(57)【要約】【課題】濾過装置の分解掃除後、あるいは濾過装置交換後の熱可塑性樹脂フィルムまたはシートの製造方法において、ピンホールや破断が発生しない安定生産が開始されるまでの時間が短い製造方法を提供すること。【解決手段】熱可塑性樹脂を押出機に投入し加熱することで溶融樹脂を得る溶融工程、前記溶融樹脂を、濾過装置のハウジング内部に設けられたポリマーフィルターに通して濾過処理する濾過工程、および濾過処理された溶融樹脂をダイスに導入しダイスリップ口から押し出して製膜する製膜工程をこの順で経る、フィルムまたはシートの製造方法であって、前記濾過工程では、樹脂被吸収性ガスで満たされた前記ハウジング内部に、前記溶融樹脂を導入して濾過処理することを特徴とする、前記製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を押出機に投入し加熱することで溶融樹脂を得る溶融工程、
前記溶融樹脂を、濾過装置のハウジング内部に設けられたポリマーフィルターに通して濾過処理する濾過工程、および
濾過処理された溶融樹脂をダイスに導入しリップ口から押し出して製膜する製膜工程
をこの順で経る、フィルムまたはシートの製造方法であって、
前記濾過工程では、樹脂被吸収性ガスで満たされた前記ハウジング内部に、前記溶融樹脂を導入して濾過処理することを特徴とする、前記製造方法。
【請求項２】
前記押出機が押出機シリンダーを有し、
前記溶融工程では、前記押出機シリンダーが樹脂被吸収性ガスで満たされた状態で熱可塑性樹脂を押出機に投入する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記ダイスには、前記濾過処理された溶融樹脂が通る流路が形成されており、
前記製膜工程では、前記流路が樹脂被吸収性ガスで満たされた状態で前記濾過処理された溶融樹脂をダイスに導入する、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
樹脂被吸収性ガスが二酸化炭素である、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱可塑性樹脂製フィルムまたはシートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂製フィルムまたはシートは、ペレット化された樹脂材料を高温条件下で溶融して押し出されて製造される。熱可塑性樹脂から成形されたフィルムまたはシートにはゲル化物等の異物が含まれることがあり、光学用プロテクトフィルムまたはシートや医療用品などの、外観品質が厳しく問われる用途においては著しい商品価値の低下となる。そのために、異物除去を目的として、溶融樹脂を濾過するために濾過装置を取り付けることが広く行われている。
【０００３】
一方、濾過装置は、架橋物や異物の蓄積により、目詰まりが生じ、濾過圧力の増加が避けられず、定期的にポリマーフィルターを交換する必要がある。しかし、濾過装置の分解掃除後、あるいは濾過装置交換後、特に濾過装置を地面に対して水平に配置する場合には、濾過装置のハウジング内にガスが長く残留してしまい、この残留ガスが、突発的に樹脂に混ざりこむことによるピンホールや破けが、発生し続ける問題があった。濾過装置の分解掃除や交換を行った場合、異物の発生やピンホールの発生が収まり運転状態が安定化するまでに要する時間は、２０時間以上の場合もあり、その間に粗悪なフィルムまたはシートが大量に生産され、生産効率を著しく悪化させていた。
【０００４】
特開平１１−２９１３０４号には、押出機シリンダーや、押出機に装着する濾過装置のハウジングを窒素で充満した後、溶融樹脂を通す事により、空気中の酸素に起因する樹脂の酸化劣化によるゲル化物、炭化物等による異物の発生を抑制する方法が記載されている。
【０００５】
しかしながら、上記技術においても、濾過装置のハウジング内に窒素が長く残留するため、フィルムまたはシートにピンホールや破けが発生する状態が続き、安定生産が開始できるまでに長時間を要するという課題が依然として存在していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２９１３０４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、濾過装置の分解掃除後、あるいは濾過装置交換後の熱可塑性樹脂フィルムまたはシートの製造方法において、ピンホールや破断が発生しない安定生産が開始されるまでの時間が短い製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題に鑑み、鋭意検討した結果、本発明により、上記課題を解決することを見出した。