(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融させた熱可塑性樹脂からなる体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍ以下の樹脂シートを、アース接続状態にある口金から連続回転状態にある冷却ロール表面に連続的に押出し、該樹脂シートを該冷却ロール表面に密着させて回転移送しながら冷却固化させたあと、冷却固化した該樹脂シートを該冷却ロールから連続的に剥離して熱可塑性樹脂シートを得る方法に使用する冷却ロールであって、
該冷却ロールは、該樹脂シートが密着する最外層と、該最外層に対して内側に隣接する導電性の単極式の内部電極層と、該内部電極層に対して内側に隣接する絶縁層とを備えており、
該冷却ロールは、該内部電極層に所定の電圧を印加することができるように構成され、
該最外層はセラミックス系材料からなり、該最外層の体積固有抵抗値が２５〜１００℃において１０7〜１０13Ωｃｍであり、
該冷却ロールは、該内部電極層に該所定の電圧が印加された状態において、該最外層に接触した該樹脂シートを該最外層に密着させる静電気力を発生させることが可能であり、
該静電気力が、主としてジョンソン・ラーベック効果に基づくことを特徴とする熱可塑性樹脂シート製造用の冷却ロール。
【請求項２】
該絶縁層、該内部電極層、および、該最外層のうちの少なくとも１つは、溶射法により形成されている素材、あるいは無機質系または有機質系のいずれか１つのバインダーを使用した素材である請求項１に記載の冷却ロール。
【請求項３】
該絶縁層、該内部電極層、及び、該最外層のうちの少なくとも１つは封孔処理が施されている請求項１又は２に記載の冷却ロール。
【請求項４】
該最外層の中心線平均表面粗さＲａが０．０１μｍ〜０．３μｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却ロール。
【請求項５】
該最外層の厚さが５０〜５００μｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却ロール。
【請求項６】
該最外層の体積固有抵抗値は、その温度変化の比率Ｒ１００／Ｒ２５が０．１〜１．０の実質的に非感温性である請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却ロール。
ここで、体積固有抵抗値の温度変化の比率Ｒ１００／Ｒ２５とは、２５℃の温度の体積固有抵抗値Ｒ２５に対する１００℃の温度の体積固有抵抗値Ｒ１００の比率Ｒ１００／Ｒ２５を言う。
【請求項７】
該セラミックス系材料が、酸化チタン、酸化クロム、酸化ケイ素、酸化マンガン、酸化ニッケルおよび酸化鉄から選ばれた化合物を含有するアルミナ系もしくは酸化ジルコニウム系もしくは酸化マグネシウム系セラミックス、または酸化チタンを５〜１７重量％含有する酸化アルミニウム系セラミックスである請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却ロール。
【請求項８】
該セラミックス系材料が、窒化アルミニウム系、炭化ケイ素系、及び窒化ケイ素系から選ばれた少なくとも一つのセラミックスと、有機質系もしくは無機質系バインダーとを含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却ロール。
【請求項９】
該絶縁層の体積固有抵抗値が１０13Ωｃｍ以上である請求項１〜８のいずれか１項に記載の冷却ロール。
【請求項１０】
該絶縁層の厚さが５０〜５００μｍである請求項１〜９のいずれか１項に記載の冷却ロール。
【請求項１１】
該絶縁層が、酸化アルミニウム系、酸化チタンを２〜４重量％含有した酸化アルミニウム系、酸化マグネシウム系、酸化ベリリウム系、窒化アルミニウム系、もしくは、窒化ケイ素系のセラミックス材料、磁器、および、ホーローから選ばれた少なくとも１つの高絶縁材料を含む請求項１〜１０のいずれか１項に記載の冷却ロール。
【請求項１２】
該内部電極層が、タングステンまたはモリブデンを含む導電性材料からなる請求項１〜１１のいずれか１項に記載の冷却ロール。
【請求項１３】
該内部電極層の厚さが５〜５０μｍである請求項１〜１２のいずれか１項に記載の冷却ロール。
【請求項１４】
溶融させた熱可塑性樹脂からなる体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍ以下の樹脂シートを、アース接続状態にある口金から連続回転状態にある冷却ロール表面に連続的に押出す工程と、該樹脂シートを該冷却ロール表面に密着させて回転移送しながら冷却固化させる工程と、冷却固化した該樹脂シートを該冷却ロールから連続的に剥離する工程とを備えた熱可塑性樹脂シートの製造方法であって、
該冷却ロールが請求項１〜１３のいずれか１項に記載の冷却ロールであり、
該内部電極層に所定の直流電圧を印加しながら、該樹脂シートを該冷却ロールに密着させ、さらに冷却固化後の該樹脂シートを該冷却ロールから剥離することを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１５】
該内部電極層に該直流電圧を印加することにより、該最外層の表面を帯電させ、該最外層と該樹脂シートとが接触している微小接点に微少電流が流れるとともに、該最外層と該樹脂シートとの間の微小隙間を介して対向する該最外層および該樹脂シートのそれぞれの面に逆極性の電荷が誘起され、該逆極性の電荷に起因する静電気力によって該樹脂シートを該冷却ロールに密着させる請求項１４に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１６】
該樹脂シートの該冷却ロールに対する密着力は、主としてジョンソン・ラーベック力に起因する請求項１４〜１５のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１７】
該樹脂シートが該冷却ロールに着地する地点を含む空間の湿度を４０ＲＨ％以下に制御する請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１８】
該内部電極層に印加する該直流電圧とは逆極性の電荷を、該樹脂シートの該冷却ロールに密着する面とは反対のエアー面に印加する請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１９】
該内部電極層に印加する直流電圧が０．３〜６.０ｋＶである請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項２０】
該冷却ロールから剥離された時点での該樹脂シートの体積固有抵抗値が１０10Ωｃｍ以上である請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項２１】
該冷却ロールの表面を通じて該冷却ロール表面に接触した該樹脂シートに流れる微少電流が、冷却ロールと該樹脂シートの接触面積全面において単位面積当たり０．００５〜６μＡ／ｃｍ2である請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項２２】
該冷却ロールから剥離した該樹脂シートを、接地された金属製剥離ロールを通過させる工程をさらに備え、該金属製剥離ロールを通過した後の該樹脂シートは帯電していない請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項２３】
該熱可塑性樹脂が、ポリアミド系樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物系樹脂、または、ポリエステル系樹脂である請求項１４〜２２のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項２４】
該熱可塑性樹脂が、添加剤として、カーボン、金属、導電性化合物、帯電防止剤、または、金属塩を含む請求項１４〜２３のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項２５】
該冷却ロールから剥離された該樹脂シートを、一軸方向に延伸、二軸方向に延伸、エージング処理、または、熱処理を施す請求項１４〜２４のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融状態における体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍ以下の熱可塑性樹脂、特にポリアミド系樹脂やポリエステル系樹脂やエチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物（以下、ＥＶＯＨと略す）系樹脂からなる樹脂シートの製造に適した冷却ロール、および当該冷却ロールを用いた熱可塑性樹脂シートの製造方法に関するものである。より詳細には、本発明は、口金から押出された熱可塑性樹脂シートを、静電気力により冷却ロール表面に密着させ、急冷することで結晶化を抑制した樹脂シートの製造に適した、および表面外観が平滑で美麗な、厚み均質性の良い樹脂シートを製造するのに適した冷却ロール、および該樹脂シートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶融した熱可塑性樹脂シートを、ハードクロームメッキなどの導電性金属が被覆されている冷却ロールにて冷却固化する際に、生産現場で良く行われる方法として、溶融樹脂シートの冷却ロールに密着する面とは反対のエアー面の上方にワイヤやブレードなどの溶融樹脂シートの幅方向に広がったピニング電極を設置し、該電極に高電圧を印加して生成した電荷イオンを溶融樹脂シートに注入させて帯電させ、該溶融樹脂シートに帯電した電荷と冷却ロール表面との間に働くクーロン力によって溶融樹脂シートを冷却ロールの表面に密着させて冷却固化して樹脂シートを製造する方法（以下静電ピニング法と呼ぶ）が知られている（特許文献１）。この方法では、熱可塑性樹脂の溶融時の最適な体積固有抵抗値は１０7〜１０8Ωｃｍと可成り狭い範囲に限定されており、それが可能であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）の様な特定の樹脂のシートには大変有効な密着手段である。ところが、この方法では、溶融状態での体積固有抵抗値が１０4〜１０6Ωcmと導電体の範囲にあるポリアミド系樹脂やＥＶＯＨ系樹脂の様な樹脂シートでは、下記の理由で強い密着力が得られない。【０００３】
（１）静電ピニング法では電極付近の放電で発生する空間電荷には指向性がなく、ワイヤ電極周りの３６０度方向に放射されるので、該溶融樹脂シートに供給される電荷量は極めて少なく、それ以外の電荷は空気中に放電されて、溶融樹脂シートの密着に必要な電荷の供給が不足する。（２）該溶融樹脂シートの体積固有抵抗値は導電体の範囲にあることから、静電ピニング法で注入された電荷は口金へと散逸し易く、さらには該溶融樹脂シートが該冷却ロール表面に接触する時に電荷が良導体である冷却ロール表面へ流れ易いので電荷量不足となり、該樹脂シートと該冷却ロールとの静電気的な密着力は弱くなる。【０００４】
また、静電ピニング法は、ピニング電極に高電圧を印加するので、ピニング電極と溶融樹脂シート間で、あるいは溶融樹脂シートが導電性の冷却ロール表面に接触する時に放電スパークが発生し易く、冷却ロールや口金表面を損傷させるという問題も有している。【０００５】
そしてこれらの問題に起因する密着力不足のため、該溶融樹脂シートと該冷却ロールとの間への随伴空気流の侵入を抑え込み切れず、得られた樹脂シート表面にクレーター状の表面欠点が発生するばかりか、該冷却ロールと該溶融樹脂シート間の空隙において、該溶融樹脂シート表面から発生するオリゴマーの冷却ロール表面への付着が短時間で起こるなどの欠点もあった。【０００６】
すなわち、ポリアミド系樹脂やＥＶＯＨ系樹脂のように、溶融状態での体積固有抵抗値が小さい樹脂シートの密着方法としては、該静電ピニング法は、高品位な樹脂シートを得られず、また高速、高能率な大量生産にも適していなかった。【０００７】
このような静電ピニング法の問題に対処するための方策として、種々の提案がなされている。例えば溶融樹脂シートの密着点に圧縮エアーを当てて、溶融樹脂シートを冷却ロールに密着させるエアーナイフ法（特許文献２）や、さらに、ストリーマコロナ状態の放電で電流密度を増やして溶融樹脂シートに印加する電荷量を増すことにより静電密着力を増す方法（特許文献３）や、ポリアミドなどの体積固有抵抗値の低い溶融樹脂シートの静電ピニングにおいて、金属製冷却ロールの表面に電気絶縁性被膜を設けて、溶融樹脂シートから、冷却ロールへの電荷漏洩を防止して密着力を上げる方法（特許文献４）や、同様に金属製冷却ロールの表面に電気絶縁性被膜を設けて、その絶縁性被膜表面にピニング電極から電荷を直接印加・帯電させて静電力を増す方法（特許文献５〜７）や、ピニング電極から溶融樹脂シートに電荷を印加するとともに、別のピニング電極から電気絶縁性被膜表面にも溶融樹脂シートとは逆極性の電荷を印加する併用方法（特許文献８〜１０）や、金属製冷却ロール表面への電荷の散逸を抑えるために、ロールの表面を半導体層にして、溶融樹脂シートにピニング電極から電荷を印加する方法（特許文献１1から１２）や、冷却ロール内部に設けた電極に高電圧を印加して、冷却ロール表面に溶融樹脂シートを密着する方法（特許文献１３〜１４）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公昭３７−６１４２号公報
【特許文献２】特公昭３７-８９７８号公報
【特許文献３】特公昭５９−２３２７０号公報
【特許文献４】特公平１−４６３０４号公報
【特許文献５】特公昭４８−１４７８４号公報
【特許文献６】特公昭４８−１４７８５号公報
【特許文献７】特公昭６３−７１３５号公報
【特許文献８】特公昭４８−２９３１１号公報
【特許文献９】特公平６−９８６７２号公報
【特許文献１０】特公６３−１１９６９号公報
【特許文献１１】特開平１１−５８４９８号公報
【特許文献１２】特開平１５−１２７２０７号公報
【特許文献１３】特公昭５０−８７４３号公報
【特許文献１４】特公昭６３−１３８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２の様なエアーナイフ法は、特許文献１の静電ピニング法では密着が不可能であるポリアミド樹脂シートの製膜などで採用されている。この方式は、特許文献１の様に高電圧を印加したピニング電極による電荷の注入を用いないので、放電スパークによるトラブルやシート品質の低下などはない。しかしながら、圧縮エアー流による風圧では冷却ロール表面への密着力が弱いために、該溶融樹脂シート表面と該冷却ロール表面の間に随伴気流を噛み込むので、冷却効率は低く、最高の製膜速度は３０〜４０ｍ／ｍｉｎと、生産速度としては遅い。しかも、６〜８時間程度の比較的短時間の製膜で、溶融樹脂シートから揮発したオリゴマーなどの低分子量成分が、該冷却ロール表面に多量に付着する。このため、頻繁に生産を止めて、該冷却ロール表面を清掃する必要があり、稼働率が低く、実に生産性が悪い方法であり、大きな問題点であった。【００１０】
そこで、特許文献３のように、電流密度の高いストリーマコロナ状態の放電を溶融樹脂シートに照射することで帯電量を増した静電ピニング法では、確かにポリアミド系の溶融樹脂シートを冷却ロールに密着できるので、高速製膜は可能となる。ところが、この様なストリーマコロナ放電を発生させるには、高電流を流す必要があるので、感電の危険もあり、作業者の安全確保に大きな問題点あった。さらに、このストリーマコロナ発生には、鋭敏な先端を有する多数の針状電極を溶融樹脂シートの幅方向に一列に均一に揃える必要があり、そして、この鋭敏な針状電極先端に、溶融したシートから発生するモノマー、オリゴマーなどの低分子昇華物が短時間の製膜で付着堆積すると、安定したコロナ放電を維持する事が出来ないばかりか、得られたシート表面にスジ状の欠点が発生する。これを防止するために、該針状電極先端を頻繁に掃除、あるいは新しい電極との交換が必須となり、そのたびに樹脂シートの製膜を中止せざるを得ないと言う重大な欠点もあった。さらに、該針状電極先端に堆積した昇華物が落下して該溶融樹脂シート表面を汚すと言う問題点もあった。さらに鋭敏な針状電極は、長時間使用によって針先が微妙に消耗し、針の高さが僅かに不揃いとなっても、シート幅方向での均一なコロナ発生ができなくなり、密着力が不均一となるなど電極の精度管理が非常に難しいと言う致命的な問題もある。【００１１】
特許文献４の様に、溶融樹脂シートからロール表面への電荷漏洩を防ぐ目的で金属製冷却ロールの表面に酸化アルミニウム（アルミナ）などの絶縁性被膜を設けて、溶融樹脂シートに静電ピニング法で電荷を印加する方法は、体積固有抵抗値の小さい溶融樹脂シートにおいて、溶融樹脂シートからロール表面への電荷漏洩を防止する効果はある。しかし、溶融樹脂シートとロール表面との密着力は、溶融樹脂シートに帯電した電荷が冷却ロール表面に誘導する逆極性の電荷量に依存するが、絶縁性被膜表面は誘電分極で発生する電荷量が少ないため、溶融樹脂シートの電荷とロール表面の逆極性の電荷との間の静電密着力（クーロン力）は弱い。このために、十分な密着力を得るためには、溶融樹脂シートの帯電量をできるだけ増やす必要があり、ピニング電極への印加電圧が、該絶縁性被膜の耐電圧以上の１５〜３５ｋＶとなるので、該絶縁性被膜がスパーク放電で損傷する重大な欠点がある。【００１２】
これを避けようと特許文献５〜７の様に、絶縁ロール表面に、直接電荷を印加する方法があるが、電荷を印加するターゲットが絶縁性被膜表面であるので、帯電量を上げるには、高電圧の印加が必須であり、前記と同じような絶縁破壊に起因する問題点を有している。さらに絶縁性被膜を有した冷却ロールから、樹脂シートを剥離する際に、剥離帯電による火花放電を生じやすく、さらには剥離帯電で生じた電荷が、該冷却ロール表面上の絶縁性被膜表面に残存するので効率よく安定した製膜ができないと言う問題点もある。すなわち絶縁性被膜表面の電荷は、長時間消滅することはないので、この電荷を帯電したままで冷却ロール表面が口金部へ移動すると、溶融樹脂シートは同極性の電荷が付与されているので、静電気的な反発力が生じて、溶融樹脂シートは全く冷却ロールに密着出来ないと言う大きな欠点もある。このため、絶縁性被膜表面の電荷を除電する必要があるが、絶縁性被膜表面の帯電は、空間電荷付与方式の除電では半分程度しか除去することはできない。さらにカーボン繊維などの導電性ブラシを、冷却ロールに直接接触させて除電する方法では、電荷の除電はそれなりに可能であるが、該ブラシが冷却ロール表面との摺動による摩耗で損傷し、ブラシの一部が脱落し、その破片や汚れが該冷却ロール表面に付着し、これが溶融樹脂シートへの表面欠陥となるので、この方式も生産としては使用できない。【００１３】
