JPH11314263A

JPH11314263A - 熱可塑性樹脂シートの製膜装置および製膜方法

Info

Publication number: JPH11314263A
Application number: JP10184226A
Authority: JP
Inventors: Junji Fujii; 淳司藤井; Akira Funaki; 章船木; Masahiro Kubo; 昌宏久保; Junichi Teragaki; 順一寺垣; Kosaburo Matsuzawa; 幸三郎松澤
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】製膜速度を上げても加工を確実に行うことが
できる熱可塑性樹脂シートの製膜装置および製膜方法を
提供する。【解決手段】押出された溶融熱可塑性樹脂を回転する
一対の冷却ロール１０，１２間で加圧冷却して所用膜厚
に形成する製膜装置において、前記一方のロール１０
は、両側に軸部１４を有するロール本体３８と、ロール
本体３８の両側外周部にＯ−リング４２を介して隙間Ｄ
を設けて気密に配置された金属弾性スリーブ４４と、前
記両軸部１４の中心を貫通して開口された一対の冷媒流
路４６と、中心を各冷媒流路４６に連通し外端を前記ロ
ール本体３８の両側外周に開口して両冷媒流路と隙間Ｄ
に連通させた多数の流通穴４８を備えた。

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
トの製膜装置およびこれを用いた熱可塑性樹脂シートの
製膜方法に関する。特に、ロール間を通過するシートの
薄肉化および冷却速度の向上を図ったものに関する。な
お、一般には膜厚が厚いものをシートと称し、薄いもの
をフィルムと定義されているが、本発明では膜厚が薄い
フィルムもシートと一括して呼称する。

【０００２】

【背景支術】たとえば、食品包装用シート、ブリスター
容器、蓋などの二次加工に用いられる厚さ０．５〜０．
１ｍｍ程度の薄肉シートは、ＰＰなど結晶性の熱可塑性
樹脂からなるもので、その製膜は機械精度や押出し技術
の向上にも関わらず、現在では非常に困難であるとされ
ている。

【０００３】製膜方法としては、エアナイフ法と、タッ
チロール法があるが、エアナイフ法では光沢や、透明性
において満足する製品ができにくい。また、タッチロー
ル法は、溶融樹脂を金属ロール間で加圧冷却し、表面光
沢を付与する方法であり、金属ロール同士は線接触であ
るため、０．６ｍｍ以上のシートの製膜には有効である
ものの、薄肉シートになるほど押出変動の影響を強く受
け、ロールたわみによる光沢むらや、ニップ過多による
バンク不良の発生により生産歩留りが低い。

【０００４】この改良のために、従来のタッチロール法
では金属ロールとラバーロールの組合わせが一般に用い
られている。図９は、従来の金属ロール８０とラバーロ
ール８１の組合わせにより加工を行う際の一般的状況を
示している。図において、溶融シート８２を金属ロール
８０とラバーロール８１との間に挟み込んでシート８２
に各ロール８０，８１を押付けることにより、金属ロー
ル８０の表面の光沢やエンボスをシート８２に転写す
る。この際、ラバーロール８１は、弾性変形し、シート
８２を間に挟んだ状態における金属ロール８０とラバー
ロール８１との接触部分８４は、面接触となる。

【０００５】この構成では、ラバーロール８１の弾性変
形により接触部分８４は面接触となり、十分な転写を得
ることができる。しかし、この構成では、シート８２の
ラバーロール８１に接触する面が粗面になる。また、ラ
バーロール８１の温度が上昇してシート８２が巻き付き
やすくシート８２の剥離不良が起きるという問題があっ
た。さらに、ラバーロール８１の耐久性、耐熱性が大き
な問題となっていた。

【０００６】そこで、本出願人は、先に特開平９−７６
３６５号公報に示す金属表面弾性ロールを開発した。こ
の金属表面弾性ロールは、その表面側より、薄い表面金
属筒、弾性体、中管材、内管材を備えた重層構造のもの
で、加圧力が生ずると弾性体を弾性変形しつつ表面金属
筒が変形し、これによって、ラバーロールと同一の機能
である面接触機能を付加したもので、金属ロールと組合
わせて用いることにより光沢むら、バンク不良を解消で
きる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
造にあっては、表面金属筒の内側が弾性体層であり、弾
性体として伝熱性の低いラバーを用いているため、樹脂
との接触面の熱拡散が不十分であるなど、熱的問題が未
解決であり、このため製膜速度に制限が生じ、生産効率
を上げられないという問題が生じていた。

【０００８】勿論、伝熱性を向上するために使用するラ
バーに金属粉を分散させたり、弾性体の層厚を可及的に
薄くするなどしているが、いずれも弾性変形しろを小さ
くするものであるため、この種の工夫にも限界があっ
た。

【０００９】本発明の目的は、先の本出願人の開発した
金属表面弾性ロールの利点である被接触物との面接触が
可能で、かつ、被接触物の粗面化や剥離不良を防止でき
る利点を享有しつつ、さらに製膜速度を上げても加工を
確実に行うことができ、しかも、経済的に製膜できる熱
可塑性樹脂シートの製膜装置およびこの製膜装置を用い
た製膜方法を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の熱可塑性樹脂シ
ートの製膜装置は、押出された溶融熱可塑性樹脂を回転
する一対の冷却ロール間で加圧冷却して所用膜厚に形成
するとともに、前記ロールの表面性に応じた表面艶付を
行うようにした熱可塑性樹脂シートの製膜装置におい
て、前記ロールのうち、少なくとも一方のロールは、両
側に回転軸を有するロール本体と、このロール本体の両
側外周部に封止体を介して隙間を設けて気密に配置され
た金属弾性スリーブと、前記両回転軸の中心を貫通して
開口された一対の冷媒流路と、中心を各冷媒流路に連通
し外端を前記ロール本体の両側外周に開口して両冷媒流
路と前記隙間とを連通させる流通穴とを備えた弾性ロー
ルとしたことを特徴とする。

