JPH03147828A - 熱可塑性樹脂シートの静電印加冷却法用ワイヤー電極 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱可塑性樹脂シートの静電印加冷却法則ワイ
ヤー電極に関するものであり、詳しくは、ダイよりシー
ト状に押し出された溶融熱可塑性樹脂にワイヤー電極を
用いて静電荷を付与し、該樹脂シートを回転冷却体に密
着させる際に用いられる静電印加冷却法則ワイヤー電極
に関するすものである。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕熱可塑
性樹脂の中でもポリエステルフィルム、就中、ポリエチ
レンテレフタレートフィルムは、機械的特性、電気的特
性、耐薬品性、寸法安定性等の点で優れていることから
、磁気テープ用、コンデンサー用、包装用、製版用、電
絶用、写真フィルム用等多くの分野で基材として用いら
れている。

ところで、近年、フィルム品質に対する要求特性はます
ます厳しくなり、特に、厚み精度を向上させることが必
要欠くべからざる条件となってきている。

熱可塑性樹脂を溶融押出成型法によりフィルム化する方
法は、ダイよりシート状に押し出された溶融樹脂シート
を回転冷却体上で冷却、固化し、次いで、得られた樹脂
シートを延伸する方法よりなるが、フィルムの厚みむら
は、回転冷却体上での溶融樹脂シートの冷却、固化の状
態で著しく影響されることが知られている。

フィルムの厚みむらを改良するには、例えば、特公昭３
７−６１４２号公報記載のように、溶融樹脂シート表面
に静電荷を付与し、該樹脂シートを回転冷却体面に密着
させる、いわゆる静電印加冷却法が効果的であることが
知られており、工業的に広く用いられている。

しかしながら、この静電印加冷却法において、生産性を
高める目的で回転冷却体の速度を高めると、熔融樹脂シ
ートと回転冷却体との間の密着力が減少し、いわゆる束
縛気泡が生じるようになるが、これは製品に要求される
品質特性としては許容され得ないものである。

上記問題点を解決するために、例えば、特開昭５２−６
８２６２号、特開昭５４−３４３７０号、及び特開昭５
６−５３０３７号等により種々の方法が提案されている
。これらの方法は、ワイヤー電極部に赤外線を照射した
り、電極に接地した別のカバー状電極を近づけたり、端
部をカーブさせたブレート状電極を用いたりするもので
あるが、いずれも、効果が少なかったり或いは効果があ
っても装置が大がかりとなって設置が容易ではない等の
欠点がある。

一方、ワイヤー電極を用いる場合において、溶融樹脂シ
ートと回転冷却体との間の密着力を増大させる最も簡便
な方法は、ワイヤー径を小さくすることである。

しかしながら、ワイヤー径の減少により、引張破断強度
が減少して切断し易くするので、ワイヤー電極の張架は
張力を落として行う必要があるが、それでは、イオン風
や機械の振動によりワイヤー自身も振動を起こし、これ
がため、フィルムの１７みムラが生し、フィルムの商品
価値が失われ、また、火花放電が起り易くなり安定操業
の支障となる等の欠点がある。

従来、ワイヤー電極としては、主にタングステンワイヤ
ーが使用されているが、上記理由により、ワイヤー径と
しては８０μｍ程度が実用上の限界とされている。

以上のような事情により、静電印加冷却法においても、
回転冷却体の速度は、これを十分に上げることができな
い実情にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、上記実情に鑑み鋭意検討を行った結果、あ
る特性を有するワイヤーは、回転冷却体の速度を上げて
も、熔融樹脂シートを良好に密着し得るとの知見を得、
本発明の完成に到った。

すなわち、本発明の要旨は、グイよりシート状に押し出
され溶融熱可塑性樹脂にワイヤー電極を用いて静電荷を
付与し、該樹脂シートを回転冷却体に密着させる際に用
いられるワイヤー電極であって、該ワイヤー電極は、線
径が８０μｍ以下であり、アモルファスの金属又は合金
からなり且つテンションを与えた状態で負の電圧を印加
して放電させた際にワイヤー表面に数珠玉状放電現象を
呈しない特性を有することを特徴とする、熱可塑性樹脂
シートの静電印加冷却法則ワイヤー電極に存する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の静電印加冷却法則ワイヤー電極は、アモルファ
スの金属または合金から成る。耐食性等の性能向上の点
からはアモルファス合金の方が望ましい。

