WO1998053976A1

WO1998053976A1 - Procede et appareil de production d'une feuille de resine thermoplastique

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Publication number: WO1998053976A1
Application number: PCT/JP1998/002332
Authority: WO
Inventors: Katsuya Toyoda; Kenichi Okubo; Hidetoshi Okashiro
Original assignee: Toray Industries, Inc.
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 1998-12-03
Also published as: CN1234764A; KR20000029611A; EP0928676A4; ID21084A; EP0928676A1

Description

明細書熱可塑性樹脂シー卜の製造方法および製造装置

本発明は、熱可塑性樹脂シー卜の製造方法および製造装置に関する。

さらに詳しくは、厚みの均一性に優れ、表面欠点の少ない熱可塑性樹脂シートを高速で成形することを可能にする熱可塑性樹脂シー卜の製造方法と、熱可塑性樹脂シー卜の製造装置に関するものである。背蚤技術従来、熱可塑性樹脂シートの製造方法として、口金と冷却ドラムとの間に、該口金のスリットからシート状に押し出された溶融樹脂を横断するように電極を設け、該電極に高電圧をかけて溶融樹脂に静電気を印加し、該押し出されてくる溶融樹脂を冷却ドラムに密着させて、固化させる方法が広く知られている（例えば、特公昭 3 7 — 6 1 4 2号公報、特公昭 4 9 — 5 5 7 5 9号公報など）。

この方法は、通常、静電印加法と呼ばれているものであり、厚みの均一な熱可塑性樹脂シー卜を製造するのに効果的なものである。

しかしながら、この方法にも限界があり、例えば、熱可塑性樹脂シートの成形量を増やすべく、冷却ドラムの回転速度を上げると、熱可塑性樹脂シートと冷却ドラムの間に随伴気流が嚙み込み、厚みの均一な熱可塑性樹脂シー卜の成形が妨げられてしまう。そこまで至らない場合でも、口金から出た溶融樹脂が冷却ドラ厶上に着地するまでの間に振動が激しくなつたり、また、着地点が冷却ドラムの周方向で変動したりして厚みむらが悪化してしまう場合が多い。

また、溶融樹脂と冷却ドラムとの密着性が弱くなると、溶融樹脂の冷却がスム —ズに行われなくなり、熱可塑性樹脂の種類によっては、樹脂シートが結晶化してしまい、透明性が損なわれたり、延伸性が悪化してしまうなどの問題が生じる場合も多々あつた。

静電印加法で、これらの不都合がなく均一なシー卜を得ることができるのは、熱可塑性樹脂の種類にもよるが、 5 0〜 6 0 m Z分の製造速度が上限であった。発明の闋示本発明の第一の目的は、このような現状に鑑み、厚みの均一性に優れ、表面欠点の少ない熱可塑性樹脂シー卜を、よリ高速で製造することのできる熱可塑性樹脂シー卜の製造方法を提供することにある。

本発明の第二の目的は、厚み均一性に優れ、表面欠点の少ない熱可塑性樹脂シ — 卜を、よリ高速で製造することのできる熱可塑性樹脂シー卜の製造装置を提供

9 とにめ

本発明の熱可塑性樹脂シー卜の製造方法と製造装置によれば、溶融熱可塑性樹脂を口金からシート状に押し出し、静電印加法にて冷却ドラム上で冷却固化させて熱可塑性樹脂シートを製造する際において、厚み均一性に優れ、表面欠点の少ない熱可塑性樹脂シートを、 6 5 m Z分以上、さらには 1 0 0 m /分以上、さらには 1 5 0 m /分以上の高速度で製造することが可能となるものである。図面の簡単な説明図 1 は、本発明を実施することができる熱可塑性樹脂シー卜の製造装置の一般的構成を示す概略図である。

図 2は、本発明に係る熱可塑性樹脂シー卜の製造装置の一実施態様を示した概略図である。

図 3は、図 1 に示した熱可塑性樹脂シートの製造装置の静電印加電極の.近傍の構成例を示した拡大部分斜視図である。

図 4は、本発明の方法における静電印加電極の移動方向の一例を示す概略構成図である。

図 5は、本発明の方法における静電印加電極の移動方向の他の例を示す概略構成図である。

図 6は、静電印加電極に接続する直流高圧電源の一制御例を示す、導電性テープに接続する直流高圧電源の電圧 Qと、冷却ドラムの表面速度 V dとの関係図である。発明を実施するための最良の形態以下、本発明の熱可塑性樹脂シートの製造方法および製造装置について、詳細に説明する。

本発明における熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフ夕レート、ポリエチレンイソフタレー卜、ポリエチレン— 2， 6 —ナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリー 1 ， 4 ーシクロへキサンジメチレンテレフタレー卜、ポリエチレン α , β — ビス（ 2 —クロルフエノキシ）ェタン 4 , 4 ージカルボキシレ一卜などのポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ 4 ーメチルペンテン一 1 などのポリオレフイン類、ナイロン 6、ナイロン 6 6、ナイロン 1 2などのポリアミド類、ポリイミド類、ポリスルホン類、ポリスチレン類、ポリビニル類、ポリエステルエーテル類、ポリカーボネート類、ポリエステルカーボネート類、ポリエーテルスルホン類、ポリエーテルイミド類、ポリフェニレンスルフイド類などを用いることができる。

これらの樹脂は、単一のままで用いられてもよいし、共重合体および混合体でもよい。もちろん、これらの熱可塑性樹脂に、他の添加剤、例えば帯電防 _止剤、耐候剤、無機粒子や有機粒子およびワックスなどからなる滑剤、顔料などが含まれていてもよい。

本発明は、熱可塑性樹脂が、上述した中でも、ポリエステル類、特に主としてポリエチレンテレフ夕レー卜、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレン一 2 , 6 一ナフタレー卜である場合に有効である。ここで「主として」とは、該ポリエステルを 7 0モル％以上含むことを指す。なお、上記ポリエステルは単一のものでもよいし、共重合体であってもよいし、また他の成分を 3 0モル％未満の割合で単に混合したものでもよい。

