【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明は、熱可塑性樹脂シート又はフイルムの
成形加工に用いられるロールの表面付着物除去方
法に関する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする問題
点〕
熱可塑性樹脂シート又はフイルムの成形加工に
用られるロールの表面には経時的に無機物、有機
物等が付着堆積する現象が生じ易い。このロール
付着物は、製品フイルムの表面欠陥や、厚さ斑の
原因になり易いため、溶剤又は洗剤を含ませたス
ポンジ又は布を用い定期的にロール表面の付着物
の除去を行なつていた。この作業は製造装置を停
止して実施する必要があり、更に付着物除去後、
運転を再開しても品質が安定するまでにかなり時
間を要するため生産量の減少を避けることはでき
なかつた。
この問題を解決するために、特公昭62−47697
号公報や特開昭62−108023号公報にコロナ放電
や、紫外線を利用して装置を停止せずに付着物を
除去する方法が提案されている。
しかるに、特公昭62−47697号公報記載のコロ
ナ放電によるロール付着物除去方法は、作業時に
発生するオゾンによる作業環境の悪化や、放電に
よるロール表面の平面性悪化、更には、高周波電
磁波による周辺のコンピユーターや制御系へ与え
るノイズ等の問題がある。一方、特開昭62−
108023号公報記載の紫外線及びオゾンによるロー
ル付着物除去方法は、紫外線強度をかなり強くし
ないと効果が得られにくく、特に熱可塑性樹脂の
重合触媒残査等無機物には効果がない。更に作業
時散乱紫外光による作業環境の悪化等の問題があ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上記問題点に鑑み鋭意検討した
結果、ある特定のレーザー光を利用することによ
り、ロールを停止せずに、安全、かつ迅速にロー
ル付着物を除去できることを見出し本発明を完成
するに至つた。
すなわち本発明の要旨は熱可塑性樹脂シート又
はフイルムの成形加工用ロール表面に、可視光以
上の波長を有するレーザー光を照射することを特
徴とする成形用ロール表面の付着物除去方法に存
する。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における熱可塑性樹脂シート及びフイル
ムとは、具体的には、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン
−２，６−ナフタレート等のポリエステル類、ナ
イロン６、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン
12などのポリアミド類、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフイン類、ポリ塩化ビニルな
どのポリビニル化合物、あるいはこれらを適宜組
合せたものなどが挙げられる。本発明は特にポリ
エステル、ポリアミド等の通常一定量のオリゴマ
ーを含有しているものや、可塑性、安定剤、静電
防止剤等のように表層に移行析出し易い添加物を
含有するポリエチレン、ポリプロピレン等のシー
ト及びフイルム製造工程に特に有効である。ま
た、本発明は、シート及びフイルムの延伸、熱処
理、積層、コーテイング処理等のいずれにおいて
も適用可能である。
本発明でいう成形加工用ロールとは、熱可塑性
樹脂シート又はフイルムの押出成形時の冷却ロー
ル、延伸時の加熱・冷却ロール、熱処理用ロー
ル、フイルム表面にコーテイング処理や積層処理
やその他表面加工に供されるものを指す。ロール
の表面材質は、通常使用される硬質クロムメツキ
等の金属や、アルミ、チタニア等の金属酸化物、
テフロンやシリコンゴム等の樹脂等どのようなも
のでも良いが、本願発明においては原理的に熱を
利用するため、付着物の昇華又は分解温度より高
い耐熱性を有するものが好ましい。また、成形用
ロールの表面形状は、通常の鏡面でもよく、エン
ボス加工や梨地等の表面に凹凸を付けたものでも
よい。
本発明における付着物除去は、成形用ロール表
面に、レーザー光を照射し、主に熱による効果で
付着物を分解及び／または昇華させるものであ
る。使用できるレーザー光は付着物に照射された
時熱エネルギーになりやすいものが良く、可視光
〜赤外光、好ましくは赤外光である。また、使用
するレーザーとしては、YAGレーザー、ルビー
レーザー等の固体レーザー、A+ rレーザー、N2レ
ーザー、He−Neレーザー、CO2レーザー、金属
蒸気レーザー等の気体レーザー、GaAsレーザー
等の半導体レーザー、キレートレーザー、有機色
素レーザー、無機液体レーザー等の液体レーザー
等があげられる。この中でも、近赤外から赤外に
発振周波数をもち、比較的容易に高出力を得られ
るものが良く、例えばCO2レーザー、金属蒸気レ
ーザー、YAGレーザー等が好ましい。
使用されるレーザー出力は、ロールとビームと
の相対速度、ロールサイズ、ロール温度、付着物
の分解、昇華温度、エネルギー、付着物の付着速
度、レーザービーム径、清浄時間等により、適宜
選択されるが、除去効率を考慮すれば通常10W以
上であり、好ましくは25W以上、更に好ましくは
50W以上で実施される。なおこの上限は通常
100KW程度である。また、使用されるレーザー
光は単一ビームでも複数ビームでもよく、ビーム
を適宜スキヤンさせてもかまわない。レーザー光
の照射は、連続的に行なつても、間欠的に行なつ
てもかまわない。
次に本発明を図面に従い更に詳細に説明する。
第１図は熱可塑性樹脂を溶融押出後、冷却固化
するロールに本発明を適用した例を示す概略図で
ある。１は、溶融樹脂を吐出する口金で、２はこ
れにより押出されたシート状溶融樹脂である。該
シート樹脂は回転冷却ロール３により、冷却固化
され、取引ロール６を経て次工程に移送される。
第２図は第１図を吸収板５の側から見たものであ
るが、この図において７は本発明で使用するレー
ザー発振管、４は反射ミラー及びレンズからなる
光学系ヘツドであり、該光学系ヘツドは、回転冷
却ロールの軸と平行にレール等（図示せず）を介
し移動可能であり、レーザービームをロール上ど
の場所にも照射できる。５は反射レーザー光を吸
収する吸収板であり表面が黒色で、通常、水冷さ
れた金属板である。７から出たレーザー光はほぼ
平行光として、４に入り、４で方向を変えた後集
光される。レーザービームは一度集光してから広
がりはじめたところでロール表面に照射されるよ
うに位置を調節される。ロールに照射されたレー
ザー光は、付着物の除去のため一部消費され、残
りはロールで一部吸収され、大半はロールで反射
し、５の吸収板に吸収される。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の
実施例に限定されるものではない。なお、実施例
におけるフイルムの厚さ斑は安立電気社製厚さ測
定器により、フイルムの横方向に沿つて測定し、
次式により算出した。
厚さ斑
＝フイルム最大厚さ−フイルム最小厚さ／フイルム平
均厚さ
×100（％）
実施例
装置は第１図に示すものを用い、ポリエチレン
テレフタレートを285℃で口金から押出し、50μ
ｍの厚さで冷却固化し、フイルムを得、縦及び横
方向に延伸した後、熱固定した平均厚さ4.0μｍの
二軸延伸フイルムを得た。
回転冷却ロール３の温度は35℃で周速は45ｍ／
分であつた。レーザー源として出力500WのCO2
