(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性を有する樹脂をフィルム状に吐出する口金装置、該口金装置から吐出されたフィルムが載置され連続して移動するキャスト面を有するキャスト装置、および、該キャスト面に載置されたフィルムを該キャスト面に密着させるフィルム吸引装置とを有する樹脂フィルムの製造装置において、前記口金装置から吐出されたフィルムの幅方向端部上方に、該フィルムに向けて気体を噴出する単一もしくは複数の気体噴出手段を設けるとともに、前記気体噴出手段の近傍に、該気体噴出手段から噴出された気体を吸引する気体吸引手段を設けたことを特徴とする樹脂フィルムの製造装置。
【請求項２】
前記気体噴出手段から噴出する気体の風速が５ｍ／秒以上１００ｍ／秒以下であることを特徴とする、請求項１に記載の樹脂フィルムの製造装置。
【請求項３】
前記気体噴出手段に、フィルムの幅方向端部近傍で、前記気体噴出手段を１軸方向または多軸方向に任意に移動させる移動手段を設けたことを特徴とする、請求項１または２に記載の樹脂フィルムの製造装置。
【請求項４】
前記気体吸引手段が、フィルムの端縁側方に設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂フィルムの製造装置。
【請求項５】
前記フィルム吸引装置は、前記口金装置とキャスト面との間に位置する着地までのフィルムに向けて吸引口が開口されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂フィルムの製造装置。
【請求項６】
前記フィルム吸引装置が、複数の吸引口と複数吸引手段を有し、吸引口の少なくとも１つがフィルムに接する箇所に負圧領域を形成するように設けられた吸引ノズルであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂フィルムの製造装置。
【請求項７】
前記キャスト装置のキャスト面が、周回する無端ベルトで形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂フィルムの製造装置。
【請求項８】
前記口金装置から吐出されるフィルムが溶液膜であり、前記無端ベルトの温度が５０℃以上であることを特徴とする、請求項７に記載の樹脂フィルムの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂フィルムの製造装置に関し、とくに、溶融した、あるいは、溶媒に溶解された流動性を有する樹脂を口金のスリット間隙から吐出しフィルムを成形する装置に好適な樹脂フィルムの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、溶融樹脂又は溶液樹脂をスリット状の口金からフィルム状に押し出してキャスト面に密着させた後、冷却あるいは乾燥工程を経て樹脂フィルムにする製造方法が知られている。この様な樹脂フィルムの製造方法において、口金から吐出されたフィルムのキャスト面への密着点が安定しているか否かは、その後の工程に基本的な影響をおよぼし、製品品質を左右する重要な因子になっている。
【０００３】
すなわち、この密着点が不安定であると、密着点が最も遅れた箇所からフィルムとキャスト面との間にエアが噛み込むという現象が生じる（以後、これを“エア噛み”と称する）。このエア噛みが発生すると、フィルム面に厚みむらを生じたり、その後の延伸過程でエア噛み部分に応力集中が生じてフィルムが破れるなどの問題があった。このエア噛み現象は、製膜速度が高速になるほど顕著になるため、生産性向上の支障になっていた。
【０００４】
従来、このエア噛みの対策としては、静電気力利用や空気による強制押しつけ、あるいは吸引ノズルによるエア吸引等のいくつかの密着方式が提案されている。しかし、これらの密着方式のうち、空気による強制押しつけ法は、過剰な空気を吹き付けるためキャスト面のフィルムを乱し、特にキャスト面が高速になったり、フィルムが薄物になると密着点が不安定になるという欠点がある。
