JPH08207120A

JPH08207120A - 熱可塑性樹脂シートの製造方法及び製造装置

Info

Publication number: JPH08207120A
Application number: JP7314645A
Authority: JP
Inventors: Touchi Anzai; 悼知安斎; Takeshi Yamanaka; 健山中; Kimio Tagano; 喜美夫多賀野
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 1996-08-13

Abstract

(57)【要約】【課題】溶融熱可塑性樹脂シートを回転冷却体上で冷
却、成形するに際し、とくに薄膜シートを高速でかつ安
定して成形できる、二軸延伸プラスチックフイルムのキ
ャストに用いて好適な、熱可塑性樹脂シートの製造方法
および製造装置を提供する。【解決手段】溶融熱可塑性樹脂を口金４のスリット状
吐出口４ａから回転冷却体８上にシート状に吐出し、該
溶融熱可塑性樹脂シート２を回転冷却体８上で冷却、成
形するに際し、口金４から吐出される溶融熱可塑性樹脂
シート２を、実質的に回転冷却体８の表面より浮上させ
ることを特徴とする、熱可塑性樹脂シートの製造方法及
び製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂をス
リット状吐出口を有する口金より、表面が周回する回転
冷却体上に吐出してシートを成形する熱可塑性樹脂シー
トの製造方法及び製造装置に関する。さらに詳しくは、
成形された未延伸の熱可塑性樹脂シートを二軸に延伸す
るプラスチックフイルムの製造に用いて好適な方法及び
装置に関し、厚みむらおよび滑り性に優れた極薄膜のプ
ラスチックフイルムを高速で製造するのに好適な方法及
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂からなるフイルムの製造に
おいては、通常、押出機などを用いて原料となる熱可塑
性樹脂を溶融し、口金よりシート状に吐出し急冷固化さ
せることにより未延伸シートを得、この後縦方向及び横
方向の二軸方向に適当な温度、倍率で延伸し、適当な温
度の熱処理を施して薄膜のフイルムとし、それを巻き芯
にロール状に巻き取って製品としている。この製膜プロ
セスの中で、如何に高い品質のフイルムを如何に生産性
良く製造できるかが課題であり、往々にしてこれらの課
題は共存し難く、例えば品質を上げると生産量が落ちた
り、または逆の関係になったりすることがある。上記の
ような製膜プロセスにおいては、回転冷却体の速度（周
速）が生産量を左右する最も大きな要素の一つとなる
が、特に熱可塑性樹脂シートの製造にあっては、溶融ポ
リマーを回転冷却体上に吐出して急冷するときに種々の
欠点がでるため、容易には回転冷却体の速度を上げられ
ないという問題がある。

【０００３】これは主に回転冷却体と熱可塑性樹脂シー
トの密着の問題に起因している。この密着を良くして冷
却を効率よくやる方法として各種の提案がなされている
が、この目的に沿う方法は、次の４種に大別できる。

【０００４】第１の方法は、静電気的に熱可塑性樹脂シ
ートを回転冷却体に押し付けて密着させる方法で、静電
印加法と呼ばれる方法である（特公昭３７−６１４２
号、特公平４−５５３７０号公報等）。

【０００５】第２の方法は、静電印加法を適用しにくい
熱可塑性樹脂を成形する場合等に、空気ジェットを吹き
付ける方法（特公昭５２−１２３４５２号公報等）、ま
たは、空気の静圧を利用してシートを回転冷却体に押し
付ける方法（特公昭５２−１８２３０号公報等）、ある
いは、熱可塑性樹脂シートの引き取りと反対側からノズ
ルを用いて空気吸引し、発生した負圧を利用する方法
（特公昭５１−４１０５３号公報等）等である。

【０００６】第３の方法は、回転冷却体の表面に水など
の液滴を塗布し、その界面力を利用して熱可塑性樹脂シ
ートを回転冷却体表面に密着させる方法である（特公昭
５２−６５５６４号公報等）。

【０００７】第４の方法は、溶融熱可塑性樹脂シートを
急冷するのに回転冷却体を使用しないか、使用するとし
てもある程度成形が進んでから使用する方法で、成形時
の冷却を空冷または水冷などにより気体または液体を直
接ポリマーに接触させて行う方法である（特公昭６２−
４５８１１号公報等）。さらに、これら４種の方法が適
宜併用されることもある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来方法は、いずれも、速度を上げたり条件を強化する
と品質欠点が生じるために、それを改良する方法として
各種の手段を講じているものである。

【０００９】ところが最近、プラスチックフイルムをよ
り一層薄く成形することが望まれつつあり、前述の如き
熱可塑性樹脂シートを回転冷却体に密着させる成形方法
では薄膜そのもののを得ることが難しくなりつつあり、
全く新しい方法を見つける必要が生じてきた。薄膜化に
当たって前述の４つの方法における問題を例示すると次
のようなものである。第１の方法では、薄膜に放電して
しまう。第２の方法では、薄膜を安定させる条件が狭く
厳しい。第３の方法では、界面力が強すぎて薄膜を引き
剥すときに破れてしまう。第４の方法では、シートが固
定されていないので薄膜の揺らぎによって冷却むら、厚
みむら等が生じ、それによって品質が悪化する、などで
ある。

