JP2013220623A

JP2013220623A - フィルム等の成形装置

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Publication number: JP2013220623A
Application number: JP2012094796A
Authority: JP
Inventors: Masaru Sakuma; 優佐久間; Mitsuo Tanaka; 満生田中
Original assignee: DYMCO KK; Dymco Ltd
Current assignee: DYMCO KK; Dymco Ltd
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2013-10-28
Anticipated expiration: 2032-04-18
Also published as: JP5678294B2

Abstract

【課題】溶融樹脂帯を挟持するベルトおよびロールの接触長さと押圧力をそれぞれ独立して変えられ、かつ、成形速度を上げても急激な冷却が可能なフィルム等の成形装置を提供する。
【解決手段】押圧ロールおよび１つ以上の押圧ガイドロールに巻回されて走行する押圧ベルトと、２つ以上の受圧ロールに巻回されて走行する受圧ベルトと、からなり、前記押圧ロールは前記押圧ベルトを介して前記受圧ベルトを押圧し、前記押圧ロールの表面温度を調整する表面温度調整手段を具えるとともに、前記押圧ベルトおよび前記受圧ベルトの相互の面圧力を調整する押圧力調整手段を具え、ダイから押出された帯状の溶融樹脂帯が前記押圧ベルトおよび前記受圧ベルトの間に供給されて該押圧ベルトおよび該受圧ベルト間で挟持されながら走行する間にフィルム等に成形される構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂製のフィルム、シート、又は複合シート（以下、「フィルム等」という。）を連続的に成形する成形装置に関する。

従来、熱可塑性樹脂製のフィルム又はシートは、熱可塑性樹脂材料を押出機から溶融樹脂帯を押出し、相対する一対の金属ロール間に通して所定の厚さに整えた後に冷却し、巻取ロールによって巻き取られて形成されていて、透明性が求められるフィルムでは、特別な冷却速度が必要である。

透明性の優れたフィルムの成形方法の１つはポリシングロール法で、ダイから押出された帯状の溶融樹脂帯を一対の金属ロールの接線で挟圧してフィルムにする方法（特許文献１）であり、光沢のあるシートが成形できるものの、一対の金属ロール間の接線部で挟圧しているのみであるため成形速度を上げることが難しく、かつ急冷ができず、透明性の高いフィルムを得ることができない。

さらに、透明性に優れたポリプロピレン製フィルムの成形方法としては、金属製無端ベルトと冷却ロール間に導入し、透明性フィルムを製造する方法（特許文献２）等が提案されている。しかしながら、この方法においても、成形速度を上げると急激な冷却ができず、バンクを生じ易く、シート外観が不良となるこという問題があった。

フィルム等の成形装置の技術としては特許文献３の「合成樹脂製シートの成型装置」がある。この発明は「成型時に空気の巻き込みがなく、表面が均一な鏡面性が高い、あるいは適宜模様が付されるシート状物等を安定して、連続的に成型する」ことを目的としていて、その目的を達成するため、装置を「ダイから連続的に供給投入する溶融合成樹脂材料を圧延冷却して所定肉厚の合成樹脂製シートを成型する成型機構を配置構成する。成型機構は、ダイに対して接近、離反する昇降自在な成型ベースブロック上に回転自在な成型ローラを支承し、この成型ローラ外周面に当接循環して合成樹脂製シートを所定肉厚に設定成型する成型ベルト手段を配し、また、成型ローラ外周面に対する成型ベルト表面との圧着力を調整するクリアランスコッタを有する圧着代調整手段を設ける」構成としている。

特開２００２−３０１７５４号公報特開平０６−５５６１３号公報特開平０７−４０３７０号公報

しかしながら、特許文献３の「合成樹脂製シートの成型装置」は成型ベルトおよび成型ローラ間で溶融合成樹脂材料を挟持していて進退調整機構に依り圧着強さの調整を行っていることから、圧着強さと成型ベルトおよび成型ローラの接触長さとは連関していてそれぞれを自由に変えることはできず、成形速度を上げることは難しいし、冷却は適数のアニリングローラを列設して成るアニリング部で行っているため成形速度を上げることによる急激な冷却も難しい。

