JP3503708B2 - Method for producing polyamide film - Google Patents
Method for producing polyamide filmInfo
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- JP3503708B2 JP3503708B2 JP25448193A JP25448193A JP3503708B2 JP 3503708 B2 JP3503708 B2 JP 3503708B2 JP 25448193 A JP25448193 A JP 25448193A JP 25448193 A JP25448193 A JP 25448193A JP 3503708 B2 JP3503708 B2 JP 3503708B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリアミドフィルムの均
一な製造方法に係わる。さらに詳しくは、テンターによ
って横延伸、熱固定される際に生じるボーイング現象を
抑制し、横方向に均一な物理的、化学的及び物理化学的
性質を有し、表面が平滑なポリアミドフィルムの製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリアミドフィルム、特に二軸配向され
たポリアミドフィルムは、包装及びその他の用途に供せ
られており、フィルムの横方向のどの部分でも同じ物性
値であることが望ましい。しかし、従来の製造方法では
製品フィルムの横方向の物性を均一にすることは極めて
困難であった。 この理由は、テンター内においてフィ
ルムの両端はクリップに把持されていて、延伸工程によ
って生じる縦方向の延伸応力や、熱固定工程によって発
生する収縮応力は、把持手段であるクリップによって拘
束されているに対し、フィルムの中央部は把持手段の影
響が低く拘束力が弱くなり、上記の応力の影響によって
クリップで把持されている端部に対してフィルムの中央
部分は遅れが生じることがわかっている。そして、横延
伸と熱固定を連続に同一のテンターで行う場合におい
て、テンターに入る前のフィルムの面上に横方向に沿っ
て直線を描いておくと、この直線はテンター内で変形し
てフィルムの進行方向に対して延伸工程の始めの領域で
凸型に変形し、延伸工程の終わり直前の領域で直線に戻
り、延伸工程終了後には凹型に変形する。さらに熱固定
工程の領域の始めで凹形の変形は最大値に達し、このま
ま曲線は変化しないでその後のテンターを通過し、テン
ターを出たフィルムには凹形の変形が残る。
【0003】この現象はボーイング現象と称されている
ものであるが、このボーイング現象はフィルムの横方向
の物性値を不均一にする原因になっている。ボーイング
現象によって、フィルムの側端部分ではボーイング線に
対してさらに縦方向に傾斜した配向主軸が生じて、横方
向で配向主軸の角度が異なる傾向がある。この結果、例
えば熱収縮率、熱膨張率、湿潤膨張率等の縦方向から±
45°方向の物性値の差がフィルムの横方向で異なって
くる。このボーイング現象によって、包装用途の一例と
して、印刷ラミネート加工、製袋工程等において印刷ピ
ッチずれ、斑の発生、カーリング、蛇行などのトラブル
の原因になっている。
【0004】さらに詳しく述べると、横延伸と熱固定間
に冷却工程を設ける従来技術としては、特公昭35−1
1774号公報には横延伸と熱固定工程の間に20℃〜
150℃の弛緩工程を介在させ、実質冷却工程を設けた
製造方法が提案されている。しかし、この冷却工程の長
さについては全く記載されていないばかりか、ボーイン
グ現象の減少の効果も全く不明である。 さらに、ボー
イング現象を減少ないし解消する技術として、特開昭5
0−73978号公報には延伸工程と熱固定工程との間
にニップロール群を設置するフィルムの製造方法が提案
されている。しかし、この技術ではニップロールを設置
する中間帯の温度がガラス転移点以上で、ニップ点での
フィルムの剛性が低いため改良効果が少ない。また、特
公昭63−24459号公報には横延伸完了後のフィル
ムの両端部を把持しながら中央付近の狭い範囲のみをニ
ップロールによって強制的な前進をもたらす工程が提案
されている。しかし、この技術ではニップロールをテン
ター内の高温領域に設置する必要があり、ロール及びそ
の周辺装置を冷却する必要があり、またフィルムが高温
であるためロールによる傷が発生するおそれがあり、実
用面で制約される。
【0005】また、特公昭62−43856号公報に
は、横延伸直後のフィルムをガラス転移点以下に冷却し
た後、多段に熱固定を行ない熱固定と同時に横方向に伸
張する技術が提案されている。しかし、この技術では冷
却工程でボーイング現象の減少が少ないためか、又は熱
固定でボーイング現象が再発生しやすいためか冷却工程
に加えて多段に熱固定する工程と再延伸との複雑な工程
となっている。そのためテンター内の雰囲気温度やフィ
ルム温度を長時間にわたり安定して制御することが困難
ではないかと懸念される。また、本提案も特公昭35−
11774号公報と同様に冷却工程の長さなどは記載さ
れていない。さらに、特開昭62−183327号公報
には縦延伸後、テンターで横延伸、熱固定する際に、横
延伸工程と熱固定工程との間に側端部分のみをガラス転
移点以上熱固定温度以下の温度の予熱工程を設置する技
術が提案されている。しかし、この技術では、予熱工程
の温度を横方向に温度勾配を持たせながら制御しなけれ
ばならないため、フィルム温度を長時間にわたり制御す
ることが困難ではないかと懸念される。なお、本提案の
実施例ではこの予熱工程の長さがフィルム幅の半分と短
いことからボーイング現象の減少の効果が少ないと推測
される。
【0006】また、特開平1−165423号公報には
横延伸後のフィルムを横延伸温度以下に冷却した後、多
段に昇温しながら横方向に再度伸張する技術が提案され
ている。しかし、この技術では、特公昭62−4385
6号公報の場合と同様に冷却工程でのボーイング現象の
減少の効果が少ないためか、また、熱固定工程でボーイ
ングが発生しやすいためか、冷却工程に加えて多段に熱
固定する工程と再延伸する工程との複雑な工程となって
いる。そのためテンター内の雰囲気温度やフィルム温度
を長時間にわたり安定して制御することが困難ではない
かと懸念される。なお、本提案では、冷却工程の長さが
フィルム幅の1/2以上が好ましいとの記載があるが、
この根拠が定かでない。また、冷却温度がガラス転移点
以上延伸温度以下が好ましいとの記載がある。しかし、
この程度の冷却工程の長さや冷却工程の温度がガラス転
移点以上では、ボーイング現象の減少の効果が少ないこ
とが危惧され、上記のような複雑な工程を採用せざるを
得なかったと推測される。さらに、特公昭39−292
14号公報には延伸工程後2個のニップロール群を設置
した縦方向への多段熱固定を行う製造方法が提案されて
