JP2021079650A - 熱可塑性樹脂フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は前記従来の課題を鑑みてなされたものであって、ダイラインの発生を抑制しつつ、長時間にわたって連続して製造することができる熱可塑性樹脂フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
[1]リップヒーターを有するダイから熱可塑性樹脂組成物を溶融押出する工程を含む熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂組成物のガラス転移温度Tg(℃)、前記ダイの温度Tt(℃)及び前記リップヒーターの温度Tr(℃)が、下記式(1)及び式(2)を満たす熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
Tg+130≦Tt≦Tg+170 (1)
Tt+5≦Tr≦Tt+40 (2)
[2]前記ダイがTダイである、前記[1]に記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
[3]前記ダイにおけるリップヒーター部を通過する熱可塑性樹脂組成物の通過時間が0.05〜10秒である、前記[1]又は[2]に記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
[4]前記熱可塑性樹脂組成物が非晶性熱可塑性樹脂組成物である、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
[5]前記熱可塑性樹脂組成物が(メタ)アクリル系樹脂組成物である、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
[6]前記熱可塑性樹脂組成物が多層構造を有するアクリル系重合体(B)を含有する、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
[7]前記熱可塑性樹脂組成物が紫外線吸収剤を含有する、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法は、リップヒーターを有するダイから熱可塑性樹脂組成物を溶融押出する工程を含む熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、前記熱可塑性樹脂組成物のガラス転移温度Tg(℃)、前記ダイの温度Tt(℃)及び前記リップヒーターの温度Tr(℃)が、下記式(1)及び式(2)を満たす熱可塑性樹脂フィルムの製造方法である。
Tg+130≦Tt≦Tg+170 (1)
Tt+5≦Tr≦Tt+40 (2)
本発明者らが得た知見、すなわち、ダイラインはフィルム表層の凹凸が発生原因のひとつであるとの知見から、ダイラインを抑制するためには樹脂全体の温度とは別に、樹脂表面の温度を適切に設定することが重要と考えられる。
本発明によれば、ダイから熱可塑性樹脂組成物を吐出する際にリップヒーターを使用して樹脂組成物の表面のみを高温化し、表面の凹凸を平坦化することにより、ダイラインの発生を抑制しつつ連続して熱可塑性樹脂フィルムを製造できる。
図1の装置においては、まず原料である熱可塑性樹脂組成物を押出機1にて溶融する。次いで、溶融した熱可塑性樹脂組成物はギアポンプ2を経て、ポリマーフィルター3にてろ過され、スタティックミキサー4を経て、リップヒーターを有するダイ5からシート状に吐出される。吐出された溶融樹脂は、ロール6とロール7とに挟圧されて所望の膜厚に成形される。その後、熱可塑性樹脂フィルムは、例えばロール状に巻き取られる。
本発明においては図2に示すとおり、ダイの吐出口に設けられたリップヒーター13a及び13bにより、ダイとの接触面における熱可塑性樹脂組成物を所定の温度に加熱し、ダイとの接触面における熱可塑性樹脂組成物を低粘度にすることができる。その結果、ダイ5から吐出された熱可塑性樹脂組成物の表面は鏡面転写性が向上しているため、図1におけるロール6とロール7とに挟圧されることによりフィルム表面が平滑になり、ダイラインを低減することが可能になる。
Tg+130≦Tt≦Tg+170 (1)
Tt+5≦Tr≦Tt+40 (2)
より具体的には、熱可塑性樹脂組成物として後述の(メタ)アクリル系樹脂組成物を用いる場合、ダイの温度Ttは、好ましくは210℃以上であり、より好ましくは230℃以上であり、更に好ましくは250℃以上であり、そして、好ましくは310℃以下であり、より好ましくは300℃以下であり、更に好ましくは290℃以下である。ダイの温度Ttが前記範囲内であると、ダイラインの発生を抑制し、フィルムの平滑性を向上させることができる。
