JP5937374B2 - 熱可塑性樹脂フィルムの製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Description
(1)溶融押出成形された基材フィルムの少なくとも片面に被膜が設けられたフィルムを走行させながら、該被膜に金属繊維製の毛を有する回転ブラシを接触させ、該被膜を除去するに際し、該回転ブラシと基材フィルムとの抱き角を20°以上とし、且つ回転ブラシの表面速度をフィルムの走行速度の10〜300倍とすることを特徴とするフィルム表面被膜の除去方法、
(2)(1)記載の方法により被膜を除去した後のフィルムを回収、再利用することを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方法、及び、
(3)基材フィルムの少なくとも片面に被膜が設けられたフィルムを走行させるための走行装置と、金属繊維製の毛を有する回転ブラシとを設けてなり、走行フィルム上の被膜に回転ブラシを接触させて、回転ブラシの表面速度をフィルムの走行速度の10〜300倍とすることで該被膜を除去することを特徴とするフィルム表面被膜の除去装置である。
ブラシは樹脂製の毛では被膜の除去性能が不十分であり、金属製とすべきである。中でも充分な靱性があって、防錆であるステンレス製が望ましい。毛の靱性が低過ぎると被膜に食い込まず、被膜を充分に除去できない。一方、靱性が高過ぎると被膜の下の基材を著しく傷つけその破断を引き起こす場合がある。処理中の走行フィルムが破断することは連続処理を阻害し処理能力の低下と再投入作業をする作業者の負荷増大という問題を起こすので好ましくない。
被膜が除去されたフィルムは、そのまま製品を作る溶融押出機に、バージンチップと混合して投入して再使用する事もある。しかし製品の品質のばらつきを低減し、溶融押出機の下流に設けられているポリマーフィルターの寿命を調整するためには、一度再生専用の溶融押出機でリサイクルチップ化し、それを製品用の押出機にバージンチップと混合して投入した方が良い。
基材フィルムも特に限定するものではないが、溶融樹脂中の不純物が核となる等して、ゲルの発生を助長するポリエステルフィルムでは特に有用な方法である。
8の粉砕工程で粉砕され、必要に応じ貯蔵、乾燥され再生押出機20でストランドとして押し出され、それをカットしてリサイクルペレット(チップ)を得る。このペレットが再び1の計量工程へと輸送される。8のコーティングは二軸延伸以降で都合が良い様に塗布幅を決められる。しかし未塗布部と塗布部で滑り性が異なると10の搬送工程や12の巻取機、14のスリット工程で、皺等の問題をおこす事が多いので、ほぼ中間製品のミルロール幅になる様調整される。したがって、通常は16の裁落と17の巻芯フィルムは被膜を持ったまま再生工程に投入される。
ガイドロール72は通常ステンレス製か表面に硬質クロムメッキが施された物を使用する。ガイドロール72の駆動は必須ではない。しかしブラシに接触するフィルム張力を安定させるため、図3の様に前後にニップロール73を設置するか、図4の様にガイドロール72を駆動するニップ方式を採用する事が望ましい。
ブラシの毛の材質は鉄製や真鍮製、ステンレス製を用いるが、再生工程のため防錆が求められ、また被膜除去には靭性も求められる事から、ステンレス製がより良い。目付量は可能な限り上げた方が良い。
抱き角を制御するには、回転ブラシ74の前後にガイドロール72を設けるが、フィルムのシフティングや蛇行防止には図2の様に極力ガイドロール72を近づけた、ニアロールが良い。安定した張力制御には前後は図4の如くニップロール73とするのが理想だが、図3の如くニップロール73を別置きとしても十分な効果が得られる。
4のフィルターはリーフタイプ、キャンドルタイプどちらでも構わない。またそのエレメントの配置も縦、横どちらでも構わないが、一般的に言われる様に縦型の方が好ましい。
透過型電子顕微鏡写真により粒子の面積を求め、おなじ面積を有する円の直径として全観測粒子よりその平均値を求める。
試験粉体JIS−Z8901−1974の11種またはダストACFTDを蒸留水中に分散させてHIACで粒度分布を測定し、フィルターを通過させた後の粒度分布と比較してその95%カット値をもって濾過精度とする。
