JP2000211014A

JP2000211014A - 熱可塑性樹脂シ―トの製造方法

Info

Publication number: JP2000211014A
Application number: JP11017557A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tsunashima; 研二綱島; Jun Sakamoto; 純坂本; Katsutoshi Miyagawa; 克俊宮川
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】高品質な熱可塑性樹脂シートを高速度で製膜し
て生産性良く製造すること。【解決手段】溶融した熱可塑性樹脂シートを自由回転す
る帯電ロールと冷却媒体で同時に挟み込みながらキャス
ティングし、製膜を行う。

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
トの生産性、特に高速キャスト性に優れ、かつ品質にも
優れた熱可塑性樹脂シートの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱可塑性樹脂シートの製造方法
は、例えば特公昭３７−６１４２号公報に示されるよう
に、口金から溶融押出したシートを該樹脂のガラス転移
温度未満に保たれた冷却媒体上に静電気を印加させなが
ら密着・急冷によりキャストシートを得、さらに必要に
応じて一軸延伸または二軸延伸、熱処理する方法が取ら
れている。

【０００３】一方、カレンダー成形方法と呼ばれるシー
ト製造方法では、溶融した樹脂をロール間で挟み込みな
がらバンクと呼ばれる樹脂溜まりを形成させながらシー
トを成形している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な方法では、次のような欠点が存在した。

【０００５】すなわち、溶融したポリエステル樹脂で代
表される熱可塑性樹脂シートを冷却ドラムに密着急冷し
て、結晶性の低い、透明で表面平滑なシートを得る最高
速度は、静電印加法、真空吸引法、プレス法などの高速
キャストに有効なあらゆる手段を用いても、空気の噛み
込みを防止できる上限速度は６０ｍ／分程度であり、そ
の後に長手方向に延伸したとしても２００〜２５０ｍ／
分程度以下と生産性の悪いものとならざるを得なかっ
た。

【０００６】またカレンダー成形方法では高速になるに
つれてバンクが安定形成できず、３０ｍ／分以上では安
定したキャストが難しく、生産性の悪いものであった。

【０００７】すなわち、本発明の目的は、上記従来技術
の欠点を解消し、生産性・品質ともに優れた熱可塑性樹
脂シートを高速で得ることのできる新たなる製造方法を
提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上述した問
題に鑑み、鋭意検討した結果、口金から押し出された熱
可塑性樹脂シートを帯電ロールとキャスティングドラム
などの冷却媒体とで挟み込みながらキャスティングする
ことで前記問題が解決できることを見出し、本発明に至
った。

【０００９】すなわち、本発明の熱可塑性樹脂シートの
製造方法は、熱可塑性樹脂を溶融後、口金から溶融シー
トを吐出させ、該シートを帯電ロールと冷却媒体で挟み
込みながら冷却固化させる熱可塑性樹脂シートの製造方
法において、該帯電ロールが自由回転ロールを使用する
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造方法であ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施の形
態を説明する。

【００１１】本発明は、溶融した熱可塑性樹脂シートを
自由回転する帯電ロールと冷却媒体で挟み込みながらキ
ャスティングする熱可塑性樹脂シートの製造方法であ
る。本発明の方法によれば、空気を介在させずにシート
に直接電荷を与えるので、比較的低電圧で大きな電荷密
度（電流）を溶融樹脂シートに与えることができるため
に冷却媒体への強力な密着が可能になり、従来の静電印
加キャスト方法では得られなかった１００ｍ／分以上の
高速度での密着性が良くなるばかりか、厚み均質性にも
優れたシートが得られるようになる。

【００１２】本発明は、熱可塑性樹脂シートの製造方法
であるが、本発明における熱可塑性樹脂とは、加熱によ
って流動性を示す樹脂であり、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィド、ビニ
ルポリマー、およびそれらの混合体・変性体などから選
ばれた樹脂が代表的であり、本発明の場合、ポリエステ
ル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などが好
ましく、特にポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂が特に
好ましい。

