TW201927516A - 冷卻輥及使用其之熱可塑性樹脂片材之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之冷卻輥係依序具備熔融樹脂片材(8)所密黏的最外層(4)、內部電極層(3)與絕緣層(2)。最外層(4)係由陶瓷系材料所構成，最外層(4)之體積固有電阻係於25~100℃下為107~1013Ωcm。冷卻輥(1)係在對內部電極層(3)施加了既定電壓的狀態下，可產生使接觸至最外層(4)之熔融樹脂片材(8)密黏於最外層(4)的靜電力；靜電力主要基於強森-拉別克效應(Johnsen-Rahbek effect)。

Description

冷卻輥及使用其之熱可塑性樹脂片材之製造方法
本發明係關於熔融狀態下之體積固有電阻為109Ωcm以下之熱可塑性樹脂、尤其是由聚醯胺系樹脂或聚酯系樹脂或乙烯醋酸乙烯酯共聚合體皂化物(以下簡稱EVOH)系樹脂所構成之樹脂片材的製造中所適用的冷卻輥，以及使用該冷卻輥的熱可塑性樹脂片材之製造方法。更詳言之，本發明係關於在使由模口所擠出之熱可塑性樹脂片材藉由靜電力密黏於冷卻輥表面、進行急冷而藉此抑制了結晶化的樹脂片材的製造中所適用的冷卻輥，以及適合用於製造表面外觀平滑且美麗、厚度均質性佳之樹脂片材的冷卻輥，以及該樹脂片材之製造方法。
在將經熔融之熱可塑性樹脂片材藉由被覆著硬鍍鉻等導電性金屬的冷卻輥進行冷卻固化時，作為在生產現場常進行之方法，已知有在熔融樹脂片材之與密黏至冷卻輥之面相反的大氣面的上方，設置導線或刀片等之朝熔融樹脂片材之寬度方向擴展的釘扎(pinning)電極，使對該電極施加高電壓所生成之電荷離子注入至熔融樹脂片材使其帶電，藉由於該熔融樹脂片材所帶之電荷與冷卻輥表面間作用的庫倫力使熔融樹脂片材密黏至冷卻輥表面而進行冷卻固化，以製造樹脂片材的方法(以下稱為靜電釘扎法)(專利文獻1)。於此方法中，熱可塑性樹脂之熔融時之最適當之體積固有電阻 限定為107~108Ωcm之相當狹窄的範圍，對於可達成此範圍之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)般之特定樹脂之片材屬非常有效的密黏手段。然而，在熔融狀態下之體積固有電阻為104~106Ωcm之導電體範圍的聚醯胺系樹脂或EVOH系樹脂般之樹脂片材時，此方法基於下述理由無法得到強密黏力。
(1)依靜電釘扎法藉電極附近之放電所產生之空間電荷不具指向性，朝導線電極周圍之360度方向放射，故供給至該熔融樹脂片材之電荷量極少，除此之外之電荷放電至空氣中，熔融樹脂片材之密黏所需的電荷的供給不足。(2)由於該熔融樹脂片材之體積固有電阻為導電體之範圍，故依靜電釘扎法所注入之電荷容易散逸至模口，進而該熔融樹脂片材接觸至該冷卻輥表面時電荷容易流向屬於良導體之冷卻輥表面，故電荷量不足，該樹脂片材與該冷卻輥間之靜電性密黏力變弱。
又，靜電釘扎法由於對釘扎電極施加高電壓，故於釘扎電極與熔融樹脂片材之間、或熔融樹脂片材接觸至導電性之冷卻輥表面時容易產生火花放電，而亦有造成冷卻輥或模口表面損傷的問題。
而且，由於以此等問題為起因之密黏力不足，故無法完全抑制伴隨空氣流對該熔融樹脂片材與該冷卻輥之間的侵入，不僅於所得樹脂片材表面產生凹坑狀之表面缺點，在該冷卻輥與該熔融樹脂片材間之空隙中，亦有由該熔融樹脂片材表面所產生之寡聚物對冷卻輥表面之附著於短時間內發生等缺點。
亦即，作為如聚醯胺系樹脂或EVOH系樹脂般、於熔融狀態下之體積固有電阻較小的樹脂片材的密黏方法，該靜電釘扎 法並無法獲得高品質之樹脂片材，亦不適合高速、高產率的大量生產。
作為此種靜電釘扎法之問題的對策，已有各種提案。例如提案有：對熔融樹脂片材之密黏點吹抵壓縮空氣，使熔融樹脂片材密黏至冷卻輥的氣刀法(專利文獻2)；或進而藉湧狀電暈狀態之放電增加電流密度而使施加至熔融樹脂片材之電荷量增加，藉此增加靜電密黏力的方法(專利文獻3)；或於聚醯胺等體積固有電阻較低之熔融樹脂片材的靜電釘扎時，在金屬製冷卻輥表面設置電絕緣性被膜，防止由熔融樹脂片材對冷卻輥的電荷洩漏以提升密黏力的方法(專利文獻4)；或同樣於金屬製冷卻輥表面設置電絕緣性被膜，於此絕緣性被膜表面由釘扎電極直接施加電荷、使其帶電而增加靜電力的方法(專利文獻5~7)；或在由釘扎電極對熔融樹脂片材施加電荷的同時，由另外之釘扎電極亦對電絕緣性被膜表面施加與熔融樹脂片材相反之電荷的併用方法(專利文獻8~10)；或為了抑制電荷於金屬製冷卻輥表面的散逸，而使輥表面為半導體層，對熔融樹脂片材由釘扎電極施加電荷的方法(專利文獻11至12)；或對設於冷卻輥內部之電極施加高電壓，使熔融樹脂片材密黏於冷卻輥表面的方法(專利文獻13~14)等。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特公昭37-6142號公報
專利文獻2：日本專利特公昭37-8978號公報
專利文獻3：日本專利特公昭59-23270號公報
專利文獻4：日本專利特公平1-46304號公報
專利文獻5：日本專利特公昭48-14784號公報
專利文獻6：日本專利特公昭48-14785號公報
專利文獻7：日本專利特公昭63-7135號公報
專利文獻8：日本專利特公昭48-29311號公報
專利文獻9：日本專利特公平6-98672號公報
專利文獻10：日本專利特公63-11969號公報
專利文獻11：日本專利特開平11-58498號公報
專利文獻12：日本專利特開平15-127207號公報
專利文獻13：日本專利特公昭50-8743號公報
專利文獻14：日本專利特公昭63-13815號公報
如專利文獻2之氣刀法，係在專利文獻1之靜電釘扎法所無法密黏之聚醯胺樹脂片材的製膜等所採用，此方法由於未使用如專利文獻1般由施加了高電壓之釘扎電極進行的電荷注入，故無因火花放電所造成的困擾或片材品質降低等。然而，由於藉壓縮空氣流所造成之風壓對冷卻輥表面的密黏力弱，故於該熔融樹脂片材表面與該冷卻輥表面之間侵入伴隨氣流，故冷卻效率低，最高之製膜速度為30~40m/min，以生產速度而言係緩慢。而且，在6~8小時左右之較短時間的製膜時，由熔融樹脂片材所揮發之寡聚物等低分子量成分多量地附著於該冷卻輥表面。因此，必須頻繁地停止生產、清掃該冷卻輥表面，而屬作動率低、生產性差之方法，存在有較大問題。
因此，在如專利文獻3中，藉由對熔融樹脂片材照射高電流密度之湧狀電暈狀態之放電而增加帶電量的靜電釘扎法中，由於可確實地使聚醯胺系之熔融樹脂片材密黏至冷卻輥，故可進行高速製膜。然而，為了產生此種湧狀電暈放電，必須流通高電流，故有觸電之危險，在確保作業者安全方面有較大問題。再者，在此湧狀電暈產生時，必須使具有尖銳前端之多數之針狀電極於熔融樹脂片材之寬度方向上整齊地排成一列，而且若於此尖銳之針狀電極前端因短時間製膜而附著堆積由熔融樹脂片材所產生的單體、寡聚物等低分子昇華物，則不僅無法維持穩定之電暈放電，於所得片材表面亦產生條紋狀缺點。為了防止此情況，必須頻繁地清掃該針狀電極前端、或與新電極交換，而亦有每次不得不中止片材製膜的重大缺陷。再者，亦有堆積於該針狀電極前端之昇華物落下而污染該熔融樹脂片材表面的問題。再者，尖銳之針狀電極係因長時間使用而針尖微妙地消耗，即使針高度僅稍微不齊合，仍無法產生片材寬度方向上之均勻電暈，而有密黏力變得不均等電極之精確度管理非常困難的致命性問題。
如專利文獻4般，以防止由熔融樹脂片材對輥表面之電荷洩漏為目的，在金屬製冷卻輥表面設置氧化鋁等絕緣性被膜，對熔融樹脂片材依靜電釘扎法施加電荷的方法，係在體積固有電阻較小之熔融樹脂片材方面，具有防止由熔融樹脂片材對輥表面之電荷洩漏的效果。然而，熔融樹脂片材與輥表面之密黏力係依存於熔融樹脂片材所帶之電荷對冷卻輥表面所感應之相反極性之電荷量，但由於絕緣性被膜表面藉介電極化所產生之電荷量較少，故熔融樹脂片材之電荷與輥表面之相反極性之電荷間的靜電密黏力(庫 侖力)較弱。因此，為了獲得充分的密黏力，必須儘可能地增加熔融樹脂片材之帶電量，由於對釘扎電極之施加電壓成為該絕緣性被膜之耐電壓以上的15~35kV，故有該絕緣性被膜因火花放電而損傷的重大缺陷。
為了避免此情形，有如專利文獻5~7般，對絕緣輥表面直接施加電荷的方法，但由於施加電荷之目標為絕緣性被膜表面，故為了提升帶電量，必須施加高電壓，而有如同前述般以絕緣破壞為起因的問題。再者，在由具有絕緣性被膜之冷卻輥剝離樹脂片材時，容易產生因剝離帶電所造成的火花放電，進而因剝離帶電所產生之電荷殘存於該冷卻輥表面上之絕緣性被膜表面，故有無法效率佳地進行穩定製膜的問題。亦即，由於絕緣性被膜表面之電荷冷卻輥不會長時間消滅，故若依帶有此電荷之狀態將冷卻輥表面移動至模口部，則由於熔融樹脂片材被賦予相同極性之電荷，故產生靜電性排斥力，而亦有熔融樹脂片材完全無法密黏於冷卻輥的大缺點。因此，必須對絕緣性被膜表面之電荷進行除電，但絕緣性被膜表面之帶電在藉空間電荷賦予方式之除電時僅能去除一半左右。再者，在使碳纖維等導電性刷直接接觸至冷卻輥進行除電的方法中，雖然可進行電荷除電，故該刷將因與冷卻輥表面之滑動所造成的摩耗而損傷，刷之一部分脫落，其破片或污垢附著於冷卻輥表面，此將成為熔融樹脂片材的表面缺陷，故此方法亦無法使用於生產。
當然，如專利文獻8~10般，對冷卻輥表面之電絕緣性被膜與熔融樹脂片材之雙方分別施加相反極性之電荷的方法，亦存在與上述同樣之缺點。
已提案有如專利文獻11~12般，對金屬冷卻輥表面設 置體積固有電阻為107Ωcm以上之半導電性被膜，對熔融樹脂片材使用釘扎電極施加電壓使其帶電的方法。此方法中，雖然可使熔融狀態下之體積固有電阻較低之聚醯胺樹脂等之片材進行靜電密黏，但由於冷卻輥表面之體積固有電阻較大，故與專利文獻3同樣地藉介電極化所產生之該冷卻輥表面之電荷量少，在進行高速成膜時密黏力尚不足。由於該半導電性被膜之耐電壓低至8kV以下，故若為了提升密黏力而對釘扎電極施加10kV以上之高電壓，則於冷卻輥表面火花放電，頻繁發生輥表面之該半導電性被膜的絕緣破壞，故無法使用作為生產裝置。
又，專利文獻13~14之方法係與如靜電釘扎法般將藉空間放電所產生之電荷施加至熔融樹脂片材的方法、或同樣地由釘扎電極將電荷直接施加至設於冷卻輥表面之高絕緣層的方法相異，而是對設置於冷卻輥內部之導電性內部電極施加電壓，使熔融樹脂片材靜電密黏至該表面的方法。
專利文獻13係於機械性旋轉部裝入絕緣性襯套，使用電絕緣性之有機冷媒(此情況下為石蠟/三氯乙烯混合冷媒)，依冷卻輥之芯金屬本身與大地絕緣的狀態，對該冷卻輥之芯金屬(相當於內部電極)施加電荷而使金屬製之導電性輥表面帶電，使聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之熔融樹脂片材靜電性地密黏至該冷卻輥。然而，相較於熱傳導性佳之水之熱交換能力，一般電絕緣性之有機冷媒對高溫之熔融樹脂片材之冷卻能力非常差，進而在熔融樹脂片材剝離後之該冷卻輥之表面溫度的恢復能力亦差，故熔融樹脂片材的冷卻不足，無法提升樹脂片材之製膜速度，所得樹脂片材結晶化度亦高，而僅能獲得透明性惡化者。
進而於專利文獻13中，經由模口而接地之熔融樹脂片材係在接近並即將接觸至金屬輥表面之前，容易產生較大之火花放電。作為其對策及為了防止觸電，而採用於電源輸出側連接109Ω之電阻器而極強地限制電流供給的構造，進而將對冷卻輥表面之施加電壓設為1kV以下的低電壓。然而，此程度之電壓下PET之熔融樹脂片材之密黏力極弱，無法防止空氣捲入，故表面產生凹坑狀缺陷，有熔融樹脂片材表面粗面化的重要問題。
再者，在如專利文獻13般冷卻輥表面為導電體、對此導電體施加電壓的情況，相對於體積固有電阻為107Ωcm以上之半導體水準以上之高電阻體的PET之熔融樹脂片材，由於可維持冷卻輥與PET熔融樹脂片材間之電位差，故雖為極微小但仍產生密黏力。然而，對於體積固有電阻為106Ωcm以下之導電性之聚醯胺系之熔融樹脂片材，若熔融樹脂片材與冷卻輥表面接觸，則電流(電荷)立刻由冷卻輥流至熔融樹脂片材，由於冷卻輥與熔融樹脂片材間之電位差降低，故密黏力消滅。從而，如專利文獻13之方法般，在冷卻輥表面為導電性、對冷卻輥表面施加電壓的方法中，無法進行體積固有電阻較低之聚醯胺系或進而導電性之熔融樹脂片材的製膜。基於以上數種重大缺點，使最外層成為具導電性之金屬表面，並對其施加電壓而使其帶電的專利文獻13之方法並無法適任為熱可塑性樹脂片材之製造方法。
專利文獻14係改良專利文獻13而可提高施加電壓。於冷卻輥表面使用絕緣層，於其上使用內部電極層，進而於其上之最外層使用25℃下之體積固有電阻為1015Ωcm的高絕緣性且高耐電壓、進而具有負之感溫性半導體特性的聚醯胺樹脂(尼龍樹脂)層 0.5mm厚。藉由於最外層使用高絕緣性、高耐電壓性之尼龍，則即使對內部電極層施加15~35kV之極高電壓，仍可防止冷卻輥表面與模口間的火花放電。進而，於最外層使用屬於感溫性材料之尼龍樹脂的目的在於使在熔融樹脂片材即將接觸至冷卻輥前所產生的微小放電消失，藉此防止熔融樹脂片材之靜電密黏不穩定的情形，可儘可能提高施加電壓，得到更高之靜電密黏力。
尼龍樹脂確實即使發生100℃左右的溫度變化，仍顯示體積固有電阻由1013Ωcm以上至107Ωcm左右、降低達10-6倍左右的極顯著之感溫特性。在如尼龍樹脂般因與熔融樹脂片材接觸而溫度上昇而於最外層表面產生此種體積固有電阻或表面電阻率之顯著變化的情況，有因某種原因而顯示防止微小放電之效果的可能性。
然而，在使如尼龍樹脂般、體積固有電阻為1013~1015Ωcm之高絕緣性材料積層作為最外層的情況，使屬於被吸黏體之熔融聚酯樹脂片材等密黏至最外層表面的力，係藉由挾持屬於高絕緣層之最外層、內部電極與屬於被吸黏體之熔融聚酯樹脂片材間所感應累積的電荷所產生的靜電力。此時之密黏力P[Pa]被稱為庫侖力，由式(1)所示。於此，V[V]係對內部電極施加之電壓，dc[m]為內部電極與被吸附體間之距離。距離dc係等同於被吸黏體接觸至最外層表面時幾乎最外層的厚度。ε0為真空之介電係數，ε1為最外層之相對介電係數。
P=1/2‧ε0ε1‧(V/dc)2 (1)
於此，與熔融樹脂片材接觸之最外層之表面部的體積固有電阻係因來自熔融樹脂片材之導熱所造成之溫度上升而降低，構成最外 層之尼龍樹脂之熱電傳導率明顯惡化，進而其厚度厚達0.5mm而隔熱性高，故最外層之下層部與內部電極為幾乎相同之溫度，且假設最外層全體維持著絕緣體狀態。
由式(1)可得知，庫侖力式之密黏力P係與V2成比例、與dc 2成反比。從而，在增大密黏力P時，係加大施加電壓V、減小厚度dc、加大V/dc即可。然而，在將最外層厚度dc維持為較小之下，若加大施加電壓V，則對於此施加電壓之耐電壓不足而於最外層產生絕緣破壞，故無法提高施加電壓且無法加大V/dc。專利文獻14之實施例1中，係基於提升最外層之耐電壓性能而進一步提高施加電壓的目的，將最外層、亦即尼龍樹脂層增厚至0.5mm。然而，此時由於式(1)之dc變大，故V/dc變小，即使施加電壓為15kV左右仍電壓不足而密黏力變弱，無法使熔融樹脂片材牢固吸黏，無法抑制伴隨空氣流。
專利文獻14之實施例1係即使施加15kV之極高電壓，由於內部電極與屬於被吸黏體之熔融樹脂片材間的距離大至0.5mm，故良好呈現了僅獲得較弱密黏力之上式(1)所示之庫侖力式的靜電力特徵。