【００１１】従って、本発明の製膜装置にあっては、前
記ロール同士が圧接した際に弾性ロールの隙間内部を流
れる冷媒を圧しつつ金属弾性スリーブの接触面を弾性変
形させ、樹脂との接触を面接触とする。また、樹脂との
接触による表面温度上昇は冷媒によって直ちに奪われ
る。

【００１２】ところで、上記構成において、弾性ロール
のロール本体と金属弾性スリーブとの隙間に冷媒を流通
させるに際しては、冷媒をポンプなどで圧送しながら前
記隙間に流通させて行ってもよい。つまり、弾性ロール
の冷媒入口側となる一方の冷媒流路側を正圧とし、冷媒
出口側（他方の冷媒流路側）との差圧をもって行っても
よい。ただ、このようにすると、弾性ロールのロール本
体と金属弾性スリーブとの隙間内では、冷媒の圧送圧力
が作用し、しかも、製膜時の金属弾性スリーブの弾性変
形によって、ロール本体と金属弾性スリーブとの両側シ
ール部、つまり、封止体との接合部に対する応力および
その方向が高速で変化するため、そこからの液漏れ（冷
媒漏れ）が危惧される。

【００１３】そこで、本発明の熱可塑性樹脂シートの製
膜装置は、押出された溶融熱可塑性樹脂を回転する一対
の冷却ロール間で加圧冷却して所用膜厚に形成するとと
もに、前記ロールの表面性に応じた表面艶付を行うよう
にした熱可塑性樹脂シートの製膜装置において、前記ロ
ールのうち、少なくとも一方のロールは、両側に回転軸
を有するロール本体と、このロール本体の両側外周部に
封止体を介して隙間を設けて気密に配置された金属弾性
スリーブと、前記両回転軸の中心を貫通して開口された
一対の冷媒流路と、中心を各冷媒流路に連通し外端を前
記ロール本体の両側外周に開口して両冷媒流路と前記隙
間とを連通させる流通穴とを備えた弾性ロールとし、前
記一方の冷媒流路に冷媒供給部を接続し、他方の冷媒流
路に吸引手段を接続したことを特徴とする。

【００１４】ここで、冷媒供給部としては、たとえば、
冷却水を貯蔵した冷却水タンクなどを用いることができ
る。この場合、他方の冷媒流路に吸引手段が接続されて
いるから、冷却水に高い圧力を加える必要がなく、冷却
水の圧力は１kg／cｍ²以上かつ１０kg／cｍ²以下でよ
い。また、吸引手段としては、他方の冷媒流路側を負圧
にできるものであればよく、たとえば、真空ポンプなど
を用いることができる。従って、吸引手段によって他方
の冷媒流路を吸引すると、その他方の冷媒流路側が負圧
になるので、一方の冷媒流路側との差圧によって、冷媒
を弾性ロールのロール本体と金属弾性スリーブとの隙間
に流通させることができる。つまり、冷媒は、冷媒供給
部から一方の冷媒流路、一方の流通穴、隙間、他方の流
通穴を通って、他方の冷媒流路へ吸引される。このと
き、ロール本体と金属弾性スリーブとの隙間での冷媒圧
力は低圧に維持されているから、ロール本体と金属弾性
ロールとの両側シール部からの冷媒漏れを防ぐことがで
きる。このことは、ロール本体と金属弾性ロールとの両
側シール部のシール構造を高度にしなくてもよい利点が
ある

【００１５】ロール本体と金属弾性ロールとの両側シー
ル部の構造、つまり、封止体は、ロール本体と金属弾性
スリーブとの間の隙間を気密にできるものであれば、特
に問わないが、弾性封止体が好ましい。とりわけ、封止
体の構造を、前記ロール本体の両側端面に設けられた押
圧プレートと、この押圧プレートと前記ロール本体の両
側端面との間に介装され押圧プレートの押圧によって弾
性変形して前記ロール本体と金属弾性スリーブとの両側
開口端を封止するラバープレートとを含んで構成すれ
ば、押圧プレートを押圧したとき、ラバープレートが弾
性変形して、ロール本体と金属弾性スリーブとの両側開
口端を封止するので、ロール本体と金属弾性スリーブと
の両側シール部を確実にシールすることができる。よっ
て、冷媒漏れを確実に防止できる。この際、ラバープレ
ートは、ＪＩＳＡ硬度（ゴムの硬さ試験（ＪＩＳＫ−
６３０１）の３つある中の１つの試験法）で３０度未
満、望ましくは２５度以下のウレタンゴムが好ましい。
このような硬度の低いウレタンゴムを用いると、冷媒漏
れを完全に防止できる。硬度が３０度以上では、冷媒封
止が十分でないばかりでなく、溶融熱可塑性樹脂のニッ
プ時に硬すぎて変形が難しく、金属弾性スリーブとロー
ル本体とが接触できず、結果として、ニップ不足（シー
トの外観不良）を起こす原因となる。

【００１６】また、金属弾性スリーブは、単層構造でも
よいが、径方向で多層構造に形成するのが好ましい。層
構成としては２層以上であれば任意で、また、全体の肉
厚は０．５ｍｍ以下が好ましい。このようにすれば、弾
性機能を維持しつつ繰り返し曲げ疲労に対する耐久性を
改善できる。一般に、金属弾性スリーブは、ニップ力を
過大にかけたり、シート偏肉が極端に悪い場合、曲げ疲
労によりクラックが発生しやすく、その結果、内部の冷
媒漏れなどが生じることが考えられるが、金属弾性スリ
ーブを多層構造とすることで、これらの問題も回避でき
る。また、金属弾性スリーブの材料としては、金属であ
ればとくに問わないが、マルエージング鋼とすれば、高
い強度と靭性が得られる。なお、マルエージング鋼に
は、Crを含有させて耐食性を付与したマルエージングス
テンレス鋼を含む。