【００１３】ポリエステルとは、分子主鎖中にエステル
結合を有する高分子化合物であり、通常、ジオールとジ
カルボン酸とからの重縮合反応により合成されることが
多いが、ヒドロキシ安息香酸で代表されるようなヒドロ
キシカルボン酸のように自己縮合するような化合物を利
用してもよい。ジオール化合物の代表的なものとして
は、ＨＯ（ＣＨ₂）ｎＯＨで表されるエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキ
セングリコール、さらにジエチレンギリコール、ポリエ
チレングリコール、エチレンオキサイド付加物、プロピ
レンオキサイド付加物等で代表されるエーテル含有ジオ
ールなどであり、それらの単独または混合体などであ
る。ジカルボン酸化合物の代表的なものとしては、フタ
ル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカル
ボン酸、コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン
酸、アゼライン酸、セバチン酸、ダイマー酸、マレイン
酸、フマル酸、及びそれらの混合体などである。代表的
なポリエステル樹脂としては、例えばポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート
（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）およ
びこれらの共重合体、ポリシクロヘキサンジメチレンテ
レフタレート（ＰＣＴ）などを挙げることができ、中で
もポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリエチレ
ンナフタレート（ＰＥＮ）およびこれらの共重合体が好
ましく、特にポリエチレンテレフタレートおよびその共
重合体が好ましい。これらの高分子化合物の繰替し単位
は好ましくは８０以上、より好ましくは１２０以上ある
のがよい。固有粘度としては、オルトクロルフェノール
（ＯＣＰ）中での測定値として０．４（ｄｌ／ｇ）以
上、好ましくは０．５５（ｄｌ／ｇ）以上であるのがよ
い。もちろん、これらのポリエステル樹脂には、各種の
添加剤、例えば、すべり材、ブロッキング防止剤、増量
剤、安定剤、酸化防止剤、粘度調整剤、帯電防止剤、着
色剤、顔料、液晶ポリエステルなどの樹脂を併用するこ
とができる。

【００１４】また、ポリアミド樹脂とは、主鎖中にアミ
ド結合を有する高分子化合物であり、代表的なものとし
ては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナ
イロン１２、ナイロン１１、ナイロン７、ポリメタ／パ
ラキシリレンアジパミド、ポリヘキサメチレンテレフタ
ラミド／イソフタラミドおよびそれらの関連共重合体、
混合体などから選ばれたポリアミド化合物である。本発
明の場合、特にナイロン６およびその共重合体、ナイロ
ン６６およびその共重合体が好ましいポリアミドであ
る。さらに、これらのポリアミドに柔軟ナイロンや、結
晶化し難いナイロン化合物を添加しておくと、キャスト
での結晶化防止や、得られた品質の低温柔軟性などを付
与できる点で好ましい。

【００１５】さらにポリフェニレンスルフィド（ＰＰ
Ｓ）樹脂としては、分岐構造を実質的に含まない直鎖状
のＰＰＳ化合物が良い。

【００１６】また、ポリオレフィン樹脂としては、ポリ
エチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、メチルペ
ンテンポリマー（ＭＰＰ）、エチレンビニルアルコール
（ＥＶＯＨ）、酢酸ビニルポリマー（ＥＶＡ）、および
それらの各種共重合体などである。

【００１７】本発明の熱可塑性樹脂シートの製造方法
は、溶融した熱可塑性樹脂を口金から押出した後、該溶
融熱可塑性シートを帯電した自由回転ロールと冷却媒体
で同時に挟み込みながら密着冷却固化する製造方法であ
る。

【００１８】この帯電ロールは、自由回転することが必
須であり、駆動ロールにすると帯電ロールに接する溶融
樹脂シートの表面速度が溶融状態から固体状態への相転
移が起こる過程であるために該シート表面速度をシート
の収縮・膨張に合わせて速度を設定することは困難とな
り、その結果、シート表面と帯電ロールとの間で周速度
差が生じるために溶融樹脂シート表面が変形したり、擦
り傷が生じたりして品質の良い高速キャストができない
ためである。

【００１９】すなわち、溶融樹脂シ−ト表面速度と全く
同一の速度で回転する帯電ロールでなければならないの
である。さらに自由回転ロールとすることにより装置が
簡単となり安全性や操作性・メンテナンスがやりやすい
というメリットもあるが、逆に、帯電ロールの回転ムラ
がそのままシートの厚みむらにもなるというディメリッ
トもある。このように自由回転ロールが均一に回転して
剥離するためには、溶融シートとの剥離性・離型性を向
上させることが必須であり、そのためには帯電ロールに
接するまでの溶融樹脂シートに帯電ロールと同じ極の電
荷を予め印加しておき、帯電ロールからシートが剥離す
るときに静電気的な反発力を利用して容易に剥離するよ
うになる。もちろん、後述するように帯電ロール表面材
質を導電性と剥離性に優れたものにすることも好まし
い。