然而，尼龍樹脂之耐電壓為45kV/mm。即使於最外層使用0.5mm厚之尼龍樹脂，在欲增加密黏力而進一步對內部電極施加22.5kV以上之高電壓時，耐電壓仍然不足。進而，關於位於內部電極之下層的絕緣層，其未記載所使用之素材之種類及厚度，詳情係不明，至通常大多以氧化鋁般之熱噴塗陶瓷層為絕緣層，此時，由於氧化鋁之耐電壓為15kV/mm左右，故有15kV以上之高電壓施加將造成位於內部電極之下層的絕緣層破壞的危險，因此終究 無法使用作為生產機。
相較於金屬或陶瓷，一般有機樹脂類之熱傳導率極低，例如尼龍樹脂之熱傳導率為0.4(W/m‧K)，但鐵之熱傳導率為53(W/m‧K)，尼龍樹脂與鐵之熱傳導率比為1/133。最外層之尼龍樹脂層之厚度高達0.5mm，已存在對該熔融樹脂片材之冷卻性能明顯降低的問題，進而欲將施加電壓提升至高電壓以提升密黏力的專利文獻14的方法，最外層之厚度必須更厚，而亦產生對熔融樹脂片材之冷卻性能更加降低的嚴重問題。
尚且，專利文獻14中作為用於防止微小放電之負的感溫性的半導體材料，就「經融解之聚合體片材接觸時電阻降低者，且具有降低程度為接觸前之電阻值之1/5以下、更佳1/10以下、再更佳1/100以下的特性者」、「較佳係在溫度為25℃以上、350℃以下之範圍，體積固有電阻成為100Ωcm以上、1014Ωcm以下的物質」而言，除了尼龍或環氧樹脂等之樹脂以外，可使用氧化金屬類之熱阻器(NTC熱阻器)。然而，有關其使用溫度範圍與體積固有電阻之上限及下限的設定、體積固有電阻之溫度係數範圍、進而氧化金屬之種類或材質的選定，其說明書均無任何技術性或實驗性的檢討，亦未展示根據。僅有最外層為尼龍樹脂時之實施例及最外層為金屬時之比較例。一般而言，幾乎所有氧化金屬類皆具有負的溫度係數，並顯示感溫性之半導體之特性。例如，即使是最常被使用為高絕緣性之氧化物陶瓷的99.9%純度的氧化鋁燒結體，其20℃下之體積固有電阻為1014Ωcm以上，300℃下為1010~1012Ωcm。從而，上述體積固有電阻之範圍與溫度變化之範圍極廣，上述範圍內幾乎涵括了現有之所有氧化金屬類。亦即，專利文獻14中，作為較佳 之負之感溫性之半導體材料而記載的上述數值範圍，亦包括了未發揮專利文獻14發明所意圖的效果。再者，於使用尼龍作為感溫性材料的實施例中，僅將因示波器所造成之冷卻輥之電位變動視為產生微小放電的徵兆而調查其有無產生，而對於冷卻輥最外層之尼龍樹脂之表面層的溫度變化、亦即體積固有電阻變化、或電流量等仍無任何檢討。其僅設定成為了防止微小放電則使用尼龍樹脂作為最外層用材料即可。實際上，在如後述般最外層為高絕緣體之氧化鋁的情況，若由最外層表面剝離冷卻固化後之樹脂片材，則於最外層表面產生因剝離帶電所造成的殘留相反電荷，此相反電荷在電壓施加狀態下無法去除，故熔融樹脂片材被此相反電荷所斥開而無法再次密黏。因此，在使用溫度為25℃~100℃時，氧化鋁之最外層並無法使用於專利文獻14般之目的。
專利文獻14中，另外依防止微小放電之目的而可使用氧化金屬系之熱阻器。然而，在常溫附近所使用之氧化物系之熱阻器(NTC)，僅有體積固有電阻106~107Ωcm以下者實際存在。專利文獻14中並未例示此等氧化金屬之實施例，亦未進行在使用此等時實際上是否有「防止因電阻減少所造成之微小放電的效果」的技術性或實驗性驗證。再者，體積固有電阻為106Ωcm以下之材料，在靜電領域中之分類係分類為導電性。從而，在該實施例1中作為目標之15kV以上之高施加電壓下，藉由該熱阻器的絕緣性能並無法防止冷卻輥表面與模口間之火花放電。又，在將體積固有電阻為導電體水準之NTC熱阻器使用於最外層的情況，係如同專利文獻13，體積固有電阻低之聚醯胺系之熔融樹脂片材等不可能靜電密黏。如此，如專利文獻14所揭示般，依某方法防止微小放電而消 除密黏力之不穩定，藉此將對內部電極之施加電壓儘可能提高至15~35kV，以獲得熔融樹脂片材對冷卻輥表面的密黏力的方法，顯然不論由密黏強度、冷卻能力、片材品質方面，或安全性與維修方面而言，仍然無法使用作為生產裝置。
如此，雖提案有依各種密黏方法所進行之製膜方法，但習知方法仍存在下述之各種問題。
氣刀法係
(1)密黏力弱，無法高速製膜。
(2)冷卻輥經時性地被污染。
靜電釘扎法係
(3)若熔融樹脂片材之體積固有電阻不正確，則無法應用該釘扎法。尤其難以進行聚醯胺樹脂般體積固有電阻較低之熔融樹脂片材的製膜。
(4)由於使用高電壓，故冷卻輥表面因火花放電等而損傷。
(5)於所得樹脂片材存在放電痕。
(6)於所得樹脂片材存在因剝離帶電所造成的表面缺點。
(7)所得樹脂片材內部帶電。
(8)在安全性方面有問題。
對內部電極施加電壓，使熔融樹脂片材密黏的方法係：
(9)密黏力弱，製膜速度慢且密黏不穩定。
(10)在設置了高絕緣性之最外層時，為了獲得實用之密黏力需要極高之施加電壓，危險性高而不實用。
(11)若最外層為高絕緣性，則因剝離帶電所造成之殘留電荷的 影響，無法進行連續製膜。
本發明之第1目的在於完全消除習知靜電釘扎法所具有之上述問題或品質上的缺點，使體積固有電阻為109Ωcm以下之熔融樹脂片材的高速製膜長時間穩定。
本發明之第2目的在於提供依習知方法難以進行之、對於體積固有電阻較低之聚醯胺樹脂或未藉由添加劑等調整體積固有電阻的體積固有電阻較高之熱可塑性樹脂的熔融樹脂片材亦可應用的、利用了完全嶄新之靜電密黏法的冷卻輥及熱可塑性樹脂片材之製造方法。
本發明之冷卻輥係使用於：將經熔融之由熱可塑性樹脂所構成之體積固有電阻為109Ωcm以下的樹脂片材，由呈接地狀態之模口連續地擠出至呈連續旋轉狀態之冷卻輥表面，使該樹脂片材密黏至該冷卻輥表面而一邊進行旋轉移送、一邊使其冷卻固化後，將經冷卻固化之該樹脂片材由該冷卻輥連續地剝離而獲得熱可塑性樹脂片材的方法。該冷卻輥係具備：該樹脂片材所密黏的最外層；相對於該最外層而於內側鄰接之導電性之單極式之內部電極層；與相對於該內部電極層而於內側鄰接之絕緣層。該冷卻輥係構成為可對該內部電極層施加既定電壓。該最外層係由陶瓷系材料所構成，該最外層之體積固有電阻係於25~100℃下為107~1013Ωcm。該冷卻輥係在對該內部電極層施加了該既定電壓的狀態下，可產生使接觸至該最外層之該樹脂片材密黏於該最外層的靜電力。該靜電力主要基於強森-拉別克效應(Johnsen-Rahbek effect)。
本發明之熱可塑性樹脂片材之製造方法，係具備：將 經熔融之由熱可塑性樹脂所構成之體積固有電阻為109Ωcm以下的樹脂片材，由呈接地狀態之模口連續地擠出至呈連續旋轉狀態之冷卻輥表面的步驟；使該樹脂片材密黏至該冷卻輥表面而一邊進行旋轉移送、一邊使其冷卻固化的步驟；與將經冷卻固化之該樹脂片材由該冷卻輥連續地剝離的步驟。該冷卻輥係上述本發明之冷卻輥。在對該內部電極層施加既定直流電壓之下，使該樹脂片材密黏至該冷卻輥，進而將冷卻固化後之該樹脂片材由該冷卻輥剝離。
根據本發明，可得到下述效果。
(1)熔融樹脂片材之密黏力不受製膜速度影響，且熔融樹脂片材不捲入伴隨空氣流而高度密黏於冷卻輥，故可進行依習知方法所無法達成之100m/min以上之高速下的流延。
(2)可將體積固有電阻為導電體至109Ωcm為止之寬廣範圍之熔融樹脂片材密黏至冷卻輥，故可應用於幾乎所有種類的熱可塑性樹脂的高速製膜中。尤其可達成迄今無法應用靜電釘扎法、被認為高速製膜困難之尼龍6般之有用之熱可塑性樹脂的高速製膜。
(3)靜電釘扎法中，必須將熔融樹脂片材之體積固有電阻藉由添加劑而微調整至適合釘扎的107~108Ωcm的極窄範圍內。本發明中，則不需此種調整作業。從而，亦不產生因添加劑所造成的樹脂片材特性劣化。
(4)本發明中完全不產生靜電釘扎法中成為問題的、對熔融樹脂片材中之異物或氣泡的火花放電、或穿透熔融樹脂片材到達冷卻輥表面般之異常放電。
(5)即使在對內部電極施加了電壓之下，不需施加不合理的負荷，即可將冷卻固化後之樹脂片材由冷卻輥輕易剝離。
(6)由於在體積固有電阻為107~1013Ωcm之冷卻輥之最外層的表面，因剝離帶電所產生之電荷立即消滅而不殘留，故不需要進行冷卻輥表面的除電，可在對內部電極施加了電壓之狀態下仍可進行連續吸黏與連續剝離。又，於冷卻輥表面亦不附著雜物等污染。再者，由於在所得樹脂片材不產生內部帶電，故後續步驟中的操作性優越。
(7)本發明中不需要進行靜電釘扎法中在每次改變製膜速度時所實施的釘扎電極的位置或距離的調整。因此，不需停止製膜，可迅速且即時地改變製膜速度或熔融樹脂片材的厚度。
(8)熔融樹脂片材與冷卻輥之間不捲入空氣，熔融樹脂片材無間隙地高度密黏於冷卻輥表面。因此，於冷卻輥表面不析出寡聚物，可依冷卻輥表面經常清潔之狀態進行長時間連續製膜。
(9)本發明之冷卻輥對熔融樹脂片材的吸黏力，係於冷卻輥表面之廣範圍呈均勻，故可獲得無皺紋、厚度之均質性、平面性‧平坦性、光澤等優越的樹脂片材。
(10)對內部電極層施加之直流電壓為0.3~6kV之較低電壓，但該內部電極之耐電壓實質上為6kV以上、體積固有電阻為107~1013Ωcm，在漏電對策方面係由實質上呈絕緣性之最外層所完全被覆，故對人體之安全性高。
1‧‧‧冷卻輥
2‧‧‧絕緣層
3‧‧‧內部電極層
4‧‧‧最外層(陶瓷系材料層)
4a‧‧‧未形成最外層之區域
5a‧‧‧高絕緣體環
5b‧‧‧內部電極連接用集電環
6‧‧‧內部電極引出線
7‧‧‧模口
8‧‧‧熔融樹脂片材
9‧‧‧JR力用直流高電壓電源
10‧‧‧接地大地
11a‧‧‧電極用輸出佈線
11b‧‧‧碳刷
12‧‧‧經冷卻固化之熱可塑性樹脂片材
13‧‧‧釘扎電極
14‧‧‧釘扎(相反電極)用直流高壓電源
15‧‧‧釘扎用佈線
16‧‧‧剝離(拉離)輥
17‧‧‧微小接點
18‧‧‧微小間隙
19‧‧‧微小電流
20‧‧‧相反極性之電荷
22‧‧‧熔融樹脂片材冷卻輥面
23‧‧‧最外層表面(冷卻輥最表面)
25‧‧‧熔融樹脂片材電阻(Rsheet)
26‧‧‧微小間隙之電容量(Cgap)
27‧‧‧微小接觸點部之接觸電阻(Rgap)
28‧‧‧最外層電阻(Rbulk)
29‧‧‧最外層電容量(Cbulk)
31‧‧‧熔融樹脂片材與陶瓷材料層間之接觸界面的電壓下降(Vgap)
33‧‧‧總施加電壓(V0)
34‧‧‧微小間隙之高度(d)
35‧‧‧最外層厚度
36‧‧‧芯金屬
37‧‧‧直流高壓電源之電流計
38‧‧‧內部電極
40‧‧‧被吸黏體
42‧‧‧最外層(絕緣體)之厚度(dc)
43‧‧‧電容量(C)
44‧‧‧施加電壓(V)
45‧‧‧測試輥
46‧‧‧下部絕緣層
47‧‧‧內部電極
48‧‧‧最外層
49‧‧‧被吸黏薄膜
52‧‧‧JR力用直流高壓電源
53‧‧‧測力計
54‧‧‧釘扎用直流高壓電源
55‧‧‧釘扎電極
圖1為表示使用了本發明冷卻輥之熱可塑性樹脂片材之製造裝 置一例的立體圖。
圖2為圖1所示裝置的側面圖。
圖3為本發明中藉JR力進行之熔融樹脂片材的靜電密黏模式圖。
圖4為藉JR力進行之熔融樹脂片材之靜電吸黏的等價電路圖。
圖5為表示使用了本發明冷卻輥之熱可塑性樹脂片材之製造裝置另一例的立體圖。
圖6A為庫侖力式吸黏體之熔融樹脂片材之密黏的模式圖；圖6B為圖6A之等價電路。
圖7為表示藉測試輥進行之被吸黏薄膜之密黏力的測定方法的圖。
圖8為比較JR力式與庫侖力式之密黏力的圖表。
圖9為表示藉JR力吸黏著熔融樹脂片材時之電流密度與施加電壓間之關係的圖表。
圖10為表示併用了釘扎電極之JR力式測試輥進行之被吸黏薄膜之密黏力的測定方法的圖。
圖11為比較JR力式冷卻輥單獨之情況及併用了釘扎電極時之密黏力的圖表。
圖1為表示用於實施本發明之熱可塑性樹脂片材之製造方法的製造裝置之一例的立體圖。由經熔融之熱可塑性樹脂所構成之熔融樹脂片材8係由模口7被擠出至冷卻輥1上。冷卻輥1係朝箭頭方向依固定旋轉速度進行旋轉。熔融樹脂片材8係密黏於冷卻輥1之外周表面，與冷卻輥1一同旋轉。冷卻輥1係冷卻保持 為適合熔融樹脂片材8冷卻的溫度、例如25℃左右的溫度。因此，熔融樹脂片材8藉由冷卻輥1而被冷卻固化。經冷卻固化之樹脂片材12係藉由剝離輥16由冷卻輥1剝離。亦即，由模口7擠出之熔融樹脂片材8係在冷卻輥1上被冷卻固化而變化為樹脂片材12，將該樹脂片材12由冷卻輥1剝離。冷卻輥1之冷卻方法並無限制，可使用例如公知之水冷方式。
圖2為圖1所示製造裝置之側面圖。冷卻輥1具備：熔融樹脂片材8所密黏之最外層4；相對於最外層4而於內側鄰接之單極式之導電性的內部電極層3；與進一步相對於內部電極層3而於內側鄰接之絕緣層2；藉由絕緣層2使該內部電極層3與冷卻輥1之芯金屬36及大地完全絕緣。
一般，作為利用強森-拉別克效應之吸黏體中所設置的內部電極，視電壓施加方式而存在單極式與雙極式之二種。所謂單極式，係僅具有正(+)或負(-)之任一者之單一的內部電極，僅於大地與此單一單極間施加電壓的方式。由於被吸黏體呈接地，故實質上成為於呈接地之被吸黏體與單一極之內部電極間施加電壓的方式。所謂雙極式係指具有以正(+)極與負(-)極為一對、彼此絕緣的二極的內部電極，負極可為與大地同電位或較大地呈負電位的任一者，但被吸黏體係依與大地絕緣的狀態，成為對兩電極施加電壓的方式。本發明中，由於屬於被吸黏體之熔融樹脂片材8經由口模7而經常地連接至大地10，故於內部電極層3係使用單極式。本發明中，若為雙極式則電荷(電流)洩漏至大地側而JR力變得不穩定。內部電極層3係在冷卻輥1之軸方向上較熔融樹脂片材8之寬度更廣的範圍、並於冷卻輥1之旋轉方向上之冷卻輥1全周，連續地均 樣設置。
最外層4之體積固有電阻係於25~100℃下為107~1013Ωcm。最外層4之體積固有電阻係實質上為非感溫性，對溫度變化呈穩定，具體而言，最外層4之體積固有電阻之溫度變化的比率R100/R25較佳為0.1~1.0。於此，所謂體積固有電阻之溫度變化的比率R100/R25，係指100℃溫度下之體積固有電阻R100相對於25℃溫度下之體積固有電阻R25的比率R100/R25。再者，最外層4之中心線平均表面粗度Ra較佳為0.01~0.3μm。於最外層4形成時，藉由遮蔽冷卻輥1之寬方向之一端的一部分，而形成未形成最外層4的區域4a，於該區域4a露出絕緣層2及內部電極層3。
如圖1及圖2所示，在由冷卻輥1之兩端所突出之一對輥軸之其中一者的外周面，設置高絕緣環5a，於高絕緣環5a上設置導電性之集電環5b。集電環5b、與在上述區域4a所露出之內部電極層3係經由內部電極引出線6電氣連接。冷卻輥1之芯金屬36全體係為了防止帶電(充電)，經由一對軸之另一者而接地至大地10。直流電源9係經由電極用輸出佈線11a及碳刷11b對集電環5b施加正極的直流電壓。直流電源9之接地端子及模口7係接地於大地10。
本發明之熱可塑性樹脂片材之製造方法，係具備：將經熔融之由熱可塑性樹脂由模口7連續地依片材狀擠出而成形的步驟；使由該模口7擠出之該熱可塑性樹脂所構成的熔融樹脂片材8密黏至該連續旋轉之冷卻輥1，一邊進行旋轉移送、一邊使其冷卻固化的步驟；與將使該熔融樹脂片材8經冷卻固化之狀態的樹脂片材12，由該冷卻輥1連續地剝離的步驟。藉由對該內部電極層3 施加直流電壓，由該內部電極層3至該最外層4、進而通過該熔融樹脂片材8而朝該模口7流通電流19。其結果，於該最外層4與該熔融樹脂片材8之接觸界面，在該最外層4與該熔融樹脂片材8接觸之微小接點17(參照後述圖3)流通微小電流，同時由於接觸界面層之電阻而產生電壓下降，於該最外層4表面與熔融樹脂片材8的接觸面之間產生電位差。藉由此電位差，隔著該最外層4與該熔融樹脂片材8間之微小間隙18而相對向之、該最外層4與該熔融樹脂片材8之各別之隔著微小間隙18(參照後述圖3)而相對的面，分別誘發、帶電彼此相反極性的電荷。藉由該相反極性之電荷間的靜電力，在該熔融樹脂片材8著落於該冷卻輥1之表面的同時，不發生火花放電，該熔融樹脂片材8強固密黏於冷卻輥1。
