JPH08336891A - 高配向ポリエステルシートを製造する製造方法及び装置 - Google Patents

高配向ポリエステルシートを製造する製造方法及び装置

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JPH08336891A
JPH08336891A JP8146190A JP14619096A JPH08336891A JP H08336891 A JPH08336891 A JP H08336891A JP 8146190 A JP8146190 A JP 8146190A JP 14619096 A JP14619096 A JP 14619096A JP H08336891 A JPH08336891 A JP H08336891A
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rollers
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roller
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エル．バン アーデン ドナルド
Manuel C Enriquez
シー．エンリクエッツ マニュエル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高配向ポリエステルシートを製造する製造方
法及び装置を提供する。 【解決手段】 結束包装等に使用するのに適する所定の
望ましい厚さを有する高配向ポリエステルシートまたは
帯ひもを製造するための方法及び装置を提供する。前記
所定の望ましい厚さを有する帯ひもは、ポリエステルの
シート状のワークピースが互いに近接して離間した一対
のローラまたはシリンダの間に形成されたニップを通過
することによって圧延と延伸とを同時に施される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、延伸プラスチック
シートを製造するための方法及び装置に関し、特に、高
い引張強さ及び弾性率特性、パラメーターまたは値を示
す高配向ポリエステルシートを製造するための方法及び
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばシグノード（SIGNODE ）工程とい
った従来の典型的な延伸工程によると、例えばポリプロ
ピレンのような熱可塑性材料のキャストシートは、初め
に反対方向へ回転する近接して離間した一対の圧延ロー
ラまたはシリンダへ通されて圧延され、その大きさが小
さく、即ち厚さが薄くされる。キャストシートの厚さが
薄くなった後、キャストシートは一連の延伸ローラまた
はブライドル組立体により延伸ローラから引き出されて
外へ延伸され、その最終的な所望の大きさ、即ち厚さに
される。
【０００３】延伸シート材の製造において通常使用され
ている他の従来工程または方法は、ショートギャップ法
（short-gap method）と呼ばれる方法であり、概して入
口ブライドル、延伸組立体及び出口ブライドルとを具備
する。前記工程によると、低速の加熱された入口ブライ
ドル組立体は、キャストシート材、通常はフィルムを、
所定の距離だけ離れて設置された一対のローラまたはシ
リンダを具備する延伸組立体へ進める。第一ローラが入
口ブライドルと同じ速度で回転するのに対し、第二ロー
ラは第一ローラの速度よりも速く且つ出口ブライドルの
回転速度に等しいと回転速度で回転する。従って、フィ
ルムは、前記組立体を通過すると、延伸されてその最終
的な所望の大きさまたは厚さにされる。
【０００４】これらの従来の方法または工程には、幾つ
かの不都合がある。例えばこれら方法または工程により
製造された帯ひもにおいては、向上を望まれる他の特性
がさほど低減せずに強度特性の点で限定的な向上しかな
されない。更に、シートがローラ間に形成された距離ま
たは空間にわたり延伸されるとシートに相当のネッキン
グが生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】現在では米国特許第5,
387,388 号である米国特許出願第07/958,803号には、シ
ートへ圧延と延伸とを同時に施す新しい工程及び装置が
開示されており、この工程及び装置に付随した他の作動
上の問題点が見つかり、圧延と延伸とを同時に施された
熱可塑性材からなるシートのより良い特性を得るために
はこの問題に対する改善が必要である。例えば米国特許
第5,387,388 号で開示され、説明されたゼロギャップ
（zero-gap）工程及び装置により圧延と延伸とを同時に
施された熱可塑性材からなるシートの作製及び製造に関
連して分かった一つの作動上の問題点または欠点は、熱
可塑性シートがゼロギャップ組立体の互いに反対方向へ
回転するローラ間に形成されたニップを通されることに
より加工、即ち圧延と延伸とを同時に施されようとして
いるときに、熱可塑性シートの両面の表面温度値が異な
るということである。何故ならば、熱可塑性シートがゼ
ロギャップローラ組立体の最初または上流側のローラの
周りに巻かれたとき、熱可塑性シートの内面、即ちゼロ
ギャップ組立体の最初または上流側のローラと直接接触
するように配置されたシートの表面が、最初のローラに
よって加熱されている、または上記表面が最初のローラ
と直接接触するよう配置されて外気に直接露出されてい
ないため、外気により冷却されることが妨げられている
面を少なくとも有するからである。反対に熱可塑性シー
トの外側または外面、従って上流側のローラと直接接触
しないように配置されたシートの表面は、外気に露出さ
れているため、効果的に冷却される。熱可塑性シートの
表面間の温度差はにより熱可塑性シートの全体にわたり
密度差が生じ、この密度差により、例えば引張強さ、溶
接性及びそれに関連する特性、引裂抵抗力といった処理
済シートの特性に悪影響が及ぶ。
【０００６】圧延と延伸とを同時に施す上記ゼロギャッ
プ装置及び方法においては、熱可塑性シートを処理する
と、シートの両縁部の厚さが厚くなる、即ちシートはそ
の幅方向において厚さが均一ではなく、即ち平坦ではな
いという他の問題または欠点が見つかっている。従っ
て、次に処理済シートを熱可塑性の帯ひもへ更に処理す
る際に、シートに更なる処理を施して縁部の厚さを帯ひ
もとして使用可能な望ましい厚さまで効果的に薄くしな
ければ、帯ひもを製造するのに厚さの厚い縁部を使用す
ることはできない。
【０００７】従って、米国特許第08/352,721号に示され
開示された発明は、熱可塑性のシート状のワークピース
をゼロギャップ組立体の対向した回転ローラ間に形成さ
れたニップに通すことで、圧延と延伸とを同時に施した
延伸プラスチック帯ひもを製造する製造装置及び方法に
向けられたものであり、特に圧延され延伸されたシート
の密度差及び厚くなった縁部に関するゼロギャップ同時
圧延・延伸装置及び方法の上述の欠点を克服するため
に、ゼロギャップ圧延ローラ間に形成されたニップへシ
ート状のワークピースが入る前にシート状のワークピー
スの両側縁領域に沿って縁部のヒータを配置している。
この縁部のヒータにより、シートの縁部から内方へ計っ
た圧延され延伸されたシートの厚くなった縁部の幅をか
なり低減でき、有用なシートの製造量が増大し、それに
伴い、事前に排除または排気しなければならないシート
の量を減少することができることが分かっており、圧延
され延伸されたシートに対して用いられる種々の加熱技
術は、上記米国特許出願第08/352,721号により詳細に開
示されており、この開示は本明細書に引例として含ま
れ、これによって上記欠点が克服される。
【０００８】しかしながら、上記したような、米国特許
第5,387,388 号及び米国特許出願第08/352,721号に開示
され、説明されているような現存するゼロギャップ技術
の研究及ぶ分析によって、このような技術がポリエステ
ルシートまたは帯ひもの作製または製造、特にポリエチ
レンテレフタレートからのこのようなシートまたは帯ひ
もの作製または製造に応用または利用された場合に、得
られたシートまたは帯ひもは、高い引張強さ及び高い弾
性率特性、パラメータまたは値を示さないことが明らか
になった。
【０００９】従って、製造または作製されたポリエステ
ルシートまたは帯ひもが高い引張強さ及び弾性率値、特
性またはパラメータを示すような特別または独特の加熱
技術と共に特別または独特の配向、延伸または圧伸成形
技術を用いる高配向ポリエステルのシートまたは帯ひも