【０００５】
また、静電気力利用による密着方式は、キャスト面の高速化に伴って静電気的印加力を増大させると、金属キャスト面への放電現象により密着点が不安定になるため、低速度の製膜に制限されるという欠点がある。また、静電気を利用する方法は、製膜する樹脂が不導体である場合には十分な効果が得にくいという本質的な問題点もある。
【０００６】
これらに対して、吸引ノズルによる吸引方式は、過剰な空気の供給を必要とせず、また樹脂が不導体であっても適用できるという利点があり、広く利用されている。しかしながら吸引ノズルを用いると、その吸引力により、フィルム両端部からもエアが吸引されるため、フィルムとキャスト面との間に流入するエアの量が増大する。このフィルム端部より流入したエアは、とくに液体膜状のフィルムの両端部において液体膜の乱れを生じさせ、フィルム端部固有のエア噛み現象の発生につながる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、吸引ノズルを用いてフィルムをキャスト面に密着させるに際し、フィルム両端部からフィルムとキャスト面との間へのエアの流入を防ぎ、製品の高品質化および高速製膜が可能な樹脂フィルムの製造装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の樹脂フィルムの製造装置は、流動性を有する樹脂をフィルム状に吐出する口金装置、該口金装置から吐出されたフィルムが載置され連続して移動するキャスト面を有するキャスト装置、および、該キャスト面に載置されたフィルムを該キャスト面に密着させるフィルム吸引装置とを有する樹脂フィルムの製造装置において、前記口金装置から吐出されたフィルムの幅方向端部上方に、該フィルムに向けて気体を噴出する単一もしくは複数の気体噴出手段を設けるとともに、前記気体噴出手段の近傍に、該気体噴出手段から噴出された気体を吸引する気体吸引手段を設けたことを特徴とするものからなる。
【０００９】
この樹脂フィルムの製造装置においては、気体噴出手段から噴出する気体の風速が、５ｍ／秒以上１００ｍ／秒以下であることが好ましい。
【００１０】
また、上記気体噴出手段には、フィルムの幅方向端部近傍で、気体噴出手段を１軸方向または多軸方向に任意に移動させることのできる移動手段を設けておくことが好ましい。これによって、気体吹き付け位置、方向の調整を可能とすることができる。
【００１１】
また、上記気体噴出手段を設けた場合、噴出された気体がフィルム端縁からフィルムとキャスト面との間にまわり込むおそれが生じる場合もある。これを防止するために、本発明では、気体噴出手段の近傍に、該気体噴出手段から噴出された気体を吸引する局所的な気体吸引手段を設けておく。この気体吸引手段は、フィルムの端縁側方、とくに両端縁側方に設けておくことが好ましい。
【００１２】
フィルム吸引装置は、口金装置からキャスト面へと吐出される液膜状のフィルムに対し、キャスト面の移動方向とは反対側からエアを吸引し、着地されるフィルムとキャスト面との間に極力エアが噛まないようにして、フィルムをキャスト面に密着させるための装置である。
【００１３】
このフィルム吸引装置の構造は特に限定しないが、口金装置とキャスト面との間に位置する着地までのフィルムに向けて吸引口が開口されているものが好ましい。
【００１４】
また、フィルム吸引装置を、複数の吸引口と複数の吸引手段を有し、吸引口の少なくとも１つがフィルムに接する箇所に負圧領域を形成するように設けられた吸引ノズルである構造とすることもできる。この構造においては、各々の吸引口に対し吸引配管およびブロア等の吸引手段を配設することが好ましい。
【００１５】
キャスト面は、たとえば周回する無端ベルトで形成される。このような無端ベルトを用いたキャスト装置は、とくに溶液製膜に好適であり、フィルムが溶液膜である場合、無端ベルトの温度は５０℃以上であることが好ましい。溶媒を用いた溶液製膜の場合、このようなベルト温度としておくことで溶媒が除去されやすくなる。