對該內部電極層3施加之直流電壓較佳為0.3~60kV。此時，通過該冷卻輥1表面而流至接觸於該冷卻輥1表面之該熔融樹脂片材8的微小電流，係於冷卻輥1與該熔融樹脂片材8、12之接觸面積全面中，每單位面積較佳為0.005~6μA/cm2。
著落於該冷卻輥1前之熔融樹脂片材8的體積固有電阻較佳為109Ωcm以下，且在由該冷卻輥1剝離時之樹脂片材12的體積固有電阻較佳為1010Ωcm以上。
本發明中，熔融樹脂片材8與冷卻輥1間之密黏力主要基於所謂強森-拉別克(Johnsen-Rahbek)力的靜電力(以下將該密黏力表示為「JR力」)。將在熔融樹脂片材8接觸至冷卻輥1時，產生因JR力所造成之靜電密黏力的情況示於圖3。
於冷卻輥1表面之最外層4與熔融樹脂片材8之間，係藉微小接點17接觸，在微小接點17周圍之微小間隙18則不接 觸而呈離間。此微小接點17與微小間隙18主要起因分別在於最外層4表面之表面粗度圖表中相當於山部的微小突起及相當谷部的凹陷。藉由對內部電極層3施加直流電壓，通過與該內部電極層3相接之最外層4及與熔融樹脂片材8接觸的微小接點17而流通微小電流，因微小接點17之接觸電阻27(包括微小突起之電阻)而產生急遽之電壓降低，藉由於此微小接點17所產生之電位差，在分隔此微小接點17周圍之微小間隙18而相對面的最外層4及熔融樹脂片材8的各自的面23、22，使彼此相反極性且等量之電荷(圖3之「+」及「-」)20誘發、累積。然後藉由此等相反極性之電荷間之靜電力，於熔融樹脂片材8與冷卻輥1之間產生強力之密黏力(JR力)。
圖4表示藉JR力將熔融樹脂片材8密黏於最外層4之表面時的等價電路。於此圖4中，最外層4係依電阻28(Rbulk)及厚度方向上最外層4之電容量29(靜電容量Cbulk)的並聯電路。又，最外層4表面與熔融樹脂片材8之邊界部分，係顯示藉微小接點17之接觸電阻27(Rcontact)與微小間隙18與電容量26(靜電容量Cgap)的並聯電路。再者，熔融樹脂片材8之電阻25(Rsheet)亦成為電路之重要構成要素。此等價電路中之總電阻R，係最外層4之電阻28、於最外層4表面與熔融樹脂片材8間之微小接點17的接觸電阻27及熔融樹脂片材8之電阻25的串聯結合。從而，將電源9對此等價電路全體所施加之施加電壓33設為V0[V]時，微小電流19(I[A])係由下式(2)所示，可知其較強地受到熔融樹脂片材之電阻25(Rsheet)的影響。本發明中，電阻25、電阻27及電阻28以外的電阻係較此等充分小而忽略。
I=V0/(Rbulk+Rcontact+Rsheet) (2)
在將於微小間隙18所產生之電位差31設為Vgap[V]、將微小間隙18之距離34設為dgap[m]、將微小間隙18內空氣層之介電係數設為ε0時，隔著此微小間隙18而相對面之面係形成電容量26(Cgap)，於此電容量26產生之該熔融樹脂片材8的密黏力P[Pa]係由圖4之等價電路而可藉下述近似式(3)所表示。
P=αε0/2‧(Vgap/Dgap)2 (3)
尚且，α為調整微小接點17與微小間隙18之面積比率及微小間隙18之距離34(dgap)之有效值的常數。α之實際大小雖小至0.005左右，但由於微小間隙18之距離34為0.3μm以下之極接近的效果，而可獲得較強之密黏力。在流通著微小電流19的狀態下，由於電荷移動至最外層4表面，故於圖4中之最外層4不產生電容量29(Cbulk)，由上述微小間隙18造成之電容量26(Cgap)具支配性，藉此產生由JR力造成的較強密黏力。於此，可知式(3)之電位差31(Vgap)係藉微小電流19(I)與微小接點17之接觸電阻27(Rgap)，如下式(4)所示，JR力強烈依存於微小電流19與接觸電阻27。再者，接觸電阻27由於包括起因於最外層4之表面粗度的微小突起之電阻，故JR力較強地受到最外層4之體積固有電阻的影響。
Vgap=I‧Rgap (4)
更詳言之，經由模口7而與大地10連接之熱可塑性熔融樹脂片材8係在接觸至經帶電之最外層4的表面時，形成由大地10-直流電源9-內部電極層3-最外層4-微小接點17之接觸界面-熔融樹脂片材8-模口7-大地10所構成的圖4所示封閉電路。微小電流19由內部電極層3依序經過最外層4、最外層4與熔融樹脂片材8之 微小接點17及熔融樹脂片材8並流至模口7。此時，由於存在於該熔融樹脂片材8與該最外層4間之接觸界面的接觸電阻27而產生電壓降低，在挾持著微小間隙18而相對之表面間產生電位差31。由於此電位差31使微小接點17周圍之微小間隙18成為電容量26，使彼此相反極性且等量之電荷20感應並蓄電。亦即，於冷卻輥1之最外層4之表面側，與內部電極層3相同極性之電荷移動並累積，在熔融樹脂片材8之與冷卻輥1的接觸面側，使與其相反極性之電荷感觸累積。將於該最外層4之微小間隙18側之表面23、及該熔融樹脂片材8之微小間隙18側之表面22所分別帶電之彼此相反極性的電荷20間所產生的靜電力，稱為JR力。該熔融樹脂片材8係藉由此JR力而強固地靜電密黏於該最外層4表面。
即使熔融樹脂片材8與冷卻輥1表面間之距離極接近，在熔融樹脂片材8尚未接觸至冷卻輥1表面時並不產生JR力，在接觸並流通微小電流時，立即產生強力的密黏力。由於JR力係僅在接觸狀態下流通微小電流時才產生的極強之近接力，故於熱可塑狀態之該熔融樹脂片材8與該最外層4之圓筒狀態之表面間的密黏起始線，伴隨空氣流逐次被放出、不被捲入，熔融樹脂片材8可於冷卻輥1之接觸面全面無間隙地均勻密黏。
為了在該熔融樹脂片材8接觸至該冷卻輥1之同時該JR力作用，冷卻輥1之最外層4之體積固有電阻係於25~100℃溫度下為107~1013Ωcm、較佳108~1012Ωcm。藉由最外層4之體積固有電阻為此範圍，即使對內部電極層3與大地10間施加最大6kV左右的直流高壓33，仍可將由內部電極層3朝最外層4表面流動之電流19，依樹脂片材8、12與該最外層4之總接觸面中之電流密度 換算計限制於0.005~6μA/cm2之微小量的範圍內。其結果，由該最外層4經由微小接點17對熔融樹脂片材8流通微小電流19，可於微小接點17之接觸電阻27(包括微小突起之電阻)中使急遽之電壓降低發生，而可對位於微小接點17周圍之微小間隙18施加因此電壓降低所造成的電壓差31。然後在產生此電壓差31的期間，可於隔著最外層4與該樹脂片材8間之微小間隙18而相對向之該最外層4及該片材8的各自的面23、22使彼此相反極性且等量之電荷20誘發、累積。一般而言，最外層4之電阻28越高，或靜電容量26越大，則所帶電之靜電荷的散逸越受抑制，帶電之緩和時間變長。最外層4之體積固有電阻為107~1013Ωcm之範圍的適度高度、進而微小間隙18之距離34極小時，將使靜電容量26加大。藉由此等效果，最外層4表面之靜電荷之放電與散逸受到抑制，在施加電位差31時可使微小間隙18帶有電荷20。亦即，在最外層4之體積固有電阻為未滿107Ωcm、較佳未滿108Ωcm時，微小電流19不致過大，該最外層4表面之電荷由微小接點17立即洩漏至熔融樹脂片材8，電荷之累積不足，JR力變得不作用。又，在最外層4之體積固有電阻超過1013Ωcm時、較佳係超過1012Ωcm時，由於微小電流19無法從最外層4經過微小接點17流向熔融樹脂片材8，故於微小間隙18無法獲得用於使彼此相反極性之電荷20誘發、累積所需的電位差31，JR力不產生。再者，在最外層4之體積固有電阻為超過1013Ωcm之高絕緣體的情況，微小電流19成為洩漏電流之程度而變小至可無視。於此種情況，於最外層4內產生靜電分極，藉此於電容量29(Cbulk)內累積靜電荷。該靜電荷係包挾最外層4之厚度35(dc)，使將內部電極層3與熔融樹脂片材8彼此拉合之所謂 庫侖力的靜電力產生。熔融樹脂片材8與內部電極層3之間之庫侖力、亦即由電容量29之靜電力所造成的密黏力，係如上述式(1)所示。然而，由於最外層4之厚度35(dc≒250μm)較微小間隙18之距離34(dgap<0.3μm)為約1000倍之大小，故相較於JR力，此時之庫侖力弱到可無視之程度。然而，庫侖力雖然微弱，但即使熔融樹脂片材8與最外層4不為接觸狀態，仍可作為遠隔力之吸引力而作用。
在由模口7所擠出之熔融樹脂片材8最初接觸至呈連續旋轉狀態之冷卻輥1表面並形成密黏時，在其之後，經由最外層4與熔融樹脂片材8間之既存之接觸區域，於熔融樹脂片材8經常地持續流通微小電流19。又，在剝離了經冷卻固化之樹脂片材12後的最外層4之表面部分，亦藉由從內部電極層3所供給之電荷而維持與內部電極層3相同極性的電位，故於其後，當新的熔融樹脂片材8再次接觸該表面部分時，微小電流立即由該表面部分流至熔融樹脂片材8而使JR力作用，且熔融樹脂片材8立即密黏於該表面部分。藉此，由模口7連續擠出之熔融樹脂片材8可與旋轉移送之冷卻輥1表面不延遲地同期，進行密黏而連續移送。最外層4之體積固有電阻107~1013Ωcm係容易發生靜電之帶電的電阻值，且在施加電壓時，亦為可進行電荷(電流)移動的電阻值。從而，因樹脂片材12之剝離帶電而殘留於最外層4之表面之相反電荷，係在對內部電極層3施加著電壓的前提下，藉由從內部電極層3所移動而來之電荷(電流)快速消滅。因此，不需對樹脂片材12剝離後之最外層4之表面進行除電，可接著立即使其次之熔融樹脂片材8密黏於最外層4之表面。如此，可進行樹脂片材之連續密黏與連續剝離。再者，由於最外層4之體積固有電阻充分高至可抑制火花放電、或 沿面放電所伴隨之電流集中的程度，故可防止熔融樹脂片材8接觸至最外層4時之火花放電及沿面放電。
該最外層4與該熔融樹脂片材8間之微小間隙18的距離34(dgap)可為0.01~0.30μm、進而0.03~0.20μm。若該微小間隙18之距離34為未滿0.01μm、進而未滿0.03μm，則因最外層4之微小接點17的接觸面積的增加及突起高度的減少而接觸電阻27變小，電位差31降低。進而，由於構成電容量20之微小間隙18的佔有面積亦減少，故可帶有電荷之面積減少，密黏力更加不足。又，該微小間隙18之距離34若為0.30μm、進而超過0.20μm，則除了因微小間隙18之距離34變大之效果而JR力減少之外，最外層4表面之表面粗度、亦即微小接點17及微小間隙18之形狀轉印至熔融樹脂片材8之表面，使樹脂片材12之外觀品質降低。此等微小間隙18之距離34難以直接測定，故本發明中，在使用式(3)之密黏力P的計算時，將dgap以輥最外層表面之平均表面粗度Ra取代。式(3)之校正係數α亦考慮到微小間隙18之距離34與平均表面粗度Ra間之校正量而設定。
即使使微小間隙18之距離34與Ra於狹窄範圍內呈近似之比例關係，雖可設定其校正係數α，但其他尚有未詳知的影響因子，難以單純地藉式(3)計算JR力。分別具有細微凹凸構造之二個表面間之接觸界面中微小間隙之實質距離34與實質接觸面積率的定義困難，進而屬於施加電壓33之分壓的接觸界面部之電位差31或接觸電阻27亦難以測定，熔融樹脂片材8之體積固有電阻的影響或超微米之近距離中的電氣現象，尚有未闡明之部分。雖然為稍粗略的近似，但將所有之影響所造成的校正係數整合設為α。 根據將距離34(dgap)設為等同於表面粗度Ra時之式(3)所得JR力的計算值，與後述數種之替代薄膜所得之JR力的實測值的比較，α為小於0.005的值，但由於式(3)中之dgap、亦即微小間隙之距離34極接近超微米的效果，JR力變得遠較庫侖力強。
另一方面，庫侖力係僅實質表面積與外觀面積之差異對靜電容量造成影響，實際測定值較計算值大20~50%左右。從而，由庫侖力所造成之密黏力可由表示施加電壓與距離(dc)之關係的式(1)精度較佳地計算得出。
為了藉由JR力使流動性之熔融樹脂片材8密黏於最外層4之表面，必須使最外層4表面之超微米程度之構成凹凸的谷部不被溶融樹脂埋覆，而形成微小接點17與微小間隙18(參照圖3、4)，因此，必須將最外層4表面之溫度維持在可進行熔融樹脂片材8之急速冷卻的25~100℃、較佳25~70℃。
溶融狀態之熱可塑性樹脂係具有黏彈性之特性，其變形特性依存於溫度與加壓力、進而變形速度。在熔融樹脂之溫度較高時，黏度降低而流動性變更高，但彈性之特性降低。相反地若熔融樹脂之溫度降低，則黏度上升而流動性降低，彈性之特性變高。
被加熱至較融點高出數十度之溫度、呈流動性高之狀態而由模口被擠出的熔融樹脂片材8，係在到達最外層4表面前於空氣中移動15~50mm。於此移動中藉由空氣進行之冷卻，於熔融樹脂片材8之最表面形成溫度較樹脂片材內部低的表層。此表層係黏度較熔融樹脂片材8內部高，彈性之特性亦較高。然後，在熔融樹脂片材8接觸至最外層4時，該樹脂片材8之溫度由與最外層4間之接觸面側開始急遽降低，隨著溫度降低、表層變厚進而其流動性 降低。由於存在此表層，故即使熔融樹脂片材8追隨最外層4之微小形狀，仍不致完全埋覆最外層4表面之超微米程度的凹凸之谷部。
如此，藉由表層之形成與成長，熔融樹脂片材8係於最外層4之表面，依在兩者之接觸界面形成了微小接點17與微小間隙18的狀態進行接觸。其後，即使在熔融樹脂片材8於冷卻輥1之最外層4表面上被冷卻化的過程中，該微小接點17與該微小間隙18亦不消失。因此，熔融樹脂片材8係在接觸至冷卻輥後至被冷卻固化為止，藉由JR力持續密黏於冷卻輥1之最外層4之表面。為了形成微小接點17與微小間隙18，重要的是最外層4之表面溫度的管理。若最外層4之表面溫度高於100℃，則在熔融樹脂片材8接觸至最外層4表面的同時表層之流動性增加，最外層4表面之細微谷部被樹脂埋覆，消滅微小間隙18，故不佳。
本發明之冷卻輥1之最外層4係25~100℃下的體積固有電阻為107~1013Ωcm的範圍，而且該最外層4較佳係由因溫度上升所造成之體積固有電阻變化較少、實質上為非感溫性之陶瓷系材料所構成。具有此種體積固有電阻之最外層4，較佳係由氧化物系陶瓷系材料所構成。一般而言，幾乎所有之氧化物系陶瓷系材料的電阻之溫度係數為負，因昇溫而體積固有電阻降低。100℃溫度下之體積固有電阻R100相對於25℃溫度下之體積固有電阻R25的比率R100/R25，係屬於感溫性之尼龍6樹脂為10-6，NTC熱阻器為0.1以下，屬於具代表性之氧化物系陶瓷的氧化鋁為0.9~1.0。於本發明之最外層4的情況，R100/R25較佳為0.1~1.0。在即將接觸至冷卻輥之4之前，呈200~300℃左右之高溫狀態的熔融樹脂片材8係在密黏至該最外層4後立即急冷固化，進而一邊被冷卻、一邊 溫度降低並移動至剝離輥16之位置。在此期間，最外層4之最表層的溫度係在瞬間上升後，立即因冷卻輥內部之冷媒的冷卻效果而降低。最外層4之最表層之此種溫度變化係於通常之金屬或陶瓷材料中即使較大地預估仍可估為100℃以內，而隨此溫度變化，最外層4之最表層之體積固有電阻亦變動。該最外層4之最表層之體積固有電阻的變動，係成為式(2)所得之微小電流19的變動，進而為式(4)所示般電位差31(Vgap)的變動，對由JR力所造成之熔融樹脂片材8的密黏力P(式(3))造成影響。在密黏剛開始後之極短時間內之熔融樹脂片材8的密黏力的急遽變動，而有所得熱可塑性樹脂片材12之表面粗度不均、結晶化不均、透明性、皺紋等使表面特性化的情形，故因溫度上升所造成之該最外層4之體積固有電阻之變化越少越佳。
