JP2000233443A - 二軸延伸フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フラット式同時二軸延伸法を用いた場合の、
熱可塑性樹脂フィルムの延伸工程におけるフィルム切断
の発生を防止し、生産性を改善する製造方法を提供す
る。 【解決手段】 熱可塑性樹脂を押出機を用いて、Ｔダイ
のリップ間隙よりシート状に溶融押出した後、冷却ドラ
ム上に密着させて急冷して得られた未延伸シートを、縦
および横方向に同時二軸延伸することにより、二軸延伸
熱可塑性樹脂フィルムを製造する方法において、Ｔダイ
のリップ先端と溶融シートが冷却ドラムと接する接点と
の間隔を７〜３０ｍｍとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、延伸時の切断の発
生がなく、均一な厚みを有する二軸延伸熱可塑性樹脂フ
ィルムを安定して製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】食品、医薬品、雑貨等の包装には、フラ
ット式同時二軸延伸法、フラット式逐次二軸延伸法、チ
ューブラ延伸法等を用いて製造した二軸延伸熱可塑性樹
脂フィルムとヒートシール可能なフィルムをラミネート
した積層フィルムからなる包装袋が大量に使用されてい
る。特に、二軸延伸熱可塑性樹脂フィルムとしては、透
明性、引張強度、耐ピンホール性、寸法安定性などの性
能に優れたナイロンフィルムやポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）フィルムが幅広く用いられている。

【０００３】フラット式同時二軸延伸法は、フラット式
逐次二軸延伸法に比べて、二軸延伸フィルムの縦方向お
よび横方向の熱収縮率の均一性が優れており、また、フ
ィルムの厚みの均一性の点でチューブラ延伸法よりも優
れている。

【０００４】しかし、フラット式同時二軸延伸法は、特
にフラット式逐次二軸延伸法と比べて延伸工程の機構が
複雑なため、延伸工程におけるフィルムの切断が発生し
やすく、操業性が低下するという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
なフラット式同時二軸延伸法を用いた場合の、熱可塑性
樹脂フィルムの延伸工程におけるフィルムの切断の発生
を防止し、生産性を改善する方法を提供しようとするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、Ｔダイのリップ先端と熱可塑性樹脂の溶融シ
ートが冷却ドラムと接する接点との間隔を一定の範囲に
保つことにより、フィルムの切断の発生を防止すること
ができることを見出し、本発明に到達した。

【０００７】すなわち、本発明の要旨は、熱可塑性樹脂
を押出機を用いて、Ｔダイのリップ間隙よりシート状に
溶融押出した後、冷却ドラム上に密着させて急冷して得
られた未延伸シートを、縦および横方向に同時二軸延伸
することにより、二軸延伸熱可塑性樹脂フィルムを製造
する方法において、Ｔダイのリップ先端と溶融シートが
冷却ドラムと接する接点との間隔を７〜３０ｍｍとする
ことを特徴とする二軸延伸フィルムの製造方法にある。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明において用いられる熱可塑性樹脂として
は、たとえば、ナイロン６、ナイロン６１０、ナイロン
１１、ナイロン１２、ポリメタキシリレンアジパミド
（ＭＸＤ６）などのポリアミド樹脂や、ＰＥＴ、ポリブ
チレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポ
リブチレンナフタレートなどのポリエステル、あるい
は、ポリオレフィン樹脂、ポリビニルアルコール、エチ
レン・ビニルアルコール共重合体などが挙げられる。

【０００９】本発明においては、Ｔダイのリップ先端と
熱可塑性樹脂の溶融シートが冷却ドラムと接する接点と
の間隔を７〜３０ｍｍとすることが必要である。上記の
間隔が小さすぎても大きすぎても延伸工程における切断
が発生しやすく、また、得られる延伸フィルムの厚みの
均一性が低下する。特に、このような傾向はエアーノズ
ル製膜法を用いた場合には、エアーナイフ製膜法やピニ
ング製膜法を用いた場合よりも顕著となる。

【００１０】また、本発明において、Ｔダイのリップ先
端と溶融シートが冷却ドラムと接する接点との間隔を調
整する方法としては、Ｔダイを固定し、冷却ドラムを上
下に移動させることにより行うことが装置上容易であ
り、より好ましい。冷却ドラムを上下に動作させるに
は、動力源としてのモータと減速機構を有したスクリュ
ージャッキを装備した装置を設ければよい。

【００１１】また、本発明の方法を用いる場合には、Ｔ
ダイと冷却ドラムの水平度を確保することが、フィルム
の幅の調整、吐出ムラによる長さ方向の厚み変動の防
止、あるいはフィルムの結晶化を制御しフィルムの透明
性を均一化する上において重要である。

