JP4724481B2 - 二軸延伸フィルムの製造方法及び二軸延伸フィルム製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、二軸延伸フィルムの製造方法及び二軸延伸フィルム製造装置に関する。

一般に、二軸延伸フィルムは、機械的強度や耐熱性に優れているため、包装材料分野ではいわゆる表基材として使用されている。中でも、二軸延伸ナイロンフィルムは、機械的強度や耐突き刺し性に特に優れているため、液体包装や重量物の包装などに広く使用されている。
このような二軸延伸フィルムを製造する際は、延伸後の基材フィルムに熱処理（熱固定）を施すことが一般的である。熱処理により、基材フィルムの耐熱性等が飛躍的に向上して、実用上優れた二軸延伸フィルムとなる。熱処理方法としては、一般に、テンター方式が用いられる。具体的には、二軸延伸後の基材フィルムの両端をクリップ等で固定しながら、熱処理装置の中を走行させて熱処理を行う。

二軸延伸ナイロンフィルムを製造する際も、熱処理は、一般にテンター方式が採用されている。一方、チューブラー方式により二軸延伸された基材フィルムをそのまま折り畳んで２枚重ねのフィルムとして熱処理を行うと、熱処理時に熱融着を起こすことが知られている。それ故、二軸延伸後のチューブ状の基材フィルムをいったん切り開いて、基材フィルム内面を外気にさらし、予熱処理を行うことで、その後の熱処理を円滑に行うことが可能となる（例えば特許文献１）。

特開平２−１４１２２５号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、予熱後に上下２枚の基材フィルムを熱処理装置に導入することになるが、その際に上下２枚の基材フィルムがずれたり、あるいは、基材フィルムが大気中の湿気によりカールして熱処理装置への導入が困難となる場合もある。さらに、熱処理装置がテンター方式の場合、クリップによる基材フィルム端部の掴みが不安定であると、基材フィルム自身の収縮力によりクリップからはずれたり、クリップ近傍で基材フィルムが破断する等のトラブルが生ずるおそれもある。

そこで、本発明の目的は、二軸延伸後の基材フィルムを、熱処理工程に円滑に導入する二軸延伸フィルムの製造方法、及びそのための二軸延伸フィルム製造装置を提供することにある。

本発明の二軸延伸フィルムの製造方法は、二軸延伸工程と、二軸延伸後の基材フィルムを熱処理する熱処理工程とを含む二軸延伸フィルムの製造方法であって、前記熱処理工程の上流側に、前記基材フィルムの両端部を前記基材フィルムの幅方向外部に付勢する一対の付勢手段を有する付勢工程を備え、前記付勢手段は、前記基材フィルムを両面から挟んで線圧を加えるとともに、基材フィルムの進行に伴い互いに逆回転可能な円筒状の回転部を有する２本一組の付勢ロールであり、前記熱処理工程に略水平に送通された前記基材フィルムの上側に位置する回転部の長手方向長さＬ１は、前記基材フィルムの下側に位置する回転部の長手方向長さＬ２より大きいことを特徴とする。

ここで、一対の付勢手段とは、基材フィルムの両端部に対して、幅方向外部に付勢できればよく、例えば、細いスリットのようなものを通して強い風を基材フィルムに両面からあて、基材フィルムを付勢するような手段でもよい。
本発明の二軸延伸フィルムの製造方法によれば、基材フィルムを熱処理工程に導入するに際し、基材フィルムの両端部を、各々基材フィルムの幅方向外部に付勢する一対の付勢手段を有する付勢工程を備えているので、基材フィルムの両端部がカールしていたり、たるんでいたり、あるいは基材フィルム全体が左右にぶれても確実に基材フィルムを熱処理工程に導入させることができる。
それ故、この付勢工程の位置は熱処理工程に近いほうがよい。例えば、熱処理工程がテンター方式を採用している場合、付勢工程の位置は、テンター内のクリップによる基材フィルムの挟み込み開始点より１m以内であることが好ましく、より好ましくは５０cm以内である。
なお、付勢工程には、上述の一対の付勢手段が複数存在してもよい。例えば、一対の付勢手段が基材フィルムの進行方向に数段配置されていると、基材フィルムに対する付勢効果により優れる。