一般由於熔融樹脂片材8在即將接觸至冷卻輥前之溫度幾乎均為200℃以上，故該熔融樹脂片材之由JR力造成的靜電密黏不易受到空氣中濕度的影響，即使在60~70RH%之溫度環境下亦可無問題地進行靜電密黏。然而，在熔融樹脂片材薄至十數μm以下而熱容量少的情況、或片材速度快達100/min以上而伴隨空氣流較多的情況等，最外層4表面受到環境濕度之影響，有吸附水分之可能性。若吸附水分則最外層4之表面電阻降低，故環境濕度若上升，則有對該微小間隙18之帶電量急遽減少的情形。為了得到更穩定之因JR力所造成的靜電密黏力，包括該熔融樹脂片材8著落於該冷卻輥1之地點的空間的環境濕度較佳為40RH%以下、更佳35RH%以下。
以下整理熔融樹脂片材8藉由JR力而密黏於最外層 4表面的條件。
(1)屬於被吸黏體之體積固有電阻8係呈體積固有電阻為109Ωcm以下之半導電性或導電性的狀態，經由接地之模口7而連接於大地10，且接觸至最外層4表面。
(2)電源9之其中一極連接於大地10，同時經由接地之模口7而電路性地連接於由模口7連續擠出之熔融樹脂片材8。
(3)該最外層4之體積固有電阻為107~1013Ωcm之範圍。
(4)導電性內部電極層3係與最外層4無間隙地接觸，進而與電源9之間設置有連接佈線而可施加電壓33，但內部電極層3係藉由絕緣層2而與大地10及冷卻輥之芯金屬36完全絕緣。
(5)最外層4之表面形成有不對片材外觀品質造成影響的細微表面粗度，屬於被吸黏體之熔融樹脂片材8係與最外層4表面之間，僅在屬於表面粗度之山部之頂點的微小接點17實質上接觸，在表面粗度之谷部則熔融樹脂片材8與最外層4之間呈離間而形成微小間隙18。熔融樹脂片材8雖呈流動性高之狀態，但其表面存在因空氣之冷卻作用而產生之黏度與彈性特性較高的表層，經由此而接觸至最外層4表面，故熔融樹脂片材8不致埋覆最外層4表面之細微谷部的全部，於接觸界面部仍可形成微小接點17與微小間隙18。
(6)在對內部電極層3施加電壓33時，形成微小電流19可由微小接點17經過熔融樹脂片材8而流至模口7、進而流至大地10的電路。
(7)在於微小接點17呈接觸之最外層4與熔融樹脂片 材8間之接觸電阻27流通微小電流19時之電壓下降、亦即電位差31，係包挾相當於谷部之微小間隙18而產生。
(8)於接觸界面，由最外層4與熔融樹脂片材8之相對向之各自的表面所包挾的無數之微小間隙18，係形成電容量26，於此兩表面施加藉電壓下降所生成的電位31，於包挾微小間隙18之兩表面感應、帶有相當於電容量26之彼此相反極性的等量電荷20。
於(1)~(8)之條件下，在最外層4與熔融樹脂片材8間產生JR力。此時，即使在屬於被吸黏體之熔融樹脂片材8之體積固有電阻低至與導電體同等程度的情況，仍可藉由JR力使熔融樹脂片材8密黏於最外層4之表面。由於最外層4之體積固有電阻高達107~1013Ωcm，故面對微小間隙之最外層4之表面電荷的移動慢而不易被緩和。此情況可抑制面對微小間隙之最外層4之表面側之電荷經由微小突起及微小接點而朝熔融樹脂片材8流逝，可使最外層4之表面帶電。若最外層4之表面帶電，則即使熔融樹脂片材8之體積固有電阻低至與導電體同等程度，仍可於熔融樹脂片材8之微小間隙18側之表面使與最外層4相反極性之電荷進行靜電感應、或感應分極而帶電。因此，屬於被吸黏體之熔融樹脂片材8之體積固有電阻低至與導電體同等程度，由於包挾微小間隙18而相對向之最外層4與熔融樹脂片材8之間仍形成電容量26，故可產生JR力。
JR力、亦即位於微小間隙18兩側之正負等量之電荷間的靜電力，係於圖4之等價電路中，藉由從對微小間隙18之靜電容量與對微小間隙18所施加之電位差31(Vgap)所算出的式(3)表 示。由式(3)可知，JR力之強度係與最外層4之厚度35無關，僅藉微小電流19所產生之電位差31與微小間隙18之距離34(dgap)所決定。於此，電位差31可視為施加電壓33(V0)對間隙18間的分壓。亦即，由此式可得知，JR力係與電位差31及距離34之平方比(Vgap/dgap)2成比例，藉由相反極性之電荷間、亦即微小間隙之距離34小至與最外層4之表面粗度相同程度而極接近的效果，藉由較低之施加電壓即可得到較大密黏力。
由JR力式與庫侖力式所造成之靜電密黏的大小差異在於下述三點。(1)為了作用JR力，熔融樹脂片材8與最外層4有接觸，必定持續流通微小電流。於庫侖力式中，不論接觸與否均作用微弱之力，但未流通實質之電流。(2)JR力式中，密黏力強度係與最外層4之厚度無關，即使最外層4較厚仍得到強密黏力。庫侖力式係若最外層4厚度增加則密黏力急遽降低。(3)JR力式係即使為低施加電壓仍可獲得遠較庫侖力式強的密黏力。
本發明中之JR力，係在於熔融樹脂片材8與最外層4間之各微小接點17流通微小電流19時，藉由於此微小接點17之電阻所產生之電壓下降(電位差31)而產生。此微小電流19係由對內部電極層3之施加電壓33(V0)、最外層4之電阻28(Rbulk)、熔融樹脂片材8與冷卻輥1表面之接觸電阻27(Rgap)、熔融樹脂片材8之電阻25(Rsheet)的總合計而決定。熔融樹脂片材8之電阻25係由於熔融樹脂片材8在冷卻輥1上被冷卻固化、進而隨著其溫度降低而急上昇，故微小電流19急遽減少。然而，於各微小接點17所流通之微小電流19的變化難以正確掌握。因此，本發明中係著眼於將由直流電源9依序經由冷卻輥1、熔融樹脂片材8、模口7而流 至大地10的總電流除以冷卻輥1與樹脂片材8、12接觸之總面積的電流密度[A/cm2]。本發明中，在對該內部電極層3施加之直流電壓33為0.3~6kV之範圍下適當的電流密度為0.005~6μA/cm2。
圖9表示藉JR力吸黏著PET及尼龍6之熔融樹脂片材時，測定了電流密度與施加電壓33之關係的圖表。於後述之實施例1、2及4中事先進行預備實驗，藉由圖1之高電壓直流電源9所附屬之最小測定精度為0.01mA的電流計37，測定各施加電壓下之總電流值。將所測定之電流值除以圖1之冷卻輥1與樹脂片材8、12之總接觸面積的值設為電流密度。電流密度與施加電壓之關係雖然並非由單純之歐姆法則所得的直線關係，但在2~4kV間之狹窄範圍內可視為幾乎直線關係。為了產生JR力，必須由內部電極層3經過最外層4朝熔融樹脂片材8流通電流。另一方面，為了產生庫侖力，最外層4必須由絕緣性材料所構成，且不流通上述電流。在最外層4未流通電流時，於內部電極層3與熔融樹脂片材8之間形成電容量(參照式(1))。從而，藉由調查施加電壓與電流密度之關係，可判斷於冷卻輥1與熔融樹脂片材8之間是否產生JR力。又，如式(3)與式(4)所示般，JR力之強度係與此電流密度之平方成比例。使用後述圖8所示之、利用了替代薄膜之由JR力所造成之密黏力的測定值，由施加電壓及此電流密度，可推測製膜中之熔融樹脂片材8之平均密黏力。
由模口7所熔融擠出之熔融樹脂片材8中，重要的是在接觸至該冷卻輥1前的熔融樹脂片材8之體積固有電阻為109Ωcm以下，且在由該冷卻輥1被剝離時之該樹脂片材12的體積固有電阻成為1010Ωcm以上。在即將密黏至冷卻輥1前之熔融樹脂 片材8的體積固有電阻若不為109Ωcm以下，則微小電流不足而JR力不作用，故無法使該熔融樹脂片材8密黏至該冷卻輥1。該熔融樹脂片材8係在密黏至該冷卻輥1後，藉由對冷卻輥1之導熱而使其溫度急遽下降，其體積固有電阻急遽上升。若該樹脂片材12之體積固有電阻成為1010Ωcm以上，則微小電流19減少至可忽略，電位差31相對降低至可忽略的程度。經由微小間隙18所產生之電荷20(參照圖3)，係由體積固有電阻較高之樹脂片材12移動至體積固有電阻較低之熔融樹脂片材8。因此，使由模口7連續擠出之熔融樹脂片材8藉由JR力強固密黏於冷卻輥1，同時可藉由剝離輥16將樹脂片材12由冷卻輥1輕易剝離。如此，重要的是依施加了電壓33之狀態，屬於被吸黏體之熔融樹脂片材8於冷卻輥1上被冷卻固化，進而被冷卻而變化為樹脂片材12，此期間體積固有電阻由熔融狀態之109Ωcm以下連續增加至固化且低溫狀態的1010Ωcm以上。
進而由該冷卻輥1剝離後所得之樹脂片材12，為完全未帶電之樹脂片材且未附著雜物等，操作性亦優越，可獲得其表面具有高水準之品質及特性的極大效果。於此，由冷卻輥1剝離樹脂片材12時，雖於樹脂片材12表面產生輕微之剝離帶電，但並非如習知之靜電釘扎法中施加了高電壓之釘扎電極所造成之空間電荷之注入般的強烈之內部帶電狀態。此種輕微之表面帶電由於藉由通過經接地之剝離輥16或其次之導輥(未表示)之金屬表面而被完全去除，故所得樹脂片材12並未帶電。藉由樹脂片材之靜電電位的測定可判斷是否帶電，簡易上可藉由於香菸灰上配置該樹脂片材12時，香菸灰是否附著於該樹脂片材12表面而判定，若為未帶電， 則此香菸灰完全不附著。
尚且，本發明中將經冷卻固化之樹脂片材12由冷卻輥1表面剝離，可直接作為製品，但亦可藉由供於單軸及/或雙軸之延伸處理、熱固定處理、熟成處理等而提升特性。在雙軸延伸的情況，由品質方面而言較佳為同時雙軸延伸方式，但當然亦可為逐次雙軸延伸。
作為活用JR力之吸黏體的例子，有如半導體製造裝置中圓盤形狀之矽晶圓、或液晶製造裝置中之液晶顯示裝置用之玻璃基板(形成有靜電吸黏用之導電性被覆)之吸黏固定所使用的台型的靜電夾具法。該靜電夾具法中之被吸黏體(製品)為板狀，此處理係依一片一片之單位對被吸黏體進行的單片式，在將各被吸黏體進行密黏固定時，在對內部電極施加電壓後至吸黏安定為止需要數秒左右的時間。進而為了將處理結束之被吸黏體由靜電夾具剝離，必須暫時停止對內部電極之電壓供給，將內部電極與被吸黏體進行接地，將於被吸黏體與靜電夾具之吸黏面(陶瓷表面)間所累積之彼此相反極性之電荷完全去除。然而，此情況需耗費數秒以上，無法立即使晶圓或玻璃基板等之被吸黏體脫離。
JR力式靜電夾具無法進行絕緣性之基材的吸黏，由導電性而言使用於體積固有電阻為109Ωcm左右的被吸黏體。JR力式靜電夾具由於活用微小電流對接觸界面部之微小間隙的供給所造成的帶電，故相較於藉由活用了絕緣層之靜電容量的所謂庫侖力式之其他形式的靜電夾具，電荷之累積量較多、電荷間之距離亦為微小間隙程度，故可得到遠遠較強之吸黏力。然而相對地，開始施加電壓後之電荷對接觸界面部之微小間隙的累積速度、與阻斷電壓 施加後之於接觸界面部所累積之彼此相反極性之電荷的緩和速度慢，而有吸黏力之產生與解除、尤其是吸黏力之解除耗費時間的缺點。
另一方面，本發明雖然亦使用以JR力為原理之靜電吸黏方式的冷卻輥1，但本發明中，藉由溶融擠出裝置中之加熱熔融進流動化，且將體積固有電阻降低至適合於JR力之密黏的109Ωcm以下之狀態的熱可塑性熔融樹脂由模口7擠出，所成形之熔融樹脂片材8成為被吸黏體。在電壓33時常地施加於內部電極層3的狀態下，可使由模口7依熱可塑之狀態連續擠出之熔融樹脂片材8與擠出速度同期地藉由JR力密黏於冷卻輥1表面。在熔融樹脂片材8接觸至冷卻輥1之最外層4表面、與最外層4表面之間形成JR力所造成之密黏之後，於由模口7連續擠出之熔融樹脂片材8，成為由內部電極層3朝模口7時常流通微小電流19的狀態。而且，最外層4之表面亦不受到剝離帶電之影響，由於呈時常帶有與內部電極層3相同極之電位的狀態，故該熔融樹脂片材8係在接觸至最外層4之表面之同時可進行密黏。熔融樹脂片材8係一邊密黏於冷卻輥1表面而進行高速旋轉移送、一邊被冷卻固化，在到達剝離輥16之位置前其溫度降低，變化為體積固有電阻高達1010Ωcm以上的樹脂片材12。因此，可在對內部電極層3施加了電壓之下將樹脂片材12由冷卻輥1表面輕易地連續剝離。於樹脂片材之密黏步驟及剝離步驟中均無火花放電造成之困擾，進而於剝離後之樹脂片材12亦無內部帶電。藉由活用此等特徵，在使由模口擠出之流動性之熱可塑性熔融樹脂片材密黏於冷卻輥表面、進行冷卻固化而製造樹脂片材的輥對輥製膜裝置中，可使用能進行藉JR力所造成 之靜電密黏的冷卻輥1。
當然，可藉由此JR力單獨使熔融樹脂片材8密黏於冷卻輥1，但為了進一步提升密黏力，亦可如圖5所示，併用使用了釘扎電極13的靜電釘扎法。釘扎電極13係沿著熔融樹脂片材8之寬度方向，在其與冷卻輥1表面間之接觸面相反的空氣面側，與熔融樹脂片材8隔開設置。相反電極用電源14係經由釘扎用佈線15，將與直流電源9對內部電極層3施加之電壓相反極性的直流電壓施加至釘扎電極13。藉此，與於最外層4表面所帶有之電荷相反極性之電荷(相反電荷)，被施加至該熔融樹脂片材8之與該冷卻輥1表面密黏之面相反側的面。電源14所施加之直流電壓較通常之靜電釘扎法低，為5~8kV左右。使用此釘扎電極13之靜電釘扎法係適合於在溶融狀態下之體積固有電阻為可藉釘扎進行帶電之106~109Ωcm的熱可塑性樹脂片材的製造。尚且，該釘扎電極13由於容易被來自熔融樹脂片材8之單體或寡聚物等昇華物污染，故較佳為可進行捲出、捲取之導線電極或帶狀電極等形狀，而可經時供給清潔之導線表面。又，導線狀電極之直徑較佳為 0.03~1.5mm左右者。當然，視需要於釘扎電極13中，可對較對應至片材8之部分更外側之部分或不需輔助之部分，藉由絕緣用之鐵氟龍(註冊商標)管等進行遮罩。作為釘扎電極13之材質，例如有以鐵、鎳、鈷等為主成分之非晶質金屬，鎢、不銹鋼、鐵、鋁、鎳、銅、銅合金等之金屬，但含有錸之鎢導線係因拉張強度大故較佳。
使用了本發明之冷卻輥1且藉JR力進行之熔融樹脂片材8的密黏法，係藉由將較低電壓0.3~6kV施加至內部電極，可得到遠較習知靜電釘扎法之庫侖力強的靜電密黏力，故為安全與保 全性優越的方法。另一方面，在如專利文獻4~8般習知進行之靜電釘扎法中，係將藉由釘扎電極進行之空間放電所產生之電荷附加至熔融樹脂片材之與冷卻輥相反側的面(空氣面)使其帶電。因此，製膜速度越快、亦即片材之移動速度越快，則熔融樹脂片材之每單位面積之帶電量越為減少、密黏力越低。再者，靜電釘扎法之密黏力的原理，係在熔融樹脂片材所帶有之電荷及藉此電荷於冷卻輥表面依靜電感應或分極作用所產生之電荷間所作用之所謂鏡像力的庫侖力。而且，此庫侖力作用之距離係與片材厚度相同之50~200μm左右、或其一半左右，遠較JR力作用之微小間隙34之距離0.3μm以下大。從而，由熔融樹脂片材所帶有之電荷之庫侖力造成的密黏力，相較於JR力係相當小。其結果，於靜電釘扎法中為了獲得與本發明之JR力相同強度的密黏力，必須將對釘扎電極之施加電壓提升至10~15kV之非常高危險的程度，但對釘扎電極之施加電壓越提升，則越容易引起對熔融樹脂片材或冷卻輥表面的火花放電，發生樹脂片材之製品缺陷或冷卻輥表面之損傷的危險性越增加。尚且，如圖5所示般本發明亦可併用靜電釘扎法，但本發明中可將對釘扎電極13施加之電壓抑制為遠較習知靜電釘扎法中之一般電壓低。從而，上述習知之靜電釘扎法中的問題並不會發生在本發明所應用之靜電釘扎法中。
本發明之冷卻輥1係具備金屬製之芯金屬36及設於該芯金屬之外周全表面的絕緣層2，進而於該絕緣層2上，在冷卻輥之圓筒面幾乎全面上具備無切口地擴展之單極式的內部電極層3，進而於該內部電極層3上設有最外層4者。該絕緣層2、該內部電極層3及該最外層4中至少一者，係藉由熱噴霧法所形成之素材 所構成，或由塗佈含有無機質系或有機質系黏結劑之塗佈材而形成之素材所構成者。
本發明中所謂熱噴霧，係使塗佈材料藉加熱而熔融或軟化，作成微粒子狀進行加速並衝撞至被覆對象物表面，使撞擊成扁平之粒子凝固、堆積，藉此形成被膜的塗佈技術。熱噴霧有各種方法，視使用之材料或熱源的種類等而分類。視熱源分為燃燒氣體、電氣、雷射、其他，以燃燒氣體為熱源之方式中，有如火焰熱噴霧、高速火焰熱噴霧、爆炸熱噴霧等，以電氣作為熱源之方式有如電弧熱噴霧、電漿熱噴霧、RF電漿熱噴霧、電磁加速電漿熱噴霧、水穩定化電漿熱噴霧、線爆熱噴霧、電熱爆炸粉體熱噴霧等，以雷射作為熱源之方式有如雷射熱噴霧，作為其他方式有如雷射電漿複合熱噴霧、冷噴霧等。
