JPH0431025A

JPH0431025A - 熱可塑性樹脂シート又はフィルムの製造方法及びその装置

Info

Publication number: JPH0431025A
Application number: JP2138097A
Authority: JP
Inventors: Junji Fujii; 淳司藤井
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1990-05-28
Filing date: 1990-05-28
Publication date: 1992-02-03
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH0749215B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は熱可塑性樹脂シート又はフィルムの製造方法及
びその装置に関し、詳しくは、流体による熱可塑性樹脂
の冷却方法を改良し、高速成形においても透明性ムラ（
ヘイズ縞）を生ずるおそれのない熱可塑性樹脂シー（・
又はフィルムの製造方法及びその装置に関する。

〔従来の技術及び発明か解決しようとする課題〕従来よ
り、Ｔ−ダイ法やインフレーション法などにより、熱可
塑性樹脂シート又はフィルムを製造する場合、押出機の
ダイから押出された溶融状態の膜状物を冷却する方法と
しては、■空気を吹付ける強制空冷法、■冷却したロー
ルを通して冷却するチルロール法、■水なとの液体と接
触させる水冷法などが知られている。

このうち■空冷法の場合は、熱可塑性樹脂の冷却効果か
不充分であり、冷却速度か小さいため、溶融樹脂の結晶
化か起り易く、透明性に優れたシ−トやフィルムを得る
ことが難しい。

また、■チルロール法の場合には高速成形時、ロールと
溶融樹脂膜の間に空気を巻き込んだり、ロールと溶融樹
脂膜の密着性か悪いために厚みムラやシワが発生したり
、さらには厚物シート等にあっては溶融樹脂膜の表面と
裏面の冷却差によるカールか発生したり、不充分な急冷
により透明性や表面光沢が低下するなとの欠点かある。

これに対して、■水冷法は、効率よくシート等を冷却で
きるという利点があるものの、溶融樹脂膜が水と接触す
ると、その部分の水が蒸発沸騰するため、局部的に水面
の波立ちや揺れなどが生じて、冷却の不均一や冷却不足
となる。その結果、熱可塑性樹脂シート又はフィルムに
ヘイズ斑か発生したり、厚みムラや透明性２表面光沢の
低下などか　生じるという欠点かある。

そこで水冷法に起因するこのような欠点を改良するため
、本出願人は溶融樹脂膜を冷却水の流れるスリットに導
入する方法を種々提案している。

例えば、特公昭６２−４１４５７号公報では、冷却水の
流れるスリットと、水槽に設けられた半没挟圧ロールを
併用してシート又はフィルムを冷却する方法を開示して
いる。

また、特開昭６２−４２８２２号公報では、スリット入
口での水位を７ｍｍ以下に保持しなから、冷却水をスリ
ットに流入させる方法を開示している。

これらの方法によれば、厚みムラ、シワ、カールなどか
なく、しかも透明性に優れたシート又はフィルムを製造
することか可能である。

ところで近時、より一層生産性の向上が要求されており
、従来の１０〜１５　ｍ／ｍｉｎ、という成形速度から
、最近は３０　ｍ／ｍｉｎ、程度という、より高速での
成形速度で、透明性に優れたシート又はフィルムを製造
することが要望されている。

上記技術は、２０　ｍ／ｍｉｎ、程度までの成形速度に
おいては、透明性に優れたシート又はフィルムを製造し
うるものの、２０　ｍ／ｍｉｎ、を超える高速成形の場
合には、透明性か悪化してしまうおそれかある。

そこで高速成形に対応して、スリットに流す冷却水量を
増やすために、スリットのギャップ（間隔）を広げると
、透明性自体は良好であるものの、シート又はフィルム
に透明性のムラ、すなわちヘイズ縞（シート又はフィル
ムのＭＤ方向の透明性の悪いライン）か生じるという欠
点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、このような問題を解決するため鋭意研究
を進めた。

その結果、スリット式冷却装置を用いたシート又はフィ
ルムの製造方法の場合、高速成形時に冷却水量を増加さ
せるために、スリットキャップを広くすると、スリット
内に空気が混入し易く、このことかシートの透明性を低
下させる大きな原因であり、この空気の混入を防ぐには
スリットの出口を入口よりも狭くすることか極めて有効
であることを見出し、この知見に基ついて本発明を完成
するに至った。