本明細書では、熱可塑性樹脂組成物が複数のガラス転移温度Tgを示す場合、最も高い温度をその熱可塑性樹脂組成物のガラス転移温度とする。
より具体的には、熱可塑性樹脂組成物として後述の(メタ)アクリル系樹脂組成物を用いる場合、リップヒーターの温度Trは、好ましくは250℃以上であり、より好ましくは275℃以上であり、更に好ましくは285℃以上であり、そして、好ましくは330℃以下であり、より好ましくは320℃以下であり、更に好ましくは310℃以下である。リップヒーターの温度Trが前記範囲内であると、フィルムの表面のみを加熱することが可能になり、樹脂組成物を劣化させることなくダイラインの発生を抑制することが可能になる。
<押出機>
熱可塑性樹脂組成物を溶融し、押し出すための前記押出機としては、例えば単軸押出機、二軸押出機又は多軸押出機等を用いることができる。本発明においては、熱可塑性樹脂組成物を溶融混練する際に発生する揮発分を除去するため、押出機はベント機構を備えることが好ましい。
押出機のスクリューとしてはバリアフライトやミキシングセクション付きスクリュー等を用いることができる。スクリューのL/D(Lは押出機のシリンダー長さ、Dはシリンダー内径を表す)としては、熱可塑性樹脂組成物の充分な可塑化や混練状態を得る観点から、好ましくは10以上であり、より好ましくは20以上であり、更に好ましくは25以上であり、そして、好ましくは100以下であり、より好ましくは50以下であり、更に好ましくは40以下である。L/Dが前記下限値以上であることにより熱可塑性樹脂組成物の十分な可塑化や混練状態が得られる。また、L/Dが前記上限値以下であることにより、剪断発熱による熱可塑性樹脂組成物の分解を抑制しつつ混練が可能である。
本発明においては、後述するポリマーフィルターやスタティックミキサーでの圧力損失を補うため、押出機の後にギアポンプを設置してもよい。ギアポンプとしては特に制限はないが、インバータ制御のギアポンプが好ましい。インバータ制御のギアポンプを用いることにより、押出機より吐出される溶融樹脂流量の脈動を抑制することができる。
ギアポンプ入口の樹脂圧は10MPa以下であることが好ましく、8MPa以下であることがより好ましい。ギアポンプ入口の樹脂圧が前記上限値以下であるとスタティックミキサーのエレメント数が増加した場合でも押出不良が発生しにくくなる。また、ギアポンプ入口の樹脂圧の下限値は、通常1MPaである。
本発明においては、ギアポンプとスタティックミキサーとの間にポリマーフィルターを用いることが好ましい。ポリマーフィルターとしては熱可塑性樹脂組成物をろ過するフィルターエレメント部と、溶融樹脂が導入及び排出されるハウジング部とからなることが好ましい。
フィルターエレメントとしては、ディスク型や筒型のものが挙げられるが、ろ過面積を大きく取れることから筒型のものを用いることが好ましい。
筒型のフィルターエレメントは通常、外周面から流体をろ過するろ過部、ろ過された流体が流れる中空部、この中空部から流体を排出する端部の排出部、及びフィルターエレメントの先端部を備える。筒型のフィルターエレメントとしては、例えばチューブタイプ、キャンドルタイプ等が挙げられ、中でも、キャンドルタイプのフィルターエレメントが好ましい。
キャンドルタイプのフィルターエレメントの形状に特に制限はなく、波型又はプリーツ型等が使用できる。前記プリーツ型におけるプリーツは、フィルターエレメントの半径方向に延びたものでもよいし、半径方向に対して斜めに延び、湾曲した断面形状又はアーチ型の断面形状を有する、いわゆるスパイラルプリーツであってもよい。
本発明においては、圧力損失を小さくしつつ、熱可塑性樹脂組成物を効率的に撹拌混合することを目的としてスタティックミキサーを用いてもよい。
スタティックミキサーを用いる場合、そのエレメント数(単位混合要素の数)は、5〜30であることが好ましく、6〜28であることがより好ましく、7〜25であることが更に好ましい。エレメント数が前記範囲内であることにより、熱可塑性樹脂組成物の温度の均一性や、各配合成分の均一性が向上する。また、エレメント数が前記下限値以上であるとエレメントの表面積が少なくなるため、劣化した樹脂のエレメント表面への付着を抑制することが可能になり異物の混入を抑えることができる。
