(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融状態での比抵抗が１×１０７Ω・ｃｍ以下である熱可塑性樹脂をフィルム状に溶融押出しし、溶融押出しフィルムを回転式冷却ロールに靜電気により密接させることによって急冷固化させながら引き取るに際し、少なくとも先端部が比抵抗５μΩ・ｃｍ以下の銀、銅またはこれらのいずれかを１成分とする合金若しくは複合金属からなるとともに先端直径が０．０５〜２ｍｍとなされ且つストリーマコロナ放電可能な１以上の針を備えた電極を使用し、電極に直流高電圧を印加して溶融フィルムに電荷を付与することを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、溶融押出し法を利用した熱可塑性樹脂フィルムの製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂をＴダイ法によって、溶融押出ししてフィルムを製造するに当たり、溶融押出しフィルムを回転式冷却ロールに靜電気により密接させることによって急冷固化させながら引き取る方法は、従来より知られている。そして、この際に針状電極や鋸刃電極を用い、ストリーマコロナ状態のコロナ放電によって溶融フィルムに電荷を付与することが有効であることが、特公昭５９−２３２７０号公報に明らかにされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来法では、針状電極や鋸刃電極のような突起を有する電極を使用し、突起で放電を行なうものであるから、次のような問題がある。
【０００４】
(1) 異常放電が起きたとき、電極の突起先端が摩耗して十分な放電が行なわれなくなり、それに伴い靜電気力も弱くなって、冷却ロールへの溶融フィルムの均一な密接ができなくなる。
【０００５】
(2) 安定した靜電密接性を確保しようとして付与電荷を増大すると、異常放電時における電極の先端摩耗が一層顕著になってくる。
【０００６】
本発明の目的は、上記の問題を解消し以て厚み均一性の優れた熱可塑性樹脂フィルムを安定して効率良く製造することのできる熱可塑性樹脂フィルムの製造法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による熱可塑性樹脂フィルムの製造法は、溶融状態での比抵抗が１×１０７Ω・ｃｍ以下である熱可塑性樹脂をフィルム状に溶融押出しし、溶融押出しフィルムを回転式冷却ロールに靜電気により密接させることによって急冷固化させながら引き取るに際し、少なくとも先端部が比抵抗５μΩ・ｃｍ以下の銀、銅またはこれらのいずれかを１成分とする合金若しくは複合金属からなるとともに先端直径が０．０５〜２ｍｍとなされ且つストリーマコロナ放電可能な１以上の針を備えた電極を使用し、電極に直流高電圧を印加して溶融フィルムに電荷を付与することを特徴とするものである。
【０００８】
なお、この明細書において、比抵抗は、測定の便宜上２０℃での値を用いるものとする。
本発明が適用される熱可塑性樹脂としては、溶融状態での比抵抗が１×１０７Ω・ｃｍ以下である熱可塑性樹脂、たとえば金属塩化合物を含有したナイロン６のように溶融状態での比抵抗が１．５×１０５  Ω・ｃｍの熱可塑性樹脂が適当である。
【０００９】
電極としては、１以上のストリーマコロナ放電可能な針を有するものが用いられる。針先端の直径は０．０５〜２ｍｍとなされるが、なかでも上限は０．５ｍｍ以下が好ましい。針先端の直径が２ｍｍを超える鈍い先端形状では熱可塑性樹脂フィルムに十分かつ均一な電荷を付与し難い。すなわち、鈍い先端形状の針では、ストリーマコロナ放電状態の放電を行なうのに電圧を高くするかあるいは電極とフィルム間の距離を小さくする必要があり、ともに火花が発生するという問題および電極と溶融押出しフィルムが付着し易くなるという問題がある。また、電極とフィルム間の幅方向に均一なピッチでストリーマコロナ放電を発生させることも困難である。他方、鋭い先端形状の針を用いた場合、ストリーマコロナ放電状態が形成され易くなるので有利である反面、放電先端部がより高温に加熱されて摩耗し易くなる傾向があるので、針の先端直径は０．０５ｍｍ以上にする必要がある。