【００１０】本発明者らは、かかる問題を解決するため
に鋭意研究した結果、熱可塑性樹脂を吐出した後にある
一定距離の間、表面が移動する回転冷却体に接触させな
いで、シートを回転冷却体から浮上させて展張すること
により成形し、その後縦方向及び横方向の二軸に延伸し
熱処理して、ロール状に巻き取ることによって、薄膜で
高品質のフイルムを、高速で生産できることを見い出し
本発明に達した。

【００１１】すなわち本発明の目的は、溶融熱可塑性樹
脂シートを回転冷却体上で冷却、成形するに際し、とく
に薄膜シートを高速でかつ安定して成形できる、二軸延
伸プラスチックフイルムのキャストに用いて好適な、熱
可塑性樹脂シートの製造方法および製造装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
熱可塑性樹脂シートの製造方法は、溶融熱可塑性樹脂を
口金のスリット状吐出口から回転冷却体上にシート状に
吐出し、該溶融熱可塑性樹脂シートを回転冷却体上で冷
却、成形するに際し、口金から吐出される溶融熱可塑性
樹脂シートを、実質的に回転冷却体の表面より浮上させ
ることを特徴とする方法からなる。この溶融熱可塑性樹
脂シートの浮上は、たとえば、前記口金の吐出口と回転
冷却体の中心とを結ぶ線に対し、回転冷却体の回転方向
に前記口金の吐出口から３０°以上離れた位置まで実質
的に回転冷却体の表面より浮上させることにより行われ
る。

【００１３】また、本発明に係る熱可塑性樹脂シートの
製造装置は、溶融熱可塑性樹脂を口金のスリット状吐出
口から回転冷却体上にシート状に吐出し、該溶融熱可塑
性樹脂シートを回転冷却体上で冷却、成形する装置にお
いて、口金から吐出される溶融熱可塑性樹脂シートを、
実質的に回転冷却体の表面より浮上させるシート浮上手
段を設けたことを特徴とするものからなる。このシート
浮上手段は、たとえば、前記溶融熱可塑性樹脂シート
を、前記口金の吐出口と回転冷却体の中心とを結ぶ線に
対し、回転冷却体の回転方向に前記口金の吐出口から３
０°以上離れた位置まで実質的に回転冷却体の表面より
浮上させるシート浮上手段からなる。

【００１４】上記溶融熱可塑性樹脂シートを所定位置ま
で浮上させるシート手段としては、口金から吐出される
溶融熱可塑性樹脂シートと回転冷却体の表面との間に、
回転冷却体の回転方向に向けて、溶融熱可塑性樹脂シー
トを回転冷却体の表面より浮上させる気体を供給する手
段からなることが好ましい。より具体的には、口金後
方、つまり溶融熱可塑性樹脂シートの反引取側の位置
に、上記気体を供給するノズル手段等を設ける。

【００１５】この場合、口金の吐出口の位置としては、
回転冷却体の中心の鉛直上方に対し、回転冷却体の回転
方向に±４５°（＋はシート引取側、−はシート引取側
の反対側を示す）、好ましくは＋１５°、−４５°の範
囲内にあることが望ましい。

【００１６】上記供給気体は、溶融熱可塑性樹脂シート
に対し不活性の気体であることが好ましく、該不活性の
気体としては、空気、窒素、酸素、二酸化炭素やこれら
の混合気体等を用いることができる。これら不活性の気
体、あるいはその一部、又はこれらを組み合わせた気体
が、上記ノズル手段および／又は移動する回転冷却体の
表面に随伴する空気流を利用して供給され、該供給気体
を利用して溶融熱可塑性樹脂シートが所定位置まで浮上
される。

【００１７】この供給気体による溶融熱可塑性樹脂シー
トの浮上を確実に行わしめるためには、溶融熱可塑性樹
脂シートの幅方向両端部を回転冷却体表面に密着させ、
その間のシート中央部位置に、少なくとも、上記供給気
体を回転冷却体の回転方向に３０°以上離れた位置まで
送給し、供給気体を溶融熱可塑性樹脂シートの幅方向に
対してシールできるようにすることが好ましい。つま
り、上記前記溶融熱可塑性樹脂シートの幅方向両端部を
該シート長手方向に沿って前記回転冷却体の表面に強制
的に密着させ、該溶融熱可塑性樹脂シートの幅方向中央
部を、前記供給気体により、少なくとも、前記口金の吐
出口と回転冷却体の中心とを結ぶ線に対し、回転冷却体
の回転方向に３０°以上離れた位置まで回転冷却体の表
面より浮上させる、前記供給気体の溶融熱可塑性樹脂シ
ート幅方向へのシール手段が設けられていることが好ま
しい。

【００１８】溶融熱可塑性樹脂シートの幅方向両端部を
回転冷却体の表面に密着させ、該両端部間に供給された
気体をシート幅方向にシールする手段としては、たとえ
ば、静電印加手段、液膜あるいは液滴付与手段、空気吹
き付け手段が挙げられる。

【００１９】上記静電気力を利用するシール手段、つま
り静電気印加装置は、電極が針状又はワイヤー状あるい
はブレード状のもので、回転冷却体の表面に対向させ
て、シートの両端部上にその長手方向に沿って設けられ
る。この場合、熱可塑性樹脂シートの製品となる部分の
厚みがｔ（μｍ）のとき２０×ｔ^1/2（μｍ）より厚い
シート両端部部分に対し電極を設置して静電印加するこ
とが好ましい。

