JP4643357B2 - 脆性樹脂フィルムの製造方法および脆性樹脂フィルム - Google Patents

Description

本発明は、脆性樹脂フィルムの製造方法、およびクラックの発生しにくい脆性樹脂フィルムに関する。

ポリイミド、環状ポリオレフィン、アクリル樹脂など、剛性が高く脆い樹脂をフィルムに製膜する場合、加熱溶融した樹脂をキャスティングロール上に押し出して冷却固化させた後の搬送などの工程や、製造後のハンドリングにおいてクラックが発生しやく、良好な歩留で製造することが極めて困難である。このような脆性樹脂から成るフィルムの製造方法として、例えば特許文献１は、溶媒に溶解させた樹脂を支持体に塗布し、支持体から剥離後両端を固定して加熱炉中で加熱することにより連続製造するポリイミドのフィルム製膜工程において、ピンシートまたはチャックに固定される部分を加熱されにくいように保護することにより、端部に応力集中点がおこりにくくする方法を提案している。また特許文献２は、脆く高結晶性でアイソタクチックの程度の大きなポリプロピレンに、シンジオタクチックなポリプロピレンを含有させることにより、靱性を付与する方法を提案している。

しかし、特許文献１の方法は溶媒に溶解させた樹脂を支持体に塗布してフィルムに製膜する技術に関するものであり、樹脂を加熱溶融してＴダイから押出して製膜する方法には適用できない。また、特許文献２の方法は、特定のポリプロピレン樹脂の靱性の改良に関するものであり、他の樹脂には適用できない。

本出願に関する先行技術文献情報として次のものがある。
特開平１１−２８６０２５号公報 特開平２０００−２３９４６３号公報

本発明は、脆性樹脂を加熱溶融してＴダイから押出して無延伸フィルムに製膜する方法において、製造工程や製造後のハンドリングにおいてクラックが発生しにくい、脆性樹脂フィルムの製造方法およびクラックの発生しにくい脆性樹脂フィルムを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の脆性樹脂フィルムの製造方法は、無延伸フィルムとして製膜することを目的とする製膜後のフィルムの伸び率が１０％以下である脆性樹脂Ａと該脆性樹脂Ａよりも靭性の靱性樹脂Ｂを別個に加熱溶融して押出用Ｔダイの両端部に導き、加熱溶融した前記の脆性樹脂Ａの両側に前記の靱性樹脂Ｂが並存するように吐出してキャスティングロール上に押し出し、前記の脆性樹脂Ａの両側に前記の靱性樹脂Ｂが並存してなる無延伸フィルムとして製膜することを特徴とする脆性樹脂フィルムの製造方法（請求項１）であり、
上記（請求項１）の脆性樹脂フィルムの製造方法において、前記の脆性樹脂Ａと前記の靱性樹脂Ｂをそれぞれ別個の押出機で加熱溶融し、それぞれの押出機に連設された溶融樹脂供給用の管に供給し、前記の脆性樹脂Ａを供給する管の下部の両側に孔を穿設し、これらの両側に穿設された孔に前記の靱性樹脂Ｂを供給する管の端部を連設してなるフィードブロックに加熱溶融した前記の脆性樹脂Ａと前記の靱性樹脂Ｂを供給し、次いで前記のフィードブロックに連設されたマニフォルドで拡幅し、前記の脆性樹脂Ａの両側に前記の靱性樹脂Ｂが並存する状態で前記押出用Ｔダイのダイリップからキャスティングロール上に押し出すこと（請求項２）を特徴とする。
本発明の樹脂フィルムにおいては、前記脆性樹脂Ａが、可塑剤を含まないポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリスチレンとポリエチレンのアロイ樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂から成る群から選択された樹脂であり、前記靱性樹脂Ｂがポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネートから成る群から選択された樹脂であることが好ましい。

また、本発明の脆性樹脂フィルムは、上記（請求項１または２）の脆性樹脂フィルムの製造方法を用いて製造してなる、脆性樹脂部の両端に靱性樹脂部が並存する脆性樹脂フィルム（請求項３）である。

本発明の脆性樹脂フィルムの製造方法は、脆性樹脂を加熱溶融し、押出用Ｔダイから吐出してキャスティングロール上に押出して製膜する脆性樹脂フィルムの製造方法において、脆性樹脂と靱性樹脂を別個に加熱溶融して押出用Ｔダイの両端部に導き、加熱溶融した脆性樹脂の両側に靱性樹脂が並存するように吐出してキャスティングロール上に押し出し、目的とする脆性樹脂部の両側に靱性樹脂部が並存するように製膜するので、製造工程の搬送工程などでフィルムにクラックが生じることがない。また、製造後のハンドリングにおいても脆性樹脂部の両端が靱性樹脂で保護されるのでフィルムにクラックが生じることがない。