【００１０】
また、タングステン線等を電極として用いた場合は、均一な放電が得られず、靜電気不足により樹脂フィルムの冷却ロールに対する密接が不十分となり樹脂フィルムの厚みが不均一になる。
【００１１】
従来、電極の材質としては、真鍮、ステンレス鋼、チタン、銅、タングステンなどの金属が用いられるが、少なくとも針先端部は比抵抗５μΩ・ｃｍ以下の高導電性素材で構成することが必要である。このような高導電性素材としては、たとえば、銀、銅、アルミニウム、マグネシウム、クロムおよびそれらを１成分とする合金あるいは複合金属があげられるが、アルミニウム、マグネシウムおよびそれらを主成分とする合金あるいは複合金属は融点が低く、また酸化反応も起きやすいので、溶融摩耗のしにくさや酸化摩耗のしにくさの点で銀、銅またはこれらのいずれかを１成分とする合金若しくは複合金属を用いることが必要である。したがって、融点が８００℃以上のもの、具体的には、銀、銅、銀−タングステン、銀−ニッケル、銀−酸化カドミウム、銀−タングステンカーバイド、銀−グラファイト、銅−タングステン、銅−クロム、銅−ベリリウムなどがあげられる。
【００１２】
針先端部の材質の比抵抗が５μΩ・ｃｍより大きい場合は、フィルム製造中に異常放電が起こることがある。この場合一時的に特定の針に高電流が流れたときにその針での発熱が大きく高温となり、その針が溶融摩耗あるいは酸化摩耗し、その後その針では正常な放電が行なわれなくなって熱可塑性樹脂フィルムに厚みむらを生じる原因になる。また、熱可塑性樹脂の種類によっては、回転冷却ロールに十分密接させるのに電極に高電流を流さなければならないことがあり、このような場合に、針先端部の材質が比抵抗５μΩ・ｃｍより大きいと、ストリーマコロナ放電している針が高温になることがあり、その針が溶融摩耗あるいは酸化摩耗し、正常な放電が行なわれなくなって、熱可塑性樹脂フィルムに厚みむらを生じる。
【００１３】
電極の配設位置は、溶融押出しフィルムが回転冷却ロールに接触する位置の近傍であり、接触する位置と電極との間隔が５０ｍｍ以下になるようにすることが好ましい。そして、電極に直流高電圧発生装置から正または負で２〜３０ＫＶの直流高電圧を印加する。電極の針の損傷は、正に比べ負の直流高電圧を印加したときの方が顕著であるので、本発明は、負の直流高電圧を電極に印加する際にとくに有効である。
【００１４】
【作用】
本発明による熱可塑性樹脂フィルムの製造法は、溶融状態での比抵抗が１×１０７Ω・ｃｍ以下である熱可塑性樹脂をフィルム状に溶融押出しし、溶融押出しフィルムを回転式冷却ロールに靜電気により密接させることによって急冷固化させながら引き取るに際し、少なくとも先端部が比抵抗５μΩ・ｃｍ以下の銀、銅またはこれらのいずれかを１成分とする合金若しくは複合金属からなるとともに先端直径が０．０５〜２ｍｍとなされ且つストリーマコロナ放電可能な１以上の針を備えた電極を使用し、電極に直流高電圧を印加して溶融フィルムに電荷を付与するものであるから、異常放電により電極に高電流が流れたり、熱可塑性樹脂の種類によって、さらには熱可塑性樹脂フィルムの引取り速度が高速になってより多くの靜電荷を溶融押出しフィルムに付与するために電極に高電流を流す必要が生じた場合、電極の針が溶融摩耗したり酸化摩耗したりするおそれがない。
【００１５】
【実施例】
実施例１
内径９０ｍｍの押出機の先端に設けられた３００ｍｍ幅のＴダイからりん酸ナトリウムを０．１重量％含有したナイロン６フィルムを溶融押出し、直径９００ｍｍの回転冷却ロール上に密接させて急冷固化させながら、厚み１８０μｍのフィルムを５５ｍ／分で引き取るに際し、先端直径が０．１０ｍｍ、太さ１．０ｍｍφ、長さ１２ｍｍの銅製の針を２ｍｍピッチで真鍮の板に埋め込んだ長さ２８０ｍｍの電極を回転冷却ロールに近接して配置し、この電極に直流高電圧発生装置より−５ＫＶ〜−１５ＫＶの直流高電圧を印加し、ストリーマコロナ放電状態でナイロン６フィルムに電荷を付与した。その結果、フィルムと回転冷却ロール間の空気の巻き込みを防止するのに十分な靜電密接力が得られた。
