JPS5910890B2 - 熱可塑性樹脂フイルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性樹脂フィルムの製造方法に係る。

殊に本発明は熱可塑性樹脂からなるフィルムの製膜にお
ける端部の処理方法である。従来技術では、溶融樹脂を
フィルム用ダイからキャスティングドラム上に移す際に
ダイにおけるフィルム巾に比較してキャスティングドラ
ム上のフィルム巾が減少する所謂ネックインが起り、こ
の結果フィルムの両端部分近傍が中央部に比較して厚く
なる傾向がある。

また、このフィルムを巾方向にアンダーを用いて延伸す
る場合にフィルム両端部分はアンダークリップにより把
持されて延伸が施されないため、フィルムの両端部分は
中央部に比較して〒層厚くなる傾向がある。このような
フィルム両端部分の厚い部分は製品として不適当である
ため両端部分を切断する方法が採られている。

しかるにこの両端部分はフィルム巾としては僅かである
が、重量はフィルムが厚５ いため無視できない程大き
く原料ロスとなる結果不経済である。従来技術における
フィルム両端部分の原料ロスの減少対策は、フィルム用
ダイの両端部分のリップ間隙を中央部に比較して僅かに
狭くすることに１０より、この両端部分の溶融樹脂の押
出量（単位時間当りの押出速度）を減少せしめる方法に
依つていた。

し力化ながら、このリップ間隙の調整は略平行なスリッ
トに押えボルトにより応力を加える結果撓みを生じさせ
必要部分を越えて中央部に悪１５影響を及ぼす惧れがあ
り、逆に軽度の応力ではリップ間隙は殆んど狭くならず
原料ロスを減少する、効果がないため充分な目的達成が
なされていなかつた。本発明者は、フィルム用ダイの両
端部分の温度２０を中央部の温度よりも若干低温とする
と、溶融樹脂の温度が降下する結果流動性が減り、両端
部分の樹脂押出量が減ることを利用し、フィルム両端部
分のフィルム厚さを減少させ原料ロスを少くせしめ得る
ことを見出し本発明を達成したものであ２５る。

本発明は、熱可塑性樹脂をフィルム用ダイから溶融押出
しキャスティングドラム上で冷却せしめるフィルムの製
造方法に於て、フィルム用ダイの両端部分のスリット端
部から１〜３０ｃｍの帯域を３０フィルム用ダイの中央
部の平均温度に対し５〜６０℃低温にせしめ該フィルム
用ダイの両端部分の熱可塑性樹脂の時間当りの溶融押出
量を中央部に対し減少させることを特徴とする熱可塑性
樹脂フィルムの製造方法である。

３５本発明を図面を参照して説明する。

第１図（ａは正面図、ｂは側面図）は本発明に使用する
フィルム用ダイの例示である。

溶融樹脂は導入孔１から導入されスリツト２より押出さ
れキヤステイングドラム（図示せず）上で冷却固化され
フイルム状となる。フイルム用ダイ本体６に設けられた
スリツト２はスリツト両端部５，５′を有している。フ
イルム用ダイ本体の端部から冷却手段７，７ｒスリツト
両端部５，５６位置から内側に１〜３０ＣＩＩＬの位置
まで冷却手段導入孔３，３′に沿つて挿入される。この
冷却手段はスリツトの中央部（スリツトの大部分を占め
る）に比較してスリツトの端部近傍が低温となるような
冷却器により、溶融樹脂の温度を降下させて流動性を低
下させるものである。

本発明の冷却手段として、具体的には空気等の気相冷媒
を吹き込むか又は水、油等の液体冷媒のジヤケツトを挿
入するものである。この冷却手段は第１図ｂに示される
如く、スリツトの両側に設けることができる。片側のみ
に冷却手段を設けてもよい。本発明の冷却手段は従来の
ボルト４，４Ｉによるスリツト間隙の調整法と併用する
こともできる。

