CN1262988A - 生产热塑性树脂片材的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于生产热塑性树脂片材的方法和设备,其中熔融挤出的运动着的热塑性树脂片材被带入与旋转冷却体接触,并被冷却和固化,以生产一种流延片材,包括利用旋转带电体与片材接触,使片材在冷却体和带电体之间保持运动,将电荷由与片材接触的旋转带电体供给片材,使片材与冷却体表面保持接触。

Description

生产热塑性树脂片材的方法和设备
本发明涉及一种生产热塑性树脂片材的方法和设备。更详细地，本发明涉及一种通过连续高速流延制造生产率和质量极佳的热塑性树脂片材的方法和设备。
众所周知，流延片材或流延薄膜的生产可以采用从模头连续挤塑熔融热塑性树脂成片材，并引导挤出的运动着的片材与温度保持在树脂玻璃化温度(Tg)以下的旋转冷却体(通常为冷却鼓、冷却辊或冷却带)接触以使其冷却和固化。上述工艺中为使引导片材与冷却鼓表面接触，在引导片材与冷却鼓接触之前对片材施加静电的技术也是众所周知的。采用这种静电作用方法生产热塑性树脂片材的工艺描述在美国专利3223757中。
因此，可以生产一种具有光滑表面的非晶流延片材，然后这种流延片材，如所需，在机器方向拉伸(单轴向拉伸)或在机器方向和横向两方向拉伸(双轴向拉伸)。
这种传统的静电施加方法是将高电压施加在距熔融片材表面一定空间的电极而作用的。此方法中，空气首先被电离，产生的离子被电极形成的电场注入片材。因此，必须在不引起空气绝缘击穿的条件下施加电压，所以，作用在熔融片材上的电压不能提高。
由于片材上电场的大小与作用在片材上的电压有关，所以通过传统静电施加方法充分地提高片材与冷却体之间的接触力是困难的。尤其是当流延速度较高时，难于得到相应的接触力。结果，由于它基本上不能完全防止片材与冷却体之间空气被击，所以流延速度不能提高到60m/min或更高，流延片材的生产率保持在不利的水平。
本发明的目的是克服上述先前技术的缺点，提供一种制造生产率和质量两方面极佳的热塑性树脂片材的方法和设备。
为达到此目的，本发明生产热塑性树脂片材的方法包括：(a)片材挤出步骤，即从片材成型模头连续挤出熔融热塑性树脂成片材，(b)片材带电步骤，即将挤塑步骤成型的片材置于一旋转带电体与一旋转冷却体之间使片材带电，(c)片材冷却步骤，即由冷却体冷却和固化在带电步骤中带电并保持与冷却体表面接触的片材，以及(d)流延片材卷取步骤，即卷取由冷却步骤成型的流延片材。
为达到上述目的，本发明生产热塑性树脂片材的设备包括：(a)适于连续挤出熔融热塑性树脂的片材成型口模，(b)提供与自片材成型口模挤出的片材表面保持接触的旋转带电体，(c)提供与片材的和带电体保持接触的表面的背面保持接触的旋转冷却体，(d)用于使片材位于带电体和冷却体之间的装置，以及(e)用于卷取由冷却体成型的流延片材的流延片材卷取装置。
本发明用于生产热塑性树脂片材的方法和设备中，由于旋转带电体保持与片材直接接触，所以空气根本不会在它们之间被击，又由于电荷是从带电体直接进入片材的，所以可以对片材施以高电压，以产生强大的静电吸附作用，即在感应了相反电荷的冷却体与片材之间的强大接触力。由于片材和冷却体彼此保持强力接触，所以排除可能存在于它们之间的空气的效果增强了以允许高速流延。
本发明生产热塑性树脂片材的方法和设备允许以80m/min-300m/min的速度生产流延片材。而且，当流延片材被拉伸时，可以以400m/min或更高的速度生产拉伸片材，但是取决于所选择的拉伸比。这些可能性大大降低了流延片材或薄膜的生产成本。
由于本发明允许电荷直接施加在片材上，所以当熔融时也可有效地用于成型具有高电阻即熔体体积电阻率的树脂片材。例如，它用于有效地生产一种用于电容器或过冷挤塑流延的聚酯片材。当用作生产电容器的片材成型时，采用高体积电阻率的片材以改善绝缘性能，但是用传统的静电施加方法难以高速流延这种片材。
用在本发明生产热塑性树脂片材的工艺或设备中的热塑性树脂是指在加热时变成可流动的树脂。例如，这种树脂可选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃、聚亚苯基硫醚、乙烯基聚合物及其混合物和改性物等等。其中优选聚酯树脂或聚酰胺树脂用作成型片材的原料。
聚酯是指在分子主链上有酯键的高分子化合物。这样的高分子化合物包括，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯及其共聚物。其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯及其共聚物可优选用作成型片材的原料。特别优选采用聚对苯二甲酸乙二醇酯及其共聚物。
优选这些聚酯中任意重复单元是80或更多的，更优选是120或更多的。邻氯苯酚(OCP)中测量的树脂固有粘度优选为0.4(0.1 l/g)或更大的，更优选为0.55(0.1 l/g)或更大的。
用于成型片材的聚酯树脂也可以含有各种添加剂，如像滑爽剂、稳定剂、抗氧化剂、粘度调节剂、抗静电剂、着色剂、颜料及类似液晶聚酯的树脂。
