JPH0447921A - ポリエステルシートの製造方法及びこれに用いる冷却装置 - 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〉 本発明はポリエステルシートの製造方法及びこれに用い
る冷却装置に関する。さらに詳しくは熱可塑性ポリエス
テルのシート状溶融物を回転冷却ドラムに密着させ、冷
却する過程で、該ドラムに接触していない側のシート表
面の冷却を促進して、シート両面の冷却過程の差に起因
する表面性の差や、物性差によるシートの変形等を減少
させたポリエステルシートを製造する方法、及び前記シ
ート表面の冷却促進に有効な冷却装置に関する。

〈従来技術〉 熱可塑性ポリエステルから実質的に非晶状態のシートを
製造する方法として、通常、該ポリエステルのシート状
溶融物を回転冷却ドラム上に押出し、次いで該シート状
溶融物を該ドラムに密着させて急冷する方法が用いられ
ている。回転冷却ドラムはその内部に冷却水を通すこと
で強制冷却されており、該ドラムの表面に接する、シー
ト状溶融物の表面（以下、ドラム面という〉はドラムに
よって急冷される。一方、ドラムの表面に接しない、シ
ート状溶融物の表面〈前記ドラム面と反対側の表面、以
下エアー面という）は、ドラム面への伝熱と雰囲気ガス
（通常空気）によって冷却されるから、ドラム面の冷却
速度に比して遅い速度で冷却される。

このようなドラム面とエアー面の冷却速度の差は回転冷
却ドラムを用いる方法では必然的に派生する問題であり
、特に回転冷却ドラム上のシート厚みが約２ｍ以上にな
ると顕著になり、この冷却過程の差に起因する物性差は
無視し得ないものになる。

この問題に対処するため、従来より各種の対策が提案さ
れている。この概要を以下に述べると、一つの方策とし
ては、回転冷却ドラムを２台設置しシートの両面を交互
に冷却する方法がある。この方法は１段目のドラムへの
接触時間を適切に選ぶことにより、シート両面を均等に
冷却することができるが、構造が複雑で設備費用が高額
となり、また立上げ作業が非常に煩雑となる欠点がある
。

より簡易的な方法としては、エアー面に高速気流を吹き
付けて冷却を促進する方法と、エアー面に水等を塗布し
その気化潜熱を利用して冷却する方法がある。前者は、
気流によるだけでは十分な冷却能力を得ることができず
、更に気流の乱れによるドラム上に押出されたシートの
厚み斑が生じ、また気流によって吹き上げられた粉塵等
による表面欠点の発生が問題となる。また後者は液の均
一な塗布が難しく、しかも高温部に塗布した場合はほぼ
瞬時に沸騰するため塗布斑に対応する冷却斑が発生し、
またこの問題が発生しない温度領域では大きな効果が得
られない。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、このような問題が発生せずかつ操作容
易な簡易的な冷却手段でエアー面を急冷し、ドラム面、
エアー面の表面性、物性の差の小さいポリエステルシー
トを製造する方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、回転冷却ドラム上のシートエアー
面を効率よく均一安定に急冷する冷却装置を提供するこ
とにある。

〈発明の構成〉 本発明の第１の特徴は、熱可塑性ポリエステルのシート
状溶融物を回転冷却ドラム上に押出し、次いで該シート
状溶融物を該ドラムに密着させ、冷却してポリエステル
シートを製造する方法において、前記シート状溶融物の
回転冷却ドラム上での冷却過程でかつ該ドラムと接触し
ていない側のシート表面の温度が２００±２５℃となる
ところで該シート表面をこれよりわずかに狭い幅の冷却
バスの液と直接かつ連続的に接触させて概略１００℃以
下まで冷却することを特徴とするポリエステルシートの
製造方法にある。

本発明の第２の特徴は、回転冷却ドラムの下部に冷却液
バスを設け、該バスの幅が該ドラムで冷却するシート幅
よりわずかに狭く、かつバス側壁の上端がすべてシート
面と等距離となる構造を有し、さらにバス全体を上下に
昇降できる機構を有することを特徴とするポリエステル
シートの冷却装置にある。

