JP2015189113A

JP2015189113A - フィルム幅制御機能つき押出ｔダイ装置

Info

Publication number: JP2015189113A
Application number: JP2014068402A
Authority: JP
Inventors: 晃嗣山田; Akitsugu Yamada
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2015-11-02

Abstract

【課題】ダイ吐出後の溶融樹脂形状を制御し、フィルム幅方向の収縮現象を抑制する押出Ｔダイ装置を提供する。
【解決手段】溶融樹脂をフィルム状に押し出す押出Ｔダイ装置において、Ｔダイ吐出後のダイ幅方向の溶融樹脂フィルム幅と該溶融樹脂フィルム温度分布を同時に計測する赤外線放射センサーと、該赤外線放射センサーで得られた前記溶融樹脂フィルム幅の計測値と前記溶融樹脂フィルム温度分布の計測値とを参照し、Ｔダイ内部の温度制御を行う制御装置とが少なくとも備えられていることを特徴とする押出Ｔダイ装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、押出Ｔダイ装置で樹脂フィルムを製造することを目的とした押出Ｔダイ装置において、Ｔダイ吐出後の溶融樹脂フィルム幅を制御可能とする装置である。

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。

この成形品の樹脂フィルムには、往々にしてネックインが生じ、品質不良や外観不良などの問題となっている。ネックインとは、Ｔダイより押出された溶融樹脂フィルムが、Ｔダイ押出口と巻取り装置間で伸長させられるため、フィルム幅が縮小する現象である。ネックインはフィルムの端側で発生する。フィルムの端側で幅方向が縮小すると、その分厚みが増大する。

製品規格を上回る厚みとなった場合は、端側部分はトリミングされ、廃棄あるいはリサイクルされる。そのような理由から、ネックインは生産コストを悪化させる要因として、問題視されている。

また、端側をトリミングせずに製品を巻き取る場合は、製品にしわが入り外観が悪化するという問題もある。

ネックインの解消方法としては、フィルムの端側に、本来のフィルムとは異なる安価な原料を用いることにより、生産コストを抑制することができる。例えば、Ｔダイの中央と端側とに、異なる原料の供給口が設置されている押出成形用Ｔダイを用いて、Ｔダイの中央側にフィルム本来の原料を流動させ、Ｔダイの端側に中央側とは異なる原料を流動させる方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２）。

また、ダイ内温度分布を制御し、ネックインを抑制しようとする方法もある（特許文献３）。

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載されるＴダイを用いてフィルムの端側に安価な原料を供給する方法では、除去されるフィルム端部のコストを抑えることに着目しているだけに過ぎず、ネックイン現象やエッジビード現象は抑制することはできない。このため、製品として利用できるフィルムの幅には制約を受けるという問題があった。また特許文献３に記載されている方法では、吐出後のフィルム温度分布が不明であるため、ダイ内温度が高過ぎると、吐出後のラミネート工程等で不良を起こす可能性がある。

特許第３４５９９６０号公報特開２００９−２９７９４５号公報特開平８−０８０５５９号公報

本発明は前記の事情を鑑みたものであり、ネックインを制御することを可能にする押出Ｔダイ装置を提供することである。

本発明の請求項１に係る発明は、印刷凸版を用いて被印刷体上にインキを転写する工程を含む機能性素子の製造方法であって、該インキを転写する工程より後に、前記インキを溶解可能な溶媒の蒸気を含む気体に該被印刷体を晒す工程を含むことを特徴とする機能性素子の製造方法である。

本発明の請求項２に係る発明は、印刷凸版を用いて被印刷体上にインキを転写する工程を含む機能性素子の製造方法であって、該インキを転写する工程および該転写されたインキを乾燥させる工程より後に、前記インキを溶解可能な溶媒の蒸気を含む気体に該被印刷体を晒す工程を含むことを特徴とする機能性素子の製造方法である。

本発明の請求項３に係る発明は、前記機能性素子が有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機能性素子の製造方法である。