【００１７】また、本発明の弾性ロールを、前記ロール
本体の外周部が弾性体層により覆われている構成とする
ことで、金属弾性スリーブが隙間しろを越えて弾性変形
すると、この弾性層も変形させつつ変形するため、高加
圧による弾性変形しろを十分に確保できる。

【００１８】本発明の熱可塑性樹脂シートの製膜方法
は、押出された溶融熱可塑性樹脂を回転する一対の冷却
ロール間で加圧冷却して所用膜厚に形成するとともに、
前記ロールの表面性に応じた表面艶付を行うようにした
熱可塑性樹脂シートの製膜方法において、前記一対のロ
ールは、両側に回転軸を有するロール本体と、このロー
ル本体の両側外周部に封止体を介して隙間を設けて気密
に配置された金属弾性スリーブと、前記両回転軸の中心
を貫通して開口された一対の冷媒流路と、中心を各冷媒
流路に連通し外端を前記ロール本体の両側外周に開口し
て両冷媒流路と前記隙間とを連通させる流通穴とを備え
た弾性ロールと、金属製ロールとを組合わせて用い、前
記冷媒流路および流通穴を通じて前記金属弾性スリーブ
とロール本体との隙間に冷媒を流通させながら、両ロー
ルを圧接しつつ回転させることで、前記金属弾性スリー
ブの熱可塑性樹脂シートとの接触面を冷媒圧力に抗して
弾性変形させて、熱可塑性樹脂シートと面接触させるこ
とを特徴とする。

【００１９】従って、本発明の製膜方法にあっては、両
ロール間を通過した熱可塑性樹脂シートのメルトウエッ
ブは、ニップ区間が長く、かつ、金属弾性スリーブが薄
いことにより熱を急速に奪われつつ製膜され、また、ロ
ール側の熱も冷媒によって急速に奪われるため、製膜速
度を上げてもロールに対する付着がない。また、弾性ロ
ールの弾性が回転軸の撓みを吸収するため、不良なく薄
膜を製造することができる。

【００２０】上記製膜方法において、前記弾性ロールの
一方の冷媒流路から冷媒を供給するとともに、他方の冷
媒流路から吸引して、前記金属弾性スリーブとロール本
体との隙間に冷媒を流通させることが望ましい。この
際、前記金属弾性スリーブとロール本体との隙間内にお
いて冷媒圧力が１kg／cｍ²以上かつ１０kg／cｍ²以下に
設定されていることが望ましい。このようにすると、冷
媒は、一方の冷媒流路、一方の流通穴、隙間、他方の流
通穴を通って、他方の冷媒流路へ吸引される。このと
き、ロール本体と金属弾性スリーブとの隙間では、冷媒
圧力が低圧に維持されているから、好ましくは、１kg／
cｍ²以上かつ１０kg／cｍ²以下に設定されているから、
ロール本体と金属弾性スリーブとの両端側シール部のシ
ール構造を高度にしなくても、それらのシール部からの
冷媒漏れを防ぐことができる。

【００２１】また、本発明の製膜方法において、封止体
は、弾性封止体がよく、とりわけ、ロール本体の両側端
面に設けられた押圧プレートと、この押圧プレートと前
記ロール本体の両側端面との間に介装され押圧プレート
の押圧によって弾性変形して前記ロール本体と金属弾性
スリーブとの両側開口端を封止するラバープレートとを
含む構成が好ましい。この際、ラバープレートは、ＪＩ
ＳＡ硬度で３０度未満、望ましくは２５度以下のウレ
タンゴムが好ましい。また、金属弾性スリーブも、径方
向で多層構造になっているのが好ましい。また、金属弾
性スリーブの材料としては、マルエージング鋼が好適で
ある。

【００２２】また、本発明の製膜方法では、前記ロール
が双方とも弾性ロールであることにより、冷却効率がさ
らに向上し、また、ロール側では圧接による弾性変形し
ろを２倍に確保できることから、加工時における融通性
も倍加する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。（第１実施形態）図１は本発明方法が適用される製膜装
置の全体図、図２、図３は同製膜装置に用いるロールの
構造を示す断面図および分解斜視図である。図１におい
て、製膜装置は、Ｔダイ（図示省略）から押出された溶
融熱可塑性樹脂を回転する一対の冷却ロール１０，１２
の間を通過させることでこれを加圧冷却して所用膜厚に
形成するとともに、その両面に両ロール１０，１２の表
面性に応じた表面艶付を行うものである。

【００２４】両ロール１０，１２のうち、一方のロール
１０は本発明の機能を備えた弾性ロールであり、他方の
ロール１２は通常の金属ロールである。両ロール１０，
１２の両側回転軸１４，１６はそれぞれ軸受部１８，２
０に軸受され、また、回転軸１４，１６の軸受部１８，
２０からの一方の突出端はそれぞれを反転駆動する駆動
用モータ２２，２４に連結されている。他方のロール１
２の軸受部２０は、ガイド２８に沿ってスライド可能と
され、これによりニップ圧の調整ができるようになって
いる。

