(57)【要約】【課題】非晶性樹脂を取り扱う場合において、フィルム等のシート材の割れを確実に防ぐことのできるシート材の押出成形装置を提供することを目的とする。【解決手段】キャスティングローラ２０と、縦延伸機３０とは実質的に一体化され、縦延伸機３０では、温度調整可能な送りローラ３４Ａ、３４Ｂ、…の温度Ｔｒを、通常の運転状態では、フィルム１００の温度が、フィルム１００を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ、より好ましくはキャストオフ温度Ｔｃよりも低く、かつ、延伸温度Ｔｅ以上となる範囲内で、ガラス転移温度Ｔｇを維持するように制御し、押出成形装置の運転が不安定なとき等においては、前記の温度範囲内で、なるべく高い温度となるように制御する。これにより、フィルム１００の温度が過度に低下して搬送中に割れが生じるのを防ぐ。【選択図】図２
2007230164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶性の樹脂材料を押出成形して連続したシート状に加工するシート材の押出成形装置であって、
溶融した状態の前記樹脂材料を、シート状に成形しながら押し出す押出機と、
前記押出機から押し出されてシート状に成形された前記樹脂材料を送りながら、前記樹脂材料をシート状の状態を維持できる温度Ｔ１まで冷却するキャスティングローラと、
シート状の前記樹脂材料を、その連続する方向に延伸する延伸機と、を備え、
前記キャスティングローラと前記延伸機は一体的に設けられるとともに、
前記キャスティングローラと前記延伸機との間に、前記キャスティングローラで冷却されたシート状の前記樹脂材料を送りながら、前記樹脂材料の温度を、前記樹脂材料のガラス転移温度以上に維持する温度調整ローラを備えることを特徴とするシート材の押出成形装置。
【請求項２】
前記温度調整ローラは、前記押出機における前記樹脂材料の押し出し、および前記温度調整ローラにおける前記樹脂材料の送りが不安定状態または停止状態となったときに、前記樹脂材料の温度を、前記樹脂材料が固化しない温度に加熱・維持することを特徴とする請求項１に記載のシート材の押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム状、シート状のシート材の押出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シート状またはフィルム状の樹脂成形品を得るために、押出成形装置が用いられている。押出成形装置は、ダイを備えた押出機と、キャスティングローラと、縦延伸機と、横延伸機と、引取機と、巻取機とを備えている。押出機は、加熱することによって軟化させた熱可塑性樹脂をダイによって肉厚のシート状に成形しながら押し出し、キャスティングローラは、押出機によって肉厚のシート状に成形された熱可塑性樹脂を冷却しながら送り出す。縦延伸機は、キャスティングローラから送り出された熱可塑性樹脂をその送り出し方向（すなわち縦方向）に引き延ばし、横延伸機は、縦方向に引き延ばされた熱可塑性樹脂を送り出し方向と交差する幅方向（すなわち横方向）に引き延ばす。引取機は、縦横二方向に引き延ばされた熱可塑性樹脂を引き取り、巻取機は、引き取られた熱可塑性樹脂を順次巻き取っていく（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７１９０９号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、結晶性樹脂を取り扱う押出成形装置の場合、押出機およびキャスティングローラを経た熱可塑性樹脂は、その結晶化を確実に行うため、結晶化温度以下に確実に冷却する必要がある。このため、図３に示すように、キャスティングローラ１と縦延伸機２との間に、複数の冷却ローラ３を備えた冷却機構４を備えている。
【０００５】
しかしながら、押出成形装置において非晶性樹脂を取り扱う場合、非晶性樹脂の温度が、そのガラス転移温度よりも大幅に低くなると、脆く割れやすくなるという問題がある。
また、何らかの原因で押出成形装置の作動が不安定になった場合も、キャスティングローラ１を経た熱可塑性樹脂の温度が低下し、熱可塑性樹脂の割れが生じやすい、という問題がある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、特に非晶性樹脂を取り扱う場合において、フィルム等のシート材の割れを確実に防ぐことのできるシート材の押出成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもとになされた本発明は、非晶性の樹脂材料を押出成形して連続したシート状に加工するシート材の押出成形装置であって、溶融した状態の樹脂材料を、シート状に成形しながら押し出す押出機と、押出機から押し出されてシート状に成形された樹脂材料を送りながら、樹脂材料をシート状の状態を維持できる温度Ｔ１まで冷却するキャスティングローラと、シート状の樹脂材料を、その連続する方向に延伸する延伸機と、を備え、キャスティングローラと延伸機は一体的に設けられるとともに、キャスティングローラと延伸機との間に、キャスティングローラで冷却されたシート状の樹脂材料を送りながら、樹脂材料の温度を、そのガラス転移温度以上に維持する温度調整ローラを備える。
