JPH06285892A - 冷却方法及び膜厚制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベルト式樹脂成形方法において、幅方向の膜
厚と透明度を均一にして、高品質な成形樹脂フィルムを
安定して製造することを可能にする。 【構成】 ベルト式樹脂成形方法において、ベルトの背
面に設けられた面状静圧摺動体４ａにベルトの幅方向に
線状に並んだ噴水ノズル又は噴水スリット２３と、同じ
くベルトの幅方向に線状に並んだ排水ノズル又は排水ス
リット２４をベルトの走行方向に交互に設けてなるもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一対のベルト間にて薄膜
の樹脂フィルム、樹脂シートを成形するベルト式樹脂成
形方法における冷却方法及び膜厚制御方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル、ポリプロピレンなどの熱
可塑性樹脂を、フィルム、シートなどに製膜するには、
種々の方法が採られているが、特にフィルム、シートに
透明性が要求される場合には、表面を平滑にすると共
に、冷却過程で生ずる結晶化を極力阻止するために、急
速に冷却する必要があり、従来から所謂ベルト式樹脂成
形方法が用いられることがある。図９はベルト式樹脂成
形方法を概念的に示したもので、１は溶融樹脂を膜状に
押し出すダイ、２は溶融樹脂、３，３’は外表面が鏡面
仕上げされた金属ベルト、４，４’は図示しない構造体
に固定され、金属ベルト４，４’の背面に設けられてい
る面状静圧摺動体、５，５’は駆動ローラ、６，６’は
従動ローラで、共に図示しない軸受で回動自在に固定さ
れている。７は駆動モータで、図示しない構造体に固定
されており、駆動軸、歯車等の手段で駆動ローラ５，
５’を駆動する。

【０００３】図１０は金属ベルト３，３’を冷却する機
構を説明するために図９における面状静圧摺動体４，
４’のＡ〜Ａ断面を示したもので、溶融樹脂２、金属ベ
ルト３，３’、面状静圧摺動体４，４’は図９と同じで
あるので説明を省略する。８，８’は面状静圧摺動体
４，４’の表面に加工された多数の噴水ノズル、９，
９’は同じく面状静圧摺動体４，４’の端部近くに設け
られたシールノズル、１０，１０’は排水溝であり、シ
ールノズル９，９’、排水溝１０，１０’は面状静圧摺
動体４，４’の他端にも設けられているが、機構、作用
が同じであるので説明を省略する。１１はノズル８に供
給する冷却水の圧力調整弁、１２はシールノズル９に供
給する冷却水の圧力調整弁、１３は給水ポンプ、１４は
排水ポンプ、１５はデミスター、１６は圧力調整弁、１
７は液柱である。また図示しないが、ノズル８’、シー
ルノズル９’に供給する冷却水の供給系、排水溝１０’
からの排水系も同様になっている。

【０００４】以上の従来装置について作用を説明する
と、図９においてダイ１から溶融樹脂２が膜状に押し出
され、対向する金属ベルト３，３’の間隙に到達する。
このとき金属ベルト３，３’は駆動ローラ５，５’及び
従動ローラ６，６’で張力が与えられているので、駆動
モータ７によって駆動ローラ５，５’が矢印の方向に回
転すれば、金属ベルト３，３’は矢印の方向に動き、溶
融樹脂２は金属ベルト３，３’の間に引き込まれ、面状
静圧摺動体４，４’によって金属ベルト３，３’を介し
て左右から挟圧されると同時に急冷される。

