JPH08336883A

JPH08336883A - フィルムの押出成形方法

Info

Publication number: JPH08336883A
Application number: JP7143039A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Takeo; 昌明武尾; Takeharu Isaki; 健晴伊▲崎▼; Yasuhiko Ota; 靖彦太田
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】長時間連続して押出成形を続けた場合であっ
ても、ダイにメヤニが付着しないフィルムの押出成形方
法を提供する。【構成】熱可塑性樹脂を押出機のスリット状ダイを通
して溶融押出した後、冷却するフィルムの押出成形方法
であって、押出機に装着するダイのリップ部先端が円弧
状のコーナー部を有し、該円弧状コーナー部の半径が１
〜３０μｍ、その寸法誤差が±２０％以下であり、且
つ、該リップ部の長さが１〜３ｃｍであることを特徴と
するフィルムの押出成形方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂フィルム
の押出成形方法に関する。詳しくは、所定の形状に設計
されたスリット状ダイを用いて押出成形する熱可塑性樹
脂のフィルムの製造法に関し、成形時にダイラインの原
因の一つであるメヤニと称する焼けこげの発生を抑制す
ることができるフィルムの押出成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、樹脂フィルムの製造方法とし
て、溶融した樹脂をスリット状ダイより膜状に押し出
し、冷却ロール等によってフィルムを冷却固化して製膜
する押出成形方法が知られている。ここで、製膜上の問
題として従来から検討されているものにメヤニと称する
焼けこげの発生が挙げられる。メヤニは原料中の低分子
量樹脂や添加剤の一部が酸化劣化することにより生じた
固形状、ゲル状等のものであって、これがダイリップコ
ーナー部近傍に付着したものを指す。このメヤニが経時
的に蓄積成長すると、成形中のフィルム表面に触れ、フ
ィルムの流れ方向にスジ状の模様、いわゆる、ダイライ
ンになることが従来から知られている。ダイラインが入
ったフィルムは製品価値を失ない、製品コストに大きな
影響を及ぼすため、メヤニをダイリップコーナー部近傍
に付着させないことが、ダイライン発生防止に大きな効
果をもたらす。

【０００３】従来、メヤニの発生を抑制する方法とし
て、２００℃程度の温度で成形する汎用樹脂では以下の
添加剤が知られている。樹脂の熱安定性を向上させる
安定剤として、フェノール系安定剤、硫黄系安定剤、燐
系安定剤など、離型効果を向上させるものとして、金
属面からメヤニ凝着物が積層する前に削り取るシリカ、
無機ケイ酸金属塩、ゼオライト等ケイ酸化合物、金属
層に皮膜を形成させるため有機フッ素化合物を添加した
り、金属面との接触を遮断するために界面活性剤や金属
石鹸を添加する。

【０００４】しかし、上記方法は耐熱性に優れた、いわ
ゆるスーパーエンジニアプラスチックのフィルム成形に
は用いることができない。スーパーエンジニアプラスチ
ックは、成形温度が３５０℃を越えるため、安定剤、滑
剤や離型剤が分解し、それらの効果が期待し難いためで
ある。

【０００５】また、設備的な対応として、押出機とダイ
接続部に異物を除去するためにフィルターを取りつける
と効果的であることが知られている。目の細かいフィル
ターを使用すればフィルターを通過する前に発生した固
形状のメヤニを、ある程度除去できる。しかし、フィル
ターを通過した後に発生したメヤニは除去できない。

