JP3808203B2

JP3808203B2 - 流延製膜方法及びその装置

Info

Publication number: JP3808203B2
Application number: JP10252098A
Authority: JP
Inventors: 哲也西田; 裕史山田; 直喜江川; 春彦牧
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JPH11291330A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフィルムの製造方法の１種である押出し成形のＴダイ法による流延製膜方法及び設備に関する。詳しくは、Ｔダイ法において、ダイから押出される樹脂溶液（本明細書において、カーテンという。）の、泡巻き込みを防止し、さらに厚みムラを防止する流延製膜方法及び設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックは、その弾性、塑性、伸縮性、強度、絶縁性等の特性や成形加工のし易さから、優れた材料として多方面に広く応用されている。特にフィルム状としたものは、種々の厚みにより、積層体、コンデンサ、線材被覆剤等に使用され、電気電子機器部品の用途に応用されている。
【０００３】
また、ポリイミドは、プラスチック材料のなかでも、耐熱性、絶縁性、耐溶剤性、及び耐低温性等の優れた特性を備えており、電気及び電子部品材料として用いられ、特に、フレキシブル配線板、ＴＡＢ用キャリアテープのベースフィルム、航空機等の電線被覆剤、磁気記録テープのベース等、超伝導コイルの線材被覆剤等が挙げられる。これら各種用途においては、それぞれの用途に適したポリイミドフィルムが適宜選択されている。
【０００４】
電気・電子部品は、小型化、薄層化に伴い、回路の細線化が進み、使用部材の寸法変化は、細線化した回路構成に対して、断線や短絡などの故障を招来する危惧がある。従って、電気・電子部品に使用される部材は、高い精度での寸法安定性が要求されており、このような部材に用いられるフィルムも高い寸法精度が求められている。
【０００５】
ところで、上記プラスチックフィルムの製造は、例えば、第１図に示すように、押出し機２中で混合、混練され液体状、スラリー状の形態の樹脂は、押出し機２から幅方向に広げられた後、スリットダイ４の狭いスリット状の間隙を通り、ダイリップ６からフィルム状に押出される工程を経る。押出された樹脂組成物が、樹脂膜８となって、引取り機１０上に連続的に載せられるのである。
【０００６】
しかしながら、例えば、熱硬化性ポリイミドフィルムの場合、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸組成物をＴダイによる流延法により、フィルム成形・加熱・乾燥を経て、イミド化を完成してポリイミドフィルムとするが、流延工程において、第３図に示すように、スリットダイ１００から押出された流動性を有する樹脂組成物のカーテン１０２は、ベルト速度が高速になるに従って、進行方向に引っ張られる。カーテン１０２が、進行方向に引っ張られると、カーテン１０２と引取り機のベルト１０４の間の着地角度θが小さくなり、カーテン１０２が、ベルト１０４の表面に着地した際に、周辺の空気を抱き込みやすくなる。
【０００７】
その結果、樹脂膜１０６とベルト１０４との間に、空気が封入されて、樹脂膜１０６の表面に、大小の泡状の突出部分が残留する。この泡の巻き込み現象は、樹脂膜の乾燥工程において、樹脂膜の膜厚が薄くなったり、巻き込まれた空気が熱膨張して樹脂膜を破り欠損部分を作るなど、樹脂膜表面性を著しく損なう原因となる。
【０００８】
そこで、このような泡の巻き込み現象を防止するために、スリットダイから押出される流動性を有する樹脂組成物のカーテンの接地角度を大きくする等、種々の方法が考えられている。たとえば、特開昭６１−１３５７２５号では、空気ジェットをフィルム、シート等の帯状物面（本明細書のカーテンに該当する。）に対して鋭角な下方流として吹き込み、空気圧により、フィルム、シート等の帯状物面を冷却ロール面へ強力に押しつけると共にダイ面への空気流の発生を防止するいわゆるエアーナイフ式を開示する。
【０００９】