【０００５】この冷却機構を図１０で説明すると、給水
ポンプ１３によって供給される冷却水は、圧力調整弁１
１を経て多数のノズル８から噴出する。同じく給水ポン
プ１３によって供給される冷却水は分岐されて圧力調整
弁１２を通り、シールノズル９から内側に向けて噴出す
る。多数の噴水ノズル８から噴出した冷却水は、シール
ノズル９からの噴出水によって外側に漏れるのを防がれ
るため、排水溝１０、デミスター１５を経て排水ポンプ
１４で吸引される。この際、吸引力は圧力調整弁１６で
一定に保たれ、過剰な吸引力は液柱１７で防止される。
以上は面状静圧摺動体４の一端部での作用を説明した
が、他端部における面状静圧摺動体４’でも同様の作用
が起こる。この結果として、金属ベルト３，３’が一定
の水圧で押圧されると同時に強制冷却されるので、金属
ベルト３，３’に挟まれている溶融樹脂２は、金属ベル
ト３，３’の鏡面仕上げされた表面が転写されると共
に、熱が奪われて固化する。再び図９に戻ると、溶融樹
脂２は、金属ベルト３，３’に挟圧されながら下方に移
動するうちに完全に固化するが、前述の作用により、表
面が十分平滑になると共に、急冷によって結晶化が阻止
されるために、透明度の高いフィルム、シートを得るこ
とができると言われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のベルト式樹脂成
形方法の冷却機構の欠点を図１１で説明する。図１１は
図１０と同様、面状静圧摺動体４，４’の断面を示した
もので、各部分の名称、作用は図１０と同じであるので
説明を省略する。なお、１８，１８’は冷却水の流れを
示す矢印である。従来の冷却機構は、面状静圧摺動体４
の幅方向（対面する金属ベルト３の走行方向に対し直角
の方向）に対して、内側に多数の噴水ノズル８を配し、
両端に排水溝１０を配した構造になっている。このた
め、例えば噴水ノズル８の中央付近から噴出した冷却水
は、矢印１８に示すように金属ベルト３を冷却しながら
端部方向に移動し、排水溝１０に流れ込む。この間、冷
却水は金属ベルト３から熱を奪って次第に水温が上昇す
るため、冷却能力が次第に低下し、結晶化抑制効果も低
下するので、結果としてフィルム、シートの透明度が、
幅方向で変化する不具合が生じる。これを防ぐには、幅
方向に冷却能力を均一にする必要があり、噴水ノズル８
のノズル径を調整して、中央部から端部に行くに従って
噴出水量が次第に多くなるような分布にしなければなら
なかった。

【０００７】しかし一方、いかなる噴出水量分布でも、
噴出水は端部方向に流れるに従って次第に合流して水膜
厚が増えるので、今度はフィルム、シートの膜厚が幅方
向に不均一になり、これを調整するには更に面状静圧摺
動体４，４’の表面形状を修正しなければならないな
ど、事実上、透明度と膜厚が共に均一なフィルム、シー
トを得るのは不可能であった。また従来のベルト式樹脂
成形方法は、膜厚を局部的に外部から制御する機構がな
いので、何らかの外乱で膜厚が変動した場合に対処する
ことが出来ず、高品質なフィルム、シートを安定して製
造することも不可能であった。従って本発明はこれら従
来のベルト式樹脂成形方法が有する課題を解決して、い
かなる状況にてもベルトの幅方向、即ち成形樹脂フィル
ムの幅方向において、膜厚が均一で透明度も均一な高品
質なフィルム、シートを安定して製造することを可能に
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、ベル
ト式樹脂成形方法において、ベルトの背面に設けられた
面状静圧摺動体にベルトの幅方向に線状に並んだ噴水ノ
ズル又は噴水スリットと、同じくベルトの幅方向に線状
に並んだ排水ノズル又は排水スリットをベルトの走行方
向に交互に設けてなるもので、これを課題解決のための
手段とするものである。また本発明は、ベルト式樹脂成
形方法において、ベルトの背面に設けられた面状静圧摺
動体にベルトの幅方向に線状に並んだ噴水ノズル又は噴
水スリットをベルトの幅方向に分割して設け、それぞれ
の分割された噴水ノズル群或いは分割された噴水スリッ
トに独立した複数の給水系を設けるか、或いはベルトの
走行時にベルトの幅方向に対して同じ位置にある噴水ノ
ズル群或いは分割噴水スリットに共通した複数の給水系
を設け、別に設けた膜厚測定手段からの情報で、各々の
給水系の水圧を調整してなるもので、これを課題解決の
ための手段とするものである。