聚酰胺树脂是指在主链中有酰胺键的高分子化合物。这样的高分子化合物包括，例如尼龙6、尼龙66、尼龙6-10、尼龙12、尼龙11、尼龙7、聚己二酰间/对亚苯基二甲胺、聚对苯二甲酰/间苯二甲酰己二胺，及其共聚物和混合物。
作为聚亚苯基硫醚树脂，一种基本上不含任何支链结构的直链树脂是理想的。
图1是表示本发明实施生产热塑性树脂片材工艺的设备的示意侧视图。
图2是表示图1所示设备的冷却鼓和带电辊部分的详细平面图。
在图1和图2中，用于实施本发明生产熟塑性树脂片材的方法的设备包括用于连续挤出熔融树脂成片材的片材成型口模11，作为旋转带电体的带电辊子21，作为旋转冷却体的冷却鼓31和卷取装置(未图示)，其含有导向辊41用于从冷却鼓31上分离和引导流延片材。导向辊41是由支架42a和42b(未图示)支持旋转的，且支架42a和42b是固定在机座4上。
自片材成型口模11挤出的片材1被放置在带电辊21和冷却鼓31之间，由带电辊21给以电荷，并使其与冷却鼓31的表面保持接触。由于冷却鼓31的转动，它被冷却并固化成流延片材2。流延片材2从冷却鼓31表面上分离下来并经导辊41送至片材卷取装置(未图示)。
作为片材成型口模11，可以采用公知的口模。这里不作详细叙述。片材成型口模11固定在机座3上。优选从片材成型口模11挤出的熔融树脂成型片材1的拉伸比(片材成型口模11的口模唇间隙/挤出片材1的厚度)为3或更大，由此可获得厚度不匀度小和平面度好的片材1或流延片材2。较优选的范围是7-20。
还有作为冷却鼓31，可采用公知的鼓，为了得到非晶流延片材2，冷却鼓31是用于冷却片材1以得到非晶流延片材2。在冷却鼓31的两端安装有中空旋转轴32a和32b。旋转轴32a和32b是由轴承33a和33b支承旋转的。轴承33a和33b通过支架34a和34b(未图示)固定在机座4上。
在旋转轴32a的端部连接有用于把冷却剂输送给冷却鼓31的冷却剂供给管。这个位置用箭头35a示意地指出。在旋转轴32b的端部连接有排出用于冷却冷却鼓31的冷却剂的冷却剂排出管。这个位置用箭头35b示意地指出。通过提供在通路中的温度控制器，冷却剂被循环地使用。
作为用于旋转冷却鼓31的旋转装置，提供有马达36、马达36的旋转轴36a，连接在旋转轴36a上的齿轮36b及与齿轮36b啮合并安装在旋转轴32b上的齿轮36c。
冷却鼓31通过电缆101在接地点102电接地。
冷却鼓31的冷却剂通常采用低温水，优选冷却鼓31至少在圆周表面是用金属制成的，优选金属表面镀以硬铬且表面粗糙度为0.5μm或更小。
带电辊21在两端有空心旋转轴22a和22b。旋转轴22a和22b是由轴承23a和23b支持旋转的。轴承23a和23b是由汽缸25通过支臂24a和24b(未图示)支持，且汽缸25固定在机座5上。汽缸25用于调节带电辊21在片材1上的接触压力。
在旋转轴22a的端部连接有将冷却剂输送给带电辊21的冷却剂供给管。这个位置用箭头26a示意地指出。在旋转轴22b的端部连接有排出用于冷却带电辊21的冷却剂的冷却剂排出管，这个位置用箭头26b示意地指出。通过安装在通路中的温度控制器，冷却剂循环地使用。
作为用于转动带电辊21的旋转装置，提供有连接在机座5上的马达27，马达27的旋转轴27a，连接在旋转轴27a上的带轮27b，连接在旋转轴22b上的带轮27c以及使带轮27b和带轮27c相互啮合的旋转传动带27d。
带电辊21通过电缆103与电源6连接以将电荷施加在带电辊21上。电源6通过电缆104在接地点105电接地。
带电辊21是由电源6直接施加直流电压到辊子上而带电，施加在带电辊21上的直流电压可以是正的或负的。且优选电压为100v-10kv。为限制片材1上的电流，可以如所需在接地点102和冷却鼓31之间插入电阻。
带电辊21的绝缘可以用陶瓷轴承23a和23b或用陶瓷套管分别罩住旋转轴22a和22b，或在轴承23a和23b的轴承座插入绝缘材料。冷却剂是循环的，最好采用尼龙树脂等制造的绝缘管作为冷却剂供应管26a和冷却剂排出管26b。
带电辊21与冷却鼓31之间存在电位差。为了防止基于电位差的放电，优选带电辊21的圆周表面的导电部分比片材的宽度分别在两边窄5mm或更多(总的为10mm或更多)。
依赖于流延片材2的后处理(例如拉伸)，可以优选片材2成型为两边部分比中间部分厚。这可通过使带电辊21的总宽度比片材1的宽度更窄来实现。但在这种情况中，却发生一种现象即片材1的两边缘部分可能接触不到冷却鼓31。为了防止这种现象的发生，理想的是只对片材1的两边缘施加静电。作为施加静电的装置，可采用美国专利3223757图4中公开的针式电极。作为另一种方法，向边缘部分喷射压缩空气已实施至今，或只对对应于片材1两边缘部分的冷却鼓31的圆周面部分涂覆不损坏片材1的液体，例如水。
带电辊21必须是在圆周表面上全部或部分导电。最简单的是采用金属辊作为带电辊21，但是也可以使用在圆周表面上加工成全部或部分导电的橡胶辊、陶瓷辊或特氟隆辊。
优选带电辊21表面是光滑的，因为它直接接触片材1，且其表面粗糙度为1μm或更小，更优选为0.5μm或更小。
如果带电辊21的表面只用一种金属形成，优选带电辊21的表面是冷却的以防止粘附片材1，优选带电辊21的表面温度低于热塑性树脂的玻璃转化点(Tg)。如果带电辊21的圆周表面与内部不绝缘，必须采用绝缘冷却剂来冷却。此处能够使用的绝缘冷却剂包括绝缘油如硅油、冷空气及CFC的替代品。