【００２５】前記弾性ロール１０の両側回転軸１４は、
後述するが中空であって、それぞれロータリジョイント
３０を介して熱交換機３２に接続されている。この熱交
換機３２の管路中に配置した循環用ポンプ３４により、
冷媒は弾性ロール１０内に循環され、弾性ロール１０で
得た熱を熱交換機３２で放熱し、再び低温となって弾性
ロール１０側に循環供給される。

【００２６】なお、図１においては２つのモータ２２，
２４で両ロール１０，１２を独立駆動しているが、１個
のモータで両者を連繋させて反転駆動することも可能で
あることは勿論である。また、冷媒は熱交換機３２、ポ
ンプ３４を通じて閉ループで弾性ロール１０との間を循
環させたが、水などを冷媒として用いる場合には、開ル
ープとし、上流側から下流側に向けて順次冷媒を流通さ
せる構成も採用することができることは勿論である。

【００２７】前記弾性ロール１０は、図２、３に詳細に
示すように、両端中心に前記回転軸１４を一体に突出形
成し、かつ、両側縁部外周に固定用突起部３６を一体に
突出形成した中実円柱形の金属製ロール本体３８と、ロ
ール本体３８の両側端面にビスなどを介して固定される
これよりやや径の大きなエンドプレート３９と、ロール
本体３８の両突起部３６間にあって、ロール本体３８の
外周に嵌合固着されてこれの外周を覆う弾性体層として
の弾性筒４０と、エンドプレート３９と両突起部３６と
の間にあって、ロール本体３８の外周に嵌合された弾性
封止体としての一対のＯ−リング４２と、両Ｏ−リング
４２に両端内周を気密に嵌合された前記エンドプレート
３９の外径と同一内径で薄肉の金属弾性スリーブ４４と
から構成されている。このＯ−リング４２の径に応じて
金属弾性スリーブ４４とロール本体３８との間に隙間Ｄ
が形成されている。

【００２８】前記各回転軸１４の中心には前記ロータリ
ジョイント３０を介して前記熱交換機３２に連通する冷
媒流路４６が貫通形成されている。この冷媒流路４６の
先端はロール本体３８の両端部近傍において、その外周
から中心位置に向けて穿孔された多数の流通穴４８に連
通され、ロール本体３８の外周を覆う弾性筒４０に同じ
く開けられた多数の流通穴５０を通じて、前記隙間Ｄに
連通されている。従って、図２の矢印方向で示すごと
く、冷媒は一方の冷媒流路４６→各流通穴４８，５０→
隙間Ｄを流れ、他方側の各流通穴４８，５０→冷媒流路
４６を通じて熱交換機３２側に循環し、金属弾性スリー
ブ４４を冷却する。

【００２９】前記金属弾性スリーブ４４は、伝熱性のあ
る略円筒状のものであればよく、望ましくはシームレス
タイプの薄肉パイプが好ましい。たとえば、弾性ロール
１０を艶付け加工に用いる場合には、ステンレス（ＳＵ
Ｓ）製とし、シームレス表面で、表面粗度５Ｓ以下の鏡
面とすればよい。弾性ロール１０をエンボス加工に用い
る場合にはニッケル製の電鋳表面エンボス平板の対向二
辺を溶接して円筒状に形成したものとすればよい。ま
た、その厚みは、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下が好まし
く、より好ましくは０．３ｍｍがよい。厚みが１ｍｍを
超えると、弾性変形しにくくなり、また０．１ｍｍを下
回ると冷媒圧力により膨張し、シール性が保持できなく
なるからである。

【００３０】前記弾性筒４０およびＯ−リング４２は、
シリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ネオプレン
ゴムなどの耐熱ゴムであって、ＪＩＳＡ硬度４０〜１
００度、耐冷媒性能を持ったものを好適に用いることが
できる。また、弾性筒４０の厚みは特に限定されるもの
でないが、１０ｍｍ程度あれば十分である。

【００３１】前記ロール１０内に流通される冷媒として
は、気体、液体のいずれであってもよく、要は冷却機能
を持つ圧縮または非圧縮性の流体であればいずれの冷媒
も使用できる。

【００３２】図４（ａ），（ｂ）は以上の製膜装置によ
る製膜加工の状況を示している。図において、（ａ）は
ニップ圧Ｆ１により両ロール１０、１２を圧接しつつ製
膜を行うもので、両ロール１０，１２の圧接位置で、弾
性ロール１０は、ロール１２の押圧力によりその表面の
金属弾性スリーブ４４がＯ−リング４２および内部を流
通する冷媒の圧力に抗して弾性変形して凹み、この結
果、この間を通過する樹脂シート２６のメルトウエッブ
に対し、接触面長さＬ１×金属弾性スリーブ４４の長さ
分の面接触となる。

【００３３】この接触位置において冷媒の冷却作用によ
り樹脂シート２６は冷却され、速やかに両ロール１０，
１２から離間し、引取り方向に移送される。圧接位置を
離れた金属弾性スリーブ４４は順次その弾性により、円
弧状に回復する。これと同時に樹脂シート２６から奪っ
た熱は直ちに冷媒により熱交換され、金属弾性スリーブ
４４は常時その表面を低温に保たれ、温度上昇による不
具合を解消できることになる。また、それ故、両ロール
１０，１２の回転数を上げて製膜速度を高めても、製品
不良を防止できることになる。

【００３４】また、（ｂ）は（ａ）よりさらに高いニッ
プ圧Ｆ２により両ロール１０，１２を圧接した状態を示
し、この場合には、接触面長さＬ２は前記接触面長さＬ
１より大となり、さらに大きな面接触を得られる。この
場合には金属弾性スリーブ４４の圧接位置はさらに大き
く凹み、この結果、弾性筒４０も凹み、その弾性変形し
ろを十分に確保しつつ、その押圧力により樹脂シート２
６のさらなる薄肉化を可能とする。