いる。また、特公昭44−7159号公報には、上記特
公昭39−29214号公報に加え熱固定後弛緩させる
熱処理方法が提案されている。しかし、これらの技術で
は共に縦方向のみの熱処理方法が記載されており、横方
向への熱処理については提案されていない。また、特公
平1−25694号公報、特公平1−25696号公報
には、フィルムの走行方向を逆転させて横延伸、熱固定
をする技術が提案されている。しかし、この技術ではフ
ィルムの走行方向を逆転させるのにフィルムを一旦巻き
取る必要があり、オフラインでの製造方法であるため生
産性の面で制約を受けるなどの問題点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】かかる課題に対し、ボ
ーイング現象を減少せしめて物性の均一なポリアミドフ
ィルムを得ることができる効果的な横延伸及び熱固定に
かかわる製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、テンター
内におけるボーイング線の変化を観察し、種々の研究か
らボーイング現象の発生過程を解明し、このボーイング
現象を減少する手段を検討して本発明に到達した。本発
明は、少なくとも横方向に延伸されたポリアミドフィル
ムをテンターにより融点以下の温度で10%以下の範囲
の弛緩又は延伸を行いながら第1段の熱固定を行い、次
いで多段ロールにより延伸温度以上、融点以下の温度
で、かつ後段ロールの温度が前段より高温とし、最高温
度で10%以下の範囲の弛緩又は延伸を行いながら第2
段の熱固定を行う方法であって、第1段の熱固定前に行
う横延伸後に、数1式を満足する冷却工程を設けてガラ
ス転移点以下に冷却する事を特徴とするポリアミドフィ
ルムの製造方法である。数1における冷却工程の長さL
は、実質的に冷却工程の前工程の温度以下になる箇所か
ら該冷却工程の温度より実質的に高い次工程の温度まで
の最も長い箇所までの長さを意味し、フィルム幅Wは、
テンター出口でのテンターのクリップ間距離を意味する
ものとする。また、横方向とはフィルムの走行方向に対
して直角方向、縦方向とは走行方向を意味する。
【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
は、ポリアミド樹脂をその融点以上の温度に加熱・溶融
し、スリットダイを含む押出し手段から冷却ドラム表面
へフィルム状に押出し、縦方向にロール速度が異なるロ
ール群により縦方向に延伸し、テンターで横方向に延伸
し、要すれば熱固定され、フィルムワインダー等によっ
て巻き取られることは公知である。本発明では、製膜・
延伸条件として、このような樹脂の溶融・押出し条件、
キャスティング条件、縦方向延伸条件、横方向延伸条
件、熱固定条件、巻き条件等を適宣選択できる。また本
発明では、横延伸、冷却、熱固定工程が連接している場
合や、上記工程間に縦方向あるいは横方向あるいは縦横
両方向の再延伸及び弛緩及び定長工程が含まれる場合は
当然含まれる。さらに、縦延伸後横延伸する製造方法以
外の延伸方式も本発明に含まれる。例えば、縦横延伸後
に再縦延伸する延伸方式、縦多段延伸を含む延伸方式、
横延伸後のフィルムの両端をトリミングして縦延伸する
延伸方式などその要旨を越えない限り上記に限定される
ものではない。
【0010】本発明に適用されるポリアミド樹脂として
は、ナイロン−4、ナイロン−6、ナイロン−9、ナイ
ロン−11、ナイロン−6・6、ナイロン−6・10、
ナイロン−10・10等の脂肪族ポリアミド樹脂、及び
ポリヘキサメチリレンアジパミド等の芳香族ポリアミド
樹脂、イソフタル酸とヘキサメチレンジアミンからなる
半芳香族アモルファスナイロン等、その他多くの単体、
共重合体、混合体、複合体等が挙げられる。
【0011】本発明はポリアミドフィルムを横延伸、熱
固定処理する際に、熱固定工程前のフィルムをガラス転
移点以下に冷却し、横延伸工程によって発生するボーイ
ング現象を減少するものであり、この冷却温度は低いほ
どボーイング現象の減少の効果が向上する。冷却工程の
長さLとフィルム幅Wとの比L/Wの値が大きいほどボ
ーイング現象の減少の効果が向上し、冷却工程の長さL
とフィルム幅Wとの比をL/W≧2.0で冷却工程の長
さLを選択することが好ましい。さらに好ましくは、L
/W≧3.0である。
【0012】また、冷却工程の長さLとフィルム幅Wと
の比L/Wの値はテンター速度に本質的には依存しない
が、テンターの速度が増加すると、フィルムの温度が実
質的に効果のある冷却温度に到達するまでに時間がかか
り、本発明の主旨である冷却工程の長さLとフィルム幅
Wとの比L/Wの値は実質的に小さくなる。そこで、テ
ンター速度を増加する場合には、冷却工程の長さLとフ
ィルム幅Wとの比L/Wの値を大きくするほど効果が向
上する。例えば、テンター速度を2倍にした場合には、
冷却工程の長さLとフィルム幅Wとの比L/Wの値は増
速前の値の1.5倍以上を選択することが好ましい。
【0013】また、横延伸工程と熱固定工程を行なうテ
ンターを切り放す場合には、大気中でフィルムを走行さ
せるためフィルムはガラス転移点以下に冷却され、冷却
工程の長さLとフィルム幅Wとの比L/W≧1.0を満
足さえすれば横延伸工程と熱固定工程を別のテンターで
行なうことも本発明に含まれる。
【0014】さらに、この冷却工程及び熱固定工程終了
後の冷却工程においては、フィルムを速度制御可能なニ
ップロール群に通すことが好ましく、その効果は著しく
向上する。このニップロールの材質は、金属鏡面とゴム
弾性体との組合せで、ニップロールはテンターのクリッ
プとの相対的な速度でフィルムを緊張させることから速
度制御が容易であることが条件である。またニップロー
ルは単独でもあるいは両方相互に制御可能であることが
好ましい。
【0015】また、熱固定においては、弛緩あるいは延
伸を行なわない場合も本発明に含まれる。また、第1段
の熱固定においては、延伸温度以上(Tm−20)℃未
満で行うことが好ましく、さらに好ましくは(Tg+8
0)℃以上(Tm−20)℃未満の温度である。さら
に、第2段の熱固定においては(Tm−40)℃以上
(Tm−20)℃未満の温度で行うのが好ましく、例え
ば、(Tm−20)℃以上の温度で行うとロール上でス
ティック等が発生し製膜が困難になる。なお、上記にお
いてTgはポリアミドフィルムのガラス転移点、Tmは
該フィルムの融点を意味する。
【0016】本発明では、第2段目の熱固定をロールに
よる方法で行うことによって、第1段の熱固定での熱固
定不足を補うと共に、縦横両方向に弛緩あるいは延伸を
行うことができるため均一な物性を有し、かつ十分な結
晶化を施すことができ、第1段の熱固定での熱収縮応力
を抑制することによって、ボーイング現象を減少させ幅
方向に均一な物性を有したフィルムを得ることができ
る。また、第2段の熱固定において、各段ロールの温度
を前段ロールより高温にすることにより、各ロール上に