【００２０】帯電ロールとはロールに電圧が印加されて
いるロールのことであり、具体的にはロールに帯電させ
る方法として、ロールに直接あるいはロール軸受けなど
に直流電圧を印加すればよい。電荷は正極でも負極でも
よいが、安定性、密着力などの点から負極の方が好まし
い場合が多い。ロールに印加する電圧は１００Ｖ〜２０
ＫＶ、好ましくは１ＫＶ〜５ＫＶと従来法よりも低い電
圧範囲が好ましい。流す電流値は、１０ｍＡ〜１Ａ、好
ましくは２０ｍＡ〜３００ｍＡ程度と通常の空気を介在
して印加する従来静電印加法よりも多く流すのが特徴で
ある。冷却媒体は直接アース（接地）させたり、適当な
抵抗を噛ませて接地すればよい。

【００２１】本発明では、帯電ロールから直接溶融樹脂
シートへ電荷を与え、冷却媒体へ密着させるが、このと
き、帯電ロールと接すると同時に冷却媒体にも接するこ
とが大切であるが、通常、溶融シートは帯電していない
ために、まず、この帯電ロールに吸い寄せられてから、
その後に冷却媒体に接するようになる。このように状態
になると溶融樹脂シートと帯電ロールとの間の密着力は
弱いために、溶融樹脂シート表面に空気を噛み込み、い
わゆるクレータが発生し、表面欠点になるという重大な
欠点を有している。そこでこれを防止するには、帯電ロ
ールへ溶融シートが接する前に帯電ロールと同極の電荷
をあらかじめ溶融シートへ与えることが好ましい。電荷
の与え方は、例えば、口金〜帯電ロールの間にワイヤー
電極をシート幅方向に張り、該ワイヤー電極へ帯電ロー
ルと同極の電圧、例えば２〜２０ｋＶ程度の電圧を印加
することである。このための電極は特に限定はされない
が、ワイヤー状電極やテープ状電極を好ましく用いるこ
とができる。さらに、この電極は、帯電ロールに接する
側の溶融シート側に設置する方が比較的低電圧で効果が
あるために効率的に好ましい。

【００２２】本発明の製造方法では、静電印加は空気を
介在させずに溶融樹脂シートへ直接印加することに特徴
があるために、樹脂溶融時の比抵抗が１０⁸Ωｃｍ以
上、好ましくは１０⁹Ωｃｍ以上と大きい場合に特に有
効に働く。これは、従来の静電印加法では溶融体に大き
な電流値を流すためには印加する電圧を高くする必要が
あるが、空気層を介在して溶融体に電流が流れるため
に、空気層の絶縁破壊以下の電圧で溶融樹脂シートに電
流を流さなくてはならないので溶融シートの溶融比抵抗
はある程度小さくなければならないという必然性があっ
たのである。ところが、本発明の方法によるとむしろ溶
融シートの溶融比抵抗値はむしろ高い方が溶融樹脂シー
トに帯電する電荷量が多くなるので好ましいことにな
る。特に、帯電ロールに接する側の熱可塑性樹脂シート
表面の溶融比抵抗値が１０⁸Ωｃｍ以上と大きくて、逆
に冷却媒体に接する側の熱可塑性樹脂シート表面の溶融
比抵抗値は１０⁸〜１０⁶Ωｃｍ程度と小さい方が溶融
シートに与える電流値が大きくなり強力な密着力が発現
できるので好ましい。例えば、電気コンデンサー用樹脂
シートの製造の場合や、融点以下の押出である過冷却押
出法の場合の様に溶融比抵抗値の高い場合には特に有効
である。これは、電気コンデンサー用樹脂シートでは、
電気絶縁性を向上させるためにシートの体積固有抵抗値
が大きく、従来の空気を介在させた静電印加キャスト法
では溶融体に流れる電流値が小さいために高速キャスト
が困難であった。一方、過冷却押出とは、いったん、樹
脂の融点Ｔｍ以上で溶融させた後に該融点Ｔｍ以下、該
溶融結晶化温度Ｔｍｃ以上に冷却する、いわゆる過冷却
状態で押出を行うことである。このような過冷却状態で
の押出は、該樹脂の熱分解・ゲル化を減少させる効果が
あるばかりか、低分子量オリゴマーの生成も少なくなる
ために、ドラム汚れも少なくなりキャストしやすくなる
という効果もある。その一方で、溶融温度が低いために
溶融樹脂の体積固有抵抗値は高くなり通常の静電印加キ
ャスト法では高速キャストが難しくなるのである。

