(57)【要約】【課題】本発明は、特にＴダイによるフィルム溶融押出において光学的異常がなく光学的に優れたプラスチックフィルムを製膜することができるディスクフィルター装置及び該ディスクフィルター装置を用いてできるプラスチックフィルムの製造方法を提供する。【解決手段】外流式であるディスクフィルター装置において、前記センターポストの溶融ポリマー導出口側に設けたフランジが前記ケーシングに取り付けられており、前記中央集液路を前記センターポストで二分し、かつ前記センターポストの溶融ポリマー導出口側の先端部をナイフエッジ状となしたことを特徴とするディスクフィルター装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ポリマーの導入口と導出口とを有する筒状のケーシングの前記導出口の中央にフランジを介して設けたセンターポストに、複数個の、ハブを有する円板状のフィルターエレメントが嵌挿され、積み重ねられた該フィルターエレメント同士が一体的に締め付けられており、前記導入口からケーシング内に導入された溶融ポリマーが、前記フィルターエレメントで濾過され、前記センターポストと前記ハブとの間で形成される中央集液路に導かれ、前記導出口から前記ケーシング外に導出されるディスクフィルター装置において、
前記中央集液路を前記センターポストで二分し、かつ前記センターポストの溶融ポリマー導出口側の先端部をナイフエッジ状となしたことを特徴とするディスクフィルター装置。
【請求項２】
前記センターポストの断面積を、前記溶融ポリマー導出口に向かって漸減させたことを特徴とする請求項１記載のディスクフィルター装置。
【請求項３】
ポリマーチップを押出機により溶融して押出し、ディスクフィルター装置で濾過した後、Ｔダイから押出してプラスチックフィルムを製造するに際し、請求項１又は２に記載のディスクフィルター装置をセンターポストの導出口側の先端部の向きが前記Ｔダイのスリット方向になるように設置することを特徴とするプラスチックフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融ポリマーに含まれる異物を濾過、除去するディスクフィルター装置およびそれを用いたプラスチックフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディスクフィルター装置は、熱可塑性ポリマーの重合の際の最終工程における溶融ポリマーの精密濾過あるいは熱可塑性ポリマーを溶融し、糸条、フィルムあるいはシートなどに溶融押出し成形する際の濾過に広く用いられている。
【０００３】
このディスクフィルター装置は、内周面に濾液（濾過された液体）の流出口を有するハブとハブの周縁に一体的に取り付けられる円板状の濾材とからなるディスクフィルターエレメント（以下フィルターエレメントという）をケーシング内部に設けた柱状のセンターポストに嵌挿して積重ね、積重ねられたフィルターエレメントを一体的に締付けて前記センターポストに取付け、ケーシング内に導入される液体をフィルターエレメントで濾過して、濾液（濾過された液体）をセンターポストに沿って形成される中央集液路からケーシング外に導出する構成となっている。
【０００４】
ディスクフィルター装置は、このような構成となっており、円筒状フィルター装置に比べて耐圧性に優れているので高粘度溶融ポリマーの濾過や精密濾過に適している。しかも、その容積に比して大きな濾過面積を有していることから、効率よく溶融ポリマーが濾過できるという利点を有している。
【０００５】
しかしながら、ディスクフィルター装置各部の構造によっては溶融ポリマーが一部滞留して熱劣化し、ゲルを生成して成形品に混入するという問題があった。そのような問題を解決するものとして、例えば、特許文献１、２には積層したフィルターエレメントとケーシングとの境界部に生じる溶融ポリマーの滞留を防止するために特定形状のフィルターエレメントを使用することや、異なる性質のフィルターエレメントを組み合わせることが、特許文献３にはディスクフィルター内の溶融ポリマーの滞留防止のためにセンターポスト上部に新たな流路を設けることが、特許文献４には被濾過液の流れが並流となるようにしたフィルターエレメントが、特許文献５にはフィルターコア（センターポスト）内での樹脂の流れ速度に差が生じて滞留が生じることによってダイラインが発生することを防止するためにフィルターコアの樹脂流路穴を均一に等分することが、特許文献８にはコア（センターポスト）穴が特定の角度になるように設けてコア内を流れる溶融ポリマーの流れを均一化し、溶融ポリマーの部分的滞留をなくすることが、特許文献９には濾過精度が１５μｍ以下であるリーフディスクフィルター（フィルターエレメント）を用いたポリマーフィルター（ディスクフィルター装置）であって、該ポリマーフィルター（ディスクフィルター装置）がセンターポストと押さえディスクとのクリアランスにシールリングを備えることが記載されている。
