JP2793061B2 - 熱可塑性重合体シートのキャスティング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱可塑性重合体シートの
キャスティング方法に関し、更に詳しくはキャスティン
グドラム表面でシートが滑るのを防止し、スクラッチが
なく高品質の熱可塑性重合体シートを高い生産性で製造
するキャスティング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性重合体シートを製造する方法と
して、溶融状態のシートをダイから回転冷却キャスティ
ングドラム上に押出し、このドラム上で該シートを急冷
固化して引続くフイルム製造操作（例えば延伸処理等）
に好適な形態とする方法が知られている。例えばポリエ
チレンテレフタレートのような結晶性熱可塑性重合体の
場合には、結晶化度が過度に大きくなると脆化し、引続
くフイルム製造操作が困難になる。それ故冷却したシー
トの結晶化度を最小にするために、溶融状態のシートを
均一に非晶状態まで急冷することが肝要である。

【０００３】このような急冷を達成する１つの方法に、
溶融シートがキャスティングドラム表面と最初に接触す
る領域の近傍または該領域の上流側において溶融シート
上に静電荷を印加して溶融シートをキャスティングドラ
ム表面に密着させ、急冷固化させる方法（例えば米国特
許第３２２３７５７号、特公昭４８―２９３１１号）が
あり、この方法は当業界においてしばしば静電ピンニン
グ法と呼ばれている。この静電ピンニング法は有用な方
法であるが、シート厚みが薄くなるとその効果が低下す
る。この理由として、溶融ポリマー中に蓄積される静電
荷の絶対量が少なくなる、ことが考えられる。静電荷の
量は電極への電圧を高めることで多くすることができる
が、電圧が高すぎるとワイヤ電極からキャスティングド
ラムに放電し、ドラム表面を破損するというトラブルが
生じ易くなる。このトラブルを回避すべく電極の電圧を
下げると、シートとキャスティングドラム表面の間に気
泡が捕捉され、その結果冷却が不均一となり、また急冷
されたシートの表面に凹凸が形成される。これらの難点
はキャスティング速度の増大に伴いますます顕著とな
る。

【０００４】静電ピンニング法において、ポリマー中に
アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等を含有
させて溶融ポリマーの電気抵抗を低下させ、静電荷をの
りやすくする方法があるが、フイルムの用途によっては
アルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物を用いる
ことができない。例えば、コンデンサー用フイルムで
は、アルカリ金属化合物が高温での電気抵抗を下げるこ
とから、用いることができない。

【０００５】また、急冷を達成する他の方法に、その表
面に薄い液膜を形成したキャスティングドラム上に溶融
シートを押出し、該溶融シートをキャスティングドラム
表面に密着させ、急冷固化させる方法（例えば英国特許
第１３１２５１９号、特開昭５０―５９４５７号、特開
平１―９７６２１号等）があり、液膜形成法として転写
ローラーによる方法、静電荷を帯びた水蒸気を噴霧する
方法等が知られている。この液膜を形成したキャスティ
ングドラムを用いる方法は、シート厚みが厚くなると、
液膜の液体がガス化し、その結果冷却が不均一となり、
また急冷されたシートの表面に凹凸が形成される。ま
た、液膜によってシートがキャスティングドラム上を走
行方向に滑り易く、その結果シートのドラム面側表面に
スクラッチ（ひっかきキズ）が発生したり、シートの幅
変動や縦方向の厚み斑が悪化する等のトラブルが生じ易
い。これらの難点は、キャスティング速度が１０〜２０
ｍ／min 程度では顕在化しないが、該速度が３０ｍ／mi
n 以上の高速になると顕在化する。そして、この難点の
解消は、静電キャスティング法との組合せにおいても満
足できる程度にはなっていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、これら難
点を解消すべく鋭意研究した結果、キャスティングドラ
ムから冷却固化したシートを引離すときのシート張力を
特定の値に調節すると、引続くフイルム製造操作に好適
な形態をとり、スクラッチがなく高品質の熱可塑性重合
体シートを高い生産性で製造し得ることを見出し、本発
明に到達した。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、溶
融熱可塑性重合体シートを回転しているキャスティング
ドラムの表面上に連続的に押出し、溶融シートがキャス
ティングドラム表面と最初に接触する領域の近傍または
該領域の上流側において溶融シート上に静電荷を印加し
て溶融シートをキャスティングドラム表面に密着させ、
急冷固化させるキャスティング方法であって、前記溶融
シートが接触する前のキャスティングドラム表面に薄い
液膜を形成し、そしてキャスティングドラムから冷却固
化したシートを引離すときのシート張力を０．５〜５kg
／ｍとすることを特徴とする熱可塑性重合体シートのキ
ャスティング方法である。