以下、この詳細について説明する。

本発明における熱可塑性ポリエステルは芳香族ジカルボ
ン酸を主たる酸成分とし、アルキレングリコールを主た
るジオール成分とする実質的に線状の飽和ポリエステル
である。この熱可塑性ポリエステルは結晶性であるもの
、特に１２０〜２００℃の温度領域内に最大結晶化速度
を有するものが好ましい。代表的なポリマーとしては、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−
ナフタリンジカルボキシレートを挙げることができる。

熱可塑性ポリエステルの溶融物をダイからシート状に押
出し、シート状溶融物を回転冷却ドラム上に密着させ、
急冷してシートとする方法は、前述したとおり、良く知
られている。本発明者は、この方法においてシート状溶
融物の冷却速度がシート物性に与える影響について研究
した結果、回転冷却ドラム上のシートエアー面を２００
℃近辺（２００±２５℃）から１００℃近辺まで急冷す
るとシートのエアー面とドラム面の表面特性の差が問題
のないレベルまで小さくなること、２ｆｆｌ！１以上の
厚みのシートではエアー面の冷却速度が極めて遅く、ド
ラム底部（下部〉においても２００℃近辺の温度に在る
こと、さらにドラム底部においてエアー面に冷却水を直
接接触させることで該エアー面を短時間に所定温度まで
冷却できること、を見出しな。

これらの温度変化を例示しなのが、図−１９図−２であ
る。図−１は従来法による冷却の場合であり、図−２は
ドラム底部においてエアー面を冷却水で強制冷却した場
合である。

本発明の方法では、熱可塑性ポリエステルを溶融し、得
られる溶融物をダイ（例えばＴ−ダイ。

■−ダイ等）からシート状に押出し、シート状溶融物を
回転冷却ドラム上に密着させ、急冷してシートとするが
、その際シート状溶融物を回転冷却ドラム上により均一
に密着させる公知の方法、殊にシート状溶融物のエアー
面上に静電荷を印加して該シート状溶融物をドラム面上
に密着させる方法を好ましく用いることができる。シー
トの厚みは少くとも２ｎｗｎとすることが好ましい。さ
らにシート厚みは４薗以下とするのが好ましい。

そして、本発明の方法では、回転冷却ドラム上での冷却
過程でかつシートのエアー面の温度が２００±２５℃と
なるところ、殊にドラムの底部で該エアー面を冷却バス
の冷却液と直接かつ連続的に接触させて急冷する。

図−３は、この急冷に用いる冷却袋！の１例を示す概略
図である。図−４はこの装置の部分拡大概略図である（
図−３と９０度角度を変えた方向からの図である）。

図−３２図−４において、１は回転冷却ドラム（底部の
み示す）、１′は熱可塑性ポリエステルのシート、２は
冷却バス、３は昇降架台である。冷却バス２は回転冷却
ドラム１、その上のシート１′に掻く近傍まで近接可能
な昇降架台３上に設置されている。冷却バス２は上部開
口の構造をとり、さらに幅がシート１′の全幅よりわず
かに狭く、かつ側壁の上端がすべてシート１′と等距離
となる構造をとる。換言すると、冷却バス２の、ドラム
１の側壁と平行する２つの側壁（この間隔がバス幅であ
る）はその上端がドラム１の曲率に合わせた弧状の構造
をとり、冷却バス２をシート１′に近接させたときシー
ト面と冷却バスの上端との隙間は４方向何れも同じにな
る。冷却液（通常水）はバス２の底部に設けた給液口か
ら給液し、バス２の側壁からオーバーフローさせ、−旦
側壁の外側に設けた側溝に受けてから、系外へ排出され
る。

冷却バス２に通液し、側面よりオーバーフローさせなが
らシート１′に徐々に近接させていくと、初期の液面と
シート１′はある位置で表面張力により全面接触し始め
る。さらに近接させると接触面積は徐々に増加し、冷却
バス２とシート１′の隙間が通液量により決まる一定値
以下になると、隙間を流出する液の抵抗ヘッドが冷却バ
ス２の弧の端と中央の段差より大きくなり、全周から流
出し始め、このときに最大の冷却効果を発現する。この
隙間は数ｍ以下である。通常２〜３ｒｓである。

冷却バス２の幅は、前述しなとおり、シート１′の全幅
よりわずかに狭いことが必要である。この幅がシート１
′の全幅より広いと、冷却液が回転冷却ドラムの面と接
するようになって該面を汚すので好ましくない。シート
の両端は通常後の工程でエツジとして製品となる中央部
と切り離され、回収されるから、シート両端が冷却液と
の直接接触で急冷されなくとも製品品質への影響はない
。