アモルファスの金属又は合金の成分は、鉄、コバルト、
ニッケル等の遷移金属の１種又は２種以上を主成分とし
、これに、ベリリウム、マグネシウム、アルミニウム、
チタン、バナジウム、クロム、マンガン、銅、亜鉛、ジ
ルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、インジウム、白
金、金等の金属群から選択される１種又は２種以上の成
分及び／又はホウ素、炭素、ケイ素、リン、ゲルマニウ
ム、アンチモン等の非金属・半金属群から、選択される
１種又は２種以上の成分を添加し或いは添加せずに得ら
れる単一元素又は多元素であって、その祖成比は、任意
に選択することができる。

また、その製法は、公知のいずれの手法も採用すること
ができる。主なものとして、回転液中紡糸法、ガン法、
ピストンアンビル法、アトマイズ法、遠心急冷法、双ロ
ール法、単ロール法等が挙げられるが、いずれの手法も
、金属又は合金がアモルファス化する臨界冷却速度以上
の冷却速度で熔融した金属又は合金を冷却するものであ
り、その条件を満足する手法であればどのような方法で
も構わない。また、冷却後に熱処理等の後処理を行って
も何等差し支えない。

上記の製法により製造されるアモルファスの金属又は合
金の構造は、いわゆるガラス状であり、構成原子の配列
には実質的に何らの長周期秩序を有していない。従って
、Ｘ″！ＩｙＡ回折パターンはハロー状であり、結晶金
属とは明らかに異るパターンを示す。

本発明においてアモルファスワイヤーは、５０％以上が
非晶質であることが好ましいが、部分的な結晶構造を有
していても構わない。

以上のアモルファスワイヤーの組成の例としては、Ｆｅ
　Ｃｏ　ＳｉＢ、　Ｃｏ　Ｃｒ　Ｓｉ　Ｂ、　Ｆｅ　Ｃ
ｏ　Ｃｒ　Ｓｉ　Ｂ　。

Ｆｅ？５−ｓｓ　　ＢＩｓ−ｆｉ　　Ｐｅｔｓ−ａｓ　
　Ｐｒｏ−ｒｂ　　Ｃｍ−＋ｏｒ　　Ｆｅ５ｑ−ａｔＣ
ｒａ−ｑ　ｎｏトｈ　Ｂｔｔ−ｚｑ、　Ｆｅ、＠　ａｌ
ｅ　Ｓｉ＋ｚ、　Ｆｅｈｚ　ＭｏｔｅＣ＋ａ　　ｒ　　
Ｆｅａｚ　ＣｒＩ２Ｍｏａ　　ｃｌｌｌ　　ｌ　　Ｆｅ
ａｂ　　Ｃｒ１ｂ　　ＭＯｚｏ　ＣＩ８＋Ｃ０ｔｚ　　
Ｓｉ＋ｓ　　Ｂ＋ｚ　　＋　　ＣＯ５６Ｃｒｚｓ　　Ｃ
１ｓ、　　ＣＯ４４ＦＩＯｘｂ　Ｃｚ。

ＣＯＨＣｒｚｅ　ＭＯｚｏ　Ｃ＋ａ、　Ｎｉｉ４Ｎ１１
４Ｃｒｚ４　Ｃ１１１等が挙げられる。上記記号は元素
記号で添字の数字は組成比又は組成比の範囲を表わす。

添字のないものは任意の組成比を表わす。

本発明のアモルファスワイヤーは、これらの例に制限さ
れるものではなく、本発明の要件を満たす各種組成比の
ものを使用できる。また、実用上必然的に含まれる微量
元素についても任意である。

また、本発明のワイヤー電極は、その線径（直径）が８
０μｍ以下、好ましくは６０μｍ以下であることが必要
である。線径が８０７７ｍを超えるワイヤー電極は、静
電密着の改良効果が殆ど認められない。