【０００９】

【作用】本発明は前記手段によって面状静圧摺動体にお
いて噴水口から水圧、水量とも幅方向にほぼ均等な冷却
水が噴出し、金属ベルトを冷却した後、直ちに隣接する
排水口から排出される。このため水膜厚分布、冷却能力
分布は共に金属ベルトの幅方向に均一で、金属ベルトの
走行方向には不均一になるが、走行方向の不均一は金属
ベルトの移動によって平均化されるため、結果として透
明度、膜厚とも均一なフィルム、シートを得ることがで
きる。また噴水ノズル又はスリットを独立して分割した
場合は、膜厚の大きい位置に相当する給水路の水圧を上
げることによって、噴水ノズル、又は噴水スリット分割
口からの冷却水圧が増し、金属ベルトが押されるので、
結果的にその部分のフィルム、シート膜厚は小さくな
る。また逆に膜厚の小さい位置に相当する給水路の水圧
を下げれば、噴水ノズル又は噴水スリットの分割口から
の冷却水圧が減少し、金属ベルト押圧力は小さくなるの
で、結果的にその部分のフィルム、シート膜厚は大きく
なる。従って別に設けたフィルム、シート膜厚測定器の
情報をもとに給水路の水圧を制御することで種々の外乱
があった場合でも、膜厚が均一なフィルム、シートを安
定して製造することが出来る。

【００１０】

【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図１は本発明の第１実施例を示す。本実施例は図
９、図１０で説明した従来のベルト式樹脂成形方法のう
ち、面状静圧摺動体４ａの構造について提案するもの
で、面状静圧摺動体４ａ以外の構造、作用は従来方法と
全く同様である。図１は面状静圧摺動体４ａの金属ベル
ト３に面する方向から見た正面図であり、図２は図１の
Ｂ〜Ｂ’断面図である。図において２０は冷却水の給水
管、２１は給水管２０から分岐した複数の給水分岐管、
２２はそれぞれの給水分岐管２１に接続して面状静圧摺
動体４ａの内部に形成された複数の導水孔、２３はそれ
ぞれの導水孔２２に接続し、面状静圧摺動体４ａの幅方
向にほぼ一定の間隙を持った複数の噴水スリット、２４
は面状静圧摺動体４ａの幅方向にほぼ一定の間隔を持
ち、複数の噴水スリット２３にそれぞれ隣接して設けら
れた複数の排水スリット、２５は排水スリット２４に接
続して面状静圧摺動体４ａの内部に形成された複数の排
水孔、２６はそれぞれの排水孔２５に接続する複数の排
水分岐管、２７は複数の排水分岐管２６を統合した排水
管である。なお、矢印３０は給水の方向、矢印３１は排
水の方向、矢印３２は金属ベルト３の移動方向を示す。
また図１には図示しないが、給水管２０は図１０に示す
のものと同様に圧力調整弁１１に接続しており、給水ポ
ンプ１３によって安定的に冷却水が供給されるし、排水
管２７は同じく図１０に示すものと同様にデミスター１
５に接続しており、一定の排水圧に保たれる。

【００１１】次に以上の如く構成された実施例について
作用を説明すると、給水管２０に矢印３０のように供給
される冷却水は、それぞれの給水分岐管２１に分岐さ
れ、導水孔２２、噴水スリット２３を経て金属ベルト３
と面状静圧摺動体４ａの間隙に噴出する。噴出した冷却
水は両者の摺動を潤滑すると同時に、金属ベルト３を冷
却した後、隣接して設けられている排水スリット２４に
入り、排水孔２５、排水分岐管２６、排水管２７を経て
矢印３１のように排水される。

