JPS62196118A - 溶融重合体シ−トの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は溶融！ｎ合体シー１〜の冷２ＪＩＳ置に関し、
更に詳しくは押出ダイから押出されたシート状の溶融重
合体シートを、要すれば静電荷を付与して、移動可能な
冷却表面に密着させかつ固化させてシートとする冷ＩＪ
ｌ装置であって、該冷却表面を特殊な形状のマイクロク
ラック構造を備えたものとすることを特徴とし、これに
よって製膜速度即ちシートの製造速度を高める冷ＩＪｌ
装置に関する。

従来技術 押出ダイから押出されたシート状の溶融重合体溶融物を
冷却してシートとするに際し、該溶融物を冷却ドラムの
冷却面に密着させて固化する方法が一般に用いられてい
る。その際、シー１〜の品質、製造速度等は上記冷７Ｊ
］面と溶融物との密着性によって左右されることが多い
。そこで、シート状の溶融重合体溶融物に静電荷を付与
して冷却面に密着させる方法、いわゆる静電密着法が用
いられる。

この静電密着法は、キャスティング速度の低′ａ域では
シートの厚みの均一性９表面の平滑性′３層れた急冷シ
ー１〜を製造する方法どして有効である。

しかし、この方法の最大の問題点は、キャスティング速
度の上貸に伴って急冷シー１〜の単位面積当りの静電荷
迅が減少して溶融シートの冷却面への密着力が低下し、
シートと冷Ｎ１表面との間隔に空気が巻込まれる。この
空気は泡状となってシート表面の平滑性を低下する。ま
た、この泡の大きさＬ；Ｌ　：′１：ｓ−スディング速
度に１ｖ−）で増加する。

この欠点の解消策としく、特開昭４６−４３９号公報に
は冷７Ｊ］ドラムの表面を粗面化し、その連結した路を
通じてシー１〜と冷」而との間の巻込み空気を排出する
方法が提案されているが、この方法では呑込み空気の排
出作用を高めるためには、冷却装胃表面のマット粗さを
粗くする必要があり、その結果マット面の凹凸模様がフ
ィルムに転写して、オレンジ肌様の欠点をフィルムに生
じる。また、この方法におけるサンドブラスト加工によ
る粗面では、巻込み空気の排出路となる連結した路が浅
く、小さいため、溶融押出物から出るその低分子ω化合
物が冷ＩＪ１表面に１１１着堆積して、巻込み空気の＋
ｌ出路をｔ’４１塞し易く、その結果キャスティング速
度の向上作用が短時間で低下する欠点がある。

更に、これらの欠点の解消策として、特開昭！１８１８
３２２０号公（Ｕには冷１１ｌ装置の表面に多数の微細
なマイク（］ククララの形成が提案されている。

このマイクロクラックの表面は平１旦面に（２２’Ａ　
％　ＩＷを設け７ｊ　ｈＱ　Ｊ青からなり、！Ｍ幅に対
して１１４深さを大きく加工することが出来るので、冷
却面の平滑性を大幅には低下さけることなく巻込み空気
の排出路を確保出来る。従ってフィルムの凹凸の転写欠
点の発生、空気の排出路の目詰り作用を大幅に軽減出来
る利点がある。

一方、磁気的、光学的記録密１度が一１苦高密度化指向
の時代要請にあって、そのベース材料に求められるフィ
ルムの平坦性は益々高度化の方向にある。

かかる高痕な平坦性フィルムを上）ボのマイク［１クラ
ック表面で製造する場合、凹凸転写を小さくするため溝
幅を小さくせざるを１ｉＩず、必然的に空気の排出路の
目詰り作用を早めるという新たな問題が生じる。即ら、
高度の平坦性フィルムを得ようとする場合はマイクロク
ラック表面においても、高いキャスティング速度を長時
間保持することは困難となる。加えてマイクロクラック
の溝幅、多孔率（甲借表面におけるクラックの溝の総面
積の比率）、満深ざ等をある特定された仕様で大きな冷
ＩＪ１表面に製作することはＴ業的困ｆｌな点が多く、
具現化に多大の開発努力を要する。

発明の目的 本発明の目的は、かかる従来法の問題を低減し、製作が
容易でかつ製膜速度をより一層速めることのでさ゛る、
またより平坦性のすぐれたフィルムのＭ造に有効な、溶
融重合体シートの冷却装置を提供することにある。