スティック等を発生させる事なく、平滑なフィルム表面
を保ちながら、十分な結晶化を施すことが出来、さらに
最高温度で10%以下の弛緩または延伸を行うことによ
り寸法安定性に優れ、高温での熱収縮率の低いフィルム
を得ることができる。
【0017】本発明において良好な効果が得られる理由
については、ボーイング現象を減少するのに必要な冷却
工程の長さの決定において、誰もがなしえなかった有限
要素法を適用しうる数式モデルを設定し数値解析によっ
て延伸応力の伝播を推定可能ならしめ、その結果、冷却
工程の長さLとフィルム幅Wとの比L/W=1.0で応
力伝播は約1/2になり、L/W=2.0で応力伝播は
約1/10になり、L/W=3.0でほとんどゼロにな
ることを計算値より求め、実機で裏付けし、いかなる場
合も適用可能なことを見いだせたためである。
【0018】次に実施例を示す。
(実施例)図1は本発明において使用される装置の一例
を示したものである。Tダイ1より押出されたポリアミ
ド樹脂はチルロール2によって急冷されフィルム状に成
形される。そのフィルムはロール延伸機3及び3’によ
って縦方向に延伸され、ついでテンター4のクリップ5
(図示せず)によってその両端を把持されつつ、予熱工
程6を通って横延伸工程7に入り横延伸される。さらに
フィルムは冷却工程8に入り、熱固定工程9及び10を
通り、第1段の熱固定された後クリップ5から外されて
テンターから出て、ロール熱固定機11によって第2段
の熱固定された後巻取り機12によって巻取られる。本
発明において、ボーイング歪は、テンターにはいる前の
フィルムの表面に直線を描き、最終的に得られたフィル
ム上で第2図に示すような弓状に変形しており、この弓
形の状況を、
【0019】
【数2】
ここで、B=ボーイング歪(%)
W=フィルム幅(mm)
b=ボーイング線の最大凹量(mm)
によって算出した。以下、いくつかの例を挙げて説明す
る。
【0020】実施例1
ナイロン−6樹脂を溶融してTダイより押出し、チルロ
ール上でフィルム状に成形したのちロール延伸機によっ
て縦方向に3.4倍延伸し、その後テンターによって横
方向に3.9倍延伸し、二段熱固定した二軸配向ナイロ
ン−6フィルムとした。テンター内における温度は、予
熱温度を60℃、延伸温度を105℃、その後の冷却温
度を40℃、第1熱固定温度を190℃とし、3つの多
段ロールによる第2熱固定温度は、前段加熱ロール温度
(=T1)を180℃、中段加熱ロール温度(=T2)
を185℃、後段加熱ロール温度(=T3)を190℃
とした。その後、通常のようにしてフィルムを巻き取っ
た。なお、冷却工程の長さLとフィルム幅Wとの比L/
W=1.0とした。
【0021】実施例2
実施例1において、第2段の熱固定の際に後段ロール後
に縦方向に3.8%の弛緩をする以外は実施例1と同様
にして二軸配向ナイロン−6フィルムを得た。
【0022】実施例3
実施例1において、冷却工程の長さLとフィルム幅Wと
の比L/W=2.0とする以外は実施例1と同様にして
二軸配向ナイロン−6フィルムを得た。
【0023】実施例4
実施例1において、冷却工程の長さLとフィルム幅Wと
の比L/W=3.0とする以外は実施例1と同様にして
二軸配向ナイロン−6フィルムを得た。
【0024】比較例1
実施例1において、冷却工程を行わない以外はすべて実
施例1と同様にして二軸配向ナイロン−6フィルムを得
た。
【0025】比較例2
実施例1において、第2段の熱固定の際に、3つの加熱
ロール温度をそれぞれ190℃とする以外はすべて実施
例1と同様にして二軸配向ナイロン−6フィルムを得
た。
【0026】比較例3
実施例1において、第2段の熱固定を行わない以外はす
べて実施例1と同様にして二軸配向ナイロン−6フィル
ムを得た。
【0027】比較例4
実施例1において、冷却工程と第2段の熱固定を行わな
い以外はすべて実施例1と同様にして二軸配向ナイロン
−6フィルムを得た。実施例と比較例における製膜条件
とボーイング歪を表1に示す。
【0028】
【発明の効果】比較例(冷却を行なわないか、あるいは
後段ロール温度が前段より高温な多段ロールによる第2
段の熱固定を行わない場合)は著しいボーイング歪が発
生するが、本発明の実施例ではポリアミドフィルムを横
延伸、熱固定する工程において発生するボーイング現象
を抑制し、フィルムの横方向に均一な物性を有し、表面
が平滑なポリアミドフィルムを製造できることがわか
る。
【0029】
【表1】
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for uniformly producing a polyamide film. More specifically, a method for producing a polyamide film which suppresses a bowing phenomenon which occurs when the film is transversely stretched and heat-set by a tenter, has uniform physical, chemical and physicochemical properties in the transverse direction, and has a smooth surface. About. [0002] Polyamide films, especially biaxially oriented polyamide films, have been used for packaging and other uses, and it is desirable that the same physical property value be obtained in any portion of the film in the lateral direction. However, it has been extremely difficult to make the physical properties of the product film uniform in the lateral direction by the conventional manufacturing method. The reason is that both ends of the film are gripped by the clips in the tenter, and the longitudinal stretching stress generated by the stretching process and the shrinkage stress generated by the heat fixing process are restrained by the clips serving as the gripping means. On the