本発明の請求項４に係る発明は、印刷凸版を用いて被印刷体上にインキを転写する工程を備える機能性素子の製造装置であって、前記インキを溶解可能な溶媒の蒸気を含む気体で満たしたチャンバー内に該被印刷体を移送し留置する手段を備えることを特徴とする機能性素子の製造装置である。

本発明によれば、押出Ｔダイ装置のダイリップ先端の吐出口近傍の溶融樹脂フィルムのダイ幅方向（長手方向）の長さと温度分布を計測し、それらの計測データを制御装置にフィードバックし、ダイ吐出後から冷却固化に至るまでの間の溶融樹脂フィルム幅を、溶融樹脂フィルム温度分布を許容値範囲に収めながら制御することで、ネックインを制御することが可能となる。また、本発明の副産的な効果としては、溶融樹脂フィルム幅と、溶融樹脂フィルム温度分布の相関性を明確化できるメリットがある。

本発明に用いる押出Ｔダイ装置内部の形態の一例である。本発明に用いる装置の形態の一例である。本発明の実施例を説明する図である。本発明の実施例を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態による押出Ｔダイ装置について、図に基づいて説明する。

図１は、本実施の形態による押出Ｔダイ装置１を構成する、Ｔダイ２の内部構造を示している。Ｔダイ２は、上部に溶融樹脂Ｒ１の供給口２ａを備えており、供給口２ａは溶融樹脂Ｒ１を供給する図示しないアダプターと接続されている。Ｔダイ２は、成形される樹脂フィルムに合わせて、幅方向に細長い形態を持つ。マニフォールド３は、Ｔダイ２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２の供給口２ａが接続されている。リップランド４は、マニフォールド３の下側にＴダイ２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。

次に、前記の押出Ｔダイ装置１による樹脂フィルムの成形方法について説明する。
まず、Ｔダイ２に供給口２ａから溶融樹脂Ｒ１を供給する。溶融樹脂Ｒ１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Ｒ１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。リップランド４内でフィルム状に成形された溶融樹脂Ｒ１は、吐出口５から吐出され、溶融樹脂フィルムＲ２となる。

溶融樹脂フィルムＲ２は押出Ｔダイ装置１の下方（下流側）に設けられた図２に示す冷却ローラー６によって圧延され、冷却ローラー６は樹脂フィルムＲ２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。吐出口５から吐出された時点では、溶融樹脂フィルムＲ２は固化していない。溶融樹脂フィルムＲ２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Ｒ２はダイ長手方向に縮み、端部が厚くなる。冷却固化後のプロセスで、この厚くなった端部はトリミング（切除）されて厚さの均一な樹脂フィルムが提供される。

次に、溶融樹脂温度分布及びフィルム幅の計測装置について説明する。
吐出口５と冷却ローラー６との間に、計測装置として、赤外線放射センサー８を設置する。赤外線放射センサー８は、温度計測用途のもので、溶融樹脂フィルム幅方向を一度に測定可能な、ライン計測機能を有する放射温度計を用いるのが良い。また、赤外線放射センサー８の測定温度範囲は、吐出口５と冷却ローラー６との間の溶融樹脂フィルムの全幅の温度を測定できるものを使用する。
また、赤外線放射センサー８は、樹脂の場合、樹脂種の吸収波長帯に合わせた測定波長を持つセンサーを用いる（温度計測であれば、ポリエチレンフィルムは３．４３ｕｍ、ポリエステルフィルムでは８ｕｍの赤外線センサーを用いる）。多層の樹脂フィルムを計測する場合は、表面側樹脂の波長に合わせたセンサーを使用すると良い。

次に、溶融樹脂温度分布及びフィルム幅データのフィードバック方式について説明する。
赤外線放射センサー８により、溶融樹脂フィルムの所定箇所のフィルム幅方向の長さ・温度分布について、随時計測を行う。赤外線放射センサー８で計測されたデータは信号として制御装置９に送られる。制御装置９は予め入力されていた目標フィルム幅に計測値が到達しているかどうかを判断する。目標フィルム幅に到達していた場合、フィードバックを継続する。目標フィルム幅に到達していなかった場合、制御装置９から、幅方向測定位置と対応したダイ幅方向に複数箇所備えられたヒーター１０それぞれに、設定温度を下降させる指示を出す。