また、本発明のワイヤー電極は、テンションを与えた状
態で負の電圧を印加して放電させた際にワイヤー表面に
数珠玉状放電現象を呈しない特性を有することを特徴と
する。

上記特性は、前述の束縛気泡を生じないための必須要件
であり、本発明者によって初めて提案されたものである
。そして、数珠玉状放電現象は、静電印加冷却法で実際
に印加される正の電圧においては観察されないので、負
の電圧を印加して放電させて観察する必要がある。

そして、上記数珠玉状放電現象の有無の観察は、ワイヤ
ー電極にテンションを与えた状態で行われる。

本発明においては、上記の負の電圧としては約６ｋＶ以
上が、またテンションとしては約６００ｇ重以上（すな
わち、単位面積（紬２）当り約３゜Ｏｋｇ）が採用され
る。尚、上記数珠玉状放電現象は、暗室中で行われる。

第１図の［ａＪ及び［ｂ）は、線径５０μｍのワイヤー
を用い、３００ｋｇ／關”（５８８，８ｇ重）のテンン
ヨン下に６ｋＶの負の電圧を印加して放電させ、その放
電状態を暗室中、肉眼で観察した結果を模式的に図示し
たものである。

本発明のワイヤー電極は、第１図（ａｌに示すように、
ワイヤー電極（１）の周囲に生しるコロナ（２）は平行
な帯状を呈し、第１図（ｂｌに示すような数珠玉状のコ
ロナ（２）であってはならない。

放電現象によって生しるコロナについて、それが数珠玉
状か否かの判定は、第１図（ｂ）に示すコロナ（２）の
凹溝の深さがワイヤー電極至り、その結果、コロナ放電
が不連続化するか否かによって行う。

尚、本発明者の数多くの観察によれば、凹溝を呈する場
合は殆んどがワイヤー電極に至る深さであって数珠玉状
か否かの判定は比較的容易になし得る。

数珠玉状放電現象は、アモルファスの金属または合金の
表面状態と関係するものと考えられるが、両者の関係は
必ずしも詳らかではない。

従って、本発明の前記特性を有するワイヤー電極は、そ
の製法が一義的に決定される訳ではなく、採用される材
料（金属又は合金の組成）及び目的とする線径等とアモ
ルファス化の冷却条件を適宜勘案して種々のワイヤー電
極を得、これから、前述の方法による放電現象テストに
より、数珠玉状放電の有無を確認して適切なワイヤーを
選択する必要がある。

また、本発明の静電印加冷却法則ワイヤー電極は、その
引張破壊応力が３００　ｋｙ／ａｍ”以上であることが
好ましい。−層好ましくは、３３０ｋｇ１０２以上、更
に好ましくは３６０ｋｇ／ｌｌ！以上である。引張破壊
応力が３００　ｋｇ／ｍｓ”未満では、静電密着の改良
を行なう目的でより細いワイヤーを使用した場合に、十
分な張力でワイヤーを張ることができず、ワイヤーが振
動し易くなり、フィルムの厚みムラが起ったり、火花放
電が起り易くなり好ましくない。また、巻取式ワイヤー
の場合も、巻取の過程のわずかな張力変動によりワイヤ
ー破断が起ったりして好ましくない。

また、本発明のワイヤー電極においては、ワイヤー径及
び引張破壊応力より求まる、その引張破断強度は、１０
０ｇ重以上であることが好ましく、より好ましくは３０
０ｇ重以上、更に好ましくは６００ｇ重以上である。こ
の引張破断強度が１００ｇ重未満であると取扱いが非常
に困難となり、操作が極めて煩雑となる。

更に、本発明で用いるワイヤーは、その表面粗さ（Ｒａ
）が０．１μｍ以下であることが好ましく、より好まし
くは０．０５μｍ以下、更に好ましくは０．０１μｍ以
下である。表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍを越える場合
は、ワイヤーの表面の凹凸により電界集中が起り、火花
放電が起りやすくなる。

