JPS61219622A - 熱可塑性重合体シ−トの成形方法 - 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】 技術分野 本発明は熱可塑性重合体よりなるシート状物の成形方法
に関する。更に詳しくは溶融した重合体をダイスリット
より押出して回転している冷却ドラム上にて冷却固化す
る際、この冷却ドラムとシートの押出し物との間に空気
の微小気泡が巻き込まれない成形方法に関するものであ
る。

熱可塑性重合体をシート状に成形するには、溶融重合体
をスリット状のダイから押出した後、直ちに所定の温度
忙制御された回転冷却ドラムの表面に接触せしめて急冷
固化させ、引取る方法がとられている６重合体シートは
、冷却同化後引続いて、延伸、熱固定され所望の特性を
備えたフィルムに成形される。

熱可塑性重合体の代表例となるポリエステルのフィルム
は、機械的性質、耐熱性、熱寸法安定性、耐薬品性及び
耐候性などの性質がすぐれ、電気的性質も良好である。

この優れた物性を利用台して、耐熱性が要求される電気
絶縁材料。

磁気記録媒体材料など種々の分野に広く利用されている
。特にポリエステルの薄いフィルムはコンデンサーの誘
電材料や磁気テープのベースフィルムとして使用されて
いる。電子装置の小型化、軽量化に伴ない極めて薄いフ
ィルムからなる誘電体材料や磁気テープ材料の開発が望
まれている。そして、熱可塑性重合体の薄いフィルムや
シートを低コストにより製造することが要求されている
が、生産性を大幅に向上させようとする場合、製造速度
を向上させること、製膜されるフィルムの幅を未延伸シ
ートの成形から延伸９巻取の全工糧にわたって広巾化す
ること、更に、広巾化しかつ製造速度を高めることを同
時に実施することが行われる。

製造速度を向上させようとする場合には、溶融熱可塑性
重合体シートを冷却ドラム上で冷却固化して成形する工
桿で次のような問題点がある。

■　溶融重合体シートと冷却ドラムとの間の良好な密着
かで羨にくくなり、均一な幅、＊み。

透明性をもつシートを得ることので鎗る条件の覇囲が極
めて狭くなる。

■　ネックインにより成形シートの幅が狭くなるため幅
方向の歩留りが低下する。

■　回転冷却ドラム表面が低分子量物質（オリゴマー等
）で汚れるため密着が不均一になり均一透明なシートを
得にくくなる。

■　回転冷却ドラム表面に生ずる随伴気流のために溶融
シートのｆ＆線が振動し厚みの不均一。

幅の不均一を生じる。

■　ダイスリットから押出された溶融重合体シートが回
転冷却ドラム表面に接触する直前で、４？に溶融重合体
シートのエツジ部分でめくれ上がり、幅方向全幅にわた
って均一なシートを成形することが困難となる。

これらの間４点はシートを広幅化しかつ生産速度を高め
ようとしたときく顕在化する傾向があり、生産効率の向
上の制約となっている。

従来技術 このような従来技術の欠点を改良する試みが今まで種々
行われてきている。溶融重合体シートと回転冷却ドラム
との密着力を向上させる技術として、 イ、空気流又はガス流による溶融シートの冷却ドラム面
への押しつけ、又は空気の吸引による密着化（特公昭４
０−１７９０７号公報、特公昭４１−１３６２６号公報
）、 一６静電気的密着法（ｆＰ公昭３７−６１４２号公Ｍ）
、ハ９回転冷却ドラム表面に液体を塗布する方法（特開
昭５２−６５５６４号公報）、 二、補助ロールにより溶融したシートを押し付ける方法
（特公昭４８−２３５４６号公報）、更に、これらの技
術を複合した方法がある。

もつとも、製造能率を向上せしめる目的で高速化しよう
とする場合、いずれの手段も前述の問題点が未解決の課
題となってくる。

例えば、空気流又はガス流による押し付ｔす又は吸引の
場合、溶融重合体シートの膜振動を抑えることが極めて
難しく、冷却体の表面速度を高々３０ｍ／分程度までし
か上昇させることができず、これ以上の速度ではシート
の亙みが著しく不拘−姥なる。また、冷却体表面上での
シートの密着が強固に行われないため冷却体表面が極く
短時間に低分子量物質で汚され、均一かつ透明なシート
を得ることができなくなるという欠点がある。