もちろん、特許文献８〜１０の様に、冷却ロール表面の電気絶縁性被膜と溶融樹脂シートの両方にそれぞれ逆極性の電荷を印加する方法も、上記と同じような欠点がある。【００１４】
特許文献１１〜１２の様に、金属冷却ロール表面に、体積固有抵抗が１０7Ωｃｍ以上の半導電性被膜を設けて、溶融樹脂シートにピニング電極を用いて電圧を印加して帯電させる方法が提案されている。この方法では、溶融状態での体積固有抵抗値が低いポリアミド樹脂などのシートの静電密着は可能ではあるが、冷却ロール表面の体積固有抵抗値が大きいため特許文献３と同様に誘電分極で発生する該冷却ロール表面の電荷量が少なく、高速成膜を行うにはまだ密着力が不足している。該半導電性被膜は耐電圧が８ｋＶ以下と低いので、密着力を上げようと１０ｋＶ以上の高い電圧をピニング電極に印加すると、冷却ロール表面にスパーク放電して、ロール表面の該半導電性被膜が絶縁破壊することが頻発するために、生産装置としては使用出来ない。【００１５】
また特許文献１３〜１４の方法は、静電ピニング法のように空間放電で発生した電荷を溶融樹脂シートに印加する方法や、同様にピニング電極から電荷を直接冷却ロール表面に設けた高絶縁層に印加する方法とは違い、冷却ロール内部に設置した導電性の内部電極に電圧を印加して、該冷却ロールの表面に溶融樹脂シートを静電密着させる方法である。【００１６】
特許文献１３では、機械的回転部に絶縁性のブッシュを入れ、電気絶縁性の有機冷媒（この場合には、パラフィン／トリクレン混合冷媒）を使用して、冷却ロールの芯金自体をアースから絶縁した状態で、該冷却ロールの芯金（内部電極に相当する）に電荷を印加して金属製で導電性のロール表面を帯電させ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の溶融樹脂シートを静電気的に該冷却ロールに密着させることが開示されている。ところが、一般に電気絶縁性の有機冷媒は、熱伝導性の良い水の熱交換能力に比べると高温の溶融樹脂シートの冷却能力が非常に悪く、さらに溶融樹脂シートが剥離した後の該冷却ロールの表面温度の回復能力も劣るので、溶融樹脂シートは冷却不足となり、樹脂シートの製膜速度を上げることはできず、得られた樹脂シートも結晶化度が高く、透明性が悪いものしか得られない。【００１７】
さらに特許文献１３では、口金を通じてアースと接続されている溶融樹脂シートが高電圧を印加した金属ロール表面に接近して接触する直前に、比較的大きな火花放電が発生しやすい。これへの対策と感電防止のために、電源の出力側に１０9Ωの抵抗器を接続して極めて強く電流供給を制限する構造をとり、さらに冷却ロール表面への印加電圧を１ｋＶ以下と低電圧にしている。ところが、この程度の電圧ではＰＥＴの溶融樹脂シートの密着力は極めて弱く、空気の巻き込みを防止できないため、表面にクレーター状欠点が発生し、溶融樹脂シート表面が粗面化すると言う重要な問題がある。【００１８】
さらに、特許文献１３のように冷却ロールの表面が導電体で、その導電体に電圧を印加している場合は、体積固有抵抗値が１０7Ωｃｍ以上と半導体レベル以上の高抵抗体であるＰＥＴの溶融樹脂シートに対しては、冷却ロールとＰＥＴ溶融樹脂シート間の電位差が維持できるので極めて微小ではあるが密着力は発生する。しかし、体積固有抵抗値が１０6Ωcm以下で導電性のポリアミド系の溶融樹脂シートに対しては、溶融樹脂シートが冷却ロール表面に接触すると冷却ロールから溶融樹脂シートにすぐに電流（電荷）が流れ、冷却ロールと溶融樹脂シートとの電位差が低下するため、密着力は消滅する。したがって、特許文献１３の方法のように冷却ロールの表面が導電性で、冷却ロールの表面に電圧を印加する方法においては、体積固有抵抗値が低いポリアミド系やさらには導電性の溶融樹脂シートの製膜は不可能である。以上のいくつかの重大な欠点から、最外層を導電性の金属表面にして、それに電圧を印加して帯電させる特許文献１３の方法は熱可塑樹脂シートの製造方法としては不適格である。【００１９】
特許文献１４は、特許文献１３を改良して印加電圧を高くできるようにしている。冷却ロール表面に絶縁層、その上に内部電極層、さらにその上の最外層に２５℃での体積固有抵抗値が１０15Ωｃｍと高絶縁性で高耐電圧であり、さらに負の感温性半導体の特性を有するポリアミド樹脂（ナイロン樹脂）層を０．５ｍｍの厚みで用いている。最外層に高絶縁性、高耐電圧性のナイロンを使用することで、内部電極層に１５〜３５ｋＶと、きわめて高い電圧を印加しても、冷却ロール表面と口金間での火花放電を防止できるとしている。さらに、感温性材料であるナイロン樹脂を最外層に使用する目的は、溶融樹脂シートが冷却ロールに接触する直前に発生する微小放電をなくすことであり、それによって溶融樹脂シートの静電密着が不安定になることを防止して、可能なかぎり印加電圧を高めて、より高い静電密着力を得ることである。【００２０】
ナイロン樹脂は、たしかに、１００℃程度の温度変化であっても、その体積固有抵抗値は１０13Ωｃｍ以上から１０7Ωｃｍ程度までと、１０-6倍程度も低下すると言う極めて顕著な感温特性を示す。ナイロン樹脂などのように、溶融樹脂シートとの接触による温度上昇で最外層表面にそのような体積固有抵抗値あるいは表面抵抗率の著しい変化が発生するような場合は、なんらかの原因で微小放電を防止する効果を示す可能性はある。【００２１】
ところで、ナイロン樹脂のように、体積固有抵抗値が１０13〜１０15Ωｃｍと高絶縁性の材料を最外層として積層させた場合、被吸着体である溶融ポリエステル樹脂シートなどを最外層表面に密着させる力は、高絶縁層である最外層を挟んで内部電極と被吸着体である溶融ポリエステル樹脂シートとの間に誘電蓄積した電荷によって発生する静電力である。このときの密着力Ｐ[Ｐａ]はクーロン力と呼ばれ、式（１）で示される。ここでＶ［Ｖ］は内部電極に印加した電圧、ｄC［ｍ］は内部電極と被吸着体との距離である。距離ｄcは被吸着体が最外層表面に接触しているときはほぼ最外層の厚みに等しい。ε0は真空の誘電率、ε1は最外層の比誘電率である。【００２２】
Ｐ＝１/２・ε0εl・（Ｖ/ｄC）2        （１）
ここで、溶融樹脂シートと接触している最外層の表面部の体積固有抵抗値は溶融樹脂シートからの熱伝達による温度上昇によって低下するが、最外層を構成するナイロン樹脂の熱電伝導率は著しく悪く、さらにその厚みは０．５ｍｍと厚く断熱性が高いので、最外層の下層部は内部電極とほぼ同じ温度であり、最外層全体では絶縁体の状態を維持していると仮定している。【００２３】
式（１）から明らかなようにクーロン力式の密着力ＰはＶ2に比例しｄC2に反比例する。したがって密着力Ｐを大きくするには印加電圧Ｖを大きくして、厚みｄCを小さくし、Ｖ/ｄCを大きくすればよい。しかし最外層の厚みｄCを小さく維持したままでは、印加電圧Ｖを大きくすると、その印加電圧に対する耐電圧が不足し最外層の絶縁破壊が発生するので、印加電圧を上げることはできずＶ/ｄCを大きくすることはできない。特許文献１４の実施例１では、最外層の耐電圧性能を上げて印加電圧をより高くする目的で、最外層すなわちナイロン樹脂層を０.５ｍｍと厚くしている。ところが今度は式（１）のｄcが大きくなるので、Ｖ/ｄCが小さくなり、印加電圧が１５ｋＶ程度でもまだ電圧不足で密着力が弱くなり、溶融樹脂シートを強固に吸着することができず、随伴空気流を抑え込むことができない。【００２４】
特許文献１４の実施例１は、１５ｋＶと極めて高い電圧を印加しているにも関わらず、内部電極と被吸着体である溶融樹脂シートとの距離が０．５ｍｍと大きいために、弱い密着力しか得られないと言う、上記の式（１）に示されるクーロン力式の静電力の特徴を良く示している。【００２５】
ところでナイロン樹脂の耐電圧は４５ｋＶ/ｍｍである。最外層には０．５ｍｍ厚みのナイロン樹脂を用いても、密着力を増加させようとさらに内部電極に２２．５ｋＶ以上の高い電圧を印加するには、まだ耐電圧が不足している。さらに、内部電極の下層にある絶縁層に関しては、使用する素材の種類と厚みの記載がなく、詳細は不明であるが、通常は酸化アルミニウムの様な溶射セラミックス層を絶縁層にすることが多く、その場合では、酸化アルミニウム(アルミナ)の耐電圧は１５ｋＶ/ｍｍ程度なので、１５ｋＶ以上の高電圧印加は内部電極の下層にある絶縁層の破壊の危険もあるため、生産機としては到底使用出来ないものである。【００２６】
一般に有機樹脂類の熱伝導率は金属やセラミックスに比べて極めて低く、たとえばナイロン樹脂の熱伝導率は０．４（Ｗ／ｍ・Ｋ）であるが、鉄の熱伝導率は５３（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、ナイロン樹脂と鉄の熱伝導率比は１／１３３である。最外層のナイロン樹脂層の厚みは０．５ｍｍと大きく、すでに該溶融樹脂シートへの冷却性能は著しく低下していて問題であるが、さらに高電圧へと印加電圧を引きあげて密着力を上げようとする特許文献１４の方法は、さらなる最外層の厚みを必要とし、溶融樹脂シートへの冷却性能がさらに低下すると言う深刻な問題も発生する。【００２７】
なお、特許文献１４は、微小放電を防止するための負の感温性の半導体材料として「融解した重合体シートが接触した時、電気抵抗が低下するもので、低下する程度は、接触前の電気抵抗値の１／５以下、好ましくは１／１０以下、より好ましくは１／１００以下となる特性を有するものが望ましく」、「温度が２５℃以上、３５０℃以下の範囲で、体積固有抵抗値が１０0Ωｃｍ以上、１０14Ωｃｍ以下になる物質が望ましい」として、ナイロンやエポキシなどの樹脂以外に酸化金属類のサーミスタ（ＮＴＣサーミスタ）が使えるとしている。しかし、その使用温度範囲と体積固有抵抗値の上限および下限の設定、体積固有抵抗値の温度係数の範囲、さらには酸化金属の種類や材質の選定に関して、明細書のどこにも技術的あるいは実験的な検討がなく、根拠が示されていない。最外層がナイロン樹脂である場合の実施例と最外層が金属である場合の比較例があるだけである。一般にほとんどすべての酸化金属類は負の温度係数を有していて、感温性の半導体的特性を示す。たとえば、高絶縁性の酸化物セラミックスとして最も使用されている９９．９％純度のアルミナ焼結体ですら、２０℃での体積固有抵抗値は１０14Ωｃｍ以上であるが、３００℃においては１０10〜１０12Ωｃｍである。したがって上記の体積固有抵抗値の範囲と温度変化の範囲は極めて広く、上記の範囲には、現存するほとんどすべての酸化金属類が含まれてしまう。即ち、特許文献１４において、負の感温性の半導体材料として好ましいとして記載された上記の数値範囲は、特許文献１４の発明が意図する効果を奏しないものをも含んでいる。さらには、感温性材料としてナイロンを使用した実施例では、オシロスコープによる冷却ロールの電位変動を微小放電発生の兆候とみなしてその発生の有無を調べているだけで、冷却ロール最外層のナイロン樹脂の表面層の温度変化すなわち体積固有抵抗値変化や、電流量等も検討されていない。微小放電を防止するためには最外層用の材料としてナイロン樹脂を使用すると良いとしているだけである。実際は、後述するように最外層が高絶縁体であるアルミナの場合は、最外層表面から冷却固化後の樹脂シートを剥離すると、最外層表面に剥離帯電による残留逆電荷が発生し、その逆電荷は電圧印加状態では除去できないので、溶融樹脂シートはその逆電荷にはじかれて再度密着できない。そのため、使用温度が２５℃〜１００℃においては、アルミナの最外層は特許文献１４のような目的には使用できない。【００２８】
特許文献１４では、そのほか微小放電を防止する目的で酸化金属系のサーミスタが使用可能であるとしている。しかし、常温近傍で使用する酸化物系のサーミスタ（ＮＴＣサーミスタ）には、体積固有抵抗値は１０6〜１０7Ωｃｍ以下のものしか実在しない。特許文献１４では、これらの酸化金属の実施例は示されておらず、それらを使用したときに実際に「抵抗減少による微小放電防止の効果」があるかの技術的あるいは実験的な検証はなされていない。さらに、体積固有抵抗値が１０6Ωｃｍ以下の材料は、静電気分野での分類では導電性に分類される。したがって、該実施例１で目的とされている１５ｋＶ以上の高い印加電圧においては、該サーミスタの絶縁性能では、冷却ロール表面と口金間の火花放電を防ぐことはできない。また、体積固有抵抗値が導電体レベルであるＮＴＣサーミスタを最外層に用いた場合には、特許文献１３と同じく、体積固有抵抗値の低いポリアミド系の溶融樹脂シートなどの静電密着は不可能である。このように特許文献１４が提案するように、なんらかの方法で微小放電を防止して密着力の不安定をなくし、それによって内部電極への印加電圧を１５〜３５ｋＶへと可能なかぎり高く引き上げて、溶融樹脂シートの冷却ロール表面への密着力を得ようとする方法は、密着強度、冷却能力、シート品位上も、安全性とメンテナンスの上からも、生産装置として到底使用出来ないものであることは明らかである。【００２９】
このように、各種の密着方法による製膜方法が提案されているが、従来の方法では、下記の様な問題点があった。【００３０】
エアーナイフ法では、
（１）密着力が弱く、高速製膜は出来ない。
（２）冷却ロールが経時で汚染される。【００３１】
静電ピニング法では、
（３）溶融樹脂シートの体積固有抵抗値が適正でないと、該ピニング法が適用できない。とくに、ポリアミド樹脂の様に体積固有抵抗値の低い溶融樹脂シートの製膜は難しい。
（４）高電圧を使用するので、冷却ロール表面が放電スパークなどで損傷する。
（５）得られた樹脂シートに放電痕がある。
（６）得られた樹脂シートに剥離帯電による表面欠点がある。
（７）得られた樹脂シートが内部帯電している。
（８）安全性に問題がある。【００３２】
内部電極に電圧を印加して、溶融樹脂シートを密着させる方法では、
（９）密着力が弱く、製膜速度が遅くかつ密着が安定しない。
（１０）高絶縁性の最外層を設けたときは、実用的な密着力を得るためには極めて高い印加電圧が必要で、危険性が高く実用的でない。
（１１）最外層が高絶縁性だと、剥離帯電による残留電荷の影響で連続製膜が出来ない。【００３３】
本発明の第１の目的は、従来の静電ピニング法が有する上記の問題点や品質上の欠点を全て解消し、体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍ以下の溶融樹脂シートの高速製膜を長時間安定させることにある。【００３４】
本発明の第２の目的は、従来法では困難であった、体積固有抵抗値の低いポリアミド樹脂や添加剤等で体積固有抵抗値を調整していない比較的体積固有抵抗値の高い熱可塑性樹脂の溶融樹脂シートにも適用できる、全く新しい静電密着法を利用した冷却ロール及び熱可塑性樹脂シートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明の冷却ロールは、溶融させた熱可塑性樹脂からなる体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍ以下の樹脂シートを、アース接続状態にある口金から連続回転状態にある冷却ロール表面に連続的に押出し、該樹脂シートを該冷却ロール表面に密着させて回転移送しながら冷却固化させたあと、冷却固化した該樹脂シートを該冷却ロールから連続的に剥離して熱可塑性樹脂シートを得る方法に使用される。該冷却ロールは、該樹脂シートが密着する最外層と、該最外層に対して内側に隣接する導電性の単極式の内部電極層と、該内部電極層に対して内側に隣接する絶縁層とを備える。該冷却ロールは、該内部電極層に所定の電圧を印加することができるように構成されている。該最外層はセラミックス系材料からなり、該最外層の体積固有抵抗値が２５〜１００℃において１０7〜１０13Ωｃｍである。該冷却ロールは、該内部電極層に該所定の電圧が印加された状態において、該最外層に接触した該樹脂シートを該最外層に密着させる静電気力を発生させることが可能である。該静電力は、主としてジョンソン・ラーベック効果に基づく。【００３６】
本発明の熱可塑性樹脂シートの製造方法は、溶融させた熱可塑性樹脂からなる体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍ以下の樹脂シートを、アース接続状態にある口金から連続回転状態にある冷却ロール表面に連続的に押出す工程と、該樹脂シートを該冷却ロール表面に密着させて回転移送しながら冷却固化させる工程と、冷却固化した該樹脂シートを該冷却ロールから連続的に剥離する工程とを備える。該冷却ロールは、上記の本発明の冷却ロールである。該内部電極層に所定の直流電圧を印加しながら、該樹脂シートを該冷却ロールに密着させ、さらに冷却固化後の該樹脂シートを該冷却ロールから剥離する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、下記の効果を得ることができる。【００３８】
（１）溶融樹脂シートの密着力は製膜速度の影響を受けず、また溶融樹脂シートは随伴空気流を巻き込まずに冷却ロールに高密着するので、従来法では不可能であった１００ｍ／ｍｉｎ以上の高速度でのキャストが可能となる。【００３９】
（２）体積固有抵抗値が導電体から１０9Ωｃｍまでと幅広い範囲の溶融樹脂シートを冷却ロールに密着可能なので、ほとんどの種類の熱可塑樹脂の高速製膜に対して適用可能である。とくにこれまで、静電ピニング法が適用できず、高速製膜は難しいとされているナイロン６のような有用な熱可塑樹脂の高速製膜が可能となる。【００４０】
（３）静電ピニング法では、溶融樹脂シートの体積固有抵抗値を添加剤によって、ピニングに適した１０7〜１０8Ωｃｍとごく狭い範囲に微調整する必要があった。本発明では、この様な調整作業が不要である。したがって、添加剤による樹脂シートの特性劣化も生じない。【００４１】
（４）静電ピニング法では問題となる、溶融樹脂シート中の異物や気泡へのスパーク放電や、溶融樹脂シートを突き抜けて冷却ロール表面へ達するような異常放電は、本発明ではまったく発生しない。【００４２】
（５）内部電極に電圧を印加したままでも、無理な負荷をかけることなく冷却固化後の樹脂シートを冷却ロールから容易に剥離できる。【００４３】
（６）体積固有抵抗値が１０7〜１０13Ωｃｍである冷却ロールの最外層の表面では、剥離帯電で発生した電荷はすぐに消滅して残留しないので、冷却ロール表面の除電は不要で、内部電極へ電圧を印加した状態でも連続吸着と連続剥離が可能である。また冷却ロール表面にはゴミ等の汚れは付着しない。さらに得られた樹脂シートには内部帯電は発生しないので、後の工程での取扱い性に優れている。【００４４】