すなわち本発明は、Ｔ−ダイから溶融状態で押出された
膜状の熱可塑性樹脂を、冷却液の流下する相対するスリ
ット壁を有するスリットに導入して急冷するに際し、前
記スリットとして、各スリット壁の鉛直線に対する傾斜
角を０度を超えて３度以下とし、スリット間隔を冷却液
の流下方向に向かって狭めたスリットを用いることを特
徴とする熱可塑性樹脂シート又はフィルムの製造方法を
提供するものである。

さらに本発明は、このような製造方法を実施するのに好
適な装置として、Ｔ−ダイから溶融状態で押出された膜
状の熱可塑性樹脂を、冷却液の流下する相対するスリブ
１〜壁を存するスリットに導入して急冷する装置におい
て、前記スリットとして各スリット壁の鉛直線に対する
傾斜角か０度を越えて３０度以下であり、スリット間隔
が冷却液の流下方向に向かって狭められたスリットを用
いることを特徴とする熱可塑性シート又はフィルムの製
造装置を提供するものである。

以下、本発明の方法を、第１図に示す本発明の装置によ
って説明する。第１図は、本発明の方法を実施するのに
好適な装置の一態様を示す説明図であり、第２図は第１
図に示す装置のスリット部を示す一部拡大断面図である
。なお、第３図は従来の装置のスリット部を示す一部拡
大断面図である。

まず、Ｔ−ダイ１から膜状の熱可塑性樹脂２を溶融状態
で押出す。Ｔ−ダイ１には必要により、リップヒーター
を用いてもよい。

ここで、シートやフィルムの原料として用いる熱可塑性
樹脂としては特に制限はないか、例えばポリエチレン、
ポリプロピレンなどのポリオレフィンをはじめ、ポリス
チレン：ポリエステル（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など）；ポリアミド（ナイ
ロン−６、ナイロン−６，６など）、ポリ塩化ビニル等
が挙げられる。

本発明は、特にポリプロピレン、プロピレンと他のα−
オレフィンとのランダム共重合体、高密度ポリエチレン
、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等の
ポリオレフィンやポリエステル、ポリアミドなとの結晶
性樹脂を用いた場合に有効である。

さらに、本発明においては必要に応じて、上記熱可塑性
樹脂に、シリカ、タルク、ジベンジリデンソルビトール
などの造核剤を添加したものを用いてもよい。

本発明においては、上記の如き熱可塑性樹脂を溶融状態
でＴ−ダイ１から押出すか、このようにして押出された
シートやフィルムは単層のものばかりでなく、多層シー
トやフィルムであってもよい。

次に、このようにして押出された膜状の熱可塑性樹脂２
を、冷却液の流下する相対するスリット壁を有するスリ
ット３に導入して急冷する。

本発明は、このスリット３に特色を有するものである。

このスリット３の一態様の一部拡大断面図か第２図に示
されている。

すなわち本発明においては、各スリット壁の鉛直線に対
する傾斜角か０度を越えて３０度以下であり、スリット
間隔が冷却液の流下方向に向かって狭められたスリット
を用いる。

換言すれば、各スリット壁の鉛直線に対する傾斜角をθ
とすると、スリット３の傾斜角θは０゜〈θ≦３０°で
ある必要があり、好ましくはｌ。

≦θ≦２０°である。ここてθか３０°を超えると、ス
リット３内の冷却液の流れが遅くなり、溶融したシート
がスリット滞留水（静止水）に着水するため、冷却効果
か悪くなるとともに、沸騰斑か発生することとなり好ま
しくない。一方、θか０°であると、従来見られた如く
、冷却液はスリット中を自然落下するので、スリットの
下部では流速か早くなり、見かけ体積か減少するため、
スリット出口より空気かスリットに入る。従って、シー
トの冷却か不均一、不十分となりヘイズ塩が発生したり
、透明性か低下することになる。

また、スリット３の間隔（ギャップ）は、水量。

シート幅、シート厚、シート速度にもよるか、スリット
入口で１〜２０ｍｍ、好ましくは３〜１０ｍｍである。

一方、スリット出口では少なくともシート厚以上であっ
て、かつ０．５化以上、好ましくは１１ｎＩ１１以上で
あって、しかもスリット入口におけるスリット３の間隔
よりは狭められていることか必要である。

ここで、スリット入口が広すぎると、シートと水との間
に空気を巻き込み、ヘイズ塩か発生するし、一方、スリ
ット入口が狭すぎると、水位が上昇し、冷却効果か低下
したり、沸騰斑か発生する。