本發明之情況係基於下述理由，尤其適合大氣電漿熱噴霧法與水安定化電漿熱噴霧法。(1)對於陶瓷與金屬材料，幾乎均可形成熱噴霧被覆；(2)此等熱噴霧被膜之強度、密黏力、表面之平滑性等優越；(3)尤其陶瓷被膜之絕緣特性或耐電壓特性穩定；(4)適合電氣絕緣領域之各種陶瓷系熱噴霧材料或內部電極用之Mo或W等的高融點金屬系之材料齊全；等。
所謂電漿熱噴霧，係指將藉直流電弧所加熱之氣體由噴嘴進行噴射，於其中送給材料而使材料熔融，吹附至基材以形成被膜的方法，一般而言，以主氣體為氬、輔助氣體為氫或氦之混合氣體作為作動氣體，使用經水冷之噴嘴狀之銅製陽極與鎢製陰極。若於電極間產生電弧，則作動氣體藉電弧而電漿化，成為高溫高速之電漿噴射而由噴嘴噴出。於此電漿噴射中投入熱噴霧材料粉末進 行加熱加速而吹附至基材。於此電漿熱噴霧法中，有如大氣電漿熱噴霧、減壓電漿熱噴霧、水安定化電漿熱噴霧等，而此等任一者均具有(1)熱噴霧材料之選擇範圍廣、(2)素材材質之選擇範圍廣、(3)被膜形成速度高、(4)進行熱噴霧之素材尺寸之選擇範圍廣、(5)可對大型零件進行施工、(6)可將素材溫度保持為低溫而進行被膜形成、(7)屬於乾式製程而對環境之負擔小等特徵，故對於本發明而言任一電漿熱噴霧法均為較佳方法。
水安定化電漿熱噴霧係被分類為電漿熱噴霧，但於作動氣體係使用由冷卻水所蒸發之水蒸氣，電極構造等亦與其他電漿法的差異較大。其機構係供給至火焰之高壓水流於內部形成圓筒渦旋水流的機制，於此狀態下，若對碳陰極與金屬製旋轉陽極間施加電壓，強制地產生直流電弧，則渦旋水流之內側表面之水蒸發、分解後成為電漿狀態，連續地產生電漿電弧。此電漿電弧被迴旋之圓筒水流捲入，一邊提高能量密度、一邊藉由電漿之急遽熱膨脹，將高溫、高速之安定之電漿噴射焰由噴嘴進行噴射。該電漿噴射焰之最大溫度可達約3萬℃，故即使是高融點之陶瓷亦可輕易進行熱噴霧。此水安定化電漿熱噴霧法的特徵如下述。(1)每單位時間之熱噴霧能力最大可達50kg，故非常大；(2)可形成厚達20mm左右之熱噴霧被覆；(3)施工中，可將素材溫度管理為200℃以下；(4)最適合於將陶瓷系材料大量且高厚度地熱噴霧至大型構件。
本發明中，最外層4與絕緣層2若可確保體積固有電阻及耐電壓，則可為將含有聚醯亞胺等有機質系黏結劑，或磷酸鋁、水玻璃系、矽系等無機質系黏結劑，與依具有配合本發明之體積固有電阻之方式所調配之陶瓷系材料的塗佈材，進行塗佈而形成 的塗佈層。
進而於使用熱噴霧陶瓷系材料時，較佳係絕緣層2、內部電極層3及最外層4中之至少一層施行封孔處理。於經熱噴霧之被膜，依熱噴霧被膜之總體積之3~10vol%左右含有由熱噴霧粒子間之細微間隙所構成的彼此連結的貫通氣孔。於通常之大氣環境中，由於此氣孔中滲透了含有濕度之空氣或液體並於氣孔內面壁吸附水分，故熱噴霧被膜呈絕緣電阻及耐電壓明顯較低的狀態。藉由使封孔劑滲透至此熱噴霧陶瓷之氣孔中而埋覆氣孔，可消滅粒子間之間隙，亦即消滅貫通氣孔，成為具有改善耐蝕性、體積固有電阻之均一化、電氣絕緣性能、破壞電壓提升、熱傳導性提升、耐摩耗性提升、防止粒子脫落而研磨後之表面平滑、高精度等優越特性的陶瓷系材料。即使是實際之直徑2m左右之大型冷卻輥，於此陶瓷系材料之熱噴霧後，可進行封孔處理加工，屬實用手法。作為用於封孔處理之素材，可使用低黏度之矽寡聚物(例如黏度8~40mPs，25℃)、低黏度之環氧樹脂(例如黏度80~400mPs，25℃)，或將聚酯樹脂、形成無機被膜之矽酸鋰水溶液、形成無機系溶膠之烷氧化金屬等之液狀之封孔處理劑藉溶媒進行稀釋而低黏度化而使用，而本發明之情況，低黏度之矽寡聚物及低黏度之環氧樹脂由於顯示優越之浸含特性與絕緣性能及耐電壓特性，故較佳。又，該封孔處理層之厚度範圍較佳係熱噴霧層全層經封孔。如此使封孔劑滲透至熱噴霧被膜之氣孔中而密封氣孔後進行加熱硬化，重要的是使封孔劑之體積固有電阻或耐電壓特性穩定化。若未確實進行熱噴霧被膜之氣孔的密封，由於無法將絕緣層2或最外層4調整為其原有之體積固有電阻及耐電壓，故無法表現出上述作為冷卻輥的性能。
封孔處理後之該最外層4於25~100℃下之體積固有電阻為107~1013Ωcm，較佳108~1012Ωcm、更佳109~1011Ωcm。若該體積固有電阻小至未滿107Ωcm，則來自內部電極層3之總電流變得過大，或最外層4之電荷20流至熔融樹脂片材8而不發生電荷20之累積，JR力不作用故不佳。進而若產生過大電流，在接觸至冷卻輥1表面前之熔融樹脂片材8亦產生因電阻加熱所造成的溫度上升，故不佳。另一方面，若該體積固有電阻超過1013Ωcm，則不流通來自內部電極層3之電流19。其結果，此時亦JR力不作用。亦即，若為此範圍外之電阻值，則JR力不作用，無法使熔融樹脂片材8密黏至冷卻輥1。
進而，該最外層4之厚度較佳為50μm以上、更佳80~500μm。如由式(3)可知，JR力之強度係與最外層4之厚度無關，僅由屬於施加電壓33之分配電壓的接觸電阻部的電壓下降31與微小間隙之距離34所決定，但此厚度之下限值係用於保證於最外層4不存在貫通至內部電極層3的針孔等所需的下限膜厚，並為可確保相對於熔融樹脂片材8之穩定密黏力所需之最小施加電壓33之耐電壓的膜厚。此厚度之上限值係考慮冷卻輥1之冷卻性能而設定。為了得到更強之JR力強度，必須有更高之施加電壓33，而必須增加最外層4之厚度以增加耐電壓，但由於對熔融樹脂片材8之冷卻性能降低，故最外層4之厚度增加500μm，故不佳。
本發明之冷卻輥1之最外層4的表面粗度，係中心線平均表面粗度Ra為0.01~0.3μm。若未滿0.01μm，則無法獲得JR力所需之微小間隙18，JR力之密黏力降低。又，未滿0.01μm之平滑面係依現實之陶瓷層之研磨技術難以獲得。又，若超過0.3μm， 則該最外層4之粗度轉印至熔融樹脂片材8而不佳。
本發明之冷卻輥之最外層4為陶瓷系材料層，作為由熱噴霧所得之陶瓷系材料，為含有選自氧化鈦、氧化鉻、氧化矽、氧化錳、氧化鎳及氧化鐵之化合物的氧化鋁系或氧化鋯系或氧化鎂系陶瓷，或含有氧化鈦5~17重量%之氧化鋁系陶瓷。進而可使用利用了有機質系或無機質系黏結劑的氮化鋁(AlN)系、碳化矽(SiC)系或氮化矽(Si3N4)系之塗佈法而得的陶瓷系材料。
本發明之冷卻輥1係使用於冷卻熔融樹脂片材8，故為了使冷卻效率良好，較佳係絕緣層2、內部電極層3、最外層4之任一材料都導熱率高。作為本發明之最外層4的材料，較佳係導熱率高、可將體積固有電阻調整為107~1013Ωcm之材料且為操作性優越的材料。基於與內部電極層3之密黏性或緻密性、體積固有電阻之穩定性、操作性等，最佳係由熱噴霧法所得之含有氧化鈦5~17重量%、更佳7~15重量%的氧化鋁系之陶瓷系材料層。又，依相同意義，較佳亦為使用了有機系或無機系黏結劑的氮化鋁(AlN)系之陶瓷系材料層。
內部電極層3之材料亦可使用鎢、鉬、高性能活性碳、銅、銀等之燒成型導電性糊料，由電漿熱噴霧法所得之鎢或鉬之熱噴霧材料係導熱率高，操作方面亦較佳，其厚度於實用上以5~50μm為宜。
本發明之冷卻輥1之內部電極層3係相對於最外層4而鄰接於內側且無間隙地接觸至最外層4的導電性層。於內部電極層3設有與電源9間之連接佈線而可施加電壓33，但內部電極層3係藉由與其鄰接之絕緣層2而與大地10及冷卻輥1本體之芯金屬 36完全絕緣。
藉由對內部電極層3施加直流電壓，使冷卻輥1之該最外層4表面帶電，於該最外層4與該熔融樹脂片材8接觸之微小接點17流通微小電流19，同時於隔著該最外層4與該熔融樹脂片材8間之微小間隙18而相對向之該最外層4及該熔融樹脂片材8分別誘發相反極性之電荷20，藉由以該相反極性之電荷20作為起因的靜電力使該熔融樹脂片材8密黏至該最外層4表面。由於熔融樹脂片材8呈可塑性之狀態，故若於內部電極層3存在切口或缺部，則於此部分不產生密黏力，於所得樹脂片材12將轉印對應至切口的模樣。因此，該內部電極層3必須依可完全涵括熔融樹脂片材8之寬度的方式，於冷卻輥1之圓筒面全面均勻且無切口地擴展。在如本發明般，屬於被吸黏體之熔融樹脂片材8呈接地狀態時，雙極式電極係密黏力容易變得不穩定。又，雙極式電極係配合目的而使用梳刃狀或帶狀、螺旋形狀等成對的各種形狀之電極，但此種電極間之間隙或電極形狀將轉印至樹脂片材12成為模樣，故本發明中，於內部電極層3僅使用於冷卻輥之圓筒面全面無切口地擴展之單極式。又，在屬於熔融樹脂片材8之密黏範圍外之冷卻輥1的圓筒面之兩端部分，亦可不形成內部電極層3。
由JR力所進行之吸黏體，在被吸黏體為矽晶圓、玻璃基板、製品樹脂片材等般具有剛性或彈性之材料的情況，由於依接觸面全面支持被吸黏體，故若為適度之吸黏面積，則即使為0.2~0.6kV左右之低施加電壓，仍可獲得用於固定其本體之充分密黏力。然而，由於本發明之屬於被吸黏體的熔融樹脂片材8呈容易發生塑性變形的熱可塑狀態，故必須有於熔融樹脂片材8與冷卻輥 1間之所有接觸面均無密黏缺落之部分、均勻且強力之密黏力。為了得到熔融樹脂片材8之靜電密黏所需的JR力，對內部電極層3施加之電壓33較佳為0.3kV以上，並為6kV以下、更佳3.5kV以下。施加電壓越高則由JR力造成之密黏力越強，在施加電壓為0.3kV以下時，JR力造成之密黏力不足。又，6kV以上之施加電壓係成為最外層4之耐電壓以上，有發生絕緣破壞的可能性。
與本發明之冷卻輥1之芯金屬36相接之屬於最內層的絕緣層2的體積固有電阻，較佳為1013Ωcm以上。此係由於可將從內部電極層3經由絕緣層2而朝芯金屬36的漏(leak)電流減小至不影響的程度所致。又，絕緣層2之厚度以50~500μm為佳，此係由於若未滿50μm，則用於將為了獲得所需密黏力之電壓施加至內部電極層3的耐電壓不足，若超過500μm，則無法獲得作為冷卻輥所需的冷卻性能。為了可對內部電極層3施加6kV為止的施加電壓，絕緣層2之耐電壓較佳為6kV以上。
作為可達到此情況的絕緣層2之高絕緣材料，較佳係由99.6%以上之高純度氧化鋁或含氧化鈦2~4wt%之氧化鋁等所得的陶瓷熱噴霧膜，由選自氧化鎂系、氧化鈹(BeO)系、氮化鋁(AlN)系、氮化矽(Si3N4)系等之陶瓷材料所構成的被覆材料。又，亦可為選自聚醯亞胺、聚苯醚、聚四氟化乙烯(鐵氟龍(註冊商標))、聚三氟化氯化乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等的高分子樹脂、磁器、琺瑯等的SiO2系玻璃膜等，但在本發明的情況，由絕緣性能或導熱率、操作性、價格等而言，最佳為由99.6%以上之高純度氧化鋁或含氧化鈦2~4wt%之氧化鋁所得的陶瓷熱噴霧材料。由導熱性的觀點而言，較佳為由氮化鋁(AlN)所構成的被覆材。
作為本發明可使用之該熱可塑性樹脂，若熔融時之體積固有電阻為109Ωcm以下即可，可例示如聚醯胺系樹脂、乙烯醋酸乙烯酯共聚合皂化物(EVOH)系樹脂或聚酯系樹脂。即使熔融樹脂片材8之體積固有電阻較小或進而為導電體，仍產生較強之靜電密黏力。本發明亦可應用於如迄今藉由靜電釘扎法所造成之靜電密黏仍難以製造之聚醯胺系樹脂片材，或乙烯醋酸乙烯酯共聚合體皂化物系樹脂片材等般，於溶融狀態下之體積固有電阻為103至106Ωcm左右，或體積固有電阻更小的導電性之熔融樹脂片材。
於此，所謂聚醯胺系樹脂係意指例如尼龍6、尼龍66、尼龍46、尼龍11、尼龍12等之脂肪族聚醯胺，具有環己烷環等之脂環族聚醯胺，脂肪族二胺與對酞酸及/或異酞酸所構成的尼龍鹽(例如6T/I、9T等)，或使由二苯甲二胺與脂肪族二羧酸所構成之尼龍鹽(例如mXD6等)聚縮合而得的聚醯胺，將均聚醯胺用之單體與尼龍鹽組合聚合而得的共聚醯胺，或此等聚醯胺彼此的混合物，進而此等之聚醯胺及可與其摻合之熱可塑性樹脂的混合物等的聚醯胺系樹脂所構成的片材。作為此聚醯胺中可摻合的熱可塑性樹脂的例子，可舉例如乙烯-醋酸乙烯酯共聚合體及其皂化物；離子聚合物樹脂；乙烯與丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等的共聚合體；順丁烯二酸酐或丙烯酸等之不飽和羧酸、及其衍生物所接枝化的聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合體等的改質聚烯烴類等。
所謂EVOH系樹脂，意指由例如乙烯基含有率20~50莫耳%、皂化度95莫耳%以上之EVOH、或與其他可摻合之聚合體的混合物等的EVOH系樹脂所構成的片材。上述EVOH並不限定 於乙烯-醋酸乙烯酯二元共聚合體，亦可為使可與乙烯、醋酸乙烯酯共聚合之單體成分進行共聚合的三元以上之共聚合體的皂化物。作為可共聚合之單體成分，可舉例如丙烯、異丁烯等烯烴、丁烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸等之不飽和酸及此等的酯等。再者，作為可與EVOH摻合的聚合體，有如上述乙烯醋酸乙烯酯系之三元以上的共聚合體皂化物、離子聚合物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合體、以尼龍6為代表之聚醯胺類等。
所謂聚酯系樹脂，基本上為多價羧酸與多元醇的聚縮合體，於分子內具有酯鍵的化合物，在本發明之情況，較佳為飽和聚酯樹脂，具代表性之聚酯樹脂有如聚對苯二甲酸乙二酯PET、聚對苯二甲酸丁二酯PBT、聚萘二甲酸乙二酯PEN、聚乳酸PLA、含有環己烷二甲醇之聚酯樹脂、聚羥基烷酸酯PHA、聚羥基丁酸、聚丁二酸丁二醇酯PBS及此等之共聚合體。
又，上述聚醯胺系樹脂片材或EVOH系樹脂片材、聚酯系樹脂之片材，不僅止於僅由該樹脂單獨所構成的片材，亦包括在與冷卻輥1表面密黏之側具有由上述聚醯胺系樹脂或EVOH系樹脂、聚酯系樹脂所構成之多層積層構造的共擠出物等。
再者，於該熱可塑性樹脂中，亦可含有碳、金屬、導電性化合物、抗靜電劑或含金屬鹽之各種添加劑。當然，亦可添加其他之滑劑、無機微粒子、顏料等微粉。
本發明不僅止於熱可塑性樹脂片材12之製造方法，亦提供配合該用途的冷卻輥1。亦即，其屬於用於使由模口7熔融擠出之體積固有電阻為109Ωcm以下之熱可塑性熔融樹脂片材8冷卻固化的冷卻輥1，該冷卻輥1具備：該熔融樹脂片材8所密黏之 最外層4；相對於該最外層4而鄰接於內側之導電性之內部電極層3；相對於該內部電極層3而鄰接於內側的絕緣層2；構成為可對該內部電極層3施加既定電壓。該最外層4之體積固有電阻係於25~100℃下為107~1013Ωcm。該最外層4之體積固有電阻係實質上為非感溫性，該最外層4之體積固有電阻的溫度變化的比率R100/R25較佳為0.1~1.0。於此，所謂體積固有電阻之溫度變化之比率R100/R25，係指100℃溫度下之體積固有電阻R100相對於25℃溫度下之體積固有電阻R25的比率R100/R25。再者，該最外層4之中心線平均表面粗度Ra較佳為0.01~0.3μm。於此，使用體積固有電阻為非感溫性、亦即因溫度上升所造成之體積固有電阻之降低儘可能較小的材料作為該最外層4的理由在於，若呈高溫狀態之熔融狀態之熱可塑樹脂片材8接觸至最外層4表面，立即密黏至該表面，此時，雖然來自該熔融樹脂片材8之熱的移動使該最外層4之溫度上升，但藉由使因此溫度上升所造成之體積固有電阻之降低為極小者，則可穩定密黏初期之熔融樹脂片材8與冷卻輥1間之密黏力。