本発明の静電印加冷却法則ワイヤー電極は、従来公知の
、熱可塑性樹脂シートの静電印加冷却法に適用すること
ができる。

第２図は本発明における静電印加冷却装置の概略図であ
る。第２図においてグイより押出された溶融熱可塑性樹
脂のシー）　（１）は電気的に接地された金属製の回転
冷却体（２）により冷却・固化され引き取られる。この
際シートが最初に回転冷却体に接触する近傍に、ワイヤ
ー電極（３）を存在せしめて高電圧を印加する。ワイヤ
ー電極（３）は、シート（１）の流れ方向と直角方向に
、グイよりわずかに離れてシートの上面側に存在させる
。

尚、第２図中、（２）は回転冷却体を、（４）は端部絶
縁支持体を表わす。

本発明のワイヤー電極を適用しうる溶融熱可塑性樹脂と
しては、例えばポリエステル類、ポリエステルエーテル
類、ポリアミド類、ポリカーボネート類、ポリエステル
カーボネート類、ポリスルホン類、ポリエーテルスルホ
ン類、ポリエーテルイミド類、及びポリオレフィン類、
例えばエチレン、プロピレン、ブテン、４−メチルペン
テン−１等のポリマーを挙げることができる。上記に挙
げた熱可塑性樹脂の中でも本発明は特にポリエステル類
、例えばポリエチレンテレフタレート、その共重合体及
びポリエチレンナフタレートのフィルムを製造する際に
有効である。また、本発明のワイヤー電極は、熱可塑性
樹脂の溶融時の電気比抵抗に関係なく有効であるので、
ポリスルホン類及びポリアミド類に対しても有効である
。

以上本発明の詳細な説明したが、本発明は、その要旨を
逸脱したい限り、第２図の態様や上述の内容に限定され
るものではない。

従って、例えば、ワイヤー電極を複数本にし、加熱し、
密着部に赤外線を照射し、ワイヤー電極の上面又は側面
の少くとも一部にカバーを取付けたり、或いは、絶縁層
を設けたロールや梨地状に表面を粗したロールを使用す
る等、公知技術を組み合せてもよい。

〔実施例〕

以下本発明を実施例および比較例により更に詳細に説明
する。

尚、以下の実施例および比較例においては、ワイヤー電
極は以下の回転液中紡糸法により製造し、また、表面粗
さ（Ｒａ）は以下の方法で測定した。

〈ワイヤー電極の製造法〉 ダイヤモンドダイスにより、１１０μのワイヤーを３段
階で引き下ろし、５０〜６０μｍの線径にする。引き下
ろしに際しては、公知の潤滑剤を適用し、０．３〜ｌμ
のフィルタで予め処理して使用する。また、最終段階の
引き下ろしは、クリーンルーム内で行う。

以上の条件下、フィルターの目的、クリーンル−ム内の
クリーン化度を変更し、種々のワイヤー電極を得た。

〈表面粗さの測定〉 中心線平均粗さＲａ　　（μｍ）をもって表面粗さとす
る。小板研究所社製表面粗さ測定器（ＳＥ−３ＦＫ）に
よって、次のようにして求めた。

すなわち、ワイヤーの表面を長平方向に測定した曲線か
らその中心線の方向に基準長さＬ（２，５１厘）の部分
を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をＸ線、縦倍率
の方向をＹ軸として粗さ曲線Ｙ　＝　ｆ　（ｘ）で表わ
したとき、次の式で与えられた値をμｍで表わす。但し
触針の先端半径は２μ、荷重は３０ｍｇとし、カットオ
フ値は８０μである。

Ｒａは１０点測定しその平均値を求めた。

実施例１ 極限粘度０．６５のポリエチレンテレフタレートのペレ
ットを乾燥した後、押出機で２９０℃に加熱、溶融し、
第２図に示す冷却固化装置を用いて急冷し、ソートを成
型した。

回転冷却体としては、表面をクロムメツキし、鏡面に仕
上げた長さ１６００　ｍｍの電気的に接地しである金属
製の回転ロールを用いた。

電極としては、ＣＯ３４ＣＣ０３４Ｃｒｚａ＋　ａより
成り、しかも、１　ｋｇ重のテンション下に６ｋＶの負
の電圧を印加した状態で放電状態をｆｉ！認した結果、
第１図（ａ）に模式的に示した通り、全長にわたって数
珠玉状放電現象を呈しなかったアモルファスワイヤー（
直径６０μｍ）を使用し、回転冷却体より５關離して設
置した。