【００２０】また、液膜あるいは液滴を付与する手段で
は、溶融熱可塑性樹脂シートの両端部に対応する回転冷
却体の表面上に液膜又は液滴が付与され、それを介して
シートの両端部が長手方向に沿って回転冷却体表面に密
着されて、密着された両端部間に供給された気体がシー
ト幅方向にシールされる。液の種類としては、水、アル
コール、パラフィン、界面活性剤等またはこれらの混合
物を用いることができ、噴霧法、結露法、塗布法等によ
り液膜あるいは液滴の形態で付与される。

【００２１】成形シートを回転冷却体から引き離した
後、再び溶融熱可塑性樹脂シートを回転冷却体上に吐出
するまでの位置において、回転冷却体の表面上に残留し
ている液膜又は液滴を除去する手段を設けてもよい。

【００２２】さらに、空気吹き付け手段においては、溶
融熱可塑性樹脂シートの両端部上方に、該シートの長手
方向に沿って、空気を吹き付けるノズル等の手段が設け
られ、吹き付け空気によってシート両端部が回転冷却体
の表面上に押圧、密着され、密着された両端部間に供給
された気体がシート幅方向にシールされる。

【００２３】上記のような静電気印加手段、液膜あるい
は液滴付与手段、空気吹き付け手段は、それぞれ単独で
用いられてもよいが、これらを２つまたは３つ併用して
もよい。

【００２４】本発明は、とくに薄膜シートの製造装置に
適用して最適なものであり、冷却、成形される熱可塑性
樹脂シートの厚みとして、０．２ｍｍ以下のものに適用
して特に効果の大きいものである。

【００２５】また、適用する熱可塑性樹脂の種類として
は、とくに限定されないが、ポリエチレンテレフタレー
ト等に用いて好適である。

【００２６】また、成形後の熱可塑性樹脂シートの結晶
化度が１〜１０％であることが好ましく、回転冷却体の
表面温度としては、１５℃〜熱可塑性樹脂のガラス転移
温度−５℃の範囲にコントロールされることが好まし
い。さらに、前記供給気体の温度としては、１５℃〜熱
可塑性樹脂のガラス転移温度＋５０℃の範囲にコントロ
ールされることが好ましい。

【００２７】このような熱可塑性樹脂シートの製造方法
及び製造装置は、とくに二軸延伸プラスチックフイルム
製造工程のキャスト工程に適用して好適なものであり、
前記溶融熱可塑性樹脂シート成形後に、成形された熱可
塑性樹脂シートが、逐次又は同時二軸延伸法により二軸
に延伸される。延伸された後には、適当な温度で熱固定
され、二軸延伸フイルムとして巻芯にロール状に巻き取
られる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施態
様を、図面を参照して説明する。図１および図２は、本
発明の一実施態様に係る熱可塑性樹脂シートの製造装置
を示している。押出機（図示せず）によって溶融され押
し出された熱可塑性樹脂２（溶融熱可塑性樹脂シート）
はスリット状の吐出口４ａを有する広幅の口金４から、
表面が移動する回転冷却体８上にシート状に吐出され
る。吐出された熱可塑性樹脂２は引き取りと反対側に設
けられたノズル２１から供給される、溶融熱可塑性樹脂
シートに対して不活性のガス５ａおよび／または回転冷
却体８の表面に随伴している空気５ｂの巻き込みによっ
て、回転冷却体８の表面上に浮上して展張され、熱可塑
性樹脂シート部分３ａとなる。一方、同じく吐出された
熱可塑性樹脂２の両端部側は、静電印加装置または空気
圧を利用する押圧装置６ａ及び／また液膜または液滴を
付与する装置６ｂによって回転冷却体８の表面上に密着
されて、熱可塑性樹脂シートと回転冷却体８との間に入
った不活性のガスを長手方向にシールする熱可塑性樹脂
シート部分３ｂとなる。

【００２９】これによって熱可塑性樹脂シート３ａの展
張はより確実なものとなる。さらに熱可塑性樹脂シート
は、冷却、成形を終了して引き取られ、未延伸シート１
として剥離された後、縦及び横方向に延伸され、熱処理
されて巻芯に巻かれてフイルム製品となる。この未延伸
シート１の剥離後に回転冷却体８上に残留している塗布
液は、塗布液除去装置７によって除去され、新たな熱可
塑性樹脂の成形ができるようになる。

【００３０】熱可塑性樹脂を回転冷却体８より浮上させ
て展張するとは、広幅の口金４より吐出された熱可塑性
樹脂２と回転冷却体８との間に空気などの不活性のガス
を導いてその圧力で、熱可塑性樹脂シート部分３ａを回
転冷却体８の表面上に持ち上げ風船状に膨らませること
である。風船状に、すなわち、熱可塑性樹脂シートが波
打ったり、洗濯板のようにうねらずにピンと張っている
ことが重要である。こうすることによって、（１）吐出
直後の熱可塑性樹脂シートの冷却斑、密着斑がなくな
り、厚み斑、結晶化斑を小さくできるので、その後に縦
及び横方向に延伸し熱処理したプラスチックフイルムの
品質が向上する。

