JPS637134B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は熱可塑性重合体シートの製造方法に関
するもので、更に詳しくは、熱可塑性重合体を移
動冷却体表面上へシート状に押出し、静電気の作
用を利用してそのシートを急冷成型するシートの
製造方法の改良に関するものである。

〔従来技術〕

熱可塑性重合体シートを、静電気の作用を利用
して急冷成型する方法としては従来より各種の方
法が知られている。例えば、第１図に示したよう
に、口金１から熔融押出しされた重合体シート３
を移動冷却体２上に接触させ、冷却固化させなが
ら重合体シートを製造するに際し、熔融された重
合体シート３が移動冷却体２に接する点の近傍
で、かつ熔融された重合体シート３の移動冷却体
２に接してない側の面上に電極５を設け、その電
極５と移動冷却体２との間に電圧を印加しながら
重合体シートを製造する方法、第２図のように、
口金１と移動冷却体２との間に電圧を印加しなが
ら重合体シート３を製造する方法、第３図のよう
に移動冷却体２の表面に電気絶縁皮膜７を設け、
一方熔融された重合体シート３が接する前の皮膜
７の面上に電極５を設け、その電極５と移動冷却
体２との間に電圧を印加しながら重合体シート３
を製造する方法などが知られている。

しかし、かかる従来の方法は、静電気の作用を
利用しない場合に比べて製造速度やシートの厚さ
むらなどが改善されるが充分とはいえない欠点が
あつた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来技術の欠点を解消せしめ、
シートが高速で、かつ安定して製造できる方法を
提供せんとするものである。

〔発明の構成〕

本発明は、口金から押出された熱可塑性重合体
の熔融シートを移動冷却体上に接触させて冷却固
化するシートの製造方法において、熔融シートが
移動冷却体に接触する点の近傍であつて、かつ該
熔融シートの移動冷却体に接触しない面側に設け
られた電極と該移動冷却体との間に５〜15kVの
電圧E₁、該口金と該移動冷却体との間に電圧E₁
より高い電圧E₂をそれぞれ印加し、重合体に帯
電させる熱可塑性重合体シートの製造方法を特徴
とするものである。

本発明に適用される熱可塑性重合体とは、周知
のポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフ
イン類、ポリエステル類、ナイロン等のポリアミ
ド類、他ポリイミド類、ポリスチレン、ポリビニ
ル類、等のシートとして成型され得る重合体およ
びこれらの共重合体、混合体であつて、他の添加
剤などが含有されたものであつてもよい。また、
口金から押出された熔融シートは、単層でも多層
に積層されたものであつてもよい。

本発明に適用される装置は、スリツト状の口金
と、移動冷却体と、口金から押出された熔融シー
トが移動冷却体に接する点の近傍で、かつ熔融シ
ートが移動冷却体に接しない側に設けられた電極
とを具備した周知の熔融製膜装置である。

なお、この装置における移動冷却体は、冷却ロ
ーラ、冷却ベルトなどでこれらの複合体も含まれ
る。

また、電極は、金属のほかカーボン等の導電性
を有するものであればよく、その形状は、ワイヤ
ー状、針状、ナイフ状、バンド状など任意の形状
のものが含まれる。

ただし、本発明における装置は、上記の装置に
おいて、口金または移動冷却体の少なくとも一方
が大地（アース線）に対して電気的に絶縁された
装置である。

なお、移動冷却体を絶縁する方法には、移動冷
却体そのものをアース線に対し絶縁する方法のほ
か、移動冷却体を絶縁層を介して導電層で被覆
し、その導電層をアース線に対して絶縁する方法
も含まれるものとし、後者の移動冷却体が導電層
で被覆されている場合は、電圧の印加される部分
としての移動冷却体は、その導電層を指すものと
する。また、導電層は金属からなる層や半導体か
らなる層であつてもよく、その層の上に、さらに
絶縁層が被覆されていてもよい。

本発明は、上記の装置において、シートの製造
に際し、電極と移動冷却体との間に電圧E₁を、
また、口金と移動冷却体との間に電圧E₁より高
い電圧E₂を各々印加するシートの製造方法であ
る。

この電圧E₁，E₂を印加する具体的な方法を図
面に基づいて説明する。ただし、この方法に限定
されるものではない。

第４図、第５図は、本発明の一実施態様を示す
断面図で、各図において、１は口金、２は移動冷
却体（冷却ローラー）、３は重合体シート、４は
引離しローラ、５は電極、６は電源装置、７は電
気絶縁皮膜、８は導電性皮膜、９は抵抗器、１０
は補助電源装置である。

第４図について説明すると、口金１はアース線
に接続され、電極５は抵抗器９を介してアース線
に接続されている。また、移動冷却体２は絶縁皮
膜７を介して導電性皮膜８で被覆され、その導電
性皮膜８は、一端がアース線に接続された電源装
置６の他の一端に刷子（図示省略）を介して接続
されている。