また、口金から押し出される溶融樹脂シートは、上述の熱可塑性樹脂が単層でも、多層に積層されたものであってもよい。

本発明における熱可塑性樹脂の溶融手段、口金は種々のものを用いることがでさる。

例えば、溶融手段としては、単軸もしくは二軸の押出機に、チップを供給し溶融、押し出しする。ポリエステル、ポリアミドなど、熱可塑性樹脂の種類によつては、チップを押出機に供給する前に、十分乾燥することが必要である。溶融、押出された熱可塑性樹脂はフィルターによって濾過され、またギアポンプによつて計量された後、口金に送られ、押し出される。口金は、 Τダイ、コートハンガ一ダイ、フィッシュテールダイなど、スリットを有するものを用いることができ。

従来、静電印加法にて熱可塑性樹脂シ一卜を高速で製造するための手段としては、電極を溶融熱可塑性樹脂シートに近づけたり、印加電圧を上げたりする手段が一般的である。しかしながら、これらの手法を過度に行うと、電極から溶融熱可塑性樹脂に火花放電が生じ、ひどい場合には火花がシー卜を貫通してしまい、シートや冷却ドラムが損傷してしまう。また、火花放電が生じないまでも、熱可塑性樹脂シートの電極側の面がダメージを受け、全面的または部分的に曇りガラス状に表面が荒れて、もはや製品としての品位を保てなくなつてしまう。

また、電極の位置を冷却ドラム周方向で調整する手法も一般的である。電極の位置が、溶融シ一卜の着地点から冷却ドラムの反回転方向寄り過ぎると、溶融シ一卜が電極と電気的に反発して振動してしまう。反対に電極の位置が着地点から回転方向寄り過ぎると、随伴気流の嚙み込みを排除しきれなくなる。これらはいずれもスムーズな印加を妨げるため、高速化のためには電極は溶融シ一卜の着地点近傍に位置させるのが好ましい。従来、電極としては断面が円形のワイヤー電極が一般的であるが、該電極では、上記いずれの手段を尽くしても、成形速度は 5 0〜 6 0 mZ分が上限であつた。

本発明者らは銳意検討した結果、特定形状の電極を用いることにより、更なる高速製造が可能になることを見出した。すなわち、本発明において、電極は、

( A ) 断面がほぼ矩形で、その厚み X (mm ) と幅 Y ( m m ) が下記式（ 1 ) 〜（ 3 ) を同時に満たす電極であって、

0. 0 1 ≤ X≤ 0. 5 …… ( 1 )

1 ≤ Y≤ 1 0 …… ( 2 )

5 0≤ Y/X≤ 1 0 0 0 …… ( 3 )

( B ) 長手方向の厚みむらが 3 0 %未満の導電性テープである、

ことが重要である。

本発明に用いられる該導電性テープは、断面がほぼ矩形で、その厚み Xは、 0 , 0 1 01171以上0. 5 m m以下であることが重要である。 Xが 0. 0 1 mmよりも薄いと、火花放電が容易に発生するばかりか、電極として使用した際の腐食によリ切断しやすくなるため、好ましくない。逆に、 X力 <0. 5 mmより厚いと、高い印加力が得られなくなり、熱可塑性樹脂シー卜の高速製造が達成できなくなるため、好ましくない。なお、 Xは、好ましくは 0. O l mmJ^lO . 3 mm以下の範囲であり、さらに好ましくは 0. 0 1 ^101以上0. 0 5 mm以下の範囲である。

本発明において用いられる導電性テープの幅 Yは、 1 mm以上 1 O mm以下であることが重要である。 Yが 1 mmよりも狭いと、高い印加力が得られなくなり、熱可塑性樹脂シ一卜の高速製造が達成できなくなるばかりか、電極の捻れが無視できなくなり、幅方向で印加の不均一が発生してしまうため、好ましくない。本発明者らの知見によれば、逆に、 Yが 1 O mmより広いと、印加が不安定になり、些細な変動で火花放電が発生してしまうため、好ましくない。なお、 Yは、好ましくは 2 m m以上 9 m m以下の範囲であり、さらに好ましくは 3 m m以上 8 mm 以下の範囲である。

さらに、本発明において用いられる導電性テープの厚み Xと幅 Yの関係は、 Y ZXが 5 0以上 1 0 0 0以下であることが重要である。 YZXが 5 0未満であると、印加が不安定となり、電極に印加する電圧や、熱可塑性樹脂の吐出などの些細な変動で、容易に電極からの火花放電を引き起してしまい好ましくない。また、逆に丫 ZXが 1 0 0 0より大きいと、印加力が弱くなってしまい、成形速度を上げることが難しくなる。なお、 YZXは、好ましくは了 0 ≤ Y/X ≤ 8 0 0の範囲であり、さらに好ましくは 1 0 0 ≤ Y/X ≤ 5 0 0の範囲である。

また、本発明において用いられる導電性テープの長手方向の厚みむら Zは、 3 0 %未満であることが重要である。 Zが 3 0 %以上であると、電極の薄い箇所で部分的に熱可塑性樹脂シートに放電を発生し、表面欠点が生じたリ、場合によつては穴が開いてしまうため、好ましくない。なお Zは、好ましくは 2 5 %以下であり、さらに好ましくは 2 0 %以下である。本発明の方法によれば、特に冷却ドラムの表面速度が 6 5 分以上でキャスティングする場合、そのような高速加工であっても、厚みの均一性に優れ、表面欠点の少ない熱可塑性樹脂シートを製造することが可能であるという優れた効果を発揮でき、好ましいものである。さらには、冷却ドラムの表面速度を 0 0 m ノ分以上としてキャスティングをする場合であっても、厚みの均一性に優れ、表面欠点の少ない熱可塑性樹脂シー卜を製造できるという優れた効果を発揮できるので、そのような高速加工により適している。本発明の方法によれば、本発明者らの知見によれば、冷却ドラムの表面速度が 1 5 0 m /分以上であるという高速製造も可能である。