即ち、本発明は、熱可塑性樹脂を押出機に投入し加熱することで溶融樹脂を得る溶融工程、前記溶融樹脂を、濾過装置のハウジング内部に設けられた濾過装置に通して濾過処理する濾過工程、および濾過処理された溶融樹脂をダイスに導入しダイスリップ口から押し出して製膜する製膜工程をこの順で経る、フィルムまたはシートの製造方法であって、前記濾過工程では、樹脂被吸収性ガスで満たされた前記ハウジング内部に、前記溶融樹脂を導入して濾過処理することを特徴とする、前記製造方法に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、濾過装置の分解掃除後、あるいは濾過装置交換後の熱可塑性樹脂フィルムまたはシートの製造方法において、ピンホールや破断が発生しない安定生産が開始されるまでの時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る一実施形態の主要装置配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図１を用い以下に説明する。
フィルムまたはシートは、通常、以下の工程（１）〜（６）を経て製造される。
（１）熱可塑性樹脂ペレットを、押出機２のホッパー１から投入し、押出機シリンダー３へ安定的に供給する。
（２）押出機シリンダー３内で、熱可塑性樹脂ペレットがヒーター１４からの熱および押出機スクリュー１０の剪断摩擦熱を受け、完全に溶融状態になり、溶融樹脂は、押出機スクリュー１０により押し出され濾過装置４に送られる。
（３）前記溶融樹脂を、濾過装置４のハウジング５内部に設けられたポリマーフィルター６に通し、濾過処理する。
（４）濾過処理された溶融樹脂を配管７から、ダイス９に送り、リップ口１５から押し出して膜状の形に整える。
（５）膜状の溶融樹脂を冷却し、巻取り、フィルムまたはシートにする。
【００１２】
本発明の第１の態様は、ポリマーフィルター６の交換や濾過装置４の分解掃除を行った場合のフィルムまたはシート製造のスタートアップにおいて、ポリマーフィルター６を含むハウジング５内部を樹脂被吸収性ガスで満たして行うものである。
【００１３】
本発明において、樹脂被吸収性ガスとは、常温から溶融状態における熱可塑性樹脂に対する溶解度が、窒素よりも高いものであり、具体的には、二酸化炭素、一酸化炭素、メタンやブタンなどの低分子量の炭化水素などが挙げられる。これらは単独で使用してもよいし併用してもよい。これらのうち、安全性や経済性を考慮すると、二酸化炭素が好ましい。酸化劣化による架橋反応や、架橋物によるポリマーフィルターの目詰まりなどの問題を引き起こす、酸素分子は、樹脂被吸収性ガスには実質的に含まれないことが好ましい。
【００１４】
濾過装置４のハウジング５内部への樹脂被吸収性ガスの充満方法は特に限定しないが、例えば下記の方法が挙げられる。
第１の態様においては、ポリマーフィルター６を含むハウジング５内部を含み、接続部１１から接続部１２までの領域が樹脂未充填領域である。ハウジング５へのガス内部の充満は、接続部１１を配管８から切り離し、接続部１２を配管７から切り離し、一方の接続部から樹脂被吸収性ガスを常圧または微加圧で置換充満させた後、接続部１１を配管８に接続し、接続部１２を配管７で接続するまでの間は、樹脂未充填領域を純度の高い樹脂被吸収性ガス雰囲気下に保つために、接続部１１及び接続部１２に、ふた等をすることが望ましい。ふた等には金属板や樹脂板が例示される。例えば、充満後ふたをして、接続部１１と配管８、あるいは接続部１２と配管７を接触後ふた等を取り外し、その後ボルトおよびナットなどを用いて固定するという手順により、装置内を高い樹脂被吸収性ガス雰囲気に保つことができる。
【００１５】
樹脂未充填領域への樹脂被吸収性ガス充満後の樹脂被吸収性ガスの充満度は、必ずしも樹脂未充填領域が樹脂被吸収性ガスで完全に充満されている必要はなく、樹脂未充填領域が実質的に樹脂被吸収性ガス雰囲気である状態で足りる。
【００１６】
ハウジング５内部を樹脂被吸収性ガスで充満させた後、溶融樹脂を押出機２から配管８を経由して導入し濾過処理し、引き続き溶融樹脂を製膜してフィルムまたはシートが製造される。
【００１７】
本発明の第２の態様は、濾過装置４上流の押出機２から濾過装置４までの全ての装置の分解掃除を行った場合や、押出機２を分解掃除しポリマーフィルター６の交換を行った場合のフィルムまたはシート製造のスタートアップにおいて、ポリマーフィルター６を含むハウジング５内部、配管８および押出機シリンダー３内部を樹脂被吸収性ガスで満たして行うものである。