【０００６】特開平６−３３５９４９号公報には、押出
機に装着するダイのリップ部の先端が円弧状のコーナー
部を有して、その円弧状コーナー部の半径を３０μｍ以
下であるダイを使用して、ダイラインの発生を抑える押
出成形方法が開示されている。この方法は、樹脂がコー
ナー部近傍のダイ表面へ付着することがないためダイラ
インが発生しにくく、非常に効果的な方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】さらに検討を続けた結
果、長時間連続して押出成形を続けた場合にはダイのリ
ップの円弧状コーナー部の半径を３０μｍ以下にするだ
けでは必ずしも充分とはいえないことが判った。そこ
で、本発明の目的は、特開平６−３３５９４９号公報に
記載された方法をさらに改善し、長時間連続して押出成
形を続けた場合であっても、ダイにメヤニが付着してダ
イラインの原因となることを防止し得るフィルムの押出
成形方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討し
た結果、スリット状ダイの長さを特定の範囲に設定する
ことにより上記の目的を達成し得ることを見出し遂に本
発明に到った。

【０００９】すなわち、本発明は、熱可塑性樹脂を押出
機のスリット状ダイを通して溶融押出した後、冷却する
フィルムの押出成形方法であって、押出機に装着するダ
イのリップ部先端が円弧状のコーナー部を有し、該円弧
状コーナー部の半径が１〜３０μｍ、その寸法誤差が±
２０％以下であり、且つ、該リップ部の長さが１〜３ｃ
ｍであることを特徴とするフィルムの押出成形方法であ
る。本発明をさらに効果的に実施するには、上記構成に
加えて、ダイリップ部を流動する樹脂の剪断速度を８０
〜８００／ｓの範囲で押出成形することが望ましい。

【００１０】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明が適用できる樹脂は熱可塑性樹脂全般である。代表
的な樹脂を例示すると、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ハロゲン化ポリエチレン等のポリオレフィン、ナイ
ロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン１
２、ナイロン１１等のポリアミド類、ポリエチレンテレ
フタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポ
リブチレンテレフタラート等のポリエステル類、ポリエ
ーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニルオキサイド
（ＰＰＯ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥ
Ｋ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等の芳香族
ポリエーテル類、ポリイミド類が挙げられる。

【００１１】本発明は、上記の熱可塑性樹脂の内、特に
ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテ
ルサルフォン等のフィルムの押出成形に好ましく適用さ
れる。本発明を適用するに際し、上記の熱可塑性樹脂に
公知の添加剤、例えば、安定剤、粘度調整剤、充填剤、
滑剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤等を含有させて
もよい。

【００１２】本発明に用いる押出機には特に制限はな
い。通常、熱可塑性樹脂の押出成形に用いられる単軸ス
クリュー押出機、二軸スクリュー押出機等が用いられ
る。本発明に使用するダイとして、フラットダイ、サー
キュラーダイ等が挙げられる。フラットダイとして、マ
ニホールドダイ、フィッシュテイルダイ、コートハンガ
ーダイ、スクリューダイ等が例示される。その他、イン
フレーションフィルム押出成形用のインフレーションダ
イが挙げられる。

【００１３】上記ダイの材質は、ＳＵＳ製等の金属材料
であっても、また、全体がセラミックスで構成されたも
のであってもよい。さらに、ダイの素材と樹脂との反応
防止の為に、ダイ本体にクロム、ニッケル、チタン、
銅、亜鉛等のメッキを施してもよい。

【００１４】本発明に用いるダイのリップ先端のコーナ
ー部の構造は、円弧状に仕上げられ、且つ、リップ部の
長さが特定の範囲に限定されていることが重要である。
円弧状コーナー部の半径（以下、Ｒという）はより小さ
いことが好ましい。しかし、施工上の問題があり、リッ
プ先端部の施工及び得られるフィルムの表面状態の双方
を勘案すると、Ｒは３０μｍ以下であり、かつその寸法
誤差が±２０％以下であることが好ましい。より好まし
くは、Ｒが１０μｍ以下、かつその寸法誤差が±２０％
以下である。さらに好ましくはＲが３μｍ以下、かつそ
の寸法誤差が±２０％以下である。Ｒが３０μｍを超え
ると、ダイリップコーナー部近傍にメヤニが付着し易く
なり、得られるフィルムの表面にダイラインが発生し易
くなるので好ましくない。また、Ｒが３０μｍ以下であ
っても、その寸法誤差が±２０％を超えると、メヤニの
発生を完全には防止し得ないので好ましくない。Ｒの下
限はより小さいことが好ましいが、施工技術等を考慮す
ると１μｍ程度である。