（７）静電ピニング法では製膜速度が変わるたびに実施していたピニング電極の位置や距離の調整が、本発明では不要である。このため、製膜を停止することなく、迅速にかつリアルタイムに製膜速度や溶融樹脂シートの厚みを変えることが可能である。【００４５】
（８）溶融樹脂シートは冷却ロールとの間に空気を巻き込まず、冷却ロールの表面に隙間のない高密着をする。このため、冷却ロールの表面へのオリゴマーの析出がなく、冷却ロールの表面が常にクリーンな状態で長時間連続の製膜が可能となる。【００４６】
（９）本発明の冷却ロールの溶融樹脂シートに対する吸着力は、冷却ロール表面の広い範囲において均一であるので、シワが無く、厚みの均質性、平面性・平坦性、光沢などが優れた樹脂シートが得られる。【００４７】
（１０）内部電極層に印加する直流電圧は０．３〜６ｋＶ程度の比較的低電圧であるが、該内部電極は、耐電圧が実質６ｋＶ以上、体積固有抵抗値が１０7〜１０13Ωｃｍであり、電気漏洩対策では実質的に絶縁性とされる最外層で完全に覆われているので人体への安全性も高い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の冷却ロールを使用した熱可塑性樹脂シートの製造装置の一例を示した斜視図である。
【図２】図２は、図１で示した装置の側面図である。
【図３】図３は、本発明における、ＪＲ力による溶融樹脂シートの静電密着モデル図である。
【図４】図４は、ＪＲ力による溶融樹脂シートの静電吸着の等価回路図である。
【図５】図５は、本発明の冷却ロールを使用した熱可塑性樹脂シートの製造装置の別の例を示した斜視図である。
【図６】図６Ａは、クーロン力式吸着体の溶融樹脂シートの密着のモデル図である。図６Ｂは、図６Ａの等価回路である。
【図７】図７は、テストロールによる被吸着フィルムの密着力の測定方法を示した図である。
【図８】図８は、ＪＲ力式とクーロン力式の密着力を比較したグラフである。
【図９】図９は、ＪＲ力で溶融樹脂シートを吸着しているときの電流密度と印加電圧の関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、ピニング電極を併用したＪＲ力式テストロールによる被吸着フィルムの密着力の測定方法を示した図である。
【図１１】図１１は、ＪＲ力式冷却ロール単独の場合とピニング電極を併用した場合の密着力を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図１は、本発明の熱可塑性樹脂シートの製造方法を実施するための製造装置の一例を示した斜視図である。溶融された熱可塑性樹脂からなる溶融樹脂シート８が、口金７から冷却ロール１上に押し出される。冷却ロール１は、矢印の向きに一定の回転速度で回転している。溶融樹脂シート８は、冷却ロール１の外周表面に密着しながら、冷却ロール１と共に回転する。冷却ロール１は溶融樹脂シート８の冷却に相応しい温度、例えば２５℃程度の温度になる様に冷却保持されている。このため、溶融樹脂シート８は、冷却ロール１によって冷却固化される。冷却固化された樹脂シート１２は、剥離ロール１６によって冷却ロール１から剥離される。即ち、口金７から押し出された溶融樹脂シート８は冷却ロール１上で冷却固化されて樹脂シート１２へ変化し、該樹脂シート１２が冷却ロール１から剥離される。冷却ロール１の冷却方法は、制限はなく、例えば公知の水冷方式を用いることができる。
【００５０】
図２は、図１に示した製造装置の側面図である。冷却ロール１は、溶融樹脂シート８が密着する最外層４と、最外層４に対して内側に隣接する単極式の導電性の内部電極層３と、さらに内部電極層３に対して内側に隣接する絶縁層２とを備えており、絶縁層２によって該内部電極層３は冷却ロール１の芯金３６とアースから完全に絶縁される。
【００５１】
一般に、ジョンソン・ラーベック効果を利用する吸着体に設けられる内部電極としては、電圧の印加方式によって単極式と双極式の二種類が存在する。単極式とは、正（＋）あるいは負（−）のいずれかの単一の内部電極のみを有し、アースとこの単一電極間にのみ電圧を印加する方式である。被吸着体はアースに接続されているので、実質は、アースに接続された被吸着体と単一極の内部電極間に電圧を印加する方式となる。双極式とは正（＋）極と負（−）極とが一対となった、互いに絶縁された二極の内部電極を有し、負極は、アースと同電位あるいはアースよりマイナス電位のどちらでもよいが、被吸着体はアースから絶縁された状態で、両電極に電圧を印加する方式となる。本発明においては、被吸着体である溶融樹脂シート８は口金７を介して常時アース１０に接続されていることから、内部電極層３には単極式を使用する。本発明では、双極式だとアース側へ電荷（電流）が漏洩してＪＲ力が不安定になる。内部電極層３は、冷却ロール１の軸方向には溶融樹脂シート８の幅よりも広い範囲にわたって、また、冷却ロール１の回転方向には冷却ロール１の全周にわたって、連続的に一様に設けられる。
【００５２】
最外層４の体積固有抵抗値は、２５〜１００℃において１０7〜１０13Ωｃｍである。最外層４の体積固有抵抗値は、実質的に非感温性で、温度変化に対して安定していること、具体的には、最外層４の体積固有抵抗値の温度変化の比率Ｒ１００／Ｒ２５が、０．１〜１．０であることが好ましい。ここで、体積固有抵抗値の温度変化の比率Ｒ１００／Ｒ２５とは、２５℃の温度での体積固有抵抗値Ｒ２５に対する１００℃の温度での体積固有抵抗値Ｒ１００の比率Ｒ１００／Ｒ２５を言う。さらに、最外層４の中心線平均表面粗さＲａは、好ましくは０．０１〜０．３μmである。最外層４の形成時に冷却ロール１の幅方向の一端の一部をマスキングすることにより最外層４が形成されていない領域４ａが形成され、該領域４ａに、絶縁層２及び内部電極層３が露出されている。
【００５３】
図１および図２に示されているように、冷却ロール１の両端から突き出した一対のロール軸のうちの一方の外周面に、高絶縁リング５ａが設けられ、高絶縁リング５ａ上に導電性のスリップリング５ｂが設けられている。スリップリング５ｂと、上記領域４ａに露出した内部電極層３とは内部電極取り出し線６を介して電気的に接続されている。冷却ロール１の芯金３６全体は、帯電（チャージアップ）防止のため、一対の軸のうちの他方を通じて、アース１０に接地される。直流電源９が、電極用出力配線１１ａ及びカーボンブラシ１１ｂを介してスリップリング５ｂに正極の直流電圧を印加する。直流電源９のアース端子及び口金７は、アース１０に接地される。
【００５４】
本発明の熱可塑性樹脂シートの製造方法は、溶融させた熱可塑性樹脂を口金７からシート状に連続的に押し出し成形する工程と、該口金７から押し出された該熱可塑性樹脂からなる溶融樹脂シート８を連続回転する冷却ロール１に密着させて回転移送しながら冷却固化させる工程と、該溶融樹脂シート８が冷却固化した状態である樹脂シート１２を該冷却ロール１から連続的に剥離する工程とを備えている。該内部電極層３に直流電圧を印加することにより、該内部電極層３から該最外層４、さらに該溶融樹脂シート８を通って該口金７に電流１９が流れる。この結果、該最外層４と該溶融樹脂シート８との接触界面では、該最外層４と該溶融樹脂シート８とが接触している微小接点１７（後述する図３参照）に微少電流が流れるとともに、接触界面層の抵抗によって電圧ドロップが発生し、該最外層４表面と溶融樹脂シート８の接触面との間に電位差が発生する。この電位差によって、該最外層４と該溶融樹脂シート８との間の微小隙間１８を介して対向する該最外層４および該溶融樹脂シート８のそれぞれの微小隙間１８（後述する図３参照）を介して向かいあう面に、互いに逆極性の電荷がそれぞれ誘起・帯電される。該逆極性の電荷間の静電気力によって、該溶融樹脂シート８が該冷却ロール１の表面に着地すると同時に、火花放電を起こさずに、該溶融樹脂シート８は冷却ロール１に強く密着されるのである。
【００５５】
該内部電極層３に印加する直流電圧が好ましくは０．３〜６．０ｋＶである。このとき、該冷却ロール１の表面を通じて該冷却ロール１の表面に接触した該溶融樹脂シート８に流れる微少電流が、冷却ロール１と該樹脂シート８，１２の接触面積全面において単位面積当たり好ましくは０．００５〜６μＡ／ｃｍ2である。
【００５６】
該冷却ロール１に着地する前の溶融樹脂シート８の体積固有抵抗値が好ましくは１０9Ωｃｍ以下であり、かつ、該冷却ロール１から剥離された時点での樹脂シート１２の体積固有抵抗値が好ましくは１０10Ωｃｍ以上である。
【００５７】
本発明では、溶融樹脂シート８と冷却ロール１との間の密着力は、主としてジョンソン・ラーベック（Ｊｏｈｎｓｅｎ−ＲｈａｂｅＫ）力と呼ばれる静電力に基づく（以下、当該密着力を「ＪＲ力」と表示する）。溶融樹脂シート８が冷却ロール１に接触する時に、ＪＲ力による静電密着力が発生する様子を図３に示す。
【００５８】
冷却ロール１の表面の最外層４と溶融樹脂シート８とは、微小接点１７で接触し、微小接点１７の周囲の微小隙間１８では接触せずに離間している。この微小接点１７と微小隙間１８は、主として、最外層４の表面の表面粗さチャートの山部に相当する微小突起と谷部に相当する凹みにそれぞれ起因している。内部電極層３に直流電圧を印加することにより、該内部電極層３に接している最外層４と溶融樹脂シート８とが接触している微小接点１７を通じて微少電流１９を流し、微小接点１７の接触抵抗２７（微小突起の抵抗を含む）によって急激な電圧降下を発生させ、この微小接点１７に発生した電位差によって、その微小接点１７の周囲の微小隙間１８を介して対向する最外層４及び溶融樹脂シート８のそれぞれの面２３，２２に、互いに逆極性で等量の電荷（図３の「＋」及び「−」）２０を誘起・蓄積させる。そしてこれら該逆極性の電荷間の静電気力によって、溶融樹脂シート８と冷却ロール１との間に強力な密着力（ＪＲ力）が発生する。
【００５９】
図４に、ＪＲ力で溶融樹脂シート８を最外層４の表面に密着中の等価回路を示す。この図４において、最外層４は抵抗２８（Ｒbulk）と厚み方向の最外層４によるキャパシター２９（静電容量Ｃbulk）との並列回路で示してある。また最外層４の表面と溶融樹脂シート８との境界部分は、微小接点１７の接触抵抗２７（Ｒcontact）と微小隙間１８によるキャパシター２６（静電容量Ｃgap）との並列回路で示してある。さらに、溶融樹脂シート８の抵抗２５（Ｒsheet）も回路の重要な構成要素となっている。この等価回路での総抵抗Ｒは、最外層４の抵抗２８と、最外層４の表面と溶融樹脂シート８との微小接点１７での接触抵抗２７と、溶融樹脂シート８の抵抗２５の直列結合となっている。したがってこの等価回路全体への電源９による印加電圧３３をＶ0［Ｖ］とすると、微少電流１９（Ｉ［Ａ］）は下記式（２）で示され、溶融樹脂シートの抵抗２５（Ｒsheet）の影響を強く受けることが判る。本発明では、抵抗２５、抵抗２７および抵抗２８以外の抵抗は、これらに比較して十分に小さいとして無視してある。
【００６０】
Ｉ＝Ｖ0／（Ｒbulk＋Ｒcontact＋Ｒsheet）        （２）
微小隙間１８に発生した電位差３１をＶgap［Ｖ］、微小隙間１８の距離３４をｄgap[ｍ]、微小隙間１８内空気層の誘電率をε0とすると、この微小隙間１８を介して向かい合った面はキャパシター２６（Ｃgap）を形成しており、このキャパシター２６に発生する該溶融樹脂シート８の密着力Ｐ[Ｐａ]は、図４の等価回路から下記の近似式（３）で示せる。
【００６１】
Ｐ＝αε0／２・（Ｖgap／ｄgap）2        （３）
なお、αは微小接点１７と微小隙間１８の面積比率及び微小隙間１８の距離３４（ｄgap）の実効値を調整する定数である。αの実際の大きさは０．００５程度とかなり小さいが、微小隙間１８の距離３４が０．３μm以下と極めて接近していることの効果で、強い密着力が得られるのである。微少電流１９が流れている状態では、電荷は最外層４の表面に移動するため、図４における最外層４にはキャパシター２９（Ｃbulk）は発生せず、上記微小隙間１８によるキャパシター２６（Ｃgap）が支配的になり、これでＪＲ力による強い密着力が発生する。ここで式（３）の電位差３１（Ｖgap）は微少電流１９（Ｉ）と微小接点１７の接触抵抗２７（Ｒgap）によって、下記式（４）のように示され、ＪＲ力が微少電流１９と接触抵抗２７に強く依存していることが判る。さらには、接触抵抗２７は、最外層４の表面粗さに起因する微小突起の抵抗を含んでいることから、ＪＲ力は最外層４の体積固有抵抗値に強く影響される。
【００６２】
Ｖgap＝Ｉ・Ｒgap        （４）
さらに詳しく説明すると、口金７を介してアース１０と接続されている熱可塑性溶融樹脂シート８が、帯電した最外層４の表面に接触すると、アース１０−直流電源９−内部電極層３−最外層４−微小接点１７の接触界面−溶融樹脂シート８−口金７−アース１０からなる図４に示す閉回路が形成される。微少電流１９が、内部電極層３から、最外層４、最外層４と溶融樹脂シート８との微小接点１７、及び溶融樹脂シート８を順に経て口金７に流れる。この時、該溶融樹脂シート８と該最外層４との接触界面に存在する接触抵抗２７によって電圧降下が起こり、微小隙間１８を挟んで相対する表面間に電位差３１が発生する。この電位差３１によって微小接点１７の周囲の微小隙間１８はキャパシター２６となり、互いに逆極性で等量の電荷２０が誘導され蓄電する。すなわち、冷却ロール１の最外層４の表面側には、内部電極層３と同極性の電荷が移動し蓄積され、溶融樹脂シート８の冷却ロール１との接触面側には、それとは逆極性の電荷が誘電蓄積される。該最外層４の微小隙間１８側の表面２３と、該溶融樹脂シート８の微小隙間１８側の表面２２とにそれぞれ帯電した互いに逆極性の電荷２０の間で発生する静電気力を、ＪＲ力と呼ぶ。該溶融樹脂シート８は、このＪＲ力によって該最外層４表面に強く静電密着される。
【００６３】
溶融樹脂シート８と冷却ロール１表面間の距離がきわめて接近してきても、溶融樹脂シート８がまだ冷却ロール１表面に接触していないときにはＪＲ力は発生せず、接触して微少電流が流れると、すぐに強力な密着力が発生する。ＪＲ力は接触状態において微少電流が流れるときにのみ発生する極めて強い近接力であるので、熱可塑状態の該溶融樹脂シー８と該最外層４の円筒形状の表面との間の密着開始線において随伴空気流は逐次放出されていき、その巻き込みはなく、溶融樹脂シート８は冷却ロール１の接触面全面において、隙間なく均一な密着が可能となる。
【００６４】
該溶融樹脂シート８が該冷却ロール１に接触すると同時に該ＪＲ力が働くためには、冷却ロール１の最外層４の体積固有抵抗値は、２５〜１００℃の温度において１０7〜１０13Ωｃｍであり、好ましくは１０8〜１０12Ωｃｍである。最外層４の体積固有抵抗値がこの範囲であることによって、内部電極層３とアース１０間に最大６ｋＶ程度の直流高電圧３３を印加しても、内部電極層３から最外層４表面に向かって流れる電流１９を、樹脂シート８，１２と該最外層４の全接触面における電流密度換算で０．００５〜６μＡ/ｃｍ2の微小量の範囲に制限することが可能である。その結果、該最外層４から微小接点１７を介して溶融樹脂シート８に微少電流１９を流して、微小接点１７での接触抵抗２７（微小突起の抵抗を含む）において急激な電圧降下を起こさせることができ、微小接点１７の周囲にある微小隙間１８に、この電圧降下による電位差３１を印加することができる。そしてこの電位差３１が発生している間は、最外層４と該樹脂シート８との間の微小隙間１８を介して対向する該最外層４及び該シート８のそれぞれの面２３，２２に互いに逆極性で等量の電荷２０を誘起させ、蓄積させることが出来る。一般に、最外層４の抵抗２８が高いほど、また静電容量２６が大きいほど帯電した静電荷の散逸は抑えられ、帯電の緩和時間は長くなる。最外層４の体積固有抵抗値が１０7〜１０13Ωｃｍの範囲と適度に高く、さらに微小隙間１８の距離３４が極めて小さいことが静電容量２６を大きくしている。これらの効果で、最外層４の表面の静電荷の放電と散逸が抑制されて、電位差３１が印加されると微小隙間１８への電荷２０の帯電が可能となっている。すなわち、最外層４の体積固有抵抗値が、１０7Ωｃｍ未満、さらに好ましくは１０8Ωｃｍ未満の場合には微小電流１９が大きくなりすぎて、該最外層４の表面の電荷は微小接点１７から溶融樹脂シート８へとすぐにリークし、電荷の蓄積が不足して、ＪＲ力が働かなくなる。また、最外層４の体積固有抵抗値が、１０13Ωｃｍを超える場合、好ましくは、１０12Ωｃｍを超える場合には、最外層４から微小接点１７を通じて溶融樹脂シート８へ微少電流１９が流れなくなるので、微小隙間１８に互いに逆極性の電荷２０を誘起・蓄積させるために必要な電位差３１が得られなくなり、ＪＲ力は発生しない。さらに、最外層４の体積固有抵抗値が１０13Ωｃｍを超える高絶縁体の場合は、微少電流１９はリーク電流程度となって無視できるまでに小さくなる。このような場合は、最外層４内に静電分極が発生し、それよってキャパシター２９（Ｃbulk）に静電荷が蓄積する。該静電荷は、最外層４の厚み３５（ｄc）を挟んで、内部電極層３と溶融樹脂シート８とがお互いに引合うクーロン力と呼ばれると静電力を発生させる。溶融樹脂シート８と内部電極層３との間のクーロン力すなわちキャパシター２９の静電力による密着力は、前述の式（１）で示される。しかし、最外層４の厚み３５（ｄc≒２５０μm）は微小隙間１８の距離３４（ｄgap＜０．３μm）に比べておおよそ１０００倍の大きさであるので、この場合のクーロン力はＪＲ力に比べると無視できる程度に弱い。ただしクーロン力の場合は微弱ではあるが、溶融樹脂シート８と最外層４が接触状態になくても、遠隔力��しての吸引力は作用する。
【００６５】
口金７から押し出された溶融樹脂シート８が連続回転状態にある冷却ロール１表面に最初に接触し密着が形成されると、それ以降は、最外層４と溶融樹脂シート８との既存の接触領域を介して、溶融樹脂シート８には微少電流１９が常に流れ続ける。また、冷却固化した樹脂シート１２が剥離したあとの最外層４の表面部分も、内部電極層３から供給された電荷によって内部電極層３と同極性の電位が維持されるので、その後、当該表面部分に再度新たな溶融樹脂シート８が接触すると、当該表面部分から溶融樹脂シート８へただちに微少電流が流れてＪＲ力が作用し、溶融樹脂シート８は当該表面部分にすぐに密着する。これにより口金７から連続して押し出されてくる溶融樹脂シート８は、回転移動する冷却ロール１の表面に遅れることなく同期して密着し連続移送することが可能になる。最外層４の体積固有抵抗値１０7〜１０13Ωｃｍは、静電気の帯電が起りやすい抵抗値でありながら、電圧が印加されると、電荷（電流）の移動が可能な抵抗値でもある。したがって、樹脂シート１２の剥離帯電によって最外層４の表面に残留した逆電荷は、内部電極層３に電圧が印加されているかぎり、内部電極層３から移動してきた電荷（電流）によってすみやかに消滅する。このため、樹脂シート１２を剥離後の最外層４の表面を除電する必要はなく、引き続きすぐに次の溶融樹脂シート８を最外層４の表面に密着させることが可能となる。このようにして、樹脂シートの連続密着と連続剥離が可能となる。さらに、最外層４の体積固有抵抗値は火花放電や、沿面放電にともなう電流集中を抑制できる程度には充分に高いので、溶融樹脂シート８が最外層４に接触するときの火花放電および沿面放電は防止される。
