JPH0243611B2 - - Google Patents

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JPH0243611B2
JPH0243611B2 JP57166782A JP16678282A JPH0243611B2 JP H0243611 B2 JPH0243611 B2 JP H0243611B2 JP 57166782 A JP57166782 A JP 57166782A JP 16678282 A JP16678282 A JP 16678282A JP H0243611 B2 JPH0243611 B2 JP H0243611B2
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film
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slot
line
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Baaton Rebii Sutanrii
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EI Du Pont de Nemours and Co
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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は処理用ロールと有機熱可塑性の結晶可
能な又は結晶性の重合体フイルムとの間の熱伝導
のための改良された方法及び装置に関する。
永年の間、多くのフイルムの製造方法は、これ
らの方法の律速段階が処理用ロールとシート・フ
イルムとの間の熱伝導であつたため、比較的低い
処理速度で操作されていた。処理速度を増加させ
ると、フイルムとロールとの間に空気層が生じ、
その間の熱伝導が実質的に減少し、その結果フイ
ルムの性質が標準以下になる。この速度に関する
欠点を克服するために、静電ピンナー
（electrostatic pinner）及び真空室のような装置
が、ロールとフイルムとの間の空気層を除去する
ために使用されて来た。
本発明は、従来の熱伝導方法の処理速度より最
大４倍高い処理速度で処理用ロールと有機熱可塑
性の結晶可能な又は結晶性の重合体フイルムのシ
ートとの間の熱伝導を行なわせる方法である。
さらに詳細には、本発明は、処理用ロールと有
機熱可塑性の結晶可能な又は結晶性の重合体フイ
ルムのシートとの間に高速度の熱伝導を実現する
ための方法であり、該方法は該ロールの表面上に
１cm当り70〜150個の周方向の溝孔を有し、フイ
ルムの表面上の該溝孔の頂部の幅が0.04〜0.13mm
であり且つ該溝孔の深さが少なくとも0.02mmであ
り、ただし深さ対幅の比が0.25より大きい処理用
ロールを設け、該ロールを該フイルムの温度と異
なる温度に保持し、そしてフイルムの温度を処理
温度にするのに十分な時間該フイルムを該ロール
に接触させることからなる。
また、本発明に従えば、回転し得るように取付
けられた処理用ロール、該ロールを重合体フイル
ムの温度と異なる温度に保持するための手段、及
び該フイルムを該ロールに接触させるための手段
を有するタイプの、有機熱可塑性の結晶可能な又
は結晶性の重合体フイルムのシートと処理用ロー
ルとの間の熱伝導を従来法に比べ高速度で行うよ
うに改良された上記方法を実施するための装置で
あつて、該ロールの表面上に１cm当り70〜150個
の周方向の溝孔がつけられており、ロールの表面
上の該溝孔の頂部の幅が0.04〜0.13mmであり且つ
該溝孔の深さが少なくとも0.02mmであり、ただし
深さ対幅の比が0.25より大きいことを特徴とする
改良された装置が提供される。
多くの熱可塑性及び熱硬化性フイルムの製造操
作にはロールとフイルムとの間の熱伝導を行なう
のに使用される処理用ロール、普通は例えば急冷
ロール、熱固定ロール、及び加熱又は冷却された
伸張ロール等が含まれる。高速のフイルム処理
中、フイルムとロールとの間に空気層が捕捉さ
れ、その間の熱伝導が減少する。さらに、この空
気層によりロールとフイルムとの間の摩擦が減少
し、フイルムを融点付近の温度に加熱することが