【０００６】
このような中で、フィルターエレメントのハブとセンターポストの間に中央集液路を形成することが特許文献６、７に記載されている。この方式（通常、外流式と言われている。）にすることによって従来の中空型のセンターポスト（内流式といわれている。）に比較してデッドスペースが格段に生じにくいという利点を有している。
【０００７】
しかしながら、このようなディスクフィルター装置をもってしても近年の液晶表示装置やプラズマディスプレイ、有機ＥＬ表示装置等のフラットディスプレイなどに好適に使用できる均一な光学特性を有するプラスチックフィルムを提供することは困難であった。特に、プラスチックフィルム中におけるスジ状の光学的異常の発生を防止することは困難であった。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３８４２３号公報
【特許文献２】特開平９−１５００１８号公報
【特許文献３】特開２００８−１８５９８号公報
【特許文献４】特開２００４−２３７１７３号公報
【特許文献５】特開平９−１７４６６４号公報
【特許文献６】特開２００３−２６７２１号公報
【特許文献７】特開２００１−９２１４号公報
【特許文献８】特開２００３−１７０４８４号公報
【特許文献９】特開２００８−１３３４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、スジ状の光学的異常が、ディスクフィルター装置内における溶融ポリマーの合流部（接合面）がそのまま反映したもの（以下、ウェルドラインという。）であることに着目した。そこで、本発明は、ディスクフィルター装置内における溶融ポリマーの滞留が少ないのみならず、溶融ポリマーの合流に伴うウェルドラインが、得られるプラスチックフィルムの光学的性質に影響を与えないディスクフィルター装置を提供するとともに、それを用いたＴダイによるプラスチックフィルムの製造方法において、ウェルドラインの発現によるスジ状の光学的異常のない光学的に均一なプラスチックフィルムを製造する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、かかる現状に鑑み、鋭意検討した結果、外流式におけるセンターポストが中央集液路を二分し、かつセンターポストの溶融ポリマー導出口側の先端部をナイフエッジ状の形状とすることで溶融ポリマーが１本の直線で合流するようにすることで上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに到ったものである。
【００１１】
すなわち本発明は、
（１）溶融ポリマーの導入口と導出口とを有する筒状のケーシングの前記導出口の中央にフランジを介して設けたセンターポストに、複数個の、ハブを有する円板状のフィルターエレメントが嵌挿され、積み重ねられた該フィルターエレメント同士が一体的に締め付けられており、前記導入口からケーシング内に導入された溶融ポリマーが、前記フィルターエレメントで濾過され、前記センターポストと前記ハブとの間で形成される中央集液路に導かれ、前記導出口から前記ケーシング外に導出されるディスクフィルター装置において、
前記中央集液路を前記センターポストで二分し、かつ前記センターポストの溶融ポリマー導出口側の先端部をナイフエッジ状となしたことを特徴とするディスクフィルター装置；
（２）前記センターポストの断面積を、前記溶融ポリマー導出口に向かって漸減させたことを特徴とする（１）記載のディスクフィルター装置；
（３）ポリマーチップを押出機により溶融して押出し、ディスクフィルター装置で濾過した後、Ｔダイから押出してプラスチックフィルムを製造するに際し、（１）又は（２）に記載のディスクフィルター装置をセンターポストの導出口側の先端部の向きが前記Ｔダイのスリット方向になるように設置することを特徴とするプラスチックフィルムの製造方法。；