【００２３】本発明の製造方法で使用される帯電ロール
用のロールとしては、少なくともその表面が導電性であ
ることが必要である。通常、該ロールとしては金属ロー
ルを用いるが、ゴムロール、セラミックロール、テフロ
ンロールなどの絶縁ロール表面上に導電性層を積層した
積層タイプのものでも、金属とセラミック材料や、テフ
ロンなどの絶縁・離型性に優れた高分子材料などを微分
散させたような金属コンポジットタイプのものでもよ
く、本発明の場合、帯電ロールが駆動されておらず、自
由回転するために、ロール冷却がし難い点から、導電性
と剥離性・離型性が両立するテフロンなどの絶縁・離型
性に優れた高分子材料が微分散された金属コンポジット
タイプのロール表面等のようなものが特に好ましい。こ
のような観点からも、帯電ロールの直径は１５０〜３５
０ｍｍ程度と大径ロールの方が好ましい。帯電ロール
は、溶融樹脂シートに直接触れるため、その表面は平滑
であることが好ましく、例えば最大表面粗さとして０．
６Ｓ以下、好ましくは０．２Ｓ以下と超平滑であること
が好ましい。なお、帯電ロール内部や帯電ロール表面を
使用する熱可塑性樹脂のガラス転移点Ｔｇ未満まで冷却
して、溶融樹脂シートとの粘着を防止することが好まし
く、この場合には冷却は電気絶縁性の冷媒を用いること
が必要であり、シリコーンオイル、植物油、鉱油などの
絶縁油や冷却空気、代替フロンなどから適宜選択でき
る。このときに重要なことは、冷却用の冷媒に接続する
ロータリージョイントの回転トルクが大きいと帯電ロー
ルのトルクが３００ｇ以下、好ましくは１００ｇ以下に
ならないのである。帯電ロールは外部駆動がないため
に、溶融樹脂シートからの力で安定した回転ができるに
は、帯電ロールの回転トルクは３００ｇ以下、好ましく
は１００ｇ以下でないと、樹脂シートに「横段」と言わ
れる厚みむらが発生するのである。また、帯電ロールの
位置は、溶融された熱可塑性樹脂シートが冷却媒体に接
し始める接点に設置して帯電ロールと冷却媒体とが同時
に溶融樹脂シートを挟み込む位置に設けるのが好まし
い。具体的には、溶融熱可塑性樹脂シートを鉛直方向
（重力方向）へ押出して冷却媒体である冷却ドラムと帯
電ロールとで同時に押さえ込む方法が、高速化に好まし
いばかりか、溶融樹脂シートの膜振動などが抑制された
り、口金スジが抑制されたりして、安定したキャストを
行うことができる。

【００２４】一方、本発明の製造方法における冷却媒体
は、溶融したシートを冷却し、非結晶性シートを得るた
めに必要である。形態としては冷媒やベルトやドラムが
あるが、ドラムが好ましく、そのドラム内部には冷却水
などを循環させ、ドラム表面温度を一定に保つことが好
ましい。ドラム材質は熱伝達に優れた鉄を主材としたＳ
ＵＳよりも炭素鋼などの金属であることが好ましく、そ
の表面にはクロムやニッケルメッキなどを施した、表面
粗さが０．５Ｓ以下、好ましくは０．１Ｓ以下であるこ
とが好ましい。

【００２５】本発明の製造方法によれば、帯電ロールが
溶融樹脂層を介して冷却媒体間に接触するのが、異常放
電などに注意を払う必要があり、特に帯電ロールの帯電
有効幅は溶融樹脂シート幅よりも狭くすることが必要
で、例えば５〜２５ｍｍ、好ましくは１０〜２０ｍｍ程
度狭い帯電ロール面長とするのが良い。このときの帯電
ロール形状は、両サイドは絶縁した帯電ロールであって
も、樹脂シート幅よりも狭い帯電ロールであってもよい
が、得られるシートエッジ部分の厚さをどのように設定
するかによって使い分けることができ、例えばシート中
央部よりも端部エッジ部を２〜６倍程度に厚く成形する
場合にはシートよりも狭い帯電ロールを用いるのがよ
い。

【００２６】本発明によれば、帯電ロールへ直流電圧を
印加するが、これ以外の部分は絶縁処理する必要があ
り、そのために帯電ロールの回転軸受を絶縁セラミック
軸受けにしたり、回転軸にセラミックスリーブを被せた
り、軸受け台座に絶縁材を挿入する方法があり、さらに
冷媒を循環させる場合には、ナイロン樹脂などからなる
絶縁性配管による接続など、装置により適宜必要な絶縁
方法を取り入れることができる。