如果带电辊21的圆周表面是用一非金属部分部分地形成，那么带电辊21不需要冷却或可以低强度地冷却。如果带电辊21的圆周表面用非金属部分部分地形成，存在于带电辊21圆周表面的金属部分的作用是将电荷给于片材，且结构上设计成在该部分内导电。在此情况中，如果金属部分在结构上设计成导电到带电辊21的旋转轴22a，则带电辊21的圆周表面可由给旋转轴22a供电而带电。
优选成型带电辊21圆周表面金属部分的材料是碳钢或不锈钢，或在其表面上镀镍或铬的任一种钢。
非金属部分的作用是防止带电辊21粘附到片材1上，优选非金属部分的材料是氟树脂和/或硅树脂。能够使用在这里的氟树脂包括四氟乙烯树脂、四氟乙烯-全氟烷氧基树脂、四氟乙烯-六氟丙烯树脂、乙烯-四氟乙烯树脂及乙烯-三氟氯乙烯树脂。从耐热性和不粘附性来看，四氟乙烯树脂和四氟乙烯-全氟烷氧基树脂是特别优选的。
可以生产表面上部分有非金属部分的带电辊21，例如在金属辊的表面上制成螺旋槽并用氟树脂填充该槽或用含分散有氟树脂粒子的电镀溶液镀在金属辊表面上，使镀层含有氟树脂粒子或喷砂处理金属辊表面，用氟树脂充填形成在表面的凹陷并抛光该表面，或用氟树脂粒子充填镀硬铬等的裂缝。
如果对这些方法中的工艺条件作适当改变，就可以适当地确定辊子的表面金属部分与非金属部分的比例。优选非金属部分的面积占带电辊21圆周表面的20-80％。如果面积小于20％，片材1可能粘附在带电辊21上，但如果大于80％，给予片材1的电荷将减少使流延速度降低。
还有在表面上有金属部分与非金属部分的组合辊的情况中，优选辊的表面粗糙度为1μm或更小，特别优选为0.5μm或更小。
带电辊21的表面速度必须基本上与片材1的表面速度相同。这个可以利用传动结构达到，使带电辊21的旋转速度按照冷却鼓31的旋转速度，或采用自由旋转辊作为带电辊21。
但是，由于片材1在与带电辊21的接触中是处在从熔融状态到固态的相变过程中，所以使片材1的表面速度与带电辊21的表面速度相同是困难的。除非片材1的运动速度基本上与带电辊21的旋转速度一致，否则片材1的表面将变形或擦伤。结果，难于获得高质量的流延薄膜。
所以，优选带电辊21是自由旋转辊。如果带电辊21是自由旋转辊，片材1的表面速度就大体上与带电辊21的表面速度一致，便可得到质量好的流延薄膜。
如果带电辊21是自由旋转辊，设备就能简单、安全、操作方便和维修方便有利于改善。
另一方面，如果带电辊21旋转不规律，不规律的旋转引起片材1厚度不均匀的缺点。这个问题可采用保证带电辊21尽可能规律地旋转的任意方法来解决。
这样的方法之一是提高片材1与带电辊21的可分离性。为了考虑它，与带电辊21上的电荷同样极性的电荷预先作用到片材1上，直到片材1接触带电辊21，以确保片材1能够基于静电斥力而易于从带电辊21分离。此外，如果事先使片材1带电而具有与带电辊21相同极性的电荷，就防止了片材1和带电辊21之间的放电，且使片材1保持良好的表面特性。为此目的而提供的辅助电极将在以后叙述。
带电辊21在表面上部分地具有上述非金属部分以使导电性和可分离性极佳也是所希望的。
片材1与带电辊21的可分离性受到带电辊21的表面温度影响。为使带电辊21的表面温度升高的可能性小一些，优选带电辊21的圆周直径在150mm-350mm的范围内。
如果带电辊21是自由旋转辊，优选在辊半径上转动力矩是3N(牛顿)或更小，尤其优选为1N或更小。如果扭转动力矩超过3N，由于带电辊21的表面与片材1的表面之间的摩擦很可能产生厚度不均匀。还有当带电辊21是自由旋转辊时，优选表面粗糙度是1μm或更小，尤其优选0.5μm或更小。
带电辊21的表面上必须有导电材料，但是其中带电辊21表面上的导电材料是与支持带电辊旋转的轴绝缘的结构也可以采用。这种情况中，带电辊21内流动的冷却剂不必是绝缘冷却剂。倘若如此，使用在冷却鼓31中的冷却剂可以分支导入带电辊21中，以使设备简化，即使带电辊21和冷却鼓31之间发生放电，也只有带电辊21表面上的导电层受损害，而带电辊21的表面不致过度粗糙，因而对片材1的表面不会造成有害的影响。由于带电辊21的损坏仅局限于表面层，带电辊21的修复是容易的。
为此目的，带电辊21的结构包括表面层的导电材料，作为中间层的绝缘层和旋转支撑轴。由于旋转支撑轴是与表面层绝缘的，电荷仅作用于表面层。因此，不会发生在旋转支撑轴中有电流通过，并且不需要对旋转支撑轴内部绝缘，以及带电辊21可以有通常采用的冷却结构。
形成带电辊21中绝缘层的材料是根据电绝缘、耐热性等来选择的。能够优选用在此处的材料包括陶瓷、硅树脂和特氟隆树脂，其中，陶瓷是尤其优选的，能够优选用在这里的陶瓷包括氧化铝、氧化锆、二氧化钛、碳化钨及其混合物。能够优选用于此处的氟树脂包括四氟乙烯树脂、四氟乙烯-全氟烷氧基树脂、四氟乙烯-六氟丙烯树脂、乙烯-四氟乙烯树脂和乙烯-三氟氯乙烯树脂。
优选金属形成带电辊21表面上的导电层，并且用无电敷镀、蒸发沉积或热喷镀形成金属层是特别优选的。
如果是用一种陶瓷材料热喷镀表面，优选带电辊21的旋转支撑轴用不锈钢或碳钢成型。优选该结构允许冷却水通过，例如类似双管结构，这种情况中双管是指由外圆筒和内圆筒构成的旋转支撑轴结构，可允许冷却水流进内外圆筒之间形成的间隙。