【００１６】
上記のような本発明に係る樹脂フィルムの製造装置においては、口金装置から吐出された液体膜状のフィルムは、フィルム吸引装置によりキャスト面に密着されるが、このとき、該装置による吸引によって、フィルム両端部より、フィルムとキャスト面との間に過剰なエアが流入されようとする。ところが、本発明においては、フィルム端部においてフィルム上方から高速で気体を噴出する気体噴出手段が設けられているので、噴出された気体は、少なくともフィルム端部からその側方に逃げる流れを形成する。この気体流によって、上記流入しようとする過剰なエアが阻止され、流入エアが適切に排除される。また同時に、噴出された気体はフィルムの端部をキャスト面に向けて押圧するので、フィルム端部における着地の際の形状が、フィルムとキャスト面との隙間を小さくするように変形され、端部からのエアの流入が抑えられる。その結果、フィルム端部からのエア流入量が小さく抑えられ、フィルム端部における望ましくないエア噛みが防止される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
まず、本発明の樹脂フィルムの製造装置を用いて製造されるフィルムの原料である樹脂は、溶融するかあるいは溶液として流動性を有し、製膜可能なものであれば特に限定されない。例えば、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルなどに代表される熱可塑性樹脂、メタ系アラミド、パラ系アラミドなどの耐熱性樹脂が挙げられる。勿論、使用される樹脂には、安定剤、帯電防止剤などの添加剤が配合されていてもよい。
【００１８】
図１は、本発明の一実施態様に係る樹脂フィルムの製造装置の概略を示す斜視図であり、とくにフィルムに向けて気体を噴出するの気体噴出手段を設けた構成について説明するための斜視図である。図２は、図１に示した装置の側面図である、図３は図１に示した装置の下面図である。
【００１９】
図１、２および３において、流動性を有する樹脂をフィルム状に連続して吐出する口金装置１には、樹脂の供給源である押出機（図示せず）が接続されている。口金装置１の下端部には、樹脂をフィルム状に吐出するスリット（図示せず）が設けられ、スリットの長手方向の両端部には、スリットの長さを調節、規制可能な側板１ａ、１ｂがそれぞれ設けられている。
【００２０】
また、口金装置１の下方には、キャスト装置を構成する周回する無端ベルト４が設けられ、その外側表面は、キャスト面４ａとなっている。なお、この実施態様においては、口金装置１に対向する部分のキャスト面４ａが水平方向になるように無端ベルト４が設置されており、無端ベルト４は、矢印１７で示す方向へ水平方向に移動する。また、この実施態様では、キャスト面４ａが無端ベルト４で構成されているが、キャスト面４ａは、回転キャストドラムの外側表面で形成されるようにしてもよい。
【００２１】
一方、口金装置１の前記スリットとキャスト面４ａとの近傍に、フィルム吸引装置としての吸引ノズル２が設けられている。吸引ノズル２は、口金装置１の前記スリットとキャスト面４ａとの間の空間部において吸引口が開口され、この空間の空気を主として吸引することにより、スリットから吐出されたフィルム３をキャスト面４ａに密着させる作用を有する。吸引ノズル２には吸引配管１１、１２が接続され、各々の吸引配管１１、１２に対しブロア１５、１６が接続されている。吸引配管１１、１２には絞り弁１３、１４が接続されており、吸引流量、吸引圧力を調整できるようになっている。
【００２２】
押出機から供給された溶融樹脂あるいは溶液樹脂は、口金装置１のスリットから下方に向けて吐出され、フィルム３となり、矢印１７の方向へ移動するキャスト面４ａの上に載置されるように流下する。フィルム３のキャスト面４ａに対する密着の度合いは、フィルム３がキャスト面４ａに接する点（着地点）より上流側（矢印１７の逆方向側）に配設された吸引ノズル２が空気を吸引することによって発生する吸引圧（負圧）により制御される。