【００１８】
ポリマーフィルター６を含むハウジング５内部、配管８および押出機シリンダー３内部への樹脂被吸収性ガスの充満方法は特に限定しないが、例えば下記の方法が挙げられる。
第２の態様においては、押出機シリンダー３から接続部１２までが樹脂未充填領域である。ホッパー１の樹脂も取り除いた上で、接続部１２を配管７から切り離し、ホッパー１または接続部１２から未充填領域に向けて常圧または微加圧で、樹脂被吸収性ガスを置換充満させた後、接続部１２を配管７で接続することにより、押出機シリンダー３から接続部１２までの間を樹脂被吸収性ガスで充満させることが出来る。また、押出機シリンダー３から接続部１２までを樹脂被吸収性ガスで置換後、接続部１２を配管７で接続するまでの間は、樹脂未充填領域を純度の高い樹脂被吸収性ガス雰囲気下に保つために、接続部１２に、ふた等をすることが望ましい。ふた等には金属板や樹脂板が例示される。例えば、置換後ふたをして、接続部１２と配管７を接触後、ふた等を取り外し、その後ボルトおよびナットなどを用いて固定するという手順により、装置内を高い樹脂被吸収性ガス雰囲気に保つことができる。
【００１９】
樹脂未充填領域への樹脂被吸収性ガス充満後の樹脂被吸収性ガスの充満度は、必ずしも樹脂未充填領域が樹脂被吸収性ガスで完全に充満されている必要はなく、樹脂未充填領域が実質的に樹脂被吸収性ガス雰囲気である状態で足りる。
【００２０】
ハウジング５内部、配管８および押出機シリンダー３内部を樹脂被吸収性ガスで充満させた後、熱可塑性樹脂を押出機に投入し、溶融工程、濾過工程および製膜工程を経てフィルムまたはシートが製造される。
【００２１】
本発明の第３の態様は、濾過装置４から濾過装置４下流のダイス９までの全ての装置の分解掃除を行った場合や、ダイス９を分解掃除しポリマーフィルター６の交換を行った場合のフィルムまたはシート製造のスタートアップにおいて、ポリマーフィルター６を含むハウジング５内部、配管７およびダイスに形成された溶融樹脂が通る流路１６の樹脂未充填領域を樹脂被吸収性ガスで満たして行うものである。
【００２２】
ポリマーフィルター６を含むハウジング５内部、配管７および流路１６の樹脂未充填領域への樹脂被吸収性ガスの充満方法は特に限定しないが、例えば下記の方法が挙げられる。
第３の態様においては、接続部１１から流路１６までが樹脂未充填領域である。接続部１１を配管８から切り離し、接続部１１またはリップ口１５から、ハウジング５、配管７および流路１６の樹脂未充填領域に常圧または微加圧にて樹脂被吸収性ガスを置換充満させた後、接続部１１を配管８に接続することにより、ポリマーフィルター６を含むハウジング５内部、配管７および流路１６の樹脂未充填領域を樹脂被吸収性ガスで充満させることが出来る。また、接続部１１からダイス９までを樹脂被吸収性ガスで置換後、接続部１１を配管８に接続するまでの間は、樹脂未充填領域を純度の高い樹脂被吸収性ガス雰囲気下に保つために、接続部１１を、ふた等をすることが望ましい。ふた等には金属板や樹脂板が例示される。例えば、置換後ふたをして、接続部１１と配管８を接触後、ふた等を取り外し、その後ボルトおよびナットなどを用いて固定するという手順により、装置内を高い樹脂被吸収性ガス雰囲気に保つことができる。
【００２３】
樹脂未充填領域への樹脂被吸収性ガス充満後の樹脂被吸収性ガスの充満度は、必ずしも樹脂未充填領域が樹脂被吸収性ガスで完全に充満されている必要はなく、樹脂未充填領域が実質的に樹脂被吸収性ガス雰囲気である状態で足りる。
【００２４】
ポリマーフィルター６を含むハウジング５内部、配管７および流路１６の樹脂未充填領域を樹脂被吸収性ガスで充満させた後、溶融樹脂を押出機２から配管８を経由して導入し濾過処理し、引き続いて溶融樹脂を製膜してフィルムまたはシートが製造される。
【００２５】
本発明の第４の態様は、押出機２、濾過装置４およびダイス９を含む全ての装置の分解掃除を行った場合や、押出機２およびダイス９を分解掃除しポリマーフィルター６の交換を行った場合のフィルムまたはシート製造のスタートアップにおいて、ポリマーフィルター６を含むハウジング５内部、押出機シリンダー３内部、ダイス９に形成された溶融樹脂が通る流路１６、ならびに配管７および８の樹脂未充填領域を樹脂被吸収性ガスで満たして行うものである。
【００２６】