本発明において用いるダイは、リップヒーターを有するダイであれば特に制限はないが、製膜したフィルムの膜厚を均一化する観点から、マニホールドダイ、フィッシュテールダイ、及びコートハンガーダイ等のTダイを用いることが好ましい。なお、膜厚を安定的に制御する観点から、ダイリップクリアランス調整ボルトを自動で調整する機構を備える自動調整ダイを用いることが好ましい。
ダイリップ幅は、ダイリップクリアランスと同様の観点から、好ましくは300〜4,000mmであり、より好ましくは1,000〜3,000mmであり、更に好ましくは1,500〜2,500mmである。
なお、本発明において「リップヒーター部」とは、前記のとおりダイ吐出口から最も離れた場所に設置したリップヒーターの上端からダイ吐出口までの部分を意味する(図2参照)。リップヒーター部を通過する熱可塑性樹脂組成物の通過時間は以下の方法で算出することができる。
まず、リップヒーター部を通過する樹脂流速を下記式により求める。なお、ダイリップクリアランスは、製膜後のリップ間をマイクロスコープや隙間ゲージで測定することで、計測することができる。
樹脂流速(cm/秒)=ダイからの樹脂吐出量(kg/時間)÷密度÷3600(秒/時間)÷ダイリップ幅(mm)÷ダイリップクリアランス(mm)×100000
次いで、リップヒーター部の長さ(cm)÷樹脂流速(cm/秒)からリップヒーター部の通過時間を算出することができる。
ダイの樹脂吐出部分とキャストロール(図1のロール7)との距離をあらわすエアギャップは、好ましくは20mm〜150mmであり、より好ましくは50mm〜130mmであり、更に好ましくは70mm〜110mmである。エアギャップが前記上限値以下であると熱可塑性樹脂組成物と空気との接触時間が比較的短時間になるため樹脂組成物の表面温度が低下せず、ロールによる鏡面転写性が向上する。一方、エアギャップを前記下限値以上とすることにより、熱可塑性樹脂組成物からの揮発成分が拡散するための時間を確保することができ、揮発成分がキャストロール等に付着しにくくなる。
本発明の製造方法においては、熱可塑性樹脂フィルムの表面平滑性及び膜厚精度を向上させる観点から、押出された溶融物を、好ましくは金属製の鏡面ロール又は鏡面ベルトを用いて引き取り、挟圧することが好ましい。金属製の鏡面ロールとしては、金属弾性ロールや金属剛体ロール等が挙げられるが、熱可塑性樹脂フィルムの表面平滑性を向上させる観点から、金属弾性ロールと金属剛体ロールを組み合わせて用いることが好ましい。
また、鏡面ロール又は鏡面ベルトを用いる場合、その表面温度は、熱可塑性樹脂フィルムの表面平滑性、ヘーズ及び外観等を向上させる観点から、好ましくは50〜130℃であり、より好ましくは60〜100℃である。
本発明によれば、例えば、膜厚20〜200μmの熱可塑性樹脂フィルムを高い膜厚精度で得ることができる。更に、熱可塑性樹脂フィルムのハンドリング性の向上やコストを低く抑える観点から、膜厚は、好ましくは25〜180μmであり、より好ましくは30〜150μm、更に好ましくは40〜100μmである。膜厚が前記下限値以上であることによって剛性が高くなり、熱可塑性樹脂フィルムのハンドリング性が向上する。また、膜厚が前記上限値以下であることによって、熱可塑性樹脂フィルムの強度と製造コストとのバランスが向上する。
本発明に用いる熱可塑性樹脂組成物は熱可塑性樹脂を含むものであれば特に制限はないが、ダイラインの発生を抑制しやすくする観点、及び光学用途等に好適なフィルムを製造する観点から、非晶性熱可塑性樹脂組成物であることが好ましく、中でも(メタ)アクリル系樹脂(A)を含む樹脂組成物、すなわち、(メタ)アクリル系樹脂組成物であることが特に好ましい。
本発明において用いる(メタ)アクリル系樹脂(A)に特に制限はないが、メチルメタクリレートに由来する構造単位と、必要に応じてアクリル酸エステルに由来する構造単位とを含有することが好ましい。(メタ)アクリル系樹脂(A)に用いることができるアクリル酸エステルとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、s−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、n−へキシルアクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、ペンタデシルアクリレート、ドデシルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、ノルボルネニルアクリレート、イソボニルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、アリルアクリレート、フェニルアクリレート等を挙げることができる。これらのうち、アルキル基の炭素数が1〜6であるアルキルアクリレートが好ましい。