如果片材有孔或薄的部分，放电可能在带电辊21和冷却鼓31之间发生。在下列情况中，片材1可能有孔或薄的部分。
当热塑性树脂从挤塑机(未图示)熔融挤出时，可能发生在供应的原料树脂中的含有空气或原材料中的水演变成的气泡从片材成型口模释放成气泡。当为了改变片材1的厚度或片材成型速度而改变挤塑机的条件时，这种现象可能发生。
如果气泡放出，可能发生片材1有孔或局部有非常薄的部分成为片材1的缺陷，在缺陷处，从带电辊21到冷却鼓31可能发生放电。如果发生放电，由放电产生的过量电流将带电辊21和冷却鼓31的金属表面部分熔化，并且形成凸台和凹陷而损坏这些表面。
尤其是当带电辊21和冷却鼓31的表面作镜面磨削以使片材表面光滑时，放电引起的损坏是避免不了的，损坏了的辊子和鼓必须用局部抛光来修理或必须更换，因而降低了生产率。
为防止辊和鼓损坏，优选在缺陷进入带电辊21和冷却鼓31之间的间隙以前检测片材1的任意缺陷，以调节施加于带电辊21的电压，由此防止放电发生。
为了防止发生放电，电极51设置在片材成型口模11和带电辊21之间，且接地电极52设置成面对电极51且使片材1处于两电极之间。电极51称为辅助电极，电极51通过电缆106与电源7相连接。接地电极52通过电缆107与控制器8相连。控制器8通过电缆108连接到电源6上。电源7通过电缆109在接地点110电接地。控制器8通过电缆111在接地点112电接地。
如果片材1有缺陷，由电极51产生的电晕放电离子通过缺陷到达接地电极52，结果，流进接地电极52的电流增加，增加的电流用控制器8检测，以致检查到来自片材成型口模11的片材1的缺陷。基于这种检查，并紧接检查之后，控制器8发出一个信号切断或减小供给带电辊21电荷的电源6的电压。因此，施加在带电辊21上电压被控制，以防止带电辊21与冷却鼓31之间的放电。
提供辅助电极作为电极51以及接地电极52也可用作辅助电极，以使上述片材1较容易从带电辊21分离，电极51和52可制成丝状或带状。
优选带电辊21和冷却鼓31对于与片材成型口模11的位置是这样的，即片材1在垂直方向(重力方向)上从片材成型口模朝着带电辊21与冷却鼓31之间的间隙垂直挤出，在垂直方向上到达带电辊21与冷却鼓31之间的间隙，由此防止了片材1的振动以允许易于急定地流延。
按照公知的方法，如所需将所得片材2拉伸和/或热处理成为最终产品。
                      实例
本发明将参照实例和对比例更详细地描述如下。
测量物理值的方法：
聚酯树脂的固有粘度〔η〕：
根据在25℃下用邻氯苯酚作为溶剂测量，由下列公式得到固有粘度：
〔η〕＝ln〔ηsp/c〕
其中比粘度ηsp是从相对粘度ηr减去1得到，且c是浓度，固有粘度以0.1 l/g表示。
流延接触：
用肉眼观察冷却鼓31上的片材1，没有发现流延缺陷的情况用“○”表示，发现有流延缺陷，如含有空气或破损用“X”表示。
流延表面特性：
用光照射100m2或更大面积的流延片材2表面，从它发射的光用肉眼观察，看是否表面上有如火山的凸起或凹陷。表面上完全没有观察到凸起或凹陷的情况用“○”表示。在表面上观察到小于0.1μm的凸起和凹陷，但能够用拉伸消除的情况用“△”表示。在整个表面上观察到凸起和凹陷的情况用“×”表示。
与冷却鼓的可分离性：
评估与冷却鼓31的可分离性。片材能够自然地从冷却鼓31上分离的情况用“○”表示，能够在剥离力1N/cm或更大时分离的情况用“△”表示，难于分离的情况用“×”表示。
与带电辊的可分离性：
评估与带电辊21的可分离性。片材能够自然地从带电辊上分离的情况用“○”表示，能够在剥离力1N/cm或更大时分离的情况用“△”表示，难于分离的情况用“×”表示。
带电辊的表面状况：
操作完成之后观察带电辊21的表面状况，在带电辊21表面上观察到由于放电形成的缺陷并转移给薄膜的情况用“×”表示，尽管仅有导电层损坏但没有观察到任何缺陷转移到薄膜上的情况用“○”表示。
带电辊的转动力矩：
当在辊子的切向拉固定在带电辊21表面上的弹簧秤时，带电辊21能够开始转动的力N(牛顿)。
聚酯的热性能：
采用由Seiko Denshi Kogyo生产的RDC220型的DSC测量仪，将重20mg的聚酯在氮气氛围下以20℃/min的速率加热到300℃，自300℃骤冷，并以20℃/min的速率再加热到300℃，同时测量玻璃化温度Tg、冷却结晶温度T∝和熔点Tm。聚酯加热到300℃后，以20℃/min的速率冷却它，测量结晶热峰值温度Tmc。
相对粘度ηr：
按照JISK1860测量。
                              实例1
作为热塑性树脂，可采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(固有粘度〔η〕＝0.62，玻璃化温度Tg＝70℃，冷却结晶温度T∝＝120℃，熔点Tm＝265℃，结晶热峰值温度Tmc＝215℃)及0.1wt％的平均粒度0.5μm的合成碳酸钙粒子作为添加剂加入其中。树脂干燥到含水量小于20ppm。将干燥后的树脂送入公知的料筒内径为250mm的熔体挤塑机中，并在285℃时熔体挤塑，挤出的熔融树脂用10μm的切断纤维不锈钢过滤器过滤。经过滤后的熔融树脂喂入提供作为片材成型口模11的T型模头，并在垂直方向(重力方向)从T型模头挤出片材，将成型的片材1置于圆周直径200mm，宽800mm，表面镀有硬铬及表面粗糙度为0.1μm的提供作为带电辊21的辊子和圆周直径1.5m，宽度1000的表面镀有硬铬及表面粗糙度为0.1μm的提供作为冷却鼓31的鼓之间，同时流延，带电辊21和冷却鼓31的表面速度分别定在120m/min。