【００１６】
電極の針の摩耗加速テストとして次の実験を行なった。すなわち、電極に上記と同じ針を１本植えこんだものを用い、ストリーマコロナ放電が１本の針に集中する状態とし、この状態を３０分続けた後、放電していた針の摩耗量を針の長さの減少量測定により確認したところ、長さ減少量は０．１ｍｍ以下であり、ほとんど摩耗していなかった。なお、銅の比抵抗は、１．７〜２．７μΩ・ｃｍである。
【００１７】
比較例１
電極の針の材質をステンレス（ＳＵＳ３０４）に代えた以外は実施例１と同様にしてナイロン６フィルムを製造した。そして、靜電密接力および摩耗加速テスト後の針長さ減少量を調べたところ、５５ｍ／分の引取り速度でもフィルムと回転冷却ロール間の空気の巻き込みは防止できたが、摩耗加速テスト後の針長さは０．８ｍｍ減少しており、目視でも先端が溶けて丸くなっているのが確認できた。なお、ステンレス（ＳＵＳ３００台）の比抵抗は７２〜８８μΩ・ｃｍである。
【００１８】
比較例２
電極の針の材質を、純タングステン（ＹＷＰ）に代えた以外は実施例１と全く同様にして、ナイロン６フィルムを製造した。そして、靜電密接力および摩耗加速テスト後の針長さ減少量を調べたところ、５５ｍ／分の引取り速度でもフィルムと回転冷却ロール間の空気の巻き込みは防止できたが、摩耗加速テスト後の針長さは０．５ｍｍ減少しており、先端には酸化タングステンの黄色い粉が付着していた。なお、純タングステンの比抵抗は、５．５〜６．７μΩ・ｃｍである。
【００１９】
実施例２
電極の針の材質を銀−タングステンを粉末冶金した複合金属であり、銀：タングステンの比が３５：６５のものに代えた以外は実施例１と全く同様にしてナイロン６フィルムを製造した。そして、靜電密接力および摩耗加速テスト後の針長さ減少量を調べたところ、５５ｍ／分の引取り速度でもフィルムと回転冷却ロール間の空気の巻き込みが防止でき、長さ減少量は０．１ｍｍ以下であり、ほとんど摩耗していなかった。なお、この実施例における銀−タングステン複合金属の比抵抗は、３．１〜３．３μΩ・ｃｍである。
実施例３
電極の針の材質を銀−タングステンを粉末冶金した複合金属であり、銀：タングステンの比が２０：８０のものに代えた以外は実施例１と全く同様にしてナイロン６フィルムを製造した。そして、靜電密接力および摩耗加速テスト後の針長さ減少量を調べたところ、５５ｍ／分の引取り速度でもフィルムと回転冷却ロール間の空気の巻き込みが防止でき、長さ減少量は０．１ｍｍ以下であり、ほとんど摩耗していなかった。なお、この実施例における銀−タングステン複合金属の比抵抗は、３．８〜４．２μΩ・ｃｍである。
比較例３
実施例１で用いた針電極を、直径０．２０ｍｍ、長さ２８０ｍｍのタングステン線に変更した以外は実施例１と同様にしてナイロン６フィルムを製造した。そして、靜電密着性を確認したところ、引取り速度５ｍ／分では、フィルムと回転冷却ロール間の空気を巻込みを防止するのに充分な靜電密接力が得られたが、引取り速度５０ｍ／分では、一定ピッチのストリーマコロナ放電が得られないため、フィルムと冷却ロール間に空気が混入し、厚み斑の多いフィルムしか得られなかっ
た。
【００２０】
上記実施例および比較例の針の材質および比抵抗、静電密着性、摩耗加速テスト後の針長さ減少量ならびに耐摩耗性の判定結果を表１に示す。
【表１】
0003575039.tif 000002
【００２１】
【発明の効果】
本発明の熱可塑性樹脂フィルムの製造法によれば、異常放電により電極に高電流が流れたり、熱可塑性樹脂の種類によって、さらには熱可塑性樹脂フィルムの引取り速度が高速になってより多くの靜電荷を溶融押出しフィルムに付与するために電極に高電流を流す必要が生じた場合、電極の針が溶融摩耗したり酸化摩耗したりするおそれがないから、厚み均一性の優れた熱可塑性フィルムを安定して効率良く製造することができる。