本発明によれば、２本の円筒状の回転部が互いに平行となって、基材フィルムを両面から圧接している。しかも、この一組の付勢ロールは基材フィルムの進行方向両端部に一対あるので、付勢ロールは確実に基材フィルムの両端部を幅方向外部に付勢することができる。具体的には、基材フィルムの両端部が幅方向外部に強く引っ張られることになり、基材フィルムの両端部がカールしていてもカールを防止する効果が強く働く。例えば、熱処理装置がテンター方式であれば、基材フィルムの両端部をテンターのクリップに円滑に引き渡すことが可能となる。
なお、この付勢ロールの回転部は、自由回転するいわゆるフリーロールであることが好ましい。基材フィルム自体の進行によりフリーロールが自動的に回転し、基材フィルムをその幅方向外部に付勢する力が働くので、基材フィルムに不自然な力が働くことがない。すなわち、基材フイルムの進行速度に合った自然な回転速度で、付勢ロールによる付勢効果が発揮できる。

本発明では、前記円筒状の回転部により前記基材フィルムに加えられる線圧が、６〜５００ｇｆ／ｃｍであることが好ましく、５０〜２００ｇｆ／ｃｍであることがより好ましい。
本発明によれば、円筒状の回転部により基材フィルムに加えられる線圧が、６〜５００ｇｆ／ｃｍと所定の範囲にあるので、基材フィルムへの付勢効果が十分働くとともに、フィルム切れ等の原因となるおそれも少ない。

本発明では、前記基材フィルムの上側に位置する回転部の長手方向長さＬ１と、前記基材フィルムの下側に位置する回転部の長手方向長さＬ２との比Ｌ１／Ｌ２が１．５〜３であることが好ましい。
ここで、Ｌ１とＬ２は、回転部の基部（基材フィルム端部側）から頂部（基材フィルム中央部側）までの長さであり、両回転部の基部は上下方向で互いに略同一位置にある。
本発明によれば、基材フィルムの上側に位置する回転部の長手方向長さＬ１と、基材フィルムの下側に位置する回転部の長手方向長さＬ２との比Ｌ１／Ｌ２が１．５〜３であるので、基材フィルムが進行中に、いわゆるフィルム切れを起こすことが少ない。すなわち、付勢ロール相互の回転部の長さは同じでもよいが、長さを変える場合には、上述のようにＬ１（上側）のほうをＬ２（下側）より長くしたほうがよい。
Ｌ１（上側）より、Ｌ２（下側）が長いと、基材フィルムの上側に位置する付勢ロールの回転部先端が運転時の振動によりが基材フィルム表面に傷をつけるおそれがある。

なお、この円筒状の回転部が基材フィルム面に対して平行ではなく、その先端が基材フィルム面に対してめり込むような角度を持つと、フィルム面に傷が付きやすく、破断の原因となりやすい。それ故、回転部の長手方向は、基材フィルム面に対して１０度以内の角度を保つことが好ましい。

本発明では、前記付勢のロールの長手方向と、前記基材フィルムの幅方向とにより下流側に形成される角度が２０〜７０度であることが好ましい。
本発明によれば、付勢のロールの長手方向と、基材フィルムの幅方向とにより形成される角度が２０〜７０度と特定の範囲にあるので、基材フィルムの両端部を幅方向外部に効果的に付勢できる。この角度が２０度未満であると、基材フィルムの幅方向への引っ張り力が乏しくなり、基材フィルムを熱処理装置内へ円滑に導入することが困難となる。例えば、熱処理装置としてテンター方式を用いた場合、基材フィルムがクリップからはずれやすくなる。逆に、この角度が７０度を超えると、基材フィルムを流れ方向の左右に引っ張る力が強すぎて、左右のぶれを引き起こし、安定性が乏しくなる。
この角度は、好ましくは、３０〜６０度であり、より好ましくは３０〜５０度である。
なお、付勢ロールの回転部がフリーロールである場合は、基材フィルムの流れにより、フリーロール自体が回転力を得て、その回転力により、付勢効果が発揮されるため、この角度設定はより重要である。

本発明では、二軸延伸がチューブラー方式であることが好ましい。
本発明によれば、二軸延伸がチューブラー方式であるので、ＭＤ方向（フィルムの移動方向）とＴＤ方向（フィルムの移動方向に直交する方向）の同時二軸延伸を行うことができ、得られた二軸延伸フィルムがＭＤ方向とＴＤ方向の強度バランスに優れる。

