JPH0524812B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は溶融重合体シートの冷却装置に関し、
更に詳しくは押出ダイから押出されたシート状の
溶融重合体押出物を、要すれば静電荷を付与し
て、移動可能な冷却表面に密着させかつ固化させ
てシートとする冷却装置であつて、該冷却表面を
特殊な形状のマイクロクラツク構造を備えたもの
とすることを特徴とし、これによつて製膜速度即
ちシートの製造速度を高める冷却装置に関する。

従来技術 押出ダイから押出されたシート状の溶融重合体
溶融物を冷却してシートとするに際し、該溶融物
を冷却ドラムの冷却面に密着させて固化する方法
が一般に用いられている。その際、シートの品
質、製造速度等は上記冷却面と溶融物との密着性
によつて左右されることが多い。そこで、シート
状の溶融重合体押出物に静電荷を付与して冷却面
に密着させる方法、いわゆる静電密着法が用いら
れる。この静電密着法は、キヤステイング速度の
低速域ではシートの厚みの均一性、表面の平滑性
等優れた急冷シートを製造する方法として有効で
ある。しかし、この方法の最大の問題点は、キヤ
ステイング速度の上昇に伴つて急冷シートの単位
面積当りの静電荷量が減少して溶融シートの冷却
面への密着力が低下し、シートと冷却表面との間
隙に空気が巻込まれる。この空気は泡状となつて
シート表面の平滑性を低下する。また、この泡の
大きさはキヤステイング速度に伴つて増加する。

この欠点を解消策として、特開昭46−439号公
報には冷却ドラムの表面を粗面化し、その連結し
た路を通じてシートと冷却面との間の巻込み空気
を排出する方法が提案されているが、この方法で
は巻込み空気の排出作用を高めるためには、冷却
装置表面のマツト粗さを粗くする必要があり、そ
の結果マツト面の凹凸模様がフイルムに転写し
て、オレンジ肌様の欠点をフイルムに生じる。ま
た、この方法におけるサンドプラスト加工による
粗面では、巻込み空気の排出路となる連結した路
が浅く、小さいため、溶融押出物から出るその低
分子量化合物が冷却表面に付着堆積して、巻込み
空気の排出路を閉塞し易く、その結果キヤステイ
ング速度の向上作用が短時間で低下する欠点があ
る。

更に、これらの欠点の解消策として、特開昭58
−183220号公報には冷却装置の表面に多数の微細
なマイクロクラツクの形成が提案されている。こ
のマイクロクラツクの表面は平坦面に微細な溝を
設けた構造からなり、溝幅に対して溝深さを大き
く加工することが出来るので、冷却面の平滑性を
大幅には低下させることなく巻込み空気の排出路
を確保出来る。従つてフイルムの凹凸の転写欠点
の発生、空気の排出路の目詰り作用を大幅に軽減
出来る利点がある。

一方、磁気的、光学的記録密度が一層高密度化
指向の時代要請にあつて、そのベース材料に求め
られるフイルムの平坦性は益々高度化の方向にあ
る。

かかる高度な平坦性フイルムを上述のマイクロ
クラツク表面で製造する場合、凹凸転写を小さく
するため溝幅を小さくせざるを得ず、必然的に空
気の排出路の目詰り作用を早めるという新たな問
題が生じる。即ち、高度の平坦性フイルムを得よ
うとする場合はマイクロクラツク表面において
も、高いキヤステイング速度を長時間保持するこ
とは困難となる。加えてマイクロクラツクの溝
幅、多孔率（単位表面におけるクラツクの溝の総
面積の比率）、溝深さ等をある特定された仕様で
大きな冷却表面に製作することは工業的困難な点
が多く、具現化に多大の開発努力を要する。

発明の目的 本発明の目的は、かかる従来法の問題を低減
し、製作が容易でかつ製膜速度をより一層速める
ことのできる、またより平坦性のすぐれたフイル
ムの製造に有効な、溶融重合体シートの冷却装置
を提供することにある。

発明の構成・効果 本発明のかかる目的は、本発明によれば、押出
ダイから押出されたシート状の溶融重合体押出物
を冷却するための移動可能な表面を備えた冷却装
置であつて、該表面は溶融重合体を密着せしめ得
るものであり、かつ該表面はマイクロクラツクが
多数存在し、該マイクロクラツクの開口部の幅は
0.1〜20μであり、該開口部はそれにつながる断面
内部の通気溝幅より狭い形状を有することを特徴
とする溶融重合体シートの冷却装置によつて達成
される。

以下、図面を用いて本発明を説明する。

第１図は、本発明における冷却表面に存在する
マイクロクラツクの１つの拡大断面形状を模式的
に示した図である。第２図は従来のマイクロクラ
ツクの１つの拡大断面形状を模式的に示した図で
ある。第３図はマイクロクラツクの通気抵抗を測
定する装置の模式図である。第４図は通気抵抗測
定装置の吸盤部分の拡大断面形を示す模式図であ
る。