また、本発明の方法を実施するに際しては、導電性テープにその破断強度の 1 0 %以上 9 0 %以下の引張応力をかけることが好ましい。該引張応力が破断強度の 1 0 %未満であると、電極の振動が激しくなリ、スムーズな印加ができなくなる場合があり、好ましくない。さらに導電性テープを静電印加用電極として長時間使用した場合、電極の腐食や、溶融熱可塑性樹脂から昇華するモノマーやオリゴマーの付着により、電極表面が微視的に変化し、電極全体もしくは部分的に紫色の光を放つグロ一放電が発生し続ける不都合が生じることがあるので、好ましくない。

本発明者らは、これらの現象について検討した結果、この連続的なグロ一放電は電極の極く微細な、全体もしくは部分的な振動が原因であることを突き止め、これらを防止するためには、導電性テープに破断強度の 1 0 %以上の引張り応力をかけることが有効であることを見出した。逆に、引張応力が破断強度の 9 0 % よりも大きいと、電極の部分的もしくは全体変形が著しく、スムーズな印加ができなくなるばかリカ、、場合によっては電極の切断を招いてしまう場合があり、好ましくない。なお引張応力は、好ましくは破断強度の 1 5 %以上 8 0 %以下の範囲であり、より好ましくは破断強度の 2 0 %以上 7 0 %以下の範囲である。本発明において用いられる導電性テープは、熱可塑性樹脂シー卜を成形する際のグロ一放電の発生を防ぐために、長手方向に連続的に移動させることも好ましく行われる。その移動速度 V t は、好ましくは、冷却ドラムの回転速度 V dに対して、

V t ≥ V d / 5 0 0 0 0

であり、この範囲内にある場合、グロ一放電を抑えられるため好ましい。この理由は、連続移動により、電極全体もしくは部分的な微細振動が抑制できるためと考えられる。

また、導電性テープを連続的に移動させることは、電極の腐食や、モノマ一、ォリゴマー付着による火花放電の発生要因を取り除くという点からも望ましい。なお、 V t は、好ましくは、

V t ≥ V d / 3 0 0 0 0

であり、さらに好ましくは、

V t ≥ V d / 1 0 0 0 0

である。

上記導電性テープを移動する方法としては、例えば、電極を巻いたリールを、例えば、新日本素材（株）製パーマトルク、（株）神鋼電機製ヒステレシスクラツチブレーキなどでトルクコントロールしながら、もう一方のリールをモー夕一などで巻き取り、移動させる方法などを用いることができる。

本発明の方法において、導電性テープに印加する電圧は正電圧とすることが、 EP加の安定性の点から好ましい。印加電圧が、 .負の直流電圧の場合、導電性テープ端面の微細な傷、バリ、腐食などから火花放電しやすくなつてしまい好ましくない場合がある。また交流電圧の場合も、電極が負の極性の際に同じ現象が起こつてしまうので、好ましくない。

本発明において、導電性テープは、導電性テープの一方のエッジが熱可塑性樹脂側を向くように配置することが肝要である。即ち、導電性テープのエッジの銳い部分を有効に使うことにより、電極まわりの電界が強くなり、強力な印加力を得ることができる。

さらに、導電性テープの下端と冷却ドラム上の熱可塑性樹脂シートとの ¾線方向における距離を P (mm) 、冷却ドラムの表面速度を V d (mZ分）、導電性テープに接続する直流高圧電源の電圧を Q ( k V ) とすると、該距離 Pと該表面速度 V dと該電圧 Qとの間には密接な関係があり、本発明者らの知見によれば、 Q = a x P x V d + b,

ただし、 0. 0 0 5≤ a≤ 0. 0 4、 0≤ b≤ 7

なる関係式でもって制御すれば、高品質のシ一卜を効率よく生産できる。ここで、 aと bの値としては、よリ好ましくは 0. 0 1 ≤ a≤ 0. 0 3、 0≤ b≤ 5であ o

また、実際の生産に際しては、導電性テープの下端と冷却ドラム上の熱可塑性樹脂シー卜との法線方向の距離 Pを常に一定値で使用すれば、導電性テープと接続した直流高圧電源の電圧 Qと冷却ドラムの表面速度 V dとは一義的に決定でき、この結果、例えば実際の生産のスター卜時のように、冷却ドラムの表面速度が徐々に増加するような場合でも、該電圧 Qは常に最適値に設定できるため、極めて容易に制御できるものとなる。

ここで、導電性テープの下端と冷却ドラム上の熱可塑性樹脂シー卜との法線方向の距離 Pは、 1 m m以上 2 0 m m以下、よリ好ましくは 2 m m以上 1 2 m m以下であれば、導電性テープから発生した静電荷を熱可塑性樹脂シー卜に効率よく印加でき、その結果、生じたクーロン力も大きく、冷却ドラムの高速運転が可能となる。

また、導電性テープに接続した直流高圧電源の電圧 Qは、本発明者らの知見によれば、 1 k V以上 3 0 k V未満、より好ましくは、 5 k V以上 1 5 k V未満であれば、シートに欠点を生じることなく、安定して生産が可能である。この際、別途回路内に抵抗を加えた場合には、電圧-電流 X抵抗の関係でもって、上記電圧の適正範囲が高くなることは言うまでもない。

次に、冷却ドラムの法線方向と導電性テープとのなす角度 Θを、冷却ドラムの法線方向に対して反口金側に傾斜している場合をプラス方向、逆に口金側に傾斜している場合をマイナス方向と定義すると、角度を任意に調整できる回転装置により、角度 Θが— 4 5 ° 以上 + 4 5 ° 以下の範囲に調整すれば、導電性テープから効率よく静電荷を印加できるので、冷却ドラムをより高速回転できる上、導電性テープ自体も印加の際発生する振動を極力小さくできるため、熱可塑性樹脂シ一卜の厚みむらを極力小さくできるものとなる。

さらに、導電性テープの捻り角度を Δ Θ C ) とすれば、 Δ Θが口金幅方向に対して ± 7 . 5 ° 以内であれば、熱可塑性樹脂シートの全幅に渡り、導電性テープから供給される静電荷が均一となり、さらに、導電性テープの振動も不均一さが軽減できるため、生産性向上と品質向上が同時に達成できるものとなる。

