(57)【要約】【課題】押し出し直後の、溶融樹脂が固化する前に、固化後の膜厚を推測することが可能で、溶融状態と固化状態でのフィルム形状の影響の出ない、樹脂フィルム膜厚を制御できる押出成形装置２０を提供する。【解決手段】Ｔダイ１リップのクリアランス分布を制御する調整器１０を、Ｔダイ１の巾方向に複数台配置した、溶融樹脂をフィルム状に押し出す押出成形装置２０であって、前記Ｔダイ１のリップ１５より吐出される溶融樹脂１３の、巾方向の流速プロファイルを計測する流速計と、計測された流速プロファイルから、巾方向のリップクリアランスを、Ｔダイ１の巾方向に複数台配置された調整器１０毎に調整するリップクリアランス制御装置９とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔダイリップのクリアランス分布を制御する調整器を、Ｔダイの巾方向に複数台配置した、溶融樹脂をフィルム状に押し出す押出成形装置であって、
前記Ｔダイリップより吐出される溶融樹脂の、巾方向の流速プロファイルを計測する流速計と、
計測された流速プロファイルから、巾方向のリップクリアランスを、Ｔダイの巾方向に複数台配置された調整器毎に調整するリップクリアランス制御装置とを具備したことを特徴とする押出成形装置。
【請求項２】
前記溶融樹脂の、巾方向の流速プロファイルを計測する流速計が、フィルム状の溶融樹脂に粉体を吹き付ける粉体吹付け機、粉体を撮影する高速カメラ、動画解析装置からなっており、粉体の移動距離と時間から流速を求めることを特徴とする請求項１に記載の押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｔダイを用いて、合成樹脂からフィルムを製造することを目的とした押出成形装置において、Ｔダイ吐出後の溶融樹脂フィルムの膜厚を制御可能とする押出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、押出成形による樹脂フィルムの生産ラインは、加熱シリンダ内に配設されたスクリュを回転させて樹脂を溶融させ、溶融樹脂をスリット状の開口を備えるＴダイなどの押出ダイに供給してフィルム状に押し出し、紙・金属箔・樹脂などのフィルム状の基材上に薄膜の樹脂層を塗布し、ロールで冷却固化させ、巻取り装置で成型品を巻き取る構成になっている。
【０００３】
この成形品の樹脂フィルムには、往々にしてＴダイ幅方向に対して膜厚が不均一となり、品質不良や外観不良などが問題となっており、膜厚を均一化するために、Ｔダイのリップクリアランスを調整する提案がなされている（特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、この方法では、溶融樹脂を固化させた後の膜厚を測定するため、固化させるために生産ライン上でテストを行う必要がある。
【０００５】
また、樹脂フィルムの膜厚分布は、押し出された樹脂フィルムを冷却した後に測定されるため、Ｔダイのリップクリアランスを決定するまでの、事前準備が煩雑となり、ライン使用に関する人件費やコスト、生産の停止等が問題となる。
【０００６】
即ち、固化状態のフィルム膜厚を測定する場合にはラインを稼動させる必要があり、材料費の問題も生じる。
【０００７】
Ｔダイから押し出されたフィルムの端側（数ｃｍ程度）は、樹脂が引き伸ばされた影響で幅方向に縮み、膜厚方向に厚くなるネックイン現象が生じる。そのため、フィルム端のクリアランス制御には、ネックイン現象盛り込む必要があり制御が難しい。
【０００８】
その解決方法として、フィルム巻取前のライン上に膜厚計を設置し、膜厚計で測定したデータを元に、Ｔダイのリップクリアランスを自動調整する提案がなされている（特許文献２）。
【０００９】
しかしながら、溶融状態と固化状態ではフィルム形状が異なるが、その部分を無視して、リップクリアランスと膜厚分布の相関を取ろうとするため、膜厚均一性の高い条件を見つけ出すのに相当の時間を要するか、または見つけ出すことが出来ない場合があり問題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００-１５８５１６号公報
【特許文献２】特開２００７-２２３３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前記の事情を鑑みたものであり、押し出し直後の、溶融樹脂が固化する前に
、固化後の膜厚を推測することが可能で、溶融状態と固化状態でのフィルム形状の影響の出ない、樹脂フィルム膜厚を制御できる押出成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、Ｔダイリップのクリアランス分布を制御する調整器を、Ｔダイの巾方向に複数台配置した、溶融樹脂をフィルム状に押し出す押出成形装置であって、
前記Ｔダイリップより吐出される溶融樹脂の、巾方向の流速プロファイルを計測する流速計と、