本発明において冷却表面はドラム状の回転体や
コンベアベルトの如き移動可能なものであり、該
冷却表面に形成されているマイクロクラツクは表
面から深部に向つて発生し、開口部の幅がそれに
つながる断面内部の通気溝の幅より狭くなつてい
る。この点を第１図を用いて説明すると、クラツ
ク１２の断面において表層の開口部１２Ａの溝幅
は狭く、これにつながる内装部１２Ｂの溝幅は該
開口部１２Ａより広くなつている。一方、従来の
マイクロクラツクは開口部の幅がそれにつながる
断面内部の通気溝の幅より狭くなることが殆んど
なく、例えば第２図に模式的に示した構造のもの
が殆んどである。従つて、同じ開口部を有する場
合、本発明におけるマイクロクラツクは、従来の
マイクロクラツクに比して、内層部に巻込み空気
を排出する能力が高められたものということがで
きる。

本発明において、マイクロクラツクは非規則的
に形成されているが、その形成状況は後述する真
空漏洩法によつて測定される通気抵抗が20000秒
以下、更には10000秒以下、特には7000秒以下で
あることが好ましい。最も好ましい通気抵抗の範
囲は10〜1000秒である。この通気抵抗が20000秒
を越えると、キヤステイング速度の向上があまり
期待できない。

本発明における通気抵抗とは、マイクロクラツ
クの表面に真空域を設けたとき、マイクロクラツ
クの溝を通じて空気が流入し、この時真空吸引を
停止すると真空度が低下するが、この真空度が一
定値から他の一定値まで低下するに要する時間を
もつて表わす。通気抵抗の具体的な測定法は、第
３図にその概略図を示すように、真空計３２の付
いた容器３１の一端に真空コツク３３を介して真
空ポンプ３４を接続し、他端に真空ホース３５を
介してゴムの吸盤（例えば株式会社妙徳製FPM、
PFYK−40）３６を付ける、真空コツク３３から
吸盤３６までの有効な真空容積を100c.c.とする。
第４図に吸盤部分の拡大断面の模式図に示すよう
に、直径40mmの吸盤３６，４２を冷却表面４４に
押しあてるに当り、吸盤の外周面のみが接触する
ように直径30mmのポーラスなシート（例えば日本
精線株式会社製ナスロン低密度焼結体８−Ｌ−
500）４３を吸盤の中央に置いて押しあてる。次
いで真空ポンプ３４により100c.c.の該容器を−700
mmHg以下の真空にしてコツク３３を閉じると、
吸盤部分のマイクロクラツクの溝を通じて真空系
に空気が流入するため真空度が低下するが、この
時真空度が−700mmHgから−650mmHgに低下する
に要する時間をもつて通気抵抗と定義する。なお
通気抵抗の測定に先立つて、測定器の真空漏をチ
エツクするため、磨かれたガラス板の通気抵抗
が、100000秒以上であることを確認する。

マイクロクラツクの形成状況は顕微鏡写真によ
つて観察することができる。例えばクラツクの本
数を測定するには、まず拡大倍率25倍の連続した
複数枚の顕微鏡写真を画面が連続するように連
ね、これに実長10mmに相当する冷却表面（例えば
ドラム表面）の長さ方向の直線を引き、要すれば
部分的に更に拡大倍率の高い顕微鏡写真におい
て、10mm長さの該直線とクラツクが交差する点の
数をもつて交差点の数と称し、またクラツクの開
口幅も同様に顕微鏡写真に引いた実長10mmの直線
の交差点におけるクラツクの溝幅をもつて表わす
と、本発明の冷却装置の表面に存在するマイクロ
クラツク構造としては、交差点の数が５点以上で
あつて、且つこの交差点の70％以上の点において
開口幅が0.1μ以上のものが好ましい。

ここで、開口幅を規定するための交差点の対象
割合を70％とするのは、マイクロクラツクの製造
法によつては開口幅に広い分布を生じる場合があ
り、著しく狭いクラツクを混在したり、複数のク
ラツクが合流する点においては開口幅が非合流部
の数倍になる場合があるため、クラツク構造の平
均的特徴を表わすために、特異な部分を除外して
交差点の70％を対象とするとよい。

交差点の数が５点未満の低密度では本発明の主
目的である高速化効果に多くを期待出来ない。従
つて、交差点の数は少なくとも５点以上、更には
10点以上、特に50点以上が好ましい。

