JPH1029239A - 熱可塑性樹脂シートの製膜方法及び冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水を噴霧して溶融シートを冷却する過程で発
生するシート表面の欠点を軽減する製膜方法を提供す
る。 【解決手段】 熱可塑性樹脂のシート状溶融物を回転冷
却ドラム上に押出し、該ドラムに密着させて冷却固化す
る製膜方法において、回転冷却ドラムの冷却表面に対向
しかつドラム回転方向に沿って１カ所または複数カ所に
水噴霧装置を配して、シート状物の回転冷却ドラムと密
着している面と反対側の表面（エアー面）の温度が熱可
塑性樹脂の融点（Ｔｍ）−２５℃より低い温度になった
後に、該エアー面へ水を噴霧し、かつそれぞれ噴霧する
水の温度と噴霧する前のエアー面の温度との差を１２５
℃以下とし、そして回転冷却ドラムから離れる時のシー
ト状物の表面温度が１１０℃以下となるまで冷却するこ
とを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製膜方法。

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シート
の製膜方法およびこれに用いる冷却装置に関する。更に
詳しくは熱可塑性樹脂のシート状溶融物を回転冷却ドラ
ムに密着させ、冷却する過程で、回転冷却ドラムに接触
している面（ドラム面）と反対側のシート表面（エアー
面）の冷却を促進して、シート両面の冷却過程の差に起
因する物性の差や表面性の差等を減少させた熱可塑性樹
脂シートを製膜する方法およびこれに用いる冷却装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】実質的に非晶状態の熱可塑性樹脂シート
を製膜する方法として、通常、ダイから熱可塑性樹脂の
シート状溶融物を回転冷却ドラム上に押出し、該シート
状溶融物を回転冷却ドラムに密着させて冷却固化する方
法が用いられている。この回転冷却ドラムはその内部に
冷却水を通すことで強制冷却されており、回転冷却ドラ
ムの表面に接するシート状溶融物の表面（ドラム面）は
ドラムによって冷却される。一方、回転冷却ドラムの表
面に接しないシート状溶融物の表面（前記ドラム面と反
対側の表面：エアー面）は、ドラム面への伝熱と雰囲気
ガス（通常は空気）によって冷却されるから、ドラム面
の冷却速度に比較して遅い速度で冷却される。

【０００３】このようなドラム面とエアー面の冷却速度
の差は回転冷却ドラムを用いる方法では必然的に派生す
る問題であり、特に回転冷却ドラム上のシート厚みが約
２ｍｍ以上になると顕著になり、この冷却過程の差に起
因する物性差は無視し得ないものになる。

【０００４】この問題に対処するため、従来より各種対
策が提案されている。この概要を以下に述べる。

【０００５】一つの方策として、回転冷却ドラムを２台
設置しシートの両面を交互に冷却する方法がある。しか
し、この方法は１段目の回転冷却ドラムへの接触時間を
適切に選ぶことにより、シート両面を均等に冷却するこ
とができるが、構造が複雑でかつ設備費用が高額とな
り、さらに立上がり作業が非常に煩雑となる欠点があ
る。

【０００６】より簡易的な方法としては、エアー面に高
速気流を吹き付けて冷却を促進する方法がある。しか
し、気流だけでは十分冷却能力を得ることができず、更
に気流乱れによりドラム上に押出されたシートに厚み斑
を生じ、また気流によって吹き上げられた粉塵等による
表面欠点の発生が問題になる。

【０００７】更に冷却効果を得るには、シートのエアー
面に水等を塗布してその気化潜熱を利用する方法や水槽
にシートを浸漬させて直接冷却する方法がある。しか
し、常温の水を直接塗布する方法では、シート表面は高
温状態から急激に冷却されるために、水の塗布斑が少し
でもあるとシートに収縮斑が発生してそれに起因する表
面欠点が発生する。また、水槽にシートを浸漬させる方
法では、水槽入り口で水が沸騰して水面が波立つために
表面欠点が発生する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】これら従来技術の中で
は、水等を使用した冷却方法がその冷却効果が大きいと
いう利点を有しているが、反面前記したように、シート
のエアー面に表面欠点が発生する問題がある。