計測された流速プロファイルから、巾方向のリップクリアランスを、Ｔダイの巾方向に複数台配置された調整器毎に、調整することを特徴とする押出成形装置である。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、前記溶融樹脂の、巾方向の流速プロファイルを計測する流速計が、フィルム状の溶融樹脂に粉体を吹き付ける粉体吹付け機、粉体を撮影する高速カメラ、動画解析装置からなっており、粉体の移動距離と時間から流速を求めることを特徴とする請求項１に記載の押出成形装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、溶融状態の流速を測定するため、ラインを稼動させる必要がなく、膜厚均一性の高いフィルムが得られる。また、吐出直後の溶融状態の流速分布データを元にリップクリアランス分布を調整するため、両者の相関を取りやすく、膜厚均一性の高い条件を見つけ出すのが容易で、事前準備が短縮される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の、押出成形装置の構成を示した概念図である。
【図２】本発明の、押出成形装置におけるＴダイを示した概念図である。
【図３】本発明の、押出成形装置におけるＴダイを示した詳細断面概念図である。
【図４】本発明の、押出成形装置におけるＴダイの内部の形態を示した断面概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の、押出成形装置２０の構成を示している。まず、Ｔダイ１に供給口２から溶融樹脂１３を供給する。
【００１７】
溶融樹脂１３はマニフォールド３に流れ、マニフォールド３の幅方向に広がり、下方のリップランド４へ流れる。そして、溶融樹脂１３がリップランド４を通過する際にフィルム状に成形される。
【００１８】
リップランド４内でフィルム状に成形された溶融樹脂１３は、吐出口５から吐出され、溶融樹脂フィルム１４となる。溶融樹脂フィルム１４は押出成形装置２０の下方（下流側）に設けられた冷却ローラー６によって圧延される。
【００１９】
この時、フィルム状の基材上に、溶融樹脂層を塗布し、冷却ローラー６で冷却圧延しても良い。
【００２０】
また、この時、冷却ローラー６は、樹脂フィルム１４が排出されるスピードよりも速いスピードで回転されている。
【００２１】
吐出口５から吐出された時点では、溶融樹脂フィルム１４は固化していない。溶融樹脂
フィルム１４は、冷却ローラー６上の基材７に片面が転写されると同時に冷却され、固化する。吐出口５から吐出された溶融樹脂フィルム１４はその後の工程で巻き取られ、樹脂フィルムが提供される。
【００２２】
＜流速計＞
次に、流速計について説明する。吐出口５と冷却ローラー６との間に、高速カメラ８と、粉体吹付け器１１を設置する。
【００２３】
冷却ローラー６は稼働させても良いが、ラインを動かさない場合は外しておいても良い。高速カメラ８は、フィルム幅全体を測定できる視野角の物を使用する。高速カメラ８を起動すると、粉体吹付け機１１がフィルム表面に粉体を吹付け、粉体の移動を高速カメラ８が撮影する。
【００２４】
＜粉体吹き付け機＞
粉体吹き付け機としては、市販のブロアーならどの様なものでも使用可能であり、受け皿に粉体を入れ、ブロアーで飛ばすことで良い。
【００２５】
粉体をフィルム幅全域に吹き付けるため、粉体吹付け機は複数台設置するか、幅方向に広く噴射できる様なノズルを使用することが望ましい。高速カメラによって撮影された動画は動画解析装置１２に送られ、動画情報から粉体の移動速度が求められる。
【００２６】
次に、フィードバック方式について説明する。高速カメラ８により撮影が行われると、撮影された動画は動画解析装置１２を通し、流速データとして信号化される。信号化されたデータはリップクリアランス制御装置９に送られる。リップクリアランス制御装置９には、予め目標となる流速値（最小−最大値）を設定しておく。
【００２７】
＜粉体＞
粉体吹き付け器で使用する粉体には、フィルム厚より小さく、高速カメラで確認できる程度の大きさの物が良く、市販のナイロン粉末などを使用することができる。
【００２８】
＜制御例＞
粉体が流体に吹き付けられると、粉体の動きは流体の動きを追従する。この粉体のある点からある点までの移動距離と時間から速度を算出する。   
【００２９】
目標から外れた箇所に対しては、調整器１０にリップクリアランス変更の指示を出し、流速を範囲内に収めるまでリップクリアランスの変更を続ける。例えば、流速が目標より遅い場所はリップを開き、速い場所はリップを狭める方向に動かす様に制御する。
【００３０】
図２は、本発明の、押出成形装置におけるＴダイを示しており、リップランド４の外側には、リップクリアランス（開口幅）１６を調整するためのアクチュエータとして、調整器１０が幅方向に複数設置されている。
【００３１】