を製造するために装置及びそれに付随する方法を開発す
る必要がある。
【００１０】従って、本発明の目的は、高配向ポリエス
テルシートまたは帯ひもを製造するための新規且つ改良
された方法及び装置を提供することである。
【００１１】本発明の他の目的は、高配向ポリエステル
帯ひもまたはシートを製造するための新規且つ改良され
た方法及び装置を提供し、従来の方法及び装置の種々の
欠点及び問題を解消することである。
【００１２】本発明の他の目的は、シート状のワークピ
ースを一対のゼロギャップローラ間に形成されたニップ
へ一回の通過で通すことにより、所定の厚さを有する帯
ひもまたはシートにシート状のワークピースを同時に圧
延及び延伸することによって、高配向ポリエステルシー
トまたは帯ひもを製造することが可能な新規且つ改良さ
れた製造方法及び装置を提供することである。
【００１３】本発明の更に他の目的は、周知の方法及び
装置によって製造された帯ひもまたはシートに比して著
しく高い引張強さ及び弾性率値を有する高配向ポリエス
テルシートまたは帯ひもを製造するための新規且つ改良
された方法及び装置に関する。
【００１４】本発明の更に他の目的は、種々の加熱、圧
延及び延伸技術を元のシート状のワークピースまたは原
材料に適用することによって、改良された均一な厚さ及
び平坦さが最終の圧延及び延伸された帯ひもまたはシー
トに与えられる、高配向ポリエステルシートまたは帯ひ
もを製造するための新規且つ改良された方法及び装置を
提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】つまり上述の他の目的
は、本発明によると、結束包装等に使用するのに適する
所定の望ましい厚さを有する高配向ポリエステルシート
または帯ひもを製造するための方法及び装置を提供する
ことにより達成される。前記所定の望ましい厚さを有す
る帯ひもは、ポリエステルのシート状のワークピースが
互いに近接して離間した一対のローラまたはシリンダの
間に形成されたニップを通過することによって圧延と延
伸とを同時に施される。前記ニップは、シート状のワー
クピースの原厚よりも実質的に狭い幅の空間を有し、前
記ローラは、実質的に異なる線表面速度で互いに反対方
向に回転する。
【００１６】圧延と延伸とを同時に施された延伸シート
または帯ひもの種々の特性、即ち、例えば、引張強さ及
び弾性率または剛性を改善するために、中実シートまた
は帯ひもは、本発明の技術によって独特の延伸工程及び
加熱工程にかけられる。特に、延伸工程は、実際には、
第一の延伸工程がゼロギャップローラ組立体内で効果的
に行われ、一方、第二の延伸工程がゼロギャップローラ
組立体の下流側のローラと共に出口ブライドル組立体に
より行われる二段階延伸工程である。これらの工程に付
随する加熱工程は、所定の加熱モード、例えば、ゼロギ
ャップローラ組立体の上流側及び下流側のロールは、ゼ
ロギャップローラ組立体の上流側のロールにおいて特定
の位置で中実ポリエステルシートまたは帯ひもを間接的
に加熱し、ポリエステルシートまたは帯ひもの配向を正
確且つ一貫して制御及び予め決定する。更に、ゼロギャ
ップローラ組立体のローラ間に形成されたニップを通過
する際のポリエステルシートまたは帯ひもにかかる機械
仕事は、シートまたは帯ひもの延伸及びこれらの配向が
容易になるような更なる加熱に寄与する。
【００１７】容積が増大した帯ひもがシートから製造さ
れるよう圧延・延伸処理済みのシートの平坦さを改善す
るために、シート状のワークピースがゼロギャップ圧延
ローラ間に形成されたニップまたはゼロギャップ圧延ロ
ーラ間に形成されたニップ内に通される前または上流側
のいずれかにおいて、ポリエステルシートのワークピー
スに薄い縁部を与えることができる。ゼロギャップロー
ラ組立体内でワークピースが圧延と延伸とを同時に施さ
れた結果、ワークピースの縁部は、その厚さが厚くなる
傾向があることから、圧延と延伸とが同時に施された場
合に、本発明の加工技術により得られる縁部は、シート
状のワークピースの幅に沿う断面においてシート状のワ
ークピースの中央部分の厚さと同様な厚さの寸法とな
る。シート状のワークピースの薄い縁部の製造は、例え
ば、シート状のワークピースが通されるニップを形成す
るゼロギャップローラ組立体内に用いられる特別な形状
の圧延ローラ、及び台形形状の断面を有するニップをそ
の間に効果的に形成するゼロギャップ圧延ローラにより
行うことができる。同様な方法ではあるが代法におい
て、このような薄い縁部をワークピースに形成する第二
の手段または方法によって、シート状のワークピースが
先細くなるような実質的に台形形状のシート状のワーク
ピースが同様に押出し及びキャストされるように、特別
な形状の押出し型及びキャスティングロールを使用でき
る。シート状のワークピースに圧延と延伸とを同時に施
すことによって、シート状のワークピースの先細い縁部
は、厚さが増大し、この結果、縁部の厚さは、シート状
のワークピースの中央部分の厚さと同様になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の他の様々な目的、特徴及
びそれに付随する利点は、添付の図面を参照しつつ以下
の詳細な説明から完全に明らかになり、また添付の図面
の幾つかの図面にわたる同じ参照番号は同一部分または
対応部分を示している。図面、特に図１を参照すると、
シート状のワークピース２２に圧延と延伸とを同時に施
し、またはワークピース２２を長くして薄い帯ひも素材
または帯ひも(strap) 素材にするためのゼロギャップロ
ーラ組立体（以下、単に『ゼロギャップ組立体』とい
う。）２０が図式的に示されている。本発明では、ゼロ
ギャップ組立体２０を通って送られるワークピース２２
が一つである場合のみ説明し図示するが、一つ以上のシ
ートまたはワークピース２２をゼロギャップ組立体２０
へ同時に通してもよい。また本明細書で使用する『ゼロ
ギャップ』という語句または専門用語は、ワークピース
を圧延する圧延工程とワークピースを延伸する延伸工程
との間のずれが実質的に排除されたという概念を指して
いる。つまりワークピースを圧延する圧延工程と延伸す
る延伸工程とは実質的に同時に行われる。またゼロギャ
ップ組立体２０は、図１に示したように、シート供給組
立体またはワークピース供給組立体２４と、フレームま
たは支持部材２８に配置または設けられた出口ブライド
ル組立体２６との間に配置されている。
【００１９】ワークピース供給組立体２４は幾つかの形
態のうちの一つをとることができ、図１に示したよう
に、素材のシートまたはワークピース２２を押し出す押
出し機３０と、入口ブライドル組立体３２とを具備す
る。押出し機３０は、例えばポリプロピレンやポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステルのよう
な適切な材料からワークピース２２を生成し、そのワー
クピース２２は入口ブライドル組立体３２へ送られ、そ
してワークピース２２はゼロギャップ組立体２０へ供給
される。ワークピース２２の材料の加工性を高めるた
め、実際には、入口ブライドル組立体３２の通過中にワ
ークピース２２を加熱し、ゼロギャップ組立体２０へ送
られたときには予め加熱されるようにしてもよい。前記
シート状のワークピース２２は、シート状のワークピー
ス２２を含んで成る材料の加工特性、延伸または伸び特
性及び配向性並びに最終特性を高めるために、ゼロギャ
ップローラ組立体に入る際に実質上予熱されるように、
入口ブライドル組立体３２を通過するあいだに加熱され
てもよい。前記加熱方法は、図５及び図６のシステムま
たは装置を論じる際に、高配向ポリエステルシートまた
は帯ひもの製造に関連してより詳細に記述する。
【００２０】入口ブライドル組立体３２は、フレームま
たは支持部材２８に例えば図示していないがシャフトの
ような適切な手段によって取り付けられた複数のシリン
ダまたはローラ３４、３６、３８および４０を具備す
る。ローラ３４、３６、３８および４０は、中実でも中
空でもよいが、好適実施形態では、図１に示したよう
に、ローラ３４、３６、３８および４０は本質的にワー
クピース２２をゼロギャップ組立体２０へ適切に送る、
または供給するのにのみ使用され、これらはワークピー
ス２２の延伸または圧延には実質的に寄与しない。図１
に示した数とは異なる数のローラを使用することもでき
るが、ローラ３４、３６、３８および４０は、鉛直方向
へ離間して二列で配設され、下方の列のローラ３６およ
び４０は、上方の列のローラ３４とローラ３８との間