本発明で得られる熱可塑性樹脂シートの厚みは、 0 . 0 5 m m以上 2 m m以下であることが好ましい。熱可塑性樹脂シートの厚みが 0 . 0 5 m mより薄いと火花放電が発生しゃすく、逆に 2 m mよリ厚いと冷却ドラムへの充分な密着力が得られないため、好ましくない。なお、熱可塑性樹脂シートの厚みは、好ましくは 0 . 0 7 m m以上 1 m m以下の範囲であり、さらに好ましくは 0 . 1 以上 0 . 5 m m以下の範囲である。

なお、本発明においては、熱可塑性樹脂にポリエステルを用いれば、導電性テープにより冷却ドラムに有効に密着するため、生産性と品質が大幅に向上し好ましいものとなる。

また、本発明で得られた熱可塑性樹脂シートに、二軸延伸、熱処理を施し、二軸配向フイルムとなすことも好ましく行われる。二軸延伸、熱処理を行う方法は特に限定されないが、代表的な方法として、熱可塑性樹脂をガラス転移温度以上に加熱し、低速、高速の速度差をつけた延伸口ール間で、一段もしくは多段で長手方向に延伸した後、冷却して得られた縦延伸フイルムを、クリップでフイルム端部を把持、走行させるタイプのテン夕一で、横延伸、熱処理を行う、いわゆる逐次 2軸延伸法がある。

本発明に用いられる導電性テープの電極の材質としては、ステンレス、チタン、ベリリウム銅、パラジウム、パーマロイ、タンタル、金、白金、銀、銅、真鍮、鉄、錫、燐青銅、丹銅、洋白、アルミ、アルミ合金、ニッケル、ニオブ、亜鉛、モリブデン、タングステンなどの金属、カーボンなどを用いることができる。電極は、これらの材料をそのまま用いてもよいし、場合によっては、これらの材質を研磨したり、表面にメツキ、蒸着、スパッタリングなどの処理を施したものでもよい。

本発明を実施するに際しては、導電性テープとして、上述したものの中でも、特に電気比抵抗が 1 0 μ Ω · c m以上、 1 3 0 μ Ω · c m以下の範囲にあるものを用いることが好ましい。通常、電極として用いられる金属としては、そのほとんどは電気比抵抗が 1 0 μ Ω · c m未満であり、導電性に優れる方が、電極としての優れた性能を発揮することは言うまでもない。しかしながら、本発明者らの各種検討によれば、熱可塑性樹脂の静電印加キャス卜という特殊な系に用いられる電極としては、導電性が高いものではなくて、逆に導電性が低いものの方が優れた性能を発揮することができるという知見が得られたものである。すなわち、電極の電気比抵抗が 1 Ο μ Ω · c m未満であると、火花放電が起こりやすくなるとともに製造速度を上げることが困難となる場合があり、 1 O Q . c m以上とすることによって、火花放電を起こりにくくすることができ、製造速度を上げることが可能になるのである。逆に、電極の電気比抵抗が 1 3 0 Q * c mを越えると静電印加性が低下するので好ましくない。図 1 に、本発明の熱可塑性樹脂シートの製造装置の一般的な態様を示す。

図 1 において、図示しない押出機から供給された熱可塑性樹脂を口金 1 で幅方向に拡幅後、熱可塑性樹脂シート 3の形で吐出する。熱可塑性樹脂シート 3は冷却ドラム 2に着地後、急冷されるものであり、熱可塑性樹脂シート 3の冷-却ドラ厶 2への着地点 8の近傍に導電性テープの静電印加電極 4を設けている。着地点 8の位置は、口金 1 と冷却ドラム 2の相対位置により異なったものとなり、さらに、熱可塑性樹脂シート 3の厚みや冷却ドラム 2の表面速度によっても異なったものとなる。導電性テープの静電印加電極 4は、直流高圧電源 7と接続されており、直流高圧を静電印加電極 4に与えることで、静電印加電極 4から発生した静電荷が熱可塑性樹脂シ一卜 3に印加され、そのクーロン力によリ熱可塑性樹脂シート 3が冷却ドラム 2に密着する。

図 2に、本発明の一実施態様を示す。

導電性テープの静電印加電極 4の下端 4 1 、つまり、冷却ドラム 2側の端部は、着地点 8の近傍に設ける必要があり、下端 4 1 を着地点 8より口金 1 側に設置した場合には、着地前の熱可塑性樹脂シートに印加された静電荷のクーロンカによリ冷却ドラム 2に密着しょうとする力が働くため、着地点 8が変動し、その結果としてシートに厚みむらを誘発するものとなる。一方、下端 4 1 を着地点 8より反口金 1 側に設置した場合には、着地点 8における前述クーロン力が減少するため、着地点 8より空気が嚙み込み、気泡状の欠点が発生する。

また、導電性テープの静電印加電極 4の下端 4 1 と冷却ドラム上の熱可塑性樹脂シート 3との法線方向における距離 Pが大きすぎると、着地点 8近傍の熱可塑性樹脂シー卜に静電荷を充分印加できなくなり、上記と同じく気泡状の欠点が発生し、反対に、上記距離 Pが小さすぎると、熱可塑性樹脂シートの絶縁破壊によリピンホール状の欠点が発生しやすくなり、さらに、前述の通り着地点 8の多少の変動により、熱可塑性樹脂シートと静電印加電極 4とが接触し、生産上の不都合を招くものとなる。

さらに、冷却ドラム 2の法線方向と静電印加電極 4とのなす角度を Θとすると、静電印加電極 4から発生する静電荷を着地点 8の近傍の熱可塑性樹脂シー卜 8に効率よく印加するためには、角度 Θを適切に調整する必要がある。

以上により、導電性テープの静電印加電極 4が、冷却ドラム 2に対して任意の位置に移動できることは極めて重要であり、そのため、静電印加電極 4が冷却ドラム 2に対して移動できる方向は少なくとも二軸方向とする必要があり、さらに、着地点 8の位置が生産条件の変更により異なつたものになっても、冷却ドラム 2 の法線方向と静電印加電極 4とのなす角度 Θは常に適切に調整できることは極めて好ましいものとなる。