使用了本發明之冷卻輥1的JR力之靜電密黏法，可應用於體積固有電阻低於109Ωcm的所有熱可塑性熔融樹脂片材，其特徵在於幾乎不會因熔融樹脂片材之材料不同而密黏力有所差異。
藉由對熱可塑性樹脂之熔融擠出製膜使用此種新穎之靜電密黏法，可得到下述般之新穎的顯著效果。
1.可進行高速度流延
藉由本發明之方法，熔融樹脂片材8之密黏力將不受冷卻輥1之旋轉速度、亦即製膜速度的影響，且由於熔融樹脂片材8依抑制伴隨空氣流侵入之程度高密黏於冷卻輥1之表面，故可進行藉由靜電釘扎法所無法達成的100m/min以上的高速製膜。
2.冷卻輥經常保持清潔
由於熔融樹脂片材8高密黏於冷卻輥1表面，於熔融樹脂片材8與冷卻輥1表面間無間隙，故可抑制寡聚物於冷卻輥1表面的析出，冷卻輥1表面可依經常清潔之狀態進行長時間連續製膜。
3.不需調整施加電極之位置
由於不需要如習知之靜電釘扎法中每當改變製膜速度時所實施的釘扎電極之位置或距離調整，故不需停止製膜，可迅速且即時地改變製膜速度或熔融樹脂片材8之厚度。
4.可於持續施加電壓之狀態下，輕易地進行樹脂片材之連續吸黏及連續剝離
由模口7所擠出之熔融樹脂片材8係在接觸至冷卻輥1的同時，藉JR力被強力地密黏固定於冷卻輥1表面，被急速冷卻固化，進而一邊移動、一邊被冷卻而成為樹脂片材12。樹脂片材12係在即將藉剝離輥16剝離前，其體積固有電阻可增高至JR力不作用或變弱，即使在對內部電極層3施加電壓之狀態下，仍可依負荷較少之狀態輕易地連續進行剝離。
5.不需要冷卻輥表面之除電，於所得樹脂片材不具內部帶電
在對內部電極層3施加了電壓的狀態下，在體積固有電阻為107~1013Ωcm之最外層4表面因樹脂片材12之剝離帶電所產生並殘留的相反電荷，係因由內部電極層3所供給之電流(電荷)而立即消滅。從而，不需要冷卻輥1表面之除電，亦不附著雜物等污染，可直接對冷卻輥1表面再次吸黏熔融樹脂片材8。進而於所得樹脂片材12亦不產生如釘扎法所產生般的內部帶電。
6.可進行包括聚醯胺系樹脂之各種熱可塑性樹脂片材的高速製膜
本發明之JR力可進行體積固有電阻為109Ωcm以下起至導電性之範圍的熱可塑性樹脂之熔融樹脂片材的密黏，尤其可使用於體積固有電阻為104~107Ωcm之範圍的熔融樹脂片材的高速製膜。具體而言，對於聚醯胺系樹脂、乙烯醋酸乙烯酯共聚合體皂化物(EVOH)系樹脂、聚酯系樹脂及含有碳或金屬、抗靜電劑、進而各種導電性添加劑之熱可塑性樹脂等有效。此等之中，尼龍6等聚醯胺系樹脂的片材不僅特別有用且需求較大，由於熔融時之體積固有電阻較低，故無法應用靜電釘扎法，被視為難以進行高速製膜，但藉由使用了本發明之冷卻輥1的JR力所進行之密黏法則可進行高速製膜，大幅提升生產性。
7.不需要為了製膜所進行之藉由添加劑對體積固有電阻的調整
靜電釘扎法中若非體積固有電阻為極受限之107~108Ωcm的熔融樹脂片材，則無法進行靜電密黏。例如，屬於具代表性之聚酯樹脂的PET之熔融樹脂片材，由於其體積固有電阻高達109Ωcm左 右，故於PET樹脂中添加鹼金屬或鹼土族金屬、Zn或Mn等之醋酸金屬鹽、各種添加劑等以將體積固有電阻微調整為適合靜電釘扎法的上述之極狹窄範圍內。然而，此種添加劑係促進聚酯樹脂之熱分解、或提高電弧放電之發生風險，進而使所得片材之電氣特性或耐水解性能惡化等，有損及該樹脂片材原有特性的重大缺點。本發明之由JR力所進行的密黏法，若熔融樹脂片材8之體積固有電阻為109Ωcm以下則可進行靜電密黏，故不需要添加劑，可得到原材料樹脂原本之化學性、物理性及機械性特性優越的熱可塑性之樹脂片材。
8.由於對內部電極層施加電壓，故於冷卻輥表面不產生異常放電
本發明並非如習知方法般、將藉由施加了高電壓之釘扎電極周邊的放電所產生之空間電荷對熔融樹脂片材8直接施加的方法，而是對內部電極層3施加直流高電壓，經由屬於高電阻體之最外層4，於最外層4表面與熔融樹脂片材8的接觸界面供給電荷(微小電流)的方法。此最外層4之體積固有電阻為107~1013Ωcm。在體積固有電阻為此範圍內的高電阻體材料中，若為自然放置狀態，則於此材料內或表面係電流或電荷之移動緩慢而容易帶有靜電，但在施加了電壓之狀態下則微小電流或電荷可移動。然後，於此種高電阻體之內部及表面，即使曝露於高電壓放電，由於微小電流流動而放電能量分散，故因電流集中所造成之火花放電或沿面火花放電被完全抑制。因此，不致產生如靜電釘扎法中成為問題般之、熔融樹脂片材8之異物或於氣泡部之放電火花、或穿透熔融樹脂片材8而使冷卻輥1表面損傷般的異常放電。又，由於施加電壓為較最外層4之 耐電壓低的6kV以下，故亦不產生最外層4之絕緣破壞。其結果，可得到表面品質優越的樹脂片材，進而冷卻輥之維修頻率減少，製膜裝置之運轉率大幅提升。
9.密黏力作用於冷卻輥全寬度，可得到優越特性的熱可塑性樹脂片材
習知之靜電釘扎法中，釘扎電極係平行於熔融樹脂片材之寬度方向而設置。此時，若電極架張為涵括較熔融樹脂片材之寬度更廣的範圍，則於露出之冷卻輥之表面容易產生火花放電，故釘扎電極之有效寬為較熔融樹脂片材之寬度窄，僅對熔融樹脂片材之兩端除外的內側區域賦予電荷。因此，雖於熔融樹脂片材之中央附近可獲得強密黏力，但於片材端部則電荷不足而密黏力弱，有因伴隨空氣之捲入發生皺紋或厚度不均及容易發生冷卻不足等缺點。再者，於靜電釘扎法中，在釘扎電極與輥表面之距離成為最短的位置時其靜電力成為極大，其範圍亦狹窄，故於密黏開始部附近之密黏力的梯度變化急遽，此情況成為皺紋的原因。
相對於此，本發明之由JR力所造成之密黏力，由於依存於在熔融樹脂片材8與最外層4表面間之接觸界面層所帶有的電荷量，故熔融樹脂片材8可於最外層4之總表面均勻地密黏，且密黏強度亦高。再者，即使熔融樹脂片材8與冷卻輥1之圓筒形狀之表面的距離極接近，在熔融樹脂片材8尚未接觸至冷卻輥1表面時雖不會產生JR力，但一旦接觸則立即於接觸界面層流通微小電流，產生由JR力所造成的強力密黏力。其結果，於密黏開始線係伴隨空氣流容易被放出而其捲入少，熔融樹脂片材8可對冷卻輥1 全面無間隙地均勻密黏。如此，可得到厚度之均質性、平面性、平坦性優越、無皺紋、光澤等係優越的樹脂片材12。
10.施加電壓低而安全
製膜時對內部電極層3的施加電壓可為0.3至6kV，但實質上3.5kV以下即充足。相對於此，最外層4之耐電壓實質上為6kV以上而尚有餘地。最外層4係體積固有電阻為107~1013Ωcm之陶瓷系材料，在漏電對策上實質上亦可視為絕緣材料。內部電極層3係由此種最外層4完全被覆，不露出至輥表面。因此，該冷卻輥係對人體之安全性高，操作安心。
[測定方法]
本發明所使用之物性值的測定方法係如以下所述。
1.中心線平均粗度Ra
冷卻輥之表面之粗度測定係在可依輥狀態直接進行測定時，可藉由可攜式表面粗度計實測其表面之平均粗度Ra，但在如輥直徑為2m左右之大型冷卻輥般難以於實物表面進行直接測定的情況，則作成複製試料測定其中心線平均粗度Ra。於作成複製試料時，係使用Bioden公司製之#17-1142RFA複製薄膜。測定器係依照JISB0651，觸針係使用頂角60度之圓錐形、球狀前端之曲率半徑為2μm者，測定方法依照JISB0601-2013，依截取值0.8mm之條件進行測定，求得中心線平均粗度Ra。作為測定機器係使用小坂研究所(股)Surfcoder SE1700α)進行測定。
2.體積固有電阻
冷卻輥1表面之最外層4的體積固有電阻，係根據電氣絕緣用陶瓷材料之試驗法JISC2141-1992進行測定。由導電性黏著片材，切取外徑： 26mm之主電極，與外徑： 48mm、內徑： 38mm之保護電極，於該冷卻輥表面之曲面依符合JISC2141之3端子法的方式貼附成保護電極與主電極成同心圓。於主電極及保護電極之表面的接點，使用藉導電性黏著帶貼附了導線之端子的導線。對電極係使用冷卻輥之內部電極層3。測定係採用開始測定經1分鐘後的值。藉由依據JIS C1303之高絕緣電阻計(例如，川口電機製作所製之超絕緣計R-503等)於主電極與內部電極層3及保護電極之間施加直流電壓500V(V)，由此時於主電極與對電極(內部電極層3)所流通之電流值I(A)，求得體積電阻Rv(=V/I)，依下式計算體積固有電阻ρv。
ρv(Ωcm)=Rv×A/d
A=π×D2/4
於此，V：施加電壓(V)
Rv：體積電阻(Ω)
ρv：體積固有電阻(Ωcm)
A：主電極之面積(cm2)
D：主電極外徑(cm)
d：最外層厚度(cm)
尚且，厚度d之測定係藉由磁式厚度計進行。例如，使用SANKO電子研究所製之SWT-8000/8100，使用 5mm者作為測定探針。又，在難以由冷卻輥直接測定最外層4之厚度d時，亦可藉由內部電極層3之輸出端子的形狀，依以下方法推定最外層4之厚度d。
(1)於內部電極引出線6連接於內部電極層3之處，在絕緣層及內部電極層3之表面露出的情況，使用上述磁式厚度計，分別測定距絕緣層2表面的厚度d2、距內部電極層3表面的厚度d3、距最外層4表面的厚度d4。厚度d2為絕緣層2之厚度。內部電極層3之厚度係由d3-d2而得。最外層4之厚度d係由d4-d3而得。
(2)於內部電極引出線6連接於內部電極層3之處，在冷卻輥之表面未露出的情況，使用上述磁式厚度計，將由最外層4表面所測定之厚度d4的0.45倍作為最外層4之厚度d。
絕緣層2之體積固有電阻ρv的測定，係以內部電極層3作為測定電極，以冷卻輥1之芯金屬36之表面作為對電極而進行。於內部電極層3與芯金屬36之間施加直流電壓500(V)，由此時流通之電流值I(A)求得Rv(=V/I)，由此Rv依下式算出。
ρv(Ωcm)=Rv×A/d2
A=π×DR×L
於此，A：內部電極之總面積(cm2)
V：施加電壓(V)
Rv：絕緣層之體積電阻(Ω)
ρv：體積固有電阻(Ωcm)
DR：冷卻輥之外徑(cm)
L：內部電極之輥寬度方向的長度(cm)
d2：絕緣層2之厚度(cm)
3.熔融樹脂之體積固有電阻
於陶瓷製之坩堝將同尺寸之2片電極板(SUS304薄板20mm×20mm×0.5t，背面藉由陶瓷塗料而絕緣)依極間距離20mm插入，裝入測定對象之樹脂之顆粒，於氮氣環境中依280℃之溫度進行加熱熔融，保持為此溫度。使用與最外層4之體積電阻測定中所使用者相同的高絕緣電阻計測定對2片電極施加了V(V)之電壓時的電流I(A)，求得熔融樹脂之體積電阻Rv(=V/I)，依下式計算熔融樹脂之體積固有電阻ρv。
ρv(Ωcm)=Rv×A/D
於此，Rv：體積電阻(Ω)
ρv：熔融樹脂之體積固有電阻(Ωcm)
A：電極之面積(cm2)
D：電極間距離(cm)
[實施例] A.實施例、比較例
以下藉由實施例及比較例具體說明本發明，但本發明並不限定 於以下實施例。
(實施例1)
將尼龍6顆粒(三菱化成工業(股)製，Novamid1020CA)於乾燥後，藉 180mm之擠出機依熔融溫度275℃進行熔融混練，使其通過10μm屏蔽的濾材後，由T字模之模口擠出為片材狀，使用保持為表面溫度25℃的外徑 1500mm之冷卻輥，製造片材寬1200mm、片材厚約180μm的樹脂片材12。此時尼龍6之熔融時之體積固有電阻為105Ωcm。
於此所使用之冷卻輥係如以下般製造。將冷卻輥1之圓筒狀之金屬製芯金屬36的筒體中部之全表面進行噴砂處理後，將80wt%Ni/20wt%Cr合金藉由電漿熱噴霧積層50μm作為用於提升陶瓷層之密黏力的黏合層。接著，於黏合層之表面，將氧化鋁(99.6wt%Al2O3)藉電漿熱噴霧積層250μm作為高絕緣性材料，對該熱噴霧氧化鋁層以低黏度環氧樹脂進行封孔處理，形成體積固有電阻成為1014Ωcm以上的絕緣層2。於該絕緣層2上，將由鎢(W)所構成之電極藉由電漿熱噴霧積層厚30μm作為導電層，而作成內部電極層3。此時對冷卻輥1之寬方向上之兩端起20mm寬度進行遮罩，而於此範圍不形成內部電極層3。兩端部之遮罩去除後，於此兩端部及進而該內部電極層3之上面、亦即冷卻輥1之圓筒面全面，將含有氧化鈦(TiO2)10wt%、剩餘90wt%為氧化鋁(Al2O3)的氧化鋁系陶瓷材料藉由電漿熱噴霧積層厚350μm作為最外層4。同樣地與內部電極層3之鎢層一起對該陶瓷材料層藉低黏度環氧樹脂進行封孔處理，得到體積固有電阻為5.6×1010Ωcm的最外層4。
對該最外層4，藉由鑽石磨石施行研磨，作成為殘留厚度250μm、研磨後之平均粗度Ra為0.05μm。尚且，依可對內部電極層3電氣連接之方式，於最外層4之熱噴霧施工時，於輥之單側之端部進行20mm×30mm之矩形範圍的遮罩，在將最外層4熱噴霧後使內部電極層3依20mm×10mm寬露出於輥端部。於露出之內部電極層3連接內部電極引出線6。
如此，其後對內部電極層3施加直流電壓(+)3.5kV。然後，於該冷卻輥之周速100m/min下，將熔融尼龍樹脂片材8由模口7擠出至該冷卻輥表面，結果該熔融尼龍樹脂片材8係在接觸至該冷卻輥1表面的同時可強力地密黏。此時，製膜中之由高壓直流電源9附屬之電流計37所測得的電流計測值為43mA，若計算尼龍之樹脂片材與冷卻輥表面經密黏之總面積中每單位面積的電流密度，則為1.5μA/cm2，為適合JR力產生的微小電流密度。
亦即，熔融尼龍樹脂片材8係藉由強森-拉別克(JR)力而在接觸至冷卻輥1表面的同時依全寬度強力密黏，完全阻止伴隨氣流對該熔融尼龍樹脂片材8與該冷卻輥1表面間的侵入，可得到厚度之均質性高、亦無凹坑等表面缺點、不產生皺紋或波紋、平面性良好的樹脂片材12。此係即使48小時以上長時間持續此製膜，於該冷卻輥1表面亦不附著寡聚物等昇華物，於冷卻輥1表面上亦不產生火花，且剝離後之剝離輥1表面不帶電而不需除電，於樹脂片材12亦無內部帶電而操作性亦良好的方法。為了對如此所得之樹脂片材12進一步進行縱橫之雙軸方向的延伸、熱處理，藉由同時雙軸延伸機(Bruckner公司LISIM)、依延伸溫度85℃於縱方向延伸3.8倍、於橫方向延伸4.0倍後，以210℃進行熱處理，得到 厚12μm之平面性、平坦性均良好、表面亦平滑的雙軸配向尼龍片材。
(實施例2)
除了使用極限黏度[η]0.61薄膜用PET(IV0.65)(Bell Polyester(股))作為樹脂原料之外，其餘與實施例1同樣進行，依製膜厚150μm、冷卻輥之周速120m/min對內部電極層3施加直流電壓(+)3.5kV。此時製膜中之高壓直流電源9之電流為29mA，若計算PET之樹脂片材與冷卻輥表面經密黏之總面積中每單位面積的電流密度，則為適合由JR力進行之密黏的1.0μA/cm2。該熔融樹脂片材8亦可藉由JR力強力地密黏於冷卻輥1表面。即使連續製膜48小時，但操作性、生產性等完全無問題，而且所得樹脂片材12之平滑性與厚度之均質性優越，亦未產生內部帶電。
(實施例3)
除了使用乙烯醋酸乙烯酯共聚合體皂化物(EVOH)(日本合成化學工業(股)製，Soarnol ET)作為樹脂原料之外，其餘與實施例1同樣進行，依製膜厚225μm、冷卻輥之周速80m/min對內部電極層3施加直流電壓(+)3.5kV，連續製膜24小時。此時製膜中之高壓直流電源9之電流為53mA，若計算EVOH之樹脂片材與冷卻輥表面經密黏之總面積中每單位面積的電流密度，則為1.8μA/cm2。該熔融樹脂片材8亦可藉由JR力強力地密黏於冷卻輥1表面。操作性、生產性等完全無問題，而且所得樹脂片材12之平滑性與厚度之均質性優越。
(實施例4)