ポリエステルフィルムを縦210mm×横148mm(面積310.8cm2)に切取り、このフィルムの全範囲をクロスニコル法にて目視検査による異物検査を行った。次いで検出されたサンプルフィルムの中の異物を、光学顕微鏡を用いて透過光により観察し、光学的に異常な範囲として観察される部分の最大径を異物の大きさとした。なお、異物核周辺に存在する空洞(ボイド)が光学的に異常な範囲として観察される場合は異物の大きさに含めた。そして、異物粒子の大きさを平均直径で測り、50μm以上90μm未満、90μm以上のランクに分けて個数をカウントした。
固有粘度([η]dl/g)は、25℃のo−クロロフェノール溶液で測定した。
加熱溶融した熱可塑性樹脂のPVT測定を行い、フィルター部の圧力下の値を持って溶融密度とした。
ギアポンプの有る設備ではその回転数、無い設備ではその押出機の回転数に対して、スリットダイ出口から放流される樹脂で吐出量を数点実測しておき、時間当たりの回転数−吐出量の関係式から累積してフィルター濾過量とした。
ステンレス製の毛を有し、外径180mmに仕上げた回転ブラシを使用し、図3の装置を用いてフィルム速度とブラシ回転数を変えつつ被膜の除去を行った。ニアロール72は直径φ100mm、ハードクロムメッキ製で図3の如く配置した。
抱き角の調整は、ガイドロール72と回転ブラシ74の位置を調整することにより行った。処理幅は約1000mmである。
粉の吸引は図2、3の如く、ブラシ表面から数mmの位置に吸引ノズル80を設置するとともにチャンバー71より吸引口79風速が充分になる様に吸引している。
リサイクルチップは被膜除去処理されたフィルムが粉砕機で粉砕され、通常の単軸押出機で濾過精度20μm程度のフィルターを介してストランド状に押し出され、カットされてペレット化されたものである。
フィルター装置としては、リーフフィルターを重ねてフィルターシャフトを支持体として積層、組み立てられ、フィルターハウジング内に収められている一般的なものを使用した。
二軸延伸ポリエステルフィルムは、この未延伸フィルムをTg〜(Tg+60)℃で長手方向に1回もしくは2回以上合計の倍率が3倍〜6倍になるよう延伸し、その後Tg〜(Tg+60)℃で幅方向に倍率が3〜5倍になるように延伸し、その両面に成分Aを、または片面に成分Bをロールコーターで均一塗布する。
或いは、長手方向と幅方向に同時に延伸をし、必要に応じてさらに180〜230℃で、1〜60秒間熱処理を行い、熱処理温度より10〜20℃低い温度で幅方向に0〜20%収縮させながら再熱処理を行うことにより得る。なお、Tgはガラス転移温度で78℃であった。固有粘度は0.64dl/gであった。
被膜除去装置における運転状況の「○」は工程でフィルムが切断する事無く連続的に被膜除去処理が続けられた事を示している。製膜状況における判定は、異物が50〜90μmサイズで50個未満、90μm以上10個未満を良好の「○」とした。
ポリエチレンテレフタレートチップを170℃で3時間乾燥後、押出機に供給し、溶融温度295℃で溶融し、フィルター装置80で濾過し、3.6倍に延伸し、急冷し、縦延伸フィルムを得た。リサイクルチップの比率は30%とした。
この縦延伸終了後のフィルムの両面に、固形分濃度が8%の水性塗液をロールコーターで塗布した。その構成は、酸成分がテレフタル酸90モル%/イソフタル酸4モル%/5−ナトリウムスルホイソフタル酸6モル%、グリコール成分がエチレングリコール90モル%/ジエチレングリコール10モル%のポリエステル共重合体(Tg=70℃)からなるポリエステル62重量%、構成成分がメチルメタクリレート50モル%/エチルアクリレート40モル%/N−メチロールアクリルアミド5モル%/2−ヒドロキシエチルメタクリレート5モル%のアクリル共重合体(Tg=40℃)からなるアクリルを20重量%、ワックス(カルナバワックス)を3重量%、シリカフィラー(平均直径:0.1μm)を5重量%、濡れ剤(ポリオキシエチレン(n=7)ラウリルエーテル)を10重量%である。
このフィルムを引き続いて95℃で乾燥し、横方向に120℃で3.8倍に延伸し、220℃で幅方向に3%収縮させ熱固定し、厚さ188μmのフィルムを得た。なお、塗膜の厚さは0.1μmであった。異物の個数は経時で増加傾向にあるので、濾過量(m3)/濾過面積(m2)が40の時点で比較した。
滑剤として凝集粒子である平均粒径1.7μmの多孔質シリカ粒子をポリマーに対して0.066重量%になるように添加、混合したポリエチレンテレフタレートチップを170℃で3時間乾燥後、押出機に供給し、溶融温度295℃で溶融し、フィルター装置80で濾過し、3.6倍に延伸し、急冷し、縦延伸フィルムを得た。リサイクルチップの比率は40%とした。