【００３１】さらなる効果として、（２）熱可塑性樹脂
シートを移動する回転冷却体から浮上させて展張するこ
とによって、回転冷却体及び／または不活性のガスの温
度を調整して延伸に好適な結晶性を与えられるので、二
軸延伸後熱処理されたプラスチックフイルムの滑り性、
厚みむらなどを向上させることができる。さらにまた、
従来の方法では回転冷却体の上限速度が、熱可塑性樹脂
シートが回転冷却体に密着する限界で決まっていたが、
本発明によれば（３）長手方向にシールするシート両端
部の密着力さえ十分であれば熱可塑性樹脂シートを浮上
して展張できるので、驚くべきことに、従来の２倍以上
の速度で成形しても、従来の方法で得たプラスチックフ
イルムと遜色の無い品質になる。また本発明の目的の一
つである（４）薄いプラスチックフイルムの成形も可能
になる。

【００３２】これらの作用、効果を満足させるために、
浮上させて展張する距離は口金４の吐出口４ａと回転冷
却体８の中心８ａを結ぶ線に対する角度θを、３０°以
上、好ましくは４５°以上に保つことが必要である。３
０°以下では熱可塑性樹脂が回転冷却体に接触した時に
冷却むらを起こして結晶化むらや厚みむらを引き起こす
ので、必要ならば不活性のガスを供給するなどして熱可
塑性樹脂を浮上させる力を与え、３０°以上を保ってや
るとよい。

【００３３】ここで用いられる広幅の口金は、Ｔ型、コ
ートハンガタイプ、フィッシュテールタイプのいずれで
もよい。また吐出口４ａの向きも特に限定されず、垂直
方向への吐出でも前後への斜め方向吐出でもよいが、熱
可塑性樹脂を回転冷却体上に浮上させる必要から、その
吐出位置は、回転冷却体の頂上と回転冷却体の中心とを
結ぶ線に対する角度、つまり回転冷却体の中心の鉛直上
方に対する角度αが前後に４５°以内がよい。好ましく
は前方に１５°以内、後方に４５°以内の位置である。
このことは、シートを浮上させるための不活性のガスの
シールされた内部圧力と熱可塑性樹脂シートの自重との
関係で、熱可塑性樹脂シートをきれいに展張させるため
に、自重ができるだけ回転冷却体の中心に向かっている
間がよいことによる。

【００３４】また、回転冷却体は熱可塑性樹脂シートの
冷却のために内部に冷却作用のある熱媒を循環している
ことが好ましい。この熱媒の温度、より正確には回転冷
却体の表面のコントロール温度は、一般的には熱可塑性
樹脂のガラス転移点以下の温度で、回転冷却体が必要以
上に外気を結露させない程度に低い温度がよい。より好
ましい温度として、最終的なフイルムの厚みむら及び滑
り性を良くするために、熱可塑性樹脂シートの結晶化度
を考慮して、１５℃から熱可塑性樹脂のガラス転移温度
−５℃の範囲が好ましい。ガラス転移温度−５℃より高
くなるとシール部分の引き離しが難しくなるので好まし
くない。また、１５℃以下であると、回転冷却体上に結
露がみられてくるので好ましくない。この最適な温度の
決定は、例えば熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタレ
ートの場合、本発明冷却装置により成形された未延伸シ
ートの結晶化度が１から１０％に、さらに好ましくは２
から６％になるように決定すると二軸延伸後熱処理した
プラスチックフイルムの厚み斑、滑り性が向上するので
良い。

【００３５】また、回転冷却体の表面は、金属でも、セ
ラミックでも、耐熱性のあるプラスチック樹脂で覆われ
ていてもよい。またその表面は、０．１Ｓ以上の鏡面仕
上げが好ましいが、本発明においては必ずしも必要条件
ではなく１Ｓ程度の粗さでよく、むしろ本発明の特徴が
ここにもある。すなわち、従来の方法では、急冷するた
めに回転冷却体に如何に密着させて伝熱を良くするかに
あったために、回転冷却体の表面の形態がそのまま熱可
塑性樹脂に転写されたが、本発明では回転冷却体上に浮
上させることから、この制約を取り払うことができる。

【００３６】次に熱可塑性樹脂シートを浮上させて展張
する不活性のガス５ａは、空気、窒素、酸素、二酸化炭
素などのガスを図２に示す装置より供給する。中でも空
気を利用することは装置が簡略化できるので好ましい。
窒素、酸素、二酸化炭素などのガスも圧縮されたものや
液化されたものなどの利便性は空気に劣らないので有効
である。本発明で使用するこれらのガスは少量で十分に
熱可塑性樹脂シートを浮上させることができる。また、
成形する熱可塑性樹脂シートの厚みが薄い場合には、表
面が移動する回転冷却体に随伴する空気５ｂの圧力だけ
でも十分熱可塑性樹脂シートを浮上させることができ
る。この厚みは、回転冷却体の表面移動速度にもよる
が、通常の運転範囲でおおよそ０．００４から０．０４
ｍｍの厚み範囲に適用できる。

【００３７】さらにこれらの厚みにおいても、広幅のノ
ズル２１より前記不活性のガスを吹き付けることにより
シートの浮上がより確実になるので好ましい。前記厚み
より厚い熱可塑性樹脂シートの場合は、随伴空気だけで
は浮上させる力が足りないので、ノズル２１より流量計
２２及び流量調節装置２３によって流量をコントロール
して不活性のガスを吹き付けて浮上させる。