本発明の二軸延伸フィルム製造装置は、二軸延伸装置と、二軸延伸後の基材フィルムを熱処理する熱処理装置とを含む二軸延伸フィルム製造装置であって、前記熱処理装置の上流側に、前記基材フィルムの両端部を前記基材フィルムの幅方向外部に付勢する一対の付勢手段を有する付勢装置を備え、前記付勢手段は、前記基材フィルムを両面から挟んで線圧を加えるとともに、基材フィルムの進行に伴い互いに逆回転可能な円筒状の回転部を有する２本一組の付勢ロールであることを特徴とする。
本発明の二軸延伸フィルム製造装置によれば、基材フィルムを熱処理装置に導入する際し、基材フィルムの両端部を、各々基材フィルムの幅方向外部に付勢する一対の付勢手段を有する付勢装置を備えているので、基材フィルムの両端部がカールしていたり、たるんでいたり、あるいは基材フィルム全体が左右にぶれても確実に基材フィルムを熱処理装置に導入させることができる。

また、２本一組の付勢ロールの回転部が基材フィルムを両面から挟んで線圧を加えている。すなわち、２本の円筒状の回転部が互いに平行となって、基材フィルムを両面から圧接している。しかも、この一組の付勢ロールは基材フィルムの進行方向両端部に一対あるので、付勢ロールは確実に基材フィルムの両端部を幅方向外部に付勢することができる。

以下に、本発明である二軸延伸フィルムの製造方法を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳述する。具体的には、二軸延伸フィルム製造の各工程を構成する装置とその動作について詳細に説明する。
〔二軸延伸フィルム製造装置の概要〕
図１は、本発明の一例として、チューブラー方式の二軸延伸フィルム製造装置１００を示した概略図である。
この二軸延伸フィルム製造装置１００により製造される二軸延伸フィルムの原料としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン、ＰＥＴ、ＰＢＴ等のポリエステル、あるいは、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド樹脂等が好適に用いられる。この中でも、二軸延伸後の基材フィルムのカールが問題となりやすいポリアミド樹脂への適用が好ましい。

二軸延伸フィルム製造装置１００は、未延伸原反フィルム１（以後、原反フィルム１ともいう）を延伸する二軸延伸装置（チューブラー延伸装置）１０と、延伸後に折り畳まれた基材フィルム２（以後、単にフィルム２ともいう）を予熱する予備熱処理装置（予熱炉）２０と、予熱されたフィルム２を上下２枚に分離する分離装置３０と、分離されたフィルム２を熱処理（熱固定）する熱処理装置４０と、フィルム２が熱処理されるときに、下流側からフィルム２に張力を加える張力制御装置５０と、フィルム２が熱処理されてなる二軸延伸フィルム３（以後、単にフィルム３ともいう）を巻き取る巻取装置６０とを備えている。

チューブラー延伸装置１０は、押出機（図示せず）により製造されたチューブ状の原反フィルム１を内部空気の圧力により二軸延伸してフィルム２を製造するための装置である。そして、このフィルム２を扁平に折り畳んで下流の予熱炉２０に送る手段として、案内板１１及びピンチロール１２を備えている。

予熱炉２０は、扁平となったフィルム２を予備的に熱処理するための装置である。フィルム２の収縮開始温度以上であって、フィルム２の融点よりも約３０℃低い温度かそれ以下の温度でこのフィルム２を予め熱処理する。この予備的な熱処理により、フィルム２の結晶化度が増して、重なり合ったフィルム同士の滑り性が良好になる。

分離装置３０は、ガイドロール３１と、トリミング装置３２と、分離ロール３３Ａ、３３Ｂと、溝付きロール３４Ａ〜３４Ｃとを備えている。
トリミング装置３２は、ブレード３２１を有しており、ガイドロール３１を介して送られた扁平なフィルム２の両端部を切開して２枚の基材フィルム２Ａ、２Ｂに分離する。そして、上下に離れて位置する一対の分離ロール３３Ａ、３３Ｂにより、ガイドロール３１を介して送られた両フィルム２Ａ、２Ｂ間に空気を介在させながらこれらを分離する。この扁平なフィルム２の切開は、両端部から若干内側にブレード３２１を位置させることにより、一部分耳部が生じるように行ってもよく、又はフィルム２の折り目部分にブレード３２１を位置させることにより、耳部が生じないように行ってもよい。
次に、両フィルム２Ａ、２Ｂの進行方向に順に位置する３個の溝付きロール３４Ａ〜３４Ｃにより両フィルム２Ａ、２Ｂは、再び重ねられる。なお、これらの溝付きロール３４Ａ〜３４Ｃは、溝付き加工後、表面にめっき処理を施したものである。この溝を介してフィルム２Ａ、２Ｂと空気との良好な接触状態が得られる。

