出部を
   貫通しかつ他端はスペーサーａ、スペーサー押えａおよ
   びナットａによって該突出し部に固定され、スペーサー
   ａに所定のリップ開度Ａに応じた厚みのスペーサーを用
   い、該スペーサーａをスペーサー押えａとこれらを貫通
   する前記ボルトａの他端に取付けたナットａで固定し、
   該ナットａをスペーサーａとスペーサー押えａが接触す
   るまで締付けることでスペーサーａの厚み差分だけリッ
   プを変形させてリップ開度Ａが変更できるようにし、し
   かも使用するスペーサーにより開度を確認することがで
   きることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
   の押出成形ダイ。
6. 【請求項６】 リップの全幅方向の長さＷｔと、リップ
   最端部から幅方向の任意の位置までの距離Ｗｏが下記式
   （４）を満足する範囲である請求項１乃至５のいずれか
   に記載の押出成形ダイ。 【数３】 ０．０１≦Ｗｏ／Ｗｔ≦０．１５・・・・・・・・（４） （式（４）において、Ｗｏはリップ最端部から幅方向の
   任意の位置までの距離、Ｗｔリップの全幅方向の長さを
   表わし、単位はいずれもｍｍである。）
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載の押出
   成形ダイを用いてフイルムを製造するに際し、リップ開
   度Ａを所定の開度に調整することを特徴とするフイルム
   の製造法。
8. 【請求項８】 フイルムが二軸延伸ポリエチレン−２，
   ６−ナフタレートフイルムである請求項７に記載のフイ
   ルムの製造法。