このようにして、キャスティングローラと延伸機を一体的に設け、これらの間に冷却機構等を備えない構成とし、キャスティングローラから延伸機にダイレクトに樹脂材料を送ることで、非晶性の樹脂材料がガラス転移温度よりも大幅に低くなるのを回避する。
さらに、キャスティングローラと延伸機との間に、キャスティングローラで冷却されたシート状の樹脂材料を送りながら、樹脂材料の温度を、そのガラス転移温度以上に維持することで、樹脂材料の温度の無駄な変化を回避し、効率の良い工程を実現する。
なお、温度調整ローラにおいては、樹脂材料の温度を、温度Ｔ１以下で、かつ延伸機で延伸が可能な温度Ｔ２以上の範囲に維持するようにしても良い。
加えて、温度調整ローラは、押出機における樹脂材料の押し出し、および温度調整ローラにおける樹脂材料の送りが不安定状態または停止状態となったときに、樹脂材料の温度を、前記の範囲内において樹脂材料が固化しない温度に加熱・維持するのが有効である。これにより、樹脂材料が冷却してしまうのを防ぎ、押出機における樹脂材料の押し出し、および温度調整ローラにおける樹脂材料の送りが再開されたときに、樹脂材料に割れが生じるのを回避する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、非晶性樹脂を取り扱う場合において、キャスティングローラと延伸機を一体的に設け、これらの間に冷却機構等を備えない構成とし、キャスティングローラから延伸機にダイレクトに樹脂材料を送ることで、非晶性の樹脂材料がガラス転移温度よりも大幅に低くなるのを回避することができる。さらに、温度調整ローラで、通常の運転中だけでなく、装置が不安定なときや停止したときにおいても、樹脂材料の温度を、樹脂材料が固化しない温度に加熱・維持することによって、フィルム等のシート材の割れを確実に防ぎ、安定してシート材を形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における押出成形装置の構成を説明するための図である。
本実施の形態の押出成形装置は、シート状のフィルム（シート材）１００を成形する押出機１０と、押出機１０によって成形されたフィルム１００を冷却しながら送り出すキャスティングローラ２０と、キャスティングローラ２０から送り出されたフィルム１００をその連続する方向（送り出し方向）、すなわち縦方向に引き延ばす縦延伸機（延伸機）３０と、縦延伸機３０によって縦方向に引き延ばされたフィルム１００を送り出し方向と直交する幅方向（すなわち横方向）に引き延ばす横延伸機４０と、縦横二方向に引き延ばされたフィルム１００の幅方向の両側縁を切除する切除機５０と、両側縁を切除されたフィルム１００を引き取る引取機５１と、引き取られたフィルム１００を順次巻き取る巻取機５２とを備えている。
【０００９】
図２に示すように、押出機１０は、樹脂供給装置１１と、ダイ１２とを備えている。樹脂供給装置１１は、シリンダ内で熱可塑性樹脂を加熱手段により加熱して溶融し、これをスクリューで混練しながらダイ１２に供給し、ダイ１２は、樹脂供給装置１１から供給された熱可塑性樹脂を肉厚のシート状に成形しながらキャスティングローラ２０の表面に押し出す。以下の説明において、ダイ１２から押し出された熱可塑性樹脂を、その厚さ等にかかわらず、フィルム１００と称することとする。
【００１０】
キャスティングローラ２０には、図示しない冷却機構が内蔵されており、ダイ１２によって肉厚のシート状に成形されたフィルム１００は、回転するキャスティングローラ２０によって送り出される過程で冷却される。キャスティングローラ２０から送り出されたフィルム１００は、縦延伸機３０に送られる。
【００１１】
図２に示すように、キャスティングローラ２０と、縦延伸機３０とは実質的に一体化されている。
縦延伸機３０は、フレーム３１に、フィルム１００の流れ方向において間隔隔てて設けられた複数の送りローラ（温度調整ローラ）３４Ａ、３４Ｂ、…が、フィルム１００の送り方向において互い違いにオフセットして設けられ、全体として千鳥状に配置された構成を有している。
これら送りローラ３４Ａ、３４Ｂ、…は、それぞれ図示しないモータ等によって回転駆動されるようになっている。
また、送りローラ３４Ａ、３４Ｂ、…のそれぞれは内部に熱媒を通す構造となっており、送りローラ３４Ａ、３４Ｂ、…に接触するフィルム１００の温度調整を行う機能を有している。