発明の構成・効果 本発明のかかる目的は、本発明によれば、押出ダイから
押出されたシート状の溶融重合体押出物を冷却するため
の移動可能な表面を耀えた冷２ＪＩ装置であって、該表
面は溶融平合体を密着Ｉしめ得るものひあり、かつ該表
面はマイクロクラックが多数存在し、該マイクロクラッ
クの開口部はそれにつながる断面内部の通気溝幅より狭
い形状を右することをＱｉ徴とする溶融重合１本シート
の冷１Ｊｌ装置にＪ：つて達成される。

以下、図面を用いて本発明を説明覆る。

第１図は、本発明にＮ３１プる冷却表面に存在するマイ
クロクラックの１つの拡大断面形状２模式的に示した図
である。第２図は従来のマイクロクラックの１つの拡大
断面形状を模式的に示した図である。第３図はマイクロ
クラックの通気抵抗を測定する装置の模式図である。第
４図は通気抵抗測定装置の吸盤部分の拡大断面を示す模
式図である。

本発明において冷却表面はドラム状の回転体やコンベア
ベルトの如き移動可能なものであり、該冷却表面に形成
されているマイクロクラックは表面から深部に向っＣ発
生し、開口部の輻がそれにつながる断面内部の通気）み
−の幅より狭くなっている。この点を第１図を用いて説
明すると、クラック１２の断面にＮ３いて表層の開口部
１２Ａの溝幅は狭く、これにつながる内装部１２Ｂの溝
幅は該開口部１２Ａより広くなっている。一方、従来の
マー（クロクラックは開口部の幅がそれにつながる断面
内部の通気溝の幅」；り狭くなることが殆んどなく、例
えば第２図に模式的に示した構造のものが殆んどである
。従って、同じ開口部を右する場合、本発明に４３ける
マイクロクラックは、従来のマイクロクラックに比して
、内装部に巻込み空気を排出する能力が高められたもの
ということができる。

本発明にＪ５いて、マイクロクラックは非規則的に形成
されているが、ぞの形成状況は後）ホする真空漏洩法に
よって測定される通気抵抗が２０，０００秒以下、更に
は１０，０００秒以下、特には７，０００秒以下−Ｃあ
ることが好ましい。最も好ましい通気抵抗の範囲は１０
〜１０００秒である。この通気抵抗が２０，０００秒を
越えると、キャスティング速磨の向上があまり期待でき
ない。

本発明における通気抵抗とは、マイク１〕クラツクの表
面に真空域を設けたとき、マイクロクラックの、ｊ４を
通じて空気が流入し、この時真空吸引をドア化すると真
空度が低下するが、この真空度が一定１（ｉから池の一
定値まで低下するに要するｈ間をしって表わず。通気抵
抗の具体的な測定法は、第３図にその概略図を示ザよう
に、真空計３２の付いた容器３１の一端に真空コック３
３を介して真空ボン−ｆ３４を１容続し、ｉｌ！！端に
真空ホース３５を介してゴムの吸盤（シ１えは株式会礼
妙徳装ＦＰＭ、ＰＦＹＫ−４０）３Ｇを（］（）る、真
空コック３３から１吸盤３Ｇまでのイ１効な真空容積を
１００ｃｃとする。第４図に吸盤部分の拡大断面の模式
図に示すように、直径４０　ｍｍの吸？β（３６，４２
）を冷２ＪＩ表面４４に押しあてるに当り、吸盤の外周
面のみが接触するように直径３０ｍｍのポーラスなシー
ト（閏えば口木精線株式会社製ナス［コン低密度焼結体
Ｆ３−１−−５００）　４３を吸盤の中央に置いて押し
あてる。次いで真空ポンプ３４により１００ｃｃの該容
器を−７００ＩｎＩｎｌ−１ｇ以下の真空にしてコック
４２を閉じると、吸盤部分のマイクロクラックの溝を通
じて真空系に空気が流入するため真空度が低下するが、
この時真空度が−７００ｍｍＨＱから−６５０ｍ１−ｂ
に低下するに要する時間をもって通気抵抗と定義する。