other hand, it is known that the central portion of the film is less affected by the gripping means and the binding force is weakened, and the central portion of the film is delayed with respect to the edge gripped by the clip due to the above-mentioned stress. And when performing horizontal stretching and heat setting continuously with the same tenter, if a straight line is drawn along the horizontal direction on the surface of the film before entering the tenter, this straight line will be deformed in the tenter and the film will be deformed. With respect to the traveling direction of the stretching process, the film is deformed into a convex shape in a region at the beginning of the stretching process, returns straight in a region immediately before the end of the stretching process, and is deformed into a concave shape after the stretching process. Furthermore, at the beginning of the heat setting zone, the concave deformation reaches a maximum value, the curve remains unchanged and passes through the subsequent tenter, leaving the concave deformation in the film leaving the tenter. [0003] This phenomenon is called a bowing phenomenon, and this bowing phenomenon causes unevenness in the physical properties of the film in the lateral direction. Due to the bowing phenomenon, an orientation main axis inclined further in the vertical direction with respect to the bowing line occurs at the side end portion of the film, and the angle of the orientation main axis in the horizontal direction tends to be different. As a result, for example, the thermal contraction rate, the thermal expansion rate, the wet
The difference in the physical property values in the 45 ° direction differs in the lateral direction of the film. Due to this bowing phenomenon, as an example of a packaging application, it causes troubles such as printing pitch deviation, unevenness, curling, meandering, and the like in a printing lamination process, a bag making process, and the like. More specifically, as a conventional technique for providing a cooling step between transverse stretching and heat setting, Japanese Patent Publication No. 35-1 (1988)
No. 1774 discloses that 20 ° C.
There has been proposed a manufacturing method in which a relaxation step at 150 ° C. is interposed and a substantial cooling step is provided. However, the length of the cooling step is not described at all, and the effect of reducing the bowing phenomenon is not completely known. Further, as a technique for reducing or eliminating the bowing phenomenon, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