【００１２】次に本発明の第２実施例を図３及び図４に
ついて説明すると、図３は本発明によるベルト式樹脂成
形方法の正面図、図４は側面図である。なお、図４では
説明を容易にするために金属ベルトの一部を切断して示
してある。また図５はフィルム、シート膜厚測定器の部
分の平面図である。図３、図４及び図５において、１は
溶融樹脂を膜状に押し出すダイ、２は溶融樹脂、２’は
フィルム、シート、３，３’は外表面が鏡面仕上げされ
た金属ベルト、４ｂ，４ｂ’は図示しない構造体に固定
され、金属ベルト３，３’の背面に設けられている面状
静圧摺動体、５，５’は駆動ローラ、６，６’は従動ロ
ーラであり、これらは前記図９に示すものと同一であ
る。また駆動ローラ５，５’、従動ローラ６，６’共に
図示しない軸受に回動自在に固定されている。７は駆動
モータで、図示しない構造体に固定されており、駆動
軸、歯車等の手段で駆動ローラ５，５’を駆動する。２
７は排水管、２８は複数の圧力調整弁、２９は複数の圧
力調整弁２８を制御するための制御ケーブル、３０は冷
却水の流れを示す矢印、３１は排水の流れを示す矢印で
ある。また３３は放射線カウンター、３４は放射線発生
器、３５は移動架台、３５’は移動架台３５の一部で、
先端に放射線カウンター３３を固定した保持腕、３５”
は同じく移動架台３５の一部で、先端に放射線発生器３
４を固定した保持腕で、フィルム、シート２’を挟んだ
両側で放射線カウンター３３と放射線発生器３４を相対
位置一定の状態で保持している。３６は移動架台３５を
摺動可能に保持する摺動台、３７は摺動台３６に固定さ
れ、ボールネジ等の手段で移動架台３５を移動させるモ
ータ、３８はモータ３７に固定され、放射線カウンター
３３及び放射線発生器３４の位置を測定するためのエン
コーダ、３９は放射線カウンター３３の情報を伝える信
号ケーブル、４０はエンコーダ３８の情報を伝える信号
ケーブル、４１はエンコーダ３８と放射線カウンター３
３の情報を基にフィルム、シート２’の膜厚分布を判定
し、複数の圧力調整弁２８に指令を出す制御装置であ
る。

【００１３】次に面状静圧摺動体４ｂの詳細について図
６〜図８で説明する。図６は面状静圧摺動体４ｂを金属
ベルト３に接する方向から見た正面図であり、図８は図
６のＣ〜Ｃ断面図、図７は図６のＤ〜Ｄ断面図である。
図において３は金属ベルト、４ｂは面状静圧摺動体の本
体、２１は面状静圧摺動体の本体４ｂの背面に固定され
た複数の給水分岐管、２２はそれぞれの給水分岐管２１
に接続するかたちで面状静圧摺動体の内部にＬ形に設け
られた複数の給水孔、２２’は給水孔２２から更に分岐
し、冷却水が流れるに従って図７に示されるように幅方
向は次第に広く、縦方向は図８に示されるように次第に
狭く整流する複数の導水孔、２３は複数の導水孔２２’
にそれぞれ接続した複数の噴水スリットで面状静圧摺動
体４ｂの幅方向に互いに接して列状をなしており、幅方
向の同じ位置にある噴水スリットは共通の給水孔２２か
ら冷却水を供給される。

【００１４】２４は複数の排水スリットで、面状静圧摺
動体４ｂの縦方向に前記の列状噴水スリットと交互に配
置されいてる。２５は複数の排水スリット２３にそれぞ
れ接続した複数の排水孔、２６は複数の排水孔２５にそ
れぞれ接続した状態で面状静圧摺動体の本体４ｂの側面
に固定された複数の排水分岐管、２７は複数の排水分岐
管２６を統合する排水管、２８は複数の給水分岐管２１
に至る給水路の途中に設けられた複数の圧力調整弁、２
９は複数の圧力調整弁２８をそれぞれ単独に制御するた
めの信号ケーブル、３０は冷却水の給水方向を示す矢
印、３１は排水の方向を示す矢印、３２は金属ベルト３
の移動方向を示す矢印である。また図８には図示しない
が、給水分岐管２１は図１０に示す圧力調整弁１１に接
続しており、給水ポンプ１３によって安定的に冷却水が
供給され、排水管２７は同じく図１０に示すデミスター
１５に接続しており、一定の排圧に保たれる。