【００２７】本発明の熱可塑性樹脂シートの製造方法で
は、これまで述べてきた方法に加え、溶融熱可塑性樹脂
シートが接地する直前の冷却媒体の表面温度を該樹脂の
ガラス転移点Ｔｇ以上、融点Ｔｍ以下に保つことで、よ
りキャスティング速度を高めることができる。冷却媒体
の表面温度をガラス転移点Ｔｇ以上とすることによって
キャストシートと冷却媒体との間に強力な粘着力が発生
し、これらの密着力が向上するためである。さらに、溶
融熱可塑性樹脂シートが剥離する部分での冷却媒体表面
温度は、該樹脂のガラス転移点温度Ｔｇ未満であること
が好ましく、キャストシートの結晶化が抑制され、後に
続く延伸が良好に行える。さらに剥離点における粘着力
を低下させることができるため剥離が容易になり、シー
ト表面に剥離跡などが残らず表面が平滑になる。

【００２８】このように、溶融熱可塑性樹脂シートが接
地するところの冷却媒体の表面温度をガラス転移点Ｔｇ
以上にし、剥離直前の冷却媒体の表面温度をガラス転移
点Ｔｇ未満にするには、固化したシートが冷却媒体から
剥離してから次の溶融体が接するまでの時間帯に、外部
から強力な近赤外、赤外、遠赤外などの輻射熱源にて冷
却媒体表面を加熱し、しかも、冷却媒体内部には該樹脂
のガラス転移点Ｔｇ未満の冷却媒体、例えば水を循環さ
せておくことにより達成できる。冷却媒体としては、通
常はドラムを用いることが多いが、ベルトなどの他の形
態でもよい。

【００２９】また、冷却媒体内を通水する熱媒温度は、
熱可塑性樹脂のガラス転移点Ｔｇより少し低温ではある
が、従来から用いられてきた使用温度よりも少し高温に
しておくことにより溶融シートが接するときの表面温度
がガラス転移点Ｔｇ以上に設定できるので好ましい。シ
ート端部はシート中央部に比較してシート厚みが厚い
が、本発明の方法のように密着力が強くなるキャスト方
法ではシート端部が冷却不足で結晶化するようなことは
ないのである。特に、結晶化速度の遅いＰＥＴやＰＥＮ
の様な樹脂では、該樹脂溶融体の接地直前の媒体の表面
温度が熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ以上にすると
とともに、かつ剥離直前の媒体の表面温度をガラス転移
温度Ｔｇ未満にすることにより、幅方向全面に均一なキ
ャストが可能になるのである。

【００３０】本発明の方法によってキャストされたシー
トは、必要に応じてさらに延伸および／または熱処理を
施すことができる。延伸は、縦一軸延伸、横一軸延伸、
逐次二軸延伸、同時二軸延伸など、各種方法によって行
うことができ、通常は二軸延伸することによって機械的
バランスのとれたシートを得ることができる。延伸は周
速度の異なるロール間で行う方法やクリップによってシ
ートを把持し、該クリップ間隔を変更するテンター方式
で行うことができる。延伸倍率は特に限定されないが、
一方向へ２〜８倍延伸することが好ましく、さらには３
〜６倍程度が好ましい。なお延伸はＴｇ以上の温度で行
えばよい。熱処理は延伸後、必要に応じて所定の温度で
行えばよく、必要なシート特性によって適宜条件を設定
すればよい。

【００３１】次に、本発明における熱可塑性樹脂シート
の製造方法をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シ
ートの製造を例としてより具体的に示す。

【００３２】原料としてポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）樹脂または必要に応じて他の化合物を添加ブ
レンドした原料、例えば、液晶ポリマーや他のポリエス
テル樹脂、さらに酸化珪素、酸化マグネシウム、炭酸カ
ルシウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、マイカ、タ
ルク、カオリンなどの無機化合物、架橋ポリエステル、
架橋ポリスチレン、エチレンビスステアリルアミド、イ
オン性高分子化合物アイオノマー等の有機化合物等を添
加した原料、いったん溶融させた回収原料などを混合し
た原料などを準備し、これを乾燥・脱水した後、一軸押
出機、二軸押出機、ベント押出機、タンデム押出機など
の溶融押出機に供給し、分子量、例えば固有粘度［η］
を極力低下させないように窒素気流下、あるいは真空下
で溶融押出する。もちろん、溶融温度は該ポリエステル
樹脂の融点Ｔｍ以上であることが普通であるが、いった
ん、該樹脂の融点Ｔｍ以上で溶融させた後に該融点Ｔｍ
以下、該溶融結晶化温度Ｔｍｃ以上に冷却する、いわゆ
る過冷却状態で押出を行うこともできる。このような過
冷却状態での押出は、該樹脂の熱分解・ゲル化を減少さ
せる効果があるばかりか、低分子量オリゴマーの生成も
少なくなるために、ドラム汚れも少なくなりキャストし
やすくなるという効果もある。