なお通気抵抗の測定に先でＬつで、測定器の真空漏をチ
ェックするため、磨かれたガラス板の通気抵抗が１００
，０００秒以上であることを確認する。

マイクロクラックの形成状況は顕微鏡写真によって観察
することができる。例えばクラックの本数を測定するに
は、まず拡大倍ｆ！２５倍の連続した複数枚の顕微鏡写
真を画面が連続するように連ね、こ秩に実長１０＃に相
当する冷却表面（例えばドラム表面）の長さ方向の直線
を引き、要すれば部分的に更に拡大（８率の高い顕微鏡
写真において、１０ｍｔｒｒ長の該直線とクラックが交
差Ｊる点の数をもつ−（交差点の数と称し、またクラッ
クの間口幅も同條に顕微鏡写真に引いた実長１０　ｍｍ
の直線の交差点にＪ３りるクラックの！苗幅をもって表
わすと、本発明の冷却装置の表面に存在するマイクロク
ラック構造としては、交差点の数が５点以上であって、
且つこの交差点の７０％以Ｆの点において間口幅が０．
１μ以上のものが好ましい。

ここで、間口幅を規定するための交差点の対象’、ｉ、
’１１合を７０％とするのは、マイク【」クラックの製
造法によっては聞１］幅に広い分布を生じる場合があり
、苫しく狭いクラックを混在したり、複数のクラックが
合流Ｊる点においては聞ｌ］幅が非命：、：コ部の数１
８になる場合があるため、クラック構造の平均的特徴を
表わすために、特異な部分を除外して交差点の７０％を
対象とするとよい。

交差点の数が５点未満の低密度では本発明の主目的であ
る高速化効果に多くを期待出来ない。従って、交差点の
数は少なくとも５点以上、更には１０点以上、特に５０
点以上が好ましい。

次にクラックの間口幅が０．１μ未満の狭い場合は、溶
融重合体から昇華する低分子量化合物で目詰りを生じ易
く、しかもその洗浄除去が困難になる。従って間口幅は
少なくとも０．１μ以上、更には０．５μ以上であるこ
とが好ましい。しかし１００μを超えると冷却表面の転
写の影響が現われる傾向があり、二軸延伸後のフィルム
の表面特性に皿影響を及ぼすことがあるので好ましくな
い。従ってクラックの開口幅は１００μ以下が好ましく
、更には４０μ以下が好ましく、０．５μ〜２０μの範
囲のものが般適である。

本発明のマイクロクラック構造の表面は、更に実ｒ＜１
０ｍｍの直線と交わる交差点におけるクラックの間口幅
の合計良さが５ｓ以下であることが好ましく、５＃を超
えると重合体シートへの転写の関係で表面を研磨された
梨地面に類似するようになり、二軸延伸フィルムの微細
な凹凸欠陥となる。

このような工Ｔ由から、開口幅の合計良さは５　ｍｍ以
下、更には３　ｍｔｎ以下であることが好ましい。しか
し、逆に総合計良さが１０μに満たない場合には冷２Ｊ
ｌ装置として高速化効果に多くを望めなくなる。

従って更に好ましくは１００μ〜２ｍで本発明の種々の
効果、優位性を最しＡ−、＜発現することが出来る。

本発明における間口幅の狭いマイクロクラックは、例え
ば次のような方法で製作することが出来る。

まず第一の方法は、移動可能な表面例えば鉄製の回転ド
ラムの表面に最初に広い溝幅のマイクロクラックを形成
し、しがる後適当な条件でこの面にクロムあるいはニッ
ケル等を再度メッキＪると、表層の平坦部、条件によっ
ては溝の内部にもメッキは成長するが、マイクロクラッ
クのエツジにより４先的にメッキが成長し溝の開口幅が
狭くなる。

理由は明らかでないが、エツジ部に局部的な電解の集中
を生じるためと推定される。次いぐ、再メツキ層の残存
する部間でｒＪＩ磨すれば、元の溝幅より狭い間口幅の
マイクロクラックを形成することが出来る。再メツし及
び研磨の条件によって間［］幅を調整することが出来る
。

他の方法は、移動可能な表面例えば鉄製の回転ドラムの
表面に最初広い１な幅のマイクロクラックを形成し、こ
れをパフ研磨する方法である。クロム、ニッケル等の＆
ｆ！質の金属であっても、細い溝のある表面にパフを１
１１けると、理由は明らかでないが、金属の表層部に流
動を生じ、溝のエツジに「ダレ」と呼ばれる庇状の突出
を生じる現像である。

