JP2001030352A

JP2001030352A - 二軸延伸フィルムの製造方法

Info

Publication number: JP2001030352A
Application number: JP11210538A
Authority: JP
Inventors: Munehiro Shingo; 宗博新郷
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2001-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】冷却ドラムによる冷却を均一かつ十分に行う
ことにより、延伸時にフィルムが切断することなく、し
かもシワ発生がない二軸延伸フィルムを操業性よく生産
する方法が提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂をＴダイ１より溶融押出し
て得られた未延伸シート２を回転する冷却ドラムに密着
させて急冷し、未延伸シート２の両端部をクリップで把
持して、縦および横方向に二軸延伸して二軸延伸フィル
ムを製造する方法において、冷却ドラムに続く次のガイ
ドロール４の回転速度を調整できる機構を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂製の
二軸延伸フィルムの生産性を向上させる製造方法に関す
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、プラ
スチックフィルムからなる包装袋が多量に使用されてお
り、ポリアミド、ポリエステルなどの各種の熱可塑性樹
脂を用いたフィルムが用いられている。特に、二軸延伸
ポリアミドフィルムは、透明性、引張強度、耐ピンホー
ル性、ガスバリア性、寸法安定性に優れており、食品包
装用途をはじめ幅広い用途に用いられている。

【０００３】二軸延伸フィルムの製造方法としては、通
常、同時二軸延伸法、逐次二軸延伸法、チューブラ法等
が用いられる。これらの製造方法の内、逐次二軸延伸法
で得られるフィルムは、フィルムの機械方向（ＭＤ方
向）とその直角の方向（ＴＤ方向）に配向異方性が強く
残り、また、チューブラ法ではフィルムの厚みの均一性
が劣るという問題がある。同時二軸延伸法は上記のよう
な問題が少なく、また、ポリアミドのような結晶性の高
い熱可塑性樹脂を用いる場合には延伸時の切断が発生し
にくいため、同時二軸延伸法が特に好ましく用いられて
いる。

【０００４】二軸延伸フィルムの一般的な製造方法にお
いては、熱可塑性樹脂をＴダイより溶融押出して得られ
た未延伸シートを回転する冷却ドラムに密着させて急冷
し、未延伸シートの両端部をクリップで把持して、縦お
よび横方向に二軸延伸される。しかし、近年、生産速度
の高速化に伴い、冷却ドラムで冷却する際の冷却不足に
より未延伸シートの結晶化が進行して、延伸工程での切
断等のトラブルが発生したり、特にポリアミドのような
結晶化速度の速い樹脂では、得られる二軸延伸フィルム
の透明性が悪くなるという問題があった。

【０００５】冷却ドラムによる冷却を十分に行うために
は、未延伸シートの冷却ドラムからの剥離を遅らせた
り、冷却ドラムの表面温度を下げる方法があるが、機構
的な問題や冷却ドラム上の結露の発生の問題があり、効
果的な解決方法はなかった。

【０００６】また、未延伸シートの両端部の冷却が均一
かつ十分に行われない場合には、両端部の少し内側に断
続的なシワが発生するという問題がある。この原因は、
未延伸シートの両端部の厚みが中央部に比べて厚いため
冷却が不十分となり冷却ドラムから剥離しにくく、冷却
ドラムに続く次のガイドロールにより未延伸シートがＭ
Ｄ方向へ引っ張られてＭＤ方向にせん断シワが断続的に
生じるものである。このシワは延伸時に切断を引き起こ
す原因となったり、未延伸シートの表面に各種の処理剤
をインラインコートする場合にはコートムラを起こす原
因ともなっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、冷却ドラムによる冷却を均一かつ十分に行う
ことにより、延伸時にフィルムが切断することなく、し
かもシワ等の発生がない二軸延伸フィルムを操業性よく
生産する方法を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な課題を解決するために鋭意検討した結果、冷却ドラム
に続く次のガイドロールの回転速度を調整できる機構を
設けることにより上記の課題が解決されることを見い出
し本発明に到達した。