【００３３】次に、原料中の異物を除去するために、溶
融樹脂を適宜なフィルター、例えば、焼結金属、多孔性
セラミック、サンド、金網等で濾過しながら押出する。
かくして溶融されたポリエステル樹脂を成型用のＴダ
イ、Ｌダイ、リングダイなどの任意の口金から押出し成
形するのである。このとき、口金から溶融樹脂シートを
鉛直方向へ押出されるようにするのが口金スジ解消や安
定キャストには好ましい。さらに好ましくは、口金ラン
ド方向も鉛直方向に向いていることが良い。また、口金
とキャストドラムの位置関係は特には限定しないが、口
金がキャスティングドラムの頂上に位置するよりも、シ
ートの進行方向の上、さらに好ましくは鉛直方向がドラ
ムの接線になるような位置の方が厚み均質性、表面無欠
点などにとっては好ましい。このためにも口金形状は烏
口タイプの先端の尖ったものが好ましい。

【００３４】なお、口金から溶融シートを押出すときの
ドラフト比（＝口金リップ間隔／押出されたシート厚
み）は、３以上、好ましくは５〜２０範囲とすることに
より、厚みむらの小さい、平面性の良いシートが得られ
やすい。

【００３５】かくして溶融されたポリエステル樹脂をカ
ラス口形状の口金から押出し、該溶融シートをワイアー
電極で負極に帯電させた後、１００Ｖ〜１０ＫＶの負極
電圧をかけた自由回転する帯電ロールと冷却媒体である
キャスティングドラムとで同時に溶融シートを挟み込む
ようにして冷却媒体ドラムに密着させて急冷する。この
とき、該溶融体の接地直前のドラムの表面温度を、ポリ
エステル樹脂のガラス転移点Ｔｇ以上、融点Ｔｍ以下に
するととともに、剥離直前のドラムの表面温度をポリエ
ステル樹脂のガラス転移点Ｔｇ未満にすることにより強
力な粘着力による密着力を有したキャストが行える。

【００３６】かくして得られたキャストシートは、必要
に応じて延伸処理を行うが、例えば逐次二軸延伸法であ
れば、キャストシートをまず予熱ロールによってＴｇ以
上に加熱し、周速度の異なるロールによって長手方向へ
２〜８倍延伸し、冷却ロールによってシートを冷却す
る。次いで長手方向へ延伸されたシートはテンター式横
延伸機に導かれ、シート両端をクリップによって把持し
熱風によってシートをＴｇ以上に加熱する。両端クリッ
プの幅を広げることでシートを横方向へ２〜８倍延伸
し、さらに必要に応じて熱風によってシートを熱処理す
る。

【００３７】

【物性の測定法】次に、本発明で使用した測定法につい
て以下に述べる。１．ポリエステル樹脂の固有粘度［η］２５゜Ｃで、ｏ−クロルフェノールを溶媒として次式よ
り求めた。

【００３８】［η］＝ｌｍ［ηｓｐ／ｃ］比粘度ηｓｐは、相対粘度ηｒから１を引いたもので
ある。ｃは、濃度である。単位はｄｌ／ｇで表わす。２．キャスト密着性キャストドラム上で空気などを噛み込んだり垂れ下がっ
たり、その他何らかのキャスト欠点の見えない場合を
○、何らかの欠点が肉眼で見える場合を×とした。３．ポリエステルの熱特性セイコー電子工業製ＤＳＣＲＤＣ２２０型を用い、ポ
リエステルを２０ｍｇ秤量し、窒素ガス雰囲気下２０℃
／分の速度で昇温して３００℃になった時点でクエンチ
し、再度２０℃／分の速度で３００℃まで昇温しながら
ガラス転移点Ｔｇ、結晶化発熱ピーク温度Ｔｃｃ、融点
Ｔｍを測定した。３００℃に到達したのちさらに２０℃
／分の速度で降温させ、結晶化発熱ピーク温度Ｔｍｃを
測定した。４．溶融比抵抗Ｒ（Ωｃｍ）ＰＥＴポリマーを窒素気流下２８０℃で溶融し、その溶
融体の中に一対の電極を入れ、この電極に直流電圧を印
加し、次式からＲを求める。

【００３９】Ｒ＝印加電圧Ｖ×電極面積Ｓ／（測定電流
ｉ×電極間距離Ｄ）５．ロールの回転トルク（ｇ）ロールにバネばかりに固定して、バネばかりをロールの
接線方向に引張ったときにロールが回転を開始するとき
の力を回転トルクとし、単位はｇで表示する。