本発明の別の実施態様を図 3に示す。

熱可塑性樹脂シ一卜 3の幅方向外側の位置となる静電印加電極 4の両端部では、静電印加電極 4は冷却ドラム 2への放電を避けるため、一般に絶縁部材 5で覆われており、絶縁部材 5の端部は支持部 6で保護されている。支持部 6は、固定台 1 3上を移動可能であり、図 3に示す実施態様では、移動手段としてボル卜 1 0 を用いており、ボルト 1 0を回転することでステー 1 1 を支点に支持部 6を水平方向に調整することができる。さらに、別の移動手段としてボルト 1 2を用いており、ボルト 1 2を回転することで、支持部 6を固定台 1 3に対して垂直方向に調整することができる。このボルト 1 0とボル卜 1 2は、本発明における少なくとも二軸方向への移動手段を構成している。さらに、静電印加電極 4の両端部には回転装置 1 4を設けており、冷却ドラム 2の法線方向と静電印加電極 4とのなす角度 Θを適切に調整することができるようになる。

この実施態様では、静電印加電極 4の移動方向としては、図 4に示すように、移動手段 1 0による移動方向が水平方向 2 1 に対応し、移動手段 1 2による移動方向が垂直方向 2 0に対応するが、より好ましくは、図 5に示すように、移動手段 1 0による移動方向が冷却ドラムの円周方向 2 2に対応し、移動手段 1 2による移動方向が冷却ドラム 2の法線方向 2 3に対応していれば、静電印加電極 4を着地点 8に対応して移動させる際、静電印加電極 4の下端 4 1 と冷却ドラム 2上の熱可塑性樹脂シー卜 3との法線方向の距離 Pを常に一定にして操作でき _るため、短時間で精度良く所望の調整を行うことができ、生産の際の操作性が優れたものとなる。

【物性値の評価方法ならびに効果の評価方法】

( 1 ) 導電性テープおよび熱可塑性樹脂シ一トの厚みむら

アンリツ社製フイルムシックネステスター K G 6 0 1 Aおよび電子マイクロメ —夕一 K 3 0 6 Cを用い、長手方向に 1 0 m、連続的に厚み（最大値 T a、最小値 T b、平均値 T c ) を測定し、下式から厚みむら（％) を算出する。

厚みむら = ( T a - T b ) / T c x 1 0 0

( 2 ) 導電性テープの破断強度

導電性テープを試料長 1 5 0 mmに切断し、チャック間 1 0 0 mmにて引張り速度 3 0 0 mmノ分にて、インスト□ンタイプの万能引張り試験機にて引っ張る。得られた応力一歪み曲線から破断強度を求める。

( 3 ) 導電性テープの引張応力

長さし（mm) の導電性テープの中央部を、導電性テープの張られている方向の垂直方向にプッシュ一プルにて一定長さ X (mm) 引張り、そのときの加重 F を読み取り、下式から張力 T ( N ) を求める。

T = F L / 4 X

得られた張力を導電性テープの断面積で割り、単位断面積当たりの張力（G P a ) に換算する。

( 4 ) 導電性テープの電気比抵抗

長さ L ( c m) , 断面積 S ( c m² ) の導電性テープの抵抗 R ( Ω ) を測定し、下式から電気比抵抗（ Ω · c m) を求める。

電気比抵抗 = R X S / L

なお、抵抗 Rは 2 0 °Cで測定する。

( 5 ) 溶融比抵抗の測定

充分乾燥したペレッ卜を窒素雰囲気下 2 8 0てで溶融し、一対の電極を挿入し、直流高圧発生装置にて電圧を印加した際の印加電圧 V ( V ) 、測定電流 I ( A ) 、電極間の距離 D ( c m) および電極の面積 S ( c m ² ) により、下式から溶融比抵抗（Ω · c m) を算出する。

溶融比抵抗 = V X S / ( I X D )

( 6 ) 熱可塑性樹脂シートの上限成形速度

得られた熱可塑性樹脂シートもしくは、成形状態を観察し、以下の 4ランクに分類する。

◎ ：フィル厶表面に全く欠点がない。

〇：フィルム表面に薄い斑点状欠点が部分的に発生する。

△ ：全面に斑点状欠点が発生する。

X ：熱可塑性樹脂と冷却ドラムの間に、大きな空気の嚙み込みがあり、シートの平面性が極端に悪化する。

冷却ドラムの回転速度を低速から上昇し、 ◎〜〇の範囲を保てる上限速度を熱可塑性樹脂シートの上限成形速度とする。この際、電極を熱可塑性樹脂の着地点前後で冷却ドラム周方向に移動させ、最も欠点が少なくなるように位置を調整する。

実施例

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例 1 〜了

溶融比抵抗が 5 X 1 0⁸ Q · c mであるポリエチレンテレフ夕レー卜（ P E T ) のペレットを 1 8 0 °C、真空中で 4時間乾燥後、押出機に供給し 2 8 0 °Cで溶融し、フィルターを通過させた後、 Tダイより吐出させ、表面温度 2 5 °C、直径 1 2 0 0 mm φの冷却ドラムに下記の条件で静電印加法にてキヤストしてシートを

1守た

( 1 ) 静電印加電極

A. 材質表 1 の通り

B . 形状表 1 の通りの断面が矩形のテープ状

C. 厚みむら表 1 の通り

D. 破断強度表 1 の通り

E . 電気比抵抗：表 1 の通り

( 2 ) 静電印加条件

A. 印加電圧： +の直流電圧 1 4 k V

B . 電極の引張応力：表 1 の通り

C . 電極の移動速度：表 1 の通り

D. 溶融熱可塑性樹脂シートと電極下端との距離： 5 m m

E . 冷却ドラムの法線方向と導電性テープとのなす角度： + 5 ° 得られるシー卜の平均厚さが 2 0 0 μ mになるように、熱可塑性樹脂の押出量を調整しながら求めた冷却ドラムの上限表面速度は表 1 の通リであり、いずれも高速化を達成できた。また、このようにして得られた熱可塑性樹脂シートの厚みむらは、いずれも小さく良好であった。【表 1