【０００８】本発明における熱可塑性重合体とは、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等の如きポリオレフィン類、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−
ナフタレート等の如きポリエステル類、ポリイミド類、
ポリスチレン類、ポリビニル等のシートとして形成され
得る重合体およびこれらの共重合体、混合体であって、
他の添加剤などが含有されたものであってもよい。これ
らの中、ポリエステル類が特に好ましい。また、口金か
ら押出された溶融シートは単層でも多層に積層されたも
のであってもよい。

【０００９】本発明における熱可塑性重合体の溶融押出
手段、ダイ、キャスティングドラム等は公知のものを用
いることができ、また溶融シート上に静電荷を印加する
手段、キャスティングドラム表面に液膜を形成する手段
等も公知のものを用いることができる。以下、これらに
ついて図面を用いて説明する。

【００１０】図１は、本発明の一つの実施態様を示すキ
ャスティングの概略断面図である。図１において、スリ
ットを施したダイ１から、溶融された熱可塑性重合体を
シート上に押出し、押出された溶融シート２ａはキャス
ティングドラム３に接触し、急冷固化されてシート２ｂ
となり、次いでシート２ｂを引離しローラー４，５を介
して後処理工程へ連続的に送る。６はキャスティングド
ラム３の表面上に薄い液膜を形成する装置であって、ロ
ールコーターによる液膜転写方式を示している。７は液
体の膜厚を計測する膜厚計であって液膜の厚み、塗布状
態、斑等を管理するものである。キャスティングドラム
３はアース線によって大地に接地し、電気的にアースさ
れている。さらにダイ１とキャスティングドラム３の間
でかつ溶融シート２ａの該キャスティングドラム３に接
しない面側に静電荷印加用の線状電極８を設け、該電極
８に高圧電源９から高電圧を印加する。これによって溶
融シート２ａがキャスティングドラム３の表面と最初に
接触する領域の近傍または該領域の上流側において溶融
シート２ａ上に静電荷が印加される。電極８の位置、キ
ャスティングドラム３との距離等の条件は該印加が安定
し、かつ効率よく行える条件を選択するとよい。その
際、例えば特公昭４８―２９３１１号公報等の記載を参
考にすることができる。

【００１１】また、キャスティングドラム表面に薄い液
膜を形成する方法としては、装置６のようにロールコー
ターによる液膜転写方法が好ましいが、例えば静電荷を
帯びた水蒸気を噴霧する方法等の他の方法を用いること
もできる。液膜を形成する液体としては、通常、水ある
いは水と小割合のアルコールとの混合物を用いるが、こ
れらと同じような作用をする他の液体も用いることがで
きる。

【００１２】その表面に薄い液膜を形成したキャスティ
ングドラムを用いる方法の固有の現象として、前述のス
クラッチの発生がある。このスクラッチは、本発明者の
研究結果によれば、冷却過程の熱可塑性重合体シート
（図１での２ｂの状態）に発生し、該シートの速度がキ
ャスティングドラム速度に対し極くわずかに速いことに
よる。この理由としては、液膜上のシートはドラム面方
向に対する密着力が強いものの、その進行方向に対して
はシートが液膜に浮遊した状態にあるため、シートにか
かる張力、冷却過程の収縮等の影響を受けやすく、シー
トとキャスティングドラム間の相対速度が変動する、こ
とが挙げられる。この現象は、液膜が厚いほど発生し易
い傾向にある。従って、液膜は薄いほど好ましい。しか
し、液膜を高速で薄く均一に形成することは技術的に難
しい状況にあり、もし液膜の欠落が生じるとその部分で
シートとキャスティングドラム面とが粘着し、シート破
断を生じることになる。これらの点から、液膜の厚さは
１．０〜１．５μｍとするのが好ましい。

【００１３】また、前述の現象はキャスティングドラム
の周速が１０〜２０ｍ／min 程度ではあまり明確でない
が、３０ｍ／min 程度になると顕在化し、高速によるほ
ど著しくなる。かかる高速でのスクラッチの発生を防止
するには、キャスティングドラムから離れる部分のシー
ト張力を５kg／ｍ以下とするのが有効である。好ましい
シート張力は４kg／ｍ以下である。他方シート張力の下
限としては０．５kg／ｍである。シート張力が０．５kg
／ｍ未満になると、キャスティングドラムからシートが
離れる点が変動し易くなり安定せず、また張力が弱すぎ
るため極端な場合シートがキャスティングドラムに巻付
いてしまうというトラブルが発生する。さらに低張力の
場合、次工程までの搬送中にシートが蛇行したり、折れ
曲りが発生する等のトラブルが生じる。好ましいシート
張力は０．７kg／ｍ以上である。かかるシート張力とす
ることでシート表面のスクラッチをなくすことができる
が、これと共にシート幅変動、縦方向（走行方向）の厚
み斑も改善することができる。