溶融樹脂が、供給口２より、Ｔダイの幅方向に細長い形態を持つマニフォールド３導入され、マニフォールド３の下側のリップランド４を通過することにより、フィルム状に成形され、リップ１５間の開口から押し出される。この時、フィルム膜厚は、リップクリアランス（開口幅）１６により決定されるため、調整器１０により開口幅を調整する。
【００３２】
調整器１０は、粉体吹付け機、高速カメラ、動画解析装置からなる流速計から、粉体の分布密度を測定し、リップクリアランスを調整するリップクリアランス制御装置９により制御される。
【００３３】
図３は、本発明の、押出成形装置におけるＴダイを示した詳細断面図であり、調整器１０により、リップクリアランスが調整される。調整方法はヒートボルト式や空圧式等の一般的なリップクリアランス（開口幅）調整手法を選択することができる。
【００３４】
図４は、押出成形装置２０を構成するＴダイ１の内部構造を示している。Ｔダイ１は、上部に溶融樹脂１３の供給口２を備えており、供給口２は溶融樹脂１３を供給する図示しないアダプターと接続されている。
【００３５】
Ｔダイ１は、成形される樹脂フィルム１４に合わせて、幅方向に細長い形態を持つ。マニフォールド３は、Ｔダイ１の幅方向にわたって筒状に形成されていて、幅方向の中間部の上部にＴダイ１の供給口２が接続されている。
【００３６】
リップランド４は、マニフォールド３の下側にＴダイ１の幅方向にわたって形成されている。吐出口５はＴダイ２の下端部に形成されていて、リップランド４の下端部に位置している。
【実施例】
【００３７】
＜実施例１＞
図１に示す押出Ｔダイ装置を使用し、樹脂フィルムを成型した。樹脂は、回転式Ｅ型粘度計による計測で、せん断速度１００（１／ｓ）の時に、粘度４００（Ｐａ・ｓ）を示す、市販のアイオノマー樹脂を使用した。Ｔダイからの溶融樹脂の押出幅は３００ｍｍであり、リップクリアランスの制御は、ヒートボルト式の調整器１０を、Ｔダイ幅方向均等７箇所設置し、個別にリップクリアランスを制御した。
【００３８】
Ｔダイと冷却ロールの隙間距離は１００ｍｍとし、その中間である、Ｔダイ押出口から５０ｍｍ下の流速を、粉体吹付け機ＲＢ１４ＤＳＬ（日立社製）にて、粉体として平均粒径が４．１μｍのナイロンパーティクル（ＫＡＮＯＭＡＸ社製）を吹き付け、吹き付けられた粉体を高速カメラで測定した。
【００３９】
粉体吹き付け機は、広幅のノズルを使用し、フィルムに対し幅３００ｍｍ×高さ２０ｍｍの面積を吹き付ける性能を持つ。吹き付ける位置は、前述の流速測定位置より１０ｍｍ上流側とした。
【００４０】
高速カメラで撮影された動画は、動画解析装置（ＰＣ）に送られ流速分布として求め、流速分布データを信号化して調整器１０に送り、リップクリアランスの制御を実施し、実施例１の樹脂フィルムを作製した。
【００４１】
以下に、初期のリップクリアランス設定と、流速値データ、固化後のフィルム膜厚データを示す。調整器１０は、左からＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７として示した。
【００４２】
＜比較例１＞
比較として、調整器１０を用いず、リップクリアランスを０．８ｍｍの固定し、他は実施例１と同じ条件で比較例１の樹脂フィルムを作製した。
【００４３】
結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
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本発明の、Ｔダイの巾方向における、流速プロファイルを計測し、リップクリアランス制御装置９により、リップクリアランスを調整して作製された樹脂フィルムは、フィルム
膜厚の標準偏差が、１．２１であった。
【００４５】
これと比較して、リップクリアランスを０．８ｍｍに固定して作製された樹脂フィルムはその標準偏差が７．８３と、膜厚のばらつきが大幅に改善されたことが分かった。
【００４６】
本発明の押出成形装置では、流速プロファイル求める際に、ラインを稼動させる必要がないため、リップクリアランスを調整するまでの時間が短く、しかも調整に基材を用いる必要がないためコスト的にも優れていることが分かった。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・Ｔダイ
２・・・供給口
３・・・マニフォールド
４・・・リップランド
５・・・吐出口
６・・・冷却ローラー
７・・・基材
８・・・高速カメラ
９・・・リップクリアランス制御装置
１０・・・調整器１０
１１・・・粉体吹き付け機
１２・・・動画解析装置
１３・・・溶融樹脂
１４・・・溶融樹脂フィルム
１５・・・リップ
１６・・・リップクリアランス
２０・・・押出成形装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
2016159508.tif 000006
【図４】
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