必要な操作中望ましくない横方向の収縮、即ちネ
ツク・イン（neck−in）を生じる。
フイルムと処理用ロールとの間に捕捉された空
気層を最小に抑制し、同時にその間の熱伝導を最
大にするために、ロールの表面上に空気が逃げる
ための十分に規定された微小な溝孔をつけても、
驚くべきことに、フイルム表面に許容されないエ
ンボツシングを生じることはないことが見い出さ
れた。従つてこの微小溝孔を用いると、従来得ら
れなかつた高速でのフイルムの処理を行なうこと
ができる。
本発明を実施するのに有用な処理用ロールの拡
大部分を添付図面に示す。本発明によれば熱固定
ロールの表面上に１cm当り70〜150個の周方向の
溝孔が設けられている。他の溝孔のパターン、例
えばシエヴロン（cheveron）パターン、並びに
１cm当り150個以上の溝孔を有するパターンはフ
イルムの下方からの空気の移動が許容できないよ
うになり、従つてフイルム及びロールの間の空気
層がその間の熱伝導を妨害する。さらに、１cm当
り約60〜70個より少ない溝孔を用いると、フイル
ムの表面に望ましくないエンボツシングが生じ
る。
この空気層を最小にし、且つ熱伝導を最大にす
るためには、溝孔は頂部の幅ｗが0.04〜0.13mmで
あり、深さｄが0.02mmより大きくし、ただし深さ
対幅の比が0.25より大でなければならない。溝孔
が広いとフイルムとロールとの間の接触面積が失
なわれ、従つてその間の熱伝導の損失が望ましく
ない程大きくなる。溝孔が浅くなると、フイルム
とロールとの間の空気層を除去するのに十分な程
空気が移動しない。本発明を実施するのに好適な
溝孔は幅ｗ約0.09mmであり且つ深さｄが約0.08mm
であるものである。
理想的には、溝孔の壁はエツチングされ、ロー
ルの表面に垂直に引いた線Ｌが壁w′上で平行に
なるか又は重なつているようになつている。しか
し実際上から言えば、このような溝孔のエツチン
グはエツチング工程で生じる残渣が外に出る術を
もたないために困難である。従つて、溝孔は壁が
傾斜するようにエツチング、エツチング残渣が上
方に滑り溝孔から外に出てゆくようにする。上記
の深さ及び幅に対する要求と一致させるため、溝
孔はその壁w′及び壁w′と交叉するようにロール
の表面に垂直に引いた線Ｌが60゜より小さい鋭角
（α）をなすようにエツチングするのが好適であ
る。
本発明は、熱源又はヒート・シンク（heat
sink）として処理用ロールを用い、それによつて
フイルムとロールとの間に熱伝導を行なう任意の
フイルム製造法に利用することができる。フイル
ムの製造速度がこの熱電導段階に依存する場合に
は、下記実施例に示すように処理速度は最大４倍
に増加する。
本発明の一具体化例において、上述の溝孔のつ
いた表面をもつた熱固定ロールを有する熱固定装
置でポリエステルフイルムの高速熱固定を行な
う。この装置にはまた例えばニツプ・ロールのよ
うな、フイルムが熱固定ロールと接触する線、及
びフイルムが熱固定ロールから離れる線に沿つて
フイルムを熱固定ロールに押しつけ、フイルムと
溝孔の頂部とを密着させるための手段を含んでい
てもよい。熱固定ロールは170〜205℃の熱固定温
度に保たれ、フイルムが処理温度に達するまで、
一般には0.05〜0.2秒の間、このようなロールに
フイルムを接触させる。
本発明の他の具体化例において、上述の溝孔付
きの表面をもつた急冷ロールを用いて、ポリエス
テルフイルムを急冷ロール上に高速注形すること
ができる。ロールを20゜〜50℃に保ち、この急冷
ロール上に溶融したポリエステル材料を押出し、
ポリエステルを固化させてフイルム状にする。
本発明のさらに他の具体化例に従えば、伸張ロ
ール、例えば第一の遅いロールと第二の速いロー
ルとを用い、その際両方のロールともに上述の溝
孔を有していてもよく、ポリオレフイン又はポリ
アミドフイルムの高速配向が行なわれる。従つ
て、ポリアミドフイルムの配向を行なうには、遅
いロールを120〜190℃の温度に保ち、0.2〜0.3秒
間すなわちフイルムが115〜185℃の処理温度に達
する迄フイルムをこのロールと接触させる。ポリ
オレフインフイルムを配向させるためには、遅い
ロールを100〜140℃の温度に保ち、0.2〜0.4秒間
すなわちフイルムが95〜135℃の処理温度に達し、
配向させることができるようになるまでフイルム
をこのロールと接触させる。しかしポリオレフイ