【０００９】本発明の目的は、シートの冷却効果を大き
く低下させることなく、シートエアー面の表面欠点を実
用上、問題のない軽微なレベルまで低減する熱可塑性樹
脂シートの製膜方法及びこれに用いる冷却装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、本発明
によれば、 １．熱可塑性樹脂のシート状溶融物を回転冷却ドラム上
に押出し、該ドラムに密着させて冷却固化する製膜方法
において、回転冷却ドラムの冷却表面に対向しかつドラ
ム回転方向に沿って１カ所または複数カ所に水噴霧装置
を配して、シート状物の回転冷却ドラムと密着している
面と反対側の表面（エアー面）の温度が熱可塑性樹脂の
融点（Ｔｍ）−２５℃より低い温度になった後に、該エ
アー面へ水を噴霧し、かつそれぞれ噴霧する水の温度と
噴霧する前のエアー面の温度との差を１２５℃以下と
し、そして回転冷却ドラムから離れる時のシート状物の
表面温度が１１０℃以下となるまで冷却することを特徴
とする熱可塑性樹脂シートの製膜方法、並びに ２．ダイから押出した熱可塑性樹脂のシート状溶融物を
回転冷却ドラムに密着させて冷却固化する冷却装置にお
いて、回転冷却ドラムの冷却表面に対向しかつドラム回
転方向に沿って１カ所または複数カ所に水噴霧装置を配
し、かつシート状物の回転冷却ドラムと密着している面
と反対側の表面（エアー面）の温度を測定する温度計
と、この表面温度によって噴霧する水の温度を調節する
温度調節装置とを設けたことを特徴とする冷却装置によ
って達成される。

【００１１】以下、図面を引用して本発明を説明する。
図１は本発明の一つの実施態様を示す概略図である。図
２は水噴霧装置の説明図である。図１、図２において、
１は押出しダイ、２は熱可塑性樹脂のシート状溶融物、
２′は冷却固化したシート状物、３は回転冷却ドラム、
４は静電密着手段のワイヤ、５はエアー吹付け装置、６
は表面温度計、７は水ポンプ、８〜１０は水温制御のヒ
ーター、１１〜１３は温度調節計、１４〜１６は温度計
（熱電対）、１７〜１９はフラットスプレーノズル、２
０は表面温度計である。

【００１２】本発明においては、ダイ１から押出した熱
可塑性樹脂のシート状溶融物２を回転冷却ドラム３に密
着させて冷却するが、この方法、装置には公知の方法、
装置を適用することができる。例えば、ダイ１にはＴダ
イ、Ｉダイ等を用いることができ、また回転冷却ドラム
３にはその内部に冷却水を通すことでドラム面を強制冷
却する回転冷却ドラムを用いることができる。このドラ
ムの表面は例えば平滑面、マイクロクラックを有する
面、ドラム回転方向に微細な溝を複数有する面等である
ことができる。このシート状溶融物２を回転ドラム３の
表面に密着させる方法として、該シート状溶融物のエア
ー面（ドラム面に密着しない面）側に張られたワイヤ４
に高電圧を印加し、該エアー面上に静電荷を印加する方
法（静電荷印加法）やエアーナイフを用いる方法が、特
に前者が好ましく用いられる。

【００１３】本発明においては、上記した冷却過程で、
回転冷却ドラム面上の特定の温度にあるシート状物のエ
アー面に所定温度の水を噴霧して該エアー面からも強制
冷却を行なう。