Japanese Patent Publication No. 0-73978 proposes a method for producing a film in which a nip roll group is provided between a stretching step and a heat setting step. However, in this technique, the temperature of the intermediate zone where the nip roll is installed is equal to or higher than the glass transition point, and the rigidity of the film at the nip point is low. Japanese Patent Publication No. Sho 63-24459 proposes a process in which a nip roll is used to forcibly advance only a narrow area near the center while gripping both ends of the film after completion of the transverse stretching. However, in this technique, it is necessary to install the nip roll in a high-temperature area in the tenter, and it is necessary to cool the roll and its peripheral devices. Constrained by Japanese Patent Publication No. Sho 62-43856 proposes a technique in which a film immediately after transverse stretching is cooled to a temperature lower than the glass transition point, and then heat-fixed in multiple stages to simultaneously stretch in the horizontal direction. I have. However, in this technique, the bowing phenomenon is less likely to be reduced in the cooling step, or the bowing phenomenon is likely to occur again in the heat setting, or in addition to the cooling step, a complicated step of multi-stage heat setting and redrawing is required. Has become. Therefore, there is a concern that it may be difficult to stably control the ambient temperature and the film temperature in the tenter for a long time. This proposal was also made in Japanese Patent Publication No. 35-
As in JP 11774, the length of the cooling step is not described. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-183327 discloses that, after longitudinal stretching, when transverse stretching and heat setting are performed by a tenter, only the side end portion is heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point between the transverse stretching step and the heat fixing step. A technique for installing a preheating step at the following temperature has been proposed. However, in this technique, since it is necessary to control the temperature of the preheating step while providing a temperature gradient in the lateral direction, there is a concern that it may be difficult to control the film temperature for a long time. In the embodiment of the present invention, since the length of the preheating step is as short as half of the film width, it is presumed that the effect of reducing the bowing phenomenon is small. Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-165423 proposes a technique in which a film after transverse stretching is cooled to a temperature equal to or lower than a transverse stretching temperature and then stretched again in the transverse direction while increasing the temperature in multiple stages. However, in this technology, Japanese Patent Publication No. 62-4385
In the same manner as in the case of Japanese Patent Publication No. 6, the reason is that the effect of reducing the bowing phenomenon in the cooling step is small, or that the bowing is likely to occur in the heat fixing step. It is a complicated step with the step of stretching. Therefore, there is a concern that it may be difficult to stably control the ambient temperature and the film temperature in the tenter for a long time. In this proposal, there is a description that the length of the cooling step is preferably equal to or more than 1 / of the film width.