ンフイルムは性質上軟かいため、遅い伸張ロール
の表面に１cm当り95〜150個の溝孔をつけること
が好ましい。当該分野でよく知らているように、
これらの遅いロールは配向処理中速いターニン
グ・ロール（turning roll）前にあつて、フイル
ムの機械方向の伸張を行なう。この速いロールは
実施例に示すように、必要に応じ熱固定ロール
として用いることもできる。
本発明は、平らなシート状のウエツプと処理用
ロールとの間の空気層を最小にすることがその間
の熱伝導を最大にし且つ横方向の収縮を拘束する
ために重要な任意の方法に用いることができ、下
記実施例に記載する方法のみに限定されるもので
はない。
実施例 厚さ0.038mmのポリエステルテレフタレートフ
イルムを、頂部の幅が0.096mmで且つ深さ0.087mm
の溝孔を、ロールの表面上１cm当り70個有する長
さ20cmの熱固定ロール上において366ｍ／分の割
合で熱固定した。ロールを約190℃に保ちフイル
ムを約185℃の処理温度に加熱し、フイルムとロ
ールとの間の接触時間は約0.05秒であつた。フイ
ルムが熱固定ロールと接触する線上で単一のニツ
プ・ロール、及び一つはフイルムが熱固定ロール
と接触する線、他の一つはフイルムが熱固定ロー
ルを離れる線上で複数のニツプ・ロールを用い実
験を行なつた。得られた熱固定されたフイルムは
単一ロールを用いた時には横方向の幅の損失が
140mmであり、複数ロールを用いた時は114mmであ
つた。
比較例 通常の滑かな熱固定ロールを用い実施例の方
法を繰返した。このような高速度においては、フ
イルムとロールとの間に生じる空気層のために、
フイルムは適切に熱固定が行なわれず、フイルム
の横方向の幅の損失は単一ロールの場合276mm、
複数ニツプロールの場合216mmであつた。
実施例 97.5％のプロピレンと2.5％のエチレンとから
成り、厚さが0.025mmのポリプロピレンフイルム
を、頂部の幅が0.02mmで且つ深さが0.025mmの溝
孔をロールの表面１cm当り118個有する長さ20cm
の加熱処理用ロール上で加熱して61.0ｍ／分の速
度で機械方向に伸張する。ロールを約135℃に保
ちフイルムを約0.10秒ロールと接触させ、フイル
ムを処理温度133℃に加熱する。次に110ｍ／分の
速度でフイルムを冷却処理用ロール上に走らせ、
２個の処理用ロールの間でフイルムを伸張させ
る。この冷却ロールは38℃に保ちフイルムの温度
を39℃にし、機械方向の伸張を行なわせる。フイ
ルムとこのロールとの間の接触時間は約0.17秒で
ある。この冷却ロールはロールの表面上に１cm宛
り80個の溝孔を有し、溝孔の頂部の幅は0.10mmで
且つ深さは0.025mmである。得られたフイルムの
縁は第一のロールを過ぎた時平らであり、ふくら
みを示さない。即ち第二のロールを通る時にフイ
ルムの下方に空気が捕獲されている兆候はなかつ
た。
比較例 ２個の滑かなロールを用いて実施例の方法を
繰返した。フイルムの縁は第一のロールを過ぎた
時まくれ上り、フイルムが破れる原因となり、第
二のロールを過ぎた時にはふくらみが認められ
た。
実施例 厚さ0.038mmのポリアミドフイルムを、頂部の
幅が0.096mmで且つ深さが0.087mmの溝孔をロール
の表面上に１インチ当り182個有する長さ20cmの
遅い加熱処理用ロール上で、122ｍ／分の割合で
加熱した後機械方向に伸張した。このロールを約
171℃に保ち、フイルムを約170℃の処理温度に加
熱し、接触時間は約0.15秒とした。次に遅いロー
ルと同じ溝孔パターンをもつ速い熱固定ロールを
約366ｍ／分で走行させてフイルムを通す。速い
ロールの温度は約205℃に保ち、フイルムを約200
℃の熱固定温度にし、接触時間は約0.05秒であつ
た。366ｍ／分の処理速度は滑かな加熱処理用ロ
ールを用いる配向処理よりも４倍速かつた。
実施例 表面の半分に微小溝孔がつけられ、他の半分が
滑かな急冷ロール上に溶融したポリエステルテレ
フタレートのウエツプを押出す。溝孔の間隔は80
個／cmであり、頂部の幅は0.10mmで且つ深さは
0.025mmであつた。急冷ロールの微小溝孔のつい
た表面で得られたフイルムの部分は劣化を起すエ
ンボツシングの兆候はなく、良好なゲージ均一性
を示した。急冷ロールの滑かな面で急冷されて得
られたフイルムの部分はゲージ均一性が悪く、溶
融したウエツプと急冷ロールとの間に空気が捕獲