に、即ちこれらに対してずらされて配置されている。ロ
ーラ３４および３８は時計回りに回転するよう取り付け
られているのに対し、ローラ３６および４０は反時計回
りに回転するよう取り付けられているため、ワークピー
ス２２が入口ブライドル組立体３２の周りに巻かれて、
または入口ブライドル組立体３２に沿って通されると、
ワークピース２２は、ローラ３４、３６、３８および４
０の回転方向に対して適切な形態または方向へローラ３
４、３６、３８および４０を通って移動する。各ローラ
３４、３６、３８および４０は、図示していないが例え
ばモータ・軸駆動組立体のような適切な手段により一定
速度で回転され、ローラ３４、３６、３８および４０の
全ては、以下で詳述するが、ゼロギャップ組立体２０の
上側のゼロギャップローラ４２と実質的に等しい速度ま
たは線表面速度で回転される。
【００２１】更に続けると、ワークピース２２は、ワー
クピース供給組立体２４を通過したあと、ワークピース
２２に圧延と延伸とを同時に施して所望の所定厚を有す
る完成したシート（以下、単に『完成シート』とい
う。）を形成するゼロギャップ組立体２０へ進められ
る。ゼロギャップ組立体２０は互いに反対方向（逆方
向）に回転可能に設けられた一対の上側のゼロギャップ
シリンダまたはゼロギャップローラ（以下、単に『ロー
ラ』という。）４２と、下側のゼロギャップシリンダま
たはゼロギャップローラ（以下、単に『ローラ』とい
う。）４４とを具備する。ニップ４６の距離、即ち上方
のローラ４２と下方のローラ４４間の距離は、完成シー
トの所望の完成厚に従って実質的に変えられる。ローラ
４２および４４は中実でも中空でもよく、シート材の延
伸特性を高めるために、図示していないが例えば加熱さ
れた流体をローラ４２および４４へ循環するといった公
知の手段によってこれらローラ４２および４４を加熱し
てもよい。ゼロギャップ組立体のローラ４２及び４４
は、図１〜４に図示のようにフラットローラでもよく、
以下でより詳細に説明するように、更に、シート状のワ
ークピース２２がゼロギャップ組立体のローラ４２及び
４４を通過する際にシート状のワークピース２２の形状
を変え、所定の厚さ分布を有する最終シート製品とする
のに適した形状としてもよい。
【００２２】図２に明示したように、上側、即ち上方の
ローラ４２は矢印で示したように時計回りに駆動され、
下側、即ち下方のローラ４４は同様に矢印で示したよう
に反時計回りに駆動される。従ってワークピース２２
は、初めに上方のローラ４２の大部分の外周面部分に沿
って送られ、それからローラ４２および４４間に形成さ
れたニップ４６を通され、そして下方のローラ４４の大
部分の外周面部分に沿って送られる。特にワークピース
２２は各ローラ４２および４４の外周面の半分の長さよ
り長い外周面にわたり各ローラ４２および４４と面接触
するよう配置されており、またこのように特にローラ４
２および４４の間に形成されたニップ４６を通り且つロ
ーラ４２および４４の外周面に沿ってワークピース２２
を送ることにより、各ローラ４２および４４はワークピ
ース２２の両面、即ち両側と接触するように配置されて
いる。
【００２３】図１〜図４で示した本発明の好適実施形態
に従うと、詳述したように、圧延および延伸を行うゼロ
ギャップ組立体２０のローラ４２および４４は、互いに
上側−下側、即ち上下の関係で配置されているが、ロー
ラ４２および４４を並列に配置することも選択可能であ
り、この場合、上方のローラ４２は下方のローラ４４の
左側に配置されるため、上方のローラ４２はワークピー
ス２２が接触する最初または上流側のローラであり、一
方、ここでは事実上右側のローラである下方のローラ４
４はワークピース２２が接触する二番目または下流側の
ローラである。図２に明示したように、ローラ４２およ
び４４はそれぞれ回転シャフトまたは回転軸５２および
５４に設けられている。
【００２４】特に図４にはローラ４２および４４の駆動
システムが示してあり、ローラ４２および４４の回転軸
５２および５４は、ベアリング６９および６８を介して
被駆動軸４８および５０へ作動上の関係をもって接続さ
れている。例えば電気モータのような適切な駆動手段５
６および５８が、支持部材２８に設けられ、適切なカッ
プリング６４および６６により駆動軸４８および５０へ
接続された駆動軸６０および６２を介してローラ４２お
よび４４それぞれを駆動し、上記カップリング６６は好
ましくは以下で明らかにする理由で自在カップリングを
具備する。下方のローラ４４はベアリング６８および７
０を介して支持部材２８へ接続されており、カップリン
グ６６とベアリング６８および７０とによって、下方の
ローラ４４はアクチュエータ７２および７４により支持
部材２８に対して動くことが可能となる。このように下
方のローラ４４を静止した上方のローラ４２へ近づけた
り離したりして、所望により、ローラ４２および４４間
に形成されたニップ４６の大きさを変えることが可能で
ある。各被駆動軸４８および５０は別個の駆動手段５６
および５８により独立して駆動され、下方のローラ４４
は上方のローラ４２の速度よりも早い速度で駆動され
る。特に本発明の技術では、シート状のワークピース２
２がポリプロピレンからなるとき、下方のローラ４４の
線表面速度が上方のローラ４２の線表面速度よりも７〜
１２倍の範囲で大きいように下方のローラ４４を駆動す
るのが好ましいが、例えば、加工するシート状のワーク
ピース２２がポリプロピレンから成る場合には、線表面
速度においてボトムまたは下方のローラ４４は、トップ
または上方のローラ４２よりも７〜１２倍速く駆動する
のが好ましい。しかしながら、以下で詳述するように、
加工するシート状のワークピース２２が、ポリエステ
ル、例えば、ポリエチレンテレフタレート （ＰＥＴ）
である場合には、下方のまたはボトムローラ４４の線表
面速度または引出し比率はトップまたは上方のローラ４
２の線表面速度よりも４〜５倍大きい。
【００２５】従って前述のように、ワークピース２２が
ゼロギャップ組立体２０の上方のローラ４２と下方のロ
ーラ４６との間に形成されたニップ４６を通されると、
ワークピース２２の下面、即ち上方のローラ４２と接触
する面において、上方のローラ４２はブレーキとして効
果的に作用し、圧延縮小作用が本質的にブレーキとして
効果的に作用し、一方で下方のローラ４４はワークピー
ス２２を引っ張り且つ加速し、下方のローラ４４はワー
クピース２２の上面、即ち下方のローラ４４と接触する
面上で効果的に作用する。ワークピース２２は、上方の
ローラ４２と下方のローラ４４との間に形成されたニッ
プ４６を通って加速されると、圧延と延伸とが同時に施
され、ローラ４２および４４間に形成されたニップ４６
の空間よりも実際には小さな最終的な所定厚さになる。
特に完成シートの厚さは上方のローラ４２と下方のロー
ラ４４との間での線表面速度差または引出し比率によ
る、即ち下方のローラ４４が上方のローラ４２に対して
早く回転すればするほど、完成シートの厚さは薄くな
る。また同様に下方のローラ４４の線表面速度に依存し
てローラ４２および４４間に形成されたニップ４６の前
または後でも延伸が僅かになされる。従って上記のよう
に、ワークピース２２と関連して行われる圧延機能と延
伸機能との間、および最終的な完成シートへのこれら処
理の間には実質的にずれ、空間または時間枠がない。圧
延と延伸との同時処理の結果、ワークピースは、圧延工
程の終了後にだけ延伸される従来の処理または技術に従
った延伸方法によるワークピースに関する数値に比べ
て、実質的にワークピースの幅が局所的に収縮してしま
うネッキングは少ない。
【００２６】完成シート２２は、ゼロギャップ組立体２
０から出ると、出口ブライドル組立体２６を通って送ら
れる。出口ブライドル組立体２６は幾つかの異なる形態
のうちの一つをとることができ、図１に示したように、
出口ブライドル組立体２６は、図示していないが例えば
シャフトまたは軸のような適切な手段により支持部材２
８に取り付けられた複数のシリンダまたはローラ７６、
７８、８０、８２、８４および８６を具備するのが好ま
しい。出口ブライドル組立体２６、特にローラ７６〜８
６は、ゼロギャップ組立体２０から完成シートを引き出
すのに使用される。ローラ７６、７８、８０、８２、８
４および８６は中実でも中空でもよく、使用するローラ
はここで開示した数よりも多くても少なくてもよい。ロ
ーラ７６、７８、８０、８２、８４および８６は完成シ
ートの延伸には実質的に寄与しないが、以下で明らかに
なるように、図１のシステムが、高配向ポリエステルシ