以下、本発明を詳細に説明する。本発明の製造方法を用いて製造する目的とする脆性樹脂フィルムは、押出法を用いてフィルムに成形可能な熱可塑性樹脂を対象とする。脆性樹脂フィルムとしては、製膜した後のフィルムの伸び率が１０％以下のフィルムに適用できる。より好ましくは、製膜した後のフィルムの伸び率が５％以下の脆性樹脂フィルムの場合に適用した場合、効果が大きい。具体的には、このような樹脂としては、可塑剤を含まないポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリスチレンとポリエチレンのアロイ樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂などを挙げることができる。一方、目的とするこれらの脆性樹脂の両端部に並存させる靱性樹脂としては、汎用の樹脂フィルムに製膜可能な熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体などの１種または２種以上からなるポリオレフィン樹脂、６−ナイロン、６，６−ナイロン、６，１０−ナイロンなどのポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、エチレンテレフタレート−エチレンイソフタレート共重合体などの１種または２種以上からなるポリエステル樹脂、ポリカーボネートなどを用いることができる。

次に本発明の製造方法を用いて、脆性樹脂Ａの両側に靱性樹脂Ｂが並存するようにフィルムに製膜する方法を説明する。図１は本発明の脆性樹脂フィルムの製造に用いる製造装置１０の概略図である。脆性樹脂Ａは押出機Ａ１で加熱溶融され、押出機Ａ１に連設された脆性樹脂Ａの溶融樹脂供給用の管Ａ２を経てフィードブロック１に供給される。脆性樹脂Ａの両端部に並存させる靱性樹脂Ｂは押出機Ｂ１で加熱溶融され、押出機Ｂ１に連設された靱性樹脂Ｂの溶融樹脂供給用の管Ｂ２を経てフィードブロック１に供給される。フィードブロック１には脆性樹脂Ａの溶融樹脂供給用の管Ａ２が貫通し、その最下部においてＴダイ２に連設されている。また、フィードブロック１中の脆性樹脂Ａの溶融樹脂供給用の管Ａ２の下部の両側には孔Ｂ３ａおよび孔Ｂ３ｂが穿設され、それらの孔Ｂ３ａおよび孔Ｂ３ｂには靱性樹脂Ｂの溶融樹脂供給用の管Ｂ２がそれぞれフィードブロック１中を貫通して連設されている。

押出機Ａ１で加熱溶融された脆性樹脂Ａは、溶融樹脂供給用の管Ａ２を経てフィードブロック１に供給され、その最下部に連設されたＴダイ２に向けて押し出される。押出機Ｂ１で加熱溶融された靱性樹脂Ｂは、溶融樹脂供給用の管Ｂ２を経てフィードブロック１に供給され、溶融樹脂供給用の管Ａ２の下部の両側に穿設された孔Ｂ３ａおよび孔Ｂ３ｂから溶融樹脂供給用の管Ａ２内に押し出され、脆性樹脂Ａの両側に靱性樹脂Ｂが並存するようになる。次いで、Ｔダイ２内部に設けられたマニフォルド６で拡幅され、ダイリップ３からＴダイ２の下方に配設されたキャスティングロール４上に吐出される。このようにして、脆性樹脂Ａの両端に靱性樹脂Ｂが並存してなる無延伸の脆性フィルム２０として製膜される。

製膜装置の製作時の加工の容易性から、溶融樹脂供給用の管Ａ２および溶融樹脂供給用の管Ｂ２をそれぞれ円断面の管とした場合、Ｔダイ２の直前の溶融樹脂供給用の管Ａ２の最下部において、脆性樹脂Ａと靱性樹脂Ｂの粘度差に応じて、脆性樹脂Ａの両端には靱性樹脂Ｂが図２〜図４に示すような状態で並存するようになる。図２〜図４は、フィードブロック１内の溶融樹脂供給用の管Ａ２および溶融樹脂供給用の管Ａ２の両側に穿設された孔Ｂ３ａおよび孔Ｂ３ｂから溶融樹脂をＴダイ２に押し出す直前の脆性樹脂Ａと靱性樹脂Ｂの状態、およびＴダイ２から吐出して無延伸の脆性フィルムに製膜した状態を示す模式図であり、図の上部は溶融樹脂供給用の管Ａ２の下部における脆性樹脂Ａおよび靱性樹脂Ｂの状態を示す断面図、図の下部はＴダイ２から吐出され製膜された後の無延伸の脆性フィルムの断面の状態を示す。

