双螺杆挤出装置及薄膜制造方法_4

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8] 在步骤240中,判定步骤160中的供给开始至下一次的供给开始为止的时间即制 冷剂的供给周期是否已达到预先设定的周期S。当在步骤240中判定为已达到预先设定的 周期S时,由于以预先设定的周期断续供给制冷剂,因此再次返回到步骤100,继续进行与 上述相同的控制。在此,当判定为未达到预先设定的周期S时,由于无法以预先设定的周期 进行断续供给,因此等待直至成为预先设定的周期S,在达到周期S的时刻,再次返回到步 骤100,继续进行与上述相同的控制。
[0139] 机筒中的熔融树脂的温度通常能够通过设置于挤出机的温度调节器30的冷却区 来控制,尤其,在外径为Φ 100mm以上的大型挤出机中,若欲将机筒进行水冷,则容易发生 机筒周向的温度不均、水量周期的变动。并且,即使能够将安装于机筒10的温度控制用温 度检测传感器S2的检测值控制为恒定,也存在由于水垢的产生、水温变化等因素而对机筒 的冷却效率带来变化,从而导致熔融树脂的温度必然发生变化的问题。这种树脂温度的变 动最终导致所制造的薄膜成型品的品质变动(白浊(雾度的下降)、耐候性的下降),因此 通常决定在这些变动中估计安全因素在内的品质规格及工序条件,或者随时发生损耗的同 时进行调整。因此,若考虑安全因素,则难以最大限度地发挥设备原有的能力。
[0140] 从如上所述的观点考虑,要求用于提高产品品质及均匀化的机筒冷却的稳定化技 术。鉴于这种情况,本发明中,
[0141] 如上所述,通过配置于熔融树脂流通方向上的机筒的挤出口下游侧且对熔融树脂 进行成型的薄膜制膜装置上游侧的温度检测机构即温度检测传感器S1,检测从挤出口挤出 的熔融树脂的温度,以检测出的树脂温度与树脂设定温度的温度差(At)为基准,At超过 预先设定的阈值时,(优选在〇. 001L/树脂lkg~0. 150L/树脂lkg的范围内)调节制冷 剂的供给量来向制冷剂供排口 37a进行供给(即向冷却系统进行供给),从而将At控制为 预先设定的阈值以下。
[0142] 由此,可得到与现有的双螺杆挤出机相比,稳定地保持熔融挤出的树脂的温度,并 且低雾度且耐候性优异的树脂。
[0143] 本发明中,如本实施方式所示,设置以下工序:一边控制在机筒内熔融的树脂的 温度,一边使热塑性树脂熔融,所述机筒内具备可旋转地配置且外径为ΦΙΟΟπιπι以上的两 个螺杆;通过成型模具,将熔融的热塑性树脂以膜状挤出;及使挤出的热塑性树脂在冷却 辊上固化,进一步在熔融工序中,在以膜状挤出的工序之前检测从机筒的挤出口挤出的 熔融树脂的温度,通过调节供给至配设于机筒壁的冷却系统的制冷剂的供给量(优选在 〇. 001L/树脂lkg~0. 150L/树脂lkg的范围内)来将检测出的熔融树脂的温度与树脂设定 温度的温度差控制为预先设定的阈值以下,由此制造薄膜。根据该方法(本发明所涉及的 薄膜制造方法),可得到与现有的双螺杆挤出机相比,稳定地保持熔融挤出的树脂的温度, 并且低雾度且耐候性优异的树脂。
[0144] 如上所述,在使热塑性树脂熔融的工序中,通过温度调节器30对机筒10进行加 热、冷却来一边调温一边使螺杆20A、20B旋转,从原料供给口 12供给原料树脂。供给至机 筒内的原料树脂除了利用温度调节器30进行加热以外,还通过由随着螺杆20A、20B的旋转 的树脂彼此的摩擦及树脂与螺杆20A、20B、机筒10之间的摩擦等产生的发热而被熔融,并 且随着螺杆的旋转,朝向挤出机出口 14缓慢移动。此时,通过配设于机筒内的捏合盘24A、 24B促进原料树脂的熔融、混炼。即,在加热区Z1~Z7中,在区Z1开始进行加热,配设有捏 合盘24A、24B的加热区Z4、Z6作为负责混炼树脂的混炼部发挥功能,加热区Z2~Z3、Z5、 Z7主要作为将树脂进行熔融传送的传送部发挥功能。
[0145] 此时,根据温度检测传感器Sl、S2的检测温度,一边如上述那样控制向冷却配管 中注水的量和注水定时,一边稳定地将熔融树脂本身进行调温。由此,可实现树脂本身的 温度的稳定化,即使进行低温熔融,也可保持低雾度,可稳定地提供具有优异的耐候性的树 脂。