静電印加用電極静電印加条件上限表面熱可塑性'

r 材質平均厚み（X) 幅（Y) Y/X 厚みむら破断強度電気比抵抗印加電圧引張応力移動速度厚みむら

(mm; f (G Ρ a ) (jU Ω · c m) C k V) (G P a ) (mZ分） im/

o U o U 4 H U . U 4 U o o n n l υ . υ 1 - o o o + 1 4 0. 90 5. 0 1 U Q d Q r>

'J U U 4 H U . U ώ y 1 b . U + 1 4 0. 9 0 b . (J X 1 U

41"1 u 0 υ Q 7 4 u υ u x u ώ

I^ 4 SUS 304H 0. 020 2 100 1 2. 0 1. 25 72 + 14 0. 90 5. O X I O-³ c> 2 実施例 5 SUS 304H 0. 040 8 200 25. 0 1. 26 72 + 14 0. 90 5. O X I O-³ 1 10 2. 5 実施例 6 SUS 304H 0. 040 8 200 10. 0 L. 28 72 + 14 0. 30 5. 0 X 10 107 3. 2 実施例 7 チタン 0. 040 8 200 20. 0 1. 05 55 + 14 0. 90 5. O X I O-³ 1 25 2. 0

比較例 1 、 2

実施例と同じ熱可塑性樹脂、製造装置を用いて、下記の条件で静電印加法にてキャストしてシートを得た。

( 1 ) 静電印加電極

A. 材質：タングステン

B . 形状：断面が円形のワイヤー状

比較例 1 直径 0. 1 0 m m φ

比較例 2 直径 0. 1 5 mm φ

C. 破断強度：表 2の通り

D. 電気比抵抗：表 2 の通り

( 2 ) 静電印加条件

A. 印加電圧：十の直流電圧 1 4 k V

B . 電極の引張応力：表 2の通り

C. 電極の移動速度：表 2の通り

D. 溶融熱可塑性樹脂シートと電極との距離： 5 mm

得られるシー卜の平均厚さが 2 0 0 μ ιηになるように、熱可塑性樹脂の押出量を調整しながら求めた冷却ドラムの上限表面速度は表 2の通りであり、高速化は達成できなかった。また、このようにして得られた熱可塑性樹脂シートの厚みむらは、いずれも大きかった。

比較例 3〜 1 2

比較例と同じ熱可塑性樹脂、製造装置を用いて、下記の条件で静電印加法にてキャストしてシートを得た。

Α. 材質：表 2の通リ

Β . 形状：表 2の通りの断面が矩形のテープ状

C . 厚みむら：表 2の通り D. 破断強度：表 2の通り

E . 電気比抵抗：表 2の通り

( 2 ) 静電印加条件

A. 印加電圧：十の直流電圧 1 4 k V

B . 電極の引張応力：表 2の通り

C. 電極の移動速度：表 2の通り

D. 溶融熱可塑性樹脂シートと電極下端との距離： 5 mm

E . 冷却ドラムの法線方向と導電性テープとのなす角度： + 5 ° 得られるシートの平均厚さが 2 0 0 μ mになるように、熱可塑性樹脂の押出量を調整しながら求めた冷却ドラムの上限表面速度は表 2の通りであり、高速化は達成できなかった。また、このようにして得られた熱可塑性樹脂シートの厚みむらはいずれも大きかつた。

【表 2】

静電印加用電極静電印加条件上限表面熱可塑性速度卜材 H 平均厚み（X) 幅（Y) Y/X 厚みむら破断強度锺気比抵抗印加電圧引張応力移動速度厚みむら

(mm) (mm) (G P a) i O · c m) Ck V) (G P a) (m/分） (m/分） l タングステン 0 , 1 mm φ 2. 8 0 5. 7 + 1 4 2. 0 0 5. 0 X 1 0 "³ 0 4 D . 7 タンクステン 0. 1 5 mm φ 2. 95 5. 7 + 14 2 - 00 5 - 0 X 1 0—³ 5 ϋ D . 2 比^ S U S 304 H 0. 040 1. 2 30 10. 0 1. 28 72 + 14 0. 90 5 , O X I O—³ 62 D . 4 比例 4 S U S 04 Η 0. 0 1 5 1 8 1 200 1 5. 0 1. 25 72 + 14 0. 90 5. 0 X 1 0 "^Ί D 0 D . 2

S U S 304 Η 0. 008 16 2000 1 9. 0 1 - 24 72 + 14 0. 90 5 - 0 X 1 0 49 1 2. 3 比例 6 S U S 304 Η 0. 060 1. 8 30 9. 0 1 - 28 72 + 1 0. 90 5 - 0 X 1 0— ³ 54 1 0. 1 比較例 7 S U S 304 Η 0. 040 0. 8 20 10. 0 1. 28 72 + 14 0. 90 5. 0 X 10 56 9. 7 比例 8 S U S 304 Η 0. 60 6 10 7. 0 1. 28 72 + 14 0. 90 5. 0 X 1 0—'， 57 5

SUS 304Η 0. 040 8 200 35. 0 1. 2 1 72 + 14 0. 90 5. 0 X 10 -³ 1 D . 0 比較例 1 0 S US 304Η 0. 040 1 2 300 10. 0 1. 28 72 4- 14 0. 1 0 5. 0 X 1 0_³ 65 27. 0 比較例 1 1 S U S 304Η 0. 040 12 300 10. 0 1. 28 72 4- 14 1. 1 8 5. 0 X 10- ³ 67 14. 3 比較例 1 2 鉄鋼 0. 040 8 200 1 . 0 0. 75 9. 7 4- 14 0. 60 5. 0 X 1 0 69 5. 7