レーザーを用い、スポツト径が直径約６mmで回転
冷却ロール３に当たるようにし、光学系ヘツド４
を約16分でロールの端から端まで動かし、往復運
動を続けた。
比較例
レーザー光を照射しない他は実施例と同一条件
で平均厚さ4.0μｍの二軸延伸フイルムを得た。
実施例と比較例の結果を第１表に示す。
実施例では３日後でもロール付着物はほとんど
なく、厚さ斑も合格レベルであつた。比較例では
1hr後から、早くも付着物が目立ち、12hr後には、
主に冷却不均一による厚さ斑レベルが製品合格レ
ベルに到達しなくなつた。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for removing deposits on the surface of a roll used for molding a thermoplastic resin sheet or film. [Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] Over time, inorganic substances, organic substances, etc. tend to adhere and accumulate on the surface of rolls used for forming thermoplastic resin sheets or films. This deposit on the roll tends to cause surface defects and uneven thickness of the product film, so the deposit on the roll surface is periodically removed using a sponge or cloth soaked in a solvent or detergent. . This work must be carried out with the manufacturing equipment stopped, and after removing the deposits,
Even after restarting operations, it took a considerable amount of time for quality to stabilize, so a decrease in production could not be avoided. In order to solve this problem, the Special Publication No. 62-47697
No. 62-108023 proposes a method of removing deposits without stopping the apparatus by using corona discharge or ultraviolet rays. However, the method for removing deposits on rolls using corona discharge described in Japanese Patent Publication No. 62-47697 has the drawbacks of deteriorating the working environment due to ozone generated during work, deteriorating the flatness of the roll surface due to discharge, and further damaging the surrounding area due to high-frequency electromagnetic waves. There are problems such as noise caused to computers and control systems. On the other hand, JP-A-62-
The method for removing deposits on rolls using ultraviolet rays and ozone described in Publication No. 108023 is difficult to obtain an effect unless the intensity of ultraviolet rays is considerably increased, and is particularly ineffective against inorganic substances such as polymerization catalyst residues of thermoplastic resins. Furthermore, there are problems such as deterioration of the working environment due to scattered ultraviolet light during working. [Means for Solving the Problems] As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found that by using a certain laser beam, the rolls can be rolled safely and quickly without stopping them. The present invention was completed by discovering that the deposits can be removed. That is, the gist of the present invention resides in a method for removing deposits from a forming roll surface, which comprises irradiating the surface of a thermoplastic resin sheet or film forming roll with laser light having a wavelength longer than visible light. The present invention will be explained in detail below. Specifically, the thermoplastic resin sheet and film in the present invention include polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon
Examples include polyamides such as No. 12, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyvinyl compounds such as polyvinyl chloride, and appropriate combinations thereof. The present invention is particularly applicable to polyesters, polyamides, etc., which usually contain a certain amount of oligomers, and polyethylenes, polypropylenes, etc., which contain additives that tend to migrate and precipitate on the surface layer, such as plasticizers, stabilizers, antistatic agents, etc. It is particularly effective in sheet and film manufacturing processes. Further, the present invention can be applied to any of sheet and film stretching, heat treatment, lamination, coating treatment, etc. The forming roll used in the present invention refers to a cooling roll during extrusion molding of a thermoplastic resin sheet or film, a heating/cooling roll during stretching, a heat treatment roll, and a roll used for coating, laminating, and other surface treatments on the surface of the film. Refers to what is served. The surface material of the roll is made of commonly used metals such as hard chrome plating, metal oxides such as aluminum and titania,
Any resin such as Teflon or silicone rubber may be used, but since heat is used in principle in the present invention, a material having heat resistance higher than the sublimation or decomposition temperature of the deposit is preferable. Further, the surface shape of the forming roll may be a normal mirror surface, or may have an uneven surface such as embossed finish or satin finish. The removal of deposits in the present invention involves irradiating the surface of the forming roll with laser light to decompose and/or sublimate deposits mainly due to the effects of heat. The laser light that can be used should be one that easily converts into thermal energy when irradiated onto the deposit, and is visible light to infrared light, preferably infrared light. In addition, the lasers used include solid lasers such as YAG lasers and ruby lasers, gas lasers such as A + r lasers, N 2 lasers, He-Ne lasers, CO 2 lasers, metal vapor lasers, and semiconductor lasers such as GaAs lasers. , chelate lasers, organic dye lasers, and liquid lasers such as inorganic liquid lasers. Among these, those having an oscillation frequency in the near-infrared to infrared range and from which high output can be obtained relatively easily are preferable, such as CO 2 laser, metal vapor laser, YAG laser, etc. The laser power used is selected appropriately depending on the relative speed of the roll and the beam, roll size, roll temperature, decomposition of deposits, sublimation temperature, energy, deposition rate of deposits, laser beam diameter, cleaning time, etc. However, considering the removal efficiency, it is usually 10W or more, preferably 25W or more, and more preferably
Performed at 50W or more. Note that this upper limit is usually
It is about 100KW. Further, the laser light used may be a single beam or multiple beams, and the beams may be scanned as appropriate. Laser light irradiation may be performed continuously or intermittently. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example in which the present invention is applied to a roll that melts and extrudes a thermoplastic resin and then cools and solidifies it. Reference numeral 1 denotes a mouthpiece for discharging molten resin, and 2 represents a sheet-shaped molten resin extruded by this mouthpiece. The sheet resin is cooled and solidified by a rotating cooling roll 3, and transferred to the next process via a trading roll 6.