ートを製造するために改良された場合には、このような
改良された装置またはシステムの出口ブライドル組立体
のローラは、所望の高い引張強さ及び弾性率パラメータ
を示すようなポリエステルシートを製造するのに非常に
重要な延伸、伸びまたは引張り作用を果たす。図１の態
様において、ローラ７６、７８、８０、８２、８４及び
８６は、横方向に沿うトップまたは上方列のローラ７
６、８０及び８４の間にボトムまたは下方列のローラ７
８、８２及び８６が配置されるように二列に沿って配置
されている。上方のローラ７６、８０および８４は全て
時計回りに回転し、一方で下方のローラ７８、８２およ
び８６は全て反時計回りに回転し、従って完成シートは
出口ブライドル組立体２６を通って適切に送られる。ロ
ーラ７６、７８、８０、８２、８４および８６は図示し
ていないが例えばモータ・軸組立体のような適切な駆動
手段によって一定速度で回転され、ローラ７６、７８、
８０、８２、８４および８６の速度は、その線表面速度
が本質的にゼロギャップ組立体２０の下方のローラ４４
の線表面速度と等しいような速度である。
【００２７】本発明の更なる技術によると、完成シート
の特性を更に改善し高めるためにゼロギャップ組立体２
０の前または後のいずれかにおいて、例えばずれの小さ
いショートギャップ延伸装置、システムまたは組立体の
ような同様な処理を遂行する他の延伸処理および装置を
使用することも可能なことは明らかであり、上記したよ
うな追加の装置またはシステム及びこれらに付随する延
伸方法は、高配向ポリエステルシートの特別な加工また
は延伸法に関して以下でより完全に開示されるであろ
う。
【００２８】ここまでは本発明を具備する装置の特定の
実施形態を開示したが、ここで、このような本発明に従
った装置によって実施される方法も開示する。特にワー
クピース２２が押出し機３０から入口ブライドル組立体
３２へ供給され、入口ブライドル組立体３２のローラ３
４、３６、３８および４０に巻き付けられ、次にゼロギ
ャップ組立体２０へ適切に送られる。それからワークピ
ース２２はゼロギャップ組立体２０の上方のローラ４２
の周りへ供給されると共にゼロギャップ組立体２０の上
方のローラ４２は入口ブライドル組立体３２のローラ３
４、３６、３８および４０の線表面速度と等しい線表面
速度で駆動されている。ワークピース２２がゼロギャッ
プ組立体２０へ入ると、それが上方のローラ４２と下方
のローラ４４との間に形成されたニップ４６に届くま
で、上方のローラ４２の外周面の周りを移動する。前述
したように、回転が速いほうの下方のローラ４４はニッ
プ４６を通るワークピース２２を引っ張り、一方で、回
転が遅いほうの上方のローラ４２、および実質的に圧延
縮小処理が、ワークピース２２の下面、即ち上方のロー
ラ４２と接触するワークピース２２の面においてブレー
キとして効果的に作用する。従ってワークピース２２は
ローラ４２および４４間に形成されたニップ４６を通っ
て加速され、それがニップ４６を通ると、圧延と延伸と
が同時に施されて最終的な所定厚さになる。その後、出
口ブライドル組立体２６はゼロギャップ組立体２０の下
方のローラ４４から完成シートを引っ張り出し、従って
本発明の方法に従うと、所望のように容易に表面処理お
よび／または熱処理され、薄くて平坦な延伸シートが製
造されるのは明らかであり、この延伸シートは、公知の
製造業者によりパッケージ等を縛るのに使用されるのに
必要な望ましい薄い帯ひもへ切断される。
【００２９】以下の表１に記した種々のデータからも分
かるように、公知または従来の装置および処理に従って
以前から製造されていた帯ひもよりもかなり良い品質の
帯ひもが上記の装置および処理によって製造される。
【表１】
【００３０】上記表１から分かるように、ゼロギャップ
方法によって、より高い引張り強さとより強くより高い
溶接率とを示す帯ひもが製造される。更に公知または従
来の製造技術および工程においては、引張り強さを増大
すると割れが増大し、また溶接強さの割合が低下するの
に対し、帯ひもの割れ性が本質的に抑えられると共に引
張り強さを高くすることができる。更に、ゼロギャップ
工程により製造された帯ひもの引張り強さは従来の工程
で製造された帯ひもの引張り強さの約１．４７倍であ
り、また本発明の帯ひもの伸びが従来の帯ひもの約半分
であるため、より良いクリープ性能が達成される。この
結果、ポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）ポリエステル材の帯ひもの市場における幾
つかの有利性が提供される。特に帯ひもを特別に適用ま
たは使用する場合に制御すべき要素が帯ひもの破壊強度
であるならば、材料の引張り強さがより高いことによ
り、現在使用されている材料または帯ひもの約７０％程
度を具備する帯ひもを使用または代用することが可能と
なる。同様に、制御すべき要素、特性または特質が堅さ
であるならば、本発明により製造される帯ひもは、帯ひ
も機のガイドシュートのところで押されることにより帯
ひも機へ信頼性高く供給される。更に制御すべき要素ま
たは特性が帯ひもの溶接強さであるならば、現在または
従来使用されている原材料の半分以下で同等の連結強さ
を有する帯ひもを製造可能である。
【００３１】本発明の工程による様々な特性は、種々の
適用で使用される帯ひもの設計の自由度をかなり柔軟に
する。例えば本発明の工程により製造された帯ひもは、
粒子を横切る方向でより強い接合を示すが、粒子を横切
る方向で帯ひもを比較的容易に破断できると思われる。
更に本発明のゼロギャップ工程により製造された帯ひも
は、最も従来の帯ひもの特性であることが多い構造的に
薄い層に分かれてしまうようなことがない。本発明の帯
ひもが構造的に薄い層に分かれないため、より高い溶接
強さも得られる。上述のように、予延伸工程が入口ブラ
イドル組立体とローラ組立体との間でなされるならば、
または後延伸工程がローラ組立体と出口ブライドル組立
体との間でなされるならば、図１〜図４のシステムおよ
び工程に関して記載した本発明の実施形態に従って達成
されるものと全体的に同じ特性が得られる。しかしなが
ら注目すべきは、後延伸工程が完成シートに施されるな
らば、シートの材料が繊維性攣縮へ向かう傾向が幾分か
より大きいのに対し、予延伸工程がワークピース２２に
施されるならば、より高い引っ張り係数が得られるとい
うことである。
【００３２】図１の装置またはシステムを再度参照する
と、ワークピース２２が入口ブライドル組立体３２を通
って送られると、特にワークピース２２が圧延および延
伸を行うゼロギャップ組立体２０の上方のローラ４２へ
近づくと、ワークピース２２の上方面または外側面、即
ちゼロギャップ組立体２０の上方のローラ４２の外周面
と接触しない面は、ワークピース２２の外側面が外気に
直接露出しているため、ゼロギャップ組立体２０の上方
のローラ４２の外周面と接触するワークピース２２の下
方面または内側面よりも早く冷える傾向がある。このよ
うな表面における不均一な等しくない冷却特性により、
またはワークピース２２の上記表面間に温度差が生じる
ため、ワークピース２２は厚さ方向で密度が異なり、こ
の密度差によりワークピースの幾つかの特性または特徴
に悪影響が及ぶ。従って、この問題を改善し解決し排除
するために、上記係属出願の米国特許出願第08/352,721
号により詳細に開示されているような改良された予熱シ
ステムまたは装置が開発された。このような改良された
システムまたは装置が本発明の主題を構成していないと
いう事実を考慮すると、このようなシステムまたは装置
の詳細な説明が本明細書中に実際に開示されていない
が、前記特許出願明細書は引例として本願明細書に含ま
れる。
【００３３】更に、上記圧延及び延伸によりシート状の
ワークピース２２を加工する際に、シート状のワークピ
ース２２の縁は、シート状のワークピース２２の中央部
よりもより厚くなる傾向があることが知られている。こ
の現象の原因は、“METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCI
NG ORIENTED PLASTIC STRAP, AND STRAP PRODUCED THER
EBY ”と題された同時係続出願の米国特許出願第08/47
4,355号中で説明されており、このような問題は、一対
の圧延ローラ４２と４４との間に形成されたニップ４６
のすぐ近くの上流に位置するシート状のワークピース２
２の縁に沿ってエッジヒータを設置することにより解決
される。更に、このようなエッジヒータの使用にも関わ