分離装置３０から送出されたフィルム２は、後述する付勢装置８０を通って、熱処理装置４０に導入される。
熱処理装置４０は、２枚のフィルム２Ａ、２Ｂの両端部を把持する手段であるテンター４１と、両端部が把持された２枚のフィルム２Ａ、２Ｂを熱処理するための加熱手段である加熱炉４２とを備えている。この加熱炉４２は、ここでは熱風炉である。
重なった状態のフィルム２（２Ａ、２Ｂ）は、テンター４１のクリップ４１１（図２）で両端部を把持されながら、フィルム２を構成する樹脂の融点以下であって、融点から約３０℃低い温度以上で熱処理（熱固定）され、物性の安定した二軸延伸フィルム３（以後、フィルム３ともいう）となる。

図２に、テンター４１で使用されるクリップ４１１の側面図を示す。
クリップ４１１は金属製であり、基台部４１１Ａと、基台部４１１Ａから伸びるアーム部４１１Ｂと、アーム部４１１Ｂの先端に位置する支軸４１１Ｃと、支軸４１１Ｃの回りに所定方向にのみ連動して一定の角度だけ自由回転できる羽根４１１Ｄ及び羽根４１１Ｅとを備えて構成される。基台部４１１Ａの上面は、一部がシリコーンラバー製のプレート４１１Ａ１となっている。
クリップ４１１は、羽根４１１Ｄに対して、所定の開閉動作を行わせることで、連動する羽根４１１Ｅが開閉動作を行い、羽根４１１Ｅとプレート４１１Ａ１とでフィルム２の端部を強く挟持する。フィルム２が熱処理を受け収縮しようとすると、この挟持力はより強まるように構成されている。

張力制御装置５０（図１）は、２本のフリーロール５１Ａ，５１Ｂと、その中間に位置して、上下に変位（移動）可能なダンサーロール５２とを備えている。
熱処理装置４０から送出されたフィルム３は、フリーロール５１Ａ、ダンサーロール５２を経由した後、フリーロール５１Ｂから巻取装置６０に送出される。
フリーロール５１Ａ、５１Ｂは、熱処理装置４０からのフィルム３の進行に合わせて自由回転するだけであるが、ダンサーロール５２は、上下に変位可能となっている。それ故、ダンサーロール５２を下方に変位させるとフィルム３の張力が上がり、逆にダンサーロール５２を上方に変位させるとフィルム３の張力が下がる。すなわち、ダンサーロール５２の上下への変位により、上流に位置する熱処理装置４０内部で熱処理を受けているフィルム２への張力制御が可能となる。

巻取装置６０は、ガイドロール６１と、巻取ロール６２とを備えている。熱固定されたフィルム３は、張力制御装置５０を経て、ガイドロール６１を介して２本の巻取ロール６２に、フィルム３Ａ、３Ｂとして巻き取られる。

〔付勢装置の概要〕
図３は、付勢装置８０を水平方向から見た概略図である。
付勢装置８０は、折り畳まれたフィルム２（２Ａ、２Ｂ）の両端部を各々の幅方向外部に付勢する一対の付勢手段として付勢ロール８１を有している。本実施形態ではこの一対の付勢ロールはその形状、配置ともに左右対称となっている。また、付勢ロール８１は、図３に示すように、フィルム２（２Ａ、２Ｂ）の上下に１本づつ配設され、上側の付勢ロール８１Ａと下側の付勢ロール８１Ｂとで一組になっている。

付勢ロール８１Ａは、軸心８１１Ａと、軸心８１１Ａに回転自由に固定される円筒状の回転部８１２Ａとを備えて構成される。付勢ロール８１Ｂも全く同様に、軸心８１１Ｂと、円筒状の回転部８１２Ｂとを備えて構成される。回転部８１２Ａの基部８１２Ａ１と、回転部８１２Ｂの基部８１２Ｂ１とは上下方向で同一位置にある。
回転部８１２Ａは、例えば、直径が１〜５ｃｍ程度、長手方向長さ（Ｌ１）が１０〜３０ｃｍ程度の円筒状の構造であり、また、回転部８１２Ｂは、例えば、直径が１〜５ｃｍ程度、長手方向長さ（Ｌ２）が３〜２０ｃｍ程度の円筒状の構造である。回転部８１２Ａ、８１２Ｂの長手方向長さ（Ｌ１、Ｌ２）が長すぎると、熱処理装置４０内を流れるフィルム２の幅にもよるが、流れに対する抵抗が過大となるおそれがある。また、回転部８１２Ａ、８１２Ｂの長手方向長さ（Ｌ１、Ｌ２）が短すぎるとフィルム２への付勢効果が十分でなく、フィルム２両端部のカール等を抑えきれず、さらには、フィルム２端部が熱処理装置４０内でクリップ４１１（図５）からはずれやすくなる。