更に溶１ｌｉＩ１１重合体の静電的密着法によっても、
冷却体の表面速度が約４０ｍ／ｗｓを超えると、冷却体
表面と未延伸シートとの間に空気の不規則な巻舞込みを
生じ、密着効果が激減しシートが凹凸を起こし平滑なフ
ィルムは得られない。

また、静電気による密着方法では、比較的薄い未延伸ポ
リエステルフィルムを均一厚さに成形することが困難と
なる問題もある。この原因は静電荷を利用する製膜方法
は溶融状態から冷却固化直前の状態にあるポリエステル
では絶縁耐電圧゛が著しく低下しているために絶縁破壊
を起こす。また、牛脂速度を高めるためには電極の電圧
を高（して冷却固化直前の状態にあるシートに析出され
る電荷の密度を上昇させる必要があるが、高電圧を加え
ると同化直前のポリエステルは絶縁破壊を起こしてしま
い連続した成型が困難ｙなる、そして絶縁破壊に到らな
いときでも未延伸シートの表面には放電による損傷が起
こる傾向があり延伸されたフィルムの表面にはクレータ
−状の欠点が多数生じているから、フィルムの絶縁耐電
圧の著しい低下をもたらす。

このようにフィルム・シートが薄いけどまたは冷却体表
面の移動速度が高い程、重合体シートの製膜が困難にな
る。このように、静電気的な密着方法により薄膜を高能
率圧製造するにはなお未解決の問題が存在している。特
開昭４９−９９１６０号公報には回転冷却ドラム表面に
沸点１５０〜２２０℃で表面張力が５０ダイン／ａｎ以
下のアルコールを塗布することが提案され、また特開昭
５０−５９４５７号公報には冷却ドラム表面に別な有機
液体を塗布することが提案されている。更に特開昭５０
−７６１７３号公報には冷却ドラム表面にオイル状物質
を塗布するととが提案されているが、高沸点のアルコー
ル類やオイル状物質を製膜以後の工程においてフィルム
多面から完全に除去することは困難であり、しかも延伸
ロールを使用する縦延伸の際にはｐ−ル表面上に高沸点
の有機液体やオイル状物質が蓄積することになり、横延
伸の際にはテンター内部にオイル状物質が飛散してフィ
ルム忙再汚染をもたらす虞れがある。そしてフィルムの
後加工、例えば磁性塗料、感光剤、粘着剤、貼合せ用接
着剤等の塗布や蒸着に際して汚れた表面は不利な結果を
もたらすので好ましくない。

これらの問題点を克服するため冷却ドラム表ｆｆ１Ｋ水
を塗布する技術が提案されている。この方法によれば密
着が均一に行われかつ冷却ドラム表面が低分子量物で汚
染されることがないなどの利点があるが、高速化しよう
とする場合溶融シートのネックインが大きくなることか
ら幅方向の歩留りが低くなったり、回転冷却ドラム表面
に生ずる随伴気流のためシートの流線が振動し厚みの不
均一、＊の不均一を生じる欠点がある。

今まで述べてきたいずれの従来技術においても、前述の
高速化の問題である溶融重合体シートのエツジ部分での
めくれ上がりによる密着不良の問題は解決されてはいな
い、エツジ部分の密着を高めるために前記のイ、ｐ、ハ
、二のうちの２つまたはそれ以上を組み合せた技術、た
とえば、静′亀気的密着方法忙加えて気体流を吹付けた
り、含水布帛で押えたりすることからなるエツジ部への
補助密着手段も提案されている。