将3kv的直流正电压作用在带电辊21上，并且冷却鼓31接地。
将冷却水喂入冷却鼓31，保持冷却鼓31的表面温度在25℃，带电辊21是绝缘辊并将经温度控制的硅油喂入辊子，使表面温度保持在25℃。
将8kv的直流正电压从针电极(未图示)施加到片材1的边缘，将片材1的边缘带入与冷却鼓31的表面接触。
片材1能够在良好的接触中流延并能很好地从冷却鼓上分离，所得流延片材2的表面性能是良好的，所得流延片材2是一种没有任何表面缺陷、厚度为250μm及宽度为850mm、厚度不匀度小和平面度极好的非晶片材。
流延片材2用公知的辊式纵向多级拉伸机在拉伸温度为98℃时拉伸至5倍，并冷却到玻璃化温度Tg以下，接着，将所得片材引入拉幅机，并用绷幅夹具夹住两边。片材在拉幅机里加热至100℃的热气氛围中横向(侧面)拉伸至4.3倍，在220℃时热定型固定长度并在150℃时横向3％的松弛热定型，因此，能够在约为600m/min的高速无破损地稳定地生产12μm厚的双轴取向聚酯片材，将生产的片材卷成片材捆。
所得片材(最终产品)完全没有任何表面缺陷且平面度极好。该结果列于表1中。
                          对比例1
除了施加在带电辊21的电压为0外，片材的生产如例1所述，流延接触和表面性能很差且片材宽度变化很大，在拉幅机上横向拉伸过程中引起经常夹不住的现象，所得片材(最终产品)在表面上有凸起和凹陷，质量很差，还有生产率低，其结果示于表1中。
                            实例2和3
除了施加在带电辊21上的电压改变外，片材的生产如例1所述。在两种情况中，所得片材(最终产品)质量极好且生产率也好。其结果示于表1中。
                            实例4
除了施加在带电辊21上的电压是3kv的负电压外，片材的生产如例1所述。所得片材(最终产品)质量极好且生产率也好。其结果示于表1中。
                           实例5和6
除了直径为0.2mm的钨丝51和52分别在横向在带电辊21的上游位置安装在熔融热塑性树脂片材的两边及施加在丝51上的是5kv的正电压外，片材的生产如例2和3所述，结果示于表1中。
                             实例7
作为热塑性树脂，采用尼龙6树脂(相对粘度〔ηr〕＝2.6，玻璃化温度Tg＝40℃)和用0.1wt％的平均粒度为0.3μm的胶态二氧化硅粒子作为添加剂加入其中，按照传统的方法干燥树脂，把干燥后的树脂供入机筒内径为250mm的挤塑机中并在280℃熔融挤塑，挤出的熔融树脂用10μm的切断纤维不锈钢过滤器过滤，将过滤后的熔融树脂喂入作为片材成型口模11的T型模头，并从T型模头挤出片材。将成型的熔融树脂片材置于作为带电辊21的圆周直径200mm和宽度800mm及表面上镀有硬铬且表面粗糙度为0.1μm的辊子和作为冷却鼓31圆周直径1.5m及宽度1000mm及表面上镀有硬铬且表面粗糙度为0.1μm的鼓之间，同时流延，带电辊21和冷却鼓31的表面速度分别定在100m/min。
将3kv的直流正电压施加在带电辊21上，冷却鼓31接地。
将冷却水喂入通过冷却鼓31，保持冷却鼓31的表面温度在5℃，带电辊21是一绝缘辊，并将经控温的硅油喂入通过辊子，使表面温度保持在5℃。
将8kv的直流正电压从针式电极(未图示)施加到片材1的边缘，使片材的边缘与冷却鼓31的表面保持接触。
片材1能够在良好的接触中流延并很好地从冷却鼓上分离，所得流延片材2具有良好的表面性能，所得流延片材2是一种没有任何表面缺陷、厚度为150μm及宽度为850mm，厚度不匀度小和平面度极好的非晶片材。
流延片材2采用公知的直线驱动型双轴同步拉伸机在拉伸温度为55℃时分别在机器方向和横向拉伸至3倍，并冷却到玻璃化温度Tg以下，接着，将冷却后的片材加热到210℃，热定型固定长度并在150℃在机器方向和横向3％的松弛热定型，然后，片材切边，并将15μm厚的双轴取向尼龙片材以300m/min的速度无损坏地卷起来。
所得片材(最终产品)没有任何表面缺陷且厚度均匀性极好。其结果示于表1中。
                           对比例2
除了施加在带电辊21的电压为0外，片材的生产如例7所述，其结果示于表1中。
                                             表1
施加在带电辊上的电压(KV)  流延速率(m/min)           流延状况     附注
 接触 表面性能 可分离性
  例1     3     120   ○     ○     ○
  例2     0.1     120   ○     △     ○