マイクロクラックの表面をバフ研Ｉ会すると、同様に溝
のエツジに庇状の突出を生じて溝の間口幅が狭くなる現
象が認められる。間口幅を均一に狭くするためには一方
向に漏らないｒｉｆｔ　磨が望ましい。

次に要すればパフ研磨によって発生した欠点、例えば平
坦部の起伏による「うねり」等は、通常の砥石研磨によ
って除去し、併せて溝幅の調整を行なうことが出来る。

一般にクロムメッキは内部応力が高いため、熱履歴を受
けると時としてマイクロクラック状の溝を発生する場合
があるが、これらは多くの場合通気抵抗が２０．０００
秒以上で、実際のキャスティング速度の向上に′５与し
ていない。

マイクロクラックの開口幅の狭さ割合は、庇（狭い間口
幅を形成している部分）の直近の内層溝幅の１０〜９５
％が好ましい。

本発明の冷２Ｊ］装置（よ、冷却表面に上）ボのマイク
ロクラックが形成されている点を除いては従来からの冷
却装置の構ｊ告をどることができる。例えば冷１．ＩＩ
ドラムはその表面構造を除いて公知の駆動手段（移動手
段）を適用することができる。本発明の冷２Ｊ］装置は
、静電密着法の手段と組合せることがＯ−（ましく、押
出しグイ（例えばＴグイ、Ｉダイで９〉から押出された
未固化（溶融〉重合体シー１〜状押出物が本発明の冷却
表面に完全に密着するための電極であってピンニング手
段と対向するＨ　（（。

となるものを備えていることが好ましい。なお、溶Ｗ＆
用合体シートをピンニングする針状（又は線状）電極と
対向電極は公知のものを用いることができる。

本発明の冷ｕｌ装置には、通常の溶融重合体からシート
を形成する製膜法が適用できるすべての熱可塑性重合体
が適用できる。例えば、ポリエチレンプレフタレートの
ようなポリエステル、ポリプロピレンのようなポリオレ
フィン、ポリスチレンのようなポリビニル、ナイロン６
のよう４ヌボリ）ノミド、ポリカーボネート等を示すこ
とが′できる。

このうちポリエステルは特に好適に適用出来る乙のであ
る。

溶ＦＡ重合体例えば溶融ポリエチレンテレフタレートを
キャスティングして得たシー１へには、通Ｉ；（冷却表
面の表面状態が転写される。例えばマイクロクラックの
存在する冷却表面で冷却する場合にも、溝幅が大きくな
りすぎると、該溝幅と転写した名の高さに明瞭な相関関
係があり、溝幅にＪ：つて転写高さが顕著に変化する。

しかし、本発明の冷７Ｊ］装置を用いてキＡ・スティン
グし、延伸されたフィルムの平坦性は大幅に改善され、
従来の鏡面化された冷１．Ｉ′１面で製膜したフィルム
と差を認められない程に平坦化することも可能である。

本発明の冷７Ｊ］装置を用いて溶融重合体をシートにキ
ャスティングする場合、冷却面とシートとの間に巻込ま
れる空気の排出能力は、従来の溝幅を’ｆＴするマイク
ロクラックに比べると大幅に向上させることが出来、従
って重合体から発散する低分子は化合物による目詰り作
用が更に改善される。

実施例 以下実施例を掲げて本発明を更に説明する。

実施例１ 本実施例に供した冷却装置は、冷却ドラムの冷ｆＪ１表
面に先ず厚さ　１００μのクロムメッキを電解エツチン
グして間口幅が平均３μのマイクロクラック構造を形成
し、この表面に更に１０μのクロム層を再メッキし軽い
研磨を行い、間口幅が羊均０．５μ、直線１０　ｍｍ当
りのクラックとの交差点の数が２３０点１通気抵抗が４
２０秒のマイク８９５７９表面構造を形成したものであ
る。

この冷却装置を用いて、公知のグイより厚さ２１０μの
ポリエチレンテレフタレー１−の溶融シートを押出し、
シー１〜の全幅に回って静電荷を付与して冷却ドラムに
静電的に密着さけた。空気の巻ぎ込みに伴う気泡の形成
を生じることなく安定して急冷シートを製造できる最高
速度は８２ｍ／分であった。