実施例 8〜 1 3、比較例 1 3 ~ 1 6

導電性テープの静電印加電極 4の下端 4 1 と冷却ドラム 2上の熱可塑性樹脂シ一卜 3との法線方向の距離 P (m m) と、冷却ドラムの表面速度 V d (m/分）と、静電印加電極 4と接続した直流高圧電源 7の電圧 Qと、冷却ドラム 2の法線方向と静電印加電極 4とのなす角度 θ Γ ) と、静電印加電極の捻り角度 Δ Θ ) とに関し、本発明に係わる熱可塑性樹脂シートの製造装置と他の比較例について、熱可塑性樹脂にポリエステルを用いてシ一卜の表面欠点の発生状況を比較テストした。なお、静電印加電極としては、 S U S 3 0 4 H製、平均厚み 0. 0 4 0 mm、幅 8 m m、長手方向厚みむら 1 0. 0 %のものを使用した。結果を表 3に示す。

表 3に示すように、実施例 8から実施例 1 3は、前記距離 Pを 1 mm以上 2 0 mm以下に設定し、前記電圧 Qを 1 k V以上 3 0 k V未満に設定し、角度 Θを一 4 5 ° 以上 + 4 5 ° 未満に設定し、捻れ角度 Δ Θを 2 0 ° 以内に設定したので、シート表面は欠点もなく良好であつたが、比較例 1 3では距離 Pを 2 2 m mに設定したので、導電性テープからの静電荷の印加が不十分となり、シートには気泡状の欠点が発生した。さらに、比較例〗 4では距離 Pは 1 2 m mであったが電圧を 3 3 k Vに設定したので、シートの絶縁破壊によりピンホール状の欠点が発生した。さらに、比較例 1 5では、角度 Θを一 5 0 ° に設定したので、導電性テ一プの静電印加電極が振動し、その結果、シートの厚み精度が悪化し、気泡状の欠点も併発した。さらに、比較例 1 6では、捻り角度 Δ Θを 1 2 ° に設定したので, 熱可塑性樹脂シー卜と冷却ドラムとの密着が幅方向で不均一となり、冷却ドラムの高速回転テストを中断した。その際、導電性テープの静電印加電極の振動も発生し、厚み精度も悪化した。

なお、実施例 8〜 1 3では、上記の距離 Pと表面速度 V dが、図 6に示すように、ほぼ Q = 0. 0 2 2 x P x V d + 4. 5の関係にあり、距離 Pを 6 mmに固定すれば、 Q = 0. 1 3 x V d + 4. 5となり、表面速度 V d と電圧 Qが一義的に決定できるため、容易に制御することができた。

【表 3】

(注） P 静電印加電極の下端と冷却ドラム上の熱可塑性樹脂シ卜との法線方向の距離

V d 冷却ドラムの表面速度

Q 静電印加電極に接続する直流高圧電源の電圧

冷却ドラムの法線方向と静電印加電極のなす角度

Δ 静電印加電極の口金幅方向に対する捻り角

産業上の利用可能性本発明の方法と装置は、熱可塑性樹脂シ一卜、特にポリエステルフィルムの製造をするに際して、好ましく用いられるものである。

本発明の方法と装置によれば、ポリエステルフィル厶等のフィル厶製造業において、より高速下で、厚み均一性に優れ、表面欠点の少ない熱可塑性樹脂シートを成形することを可能にするものであり、フイルム品質の向上、フイルム生産性の向上、フィルムコストの低減化に寄与できるものである。

Claims

請求の範囲

1 . 溶融熱可塑性樹脂を口金からシート状に押し出し、静電印加法にて冷却ドラム上で冷却固化させて熱可塑性樹脂シー卜を製造する方法において、 ―

( A ) 断面がほぼ矩形で、その厚み X (mm) と幅 Y (mm) が下記式（ 1 ) 〜（ 3 )

0. 0 1 ≤ X≤ 0. 5 …… ( 1 )

1 ≤ Y≤ 1 0 …… ( 2 )

5 0≤ Y/X≤ 1 0 0 0 …… ( 3 )

を同時に満たす電極であつて、

( B ) 長手方向の厚みむら Zが 3 0 %未満の導電性テープを印加電極として用い、

キャスティングすることを特徴とする熱可塑性樹脂シー卜の製造方法。

2. 厚み X (mm) が、下記式（ 4 ) を満足するものであることを特徴とする請求項 1記載の熱可塑性樹脂シー卜の製造方法。

0. 0 1 ≤ X≤ 0. 0 5 …… ( 4 )

3. さらに、次の製造条件を付加してキャスティングすることを特徴とする請求項 1 または 2記載の熱可塑性樹脂シー卜の製造方法。

( C.) 冷却ドラムの表面速度を 6 5 m/分以上でキヤスティングすること。

4. 冷却ドラムの表面速度が 1 0 0 m/分以上であることを特徴とする請求項 1 、 2または 3記載の熱可塑性樹脂シー卜の製造方法。

5. 溶融熱可塑性樹脂を口金からシート状に押し出し、静電印加法にて冷却ドラ厶上で冷却 ·固化させて熱可塑性樹脂シー卜を製膜する方法において、

( A ) 断面がほぼ矩形で、その厚み X (mm) と幅 Y (mm) が下記式

5 0≤ Y / X≤ 1 0 0 0 を満たす、長手方向に一様な形態を持つ導電性テープを印加電極として用い、かつ、

( B ) 該導電性テープにその破断強度の 1 0 %以上 9 0 %以下の引張応力をかけることを特徴とする熱可塑性樹脂シー卜の製造方法。

6. 導電性テープの厚み X ( m m) が、 0. 0 1 5 m m以上 0. 3 mm以下であることを特徴とする請求項 5記載の熱可塑性樹脂シー卜の製造方法。

7. 導電性テープの幅 Y (m m) が、 1 m m以上 2 0 m m以下であることを特徴とする請求項 5または 6記載の熱可塑性樹脂シー卜の製造方法。

8. 導電性テープの長手方向の厚みむら Zが、 3 0 %以下であることを特徴とする請求項 5、 6または 7記載の熱可塑性樹脂シー卜の製造方法。

9. 冷却ドラムの表面速度を 6 5 m/分以上でキヤスティングすることを特徴とする請求項 5、 6、 7または 8記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。