The grounds for this are uncertain. Further, it is described that the cooling temperature is preferably higher than the glass transition point and lower than the stretching temperature. But,
When the length of the cooling step or the temperature of the cooling step is equal to or higher than the glass transition point, there is a fear that the effect of reducing the bowing phenomenon is small, and it is presumed that the complicated steps as described above have to be employed. . Furthermore, Japanese Patent Publication No. 39-292
No. 14 proposes a manufacturing method in which two nip roll groups are installed and a multi-stage heat fixing in the longitudinal direction is performed after the stretching step. In addition, Japanese Patent Publication No. 44-7159 proposes a heat treatment method in which heat is fixed and then relaxed in addition to the above Japanese Patent Publication No. 39-29214. However, both of these techniques describe a heat treatment method only in the vertical direction, and do not propose a heat treatment in the horizontal direction. In addition, Japanese Patent Publication No. 1-26944 and Japanese Patent Publication No. 25696 propose a technique in which the running direction of a film is reversed to perform horizontal stretching and heat fixing. However, in this technique, it is necessary to wind the film once in order to reverse the running direction of the film, and there is a problem in that the production method is off-line, so that the productivity is restricted. [0007] In order to solve the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide a production method relating to an effective transverse stretching and heat setting which can reduce a bowing phenomenon and obtain a polyamide film having uniform physical properties. It is in. Means for Solving the Problems The present inventors have observed the change of the bowing line in the tenter, clarified the generation process of the bowing phenomenon from various studies, and provided a means for reducing the bowing phenomenon. Investigations have reached the present invention. In the present invention, at least the transverse stretched polyamide film is heat-set in the first stage while performing relaxation or stretching in a range of 10% or less at a temperature not higher than the melting point by a tenter, and then a stretching temperature equal to or higher than a multi-stage roll. The temperature of the second-stage roll is lower than the melting point and the temperature of the second-stage roll is higher than that of the first-stage roll.
A method of performing heat setting in a step, wherein after a transverse stretching performed before the heat setting in the first step, a cooling step that satisfies Formula 1 is provided to cool the polyamide film below the glass transition point. It is a manufacturing method. The length L of the cooling step in Equation 1
Is the length from the point where the temperature is substantially equal to or lower than the temperature of the previous step of the cooling step to the longest point from the temperature of the cooling step to the temperature of the next step that is substantially higher than the temperature of the cooling step.
It shall mean the distance between the clips of the tenter at the tenter outlet. The lateral direction means the direction perpendicular to the running direction of the film, and the vertical direction means the running direction. Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, the polyamide resin is heated and melted to a temperature equal to or higher than its melting point, extruded in a film shape from the extrusion means including a slit die to the surface of the cooling drum, and stretched in the longitudinal direction by a group of rolls having different roll speeds in the longitudinal direction, It is known that the film is stretched in a transverse direction by a tenter, heat-fixed if necessary, and wound up by a film winder or the like. In the present invention,
As the stretching conditions, such resin melting and extrusion conditions,
Casting conditions, longitudinal stretching conditions, transverse stretching conditions, heat setting conditions, winding conditions, and the like can be appropriately selected. Also, in the present invention, the case where the horizontal stretching, cooling, and heat fixing steps are connected, or the case where the above-mentioned steps include re-stretching in the vertical direction or the horizontal direction or both in the vertical and horizontal directions, and relaxation and constant length steps are naturally included. . Further, a stretching method other than the manufacturing method of performing the transverse stretching after the longitudinal stretching is also included in the present invention. For example, a stretching method in which longitudinal stretching is performed after longitudinal stretching, and a stretching method including longitudinal multi-stage stretching,
The present invention is not limited to the above as long as it does not exceed the gist, such as a stretching method in which both ends of the film after the transverse stretching are trimmed at both ends and stretched longitudinally. The polyamide resin applicable to the present invention includes nylon-4, nylon-6, nylon-9, nylon-11, nylon-66.6, nylon-6.10.
Many other simple substances, such as aliphatic polyamide resins such as nylon-10 and 10, aromatic polyamide resins such as polyhexamethylylene adipamide, semi-aromatic amorphous nylon composed of isophthalic acid and hexamethylenediamine,
Copolymers, mixtures, composites and the like can be mentioned. According to the present invention, when a polyamide film is subjected to transverse stretching and heat setting, the film before the heat setting step is cooled below the glass transition point to reduce the bowing phenomenon generated by the transverse stretching step. The lower the cooling temperature, the better the effect of reducing the bowing phenomenon. The larger the value of the ratio L / W between the length L of the cooling step and the film width W, the more the effect of reducing the bowing phenomenon is improved, and the length L / W of the cooling step is reduced.
