【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明は、熱可塑性樹脂シート、特に製造技
術、要求品質の高度化の進んでいるポリエステル
の２軸延伸フイルムの製造過程における延伸装置
の改良に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、熱可塑性樹脂シートの縦延伸装置におい
ては、複数個の加熱ロールを用い、シートをガラ
ス転移温度以上に加熱して延伸し、場合によつて
は熱処理等も行なつている。その際延伸后の厚み
斑改良や熱処理効果の増大等を狙いとしてかなり
高温に加熱することが試みられている。しかし高
温に加熱するとロールとシートの粘着現象が発生
するために、加熱温度は樹脂の組成その他に応じ
た上限があり、所望の加熱が出来ない場合が多
い。
従来、このロールとシートとの粘着を防止する
ためにとられている方法として次のものが知られ
ている。
その一つは、ロール表面の材質を変える方法で
ある。例えば特公昭48−44666号公報にて提案さ
れている方法として、セラミツク被覆ロールがあ
る。しかし本願の発明者が検討した結果による
と、表面粗さが同じである場合には、ただ単に材
質を通常の硬質クロムメツキ仕上からセラミツク
被覆仕上に代えただけでは非粘着性は殆んど変ら
ず、セラミツク材質そのものには粘着防止効果は
認められなかつた。むしろ粘着防止効果は、硬質
クロムメツキ仕上のものもセラミツク被覆仕上の
ものも表面粗度の増大により増加し、表面粗度が
同等であれば粘着防止効果も同等である。又表面
粗度が大きい場合、シートの表面に発生する擦り
傷も両者に大きな差異は認められなかつた。又実
公昭47−27653号公報や特開昭54−8672号公報に
はフツ素系ポリマーやエラストマー被覆ロールが
提案されている。しかしこれらのものは、非粘着
性は高いものの磨耗耐久性がない上に、軟らかい
ためにロールの材質そのものに傷がつきやすいと
云う問題がある。
粘着防止効果を付与するための第２の方法は、
表面粗度を大にすることである。例えば特公昭47
−49827、特開昭48−43477号で提案されているも
のは、Rmaxが1.5μｍ以上のものやRmaxが0.7〜
3μｍの粗面仕上のロールである。確かに粗面仕
上をしたロールでは、シートに粘着によるムラが
発生し始める温度（以下粘着開始温度と呼ぶ）を
高めることが出来、粗面化の程度を増大すればす
る程粘着ムラなしにシートをより高温に加温する
ことが出来る。しかしより高温に加温することを
可能にするために粗さを増すとシートに擦り傷が
入りそれが一層目立つようになつてくると云う二
律背反の関係にある。特に従来、通常行なわれて
いる粗面化仕上のロールではシートに傷が入り易
い。又粗面化仕上ロールで、ロツトによつては擦
り傷の入らないものもあるが、その場合は逆に粘
着開始温度が低い。
このように、従来実用化されている粗面化仕上
ロールは、粗面化仕上とは云つても実質上は粗面
化は僅かなもので、例えばポリエステル２軸延伸
フイルムの縦延伸装置で用いられているものは
高々Rmax1μｍ程度であり、この程度の粗面化で
は粘着開始温度の高度化は僅かなものである。
尚粘着ムラや擦り傷が発生した製品は外観不良
のみならず、特にポリエステル２軸延伸フイルム
で磁気テープ用に使用した場合はドロツプアウト
や出力変動をおこし、又感光材として用いた場合
にはハレーシヨン、露光ムラ等を惹きおこし製品
とはならない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明が解決しようとする問題点は、粘着ムラ
や擦り傷を発生させることなしに従来の粗面化ロ
ールの場合よりもシートを大幅に高温に迄加熱す
ることが可能であつてしたがつて厚み斑改良や熱
処理による特性の向上あるいは生産性の向上を計
ることの出来る縦延伸装置を提供することにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の熱可塑性樹脂シートの延伸装置は、上
記の問題点を解決するために複数個のロールから
なつていて、熱可塑性樹脂をガラス転移温度以上
に加熱するロールにRmax1.0μｍ以上、6.0μｍ以
下で凹部が10個／mm以上あつて、断面曲線の中心
線より1.5μｍ以上高い凸部がないように表面仕上
をしたロールを用いたものである。
ここでガラス転移温度は差動走査熱量計を用い
未延伸状態のものについてサーモグラフを採りそ
の吸熱ピーク点を読みとつたものとし、Rmaxお
よび断面曲線の中心線はJIS B0601−1970に規定
されたもので曲率半径5μｍの触針法により測定
したもの、凹部の数は上記断面曲線のその中心線
から最も高い点より1.0μｍ低くかつ中心線に平行
な線を断面曲線の抜取部分に描きその線に断面曲
線が続いて２回交叉する凹部側の２点間を１個の
凹部と定義しその凹部の数を抜取部分当り（基準
長さ当り）読取り１mm長さ当りの数に換算した値
で多数の抜取部分について求めた値の平均値であ
る。
本願発明の発明者は、或るRmax値を設定して
作成した通常の粗面化ロールがロツトにより粘着
開始温度やシートに発生する擦り傷の入り方が異
なると云う事実を発見した。更に断面曲線の種々
異なつたロールを作成してテストを繰返し、又粘
着開始温度及び擦り傷の入り方とロール表面の断
面曲線の関係を解析した。又ロール表面の材質と
粘着開始温度および擦り傷の入り方との関係も調
べた。
その結果、前述のように粘着開始温度および擦
り傷の入り方は材質が金属やセラミツクの場合、
材質よりロール表面の断面曲線の影響が極めて大
であることがわかつた。
粘着開始温度は、断面曲線においてRmax値で
はなく、凹部の数Ｎ個／mmが特に関係し、一方擦
り傷の方もRmaxではなく断面曲線の凸部の高さ
が深く関係していることがわかつた。
つまり粘着開始温度は、Ｎが大きい程高くなり
Ｎ≧10になると粘着開始温度を高めるのに効果的
であり、Ｎ≧15になればより好ましく、Ｎ≧20が
最も望ましい。逆にＮ＜10の場合は粘着開始温度
を高める効果はほとんどない。
擦り傷の入り方は、断面曲線の凸部の高さの高
いもの程入り易く、その高さが断面曲線の中心線
より1.5μｍ以上高くなると擦り傷が入り始めた。
又Rmaxが6.0μｍを越える場合は、Ｎが大であ
つても凹部の開口部の広がりが大になるために凹
部跡がシートに転写されるものも現われ特に２軸
延伸フイルムの製造の場合は、凹部の跡の転写が
２軸延伸により拡大されて製品フイルムに現われ
て来るので好ましくない。又Rmaxが1.0未満で
はＮ≧10のものは作り難い。以上の理由から
Rmaxは前述のように1.0μｍ≦Rmax≦6.0μｍで
なければならない。
尚ロール表面の粗面化仕上の方法として従来の
ロールの場合次の第１〜第３の方法が行なわれて
いる。即ち第１の方法は、一種類のブラスト処理
方法、第２の方法は研磨処理方法、第３の方法は
第１又は第２の方法による後に更に精密仕上を行
なう方法である。
これら第１〜第３の方法は、いずれも仕上代を
大きくとり凹部の数が少なく仕上つている。
一方本発明装置で用いるロールを形成する際の
粗面化仕上方法としては次の第４〜第６の方法等
が考えられる。即ち比較的粗さの大きい砥石にて
仕上代を厳密に管理して研磨し後に小さい仕上代
で超仕上等の精密仕上を行なう第４の方法と、ブ
ラスト処理の後に上記の精密仕上を行なう第５の
方法と、両方を組合わせた第６の方法等である。
上記の説明で仕上代とは、研磨等により削り取
られる部分の量である。上記の第１〜第３の方法
は、いずれも仕上代が大きく、第１および第２の
方法では、表面が粗面のままであり、又第３の方
法は、第１又は第２の方法の後の精密仕上の仕上
代が大であるため、第１、第２の方法による深い
凹部が失消し、深い凹部の数が少ない。これに対
して第４〜第６の方法は、研磨やブラストにより
凹部を残し多くの凹部を残したまま小さい仕上代
で超仕上を行なつて凹部の高さを所望の値にす
る。したがつて第１〜第３の方法では、本発明装
置で用いるロールの要件を満たすロールは形成し
得ないが第４〜第６の方法等によればそれが可能
になる。勿論第４〜第６の仕上方法に限ることな