[0146] 供给至机筒内的原料树脂被加热至熔点Tm(°C )以上的温度,然而若树脂温度过 低,则熔融挤出时的熔融不足,有可能难以从成型模具40喷出。相反,若树脂温度过高,则 通过热分解,末端C00H显著增加,有可能导致耐水解性的下降。从这些观点考虑,调整温度 调节器30的加热温度、螺杆20A、20B的转速,并且调整利用冷却配管进行的冷却控制。
[0147] 此时,双螺杆挤出机内的长边方向(树脂挤出方向)上的最大树脂温度(T_; [°C ])优选为(Tm+40) °C ~(Tm+60) °C,更优选为(Tm+40) °C ~(Tm+55) °C,进一步优选为 (Tm+45)°C ~(Tm+50)°C〇
[0148] 在薄膜的制造中使用热塑性树脂作为原料树脂,其在机筒内被熔融。作为热塑性 树脂的例子,包括聚酯、聚烯烃、聚酰胺、聚氨酯等。本发明中,在可更加有效地发挥得到低 雾度且耐候性优异的树脂的效果这点上,优选聚酯。
[0149] 聚酯包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚-2, 6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN),优选 PET〇
[0150] 原料树脂成为薄膜的原料,只要是含有树脂的材料,则并没有特别限制,除了聚酯 等树脂以外,也可以含有无机粒子或有机粒子的浆料。
[0151] 作为聚酯,可以是使用二羧酸成分和二醇成分进行合成而得到的聚酯,也可以是 市售的聚酯。
[0152] 当合成聚酯时,例如能够通过利用周知的方法使(A)二羧酸成分与(B)二醇成分 进行酯化反应和/或酯交换反应来得到。
[0153] 作为(A)二羧酸成分,例如可以举出丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸 二酸、十二烷二酸、二聚酸、二十烷二酸、庚二酸、杜鹃花酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸等脂肪 族二羧酸类、金刚烷二羧酸、降冰片烯二羧酸、异山梨醇、环己烷二羧酸、萘烷二羧酸等脂环 族二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、2, 6-萘二 羧酸、1,8-萘二羧酸、4, 4'-联苯二羧酸、4, 4'-二苯醚二羧酸、间苯二甲酸5-磺酸钠、苯基 茚二羧酸、蒽二羧酸、菲二羧酸、9, 9' -双(4-羧基苯基)芴酸等芳香族二羧酸等二羧酸或 其酯衍生物。
[0154] 作为⑶二醇成分,例如可以举出乙二醇、1,2_丙二醇、1,3_丙二醇、1,4_ 丁二醇、 1,2-丁二醇、1,3-丁二醇等脂肪族二醇类、环己烷二甲醇、螺环二醇、异山梨醇等脂环式二 醇类、双酚A、l,3-苯二甲醇,1,4-苯二甲醇、9,9'_双(4-羟基苯基)芴等芳香族二醇类等 二醇化合物。
[0155] 作为(A)二羧酸成分,优选使用芳香族二羧酸中的至少一种的情况。更优选作为 主成分而含有二羧酸成分中的芳香族二羧酸。也可以含有芳香族二羧酸以外的二羧酸成 分。这种二羧酸成分为芳香族二羧酸等酯衍生物等。另外,"主成分"是指芳香族二羧酸在 二羧酸成分中所占的的比例为80质量%以上。
[0156] 并且,作为(B)二醇成分,优选使用脂肪族二醇中的至少一种的情况。作为脂肪族 二醇,可含有乙二醇,优选作为主成分而含有乙二醇。另外,主成分是指乙二醇在二醇成分 中所占的的比例为80质量%以上。
[0157] 二醇成分(例如乙二醇)的使用量相对于二羧酸成分(尤其是芳香族二羧酸(例 如对苯二甲酸))及根据需要的其酯衍生物的1摩尔,优选在1. 015~1. 50摩尔的范围内。
[0158] 在酯化反应和/或酯交换反应中可使用一直以来公知的反应催化剂。作为反应催 化剂,可以举出碱金属化合物、碱土类金属化合物、锌化合物、铅化合物、锰化合物、钴化合 物、铝化合物、锑化合物、钛化合物、磷化合物等。通常,优选在完成聚酯的制造方法之前的 任意阶段添加锑化合物、锗化合物、钛化合物作为聚合催化剂。作为这种方法,例如若以锗 化合物为例子,则优选直接添加锗化合物粉体。
[0159] 双螺杆挤出机内的长边方向(树脂挤出方向)上的最大树脂温度T_是在双螺杆 挤出机100的配设有螺杆20Α、20Β的机筒10内被加热的原料树脂的温度,是包括存在剪切 发热时由该发热而形成的局部高温部在内的温度。可通过机筒内的树脂温度的测定来得到 Τ_。从抑制末端C00H的增加的观点考虑,Τ_优选300°C以下,更优选290°C以下。并且, 从防止树脂的熔融不足即雾度(白浊)的观点考虑,T_的下限温度优选270°C。