脆性樹脂Ａの溶融粘度よりも靱性樹脂Ｂの溶融粘度が極端に低い場合は、脆性樹脂Ａの両端に靱性樹脂Ｂが図２の上部に示す断面形状で並存するようになり、この状態でマニフォルド６で拡幅してＴダイ２のダイリップ３から吐出すると、図２の下部に示すように脆性樹脂Ａの端部の上下に靱性樹脂Ｂが入り込んだいわゆるラップ部５が形成される。

脆性樹脂Ａの溶融粘度よりも靱性樹脂Ｂの溶融粘度が極端に高い場合は、脆性樹脂Ａの両端に靱性樹脂Ｂが図３の上部に示す断面形状で並存するようになり、この状態でマニフォルド６で拡幅してＴダイ２のダイリップ３から吐出すると、図３の下部に示すように靱性樹脂Ｂの端部の上下に脆性樹脂Ａが入り込んだいわゆるラップ部５が形成される。

脆性樹脂Ａの溶融粘度と靱性樹脂Ｂの溶融粘度が同程度である場合は、脆性樹脂Ａの両端に靱性樹脂Ｂが図４の上部に示す断面形状で並存するようになり、この状態でマニフォルド６で拡幅してＴダイ２のダイリップ３から吐出すると、図４の下部に示すようにラップ部が形成されることなく脆性樹脂Ａの両端に靱性樹脂Ｂが並存した状態で製膜される。

上記のように、加熱溶融時の脆性樹脂Ａおよび靱性樹脂Ｂの溶融粘度により、図２〜図４に示すような状態で脆性樹脂Ａの両端に靱性樹脂Ｂが並存した状態で製膜されるが、脆性樹脂は一般に溶融粘度が高く、靱性樹脂として用いる汎用の樹脂は一般に溶融粘度が脆性樹脂よりも低いので、図２に示すラップ部５が形成されやすい。しかし、脆性樹脂Ａを高温で加熱溶融することにより、溶融粘度を靱性樹脂Ｂよりも低くしたり、靱性樹脂Ｂの溶融樹脂供給用の管Ｂ２が脆性樹脂Ａの溶融樹脂供給用の管Ａ２に合流する部分の断面形状を変えることにより、図３または図４に示すようなラップ部５を形成させることも可能である。また、ラップ部５を確認しやすくするため、靱性樹脂Ｂに有色の顔料を含有させて着色させて用いてもよい。

なお、上記したように、単層の脆性樹脂Ａの両端に靱性樹脂Ｂを並存する場合を示したが、マルチマニフォルド法を用いる複層の脆性樹脂を製造する場合にも本発明の技術を適用し、複数の脆性樹脂Ａ群を別個に加熱溶融し、それぞれのマニフォルドで拡幅する直前に靱性樹脂Ｂを脆性樹脂Ａ群の各樹脂の両側に導き、各脆性樹脂Ａの両端部に靱性樹脂Ｂが並存するように各マニフォルドに供給して拡幅し、次いで合流させた後、Ｔダイのダイリップからキャスティングロール上に吐出して複層の無延伸の脆性樹脂フィルムとして製膜することも可能である。

脆性樹脂Ａとしてポリメタクリル酸メチル（以下ＰＭＭＡで示す）を押出機Ａ１を用いて２７０℃に加熱して溶融し、脆性樹脂Ａの両端部に並存させる樹脂としてポリカーボネート(以下ＰＣで示す）を押出機Ｂ１を用いて２５０℃に加熱して溶融した。次いで、押出機Ａ１から加熱溶融したＰＭＭＡを１本の溶融樹脂供給用の管Ａ２を経て、押出機Ｂ１から加熱溶融したＰＣを２本の溶融樹脂供給用の管Ｂ２を経てフィードブロック１に供給した。フィードブロック１内中央には溶融樹脂供給用の管Ａ２が貫通しており、その下部の両側に孔Ｂ３ａおよび孔Ｂ３ｂが穿設されており、それぞれの孔には溶融樹脂供給用の管Ｂ２が連設されている。その孔Ｂ３ａおよび孔Ｂ３ｂから加熱溶融したＰＣを管Ａ２内に押出し、ＰＭＭＡの両端にＰＣが並存するようにした。次いで、製膜後のＰＭＭＡの幅が８０ｃｍ、ＰＭＭＡの両端に並存させたＰＣの幅がそれぞれ１０ｃｍとなるようにＴダイ２内部に設けられたマニフォルド６で拡幅し、Ｔダイ２の下方に配設されたダイリップ３から連続して回転するキャスティングロール４上に落下させて冷却固化させ、幅約１ｍの両端に、ＰＭＭＡの端部の上下にＰＣが入り込んだラップ部５が形成されてＰＣが並存した無延伸のＰＭＭＡフィルムに製膜した。