It is preferable to select the length L of the cooling step so that the ratio of L / W ≧ 2.0 is satisfied. More preferably, L
/W≧3.0. Further, the value of the ratio L / W of the length L of the cooling step to the film width W does not essentially depend on the speed of the tenter, but as the speed of the tenter increases, the temperature of the film substantially decreases. It takes time to reach a certain cooling temperature, and the value of the ratio L / W of the length L of the cooling step to the film width W, which is the gist of the present invention, is substantially reduced. Therefore, when the tenter speed is increased, the effect is improved as the ratio L / W of the length L of the cooling step to the film width W is increased. For example, if you double the tenter speed,
The value of the ratio L / W of the length L of the cooling step to the film width W is preferably selected to be at least 1.5 times the value before the speed increase. When the tenter for performing the transverse stretching step and the heat setting step is cut off, the film is cooled to a temperature equal to or lower than the glass transition point to allow the film to run in the atmosphere. As long as the ratio L / W ≧ 1.0 is satisfied, the transverse stretching step and the heat setting step are performed by different tenters. Further, in the cooling step and the cooling step after completion of the heat setting step, it is preferable to pass the film through a group of nip rolls whose speed can be controlled, and the effect is remarkably improved. The material of this nip roll is a combination of a metal mirror surface and a rubber elastic body, and the nip roll tensions the film at a relative speed to the clip of the tenter, so that the speed control is easy. Further, it is preferable that the nip rolls can be controlled independently or both. In the heat setting, the present invention includes a case where no relaxation or stretching is performed. In the first stage heat setting, it is preferable that the heat setting is performed at a temperature equal to or higher than the stretching temperature and lower than (Tm−20) ° C., more preferably (Tg + 8
0) The temperature is not lower than (Cm-20) C. Further, in the second stage of heat setting, it is preferable to perform at a temperature of (Tm-40) ° C or more and less than (Tm-20) ° C. Etc. occur, making film formation difficult. In the above, Tg means the glass transition point of the polyamide film, and Tm means the melting point of the film. In the present invention, by performing the second-stage heat setting by a roll method, it is possible to compensate for insufficient heat-setting in the first-stage heat setting and to perform relaxation or stretching in both the vertical and horizontal directions. A film having uniform physical properties and capable of performing sufficient crystallization, suppressing the heat shrinkage stress in the first-stage heat setting, thereby reducing the bowing phenomenon and having uniform physical properties in the width direction. Can be obtained. Also, in the second stage heat setting, by setting the temperature of each stage roll higher than that of the preceding stage roll, sufficient crystallization can be performed while maintaining a smooth film surface without generating a stick or the like on each roll. By performing relaxation or stretching at a maximum temperature of 10% or less, a film having excellent dimensional stability and a low heat shrinkage at a high temperature can be obtained. The reason why good effects can be obtained in the present invention is as follows. In determining the length of the cooling step required to reduce the bowing phenomenon, a mathematical model which can be applied to the finite element method which no one could do is used. Is set, and the propagation of the stretching stress can be estimated by numerical analysis. As a result, the stress propagation becomes about 1/2 at the ratio L / W = 1.0 of the length L of the cooling process and the film width W, From L / W = 2.0, the stress propagation becomes about 1/10, and it becomes almost zero when L / W = 3.0. From the calculated value, it is confirmed by the actual machine that it can be applied in any case. Because he was found. Next, an embodiment will be described. (Embodiment) FIG. 1 shows an example of an apparatus used in the present invention. The polyamide resin extruded from the T die 1 is rapidly cooled by the chill roll 2 and formed into a film. The film is stretched in the machine direction by the roll stretching machines 3 and 3 ′.