なお、スリット３は通常、厚みか１〜１０ｍｍ、長さか
３０〜７０ｎｕｎ程度の壁状のものであり、左右に１対
、相対して設けられている。さらに、スリット３とダイ
との距離（エアーギャンプ）は通常、３０〜２５０肛程
度である。

さらに、スリット３の素材は特に限定されず、金属、プ
ラスチック、木材、布など、いずれを用いてもよい。

また、冷却液としては、水のみてあってもよいか、水に
有機もしくは無機の増粘剤を添加した水溶液を用いるこ
ともてきる。

冷却液の温度については特に制限はないか、２〜３０°
Ｃの範囲が好ましく、必要に応して適当な界面活性剤を
添加して膜状の熱可塑性樹脂とのぬれを良くしたり、冷
却液の氷結点降下剤を添加して、低温冷却を行なうこと
もできる。特に、厚みが０．２ル以上のシートの製造に
おいては、液温か２０°Ｃ以下、特に好ましくは１０°
Ｃ以下にすることがヘイズ斑の発生防止に効果的である
。

上記スリット３は、Ｔ−ダイの下方に位置する水槽４（
多段スリットの場合は上部水槽）と接続して形成されて
いる。水槽４にあっては、膜状の熱可塑性樹脂導入部の
水か層流状態で流動することか必要であり、このため水
位を可及的に低くすべきであって、一般的にはスリット
入口部の水位は７ｍｍ以下とすることか好ましい。ここ
で水位か７躯を超えて、例えば１０ｍｍとなると、冷却
水か層流状態で流動しないため、得られたシートに沸騰
斑、ヘイズ斑、カール斑か発生し、総ヘイズも大きくな
り、好ましくない。該水槽４からは冷却水か流れている
ため、膜状の熱可塑性樹脂は、スリット３を通過する際
に、冷却水により冷却される。すなわち、膜状の熱可塑
性樹脂の両面を冷却水か平行に流れ、効率的に冷却され
る。

さらに、水槽４と接続しているスリット３は、第１図に
示す如く１段であってもよいが、必要にり２段以上の多
段スリットにすることにより、層生産性良く、優れた製
品を製造することかできる。

なお、２段目以降のスリットは、第１段目のスリットと
同様のものとすることかできるか、必ずしもスリット間
隔が冷却液の流下方向に向かって狭められたスリットを
用いる必要はなく、第１段目のスリットのみにおいて、
スリット間隔が冷却液の流下方向に向かって狭められた
スリットを用いればよい。ここで２段以上の多段スリッ
トを用いる場合には、第１段目のスリットについては、
出来る限り水位を低く設定する必要かあるか、第２段目
以後のスリットについては、水位に格別の配慮をする必
要はない。

なお、冷却水を層流状態で流動させるために、水槽４内
に多孔性の整流体８を設けてもよい。整流体８は、多孔
性材料にて形成され、金網（例えば１０〜２００メツシ
ュ程度のもの）や、これを折り重ねたものなどの網状素
材：合成繊維、天然繊維、金属繊維などの不織布状素材
：連続気泡を有する樹脂発泡体、焼結材料などか使用で
き、これらの中では金網や不織布が好適な素材である。

多孔性の整流体８は、適当な厚みを有する素材をそのま
ま用いたり、複数枚の素材を積層したり、さらには枠体
に張設することなどによって形成することかできる。こ
の多孔性の整流体８を水槽４内の流体流路に設けること
によって、膜状の熱可塑性樹脂に対して垂直な波立ちの
ない、均一な水流か得られる。また、この多孔性の整流
体８を多重に設けることによって、流量を多くするなと
、−層優れた効果を奏することができる。

次いて、このようにして冷却された膜状の熱可塑性樹脂
は、下部水槽５に送られる。下部水槽５には、図示した
ように、挟圧ロール６が設けられており、この挟圧ロー
ル６は、膜状の熱可塑性樹脂を常にスリット中央部に位
置させるため及び駆動することによって膜状の熱可塑性
樹脂の走行速度を一定とし、シート又はフィルムの肉厚
精度を確保するために用いられる。この挟圧ロール６は
必要に応じて、ロールの下方部分か水中に没している半
没挟圧ロールとしてもよい。なお、挟圧ロール６として
は、金属ロールばかりでなく、シリコンゴムなとのゴム
ロール或いはこれらの組み合わせからなるものであって
もよい。

次に、挟圧ロール６を通過した膜状の熱可塑性樹脂は、
下部水槽５内で冷却水により冷却された後、引取ロール
７により引き取られるが、これに限られず、冷却された
膜状の熱可塑性樹脂を、下部水槽５内を通過させる二と
なく、引き取ってもよい。

