JP2002178398A - 延伸フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、フィルム幅方向に沿って、物性差が
殆どない、均一性に優れたフィルムの製造方法を提供せ
んとするものである。 【解決手段】本発明の延伸フィルムの製造方法は、少な
くとも一方向に延伸されたフィルムをガラス転移温度以
上で熱固定する延伸フィルムの製造方法において、該延
伸されたフィルムを（常温〜融点−３０℃）の温度の前
処理ゾーンに導き、その後、後続する熱固定ゾーンに導
いて熱固定を行う延伸フィルムの製造方法であって、該
前処理ゾーンの長手方向の長さを幅方向において、中央
部から端部に向かって短くすることを特徴とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルムの幅方向
に沿って物性が均一である延伸フィルムの製造方法に関
するものであり、更に詳しくはフィルム幅方向で物性差
がほとんどない、均一性に優れたフィルムの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より延伸フィルムは、工業用途に供
せられているが、なかでも偏光板のセパレータなどの光
学用途、磁気記録、写真、製図、包装、コンデンサー等
の広い用途でフィルムの幅方向で光学的特性、機械的特
性、湿度膨張率、熱膨張率、熱収縮率などが均一である
ことが要求されている。

【０００３】しかし、従来技術では通常の二軸延伸法、
すなわち縦延伸に続いてテンターにより横延伸を施す方
法や長手方向、横方向のどちらか一方向に一軸延伸する
方法において製品フィルムの幅方向の物性を均一にする
ことは極めて困難であった。

【０００４】この理由は次の通りである。テンター内に
おいてフィルムの両側端は把持手段により把持されてい
るので、横延伸に伴う縦方向の収縮応力は把持手段によ
って拘束されている。これに対し、フィルム中央部分は
把持手段による拘束力が比較的弱いので、上記収縮応力
によって中央部分が移動する傾向がある。もし、横延伸
以前にフィルム面上に横方向に直線を描いたとすれば、
この直線はフィルム進行方向に向かって凹形の曲線に変
形する。この現象はボーイングと称されるものである。
このボーイングの現象がフィルムの幅方向の物性、特に
配向角分布などの光学的特性、機械的特性、湿度膨張
率、熱膨張率、熱収縮率を不均一にする原因となってい
る。

【０００５】このような幅方向の物性差を解消するため
に幾つかの提案がなされている。例えば一軸延伸したフ
ィルムをテンターで横延伸し、いったんクリップ把持を
解放し、更に再度クリップでフィルムを把持し、１２０
〜２４０℃の温度領域において昇温させながら熱固定す
る方法（例えば、特開昭５７−８７３３１号公報）、未
延伸フィルムを延伸温度以上で予熱した後、縦横方向に
同時二軸延伸し、次いで等温ずつ多段階に分割昇温させ
て再熱処理する方法（例えば、特開昭５４−１３７０７
６号公報）、横延伸直後にフィルム温度をいったんガラ
ス転移温度以下まで下げて剛性を増し、熱処理室側のフ
ィルムが延伸室に引き込まれるのを防止する方法（例え
ば、特開平３−１３０２７号公報、特開平３−２１６３
２６号公報）、冷却工程を入れる代わりに、横延伸と熱
処理間にニップロールを設けて、中央部を強制的に進行
させる方法（例えば、特公昭６３−２４４５９号公
報）、また、フィルムを二軸延伸後、フィルムの中央部
より端部の温度が高くなるように加熱する方法（例え
ば、特開昭６１−２３３５２３号公報、特開昭６２−１
８３３２７号公報、特開昭６２−１８３３２８号公報）
などが提案されている。しかしながら、このような方法
ではボーイング現象を多少制御することはできても、光
学的特性、熱寸法安定性、機械的特性、平面性などを損
なわずにフィルム幅方向における諸物性を均一化するに
は不十分であったり、装置が大型化するといった問題が
生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の背景に鑑み、フィルム幅方向に沿って、物性差が
殆どない、均一性に優れたフィルムの製造方法を提供せ
んとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の延伸フィルムの製造方法は、少
なくとも一方向に延伸されたフィルムをガラス転移温度
以上で熱固定する延伸フィルムの製造方法において、該
延伸されたフィルムを（常温〜融点−３０℃）の温度の
前処理ゾーンに導き、その後、後続する熱固定ゾーンに
導いて熱固定を行う延伸フィルムの製造方法であって、
該前処理ゾーンの長手方向の長さを幅方向において、中
央部から端部に向かって短くすることを特徴とするもの
である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、上記課題、つまりフィ
ルム幅方向に沿って、物性差が殆どない、均一性に優れ
たフィルムについて、鋭意検討し、ボーイングの発生過
程を解明し、このボーイングを抑制する手段として、少
なくとも一方向に延伸されたフィルムを常温〜融点−３
０℃の温度の前処理ゾーンに導き、その後熱固定する際
に、該前処理ゾーンの長手方向の長さを、該前処理ゾー
ンの中央部から端部に向かって短くしてみたところ、意
外にも、かかる課題を一挙に解決することを究明したも
のである。