【００３５】（第２実施形態）図５は本発明の第２実施
形態を示すものである。図において、両ロールとも図
２，３に示す構造の弾性ロールである以外は第１実施形
態と同じであり、その同一箇所には同一符号を付し、説
明は省略する。本実施形態においては、製膜時におい
て、両ロール１０，１０ともその圧接面である金属弾性
スリーブ４４が互いに弾性変形することにより、前記第
１実施形態に比べて２倍の変形しろを得、また冷却効果
も倍加すると同時に、圧接位置では平板状に変形するた
め、各金属弾性スリーブ４４が圧接面から離れ、弾性復
帰するときの回復がスムーズに行える。なお、この変形
しろが大きいことは、溶融樹脂の樹種に応じて加圧度合
を多様化できることになり、さらに多様な膜厚に形成す
ることが可能となる。

【００３６】（第３実施形態）図６は本発明の第３実施
形態を示すものである。図において、弾性ロール１０内
に冷媒を流通させる冷媒供給構造が第１実施形態と異な
るのみであり、その同一箇所には同一符号を付し、説明
は省略する。第１実施形態においては、冷媒を循環用ポ
ンプ３４によって圧送しながら、弾性ロール１０のロー
ル本体３８と金属弾性スリーブ４４との隙間Ｄ内に流通
させているため、その隙間Ｄ内の冷媒圧力によって、ロ
ール本体３８と金属弾性スリーブ４４との両側シール
部、つまり、弾性封止体としてのＯ−リング４２の接合
部からの液漏れ（冷媒漏れ）が危惧される。

【００３７】そこで、本実施形態では、前記弾性ロール
１０の一方の冷媒流路に冷媒供給部６１が接続され、他
方の冷媒流路に吸引手段６２が接続されている。具体的
には、一方の冷媒流路４６を有する一方の回転軸１４
（図６の上方）に取り付けたロータリジョイント３０に
冷媒供給部６１が接続され、他方の冷媒流路４６を有す
る他方の回転軸１４（（図６の下方）に取り付けたロー
タリジョイント３０に吸引手段６２が接続されている。

【００３８】ここで、冷媒供給部６１としては、適当な
大きさで所定量の水を冷却した状態で貯留する冷却水タ
ンクを用いている。これにより、冷却水タンクからは、
冷却水が常圧のままロータリジョイント３０を介して、
弾性ロール１０の一方の冷媒流路４６から隙間Ｄ内に供
給されるようになっている。なお、タンクからの水（常
温）を熱交換機で冷却して供給するようにしてもよい。
また、吸引手段６２としては、真空ポンプを用いてい
る。この場合、弾性ロール１０の金属弾性スリーブ４４
とロール本体３８との隙間Ｄ内における水圧（冷媒圧
力）が１kg／cｍ²以上かつ１０kg／cｍ²以下になるよう
に、吸引力が設定されている。なお、吸引した水を冷媒
供給部６１へ循環して再使用するようにしてもよい。

【００３９】従って、第３実施形態では、吸引手段６２
によって弾性ロール１０の他方の冷媒流路を吸引する
と、その他方の冷媒流路側が負圧になるので、一方の冷
媒流路側との差圧によって、冷媒を弾性ロール１０のロ
ール本体３８と金属弾性スリーブ４４との隙間Ｄ内に流
通させることができる。つまり、冷媒は、冷媒供給部６
１から一方の冷媒流路４６、一方の流通穴４８，５０、
隙間Ｄ、他方の流通穴５０，４８を通って、他方の冷媒
流路４６へ吸引される。このとき、ロール本体３８と金
属弾性スリーブ４４との隙間Ｄでの冷媒圧力は１kg／c
ｍ²以上かつ１０kg／cｍ²以下に維持されているから、
ロール本体３８と金属弾性スリーブ４４との両側シール
部のシール構造を高度にしなくても、それらのシール部
からの冷媒漏れを防ぐことができる。よって、高度なシ
ール構造が必要ないから経済的にできるとともに、長期
に渡り耐久性を維持することができる。

【００４０】以上の各実施形態においては、封止体とし
て、Ｏ−リング４２を用いたが、Ｏ−リング４２の場
合、ニップ圧力を過大にかけたり、高速回転（５０ｍ／
ｍｉｎ以上）すると、内部の冷媒漏れが危惧される。そ
こで、この点の対策としては、図７に示す構造が好まし
い。これは、ロール本体３８の両側端面に設けられた押
圧プレート７１と、この押圧プレート７１と前記ロール
本体３８の両側端面との間に介装されたラバープレート
７２と、このラバープレート７２を間に挟んで押圧プレ
ート７１をロール本体３８の両側端面に締め付け固定す
る締め付けねじ７３とを含む構成である。

【００４１】押圧プレート７１は、金属材料によって、
外径が金属弾性スリーブ４４の外径と略等しい円盤状に
形成され、かつ、前記ラバープレート７２と接する面が
中心部分が肉厚になったテーパ面７１Ａに形成されてい
る。前記ラバープレート７２は、シリコンゴム、フッ素
ゴム、ウレタンゴム、ネオプレンゴムなどの耐熱ゴムで
あって、ＪＩＳＡ硬度で３０未満、かつ、耐冷媒性能
を持ったものを用いている。とりわけ、ＪＩＳＡ硬度
で３０度未満、望ましくは２５度以下のウレタンゴムを
用いれば、冷媒漏れを封止する上で効果的である。形状
は、外径が金属弾性スリーブ４４の外径と略等しい円盤
状に形成され、かつ、前記押圧プレート７１と接する面
が中心部分が肉薄になったテーパ面７２Ａに形成され、
さらに、外周部に前記金属弾性スリーブ４４の両側部分
を嵌合する嵌合段部７２Ｂが形成されている。