【００１２】本発明の方法を用いることにより複層構成
の積層フィルムを製造することもできる。その場合に
は、各層を構成する樹脂を別々の押出機を用いて溶融
し、フィードブロック法により重ね合わせた後、Ｔダイ
より押し出す方法や、溶融した数種の樹脂をマルチマニ
ホールドダイス中で重ね合わせた後、押し出す方法、お
よびその組み合わせによる方法などを用いることができ
る。

【００１３】本発明の方法を用いて製造した二軸延伸フ
ィルムを包装袋用として使用する場合には、通常、ヒー
トシール性のフィルムとラミネートしたり、用途により
さらにガスバリアー性や機械的強度を高めるために、ポ
リプロピレン、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共
重合体や、紙、アルミニウムなどの金属箔と積層して用
いることができる。

【００１４】本発明における二軸延伸フィルムの厚みは
特に制限されないが、通常９〜２５μｍ程度である。

【００１５】次に、本発明の方法を用いて、二軸延伸ポ
リアミドフィルムを製造する方法を工程順に説明する。
まず、押出機にて、ポリアミド樹脂を溶融したのち、未
延伸シートとしてＴダイより押し出し、表面温度０〜２
５℃に温調した冷却ドラム上に密着させて急冷し、未延
伸シートを得る。冷却ドラムの表面温度が０℃より低い
と冷却ドラム上への露結水が発生し、２５℃より高いと
冷却不十分となる。この工程においては、溶融した未延
伸シートをできるだけ短時間に冷却することが必要であ
り、冷却ドラム上に密着させる方法としては、エアーノ
ズル製膜法（ＡＮＣ法）、エアーナイフ製膜法（ＡＫＣ
法）、ピニング製膜法（ＰＮＣ法）などが知られてい
る。

【００１６】ここで、ＡＮＣ法は、フィルムの端部をエ
アーノズルからのエアーで冷却ドラム上に密着させる方
法であり、設備が簡易で操業管理も平易であるが、冷却
速度はやや遅い。ＡＫＣ法は、フィルムの全幅にわた
り、スリットノズル（エアーナイフ）からのエアーで冷
却ドラム上に密着させる方法であり、適用できる熱可塑
性樹脂の種類に制約がなく、冷却速度が速く高速製膜が
可能であるが、操業管理がやや難しい。ＰＮＣ法は、ワ
イヤーをフィルム上に張り、これに数千ボルトの高電圧
を印加し、アースされた冷却ドラム上に密着させる方法
であり、冷却速度は最も速いが、適用できる熱可塑性樹
脂の種類に制約があり、操業管理の難度もやや高い。

【００１７】得られた未延伸シートを２０〜８０℃に温
調した温水槽に送り、１０分間以下の調湿処理を施す。
この処理は、延伸工程での切断を防止するための処理で
あり、調湿によりポリアミド樹脂を適度に可塑化し結晶
化を抑制することができる。温水槽の温度が２０℃より
低いと調湿処理が不十分となり、８０℃より高いと調湿
効果が飽和するばかりか、かえって経済性を損ねる。な
お、水蒸気による調湿処理も可能であるが、作業環境と
経済性から得策ではない。

【００１８】次に、未延伸シートの端部を、フラット式
同時二軸延伸機のクリップに把持させ、ガラス転位点
（Ｔｇ）〜〔融点（Ｔｍ）−１５〕℃の温度で、延伸倍
率として縦横それぞれ２．０〜４．０倍に同時二軸延伸
した後、横方向の弛緩率を２〜８％として、（Ｔｇ＋５
０）〜（Ｔｍ−１０）℃で１〜１０秒間の熱処理を施
し、二軸延伸フィルムとする。

【００１９】その後、延伸フィルムを冷却して巻取機で
６０〜２００ｍ／ｍｉｎの速度で巻取り、ついで、得ら
れた原反ロールをスリットし、製品ロールとする。

【００２０】延伸後の熱処理方法は、公知の方法を用い
ることができる。すなわち、熱風をフィルムに吹き付け
る方法、赤外線をフィルムに照射する方法、マイクロ波
をフィルムに照射する方法、および、これらの組合せが
挙げられるが、均一に精度良く加熱できることから熱風
をフィルムに吹き付ける方法が最適である。

【００２１】本発明における二軸延伸フィルムには、フ
ィルム製造時や印刷、製袋、内容物の充填時などの工程
通過性をよくするため、シリカ、アルミナ、カオリン、
炭酸カルシウムなどの無機滑剤を添加してフィルム表面
にスリップ性を付与することができる。また、外観の向
上、印刷性、隠蔽性を付与するために、硫酸バリウム、
シリコーン化合物、酸化チタンなどを添加することもで
きる。また、エチレンビスステアリルアミドなどの有機
滑材や顔料、染料を添加してもよい。