そこで、本願発明は、溶融樹脂帯を挟持するベルトおよびロールの接触長さと押圧力をそれぞれ独立して変えられ、かつ、成形速度を上げても急激な冷却が可能なフィルム等の成形装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本願請求項１に係るフィルム等の成形装置は、フィルム、シート、又は複合シートを成形する成形装置において、押圧ロールおよび１つ以上の押圧ガイドロールに巻回されて走行する押圧ベルトと、２つ以上の受圧ロールに巻回されて走行する受圧ベルトと、からなり、前記押圧ロールは前記押圧ベルトを介して前記受圧ベルトを押圧し、前記押圧ベルトおよび前記受圧ベルトの相互の面圧力を調整する押圧力調整手段を具え、ダイから押出された帯状の溶融樹脂帯が前記押圧ベルトおよび前記受圧ベルトの間に供給されて該押圧ベルトおよび該受圧ベルト間で挟持されながら走行する間に前記フィルム等に成形される、ことを特徴としている。
また、本願請求項２に係るフィルム等の成形装置は、請求項１に記載のフィルム等の成形装置であって、前記押圧ロールはその表面温度を調整する表面温度調整手段を具え、該表面温度調整は該押圧ロールの内部に配設された流通パイプを流通する冷却媒体または加熱媒体により行われ、前記押圧力調整は前記押圧ロールおよび該押圧ロールに押圧される前記受圧ベルトの上流側および下流側に位置する２つの前記受圧ロールの相対的な離反または接近により行われる、ことを特徴としている。なお、上流側および下流側とはベルトの走行方向に対する概念である。
そして、本願請求項３に係るフィルム等の成形装置は、請求項１または請求項２に記載のフィルム等の成形装置であり、前記押圧ベルトおよび／または前記受圧ベルトは、複数回の冷間圧延加工工程の中間に熱処理工程を介在させたスピニング加工法で製造されたステンレス鋼であって、その表面は鏡面またはエンボス状の転写模様となっている、ことを特徴している。なお、表面とは、ベルトの溶融樹脂帯に対面する面をいう。
さらに、本願請求項４に係るフィルム等の成形装置は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のフィルム等の成形装置であって、前記押圧ベルトは前記押圧ロールと該押圧ロールの上流側および下流側に配置された２つの前記押圧ガイドロールに巻回されて、該押圧ベルトおよび前記受圧ベルトは上流側と下流側で面接触し、面接触している前記押圧ロールの対面および面接触している上流側および／または下流側の両側には温度調整手段を具え該受圧ベルトおよび／または該押圧ベルトの走行に伴って従動する温度調整ガイドロールが配設されている、ことを特徴としている。
また、本願請求項５に係るフィルム等の成形装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のフィルム等の成形装置であって、前記押圧ベルトおよび／または前記受圧ベルトは走行方向の両側に所定間隔で貫穿された同一形状のパーフォレーション（送り孔）を具えるパーフォレーションベルトであって、前記押圧ロールの外周面には該パーフォレーションに嵌入・係合する複数のスプロケットの突起が突設されている、ことを特徴としている。

上記構成により本願発明は以下の効果を奏する。
（１）押圧ロールの押圧により押圧ベルトと受圧ベルトが面接触し、押圧ロールから見てその上流側と下流側の２つの受圧ロールの位置を相対的に押圧ロール側に押しつけることにより押圧ベルトと受圧ベルトの押圧力（面圧）を調整でき、押圧ロールを包み込むようにして上流側と下流側の２つの受圧ロールの位置を接近させることにより押圧ベルトと受圧ベルトの面接触部分の長さを変えることができるため、押圧ベルトと受圧ベルトの押圧力や接触長さをそれぞれ独立して変えられる。
（２）押圧ロールはその表面温度を調整する表面温度調整手段を具えていて、押圧ベルトは押圧ロールに面接触しているので、押圧ロールの表面温度は押圧ベルトに伝わる。さらに、押圧ロールの対面および上流側および／または下流側の両側に温度調整手段を具える温度調整ガイドロールを配設することにより、成形速度に応じた温度調整が可能になって、成形速度を上げてもそれに見合った所定の冷却速度や加熱速度とすることができる。
（３）押圧ベルトと受圧ベルトに冷間圧延加工工程の中間に熱処理工程を介在させて製造されたステンレス鋼を使用することにより、溶接部分の盛り上がりがなく平滑で、溶接部の強度も母材部に比較して遜色のない引張強さのベルトとなる。フィルム等の成形では、加熱環境下で高速回転するベルトには、繰り返し曲げ応力が長時間作用してベルトの破断による寿命低下が問題となるが、本願発明で使用するステンレス鋼ベルトは、長期の寿命が確保できる。そして、ステンレス鋼の表面を鏡面または転写模様とすることにより、様々なニーズに応えるフィルム等が製造されるとともに、転写模様の摩耗がきわめて少なくランニングコストの低廉化を図ることができる。
（４）パーフォレーションベルトとスプロケットを採用することにより押圧ベルトや受圧ベルトと押圧ロールとの滑りを防ぐことができるので、押圧ロールの回転力を無駄なく押圧ベルトや受圧ベルトに伝えることができるとともに、駆動ロールを押圧ロールのみとすることができるので、装置のメンテナンスが容易になる。