【００１４】なお、シート張力の検出は、引離しローラ
ー４または５に張力計を取付けて行う。張力計は公知の
ものを用いることができ、例えばダンサーローラー方式
の張力計を用いるとよい。

【００１５】本発明における作用効果は熱可塑性重合体
シートが薄いときに顕著となる。かかる点から、熱可塑
性重合体シートの厚みは７０μｍ以下、更には５０μｍ
以下であることが好ましい。シート厚みの下限はキャス
ティングの設備、条件等によって変化しかつ定まるが、
通常５μｍ程度であろう。

【００１６】

【実施例】以下、実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。なお、例中の特性の評価、測定は次の評価、測定方
法で行った。 （１）シートの張力検出 図１の引離しローラー４にテンションメータ（ニレコＭ
Ｂ１１Ａ）を取付け、シートの張力を検出した。 （２）スクラッチ評価 キャスティングされた熱可塑性重合体シート２ｍを目視
にて観察し、以下の基準で判定した。 ○：スクラッチが全くない △：１００cm² あたりのスクラッチ個数が１０個未満で
ある ×：１００cm² あたりのスクラッチ個数が１０個以上で
ある

【００１７】（３）シート縦方向の厚み斑（％） キャスティングされた熱可塑性重合体シート２ｍを縦方
向に連続的に電子マイクロメータで測定し、厚み斑の絶
対値をシートの厚みで割って１００倍した値で示す。 （４）シート離れ点の変動 回転するキャスティングドラムとシートの離れ点の状態
を観察し、以下の基準で判定した。 ○：離れ点の変動がほとんどない △：離れ点の変動がやや大きい ×：離れ点の変動が大きい

【００１８】

【実施例１〜３、比較例１，２】ポリエチレンテレフタ
レート（固有粘度０．６０）を１８０℃で乾燥し、押出
機にて２９０℃で溶融押出し図１に示す装置でキャステ
ィングを行った。

【００１９】溶融されたポリエチレンテレフタレートは
ダイ１よりシート２ａとして押出され、該シートの全幅
にワイヤー電極８に６ＫＶの電圧をかけて静電荷を印加
させ、シート厚み５０μｍ、キャスティング速度７０ｍ
／min でキャストした。なお、キャスティングドラム表
面の液膜形成は、イオン交換をした上水を用いてロール
コーター方式の液膜形成装置６によって行った。液膜の
厚さは１．２μｍであった。

【００２０】そして、引離しローラー４にて張力を検出
し、変更しながら前述のスクラッチ、縦厚み斑、キャス
ティングドラムとシートの離れ点の変動を前述の評価方
法によって評価を行った。

【００２１】その結果を表１に示す。この結果から以下
のことが明かである。 ・張力０．３kg／ｍでは、スクラッチは良好ではある
が、シート離れ点の変動が大きく、安定したキャスティ
ングができない。また厚み斑もやや悪化の徴候がみられ
る。 ・張力０．５kg／ｍでは、シート離れ点の変動はややみ
られるが、スクラッチ厚み斑は良好で安定したキャステ
ィングができる。 ・張力１〜３kg／ｍでは問題なく安定したキャスティン
グが可能である。 ・張力７kg／ｍでは強いスクラッチがみられ厚み斑も不
良である。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、品質が良好な熱可塑性
重合体シートを高い生産性で製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一つの実施態様を示すキャステ
ィングの概略断面図である。

【符号の説明】 １ ダイ ２ａ，２ｂ 重合体シート ３ キャスティングドラム ４，５ 引離しローラー ６ 液膜形成装置 ７ 膜厚計 ８ ワイヤー電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−99160（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 47/00 - 47/96

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融熱可塑性重合体シートを回転してい
   るキャスティングドラムの表面上に連続的に押出し、溶
   融シートがキャスティングドラム表面と最初に接触する
   領域の近傍または該領域の上流側において溶融シート上
   に静電荷を印加して溶融シートをキャスティングドラム
   表面に密着させ、急冷固化させるキャスティング方法で
   あって、前記溶融シートが接触する前のキャスティング
   ドラム表面に薄い液膜を形成し、そしてキャスティング
   ドラムから冷却固化したシートを引離すときのシート張
   力を０．５〜５kg／ｍとすることを特徴とする熱可塑性
   重合体シートのキャスティング方法。