らず、陥没領域及び突出領域がシートの縦断面に存在す
る。上記した同時係続出願第08/474,355号の更なる教示
によると、上記した縁のヒータに加え、追加のストリッ
プヒータも使用される。このようなシートの縁を加熱す
る装置及び方法は本発明の主題を構成しないという事実
を考慮すると、このような装置及び方法の詳細が本明細
書中に開示されていないが、前記特許出願明細書は引例
として本願明細書に含まれる。更に、本発明の各教示に
関して、製造されるシートの厚くなった縁を薄くするた
めの追加の非加熱構造用装置及び方法を以下で開示す
る。
【００３４】図１〜４のゼロギャップ圧延及び延伸装置
は、特に、1994年12月12日に出願された米国特許出願第
08/352,721号に開示されている種々の改良によってポリ
プロピレン及びポリエステルのシート及び帯ひもの工業
的製造において非常に満足すべきものであり、かつ商業
的成功を収めているが、一方、ポリエステル、特にポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んで成る加工シ
ート及び帯ひもに関して実施した追加の試験は、上記方
法及び態様で作動する図１〜４の装置またはシステム
が、高配向ポリエステルシートまたは帯ひも、即ち、例
えば7.03×103kg/cm2 (100,000psi)の引張強さ及び2.11
×105 〜3.52×105kg/cm2 (3,000,000〜5,000,000psi)
の範囲の弾性率を有するシートまたは帯ひもを製造でき
ないことを示した。従って、図１〜４に記載されている
のと同様であるが、本発明の特定の教示により改良され
た装置及び作業態様は、7.03×103kg/cm2 (100,000psi)
の引張強さ及び2.11×105 〜3.52×105kg/cm2 (3,000,0
00〜5,000,000ps i)の弾性率を有するこのような高配向
ポリエステルシートまたは帯ひもの製造に関連して説明
する。
【００３５】ポリエステルは、固体として２種の異なる
状態、即ち非晶質ポリエステルまたは結晶質ポリエステ
ルのいずれかで存在する。本発明は、非晶質ポリエステ
ルから形成される結晶質ポリエステルを含んで成る産業
用シートまたは帯ひもの製造に向けられている。非晶質
ポリエステルは、加熱により誘発される結晶化または延
伸により誘発される結晶化の何れかによって結晶質ポリ
エステルになるか、または結晶化される。ポリエステル
の加熱により誘発される結晶化は、例えば、1977年5 月
10日にThomas J. Karass等に付与された米国特許第4,02
2,863 号に開示されているが、加工されたポリエステル
帯ひもは外観が乳白色であり、十分な引裂抵抗を示さな
い。従って、本発明は、改良されたゼロギャップ圧延延
伸システムを用いて非晶質ポリエステルの延伸により誘
発される結晶化によって結晶質ポリエステルシートを製
造することに向けられている。
【００３６】より詳細には、図５及び６を参照すると、
概して、参照番号１００で示した改質ポリエステルロー
ラ組立体または装置システムは、上方のローラ１４２と
下方のローラ１４４とを含んで成るゼロギャップ組立体
１２０を含んで成り、入口ブライドル組立体またはシス
テム１３２は、ローラ１３４、１３６、１３８及び１４
０を含んで成り、及び出口ブライドル組立体またはシス
テム１２６は、ローラ１７８、１８０、１８２及び１８
４を含んで成る。アイドラーローラ１４１は、入口ブラ
イドルシステム１３２のローラ１４０とゼロギャップロ
ーラ組立体１２０の上方のローラ１４２との間に配置さ
れており、同様に、アイドラーローラ１７７は、ゼロギ
ャップローラ組立体１２０との下方のローラ１４４と出
口ブライドル組立体またはシステム１２６のローラ１７
８との間に配置されている。
【００３７】当然のことながら、ポリエステルシート１
２２が、圧延ローラ１４２と１４４との間に形成された
ニップ１４６を通過することにより延伸した結果として
結晶化するまで、入口ブライドル組立体１３２を経てゼ
ロギャップ圧延延伸組立体１２０に向けて送られるポリ
エステルシート１２２の加熱により誘発される結晶化を
防ぐために、前記シート１２２の温度は、いずれの時点
においても約８０℃のガラス転移温度（Ｔg ）以下に保
たれるべきである。ポリエステルシート１２２が、いず
れかの時点においてガラス転移温度（Ｔg ）を超える温
度に加熱された場合には、前記シート１２２は結晶化
し、粘着性になり、前記シート１２２は、入口ブライド
ル組立体１３２及びゼロギャップローラ組立体１２０を
通過する搬送路に沿って適切に送られない。従って、本
発明の教示によると、入口ブライドルローラ１３４、１
３６、１３８及び１４０、並びにアイドラーローラ１４
１及びゼロギャップ組立体１２０の上方のローラ１４２
の全ては、７５℃程度に加熱され、この温度に保たれ
る。
【００３８】ポリエステルシート１２２を適切に加工す
るため、即ち、所望の引張強さ、弾性率、耐クリープ
性、引裂抵抗、及び他の特性またはパラメータを一貫し
て示す延伸ポリエステルシートを確実に得るために、こ
のシステムを通過する搬送路に沿う正確な位置でシート
状のワークピース１２２の延伸を開始するのを容易にす
る事が必要である。ポリエステルシートの分子配向及び
これによる結晶化は、ゼロギャップ組立体１２０の上方
のローラ１４２と下方のローラ１４４との間に形成され
たニップ１４６内で起こり、配向を開始し、かつ調節で
きる最も都合良い位置は、前記ローラ１４２とローラ１
４４との間に形成されたニップ１４６の直前の位置であ
る。作業上の観点から、図５によれば、上方のローラ１
４２の側面図を時計の文字盤と見なすと、シート１２２
の延伸は、望ましくはこのような文字盤の右下四分円
内、換言すれば、２時の位置から６時の位置の範囲内で
開始する。６時の位置はローラ１４２とローラ１４４と
の間に形成されたニップ１４６の位置であるために、こ
のような延伸を６時の位置で開始することは困難であ
る。この結果、できるかぎり６時の位置に近い位置で延
伸を開始することが好ましい。従って、本発明によれ
ば、赤外線ヒータ１４３が、シート状のワークピース１
２２を加熱するように上方のローラの外側に配置されて
いる。このような位置でのこのような加熱は、シート状
のワークピース１２２の引張強さを変化させ、このよう
な位置でのシート状のワークピース１２２の伸びを容易
にし、このような位置でのシート状のワークピース１２
２の延伸を調節するかまたは延伸を開始させる。図５及
び６に示したように、実際に、赤外線ヒータ１４３は、
時計の文字盤で５時３０分の位置に配置されているが、
この赤外線ヒータは、２時から５時３０分の上記した範
囲内のどこに存在していても良い。更に、ヒータ１４３
は、シート状のワークピース１２２の組立体１２０を通
過する速度に依存してシート状のワークピース１２２の
加熱領域に沿うよう２時から５時３０分の位置に連続的
に延びる長さを有してもよい。赤外線ヒータ１４３は、
シート状のワークピース１２２の温度を、このような位
置が、上方のローラ１４２と下方のローラ１４４との間
に形成されたニップ１４６に対して近接する位置にある
ためにガラス転移温度（Ｔg ）よりも高く、かつポリエ
ステルシートの延伸により誘発される結晶化が起こる温
度よりも低い温度に上昇させると同時に、加熱により誘
発される結晶化が最少限に抑えられる。ガラス転移温度
（Ｔg ）よりも高い温度にシート状のワークピース１２
２の温度が上昇するために、シート状のワークピース１
２２は、上方のゼロギャップローラ１４２に粘着する傾
向を若干示す。従って、上方のローラ１４２に対するシ
ート１２２のこのような粘着を防ぐために、例えば、入
口ブライドルのアイドラーローラ１４１の上流にある搬
送位置において、水、空気及び１〜２重量％の油を含ん
で成る水溶性の水を基材としたエマルジョンを噴霧手段
１４５からシート状のワークピース１２２の下方面上に
噴霧する。図５及び６から分かるように、シート状のワ
ークピース１２２の下方面はゼロギャップ組立体１２０
の上方のローラ１４２に対して内側面となり、この結
果、このようなエマルジョンは、シート状のワークピー
ス１２２とゼロギャップ組立体１２０の上方のローラ１
４２との間で起こる粘着を防止する。ゼロギャップ組立
体１２０の下方のローラ１４４への延伸シート１２２の
粘着は、ゼロギャップ組立体１２０のローラ１４２とロ
ーラ１４４との間に形成されたニップ１４６内でポリエ
ステルシート１２２の延伸が起こり、非晶質ポリエステ