また、特開平２−５２７２１号では、ダイのスリットから押出された溶融膜又は溶液膜とロール面との間に細いスリット状の吸引ノズルを用い、適当な風速で吸引することによる減圧効果により、カーテンのアワ巻き込みを防止するいわゆるバキューム式を開示する。
【００１０】
さらに、特開昭６３−２３９４４２号では、写真遮光材料に関し、ビードの上下面に与える気体圧に圧力差を生じさせ、この圧力差を常に一定に維持させることにより、ビードを安定させ塗布ムラの発生を軽減する、いわゆるスライドビード塗布方法による装置を開示する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いわゆるエアーナイフ式では、エアーの吹き付けがカーテンの至近距離であり、押し当てたエアの分布が乱れて、カーテンの中央部と端部にあたるエアの量が変化し、空気圧を一定にすることは困難であった。また、微調整も困難であった。さらに、エアーが直接当たるカーテンの一部が、局所的に乾燥して、フィルムの成形性を悪化させる場合がある。
【００１２】
また、いわゆるバキューム式では、装置が大きく、また、ダイとベルト・ドラム等の支持体との間隔は、数ｍｍ〜数十ｍｍと狭いため、調整の際に、接触、落下等の危険があり、ベルト・ドラム等の支持体や、リップを傷つけるおそれがあった。また、微調整も困難であった。
【００１３】
上述の２種の方法は、いずれもカーテンの接地位置が安定せず変動し、フィルムの厚みムラの原因となっていた。
【００１４】
さらに、スライドビート塗布方法による装置は、粘度が高く自己支持性があるものではカーテンを真っ直ぐに落下させることができず、進行方向に引っ張られるという不都合があり、特に粘度の高く自己支持性のある膜状物に場合には、適用することはできない。
【００１５】
そこで、本発明者らは、特に高分子樹脂溶液による樹脂膜の流延時における、泡の巻き込み現象を防止し、厚みムラを改善するため、鋭意研究を重ねた結果、カーテンの接地角度を大きく安定した角度の保持させ、さらに接地位置の変動を減少させることにより厚みムラの悪化を防止することができる樹脂膜の流延製膜方法、及び設備、特にはポリイミドフィルムの流延製膜方法及び設備に想到した。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨とするところは、ダイ周辺のチャンバーを複数の圧力調整可能な部屋に仕切り、各部屋の静圧を変化させる流延製膜方法であって、前記部屋が、カーテン前室及びカーテン後室と、前記カーテン後室の上方に位置するダイ室とから構成され、前記ダイ室から前記カーテン後室に気体を流入させることを特徴とする流延製膜方法にある。
【００１７】
また、前記カーテン前室とカーテン後室の静圧が、
（カーテン後室の静圧）−（カーテン前室の静圧）＝０〜４．００ｍｍＡ q
であることにある。
【００１８】
また、前記カーテン前室とカーテン後室の静圧が、
（カーテン後室の静圧）−（カーテン前室の静圧）＝０．０５〜１．００ｍｍＡ q であることにある。
【００１９】
また、本発明の要旨とするところは、ダイ周辺のチャンバーが、カーテン前室及びカーテン後室と、前記カーテン後室の上方に位置するダイ室とに仕切られており、各部屋が気圧調整手段を備え、前記ダイ室から前記カーテン後室に気体を流入させるための開口部が前記ダイ室と前記カーテン後室を仕切る隔壁に設けられていることを特徴とする流延製膜設備にある。
【００２０】
また、前記カーテン前室と、カーテン後室の静圧が、
（カーテン後室の静圧）−（カーテン前室の静圧）＝０〜４．００ｍｍＡ q
であることにある。
【００２１】
また、前記カーテン前室と、カーテン後室の静圧が、
（カーテン後室の静圧）−（カーテン前室の静圧）＝０．０５〜１．００ｍｍＡ q
であることにある。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る樹脂膜の流延製膜方法について、実施の形態の１例を説明する。
【００２３】
また、本発明の用語、「カーテン」とは、流動性を有する樹脂組成物が、スリットダイから押出され、ベルトに接地するまでのエアギャップの間隙に存在するカーテン状の形状を有するものをいう。
【００２４】
また、本発明の用語、「着地角度」とは、ベルトに対するカーテンの入射角をいう。
【００２５】