【０００９】本発明の延伸フィルムとは、少なくとも一
方向に延伸されたフィルムである。延伸方向は、特に限
定されないが、長手方向または横方向に一軸延伸された
フィルムや長手方向、横方向に二軸延伸されたフィルム
などが挙げられる。

【００１０】本発明の延伸フィルムは、結晶性を有する
樹脂組成物からなることが好ましい。結晶性を有する樹
脂組成物としては、例えば、熱可塑性樹脂が好ましい。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタ
レートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステ
ル、ナイロン６やナイロン６６などのポリアミド、ポリ
プロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリ
フェニレンサルファイド等を用いることができる。上記
熱可塑性樹脂は単体であっても混合物、共重合物であっ
てもよい。またこれらには少量の無機添加物や有機添加
物を含んでいてもよい。

【００１１】本発明の延伸フィルムの延伸方法は、特に
限定されないが、上記樹脂組成物をその融点以上に加熱
溶融し、スリットダイを含む押出手段から冷却ドラム表
面にフィルム状に押出して実質的に無配向な未延伸フィ
ルムを得た後に、該未延伸フィルムを樹脂組成物のガラ
ス転移温度以上で長手方向または横方向の一方向に延伸
する方法、長手方向に延伸した後、横方向に延伸する方
法、横方向に延伸した後、縦方向に延伸する方法、ある
いは、長手方向、横方向に同時に延伸する方法、また、
長手方向の延伸、幅方向の延伸を複数回数組み合わせて
行ってもよい。

【００１２】本発明の製造方法においては、フィルム幅
方向で物性差がほとんどない、均一性に優れた延伸フィ
ルムを得るために、上記方法により延伸された延伸フィ
ルムをゾーン長手方向の長さがゾーン中央部から端部に
向かって短く、かつ常温〜融点−３０℃、好ましくは常
温〜融点−５０℃の温度の前処理ゾーンに導き、その後
後続する熱固定ゾーンに導いて熱固定することが肝要で
ある。熱固定温度は、ガラス転移温度以上、好ましくは
ガラス転移温度＋２０℃以上である。熱固定温度の上限
は、融点−１０℃、好ましくは融点−２０℃である。

【００１３】本発明の前処理ゾーン長手方向でゾーン中
央部とゾーンの最も端部の長さの差は、フィルム中央部
がこのゾーンに滞留する時間とフィルムの最も端部がこ
のゾーンに滞留する時間の差で示して１／１０００秒以
上とすることが好ましい。

【００１４】また、この時フィルムが該前処理ゾーンか
らフィルム中央部が脱出するのを、フィルム端部が該前
処理ゾーンを脱出するより１／１０００秒以上遅らせる
ことが好ましい。さらにまた、該前処理ゾーンにフィル
ム中央部が進入するのを、フィルム端部が該前処理ゾー
ンに進入するのと同時にするか、遅らせることが好まし
い。

【００１５】前処理ゾーン長手方向の長さがゾーン中央
部から端部に向かって短くなっているゾーンの形状は、
特に限定されないが、図１に示す形状のゾーンであるの
が好ましい。また、このゾーンの最も短い部分は、フィ
ルムの走行速度または厚さによって異なるが、該フィル
ムに対し十分な加熱時間をとるためフィルムの滞留時間
を０．１秒以上とすることが好ましい。