【００４２】この構成において、押圧プレート７１を締
め付けると、ラバープレート７２が弾性変形して、ロー
ル本体３８と金属弾性スリーブ４４との両側開口端を封
止する。このとき、ラバープレート７２には、押圧プレ
ート７１のテーパ面７１Ａによって、厚みを薄くする方
向の力（ロール本体３８の軸方向の力）と外径を拡大す
る方向の力（ロール本体３８の径方向の力）とが働くの
で、ロール本体３８と金属弾性スリーブ４４との両側シ
ール部を確実にシールすることができる。よって、高速
回転および高ニップ下での冷媒漏れを確実に防止でき
る。

【００４３】また、上記各実施形態においては、金属弾
性スリーブ４４を単層構造としたが、径方向で多層構造
になるように形成してもよい。たとえば、図８に示すよ
うに、内側の内筒４４Ａと、外側の外筒４４Ｂとを隙間
なくはめ合わせた２層構造でもよい。つまり、内筒４４
Ａの外径と外筒４４Ｂの内径とが実質的に等しい寸法で
嵌合し、全体の厚みが０．５ｍｍ以下の構造でもよい。

【００４４】これらを製造する方法としては、特開平９
−２６７２２２号公報に示された方法が好適である。ま
ず、薄板状の金属材料（とくに、マルエージング鋼が好
適）を環状に連続させた継ぎ目のないシームレス素材を
コアに装着し、そのコアを加熱膨張させてコアの外周面
をシームレス素材の内周面に圧着し、この状態でシーム
レス素材の外周面を切削して、所定厚みで所定外径を有
する内筒４４Ａと、所定厚みで所定内径（内筒４４Ａの
外径と等しい内径）を有する外筒４４Ｂとを得、これを
互いに嵌合して２層構造の金属弾性スリーブ４４を製造
する。

【００４５】一般に、金属弾性スリーブは、ニップ力を
過大にかけたり、シート偏肉が極端に悪い場合、曲げ疲
労によりクラックが発生しやすく、その結果、内部の冷
媒漏れなどが生じることが考えられるが、金属弾性スリ
ーブを多層構造とすることで、これらの問題も回避でき
る。つまり、繰り返し曲げ疲労に対する耐久性を改善で
きる。

【００４６】なお、金属弾性スリーブ４４の多層構造に
ついては、２層構造に限らず、３層以上でもよい。さら
に、異なる金属材料の組み合わせでもよい。また、この
構造の場合、ロール本体３８と金属弾性スリーブ４４と
の両端側シール部のシール構造についても、基本的には
図７に示す構造と同じであるため、その構造と同じ効果
が期待できる。つまり、ロール本体３８と金属弾性スリ
ーブ４４との両側シール部を確実にシールすることがで
き、よって、高速回転および高ニップ下での冷媒漏れを
確実に防止できる。

【００４７】

【実施例】（実施例１）第１実施形態に基づいて、弾性
ロールを次のような条件で実際に製造した。まず、直径
１５０ｍｍのロール本体の表面に１０ｍｍ厚硬度４５゜
のシリコンラバーをライニングし、冷媒流路および流通
穴を穿孔し、Ｏ−リングをロール本体両側外周に嵌め、
さらにその外周に金属弾性スリーブを嵌合固定した。金
属弾性スリーブは０．３ｍｍ厚ＳＵＳ製のもので、その
金属弾性スリーブ内周とシリコンラバーとの隙間距離は
３ｍｍであった。ついで、この弾性ロールの冷媒流路に
水圧１０kg／cｍ²の圧力を加えて隙間部分のシール性を
確認後、図１に示す製膜装置に組込み、金属ロールと組
合わせ、製膜作業を行った。

【００４８】この製膜作業の条件は以下の通り：Ｔダイからの押出し樹脂・・・ＰＰ（融点１６１℃、平
均分子量Ｍｗ 431,000 Ｍｎ65,000Ｍｗ／Ｍｎ＝6.
6）押出し温度・・・２６０℃ メルトウエッブのニップ幅・・・５mm 冷媒・・・入口温度１５℃の水、水圧３kg／cｍ² 製膜速度：３０ｍ／ｍｉｎ以上この結果、両面光沢があり、透明性の高い３００μｍ厚
のシートが不良個所なく得られた。

【００４９】（比較例１）上記実施例１と同一寸法であ
って、特開平９−７６３６５号公報に示す金属表面弾性
ロール、すなわち、金属弾性スリーブの内周に弾性体層
が密着したロールと、金属ロールとの組合わせにより、
前記と同一条件で溶融押出されるＰＰを製膜したとこ
ろ、３００μｍ厚みのシートで、製膜速度が５ｍ／ｍｉ
ｎ以上になると、ロール温度が上昇し、メルトウエッブ
の冷却が困難であり、これ以上の製膜速度、厚みでは、
製膜が不可能であることが確認された。

【００５０】（実施例２）上記実施例１において、Ｏ−
リングの代わりに、図７に示すラバープレートおよび押
圧プレートを用いた。ラバープレートは、ＪＩＳＡ硬
度２５度である。製膜作業の条件は、製膜速度：５０ｍ
／ｍｉｎ、ニップ圧力：５０kg／ｃｍ（線圧）とした以
外は、実施例１と同条件である。結果は、内部の冷媒漏
れもなく、両面光沢があり、透明性の高い３００μｍ厚
のシートが不良個所なく得られた。

【００５１】（比較例２）上記実施例１記載のＯ−リン
グを封止体として用いた以外は、実施例２と同条件で製
膜したところ、金属弾性スリーブの端面より内部の冷媒
漏れが認められた。