本発明に係る樹脂膜の流延製膜方法は、基本的には、あらゆる樹脂の樹脂膜に適用することができる。例えば、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム等に適用することができる。特に、その特性より電気・電子機器に有用であり、高い精度を要求されるポリイミドフィルムに、好ましく適応される。
【００２６】
本願発明に係る流延製膜方法は、ダイ周辺を囲んだチャンバーとし、仕切り開口部を通じ、ダイ室からカーテン後室に部屋内の気体を流通させて静圧を調整しうる構造をとることにより、カーテンの前後の静圧を調整し、カーテンを最適の角度に安定的に接地させ得る。
【００２７】
以下、本発明にかかる流延製膜方法及び設備の実施の形態の１例を示しながら、具体的に説明する。図４で示すように、ダイを含むチャンバ３０は、ダイ室３２、カーテン前室３４、カーテン後室３６に分けられている。カーテン前室３４は、隔壁３８により、ダイ室３２と隔てられ、カーテン後室３６は、ダイ室３２と、開口部４０のある隔壁４２により、分けられている。また、ダイ室３２は、通常、系外から気体の流入手段４４により、気体を吹き付ける等により、防塵防湿を行なっている。カーテン後室３６は、圧力調整手段４６により、ダイ室３２より、低く保持されている。このため、ダイ室３２に流入した気体は、流入の圧力及びダイ室３２とカーテン後室３６の静圧の圧力差により、開口部４０から、カーテン後室３６に流入する。
【００２８】
カーテン前室３４とカーテン後室３６の静圧は、
（カーテン後室の静圧）−（カーテン前室の静圧）＝０〜４．００ｍｍＡｑ、
特には、
（カーテン後室の静圧）−（カーテン前室の静圧）＝０．０５〜１．００ｍｍＡｑの範囲に保持されることが好ましい。従って、ダイから、リップを通じてドラムやベルト等の支持体に流延されて膜状となったカーテンは、カーテン前室３４と、カーテン後室３６との静圧差、及び、カーテン前室３４の圧力調整手段による、気体吸引力と、カーテン後室３６へのダイ室３２からの気体流入により、接地角度を、図２のθのように高く保持することが可能となる。
【００２９】
また、圧力調整手段４４，４６，４８は、図に表されていないが、圧力検知装置が設けられており、ダイ室３２、カーテン前室３４、カーテン後室３６のそれぞれの静圧を感知し、静圧差を一定の範囲内に調整するよう、制御装置を介して圧力調整手段と連動するようにしてもよい。
【００３０】
本発明にかかる流延製膜方法を用いると、樹脂組成物の着地角度を図２に示すように大きく安定して保持することができ、従来の方法のような気体の吹き付けや吸引等がないため、従来法による装置がある場合に発生する、装置付近のエアの乱れやカーテンの乾燥等の厚みムラ・泡の巻き込み等の原因がない。従って、圧力の値を決めることによりカーテン前後の調整を正確に行なうことが可能であり、接地角度、接地点が変動しないため厚みムラ・泡の巻き込みをおこさず、加工性が高く安定した流延塗布によるフィルム成形をすることができる。
【００３１】
以上、本発明に係る流延製膜方法及びその装置について説明したが、本発明は上記の例のみに限定されるものではなく、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づき、種々なる改良、変更、修正を加えた態様で実施しうるものである。
【００３２】
【実施例】
以下に、本発明にかかる方法及びその設備による実施の１例として、以下に示す。各室の静圧を測定し、その状態でキャストし、フィルムを形成した。フィルムの泡の巻き込みの状態及び、カーテンの状態、着地点を観察した。
【００３３】
また、各部屋の静圧は、０．０１ｍｍＡｑまで測定可能な微差圧計により測定した。また、ＭＤ方向の厚みムラは、フィルムの中心部のＭＤ５ｍを連続厚み計にて測定し、
ＭＤ厚みムラ＝最大厚み−最小厚み
により、求めた。
【００３４】
また、ダイまわりのチャンバーを仕切った部屋を、ダイ室をＣ室、カーテン前室をＢ室、カーテン後室をＡ室とする。
【００３５】
（実施例１）
Ｃ室を給気ブロワでゆっくり空気を送り込み続けることで、＋０．２０ｍｍＡｑを維持した。その結果、Ａ室は−１．７５ｍｍＡｑ、Ｂ室は−１．８０ｍｍＡｑとなり、Ａ室−Ｂ室＝＋０．０５ｍｍＡｑであった。この時のキャストの状態を見たところ、フィルムの泡の巻き込みは全く見られなかった。また、ＭＤ方向の厚みムラは１．５５μｍであった。
【００３６】
（実施例２）