【００３８】この熱可塑性樹脂シートを浮上させるため
の別の要点は、シート両端部に沿って不活性のガスを長
手方向にシールすることである。つまり、不活性のガス
からみれば、該不活性のガスが熱可塑性樹脂シートの中
央部から幅方向に逃げるのを防止するよう、シート両端
部に沿って不活性のガスをシールすることである。この
シールが本発明装置および製造方法の要点の一つであ
り、このシールによって熱可塑性樹脂シートを安定して
浮上させ、展張することができるようになる。このため
の第１の手段として、静電気を利用する。つまりシート
両端部上方に、図３に示すように、静電気印加装置３
０、３０′を設ける。その電極として、図４（イ）、
（ロ）に示すようなワイヤ状の電極３１または、図４
（ハ）、（ニ）に示すような針状の電極４１、あるいは
図４（ホ）、（ヘ）に示すようなブレード状の電極５１
などを熱可塑性樹脂が口金より回転冷却体８上に吐出さ
れた直後に、なるべく速やかに熱可塑性樹脂が回転冷却
体８に接地できる位置Ａ、Ａ′で、シート両端部に対し
てセットし、熱可塑性樹脂シートの両エッジ部を押さえ
付けることが重要である。さらにこの静電印加される熱
可塑性樹脂シートの位置は、二軸延伸後熱処理され、巻
取り前の工程で不要なエッジ部をトリミングしているの
で、このトリミングされる範囲内に収まるようにセット
する。

【００３９】さらに、この静電印加する位置は二軸延伸
後熱処理してフイルム製品となる部分の厚みがｔ（μ
ｍ）のとき２０×ｔ^1/2（μｍ）より厚いシート両端部
に静電印加するので、通常では静電印加すると放電して
貫通するような極めて薄い熱可塑性樹脂シートに適用し
ても、本発明では、放電して貫通することがない。また
その静電印加する幅は熱可塑性樹脂シートのエッジより
前記厚みの部分まで静電印加するために、絶縁材３２、
４２、５２（図４）などを用いて静電印加する幅を規制
するとよい。また、静電印加力を強めるために接地また
は反対電位の電極３３、４３、５３（図４）を電極３
１、４１、５１に対し離して設置することも有効であ
る。なお、いずれの電極を用いる場合でも静電印加する
電圧および電流値の条件は、前記公知の方法の静電印加
法に比べて、製品に入らない部分を対象としているため
に、適当に決めることができる。

【００４０】熱可塑性樹脂シートと回転冷却体との間の
供給気体をシールする第２の装置および方法は、回転冷
却体に液膜または液滴を付与して熱可塑性樹脂シートの
両端部を長手方向にシールするものである。シールに用
いる液としては、水、アルコール、パラフィン、界面活
性剤などがあるが、これらに限定しない。またこれらを
組み合わせて使用してもよい。これらの液を回転冷却体
上に適当な厚み、量にて付与するために図５（イ）、
（ロ）、（ハ）に示すような装置を用いることができ
る。すなわち、塗布装置、噴霧装置、結露装置などで、
塗布装置について例示すると、図５（イ）に示すよう
に、シール剤６１ｃ、液供給ローラー６１ｂ、塗布ロー
ラー６１ａで構成されるようなものがあるが、これに限
定しない。また、噴霧装置は、図５（ロ）に示すよう
に、空気等の気体を吹き付けながら、シール剤を微粒子
状にして噴霧し回転冷却体上に液滴を形成するものであ
る。吹き出しノズル６２ａの穴形状および吹き出し気体
６２ｂの圧力などにより、シール剤の量および形成され
る噴霧粒子径の大きさ、シールしたい広がりを自由に制
御することができる。さらに結露法は、図５（ハ）に示
すように、気化した液または液滴の温度差を利用するも
のであり、比較的温度の高い気化させたシール剤６３ａ
を含んだ気体をボックス６３ｂ内に滞留させ、相対的に
温度の低い回転冷却体８上に近づけて回転冷却体上に結
露させる方法である。

【００４１】この方法においては、液を塗布する位置
は、熱可塑性樹脂シートの二軸延伸後熱処理され、巻取
り前の工程でエッジ部がトリミングされて除かれるの
で、このトリミングされる範囲内に収まるように回転冷
却体上に設定するとよい。

【００４２】さらにまた、第３の方法は、図６（イ）に
示すように、熱可塑性樹脂が吐出された直後にその両端
エッジ部に向けてノズル７１より空気ジェットを吹き付
けてシールする装置としてもよく、図６（ロ）に示すよ
うに、静圧チャンバー７２で内部空気７３の静圧でシー
ルする装置を利用してもよい。

【００４３】上記した各シール手段は、単独で用いても
よいし、組み合わせて用いてもよい。

【００４４】上記第２の方法において、シール剤は熱可
塑性樹脂シートを成形している間連続的に供給されるこ
とが好ましいが、間欠的に供給されてもよい。また、こ
のシール剤は成形された熱可塑性樹脂シートがある程度
持ち去るが、大部分は熱可塑性樹脂シート剥離後に回転
冷却体上に残って再び塗布装置などの位置まで戻ってく
るので、次のシール剤による液膜や液滴をきれいに形成
するために、剥離後のシール剤は除去してやることが好
ましい。

【００４５】この除去装置の例を図７（イ）、（ロ）に
示すが、回転するローラー８１でシール剤を拭き取りド
クター８２で掻き取る、回転冷却体８に接触しながら常
時拭き取る装置、またノズル８３で高圧の空気を吹き付
け、シール剤を吹き飛ばして吸引ノズル８４で吸引、排
出する、回転冷却体８に接触しないで除去する装置、な
どがある。