図１は、実施例１に係るフィルム等の成形装置の側面図である。図２は、実施例２に係るフィルム等の成形装置の側面図である。図３は、実施例３に係るフィルム等の成形装置の側面図である。図４は、実施例４に係るフィルム等の成形装置であって、図４（ａ）は側面図、図４（ａ）は部分平面図である。

以下、本願発明を実施するための形態に係るフィルム等の成形装置について、図１ないし図４に基づいて説明する。なお、図１ないし図４において、符号１は実施例１に係るフィルム等の成形装置、符号２は実施例２に係るフィルム等の成形装置、符号３は実施例３に係るフィルム等の成形装置、符号４は実施例４に係るフィルム等の成形装置、符号１１は押圧ベルト、符号１３は押圧ロール、符号１５は押圧ガイドロール、符号２１は受圧ベルト、符号２３は受圧ロール、符号２３ａは第１の受圧ロール、符号２３ｂは第２の受圧ロール、符号２３ｃは第３の受圧ロール、符号３１は温度調整ガイドロール、符号３１ａは上流側の温度調整ガイドロール、符号３１ｂは押圧ロールに対面の温度調整ガイドロール、符号３１ｃは下流側の温度調整ガイドロール、符号４１はパーフォレーションベルト、符号４３はパーフォレーション、符号４５はスプロケットの突起、符号５１はダイ、符号Ｍは溶融樹脂帯、符号Ｆはフィルム、符号Ｊ、符号Ｋおよび符号Ｌは供給される接着剤素材、符号Ｐ、符号Ｑ、符号Ｒおよび符号Ｓは供給されるラミネーション素材、である。なお、図１ないし図４における矢印は押圧ベルトおよび受圧ベルトの走行方向を示している。

フィルム等の成形装置１は、主に、ダイ４１と、押圧ロール１３および押圧ガイドロール１５と、押圧ロール１３および押圧ガイドロール１５に巻回されて走行する押圧ベルト１１と、３つの受圧ロール２３ａ、２３ｂおよび２３ｃと、これら受圧ロール２３に巻回されて走行する受圧ベルト２１と、から構成されている。そして、押圧ロール１３は押圧ベルト１１を介して所定の圧力で受圧ベルト２１を押圧していて、押圧ベルト１１と受圧ベルト２１とは押圧ロール１３の外周面に接するように面接触している。そして、面接触部の開かれた上流側にはダイ４１が配置されている。

押圧ロール１３は、押圧ベルト１１を走行させる駆動ロールとしての機能があり、また、押圧ガイドロール１５も押圧ベルト１１を走行させるための駆動ロールであるが、従動ロールとしても良いことは勿論である。また、押圧ロール１３は、押圧ベルト１１と受圧ベルト２１によってダイ４１から押し出された溶融樹脂帯Ｍを強圧する際のバックアップ機能を有する。さらに、押圧ロール１３の内部には加熱あるいは冷却の温度調節機構が内蔵されており、押圧ロール１３の外周に沿って外接しながら走行する押圧ベルト１１および受圧ベルト２１に対してフィルムＦの成形に適切な温度を付与している。