【００２３】
この実施態様における以上に説明した樹脂フィルムの製造装置は、それ自体は、公知のものである。
【００２４】
本発明の樹脂フィルムの製造装置の特徴は、次の点にある。
口金装置１の前部（フィルム吐出方向下流側）には、流延された液体膜からなるフィルム３の幅方向端部へ気体を吹き付けるための気体噴出手段としての気体噴出管５、６が取り付けられている。気体噴出管５、６には気体配管７、８が接続され、絞り弁９、１０により吹き出す気体の流量、風速を調節できるようになっている。気体噴出管５、６には、気体噴出方向、気体噴出位置を調整出来るよう、少なくとも１軸方向、本実施態様では多軸方向に移動可能な移動手段としての調整装置１８、１９が取り付けられている。気体噴出管５、６の断面形状は円形、または矩形であることが好ましく、内径が１〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００２５】
本発明では、流延された液体膜からなるフィルム３の幅方向端部へ気体を吹き付けるが、本発明の気体を吹き付ける幅方向端部は、好ましくは、流延されたフィルムの端縁から１００ｍｍ以内の部分であり、さらに好ましくは、液体膜の端縁部、とくに端縁から５ｍｍ以内の部分である。
【００２６】
本発明において、吹き付ける気体の種類は、特に限定されないが、乾燥空気、窒素等が好ましく、フィルムへの異物の混入を防ぐためフィルターを通した清浄なものが好ましい。
【００２７】
本発明において、吹き付ける気体の強さは、風速としては、５から１００ｍ／秒程度が好ましい。
【００２８】
以上においては、気体噴出手段としての気体噴出管５、６を備えた本発明の樹脂フィルムの製造装置の実施態様を説明したが、気体噴出手段の設置場所は、口金装置１であっても吸引ノズル２であっても、口金装置の支持台（図示せず）であってもよい。要は、方向、流量等調節可能な気体噴出手段により、液体膜両端部への気体の吹き付けが可能であればよい。
【００２９】
以下、本発明の実施例及び比較例により、より具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３０】
実施例１
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に、芳香族ジアミン成分として８０モル％に相当する２−クロルパラフェニレンジアミンと、２０モル％に相当する４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとを溶解させ、これに１００モル％に相当する２−クロルテレフタル酸クロリドを添加し、２時間攪拌して重合を完了した。これを水酸化リチウムで中和して、ポリマ濃度１１重量％、粘度２０００ポイズの芳香族ポリアミド溶液を得た。この溶液を、２ｍ幅の吐出スリットを有する口金装置１により、２ｋｇ／分で、フィルム状に連続して吐出させ、フィルム３を製造した。
【００３１】
吸引ノズルとしては、図３に示す前部吸引口２０および後部吸引口２１の２個の吸引口を有するボックス型吸引装置２を用いた。前部吸引口２０により、フィルム３に接する箇所に負圧領域を形成するようにした。詳細寸法は次の通りである。前部吸引口２０のＡ寸法は１００ｍｍとした。後部吸引口２１は、前部吸引口２０のフィルム３側に位置する部分を除き、前部吸引口２０を取り囲むように配設されている。後部吸引口２１のＣ寸法は８０ｍｍとし、Ｆ寸法は２０ｍｍとし、Ｂ寸法およびＤ寸法はそれぞれ６０ｍｍとし、Ｅ寸法およびＧ寸法はそれぞれ２５ｍｍとした。この吸引装置２により、表面温度９０℃で矢印１７方向に移動する無端ベルト４（キャスト面４ａ）に、吐出されたフィルム３を密着させた。その後、熱風による乾燥、水洗工程（図示せず）における延伸と水洗、熱処理工程（図示せず）における延伸と熱処理とを経た後、巻取厚さ６μｍのポリアミドフィルムを得た。
【００３２】