フイルム両端部の厚化を防止するためには、フイルムの
特に厚くなる部分である端部から測定して約１０ｃｍ以
内の両端部分のフイルム厚さを減少しなければならない
。このため、フイルム用ダイに於て、スリツトの両端か
ら１Ｃ７ｒＬ以上の帯域を冷却しなければ両端部分の実
質的な溶融樹脂押出速度（量）の減少効果が得られない
。一方、必要以上の広い範囲にわたつて溶融樹脂の押出
速度（量）を減少させることは、実用性のないフイルム
端部を増すこととなり好ましくない。この理由からスリ
ツト端部から３０ｃ１ｎを超えて冷却してはならない。
フイルム用ダイの中央部からの熱拡散効果と溶融樹脂の
流動性・溶融樹脂の冷却の緩慢（遅延）効果からスリツ
ト両端から約３０ＣＷＬまでの範囲に於てフイルム用ダ
イを冷却しても、製造されるフイルムは両端の各々約１
０Ｃ！！Ｌを除きフイルム厚さは均一となる事実は驚く
べきことである。好ましいスリツト両端部の冷却帯域は
スリツト端部から測定して２〜１０ｃｍである。

この場合得られるフイルムは両端部分各々約６ｃｍを除
いて中央部は均一の厚さを呈する。必要以上に広い帯域
を冷却することは原料ロスを減少せしめる目的に反する
。第２図は第１図に示したフイルム用ダイの両端部分の
冷却手段として、冷却空気（２５℃）をノズルを用いて
吹込んだ際のスリツトの温度分布を示すグラフである。

使用したノズルは内径５ｍｍ外径７１！ｌでスリツト端
より１５ｃｍの位置で冷却空気を吹出量を変えてスリツ
ト（フイルム用ダイ）の温度変化をみたものであり、フ
イルム用ダイの設定温度（平均温度）は２７５℃である
。冷却空気量を調節することによつて、フイルム用ダイ
の両端（図面では片側のみ示した）の温度を降下せしめ
得る。第３図は製品厚さ１２μのＰＥＴ二軸延伸フイル
ムを生産した時の耳部の厚みを示す図である。

Ａは従来の生産条件での平均的な厚み状況、Ｂは本発明
によりスリツト端部の温度を低くした場合の状況である
。フイルム用ダイの両端部分は中央部のスリット（ダイ
）の温度の平均温度（設定温度が正確であればその値が
実測値をもとに中央部を２、３個所測定したものの算術
平均温度、場合によつては代表的な位置のみの温度で代
用できる）に比較して５〜６０℃降下させる必要がある
。

熱可塑性樹脂の溶融体の流動性は樹脂、分子量、添加物
等に依存するが経験的に少くとも５℃変化しないと押出
量の変化を伴うことがない。従つて、当業者は第３図に
示した挙動を観察しながらスリツト両端部の温度を冷却
条件を調節して決定することができる。一方、著しく温
度を降下させると溶融樹脂の流動性の低下に伴う局部的
な圧力（流動抵抗の増加に起因する）がスリツト（フイ
ルム用ダイ）に加わる。この安全性から冷却すべき温度
の限界は約６０℃である。好ましくは、スリツト中央部
に比較して１０〜５０℃低温となるようにスリツト両端
温度を設定すればよい。本発明では冷却手段を冷却手段
導入孔を介してフイルム用ダイに挿入する例の他、ダイ
のエンドプロツク（ダイ端部とスリツト端部との間）を
冷却して、フイルム用ダイの両端部分を冷却することも
できる。

本発明には一般の熱可塑性樹脂はすべて適用でき、例え
ばポリオレフイン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリ
エステル等が挙げられる。

要するに、本発明はフイルム用ダイの両端部分を中央部
に比較して５〜６０℃降温とする結果、均一温度で樹脂
導入孔よりフィルム用ダイに流入した溶融樹脂がフイル
ム用ダイの両端部分で冷され溶融粘度が増加し押出量（
押出速度）がこの部分に於て減少し、成膜されたフイル
ムの両端近傍（所謂耳部）のフィルム厚さが薄くなる。