【００４６】本発明で使用する熱可塑性樹脂としては、
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、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ポリフェニレンサルファイドなどの高機能エン
ジニアリングプラスチックが好適である。特にこれらの
熱可塑性樹脂の中でも、厚みが０．２ｍｍ以下の薄手の
熱可塑性樹脂シートを成形することに用いて好適な装置
および製造方法である。０．２ｍｍ以上に厚くなると、
熱可塑性樹脂シートの重みに抗して本発明装置で熱可塑
性樹脂シートを浮上させようとすると、供給すべき不活
性のガスの圧力が高まり、両端シール部がその圧力に抗
しきれなくなるので、本発明の適用が難しくなる。一方
薄膜でも、０．００４ｍｍまでは前記装置で安定して成
形できるが、さらに薄い膜厚のシートには、浮上を安定
させるために引き取りと反対側に随伴空気をカットする
ような装置を併用することによって安定した成形が可能
となる。

【００４７】特に熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタ
レートの場合、本発明装置によって成形された未延伸シ
ートの結晶化度が１から１０％に、さらに好ましくは２
から６％になるようにコントロールされることによっ
て、二軸延伸後熱処理されたポリエチレンテレフタレー
トフイルムの滑り性と厚みむらが向上する。この結晶化
度にするためには前述の回転冷却体の温度コントロール
に加えて、前記不活性のガスの温度は、必要に応じて回
転冷却体の温度よりも高く設定し、結晶化度を高めにコ
ントロールしても、また、回転冷却体よりも低い温度に
設定して、結晶化度が上昇するのを抑えることもでき
る。

【００４８】本発明により成形する利点の一つは、未延
伸シートを得た後縦及び横方向に延伸したときに、延伸
されたプラスチックフイルムが通常の方法で得られたプ
ラスチックフイルムよりも滑り性、厚みむらなどの品質
がよいことにある。これはもちろん熱可塑性樹脂シート
が回転冷却体上で冷却むら、厚みむらなどを小さく抑え
て成形できることにもよるが、その未延伸シートを成形
後の縦及び横方向に延伸し熱処理することによって滑り
性、厚みむらなどが改善されることによる。すなわち、
未延伸シートに１から１０％、好ましくは２から６％の
結晶性を与えてやることにより、縦及び横方向に延伸さ
れた後にこれらの品質特性が向上する。従来プラスチッ
クフイルムの製造に当たっては、二軸延伸性を向上させ
るために初期のすなわち、熱可塑性樹脂を溶融し、押し
出して急冷した未延伸シートの結晶性が進むのを抑えて
きたが、本発明のような薄膜成形では、後工程での二軸
延伸、熱処理を考慮して、未延伸シートの結晶化度を１
から１０％、好ましくは２から６％とするとよい。これ
を達成するための条件としては、回転冷却体及び不活性
のガスの下限温度を１５℃とし、上限温度がそれぞれ熱
可塑性樹脂のガラス転移温度−５℃及びガラス転移温度
＋５０℃とすればよい。１５℃以下では回転冷却体上に
結露するので好ましくない。また回転冷却体が熱可塑性
樹脂のガラス転移温度−５℃より高いと、成形した熱可
塑性樹脂シートを回転冷却体から引き剥がすことが難く
なるので好ましくない。一方、不活性のガスの温度は熱
可塑性樹脂のガラス転移温度＋５０℃以下である。ガラ
ス転移温度＋５０℃以上では成形が終了するまでに薄膜
部分の温度がガラス転移点以下に下がらず引き剥がし難
くなるので好ましくない。

【００４９】

【実施例】以下に、より具体的な実施例を用いて詳細に
説明するが、本発明の説明に用いた各特性の測定は次の
方法によった。（１）厚みむら二軸延伸後熱処理したプラスチックフイルムを長手方向
に約１０ｍサンプリングし、アンリツ（株）製電子マイ
クロメータで連続測定してその最大値と最小値との差を
平均値で割って百分率で表した。

【００５０】（２）滑り性二軸延伸後熱処理したプラスチックフイルムの摩擦係数
をＡＳＴＭ−Ｄ−１９８４に従って測定した。また並行
して摩擦係数の測定が難しい薄膜の表面変化状況を光沢
度計で評価した。

【００５１】（３）結晶化度未延伸シートの密度ρを密度勾配管法によって、２５℃
で測定し、次の計算式によって結晶化度σを求めた。こ
こでρ_c、ρ_aは理想状態の結晶、非晶密度であり、ポ
リエチレンテレフタレートの場合、ρ_c＝１．４４５、
ρ_a＝１．３３５とした。 σ＝（ρ−ρ_a）／（ρ_c−ρ_a）

【００５２】（４）未延伸シート温度赤外線温度計によって測定した。

【００５３】（５）回転冷却体速度実施例においては、二軸延伸して熱処理したプラスチッ
クフイルムに有害な欠点が無くかつ回転冷却体上で熱可
塑性樹脂シートが安定して浮上し展張している上限速度
とした。比較例においては、二軸延伸後熱処理したプラ
スチックフイルムの表面に有害な欠点が出ていない上限
速度とした。