【０００９】すなわち本発明の要旨は、熱可塑性樹脂を
Ｔダイより溶融押出して得られた未延伸シートを回転す
る冷却ドラムに密着させて急冷し、未延伸シートの両端
部をクリップで把持して、縦および横方向に二軸延伸し
て二軸延伸フィルムを製造する方法において、冷却ドラ
ムに続く次のガイドロールの回転速度を調整できる機構
を設けること特徴とする二軸延伸フィルムの製造方法に
ある。

【００１０】図１は、本発明における二軸延伸フィルム
の製造工程を示す一例であり、Ｔダイ１より押し出され
た未延伸シート２を冷却ドラム３で冷却した後、ガイド
ロール４を通過し、必要に応じて湿熱工程５においてフ
ィルムの調湿処理をした後、延伸工程６で縦および横方
向に延伸された後、巻き取られる。本発明においては、
図１において、Ｔダイ１より押し出された未延伸シート
２を冷却ドラム３で冷却した後の工程において、回転速
度を調整することができる機構を有するガイドロール４
を設けることが必要である。通常の条件としては、ガイ
ドロール４の回転速度を冷却ドラム３の回転速度より
０．１〜１％程度落とすことによりガイドロール４によ
る引張応力を低下させて未延伸シート２のせん断シワの
発生が防止される。また、未延伸シート２のスリップ性
が特に高いシートの場合には、未延伸シート２の端部の
冷却ドラム３からの剥離が早くなるため、逆にガイドロ
ール４の回転速度を冷却ドラム３の回転速度より大きく
して引張力を与えてせん断シワの発生を防止することが
できる。また、フィルムの生産速度を変更する場合に
は、冷却ドラム３の回転速度が変化するため、未延伸シ
ート２の冷却ドラム３の表面での冷却速度が変化するた
め、ガイドロール４の回転速度を調整することが必要で
ある。

【００１１】また、本発明においては、冷却ドラムとガ
イドロールの間隔を調整できる機構を設けることが望ま
しい。冷却ドラムの中を循環する冷却水の入口と出口に
おける温度差があるため、未延伸シートに幅方向の温度
差が生じて、未延伸シートの幅方向のガイドロールによ
る引張応力が変化したり、また、冷却ドラムの駆動方式
によっては冷却ドラムの幅方向の回転速度が微妙に変動
して、未延伸シートに横段シワが発生することがある。
上記のような条件変動に応じて、冷却ドラムとガイドロ
ールの間隔を調整することにより本発明の目的がより効
果的に解決される。

【００１２】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、ポリアミド、ポリエステル、エチレ
ン−ビニルアルコール共重合体などが挙げられる。

【００１３】ポリアミドとしては、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（ＭＸナイロン）およびそれらの共重
合体などが例示される。

【００１４】ポリエステルとしては、たとえば、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（ＰＥ
Ｎ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）などが挙げ
られる。

【００１５】次に、本発明の製造方法を、同時二軸延伸
法により二軸延伸ポリアミドフィルムを製造する例につ
いて説明する。

【００１６】押出機にて、ポリアミドを溶融してＴダイ
より未延伸シートを押し出し、表面温度を０〜２５℃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。このとき、表面温度が低すぎると冷却ドラム
上への露結水が発生し、高すぎると冷却不充分となる。
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、
延伸工程における切断を防止するためのものであり、樹
脂を適度に可塑化し結晶化を抑制する。温水の温度が２
０℃より低いと調湿処理が不充分となり、８０℃より高
くしても調湿効果が飽和し経済性を損ねる。処理時間
は、調湿の程度に合わせて適宜変更すればよいが通常１
０分以下である。なお、水蒸気による調湿処理も可能で
あるが、作業環境と、経済性の両面からみて得策ではな
い。

【００１７】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で把持し、ガラス転位点以
上、融点マイナス１５℃の範囲の温度で、延伸倍率とし
て縦横それぞれ２．０〜４．０倍で同時二軸延伸した
後、横方向の弛緩率を２〜８％として、ガラス転位点プ
ラス５０℃以上、融点マイナス１０℃の範囲の温度で１
〜１０秒間熱処理を施す。その後、この延伸フィルムを
冷却して巻取機で巻き取り、得られた原反ロールをスリ
ットし、製品ロールとする。