【００１４】回転冷却ドラム上のシート状物のエアー面
側に水を噴霧して冷却する従来方法におけるシートエア
ー面に発生する表面欠点は、水の微小な付着斑に起因す
るシートエアー面表面の収縮斑であり、特定の表面温度
のシートエアー面に該表面温度と温度差の小さい高温の
水を噴霧することでこの表面欠点が軽減できること、シ
ート状物の冷却に寄与するのは主に水の蒸発潜熱であ
り、高温の水を噴霧しても冷却効果の低下が小さいこ
と、さらに具体的にはシートエアー面の温度が樹脂の融
点より２５℃以上低い温度、好ましくは５０℃以上低い
温度、更に好ましくは７５℃以上低い温度で水噴霧を開
始し、かつシートエアー面との温度差が１２５℃以下、
好ましくは１００℃以下、更に好ましくは７５℃以下の
水を噴霧すれば、表面欠点が実用上問題のない軽微なレ
ベルのシートが得られることを、本発明者は見い出し
た。

【００１５】本発明においては、それ故、シート状物の
エアー面の表面温度が熱可塑性樹脂の融点より２５℃以
上低い温度、好ましくは５０℃以上低い温度、更に好ま
しくは７５℃以上低い温度になった後に水噴霧を開始
し、かつシートエアー面との温度差が１２５℃以下、好
ましくは１００℃以下、更に好ましくは７５℃以下の水
を噴霧する。水噴霧は１ケ所でもよいが、シート走行方
向に複数ケ所でもよい。シート走行方向に複数ケ所で水
を噴霧するときには、シートエアー面の表面温度の低下
に従い噴霧する水の温度を、それぞれのケ所でシートエ
アー面との温度差を１２５℃以下、好ましくは１００℃
以下、更に好ましくは７５℃以下に保って、順次低下さ
せると、より表面欠点の少ないシートが得られる。この
表面温度は表面温度計にて測定する。

【００１６】噴霧装置としては、例えば図２に示すよう
にシート状物の幅方向に対し、４５°から９０°の広が
り角度を持ったフラットスプレーノズル１７〜１９が好
ましい。更にこれらノズルをシート状物の幅方向に複数
個並べて使用することができる。噴霧する水の粒子径と
しては１００μｍ以下が好ましい。水の粒子径が１００
μｍを超えると、液玉になりやすくシート表面の収縮斑
の原因となって欠点が発生しやすくなる。

【００１７】噴霧装置に供給する水はイオン交換水又は
蒸留水が好ましい。給水系では水温を制御するヒーター
８〜１０を取り付けたものが好ましく使用される。ま
た、加圧タンク内にヒーターを取り付けて加熱すれば１
００℃以上の水を噴霧装置に供給することができる。

【００１８】回転冷却ドラムを離れる時のシートエアー
面の温度は１１０℃以下が良く、特に９０℃から１００
℃が好ましい。回転冷却ドラムを離れる時のシートエア
ー面の温度により噴霧装置の設置台数および水温を自動
的に制御する方式をとるのが好ましい。この温度が１１
０℃より高いと、シートの一部が結晶化していて次の延
伸工程での切断等が発生し、一方９０℃未満では次の延
伸工程で再加熱する時のエネルギーロスが大きくなり、
好ましくない。また、シートエアー面の表面温度を低く
する手段として、高速気流を吹き付ける方法を併用して
もよい。

【００１９】回転冷却ドラムから離れたシートは、エア
ーナイフ、吸引ロール等の適当な水切り装置を併用する
ことで簡単に水の随伴を防止でき、通常は更に延伸処理
を施して延伸フィルムとして製品化される。この延伸処
理は従来から知られている方法で行うことができる。

【００２０】本発明における熱可塑性樹脂とは、加熱す
ると可塑性を示す樹脂であり、化学構造的には線状高分
子である。代表的な樹脂としては、ポリエステル、ポリ
エチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
プロピレン、ポリスチレン等が例示できる。これらの中
ポリエステル、及びポリエステルを主成分としたものが
好ましい。