シートエアー面に接触した冷却液（通常水）はその表面
張力によりエアー面から速やかに剥離する。例えばシー
ト速度（回転冷却ドラムの表面周速度）が９ｍ／分以下
の場合シートに随伴して後工程に持ち込まれることはな
い。また、これ以上の速度でも、表面張力の小さな液を
使用した場合でもエアーナイフ、吸引ロール等の適切な
液切り装置を併用することで簡単に液の随伴を防止でき
る。

本発明の方法で製造されるシートは、両端をエツジトリ
ムして中央部を製品（未延伸シート）とすることができ
るが、通常は更に延伸処理を施して延伸フィルムとして
製品化される。この延伸処理は従来から知られている方
法で行うことができる。

〈実施例〉 以下、実施例を掲げて本発明を更に説明する。

比較例 ポリエチレンテレフタレート（顔料含有〉の溶融物をダ
イから回転冷却ドラム上に押出し、シート状溶融物を該
ドラム上に密着させ、冷却して厚み２．５ｆｆｍのシー
トを製造した。その際シート速度を４ｍ／分に調整し、
回転冷却ドラム底部でのシートエアー面の温度は約１９
０℃であった。

得られたシートは続いて縦方向に３．１倍、横方向に３
．２倍それぞれ延伸し、不透明な二軸延伸フィルムを製
造しな。このフィルムのドラム面側とエアー面側の表面
性を光沢度で評価した。この結果を表−１に示す。

実施例 回転冷却ドラムの底部に図−３に示す冷却装置を設け、
冷却バスに液量２０リットル／分で冷却水を流し、該底
部のシートエアー面を該冷却水で直接冷却することを付
加する以外は比較例と同様に行った。冷却バス出側にお
けるシートエアー面の温度は約９０℃以下であった。

得られた二軸延伸フィルムの表面特性を表−１に示す。

＊；光沢度は日本電色工業■製光沢度計にて測定面への
入射光に対する、正反射方向に反射する光束を測定した
値（単位：％）である。

〈発明の効果〉 本発明の方法によれば、シートドラム面とエアー面の物
性差の小さいポリエステルシートを安定かつ効率よく製
造することができる。このポリエステルシートは延伸フ
ィルム、特に二軸延伸フィルムの原料として好適である
。

さらに本発明によればかかるポリエステルシートの製造
に有効なシートエアー面の冷却装置を提供することがで
きる。この装置を用いればシートエアー面を効率よく均
一安定に急冷することができる。

【図面の簡単な説明】

図−１１図−２はシートの温度変化を示す図である。図
−３は本発明の冷却装置の１例を示す概略図である。図
−４はこの装置の部分拡大概略図である。図−３１図−
４において、１は回転冷却ドラム、１′はポリエステル
シート、２は冷却バス、３は冷却バスの昇降架台である
。 図−１ 図−２ 冷却ドラムの位置 （底部） 図− 図−４ オーバ フロ 排水

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性ポリエステルのシート状溶融物を回転冷却
   ドラム上に押出し、次いで該シート状溶融物を該ドラム
   に密着させ、冷却してポリエステルシートを製造する方
   法において、前記シート状溶融物の回転冷却ドラム上で
   の冷却過程でかつ該ドラムと接触していない側のシート
   表面の温度が２００±２５℃となるところで該シート表
   面をこれよりわずかに狭い幅の冷却バスの液と直接かつ
   連続的に接触させて概略１００℃以下まで急冷すること
   を特徴とするポリエステルシートの製造方法。 ２、シートの厚みが少くとも２ｍｍである請求項１記載
   のポリエステルシートの製造方法。 ３、冷却液が水である請求項１記載のポリエステルシー
   トの製造方法。 ４、シート表面と冷却バスの液との接触は該液の表面張
   力による請求項１記載のポリエステルシートの製造方法
   。 ５、回転冷却ドラムの下部に冷却液バスを設け、該バス
   の幅が該ドラムで冷却するシート幅よりわずかに狭く、
   かつバス側壁の上端がすべてシート面と等距離となる構
   造を有し、さらにバス全体を上下に昇降できる機構を有
   することを特徴とするポリエステルシートの冷却装置。