【００２２】

【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、測定法および評価法は次の方法によった。 （１）ナイロン樹脂の相対粘度 ９６％濃硫酸溶媒中、濃度１．０ｇ／ｄｌ、２５℃で測
定した溶液粘度から求めた。 （２）操業性 １週間の連続生産を行い、その間に、未延伸フィルムの
厚みムラに起因する切断回数を数え、５回以下を合格と
した。 （３）引張強伸度 ＡＳＴＭ Ｄ８８２の測定法に準じて試料幅１０ｍｍ、
試料長１０ｃｍの試料を用いて測定した。 （４）乾熱収縮率 試料幅１０ｍｍ、試料長１０ｃｍの試料を１６０℃雰囲
気下に１５分間処理した。処理前後の寸法変化を測定
し、原長に対する百分率で求めた。 （５）ヘーズ ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠し、東京電色社製全自動ヘー
ズメータ（ＴＣ−ＨＤＰＫ）を使用してフィルムのヘー
ズを測定した。 ヘーズ（％）＝（拡散透過率／全光線透過率）×１００ （６）耐ピンホール性 ＭＩＬ−Ｂ１３１Ｆに示されるＦｅｄ．Ｔｅｓｔ Ｍｅ
ｔｈｏｄ Ｓｔｄ．１０１ＣのＭｅｔｈｏｄ２０１７に
従い、１２インチ×８インチのサンプルを直径３．５イ
ンチの円筒状とし、両端を把持し、初期把持間隔７イン
チ、最大屈曲時の把持間隔を１インチ、４０回／分の速
さで、いわゆるゲルボテスター（理学工業社製）によ
り、５℃下での１０００回屈曲を加えた後のフィルムに
生じるピンホール個数を測定した。

【００２３】実施例１ Ｔダイを用いて、押出機よりユニチカ社製ナイロン６
（Ａ１０３０ＢＲＦ）を温度２３５℃で溶融し、未延伸
シートとして押し出し、表面温度１５℃に温調した冷却
ドラム上にＡＮＣ方式で密着させて冷却し、厚み１５０
μｍの未延伸シートを得た。このとき、Ｔダイのリップ
先端と溶融シートが冷却ドラムと接する接点との間隔を
冷却ドラムの位置を移動させて１８ｍｍに調整した。得
られたシートを７０℃に温調した温水槽に送り、１分間
の調湿処理を施し、次に、このシートの端部を８５℃に
制御したフラット式同時二軸延伸機のクリップに把持さ
せ、温度１９５℃で、延伸倍率として縦３．０倍、横
３．３倍に同時二軸延伸した後、横方向の弛緩率を５％
として、２００℃で３秒間の熱処理を施した後、フィル
ムを冷却して１６５ｍ／ｍｉｎの速度で巻取機で巻取
り、厚み１５μｍの延伸フィルムを得た。１週間の連続
生産において、延伸切断はなく、操業性は極めて良好で
あった。得られた延伸フィルムの原反ロールをスリット
し、各種性能を評価した結果を表１に示した。表１に示
したように、優れた性能を有していた。

【００２４】実施例２ ３種５層共押出Ｔダイを用いて、押出機１より、ユニチ
カ社製ナイロン６（Ａ１０３０ＢＲＦ）９８重量％に、
変性ポリオレフィン（日本ポリオレフィン社製アドテッ
クスＥＴ１８３Ｂ）を２重量％混合したものを温度２５
０℃で溶融押出し（層Ａ）、押出機２より、ＭＸＤ６
（三菱ガス化学社製、ＭＸナイロン６００７、相対粘度
２．６４）９８．５重量％に、上記変性ポリオレフィン
を１．３重量％、タルク（林化成社製ＵＰＮＨＳ−Ｔ
０．５）を０．２重量％を混合したものを温度２６５℃
で溶融押出し（層Ｂ）、押出機３より、上記ナイロン６
を３０重量％とアモルファスナイロン（ＥＭＳ社製グリ
ボリーＸＥ３０３８）を７０重量％混合したものを温度
２８０℃で溶融押出し（層Ｃ）、Ａ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ａの
順に積層した多層未延伸シートをＴダイより押し出し、
表面温度１８℃に温調した冷却ドラム上に、ＡＫＣ方式
により密着させて急冷し、Ａ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ａ＝４５／
５／５０／５／４５（μｍ）の構成の厚み１５０μｍの
未延伸多層シートを得た。このとき、Ｔダイのリップ先
端と溶融シートが冷却ドラムと接する接点との間隔を冷
却ドラムの位置を移動させて２４ｍｍに調整した。得ら
れたシートを５０℃に温調した温水槽に送り、１分間の
調湿処理を施し、次に、このシートの端部を８５℃に制
御したフラット式同時二軸延伸機のクリップに把持さ
せ、温度１８０℃で、延伸倍率として縦３．０倍、横
３．３倍に同時二軸延伸した後、横方向の弛緩率を５％
として、２１０℃で４秒間の熱処理を施した後、フィル
ムを冷却して１１０ｍ／ｍｉｎの速度で巻取機で巻取
り、各層の厚さが、それぞれ、Ａ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ａ＝
４．５／０．５／５．０／０．５／４．５（μｍ）、総
厚み１５μｍの多層延伸フィルムを得た。１週間の連続
生産において、延伸切断は２回であり、操業性は良好で
あった。得られた多層延伸フィルムの原反ロールをスリ
ットし、各種性能を評価した結果を表１に示した。表１
に示したように、優れた性能を有していた。なお、得ら
れた多層延伸フィルムの層間剥離強力は３４０ｋｇｆ／
１５ｍｍ、酸素透過率は７ｃｃ／ｍ² ／ａｔｍ／日であ
り共に良好であった。

