JP5809481B2 - 熱可塑性樹脂フィルムの製造方法および当該製造方法に用いる押出成形用tダイ - Google Patents
熱可塑性樹脂フィルムの製造方法および当該製造方法に用いる押出成形用tダイ Download PDFInfo
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Description
1≦L1/D≦50 ・・・(1)
となるように、第2の準備ステップにおいてロッドを配置するようにしてもよい。この場合、第1のインナーディッケル等によって画定された流路を溶融樹脂が押し出し成形される際、流路の出口付近において、幅方向端部での溶融樹脂の流速を幅方向中央部での流速に比べ更に低下させることができ、エッジビード現象を一層抑制することが可能となる。
10≦L1/D≦50 ・・・(2)
を満たすことが好適であり、
20≦L1/D≦50 ・・・(3)
を満たすことが更に好適である。
1≦L2/D≦50 ・・・(4)
となるように、第3の準備ステップにおいて第2のインナーディッケルを配置するようにしてもよい。
10≦L2/D≦50 ・・・(5)
を満たすことが好適であり、
20≦L2/D≦50 ・・・(6)
を満たすことが更に好適である。
R1>R2+10 ・・・(7)
の関係を満たすようであってもよい。
なお、第1の円弧の曲率半径R1と第2の円弧の曲率半径R2とは、
R1>R2+20 ・・・(8)
を満たすことが好適であり、
R1>R2+40 ・・・(9)
を満たすことが更に好適である。
本発明は、熱可塑性樹脂フィルムの製造方法及びこの製造方法に用いられる押出成形用Tダイに関するものである。まず、本実施形態で用いられる熱可塑性樹脂について説明する。
<測定条件>
・装置:Water製Waters150C
・分離カラム:TOSOH TSKgelGMH−HT
・測定温度:145℃
・キャリア:オルトジクロロベンゼン
・流量:1.0mL/分
・注入量:500μL
・検出器:示差屈折
第一工程:エチレンから誘導される繰り返し単位の含有量が0〜3重量%である重合体部分(a)が全共重合体量の70〜90重量%となるまで、プロピレンを単独重合、またはプロピレンとエチレンとを共重合させる工程。
第二工程:第一工程で得られた重合体部分(a)の存在下に、エチレンから誘導される繰り返し単位の含有量が10〜50重量%である重合体部分(b)を、プロピレンとエチレンとを共重合させて製造する工程。
R1>R2+10 ・・・(7)
の関係を満たすようにすることが好ましい。
R1>R2+20 ・・・(8)
を満たすことが好適であり、
R1>R2+40 ・・・(9)
を満たすことが更に好適である。
なお、点α及び点βの間のインナーディッケル3の断面形状が2種類よりも多くの円弧から構成されていてもよく、その場合には、円弧C1の次に点βに近い円弧をC2としたときのC2の曲率半径をR2とし、円弧C2の次に点βに近い円弧をC3…と順に設定した際に、
R1>R2>…>Rn ・・・(10)
の関係を満たすことが好ましく、その場合には、
R1>Rn+10 ・・・(11)
を満たすことが更に好ましい(nは、1から始まる整数を表す)。
次に、本発明の第2実施形態について、図6を参照して説明する。本実施形態では、第1実施形態と異なり、ロッド5の先端が、第1のインナーディッケル3の弧線状の端面3aの下端βよりも距離L1ほど更に外側になるように配置されている。
1≦L1/D≦50 ・・・(1)
の範囲となるようになっている。そして、本実施形態に係る製造方法では、このような構成を備えた押出成形用Tダイ1を用いて、樹脂フィルムFの製造を行っている。他の条件は第1実施形態と同様である。このため、本実施形態によれば、第1のインナーディッケル3等によって画定された流路2cを溶融樹脂が押し出し成形される際、流路2cの出口2b付近において、幅方向端部での溶融樹脂の流速を幅方向中央部での流速に比べ更に低下させることができ、エッジビード現象を一層抑制することが可能となる。
10≦L1/D≦50 ・・・(2)
を満たすことが好適であり、