本発明によりフイルム両端部分の原料ロスとなる樹脂量
は従来技術に比較して１０〜３０重量％程節約できる利
点がある。

本発明により、フイルム両端部分のフイルム厚さが減少
し、．原料ロスを減少することができ、フィルム生産上
極めて有意義である。

以下実施例を挙げて本発明を更に説明する。

実施例 １第１図に示される如きフイルム用ダイを使用
して通常の方法でポリエチレンテレフタレートニ軸延伸
フイルムを製造した。

本発明に係る特性値及び実験条件は、ダイへの流入溶融
樹脂温度約３００℃：粘度約２０００ポイズ；ダイスリ
ツト間隙２ｍｍ１スリツト巾６０Ｃ１ｒＬ１吐出量１８
０ｋｇ／Ｈ１ダイ本体設定温度２８５℃；二軸延伸後フ
イルム厚み１２μ、製膜速度８０ｍ／分である。スリツ
トに平行して穿孔された冷却手段導入孔、３，３′は直
径１０ｍｍでスリツト両端５，５′から２０ｃｒｆｔの
位置まで穿孔されている。

この孔に第２図で説明した特性を存する冷却器７をその
先端がスリツト両端から１ｃｍの位置まで都合４本挿入
し２５１／分の２５℃空気を各々に吹込んだ。この条件
で製造された二軸延伸フイルムの耳部厚みは第３図Ｂに
示され、耳端から５Ｃ！ｎの巾の長さ１ｍのこのフイル
ムの耳部重量は３．５６７であつた。また本発明によら
ない場合の比較例は同二の耳部の重量が５．０６ｙであ
つた。従つて、本発明では片側の耳部で１ｍにつき１．
５ｙの原料樹脂の節約となる。他方の耳部の状況も大略
同等の節約であり１時間あたりでは１４．４ｋｇ、全吐
出量に対し８％の原料節約となる。尚、第３図Ｂに示さ
れた如く本方法によれば製品部分への厚み斑としての悪
影響は全く生じていない。本実施例におけるスリツト両
端部近傍の温度分布は第２図に示される実験例からスリ
ツト両端から１０ＣＩｒＬの部分をスリツト中央部の平
均的温度に比較し最大で３５℃低く調整したものである
。

比較例 １猶、実施例１に対し冷却用空気の送入を停止
した場合その耳部厚みは第３図Ａの如く厚くなり１ｍ長
で巾５ＣｆＬの耳部重量は５．０６７となり耳部原料ロ
スが増大した。

実施例 ２ 第１図に示されるダイとほぼ同じ形状で調整ボルト４の
位置に直径１１′の１００Ｖ５０Ｗカートリツジヒータ
ーを２０〜間隔で多数配置した個個のヒーター電力を任
意に調整可能な如くしたスリツト温度制御方式による厚
み調整法を採用した製膜を実施した。

製膜設備は実施例１と同じ物を使用し運転は吐出量２５
０ｋｇ／Ｈ．製品厚み２５μ、速度５５ｍ／分であつた
。通常の厚み調整では製品と無関係な位置にあるスリツ
ト両端部近傍のヒーター電力は実質的に調整されない。

製膜設備に通常配置されるオンラインの厚み計も極端に
厚すぎる耳部の厚みは測定範囲から除外されている。こ
のため調整されないこれら耳部近傍のカートリツジヒー
ターの電力は生産開始時のスタート電力配分のまま生産
終了まで放置される。尚製品部分に相当するカートリツ
ジヒーター電力はスタート電力を起点として厚みの厚い
部分は電力を減少し、薄い部分は増加させる調整がなさ
れる。本発明においてはこれら調整されないカートリツ
ジヒーター電力を調整して耳部ロスを最少限にしかつ延
伸時切断を誘発しない如きスリツト両端部温度条件を規
定する事である。