く前述のRmax値、凹部の数、凸部の高さ等本発
明の要件を満足する粗面が形成されるのであれば
どのような方法のものでもよい。
このようにして仕上げた本発明の装置にて用い
られるロールの断面曲線は第１図に示す通りであ
る。この図のように本発明のロールは高い凸部が
全くなく微細な凹部を多く有している。
尚第２図は従来のロールの断面曲線を示すもの
である。
〔実施例〕
次に本発明の実施例（実施例１〜３）および従
来のものの比較例（比較例１〜６）を示すと表の
通りである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an improvement in a stretching device used in the manufacturing process of a thermoplastic resin sheet, particularly a biaxially stretched polyester film whose manufacturing technology and quality requirements are becoming increasingly sophisticated. [Prior Art] Conventionally, in a longitudinal stretching apparatus for thermoplastic resin sheets, a plurality of heating rolls are used to heat the sheet to a temperature higher than the glass transition temperature and then stretch the sheet, and in some cases heat treatment is also performed. There is. At that time, attempts have been made to heat the material to a considerably high temperature with the aim of improving thickness unevenness after stretching and increasing the heat treatment effect. However, since heating to a high temperature causes adhesion between the roll and the sheet, there is an upper limit to the heating temperature depending on the composition of the resin and other factors, and it is often impossible to achieve the desired heating. Conventionally, the following methods have been known to prevent this roll and sheet from sticking together. One method is to change the material of the roll surface. For example, a ceramic coated roll is proposed in Japanese Patent Publication No. 48-44666. However, according to the results of the study conducted by the inventor of the present application, when the surface roughness is the same, simply changing the material from a normal hard chrome plating finish to a ceramic coating finish will hardly change the non-adhesive property. However, no anti-adhesive effect was observed in the ceramic material itself. Rather, the anti-adhesive effect increases as the surface roughness increases for both hard chrome plated and ceramic coated materials, and if the surface roughness is the same, the anti-adhesive effect is the same. Furthermore, when the surface roughness was high, there was no significant difference in scratches occurring on the surface of the sheet. In addition, rolls coated with fluorine-containing polymers or elastomers have been proposed in Japanese Utility Model Publication No. 47-27653 and Japanese Patent Application Laid-open No. 54-8672. However, although these materials have high non-adhesiveness, they lack durability against abrasion and are soft, so the roll material itself tends to be easily scratched. The second method for imparting an anti-adhesive effect is
The goal is to increase the surface roughness. For example, special public service in Showa 47
-49827, those proposed in JP-A No. 48-43477 have Rmax of 1.5 μm or more and Rmax of 0.7 to 0.7 μm.
It is a roll with a rough surface finish of 3μm. It is true that with a roll with a rough surface finish, it is possible to raise the temperature at which unevenness due to adhesion begins to occur on the sheet (hereinafter referred to as the adhesion start temperature), and the higher the degree of surface roughening, the less uneven adhesion will occur on the sheet. can be heated to a higher temperature. However, there is a trade-off between increasing the roughness in order to enable heating to a higher temperature, as this results in scratches on the sheet, which become more noticeable. In particular, the sheet is likely to be scratched when using a roll with a roughened