20≦L1/D≦50 ・・・(3)
を満たすことが更に好適である。このようにロッド5を更に外側に配置することにより、幅方向端部での溶融樹脂の流速を幅方向中央部での流速に比べ一層低下させることができ、エッジビード現象も抑制することができる。
次に、本発明の第3実施形態について、図7を参照して説明する。本実施形態では、第2実施形態と異なり、第2のインナーディッケル4が、第1のインナーディッケル3の弧線状の端面3aの上端αよりも距離L2ほど内側になるように配置されている。
1≦L2/D≦50 ・・・(4)
の範囲となるようになっている。そして、本実施形態に係る製造方法では、このような構成を備えた押出成形用Tダイ1を用いて、樹脂フィルムFの製造を行っている。他の条件は第1実施形態等と同様である。このため、本実施形態によれば、第1及び第2のインナーディッケル3,4等によって画定された流路2cを溶融樹脂が押し出し成形される際、流路2cの途中において、幅方向端部での溶融樹脂の流速を幅方向中央部での流速に比べ更に低下させることができ、エッジビード現象を一層抑制することが可能となる。
10≦L2/D≦50 ・・・(5)
を満たすことが好適であり、
20≦L2/D≦50 ・・・(6)
を満たすことが更に好適である。このように第2のインナーディッケル4をより内側に配置することにより、流路2cの途中において、幅方向端部での溶融樹脂の流速を幅方向中央部での流速に比べ一層低下させることができ、エッジビード現象も抑制することができる。
次に、本発明の第4実施形態について、図8を参照して説明する。本実施形態では、第3実施形態と異なり、第3のインナーディッケル6が、第1及び第2のインナーディッケル3,4の間にその長手方向が平行になるように配置されている。
1≦L2/D≦50 ・・・(4)
の範囲となるようになっている。なお、この範囲を第3実施形態と同様に好適化させてももちろんよい。
JIS K7112−1980のうち、A法に規定された方法に従って測定した。なお、試料には、JIS K6760−1995に記載のアニーリングを行った。
JIS K7210−1995に規定された方法に従い、荷重21.18N、温度190℃の条件で、A法により測定した。
ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC)法を用いて、下記の条件により、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)を測定し、分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
<測定条件>
・装置:Water製Waters150C
・分離カラム:TOSOH TSKgelGMH−HT
・測定温度:145℃
・キャリア:オルトジクロロベンゼン
・流量:1.0mL/min
・注入量:500μL
・検出器:示差屈折
以下に説明する流動解析により得られた、フィルムの幅方向の厚さ分布において、端部側の最も厚い位置でのフィルム厚さを、エッジビードEB(−)とした。
以下に説明する流動解析により得られたフィルムの幅方向の厚さ分布において、中央部の厚さに対して115%以上の厚さである部分の面積の、フィルム断面の全面積に対する比率をロス率LR(%)として算出した。
[実施例1]
・第1の円弧C1の曲率半径R1>第2の円弧C2の曲率半径R2
・1≦L1/D≦50 ・・・(1)
・1≦L2/D≦50 ・・・(4)
それぞれの位置の条件を、図19(a)及び表2に示すように、R1=130mm、R2=5mm、D=0.8mm、L1=0mm、L2=0mm、L3=36mm、L4=25mm、L5=2.6mmとした。
・境界1:加工機の入口に相当する。樹脂の押出量25kg/hに相当する流量として、2269mm3/sを与えた。温度は330℃とした。
・境界2:ダイ出口に相当する。本境界では樹脂が完全発達流れの条件が与えられる。
・境界3:壁面に相当する。この境界では速度として0m/sの条件を与えた。温度は330℃とした。