図１に示す気体噴出手段を構成する気体噴出管５、６および調整装置１８、１９を、口金装置１の前面に設置し、これら気体噴出装置を、圧空源（図示せず）にエア管７、８および絞り弁９、１０を用いて接続した。
【００３３】
口金装置１とベルト４のキャスト面４ａとの距離（対キャスト面距離）“Ｘ”を３ｍｍとし、ベルト４の移動速度を５ｍ／分とした時点から、フィルム３とキャスト面４ａとの所望の密着が始まり、以後、前部吸引口２０および後部吸引口２１の真空度を上昇させながらベルト移動速度を増速させた。流延されたフィルムの端縁から内側５ｍｍで、かつ、フィルムのキャスト面への着地線から２ｍｍ前方の位置に、キャスト面の１０ｍｍ上方から内径２ｍｍのパイプ（気体噴出管５、６）で乾燥空気を２０ｍ／秒の風速で吹きつけた。
【００３４】
ベルト移動速度が２２ｍ／分に達し、前部吸引口２０の真空度が１００ｍｍＡｑ、後部吸引口２１の真空度が１１０ｍｍＡｑにおいて、エア噛みの発生しない安定製膜となった。
【００３５】
比較例１
実施例１と同条件で押し出されたフィルム３を実施例１と同寸法を持つ吸引装置２にてキャスト面４ａへの密着を行い製膜した。気体噴出装置は、実施例１と同じ場所に設置したが、気体の吹き付けは行わなかった。
【００３６】
ベルト４の移動速度を５ｍ／分とした時点から、フィルム３とキャスト面４ａとの所望の密着が始まり、以後、前部吸引口２０および後部吸引口２１の真空度を上昇させながらベルト移動速度を増速させた。ベルト移動速度が１３ｍ／分にて、前部吸引口２０の真空度が１００ｍｍＡｑ、後部吸引口２１の真空度が１１０ｍｍＡｑにおいて、エア噛みの発生しない安定製膜となったが、ベルト速度を１ｍ／分上昇させると、エア噛みが発生した。前部吸引口２０の真空度が１５０ｍｍＡｑ、後部吸引口２１の真空度が１７０ｍｍＡｑまで真空度を上昇させたが、エア噛み発生を抑えることが出来なかった。
【００３７】
比較例２
実施例１と同条件で押し出されたフィルム３を実施例１と同寸法を持つ吸引装置２にてキャスト面４ａへの密着を行い製膜した。気体噴出装置は、実施例１と同じ場所に設置し、吹き付ける空気の風速も実施例１と同条件にした。ただし、吸引装置２による吸引を行わなかった。
【００３８】
ベルト４の移動速度を２ｍ／分とした時点から、フィルム３とキャスト面４ａとの所望の密着が始まり、以後、０．５ｍ／分ずつ増速させた。ベルト移動速度が７ｍ／分にて、エア噛みが発生し、気体噴出装置から吹き付ける空気の風速を３０ｍ／分まで上昇させたが、エア噛みの発生を抑えることが出来なかった。
【００３９】
比較例３
実施例１と同条件で押し出されたフィルム３を実施例１と同寸法を持つ吸引装置２にてキャスト面４ａへの密着を行い製膜した。気体噴出装置は、実施例１と同じ場所に設置した。しかし、気体の吹き付けを行わず、吸引装置２による吸引も行わなかった。
【００４０】
ベルト４の移動速度を２ｍ／分とした時点から、フィルム３とキャスト面４ａとの所望の密着が始まり、以後、０．３ｍ／分ずづ増速させた。ベルト移動速度が３．３ｍ／分にて、エア噛みが発生した。
【００４１】
上述したように、本発明の前記実施態様によれば、樹脂フィルムの製造装置において、気体噴出手段を設け、気体噴出手段より、流延される液体膜からなるフィルムの幅方向両端部に気体を吹きつけることにより、フィルム面でのエア噛み発生を抑えることが出来た。この結果、フィルム形成が安定するので、その後の延伸工程によるフィルムの破れが無くなり生産性向上が可能となった。
【００４２】
上記エア噛みの抑制は、前述したように、気体噴出手段からの噴出気体が、フィルムの端部外方に逃げる流れを形成することによる、流入エアの阻止と、図４に示すように、気体噴出手段５（６）からの噴出気体によりフィルム３の端部が変形され、着地しようとするフィルム３の端部とキャスト面４ａとの隙間が小さく抑えられて、流入エア量が抑えられることとの両方によるものである。
【００４３】