【００５４】実施例１〜５、比較例１〜４熱可塑性樹脂として固有粘度ＩＶが０．６５、ガラス転
移温度が６９℃、フイラーとして平均粒径が０．６μｍ
の二酸化珪素を０．３重量％、同じく平均粒径が１．２
μｍの珪酸アルミを０．０５重量％含んだポリエチレン
テレフタレートを通常の方法によって乾燥し、押出機を
用いて２８５℃で溶融し、５００ｍｍ幅のＴ形ダイより
有効幅が９００ｍｍで直径が８００ｍｍの冷却するため
の熱交換機能を持った回転冷却体上に吐出させ、本発明
方法によって成形し未延伸シートを得た。この未延伸シ
ートを回転冷却体より引き剥し、続いて縦方向に延伸し
その後横方向に延伸して熱処理し、不要なエッジをトリ
ミングして巻き取った。フイルムの膜厚は押出機の速度
とフイルムの引き取り速度を調整して設定した。また、
厚みによって縦延伸条件を変更したが、おおむね横延伸
温度は１１０℃、横延伸倍率は３．６〜４．０倍とし、
熱処理温度は２００℃とした。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【表２】

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱可塑性
樹脂シートの製造方法および製造装置によれば、特に薄
膜の熱可塑性樹脂シートを、高速で、かつ、延伸後にも
欠点の出ない方法で、生産性良く成形できる。また、本
発明方法を用いた二軸延伸フイルム製造プロセスによ
り、薄膜で、滑り性が良く、厚みむらの少ない二軸延伸
プラスチックフイルムを高速で生産することができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係る熱可塑性樹脂シート
の製造装置の概略側面図である。

【図２】図１の装置の気体供給ノズル部の拡大斜視図で
ある。

【図３】図１の装置の部分斜視図である。

【図４】本発明に係る静電印加手段の概略構成図であっ
て、（イ）、（ロ）はワイヤー電極を用いたもの、
（ハ）、（ニ）は針状電極を用いたもの、（ホ）、
（ヘ）はブレード電極を用いたものをそれぞれ示してい
る。