【００１２】
また、複数の送りローラ３４Ａ、３４Ｂ、…の後段側には、フィルム１００を縦方向に延伸するため、延伸ローラ３６、３７が設けられている。
これら延伸ローラ３６、３７では、フィルム１００の送り出し方向上流側の延伸ローラ３６の回転速度が、下流側の延伸ローラ３７よりも遅くなるように回転駆動され、延伸ローラ３６、３７の回転速度差によって、フィルム１００が縦方向に延伸されるようになっている。
【００１３】
なお、延伸ローラ３６の上流側には、ヒータ３８が設けられており、このヒータ３８によって、フィルム１００が延伸ローラ３６、３７の直前で加熱されるようになっている。
【００１４】
このような押出成形装置の縦延伸機３０は、内部に熱媒が通る構造の送りローラ３４Ａ、３４Ｂ、…の温度をコントロールする制御部（図示無し）を備えている。
この制御部（図示無し）では、通常の運転状態では、フィルム１００の温度が、フィルム１００を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ以上となるように、送りローラ３４Ａ、３４Ｂ、…の温度Ｔｒを制御する。さらに言えば、フィルム１００がキャスティングローラ２０から送り出されたときの温度（以下、これをキャストオフ温度Ｔｃと称する）よりも低く、かつ、延伸ローラ３６、３７で延伸を行う際に適した温度（以下、これを延伸温度Ｔｅ）以上となる範囲内で、ガラス転移温度Ｔｇ以上を維持するように、送りローラ３４Ａ、３４Ｂ、…の温度Ｔｒを制御するのが好ましい。（Ｔｃ＞Ｔｒ＞Ｔｅ）。
例えば、キャスティングローラ２０側のローラ３４Ａから延伸ローラ３６側のローラ３４Ｄに向けて、ローラ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄの温度Ｔｒを、２００、１８０、１６０、１４０℃といったように制御するのである。
これにより、フィルム１００の温度が過度に低下して搬送中に割れが生じるのを防ぐとともに、安定した温度条件で延伸ローラ３６、３７におけるフィルム１００の延伸を行うことができる。
【００１５】
また、押出成形装置の運転が何らかの原因により不安定となったとき等においては、制御部（図示無し）は、温度調整可能な送りローラ３４Ａ、３４Ｂ、…の温度Ｔｒを、フィルム１００を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ以上、より好ましくは、キャストオフ温度Ｔｃよりも低く、かつ延伸温度Ｔｅ以上となる範囲内で、ガラス転移温度Ｔｇ以上を維持するように制御する。
例えば、ローラ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄの温度Ｔｒを、全て２００℃とするのである。
これにより、押出成形装置の運転が不安定となり、これにともなってフィルム１００の送り動作も不安定となったときに、ローラ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄによってフィルム１００の温度が低下してしまうのを防ぐことができる。このとき、ローラ３４Ａ、３４Ｂ、…の温度Ｔｒを、前記の範囲内でなるべく高い温度とすることで、ローラ３４Ａ、３４Ｂ間、ローラ３４Ｂ、３４Ｃ間、ローラ３４Ｃ、３４Ｄ間といった、フィルム１００がローラ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄに接触しない部分においても、フィルム１００自体を介した伝熱によって、フィルム１００の割れが生じるような温度までの温度低下を抑えることができる。その結果、押出成形装置の運転が元の安定状態に戻るときにも、延伸ローラ３６、３７等でフィルム１００の割れが生じるのを回避することができる。
【００１６】
なお、上記実施の形態において、縦延伸機３０の構成、押出成形装置の概略構成を説明したが、上記した構成に限らず、適宜変更等を加えることが可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態における押出成形装置の構成を示す図である。
【図２】キャスティングローラおよび縦延伸機の部分の構成を示す図である。
【図３】従来のキャスティングローラおよび縦延伸機の部分の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０…押出機、２０…キャスティングローラ、３０…縦延伸機（延伸機）、３４Ａ〜３４Ｄ…ローラ（温度調整ローラ）、３８…ヒータ、４０…横延伸機、１００…フィルム（シート材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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