次にキャスティング速度７０ｍ／分で７２時間装膜し、
しかる後キャスティングの最高速度を測定したところ８
０ｍ／分であった。なおこの時の通気抵抗は４８０秒で
あった。重合体の低分子重化合物による目詰り作用が少
なく、その結果７２時間の製膜の前後における最高キャ
スティング速１式の低下も少ない。

比較例１ 比較例１に供した冷７Ｊ］装置は、冷却ドラムの冷ＩＪ
Ｉ表面に溝の開口幅の平均が０．５μ、直線１０ＦＭ１
当りのクラックとの交差点の数が３７０点２通気抵抗が
約２，０００秒の従来タイプのマイクロクラック表面構
造を形成したものである。

この冷却装置を用いる以外は実施例１と同様にしで行っ
たところ、キャスティングの最高速度は７５ＴｒＬ１分
であった。次にキャスティング速度を７０ＴｒＬ／分に
して装膜を行ったところ２４時間後にこの速度を保持す
ることが出来なくなった。その時の通気抵抗は４，５０
０秒で、本発明の６のに比べて溝の目詰り作用が大幅に
早くなり、その結果キャスティングの最高速度の低下も
甲い。

叩ら、本発明の冷７ＪＩ装置は、溝の間口幅が狭い７、
ｌｌに通気抵抗を小さく出来ているので、高いキャステ
ィング速度を１！７ると共に、最高速度の低下傾向が小
さく、しかもその急冷シートを縦方向に３、ｙ（ｇ、横
力向に４．０倍に二輪延伸したフィルムは溝の転写によ
るオレンジの表皮様欠点は全く認めない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷却装置の冷却表面に形成されるマイ
クロクラックの溝の拡大断面の模式図である。なお図中
の数字は次の通り。 １１・・・冷７Ｊ］装置の表面　　　１２・・・）１う
１２Ａ・・・溝表層部　　　　　１２［３・・・溝の内
層部第２図は従来の冷却装置の冷却表面に形成されるマ
イクロクラックの溝の拡大断面の模式図である。なお図
中の数字は次の通り。 ２２・・・溝　　　　　　　　　２２Ａ・・・溝の表層
部２２Ｂ・・・溝の内層部 第３図は通気抵抗を測定する装；ユの模式図ぐある。な
お図中の数字は次の通り。 ３１・・・真空容器　　　　　　３２・・・真空訓３３
・・・真空コック　　　　　３４・・・真空ポンプ３５
・・・真空ホース　　　　　３Ｇ・・・吸盤第４図１ま
通気抵抗を１ｌｌｌ＋定する装置偶の吸盤部分の拡大断
面の模式図である。なお図中の数字は次の通り。 ４１・・・真空ｉｔ、−ス　　　　　４２・・・吸盤４
３・・・ポーラスなシート　　４４・・・冷却装置の表
面第１図　　　　第２図 第３図 第４図 １イ′ 手　わ■　ネ由　正　書 昭和６１年　４月ｅ　日 朕己午Ｊ゛コ′長篇゛殿 １、事件の表示 特願昭　６１　−　　３７３１０　　号２、発明の名称 溶融単合体シートの冷却装置 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容　　　　　　　　　　　　　、１．□３
（１）明細書第２頁第１４行に「重合体溶融物」とある
を「重合体押出物」に訂正する。 （２）同第３頁第２行に「間隔」とあるを「間隙」に訂
正する。 （３）同第７頁第４行に「内装部」とあるを「内層部」
に訂正する。 （４）同第８頁第１３行に１４２」とあるを「３３」に
訂正づる。 （５）同第１１頁第１６行に「最初に」とあるを１先り
゛クロムあるいはニッケル等をメッキし、これをエツチ
ングして該メッキの層に」に訂正する。 （６）同第１２頁第９行に「最初」とあるを「先ずクロ
ム必るいはニッケル等をメッキし、これをエツチングし
て該メッキの層に」に訂正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、押出ダイから押出されたシート状の溶融重合体押出
   物を冷却するための移動可能な表面を備えた冷却装置で
   あって、該表面は溶融重合体を密着せしめ得るものであ
   り、かつ該表面はマイクロクラックが多数存在し、該マ
   イクロクラックの開口部はそれにつながる断面内部の通
   気溝幅より狭い形状を有することを特徴とする溶融重合
   体シートの冷却装置。 ２、マイクロクラックの真空漏洩法によって測定される
   通気抵抗が２０，０００秒以下である特許請求の範囲第
   １項記載の冷却装置。