このように引取ロール７を通過したものを、巻取りロー
ル（図示せず）等を用いて巻取ることにより、目的とす
る熱可塑性樹脂シート又はフィルムを得ることかできる
。

なお、本発明においては、シート又はフィルムの巻取り
前の段階で熱処理を行なうことにより、さらに透明性が
向上し、波打ち、カールのないシートか得られる。この
場合の加熱温度は、通常、８０〜１３０℃、好ましくは
１２０〜１３０°Ｃである。また、図中、符号９は溢流
板、１０は冷却器、１１はポンプである。

〔実施例〕

次に本発明を実施例により詳しく説明する。

実施例１〜４．比較例１および参考例１第１図に示す装
置（スリット部は第２図に示す断面形状を有しており、
水槽４内の流体流路には溶融樹脂膜と平行に、６０メツ
シユの金網を２重に折り畳んで作成した多孔性の整流板
８を２０肛間隔で３組設置した。）を用いてポリプロピ
レンシートを製造した。

すなわち、原料としてポリプロピレン（商品名・出光ポ
リプロ　Ｆ　−２０５３，Ｍ　Ｉ＝２．０ｇ／１０分、
出光石油化学■製）を用い、樹脂温度２４０°Ｃにて、
Ｔダイ押出装置１を用いて押出し、押出された溶融樹脂
膜２を、４°Ｃの水が流下するスリット３（スリット幅
３ｍｍ、スリット長さ４０肛。

スリット入口部の水位６−）に導入し、次いて下部水槽
に設けられた水没式の挟圧ロール６に通した後、引き取
ることにより、巾５００ｍｍ、厚み０、３ｍｍのポリプ
ロピレンシー［・を得た。

シート製造時におけるシートの進入速度、各スリット壁
の鉛直線に対する傾斜角θ、スリットギャップ、水量、
並びに得られたシートの総ヘイズ及びシートの外観（ヘ
イズ縞の有無）の評価結果を第１表に示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スリットを用いて水冷方法或いは装置
において、スリットの出口を入口よりも狭くしているた
め、スリット内に空気か混入しにくく、このため結晶性
の樹脂を原料として、高速にてシートやフィルムを製造
する場合でも、ヘイズ縞かなく、均質て、しかも未配向
であって、透明性９表面光沢性に優れたシート等を得る
ことができる。

しかも、得られるシート等は、厚みムラ、シワなとかな
く、均一性に優れている。

また、冷却に際して冷却用流体の使用量を増大できるの
で、熱可塑性樹脂の冷却効果か良好である。そのため、
高速でシート等を成形することが可能である。

叙上の如く、本発明により得られるシートやフィルムは
、高速成形時においてもヘイズ縞か発生せず、透明性や
表面光沢等か良好であるため、食品、医療品なとの包装
用シート又はフィルムとして好適である。また、圧空成
形、ロール圧延成形などの固相成形用の原反などにも用
いることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するのに好適な装置の一
態様を示す説明図であり、第２図は第１図に示す装置の
スリット部を示す一部拡大断面図である。また、第３図
は従来の装置のスリット部を示す一部拡大断面図である
。 θ・・・各スリット壁の鉛直線に対する傾斜角１・・・
ダイ、２・・・膜状の熱可塑性樹脂。３・・・スリット、４・・・水槽。５・・・下部水槽、６・・・挟圧ロール。７・・・引取りロール、８・・・多孔性の整流体。第図第３図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｔ−ダイから溶融状態で押出された膜状の熱可塑
性樹脂を、冷却液の流下する相対するスリット壁を有す
るスリットに導入して急冷するに際し、前記スリットと
して、各スリット壁の鉛直線に対する傾斜角を０度を超
えて３０度以下とし、スリット間隔を冷却液の流下方向
に向かって狭めたスリットを用いることを特徴とする熱
可塑性樹脂シート又はフィルムの製造方法。
（２）Ｔ−ダイから溶融状態で押出された膜状の熱可塑
性樹脂を、冷却液の流下する相対するスリット壁を有す
るスリットに導入して急冷する装置において、前記スリ
ットとして各スリット壁の鉛直線に対する傾斜角が０度
を越えて３０度以下であり、スリット間隔が冷却液の流
下方向に向かって狭められたスリットを用いることを特
徴とする熱可塑性シート又はフィルムの製造装置。