【図５】本発明に係る液膜又は液滴付与手段の概略構成
図であって、（イ）は塗布手段、（ロ）は噴霧手段、
（ハ）は結露手段をそれぞれ示している。

【図６】本発明に係る空気圧によるシート両端部押圧手
段の概略構成図であって、（イ）は空気吹き付け手段、
（ロ）は静圧による押圧手段をそれぞれ示している。

【図７】本発明に係る残留液膜又液滴の除去手段の概略
構成図であって、（イ）は掻き取り手段、（ロ）は吹き
飛ばし吸引手段をそれぞれ示している。

【符号の説明】

１未延伸シート２溶融熱可塑性樹脂シート３ａ浮上して展張した熱可塑性樹脂シート３ｂシート両端部４口金４ａ吐出口５ａ供給気体５ｂ随伴空気６ａ、３０、３０′ シール手段６ｂ塗布装置７液除去装置８回転冷却体８ａ回転冷却体の中心２１気体供給用ノズル３１ワイヤー電極４１針状電極５１ブレード電極６１ａ塗布ローラー６１ｂ液供給ローラー６１ｃシール剤６２ａ吹き出しノズル６２ｂ吹き出し気体６３ａシール剤６３ｂボックス７１空気ジェット用ノズル７２静圧チャンバー７３静圧負荷用空気８１回転ローラー８２ドクター８３高圧空気吹き付け用ノズル８４吸引ノズル α 吐出孔が位置する角度 θ シートが浮上して展張する角度Ａ、Ａ′ シール手段設置位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融熱可塑性樹脂を口金のスリット状吐
出口から回転冷却体上にシート状に吐出し、該溶融熱可
塑性樹脂シートを回転冷却体上で冷却、成形するに際
し、口金から吐出される溶融熱可塑性樹脂シートを、実
質的に回転冷却体の表面より浮上させることを特徴とす
る、熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項２】前記溶融熱可塑性樹脂シートを、前記口
金の吐出口と回転冷却体の中心とを結ぶ線に対し、回転
冷却体の回転方向に前記口金の吐出口から３０°以上離
れた位置まで実質的に回転冷却体の表面より浮上させる
ことを特徴とする、請求項１の熱可塑性樹脂シートの製
造方法。
【請求項３】前記口金から吐出される溶融熱可塑性樹
脂シートと回転冷却体の表面との間に、回転冷却体の回
転方向に向けて、溶融熱可塑性樹脂シートを回転冷却体
の表面より浮上させる気体を供給する、請求項１または
２の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項４】前記口金の吐出口が、回転冷却体の中心
の鉛直上方に対し、回転冷却体の回転方向に±４５°の
範囲内に位置される、請求項１ないし３のいずれかに記
載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項５】前記口金の吐出口が、回転冷却体の中心
の鉛直上方に対し、回転冷却体の回転方向に＋１５°、
−４５°の範囲内に位置される、請求項４の熱可塑性樹
脂シートの製造方法。
【請求項６】前記供給気体が、溶融熱可塑性樹脂シー
トに対し不活性の気体である、請求項３ないし５のいず
れかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項７】前記不活性の気体に、空気、窒素、酸
素、二酸化炭素またはこれらの混合気体を用いる、請求
項６の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項８】前記不活性の気体に、回転冷却体の表面
に随伴する気体流を用いる、請求項６または７の熱可塑
性樹脂シートの製造方法。
【請求項９】前記供給気体が、前記溶融熱可塑性樹脂
シートの幅方向両端部を該シート長手方向に沿って前記
回転冷却体の表面に強制的に密着させることにより、該
溶融熱可塑性樹脂シートの幅方向中央部を、前記供給気
体により、少なくとも、前記口金の吐出口と回転冷却体
の中心とを結ぶ線に対し、回転冷却体の回転方向に３０
°以上離れた位置まで回転冷却体の表面より浮上させ
る、請求項３ないし９のいずれかに記載の熱可塑性樹脂
シートの製造方法。
【請求項１０】前記溶融熱可塑性樹脂シートの幅方向
両端部が、該両端部に静電気を印加することにより回転
冷却体の表面に密着される、請求項９の熱可塑性樹脂シ
ートの製造方法。
【請求項１１】前記静電気が、前記溶融熱可塑性樹脂
シートの製品となる部分の厚みがｔ（μｍ）のとき２０
×ｔ^1/2（μｍ）より厚いシート両端部に印加される、
請求項１０の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１２】前記溶融熱可塑性樹脂シートの幅方向
両端部が、該両端部に対応する回転冷却体の表面上に液
膜又は液滴を付与することにより回転冷却体の表面に密
着される、請求項９の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１３】前記液膜又は液滴が、水、アルコー
ル、パラフィン、界面活性剤またはこれらの混合物から
なる、請求項１２の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１４】前記溶融熱可塑性樹脂シートの幅方向
両端部が、上方から該両端部に向けて空気を吹き付ける
ことにより回転冷却体の表面に密着される、請求項９の
熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１５】冷却、成形される熱可塑性樹脂シート
の厚みが０．２ｍｍ以下である、請求項１ないし１４の
いずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１６】熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタ
レートである、請求項１ないし１５のいずれかに記載の
熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１７】成形後の熱可塑性樹脂シートの結晶化
度が１〜１０％である、請求項１ないし１６のいずれか
に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１８】回転冷却体の表面温度が、１５℃〜熱
可塑性樹脂のガラス転移温度−５℃である、請求項１な
いし１７のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造
方法。
【請求項１９】前記供給気体の温度が、１５℃〜熱可
塑性樹脂のガラス転移温度＋５０℃である、請求項３な
いし１８のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造
方法。
【請求項２０】前記溶融熱可塑性樹脂シート成形後
に、成形された熱可塑性樹脂シートが二軸に延伸され
る、請求項１ないし１９のいずれかに記載の熱可塑性樹
脂シートの製造方法。
【請求項２１】溶融熱可塑性樹脂を口金のスリット状
吐出口から回転冷却体上にシート状に吐出し、該溶融熱
可塑性樹脂シートを回転冷却体上で冷却、成形する装置
において、口金から吐出される溶融熱可塑性樹脂シート
を、実質的に回転冷却体の表面より浮上させるシート浮
上手段を設けたことを特徴とする、熱可塑性樹脂シート
の製造装置。
【請求項２２】前記溶融熱可塑性樹脂シートを、前記
口金の吐出口と回転冷却体の中心とを結ぶ線に対し、回
転冷却体の回転方向に前記口金の吐出口から３０°以上
離れた位置まで実質的に回転冷却体の表面より浮上させ
るシート浮上手段を設けたことを特徴とする、請求項２
１の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項２３】前記シート浮上手段が、前記口金から
吐出される溶融熱可塑性樹脂シートと回転冷却体の表面
との間に、回転冷却体の回転方向に向けて、溶融熱可塑
性樹脂シートを回転冷却体の表面より浮上させる気体を
供給する手段からなる、請求項２１または２２の熱可塑
性樹脂シートの製造装置。
【請求項２４】前記口金の吐出口が、回転冷却体の中
心の鉛直上方に対し、回転冷却体の回転方向に±４５°
の範囲内に位置されている、請求項２１ないし２３のい
ずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項２５】前記口金の吐出口が、回転冷却体の中
心の鉛直上方に対し、回転冷却体の回転方向に＋１５
°、−４５°の範囲内に位置されている、請求項２４の
熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項２６】前記溶融熱可塑性樹脂シートの幅方向
両端部を該シート長手方向に沿って前記回転冷却体の表
面に強制的に密着させ、該溶融熱可塑性樹脂シートの幅
方向中央部を、前記供給気体により、少なくとも、前記
口金の吐出口と回転冷却体の中心とを結ぶ線に対し、回
転冷却体の回転方向に３０°以上離れた位置まで回転冷
却体の表面より浮上させる、前記供給気体の溶融熱可塑
性樹脂シート幅方向へのシール手段が設けられている、
請求項２３ないし２５のいずれかに記載の熱可塑性樹脂
シートの製造装置。
【請求項２７】前記シール手段が、溶融熱可塑性樹脂
シートの幅方向両端部に静電気を印加する手段からな
る、請求項２６の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項２８】前記シール手段が、溶融熱可塑性樹脂
シートの幅方向両端部に対応する回転冷却体の表面上に
液膜又は液滴を付与する手段からなる、請求項２６の熱
可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項２９】前記回転冷却体の表面上の液膜又は液
滴を除去する手段が設けられている、請求項２８の熱可
塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項３０】前記シール手段が、溶融熱可塑性樹脂
シートの幅方向両端部に向けて上方から空気を吹き付け
る手段からなる、請求項２６の熱可塑性樹脂シートの製
造装置。