を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のディスクフィルター装置は、センターポストとハブとの間で形成される中央集液路をセンターポストで二分し、かつセンターポストの溶融ポリマー導出口側の先端部をナイフエッジ状としているので、ハブ内周とセンターポスト外周とが接触する面積が小さくなり、接触面に発生するデッドスペースをなくすることができるので、ゲルの発生を防止することができる。また、センターポストを上記形状とすることにより、溶融ポリマーの合流部が一箇所になり、かつ直線状となるので、特に本発明のディスクフィルター装置をＴダイによる光学フィルムの製造に用い、直線状の一本のウェルドラインがフィルムの厚み方向に対して直角に発現するように装着した場合、実質的にウェルドラインによる光学的異常がない光学的に均一なフィルムを製造することができるという効果を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明のディスクフィルター装置の一つの実施態様を示す模式的縦断面図である。なお、以後は図１の方向の表現を厚み方向とし、それに垂直な方向を幅方向として説明する。図２は、図１に示すセンターポスト６の幅方向からみた正面図、図３は、図１に示すセンターポスト６の厚み方向からみた正面図、図４は図１のｄ１―ｄ１から見た、図５はｄ２―ｄ２から見た、図６はｄ３―ｄ３から見た上面断面図である。また、図７は、従来のディスクフィルター装置のセンターポストの断面形状を現す図である。なお本発明は、図１に示したものに限定されるものではない。
本発明に係るディスクフィルター装置は、押出機の先端に導管を介して連結され、押出機シリンダー内で溶融されたポリマーに含まれる異物を濾過し、除去することを目的として使用される。ディスクフィルター装置は、例えば、図１に示したように、円筒状のケーシング１の中央に設けたセンターポスト６に、複数個の、ハブ４を有する円板状のフィルターエレメント３を嵌挿され、該複数個のフィルターエレメント３は締め付け具２で一体的に締め付けられており、センターポスト６は、センターポスト６の溶融ポリマー導出口Ｂ側に設けたフランジ７を介してケーシング１に取り付けられている。センターポスト６とフランジ７の固定は、特に制限はないが一体的に成形したものを使用するのが好ましい。
なお、締め付け具２は、上面が円錐状に傾斜しており、導入された溶融ポリマーが円滑に流入するガイドの役目を果たしている。
【００１４】
次に、本発明に係るディスクフィルター装置のセンターポスト６の形状を図２から図６を用いて説明する。ここで、図２は、図１に示すセンターポスト６の幅方向の断面図であり、センターポスト６とハブ４は隙間なく当接している。また、図３は、図１に示すセンターポスト６の厚み方向の断面図であり、センターポスト６の外径は、ハブ４の内径よりも小さくなっており、その間に形成される空間が中央集液路Ｃとなっている。したがって、ハブ４とセンターポスト６の間に形成された中央集液路Ｃはセンターポスト６で二分された構造になっている。
さらに、本発明においては図３もしくは図４、５、６に示すようにセンターポスト６の断面積を、溶融ポリマー導出口に向かって漸減させるのが、フィルターエレメント３を通過した溶融ポリマーの流れを円滑にすることができ、圧力損失が少なくなるので好ましい。なお、センターポスト６の形状としては、図４、５等に示す円状または楕円状にヒレが設けられた形状が好ましいが、多角形の形状、直線状の形状であっても問題はなく、中央集液路Ｃが二分されれば特に制限はない。また、センターポスト６の断面積の漸減の度合いは圧力損失を考慮して適宜調整することができる。
このことにより、従来のディスクフィルター装置で用いられている断面形状が多角形（三角形、四角形、五角形）のセンターポストの構造に由来する、ウェルドラインやゲルが発現するという問題が解消される。
【００１５】
円板状のフィルターエレメント３を構成する濾材としては、ワイヤーメッシュ（金属線を織った金網）、その焼結物、金属線製不織布、その焼結物、焼結金属板、多孔質セラミック板、樹脂繊維製不織布、樹脂繊維を織った織布などが挙げられる。中でも、ワイヤーメッシュおよびその焼結物が好ましい。ワイヤーメッシュの織り方は平織、綾織、畳織、綾畳織などが挙げられる。ワイヤーメッシュを構成する金属線の直径は５〜２００μｍ、メッシュの大きさは５〜１００μｍ、中でも１０〜１００μｍのものが好適である。金属線の材質は、ステンレススチール、銅、銅系合金、チタン、チタン系合金などが挙げられる。
【００１６】
次に、本発明のディスクフィルター装置を使用してプラスチックフィルムを製造する方法について説明する。
まず、ポリマーチップを押出機により溶融して押し出す。押し出された溶融ポリマーは本発明のディスクフィルター装置の導入口Ａから該ディスクフィルター装置のケーシング１内に導入され、フィルターエレメント３で濾過された後、センターポスト６とハブ４との間で形成される中央集液路Ｃに導かれる。本発明のディスクフィルター装置は、中央集液路Ｃが上述したように二分されているので溶融ポリマーは二分された中央集液路Ｃを通った後、センターポスト６のナイフエッジ状の先端部で合流し、導出口Ｂから前記ケーシング１外に導出される。