【００１６】ここで、図１に基づいて更に詳しく説明を
すると、図１は、本発明の延伸後の前処理ゾーンの長手
方向の長さが、該前処理ゾーン中央部から端部に向かっ
て短くなっているゾーン形状を示した概略平面図であ
り、テンター方式の横延伸・熱固定装置に使用したとき
の該前処理ゾーンの長手方向の長さが、該ゾーン中央部
から端部に向かって短くなっている前処理ゾーンを示し
たものである。未延伸のフィルムまたは長手方向に延伸
されたフィルムは、この装置に導かれ、フィルム進行方
向１に沿って、予熱ゾーン２、延伸ゾーン３を一定速度
で走行し、続いて前処理ゾーン４を走行し、熱固定ゾー
ン５に導かれて熱固定される。

【００１７】この時の該前処理ゾーンの最後尾部分の形
状は、進行方向に向かって上図では扇形であり、下図で
は三角形、台形である。この時、該前処理ゾーンの最長
部Ｌ１と最短部２の関係と熱固定ゾーンの最大幅Ｗ１と
熱固定ゾーンの初期入り口部分の形状が台形の場合の上
底に当たる部分Ｗ２の関係が次式を満足していることが
好ましい。

【００１８】Ｌ２＜Ｌ１ ０≦Ｗ２／Ｗ１＜１．０ また、該前処理ゾーンは、フィルム幅方向において均一
な物性のフィルムを得るため、フィルム長手方向に対し
てフィルム中央を境に左右対称の形状になっているのが
好ましい。

【００１９】次に、図２は、本発明の該前処理ゾーンの
長手方向の長さが、該ゾーン中央部から端部に向かって
短くなっている該前処理ゾーンの形状例を示したもので
あり、実施例１で採用した態様例をモデル的に示した概
略平面図である。

【００２０】また、図３は、本発明の該前処理ゾーンの
長手方向の長さが、該ゾーンの中央部から端部に向かっ
て短くなっている該前処理ゾーンの形状例を示したもの
であり、実施例２で採用した態様例をモデル的に示した
概略平面図である。

【００２１】また、図４は、本発明の該前処理ゾーンの
長手方向の長さがゾーン中央部から端部に向かって短く
なっているゾーンの形状例を示したものであり、実施例
３で採用した態様例をモデル的に示した概略平面図であ
る。

【００２２】また、図５は、本発明の該前処理ゾーン
を、２個のステンターを用いて横延伸・熱処理を別々に
行う場合の第２ステンターによる熱固定において、該熱
固定ゾーンの初期ゾーンに設けた例であり、該初期ゾー
ンとして、該ゾーンの長手方向の長さが、該ゾーン中央
部から端部に向かって短くなっているゾーンの形状例を
示したものであり、実施例４で採用した態様例をモデル
的に示した概略平面図である。

【００２３】最後に、図６は、従来の熱固定装置の例を
示したものであり、比較例１、２で採用した態様例をモ
デル的に示した概略平面図である。

【００２４】＜特性の測定方法＞ （１）ガラス転移点（Ｔｇ）、融点（Ｔｍ）：セイコー
電子（株）製示差走査熱量計ＲＤＣ２２０型を用いて、
樹脂組成物試料５ｍｇを採取し、室温より昇温速度２０
℃／分で昇温したときの吸熱ピークの温度より融点（Ｔ
ｍ）を求めた。また、ガラス転移温度（Ｔｇ）はフィル
ム試料を２８０℃まで昇温し、２８０℃で５分間保持し
た後、液体窒素で急冷し、再度室温より昇温速度２０℃
／分で昇温して測定した。 （２）ボーイング量（ｍｍ）：熱固定前の延伸フィルム
の幅方向の全幅にわたりマジック等で直線を描いておい
て、熱固定を行う。熱固定後のフィルムを取り出し、ボ
ーイングにより変形した直線の絃と弧の最大距離（ｍ
ｍ）を測定した。 （３）フィルム幅方向、配向角分布：自動屈折率測定装
置（王子計測機器株式会社製ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ）
を使用して測定した。測定はフィルムの中央とフィルム
最端部から２００ｍｍの位置で行った。測定温度は、２
５℃で行った。フィルムの横方向を０°とした。

【００２５】

【実施例】実施例１、２、３ ポリエチレンテレフタレート樹脂を溶融してＴダイより
押出し、急冷ドラム表面でフィルム状に成形して冷却し
た後、９０℃に加熱されたロール式縦延伸機で縦方向に
３．１倍延伸し、更に、９５℃でフィルムの両端をステ
ンタークリップで把持し、横方向に３．９倍延伸して３
８μｍの二軸延伸フィルムとする。そのままの状態で両
側端を把持したまま表１に示した温度のゾーン長手方向
の長さがゾーン中央部から端部に向かって短くなってい
るゾーン（図２、３、４）を通過させた後に２２０℃に
保持された長さ４ｍの熱固定ゾーンを１０ｍ／分の速度
で通過させた後、室温まで冷却して巻き取った。それぞ
れを順に実施例１、同２、同３とした。