【００５２】（実施例３）上記実施例１において、次の
条件のものを用いた。・金属弾性スリーブ：外径１７６．６ｍｍ、内径１７
６．０ｍｍ、幅１，０００ｍｍ、材質ＳＵＳ６３０、ただし、内筒：外径１７６．３０ｍｍ（公差＋０〜−
０．０４ｍｍ）厚み０．１５ｍｍ外筒：内径１７６．３０ｍｍ（公差＋０．０４〜−０ｍ
ｍ）厚み０．１５ｍｍ・シール構造：Ｏ−リングの代わりに、図８に示すラバ
ープレートおよび押圧プレートを用いた。ラバープレー
トは、ＪＩＳＡ硬度２５度である。・製膜条件：製膜速度：５０ｍ／ｍｉｎ、ニップ圧
力：１００kg／ｃｍ（線圧）とした以外は、実施例１と
同条件である。・結果：両面光沢があり、透明性の高い３００μ
ｍ厚のシートが不良個所なく得られ、かつ、１０，００
０，０００回転運転した時点においても、金属弾性スリ
ーブにはクラックなどの異常が発生しなかった。

【００５３】（比較例３）実施例３において使用したも
のと同一材質のスリーブで、外径１７６.６ｍｍ、内径
１７６．０ｍｍの単層構造の金属弾性スリーブを使用し
て、実施例３と同一条件で製膜したところ、２００００
００回転運転した時点において、金属弾性スリーブ上の
シート端部と接触する部分に小さなクラックが発生し
た。

【００５４】

【発明の効果】本発明の製膜装置によれば、次の効果が
ある。ロール同士が圧接した際に弾性ロールの隙間内部を流
れる冷媒および弾性封止体を圧しつつ金属弾性スリーブ
の接触面を弾性変形させ、樹脂との接触を面接触とする
ため、ニップ過多によるバンク不良などを防止できる。表面近くに冷媒が通過するので過度の表面温度上昇が
なく、表面温度上昇に伴う不具合を一掃できる。ロール本体の外周部が弾性体層により覆われている構
成とすることで、金属弾性スリーブが隙間しろを越えて
弾性変形すると、この弾性層も変形させつつ変形するた
め、高加圧による弾性変形しろを十分に確保できる。弾性ロール内に冷媒を流通させるに際して、ロールの
一方側に冷媒供給部を接続するとともに、他方側に吸引
手段を接続する構成とすることで、簡単かつ経済的なシ
ール構造で冷媒漏れを防ぐことができる。封止体を、ラバープレートおよび押圧プレートで構成
することで、冷媒漏れを確実に防ぐことができる。金属弾性スリーブを多層構造とすることで、繰り返し
曲げ疲労強度を改善できる。

【００５５】また、本発明の製膜方法によれば、次の効
果がある。両ロール間を通過した熱可塑性樹脂シートのメルトウ
エッブは高いニップ圧力によってロール間に挟まれ、か
つ、熱を急速に奪われつつ製膜され、また、ロール側の
熱も冷媒によって急速に奪われるため、従来より薄膜の
製造が可能になるとともに、製膜速度を上げてもロール
に対する付着がない。従って、本発明方法は、薄膜を確
実に加工でき、製膜速度向上に伴い生産効率が向上し、
また、速度向上に伴う歩留りの低下も防止できる。ロールが双方とも弾性ロールとすることにより、冷却
効率がさらに向上し、また、ロール側では圧接による弾
性変形しろを２倍に確保できることから、加工時におけ
る融通性も倍加する。弾性ロール内に冷媒を流通させるに際して、ロールの
一方から冷媒を供給するとともに、他方側から吸引する
ことにより、冷媒を漏れることなく隙間内に流通させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される第１実施形態の製膜装置の
全体を示す説明図である。

【図２】同上実施形態の弾性ロールの縦断面図である。

【図３】同上弾性ロールの分解斜視図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は同上弾性ロールを用いた製膜
状況を示す図１のIV−IV断面図である。