また、(メタ)アクリル系樹脂(A)中のアクリル酸エステルに由来する構造単位の量は、熱可塑性樹脂フィルムの膜厚精度を向上させる観点から、好ましくは0〜15質量%であり、より好ましくは0〜10質量%である。
なお、(メタ)アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度は、JIS K7121:2012に準拠して実施例に記載の方法で測定することができる。
なお、(メタ)アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量は実施例に記載の方法で測定することができる。
本発明において用いる熱可塑性樹脂組成物は、多層構造を有するアクリル系重合体(B)を含有してもよい。
熱可塑性樹脂組成物がゴム粒子を含む場合、フィルム表面の凹凸を平坦化する(ダイラインを抑制する)ために樹脂全体を高温化すると、ゴム粒子の劣化や凝集を促進してしまう可能性があり、表面のみを高温化する本発明は特に有用である。
これらの中でも、熱可塑性樹脂フィルムの耐衝撃性を向上させる観点から、コアシェル多層構造を有するアクリル系重合体が好ましく、より具体的には、コア(内層)、インナーシェル(中間層)、及びアウターシェル(外層)の3層からなるコアシェル多層構造を有するアクリル系重合体が好ましい。本発明において、3層からなるコアシェル多層構造を有するアクリル系重合体とは、コアとインナーシェル、インナーシェルとアウターシェルが各々異なる重合体で構成されたものを指す。
なお、前記の3層からなるコアシェル多層構造を有するアクリル系重合体は、これを含む樹脂組成物を溶融混練した場合に、前記アウターシェルの全部又は一部が(メタ)アクリル系樹脂(A)と融着、合一してマトリックスを形成し、該マトリックスがコアとインナーシェルの2層からなるコアシェル粒子を含有するようになる。
重合体(a)は、メチルメタクリレートに由来する構造単位、アルキルアクリレートに由来する構造単位、グラフト化剤に由来する構造単位、及び必要に応じて架橋剤に由来する構造単位を含む重合体であることが好ましい。なお、本発明においてグラフト化剤とは、異なる重合性基を2個以上有する単量体を意味し、架橋剤とは、同種の重合性基を2個以上有する単量体(ただし、前記グラフト化剤を除く)を意味する。
これらの中でも前記の観点から、メチルアクリレートが特に好ましい。
重合体(a)に用いるグラフト化剤としては、例えば、アリルメタクリレート、アリルアクリレート、モノ−又はジ−アリルマレエート、モノ−又はジ−アリルフマレート、クロチルアクリレート、及びクロチルメタクリレート等を挙げることができる。これらのグラフト化剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、重合体(a)と重合体(b)との間の結合能を向上させ、熱可塑性樹脂フィルムの耐応力白化性及び透明性を向上させる観点から、アリルメタクリレートが好ましい。
重合体(a)に用いる架橋剤としては、例えば、ジアクリル化合物、ジメタクリル化合物、ジアリル化合物、ジビニル化合物、ジエン化合物、トリビニル化合物等が挙げられる。より具体的には、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、エチレングリコールジアリルエーテル、プロピレングリコールジアリルエーテル、ブタジエン等を挙げることができる。これらの架橋剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
重合体(b)は、アルキルアクリレートに由来する構造単位、グラフト化剤に由来する構造単位、及び必要に応じて芳香族ビニル化合物に由来する構造単位、架橋剤に由来する構造単位を含む重合体であることが好ましい。
重合体(c)は、メチルメタクリレートに由来する構造単位、及びアルキルアクリレートに由来する構造単位を含む重合体であることが好ましい。
重合体(c)に用いるアルキルアクリレートとしては、前記重合体(a)で例示したアルキルアクリレートを挙げることができ、多層構造を有するアクリル系重合体(B)の耐熱分解性が向上すると共に熱可塑性樹脂フィルムの耐温水白化性や耐沸水白化性を向上させる観点から、メチルアクリレートが特に好ましい。