【００６６】
該最外層４と、該溶融樹脂シート８との間の微小隙間１８の距離３４（ｄgap）は、０．０１〜０．３０μm、さらには０．０３〜０．２０μmであるのが良い。該微小隙間１８の距離３４が、０.０１μm未満、さらには０．０３μm未満であると、最外層４の微小接点１７における接触面積の増加および突起高さの減少で接触抵抗２７が小さくなり、電位差３１が低下する。さらに、キャパシター２０を構成する微小隙間１８の占有面積も減少するので、電荷が帯電可能な面積が減ってくるので、密着力がさらに不足するようになる。また該微小隙間１８の距離３４が、０．３０μm、さらには０．２０μmを超えると、微小隙間１８の距離３４が大きくなる効果でＪＲ力が減ることに加えて、最外層４表面の表面粗さすなわち微小突起１７および微小隙間１８の形状が溶融樹脂シート８の表面に転写して、樹脂シート１２の外観品質が低下する。これらの微小隙間１８の距離３４は直接測定することが難しいので、本発明では、式（３）を用いた密着力Ｐの計算では、ｄgapをロール最外層表面の平均表面粗さＲａで代替する。式（３）の補正係数αは、微小隙間１８の距離３４と平均表面粗さＲａ間の補正量も考慮して設定される。
【００６７】
微小隙間１８の距離３４とＲａとが狭い範囲でたとえば近似的に比例関係にあると見なせば、その補正係数αを設定できるが、他にもまだ良くわかっていない影響因子があり、単純に式（３）でＪＲ力を計算するのは難しい。それぞれ微細凹凸構造を有する二つの表面間の接触界面における微小隙間の実質距離３４と実質接触面積率の定義、さらには印加電圧３３の分圧である接触界面部の電位差３１や接触抵抗２７も測定が難しく、溶融樹脂シート８の体積固有抵抗の影響やサブミクロンの近距離における電気的現象も、まだ良く解明されていないところがある。若干粗い近似ではあるが、すべての影響による補正係数をまとめてαとした。距離３４（ｄgap）を単純に表面粗さＲａに等しいとした場合の式（３）によるＪＲ力の計算値と、後述のいくつかの種類の代替フィルムによるＪＲ力の実測値との比較によると、αは０．００５より小さな値であるが、式（３）におけるｄgapすなわち微小隙間の距離３４がサブミクロンと極めて接近していることの効果によって、ＪＲ力はクーロン力よりはるかに強くなる。
【００６８】
一方、クーロン力では、実質表面積と見かけ面積の違いが静電容量に影響するだけで、実測定値は計算値より２０〜５０％大きくなる程度である。したがって、クーロン力による密着力は、印加電圧と距離（ｄｃ）との関係を示す式（１）から比較的精度よく計算することが可能である。
【００６９】
ＪＲ力によって、流動性の溶融樹脂シート８を最外層４の表面に密着させるためには、最外層４の表面のミクロレベルの凹凸を構成する谷部が溶融樹脂で埋まることがなく、微小接点１７と微小隙間１８（図３，４参照）が形成される必要があり、そのためには最外層４の表面の温度を、溶融樹脂シート８の急速冷却が可能な２５〜１００℃、好ましくは２５〜７０℃に維持する必要がある。
【００７０】
溶融状態の熱可塑性樹脂は粘弾性の特性を持っていて、その変形特性は温度と加圧力さらには変形速度に依存する。溶融樹脂の温度が高い場合は粘度が下がって流動性がより高くなるが、弾性的特性は低下する。逆に溶融樹脂の温度が下がると粘度が上昇して流動性は低下し、弾性的特性は高くなる。
【００７１】
融点より数十度高い温度まで加熱され、流動性が高い状態で口金から押し出された溶融樹脂シート８は、最外層４の表面に到達するまでに空気中を１５〜５０ｍｍ移動する。その移動中に空気による冷却によって、溶融樹脂シート８の最表面には樹脂シート内部より温度の低いスキン層が形成されている。このスキン層は、溶融樹脂シート８の内部より粘度が高く、また弾性的特性も高い。そして、溶融樹脂シート８が最外層４に接触すると、該樹脂シート８の温度は最外層４との接触面側から急激に低下しはじめ、温度の低下とともにスキン層は厚くなりさらにその流動性は低下する。このスキン層が存在するために、溶融樹脂シート８は、最外層４のマクロな形状には追従しても、最外層４の表面のミクロレベルの凹凸の谷部までは埋め尽くすことはできない。
【００７２】
このように、スキン層の形成と成長によって、溶融樹脂シート８は最外層４の表面に、両者の接触界面に微小接点１７と微小隙間１８が形成された状態で接触する。その後、溶融樹脂シート８が冷却ロール１の最外層４の表面上で冷却固化される過程でも該微小接点１７と該微小隙間１８が消失することはない。このため、溶融樹脂シート８は、冷却ロール１に接触した直後から冷却固化されるまで、ＪＲ力によって冷却ロール１の最外層４の表面に継続して密着される。微小接点１７と微小隙間１８が形成されるためには、最外層４の表面温度の管理が重要となる。最外層４の表面温度が１００℃より高いと、溶融樹脂シート８が最外層４の表面に接触すると同時にスキン層の流動性が増して、最外層４の表面の微細な谷部が樹脂で埋まって、微小隙間１８は消滅するので好ましくない。
【００７３】
本発明の冷却ロール１の最外層４は、２５〜１００℃での体積固有抵抗値が１０7Ω〜１０13Ωｃｍの範囲であり、しかも該最外層４は、温度上昇による体積固有抵抗値の変化の少ない実質的に非感温性のセラミックス系材料で構成されていることが好ましい。このような体積固有抵抗値を有する最外層４は、好ましくは酸化物系セラミックス系材料で構成される。一般に殆どの酸化物系セラミックス系材料の抵抗の温度係数は負であり、昇温により体積固有抵抗値は低下する。２５℃の温度での体積固有抵抗値Ｒ２５に対する１００℃の温度での体積固有抵抗値Ｒ１００の比率Ｒ１００/Ｒ２５は、感温性であるナイロン６樹脂は１０-6で、ＮＴＣサーミスタは０．１以下で、代表的な酸化物系セラミックスである酸化アルミニウムは０．９〜１．０である。本発明の最外層４の場合は、Ｒ１００/Ｒ２５が０．１〜１.０であることが好ましい。冷却ロールの最外層４に接触する直前までは２００〜３００℃程度の高温状態にある溶融樹脂シート８は、該最外層４に密着した直後に急冷固化し、さらに冷却されながらより温度を下げて剥離ロール１６の位置まで移動する。その間、最外層４の最表層の温度は、瞬間的に上昇した後、冷却ロール内部の冷媒の冷却効果で直ちに低下する。最外層４の最表層のこのような温度の変化は通常の金属やセラミックス材料では大きく見積もっても１００℃以内と見なせるが、この温度変化に合わせて、最外層４の最表層の体積固有抵抗値も変動する。該最外層４の最表層の体積固有抵抗値の変動は、式（２）による微少電流１９の変動、さらには式（４）に示されるように電位差３１（Ｖgap）の変動となって、ＪＲ力による溶融樹脂シート８の密着力Ｐ（式（３））に影響する。密着開始直後のこのわずかな時間における溶融樹脂シート８の密着力の急激な変動は、得られた熱可塑性樹脂シート１２の表面粗度ムラ、結晶化ムラ、透明性、シワなどの表面特性を劣化させる場合があるので、温度上昇による該最外層４の固有抵抗値の変化は少ないほどよい。
【００７４】
一般に該溶融樹脂シート８の冷却ロールへの接触直前の温度はほとんどが２００℃以上であるため、該溶融樹脂シートのＪＲ力による静電密着は空気中の湿度の影響を受け難く、６０〜７０ＲＨ％の湿度環境でも問題なく静電密着が可能である。しかし、溶融樹脂シートが十数μm以下と薄くて熱容量が少ない場合や、シート速度が１００／ｍｉｎ以上と速く随伴空気流が多い場合などは、最外層４の表面は雰囲気湿度の影響を受けて、水分を吸着する可能性がある。水分を吸着すると、最外層４の表面抵抗は低下するので、雰囲気湿度が上昇すると、該微小隙間１８への帯電量が急激に減少する場合がある。より安定したＪＲ力による静電密着力を得るには、該溶融樹脂シート８が該冷却ロール１に着地する地点を含む空間の雰囲気湿度は４０ＲＨ％以下、さらには３５ＲＨ％以下であることが好ましい。
【００７５】
溶融樹脂シート８がＪＲ力によって最外層４表面に密着する条件を整理すると、下記のようになる。
【００７６】
（１）被吸着体である溶融樹脂シート８は、体積固有抵抗が１０9Ωｃｍ以下の半導電性または導電性の状態であり、アース接続された口金７を通じてアース１０に接続されており、かつ最外層４表面に接触している。
【００７７】
（２）電源９の一方の極はアース１０に接続されるとともに、アース接続された口金７を通じて、口金７から連続的に押し出されてくる溶融樹脂シート８に電気回路的に接続されている。
【００７８】
（３）該最外層４の体積固有抵抗値は、１０7〜１０13Ωｃｍの範囲である。
【００７９】
（４）導電性内部電極層３は最外層４とは隙間がないように接触しており、さらに電圧３３が印加できるように電源９との接続配線がなされているが、内部電極層３は絶縁層２によってアース１０および冷却ロールの芯金３６から完全に絶縁されている。
【００８０】
（５）最外層４の表面はシート外観品質に影響を与えないほどに微細な表面粗さとなっているが、被吸着体である溶融樹脂シート８は最外層４の表面とは、表面粗さの山部の頂点である微小接点１７のみで実質的に接触していて、表面粗さの谷部では、溶融樹脂シート８と最外層４との間は離間していて微小隙間１８が形成されている。溶融樹脂シート８は流動性が高い状態にあるが、その表面には空気による冷却作用で生じた粘度と弾性特性が高いスキン層があり、それを介して最外層４の表面に接触するので、溶融樹脂シート８は最外層４の表面の微細な谷部の全部を埋めることがなく、接触界面部において、微小接点１７と微少隙間１８の形成が可能である。
【００８１】
（６）内部電極層３に電圧３３を印加すると微少電流１９が、微小接点１７から、溶融樹脂シート８を通じて口金７、さらにはアース１０へと流れていくことが可能な電気回路が形成されている。
【００８２】
（７）微小接点１７で接触している最外層４と溶融樹脂シート８間の接触抵抗２７を微少電流１９が流れるときの電圧ドロップすなわち電位差３１が、谷部に相当する微小隙間１８を挟んで発生している。
【００８３】
（８）接触界面では、最外層４と溶融樹脂シート８とが向いあうそれぞれの表面に挟まれた無数の微小隙間１８はキャパシター２６を形成しており、その両表面には電圧ドロップで生成した電位３１が印加されており、微小隙間１８を挟む両表面にはそのキャパシター２６に相当する互いに逆極性の等量電荷２０が誘電され帯電する。
【００８４】
（１）〜（８）の条件において、最外層４と溶融樹脂シート８間にはＪＲ力が発生する。このとき、被吸着体である溶融樹脂シート８の体積固有抵抗値が導電体なみに低い場合でも、ＪＲ力によって溶融樹脂シート８を最外層４の表面に密着させることが可能である。最外層４の体積固有抵抗値は１０7〜１０13Ωｃｍと高いので、微小隙間に面する最外層４の表面電荷は動きが遅く緩和され難い。このことが、微小隙間に面する最外層４の表面側の電荷が微小突起および微小接点を経由して溶融樹脂シート８に流れ去るのを抑制し、最外層４の表面の帯電を可能にしている。最外層４の表面が帯電すると、溶融樹脂シート８の体積固有抵抗値が導電体なみに低くても、溶融樹脂シート８の微小隙間１８側の表面には最外層４とは逆極性の電荷が静電誘導あるいは誘電分極され帯電することが可能である。このため、被吸着体である溶融樹脂シート８の体積固有抵抗値が導電体なみに低くい場合でも、微小隙間１８を挟んで対向する最外層４と溶融樹脂シート８との間にキャパシター２６が形成されるので、ＪＲ力を発生することが可能となる。
【００８５】
ＪＲ力すなわち、微小隙間１８の両側にある正逆等量の電荷間の静電力は図４の等価回路において、微小隙間１８の静電容量と微小隙間１８に印加された電位差３１（Ｖgap）から算出された式（３）で示される。式（３）から、ＪＲ力の強さは最外層４の厚み３５とは関係がなく、微少電流１９で発生した電位差３１と微小隙間１８の距離３４（ｄgap）だけで決まることがわかる。ここで電位差３１は印加電圧３３（Ｖ0）の隙間１８間への分圧と見なせる。すなわちこの式からＪＲ力は、電位差３１と距離３４の二乗比（Ｖgap／ｄgap）2に比例し、逆極性の電荷間すなわち微小隙間の距離３４が最外層４の表面粗さと同程度に小さく極めて接近している効果によって、低い印加電圧によって、大きな密着力を得ることが可能であることが判る。
【００８６】
ＪＲ力式とクーロン力式による静電密着の大きな違いは、次の三つである。（１）ＪＲ力が作用するためには溶融樹脂シート８と最外層表面４との接触があり、必ず微少電流が継続的に流れる。クーロン力式では接触してもしなくとも微弱な力は作用するが、実質の電流は流れない。（２）ＪＲ力式では密着力の強さは最外層４の厚みとは関係がなく、最外層４が厚くても強い密着力が得られる。クーロン力式は最外層４の厚みが増えると急激に密着力が低下する。（３）ＪＲ力式は低い印加電圧でもクーロン力式をはるかにしのぐ強い密着力が得られる。
【００８７】
本発明におけるＪＲ力は、溶融樹脂シート８と最外層４との各微小接点１７を微少電流１９が流れるときにこの微小接点１７の抵抗で発生する電圧ドロップ（電位差３１）によって発生する。この微少電流１９は、内部電極層３への印加電圧３３（Ｖ0）と、最外層４の抵抗２８（Ｒbulk）、溶融樹脂シート８と冷却ロール１表面との接触抵抗２７（Ｒgap）、溶融樹脂シート８の抵抗２５（Ｒsheet）の総合計によって決まる。溶融樹脂シート８の抵抗２５は、冷却ロール１上で溶融樹脂シート８が冷却固化され、さらにその温度が低下するにつれて急上昇するから、微少電流１９は急激に減少する。しかし、各微小接点１７を流れる微少電流１９の変化を正確に把握することは難しい。そこで、本発明では、直流電源９から冷却ロール１、溶融樹脂シート８、口金７を順に介してアース１０へ流れる総電流を、冷却ロール１と樹脂シート８，１２とが接触する全面積で除した電流密度［Ａ/ｃｍ2］に着目する。本発明では、該内部電極層３に印加する直流電圧３３が０．３〜６ｋＶの範囲において適正な電流密度は０．００５〜６μＡ／ｃｍ2である。
【００８８】
図９に、ＪＲ力でＰＥＴおよびナイロン６の溶融樹脂シートを吸着しているときの、電流密度と印加電圧３３の関係を測定したグラフを示す。後述の実施例１、２および４で事前に予備実験を行い、図１の高電圧直流電源９に付属している最小測定精度が０．０１ｍＡの電流計３７で、各印加電圧における総電流値を測定した。測定した電流値を図１の冷却ロール１と樹脂シート８、１２の全接触面積で割った値を電流密度としている。電流密度と印加電圧の関係は単純なオームの法則による直線関係ではないが、２〜４ｋＶ間の狭い範囲ではほぼ直線関係と見なせる。ＪＲ力が発生するためには、内部電極層３から最外層４を通じて溶融樹脂シート８に電流が流れる必要がある。一方、クーロン力が発生するためには、最外層４は絶縁性材料で構成され、上記電流は流れないことが必要である。最外層４に電流が流れないときには、内部電極層３と溶融樹脂シート８との間でキャパシターが形成される（式（１）参照）。従って、印加電圧と電流密度の関係を調べることで、冷却ロール１と溶融樹脂シート８との間にＪＲ力が発生しているかどうかを判断することが可能である。また、式（３）と式（４）から示されるようにＪＲ力の強さはこの電流密度の２乗に比例する。後述の図８に示した、代替フィルムを使用したＪＲ力による密着力の測定値を使用して、印加電圧およびこの電流密度から、製膜中における溶融樹脂シート８の平均的な密着力を推測できる。
【００８９】
口金７から溶融押出された溶融樹脂シート８が、該冷却ロール１に接触する前の該溶融樹脂シート８の体積固有抵抗値は、１０9Ωｃｍ以下であり、かつ、該冷却ロール１から剥離される時点での該樹脂シート１２の体積固有抵抗値は１０10Ωｃｍ以上になることが重要である。冷却ロール１に密着する直前の溶融樹脂シート８の体積固有抵抗値は、１０9Ωｃｍ以下でないと微少電流が不足しＪＲ力が働かないので、溶融樹脂シート８を該冷却ロール１に密着させることができない。該溶融樹脂シート８は、該冷却ロール１に密着した後、冷却ロール１への熱伝達によってその温度は急激に下がっていき、その体積固有抵抗値は急激に上昇していく。該樹脂シート１２の体積固有抵抗値が１０10Ωｃｍ以上になると、微少電流１９は無視できるまでに減少し、電位差３１は相対的に無視しうる程度にまで低下する。微小隙間１８を介して発生する電荷２０（図３参照）は、体積固有抵抗値が高い樹脂シート１２から、体積固有抵抗値が低い溶融樹脂シート８へ移動する。このため、口金７から連続的に押し出される溶融樹脂シート８をＪＲ力によって冷却ロール１に強く密着させながら、同時に剥離ロール１６によって、樹脂シート１２を冷却ロール１から容易に剥離することが可能になる。この様に、電圧３３を印加した状態で、被吸着体である溶融樹脂シート８が冷却ロール１上で冷却固化し、さらに冷却されて樹脂シート１２へと変化し、この間に体積固有抵抗値が、溶融状態の１０9Ωｃｍ以下から固化して低温状態の１０10Ωｃｍ以上へと連続的に増加していくことが重要である。
【００９０】
さらに該冷却ロール１から剥離後に得られた樹脂シート１２は、全く帯電していない樹脂シートでありゴミなどが付着せず、取扱い性にも優れたものであり、その表面は高品位な品質や特性を有していると言う大きな効果を得ることができる。ここで、冷却ロール１から樹脂シート１２を剥離する時には、樹脂シート１２の表面に軽微の剥離帯電は生じるが、従来の静電ピニング法における高電圧を印加したピニング電極による空間電荷の注入による様な強い内部帯電状態ではない。このような軽微な表面帯電は接地された剥離ロール１６やその次のガイドロール（非表示）の金属表面を通すことで完全に除去されるので、得られた樹脂シート１２は帯電していないのである。帯電しているかどうかは、樹脂シートの静電電位の測定で判断するが、簡易的には、タバコの灰の上に該樹脂シート１２をかざした時、タバコの灰が該樹脂シート１２表面に付着するかどうかで判定可能であり、帯電していないとは、このタバコの灰が全く付着しないことである。
【００９１】
なお、本発明で冷却固化された樹脂シート１２を冷却ロール１表面から剥離し、そのまま製品としてもよいが、一軸および/または二軸に延伸処理、熱固定処理、エージング処理などに供することで特性を向上させても良い。該二軸延伸の場合、同時二軸延伸方式が品質の点で好ましいが、もちろん逐次二軸延伸であっても良い。