上記実施態様では、気体噴出手段として気体噴出管５、６を設けたが、条件が適合しないと、たとえば気体噴出管５、６の向きや風速が適合していないと、噴出された気体が、図５に示すようにフィルム３の端部からフィルム３とキャスト面４ａとの間にまわり込むおそれがある場合もある。
【００４４】
本発明は、このようなおそれを除去するための構成についても、上記気体噴出手段とともに提供する。
【００４５】
図６は、本発明の別の実施態様に係る樹脂フィルムの製造装置を示しており、とくに上記のようなおそれを除去するための構成として、気体噴出手段から噴出された気体を吸引する気体吸引手段を備えた構成の樹脂フィルムの製造装置を示している。本実施態様においては、図１に示した実施態様の構成に加え、気体噴出管５、６の近傍に、気体噴出管５、６から噴出された気体を吸引する気体吸引手段としての気体吸引管３１、３２が設けられている。気体吸引管３１、３２には、吸引配管３３、３４が接続され、真空源としてのブロワ３５、３６により吸引されるとともに、その吸引量を絞り弁３７、３８により調節できるようになっている。
【００４６】
このような構成とすることにより、図７に示すように気体噴出管５（６）からの噴出気体をフィルム３の背面にまわり込ませることなく、局所的に気体吸引管３１（３２）に吸引させることができる。つまり、気体噴出管５からの流れを所望の方向に整流させ、かつ、余剰の気体を発生させずにまわり込みを防止できる。その結果、図５に示したような不都合の発生のおそれを除去でき、より安定した高速製膜が可能になる。
【００４７】
実施例２、３、比較実施例４
上記気体吸引管３１、３２を取り付けた場合（実施例２、３）と取り付けない場合（比較実施例４）とを、前述の実施例１と同様の製膜条件で比較した結果を表１に示す。なお、この比較実施例４と前述の実施例１は実質的に同等のものである。
【００４８】
【表１】
0003577967.tif 000002
【００４９】
表１から明らかなように、気体吸引管３１、３２を付加することで、さらに製膜速度を向上できることが判る。製膜速度は、通常高速になるとフィルムにエアを噛み込み、フィルム破れにつながる。したがって可能な製膜速度の上限がその装置の能力を示すパラメータとなる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィルム端部に対し気体噴出管を設けたことによりエア噛みを抑制でき、製膜を安定化させるとともにフィルムの品質を向上でき、しかも製膜速度を向上して生産性を向上できる。
【００５１】
また、さらに気体吸引管を併せて設けることにより、一層の製膜の安定化、品質の向上、製膜速度の向上を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る樹脂フィルムの製造装置の概略斜視図である。
【図２】図１の装置の側面図である。
【図３】図１の装置の下面図である。
【図４】図１の装置の拡大部分側面図である。
【図５】図１の装置における条件不適合の場合を示す部分斜視図である。
【図６】本発明の別の実施態様に係る樹脂フィルムの製造装置の概略斜視図である。
【図７】図６の装置の拡大部分斜視図である。
【符号の説明】
１  口金装置
２  フィルム吸引装置（吸引ノズル）
３  フィルム
４  ベルト（キャスト装置）
４ａ  キャスト面
５、６  気体噴出管
７、８  エア配管
９、１０  絞り弁
１１、１２  吸引配管
１３、１４  絞り弁
１５、１６  ブロワ（真空源）
１７  キャスト面移動方向
１８、１９  調整装置（移動手段）
２０  前部吸引口
２１  後部吸引口
３１、３２  気体吸引管
３３、３４  吸引配管
３５、３６  ブロワ
３７、３８  絞り弁
【図１】
0003577967.tif 000003
【図２】
0003577967.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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