[0160] 并且,通过经过通气口 16A、16B进行抽真空,能够有效地去除机筒内的树脂中的 水分等挥发成分。若通气口压力过低,则熔融树脂有可能向机筒10外溢出,若通气口压 力过高,则挥发成分的去除不充分,有可能容易产生所得到的薄膜的水解。从防止熔融树 脂从通气口 16A、16B溢出且选择性去除挥发成分的观点考虑,通气口压力优选1. 3Pa~ 6. 67 X 102Pa,更优选 1. 3Pa ~5. 33 X 102Pa。
[0161] 在机筒内使原料树脂加热熔融并从挤出机出口 14排出之后从成型模具40中以薄 片状挤出为止的平均滞留时间优选设为5分钟~20分钟。若使原料树脂加热熔融并从挤 出机100的挤出机出口 14排出之后从成型模具40中挤出为止的平均滞留时间为5分钟以 上,则可将未熔融树脂的残留抑制为较少。并且,若平均滞留时间为20分钟以下,则能够防 止由热分解引起的末端C00H量的增加,可得到更加优异的耐水解性。从这种观点考虑,使 原料树脂加热熔融并从挤出机出口 14挤出之后的平均滞留时间更优选5分钟~15分钟。
[0162] 另外,以下述式定义平均滞留时间。
[0163] 平均滞留时间(秒)={挤出机下游配管容积[cm3]X熔融体密度[g/ cm3] X 3600/1000}/ 挤出量[kg/h]
[0164] 薄片的厚度优选为2mm~8mm,更优选为2. 5mm~7mm,进一步优选为3mm~6mm。 通过加厚厚度,能够延长挤出的熔体冷却至玻璃化转变温度(Tg)以下为止所需的时间。在 该期间,薄膜表面的C00H基扩散至聚酯内部,能够减少表面C00H量。
[0165] ~树脂物性~
[0166] 作为熔融挤出之后制膜的薄片状的树脂(尤其是聚酯)的末端C00H量(AV),优 选为5eq/t以上且25eq/t以下,更优选为8eq/t以上且20eq/t以下,进一步优选为10eq/ t以上且18eq/t以下。通过末端C00H量为25eq/吨以下,耐水解性优异,可得到长期耐久 性。从耐水解的观点考虑,优选末端C00H量$父低,从提尚使制|旲的薄片粘附于被粘物时的 粘附性的观点考虑,挤出后的以薄片状制膜的树脂的AV的下限值优选5eq/吨。
[0167] 另外,"eq/t"表示每1吨的摩尔当量。
[0168] 并且,作为末端C00H量的变动率,优选在末端C00H量的平均值的±3%以内,更优 选在末端C00H量的平均值的± 2. 0 %以内,进一步优选在末端C00H量的平均值的± 1. 0 % 以内。
[0169] 在此,末端C00H量的平均值是指如下求出的值。
[0170] 将总卷筒长度中的卷起开始处设为0m,按每200m采取任意数量(η)的lm的样品 之后,将各自的宽度方向进行5等分,切出5个5cmX5cm尺寸的样品片。并且,将该各样品 片溶解于苄醇中,通过用Κ0Η溶液滴定溶液的酸值,求出末端C00H量,并求出多个(5n)的 末端C00H量的平均。
[0171] (第2实施方式)
[0172] 参考图7对本发明的双螺杆挤出装置的第2实施方式进行说明。本实施方式为将 上述第1实施方式中的断续注水控制程序按照制膜的树脂薄膜的雾度来执行的系统结构。
[0173] 另外,对于与第1实施方式相同的构成要件,标注相同参考符号,并省略其详细说 明。
[0174] 关于利用控制本实施方式的双螺杆挤出装置的树脂温度控制机构即控制装置60 进行的控制程序中,向冷却配管的制冷剂供排口 37a断续供给水(制冷剂)的断续注水控 制程序,参考图7对考虑制膜的薄膜的雾度值而对树脂温度施加修正的方式进行说明。
[0175] 若执行本程序,则与第1实施方式中的步骤100至200的控制同样地进行步骤100 至步骤200的控制。若在步骤200中停止向制冷剂供排口 37a供给制冷剂,则在接下来的 步骤300中,测定由薄膜制膜装置40制膜的树脂薄膜的雾度。
[0176] 作为雾度值,优选1.5%以上且4. 5%以下,更优选1.8%以上且4.0%以下,进一 步优选2.0 %以上且3.0 %以下。雾度为通过雾度计(Suga Test Ins
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