電極に直流電圧６ｋＶを印加しつつ、押出量及び巾を調
節し、厚さ１５０μｍのシートを引き取った。

シートに束縛気泡の入らない条件下に求めた回転冷却体
の最高速度、シートの厚みムラ、火花放電回数、ワイヤ
ー切断回数等の操業状態を表１に示す。

実施例２ 実施例１において、予め、数珠玉状放電現象を呈しない
ことが（ｉｉ認された、直径５５μｍの同一組成のアモ
ルファスワイヤーを使用した他は、実施例１と同様にし
て厚さ１５０μｍのポリエチレンテレフタレートシート
を得た。操業状態を表１に示す。

実施例３ 実施例１において、予め、数珠玉状放電現象を呈しない
ことが６１認された、直径５０μのＦｅ６゜ＣｒｈＭ。

、Ｂ２８より成るアモルファスワイヤーを使用した他は
、実施例１と同様にして厚さ１５０μｍのポリエチルテ
レフタレートシートを得た。

操業状態を表１に示す。

比較例 実施例１において、電極として、直径６０μ、表面粗さ
０．０１μｍのＣｏ１４Ｃｒ＋５Ｍ０ｚｏＣ＋ｇから成
るアモルファスワイヤーであるが、実施例・ｌと同様の
条件下に放電状態を確認したところ、第１図（′ｂ）に
示す数珠玉状放電が多く存在するワイヤーを使用した他
は、実施例１と同様にして厚さ１５０μｍのポリエチレ
ンテレフタレートシートを得た。操業状態を表１に示す
。

表１に示す通り、数珠玉状の放電現象のない本発明のワ
イヤー電極を用いた場合は、シートに束縛気泡の入らな
い条件下に、回転冷却体の速度が増し、厚みムラ、火花
放電、ワイヤー切断も問題とならず、生産性は良好であ
った。これに対し、数珠玉状の放電現象を呈するワイヤ
ー電極を用いた場合は、火花放電の回数が多く生産性が
悪かった。

また、各実施例および比較例において、回転冷却体の速
度を６０ｍ／分とし、該回転冷却体上におけるオリゴマ
ーの付着状況を観察した。

その結果、いずれの実施例においても、オリゴマーが回
転冷却体表面にスジ状に付着するが、全体に少しずつ付
着する程度であり、６日間は掃除せずに操業可能であっ
た。

これに対し、比較例の場合は約３日毎の掃除を必要とし
た。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の静電印加冷却法則ワイヤ
ーによれば、熱可塑性樹脂シートの静電印加冷却工程に
おいて、静電密着力を増強せしめ、生産速度を向上させ
、更に、火花放電やワイヤー切断のない安定操業を達成
することができ、これにより、熱可塑性樹脂シート、ひ
いてはこれを延伸して得られるフィルムの生産性を飛躍
的に向上せしめることが可能であり、本発明の工業的意
義は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ワイヤー電極のｔｉｊ、霧状態を観察した結
果を模式的に図示したものであり、（ａ）は本発明実施
例のワイヤー電極を示し、（ｂ）は比較比のワイヤー電
極を示す。 第２図は本発明の電極を設置した静電印加冷却装置の一
例の斜視図である。 図中の符号は以下の通りである。 １・・・溶融熱可塑性樹脂シート ２・・・回転冷却体 ３・・・ワイヤー電極 ４・・・端部絶縁支持体 出 願 人 ダイアホイル株式会社 代 理 人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイよりシート状に押し出された溶融熱可塑性樹
   脂にワイヤー電極を用いて静電荷を付与し、該樹脂シー
   トを回転冷却体に密着させる際に用いられるワイヤー電
   極であって、該ワイヤー電極は、線径が８０μｍ以下で
   あり、アモルファスの金属又は合金からなり且つテンシ
   ョンを与えた状態で負の電圧を印加して放電させた際に
   ワイヤー表面に数珠玉状放電現象を呈しない特性を有す
   ることを特徴とする、熱可塑性樹脂シートの静電印加冷
   却法則ワイヤー電極。