【００４０】

【実施例】実施例により、本発明をさらに詳細に説明す
る。実施例１熱可塑性樹脂として、ポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）（固有粘度[η]＝０．６２、Ｔｇは７０℃、冷結
晶化温度Ｔccは１２８℃、融点Ｔｍは２６５℃、Ｔｍｃ
は２１５℃、添加剤として平均粒径０．２５μｍの合成
炭酸カルシウム粒子を０．１ｗｔ％含有、２８５℃での
溶融比抵抗１０⁹Ωｃｍ）を用いた。該ＰＥＴ樹脂の含
水率が２０ｐｐｍ以下になるように乾燥した後、スクリ
ュー径２５０ｍｍのタンデム押出機に供給して２８５℃
で溶融した後に２７０℃に冷却した後、１０μｍカット
の繊維燒結金属フィルターを通過させて濾過し、これを
烏口タイプの幅１０００ｍｍのＴダイ口金に導入し、溶
融体シートを鉛直方向（重力の方向）に押出し、この溶
融シートを、直径２００ｍｍ、面長８００ｍｍ、表面が
クロムメッキされた表面粗度０．１Ｓの自由回転する回
転トルク１３０ｇの帯電ロールと、直径２．０ｍのクロ
ムメッキされた表面粗度０．１Ｓのキャスティングドラ
ムで同時に挟み込みながら１２０ｍ／分の速度でキャス
ティングした。

【００４１】このときの溶融樹脂シートのドラムに着地
する直前のシート幅は８７０ｍｍであり、帯電ロールは
該シートの中央部に接触させた。帯電ロールには電圧３
ＫＶの直流負極電荷を印加し、２０〜１００ｍＡ程の電
流を流した。さらに冷却ドラムは接地し冷却水を通水
し、表面温度を２５℃とし、帯電ロールには、冷媒とし
て冷却空気を流した。このようにしてキャスティングし
た結果、高速でのキャスト密着性は良好であり、得られ
たシートの表面性も良好であった。かくして得られたキ
ャストシートは１５０μｍ、幅８７０ミリであり、厚み
むらの小さい、平面性の優れた、表面欠点のない、非晶
性のシートであった。

【００４２】続いて、該押出シートをロール式長手方向
多段延伸機で延伸温度９８℃で５倍多段延伸後Ｔｇ以下
に冷却し、続いて該長手方向延伸シートの両端をクリッ
プで把持しながらテンタに導き、延伸温度１００℃に加
熱された熱風雰囲気中で幅方向に４．５倍延伸後、２２
０℃で定長熱固定、および１５０℃で幅方向に３％のリ
ラックス熱固定し、厚さ１２μｍの二軸配向ポリエステ
ルシートを安定な状態で約６００ｍ／分という高速で巻
取り製膜した。

【００４３】かくして得られたシートは表面欠点が全く
ない平面性の優れたシートであった。比較例１ロールに印加する電圧を０とする以外は実施例１と全く
同様にしてシートを製膜した。その結果、帯電ロールに
溶融樹脂シートが粘着してしまい、製膜は不可能であっ
た。

【００４４】このように挟み込むロールを帯電ロールと
することによって初めて自由ロールでの剥離ができるこ
とがわかる。実施例２実施例１で用いた帯電ロールの自由回転トルクを５５０
ｇとする以外は全く実施例１と同様にして厚さ１２μｍ
の二軸配向シートを製膜した。

【００４５】その結果、帯電ロールの回転トルクが大き
いために溶融樹脂シート表面で帯電ロールがスリップし
て帯電ロールに接した表面の樹脂シート表面が部分的に
盛り上がりが起ったり、表面に擦り傷が発生したりし
て、厚みむら、特に、長手方向の厚みむらの悪い、表面
状態の悪いシートしか得られなかった。一方、キャステ
ィングドラムに接した表面はクレーターなどがなく均一
な表面であった。

【００４６】このように帯電ロールが自由回転ロールで
あっても回転トルクが３００ｇを越えると回転ムラを起
こして均一なシート成形ができにくいことがわかる。比較例２〜３実施例１で用いた帯電ロールを強制駆動（比較例２）お
よびトルク補給（比較例３）を行う以外は実施例１と全
く同様にして厚さ１２μｍの二軸配向シートを製膜し
た。

【００４７】その結果、駆動ロールの場合には帯電ロー
ルの速度設定が難しく、また帯電ロールをトルク補給ロ
ールとした場合、補給するトルクの設定が難しかった
り、また帯電ロール一回転あたりの回転トルクが異なる
ために大きな回転ムラを起こすために表面欠点のないシ
ートを得ることができなかった。これは回転トルクが過
大になることが多いために溶融樹脂シート表面で帯電ロ
ールがスリップして帯電ロールに接した表面の樹脂シー
ト表面が部分的に盛り上がりが起ったり、表面に擦り傷
が発生したりして、厚みむら、特に長手方向の厚みむら
の悪い、表面状態の悪いシートしか得られないのであ
る。