ルが粘着性を示さない結晶質ポリエステルに変換される
ために問題でない。
【００３９】ゼロギャップ組立体１２０の上方のローラ
１４２と下方のローラ１４４との間に形成されたニップ
１４６内でシート状のワークピース１２２を適切に延伸
させるために、下方のゼロギャップローラ１４４は、そ
の線表面速度が上方のゼロギャップローラ１４２の回転
速度及び有効線表面速度よりも実質的に速い回転速度で
回転する。特に、本発明によれば、下方のゼロギャップ
ローラ１４４の線表面速度は、シート状のワークピース
にかけられる引出し比率が４〜５：１の範囲になるよう
に、上方のゼロギャップローラ１４２の線表面速度の約
４〜５倍になるよう設定される。同様に、出口ブライド
ル組立体のローラ１７８、１８０、１８２及び１８４
は、その線表面速度即ち引出し比率が、下方のゼロギャ
ップローラ１４４の線表面速度の２倍になるように、下
方のゼロギャップローラ１４４の回転速度よりも速い回
転速度で回転する。特に、本発明のよれば、出口ブライ
ドルローラ１７８、１８０、１８２及び１８４の線表面
速度は、約１．１〜１．５に設定される。従って、本発
明は、シート状のワークピース１２２にかけられる全引
出し比率が約６：１である二段階延伸工程を含んで成
る。例えば、下方のゼロギャップローラ１４４が、上方
のゼロギャップローラ１４２の線表面速度の４．５倍の
線表面速度になるような回転速度で回転し、そして出口
ブライドルローラ１７８、１８０、１８２及び１８４
が、下方のゼロギャップローラ１４４の線表面速度の
１．３４倍の線表面速度になるような回転速度で回転す
ると、結果として６．０３の全引出し比率が達成され、
この引出し比率でシート状のワークピース１２２は延伸
される。代法として、例えば、下方のゼロギャップロー
ラ１４４と上方のゼロギャップローラ１４２との間の線
表面速度の差または引出し比率は、それぞれ５．０また
は５：１である一方、出口ブライドル組立体ローラ１７
８〜１８４と下方のゼロギャップローラ１４４との間の
線表面速度の差または引出し比率は、それぞれ１．２ま
たは１．２：１であり、この場合に、全引出し比率は
６：１となる。ゼロギャップ組立体の下方のローラ１４
４と出口ブライドル組立体のローラ１７８〜１８４との
間でシート状のワークピース１２２の第２または第２段
階の延伸を容易にするために、ゼロギャップ組立体の下
方のローラ１４４は１５０℃の温度に加熱されるが、出
口ブライドル組立体のローラ１７８〜１８４は室温（Ｒ
T ）に保たれてもよい。第２または第２段階の延伸後、
得られたポリエステルシートは、7.03×103kg/cm2 (10
0,000psi)の引張強さ及び2.11×10 5 〜3.52×105kg/cm
2 (3,000,000〜5,000,000psi) の弾性率を有する。
【００４０】上記したように、本発明のゼロギャップ装
置またはシステム特性における延伸シート状のワークピ
ースの製造時に、製造されたシート状のワークピース
は、厚くなった縁部または縁領域を有する傾向がある。
従って、適切な配置の縁部のヒータ及び帯ひものヒータ
を設置することは、同時係続出願である米国特許出願第
08/474,355号により詳細に開示されており、容積の増大
した使用可能なシートまたは帯ひもが、実際に包装用帯
ひもの最終的製造のために製造されるように、このよう
な問題を解消するかまたは実質的に排除する。非加熱の
構造的製造方法によって、完成シートの平坦さを増大
し、かつ均一で平坦な完成シートの量を増大することも
できる。例えば、図７及び図８には、図５及び図６のシ
ステムのゼロギャップ組立体１２０に備えられる形状の
異なる二つの圧延ローラの正面図が示されている。図７
及び図８の圧延ローラ２０４及び２０６からは、圧延ロ
ーラ２０４及び２０６それぞれの中央部分は、実際に
は、それぞれ点２０８及び２０９で窪んでおり、一方、
側部の縁部分２１１及び２１３は、直線的、即ち水平な
形状または外形を有することが分かる。このように、シ
ート状のワークピース１２２がニップ１４６内で圧延さ
れ延伸されると、ワークピース１２２縁部分はワークピ
ース１２２の中央部分よりも加工温度が高いために、ワ
ークピース１２２の縁部分は薄くなる。ニップ１４６内
で処理される際には、ワークピース１２２の縁部分は、
上述したように幾分か厚くなっているため、ワークピー
ス１２２または完成シートの最終的な縁部分は、上述の
縁部加熱技術から得られるのと同様に、所望の薄さと均
一な平坦さとを有することになる。図７及び図８から明
らかなように、圧延ローラ２０４及び２０６間の外形の
主な差異は、図７の圧延ローラ２０４の場合、その中央
部分が部分２１５において円筒形状を有するとともに、
軸線方向においてその部分２１５に隣接する部分が部分
２１７においてテーパ形状、即ち円錐台形状を有すると
いうことである。最終的には最も外側の端部または縁部
分は部分２１９において円筒形状であるが、円筒形状の
部分２１９の外径は、中央の円筒形状の部分２１５の外
径よりも大きい。同様に、図８の圧延ロール２０６の場
合、中央部分２０９は、窪んだ弓形状を有するととも
に、最も外側の端部分２２１は円筒形状であり、かつ中
央部分２０９よりも大きい外径を有する。
【００４１】図９、図１０及び図１１を参照すると、幅
方向で平坦さを増大し、かつ均一で平坦な完成シートの
量を増大するために利用される他の製造方法では、それ
ぞれ図９及び図１０に示した特別な形状に形成された押
出し型２２３及び２２５から、シート状のワークピース
１２２を押し出す。各押出し型２２３及び２２５は、実
際には、台形形状の型口２２７及び２２９を有するた
め、同様に台形断面形状を有するワークピース１２２を
製造し、つまり縁部分２３１及び２３３はワークピース
１２２の中央部分よりも実質的に薄くなる。これら台形
形状のワークピース１２２が圧延され延伸されると、こ
れらの縁部分は、幾分か厚くなり、従って、縁部分は、
ワークピース１２２の中央部分と実質的に等しい厚さに
なるため、上述した最も外側の縁部分を除いて、ワーク
ピース１２２の実質的に全般にわたり実質的に均一の厚
さが得られる。更に押出し型２２３及び２２５間の大き
な違いは、押出し型２２３は押出し型２２５により製造
された同様なワークピース１２２よりも厚いシート状の
ワークピース１２２を製造するということである。
【００４２】図１１には、一組のキャステングローラ２
３５、２３７及び２３９が鉛直方向へ並んで示されてい
る。上方のキャスティングローラ２３５及び下方のキャ
スティングローラ２３９は、各々、圧延ローラ２０４及
び２０６と同様な形状であり、一方、中央のキャスティ
ングローラ２３７は円筒形状を有する。従って、キャス
ティングローラ２３５及び２３７間、そしてキャスティ
ングローラ２３７及び２３９間にそれぞれ形成される空
間２４１及び２４３は、実際には、台形形状であり、従
って、ワークピース１２２が型口２２７または２２９か
ら押し出されると、ワークピース１２２は最初にキャス
ティングローラの周囲に沿って送られて空間２４１へ挿
入され、キャスティングローラ２３７の周りに巻かれ、
空間２４３から引き出される。実際には、空間２４３の
台形形状は、空間２４１の台形形状に対し上下が逆にな
っている。それからワークピース１２２はゼロギャップ
組立体１２０へ送られ、本発明の技術により処理され
る。
【００４３】従って、上述の特に本発明の原理により開
発された製造方法及び製造装置によると、圧延され延伸
された完成シートでは、密度が改善され、従って作動上
のまたは分野上の使用特性が改善され、更に平坦さ、即
ち均一さが改善されるため、ポリエステル帯ひもの量が
増大する。
【００４４】上記技術によって数々の変更実施形態及び
集成実施形態を開発することができることは明らかであ
る。従って、本発明は、特別にここで説明された以外に
特許請求の範囲の範囲内で実施され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のゼロギャップ製造工程により延伸プラ
スチック帯ひもを製造する本発明の装置の部分正面図で
ある。
【図２】図１のゼロギャップ組立体を構成する圧延及び
延伸を行うローラを簡単に示した拡大部分正面図であ
る。
【図３】図１の線３−３に沿った図１のゼロギャップ組
立体を構成する圧延及び延伸を行うローラの拡大部分断
面図である。
【図４】図１の線３−３と平行な線または方向に沿った
図１のゼロギャップ組立体を構成する圧延及び延伸を行
うローラを簡単に示した縮小部分側面図である。
【図５】図１の装置と同様であるが、高配向ポリエステ