次にクラツクの開口幅が0.1μ未満の狭い場合
は、溶融重合体から昇華する低分子量化合物で目
詰りを生じ易く、しかもその洗浄除去が困難にな
る。従つて開口幅は少なくとも0.1μ以上、更には
0.5μ以上であることが好ましい。しかし20μを越
えると冷却表面の転写の影響が現われる傾向があ
り、二軸延伸後のフイルムの表面特性に悪影響を
及ぼすことがあるので好ましくない。従つてクラ
ツクの開口幅は20μ以下が好ましく0.5μ〜20μの範
囲のものが最適である。

本発明のマイクロクラツク構造の表面は、更に
実長10mmの直線と交わる交差点におけるクラツク
の開口幅の合計長さが５mm以下であることが好ま
しく、５mmを超えると重合体シートへの転写の関
係で表面を研磨された梨地面に類似するようにな
り、二軸延伸フイルムの微細な凹凸欠陥となる。
このような理由から、開口幅の合計長さは５mm以
下、更には３mm以下であることが好ましい。しか
し、逆に総合計長さが10μに満たない場合には冷
却装置として高速化効果に多くを望めなくなる。
従つて更に好ましくは100μ〜２mmで本発明の
種々の効果、優位性を最もよく発規することが出
来る。

本発明における開口幅の狭いマイクロクラツク
は、例えば次のような方法で製作することが出来
る。

まず第一の方法は、移動可能な表面例えば鉄製
の回転ドラムの表面に先ずクロムあるいはニツケ
ル等をメツキし、これをエツチングして該メツキ
の層に広い溝幅のマイクロクラツクを形成し、し
かる後適当な条件でこの面にクロムあるいはニツ
ケル等を再度メツキすると、装置の平坦部、条件
によつては溝の内部にもメツキは成長するが、マ
イクロクラツクのエツジにより優先的にメツキが
成長し溝の開口幅が狭くなる。理由は明らかでな
いが、エツジ部に局部的な電解の集中を生じるた
めと推定される。次いで、再メツキ層の残存する
範囲で研磨すれば、元の溝幅より狭い開口幅のマ
イクロクラツクを形成することが出来る。再メツ
キ及び研磨の条件によつて開口幅を調整すること
が出来る。

他の方法は、移動可能な表面例えば鉄製の回転
ドラムの表面に先ずクロムあるいはニツケル等を
メツキし、これをエツチングして該メツキの層に
広い溝幅のマイクロクラツクを形成し、これをバ
フ研磨する方法である。クロム、ニツケル等の硬
質の金属であつても、細い溝のある表面にバフを
掛けると、理由は明らかでないが、金属の表層部
に流動を生じ、溝のエツジに「ダレ」と呼ばれる
庇状の突出を生じる現象である。

マイクロクラツクの表面をバフ研磨すると、同
様に溝のエツジに庇状の突出を生じて溝の開口幅
が狭くなる現象が認められる。開口幅が均一に狭
くするためには一方向に偏らない研磨が望まし
い。次に要すればバフ研磨によつて発生した欠
点、例えば平坦部の起伏による「うねり」等は、
通常の砥石研磨によつて除去し、併せて溝幅の調
整を行なうことが出来る。

一般にクロムメツキは内部応力が高いため、熱
履歴を受けると時としてマイクロクラツク状の溝
を発生する場合があるが、これらは多くの場合通
気抵抗が20000秒以上で、実際のキヤステイング
速度の向上に寄与していない。

マイクロクラツクの開口幅の狭さ割合は、庇
（狭い開口幅を形成している部分）の直近の内層
溝幅の10〜95％が好ましい。

本発明の冷却装置は、冷却表面に上述のマイク
ロクラツクが形成されている点を除いては従来か
らの冷却装置の構造をとることができる。例えば
冷却ドラムはその表面構造を除いて公知の駆動手
段（移動手段）を適用することができる。本発明
の冷却装置は、静電密着法の手段と組合せること
が好ましく、押出しダイ（例えばＴダイ、Ｉダイ
等）から押出された未固化（溶融）重合体シート
状押出物が本発明の冷却表面に完全に密着するた
めの電極であつてピンニング手段と対向する電極
となるものを備えていることが好ましい。なお、
溶融重合体シートをピンニングする針状（又は線
状）電極と対極電極は公知のものを用いることが
できる。

本発明の冷却装置には、通常の溶融重合体から
シートを形成する製膜法が適用できるすべての熱
可塑性重合体が適用できる。例えば、ポリエチレ
ンテレフタレートのようなポリエステル、ポリプ
ロピレンのようなポリオレフイン、ポリスチレン
のようなポリビニル、ナイロン６のようなポリア
ミド、ポリカーボネート等を示すことができる。
このうちポリエステルは特に好適に適出来るもの
である。