受圧ベルト２１が巻回されている受圧ロール２３ａ、２３ｂおよび２３ｃの位置は図１から見て上下左右に移動調整することが可能であり、この移動調整により受圧ベルト２１が押圧ベルト１１を介して押圧ロール１３に外接する接触長さの調整が可能になる。すなわち、接触長さがほぼ「０」の線接触から押圧ロール１３の外面半周に至るまで選択でき、フィルムＦ等の成形に適切な溶融樹脂帯Ｍの押圧が可能で、フィルムＦ等の形状を始め、温度調節の適正化により品質も最適化が図られる。また、押圧ロール１３、押圧ガイドロール１５および受圧ロール２３ａ、２３ｂ、２３ｃの相互間は、その間隔を調整して押圧ベルト１１および受圧ベルト２１のテンション調整が行なえるようにしていて、押圧ベルト１１および受圧ベルト２１の間の押圧力（面圧）を調整する。

ここで、本願発明で使用する溶着無端ベルトについて説明する。
本願発明で使用するベルトには完全に平滑で溶接部の強度と母材部の強度が同等であることが要求される。実施例で使用される押圧ベルト１１および受圧ベルト２１は、ステンレス製の無端ベルトであって、厚さが０．１ｍｍ〜０．８ｍｍ程度で、さらに、表面粗度が３．０μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以下の鏡面処理されたものを用いている。

ステンレス製無端ベルトは、一般的にはＳＵＳ３０４の薄鋼板を所定のベルトの幅及び長さに切断した帯状体両端の突き合わせ部を溶接して円環状にして使用するが、この場合に溶接部分で溶接痕の盛り上がりによる凸状の溶接ビードが生じる。この部分はフィルム成形時にフィルムに転写されるので鏡面研磨において完全に平滑になるように除去しなければならない。しかし溶接部と母材部の判別が肉眼では出来ないほどに外観上平滑になっても、引張試験を行うと溶接部は母材部に比較して引張強さが小さく、クリープ疲労強度試験を行うと溶接部で破断することが多い。

ベルトの製造方法としてスピニング加工法がある。スピニング加工法とは、回転するマンドレル（成形型）に装着された管状の素材（金属素管）を加工ロールで押圧して厚さ方向および長さ方向に塑性変形させて成形する加工手法をいう。管状の素材（円筒状素材）は薄鋼板を円筒状に曲げ加工し円筒状に突き合わされ、胴部の該突き合わせ部の両端を溶接で接合する。溶接は、プラズマ溶接、ＴＩＧ溶接、レーザー溶接、または電子ビーム等が用いられる。円筒状素材を加工ロールで押圧して厚さ方向および長さ方向に塑性変形させてから円筒状素管の胴部が所定の厚さと長さになったところで圧延を終了する。その後、所望の幅に切断してベルトにする。

通常使用している原板はＳＵＳ３０４の２Ｂ材（焼鈍後、軽く圧延したもの）を使用しているので、素管の母材部金属組織は、オーステナイト相に冷間加工によって生じる加工誘起マルテンサイトが若干混在して見られる相である。一方、溶接部の金属組織を見ると、母材部の金属が溶融した後、空気中で急冷されるために母材部に比較して結晶組織は微細化しており、フェライト相の生成及び粒界にクロム炭化物の析出がある。しかし、ベルトの金属帯を冷間加工して加工歪みを与えた後に固溶化熱処理を行い、急冷をすると、母材部も溶接部も均一なオーステナイト相になり、溶接部と母材部の金属組織は均一化する。
その後、再結晶化し、母材部と溶接部の結晶組織の均一化が一層進む。この冷間加工で加工歪みを与えた金属を加熱していくと、原子の再配列が起こって歪みのない結晶に戻る。これを回復、再結晶といい、さらに加熱を続けると結晶粒の粗大化が進む。冷間加工率が大きいほど、低い温度から回復が始まり、また短時間に回復が終了する。原板を溶接しただけの素管では、溶接部と母材部の金属組織が明らかに異なっているが、冷間加工と熱処理によって溶接部と母材部の金属組織が同等にすることができるのである。

ＳＵＳ３０４は、熱処理を９２０℃〜１１５０℃の固溶化熱処理条件で行った場合には、加工誘起マルテンサイトで生成した炭化物がオーステナイト相の中に固溶して加工誘起マルテンサイト生成による硬化の影響が消失する。また、熱処理を２００℃〜９５０℃の歪み除去・再結晶熱処理条件で行った場合は、加工による結晶の歪みが除去され、再結晶が起きて加工硬化の影響は消失する。熱処理を施すことによって溶接部での添加元素の再固溶化、再析出、再結晶化によって母材部の金属組織が均一化してくる。