これらの方法もまた高速化しようとする場合には、樹脂
膜を振動させ、厚みや幅の不均一を招くなどの新たに生
ずる問題がある。

特開昭５６−５３０３７号公報にはフィルムの端縁部の
湾曲忙沿うような形状のいわゆるブレード電極を用いる
技術が提案されているものの、この技術も、ブレードｔ
％を狭い空間に設置する上で不都合がある。更に溶融樹
脂の端縁部でのめくれ上がりの形状が常時一定であるわ
けではなく、雰囲気温度の変化、溶融重合体の温度によ
ってその状態が変るため実用上は手段の制限や適用に支
障をきたす未解決の問題がある。

発明の構成 果、グイスリットより押出された溶１Ｍ１Ｉｉｒ今体シ
ートのプロフィル流＠が該シートの幅方向全幅にわたっ
て実質的ＶＣ＠紳状となるようになし、溶融重合体がダ
イスリットから押出されて冷却体表面に接触するまでの
空間におげろ長さく溶融シートの自由Ｊ％）をできるだ
け短縮すると共に、グイと冷却ドラムとの位１１！関係
を特定の範囲内に選び、かつ冷却体表面て液体を塗布す
るならば高い生蟻、＊度で奥部しても、ネックインに起
因するシートの幅の減少を抑え、フィルムと冷却ロール
との間に空気ｈ１巻込まれるのを阻止し、均質ｔＣフィ
ルムを得ることかで業ることを見出し本発明Ｋ　＠Ｉ達
した。

即ち、本発明方法は、グイから溶融熱可塑性重合体をシ
ート状忙押出して液体の薄膜を塗布した回転している冷
却ドラム表面上にシート状の押出物を接触せしめ冷却固
化してなる熱可塑性重合体よりシートを形成する方法に
おいて、ダイをシート状の押出物の進行方向に向け、核
ダイを冷却ドラムの回転軸を含む鉛直面より前方に位置
せしめ、かつ嬉ダイの溶融した熱可塑性重合体の吐出角
度を鉛直面に対し傾斜させるよう釦装置の位置関係を設
定することにより、シート状の押出物が該ダイから離れ
て該冷却ドラムに達するまでの走行距峻を短縮せしめる
ことを特徴とする熱可塑性重合体シートの成形方法であ
る。

ここで、シート状の押出物の進行方向とは押出されたシ
ート状の押出物が冷却ドラムに接触した直後における該
シートの搬送方向を意味する。冷却ドラム回転軸（中心
）を通る鉛直面に対して前方の位置とは、第１図に示し
たようにダイの先端と冷却ドラムの中心を結ぶ直線が冷
却ドラムの中心を通る垂線と傾斜するように位置させる
ことを意味する。第１図の傾斜角αは４５°以内に設定
するのが窒ましい。

また、ダイの吐出角度とは押出ダイから押出される溶融
重合体の押出方向と冷却ドラムの中心を通る垂線のなす
角度を意味し、ｆａ１図での吐出角度βは４５°〜８５
°の範囲が好適である。

図面を参照して、本発明のシートの成形方法を更に説明
する。第５図は、従来のシートの成形方法を示す側面図
である。ダイ１１から押出された溶融状７１１１のシー
ト１４は回転する冷却ドラム１３の表面に接触する。溶
融状態の重合体シートは、冷却ドラム表面に塗布機２１
によって塗布されだ液膜２２によって、更に強固忙−−
ル表面だ密５ｍ￥　ｌ、、冷却固化されたあと引取ｐ−
ル１５を碍て次の工程へ送られる。従来技術では、冷却
ドラムとダイとの位゛４関係は第５図に示したように、
冷却ドラムの回転軸ｏの真上にダイの先端１２がダイと
回転軸とを結ぶ垂線上となるように、ダイの方向が配置
されている。