・境界4:幅方向の対称面に相当する。この境界では法線方向速度として0m/sを、接線方向応力として0Paを与え、断熱条件とした。
・境界5:厚さ方向の対称面に相当する。この境界では法線方向速度として0m/sを、接線方向応力として0Paを与え、断熱条件とした。
ここで、η0はゼロせん断粘度を、λは特性時間を、上にドットが付いたγはせん断速度を,aおよびnはモデルパラメータをそれぞれ表す。η0には11705Pa・s、λには0.219376s、aには0.283337、nには0.168713をそれぞれ設定した。
ここで、Tは温度を、Tαは基準温度を、αは温度依存パラメータをそれぞれ表す。αには0.0318177、Tαには197℃をそれぞれ与えた。このような、式(12)、(13)によって特定される低密度ポリエチレンの320℃におけるCYモデルのせん断粘度データを図14に示す。
・境界1:ダイの出口(x=0であるy軸に平行な線、Inlet)に相当する。引取方向速度として、前記ステップS10で得られたTダイ出口における速度分布v(x)を、幅方向速度Vtとして0m/sを、ダイ出口厚さとして0.8mmを、樹脂温度として330℃をそれぞれ与えた。
・境界2:フィルムの端部(Free Surface)に相当する。自由表面として扱い、法線方向速度Vnとして0m/sが、法線方向応力Fnとして0Paが、また、断熱条件をそれぞれ与えた。
・境界3:フィルムをチルロールで引き取る位置(Outlet)に相当する。引取方向速度Vnとして1.6667m/sを、幅方向応力Ftとして0Paを、また、断熱条件をそれぞれ与えた。
・境界4:フィルムの幅方向の対称線(Axis of symmetry)に相当する。幅方向速度Vnとして0m/sを、引取方向応力Ftとして0Paを、また、断熱条件をそれぞれ与えた。また、フィルム表面全体において、熱流速f=20W/(m2)を与えた。
ここで、ηは粘度を、τは異方性応力テンソルを、Dは変形速度テンソルを、λは緩和時間を、ξ及びεは非線形パラメータを表す。△はlower−convected時間微分を、▽はupper−convected時間微分をそれぞれ表す。本実施形態で用いたPTTモデルのパラメータを表1に示す。
ここで、Tは温度を、T0は摂氏温度の絶対温度への換算値を、Tαは基準温度を、αは温度依存パラメータをそれぞれ表す。本実施形態では、Tαとして130℃を、αとして6000をそれぞれ与えた。ステップS22の計算において、式(14)に示したh(T)は、式(13)に示したPTTモデルの粘度ηおよび緩和時間λに乗じて、温度依存性が考慮される。本ステップS20で得た、130℃におけるPTTモデルの粘弾性データを図18に示す。実線がPTTモデル、シンボルが測定値を表す。LDPEの物性値として、密度d=735kg/m3、熱伝導度k=0.18W/m・K、比熱Cp=3000J/(kg・℃)に設定した。
〔実施例2〕
〔実施例3〕
〔実施例4〕
〔実施例5〕
〔実施例6〕
〔実施例7〕
〔実施例8〕
〔実施例9〕
〔実施例10〕
〔比較例1〕
〔比較例2〕
〔比較例3〕
〔比較例4〕
〔比較例5〕
〔比較例6〕
〔比較例7〕
〔比較例8〕
〔比較例9〕
〔比較例10〕
〔比較例11〕
〔比較例12〕
Claims (6)
- 押出機本体と押出成形用Tダイとを備えた押出機を用いて熱可塑性樹脂フィルムを製造する製造方法であって、
前記押出成形用Tダイのダイ本体内に第1のインナーディッケルを配置し、前記ダイ本体の内側面と前記第1のインナーディッケルの内部側の端面とによって、溶融された熱可塑性樹脂の流路を画定させる第1の準備ステップと、
前記押出成形用Tダイにおいて、前記第1のインナーディッケルよりも前記流路の出口側に前記第1のインナーディッケルの長手方向と平行になるようにロッドを配置する第2の準備ステップと、
前記熱可塑性樹脂を前記押出機本体において溶融する溶融ステップと、
前記溶融ステップで溶融された前記熱可塑性樹脂を、前記第1及び第2の準備ステップで準備された前記押出成形用Tダイに押し出し供給する供給ステップと、