ダイまわりの部屋をＡ、Ｂ、Ｃ室とする。Ｃ室を給気ブロワでゆっくり空気を送り込み続けることで、＋１．００ｍｍＡｑを維持した。その結果、Ａ室は＋０．３５ｍｍＡｑ、Ｂ室は−０．５５ｍｍＡｑとなり、Ａ室−Ｂ室＝＋０．９０ｍｍＡｑであった。この時のキャストの状態を見たところ、フィルムの泡の巻き込みは全く見られなかった。また、ＭＤ方向の厚みムラは１．４５μｍであった。
【００３７】
（比較例１）
ダイまわりの部屋をＡ、Ｂ、Ｃ室とする。Ｃ室を給気ブロワでゆっくり空気を送り込み続けることで、＋５．００ｍｍＡｑを維持した。その結果、Ａ室は＋３．９０ｍｍＡｑ、Ｂ室は−０．２５ｍｍＡｑとなり、Ａ室−Ｂ室＝＋４．１５ｍｍＡｑであった。この時のキャストの状態を見たところ、フィルムの泡の巻き込みは全く見られなかったが、カーテンの着地点は行ったり来たりを繰り返していた。また、ＭＤ方向の厚みムラを測定したところ、２．７０μｍであった。
【００３８】
（比較例２）
ダイまわりの部屋をＡ、Ｂ、Ｃ室とする。Ｃ室を給気ブロワでゆっくり空気を送り込み続ける、逆にＣ室では排気ブロワでゆっくりと排気を続けた。その結果、Ａ室は−０．０５ｍｍＡｑ、Ｂ室は＋０．３０ｍｍＡｑ、Ｃ室は−２．２０ｍｍＡｑとなり、Ａ室−Ｂ室＝−０．３５ｍｍＡｑであった。この時のキャストの状態を見たところ、カーテンは不規則に膨らんでおり、フィルムには全面に渡って直径約１ｃｍの泡の巻き込みが見られた。また、ＭＤ方向の厚みムラを測定したところ、３．６０μｍであった。
【００３９】
実施例１〜２、比較例１〜２より、本発明の流延製膜方法及びその設備によって、Ａ室、Ｂ室内の静圧の差を、一定の範囲に調整することにより、泡の巻き込みなく製膜し、またＭＤ方向の厚みムラも防止することができることがわかる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかる流延製膜方法及びその設備は、カーテンの接地角度を大きく安定した角度を保持させ、接地位置の変動を減少させることにより、泡の巻き込み、厚みムラの悪化を防止することができる。また、装置の設置や局所的な調整が不要であるため、時間コストが良好に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプラスチックフィルムの製造装置を示す概念図である。
【図２】本発明にかかる流延製膜方法により、ダイリップから押出されたカーテンの状態を示す説明図である。
【図３】従来のダイリップから押出されたカーテンの状態を示す説明図である。
【図４】本発明にかかる流延製膜設備の１例を示した断面側面説明図である。
【符号の説明】
２；押し出し機
４；スリットダイ
６，２０，１００；ダイリップ
８，２６，１０６；樹脂膜
１０，２４，１０４；コンベアベルト
２２，１０２；カーテン
３０；ダイを含むチャンバ
３２；ダイ室
３４；カーテン前室
３６；カーテン後室
３８，４２；隔壁
４０；開口部
４４；気体の流入手段
４６，４８；圧力調整手段

Claims

ダイ周辺のチャンバーを複数の圧力調整可能な部屋に仕切り、各部屋の静圧を変化させる流延製膜方法であって、前記部屋が、カーテン前室及びカーテン後室と、前記カーテン後室の上方に位置するダイ室とから構成され、前記ダイ室から前記カーテン後室に気体を流入させることを特徴とする流延製膜方法。
前記カーテン前室とカーテン後室の静圧が、
（カーテン後室の静圧）−（カーテン前室の静圧）＝０〜４．００ｍｍＡq
であることを特徴とする請求項１に記載する流延製膜方法。
前記カーテン前室とカーテン後室の静圧が、
（カーテン後室の静圧）−（カーテン前室の静圧）＝０．０５〜１．００ｍｍＡq
であることを特徴とする請求項１に記載する流延製膜方法。
ダイ周辺のチャンバーが、カーテン前室及びカーテン後室と、前記カーテン後室の上方に位置するダイ室とに仕切られており、各部屋が気圧調整手段を備え、前記ダイ室から前記カーテン後室に気体を流入させるための開口部が前記ダイ室と前記カーテン後室を仕切る隔壁に設けられていることを特徴とする流延製膜設備。
前記カーテン前室と、カーテン後室の静圧が、
（カーテン後室の静圧）−（カーテン前室の静圧）＝０〜４．００ｍｍＡq
であることを特徴とする請求項４に記載する流延製膜設備。
前記カーテン前室と、カーテン後室の静圧が、
（カーテン後室の静圧）−（カーテン前室の静圧）＝０．０５〜１．００ｍｍＡq
であることを特徴とする請求項４に記載する流延製膜設備。