さて前記の製膜条件で２０〜間隙に配置されたカートリ
ツジヒーターをスリツト両端から各々３本合計２４本を
スタート電力配分の５０Ｖから１０Ｖに減少した。

この時のスリツト両端部温度は第４図に示される。得ら
れた二軸延伸フイルムの耳部の重量は巾５ＣｆＬ１ｍ長
さで８．２７であつた。比較例 ２ 実施例２と全く同じ条件でスリツト端部の電力を減じな
い場合の耳部重量は９．４Ｖであり本発明の実施例に比
較し原料ロスが大きい。

実施例 ３〜７ 本発明の代表的実施例はすでに２例説明したが本発明の
限界を見極めるためさらに多くの実施例比較例を検討し
た。

温度の降下限界は次例により決定される。実施例１と同
じ条件で冷却用空気の流量を種々変えたテストを実施し
た。第１表により本発明による効果がみとめられるのは
温度低下範囲として５〜６０℃が適当であり長期操業の
安定性を考え安全を見た場合及び充分なる経済的効果も
考えた場合は１０〜５０℃が最適範囲と考えられる。

温度の低下を実施する領域の大きさの限界は次の実施例
及び比較例から理解される。

実施例２と同条件でヒーター電力を減少する本数をスリ
ツト両端から順次増加するテストを行つた。上表から本
発明における効果の顕著な温度変化域の大きさはスリツ
ト両端から３０〜１５０♂が適当である事が理解される
。

工程の安定性を考慮する場合は安全を見て３０〜１２０
′がさらに好ましい。尚本発明において温度変化域とは
スリツトの中央部附近の平均温度に対し本発明の目的を
得るために１〜３℃以上温度の降下を来たした領域を言
う。

本発明の実施態様を示せば下記の如くである。

（１）熱可塑性樹脂のフイルム用ダイを使用する成膜方
法に於て、該フイルム用ダイの両端部分の１〜２０ｃｍ
の帯域を中央部に対し１０〜５０℃低温にせしめ、実質
的に均一温度の溶融樹脂を該フイルム用ダイに導入し、
該フイルム用ダイのスリツトから押出すことを特徴とす
るフイルム両端部分が中央部に比較して著しく厚くない
熱可塑性樹脂フイルムの製造方法。（２）フイルム用ダ
イのスリツト両端部分から押出される溶融樹脂温度がス
リツト中央部から押出される温度に比較して１℃以上、
好ましくは３℃以上、より好ましくは５℃以上低温であ
ることを特徴とする熱可塑性樹脂の成膜方法。

（３）実施態様（１）又は（２）に於て、熱可塑性樹脂
がポリエチレンテレフタレートである成膜方法。

（４）（１）の実施態様に於て、フイルム用ダイのスリ
ツトに略平行に冷却媒体流入流出せしめ該スリツトの両
端部分を中央部に比して低温となし得るフイルム用ダイ
。（５）（１）の実施態様に於て、フイルム用ダイの両
端のエンドプロツクを冷却せしめスリツトの両端部分を
中央部に比較して低温となし得るフイルム用ダイ。

（６）フイルム用ダイのスリツト両端部分を中央部に比
較して狭くせしめ、かつ実施態様の（４）又は（５）の
冷却手段を併設してなるフイルム用ダイ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態様を示すフイルム用ダイの概略
図であり、ａは正面図、ｂは側面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱可塑性樹脂をフィルム用ダイから溶融押出しキャ
   スティングドラム上で冷却せしめるフィルムの製造方法
   に於て、フィルム用ダイの両端部分の１〜３０ｃｍの帯
   域をフィルム用ダイの中央部の平均温度に対し５〜６０
   ℃低温にせしめ該フィルム用ダイの両端部分の熱可塑性
   樹脂の時間当りの溶融押出量を中央部に対し減少させる
   ことを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。