【００１５】次に以上の如く構成された実施例について
作用を説明すると、図３において従来のベルト式樹脂成
形方法と同様にダイ１から溶融樹脂２が膜状に押し出さ
れ、対向する金属ベルト３，３’の間隙に到達する。こ
のとき金属ベルト３，３’は駆動ローラ５，５’及び従
動ローラ６，６’で張力が与えられているので、駆動モ
ータ７によって駆動ローラ５，５’が矢印の方向に回転
すれば、金属ベルト３，３’は矢印の方向に動くので、
溶融樹脂２は金属ベルト３，３’の間に引き込まれ、面
状静圧摺動体４ｂ，４ｂ’によって金属ベルト３，３’
を介して左右から挟圧されると同時に急冷され、固化し
たフィルム、シート２’がフィルム、シート膜厚測定器
に到達する。フィルム、シート膜厚測定器は、放射線カ
ウンター３３と放射線発生器３４とをフィルム、シート
２’を挟んで対向させてあり、放射線発生器３４からの
放射線はフィルム、シート２’を透過後、放射線カウン
ター３３に到達するが、放射線がフィルム、シート２’
を透過する際、フィルム、シート膜厚にほぼ比例した放
射線量がフィルム、シート２’に吸収されるため、放射
線カウンター３３のカウント量からフィルム、シート膜
厚を知ることができる。また放射線カウンター３３と放
射線発生器３４は図４に示すようにそれぞれ保持腕３
５’，３５”を介して移動架台３５に固定されているの
で、モータ３７によって摺動台３６に沿って移動架台３
５を移動させ、その位置をエンコーダ３８で計測すれ
ば、フィルム、シート２’の幅方向各位置の膜厚を知る
ことができる。

【００１６】面状静圧摺動体４ｂでは、図６、図７及び
図８に示されるように矢印３０で示される方向から供給
される冷却水は、複数の流路に分岐した後、それぞれの
圧力調整弁２８を通り、給水分岐管２１、給水孔２２を
経て複数の導水孔２２’に更に分岐し、噴水スリット２
３から金属ベルト３と面状静圧摺動体４ｂの間隙に噴出
し、両者の摺動を潤滑すると同時に、金属ベルト３を冷
却した後、隣接して設けられている排水スリット２４に
入り、排水孔２５、排水分岐管２６、排水管２７を経て
矢印３１のように排水される。また図４において制御装
置４１は、放射線カウンター３３から信号ケーブル３９
を経て得られるフィルム、シート膜厚情報と、エンコー
ダ３８から信号ケーブル４０を経て得られる位置情報と
を総合し、比較的膜厚が薄い位置に対応する圧力調整弁
２８の圧力を下げ、比較的膜厚が厚い位置に対応する圧
力調整弁２８の圧力を上げるよう信号ケーブル２９を通
じて指令を出すように構成されている。