されるため表面に不規則性が生じた。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明の処理用ロールの微小溝孔が
つけられた表面の拡大断面の模式図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 回転し得るように取付けられた処理用ロー
    ル、該ロールを有機熱可塑性の結晶可能な又は結
    晶性の重合体フイルムの温度と異なる温度に保持
    するための手段、及び該フイルムを該ロールに接
    触させるための手段を有する該重合体フイルムの
    シートと処理用ロールとの間の熱伝導のための装
    置であつて、該ロールの表面に１cm当り70〜150
    個の周方向の溝孔がつけられており、ロールの表
    面上の該溝孔の頂部の幅は0.04〜0.13mmであり且
    つ該溝孔の深さは少なくとも0.02mmであり、ただ
    し深さ対幅の比は0.25より大きいことを特徴とす
    る改良された熱伝導装置。 ２ 溝孔の壁と、該壁と交叉するロールの表面に
    垂直に引いた線との間の鋭角が60゜より小さい特
    許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ フイルムがロールと接触する線、及びフイル
    ムがロールから離れる線に沿つてフイルムをロー
    ルに押しつけるための手段が存在する特許請求の
    範囲第１項記載の装置。 ４ 回転し得るように取付けられた熱固定ロー
    ル、該ロールを170〜205℃に保持するための手段
    及び該フイルムを該ロールに接触させるための手
    段を有するタイプのポリエステルフイルムの熱固
    定装置であつて、熱固定ロールの表面に１cm当り
    70〜150個の周方向の溝孔がつけられており、ロ
    ールの表面上の該溝孔の頂部の幅は0.04〜0.13mm
    であり且つ該溝孔の深さは少なくとも0.03mmであ
    り、ただし深さ耐幅の比は0.25より大きいことを
    特徴とする改良された熱固定装置である特許請求
    の範囲第１項記載の装置。 ５ 溝孔の壁と、該壁と交叉するロールの表面に
    垂直に引いた線との間の鋭角が60゜より小さい特
    許請求の範囲第４項記載の装置。 ６ フイルムがロールと接触する線、及びフイル
    ムがロールから離れる線に沿つてフイルムをロー
    ルに押しつけるための手段が存在する特許請求の
    範囲第４項記載の装置。 ７ 重合体をウエツプ状で回転し得るように取付
    けられた急冷ロール上に押出す押出機のダイス
    型、及び該ロールを20〜50℃に保持するための手
    段を有するタイプの溶融したポリエステルフイル
    ムの急冷装置であつて、急冷ロールの表面上に１
    cm当り70〜150個の周方向の溝孔がつけられてお
    り、ロール上面上の該溝孔の頂部の幅は0.04〜
    0.13mmであり且つ該溝孔の深さは少なくとも0.02
    mmであり、ただし深さ対幅の比は0.25より大きい
    ことを特徴とする改良された急冷装置である特許
    請求の範囲第１項記載の装置。 ８ 溝孔の壁と、該壁と交叉するロールの表面に
    垂直に引いた線との間の鋭角が60゜より小さい特
    許請求の範囲第７項記載の装置。 ９ フイルムがロールと接触する線、及びフイル
    ムがロールから離れる線に沿つてフイルムをロー
    ルに押しつけるための手段が存在する特許請求の
    範囲第７記載の装置。 １０ 伸張区域の前に存在する回転し得るように
    取付けられた加熱ロール、該ロールを100〜140℃
    に保持するための手段及び該フイルムを該ロール
    に接触させるための手段を有するタイプのポリオ
    レフインフイルムの配向装置であつて、該ロール
    の表面上に１cm当り70〜150個の周方向の溝孔が
    つけられており、ロールの表面上の該溝孔の頂部
    の幅は0.04〜0.13mmであり且つ該溝孔の深さは少
    なくとも0.02mmであり、ただし深さ対幅の比は
    0.25より大きいことを特徴とする改良された配向
    装置である特許請求の範囲第１項記載の装置。 １１ 溝孔の壁と、該壁と交叉するロールの表面