ルシートまたは帯ひもを製造するための本発明の原理に
よって圧延及び延伸する装置またはシステムの概略図で
ある。
【図６】図５の装置と同様であるが、高配向ポリエステ
ルシートまたは帯ひもを容易に製造するための本発明の
入口ブライドル、ゼロギャップ圧延ローラ及び出口ブラ
イドルを利用または備えた本発明の原理によって行われ
る特にユニークな加熱または延伸を説明する概略図であ
る。
【図７】図７は、シートまたは帯ひもの幅方向に沿って
所望の平坦さを有する使用可能なシートまたは帯ひもの
量が増大するような薄い端部を有する圧延及び延伸され
たポリエステルシートまたは帯ひもを製造するための図
５または図６のいずれかのゼロギャップ組立体に使用で
きる二つの異なる態様の圧延ロールの正面図である。
【図８】図８は、シートまたは帯ひもの幅方向に沿って
所望の平坦さを有する使用可能なシートまたは帯ひもの
量が増大するような薄い端部を有する圧延及び延伸され
たポリエステルシートまたは帯ひもを製造するための図
５または図６のいずれかのゼロギャップ組立体に使用で
きる二つの異なる態様の圧延ロールの正面図である。
【図９】図９は、シートまたは帯ひもが圧延及び延伸さ
れた場合に、シートまたは帯ひもの幅方向に沿って所望
の平坦さを有する使用可能なシートまたは帯ひもの量が
増大するような薄い端部を有するシート状のワークピー
スを製造するの使用できる押出し型の概略断面図であ
る。
【図１０】図１０は、シートまたは帯ひもが圧延及び延
伸された場合に、シートまたは帯ひもの幅方向に沿って
所望の平坦さを有する使用可能なシートまたは帯ひもの
量が増大するような薄い端部を有するシート状のワーク
ピースを製造するの使用できる押出し型の概略断面図で
ある。
【図１１】図１１は、シート状のワークピースがゼロギ
ャップ圧延及び延伸組立体に向かって下流に送られるよ
うに図９及び図１０の押出し型から押し出されたシート
状のワークピースを更にキャスティング及び成形するた
めの図９及び図１０の押出し型と共に使用されるキャス
ティングロールの正面図である。
【符号の説明】
２２，１２２…ワークピース ４２，４４，１４２，１４４…ローラ ４６，１４６…ニップ １４３…赤外線ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マニュエル シー．エンリクエッツ アメリカ合衆国，イリノイ 60053，モー トン グローブ，ウィルソン テラス 7207

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高配向ポリエステルシートを製造する製
    造装置において、 間にニップを形成し、ポリエステルの中実なシート状の
    ワークピースが通される一対の対向ローラを具備し、前
    記シート状のワークピースが所定の移動方向において一
    回の通過で前記ニップ間を通されると該ワークピースに
    圧延と延伸とが同時に施され、 前記一対の対向ローラ間に形成されたニップ内において
    前記シート状のワークピースに圧延と延伸とを同時に施
    すのに十分異なる線表面速度で、前記一対の対向ローラ
    の前記異なる線表面速度により前記一対の対向ローラ間
    に形成された所定の第一引出し比率に従い前記対向ロー
    ラを互いに反対方向へ駆動する駆動手段を具備し、 前記所定の移動方向に沿って見て前記一対の対向ローラ
    の下流側の一つのローラの下流側に配置され、前記圧延
    され延伸されたシート状のワークピースを前記一対の対
    向ローラから離れるように引き出す少なくとも一つの補
    助ローラを具備し、 前記一対の対向ローラの前記下流側の一つのローラの前
    記線表面速度に対して十分に異なる線表面速度で前記少
    なくとも一つの補助ローラを駆動する駆動手段を具備
    し、所定の第二引出し比率に従い前記圧延され延伸され
    たシート状のワークピースを更に延伸することを特徴と
    する製造装置。
  2. 【請求項２】 前記ポリエステルのシート状のワークピ
    ースをポリエチレンテレフタレートから作製することを
    特徴とする請求項１に記載の製造装置。
  3. 【請求項３】 前記少なくとも一つの補助ローラが前記
    一対の対向ローラに対し前記圧延され延伸されたワーク
    ピースのための出口ブライドル組立体を形成する一組の
    ローラを具備することを特徴とする請求項１に記載の製
    造装置。
  4. 【請求項４】 前記第一引出し比率は４から５：１の範
    囲内であり、前記第二引出し比率は１．１から１．５：
    １の範囲内であり、前記ポリエステルのシート状のワー
    クピースに加えられる全体引出し率は約６：１であり、
    前記高配向ポリエステルシートが約１０００００ｐｓｉ
    の引張り強度と、約３００００００から５００００００
    ｐｓｉの範囲内の弾性率とを有することを特徴とする請
    求項１に記載の製造装置。
  5. 【請求項５】 前記ポリエステルのシート状のワークピ
    ースが前記一対の対向ローラ間に形成されたニップを前
    記シート状のワークピースが通される前は非晶のポリエ
    ステルを具備し、前記一対の対向ローラ間に形成された
    ニップを前記シート状のワークピースが通される際には
    前記シート状のワークピースが配向誘発結晶化を受けて
    結晶のポリエステルを具備し、 前記非晶のポリエステルのシート状のワークピースが前
    記一対のローラの前記下流側の一つのローラへ粘着する
    ことを防止するために、前記一対のローラの下流側の一
    つのローラを加熱し、これによって前記シート状のワー
    クピースのガラス転移温度（Ｔｇ）以下である温度レベ
    ルへ前記シート状のワークピースを予加熱する加熱手段
    を更に具備し、 実質的に前記シート状のワークピースの前記ガラス転移
    温度（Ｔｇ）以上である温度レベルへ前記一対のローラ
    の前記下流側の一つのローラを加熱するための加熱手段
    を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の製造
    装置。
  6. 【請求項６】 前記一対の対向ローラ間に形成されたニ
    ップのすぐ上流側の位置において、前記シート状のワー
    クピースを前記ポリエステルのシートの前記ガラス転移
    温度（Ｔｇ）より高い温度レベルへ加熱するための加熱
    手段を更に具備し、前記一対の対向ローラ間に形成され
    たニップ内において前記ポリエステルのシートの圧延お
    よび延伸によって前記ポリエステルのシートの延伸制御
    を予め決定し、 前記ポリエステルのシート状のワークピースが前記ガラ
    ス転移温度（Ｔｇ）より高い前記温度レベルへ加熱され
    たときに前記ポリエステルのシートが前記一対の対向ロ
    ーラの上流側の一つのローラに粘着することを防止する
    ために、前記ポリエステルのシートの表面へ潤滑剤を供
    給する供給手段を前記一対の対向ローラ間に形成された
    ニップの上流側の位置に更に具備することを特徴とする
    請求項５に記載の製造装置。
  7. 【請求項７】 前記一対の対向ローラの各々は円錐状の
    中央部分と筒状の端部分とを具備する形状を有し、前記
    シート状のワークピースが前記一対の対向ローラ間に形
    成されたニップを通されて案内されたときに前記中央部
    分よりも薄い縁部分を前記シート状のワークピースに提
    供し、前記圧延と延伸とを同時に施されたシート状のワ
    ークピースが前記一対の対向ローラ間に形成されたニッ
    プを通された後において前記圧延と延伸とを同時に施さ
    れたシート状のワークピースの幅を横切った前記圧延と
    延伸とを同時に施されたシート状のワークピースの平坦
    度合いの増大が達成されることを特徴とする請求項１に
    記載の製造装置。
  8. 【請求項８】 前記一対の対向ローラの前記中央部分が
    弓状の形状であることを特徴とする請求項７に記載の製
    造装置。
  9. 【請求項９】 前記一対の対向ローラの前記中央部分が
    台形形状を有することを特徴とする請求項７に記載の製
    造装置。
  10. 【請求項１０】 前記シート状のワークピースを押し出
    す押出し型手段を更に具備し、該押出し型手段は、前記