これに対し、本発明ではダイの位置とダイから＃１．−
重合体が吐出される方向を第１因又は第２図忙示したよ
うに傾斜させるものである。

この際にダイ１１は押出されたＲ融シート１４の進行方
向と同方向Ｋ、冷却ドラム１３の中心０を通る垂線（鉛
直方向を示す点＃）に対して前方の位置、すなわち図面
忙おいて冷却ドラム１３の中心０を通る垂ａＦ［対して
反時計方向忙位置させ、かつダイの先端１２から押出す
れる溶融重合体の押出方向と垂線とのなす角、即ち吐出
角度に相当する角度に傾斜させて設置する。この際、ダ
イから押出された溶融重合体シートはダイのスリットを
窄切る全幅方向において直線忙極めて近くなる。この様
子を第３図に示した。なお、第４図の側面図は従来技術
におけるダイから押出された溶融重合体が冷却ドラムに
密着する直前のシートのエツジ部とエツジから離れた部
分の流線の形状を示している。

シートのエツジ部分とはダイスリットの長さ方向の端部
から測って３０簡乃至５０ｍの範囲の区域を意味する。

このように従来技術ではシートの幅方向で冷却ドラムに
密着する際の密着線が曲がってしまうため、エツジ部分
が七ね以外の部分よりも遅れて冷却ドラムに着地するこ
と尾なり、空間にあるＭ−シートにかかる力のバランス
がとれなくなり、シートの振動を惹起し、幅全体の密着
線をゆらすためシートの厚さが不拘−什する。

このシートの振動は生産速度を高めると増大する傾向が
ある。これに対（２、第３図に示したように本発明方法
では吐出角度を傾斜させることにより、ダイから押出さ
れたシートは全幅に捗って１■線に極めて近くなる。こ
のような状態で冷却ドラムに均一に接触するためシート
の空間での振動が防止できる。この結果厚み斑の少ない
均一なシートが得られる。

本発明方法によれば溶融重合体シートの密着するため、
極めて均一な厚み、透明性を有し、かつ空気巻込みなど
による表面欠点のないフィルムを高能率で製造し５る。

本発明方法を一層効果的に実施するにはダイ１１を冷却
ドラムの中心を通る垂線に対して００〜４５°前方に位
１させ、かつダイの吐出角度を４５°〜８５°に設定す
ることが好ましい。また、ダイ先端と冷却ドラムの表面
は可能な限り近接させることが好ましい。

このダイ先端と冷却ドラムの中心０を結ぶ直線が垂線と
なす角変α及び吐出角度βの最適な設定値は溶融シート
の厚さ、粘度、冷却ドラムの表面速度等によって異なり
目的に応じて適宜決定しうる角度αが００以下（溶融シ
ートの進行方向と逆方向）になるか、吐出角度βが４５
゛以下になれば溶融ｔシートの冷却ドラムへの密着効果
及びエツジのめ（れ上りにより惹起される膜振動の防止
効果が落ちる。

また、角度αが４５°以上になればダイより吐出される
溶融重合体シートは、冷却ドラム表面での密着が不完全
となり、冷却固化が不充分となるために冷却ドラム表面
上で滑ることによりシワやクルミを発生してシートを不
均一化する。

吐出角度βが８５°以上であるとダイリップ先蝮から溶
融シートが着地するまでの走行距離（間隔）が犬となり
、空間の膜の撮動が起こり易くなりシートが不均一イヒ
する。

上述の些明によって明らかなように本発明方法は押出ダ
イ及び吐出角匣を新定の位置、角度に設定することｆよ
って、高６率［ＪΔみ斑、シワ、クルミのない、かつ空
気巻込みによる表面欠点のない優れた熱可塑性重合体シ
ートを製造しへるものである。

本発明が適用できる熱可塑性重合体としては水を液膜と
する場合、水を多量に吸収しないものが好ましい。この
ような重合体として次に述べるようなポリエステル、ポ
リカーボネートが挙げられる。このポリエステルと１７
では、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメ千しン
テレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、
ポリペンタメチレンテレフタレート、ポリへキサメチレ
ンテレフタレート、ポリエチレン２６ナフタレート、ポ
リテトラメチレン−２，６−ナフタレート、ポリへキサ
メチレン−２，６−ナフタレート、ポリトリメチレン−
２，６−ナフタレート、ポリペンタメチレン−２，６−
ナフタレ−）、４．４−ジヒドロキシジフェニル−２，
２−プロパンのポリカーボネート等が好ましく用いられ
ろ。熱可塑性ポリエステルは共重合物でも、２種以上の
熱可塑性ポリエステルの　′ブレンド物であってもよい
。