  例3     10     120   ○     △     △
  例4     -3     120   ○     ○     ○
  例5     0.1     120   ○     ○     ○ 用于施扣电压的线电极
  例6     10     120   ○     ○     ○ 用于施加电压的线电极
  例7     3     100   ○     ○     ○
对比例1     0     120   ×     ×     ○
对比例2     0     100   ×     ×     ×
                             例8
作为带电辊21，采用圆周直径150mm和宽度800mm的辊子，带电辊21是其表面上镀有硬铬的碳钢辊，在表面上成型有宽240μm和深200μm节距400μm的沟槽，并用四氟乙烯树脂填充并对表面抛光，四氟乙烯树脂部分占辊子表面的面积百分率是60％及辊子表面粗糙度是0.3μm
作为热塑性树脂，采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(固有粘度〔η〕＝0.65，玻璃化温度Tg＝70℃，冷却结晶温度T∝＝125℃，熔点Tm＝264℃，结晶热峰值温度Tmc＝212℃)及0.1wt％的平均粒度为0.3μm的胶态二氧化硅粒子作为添加剂加入其中，树脂干燥到含水量小于20ppm，将干燥后的树脂送入公知的机筒内径为250mm的熔体济塑机中，并在285℃时熔体挤塑，挤出的熔融树脂用10μm的切断纤维不锈钢过滤器过滤，经过滤后的熔融树脂喂入提供作为片材成型口模11的T型模头，并从T型模头挤出成片材，将成型的熔融片材1置于带电辊21和提供作为冷却鼓31的圆周直径1.5m及宽1000mm，表面镀有硬铬及粗糙度为0.1μm的鼓之间，同时进行流延，带电辊21和冷却鼓31的表面速度分别为120m/min。
带电辊21的宽度比流延片材1的宽度更窄，将8kv的直流正电压从针式电极(未图示)施加在流延片材的边缘，将流延片材1的边缘带入与冷却鼓31的表面接触。
在流延期间，将3kv的直流正电压施加在带电辊21的轴承23a上，且冷却鼓31接地。
在T型模头11和带电辊21之间，在片材1的横向分别安装直径0.2mm的钨丝51和52，并将8kv的正电压施加在丝51上。
带电辊21的轴承23a和轴22a设计成能导电到辊表面的金属部分。
将冷却水送入通过冷却鼓31，保持冷却鼓31的表面温度在25℃，带电辊21是一从动辊(自由辊)，没有任何用于转动的驱动机构，也没有冷却机构，带电辊21的转动力矩是1N。在流延期间，带电辊21的表面温度约为110℃，但未发现熔融片材1粘附在带电辊21的表面上。
片材1是在良好的接触中流延并能很好地从冷却鼓上分离，所得流延片材2具有良好的表面性能，所得流延片材2是一种没有任何表面缺陷，厚度为250μm及宽度为850mm，厚度不匀度小和平面度极好的非晶片材。
采用公知的辊式纵向多级拉伸机在拉伸温度98℃时将流延片材拉伸至5倍，并冷却到低于玻璃化温度Tg，接着，将所得拉伸片材引入拉幅机，并用绷幅夹具夹住两边。片材在拉幅机里加热至100℃的热气氛围中横向(侧面)拉伸至4.3倍，在220℃时热定型固定长度并在150℃在横向3％的松弛热定型，因此，能够在约为600m/min的高速下无破损地稳定地生产出一种12μm厚的双轴取向聚酯片材。
所得片材(最终产品)完全没有任何表面缺陷且平面度极好，其结果示于表2中。
                           对比例3
除了施加在带电辊21的电压为0外，片材的生产如例8所述。熔融片材1可能粘附到带电辊21上，且流延接触和表面性能差，片材在宽度上变化很大，在拉幅机中横向拉伸期间经常引起脱离夹持，所得片材(最终产品)在表面有凸起和凹陷，质量差且生产率低，其结果示于表2。
                          实例9和10
除了带电辊21上的四氟乙烯树脂部分的比率改变外，片材的生产如例8所述。在两种情况中，所得片材(最终产品)质量极好且生产率也高，其结果示于表2中。
                            对比例4
除了带电辊21的整个圆周表面用四氟乙烯树脂成型外，片材的生产如例8所述。将3kv的正电压施加在带电辊轴上，但是由于带电辊21的表面完全绝缘，所见带电辊的作用很小，虽然，带电辊21的表面材料是不粘附的，但熔融片材1粘附在带电辊21表面上。在片材流延中，流延接触和表面性能两者都差，该结果示于表2。
                                               表2
施加在带电辊上的电压(KV)         带电辊 流延速度(m/min)     流延状况
非金属部分的表面(％) 片材可分离性   接触 表面性能 可分离性
  例8     3     60     ○     120     ○      ○     ○
  例9     3     20     △     120     ○      ○     ○
  例10     3     80     ○     120     ○      △     ○