前記押出成形用Tダイにおいて、前記供給ステップで供給された前記熱可塑性樹脂を前記第1のインナーディッケル及び前記ロッドによって所定幅を有する樹脂フィルムに成形する成形ステップと、を備え、
前記第1のインナーディッケルの内部側の端面部分は、前記流路の入口から出口に向かう方向に沿った断面視において、互いに曲率半径が異なり且つ前記内部側に凸となる少なくとも2つの円弧を含む弧線状になるように構成されており、前記出口側に位置する第1の円弧の曲率半径R1が、前記入口側に位置する第2の円弧の曲率半径R2よりも大きく、
前記第1の円弧の曲率半径R1と前記第2の円弧の曲率半径R2とが、長さ単位をミリメートルとしたときに、
R1>R2+10
の関係を満たすことを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。 - 前記流路の入口から出口に向かう方向に沿った断面視において、前記第1のインナーディッケルの前記出口側に位置する下面部分において最も内部側に位置する点βと、前記ロッドの最も内部側に位置する先端の点γとの距離L1が、前記押出成形用Tダイの流路の出口の厚みをDとしたときに、
1≦L1/D≦50
となるように、前記第2の準備ステップにおいて前記ロッドを配置することを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。 - 前記押出成形用Tダイの前記ダイ本体内に前記第1のインナーディッケルよりも前記流路の入口側に前記第1のインナーディッケルの長手方向とその長手方向が平行になるように第2のインナーディッケルを配置し、前記第2のインナーディッケルの内部側の端面によって、前記流路を更に画定させる第3の準備ステップを更に備え、
前記流路の入口から出口に向かう方向に沿った断面視において、前記第2のインナーディッケルの前記出口側に位置する下面部分において最も内部側に位置する点δと、前記第1のインナーディッケルの前記端面部分において最も内部側に位置する点αとの前記流路出口の幅方向に沿った距離L2が、前記流路出口の厚みをDとしたときに、
1≦L2/D≦50
となるように、前記第3の準備ステップにおいて前記第2のインナーディッケルを配置することを特徴とする請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。 - 前記第1のインナーディッケルの内部側の端面部分は、前記断面視において、更に直線部分を含む弧線状になるように構成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
- 前記第1の円弧の曲率半径R1と前記第2の円弧の曲率半径R2とが、長さ単位をミリメートルとしたときに、
R1>R2+40
の関係を満たすことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。 - 熱可塑性樹脂の押出成形用Tダイであって、
溶融された熱可塑性樹脂が供給される入口及びフィルム状に成形された前記熱可塑性樹脂が排出される出口を有し、前記入口及び出口に連通する所定の空隙を内部に有するダイ本体と、
前記ダイ本体内に配置され、溶融された前記熱可塑性樹脂の流路を前記ダイ本体の内側面と共に画定させる端面を前記ダイ本体の内部側に有するインナーディッケルと、
前記インナーディッケルよりも前記流路の出口側に前記インナーディッケルの長手方向と平行になるように配置されるロッドと、を備え、
前記インナーディッケルの内部側の端面部分は、前記流路の入口から出口に向かう方向に沿った断面視において、互いに曲率半径が異なり且つ前記内部側に凸となる少なくとも2つの円弧を含む弧線状になるように構成されており、前記出口側に位置する第1の円弧の曲率半径R1が、前記入口側に位置する第2の円弧の曲率半径R2よりも大きく、
前記第1の円弧の曲率半径R1と前記第2の円弧の曲率半径R2とが、長さ単位をミリメートルとしたときに、
R1>R2+10
の関係を満たすことを特徴とする押出成形用Tダイ。
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