多層構造を有するアクリル系重合体(B)中の重合体(a)の量は、好ましくは1〜50質量%であり、より好ましくは5〜45質量%であり、更に好ましくは10〜40質量%である。重合体(a)の量が前記下限値以上であることによって熱可塑性樹脂フィルムの熱安定性及び生産性が向上する。一方、重合体(a)の量が前記上限値以下であることによって熱可塑性樹脂フィルムの耐衝撃性及び柔軟性が向上する。
本発明に用いられる多層構造を有するアクリル系重合体(B)の製造方法に特に制限はないが、例えば1次重合にて重合体(a)、2次重合にて重合体(b)、及び3次重合にて重合体(c)を順次、シード乳化重合法によって形成させることによりラテックスとして得ることができる。
重合開始剤は重合開始時に一括して反応系に添加してもよいし、反応速度等を勘案して重合開始時と重合途中とに分割して反応系に添加してもよい。重合開始剤の使用量は、例えば、多層構造を有するアクリル系重合体(B)の平均粒子径が後述の範囲になるように適宜設定できる。
多層構造を有するアクリル系重合体(B)の製造に用いる連鎖移動剤に特に制限はないが、例えば、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ヘキサデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類;ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲンジスルフィド類;テトラチウラムジスルフィド等のチウラムジスルフィド類;四塩化炭素、臭化エチレン等のハロゲン化炭化水素等を挙げることができる。
より具体的に、熱可塑性樹脂組成物中の多層構造を有するアクリル系重合体(B)の含有量は、熱可塑性樹脂フィルムの透明性を向上させる観点から、好ましくは40質量%以下であり、より好ましくは30質量%以下であり、更に好ましくは25質量%以下である。
本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物は、必要に応じて紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、可塑剤、高分子加工助剤、滑剤、染料、顔料等の公知の添加剤を含んでいてもよい。
熱可塑性樹脂組成物が添加剤を含有する場合、その含有量は熱可塑性樹脂組成物中に20質量%以下であることが好ましい。
添加剤は、例えば、フィルム成形機内で溶融している熱可塑性樹脂組成物に添加してもよいし、ペレット化された熱可塑性樹脂組成物にドライブレンドしてもよいし、多層構造を有するアクリル系重合体(B)及び/又は(メタ)アクリル系樹脂(A)をペレット化する際に添加してもよい(マスターバッチ法)。
本発明の製造方法により製造した熱可塑性樹脂フィルムは、以下の各種用途に使用することができる。例えば、自動車内外装、パソコン内外装、携帯電話内外装、太陽電池内外装、太陽電池バックシート、道路標識、浴室設備、床材、道路透光板、ペアガラス用レンズ、採光窓、カーポート、照明カバー、建材用サイジング等の建築・建材分野、電子レンジ調理容器(食器)、家電製品のハウジング、玩具、サングラス、文房具等に使用することができる。また、転写箔シートを使用した成形品の代替用途としても使用できる。
また、光学用フィルムに好適であり、携帯電話、スマートフォン、タブレット等の端末の液晶画面の前面板;液晶用導光板、拡散板、バックシート、反射シート、偏光フィルム透明樹脂シート、位相差フィルム、光拡散フィルム、プリズムシート、光学的等方フィルム、偏光子保護フィルム、透明導電フィルム等の液晶ディスプレイ用フィルム等として液晶表示装置周辺;表面保護フィルム等の情報機器分野;有機EL用フィルムとして有機EL装置周辺等の公知の用途に適用できる。
重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により標準ポリスチレン換算分子量で求めた。測定装置及び条件は、以下のとおりである。
・装置 :東ソー株式会社製GPC装置「HLC−8320」
・分離カラム :東ソー株式会社製「TSKgel SuperMultipore HZM−M」と「SuperHZ4000」を直結
・検出器 :東ソー株式会社製「RI−8020」
・溶離液 :テトラヒドロフラン
・溶離液流量 :0.35mL/分
・サンプル濃度:8mg/10mL
・カラム温度 :40℃
ガラス転移温度は、JIS K7121:2012に準拠して測定した。