    に垂直に引いた線との間の鋭角が60゜より小さい
    特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １２ フイルムがロールと接触する線、及びフイ
    ルムがロールから離れる線に沿つてフイルムをロ
    ールに押しつけるための手段が存在する特許請求
    の範囲第１０項記載の装置。 １３ 伸張区域の前に存在する回転し得るように
    取付けられた加熱ロール、該ロールを120〜190℃
    に保持するための手段、及び該フイルムを該ロー
    ルに接触させるための手段を有するタイプのポリ
    アミドフイルムの配向装置であつて、該ロールの
    表面上の１cm当り70〜150個の周方向の溝孔がつ
    けられており、ロールの表面上の該溝孔の頂部の
    幅は0.04〜0.13mmであり且つ、該溝孔の深さは少
    なくとも0.02mmであり、ただし深さ対幅の比は
    0.25より大きいことを特徴とする改良された配向
    装置である特許請求の範囲第１項記載の装置。 １４ 溝孔の壁と、該壁と交叉するロールの表面
    に引いた線との間の鋭角が60゜より小さい特許請
    求の範囲第１３項記載の装置。 １５ フイルムがロールと接触する線、及びフイ
    ルムがロールから離れる線に沿つてフイルムをロ
    ールに押しつけるための手段が存在する特許請求
    の範囲第１３項記載の装置。 １６ (i) ロールの表面に１cm当り70〜150個の
    周方向の溝孔を有し、ロールの表面上の該溝孔
    の頂部の幅が0.04〜0.13mmであり且つ該溝孔の
    深さが少なくとも0.02mmであり、ただし深さ対
    幅の比が0.25より大きい処理用ロールを設け、 (ii) 重合体ロールを該フイルムの温度と異なる温
    度に保持し、 (iii) フイルムを該ロールと接触させることにより
    フイルムを処理温度に加熱する ことを特徴とする処理用ロールと有機熱可塑性の
    結晶可能な又は結晶性の重合体フイルムとの間の
    熱伝導方法。 １７ さらに、フイルムがロールに接触する線、
    及びフイルムがロールを離れる線に沿つてフイル
    ムをロールに押しつけることからなる特許請求の
    範囲第１６項記載の方法。 １８ フイルムがポリオレフインフイルムであ
    り、工程(ii)のロールの温度が100〜140℃であり、
    工程(iii)の処理温度が95〜135℃である特許請求の
    範囲第１６項記載の方法。 １９ フイルムがポリエステルフイルムであり、
    工程(ii)のロールの温度が170〜205℃であり、工程
    (iii)の処理温度が165〜200℃である特許請求の範囲
    第１６項記載の方法。 ２０ フイルムがポリオレフインフイルムであ
    り、ロールの表面上に１cm当り95〜150個の周方
    向の溝孔が設けられ、工程(ii)のロールの温度が
    100〜140℃であり、工程(iii)の処理温度が95〜135
    ℃である特許請求の範囲第１６項記載の方法。 ２１ フイルムがポリアミドフイルムであり、工
    程(ii)のロールの温度が120〜190℃であり、工程(iii)
    の処理温度が115〜185℃である特許請求の範囲第
    １６項記載の方法。 ２２ フイルムがポリイミドフイルムであり、(ii)
    のロールの温度が200〜210℃であり、工程(iii)の処
    理温度が190〜210℃である特許請求の範囲第１６
    項記載の方法。
JP57166782A 1981-09-29 1982-09-27 処理用ロ−ルとシ−ト・フイルムとの間の熱伝導方法及び装置 Granted JPS5869017A (ja)

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DE3263685D1 (en) 1985-06-13
EP0076619A1 (en) 1983-04-13
CA1189270A (en) 1985-06-25
EP0076619B1 (en) 1985-05-08

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