    押し出されたシート状のワークピースが中央部分よりも
    薄い縁部分を有するような所定の断面形状を有し、前記
    圧延と延伸とを同時に施されたシート状のワークピース
    が前記一対の対向ローラ間に形成されたニップを通され
    た後において前記圧延と延伸とを同時に施されたシート
    状のワークピースの幅を横切った前記圧延と延伸とを同
    時に施されたシート状のワークピースの平坦度合いの増
    大が達成されることを特徴とする請求項１に記載の製造
    装置。
  11. 【請求項１１】 前記押出し手段の所定の断面形状が台
    形であることを特徴とする請求項１０に記載の製造装
    置。
  12. 【請求項１２】 鉛直方向の配列で配置され、間に空間
    を形成する複数のキャスティングローラを更に具備し、
    該キャスティングローラは前記押出し型手段によって生
    成された台形形状のシート状のワークピースを収容する
    台形形状を有することを特徴とする請求項１１に記載の
    製造装置。
  13. 【請求項１３】 間にニップを形成し、前記シート状
    のワークピースが所定の移動方向で一通路において該ニ
    ップを通されると前記シート状のワークピースに圧延と
    延伸とを同時に施す一対の対向ローラを提供する対向ロ
    ーラ提供工程と、 前記一対の対向ローラ間に形成されたニップ内において
    前記シート状のワークピースに圧延と延伸とを同時に施
    すのに十分異なる線表面速度で、前記一対の対向ローラ
    の前記異なる線表面速度により前記一対の対向ローラ間
    に形成された所定の第一引出し比率に従い前記一対の対
    向ローラを互いに反対方向へ駆動する対向ローラ駆動工
    程と、 前記圧延と延伸とを同時に施されたシート状のワークピ
    ースを引き出して前記一対の対向ローラから離すため
    の、前記所定の移動方向に沿って見て、前記一対の対向
    ローラの下流側の一つのローラの下流側に少なくとも一
    つの補助ローラを提供する補助ローラ提供工程と、 所定の第二引出し率に従い前記圧延され延伸されたシー
    ト状のワークピースを更に延伸するために、前記一対の
    対向ローラの前記下流側の一つのローラの前記線表面速
    度に対し十分異なる線表面速度で前記少なくとも一つの
    補助ローラを駆動する補助ローラ駆動工程とを具備する
    ことを特徴とする高配向ポリエステルシートを製造する
    製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記ポリエステルのシート状のワーク
    ピースをポリエチレンテレフタレートから作製したこと
    を特徴とする請求項１３に記載の製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記少なくとも一つの補助ローラが前
    記一対の対向ローラに対し前記圧延され延伸されたワー
    クピースのための出口ブライドル組立体を形成する一組
    のローラを具備し、 前記出口ブライドル組立体を形成する前記一組のローラ
    の全ローラは、前記一対の対向ローラの前記下流側の一
    つと前記第二引出し比率を形成するような回転速度で駆
    動されることを特徴とする請求項１３に記載の製造方
    法。
  16. 【請求項１６】 前記第一引出し比率が４から５：１の
    範囲内であり、 前記第二引出し比率が１．１から１．５：１の範囲内で
    あり、 前記ポリエステルのシート状のワークピースに加えられ
    る全体引出し比率は約６：１であり、前記高配向ポリエ
    ステルシートが約１０００００ｐｓｉの引張り強度と、
    約３００００００から５００００００ｐｓｉの範囲内の
    弾性率とを有することを特徴とする請求項１３に記載の
    製造方法。
  17. 【請求項１７】 前記ポリエステルのシート状のワーク
    ピースが前記一対の対向ローラ間に形成されたニップを
    前記シート状のワークピースが通される前は非晶のポリ
    エステルを具備し、前記一対の対向ローラ間に形成され
    たニップを前記シート状のワークピースが通される際に
    は前記シート状のワークピースが延伸誘誘発結晶化を受
    けて結晶のポリエステルを具備し、 前記非晶のポリエステルのシート状のワークピースが前
    記一対の対向ローラの前記上流側の一つへ粘着すること
    を防止するために、前記一対の対向ローラの上流側の一
    つを加熱し、次いで前記シート状のワークピースのガラ
    ス転移温度（Ｔｇ）以下である温度レベルへ前記シート
    状のワークピースを予加熱する加熱工程と、 前記結晶化されたポリエステルのシート状のワークピー
    スの前記更なる延伸を促進するために、実質的に前記シ
    ート状のワークピースの前記ガラス転移温度（Ｔｇ）以
    上である温度レベルへ前記一対の対向ローラの前記下流
    側の一つを加熱する加熱工程とを更に具備することを特
    徴とする請求項１３に記載の製造方法。
  18. 【請求項１８】 前記一対の対向ローラ間に形成された
    ニップ内において前記ポリエステルのシートの圧延と延
    伸とによって前記ポリエステルのシート状のワークピー
    スの延伸制御を予め決定するために、前記一対の対向ロ
    ーラ間に形成されたニップのすぐ上流側の位置におい
    て、前記シート状のワークピースを前記ポリエステルの
    シートの前記ガラス転移温度（Ｔｇ）より高い温度レベ
    ルへ加熱する加熱工程と、 前記ポリエステルのシート状のワークピースが前記ガラ
    ス転移温度（Ｔｇ）よりも高い前記温度レベルへ加熱さ
    れたときに前記ポリエステルのシートが前記一対の対向
    ローラの上流側の一つのローラに粘着することを防止す
    るために、前記一対の対向ローラ間に形成されたニップ
    の上流側の位置において前記一対の対向ローラの前記上
    流側の一つのローラに接触して配置される前記ポリエス
    テルのシートの面へ潤滑剤を供給する潤滑剤供給工程と
    を更に具備することを特徴とする請求項１３に記載の製
    造方法。
  19. 【請求項１９】 前記一対の対向ローラ間に形成された
    ニップを前記シート状のワークピースが通されたときに
    前記中央部分よりも薄い縁部分を前記シート状のワーク
    ピースに提供するために、円錐状の中央部分と筒状の端
    部分とを具備する形状を前記一対の対向ローラへ提供す
    る形状提供工程を更に具備し、前記一対の対向ローラ間
    に形成されたニップを前記圧延と延伸とを同時に施され
    たワークピースが通された後において前記圧延と延伸と
    を同時に施されたシート状のワークピースの幅を横切っ
    た前記圧延と延伸とを同時に施されたシート状のワーク
    ピースの平坦度合いの増大が達成されることを特徴とす
    る請求項１３に記載の製造方法。
  20. 【請求項２０】 前記シート状のワークピースを押し出
    すための押出し型手段を提供する押出し型提供工程を更
    に具備し、該押出し型手段は、前記押し出されたシート
    状のワークピースが中央部分よりも薄い縁部分を有する
    ように所定の断面形状を有し、前記一対の対向ローラ間
    に形成されたニップを前記圧延と延伸とを同時に施され
    たシート状のワークピースが通された後において前記圧
    延と延伸とを同時に施されたシート状のワークピースの
    幅を横切った前記圧延と延伸とを同時に施されたシート
    状のワークピースの平坦度合いの増大が達成されること
    を特徴とする請求項１３に記載の製造方法。
  21. 【請求項２１】 前記押出し型手段の前記所定の断面形
    状が台形であることを特徴とする請求項２０に記載の製
    造方法。
  22. 【請求項２２】 鉛直方向の配列で配置され、間に空間
    を形成する複数のキャスティングローラを提供するキャ
    スティングローラ提供工程を具備し、該キャスティング
    ローラは、前記押出し型手段によって生成された台形形
    状のシート状のワークピースを収容する台形形状を有す
    ることを特徴とする請求項２１に記載の製造方法。
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