多層構造を有するアクリル系重合体(B)の平均粒子径は、試料粒子を含むラテックスを水で200倍に希釈し、レーザー回折散乱式粒子径分布測定装置(株式会社堀場製作所製、装置名「LA−950V2」)を用いて25℃で係る希釈液を分析し、粒子径を測定した。この際、多層構造を有するアクリル系重合体(B)及び水の絶対屈折率をそれぞれ、1.4900、1.3333とした。
後述の方法で製造した熱可塑性樹脂フィルムについて、製膜開始直後のフィルムと8時間連続製膜後のフィルムとの、それぞれについて評価を行った。具体的には、観察対象は、フィルムロールを巻き終わりから0.7m抜出した部分を使用した。次いで、これを三波長蛍光灯((株)東芝製「メロウ5N」)の反射光を用いて観察し、フィルム流れ方向に現れるスジ(ダイライン)を以下の基準にしたがって評価した。なお、観察は黒色ネル布を裏面にして吊るした暗室内にて行った。
G(Good) :フィルム全幅の内、2本以上のダイラインが隣接して発生した箇所が
5箇所以下である
A(Average):フィルム全幅の内、2本以上のダイラインが隣接して発生した箇所が
6〜10箇所である
B(Bad) :フィルム全幅の内、2本以上のダイラインが隣接して発生した箇所が
11箇所以上である
なお、本評価基準において「ダイラインが隣接して発生した」とは、幅10mm以内の区間に2本以上のダイラインが発生したことを示す。
メチルメタクリレート99質量部及びメチルアクリレート1質量部に重合開始剤(2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)、水素引抜能:1%、1時間半減期温度:83℃)0.1質量部及び連鎖移動剤(n−オクチルメルカプタン)0.24質量部を加え、溶解させて原料液を得た。
イオン交換水100質量部、硫酸ナトリウム0.03質量部及び懸濁分散剤0.45質量部を混ぜ合わせて混合液を得た。耐圧重合槽に、当該混合液420質量部と前記原料液210質量部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら、温度を70℃にして重合反応を開始させた。重合反応開始後、3時間経過時に温度を90℃に上げ、撹拌を引き続き1時間行って、ビーズ状共重合体が分散した分散液を得た。なお、重合槽壁面及び撹拌翼にポリマーが若干付着したが、泡立ちもなく円滑に重合反応が進んだ。
得られた共重合体分散液を適量のイオン交換水で洗浄し、バケット式遠心分離機により、ビーズ状共重合体を取り出し、80℃の熱風乾燥機で12時間乾燥し、ビーズ状の(メタ)アクリル樹脂(A)を得た。
得られた(メタ)アクリル樹脂(A)は、メタクリル酸メチル単位の含有量が99質量%であり、重量平均分子量(Mw)が95,000、ガラス転移温度は120℃であった。
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管、単量体導入管及び還流冷却器を備えた反応器内に、イオン交換水1050質量部、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム0.3質量部及び炭酸ナトリウム0.7質量部を仕込み、反応器内を窒素ガスで十分に置換した。次いで、内温を80℃にした。そこに、過硫酸カリウム0.25質量部を投入し、5分間撹拌した。これに、メチルメタクリレート95.4質量%、メチルアクリレート4.4質量%及びアリルメタクリレート0.2質量%からなる単量体混合物245質量部を60分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるように更に30分間重合反応を行った。
次いで、同反応器内に、過硫酸カリウム0.32質量部を投入して5分間撹拌した。その後、n−ブチルアクリレート80.5質量%、スチレン17.5質量%及びアリルメタクリレート2質量%からなる単量体混合物315質量部を60分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるように更に30分間重合反応を行った。
次に、同反応器内に、過硫酸カリウム0.14質量部を投入して5分間撹拌した。その後、メチルメタクリレート95.2質量%、メチルアクリレート4.4質量%及びn−オクチルメルカプタン0.4質量%からなる単量体混合物140質量部を30分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるように更に60分間重合反応を行った。