ここで、回転部８１２Ａの長手方向長さ（Ｌ１）と、回転部８１２Ｂの長手方向長さ（Ｌ２）との比Ｌ１／Ｌ２は１〜３であることが好ましい。回転部８１２Ａと回転部８１２Ｂとの長さは同じでもよいが、長さを変える場合には、Ｌ１をＬ２より長くしたほうがよい。Ｌ１／Ｌ２は、より好ましくは、１．５〜２．５である。
Ｌ１とＬ２が同じ長さであると、運転時の振動で付勢ロール先端部同士がフィルム２を介して互いに接触することがあり、刃物効果（エッジ効果）によりフィルム２表面に傷がつく可能性がある。また、図４（Ａ）に示すように回転部８１２Ａ（上側）より、回転部８１２Ｂ（下側）が長い場合も、フィルム２の上側に位置する回転部８１２Ａ先端が運転時の振動によりがフィルム２Ａ表面に傷をつけるおそれがある。例えば、図３において、Ｌ２が２０ｃｍより長い場合は、Ｌ１を、３０〜６０ｃｍ程度にする必要がある。ただし、その場合は、熱処理装置４０内を流れるフィルム２への抵抗が過大となる。

回転部８１２Ａ、８１２Ｂの材料としては、ステンレス等の金属やベークライト等の耐熱性プラスチックが好適に用いられる。金属を用いる場合は、表面にクロムメッキを施すことで、耐久性が向上する。
なお、回転部８１２Ａ、８１２Ｂの材料として、耐久性の観点からは、双方とも金属でもよいが、いずれか一方が金属より柔らかい耐熱性プラスチックであることが望ましい。回転部８１２Ａ、８１２Ｂの材料がともに金属の場合、長期間の連続運転を行うと、微細な傷が回転部表面に生じてしまうことがあり、その傷がフィルム２に対して破断の原因（ノッチ発生）となる可能性がある。
また、耐熱性プラスチックはフィルム２表面へ傷つきにくさの点から、フィルム２の下側に位置する回転部８１２Ｂの材料として用いることが好ましい。

また、図４（Ｂ）に示すように、この回転部８１２Ａあるいは回転部８１２Ｂがフィルム２の表面に対して平行ではなく、その先端がフィルム２の表面に対して鋭角側に角度φを持つと、フィルム面に傷が付きやすく、フィルム破断の原因となりやすい。
それ故、この角度φは、１０度以下であることが好ましい。角度φは、より好ましくは５度以下である。

また、これらの回転部８１２Ａ、８１２Ｂは、フィルム２を両面から挟んで線圧を加えているが、線圧としては、６〜５００ｇｆ／ｃｍ程度が好ましい。線圧が６ｇｆ／ｃｍ未満であると、フィルム２端部のカール防止効果やフィルム２のぶれ防止効果に乏しい。また、フィルム２がクリップ４１１からはずれやすくなる。一方、線圧が５００ｇｆ／ｃｍを超えると、フィルム２が破断しやすくなる。
なお、回転部８１２Ａ、８１２Ｂはいわゆるフリーロールであるため、フィルム２の進行（流れ）に伴ってフィルム２に線圧を加えながら互いに逆方向に回転する。

図５は、付勢装置８０、熱処理装置４０、及び付勢装置８０を介して熱処理装置４０に導入されるフィルム２を上から見た概略図である。熱処理後のフィルム３は、熱処理装置４０から送出されて巻取装置６０（図１）に巻き取られる。
付勢ロール８１は、付勢ロール８１の長手方向と、フィルム２の幅方向とにより下流側に形成される角度θに設定される。ここで角度θは２０〜７０度であることが好ましい。
この角度が２０度未満であると、基材フィルムの幅方向への引っ張り力が乏しくなり、基材フィルムを熱処理装置内へ円滑に導入することが困難となる。例えば、本実施形態では、熱処理装置としてテンター方式を用いているので、フィルム２がクリップ４１１からはずれやすくなる。逆に、この角度が７０度を超えると、基材フィルムを流れ方向の左右に引っ張る力が強すぎて、左右のぶれを引き起こし、安定性が乏しくなる。
この角度θは、好ましくは、３０〜６０度であり、より好ましくは３０〜５０度である。なお、この付勢ロール８１は水平方向及び垂直方向の角度を自由に変えられるようになっている。