この縦延伸終了後のフィルムの片面に、旭化成ワッカーシリコーン(株)製DEHESIVE39005VP(100部)、同DEHESIVE39006VP(100重量部)、日本ユニカー(株)製A−187(2重量部)を含む10%濃度水溶液にして、乾燥横延伸後の膜厚が0.04μmになるようにロールコーターで塗布した。
塗布後はステンターに供給し、120℃にて横方向に3.9倍に延伸した。得られた二軸配向フィルムを205℃の温度で5秒間熱固定し、ロール状に巻き取って、30μm厚みのフィルムを得た。異物の個数は経時で増加傾向にあるので、濾過量(m3)/濾過面積(m2)が40の時点で比較した。
表1内に、再生工程で何ら被膜除去処理を行っていないものと、抱き角が小さいもの、ブラシの表面速度がフィルムに対し速い物、遅い物の比較例を示した。リサイクルチップ内に蓄積されるゲル状異物はリサイクルの繰り返しで上昇、飽和する。ほとんど飽和した状態となる、5回以上の循環に相当する濾過量になってから異物量を比較した。被膜除去処理を行っていない場合、或いは抱き角やブラシ表面速度/フィルム速度が本発明の範囲に無い物は、実施例に比較して異物量が多く、被膜除去装置における運転状況で「×」となった。「×」とは被膜除去中にフィルムが切断し、途中人手の再投入作業が必要と成り連続的な処理ができなかったものである。
2 乾燥工程
3 押出機
4 ポリマーフィルター
5 スリットダイ
6 冷却ドラム
7 一軸延伸機
8 コーター
9 二軸延伸機
10 搬送工程
11 耳部(エッジフィルム)
12 巻取機
13 ミルロール
14 スリット工程(スリッター)
15 梱包工程
16 裁落
17 巻芯部(巻芯フィルム)
18 粉砕工程
19 フレーク貯蔵・乾燥
20 再生押出機
21 ペレタイザー
22 チップ(ペレット)
23 溶融樹脂
24 未延伸フィルム
25 一軸延伸フィルム
26 二軸延伸フィルム
27 製品
28 フレーク(フラフ)
29 チップ受入・貯蔵
30 被膜除去設備
70 フィルム
71 チャンバー
72 ガイドロール
73 ニップロール
74 回転ブラシ
75 抱き角
77 ブラシ回転方向
79 吸引口
80 吸引ノズル
81 吸引(集塵機へ)
Claims (10)
- 溶融押出成形された基材フィルムの少なくとも片面に被膜が設けられたフィルムを走行させながら、該被膜に金属繊維製の毛を有する回転ブラシを接触させ、該被膜を除去するに際し、該回転ブラシと基材フィルムとの抱き角を20°以上とし、且つ回転ブラシの表面速度をフィルムの走行速度の10〜300倍とすることを特徴とするフィルム表面被膜の除去方法。
- 被膜と回転ブラシとの接触を、回転ブラシ近傍に設置したガイドロールで行う請求項1記載のフィルム表面被膜の除去方法。
- フィルムとの接触面における回転ブラシの回転方向が、フィルムの走行方向と異なる請求項1又は2記載のフィルム表面被膜の除去方法。
- 基材フィルムが、ポリエステルフィルムである請求項1〜3のいずれか1項に記載のフィルム表面被膜の除去方法。
- 被膜が、シリコーン系の被膜である請求項1〜4のいずれか1項に記載のフィルム表面被膜の除去方法。
- 基材フィルムの少なくとも片面に被膜が設けられたフィルムを走行させるための走行装置と、金属繊維製の毛を有する回転ブラシとを設けてなり、走行するフィルムをガイドロールに導いて、走行するフィルム上の被膜に、20°以上の抱き角を保持しつつ回転ブラシを接触させて、且つ回転ブラシの表面速度をフィルムの走行速度の10〜300倍とすることで該被膜を除去することを特徴とするフィルム表面被膜の除去装置。
- 除去した被膜を吸引ノズルによって吸引除去する請求項6記載のフィルム表面被膜の除去装置。
- フィルムとの接触面における回転ブラシの回転方向が、フィルムの走行方向と異なる請求項6又は7記載のフィルム表面被膜の除去装置。
- 基材フィルムが、ポリエステルフィルムである請求項6〜8のいずれか1項に記載のフィルム表面被膜の除去装置。
- 被膜が、シリコーン系の被膜である請求項6〜9のいずれか1項に記載のフィルム表面被膜の除去装置。
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