以上の操作によって、多層構造を有するアクリル系重合体(B)を含むラテックスを得た。多層構造を有するアクリル系重合体(B)を含むラテックスを凍結して凝固させた。次いで水洗・乾燥して粒子状の多層構造を有するアクリル系重合体(B)を得た。当該粒子の平均粒子径は0.23μmであった。
図1の装置を用いて熱可塑性樹脂フィルムを作成した。具体的には、(メタ)アクリル樹脂(A)80質量部、多層構造を有するアクリル系重合体(B)20質量部及び紫外線吸収剤としてアデカスタブLA−31((株)アデカ製)2質量部をヘンシェルミキサーで混合し、ベント付きの二軸押出機(スクリュー径:58mm、シリンダー温度:260℃)を用いて溶融混練を行って熱可塑性樹脂組成物((メタ)アクリル樹脂組成物)を得た。
この(メタ)アクリル樹脂組成物をベント付きの単軸押出機(スクリュー径:75mm、シリンダー温度:265℃、L/D:34)を用いて溶融状態とし、ダイリップ幅1850mm、ダイリップクリアランス0.8mmのTダイより、Tダイの温度270℃、リップヒーターの温度280℃、樹脂吐出量120kg/時間の条件でフィルム状にして押出し、2本のロールにより線圧が31N/mmになるように挟圧して膜厚80μmの熱可塑性樹脂フィルム((メタ)アクリル樹脂フィルム)を得た。なお、リップヒーター部の長さは5cmであり、ダイの樹脂吐出部分とロールとの距離(エアギャップ)は85mmであった。
ギアポンプと、Tダイとの間に、ポリマーフィルターとスタティックミキサーを設置した。ポリマーフィルターはろ過精度10μmのキャンドルフィルターを4本並列に設置した。スタティックミキサーは、捻り羽根型エレメントを16個設置した。
また、熱可塑性樹脂フィルムの製造中、リップヒーターの温度はダイリップ幅全体で常に同じであることを、接触式温度計(安立計器製・HL−200)を用いて確認した。
フィルム膜厚、ダイリップクリアランス、樹脂吐出量、Tダイの温度、リップヒーターの温度を表1の通りに変更したこと以外は実施例1と同様に熱可塑性樹脂フィルムを製膜した。評価結果を表1に示す。
フィルム膜厚、ダイリップクリアランス、樹脂吐出量、Tダイの温度、リップヒーターの温度を表1のとおりに変更したこと以外は、実施例1と同様に熱可塑性樹脂フィルム製膜した。評価結果を表1に示す。
一方、本発明の要件を満たさない比較例1は製膜開始直後からダイラインが発生し、比較例2及び3は、製膜開始直後はダイラインの発生を抑制できるものの、8時間連続製膜した後はダイラインが発生した。
2 ギアポンプ
3 ポリマーフィルター
4 スタティックミキサー
5 リップヒーターを有するダイ
6,7 ロール
11 ダイ本体部
12a,12b ダイ用ヒーター
13a,13b リップヒーター
14 熱可塑性樹脂組成物
15 ダイリップクリアランス調整ボルト
16 リップヒーター部
Claims (7)
- リップヒーターを有するダイから熱可塑性樹脂組成物を溶融押出する工程を含む熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂組成物のガラス転移温度Tg(℃)、前記ダイの温度Tt(℃)及び前記リップヒーターの温度Tr(℃)が、下記式(1)及び式(2)を満たす熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
Tg+130≦Tt≦Tg+170 (1)
Tt+5≦Tr≦Tt+40 (2) - 前記ダイがTダイである、請求項1に記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
- 前記ダイにおけるリップヒーター部を通過する熱可塑性樹脂組成物の通過時間が0.05〜10秒である、請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂組成物が非晶性熱可塑性樹脂組成物である、請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂組成物が(メタ)アクリル系樹脂組成物である、請求項1〜4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂組成物が多層構造を有するアクリル系重合体(B)を含有する、請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂組成物が紫外線吸収剤を含有する、請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
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