本発明の脆性樹脂フィルムの製造方法においては、脆性樹脂を加熱溶融し、押出用Ｔダイから吐出してキャスティングロール上に押出して製膜する脆性樹脂フィルムの製造方法において、脆性樹脂と靱性樹脂を別個に加熱溶融して押出用Ｔダイの両端部に導き、加熱溶融した脆性樹脂の両側に靱性樹脂が並存するように吐出してキャスティングロール上に押し出し、目的とする脆性樹脂部の両側に靱性樹脂部が並存するように脆性樹脂フィルムを製膜するので、製造工程の搬送工程などでフィルムにクラックが生じることがない。また、製造後のハンドリングにおいても脆性樹脂部の両端が靱性樹脂で保護されるのでフィルムにクラックが生じることがない。

本発明の無延伸フィルムの製造方法を示す概略図。 Ｔダイに押し出す直前の熱可塑性樹脂の状態、およびフィルムに製膜した状態を示す概略図。 Ｔダイに押し出す直前の熱可塑性樹脂の状態、およびフィルムに製膜した状態を示す概略図。 Ｔダイに押し出す直前の熱可塑性樹脂の状態、およびフィルムに製膜した状態を示す概略図。

符号の説明

１ フイードブロック
２ Ｔダイ
３ ダイリップ
４ キャスティング（冷却）ロール
５ ラップ部
６ マニフォルド
Ａ 脆性樹脂
Ｂ 靱性樹脂
Ａ１ 押出機
Ａ２ 溶融樹脂供給用の管
Ａ２Ｒ 溶融樹脂供給用の管とＴダイとの接続部
Ｂ１ 押出機
Ｂ２ 溶融樹脂供給用の管
Ｂ３ａ 孔
Ｂ３ｂ 孔

Claims (4)

1. 無延伸フィルムとして製膜することを目的とする製膜後のフィルムの伸び率が１０％以下である脆性樹脂Ａと該脆性樹脂Ａよりも靭性の靱性樹脂Ｂを別個に加熱溶融して押出用Ｔダイの両端部に導き、加熱溶融した前記の脆性樹脂Ａの両側に前記の靱性樹脂Ｂが並存するように吐出してキャスティングロール上に押し出し、前記の脆性樹脂Ａの両側に前記の靱性樹脂Ｂが並存してなる無延伸フィルムとして製膜することを特徴とする脆性樹脂フィルムの製造方法。
2. 前記の脆性樹脂Ａと前記の靱性樹脂Ｂをそれぞれ別個の押出機で加熱溶融し、それぞれの押出機に連設された溶融樹脂供給用の管に供給し、前記の脆性樹脂Ａを供給する管の下部の両側に孔を穿設し、これらの両側に穿設された孔に前記の靱性樹脂Ｂを供給する管の端部を連設してなるフィードブロックに加熱溶融した前記の脆性樹脂Ａと前記の靱性樹脂Ｂを供給し、次いで前記のフィードブロックに連設されたマニフォルドで拡幅し、前記の脆性樹脂Ａの両側に前記の靱性樹脂Ｂが並存する状態で前記押出用Ｔダイのダイリップからキャスティングロール上に押し出すことを特徴とする請求項１に記載の脆性樹脂フィルムの製造方法。
3. 前記脆性樹脂Ａが、可塑剤を含まないポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリスチレンとポリエチレンのアロイ樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂から成る群から選択された樹脂であり、前記靱性樹脂Ｂがポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネートから成る群から選択された樹脂である請求項１又は２に記載の樹脂フィルムの製造方法。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の脆性樹脂フィルムの製造方法を用いて製造してなる、脆性樹脂部の両端に靱性樹脂部が並存する脆性樹脂フィルム。

Images