【００１５】また、本発明に用いるダイのリップ部長さ
は、１〜３ｃｍの範囲にあることが重要である。リップ
部の長さが３ｃｍを超えると、溶融樹脂がリップ部に流
入する際の縮小流動の効果が薄れ、バラス効果が小さく
なるためコーナー部近傍のダイ表面にメヤニが付着し易
い。また、リップ部の長さが１ｃｍ未満では、リップで
生じる圧力損失が小さくなり得られるフィルムの厚み調
整が困難になる。

【００１６】本発明に用いるダイとして、Ｔ−ダイを例
に挙げて説明する。〔図１〕は本発明に用いる代表的Ｔ
−ダイの軸方向の断面図である。〔図２〕は該Ｔ−ダイ
先端部の拡大断面図である。押出機シリンダー内で溶融
した樹脂は、樹脂流入口１からダイに導入されマニホー
ルド部２、次いでランド部３を経由してリップ部４に至
り、円弧状に仕上げられたコーナー部５から押し出され
る。

【００１７】従来、コーナー部５から押し出された樹脂
は、減圧され膨張してその表面の一部がコーナー部５近
傍のダイ表面６に接触し、粘着、剥離が繰り返され、そ
の一部がメヤニとしてコーナー部５近傍のダイ表面６に
付着し、ダイライン発生の一原因となっていた。而し
て、本発明においては、ダイ先端のコーナー部５の半径
が３０μｍ以下の円弧状に誤差±２０％以下で仕上げら
れたダイであって、さらに、リップ部４の長さ（リップ
部４の入口７からリップ部４の先端に至る長さ）が１〜
３ｃｍであるダイを使用する。かかる構成のダイを用い
ることにより、溶融樹脂がコーナー部５近傍のダイ表面
６に接触し難くする等してメヤニの発生、付着するこ
と、さらに得られるフィルム表面にダイラインが発生す
ることを防止するものである。

【００１８】ダイ先端部の製作に当たって、ダイ各部を
ダイヤモンド砥石等で研削・研磨し、所定の寸法及び表
面粗さに仕上げ、さらに、リップ部先端のコーナー部の
Ｒを３０μｍ以下（誤差±２０％以下）、リップ部の長
さを１〜３ｃｍに仕上げる。Ｒの寸法の測定方法は、デ
シコン等でダイの幅方向にランダムに５箇所以上を測定
し、３０μｍ以下であること及び寸法誤差が±２０％以
下であることを確認する。ダイ本体にメッキが施されて
いる場合はメッキ施工後にＲの寸法及びリップ部の長さ
を測定する。本発明における寸法誤差とは、平均寸法に
対する増加分及び減少分を各々％表示した値を示す。

【００１９】本発明においては、ダイのリップ部を流動
する溶融樹脂の剪断速度を８０〜８００／ｓの範囲で押
出成形することが望ましい。剪断速度が８０／ｓ以下で
はバラス効果の影響が少なくなる。また、８００／ｓを
超えると剪断発熱により樹脂が劣化する恐れがある。