【００１７】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明による
と、冷却水は噴水スリットから面状静圧摺動体の幅方向
に対してほぼ均等に噴出し、金属ベルトと面状静圧摺動
体の間隙を縦方向に流れた後、直ちに隣接した排水スリ
ットから排水されるので、別の噴水スリットから噴出し
た冷却水同士の不安定な合流が極小になり、水膜厚分布
と冷却能力分布は、面状静圧摺動体の縦方向には不均一
になるが、幅方向にはほぼ均一になる。縦方向の不均一
さは金属ベルトの移動によって平均化されるため、本発
明による面状静圧摺動体を図９に示すベルト式樹脂成形
方法に使用すれば、膜厚、透明度ともに均一なフィル
ム、シートを得ることが出来る。また噴水ノズル又はス
リットを独立して分割した場合、それぞれの排水スリッ
ト、排水孔、排水分岐管、排水管内の水圧は一定に保た
れているので、特定の圧力調整弁の圧力を下げれば、同
じ給水孔から分岐した全ての導水孔、更には噴水スリッ
トの水圧が低下し、面状静圧摺動体の縦方向に金属ベル
トに対する押圧力が低いゾーンが出現する。このためこ
のゾーンで固化したフィルム、シートの膜厚は大きくな
る。また特定の圧力調整弁の圧力を上げれば、同じ給水
孔から分岐した全ての導水孔、更には噴水スリットの水
圧が上昇し、面状静圧摺動体の縦方向に金属ベルトに対
する押圧力が高いゾーンが出現して、このゾーンで固化
したフィルム、シートの膜厚は小さくなる。故に、外乱
によってフィルム、シート膜厚が幅方向に不均一になっ
た場合でも、このフィードバック機能によって常に安定
して膜厚が均一なフィルム、シートを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施する第１実施例を示す装置
の正面図である。

【図２】図１のＢ〜Ｂ断面図である。

【図３】本発明の同第２実施例を示すベルト式樹脂成形
方法の正面図である。

【図４】図３の側面図である。

【図５】フィルム、シート膜厚測定器の部分平面図であ
る。

【図６】本発明の同第３実施例を示す正面図である。

【図７】図６のＤ〜Ｄ断面図である。

【図８】図６のＣ〜Ｃ断面図である。

【図９】ベルト式樹脂成形方法を実施する装置を概念的
に示した正面図である。

【図１０】ベルト式樹脂成形方法の冷却機構を示す図９
のＡ〜Ａ断面図である。

【図１１】図１０と同様で、フィルム、シートの膜厚な
不均一となった従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ダイ ２ 溶融樹脂 ２’ フィルム、シート ３，３’ 金属ベルト ４ａ，４ａ’，４ｂ，４ｂ’ 面状静圧摺動体 ５，５’ 駆動ローラ ６，６’ 従動ローラ ７ 駆動モータ ８，８’ 噴水ノズル ９，９’ シールノズル １０，１０’ 排水溝 １１ 圧力調整弁 １２ 圧力調整弁 １３ 給水ポンプ １４ 排水ポンプ １５ デミスター １６ 圧力調整弁 １７ 液柱 ２０ 給水管 ２１ 給水分岐管 ２２ 導水孔 ２３ 噴水スリット ２４ 排水スリット ２５ 排水孔 ２６ 排水分岐管 ２７ 排水管 ２８ 圧力調整弁 ２９ 制御ケーブル ３３ 放射線カウンター ３４ 放射線発生器 ３５ 移動架台 ３５’ 保持腕 ３５” 保持腕 ３６ 摺動台 ３７ モータ ３８ エンコーダ ３９ 信号ケーブル ４０ 信号ケーブル ４１ 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルト式樹脂成形方法において、ベルト
   の背面に設けられた面状静圧摺動体にベルトの幅方向に
   線状に並んだ噴水ノズル又は噴水スリットと、同じくベ
   ルトの幅方向に線状に並んだ排水ノズル又は排水スリッ
   トをベルトの走行方向に交互に設けたことを特徴とする
   冷却方法。
2. 【請求項２】 ベルト式樹脂成形方法において、ベルト
   の背面に設けられた面状静圧摺動体にベルトの幅方向に
   線状に並んだ噴水ノズル又は噴水スリットをベルトの幅
   方向に分割して設け、それぞれの分割された噴水ノズル
   群或いは分割された噴水スリットに独立した複数の給水
   系を設けるか、或いはベルトの走行時にベルトの幅方向
   に対して同じ位置にある噴水ノズル群或いは分割噴水ス
   リットに共通した複数の給水系を設け、別に設けた膜厚
   測定手段からの情報で、各々の給水系の水圧を調整する
   ことを特徴とする膜厚制御方法。