【００２１】本発明における冷却装置は、図１、２及び
これ迄の説明から理解できるように、ダイから押出した
熱可塑性樹脂のシート状溶融物を回転冷却ドラムに密着
させて冷却固化する冷却装置であって、回転冷却ドラム
の冷却表面に対向しかつドラム回転方向に沿って１カ所
または複数カ所に水噴霧装置を配し、かつシート状物の
回転冷却ドラムと密着している面と反対側の表面（エア
ー面）の温度を測定する温度計と、この表面温度によっ
て噴霧する水の温度を調節する温度調節装置とを設けた
ことを特徴とする冷却装置である。そして、熱可塑性樹
脂のシート状溶融物を回転冷却ドラム上に静電密着させ
る手段を、ダイの近傍でかつダイと回転冷却ドラムの中
間領域に配し、また静電密着手段と水噴霧装置の中間領
域に、回転冷却ドラムの冷却表面に対向するエアー吹付
け手段を配することが好ましい。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。

【００２３】［実施例１］図１の装置を用いてポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）をシート厚み２．５ｍ
ｍ、回転冷却ドラムの周速５ｍ／分、噴霧装置３台で製
膜した。ＰＥＴの溶融温度Ｔｍは２５５℃で、噴霧前の
シートエアー面の表面温度は２００℃であった。回転冷
却ドラム出側のシートエアー面の表面温度を９５℃にな
るように、噴霧した水の温度を表１のように設定した。
得られたシートの表面には収縮斑による欠点がなく、良
好レベルであった。続いて、該シートを二軸延伸処理に
供したが、切断も発生しなかった。

【００２４】［比較例１］噴霧水の温度を表１のように
する以外は実施例１と同様な方法でシートを製膜した。
得られたシートには収縮版による欠点があり、不良レベ
ルであった。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】本発明の方法によれば、熱可塑性樹脂の
シート状物のエアー面に特定温度の冷却用水を噴霧する
ので、表面欠点がなくドラム面とエアー面との物性差の
ない熱可塑性樹脂シートを効率良く製膜することがで
き、生産性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用する冷却装置の一例を示す概略図
である。

【図２】本発明に使用する噴霧装置の一例を示す平面図
である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂のシート状溶融物を回転冷
   却ドラム上に押出し、該ドラムに密着させて冷却固化す
   る製膜方法において、回転冷却ドラムの冷却表面に対向
   しかつドラム回転方向に沿って１カ所または複数カ所に
   水噴霧装置を配して、シート状物の回転冷却ドラムと密
   着している面と反対側の表面（エアー面）の温度が熱可
   塑性樹脂の融点（Ｔｍ）−２５℃より低い温度になった
   後に、該エアー面へ水を噴霧し、かつそれぞれ噴霧する
   水の温度と噴霧する前のエアー面の温度との差を１２５
   ℃以下とし、そして回転冷却ドラムから離れる時のシー
   ト状物の表面温度が１１０℃以下となるまで冷却するこ
   とを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製膜方法。
2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂のシート状溶融物を静電密
   着法で回転冷却ドラム上に密着させ、その後シート状物
   のエアー面に水を噴霧する請求項１記載の熱可塑性樹脂
   シートの製膜方法。
3. 【請求項３】 静電密着法で回転冷却ドラム上に密着さ
   せたシート状物のエアー面にエアーを吹き付け、その後
   シート状物のエアー面に水を噴霧する請求項２記載の熱
   可塑性樹脂シートの製膜方法。
4. 【請求項４】 ダイから押出した熱可塑性樹脂のシート
   状溶融物を回転冷却ドラムに密着させて冷却固化する冷
   却装置において、回転冷却ドラムの冷却表面に対向しか
   つドラム回転方向に沿って１カ所または複数カ所に水噴
   霧装置を配し、かつシート状物の回転冷却ドラムと密着
   している面と反対側の表面（エアー面）の温度を測定す
   る温度計と、この表面温度によって噴霧する水の温度を
   調節する温度調節装置とを設けたことを特徴とする冷却
   装置。
5. 【請求項５】 熱可塑性樹脂のシート状溶融物を回転冷
   却ドラム上に静電密着させる手段を、ダイの近傍でかつ
   ダイと回転冷却ドラムの中間領域に配した請求項４記載
   の冷却装置。
6. 【請求項６】 静電密着手段と水噴霧装置の中間領域
   に、回転冷却ドラムの冷却表面に対向するエアー吹付け
   手段を配した請求項５記載の冷却装置。