【００２０】本発明において、押出成形時には、押出機
とダイとの間にゴミ・異物等を除去するためにフィルタ
ーを取り付けても良い。溶融押出時のフィルター入口で
の樹脂圧力は、１０〜３００ｋｇ／ｃｍ²、より好まし
くは２０〜２００ｋｇ／ｃｍ²、更に好ましくは５５〜
２００ｋｇ／ｃｍ²の範囲のものが特に安定した溶融押
出が可能となる。溶融押出する温度は特に限定はしない
が、熱可塑性樹脂の融点（Ｔｍ）以上、Ｔｍ＋１５０℃
以下の温度範囲で可能な限り低温度にした方が、樹脂の
熱分解を防止する上でも、また本発明の効果を顕著にす
る上でも好ましい。Ｔｍを持たない熱可塑性樹脂につい
ては、ガラス転移点（Ｔｇ）＋１００℃〜Ｔｇ＋１７０
℃の温度範囲を目途とする。溶融樹脂が押出機に滞留し
ている時間は、特に制約はないが、３分以上、３０分未
満であるのが好ましい。

【００２１】ダイより押し出された溶融状フィルムは、
水冷式冷却ロール、空気冷却等の公知の方法により冷却
され所定の形状に賦形される。

【００２２】

【実施例】以下、実施例を示して本発明についてさらに
詳細に説明する。実施例及び比較例で用いた押出機に
は、そのスクリュー先端部とＴダイの間にゴミや異物、
固形物を除去するためフィルター（目開き５μｍ）を取
りつけた。なお、実施例に示したダイリップ部を流動す
る溶融樹脂の剪断速度、及び、メヤニ発生時間は下記方
法により測定した。（１）剪断速度（ｓｅｃ^-1）リップ部を通過する際のせん断速度は粘度、押出量、ダ
イ解放部断面積、密度から下記数式（１）〔数１〕

【００２３】

【数１】（２）メヤニ発生時間（ｈｒ）ダイ先端のコーナー部近傍を肉眼で観察し、メヤニの付
着が確認された時間をメヤニ発生時間とする。

【００２４】実施例１Ｔダイ幅７００ｍｍ、リップ部長さ１０ｍｍ、リップ間
隔０．２ｍｍ及びリップエッジＲ３０μｍであるＴダイ
が装着された口径５０ｍｍの単軸押出機（Ｌ／Ｄ：２
４）を用いて、ポリイミド樹脂（三井東圧化学（株）
製、商品名：ＡＵＲＡＭ＃４５０）を４１０℃において
溶融可塑化した後、４１０℃に調節されたＴダイを通し
て（Ｔダイ樹脂流入温度：４１０℃）、押出量１８ｋｇ
／ｈｒ、Ｔダイリップにおける樹脂の剪断速度８００／
ｓにて押出した後、冷却してポリイミドフィルムを成形
した。押出成形を開始して１２時間を経過してもダイの
リップ先端エッジにメヤニの付着が確認されなかった。
得られた結果を〔表１〕に示す。

【００２５】比較例１リップ部長さが４０ｍｍであるＴダイを使用した以外、
実施例１と同条件でフィルムを成形した。その結果、押
出成形を開始して５時間を経過した時点でダイのリップ
先端エッジにメヤニの付着が確認された。得られた結果
を〔表１〕に示す。

【００２６】実施例２Ｔダイ幅１２０ｍｍ、リップ部長さ２５ｍｍ、リップ間
隔０．５ｍｍ、リップエッジＲ３０μｍであるＴダイが
装着された口径２５ｍｍの単軸押出機（Ｌ／Ｄ：２０）
を用いて、押出量２．１ｋｇ／ｈｒ、Ｔダイリップにお
ける樹脂の剪断速度９４／ｓとした以外、実施例１と同
様にしてフィルムを成形した。その結果、押出成形を開
始して８時間を経過してもダイのリップ先端エッジにメ
ヤニの付着が確認されなかった。得られた結果を〔表
１〕に示す。

【００２７】比較例２リップエッジＲが５０μｍであるＴダイを使用した以
外、実施例２と同条件でフィルムを成形した。その結
果、押出成形を開始して３時間を経過した時点でダイの
リップ先端エッジにメヤニの付着が確認された。得られ
た結果を〔表１〕に示す。