その際に、ディスクフィルター装置の前記センターポスト６の導出口側の先端部の向きを後述するＴダイのスリット方向（得られるフィルムの幅方向）にあわせると、合流によって発現するウェルドラインはフィルムの幅方向に直線状に発現するので面状のウェルドラインが得られたプラスチックフィルム面に平行（直線状のウェルドラインがプラスチックフィルムの厚み方向に対して直角）となり、光学特性を測定した場合、均一な光学特性を有するプラスチックフィルムを製造することができる。また、ディスクフィルター装置のセンターポストの導出口側の先端部の向きとＴダイのスリット方向の向きにわずかな誤差があると、ウェルドラインがフィルム面に対して傾斜し、その結果、ハブとセンターポストのナイフエッジとの接合面における溶融ポリマーの滞留に起因するゲルや光学的異常がフィルムエッジ付近に発生することもあるが、その場合でも、有効幅外に発生するのでトリミングにより除去されるので問題はない。
【００１７】
本発明のディスクフィルター装置に好適に使用される熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂などのポリスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状オレフィンなどのポリオレフィン系樹脂、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のポリエステル系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ＭＸＤナイロンなどのポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリスルホン、ポリイミドなどが挙げられる。熱可塑性樹脂は、これら例示されたものに限定されるものではない。
【００１８】
以下に本発明のディスクフィルター装置を用いてプラスチックフィルムを製造した場合の効果を以下の実験例により説明する。
【００１９】
なお、各特性は以下のようにして評価した。
＜光学特性の評価方法＞
点光源による投影法で評価した。具体的にはキセノンランプを光源として、光源から１．２ｍの距離に白色スクリーンを置く。その中間地点に４５°の角度で幅１６００ｍｍ、長さ１５００ｍｍのプラスチックフィルムを配し、スクリーンに投影された陰影により評価する。プラスチックフィルムにスジ状の光学的異常が存在する場合、スクリーンには、周囲に比べてスジ状に明るい部分（白色に見える）や暗い部分（黒色に見える）が現れる。本実験例においては、その本数とスジ状の部分の濃淡をもって評価した。
なお、白色のスジ状部分も、黒色のスジ状部分も濃い場合は光学的異常が大きく、淡い場合は光学的異常が小さいといえる。
＜ゲルの評価方法＞
ゲルの評価方法としては、透過式欠陥検査装置を用いてゲルに起因する欠陥の分布および欠陥の個数で評価した。
【００２０】
[実験例１]
環状オレフィンの一種であるノルボルネン系樹脂のポリマーチップを単軸押出機に供給し、押出機の先端とコートハンガータイプのＴダイの間には図１に示す本発明のディスクフィルター装置を、当該ディスクフィルター装置のセンターポストの導出口側の先端部の向きがＴダイのスリット方向（得られるフィルムの幅方向）になるように設置して溶融押し出し成形した後、直ちに冷却ロールで冷却して厚み１００μｍ、幅１６００ｍｍのプラスチックフィルムを得た。
得られたプラスチックフィルムについて上記方法で光学特性を評価した。その結果、幅方向の中央から左右各７６０ｍｍの位置に長手方向と平行に連続した一本の濃い黒色のスジ状部が見られた以外は光学異常は観測されなかった。また、ゲルは得られたプラスチックフィルムのスジ状の光学異常部周辺に集中して表れた。
したがって、スジ状の光学異常やゲルはいずれも製品の有効幅外に発現しているのでフラットパネルディスプレイなどの光学材料としてなんら支障なく使用することができた。
【００２１】
[実験例２]
図１のディスクフィルター装置を、センターポストの導出口側の先端部の向きをＴダイのスリット方向（得られるフィルムの幅方向）と直交するように設置した以外は実験例１と同様にして厚み１００μｍ、幅１６００ｍｍのプラスチックフィルムを得た。
得られたプラスチックフィルムについて上記方法で光学特性を評価した。その結果、幅方向の中央に長手方向と平行に連続した１本の濃い黒色のスジ状部が観測された。また、ゲルは得られたプラスチックフィルムのスジ状の光学異常部周辺に集中して表れた。
したがって、本実験例では幅方向の中央部にスジ状の光学異常が存在するので、製品の半分の幅でしか使用できる部分が無かった。