ポリマーフィルター６を含むハウジング５内部、押出機シリンダー３内部、流路１６、ならびに配管７および８の樹脂未充填領域への樹脂被吸収性ガスの充満方法は特に限定しないが、例えば下記の方法が挙げられる。
【００２７】
第４の態様においては、押出機シリンダー３からダイス９までが樹脂未充填領域である。ホッパー１の樹脂も取り除いた上で、接続部１１〜１３はすべて連結させ、ホッパー１またはリップ口１５から樹脂被吸収性ガスを常圧または微加圧にて置換充満させることにより、樹脂未充填領域を樹脂被吸収性ガスで充満させることが出来る。
【００２８】
樹脂未充填領域への樹脂被吸収性ガス充満後の樹脂被吸収性ガスの充満度は、必ずしも樹脂未充填領域が樹脂被吸収性ガスで完全に充満されている必要はなく、樹脂未充填領域が実質的に樹脂被吸収性ガス雰囲気である状態で足りる。
【００２９】
ポリマーフィルター６を含むハウジング５内部、押出機シリンダー３内部、流路１６ならびに配管７および８を樹脂被吸収性ガスで充満させた後、熱可塑性樹脂を押出機に投入し、溶融工程、濾過工程および製膜工程を経てフィルムまたはシートが製造される。
【００３０】
第３の態様および第４の態様において、樹脂被吸収性ガス充満後に、リップ口１５からの空気の混入を防ぐために、溶融工程を開始するまでの間はダイス９のリップ口１５をシールすることが好ましい。
【００３１】
第２の態様および第４の態様において、樹脂被吸収性ガス充満後に、ホッパー１を通って空気が押出機シリンダー３内に混入することを防止することが望ましく、溶融工程を開始するまでの間ホッパー１にふたをすることや、ホッパー１内に微加圧にて樹脂被吸収性ガスを供給し続けるなどの対策を講じることが好ましい。
【００３２】
本発明において、濾過処理工程開始後にハウジング５内部にガスが存在したとしても、該ガスは樹脂被吸収性ガスであるため、速やかに溶融樹脂中に溶け込み、フィルムまたはシートにピンホールや破断が発生しない安定生産が開始されるまでの時間を短くすることができる。作業性および樹脂被吸収性ガスの置換保持性の観点から、第４の態様が望ましい。
【００３３】
第２の態様および第４の態様において、樹脂被吸収性ガスが超臨界状態となるように熱可塑性樹脂を溶融することにより、樹脂のガス吸収性をより高くすることが出来る。
【００３４】
熱可塑性樹脂のガス吸収性をより高くした条件で押し出すことにより、押出機シリンダー３内部およびハウジング５内部に残留している樹脂被吸収性ガスがより速やかに樹脂に吸収・同伴され、配管７および流路１６を通り排出されるため、より早期に濾過装置４のハウジング５内部に残留する樹脂被吸収性ガスを無くすことが出来る。従って樹脂被吸収性ガスに起因するフィルムまたはシートのピンホール、破け等の問題が早期に解決することが出来るため、スタートアップ時に粗悪なフィルムまたはシートが大量にできる事などに起因するロスが大幅に削減する事が出来る。
【００３５】
第２の態様および第４の態様において、押出機シリンダー３内部およびハウジング５内部に空気が送られることを防止するため、ホッパー１は樹脂被吸収性ガス雰囲気下であることが好ましい。
【００３６】
押出機シリンダー３やハウジング５内の樹脂被吸収性ガスが熱可塑性樹脂に完全に溶解し、該溶解された溶融樹脂がダイス９より排出された後は、押出機シリンダー３内部の熱可塑性樹脂の酸化劣化を防ぐという観点から、ホッパー１内を不活性ガス雰囲気下にすることが好ましく、経済性の点から窒素雰囲気であることがさらに好ましい。
【００３７】
その他にも、押出機シリンダー３、ハウジング５、配管７や配管８などに、装置内外の気体の通気を行うための通気口を設けて、押出機シリンダー３、ハウジング５、配管７や配管８などの装置内部と樹脂被吸収性ガスの供給装置を接続することも出来る。通気口の個数はいくつ設置しても良い。通気口に、開閉や通気量の調整を行うためのバルブなどを設置しても良い。２個以上の通気口を設けた場合は例えば、一方の通気口より樹脂被吸収性ガスを導入し、他方の通気口よりガスの排出を行うことにより、樹脂被吸収性ガスの充満を行うことができる。通気口をひとつしか設けなかった場合であっても、例えば（１）装置内部に樹脂被吸収性ガスを加圧導入する（２）装置内部のガスを通気口から減圧排出するという工程を、（１）と（２）の順、または（２）と（１）の順に一度、または繰り返し実施することによって置換することも出来る。また、通気口からハウジング５を含めてホッパー１またはダイス９まで通気している場合には、通気口またホッパー１またはダイス９から常圧または微加圧にて導入するだけで樹脂被吸収性ガスを充満することが出来る。