また制御装置９にはフィルム温度分布の下限値が予め入力されている。制御装置９は、フィルム温度分布の計測データを参照し、計測データが下限値を下回った場合、例えフィルム幅が目標値に到達していなくても、制御装置９はヒーター１０への設定温度下降指示を中止し、溶融樹脂フィルム温度分布の下限値を上回るように、新たに設定温度を上昇させる指示を出す。

ヒーター１０はマニフォールドの一部でも、ダイリップも含め装置全体を覆うように構成されていても良い。

＜実施例＞
図３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（ｌ／ｓ）の時に、粘度３００（Ｐａ・ｓ）を示す、市販のＬＤＰＥを使用した。Ｔダイからの溶融樹脂の押出幅は１５０ｍｍ。Ｔダイの幅方向には、５つの平面型ヒーターが、等間隔に敷き詰められるように設置されている。Ｔダイと冷却ロールの隙間距離は１００ｍｍであり、その中間（Ｔダイ押出口から５０ｍｍ下）のフィルム幅と温度分布を、赤外線放射センサーで幅方向に計測した。赤外放射センサーは測定温度範囲が３０〜３００℃で、素子に水銀カドミニウムテルルが使われているものを用いた。赤外線放射センサーは制御装置に接続されており、制御装置をＯＮにした際は、赤外線放射センサーの計測値を元に、制御装置が５つのダイヒーターを制御する。以下に、ヒーター初期設定温度と、制御装置ＯＦＦ時の溶融フィルム温度計測データを示す。

この時の溶融フィルム幅は５０ｍｍであり、１５０ｍｍの押出幅に比べて１００ｍｍの収縮（ネックイン）が生じた。

次に、制御装置に、以下に示す溶融樹脂フィルム温度分布の下限値を入力した。

また、目標の溶融樹脂フィルム幅を１５０ｍｍと入力し、図４に示すように、制御装置を稼働させた。制御装置が稼働し、溶融樹脂フィルム幅・温度分布が定常状態に落ち着いた時のヒーター設定温度と、溶融樹脂フィルム温度の計測データ以下に示す。

この時の溶融フィルム幅は８０ｍｍであり、制御装置ＯＦＦ時に比べてフィルム幅の収縮が３０ｍｍ抑制された。

１・・・押出Ｔダイ装置
２・・・Ｔダイ
２ａ・・・供給口
３・・・マニフォールド
４・・・リップランド
５・・・吐出口
６・・・赤外線放射センサー
９・・・制御装置
１０・・・ヒーター
Ｒ１・・・溶融樹脂
Ｒ２・・・溶融樹脂フィルム
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ・・・実施例中のヒーター位置
Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’、Ｅ’・・・実施例中の溶融樹脂位置

Claims

溶融樹脂をフィルム状に押し出す押出Ｔダイ装置において、Ｔダイ吐出後のダイ幅方向の溶融樹脂フィルム幅と該溶融樹脂フィルム温度分布を同時に計測する赤外線放射センサーと、該赤外線放射センサーで得られた前記溶融樹脂フィルム幅の計測値と前記溶融樹脂フィルム温度分布の計測値とを参照し、Ｔダイ内部の温度制御を行う制御装置とが少なくとも備えられていることを特徴とする押出Ｔダイ装置。
前記制御装置に予め溶融樹脂フィルム幅の目標値と、溶融樹脂フィルム温度分布の許容値範囲とを入力設定しておき、溶融樹脂フィルム幅の計測値が前記目標値未到達の場合、溶融樹脂フィルム温度分布が入力設定された前記許容値範囲内に収まるように、Ｔダイ内部の温度制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の押出Ｔダイ装置。