除了於實施例2所使用之裝置對冷卻輥之內部電極層3施加直流電壓(+)3.5kV而產生JR力以外，再如圖5般追加設置 0.3mm之鎢線的釘扎電極13，對釘扎電極13施加負(-)之8Kv電壓，對PET之熔融樹脂片材8由釘扎電極13施加電荷。此時製膜中之高壓直流電源9之電流為38mA，若計算PET之樹脂片材與冷卻輥表面經密黏之總面積中每單位面積的電流密度，則為1.3μA/cm2。由於加入釘扎電極13之效果使微小電流較實施例2上升約3成。即使將最高製膜速度提高至110m/min仍製膜穩定，依製膜厚度165μm連續製膜24小時，但所得PET樹脂片材12之平面性與厚度之均質性均優越，表面亦平滑。藉此，可得知在熔融樹脂片材8藉JR力密黏於冷卻輥表面時，若進一步由施加了相反極性之電壓的釘扎電極13將相反電荷施加至熔融樹脂片材8，則可更加提高其密黏力。
(比較例1)
將實施例1~3所使用之冷卻輥之最外層的材料變更為高絕緣性材料氧化鋁(99.6wt%Al2O3)。亦即，在由鎢所構成之內部電極層上將該高絕緣性材料氧化鋁藉電漿熱噴霧法積層厚350μm，對該高絕緣性材料氧化鋁層表面藉低黏度環氧樹脂進行封孔處理，得到體積固有電阻為1014Ωcm以上的高絕緣性之最外層。將最外層之藉鑽石磨石進行研磨後的殘留厚度設為250μm，且使研磨後之表面粗度Ra成為0.06μm。又，與實施例1同樣地，依可電氣連接之方式於最外層之熱噴霧施工時對內部電極層之一部分進行遮罩，於輥端部露出10mm×20mm的矩形範圍。
與實施例1同樣地依最高製膜速度40m/min且對內部電極層施加了直流電壓(+)6Kv的狀態，如同實施例1使尼龍6之熔融樹脂片材密黏而欲進行製膜，但新擠出之尼龍6之熔融樹脂片材因剝離帶電而產生之殘留於高絕緣性最外層表面的電荷而反彈、不密黏，故無法立即連續地製膜。在對內部電極層施加了電壓之下，即使藉由經接地之碳刷進行除電，仍無法去除此種因剝離帶電所造成的電荷。若停止對內部電極層的電壓施加，並測定最外層表面之殘留電荷，則帶有(-)3.5kV的相反電荷。接著，若依切斷了對內部電極層之施加電壓的狀態直接藉碳刷進行除電，則由剝離帶電所造成之相反電荷可被除電至表面電位成為幾乎零為止。若依此狀態再次對內部電極層進行(+)6kV之電壓施加而進行尼龍之熔融樹脂片材的密黏冷卻，則雖然初期密黏，但一旦進行剝離後立即因剝離帶電而於最外層表面產生殘留相反電荷，熔融樹脂片材被殘留電荷反彈，無法再度密黏，而無法連續製膜。作為因此殘留相反電荷所產生之密黏不良的對策，可考慮進一步提高對內部電極層之施加電壓，例如提高至15kV以上而得到密黏力的方法，但由於有因施加8kV而內部電極層之下層之絕緣層及最外層因火花放電而絕緣破壞、損傷的經驗，故判斷在其以上之電壓上升將發生危險，中止製膜。電壓施加所使用之高壓直流電源中附屬之電流計的最小測定精度為0.01mA以下，但藉此電流計無法觀測到製膜中之電流，為可忽略之電流量。因此，判明了該冷卻輥之靜電力為庫侖力式。
如此，在最外層為高絕緣性之氧化鋁的情況，可判明依6.5kV以下之施加電壓，僅於製膜之最初產生庫侖力式之靜電力所造成的密黏力，而在將最初密黏之樹脂片材剝離時成為所產生之 相反電荷殘留於冷卻輥表面的狀態，其後因此相反電荷之影響，熔融樹脂片材無法連續密黏於冷卻輥之最外層。
(比較例2)
除了將實施例1~3中所使用之冷卻輥的最外層變更為0.5mm厚之尼龍6樹脂層以外，其餘與實施例2同樣地製作PET片材。
其結果，即使將屬於絕緣性材料之尼龍6使用於最外層，仍可進行熔融樹脂片材之連續吸黏與連續剝離，但在對內部電極層之施加電壓為(+)6~7kV左右時，即使製膜速度為20m/min左右，熔融樹脂片材之密黏力仍微弱而不足，且並不穩定。於目視判斷下，在接觸冷卻輥表面之附近並未產生微小放電。此時，對內部電極層之電壓施加所使用的高壓直流電源9中附屬之電流計37的最小測定精度為0.01mA以下，但藉此電流計無法觀測到製膜中之電流。為了可進行施加更高電壓的實驗，並為了防止高電壓施加時之冷卻輥之絕緣層2的損傷的目的與確保安全，以可限制放電火花電流之方式於直流電源9之輸出側端子連接109Ωcm之電阻器，經由其對內部電極層可施加高電壓。如此，若將施加電壓提高至15kV以上則暫時產生密黏，但若進一步將製膜速度提高至20m/min，則密黏再次變得不穩定。若將施加電壓再提高至25kV則密黏稍穩定，但即使在PET之熔融樹脂片材接觸並密黏於冷卻輥表面的狀態下，高壓直流電源附屬之電流計仍無法觀測到電流。而且，即使在施加電壓25kV時熔融樹脂片材之密黏力仍不夠強，於冷卻輥表面與熔融樹脂片材之間捲入空氣層，於所得樹脂片材表面之全面產生凹坑狀表面缺陷，且因冷卻不足而透明亦惡化。若進一步將製膜速 度緩慢提高至40m/min，則密黏再次變得不穩定，若為了得到更強之密黏力而將施加電壓增高至35kV，則於冷卻輥表面附近發生微小放電，PET熔融樹脂片材之密黏狀態亦仍然不穩定。雖然安裝了用於限制火花電流的電阻器，但由於亦有內部電極層之下層之絕緣層2的絕緣破壞之虞，故立即中止了連續製膜。即使為產生了密黏的狀態，但並未產生可觀察到之程度的微小電流，即使施加了15kV以上之極高電壓仍密黏力弱，故判斷於最外層使用了0.5mm厚之尼龍6之方式的冷卻輥的靜電密黏力屬於庫侖力式。可判明於絕緣層使用尼龍6之靜電密黏方式中，為了得到強密黏力，必須有極高之施加電壓，但即使如此，其密黏力與冷卻能力仍不足以防止凹坑狀之表面缺陷，亦不足以獲得透明性。
(比較例3)
將實施例1~3所使用之冷卻輥之最外層的材料變更為含有氧化鈦20wt%之氧化鋁(Al2O3/20wt%TiO2)。亦即，於由鎢所構成之內部電極層上，將作為最外層材料之含有氧化鈦20wt%之氧化鋁藉電漿熱噴霧法積層400μm，接著於該最外層表面藉低黏度環氧樹脂進行封孔處理。將最外層之藉鑽石磨石進行研磨後的殘留厚度設為300μm，且使研磨後之表面粗度Ra成為0.06μm。藉由研磨完成後之測定，確認到最外層之體積固有電阻為1.5×106Ωcm。除了將製膜速度設為15m/min以外，其餘與比較例2同樣地製作PET之熔融樹脂片材。此時對內部電極層施加正之電壓，並提高+0.5kV時，結果製膜中之電流超過直流高壓電源之限制電流的100mA，聯鎖作動而電源停止且無法製膜。因此，依將電流控制為電源之限制電流 以內的目的而於電源輸出連接106Ωcm之電阻器，經由其對內部電極層施加電壓。於此再次將電壓設定為0.25kV而將電流降至25mA，結果雖然較弱但熔融樹脂片材密黏於冷卻輥表面，但仍因密黏力不足故於冷卻輥之間咬入空氣，所得樹脂片材存在多數凹坑狀之表面缺陷，透明性亦不良。進一步將製膜速度加快至15m/min時則製膜立刻變得不穩定。然而，若再進一步提高施加電壓，則電流上下振動而不穩，進而密黏力亦不穩定，故不再進行此以上的電壓上升，進而亦中止製膜。因此，在最外層之體積固有電阻為106Ωcm以下的情況，難以使施加電壓與電流密度均衡成為適合JR力產生的範圍內。因此，無法正常產生JR力，無法使用於熔融樹脂片材之藉靜電密黏法進行的冷卻。
將實施例1~4及比較例1~3中之冷卻輥的構成、密黏方法、製膜速度、製膜時之問題點、所得熱可塑性樹脂片材的物性等示於表1、表2。
B.藉測試輥進行JR力與庫侖力所造成之樹脂片材之密黏力的測定
對熔融樹脂片材依何種程度之力密黏於冷卻輥表面進行定量測定實屬重要，但呈熱可塑狀態之熔融樹脂片材並無法測定其密黏力。因此，為了定量性地比較本發明之JR力式冷卻輥與庫侖力式冷卻輥的密黏力強度，使用分別組裝了JR力式吸黏機構及庫侖力式靜電密黏機構的測試輥，進行對具有接近熔融樹脂片材之體積固有電阻的替代片材的密黏力的測定。又，針對庫侖力式之冷卻輥，係使用式(1)計算因施加電壓與最外層厚度之差異所造成的密黏力的變化。
1.試驗概要
於單極式之內部電極層施加電壓而吸黏之型式的靜電吸黏體，係依內部電極層之上之最外層的體積固有電阻而分為下述2種。
1)體積固有電阻為107~1013Ωcm之陶瓷系材料的JR力式
2)體積固有電阻為1013Ωcm以上之高絕緣材料的庫侖力式
針對此2種，製作以冷卻輥為模型的吸黏力測定用測試輥，依以下說明之方法評價替代片材的密黏力。作為替代材料，使用(1)取代聚醯胺系(尼龍6)之熔融樹脂片材8，而使用市售之VHS用磁性薄膜；(2)取代PET熔融樹脂片材8，而使用市售之抗靜電橡膠片材。VHS用之磁性薄膜係於11μm之PET薄膜的單面上依4~6μm之厚度塗佈磁性體，並於背面施行了抗靜電。此磁性體塗佈部之體積固有電阻為6.4×104Ωcm，由於與熔融狀態之聚醯胺系(尼龍6)之 樹脂片材之體積固有電阻幾乎相同，故使用此磁性體塗佈面作為密黏面時。抗靜電橡膠片材係市售之含碳的NBR黑橡膠，厚1mm，體積固有電阻為2.7×108Ωcm而與PET之熔融樹脂片材幾乎相同。由於VHS薄膜較薄，故拉張強度不足，於測定JR力時延伸而破斷。又，NBR黑橡膠片材亦產生延伸而較低地測定JR力，故在各自之吸黏面的相反側面，張貼補助2片之厚100μm的PE製黏著帶，以使破斷或延伸不產生。
JR力式及庫侖力式均若因空氣中之濕度而於輥表面及替代片材表面吸附水分，則密黏力降低。為了避免此情形，依室溫25℃、濕度40RH%以下進行測定，替代片材係在即將接觸至輥之前，先放置於矽橡膠加熱器上依90~100℃進行加熱保溫，在溫度降低前使其接觸至測試輥表面而密黏。雖然為使用了替代片材的測定，但基本上依與熔融樹脂片材8之密黏力相同的機構進行密黏，可評價JR力及庫侖力所造成的密黏力。
2.測定方法
圖7表示密黏力之測定方法。
依對內部電極層47藉直流高壓電源52施加了直流電壓的狀態，使磁性薄膜49之磁性體塗佈面接觸至測試輥45之最外層48之表面並依π/2(90°)之角度範圍捲附，使其密黏於最外層48之表面後，依測力計53測定靜態摩擦力F([N])，使用下式(5)算出密黏力P([Pa])。
P=F/(S×μ) (5)
於此，S為磁性薄膜49與最外層48表面間之接觸面積(m2)；μ 為磁性薄膜49之磁性體塗佈面與最外層48表面間之靜態摩擦係數。靜態摩擦係數μ係另外地如同圖7般設定，使用尤拉之帶理論而得之替代片材49之張力與荷重的關係而測定。在未施加直流電壓的狀態，替代片材49之捲附角度為π/2(90°)，在與測力計53相反側之替代片材49的端部懸吊重量W[N]，測定此時之張力T[N]。由此測定值依下式(6)測定摩擦係數μ。
μ=1/(π/2)‧In(T/W) (6)
最外層48為高絕緣體之庫侖力式的測試輥中，在進行靜態摩擦力F的測定後，在將磁性薄膜49由測試輥剝離時，在最外層48的表面帶有與內部電極47(+)相對之相反極性的電荷(-)，亦即產生剝離帶電。此相反極性之帶電係與薄膜49之帶電電荷相同極性，在對內部電極47施加了電壓的狀態下，即使藉由接地之除電刷進行處理仍無法除電，強度亦不改變。因此，若欲再次進行靜摩擦力F的測定，薄膜49被此電荷反彈，其後不發生薄膜49之密黏。作為消除此剝離帶電之影響、重複測定靜態摩擦力F的方法，係併用下述輥表面之除電方法。
1)將靜態摩擦力測定完成之薄膜49自輥表面剝離。
2)在停止對內部電極47之施加電壓後，將內部電極47連接至大地10。
3)使輥接觸連接至大地10的除電刷，將輥表面之負電荷去除。
4)藉由靜電電位測定機確認測試輥之最外層48表面的電位為正負0.02kV以下。
5)將對內部電極47之接地拆除，再次對內部電極47 施加既定電壓。
6)將另外事先進行了除電處理之測定用薄膜49，再次接觸至最外層48表面使其密黏。
7)藉測力計53依圖7所示方法將薄膜49朝接線方向拉張，測定薄膜49由輥表面滑動瞬間的靜態摩擦力F。
另一方面，JR力式測試輥並無此種剝離帶電的問題，不需除電處理。即使依對內部電極47施加了電壓的狀態，連續重複進行磁性薄膜49之密黏與剝離，於測試輥表面仍不殘留剝離帶電，即使不進行上述般之輥表面的除電處理仍可直接連續測定靜態摩擦力F。
由JR力式測試輥45所進行之對抗靜電橡膠片材之靜態摩擦力F，亦如同磁性薄膜般(但不使用上述輥表面之除電方法)進行測定。
3.測試輥之種類與測定條件
將測試輥之構成示於表3，將替代片材之構成示於表4。
測試輥45之材質為STKM13A，形狀為直徑 150mm，筒體中寬270mm，兩軸為 25mm×L75mm。輥45係內部可使用冷卻水的單管構造，具備芯金屬36、絕緣層46、內部電極層47、最外層48。本試驗為藉替代片材進行的密黏力測定，故未使用冷卻水。輥亦未旋轉而呈固定狀態。JR力式測試輥之各層46、47、48係與實施例1之冷卻輥1之各者大致相同。庫侖力式測試輥係最外層48為如同比較例1之絕緣性材料氧化鋁(99.6%Al2O3)的電漿熱噴霧層，此以外則與JR力式測試輥大致相同。
4.測定結果
將最外層48為與本發明同等之Al2O3/10%TiO2熱噴霧膜的由JR力式測試輥所進行之密黏力的實測值(i,ii)，及最外層48為高絕緣性之99.6%Al2O3熱噴霧膜的由庫侖力式測試輥所進行之密黏力的實測值(iii)，繪製於圖8之圖表中。最外層48之厚度於兩測試輥均為250μm。由此圖表得知，JR力式測試輥所造成之密黏力為庫侖力式測試輥之6.5倍以上的極高值，依0.3~5kV以下之低電壓即可得到極強的密黏力。
再者，庫侖力式測試輥中，由表示吸黏著替代片材之狀態的等價電路導出密黏力P[Pa]之計算式，評價最外層48之絕緣層之厚度42(dc[m])對替代片材之密黏力的影響。圖6A表示在庫侖力式吸黏體吸黏著半導電性或導電性之被吸黏體40(相當於替代片材)的狀態下，顯示此時電荷的分佈狀態的模型圖；圖6B表示其等價電路。於此模型中，最外層48由高絕緣性之材料所構成，其體積固有電阻大於1013Ωcm，施加電壓44在35kV為止時，微小電流 (未表示)幾乎為漏電水準而可忽略。又，被吸黏體40之電阻亦相較於最外層48之下可忽略，故於圖6B之等價電路中未表示。如此，在等價電路之電流為可忽略般之微量的情況，藉由施加至內部電極47之電壓44於最外層48之高絕緣體產生感應分極(未表示)，藉此分極於被吸黏體40底面感應相反電荷，包挾最外層48而由內部電極47與被吸黏體40形成電容量43。在圖6A、B之庫侖力式吸黏體的情況，內部電極47與被吸黏體40之距離幾乎相等於最外層48之厚度42，且電容量之面積亦可視為與對於被吸黏體40之最外層48的表觀上之接觸面積(亦即對向面積)幾乎相等，故若得知最外層48之介電係數，則由電容量43之電容量(靜電容量)與對內部電極47之施加電壓，導出表示庫侖力式被吸黏體40之密黏力P的下述式(1)。
P=1/2‧ε0ε1‧(V/dc)2 (1)
於此，ε0為真空之介電係數，其值為8.85×10-12[F/m]，ε1為最外層48之介電體的相對介電係數。ε1係於氧化鋁(99.6%Al2O3)熱噴霧膜時為8.4，於尼龍6時為4.5。使用此等電氣物性值，依施加電壓0.3~35kV之範圍，使用(1)式計算最外層48為氧化鋁熱噴霧膜且厚度為0.25mm時，及為尼龍6且厚度分別為0.25mm、0.5mm、1mm時的密黏力(庫侖力)。將其結果合併示於圖8之圖表。由最外層48為氧化鋁熱噴霧膜且厚0.25mm時之密黏力的實測值(iii)與計算值(iv)的比較，可知此計算式大致妥當。JR力之情況的密黏力的計算式係上述式(3)，但目前於微小接點17與微小間隙18之面積比率、微小間隙之表面粗度所得的換算係數、接觸電阻27(Rgap)進而電位差31(Vgap)的測定等方面尚不足，無法掌握調整實效值之常數α， 故有關JR力係僅於圖表中記載實測值。