【００９２】
ＪＲ力を活用した吸着体の例として、半導体製造装置での円盤形状のシリコンウエハや、液晶製造装置における液晶表示装置用のガラス基板（静電吸着用の導電性被膜が形成されている）の吸着固定に使用されるステージ型の静電チャック法がある。該静電チャック法での被吸着体（製品）は板状であり、その処理は、被吸着体を一枚一枚の単位で行う枚葉式であり、それぞれの被吸着体を密着固定するには内部電極に電圧を印加してから吸着が安定するまでに数秒程度の時間が必要である。さらに処理を終えた被吸着体を静電チャックから剥離するためには、一旦内部電極への電圧供給を停止して、内部電極と被吸着体を接地して、被吸着体と静電チャックの吸着面（セラミックス表面）間に蓄積した互いに逆極性の電荷の完全な除去が必要である。しかし、それにはやはり数秒以上かかるために、直ちにウエハーあるいはガラス基板などの被吸着体を離脱させることは出来ない。
【００９３】
ＪＲ力式静電チャックは絶縁性の基材の吸着はできず、導電性から体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍ程度の被吸着体に使用されている。ＪＲ力式静電チャックは接触界面部の微小隙間への微少電流の供給による帯電を活用するため、絶縁層の静電容量を活用したクーロン力式とよばれる他のタイプの静電チャックより、電荷の蓄積量が多く、電荷間の距離も微小隙間程度であるため、はるかに強い吸着力が得られる。しかしその反面、電圧印加を開始後の接触界面部の微小隙間への電荷の蓄積速度と、電圧印加を遮断後の接触界面部に蓄積した互いに逆極性の電荷の緩和速度が遅く、吸着力の発生と解除に、とくに吸着力の解除には時間がかかるのが欠点とされる。
【００９４】
一方、本発明もＪＲ力を原理とする静電吸着方式の冷却ロール１を使用しているが、本発明では、溶融押出し装置での加熱溶融によって流動化し、かつ体積固有抵抗値がＪＲ力による密着に適した１０9Ωｃｍ以下の状態にまで低下した熱可塑性溶融樹脂を口金７から押し出して成形した溶融樹脂シート８が被吸着体となる。内部電極層３へ電圧３３を常時印加した状態において、口金７から熱可塑状態のまま連続的に押し出されてくる溶融樹脂シート８を、押出し速度に同期しながら冷却ロール１の表面にＪＲ力で密着させることが可能である。溶融樹脂シート８が冷却ロール１の最外層４の表面へ接触して、最外層４の表面との間でＪＲ力よる密着が形成されて以降は、口金７から連続的に押し出されてくる溶融樹脂シート８には、内部電極層３から口金７に向かって常に微少電流１９が流れている状態となる。そして、最外層４の表面も剥離帯電の影響を受けず、常に内部電極層３と同極の電位に帯電した状態になっているので、該溶融樹脂シート８は最外層４の表面に接触すると同時に密着することが可能となる。溶融樹脂シート８は、冷却ロール１の表面に密着されたまま高速回転移送されながら冷却固化され、剥離ロール１６の位置に到達するまでにその温度は下がり、体積固有抵抗値が１０10Ωｃｍ以上に高くなった樹脂シート１２に変化する。このため、内部電極層３へ電圧を印加したまま樹脂シート１２を冷却ロール１の表面から無理なく連続的に剥離が可能である。樹脂シートの密着工程および剥離工程とも火花放電によるトラブルはなく、さらに剥離後の樹脂シート１２には内部帯電がない。これらの特徴を活用することにより、口金から押し出されてくる流動性の熱可塑性溶融樹脂シートを冷却ロール表面に密着させて、冷却固化して樹脂シートを製造するロールツウロール製膜装置において、ＪＲ力による静電密着が可能である冷却ロール１を使用することが可能となった。
【００９５】
もちろんこのＪＲ力単独で溶融樹脂シート８を冷却ロール１に密着させても良いが、更に密着力を向上させるために、図５に示すように、ピニング電極１３を用いた静電ピニング法を併用することができる。ピニング電極１３は、溶融樹脂シート８の幅方向に沿って、その冷却ロール１の表面との接触面とは反対のエアー面側に、溶融樹脂シート８から離間されて設置される。逆電極用電源１４は、ピニング用配線１５を介して、直流電源９が内部電極層３に印加する電圧とは逆極性の直流電圧をピニング電極１３に印加する。これにより最外層４の表面に帯電する電荷とは逆極性の電荷（逆電荷）が、該溶融樹脂シート８の該冷却ロール１の表面に密着する面とは反対の面に印加される。電源１４が印加する直流電圧は通常の静電ピニング法よりは低く、５〜８ｋＶ程度である。このピニング電極１３を用いた静電ピニング法は、溶融状態での体積固有抵抗値がピニングによる帯電が可能である１０6〜１０9Ωｃｍの熱可塑性樹脂シートの製造に向いている。なお、該ピニング電極１３は、溶融樹脂シート８からモノマーやオリゴマーなどの昇華物で汚染され易いので、常に清浄なワイヤ表面が供給可能な様に、巻出し・巻取が可能なワイヤ電極やテープ状電極などの形状が好ましい。なお、ワイヤ状電極の径は、φ０．０３〜１．５ｍｍ程度のものが好ましい。もちろん、必要に応じて、ピニング電極１３のうち、シート８に対応する部分より外側の部分やアシストが必要でない部分を、絶縁用のテフロン（登録商標）チューブなどでマスキングしてもよい。ピニング電極１３の材質としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルトなどを主成分とする非晶質金属、タングステン、ステンレス、鉄、アルミニウム、ニッケル、銅、銅合金などの金属があるが、レニウムを含有したタングステンワイヤが、引張強度が大きく好ましい。
【００９６】
本発明の冷却ロール１を使用したＪＲ力による溶融樹脂シート８の密着法は、比較的低い電圧０．３〜６ｋＶを内部電極に印加することによって、従来の静電ピニング法におけるクーロン力よりもはるかに強い静電密着力を得ることができるので、安全と保全性に優れた方法である。一方、特許文献４〜８の様な、従来から行われている静電ピニング法では、ピニング電極による空間放電で発生した電荷を、溶融樹脂シートの冷却ロールとは反対側の面（エアー面）に付加して帯電させる。このため、製膜速度が速いほど、すなわちシートの移動速度が速いほど、溶融樹脂シートの単位面積当たりの帯電量が減少していき、密着力は低下する。さらに静電ピニング法の密着力の原理は、溶融樹脂シートに帯電した電荷とその電荷によって冷却ロール表面に静電誘導あるいは分極作用で発生した電荷との間で作用する影像力と呼ばれるクーロン力である。そして、このクーロン力が作用する距離は、シート厚みと同じ５０〜２００μm程度、あるいはその半分程度であり、ＪＲ力が働く微小隙間３４の距離０．３μm以下に比べてはるかに大きい。したがって、溶融樹脂シートに帯電した電荷のクーロン力による密着力はＪＲ力に比べて可成り小さくなる。その結果、静電ピニング法において本発明のＪＲ力と同じ強い密着力を得るには、ピニング電極への印加電圧を１０〜１５ｋＶと非常に高い危険なレベルにまで引き上げる必要があるが、ピニング電極への印加電圧を上げるほど、溶融樹脂シートや、冷却ロール表面へのスパーク放電が起りやすくなり、樹脂シートの製品欠陥や、冷却ロール表面の損傷が起る危険性が増加する。なお、図５に示したように本発明でも静電ピニング法を併用することは可能であるが、本発明ではピニング電極１３に印加する電圧を従来の静電ピニング法での一般的な電圧よりはるかに低く抑えることができる。従って、上述した従来の静電ピニング法での問題は、本発明に適用される静電ピニング法には生じない。
【００９７】
本発明の冷却ロール１は、金属製の芯金３６と、該芯金の外周全表面に設けられた絶縁層２を備え、さらに該絶縁層２上に、冷却ロールの円筒面ほぼ全面に切れ目なく広がる単極式の内部電極層３を備え、さらに該内部電極層３上に最外層４が設けられたものである。該絶縁層２、該内部電極層３、及び、該最外層４のうちの少なくとも一つは、溶射法により形成されている素材、あるいは無機質系または有機質系バインダーからなるコーティング材を塗布して形成された素材からなるものである。
【００９８】
本発明で言う溶射とは、コーティング材料を、加熱により溶融もしくは軟化させ、微粒子状にして加速し被覆対象物表面に衝突させて、偏平に潰れた粒子を凝固・堆積させることにより被膜を形成するコーティング技術である。溶射にも様々な方式があり、使用する材料や熱源の種類等により分類されている。熱源によって燃焼ガス、電気、レーザー、その他に分かれ、燃焼ガスを熱源とする方式では、フレーム溶射、高速フレーム溶射、爆発溶射などがあり、電気を熱源とする方式ではアーク溶射、プラズマ溶射、ＲＦプラズマ溶射、電磁加速プラズマ溶射、水安定化プラズマ溶射、線爆溶射、電熱爆発紛体溶射などがあり、レーザーを熱源とする方式ではレーザー溶射があり、その他の方式としては、レーザープラズマ複合溶射、コールドスプレーなどがある。
【００９９】
本発明の場合は下記の理由で、特に大気プラズマ溶射法と水安定化プラズマ溶射法が適している。それは、（１）セラミックスと金属材料に関しては、ほんどすべての溶射被膜が形成可能で、（２）それら溶射被膜の強度、密着力、表面の平滑性などが優れていること、（３）とくにセラミックス被膜の絶縁特性や耐電圧特性が安定していて、（４）電気絶縁分野向けの各種セラミックス系溶射材料や内部電極用のＭｏやＷなどの高融点金属系の材料が各種揃っている、ことなどである。
【０１００】
プラズマ溶射とは、直流アークによって加熱されたガスをノズルから噴射し、その中に材料を送給することで材料を溶融させ、基材に吹き付け被膜を形成する方法であり、一般には、アルゴンを主ガス、水素やヘリウムを補助ガスした混合ガスを作動ガスとし、水冷されたノズル状の銅製陽極とタングステン製陰極を用いる。電極の間にアークを発生させると作動ガスがアークによってプラズマ化され、ノズルから高温高速のプラズマジェットとなって噴出する。このプラズマジェットに溶射材料粉末を投入し加熱加速して基材に吹き付ける。このプラズマ溶射法には、大気プラズマ溶射、減圧プラズマ溶射、水安定化プラズマ溶射などがあるが、これらはいずれも（１）溶射材料の選択範囲が広い、（２）素材材質の選択範囲が広い、（３）被膜形成速度が高い、（４）溶射する素材寸法の選択範囲が広い、（５）大型部品への施工が可能、（６）素材の温度を低温に保って被膜形成ができる、（７）ドライプロセスであり、環境への負担が小さいなどの特徴を有するので、どのプラズマ溶射法も本発明にとって好ましい方法である。
【０１０１】
水安定化プラズマ溶射はプラズマ溶射に分類されてはいるが、作動ガスには冷却水から蒸発した水蒸気を使用し、電極構造なども、他のプラズマ法と違いが大きい。その機構は、トーチに供給された高圧の水流が内部で円筒渦水流を作る仕組みになっており、この状態で、カーボン陰極と金属製回転陽極との間に電圧をかけ、強制的に直流アークを発生させると、渦水流の内側表面の水が蒸発・分解後にプラズマ状態となり、連続的にプラズマアークが発生する。このプラズマアークは旋回する円筒水流によって絞り込まれ、エネルギー密度を高めながら、プラズマの急激な熱膨張により、高温・高速の安定したプラズマジェット炎をノズルから噴射する。該プラズマジェット炎の最大温度は、およそ３万℃にも達するので、高融点のセラミックスでも容易に溶射が可能となる。この水安定化プラズマ溶射法の特徴は、下記のようになる。（１）単位時間当りの溶射能力が最大５０ｋgと非常に大きく、（２）溶射被膜を２０ｍｍ程度まで厚肉盛が可能であり、（３）施工中、素材温度を２００℃以下に管理することが可能であり、（４）大型の部材へセラミックス系材料を大量にかつ厚肉盛の溶射をするのに最適である。
【０１０２】
本発明では最外層４と絶縁層２は、体積固有抵抗値および耐電圧が確保できるのであれば、ポリイミドなどの有機質系バインダー、あるいはリン酸アルミ、水ガラス系、シリコン系などの無機質系バインダーと、本発明に相応しい体積固有抵抗値を有する様に配合されたセラミックス系材料とからなるコート材を塗布して形成したコーティング層であってもよい。
【０１０３】
さらに、溶射セラミックス系材料を使用する場合は、絶縁層２、内部電極層３、及び、最外層４のうちの少なくとも一層は封孔処理が施されている事が好ましい。溶射したままの被膜には、溶射粒子間の微細な隙間からなる相互に連結した貫通気孔が、溶射被膜の総体積の３〜１０ｖｏｌ％程度含まれている。通常の大気環境では、この気孔には湿度を含んだ空気や液体が浸透し気孔内面壁に水分が吸着するため、溶射被膜は絶縁抵抗および耐電圧が著しく低い状態にある。その溶射セラミックスの気孔に封孔剤を浸透させて気孔を埋めることによって、粒子間の隙間すなわち貫通気孔を消滅させて、耐食性の改善、体積固有抵抗値の均一化、電気絶縁性能、破壊電圧の向上、熱伝導性の向上、耐摩耗性の向上、粒子脱落を防止して研磨後の表面が平滑、高精度になるなど、優れた特性を有するセラミックス系材料となる。実際の直径２ｍ程度の大型の冷却ロールでも、このセラミックス系材料を溶射後、封孔処理加工は可能であり、実用的な手法である。封孔処理に用いる素材としては、低粘度のシリコンオリゴマー（例えば、粘度８〜４０ｍＰｓ，２５℃）や、低粘度のエポキシ樹脂（例えば、粘度８０〜４００ｍＰｓ，２５℃）、ポリエステル樹脂、無機被膜を形成するリチウムシリケート水溶液、無機系ゾルを形成する金属アルコキシドなどの液状の封孔処理剤を溶媒による希釈で低粘度化して使用出来るが、本発明の場合、低粘度のシリコンオリゴマーおよび低粘度エポキシ樹脂が優れた含浸特性と絶縁性能および耐電圧特性を示すので好ましい。また該封孔処理層の厚み範囲としては溶射層全層が封孔されていることが好ましい。この様に封孔剤を溶射被膜の気孔に浸透させて気孔を封止したのち加熱硬化し、封孔剤の体積固有抵抗値や耐電圧特性を安定化することが重要である。溶射被膜の気孔の封止を確実に行わないと絶縁層２も最外層４もその本来の体積固有抵抗値および耐電圧に調整できないので、上記の冷却ロールとしては性能を出せない。
【０１０４】
封孔処理後の該最外層４の２５〜１００℃での体積固有抵抗値は１０7〜１０13Ωｃｍであり、好ましくは１０8〜１０12Ωｃｍで、さらに好ましくは１０9〜１０11Ωｃｍである。該体積固有抵抗値が１０7Ωｃｍ未満と小さいと、内部電極層３からの総電流が過大となり、また最外層4の電荷２０は溶融樹脂シート８に流れてしまい電荷２０の蓄積が起こらず、ＪＲ力が働かないので良くない。さらには過大電流が発生すると、冷却ロール１の表面に接触する前の溶融樹脂シート８に抵抗加熱による温度上昇が発生することもあるので好ましくない。一方該体積固有抵抗値が１０13Ωｃｍを超えると、内部電極層３からの電流１９が流れなくなる。その結果、この場合もＪＲ力が働かなくなるのである。すなわち、この範囲以外の抵抗値であると、ＪＲ力が働かず、溶融樹脂シート８を冷却ロール１に密着させることが出来ない。
【０１０５】
さらに該最外層４の厚さは、５０μm以上、更には８０〜５００μmであることが好ましい。式（３）からわかるようにＪＲ力の強さは最外層４の厚みとは関係がなく、印加電圧３３の分配電圧である接触抵抗部の電圧降下３１と微小隙間の距離３４だけできまるが、この厚さの下限値は、最外層４に内部電極層３まで貫通するピンホールなどがないことを保証するために必要な下限膜厚であり、溶融樹脂シート８の安定した密着力に必要な最小の印加電圧３３に対して耐電圧が確保できる膜厚である。この厚さの上限値は、冷却ロール１の冷却性能を考慮して設定してある。より強いＪＲ力強度を得るにはより高い印加電圧３３が必要で、最外層４の厚みを増やして耐電圧を増やす必要があるが、溶融樹脂シート８に対する冷却性能が低下するので、最外層４の厚みが５００μmより増えるのは好ましくない。
【０１０６】
本発明の冷却ロール１の最外層４の表面粗さは、中心線平均表面粗さＲａが０．０１〜０．３μmである。０．０１μm未満だと、ＪＲ力に必要な微小隙間１８が得られなくなり、ＪＲ力の密着力が低下する。また、０．０１μm未満の平滑面は、現実のセラミックス層の研磨技術では得ることが困難である。また０．３μmを超えると、該最外層４の粗さが溶融樹脂シート８に転写するので良くない。
【０１０７】
本発明の冷却ロールの最外層４は、セラミックス系材料層であり、溶射による該セラミックス系材料としては、酸化チタン、酸化クロム、酸化ケイ素、酸化マンガン、酸化ニッケルおよび酸化鉄から選ばれた化合物を含有する酸化アルミニウム系もしくは酸化ジルコニウム系もしくは酸化マグネシウム系セラミックス、または酸化チタンを５〜１７重量％含有する酸化アルミニウム系セラミックスである。さらに有機質系もしくは無機質系バインダーを使用した窒化アルミニウム（ＡｌＮ）系、炭化ケイ素（ＳｉＣ）系または窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）系の塗布法によるセラミックス系材料が使用可能である。
【０１０８】
本発明の冷却ロール１は溶融樹脂シート８を冷却するために使用するので、冷却効率を良くするために、絶縁層２、内部電極層３、最外層４のいずれの材料も熱伝導率が高いことが望ましい。本発明の最外層４の材料として好ましいのは、熱伝導率が高く、体積固有抵抗値を１０7〜１０13Ωｃｍに調整可能な材料で取扱い性に優れた材料である。内部電極層２との密着性や緻密性、体積固有抵抗値の安定性、取扱い性などからも、溶射法による酸化チタンを５〜１７重量％、好ましくは７〜１５重量％含有した酸化アルミニウム系のセラミックス系材料層がもっとも良い。また同様な意味で、塗布法による有機系あるいは無機系バインダーを使用した窒化アルミニウム（ＡｌＮ）系のセラミックス系材料層も好ましい。
【０１０９】
内部電極層３の材料は、タングステン、モリブデン、高性能活性炭、銅、銀などの焼成型導電性ペーストも使用できるが、プラズマ溶射法によるタングステンまたはモリブデンの溶射材料が、熱伝導率が高く、また取扱い上も好ましく、その厚さは実用上５〜５０μmが良い。
【０１１０】
本発明の冷却ロール１の内部電極層３は、最外層４に対して内側に隣接していて隙間なく最外層４に接触している導電性層である。内部電極層３には、電圧３３が印加できるように電源９との接続配線がなされているが、内部電極層３はこれに隣接する絶縁層２によってアース１０および冷却ロール１本体の芯金３６から完全に絶縁されている。
【０１１１】