【００１８】実施例１押出機にて、ナイロン６（ユニチカ社製Ａ１０３０ＢＲ
Ｆ）を２４０℃にて溶融してＴダイより未延伸シートを
押し出し、直径６００ｍｍ、表面温度１０℃、回転速度
が２０ｍ／分で回転する冷却ドラム上に密着させて急冷
し、厚さ１５０μｍの未延伸シートを得た。得られた未
延伸シートを４０℃に温調した温水槽に送り５分間の調
湿処理を施した。この時、冷却ドラムに続く次のガイド
ロールの回転速度を２０ｍ／分の条件とした。せん断シ
ワが現れることもなく、外観の良好な未延伸シートを安
定して製膜できた。次に、得られた未延伸シートを６０
℃に温調した温水槽に送り、３分間の調湿処理を施した
後、未延伸シートの端部をフラット式同時二軸延伸機の
クリップで把持し、温度１９５℃で、延伸倍率として縦
３．０倍、横３．３倍で同時二軸延伸した後、横方向の
弛緩率を５％として、２００℃で３秒間熱処理を施し、
厚さ１５μｍの二軸延伸フィルムを製造した。４８時間
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。次に、冷却ドラム回転速度を２５ｍ／
分、冷却ドラムの次のガイドロールの回転速度を２５ｍ
／分として厚さ１５０μｍの未延伸シートを製膜したと
ころ、未延伸シート端部にせん断シワが現れたため、ガ
イドロールの回転速度を冷却ドラム回転速度に対して
０．２％落としたところ（回転速度２４．９５ｍ／
分）、せん断シワは消え、安定して二軸延伸フィルムを
生産することができた。

【００１９】実施例２冷却ドラム回転速度を３０ｍ／分に増速し、ガイドロー
ルの回転速度を２９．８５ｍ／分として厚さ１５０μｍ
の未延伸シートを製膜したところ、未延伸シート端部に
せん断シワが現れたため、ガイドロールの回転速度を２
９．７０ｍ／分（冷却ドラム回転速度に対して１．０％
遅い）としたところ、せん断シワは消え安定生産でき
た。

【００２０】実施例３冷却ドラム回転速度を３５ｍ／分に増速し、ガイドロー
ルの回転速度を３４．６５ｍ／分として厚さ１５０μｍ
の未延伸シートを製膜したところ、未延伸シート端部に
せん断シワが現れたため、ガイドロールの回転速度を３
４．４８ｍ／分（冷却ドラム回転速度に対して１．５％
遅い）とした。この場合、冷却ドラムの駆動側のせん断
シワは消えたが、反対側（従動側）の未延伸シートの剥
離が早すぎて横段シワが生じた。そこで、従動側の冷却
ドラムとガイドロールの軸間水平距離を２０ｍｍ近づけ
たところ、従動側の未延伸シートの剥離を遅らせること
ができ、横段シワは消えて安定生産できた。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、冷却ドラムによる冷却
を均一かつ十分に行うことにより、延伸時にフィルムが
切断することなく、しかもシワ発生がない二軸延伸フィ
ルムを操業性よく生産する方法が提供され、フィルムの
高速生産が可能とり、その利用価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における二軸延伸フィルムの製膜方法を
示す側面図である。

【符号の説明】

１Ｔダイ２未延伸シート３冷却ドラム４ガイドロール５調湿工程６延伸工程７製品ロール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂をＴダイより溶融押出して
得られた未延伸シートを回転する冷却ドラムに密着させ
て急冷し、未延伸シートの両端部をクリップで把持し
て、縦および横方向に二軸延伸して二軸延伸フィルムを
製造する方法において、冷却ドラムに続く次のガイドロ
ール４の回転速度を調整できる機構を設けること特徴と
する二軸延伸フィルムの製造方法。
【請求項２】冷却ドラムとガイドロールの間隔を幅方
向に任意に調整できる機構を設ける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。
【請求項３】熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂である請
求項１又は２記載の二軸延伸フィルムの製造方法。
【請求項４】二軸延伸方法が同時二軸延伸法である請
求項１〜３のいずれかに記載の二軸延伸フィルムの製造
方法。