finish, which has been conventionally commonly used. Also, some rolls with a roughened surface do not have any scratches, but in such cases, the temperature at which they start adhesion is low. In this way, although the roughened finishing rolls that have been put into practical use to date have a roughened finish, the surface roughening is actually very slight, and is used, for example, in longitudinal stretching equipment for biaxially stretched polyester films. The roughness of the surface is only about 1 μm at most, and the adhesion initiation temperature is only slightly increased by roughening the surface to this extent. Products with uneven adhesion or scratches will not only have poor appearance, but will also cause dropouts and output fluctuations when used as a polyester biaxially stretched film for magnetic tape, and will cause halation and exposure problems when used as photosensitive materials. The product will not cause unevenness or the like. [Problem to be Solved by the Invention] The problem to be solved by the present invention is to heat the sheet to a significantly higher temperature than in the case of conventional roughening rolls without causing uneven adhesion or scratches. The object of the present invention is to provide a longitudinal stretching device that can improve thickness unevenness, improve properties through heat treatment, and improve productivity. [Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the thermoplastic resin sheet stretching device of the present invention is composed of a plurality of rolls, and the thermoplastic resin sheet is heated to a temperature higher than the glass transition temperature. The roll used has a surface finish such that it has 10 or more concave portions/mm with an Rmax of 1.0 μm or more and 6.0 μm or less, and no convex portions that are 1.5 μm or more higher than the center line of the cross-sectional curve. Here, the glass transition temperature is determined by taking a thermograph of the unstretched material using a differential scanning calorimeter and reading the endothermic peak point, and Rmax and the center line of the cross-sectional curve are specified in JIS B0601-1970. The number of recesses is determined by drawing a line 1.0 μm lower than the highest point from the center line of the cross-sectional curve and parallel to the center line on the sampled part of the cross-sectional curve. The area between two points on the concave side where the cross-sectional curve intersects twice is defined as one concave part, and the number of concave parts is calculated per sampled part (per reference length) and converted to the number per 1 mm length. This is the average value of the values obtained for a large number of sampled parts. The inventor of the present invention discovered the fact that the temperature at which adhesion starts and the manner in which scratches occur on the sheet differ depending on the lot of ordinary roughening rolls made with a certain Rmax value set. Furthermore, rolls with various cross-sectional curves were prepared and the tests were repeated, and the relationship between the temperature at which adhesion started, the manner in which scratches were formed, and the cross-sectional curve of the roll surface was analyzed. We also investigated the relationship between the material of the roll surface, the temperature at which adhesion started, and the occurrence of scratches. As a result, as mentioned above, the starting temperature of adhesion and the appearance of scratches are different when the material is metal or ceramic.