内部電極層３に直流電圧を印加することにより、冷却ロール１の該最外層４の表面を帯電させ、該最外層４と該溶融樹脂シート８との接触している微小接点１７に微少電流１９が流れるとともに、該最外層４と該溶融樹脂シート８との間の微小隙間１８を介して対向する該最外層４および該溶融樹脂シート８のそれぞれに逆極性の電荷２０が誘起され、該逆極性の電荷２０に起因する静電気力によって該溶融樹脂シート８を該最外層４の表面に密着させる。溶融樹脂シート８は可塑性の状態なので、内部電極層３に切れ目や抜け部があるとその部分では密着力が発生せず、得られる樹脂シート１２に切れ目に対応した模様が転写する。このため、該内部電極層３は溶融樹脂シート８の幅をすべてカバーできるように、冷却ロール１の円筒面全面に均一に切れ目なく広がっている必要がある。本発明のように被吸着体である溶融樹脂シート８がアース接続状態にあると、双極式電極は密着力が不安定になりやすい。また双極式電極では目的に応じて櫛刃状や帯状、スパライル形状など対になった種々の形状の電極が使用されるが、このような電極間の隙間や電極形状は模様として樹脂シート１２に転写するので、本発明では内部電極層３には、冷却ロールの円筒面全面に切れ目なく広がる単極式のみを使用する。なお、溶融樹脂シート８の密着範囲外である冷却ロール１の円筒面の両端部分には、内部電極層３は形成されていなくてもよい。
【０１１２】
ＪＲ力による吸着体では、被吸着体がシリコンウエハ、ガラス基板、製品樹脂シートなどのように剛性または弾性のある材料の場合は、接触面全面で被吸着体を支えるので、適度な吸着面積があれば、０．２〜０．６ｋＶ程度の低い印加電圧でも、その本体を固定するための十分な密着力が得られる。しかし、本発明の被吸着体である溶融樹脂シート８は簡単に塑性変形が起る熱可塑状態であるので、溶融樹脂シート８と冷却ロール１とのすべての接触面において密着の抜けた部分がなく、均一で強い密着力が必要である。溶融樹脂シート８の静電密着に必要なＪＲ力を得るため、内部電極層３に印加する電圧３３は０．３ｋＶ以上が好ましく、６ｋＶ以下更には３．５ｋＶ以下が好ましい。印加電圧が高いほどＪＲ力による密着力は強くなり、印加電圧が０．３ｋＶ以下ではＪＲ力による密着力は不足する。また６ｋＶ以上の印加電圧は該最外層４の耐電圧以上となり、絶縁破壊を起こす可能性がある。
【０１１３】
本発明の冷却ロール１の芯金３６に接している最内層である絶縁層２の体積固有抵抗値は、１０13Ωｃｍ以上あることが好ましい。これは内部電極層３から絶縁層２を経由する芯金３６への漏れ（リーク）電流を影響のないレベルまで小さくするためである。また、絶縁層２の厚さは５０〜５００μmであるのが良く、５０μm未満だと必要な密着力を得るための電圧を内部電極層３に印加するための耐電圧が不足し、５００μmを超えると冷却ロールとして必須の冷却性能が得られなくなるためである。内部電極層３へ６ｋＶまでの印加電圧を可能にするために、絶縁層３の耐電圧は６ｋＶ以上であることが望まれる。
【０１１４】
これを可能にする絶縁層２の高絶縁材料としては、９９．６％以上の高純度アルミナもしくは酸化チタン２〜４ｗｔ％含有アルミナなどによるセラミックス溶射膜、酸化マグネシウム系、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）系、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）系、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）系などから選ばれたセラミックス材料からなる被覆材料が好ましい。また、ポリイミド、ポリフェニレンオキシド、ポリ４フッ化エチレン（テフロン（登録商標））、ポリ３フッ化塩化エチレン、ポリエチレン、ポリプロプレン、ポリスチレンなどから選ばれた高分子樹脂、磁器、ホーローなどのＳｉＯ2系ガラス膜などでも良いが、本発明の場合、絶縁性能や熱伝導率、取扱い性、価格、などから、９９．６％以上の高純度アルミナもしくは酸化チタン２〜４ｗｔ％含有アルミナからなるセラミックス溶射材料が最も好ましい。熱伝導性の観点からは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる被覆材が好ましい。
【０１１５】
本発明に用いられる該熱可塑性樹脂としては、溶融時の体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍ以下であればよく、例えばポリアミド系樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物（ＥＶＯＨ）系樹脂、または、ポリエステル系樹脂を例示できる。溶融樹脂シート８の体積固有抵抗値が小さくても、さらに導電体であっても強い静電密着力が発生する。本発明は、これまで静電ピニング法による静電密着では製造が難しかったポリアミド系樹脂シートや、エチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物系樹脂シートなどの様に、溶融状態における体積固有抵抗値が１０3から１０6Ωｃｍ程度の、あるいはさらに体積固有抵抗値の小さい導電性の溶融樹脂シートにも適用可能である。
【０１１６】
ここでポリアミド系樹脂とは、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン１１、ナイロン１２などの脂肪族ポリアミド、シクロヘキサン環などを有する脂環族ポリアミド、脂肪族ジアミンとテレフタル酸および／またはイソフタル酸とよりなるナイロン塩（例えば６Ｔ/Ｉ、９Ｔなど）、あるいはキシリレンジアミンと脂肪族ジカルボン酸とよりなるナイロン塩（例えばｍＸＤ６など）を重縮合させて得られるポリアミド、ホモポリアミド用のモノマーとナイロン塩とを組合せ重合させて得られるコポリアミド、もしくは、これらポリアミド同士の混合物、さらにはこれらのポリアミドとこれとブレンド可能な熱可塑性樹脂との混合物などのポリアミド系樹脂よりなるシートを意味する。このポリアミドにブレンド可能な熱可塑性樹脂の例としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびそのケン化物、アイオノマー樹脂、エチレンとアクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル等との共重合体、無水マレイン酸やアクリル酸等の不飽和カルボン酸、およびその誘導体でグラフト化されたポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の変性ポリオレフィン類等をあげることができる。
【０１１７】
ＥＶＯＨ系樹脂とは、例えば、エチレン基含有率２０〜５０モル％、ケン化度９５モル％以上のＥＶＯＨ、またはこれと他のブレンド可能な重合体との混合物などのＥＶＯＨ系樹脂よりなるシートを意味する。上記ＥＶＯＨは、エチレン−酢酸ビニル二元共重合体に限られず、エチレン、酢酸ビニルと共重合し得るモノマー成分を共重合させた三元以上の共重合体のケン化物であってもよい。共重合し得るモノマー成分としては、プロピレン、イソブチレンなどオレフィン、クロトン酸、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸などの不飽和酸およびこれらのエステルなどが挙げられる。更に、ＥＶＯＨとブレンド可能な重合体としては、前記のエチレン酢酸ビニル系の三元以上の共重合体ケン化物、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ナイロン６で代表されるポリアミド類などがある。
【０１１８】
ポリエステル系樹脂とは、基本的に、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体であり、分子内にエスエル結合をもつ化合物であり、本発明の場合、飽和ポリエステル樹脂であることが好ましく、代表的なポリエステル樹脂には、ポリエチレンテレフタレートＰＥＴ、ポリブチレンテレフタレートＰＢＴ、ポリエチレンナフタレートＰＥＮ、ポリ乳酸ＰＬＡ、シクロヘキサンジメタノールを含んだポリエステル樹脂、ポリヒドロキシアルカノエートＰＨＡ、ポリヒドロキシ酪酸、ポブチレンサクシネートＰＢＳ、およびそれらの共重合体である。
【０１１９】
また、上記のポリアミド系樹脂シートやＥＶＯＨ系樹脂シート、ポリエステル系樹脂のシートは、該樹脂単独のみからなるシートだけでなく、冷却ロール１の表面と密着させる側に、上記ポリアミド系樹脂やＥＶＯＨ系樹脂、ポリエステル系樹脂よりなる多層積層構造を持つ共押出物なども包含するものである。
【０１２０】
さらに該熱可塑性樹脂に、カーボン、金属、導電性化合物、帯電防止剤、または、金属塩を含む種々な添加剤を含有させても良い。もちろんその他、滑剤、無機微粒子、顔料などの微粉も添加することができる。
【０１２１】
本発明は、熱可塑性樹脂シート１２の製造方法のみならず、該用途に相応しい冷却ロール１も提供するものである。すなわち、口金７から溶融押出しされた体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍ以下である熱可塑性溶融樹脂シート８を冷却固化させるために使用される冷却ロール１であって、該冷却ロール１は、該溶融樹脂シート８が密着する最外層４と、該最外層４に対して内側に隣接する、導電性の内部電極層３と、該内部電極層３に対して内側に隣接する絶縁層２とを備えており、該内部電極層３には所定の電圧を印加することができるように構成されている。該最外層４の体積固有抵抗値は、２５〜１００℃において１０7〜１０13Ωｃｍである。該最外層４の体積固有抵抗値は、実質的に非感温性で、該最外層４の体積固有抵抗値の温度変化の比率Ｒ１００／Ｒ２５が、０．１〜１．０であることが好ましい。ここで、体積固有抵抗値の温度変化の比率Ｒ１００／Ｒ２５とは、２５℃の温度の体積固有抵抗値Ｒ２５に対する１００℃の温度の体積固有抵抗値Ｒ１００の比率Ｒ１００／Ｒ２５を言う。さらに、該最外層４の中心線平均表面粗さＲａが、好ましくは０．０１〜０．３μmである。ここで、該最外層４として、体積固有抵抗値が、非感温性、すなわち温度上昇による体積固有抵抗値の低下が出来るだけ小さな材料を使用する理由は、高温状態にある溶融状態の熱可塑樹脂シート８は該最外層４表面に接触すると、直ちに該表面に密着し、その時、該溶融樹脂シート８からの熱の移動で該最外層４の温度は上昇するが、その温度上昇による体積固有抵抗値の低下を極わずかなものにすることで、密着初期における溶融樹脂シート８と冷却ロール１との密着力を安定させるためである。
【０１２２】
本発明の冷却ロール１を使用したＪＲ力による静電密着法は、体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍより低いすべての熱可塑性溶融樹脂シートに適用可能であり、溶融樹脂シートの材料によって密着力に違いがほとんどないのが特徴である。
【０１２３】
熱可塑性樹脂の溶融押出し製膜に対してこの様な新しい静電密着法を用いることにより、次のような新しい顕著な効果が得られる。
【０１２４】
１．高速度キャストが可能
本発明による方法では溶融樹脂シート８の密着力は、冷却ロールの１の回転速度すなわち製膜速度の影響を受けず、また随伴空気流の侵入を抑え込めるほどに溶融樹脂シート８は冷却ロール１の表面に高密着するので、静電ピニング法では不可能であった１００ｍ／ｍｉｎ以上の高速製膜が可能となる。
【０１２５】
２．冷却ロール表面が常に清浄に保たれている
溶融樹脂シート８は冷却ロール１の表面に高密着し、溶融樹脂シート８と冷却ロール１表面間には隙間がないので、冷却ロール１の表面へのオリゴマーの析出が抑制されて、冷却ロール１の表面は常にクリーンな状態で長時間の連続製膜が可能となる。
【０１２６】
３．印加電極の位置調整は不要
従来の静電ピニング法では製膜速度が変わるたびに実施していたピニング電極の位置や距離の調整が不要なので、製膜を停止することなく、迅速にかつリアルタイムに製膜速度や溶融樹脂シート８の厚みを変えることが可能である。
【０１２７】
４．電圧を常時印加したまま、容易に樹脂シートの連続吸着と連続剥離が可能
口金７から押し出された溶融樹脂シート８は、冷却ロール１に接触すると同時にＪＲ力によって冷却ロール１表面に強力に密着固定されて、急速冷却固化され、さらに移動しながら冷却されて樹脂シート１２となる。樹脂シート１２は剥離ロール１６で剥離される直前までには、その体積固有抵抗値をＪＲ力が働かないか弱くなるまで高くでき、内部電極層３への電圧を印加したままでも、負荷の少ない状態で容易に連続的に剥離できる。
【０１２８】
５．冷却ロール表面の除電は不要で、得られた樹脂シートに内部帯電はない
内部電極層３へ電圧を印加した状態では、体積固有抵抗値が１０7〜１０13Ωｃｍの最外層４の表面に樹脂シート１２の剥離帯電で発生し残留した逆電荷は、内部電極層３から供給された電流（電荷）によってすぐに消滅する。したがって、冷却ロール１表面の除電は不要であり、ゴミ等の汚れも付着せず、そのまま冷却ロール１表面に再度溶融樹脂シート８を吸着させることが可能である。さらに得られた樹脂シート１２にはピニング法で発生するよう内部帯電は発生しない。
【０１２９】
６．ポリアミド系樹脂を含む種々な熱可塑性樹脂シートの高速製膜が可能
本発明のＪＲ力は、体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍ以下から導電性の範囲までの熱可塑性樹脂の溶融樹脂シートの密着が可能で、とくに体積固有抵抗値が１０4〜１０7Ωｃｍの範囲の溶融樹脂シートの高速製膜に使用可能である。具体的には、ポリアミド系樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物（ＥＶＯＨ）系樹脂、ポリエステル系樹脂、およびカーボンや金属、帯電防止剤、さらに各種導電性添加剤を含有した熱可塑性樹脂などに有効である。これらのなかでも、ナイロン６などのポリアミド系樹脂のシートはとくに有用で需要が多いにもかかわらず、溶融時の体積固有抵抗値が低いため、静電ピニング法が適用できず、高速製膜は難しいとされているが、本発明の冷却ロール１を使用したＪＲ力による密着法によって高速製膜が可能となり、大幅に生産性が向上する。
【０１３０】
７．製膜のためにおこなう、添加剤による体積固有抵抗値の調整が不要
静電ピニング法ではその体積固有抵抗値が１０7〜１０8Ωｃｍとごく限られた溶融樹脂シートでないと静電密着することができない。たとえば、代表的なポリエステル樹脂であるＰＥＴの溶融樹脂シートは、その体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍ程度と高いために、ＰＥＴ樹脂にアルカリ金属やアルカリ土類金属、ＺｎやＭｎなどの酢酸金属塩、各種の添加剤などを添加して静電ピニング法に適した上記の極めて狭い範囲に体積固有抵抗値を微調整している。ところが、この様な添加剤はポリエステル樹脂の熱分解を促進したり、アーク放電の発生リスクを高くしたり、さらに得られたシートの電気特性や耐加水分解性能を悪くするなど、該樹脂シート本来の特性をそこなうと言う重大な欠点がある。本発明のＪＲ力による密着法では、溶融樹脂シート８の体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍ以下であれば静電密着が可能なので、添加剤が不要となり、原材料樹脂本来の化学的、物理的および機械的特性とに優れた熱可塑性の樹脂シートが得られる。
【０１３１】
８．内部電極層に電圧を印加するので、冷却ロール表面への異常放電は発生しない
本発明は、従来法の様に、高電圧を印加したピニング電極周辺の放電で発生した空間電荷を溶融樹脂シート８に対して直接印加する方法ではなく、内部電極層３に直流高電圧を印加し、高抵抗体である最外層４を経由して、最外層４の表面と溶融樹脂シート８との接触界面に電荷（微少電流）を供給する方法である。この最外層４の体積固有抵抗値は１０7〜１０13Ωｃｍである。体積固有抵抗値がこのような範囲内にある高抵抗体材料においては、自然放置状態だとその材料内や表面では電流や電荷の移動は遅く静電気を帯電しやすいが、電圧が印加された状態では微小電流や電荷の移動が可能である。そして、このような高抵抗体の内部および表面では、高電圧放電に曝されても、微小電流が流れて放電エネルギーは分散されるため、電流集中によるスパーク放電や沿面火花放電は完全に抑制される。このため、静電ピニング法で問題となるような、溶融樹脂シート８の異物や気泡部への放電スパークや、溶融樹脂シート８を突き抜けて冷却ロール１表面を損傷させるような異常放電は発生しない。また、印加電圧は最外層４の耐電圧より低い６ｋＶ以下であるので、最外層４の絶縁破壊も発生することはない。この結果、表面品質に優れた樹脂シートが得られ、さらには冷却ロールのメンテナンス頻度が減り、製膜装置の稼働率が大きく向上する。
【０１３２】
９．冷却ロール全幅に密着力が働き、優れた特性の熱可塑性樹脂シートが得られる
従来の静電ピニング法では、ピニング電極は溶融樹脂シートの幅方向に平行に設置してある。このとき、溶融樹脂シートの幅よりも広い範囲にわたって電極を架張すると、むき出しとなった冷却ロールの表面にスパーク放電が発生しやすいので、ピニング電極の有効幅は溶融樹脂シートの幅よりも狭くしてあり、溶融樹脂シートの両端を除く内側領域のみにしか電荷を付与できない。このために、溶融樹脂シートの中央付近は強い密着力が得られるが、シート端部は電荷が不足して密着力が弱く、随伴空気の巻き込みなどでシワや厚みむらと冷却不足が起りやすいと言う欠点があった。さらに静電ピニング法では、ピニング電極とロール表面の距離が最短になる位置でその静電力は極大になり、その範囲も狭いため、密着開始部付近での密着力の変化勾配が急であり、それがシワの原因となることがある。
【０１３３】
これに対して、本発明のＪＲ力による密着力は、溶融樹脂シート８と最外層４表面との接触界面層に帯電した電荷量に依存するので、溶融樹脂シート８は最外層４の全表面においてムラなく密着し、密着強度も高い。さらに、溶融樹脂シート８と冷却ロール１の円筒形状の表面との距離がきわめて接近してきても、溶融樹脂シート８がまだ冷却ロール１表面に接触していないときにはＪＲ力は発生していないが、接触するとすぐに接触界面層を微小電流が流れて、ＪＲ力による強力な密着力が発生する。その結果、密着開始線において随伴空気流は放出されやすくてその巻き込みが少なく、溶融樹脂シート８は冷却ロール１全面に対して、隙間なく均一な密着が可能となる。これにより、厚みの均質性、平面性、平坦性にすぐれ、シワが無く、光沢などが優れた樹脂シート１２が得られる。
【０１３４】
１０．印加電圧が低く安全である
製膜時の内部電極層３への印加電圧は０．３から６ｋＶまで可能であるが、実質は３．５ｋＶ以下で十分である。これに対して最外層４の耐電圧は実質６ｋＶ以上で余裕がある。最外層４は、体積固有抵抗値が１０7〜１０13Ωｃｍのセラミックス系材料であり、電気漏洩対策上は実質的に絶縁材料と見なしてよい。内部電極層３はこのような最外層４で完全に覆われていて、ロール表面には露出しない。このため、該冷却ロールは、人体への安全性も高く、取扱いにおいては安心である。