一方、口金１から熔融押出しされた重合体シー
ト３は、導電性皮膜８で被覆された移動冷却体２
に接触して冷却され、固化された重合体シートと
なるが、電源装置６から電圧E₂を供給すると、
電極５と移動冷却体２の導電性皮膜８との間に電
流が流れ、電極５と導電性皮膜８との間には、電
源電圧E₂よりも抵抗器９での電圧降下分だけ低
い電圧E₁が印加され、また、口金１と移動冷却
体２の導電性皮膜８との間には、電圧E₁より高
い電圧、すなわち電圧降下のない電圧E₂が印加
される。

次に第５図について説明する。第５図は、第４
図の抵抗器９に、補助電源装置１０が並列に接続
されたもので、他は第４図と同一である。第５図
において、補助電源装置１０から電圧E₃を、ま
た電源装置６から電圧E₂を各々供給し、かつ、
それらの電圧E₃，E₂によつて抵抗器９に流れる
電流をそれぞれI₃，I₂としたとき、I₃とI₂のベク
トルの向きが同一（電流の方向が同一）となるよ
うにE₃を選定すると、電極５と導電性皮膜８間
に印加される電圧E₁は、電圧E₂より低い値、す
なわち、E〓₁＝E〓₂−Ｒ（I〓₂＋I〓₃）となる。また、
こ
のように抵抗器９に電流I₃を流すと、電極５と導
電性皮膜８間のインピーダンスの変動に対し、電
圧E₁の変動を安定化させることができる。本発
明においては、E₁，E₂の電圧変動率を±１％以
下、好ましくは±0.5％以下とするのが望ましい。

なお、第４図、第５図とも、移動冷却体２が絶
縁皮膜７を介して導電性皮膜８が被覆されている
場合について説明したが、このように移動冷却体
２が導電性皮膜８で被覆されている場合、本発明
におけるE₁，E₂の印加される“移動冷却体”は、
“移動冷却体に被覆された導電性皮膜”と読み変
えるものとする。

以上、移動冷却体に導電性皮膜が被覆された場
合について述べたが、移動冷却体全体がアース線
から絶縁され、その移動冷却体と電極および口金
間にE₁，E₂が印加されていてもよく、逆に、口
金がアース線から絶縁されていて、E₁，E₂が印
加されてもよい。さらに、E₁，E₂はそれぞれ独
立した電源装置によつて印加されてもよい。

印加される電圧E₁，E₂は、交流、直流いずれ
であつてもよいが、直流で、E₁，E₂とも移動冷
却体側が負であるのが望ましい。また、電極５と
移動冷却体２間に印加される電圧E₁は５〜15kV
（電極５と移動冷却体２間の距離３〜15mm）であ
る。また、口金１と移動冷却体２間に印加される
電圧E₂は８〜36kV（口金１と移動冷却体２間の距
離18〜80mm）であるのが望ましい。静電気力によ
る密着力を高めるためには、E₁，E₂ともに高く
することが好ましいが、電極５と移動冷却体２と
の間の電圧E₁は、電極５近傍を一種のプラズマ
状態にし移動冷却体２と電極５との間で微小放電
が安定して発生する状態でなければならない。
E₁が5kV未満では微小放電が発生せず密着効果が
なく、15kVを越えると火花放電が発生するため
に、重合体シートを安定して製造することができ
ない。

一方、口金１と移動冷却体２との間の電圧E₂
により、熔融重合体シートを介して、口金１と移
動冷却体２との間に導電電流が流れる。安定化及
び高速化のためには、該電流を高めることが好ま
しいが、移動冷却体２と重合体シートとの間に微
小放電が発生すると、該シートと該移動冷却体間
に生成した静電場が破壊され、密着効果を失う。
電圧E₂は8kV未満では静電気力による密着効果が
少なく、36kVを越えると熔融重合体シートと移
動冷却体２との間に微小放電が発生し密着効果を
失う。

さらに、該電圧E₁＝E₂条件下では、移動冷却
体２と電極５、移動冷却体２と口金１との間にそ
れぞれ電流が流れる結果になるが、移動冷却体２
と電極５との間の抵抗は、実質熔融重合体シート
の厚み分だけであるのに対して、移動冷却体２と
口金１との間の抵抗が実質熔融重合体シートの長
手方向長さ分の抵抗が存在するために、大多数の
電流は、移動冷却体２と電極５との間に流れ、ご
くわずかな電流しか口金１と移動冷却体２との間
に流れない。すなわち、E₂≦E₁なる条件では、
口金と移動冷却体２との間の導電電流及び移動冷
却体表面で形成される電場は小さく、E₂を付加
しない公知の系と比較して、重合体シートを高速
でかつ安定して製造する効果は小さく、ほとんど
無視できる。E₁＜E₂なる条件にすることにより、
移動冷却体２との間の導電電流を、重合体シート
を著しく高速でかつ安定して製造する効果が生じ
るまで高めることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明は、電極と移動冷却
体間に電圧E₁、口金と移動冷却体間に電圧E₂を
それぞれ印加し、E₁＜E₂としたので、シートが
高速でかつ安定して製造できるという優れた効果
を奏するものである。