【００２２】
[実験例３]
図７に示す断面形状が六角形である中空型のセンターポストを使用した内外流式（溶融ポリマーは、フィルターエレメントのハブとセンターポストの間と、中空部分の両方から合流する）ディスクフィルター装置を使用した以外は実験例１と同様にして厚み１００μｍ、幅１６００ｍｍのプラスチックフィルムを得た。
得られたプラスチックフィルムについて上記方法で光学特性を評価した。その結果、幅方向の中央に長手方向と平行に連続した１本の濃い黒色のスジ状部が見られた。さらに長手方向と平行に連続した多数の淡い白色又は黒色のスジ状部が見られた。また、ゲルについても同様に評価した結果、全体的に多数のゲルが検出された。
したがって、このプラスチックフィルムは光学用途には不適格であった。
【００２３】
[実験例４]
断面形状が四角形であるセンターポストを用いた外流式のディスクフィルター装置を使用した以外は実験例１と同様にして厚み１００μｍ、幅１６００ｍｍのプラスチックフィルムを得た。
得られたプラスチックフィルムについて上記方法で光学特性を評価した。その結果、幅方向の中央の位置に長手方向と平行に連続した１本の濃い黒色のスジ状部が、さらに幅方向の中央から左右各３８０ｍｍの位置に長手方向と平行に連続した２本の濃い黒色のスジ状部が観測された。また、ゲルについても同様に評価した結果、全体的に多数のゲルが検出された。
したがって、このプラスチックフィルムは光学的に全く不均一であって光学用途には不適格であった。
【００２４】
従来から使用されている実験例３で使用したセンターポストの断面形状が六角形であるディスクフィルター（内外流型）や、実験例４で使用したセンターポストの断面形状が四角形であるディスクフィルター装置（外流型）を使用した場合、溶融ポリマーの合流部の数と位置に応じてウェルドラインに起因する光学的異常が見られることが分かる。また、そのような構造の場合、センターポストとハブの接合部や、センターポストに空けた流路の存在によって部分的な滞留部が生じゲルの発生も多いことが分かる。
一方、本発明のディスクフィルター装置を使用した場合は、ウェルドラインが１本の直線状であり、構造もシンプルで滞留部分も少ないので光学的異常のない、仮にあったとしても幅方向の両端付近の不要部（有効幅外）に発現するので光学用途のプラスチックフィルムの製造に好適であることが分かる。しかしながら、本発明のディスクフィルター装置を使用した場合であっても実験例２のように設置した場合は、ウェルドラインは１本しか発現しないものの製品の中央に発現するため十分な効果を発揮しないことが分かる。
また、本発明のディスクフィルター装置を使用した場合に、ウェルドラインに起因する光学異常の周辺にゲルが発生するのは、ハブとセンターポストの先端部との接合部に溶融ポリマーが滞留しやすくなるためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明のディスクフィルター装置及びこれを用いたプラスチックフィルムの製造方法は、実質的にウェルドラインが発生せず、光学的に均一なプラスチックフィルムを製造することができる。Ｔダイによるプラスチックフィルムの押出成形を用いて、好適なディスクフィルター装置及び光学フィルムの製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一の実施の形態に係るディスクフィルター装置を示す正面断面図である。
【図２】図１に示すセンターポスト６の幅方向からみた正面図である。
【図３】図１に示すセンターポスト６の厚み方向からみた正面図である。
【図４】図１のｄ１―ｄ１から見た上面断面図である。
【図５】図１のｄ２―ｄ２から見た上面断面図である。
【図６】図１のｄ３―ｄ３から見た上面断面図である。
【図７】実験例３で使用されるディスクフィルター装置のセンターポストの断面形状を表す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    ケーシング
２    締め付け具
３    フィルターエレメント
４    ハブ
５    貫通口
６    センターポスト
７    フランジ
Ａ    導入口
Ｂ    導出口
Ｃ    中央集液路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010089415.tif 000007
【図６】
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【図７】
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