【０１３５】
［測定方法］
本発明で用いる物性値の測定方法は、以下のとおりである。
【０１３６】
１．中心線平均粗さＲａ
冷却ロールの表面の粗さ測定には、ロール状態のままで測定が可能な場合その表面の平均粗さＲａをポータブル式表面粗さ計で実測するが、ロール直径が２ｍ程度の大型冷却ロールのように実物表面での直接測定が難しい場合には、レプリカ試料を作成してその中心線平均粗さＲａを測定する。レプリカ試料作成には、Ｂｉｏｄｅｎ社製の＃１７―１１４２ＲＦＡレプリカフィルムを用いる。測定器はＪＩＳＢ０６５１に従い、触針としては、頂角６０度の円錐形で、球状先端の曲率半径が２μmのものを用い、測定方法は、ＪＩＳＢ０６０１-２０１３に従い、カットオフ値０．８ｍｍの条件にて測定して、中心線平均粗さＲａを求める。測定機器として(株）小坂研究所Ｓｕｒｆｃｏｄｅｒ ＳＥ１７００α）を用いて測定した。
【０１３７】
２．体積固有抵抗値
冷却ロール１表面の最外層４の体積固有抵抗値は、電気絶縁用セラミックス材料の試験法ＪＩＳＣ２１４１−１９９２に準じて測定する。導電性粘着シートから、外径：φ２６ｍｍの主電極と、外径：φ４８ｍｍ、内径：φ３８ｍｍのガード電極を切り取り、該冷却ロール表面の曲面にＪＩＳＣ２１４１の３端子法に合うようにガード電極と主電極とが同心円になる様に貼り付ける。主電極及びガード電極の表面の接点に、導線の端子を導電性粘着テープで貼り付けた導線を用いる。対電極は冷却ロールの内部電極層３を使用する。測定は、測定開始から１分後の値を採用する。ＪＩＳ Ｃ１３０３に準じた高絶縁抵抗計(例えば、川口電機製作所製の超絶縁計Ｒ−５０３など)で主電極と内部電極層３およびガード電極との間に直流電圧５００Ｖ（Ｖ）を印加して、そのときに主電極と対電極（内部電極層３）に流れる電流値Ｉ（Ａ）から、体積抵抗Ｒv（＝Ｖ/Ｉ）を求め、下記式で体積固有抵抗値ρvを計算する。
【０１３８】
ρv(Ωｃｍ)＝Ｒv×Ａ／ｄ
Ａ＝π×Ｄ2/４
ここで、
Ｖ：印加電圧（Ｖ）
Ｒv：体積抵抗（Ω）
ρv：体積固有抵抗値（Ωｃｍ）
Ａ：主電極の面積（ｃｍ2）
Ｄ：主電極外径（ｃｍ）
ｄ：最外層厚み（ｃｍ）
なお、厚さｄの測定は、磁気式厚み計で行う。例えば、サンコウ電子研究所製のＳＷＴ−８０００／８１００を用い、測定プローブとしてはφ５ｍｍのものを用いた。なお、冷却ロールから最外層４の厚みｄを直接測定することが困難な場合、内部電極層３の取出し端子の形状によって、以下の方法で最外層４の厚みｄを推定してもよい。
【０１３９】
（１）内部電極取出し線６が内部電極層３に接続された箇所において、絶縁層及び内部電極層３の表面が露出されている場合、上記磁気式厚み計を用いて、絶縁層２の表面から厚みｄ2、内部電極層３の表面から厚みｄ3、最外層４の表面から厚みｄ4をそれぞれ測定する。厚みｄ2は、絶縁層２の厚みである。内部電極層３の厚みは、ｄ3−ｄ2から得られる。最外層４の厚みｄは、ｄ4−ｄ3から得られる。
【０１４０】
（２）内部電極取出し線６が内部電極層３に接続された箇所が冷却ロール表面に露出していない場合は、上記磁気式厚み計を用いて、最外層４の表面から測定した厚みｄ4の０．４５倍を最外層４の厚みｄとする。
【０１４１】
絶縁層２の体積固有抵抗値ρvの測定は、内部電極層３を測定電極とし、冷却ロール１の芯金３６の表面を対電極として行う。内部電極層３と芯金３６間に直流電圧５００（Ｖ）を印加し、そのとき流れた電流値Ｉ（Ａ）から体積抵抗Ｒv（＝Ｖ／Ｉ）を求め、このＲvから下記式で算出する。
【０１４２】
ρv(Ωｃｍ)＝Ｒv×Ａ/ｄ2
Ａ＝π×ＤR×Ｌ
ここで、
Ａ：内部電極の総面積（ｃｍ2）
Ｖ：印加電圧（Ｖ）
Ｒv：絶縁層の体積抵抗（Ω）
ρv：体積固有抵抗値（Ωｃｍ）
ＤR：冷却ロールの外径（ｃｍ）
Ｌ：内部電極のロール幅方向の長さ（ｃｍ）
ｄ2：絶縁層２の厚み（ｃｍ）
【０１４３】
３．溶融樹脂の体積固有抵抗値
セラミックス製の坩堝に同じ寸法の２枚の電極板（ＳＵＳ３０４薄板２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｔ、裏面をセラミックス塗料で絶縁）を極間距離２０ｍｍで挿入し、測定対象の樹脂のペレットを入れて、窒素ガス雰囲気中で２８０℃の温度に加熱溶融し、この温度に保つ。最外層４の体積抵抗の測定に使用したのと同じ高絶縁抵抗計を使用して２枚の電極にＶ（Ｖ）の電圧を印加した時の、電流Ｉ（Ａ）を測定し、溶融樹脂の体積抵抗Ｒv（＝Ｖ／Ｉ）を求め、下記式で溶融樹脂の体積固有抵抗値ρvを計算する。
【０１４４】
ρv(Ωｃｍ)＝Ｒv×Ａ／Ｄ
ここで、
Ｒv：体積抵抗（Ω）
ρv：溶融樹脂の体積固有抵抗値（Ωｃｍ）
Ａ：電極の面積（ｃｍ2）
Ｄ：電極間距離（ｃｍ）
【実施例】
【０１４５】
Ａ．実施例・比較例
以下に本発明を実施例および比較例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【０１４６】
（実施例１）
ナイロン６ペレット（三菱化成工業（株）製、ノバミット１０２０ＣＡ）を、乾燥後、φ１８０ｍｍの押出機で、溶融温度２７５℃で溶融混練し、１０μmカットの濾材を通過させた後、Ｔダイの口金よりシート状に押出し、表面温度２５℃に保たれた外径φ１５００ｍｍの冷却ロールを用いて、シート幅１２００ｍｍ、シート厚さ約１８０μmの樹脂シート１２を製造した。この時ナイロン６の溶融時の体積固有抵抗値は１０5Ωｃｍであった。【０１４７】
ここで用いた冷却ロールは、以下のようにして製造した。冷却ロール１の円筒状の金属製芯金３６の胴中部の全表面をサンドブラスト処理後に、セラミック層の密着力を向上させるためのボンディング層として８０ｗｔ％Ｎｉ／２０ｗｔ％Ｃｒ合金をプラズマ溶射によって５０μm積層した。引き続きボンディング層の表面に、高絶縁性材料として酸化アルミニウム(アルミナ)（９９．６ｗｔ％Ａｌ2Ｏ3）をプラズマ溶射によって２５０μm積層し、該溶射アルミナ層に低粘度エポキシ樹脂による封孔処理をして、体積固有抵抗値が１０14Ωｃｍ以上となっている絶縁層２を形成させた。該絶縁層２上に導電層として、タングステン（Ｗ）からなる電極をプラズマ溶射によって厚さ３０μmで積層し、内部電極層３とした。このとき冷却ロール１の幅方向の両端から２０ｍｍ幅にマスキングを行い、この範囲には、内部電極層３は形成されないようにした。両端部のマスクを除去後、この両端部とさらに該内部電極層３の上面、すなわち冷却ロール１の円筒面全面に、酸化チタン（ＴｉＯ2）を１０ｗｔ％含み、残り９０ｗｔ％がアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）からなるアルミナ系セラミックス材料をプラズマ溶射によって厚さ３５０μmを最外層４として積層した。同様に内部電極層３のタングステン層と一緒に該セラミックス材料層を低粘度エポキシ樹脂によって封孔処理して、体積固有抵抗値が５．６×１０10Ωｃｍの最外層４を得た。【０１４８】
該最外層４に、ダイヤモンド砥石による研磨を施工し、残留厚さを２５０μm、研磨後の表面粗さＲａが０．０５μmになる様にした。なお、内部電極層３に電気接続が可能なように、最外層４の溶射施工時に、ロールの片側の端部に２０ｍｍ×３０ｍｍの矩形の範囲のマスキングを行い、最外層４を溶射後に内部電極層３を２０ｍｍ×１０ｍｍ幅でロール端部に露出させた。露出された内部電極層３に内部電極取出し線６を接続した。【０１４９】
この様にして後に内部電極層３に、直流電圧（＋）３．５ｋＶを印加した。そして、該冷却ロールの周速１００ｍ／ｍｉｎにおいて、溶融ナイロン樹脂シート８を口金７より該冷却ロール表面に押し出したところ、該溶融ナイロン樹脂シート８は、該冷却ロール１表面に接触すると同時に強力な密着が可能であった。このとき製膜中の、高圧直流電源９に付属の電流計３７による電流計測値は４３ｍＡで、ナイロンの樹脂シートと冷却ロール表面が密着している全面積での単位面積当たりの電流密度を計算すると１．５μＡ／ｃｍ2であり、ＪＲ力の発生に適した微少電流密度であった。【０１５０】
すなわち、溶融ナイロン樹脂シート８は、ジョンソン・ラーベック（ＪＲ）力により冷却ロール１表面に接触と同時に全幅で強く密着しており、該溶融樹脂シート８と該冷却ロール１表面間への随伴気流の侵入は完全に阻止され、厚みの均質性が高く、クレーターなどの表面欠点もなく、シワやうねりの発生のない、平面性の良好な樹脂シート１２が得られた。この製膜を、４８時間以上の長時間にわたり続けても、該冷却ロール１表面にはオリゴマーなどの昇華物が付着することなく、また冷却ロール１表面上でのスパーク発生もなく、また剥離後の剥離ロール１表面は帯電しておらず、除電の必要もなく、樹脂シート１２にも内部帯電はなく取扱い性にも優れた方法であった。かくして得られた樹脂シート１２を、さらに縦横の二軸方向に延伸・熱処理するために、同時二軸延伸機(ブルックナー社ＬＩＳＩＭ)で、延伸温度８５℃で縦方向に３．８倍、横方向に４．０倍延伸後、２１０℃で熱処理をして、厚さ１２μmの平面性・平坦性も良好で、表面も平滑な二軸配向ナイロンシートが得られた。【０１５１】
（実施例２）
樹脂原料として、極限粘度[η]０．６１のフィルム用ＰＥＴ（ＩＶ０．６５）（（株）ベルポリエステル）を用いる以外は、実施例１と同様にして製膜厚み１５０μm、冷却ロールの周速度１２０ｍ／ｍｉｎで、内部電極層３に直流電圧（＋）３．５ｋＶを印加して製膜した。このとき製膜中の高圧直流電源９の電流は２９ｍＡで、ＰＥＴの樹脂シートと冷却ロール表面が密着している全面積での単位面積当たりの電流密度を計算するとＪＲ力による密着に適している１．０μＡ／ｃｍ2であった。該溶融樹脂シート８も、ＪＲ力により該冷却ロール１表面に強力な密着が可能であった。４８時間連続して製膜をおこなったが、取扱い性、生産性などに全く問題となる様なことはなく、しかも得られた樹脂シート１２は平滑性と厚みの均質性に優れ、内部帯電も発生していなかった。【０１５２】
（実施例３）
樹脂原料として、エチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物（ＥＶＯＨ）（日本合成化学工業（株）製、ソアノールET）を用いる以外は、実施例１と同様にして製膜厚み２２５μm、冷却ロールの周速度８０ｍ／ｍｉｎで、内部電極層３に直流電圧（＋）３．５ｋＶを印加して、連続して２４時間製膜した。このとき製膜中の高圧直流電源９の電流は５３ｍＡで、ＥＶＯＨの樹脂シートと冷却ロール表面が密着している全面積での単位面積当たりの電流密度を計算すると１．８μＡ／ｃｍ2であった。該溶融樹脂シート８も、ＪＲ力により該冷却ロール１表面に強力な密着が可能であった。取扱い性、生産性などに全く問題となる様なことはなく、しかも得られた樹脂シート１２は平滑性と厚みの均質性に優れていた。【０１５３】
（実施例４）
実施例２で用いた装置に、冷却ロールの内部電極層３へ直流電圧（＋）３．５ｋＶを印加して発生させるＪＲ力以外に、図５の様にφ０．３ｍｍのタングステン線のピニング電極１３を追加設置して、ピニング電極１３に負の（−）８ｋＶの電圧を印加し、ＰＥＴの溶融樹脂シート８にピニング電極１３から電荷を印加した。このとき製膜中の高圧直流電源９の電流は３８ｍＡで、ＰＥＴの樹脂シートと冷却ロール表面が密着している全面積での単位面積当たりの電流密度を計算すると１．３μＡ／ｃｍ2であった。ピニング電極１３をアシストした効果で微少電流は実施例２より３割ほど上昇していた。最高製膜速度を１１０ｍ／ｍｉｎまで上げても製膜は安定しており、製膜厚み１６５μmで２４時間連続して製膜したが、得られたＰＥＴ樹脂シート１２の平面性、厚みの均質性も良く、表面も平滑であった。これにより、溶融樹脂シート８がＪＲ力で冷却ロール表面に密着しているときに、さらに逆極性の電圧を印加したピニング電極１３から逆電荷を溶融樹脂シート８に印加すると、その密着力をさらに引きあげることが可能であることが判明した。【０１５４】
（比較例１）
実施例１〜３で用いた冷却ロールの最外層の材料を高絶縁性材料アルミナ（９９．６ｗｔ％Ａｌ2Ｏ3）に変えた。即ち、タングステンからなる内部電極層上に該高絶縁性材料アルミナをプラズマ溶射法で厚さ３５０μm積層し、該高絶縁性アルミナ層表面に低粘度エポキシ樹脂による封孔処理をして、体積固有抵抗値が１０14Ωｃｍ以上の高絶縁性の最外層を得た。最外層のダイヤモンド砥石による研磨後の残留厚さを２５０μmとし、かつ研磨後の表面粗さＲａが０．０６μmになる様にした。なお、実施例１と同様に、電気接続が可能なように最外層を溶射施工時に内部電極層の一部にマスキングを行い、１０ｍｍ×２０ｍｍの矩形の範囲をロール端部に露出させた。【０１５５】
実施例１と同様にして最高製膜速度４０ｍ／ｍｉｎで内部電極層に直流電圧（＋）６ｋＶを印加した状態で実施例１と同じナイロン６の溶融樹脂シートを密着させて製膜しようとしたが、新たに押し出されてきたナイロン６の溶融樹脂シートは、剥離帯電で発生した高絶縁性の最外層表面に残留した電荷によりはじかれて密着しないので、すぐに連続製膜は不可能になった。内部電極層への電圧を印加したままでは、接地接続したカーボンブラシによる除電を行っても、この剥離帯電による電荷の除去は不可能であった。内部電極層への電圧印加をオフにして、最外層表面の残留電荷を測定すると、（−）３．５ｋＶの逆電荷が帯電していた。引き続き、内部電極層への印加電圧を切った状態のままカーボンブラシによる除電を行うと、剥離帯電による逆電荷は、表面電位がほぼゼロになるまで除電が可能であった。その状態のまま再度内部電極層へ（＋）６ｋＶの電圧印加を行ってナイロンの溶融樹脂シートの密着冷却を行うと初期のみ密着するが、一度剥離を行った後はすぐに剥離帯電によって、最外層表面に残留逆電荷が発生し、溶融樹脂シートは残留電荷にはじかれて、密着は再度不可能となり、製膜を続けることはできなかった。この残留逆電荷で発生する密着不良への対策として、内部電極層への印加電圧をさらに高くして、たとえば１５ｋＶ以上に上げて密着力を得る方法が考えられるが、８ｋＶ印加で内部電極層の下層の絶縁層および最外層がスパーク放電で絶縁破壊し損傷した経験があるので、これ以上は電圧の上昇は危険と判断し、製膜は中止した。電圧印加に使用した高圧直流電源に付属する電流計の最小測定精度は０．０１ｍＡ以下であるが、製膜中の電流はこの電流計では観測することが出来ず、無視できる電流量であった。これより該冷却ロールの静電力はクーロン力式であることが判明した。【０１５６】
このように、最外層が高絶縁性のアルミナの場合は、６．５ｋＶ以下の印加電圧では、製膜の最初だけクーロン力式の静電力による密着力は発生するが、最初に密着した樹脂シートを剥離した時に発生した逆電荷が冷却ロール表面に残留した状態になり、その後はその逆電荷の影響で、冷却ロールの最外層への溶融樹脂シートの連続密着はできなくなることが判明した。【０１５７】
（比較例２）
実施例１〜３で用いた冷却ロールの最外層を０．５ｍｍ厚みのナイロン６樹脂層に変更する以外は、実施例２と同様にしてＰＥＴシートを製膜した。【０１５８】
その結果、絶縁性材料であるナイロン６を最外層に使用しているにも関わらず、溶融樹脂シートの連続吸着と連続剥離は可能ではあったが、内部電極層への印加電圧が（＋）６〜７ｋＶ程度では、製膜速度が２０ｍ／ｍｉｎ程度でも溶融樹脂シートの密着力は微弱で不十分で、不安定であった。目視判断では、冷却ロール表面に接触する近傍での微小放電は発生してないようであった。このとき内部電極層への電圧印加に使用した高圧直流電源９に付属する電流計３７の最小測定精度は０．０１ｍＡ以下であるが、この電流計では製膜中の電流は観測することが出来なかった。さらにより高電圧を印加した実験を行えるようにするため、高電圧印加での冷却ロールの絶縁層２の損傷を防止する目的と安全確保のために、放電スパーク電流を制限できるように直流電源９の出力側端子に１０9Ωの抵抗器を接続して、それを経由して内部電極層に高電圧を印加できるようにした。このようにして印加電圧を１５ｋＶ以上にあげると一時的に密着は発生したが、さらに製膜速度を２０ｍ／ｍｉｎまで引き上げると再び密着が不安定になった。印加電圧をさらに２５ｋＶまで引き上げると密着はやや安定したが、ＰＥＴの溶融樹脂シートが冷却ロール表面に接触し密着している状態においても、高圧直流電源に付属する電流計では電流は観測できなかった。しかも、印加電圧２５ｋＶにおいても溶融樹脂シートの密着力はそれほど強くなく、冷却ロール表面と溶融樹脂シートの間には空気層を巻き込こんでおり、得られた樹脂シート表面にはクレーター状表面欠点が全面に発生し、また冷却不足で透明性も悪かった。さらに製膜速度を４０ｍ／ｍｉｎまで徐々に引きあげると、密着は再び不安定になり、さらに強い密着力を得ようと、印加電圧をさらに３５ｋＶへと高くしたが、冷却ロール表面付近で微小な放電が発生するようになり、ＰＥＴ溶融樹脂シートの密着状態も不安定のままであった。スパーク電流を制限するための抵抗器を取り付けているとは言え、内部電極層の下層の絶縁層２の絶縁破壊も懸念されるので連続製膜はすぐに中止した。密着が発生している状態でも、観測できるレベルの微少電流は発生しておらず、１５ｋＶ以上の極めて高い電圧を印加しても密着力が弱いことから、最外層に０．５ｍｍ厚みのナイロン６を使用した方式の冷却ロールでの静電密着力は、クーロン力式であると判断した。絶縁層にナイロン６を使用する静電密着方式では、強い密着力を得るには、極めて高い印加電圧が必要であり、それでもその密着力と冷却能力はクレーター状の表面欠点を防ぐにも透明性を得るにも不十分であることが判明した。【０１５９】
（比較例３）
実施例１〜３で用いた冷却ロールの最外層の材料を酸化チタン２０ｗｔ％含有アルミナ（Ａｌ2Ｏ3／２０ｗｔ％ＴｉＯ2）に変えた。即ち、タングステンからなる内部電極層上に最外層の材料として、酸化チタン２０ｗｔ％含有アルミナをプラズマ溶射法で４００μm積層し、引き続き該最外層表面に低粘度エポキシ樹脂による封孔処理をした。最外層のダイヤモンド砥石による研磨後の残留厚さを３００μmとし、かつ研磨後の表面粗さＲａが０．０６μmになる様にした。研磨仕上げ後の測定で、最外層の体積固有抵抗値が１．５×１０6Ωｃｍとなっていることを確認した。製膜速度を１５ｍ／ｍｉｎとした以外は、比較例２と同様にＰＥＴの溶融樹脂シートを製膜した。このとき内部電極層に正の電圧を印加し、＋０．５ｋＶまで引き上げたところで製膜中の電流は、直流高圧電源の制限電流である１００ｍＡを超えてしまい、インターロックが作動して電源が停止し製膜が出来なかった。そこで、電流を電源の制限電流以内に制御する目的で電源出力に１０6Ωの抵抗器を接続し、それを経由して内部電極層に電圧を印加した。そこでふたたび電圧を０．２５ｋＶに設定して電流を２５ｍＡに下げたところ、弱いながら溶融樹脂シートは冷却ロール表面に密着はしたが、密着力が不十分であるため冷却ロールとの間に空気を噛み込み、得られた樹脂シートはクレーター状の表面欠点が多く、透明性も良くなかった。さらに製膜速度を１５ｍ／ｍｉｎより速くするとすぐに製膜は不安定になった。しかし、これ以上印加電圧を上げると、電流が上下振動し不安定となって、さらに密着力も不安定になるので、これ以上の電圧上昇は行わず、さらに製膜も中止した。これより、最外層の体積固有抵抗が１０6Ωｃｍ以下の場合は、印加電圧と電流密度とをＪＲ力発生のために好適な範囲にバランスさせることが困難であった。このため、ＪＲ力は正常には発生せず、溶融樹脂シートの静電密着法による冷却には使用できないことが判明した。【０１６０】