【００２８】実施例３Ｔダイ幅が１１００ｍｍ、リップ間隔が０．５ｍｍであ
るＴダイを使用し、Ｔダイリップにおける樹脂の剪断速
度８７／ｓとした以外、実施例１と同条件でフィルムを
成形した。その結果、押出成形を開始して１２時間を経
過してもダイのリップ先端エッジにメヤニの付着が確認
されなかった。得られた結果を〔表１〕に示す。

【００２９】実施例４実施例３で使用したＴダイが装着された押出機を使用
し、ポリエーテルサルフォン樹脂（ＢＡＳＦ社製、商品
名：ＵｌｔｒａｓｏｎＥ２０１０）を３７０℃において
溶融可塑化した後、３７０℃に調節されたＴダイを通し
て（Ｔダイ樹脂流入温度：３７０℃）、押出量２４ｋｇ
／ｈｒ、Ｔダイリップにおける樹脂の剪断速度１１３／
ｓの条件下において、押出した後、冷却してポリエーテ
ルサルフォンフィルムを成形した。その結果、押出成形
を開始して１２時間を経過してもダイのリップ先端エッ
ジにメヤニの付着が確認されなかった。得られた結果を
〔表１〕に示す。

【００３０】実施例５Ｔダイ幅１５００ｍｍ、リップ部長さ３０ｍｍ、リップ
部間隔０．８ｍｍ、リップエッジＲ３０μｍであるＴダ
イが装着された口径９０ｍｍの単軸押出機（Ｌ／Ｄ：２
４）を用いて、押出量１００ｋｇ／ｈｒ、Ｔダイリップ
における樹脂の剪断速度１３５／ｓ、押出機、ダイ及び
ダイ流入温度を３５０℃とした以外、実施例４と同様に
してポリエーテルサルフォンフィルムを成形した。その
結果、押出成形を開始して１２時間を経過してもダイの
リップ先端エッジにメヤニの付着が確認されなかった。
得られた結果を〔表１〕に示す。

【００３１】実施例６実施例５で使用した押出成形機を用い、ポリエーテルエ
ーテルケトン樹脂（ビクトレックス社製、商品名：３８
１Ｇ）を３７５℃において溶融可塑化した後、Ｔダイ温
度およびＴダイ樹脂流入温度を３７５℃に調整し、押出
量８０ｋｇ／ｈｒ、Ｔダイリップにおける樹脂の剪断速
度１０６／ｓにてポリエーテルエーテルケトンフィルム
を成形した。その結果、押出成形を開始して１２時間を
経過してもダイのリップ先端エッジにメヤニの付着が確
認されなかった。得られた結果を〔表１〕に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、長時間連続して押出成
形を続けた場合であっても、ダイにメヤニが付着するこ
とが防止できる。そのため、得られるフィルムは表面に
ダイライン等が発生せず表面状態が極めて優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明に用いる代表的Ｔ−ダイの軸方向の
断面図である。

【図２】は、上記Ｔ−ダイの拡大断面図である。

【符号の説明】

１樹脂流入口２マニホールド部３ランド部４リップ部５コーナー部６ダイ表面７リップ部入口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂を押出機のスリット状ダイ
を通して溶融押出した後、冷却するフィルムの押出成形
方法であって、押出機に装着するダイのリップ部先端が
円弧状のコーナー部を有し、該円弧状コーナー部の半径
が１〜３０μｍ、その寸法誤差が±２０％以下であり、
且つ、該リップ部の長さが１〜３ｃｍであることを特徴
とするフィルムの押出成形方法。
【請求項２】ダイのリップ部を流動する熱可塑性樹脂
の剪断速度を８０〜８００／ｓとすることを特徴とする
請求項１記載のフィルムの押出成形方法。
【請求項３】熱可塑性樹脂が、ポリイミド、ポリエー
テルサルフォン及びポリエーテルエーテルケトンから選
ばれた樹脂である請求項１または２記載のフィルムの押
出成形方法。