溶融重合体例えば溶融ポリエチレンテレフタレ
ートをキヤステイングして得たシートには、通常
冷却表面の表面状態が転写される。例えばマイク
ロクラツクの存在する冷却表面で冷却する場合に
も、溝幅が大きくなりすぎると、該溝幅と転写し
た溝の高さに明瞭な相関関係があり、溝幅によつ
て転写高さが顕著に変化する。しかし、本発明の
冷却装置を用いてキヤステイングし、延伸された
フイルムの平坦性は大幅に改善され、従来の鏡面
化された冷却面で製膜したフイルムと差を認めら
れない程に平坦化することも可能である。

本発明の冷却装置を用いて溶融重合体をシート
にキヤステイングする場合、冷却面とシートとの
間に巻込まれる空気の排出能力は、従来の溝幅を
有するマイクロクラツクに比べると大幅に向上さ
せることが出来、従つて重合体から発散する低分
子量化合物による目詰り作用が更に改善される。

実施例 以下実施例を掲げて本発明を更に説明する。

実施例 １ 本実施例に供した冷却装置は、冷却ドラムの冷
却表面に先ず厚さ100μのクロムメツキを電解エ
ツチングして開口幅が平均3μのマイクロクラツ
ク構造を形成し、この表面に更に10μのクロム層
を再メツキし軽い研磨を行い、開口幅が平均
0.5μ、直線10mm当りのクラツクとの交差点の数が
230点、通気抵抗が420秒のマイクロクラツク表面
構造を形成したものである。

この冷却装置を用いて、公知のダイより厚さ
210μのポリエチレンテレフタレートの溶融シー
トを押出し、シートの全幅に亘つて静電荷を付与
して冷却ドラムに静電的に密着させた。空気の巻
き込みに伴う気泡の形成を生じることなく安定し
て急冷シートを製造できる最高速度は82ｍ／分で
あつた。

次にキヤステイング速度70ｍ／分で72時間製膜
し、しかる後キヤステイングの最高速度を測定し
たところ80ｍ／分であつた。なおこの時の通気抵
抗は480秒であつた。重合体の低分子量化合物に
よる目詰り作用が少なく、その結果72時間の製膜
の前後における最高キヤステイング速度の低下も
少ない。

比較例 １ 比較例１に共した冷却装置は、冷却ドラムの冷
却表面に溝の開口幅の平均が0.5μ、直線10mm当り
のクラツクとの交差点の数が370点、通気抵抗が
約2000秒の従来タイプのマイクロクラツク表面構
造を形成したものである。

この冷却装置を用いる以外は実施例１と同様に
した行つたところ、キヤステイングの最高速度は
75ｍ／分であつた。次にキヤステイング速度を70
ｍ／分にして製膜を行つたところ24時間後にこの
速度を保持することが出来なくなつた。その時の
通気抵抗は4500秒で、本発明のものに比べて溝の
目詰り作用が大幅に早くなり、その結果キヤステ
イングの最高速度の低下も早い。

即ち、本発明の冷却装置は、溝の開口幅が狭い
割に通気抵抗を小さく出来ているので、高いキヤ
ステイング速度を得ると共に、最高速度の低下傾
向が小さく、しかもその急冷シートを縦方向に
3.7倍、横方向に4.0倍に二軸延伸したフイルムは
溝の転写によるオレンジの表皮様欠点は全く認め
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷却装置の冷却表面に形成さ
れるマイクロクラツクの溝の拡大断面の模式図で
ある。なお図中の数字は次の通り。 １１…冷却装置の表面、１２…溝、１２Ａ…溝
表層部、１２Ｂ…溝の内層部。 第２図は従来の冷却装置の冷却表面に形成され
るマイクロクラツクの溝の拡大断面の模式図であ
る。なお図中の数字は次の通り。 ２２…溝、２２Ａ…溝の表層部、２２Ｂ…溝の
内層部。 第３図は通気抵抗を測定する装置の模式図であ
る。なお図中の数字は次の通り。 ３１…真空容器、３２…真空計、３３…真空コ
ツク、３４…真空ポンプ、３５…真空ホース、３
６…吸盤。 第４図は通気抵抗を測定する装置の吸盤部分の
拡大断面の模式図である。なお図中の数字は次の
通り。 ４１…真空ホース、４２…吸盤、４３…ポーラ
スなシート、４４…冷却装置の表面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 押出ダイから押出されたシート状の溶融重合
   体押出物を冷却するための移動可能な表面を備え
   た冷却装置であつて、該表面は溶融重合体を密着
   せしめ得るものであり、かつ該表面はマイクロク
   ラツクが多数存在し、該マイクロクラツクの開口
   部の幅は0.1〜20μであり、該開口部はそれにつな
   がる断面内部の通気溝幅より狭い形状を有するこ
   とを特徴とする溶融重合体シートの冷却装置。 ２ マイクロクラツクの真空漏洩法によつて測定
   される通気抵抗が20000秒以下である特許請求の
   範囲第１項記載の冷却装置。