While being gripped at both ends by (not shown), it enters the horizontal stretching step 7 through the preheating step 6 and is horizontally stretched. Further, the film enters a cooling step 8, passes through heat setting steps 9 and 10, is heat-set in the first stage, is then removed from the clip 5, exits the tenter, and is heat-set in the second stage by the roll heat setting machine 11. After being wound, it is wound up by the winder 12. In the present invention, the bowing distortion draws a straight line on the surface of the film before entering the tenter, and is deformed into a bow shape as shown in FIG. 2 on the finally obtained film. ## EQU2 ## Here, B = Boeing distortion (%) W = Film width (mm) b = Maximum concave amount of bowing line (mm) Hereinafter, description will be given with some examples. Example 1 A nylon-6 resin was melted, extruded from a T-die, formed into a film on a chill roll, stretched 3.4 times in a longitudinal direction by a roll stretching machine, and then stretched in a transverse direction by a tenter. The film was stretched 9 times to obtain a biaxially oriented nylon-6 film heat-set in two steps. The temperature in the tenter is 60 ° C. for preheating, 105 ° C. for stretching temperature, 40 ° C. for the subsequent cooling temperature, 190 ° C. for the first heat setting temperature, and the second heat setting temperature by three multi-stage rolls is the pre-heating temperature. Roll temperature (= T1) is 180 ° C., middle heating roll temperature (= T2)
At 185 ° C, and the temperature of the subsequent heating roll (= T3) at 190 ° C
And Thereafter, the film was wound up as usual. Note that the ratio L / L of the length L of the cooling step to the film width W is
W = 1.0. Example 2 A biaxially oriented nylon-6 film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the heat-set of the second stage was carried out by 3.8% in the longitudinal direction after the subsequent roll. Got. Example 3 A biaxially oriented nylon-6 film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ratio L / W of the length L of the cooling step to the width W of the film was set to L / W = 2.0. Obtained. Example 4 A biaxially oriented nylon-6 film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ratio L / W of the length L of the cooling step to the width W of the film was set to 3.0. Obtained. Comparative Example 1 A biaxially oriented nylon-6 film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cooling step was not performed. Comparative Example 2 A biaxially oriented nylon-6 film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the three heating rolls was set to 190 ° C. during the second stage of heat setting. Obtained. Comparative Example 3 A biaxially oriented nylon-6 film was obtained in the same manner as in Example 1, except that the second stage heat setting was not performed. Comparative Example 4 A biaxially oriented nylon-6 film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cooling step and the second-stage heat setting were not performed. Table 1 shows film forming conditions and bowing distortions in Examples and Comparative Examples. Comparative Example (No cooling is performed, or the second-stage roll using a multi-stage roll in which the temperature of the second-stage roll is higher than that of the first-stage roll)
In the case where the step is not heat-fixed), a remarkable bowing distortion is generated. However, in the embodiment of the present invention, the bowing phenomenon which occurs in the step of transversely stretching and heat-setting the polyamide film is suppressed, and a uniform film is formed in the transverse direction of the film. It can be seen that a polyamide film having physical properties and a smooth surface can be produced. [Table 1]
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明を実施するに使用する装置の一例
を概略断面図で示したものである。
【図2】図2はボーイング歪の算出方式を示したもので
ある。
【符号の説明】
1:Tダイ
2:チルロール
3及び3’:ロール延伸機
4:テンター
5:テンターのクリップ
6:予熱工程
7:横延伸工程
8:冷却工程
9及び10:熱固定工程
11:ロール熱固定機
12:巻取り機
W:フィルム幅(mm)
b:ボーイング線の最大凹量(mm)BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of an apparatus used to carry out the present invention. FIG. 2 illustrates a method of calculating a bowing distortion. [Description of Signs] 1: T die 2: Chill rolls 3 and 3 ′: Roll stretching machine 4: Tenter 5: Clip of tenter 6: Preheating step 7: Lateral stretching step 8: Cooling steps 9 and 10: Heat fixing step 11: Roll heat setting machine 12: Winding machine W: Film width (mm) b: Maximum concave amount of boeing line (mm)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−142918(JP,A) 特開 平3−216326(JP,A) 特開 平4−74635(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 55/12 - 55/14 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-142918 (JP, A) JP-A-3-216326 (JP, A) JP-A-4-74635 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) B29C 55/12-55/14
Claims (1)
ドフィルムをテンターにより融点以下の温度で10%以
下の範囲の弛緩又は延伸を行いながら第1段の熱固定を
行い、次いで多段ロールにより延伸温度以上、融点以下
の温度で、かつ後段ロールの温度を前段より高温とし、
最高温度で10%以下の範囲の弛緩又は延伸を行いなが
ら第2段の熱固定を行う方法であって、第1段の熱固定
前に行う横延伸後に、数1を満足する冷却工程を設けて
ガラス転移点以下に冷却する事を特徴とするポリアミド
フィルムの製造方法。 【数1】 なお、数1において、Lは冷却工程の長さ(m)、Wは
フィルム幅(m)を意味する。(57) [Claim 1] The first-stage heat-setting is performed while a polyamide film stretched at least in the transverse direction is relaxed or stretched in a range of 10% or less at a temperature not higher than a melting point by a tenter. Then, the stretching temperature is higher than the melting point and lower than the melting point by the multi-stage roll, and the temperature of the rear-stage roll is higher than that of the previous stage,
This is a method of performing the second-stage heat setting while performing relaxation or stretching in the range of 10% or less at the maximum temperature, and after the horizontal stretching performed before the first-stage heat setting, a cooling process satisfying Formula 1 is provided. And cooling the mixture to a temperature below the glass transition temperature. (Equation 1) In addition, in Formula 1, L means the length (m) of the cooling step, and W means the film width (m).
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