本９　ＱＦＩ　Ｋ用いられる冷却ドラムとは金属、プラ
スチックス、ゴム等の材質を表面に有する一一ルであっ
て、とｈらの冷却ドラムは循環する液体又は気体からな
る冷媒によって強制的に冷却される本のである。本発明
に用いられる冷却ドラムに塗布する液体は水、メチルア
ルコール、エチルアルコール及びアセトンなどがよい。

水を用いる場合には一般に上水道に用いられる程度のも
のでよく、必要あれば少鉾の界面活性剤を含有させるこ
ともで芦る。また、水はメチルアルコール　エチルアル
コール又はアセトンと混合溶液として使用できる。この
ように本発明で適用される液体は熱可塑性重合体シート
に対し実質的に不活性であり、かつｆｌｌ＋！単にフィ
ルムシートの表面から除去できるものであることが好ま
しい。

以下具体例により本発明を詳述する。

蓼施例、比較例１ 極眼に＃（０−クロロフエ／−ルヤ溶媒として２５℃で
測定）が０．６４であるポリエチレンテレフタレートを
押用機中で２９０℃に加Ｐ！Ｐ−溶榊し１城１０００＋
ｗのダイから、表面温度が２５℃の冷却ドラム（直径１
５００　ｍ　）−ヒに押出して冷却固化させた。冷却ド
ラムの表面には水の？’ｔ　ＩＩＩ　５　ｐｍヲ１＝−
ルコーターによって塗布した。

冷却ド１ムの１！？］転−相のＣ予Ｓ：真上（吐出角度
Ｏ０）に設置した従来方法の成形装備、及び押出ダイの
角度αと吐出角度βをそれぞ性α＝０°、β＝６０°（
設定した本発明方法の成形装−４２図を用（７）、各々
について冷却ドラムの表面速度を変更し、ポリエステル
の吐出埼をｉ１杵【７て成形後のシートを２００．ｕｍ
の厚さに一定に１♀ちつつ冷却ドラムの表面速叩を４　
Ｑ　ｇｌ　／　ｍから１０ｍ／飾毎に増速ｌ、ていった
。得られたシートの透明庁、厚みの均一性、空気の巻込
み等を観察Ｕ７シートの成形性を評価した。

本発明方法によって摺られたポリエステルシートは、極
めて均一な厚みを有し、送明摩にすぐれ冷却ドラム表面
速叶を９０　ｍ　／　ｍまで増速した場合にも膜振動や
空気の巻込みによる表面欠点は発生しなかった。一方従
来方法の重合体シートは冷却ドラムの表面速度が６０　
ｍ　／　ａｍを超えると、膜振動が発生するようになっ
た。またシートの幅もネックインによって瀘少しだ。

【図面の簡単な説明】

ｔ４１図乃至第３図は本発明方法の実施例を示す側面図
であり、第４図及び第５図は従来方法の例示である側面
図である。 図面において、１１はダイ、１２はグイリップ、１４は
溶融重合体シート、１３は冷却ドラム、２２はドラム表
面に塗布された液体膜を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイから溶融した熱可塑性重合体をシート状に押
   出して、液体の薄膜を塗布した回転している冷却ドラム
   表面にシート状の押出物を接触せしめ冷却固化してなる
   熱可塑性重合体よりシートを成形する方法において、ダ
   イを冷却ドラムの回転軸を含む鉛直面より前方に位置せ
   しめ、かつ該ダイの溶融した熱可塑性重合体の吐出角度
   を鉛直面に対し傾斜せしめて、シート状の押出物の該ダ
   イから該冷却ドラム表面までの走行距離を短縮せしめる
   ことを特徴とする熱可塑性重合体シートの成形方法。
2. （２）熱可塑性重合体が線状の芳香族系ポリエステルで
   ある特許請求の範囲第１項記載の熱可塑性重合体シート
   の成形方法。