  例11     1     80     ○     120     ○      ○     ○
  例12     3     20     △     120     ○      ○     ○
 对比例3     0     60     △     120     ×      ×     ○
 对比例4     3     100     ×     120     ×      ×     ×
                             实例13
作为带电辊21，采用圆周直径为150mm和宽度为800mm的辊子，带电辊21是一表面上热喷镀有氧化铝陶瓷的碳钢辊子，圆周表面用铝进一步金属化。
作为热塑性树脂，采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(固有粘度〔η〕＝0.63)及0.1wt％的平均粒度0.5μm的胶态二氧化硅粒子作为添加剂加入其中。树脂干燥到含水量小于20ppm。将干燥后的树脂送入公知的机简直径为250mm的熔体挤塑机中，并在285℃时熔体挤塑，挤出的熔融树脂用10μm的切断纤维不锈钢过滤器过滤。经过滤后的熔融树脂喂入提供作为片材成型口模11的T型模头，并从T型模头挤出成片材，将成型的熔融片材置于带电辊21和作为冷却鼓31的圆周直径为1.5m、宽度为1000mm、表面镀有硬铬及粗糙度为0.1μm的的鼓之间，同时进行流延，带电辊21和冷却鼓31的表面速度分别为100m/min。
带电辊21的宽度比流延片材1的宽度更窄，将8kv的直流正电压从针式电极(未图示)施加在流延片材的边缘，将流延片材1的边缘带入与冷却鼓31的表面接触。
在流延期间，用与其电镀表面接触的碳刷将电压施加在带电辊21上，施加的是3kv的直流正电压，且冷却鼓31接地。
在T型模头11和带电辊21之间，在片材1的横向分别安装直径0.2mm的钨丝51和52，并将7kv的正电压旋加在丝51上。
来自共用冷却器的冷却水分别加入通过冷却鼓31和带电辊21，使各自的表面温度保持在25℃。
所得流延片材2是一种没有任何表面缺陷，厚度为200μm及宽度850mm，厚度不匀度小和平面度极好的非晶片材。
采用公知的辊式纵向多级拉伸机在拉伸温度98℃时将流延片材拉伸至4.5倍，并冷却到低于玻璃化温度Tg，接着，将所得拉伸片材引入拉幅机，并用绷幅夹具夹住两边。片材在拉幅机里加热至100℃的热气氛围中横向(由侧面)拉伸至4.5倍，在220℃下热定型固定长度并在150℃横向3％的松弛时热定型，因此，能够在约为45m/min的速度下无破损地稳定地生产出一种10μm厚的双轴取向聚酯片材。
采用这种方法，生产片材(最终产品)3个月，所得片材完全没有任何表面缺陷且平面度极好，带电辊21的表面局部损坏，但整个表面是光滑的，不会发生损坏转移到片材上，其结果示于表3中。
                              例14
作为带电辊21，采用圆周直径为150mm和宽度为800m的辊子，带电辊21是一表面上热喷镀有氧化铝陶瓷和圆周表面上化学镀镍的碳钢辊，除了采用这种带电辊21外，片材的生产如例13所述，其结果示于表3。
                                 表3
施加在带电辊上的电压(kv)  流延速度(m/min)   带电辊表面性能     片材表面性能
    例13       3     100     ○     ○
    例14       3     100     ○     ○
                              例15
作为热塑性树脂，采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(固有粘度〔η〕＝0.62，玻璃化温度Tg＝70℃，冷却结晶温度T∝＝128℃，熔点Tm＝265℃，结晶热峰值温度Tmc＝215℃)及0.1wt％的平均粒度为0.25μm的合成碳酸钙粒子作为添加剂加入其中。树脂干燥到含水量小于20ppm。将干燥后的树脂送入公知的机筒内径为250mm的串联式挤塑机中，并在285℃时熔体挤塑，将挤出的熔融树脂冷却至270℃，并用10μm的切断纤维不锈钢过滤器过滤挤出的熔融树脂。经过滤后的熔融树脂喂入作为片材成型口模11的宽度为1000mm的T型模头，并从T型模头在垂直方向(重力方向)挤出成片材，将成型的片材1置于提供作为带电辊21的圆周直径200mm，宽800mm，表面镀铬及表面粗糙度为0.1μm及转动力矩为1.3N的自旋转辊和提供作为冷却鼓31的圆周直径为2000mm，宽度为1000mm，表面镀铬及表面粗糙度为0.1μm的鼓之间，同时进行流延，带电辊21和冷却鼓31的表面速度分别为120m/min。
熔融片材1在其被带入与冷却鼓31接触之前不久的宽度是870mm。片材1被带入与带电辊21接触是以这种方式，即带电辊21的中心与片材1的中心一致。将3kv的直流正电压施加在带电辊21上，这种情况中，电流是20-100mA。冷却鼓31接地。
通过冷却鼓31将冷却水加入，使冷却鼓31的表面温度保持在25℃，通过带电辊21冷空气作为冷却剂加入。