It was found that the cross-sectional curve of the roll surface has a much greater influence than the material. It was found that the adhesion onset temperature is particularly related to the number of recesses N/mm rather than the Rmax value in the cross-sectional curve, and that scratches are also deeply related to the height of the convex parts in the cross-sectional curve rather than Rmax. Ta. That is, the adhesion start temperature increases as N increases, and N≧10 is effective in increasing the adhesion start temperature, N≧15 is more preferable, and N≧20 is most desirable. Conversely, when N<10, there is almost no effect of increasing the adhesion start temperature. The higher the height of the convex part of the cross-sectional curve, the easier it is for scratches to appear, and when the height is 1.5 μm or more higher than the center line of the cross-sectional curve, scratches begin to appear. Furthermore, if Rmax exceeds 6.0 μm, even if N is large, the openings of the recesses will expand so that some recess marks will be transferred to the sheet, especially when manufacturing biaxially stretched films. This is not preferable because the transfer of the recessed portions is enlarged by biaxial stretching and appears on the product film. Furthermore, if Rmax is less than 1.0, it is difficult to produce a material with N≧10. For the above reasons
Rmax must be 1.0 μm≦Rmax≦6.0 μm as described above. In the case of conventional rolls, the following methods 1 to 3 are used to roughen the surface of the roll. That is, the first method is one type of blasting method, the second method is a polishing method, and the third method is a method in which further precision finishing is performed after the first or second method. These first to third methods all allow a large finishing allowance and are finished with a small number of recesses. On the other hand, the following fourth to sixth methods can be considered as surface roughening finishing methods when forming the roll used in the apparatus of the present invention. In other words, the fourth method is to perform precision finishing such as super finishing with a small finishing margin after polishing with a grindstone with relatively large roughness while strictly controlling the finishing margin, and the fourth method is to perform the above-mentioned precision finishing after blasting. 5, and a 6th method that is a combination of both methods. In the above explanation, the finishing allowance is the amount of the portion to be removed by polishing or the like. The above-mentioned first to third methods all have a large finishing allowance, the first and second methods leave the surface as rough, and the third method is different from the first or second method. Since the finishing allowance for precision finishing after step 2 is large, the deep recesses created by the first and second methods are lost, and the number of deep recesses is small. On the other hand, in the fourth to sixth methods, the height of the recesses is made to a desired value by performing super finishing with a small finishing allowance while leaving many recesses by polishing or blasting. Therefore, with the first to third methods, it is not possible to form a roll that satisfies the requirements for the roll used in the apparatus of the present invention, but with the fourth to sixth methods, etc., it is possible to form a roll. Of course, the finishing methods are not limited to the fourth to sixth finishing methods, and any method may be used as long as it forms a rough surface that satisfies the requirements of the present invention, such as the above-mentioned Rmax value, number of recesses, height of convex parts, etc. But that's fine. The cross-sectional curve of the roll finished in this manner and used in the apparatus of the present invention is as shown in FIG. As shown in this figure, the roll of the present invention has no high protrusions and many fine concave parts. Incidentally, FIG. 2 shows a cross-sectional curve of a conventional roll. [Example] Next, examples of the present invention (Examples 1 to 3) and comparative examples of conventional products (Comparative Examples 1 to 6) are shown in the table.
〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕
本発明の熱可塑性樹脂シートの延伸装置によれ
ば樹脂のガラス転移温度以上にロールを加熱して
もロールとシート又はフイルムとの粘着現象が発
生することなく又擦り傷が生ずることもない。し
たがつて厚み斑のない粘着によるムラのない擦り
傷もない２軸延伸フイルムが得られる。
According to the thermoplastic resin sheet stretching apparatus of the present invention, even if the roll is heated above the glass transition temperature of the resin, no adhesion phenomenon occurs between the roll and the sheet or film, and no scratches occur. Therefore, a biaxially stretched film with no uneven thickness, no unevenness due to adhesion, and no scratches can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明の延伸装置に用いる粗面化仕上
ロールの断面曲線を示す図、第２図は従来のロー
ルの断面曲線を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional curve of a roughened finishing roll used in the stretching apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional curve of a conventional roll.