ここでスピニング加工法において複数回の圧延の間に熱処理工程を介在させる。薄鋼板を円筒状に曲げ加工し、円筒状に突き合わされ該突き合わせ部胴部の両端を溶接で接合した円筒状の素材をマンドレルに装着し、マンドレルと共に回転する円筒状素材の外面に圧延ロールを押し当て、冷間加工を行って円筒状素材の板厚を薄くする。この冷間加工を２回にわけ、最初の冷間加工（１次加工）の圧延加工率を２５％〜７０％、好ましくは４０％〜５０％とし、２回目のスピニング加工（２次加工）の圧延加工率を１０％〜５０％、好ましくは３０％〜４０％とした２パス加工とする。１次圧延加工率が２５％以下では、再結晶に長時間を要する。５０％以上では大きな差異がなく効果は同じ程度である。２次圧延加工率は１０％以下では、加工硬化や加工誘起マルテンサイトの生成が少なく、高強度化が不十分であり、５０％以上は加工による高強度化への寄与増が少ない。
この複数の冷間加工の間に熱処理工程を介在させる。例えば内径５００ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの円筒素材から内径５００ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの金属円筒体を成形する場合に、１次加工で０．８ｍｍから０．４ｍｍまで圧延加工し、その後引き続き窒素雰囲気中において１０５０℃で１０分間保持後急冷する。次いで２次加工で０．４ｍｍから０．２ｍｍまで圧延加工する。その後、必要であればなお、窒素雰囲気中において４００℃で１０分間保持後急冷する。

一般的に金属材料は冷間加工をすると金属組織中に転位が生成して結晶の動きを阻害するために硬くなる。これを加工硬化というが、それに加えてＳＵＳ３０４に代表されるオーステナイト系ステンレスでは、加工によって加工誘起マルテンサイト相が生成して硬くなる。この現象を高強度素材として有効に活用するのが２次加工である。
本願発明では、２次加工を施した材料から製作した優れた耐久性能のベルトを使用した。このベルトの最終段階での金属組織は、圧延されたままの状態であり、加工硬化と加工誘起マルテンサイトの生成で強度が極めて高くなっていることが特徴である。このようにして製作した高強度素材のベルトを使用することによって本願発明に係るフィルム等の成形装置でフィルム等を成形することが可能になるのである。

つぎに、フィルム等の成形装置１の使用例について説明する。
ダイ１から押し出される溶融樹脂帯Ｍは、所定押圧力に調整された押圧ロール１３にバックアップされた押圧ベルト１１および受圧ベルト２１に挟持されて走行している間に所定の厚さに整えられると同時に押圧ベルト１１の表面の鏡面あるいはエンボス状の模様が形成される。この押圧ロール１１は直径が大きいものが好ましいが、実用上、直径が１００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度のものが好適である。面圧は、好ましくは０．０１ＭＰａ〜２０．０ＭＰａ、より好ましくは０．０１ＭＰａ〜０．５ＭＰａである。面圧が０．０１ＭＰａ以下では、成形時の厚さや温度の調整が不十分で好ましくない。また面圧２０．０ＭＰａ以上では、後述する実施例４のパーフォレーションベルトを使用しないと押圧ベルト１１および受圧ベルト２１の間でスリップを生じ、成形形状に支障を来す。成形される樹脂の種類あるいはフィルムＦに要求される品質によっては、溶融樹脂帯Ｍを加熱・保温しながら挟圧し、その後、徐冷・冷却が必要な場合もあれば、溶融樹脂帯Ｍを急速冷却しながら挟圧する場合がある。

フィルム等の成形装置２は、フィルム等の成形装置１を基本形としていてそれに温度調整ガイドロール３１を付加したものである。そこで、ここでは主に温度調整ガイドロール３１について説明する。

フィルム等の成形装置２では、押圧ロール１３から見てその上流側に温度調整ガイドロール３１ａ、その下流側に温度調整ガイドロール３１ｃが配置され、押圧ロール１３に対面する位置に温度調整ガイドロール３１ｂが配置されていて、これらはいずれもガイドロール群として列設されている。また、温度調整ガイドロール３１ａおよび温度調整ガイドロール３１ｃは押圧ベルト１１および受圧ベルト２１を挟持するようにその両側に配置されている。そして、温度調整ガイドロール３１はいずれも加熱あるいは冷却の温度調節機構が内蔵されている。