片材是在良好的接触中以高速流延，所得片材2的表面性能是很好的。
所得流延片材2是一种无任可表面缺陷，厚250μm、宽度为870mm、厚度不均匀性小及平面度极佳的非晶片材。
采用公知的辊式纵向多级拉伸机在拉伸温度98℃时将流延片材拉伸至5倍，并冷却到玻璃化温度Tg以下，接着，将所得拉伸片材引入拉幅机，并用绷幅夹具夹住两边。片材在加热至110℃的热气氛围中横向(由侧面)拉伸至4.5倍，在220℃时热定型固定长度并在150℃时3％的松弛横向热定型，因此，能够在约为600m/min的高速无破损地稳定地生产出一种12μm厚的双轴取向聚酯片材。
所得片材(最终产品)完全没有任何表面缺陷且平面度极佳。
                          对比例5
除了施加在带电辊21的电压为0外，片材的生产如例15所述。熔融片材1粘附到带电辊21上，且不能生产流延片材2。
                            实例16
除了采用自由转动力矩为4N的自由旋转辊作为用在例1中的带电辊21外，厚12μm的双轴取向片材的生产如例15所述。
由于带电辊21的转动力矩很大，发现带电辊21在熔融片材1的表面上部分地滑过，然而，虽然所得流延片材2在机器方向上有一些厚度不均匀，但是在与冷却鼓31接触的表面上没有凹陷，可用作生产最终产品的原料片材。
                             实例17
用在例6中的线电极52是接地的，安装安培计以测量流入地的电流，监测电流的变化。当电流的时间微分值超过+25mA/sec时，设备中有电路停止将电压施加在带电辊21上。
在片材生产设备中，当片材成型时，片材1中的气泡企图释放，但流入接地电极的电流增加，以使片材1在从T型模头挤出有孔的地方停止将电压施加在带电辊21上，因此，看不到冷却鼓31上放电。
                              对比例6
除了接地电极不起作用外，片材的生产如例17所述。
当片材1含有企图释放的气泡到达带电辊21和冷却鼓31时，朝向冷却鼓31发生强烈的放电。

Claims (15)

1.一种生产热塑性树脂片材的方法，包括：(a)从片材成型口模连续挤出熔融树脂成片材的片材挤出步骤；(b)将由挤出步骤成型的片材置于旋转带电体和旋转冷却体之间使其带电的片材带电步骤；(c)用冷却体冷却和固化在带电步骤中带电并与冷却体表面保持接触的片材的片材冷却步骤，以及(d)卷取由冷却步骤成型的流延片材的流延片材卷取步骤。
2.根据权利要求1的生产热塑性树脂片材的方法，其中在片材挤塑步骤和片材带电步骤之间，提供一种通过无任何接触的辅助电极，将与存在于带电体表面上的电荷极性相同的电荷供给由片材挤出步骤成型的片材表面上的辅助充电步骤。
3.根据权利要求1或2的生产热塑性树脂片材的方法，其中带电体的表面层中具有金属部分和非金属部分。
4.根据权利要求1-3中的任一项的生产热塑性树脂片材的方法，其中带电体是一无任何用于旋转的强制传动机构的从动旋转体。
5.根据权利要求1-4中的任一项的生产热塑性树脂片材的方法，其中在片材的横向上带电体有电荷部分的最大宽度比片材的宽度短10mm或更多。
6.根据权利要求1-5中的任一项的生产热塑性树脂片材的方法，其中带电体有电荷部分与支撑带电体旋转的旋转装置绝缘。
7.根据权利要求2的生产热塑性树脂片材的方法，其中接地电极设置成面对辅助充电步骤中的辅助电极，使片材在辅助电极和接地电极之间保持运动，以及检测流入接地电极的电流，根据检测的电流控制存在于带电体的电荷。
8.一种生产热塑性树脂片材的方法，该方法包括由权利要求1-7中的任一项所述的生产热塑性树脂片材的方法所得流延片材的拉伸和/或热处理步骤。
9.一种生产热塑性树脂片材的设备，该设备包括：(a)适用于连续挤出熔融热塑性树脂的片材成型口模；(b)提供与自片材成型口模挤出的片材表面保持接触的旋转带电体；(c)提供与片材和带电体接触面的反面保持接触的旋转冷却体；(d)保持片材处于带电体和冷却体之间的装置和(e)用于卷取经冷却体成型的流延片材的流延片材卷取装置。
10.根据权利要求9的生产热塑性树脂片材的设备，其中在片材成型口模和带电体之间，提供一种将与存在于带电体表面上的电荷极性相同的电荷供给从片材成型口模挤出的片材表面且与片材表面间隔开的辅助电极。
11.根据权利要求9或10的生产热塑性树脂片材的设备，其中带电体的表面层具有金属部分和非金属部分。
12.根据权利要求9-11中任一项的生产热塑性树脂片材的设备，其中带电体是从动旋转体。
13.根据权利要求9-12中任一项的生产热塑性树脂片材的设备，其中在片材的横向上，带电体有电荷部分的最大宽度比片材的宽度短10mm或更多。
14.根据权利要求9-13中任一项的生产热塑性树脂片材的设备，其中带电体有电荷部分是与支撑带电体旋转的旋转装置绝缘的。
15.根据权利要求10的生产热塑性树脂片材的设备，其中接地电极设置成面对辅助电极，并使片材在辅助电极和接地电极之间保持运动，设置电流检测器检测流在接地电极的电流，同时根据电流检测器检测到的电流提供控制器来控制存在于带电体上的电荷。
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