【００２５】実施例３ 公知の方法で得たエステル化反応率が９５％のビス（β
−ヒドロキシエトキシ）テレフタレートおよびその低重
合体を重合缶に移送し、三酸化アンチモン触媒を、全酸
成分１モルに対し２×１０^-4モルとなる量を添加したの
ち、１．３ｈＰａ以下の減圧下に温度２８０℃で所望の
粘度まで重合し、ＰＥＴを合成した。得られたＰＥＴを
押出機より２８０℃でＴダイを用いて溶融押出し、ＰＮ
Ｃ方式により、ピニングワイヤーに７ｋｖの電圧を印加
し、溶融シートを表面温度１８℃に温調したキャストロ
ール上に密着させて急冷することにより、放電やピニン
グ泡が発生することなく、操業性よく高品質の厚み１２
０μｍの未延伸シートを得た。このとき、Ｔダイのリッ
プ先端と溶融シートが冷却ドラムと接する接点との間隔
を冷却ドラムの位置を移動させて１０ｍｍに調整した。
得られたシートを、８５℃に制御したフラット式同時二
軸延伸機のクリップに把持させ、温度８０℃で、延伸倍
率として縦３．０倍、横３．３倍に同時二軸延伸した
後、横方向の弛弛率を５％として、２４０℃で４秒間の
熱処理を施した後、フィルムを冷却して１３０ｍ／ｍｉ
ｎの速度で巻取機で巻き取り、厚さが１２μｍの延伸フ
ィルムを得た。１週間の連続生産において延伸切断は３
回であり、操業性は良好であった。得られたＰＥＴフィ
ルムの原反ロールをスリットし、各種性能を評価した結
果を表１に示した。表１に示したように、優れた性能を
有していた。

【００２６】実施例４〜７ Ｔダイのリップ先端と溶融シートが冷却ドラムと接する
接点との間隔を冷却ドラムの位置を移動させて、１４、
１６、２０、２２ｍｍとした以外は、実施例１と同様の
方法で二軸延伸ナイロン６フィルムを製造した。操業性
および各種性能を評価した結果を表１に示した。

【００２７】比較例１〜４ Ｔダイのリップ先端と溶融シートが冷却ドラムと接する
接点との間隔を冷却ドラムの位置を移動させて、２、
５、３３、４０ｍｍとした以外は、実施例１と同様の方
法で二軸延伸ナイロンフィルムを製造した。操業性およ
び各種性能を評価した結果を表１に示した。延伸切断が
多発して、操業性は不良であった。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明の方法を用いることにより、フラ
ット式同時二軸延伸法を用いた場合の熱可塑性樹脂フィ
ルムの延伸工程におけるフィルム切断の発生が防止さ
れ、生産性を著しく改善することができ、また得られる
二軸延伸フィルムは、厚みの均一性等の性能が優れてお
り、産業上の利用価値は極めて高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F207 AA00 AA03 AA29K AB16 AE01 AG01 AG03 AR12 KA01 KK64 4F210 AA00 AA03 AA29K AB16 AE01 AG01 AG03 AR12 QA02 QC07 QG01 QG15 QG18 QW12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂を押出機を用いて、Ｔダイ
   のリップ間隙よりシート状に溶融押出した後、冷却ドラ
   ム上に密着させて急冷して得られた未延伸シートを、縦
   および横方向に同時二軸延伸することにより、二軸延伸
   熱可塑性樹脂フィルムを製造する方法において、Ｔダイ
   のリップ先端と溶融シートが冷却ドラムと接する接点と
   の間隔を７〜３０ｍｍとすることを特徴とする二軸延伸
   フィルムの製造方法。
2. 【請求項２】 Ｔダイのリップ先端と溶融シートが冷却
   ドラムと接する接点との間隔の調整を、Ｔダイを固定
   し、冷却ドラムを上下に移動させることにより行うこと
   を特徴とする請求項１記載の二軸延伸フィルムの製造方
   法。