10. 冷却ドラムの表面速度を 1 0 0 m/分以上でキヤスティングすることを特徴とする請求項 5、 6、 7、 8または 9記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。

11. 導電性テープを長手方向に連続移動させ、その移動速度 V t ( mZ分）と冷却ドラムの表面速度 V d ( m/分）との関係が、

V t ≥ V d / 5 0 0 0 0

となる範囲でキャスティングすることを特徴とする請求項 5、 6、 7、 8、 9 または 1 0記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。

12. 導電性テープに正の直流電圧を印加し、冷却ドラムを接地することを特徴とする請求項 5、 6、 7、 8、 9、 1 0または 1 1 記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。

13. 導電性テープの冷却ドラム側端部と冷却ドラム上の熱可塑性樹脂シー卜との冷却ドラムの法線方向における距離を P (m m) 、該冷却ドラムの表面速度を V d (m/分）、該導電性テープに接続する直流高電圧電源の電圧を Q ( k V ) とすると、

Q = a x P x V d + b

ただし、 0. 0 0 5 ≤ a ≤ 0. 0 4

0 ≤ b ≤ 7

なる関係式でもって、導電性テープと冷却ドラムとの距離と、該導電性テープに接続する直流高圧電源の電源とを制御することを特徴とする請求項 5、 6、 7、 8、 9、 1 0、 1 1 または 1 2記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。

14. 導電性テープに接続する直流高圧電源の電圧 Qが、 1 1< 以上3 0 !< 未満であることを特徴とする請求項 5、 6、 7、 8、 9、 1 0、 1 1 、 1 2または 1 3記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。

15. 導電性テープの冷却ドラムに対する位置を少なくともフィルムの走行方向と幅方向との 2方向に調整するとともに両者の距離を 1 ~ 2 0 mmの範囲に調整し、導電性テープと冷却ドラムの法線方向とのなす角度を 0 〜 4 5 ° の範囲内に調整し、さらに導電性テープの捻り角が口金幅方向に対して ± 7. 5 ° の範囲内に調整してキャスティングすることを特徴とする請求項 5、 6、了、 8、 9、 1 0、 1 1 、 1 2、 1 3または 1 4記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法 _c

16. 熱可塑性樹脂シートの厚みが 0. 0 5 mm以上 2 mm以下であることを特徴とする請求項 5、 6、 7、 8、 9、 1 0、 1 1 、 1 2、 1 3、 1 4または 1 5 記載の熱可塑性樹脂シー卜の製造方法。

17. 熱可塑性樹脂がポリエステルであることを特徴とする請求の範囲第 5、 6、 7、 8、 9、 1 0、 1 1 、 1 2、 1 3、 1 4、 1 5または 1 6記載の熱可塑性樹脂シー卜の製造方法。

18. 溶融熱可塑性樹脂を口金からシート状に押し出し、静電印加法にて冷却ドラム上に冷却固化させて熱可塑性樹脂シートを製造する熱可塑性樹脂シー卜の製造装置であつて、口金と冷却ドラムとの間に、下記式（ 1 ) 〜（ 4 ) を同時に満たす導電性テープを設けたことを特徴とする熱可塑性樹脂シー卜の高速製造装置。

0 . 0 1 ≤ X≤ 0 . 5 …… ( 1 )

1 ≤ Y≤ 1 0 …… （ 2 )

5 0 ≤ Y / X≤ 1 0 0 0 …… ( 3 )

0 ≤ Z≤ 3 0 …… （ 4 )

ただし、 X ：導電性テープの厚み（m m )

Y ：導電性テープの幅（m m )

Z ：導電性テープの長手方向の厚みむら（％)

1 9. 導電性テープの長手方向の厚みむら Z ( % ) が、 0 %以上 2 5 %以下の範囲内であることを特徴とする請求項 1 8記載の熱可塑性樹脂シー卜の高速製造装置。

20. 導電性テープの電気比抵抗が 1 0〜 1 3 0 μ Ω · c mの範囲内であることを特徴とする請求項 1 8または 1 9記載の熱可塑性樹脂シートの高速製造装置。

21 . 口金からシー卜状に押し出された熱可塑性樹脂をブレード状の静電印加電極によリ冷却回転体に密着せしめて冷却固化する工程を有する熱可塑性樹脂シー卜の製造装置において、前記ブレード状の静電印加電極の冷却回転体側端部と該冷却回転体上の熱可塑性樹脂シー卜との冷却回転体の法線方向における距離を冷却回転体上の任意の位置で調整できるように、該ブレード上の静電印加電極を回転冷却体に対して少なくとも 2方向に移動可能な手段と、該冷却回転体の法線方向とブレード状の静電印加電極とのなす角度を任意に調整可能な回転手段とを備えたことを特徴とする熱可塑性樹脂シー卜の製造装置。

22. さらに、導電性テープの捻り角が口金幅方向に対して任意の角度に調整できる角度調整手段を備えたことを特徴とする請求項 2 1 記載の熱可塑性樹脂シー卜の製造装置。

23. 回転手段が、該冷却回転体の法線方向とブレード状の静電印加電極とのなす角度を、 0 ° 以上 4 5 ° 未満の範囲内に調整可能なものであることを特徴とする請求項 2 1 または 2 2記載の熱可塑性樹脂シー卜の製造装置。

24. 捻り角度調整手段が、導電性テープの捻り角が口金幅方向に対して、一 ±了 .

5 ° 以内の範囲内に調整可能であることを特徴とする請求項 2 2または 2 3記載の熱可塑性樹脂シー卜の製造装置。

25. 熱可塑性樹脂シ一卜の厚みが 0. 0 5 mm以上 2 m m以下であることを特徴とする請求項 1 8、 1 9、 2 0、 2 1 、 2 2、 2 3または 2 4記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。

26. 熱可塑性樹脂がポリエステルであることを特徴とする請求の範囲第 1 8、 1 9、 2 0、 2 1 、 2 2、 2 3、 2 4または 2 5記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。