【図５】同上弾性ロール同士を組合わせた第２実施形態
を示す断面図である。

【図６】本発明の第３実施形態の製膜装置の全体を示す
説明図である。

【図７】封止体の他の構成を示す図である。

【図８】金属弾性スリーブの他の構成を示す図である。

【図９】従来の一形態を示す構成図である。

【符号の説明】

１０弾性ロール１２金属ロール１４，１６回転軸３８ロール本体４０弾性筒（弾性体層）４２Ｏ−リング（弾性封止体）４４金属弾性スリーブ４４Ａ内筒４４Ｂ外筒４６冷媒流路４８，５０流通穴６１冷媒供給部６２吸引手段７１押圧プレート７２ラバープレートＤ隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松澤幸三郎東京都足立区弘道２−27−２株式会社松澤製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】押出された溶融熱可塑性樹脂を回転する
一対の冷却ロール間で加圧冷却して所用膜厚に形成する
とともに、前記ロールの表面性に応じた表面艶付を行う
ようにした熱可塑性樹脂シートの製膜装置において、前記ロールのうち、少なくとも一方のロールは、両側に
回転軸を有するロール本体と、このロール本体の両側外
周部に封止体を介して隙間を設けて気密に配置された金
属弾性スリーブと、前記両回転軸の中心を貫通して開口
された一対の冷媒流路と、中心を各冷媒流路に連通し外
端を前記ロール本体の両側外周に開口して両冷媒流路と
前記隙間とを連通させる流通穴とを備えた弾性ロールと
したことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製膜装置。
【請求項２】押出された溶融熱可塑性樹脂を回転する
一対の冷却ロール間で加圧冷却して所用膜厚に形成する
とともに、前記ロールの表面性に応じた表面艶付を行う
ようにした熱可塑性樹脂シートの製膜装置において、前記ロールのうち、少なくとも一方のロールは、両側に
回転軸を有するロール本体と、このロール本体の両側外
周部に封止体を介して隙間を設けて気密に配置された金
属弾性スリーブと、前記両回転軸の中心を貫通して開口
された一対の冷媒流路と、中心を各冷媒流路に連通し外
端を前記ロール本体の両側外周に開口して両冷媒流路と
前記隙間とを連通させる流通穴とを備えた弾性ロールと
し、前記一方の冷媒流路に冷媒供給部を接続し、他方の冷媒
流路に吸引手段を接続したことを特徴とする熱可塑性樹
脂シートの製膜装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の熱可塑
性樹脂シートの製膜装置において、前記封止体は、弾性
封止体であることを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製
膜装置。
【請求項４】請求項１または請求項２に記載の熱可塑
性樹脂シートの製膜装置において、前記封止体は、前記
ロール本体の両側端面に設けられた押圧プレートと、こ
の押圧プレートと前記ロール本体の両側端面との間に介
装され押圧プレートの押圧によって弾性変形して前記ロ
ール本体と金属弾性スリーブとの両側開口端を封止する
ラバープレートとを含んで構成されていることを特徴と
する熱可塑性樹脂シートの製膜装置。
【請求項５】請求項４に記載の熱可塑性樹脂シートの
製膜装置において、前記ラバープレートは、ＪＩＳＡ
硬度が３０度未満のウレタンゴムで形成されていること
を特徴とする熱可塑性樹脂シートの製膜装置。
【請求項６】請求項１〜請求項５のいずれかに記載の
熱可塑性樹脂シートの製膜装置において、前記金属弾性
スリーブは、径方向で多層構造に形成されていることを
特徴とする熱可塑性樹脂シートの製膜装置。
【請求項７】請求項１〜請求項６のいずれかに記載の
熱可塑性樹脂シートの製膜装置において、前記金属弾性
スリーブは、マルエージング鋼で形成されていることを
特徴とする熱可塑性樹脂シートの製膜装置。
【請求項８】請求項１〜請求項７のいずれかに記載の
熱可塑性樹脂シートの製膜装置において、前記ロール本
体の外周部が弾性体層により覆われていることを特徴と
する熱可塑性樹脂シートの製膜装置。
【請求項９】押出された溶融熱可塑性樹脂を回転する
一対の冷却ロール間で加圧冷却して所用膜厚に形成する
とともに、前記ロールの表面性に応じた表面艶付を行う
ようにした熱可塑性樹脂シートの製膜方法において、前記一対のロールは、両側に回転軸を有するロール本体
と、このロール本体の両側外周部に封止体を介して隙間
を設けて気密に配置された金属弾性スリーブと、前記両
回転軸の中心を貫通して開口された一対の冷媒流路と、
中心を各冷媒流路に連通し外端を前記ロール本体の両側
外周に開口して両冷媒流路と前記隙間とを連通させる流
通穴とを備えた弾性ロールと、金属製ロールとを組合わ
せて用い、前記冷媒流路および流通穴を通じて前記金属弾性スリー
ブとロール本体との隙間に冷媒を流通させながら、両ロ
ールを圧接しつつ回転させることで、前記金属弾性スリ
ーブの熱可塑性樹脂シートとの接触面を冷媒圧力に抗し
て弾性変形させて、熱可塑性樹脂シートと面接触させる
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製膜方法。
【請求項１０】請求項９に記載の熱可塑性樹脂シート
の製膜方法において、前記弾性ロールの一方の冷媒流路
から冷媒を供給するとともに、他方の冷媒流路から吸引
して、前記金属弾性スリーブとロール本体との隙間に冷
媒を流通させることを特徴とする熱可塑性樹脂シートの
製膜方法。
【請求項１１】請求項１０に記載の熱可塑性樹脂シー
トの製膜方法において、前記金属弾性スリーブとロール
本体との隙間内において冷媒圧力が１kg／cｍ²以上かつ
１０kg／cｍ²以下に設定されていることを特徴とする熱
可塑性樹脂シートの製膜方法。
【請求項１２】請求項９〜請求項１１のいずれかに記
載の熱可塑性樹脂シートの製膜方法において、前記封止
体は、弾性封止体であることを特徴とする熱可塑性樹脂
シートの製膜方法。
【請求項１３】請求項９〜請求項１１のいずれかに記
載の熱可塑性樹脂シートの製膜方法において、前記封止
体は、前記ロール本体の両側端面に設けられた押圧プレ
ートと、この押圧プレートと前記ロール本体の両側端面
との間に介装され押圧プレートの押圧によって弾性変形
して前記ロール本体と金属弾性スリーブとの両側開口端
を封止するラバープレートとを含んで構成されているこ
とを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製膜方法。
【請求項１４】請求項１３に記載の熱可塑性樹脂シー
トの製膜方法において、前記ラバープレートは、ＪＩＳ
Ａ硬度が３０度未満のウレタンゴムで形成されている
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製膜方法。
【請求項１５】請求項９〜請求項１４のいずれかに記
載の熱可塑性樹脂シートの製膜方法において、前記金属
弾性スリーブは、径方向で多層構造に形成されているこ
とを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製膜方法。
【請求項１６】請求項９〜請求項１５のいずれかに記
載の熱可塑性樹脂シートの製膜方法において、前記金属
弾性スリーブは、マルエージング鋼で形成されているこ
とを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製膜方法。
【請求項１７】請求項９に記載のロールが、双方とも
弾性ロールであることを特徴とする熱可塑性樹脂シート
の製膜方法。