由圖8之圖表可知，庫侖力式測試輥係密黏力弱，為了得到實用之密黏力必須施加高電壓。如此為了確保耐電壓則必須增加最外層48之厚度42(dc)。然而，若增加厚度，則內部電極47與被吸黏體40間之距離42擴展，可知庫侖力式測試輥的密黏力急遽降低。結果，最外層48為絕緣體之庫侖力式測試輥係為了被吸黏體40之密黏而需要高電壓，因此必須有用於保證絕緣耐壓的厚度，可知結果無法得到實用的密黏力。由圖8之圖表可知，在最外層之絕緣層為0.5mm厚之尼龍6的庫侖力式測試輥(vi)時，即使電壓增高為15kV仍無法得到實用之密黏力，若未進一步提高至非實用且危險程度的高電壓35kV，則無法得到可與由JR力所得之實測值(i)與(ii)的3kV匹敵的密黏力。於厚1mm之尼龍6(vii)時，即使將電壓提高為35kV仍無法得到所需之密黏力。
再者，致命點在於，於最外層48為氧化鋁熱噴霧膜般之高絕緣性之陶瓷材料的庫侖力式測試輥時，因被吸黏體40之剝離帶電所產生之相反電荷將殘留於最外層48表面。而且此相反電荷係依對內部電極47施加電壓的狀態下無法進行除電，故無法連續進行被吸黏體的密黏與剝離。
由以上，可知在對冷卻輥內部之導電性之電極施加電壓的方式中，如於最外層使用尼龍樹脂之專利文獻14般之方法與使用絕緣性之陶瓷材料之方法的任一庫侖力式冷卻輥，均無法適用於熱可塑性樹脂片材之熔融擠出製膜法中所使用的冷卻輥。
C.併用了釘扎電極之JR力式測試輥所造成之樹脂片材之密黏力的 測定
於試驗B所使用之藉JR力式測試輥進行之密黏力的試驗法(圖7)中，進一步如圖10所示般，將 0.3mm之錸鎢導線製之釘扎電極55，於被吸黏薄膜49之空氣面側的上方，設置於距離被吸黏薄膜49係7mm的位置。使用釘扎用直流高壓電源54，將與內部電極層47相反極性的電壓(-)8Kv施加至釘扎電極55，使被吸黏薄膜49之空氣面側帶有相反電荷。作為被吸黏薄膜49，使用與試驗B相同的橡膠片材及磁性薄膜。使對JR力式測試輥45之內部電極層47的施加電壓由(+)0.25kV變化至(+)3.5kV，與試驗B同樣地測定密黏力。
結果示於圖11。實測值(i-p)、(ii-p)分別表示對橡膠片材及磁性薄膜併用了釘扎電極55時的測定結果。為了參考用，合併表示未使用釘扎電極時之橡膠片材與磁性薄膜的實測值(i)、(ii)(依序對應至圖8之實測值(i)、(ii))。由實測值(i-p)與實測值(i)之比較及實測值(ii-p)與實測值(ii)的比較，於橡膠片材及磁性薄膜之任一者中，在對JR力式冷卻輥併用了釘扎電極時，相較於JR力式冷卻輥單獨的情況，均得到較大的密黏力。併用了釘扎電極時之密黏力相對於JR力式冷卻輥單獨時的增加量，係隨著施加電壓變高而增大。在將對內部電極層47之施加電壓設為零，針對磁性薄膜測定釘扎電極55單獨時的密黏力時，結果為30kPa。相對於此，針對施加電壓為3.5kV時之磁性薄膜，對JR力式冷卻輥併用了釘扎電極時(實測值(ii-p)之密黏力相對於JR力式冷卻輥單獨時(實測值(ii))的增加量，係其3.8倍的115kPa。亦即，在對JR力式冷卻輥併用了釘扎電極時的密黏力係大幅超過分別由JR力式冷卻輥及釘 扎電極個別造成的密黏力的單純合計。而且，由其等之相乘作用所造成的密黏力增加量係與對內部電極層之施加電壓成比例。
由以上可知，藉由對JR力式冷卻輥併用釘扎電極，則可進行熱可塑性樹脂片材之由更強力之密黏力所進行的靜電密黏式流延。

Claims (25)

  1. 一種冷卻輥，係使用於：將經熔融之由熱可塑性樹脂所構成之體積固有電阻為109Ωcm以下的樹脂片材，由呈接地狀態之模口連續地擠出至呈連續旋轉狀態之冷卻輥表面，使該樹脂片材密黏至該冷卻輥表面而一邊進行旋轉移送、一邊使其冷卻固化後，將經冷卻固化之該樹脂片材由該冷卻輥連續地剝離而獲得熱可塑性樹脂片材的方法中；其特徵為，該冷卻輥係具備：該樹脂片材所密黏的最外層；相對於該最外層而於內側鄰接之導電性之單極式之內部電極層；與相對於該內部電極層而於內側鄰接之絕緣層；該冷卻輥係構成為可對該內部電極層施加既定電壓；該最外層係由陶瓷系材料所構成，該最外層之體積固有電阻係於25~100℃下為107~1013Ωcm；該冷卻輥係在對該內部電極層施加了該既定電壓的狀態下，可產生使接觸至該最外層之該樹脂片材密黏於該最外層的靜電力；該靜電力主要基於強森-拉別克效應(Johnsen-Rahbek effect)。
  2. 如請求項1之冷卻輥，其中，該絕緣層、該內部電極層及該最外層中之至少一者係藉由熱噴霧法所形成之素材，或者使用了無機質系或有機質系之任一黏結劑的素材。
  3. 如請求項1或2之冷卻輥，其中，該絕緣層、該內部電極層及該最外層中之至少一者係施行了封孔處理。
  4. 如請求項1至3中任一項之冷卻輥，其中，該最外層之中心線平均表面粗度Ra為0.01μm~0.3μm。
  5. 如請求項1至4中任一項之冷卻輥，其中，該最外層之厚度為 50~500μm。
  6. 如請求項1至5中任一項之冷卻輥，其中，該最外層之體積固有電阻係其溫度變化之比率R100/R25為0.1~1.0的實質上非感溫性；其中，體積固有電阻之溫度變化的比率R100/R25係指100℃溫度下之體積固有電阻R100相對於25℃溫度下之體積固有電阻R25的比率R100/R25。
  7. 如請求項1至6中任一項之冷卻輥，其中，該陶瓷系材料係含有選自氧化鈦、氧化鉻、氧化矽、氧化錳、氧化鎳及氧化鐵之化合物的氧化鋁系或氧化鋯系或氧化鎂系陶瓷，或者含有氧化鈦5~17重量%之氧化鋁系陶瓷。
  8. 如請求項1至6中任一項之冷卻輥，其中，該陶瓷系材料係含有選自氮化鋁系、碳化矽系及氮化矽系之至少一種陶瓷，與有機質系或無機質系黏結劑。
  9. 如請求項1至8中任一項之冷卻輥，其中，該絕緣層之體積固有電阻為1013Ωcm以上。
  10. 如請求項1至9中任一項之冷卻輥，其中，該絕緣層之厚度為50~500μm。
  11. 如請求項1至10中任一項之冷卻輥，其中，該絕緣層係含有選自氧化鋁系、含氧化鈦2~4重量%之氧化鋁系、氧化鎂系、氧化鈹系、氮化鋁系或氮化矽系之陶瓷材料、磁器及琺瑯之至少一種高絕緣材料。
  12. 如請求項1至11中任一項之冷卻輥，其中，該內部電極層係由含鎢或鉬之導電性材料所構成。
  13. 如請求項1至12中任一項之冷卻輥，其中，該內部電極層之厚度為5~50μm。
  14. 一種熱可塑性樹脂片材之製造方法，係具備：將經熔融之由熱可塑性樹脂所構成之體積固有電阻為109Ωcm以下的樹脂片材，由呈接地狀態之模口連續地擠出至呈連續旋轉狀態之冷卻輥表面的步驟；使該樹脂片材密黏至該冷卻輥表面而一邊進行旋轉移送、一邊使其冷卻固化的步驟；與將經冷卻固化之該樹脂片材由該冷卻輥連續地剝離的步驟；其特徵為，該冷卻輥係請求項1~13中任一項之冷卻輥，；一邊對該內部電極層施加既定之直流電壓，一邊使該樹脂片材密黏至該冷卻輥，進而將冷卻固化後之該樹脂片材由該冷卻輥剝離。
  15. 如請求項14之熱可塑性樹脂片材之製造方法，其中，藉由對該內部電極層施加該直流電壓，使該最外層之表面帶電，在該最外層與該樹脂片材接觸之微小接點流通微小電流，並且在隔著該最外層與該樹脂片材間之微小間隙而相對向之該最外層與該樹脂片材之各自之面誘發相反極性的電荷，藉由因該相反極性之電荷所造成的靜電力，使該樹脂片材密黏於該冷卻輥。
  16. 如請求項14或15之熱可塑性樹脂片材之製造方法，其中，該樹脂片材對該冷卻輥的密黏力主要起因於強森-拉別克力。
  17. 如請求項14至16中任一項之熱可塑性樹脂片材之製造方法，其中，將包括該樹脂片材著落於該冷卻輥之地點的空間中的濕度控制為40RH%以下。
  18. 如請求項14至17中任一項之熱可塑性樹脂片材之製造方法，其中，將與施加至該內部電極層之該直流電壓相反極性的電 荷，施加至該樹脂片材之與密黏至該冷卻輥之面相反的空氣面。
  19. 如請求項14至18中任一項之熱可塑性樹脂片材之製造方法，其中，施加至該內部電極層之直流電壓為0.3~6.0kV。
  20. 如請求項14至19中任一項之熱可塑性樹脂片材之製造方法，其中，由該冷卻輥被剝離時之該樹脂片材的體積固有電阻為1010Ωcm以上。
  21. 如請求項14至20中任一項之熱可塑性樹脂片材之製造方法，其中，通過該冷卻輥表面而流動至接觸該冷卻輥表面之該樹脂片材的微小電流，係於冷卻輥與該樹脂片材之接觸面積全面中每單位面積為0.005~6μA/cm2。
  22. 如請求項14至21中任一項之熱可塑性樹脂片材之製造方法，其中，進一步具備使由該冷卻輥剝離之該樹脂片材通過經接地之金屬製剝離輥的步驟；通過該金屬製剝離輥後之該樹脂片材係未帶電。
  23. 如請求項14至22中任一項之熱可塑性樹脂片材之製造方法，其中，該熱可塑性樹脂為聚醯胺系樹脂、乙烯醋酸乙烯酯共聚合體皂化物系樹脂或聚酯系樹脂。
  24. 如請求項14至23中任一項之熱可塑性樹脂片材之製造方法，其中，該熱可塑性樹脂係含有碳、金屬、導電性化合物、抗靜電劑或金屬鹽作為添加劑。
  25. 如請求項14至24中任一項之熱可塑性樹脂片材之製造方法，其中，對由該冷卻輥剝離之該樹脂片材施行單軸方向延伸、雙軸方向延伸、熟成處理或熱處理。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019119505A1 (de) * 2019-07-18 2021-01-21 Brückner Maschinenbau GmbH & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Schmelze- und/oder Kunststofffilms
CN112976530B (zh) * 2021-02-22 2022-12-27 重庆市九龙橡胶制品制造有限公司 橡胶带挤压冷却装置
CN114290587B (zh) * 2021-12-31 2022-10-14 安徽铜峰电子股份有限公司 一种用于聚烯烃薄膜的静电吸附装置
JP7357986B1 (ja) 2023-05-15 2023-10-10 硬化クローム工業株式会社 高電圧を印加可能な内部電極を有するバッキングロールを用いた静電補助塗布方法
CN117161892B (zh) * 2023-10-25 2024-01-26 苏州博宏源机械制造有限公司 一种基于抛光材料属性检测的抛光组件智能控制系统

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS376142B1 (zh) 1961-05-01 1962-06-27
BE758733A (zh) 1969-11-13 1971-05-10 Agfa Gevaert Nv
JPS4814784B1 (zh) 1970-12-16 1973-05-10
JPS4829311B1 (zh) 1970-12-25 1973-09-08
JPS4814785B1 (zh) 1970-12-26 1973-05-10
JPS5923270B2 (ja) 1978-08-02 1984-05-31 東洋紡績株式会社 ポリアミド系重合体延伸フイルムの製造法
JPS59185627A (ja) 1983-04-07 1984-10-22 Toray Ind Inc 熱可塑性重合体シ−トの製造方法
US4594203A (en) * 1983-03-16 1986-06-10 Toray Industries, Inc. Method for producing a thermoplastic polymeric sheet
JPS59169815A (ja) 1983-03-16 1984-09-25 Toray Ind Inc 熱可塑性重合体シ−トの製造方法
JPS6034826A (ja) * 1983-08-08 1985-02-22 Toray Ind Inc 熱可塑性重合体シ−トの製造方法
DE8417374U1 (de) * 1984-06-07 1984-10-04 Windmöller & Hölscher, 4540 Lengerich Vorrichtung zum herstellen von flachbahnen aus thermoplastischem kunststoff
JPS6195925A (ja) 1984-10-17 1986-05-14 Unitika Ltd ポリアミド系フイルムの急冷製膜方法
US4997600A (en) * 1988-05-24 1991-03-05 Mitsubishi Monsanto Chemical Company, Ltd. Process for preparation of thermoplastic resin sheets
US5616263A (en) * 1992-11-09 1997-04-01 American Roller Company Ceramic heater roller
US5420395A (en) * 1992-11-09 1995-05-30 American Roller Company Ceramic heater roller with zone heating
US6069346A (en) * 1993-01-12 2000-05-30 American Roller Company Ceramic heater roller with ground shield and fault detection
DE9402027U1 (de) * 1994-02-08 1995-06-14 Wilkinson Sword Gmbh Vorrichtung zur Herstellung von Folien
JPH1158498A (ja) 1997-08-25 1999-03-02 Toray Ind Inc 熱可塑性樹脂シートのキャスト方法
JP2000296528A (ja) * 1999-04-14 2000-10-24 Toray Ind Inc 熱可塑性樹脂シートの製造方法
TWI254403B (en) * 2000-05-19 2006-05-01 Ngk Insulators Ltd Electrostatic clamper, and electrostatic attracting structures
JP4641673B2 (ja) * 2001-07-06 2011-03-02 ユニチカ株式会社 ポリアミドフィルムの製造方法
JP3870746B2 (ja) 2001-10-22 2007-01-24 東レ株式会社 熱可塑性樹脂シートの製造方法
CN1890079A (zh) * 2003-12-04 2007-01-03 东洋纺织株式会社 薄片的制造装置以及制造方法
CN100506660C (zh) * 2004-06-02 2009-07-01 东洋纺织株式会社 聚酰胺类混合树脂薄膜卷及其制造方法
JP5481239B2 (ja) * 2009-03-18 2014-04-23 東レ株式会社 薄膜付シートの製造装置及び薄膜付シートの製造方法、並びにこれらに用いられる円筒状ロール
JP6341489B2 (ja) * 2014-08-28 2018-06-20 株式会社ササクラ 冷却ロール及びその製造方法

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