【００３８】
ガスの供給装置としては公知のものを適用しても良く、例えば市販の昇圧された二酸化炭素等のボンベを用いることが出来る。樹脂被吸収性ガスは加圧や減圧、加熱や冷却した後に注入しても良く、置換導入後に、加圧や減圧、加熱や冷却してもよい。
【００３９】
本発明に用いることができる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリスチレンや、ハイインパクトポリスチレン、ミディアムインパクトポリスチレンのようなゴム補強スチレン系樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＳＡＮ樹脂）、アクリロニトリル−ブチルアクリレートラバー−スチレン共重合体（ＡＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−エチレンプロピルラバー−スチレン共重合体（ＡＥＳ）、アクリロニトリル−塩化ポリエチレン−スチレン共重合体（ＡＣＳ）、ＡＢＳ樹脂（例えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン−アルファメチルスチレン共重合体、アクリロニトリル−メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体）等のスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル系樹脂、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル系樹脂、エチレン塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、エチレン塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系共重合樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＰ、ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴＰ、ＰＢＴ）等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリカーボネート等のポリカーボネート系樹脂、ポリアミド６６、ポリアミド６、ポリアミド４６等のポリアミド系樹脂、ポリオキシメチレンコポリマー、ポリオキシメチレンホモポリマー等のポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、その他のエンジニアリング樹脂、スーパーエンジニアリング樹脂、例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＳＵ）、セルロースアセテート（ＣＡ）、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、エチルセルロース（ＥＣ）等のセルロース誘導体、液晶ポリマー、液晶アロマチックポリエステル等の液晶系ポリマーが挙げられる。また、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）、熱可塑性スチレンブタジエンエラストマー（ＴＳＢＣ）、熱可塑性ポリオレフィンエラストマー（ＴＰＯ）、熱可塑性ポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）、熱可塑性塩化ビニルエラストマー（ＴＰＶＣ）、熱可塑性ポリアミドエラストマー（ＴＰＡＥ）等の熱可塑性エラストマーを用いることもできる。本発明においては、一種もしくはそれ以上の熱可塑性樹脂のブレンド体を用いたり、添加材等を含有させて用いてもよい。
【００４０】
本発明は、偏光フィルムや位相差フィルムなど光学用途のフィルムまたはシート、医療用フィルムまたはシート、光学用プロテクトフィルムまたはシートなどの、外観品質が厳しく問われる用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・ホッパー
２・・・押出機
３・・・押出機シリンダー
４・・・濾過装置
５・・・ハウジング
６・・・ポリマーフィルター
７〜８・・・配管
９・・・ダイス
１０・・・押出機スクリュー
１１〜１３・・・接続部
１４・・・ヒーター
１５    リップ口
１６    流路
【図１】
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