FIG. 2 is a view of FIG. 1 from the side of the absorption plate 5. In this figure, 7 is a laser oscillation tube used in the present invention, and 4 is an optical system head consisting of a reflecting mirror and a lens. The optical system head is movable via a rail or the like (not shown) parallel to the axis of the rotating cooling roll, and can irradiate the laser beam to any location on the roll. Reference numeral 5 denotes an absorption plate for absorbing reflected laser light, which has a black surface and is usually a water-cooled metal plate. The laser beam emitted from 7 enters 4 as almost parallel light, and after changing its direction at 4, it is condensed. The position of the laser beam is adjusted so that the roll surface is irradiated once the laser beam is focused and then begins to spread. A portion of the laser beam irradiated onto the roll is consumed to remove deposits, the rest is partially absorbed by the roll, and the majority is reflected by the roll and absorbed by the absorption plate 5. [Examples] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples unless the gist thereof is exceeded. In addition, the thickness unevenness of the film in the examples was measured along the lateral direction of the film using a thickness measuring device manufactured by Anritsu Electric Co., Ltd.
Calculated using the following formula. Thickness unevenness = Maximum film thickness - Minimum film thickness / Average film thickness × 100 (%) Example Using the apparatus shown in Figure 1, polyethylene terephthalate was extruded from the die at 285°C, and 50μ
A film was obtained by cooling and solidifying to a thickness of m, and after stretching in the longitudinal and transverse directions, a biaxially stretched film having an average thickness of 4.0 μm was heat-set. The temperature of the rotating cooling roll 3 is 35℃ and the circumferential speed is 45m/
It was hot in minutes. CO2 with output 500W as laser source
Using a laser, the spot diameter is about 6 mm and hits the rotating cooling roll 3, and the optical system head 4
was moved from one end of the roll to the other in about 16 minutes, and the reciprocating motion continued. Comparative Example A biaxially stretched film with an average thickness of 4.0 μm was obtained under the same conditions as in the example except that no laser light was irradiated. Table 1 shows the results of Examples and Comparative Examples. In the example, there was almost no roll deposit even after 3 days, and the thickness unevenness was at an acceptable level. In the comparative example
After 1 hour, deposits become noticeable, and after 12 hours,
The level of thickness unevenness, mainly due to non-uniform cooling, no longer reached the product acceptance level.
〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕
本発明の方法によれば、シート又はフイルムの
製造中に容易にかつ製品の品質を損なうことなく
ロール付着物を除去することができ、その工業的
価値は高い。
According to the method of the present invention, roll deposits can be easily removed during the production of sheets or films without impairing the quality of the product, and its industrial value is high.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は溶融樹脂シートを冷却固化する装置に
本発明を適用した例を示す概略図である。第２図
は、該装置を吸収板側から見た図である。
図中、１は口金、２はシート状溶融樹脂、３は
回転冷却ロール、４は光学系ヘツド、５は吸収
板、６は引取ロール、７はレーザー発振管を示
す。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example in which the present invention is applied to an apparatus for cooling and solidifying a molten resin sheet. FIG. 2 is a diagram of the device viewed from the absorption plate side. In the figure, 1 is a base, 2 is a sheet-like molten resin, 3 is a rotating cooling roll, 4 is an optical system head, 5 is an absorption plate, 6 is a take-up roll, and 7 is a laser oscillation tube.