【００２６】こうして得られたフィルムは、いずれもフ
ィルム幅が８００ｍｍであり、表１に示すようにボーイ
ング量も小さくフィルム幅方向に沿って物性が均一であ
った。 実施例４ ポリエチレンテレフタレート樹脂を溶融してＴダイより
押出し、急冷ドラム表面でフィルム状に成形して冷却し
た後、９０℃に加熱されたロール式縦延伸機で縦方向に
３．０倍延伸し、更に、９５℃でフィルムの両端をステ
ンタークリップで把持し、横方向に３．８倍延伸して３
８μｍの二軸延伸フィルムとする。そのままの状態で両
側端を把持したまま１２０℃に保持された長さ４ｍの熱
固定ゾーンを１０ｍ／分の速度で通過させ、第１ステン
ターでの低温熱固定を終了する。次に、フィルムの両端
部のクリップ把持を開放し、室温において、フィルムの
両側を開放した状態でロール群を等速で通過させ、更
に、再度フィルム両端部を把持し、第２ステンターに導
く。第２ステンターは４ゾーンに分割されたもので、初
期ゾーンに５０℃のゾーン長手方向の長さがゾーン中央
部から端部に向かって短くなっているゾーン（図５）を
設け、この後の熱固定ゾーンは、設定温度が順次高くな
るように選定されている。すなわち、１８０℃に保持し
た１．５ｍのゾーン、２００℃に保持された１．５ｍの
ゾーン、更に２２０℃に保持された１．５ｍのゾーンよ
り構成されており、この第２ステンターで熱固定を行っ
た後、室温まで冷却して巻き取った。

【００２７】こうして得られたフィルムは、フィルム幅
が８００ｍｍであり、表１に示すようにボーイング量も
小さくフィルム幅方向に沿って物性が均一であった。 比較例１ 実施例１において図６に示すように通常の熱固定装置を
使用して熱固定を行い巻き取った。

【００２８】こうして得られたフィルムは、いずれもフ
ィルム幅が８００ｍｍであり、表１に示すようにボーイ
ング量も大きくフィルム幅方向に沿って物性が不均一な
ものであった。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明の延伸フィルムの製造方法によれ
ば、フィルム幅方向に沿って物性差がほとんどない、均
一性に優れたフィルムを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この図は、本発明の前処理ゾーンとしての一例
を模式的に示す概略平面図である。

【図２】この図は、本発明の前処理ゾーンの他の形状例
を示した概略平面図である。

【図３】この図は、本発明の前処理ゾーンの他の形状例
をモデル的に示した概略平面図である。

【図４】この図は、本発明の前処理ゾーンの他の形状例
をモデル的に示した概略平面図である。

【図５】この図は、本発明の前処理ゾーンの他の形状例
をモデル的に示した概略平面図である。

【図６】この図は、従来の熱固定装置の例をモデル的に
示した概略平面図である。

【符号の説明】

１・・・フィルム進行方向 ２・・・予熱ゾーン ３・・・延伸ゾーン ４・・・前処理ゾーン ５・・・熱処理ゾーン ６〜８・・・細分化された熱処理ゾーンの１ゾーン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一方向に延伸されたフィルムを
   ガラス転移温度以上で熱固定する延伸フィルムの製造方
   法において、該延伸されたフィルムを（常温〜融点−３
   ０℃）の温度の前処理ゾーンに導き、その後、後続する
   熱固定ゾーンに導いて熱固定を行う延伸フィルムの製造
   方法であって、該前処理ゾーンの長手方向の長さを幅方
   向において、中央部から端部に向かって短くすることを
   特徴とする延伸フィルムの製造方法。
2. 【請求項２】該前処理ゾーンの長手方向で、前処理ゾー
   ン中央部と前処理ゾーンの最も端部の長さの差が、フィ
   ルム中央部が該ゾーンに滞留する時間とフィルムの最も
   端部が該ゾーンに滞留する時間の差で示して１／１００
   ０秒以上とすることを特徴とする請求項１に記載の延伸
   フィルムの製造方法。