上記の構成から、フィルム等の成形装置２では、多様な温度調節が可能である。すなわち、押圧ベルト１１および受圧ベルト２１の裏面から温度調整ガイドロール３１ａ、３１ｂ、３１ｃに付設される温度調節機構によって、それぞれ独自に加熱あるいは冷却することができる。加えて押圧ロール１３にも温度調節機構が内蔵されている。温度調節の方法は、温度調整ガイドロール３１の内側に設置された電熱ヒータ等で加熱する方法や、加熱したオイルで温度調整ガイドロール３１内を循環させる方法が挙げられる。また、冷却手段としては、内側に冷却水を流通させる構成とすることができる。また、図２は、温度調整ガイドロール３１による温度調節の例であるが、フィルム等の成形装置１のベルトの外部から赤外線ヒータ等で加熱を行ったり、エアフローによって冷却を行ったりしてもよい。

透明性フィルムでは、押圧ベルト１１、受圧ベルト２１および押圧ロール１３の温度が低いほど、透明性（内部ヘイズ）は良くなるが、温度が１０℃未満になると結露が生じたり、急激な冷却によりバンクが発生したりしてフィルムＦにバンクマークが発生する原因となる。逆に温度が高くなると、フィルムＦが冷却固化されなくなり、透明性が低下する。従って、実施例２において、押圧ベルト１１、受圧ベルト２１および押圧ロール１３の温度は、通常、１０℃〜５０℃の範囲、好ましくは露点以上、４０℃以下である。また、押圧ベルト１１、受圧ベルト２１および押圧ロール１３の温度は、フィルムＦが受圧ベルト２１側へ密着随伴するように、押圧ベルト１１の温度の方を高くすることが好ましく、好ましくは５℃以上、さらに好ましくは１０℃以上高い温度とするとよい。

つぎに、フィルム等の成形装置２を使用した透明性の優れたポリプロピレンフィルムの製造方法について説明する。

押出機に具備したダイ１から帯状の溶融樹脂帯Ｍを押出し、その溶融樹脂帯Ｍを押圧ロール１３の外周に沿って円弧状に形成された押圧ベルト１１と円弧状に形成されて走行する受圧ベルト２１との間に導入し、押圧ロール１３をバックアップとして押圧ベルト１１と受圧ベルト２１で挟圧する。実施例２では、押圧ロール１３に内蔵される冷却媒体を通した温度調節機能によって成形されるフィルムＦを冷却できるだけではなく、それに加えて別途付加した温度調整ガイドロール３１ａ、３１ｂ、３１ｃに付設される温度調節機構によって押圧ベルト１１および受圧ベルト２１の裏面から成形前冷却および成形後冷却が可能であり、冷却能力は著しく増大する。

軟化温度を超える温度だとフィルムが軟らかすぎてベルトからの剥離性が低下し、フィルム表面に微少な傷が多発したり、後の工程でしわが発生したりして良好なフィルムができなくなる場合が生じる。このため、押圧ベルト１１、受圧ベルト２１および押圧ロール１３の温度は、ポリプロピレン系樹脂の軟化温度以下、ガラス転移温度以上であり、好ましくは３０℃〜１１０℃である。すなわち、温度調整ガイドロール３１ａ、３１ｂ、３１ｃによる各冷却工程は加熱油等で内部から加熱された、もしくは必要により冷却媒体により冷却された押圧ベルト１１および受圧ベルト２１は、温度調整ガイドロール３１ａによる第１次冷却工程と温度調整ガイドロール３１ｂおよび押圧ロール１３による第２次冷却工程、さらに温度調整ガイドロール３１ｃによる第３次冷却工程によってポリプロピレン系樹脂の軟化温度以下、ガラス転移温度以上に保たれている。