【００４８】このように帯電ロールを駆動あるいはトル
ク補給をしても帯電ロールの微妙な表面速度コントロー
ルはできないために、周速度差が生じるために均一なシ
ート成形ができにくいことがわかる。実施例３実施例１で使用したＰＥＴ単膜シート（溶融比抵抗１０
⁹Ωｃｍ）層の上に溶融比抵抗の低い１０⁷ΩｃｍのＰ
ＥＴ層を溶融状態で２層に積層してから通常どうりに口
金から吐出させた。このときの積層比率は、溶融比抵抗
１０⁹Ωｃｍ層／溶融比抵抗１０⁷Ωｃｍ層＝1/１１に
なるようにし、しかも溶融比抵抗の高くて薄い層を帯電
ロールに接するようにさせた。このようにして実施例１
と全く同様にしてキャスト速度を１２０ｍ／分から１５
０ｍ／分まで増速しても均一な成形が可能であった。か
くして得られた厚さ１２μｍの二軸配向シートは表面欠
点もなく、透明性、延伸性、寸法安定性にも優れてい
た。実施例４実施例１の製膜装置に加え、アースされた炭素鋼からな
るキャスティングドラム表面を急速加熱できる出力６０
ＫＷの近赤外線ヒーターを、キャスティングドラムのシ
ート剥離部分から溶融シート接地部分までの間に設置し
加熱した。これによって溶融シートが接する直前のドラ
ム表面は９０℃というシートが粘着する温度まで加熱さ
れているが、キャスティングドラムには５０℃に保たれ
た温水を循環しているので、シートが剥離する部分での
ドラム表面温度は５０℃に冷却されていたので容易に剥
離できた。

【００４９】このように粘着力の力も併用したためにキ
ャスティング速度は１２０から１４５ｍ／分まで上昇さ
せることができた。

【００５０】

【発明の効果】溶融した熱可塑性樹脂シートを自由回転
する帯電ロールと冷却媒体で挟み込みながらキャスティ
ングすることで、キャスティング速度が高速化でき、高
品質なシートを生産性良く製造することができる。この
ようにして製造されたシートは、工業材料、磁気材料、
包装材料として好ましく使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F071 AA14 AA43 AA46 AA54 AF38Y AG13 BA01 BB02 BB07 BB08 BC01 BC17 4F203 AA03 AA24 AA29 AB16 AG01 DA08 DB02 DC07 DC27 DD01 DJ08 DK01 DL05 DL07 4F207 AA03 AA24 AA29 AB16 AG01 KA01 KA17 KK66 KK68 KL38 KL84 KW26 KW50

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂を溶融後、口金から溶融シー
トを吐出させ、該シートを帯電ロールと冷却媒体で挟み
込みながら冷却固化させる熱可塑性樹脂シートの製造方
法において、該帯電ロールが自由回転ロールであること
を特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項２】該帯電ロールの回転トルクが３００ｇ以下
であることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂
シートの製造方法。
【請求項３】溶融された熱可塑性樹脂シートを、帯電ロ
ールと冷却媒体との接点において挟み込みながら冷却固
化させることを特徴とする請求項１または２に記載の熱
可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項４】該帯電ロール内に絶縁性熱媒を流し、外部
から強制冷却しながら冷却固化させることを特徴とする
請求項１、２または３に記載の熱可塑性樹脂シートの製
造方法。
【請求項５】溶融熱可塑性樹脂シートが帯電ロールに接
触する直前に、該帯電ロールと同極の電荷を印加するこ
とを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の熱可
塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項６】該帯電ロールと同極の電荷を印加する溶融
樹脂シート面が、帯電ロールが接する面であることを特
徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の熱可塑
性樹脂シートの製造方法。
【請求項７】帯電ロールに接する側の熱可塑性樹脂シー
ト表面の溶融比抵抗値が１０⁸Ωｃｍ以上であることを
特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載の
熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項８】冷却媒体に接する側の熱可塑性樹脂シート
表面の溶融比抵抗値が１０⁸Ωｃｍ未満であることを特
徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７に記載
の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項９】熱可塑性樹脂がポリエステル樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリオレフィン樹脂から選ばれた樹脂である
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７ま
たは８に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１０】該冷却固化されたシートを延伸および／
または熱処理することを特徴とする請求項１、２、３、
４、５、６、７、８または９に記載の熱可塑性樹脂シー
トの製造方法。