実施例１〜４及び比較例１〜３の、冷却ロールの構成、密着方法、製膜速度、製膜時の問題点、得られた熱可塑性樹脂シートの物性などを表１、表２に示す。【０１６１】
【表１】
0006511200.tif 000002
【０１６２】
【表２】
0006511200.tif 000003
【０１６３】
Ｂ．テストロールによるＪＲ力とクーロン力による樹脂シートの密着力の測定
溶融樹脂シートがどの程度の力で冷却ロール表面に密着しているかを定量的に測定することが重要であるが、熱可塑状態にある溶融樹脂シートではその密着力は測定できない。そこで、本発明によるＪＲ力式冷却ロールとクーロン力式冷却ロールとで密着力の強さを定量的に比較するために、ＪＲ力式吸着機構及びクーロン力式静電密着機構をそれぞれ組み込んだテストロールを用いて、溶融樹脂シートに近い体積固有抵抗値を有する代替シートに対する密着力の測定を行った。またクーロン力式の冷却ロールについては、印加電圧と最外層の厚みの違いによる密着力の変化を、式（１）を用いて計算した。【０１６４】
１．試験の概要
単極式の内部電極層に電圧を印加して吸着するタイプの静電吸着体は、内部電極層の上の最外層の体積固有抵抗値で下記の２種類に分けられる。【０１６５】
１）体積固有抵抗値が１０7〜１０13Ωｃｍのセラミックス系材料であるＪＲ力式
２）体積固有抵抗値が１０13Ωｃｍ以上の高絶縁材料であるクーロン力式
この２種類について、冷却ロールをモデルとした吸着力測定用テストロールを製作し、以下に説明する方法で代替シートの密着力を評価した。代替シートとして、（１）ポリアミド系（ナイロン６）の溶融樹脂シート８の代替として、市販のＶＨＳ用の磁気フィルムを使用し、（２）ＰＥＴ溶融樹脂シート８の代替として市販の帯電防止ゴムシートを使用した。ＶＨＳ用の磁気フィルムは１１μmのＰＥＴフィルムの片面に磁性体が４〜６μmの厚さで塗布してあり、裏面には帯電防止が施されている。この磁性体塗布部の体積固有抵抗値は６．４×１０4Ωｃｍであり、溶融状態のポリアミド系（ナイロン６）の樹脂シートの体積固有抵抗値とほぼ同じなので、この磁性体塗布面を密着面として使用した。帯電防止ゴムシートは市販のカーボン入りのＮＢＲ黒ゴムで、厚みは１ｍｍであり、体積固有抵抗値が２．７×１０8ΩｃｍでＰＥＴの溶融樹脂シートとほぼ同じである。ＶＨＳフィルムは薄いため引っ張り強度が不足しており、ＪＲ力を測定すると伸びて破断する。またＮＢＲ黒ゴムシートも伸びが発生してＪＲ力が低く測定されるので、それぞれの吸着面の反対側面に、厚み１００μmのＰＥ製粘着テープを２枚張り付けて補強して、破断や伸びが発生しないようにした。【０１６６】
ＪＲ力式およびクーロン力式とも、空気中の湿度によって、ロール表面および代替シートの表面に水分が吸着すると、密着力が低下する。これを避けるため、室温２５℃、湿度４０ＲＨ％以下で測定し、代替シートは、ロールに接触させる直前まで、シリコンラバーヒート上に置いて９０〜１００℃で加熱保温しておいて、温度が低下する前にテストロール表面に接触させて密着させた。代替シートを使用した測定だが、基本的には溶融樹脂シート８の密着力と同じ機構で密着しており、ＪＲ力およびクーロン力による密着力を評価可能である。【０１６７】
２．測定方法
密着力の測定方法を図７に示す。【０１６８】
内部電極層４７に直流高圧電源５２で直流電圧を印加した状態で、磁気フィルム４９の磁性体塗布面をテストロール４５の最外層４８の表面に接触させてπ／２（９０°）の角度範囲で巻き付け、最外層４８の表面に密着させてのち、フォースゲージ５３で静摩擦力Ｆ（[Ｎ］）を測定し、下記の式（５）を用いて密着力Ｐ（[Ｐａ]）を算出した。【０１６９】
Ｐ＝Ｆ／（Ｓ×μ）        （５）
ここで、Ｓは、磁気フィルム４９と最外層４８表面との接触面積（ｍ2）、μは、磁気フィルム４９の磁性体塗布面と最外層４８表面間の静摩擦係数である。静摩擦係数μは別途、図７と同じような設定で、オイラーのベルト理論による代替シート４９の張力と荷重の関係を使用して測定した。直流電圧を印加しない状態で、代替シート４９の巻き付け角度はπ／２（９０°）で、フォースゲージ５３と反対側の代替シート４９の端部に重りＷ［Ｎ］を吊るし、その時の張力Ｔ［Ｎ］を測定した。その測定値から下記の式（６）で摩擦係数μを算出した。【０１７０】
μ＝１／（π／２）・ｌｎ(Ｔ/Ｗ)        （６）
最外層４８が高絶縁体であるクーロン力式のテストロールでは、静摩擦力Ｆの測定を行った後、磁気フィルム４９をテストロールから剥離する時に内部電極４７（＋）に対する逆極性の電荷（−）が最外層４８の表面に帯電する、いわゆる剥離帯電が発生する。この逆極性の帯電はフィルム４９の帯電電荷と同極性であり、内部電極４７に電圧を印加した状態では、アース接続した除電ブラシで処理しても除電できず、強さも変わらない。このため再度、静摩擦力Ｆの測定を行おうとすると、フィルム４９はこの電荷に反発されて、その後はフィルム４９の密着は起こらない。この剥離帯電の影響を消去し、繰り返し静摩擦力Ｆを測定する方法として、下記のようなロール表面の除電方法を併用した。【０１７１】
１）静摩擦力測定が済んだフィルム４９をロール表面から引き剥す。【０１７２】
２）内部電極４７への印加電圧をオフ後に、内部電極４７にアース１０を接続する。【０１７３】
３）アース１０へ接続した除電ブラシを接触させて、ロール表面のマイナス電荷を除去する。【０１７４】
４）静電電位測定機でテストロールの最外層４８の表面の電位がプラスマイナス０．０２ｋＶ以下であることを確認する。【０１７５】
５）内部電極４７へのアース接続を外し、再び内部電極４７に所定の電圧を印加する。【０１７６】
６）別途除電処理を行っておいた測定用フィルム４９を、再び最外層４８の表面に接触させ密着させる。【０１７７】
７）フォースゲージ５３で図７に示す方法でフィルム４９を接線方向に引っ張り、ロール表面からフィルム４９が滑る瞬間の静摩擦力Ｆを測定する。【０１７８】
一方、ＪＲ力式テストロールではこのような剥離帯電の問題はなく、除電処理は必要ない。内部電極４７への電圧を印加したままの状態で、磁気フィルム４９の密着と引き剥がしを連続して繰り返しても、テストロール表面には剥離帯電は残留せず、上記のようなロール表面の除電処理を行わなくても静摩擦力Ｆの測定がそのまま連続して可能であった。【０１７９】
ＪＲ力式テストロール４５による帯電防止ゴムシートに対する静摩擦力Ｆも、磁気フィルムと同じように上記のロール表面の除電方法は使用せず測定した。【０１８０】
３．テストロールの種類と測定条件
テストロールの構成を表３に、代替シートの構成を表４に示した。【０１８１】
【表３】
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【０１８２】
【表４】
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【０１８３】
テストロール４５の材質はＳＴＫＭ１３Ａで形状は直径φ１５０ｍｍ、胴中幅２７０ｍｍ、両軸がφ２５ｍｍ×Ｌ７５ｍｍである。ロール４５は、内部は冷却水が使用可能な単管構造で、芯金３６、絶縁層４６、内部電極層４７、最外層４８を備えている。本試験では代替シートによる密着力測定なので、冷却水は使用していない。ロールも回転せず固定した状態である。ＪＲ力式テストロールの各層４６，４７，４８は、実施例１の冷却ロール１のそれらと概略同じである。クーロン力式テストロールは、最外層４８が比較例１と同じ絶縁性材料アルミナ（９９．６％Ａｌ2Ｏ3）のプラズマ溶射層であり、それ以外はＪＲ力式テストロールと概略同じである。【０１８４】
４．測定結果
最外層４８が本発明と同等のＡｌ2Ｏ3/１０％ＴｉＯ2溶射膜であるＪＲ力式テストロールによる密着力の実測値（i，ii）と、最外層４８が高絶縁性の９９．６％Ａｌ2Ｏ3溶射膜であるクーロン力式テストロールによる密着力の実測値（iii）を図８のグラフにプロットしてある。最外層４８の厚みは両テストロールとも２５０μmである。このグラフからＪＲ力式テストロールによる密着力はクーロン力式テストロールの６．５倍以上と極めて高く、０．３〜５ｋＶ以下の低電圧で極めて強い密着力が得られることが判る。【０１８５】
さらに、クーロン力式テストロールにおいて、代替シートが吸着されている状態を示す等価回路から密着力Ｐ[Ｐａ]の計算式を導出し、代替シートの密着力への、最外層４８の絶縁層の厚み４２（ｄC［ｍ］）による影響を評価した。図６Ａにクーロン力式吸着体が半導電性または導電性の被吸着体４０（代替シートに相当する）を吸着している状態での電荷の分布状態を示すモデル図を示し、図６Ｂにその等価回路を示す。このモデルでは最外層４８は高絶縁性の材料からなりその体積固有抵抗値が１０13Ωｃｍより大きく、印加電圧４４が３５ｋＶ程度までは、微少電流（非表示）はほとんどリークレベルで無視できる。また被吸着体４０の抵抗は最外層４８に比して無視できるので、図６Ｂの等価回路には示してない。このように等価回路の電流が無視できる程度に微量の場合、内部電極４７に印加された電圧４４によって最外層４８の高絶縁体には誘電分極（非表示）が発生し、この分極で被吸着体４０の底面に逆の電荷が誘導されて、最外層４８を挟んで内部電極４７と被吸着体４０とによってキャパシター４３が形成される。図６Ａ，Ｂのクーロン力式吸着体の場合は、内部電極４７と被吸着体４０との距離は最外層４８の厚み４２とほぼ等しく、またキャパシターの面積も被吸着体４０の最外層４８に対する見かけの接触面積（即ち、対向面積）にほぼ等しいとしてよいので、最外層４８の誘電率が判れば、キャパシター４３のキャパシター（静電容量）と内部電極４７への印加電圧から、クーロン力式吸着体４０における密着力Ｐを示す下記（１）式が導出される。【０１８６】
Ｐ＝１/２・ε0εl・（Ｖ/ｄC）2        （１）
ここでε0は真空の誘電率でその値は８．８５×１０-12[Ｆ/ｍ]で、εlは最外層４８の誘電体の比誘電率である。εlはアルミナ（９９．６％Ａｌ2Ｏ3）溶射膜では８．４で、ナイロン６では４．５である。これらの電気的物性値を用いて、最外層４８が、アルミナ溶射膜で厚みが０．２５ｍｍのときと、ナイロン６で厚みが０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍのときのそれぞれの密着力（クーロン力）を印加電圧０．３〜３５ｋＶの範囲で（１）式を使用して計算した。その結果を図８のグラフに併せて示す。最外層４８がアルミナ溶射膜で厚みが０．２５ｍｍのときの密着力の実測値（iii）と計算値（iv）の比較から、この計算式がほぼ妥当であることが判る。ＪＲ力の場合の密着力の計算式は前述の式（３）であるが、現時点ではまだ、微小接点１７と微小隙間１８の面積比率、微小隙間の表面粗さによる換算係数、接触抵抗２７（Ｒgap）さらには電位差３１（Ｖgap）の測定などが不足しており、実効値を調整する定数αは把握出来ていないので、ＪＲ力に関しては実測値のみをグラフに載せてある。【０１８７】
図８のグラフから、クーロン力式テストロールは密着力が弱く、実用的な密着力を得るためには高電圧を印加する必要があることがわかる。そうなると耐電圧を確保するために最外層４８の厚み４２（ｄc）を増やす必要がある。しかし、厚みを増やすと内部電極４７と被吸着体４０との間の距離４２が広がり、クーロン力式テストロールの密着力は急激に低下することが判る。結局は最外層４８が絶縁体であるクーロン力式のテストロールでは、被吸着体４０の密着に高電圧を必要とするが、そのためには絶縁耐圧を保証するための厚みが必要となり、結果として、実用的な密着力を得ることができないことが判る。図８のグラフから、最外層の絶縁層が０．５ｍｍ厚みのナイロン６であるクーロン力式テストロール（vi）では、１５ｋＶまで電圧を高くしても実用になるような密着力得られず、さらに非実用的で危険なレベルの高電圧３５ｋＶまで上げないと、ＪＲ力による実測値（i）と（ii）での３ｋＶに匹敵するような密着力は得られないことがわかる。厚み１ｍｍのナイロン６（vii）においては３５ｋＶまで電圧を上げても必要な密着力は得られない。【０１８８】
さらに致命的なことは、最外層４８がアルミナ溶射膜のような高絶縁性のセラミックス材料であるクーロン力式テストロールでは、被吸着体４０の剥離帯電で発生した逆電荷が、最外層４８の表面に残留する。そしてこの逆電荷は内部電極４７へ電圧が印加された状態では除電できないため、被吸着体の密着と剥離を連続して行うことができない。【０１８９】
以上から、冷却ロール内部の導電性の電極に電圧を印加する方式において、最外層にナイロン樹脂を使用する特許文献１４のような方法と絶縁性のセラミックス材料を使用する方法のいずれのクーロン力式冷却ロールも、熱可塑性樹脂シートの溶融押出し製膜法に使用する冷却ロールには適していないことがわかる。【０１９０】
Ｃ．ピニング電極を併用したＪＲ力式テストロールによる樹脂シートの密着力の測定
試験Ｂで用いたＪＲ力式テストロールによる密着力の試験法（図７）において、さらに図１０で示す様にφ０．３ｍｍのレニウムタングステンワイヤー製のピニング電極５５を、被吸着フィルム４９のエアー面側の上方に、被吸着フィルム４９から７ｍｍ離れた位置に設置した。ピニング用直流高圧電源５４を使用して、内部電極層４７とは逆極性の電圧（−）８ｋＶをピニング電極５５に印加して、被吸着フィルム４９のエアー面側に逆電荷を帯電させた。被吸着フィルム４９として、試験Ｂと同じゴムシート及び磁気フィルムを用いた。ＪＲ力式テストロール４５の内部電極層４７への印加電圧を（＋）０．２５ｋＶから（＋）３．５ｋＶまで変化させて、試験Ｂと同様に密着力を測定した。【０１９１】
結果を図１１に示した。実測値（i-p），（ii-p）はそれぞれゴムシート及び磁気フィルムについてのピニング電極５５を併用した場合の測定結果を示す。参考のために、ピニング電極を用いない場合のゴムシート及び磁気フィルムについての実測値（i），（ii）（図８の実測値（i），（ii）に順に対応する）を併せて示してある。実測値（i-p）と実測値（i）との比較及び実測値（ii-p）と実測値（ii）との比較から、ゴムシート及び磁気フィルムのいずれについても、ＪＲ力式冷却ロールにピニング電極を併用した場合には、ＪＲ力式冷却ロール単独の場合に比べて、より大きな密着力が得られる。ＪＲ力式冷却ロール単独の場合に対するピニング電極を併用した場合の密着力の増加量は、印加電圧が高くなるにしたがって大きくなる。内部電極層４７への印加電圧をゼロにし、ピニング電極５５単独での密着力を磁気フィルムについて測定したところ、３０ｋＰａであった。これに対して、印加電圧が３．５ｋＶのときの磁気フィルムについてのＪＲ力式冷却ロール単独の場合（実測値（ii））に対するＪＲ力式冷却ロールにピニング電極を併用した場合（実測値（ii-p））の密着力の増加量は、この３．８倍である１１５ｋＰａである。即ち、ＪＲ力式冷却ロールにピニング電極を併用した場合の密着力は、ＪＲ力式冷却ロール及びピニング電極のそれぞれによる密着力の単純合計を大きく超える。しかも、それらの相乗作用による密着力の増加量は、内部電極層への印加電圧に比例する。【０１９２】
以上からＪＲ力式冷却ロールにピニング電極を併用すると、熱可塑性樹脂シートのより強力な密着力による静電密着式キャストが可能であることが判明した。
【符号の説明】
【０１９３】
１．冷却ロール
２．絶縁層
３．内部電極層
４．最外層(セラミックス系材料層)
５ａ．高絶縁体リング
５ｂ．内部電極接続用スリップリング
６．内部電極取出し線
７．口金
８．溶融樹脂シート
９．ＪＲ力用直流高電圧電源
１０．接地アース
１１ａ．電極用出力配線
１１ｂ．カーボンブラシ
１２．冷却固化された熱可塑性樹脂シート
１３．ピニング電極
１４．ピニング（逆電極）用直流高圧電源
１５．ピニング用配線
１６．剥離（引きはがし）ロール
１７．微少接点
１８．微小隙間
１９．微少電流
２０．逆極性の電荷
２２. 溶融樹脂シート冷却ロール面
２３．最外層表面（冷却ロール最表面）
２５．溶融樹脂シート抵抗（Ｒsheet）
２６．微少隙間のキャパシター（Ｃgap）
２７．微小接触点部の接触抵抗（Ｒgap）
２８．最外層抵抗（Ｒbulk）
２９．最外層キャパシター（Ｃbulk）
３１．溶融樹脂シートとセラミックス材料層との接触界面の電圧降下（Ｖgap）
３３．全印加電圧(Ｖ0)
３４．微少隙間の高さ(ｄ)
３５．最外層厚み
３６．芯金
３７．直流高圧電源の電流計
３８．内部電極
４０．被吸着体
４２．最外層（絶縁体）の厚み（ｄc）
４３．キャパシター（Ｃ）
４４．印加電圧（Ｖ）
４５．テストロール
４６．下部絶縁層
４７．内部電極
４８．最外層
４９．被吸着フィルム
５２．ＪＲ力用直流高圧電源
５３．フォースゲージ
５４．ピニング用直流高圧電源
５５．ピニング電極
【要約】
冷却ロール（１）は、溶融樹脂シート（８）が密着する最外層（４）、内部電極層（３）、絶縁層（２）をこの順に備える。最外層（４）はセラミックス系材料からなり、最外層（４）の体積固有抵抗値は２５〜１００℃において１０7〜１０13Ωｃｍである。冷却ロール（１）は、内部電極層（３）に所定の電圧を印加した状態において、最外層（４）に接触した溶融樹脂シート（８）を最外層（４）に密着させる静電気力を発生させることが可能である。静電気力は主としてジョンソン・ラーベック効果に基づく。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0006511200.tif 000013
【図９】
0006511200.tif 000014
【図１０】
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【図１１】
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