冷却媒体は特に限定はないが、水を使用するのが簡便である。冷却媒体の温度は水の場合５０℃以下、好ましくは２５℃以下である。また、冷却媒体で急冷する第３次冷却工程の後、フィルムＦは必要に応じてアニール工程へ導かれる。結晶化が充分に進んでいないポリプロピレン系樹脂はアニール工程でフィルムの剛性を改善できる。アニール工程は加熱オーブンもしくは加熱金属ロールでよい。加熱温度は使用するポリプロピレン系樹脂の熱変形温度−４０℃、好ましくは熱変形温度−３０℃から熱変形温度＋１５℃、さらに好ましくは熱変形温度＋５℃の温度範囲である。熱変形温度−４０℃未満の温度ではカールの修正や剛性の改善効果が小さく、熱変形温度＋１５℃を超える温度だとフィルムが軟化状態になり透明性や光沢性等の外観を損ねるようになる。そして、アニール工程を経たフィルムは巻取り工程で巻取られて製品にされる。

実施例２で使用するフィルム等の成形装置２の成形速度（フィルム引取速度）は特に制限はないが、従来の速度より大幅に高速化が可能であり、好ましくは３０ｍ〜９０ｍ／分である。このような工程を経て得られるフィルムは、（ａ）厚み０．０５ｍｍ〜２．０ｍｍ、（ｂ）透明性（クラリティー）が６５％以上、（ｃ）透明性（ヘイズ）が１５％以下、（ｄ）曲げこわさが８，０００Ｋｇｆ／ｃｍ^２〜２５，０００Ｋｇｆ／ｃｍ^２の性状を満足する。一般に、フィルムの厚みが２．０ｍｍを超えると要求するフィルムの透明性が向上しない場合が生じるが、実施例２では冷却工程が多段的に設けられ、冷却機能が優れているために成形速度を落とすことなく、厚さが厚いフィルムでも優れた光学特性のフィルムを成形でき、優れた透明性の高いフィルムが得られる。

フィルム等の成形装置２で製造されるフィルムＦの他の特徴は、第１冷却工程、第２冷却工程および第３次冷却工程で、スキン層の厚みが２０％以下、コアー層の構造を微細結晶構造に形成することができ、透明性を保持しながら、機械的強度に優れるフィルムＦとすることができる。すなわち、ダイ１から押し出された帯状の溶融樹脂帯Ｍを鏡面仕上げのされた押圧ベルト１１と受圧ベルト２１の円弧状の押圧部で押圧して、帯状の溶融樹脂帯Ｍの両面に表面平滑なスキン層を形成させる。各スキン層の厚さは全シート厚さの２０％以下、特に１０％以下がさらに好ましく、２０％を超えるとフィルムの透明性が低下することがある。一方、フィルムＦのコアー層は円弧状の押圧部、および円弧状の押圧部出口近傍では完全には冷却固化しない状態で、冷却媒体で急冷することによりコアー層を微細結晶構造とすることができる。このような微細結晶構造は、透明性を阻害する球晶がないのが特徴である。なお、コアー層の微細結晶構造あるいは球晶は電子顕微鏡により３，５００倍程度に拡大して観察できる。

フィルム等の成形装置３は、フィルム等の成形装置２を１ユニットとして３台のフィルム等の成形装置２を直列に配列しているものである。フィルム等の成形装置３を構成するユニットはフィルム等の成形装置２と多少異なり温度調整ガイドロール３１ｃが除外されている。また、上流側から順にそれぞれのユニットを第１ユニット、第２ユニットおよび第３ユニットとしたときに、第１ユニットにはラミネーション素材Ｐ、接着剤素材Ｊおよびラミネーション素材Ｑが供給され、第２ユニットには接着剤素材Ｋおよびラミネーション素材Ｒが供給され、第３ユニットには接着剤素材Ｌおよびラミネーション素材Ｓが供給されるようになっていて、それぞれ独立の温度調節機構によって適切な加熱条件あるいは冷却条件で多層の積層シートの作成が可能になる。