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

実施例 １ 25℃のオルソクロロフエノール容液極限粘度が
0.615であるポリエチレンテレフタレートペレツ
トを180℃で真空乾燥した後、90mmφ直径のスク
リユーを有する押出機で280℃で熔融した後、第
４図に示した装置の口金（スリツト幅1.0mm）に
送り400cm巾のシートとして押出し、移動冷却体
（冷却ローラー）で冷却固化し、シートを成型し
た。

なお、冷却ローラーは、径が800φで、35℃の
冷水により冷却されており、表面はアルミナをコ
ーテイングした後、表面に更に金属をコーテイン
グして鏡面仕上げしてあるので、表面金属層はア
ルミナをコーテイングする前の冷却ローラーとは
完全に絶縁状態になつている。この表面金属層と
口金間の距離を30mmとした。また、電極は、表面
金属層上５mmの距離に設置し、0.25mmφのワイヤ
ー電極を用い、その電極を第４図に示したように
3MΩの可変抵抗器を介して接地するように配線
した。

そして、電極と冷却ローラー上に設けた金属層
間には8kV、口金と冷却ローラー上に設けた金属
層間には12kVが印加されるように抵抗器、電源
装置を調整した。ただし、電圧を印加するための
電源装置は、直流電源装置を用い、その装置の負
側端子を冷却ローラー上に設けた金属層に接続し
た。

上述のシートの製造において、冷却ローラーを
徐々に増速したところシートの密着性不良が起こ
り始める速度は80ｍ／分であり、この時のフイル
ム厚みは120μｍであつた。なお、口金１と冷却
ローラー２間に流れる電流は150μA、電極５と冷
却ローラー２間に流れる電流は1.4ｍＡであつた。

比較例 １ 第１図の装置を用い実施例１と同様にシートを
成型した。冷却ローラーは接地させ、電極の配線
を第１図のごとく変えた以外は実施例１と同じで
ある。本方法において、電極と冷却ローラー間に
印加する直流電圧を10kVにして、増速したとこ
ろ50ｍ／分でシート密着不良が起こり始めた。こ
の時、電極と冷却ロール間に流れる電流は1.6ｍ
Ａであつた。更に電圧を増加させたところ、電極
から冷却ローラーへ火花放電が起り、その速度以
上に高速化できなかつた。

比較例 ２ 第２図の装置を用い実施例１と同様にシートを
成型した。冷却ローラーと口金間に直流電圧
15kVを印加し、増速したところ、30ｍ／分でシ
ート密着不良が発生し、更に電圧を増加させても
密着不良は改善されず、高速化することができな
かつた。

比較例 ３ 第５図の装置を用い、電源装置６、可変抵抗器
９及び補助電源装置１０を調整し、電極５と冷却
ローラー２間に8kV、口金１と冷却ローラー２間
に8kVを印加し、それ以外は実施例１と同様にシ
ートを成形したところ、シートの密着不良が起こ
り始める速度は45ｍ／分であつた。その際、口金
１と冷却ローラー２間に流れる電源は100μAであ
り、電極５と冷却ローラー２間に流れる電流は
1.4ｍＡであつた。

比較例 ４ 第１図の装置を用い、実施例１と同様にシート
を成形した。その際、電極５と冷却ローラー２間
に8kVの電圧を電源装置６により印加したとこ
ろ、シートの密着不良が起こり始める速度は40
ｍ／分であつた。その時、電極５と冷却ローラー
２間に流れる電流は1.4ｍＡであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は、従来のシートの製
造法を適用した例を示す断面図、第４図は、本発
明のシートの製造法を適用した例を示す断面図、
第５図は第４図のシートの製造装置に一部改良を
加えた例を示す断面図である。 １：口金、２：移動冷却体、３：重合体シー
ト、４：引離しローラー、５：電極、６：電源装
置、７：電気絶縁皮膜、８：導電性皮膜、９：抵
抗器、１０：補助電源装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 口金から押出された熱可塑性重合体の熔融シ
   ートを移動冷却体上に接触させて冷却固化するシ
   ートの製造方法において、熔融シートが移動冷却
   体に接触する点の近傍であつて、かつ該熔融シー
   トの移動冷却体に接触しない面側に設けられた電
   極と該移動冷却体との間に５〜15kVの電圧E₁、
   該口金と該移動冷却体との間に電圧E₁より高い
   電圧E₂をそれぞれ印加し重合体に帯電させるこ
   とを特徴とする熱可塑性重合体シートの製造方
   法。