例えば、芳香族ポリイミドフィルムに代表される高耐熱性で熱圧着性を有する樹脂フィルムと銅箔に代表される高導電性金属箔とを積層熱圧着した積層体は、各種電子部品のプリント配線基板の製造に利用されているが、この積層体の代表的な構成としては、金属箔／樹脂フィルム／金属箔の構成の六層構造あるいは三層積層体、金属箔／樹脂フィルムの構成の二層積層体がある。銅箔／樹脂フィルムの構成の長尺状二層積層体あるいは銅箔／樹脂フィルム／銅箔の構成の長尺状三層積層体を製造する場合に、加熱圧着工程において、隣接する各組のそれぞれの長尺状銅箔同士が相互の銅箔表面の噛み込みにより互いに貼り付いて、互いの分離が困難になる現象が発生することがある。このような隣接する組のそれぞれの銅箔の表面同士の貼り付きを、加熱圧着条件を緩和することにより回避することも考えられるが、そのような加熱圧着条件の緩和は、製造される長尺状積層体の品質を低下させるため、望ましくない。そこで、実施例３では、第１ユニット、第２ユニットおよび第３ユニットを直列に接続して多段成形工程にすることにより各工程に適した温度条件で成形することができるのである。

フィルム等の成形装置４は、フィルム等の成形装置１における押圧ロール１３の両側にスプロケットの突起４５が突設されたスプロケットを添装させるとともに、押圧ベルト１１および受圧ベルト２１の走行方向の両側にスプロケットの突起４５に嵌入し係合するパーフォレーション４１が所定間隔で貫穿されたパーフォレーションベルト４３とすることとしている。

このような構成により、押圧ベルト１１や受圧ベルト２１と押圧ロール１３との滑りを防ぐことができるので、押圧ロール１３の回転力を無駄なく押圧ベルト１１や受圧ベルト２１に伝えることができる。また、押圧ロール１３の回転は押圧ベルト１１のみならず受圧ベルト２１にも伝達するので、駆動ロールを押圧ロール１３のみとすることができ、フィルム等の成形装置４のメンテナンスが容易になる。

１実施例１に係るフィルム等の成形装置
２実施例２に係るフィルム等の成形装置
３実施例３に係るフィルム等の成形装置
４実施例４に係るフィルム等の成形装置
１１押圧ベルト
１３押圧ロール
１５押圧ガイドロール
２１受圧ベルト
２３受圧ロール
３１温度調整ガイドロール
４１パーフォレーションベルト
４３パーフォレーション
４５スプロケットの突起

Claims

フィルム、シート、又は複合シートを成形する成形装置において、
押圧ロールおよび１つ以上の押圧ガイドロールに巻回されて走行する押圧ベルトと、２つ以上の受圧ロールに巻回されて走行する受圧ベルトと、からなり、
前記押圧ロールは前記押圧ベルトを介して前記受圧ベルトを押圧し、
前記押圧ベルトおよび前記受圧ベルトの相互の面圧力を調整する押圧力調整手段を具え、
ダイから押出された帯状の溶融樹脂帯が前記押圧ベルトおよび前記受圧ベルトの間に供給されて該押圧ベルトおよび該受圧ベルト間で挟持されながら走行する間に前記フィルム等に成形される、ことを特徴とするフィルム等の成形装置。
前記押圧ロールはその表面温度を調整する表面温度調整手段を具え、該表面温度調整は該押圧ロールの内部に配設された流通パイプを流通する冷却媒体または加熱媒体により行われ、
前記押圧力調整は前記押圧ロールおよび該押圧ロールに押圧される前記受圧ベルトの上流側および下流側に位置する２つの前記受圧ロールの相対的な離反または接近により行われる、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルム等の成形装置。
前記押圧ベルトおよび／または前記受圧ベルトは、複数回の冷間圧延加工工程の中間に熱処理工程を介在させたスピニング加工法で製造されたステンレス鋼であって、その表面は鏡面またはエンボス状の転写模様となっている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルム等の成形装置。
前記押圧ベルトは前記押圧ロールと該押圧ロールの上流側および下流側に配置された２つの前記押圧ガイドロールに巻回されて、該押圧ベルトおよび前記受圧ベルトは上流側と下流側で面接触し、
面接触している前記押圧ロールの対面および面接触している上流側および／または下流側の両側には温度調整手段を具え該受圧ベルトおよび／または該押圧ベルトの走行に伴って従動する温度調整ガイドロールが配設されている、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のフィルム等の成形装置。
前記押圧ベルトおよび／または前記受圧ベルトは走行方向の両側に所定間隔で貫穿された同一形状のパーフォレーションを具えるパーフォレーションベルトであって、前記押圧ロールの外周面には該パーフォレーションに嵌入・係合する複数のスプロケットの突起が突設されている、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のフィルム等の成形装置。