また、フィルム２の両端部を付勢した後、ただちに熱処理装置４０にフィルム２を送通したほうがよいため、この付勢装置８０は、熱処理装置４０の入り口近傍に配設されている。具体的には、テンター４１内のクリップ４１１による基材フィルムの挟み込み開始点より１m以内であることが好ましく、より好ましくは５０cm以内である。

上述の実施形態によれば、以下の様な効果を奏することができる。
（１）二軸延伸フィルム製造装置１００は、フィルム２の両端部を、フィルム２の幅方向外部に付勢する一対の付勢ロール８１を有する付勢装置８０を備えているので、フィルム２の両端部がカールしていたり、あるいはフィルム２全体が左右にぶれても、熱処理装置４０における熱処理工程が安定し、二軸延伸フィルムの長時間連続成形が可能となる。

（２）付勢ロール８１の回転部８１２Ａ、８１２Ｂは、自由回転するいわゆるフリーロールであるので、フィルム２自体の進行により回転部８１２Ａ、８１２Ｂが自動的に回転し、フィルム２をその幅方向外部に付勢する力が働くので、フィルム２に不自然な力が働くことない。すなわち、フイルム２の進行速度に合った自然な回転速度で、付勢ロール８１による付勢効果が発揮できる。

（３）２本一組の付勢ロール８１の回転部８１２Ａ、８１２Ｂが互いに平行となって、フィルム２を両面から圧接しており、しかも、この一組の付勢ロール８１はフィルム２の進行方向両端部に一対あるので、付勢ロール８１は確実にフィルム２の両端部を幅方向外部に付勢することができる。

（４）付勢ロール８１の長手方向と、フィルム２の幅方向とにより形成される下流側の角度θが２０〜７０度と特定の範囲にあるので、フィルム２の両端部を幅方向外部に効果的に付勢できる。

（５）フィルム２に加えられる線圧が、６〜５００ｇｆ／ｃｍと所定の範囲にあるので、フィルム２への付勢効果が十分働くとともに、フィルム切れ等の原因となるおそれも少ない。

（６）基材フィルム２の上側に位置する回転部８１２Ａの長手方向長さＬ１と、基材フィルム２の下側に位置する回転部８１２Ｂの長手方向長さＬ２との比Ｌ１／Ｌ２が１〜３であるので、基材フィルムが進行中に、いわゆるフィルム切れを起こすことが少ない。

（７）付勢装置８０の位置は、テンター４１内のクリップ４１１による基材フィルムの挟み込み開始点の近傍にあるので、付勢装置８０による付勢効果を十分に発揮しやすい。

本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、構造、材質、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した構造、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの構造などの限定の一部若しくは全部の限定を外した名称での記載は、本発明に含まれるものである

例えば、本実施形態では、付勢装置８０は一対の付勢ロール８１（２本一組）から構成されているが、二対、三対あるいはそれ以上の付勢ロールが配設されていてもよい。
また、本実施形態では、一対の付勢ロール８１はフィルム２の流れ方向に対して左右対称としたが、必ずしも左右対称である必要はない。フィルムの性質が流れ方向に対して左右対称でなければ、それに応じて、付勢ロールの形状を左右で異なるように変更してもよい。
付勢ロール８１の回転部８１２Ａ、８１２Ｂは円筒状である必要はなく、例えば円錐状、円錐台状であってもよい。
また、本実施形態では、二軸延伸方法としてチューブラー方式を採用したが、テンター方式でもよい。さらに、延伸方法としては同時二軸延伸でも逐次二軸延伸でもよい。
さらに、本実施形態では、熱処理装置４０として熱風炉を用いたが、赤外線加熱あるいはロール加熱等、公知の加熱方式が採用できる。

次に、実施例及び比較例により本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの例によって何等限定されるものではない。なお、装置等として共通する箇所は、実施形態における図の符号と同じ符号を使用した。
［実施例１］
前記した実施形態（図１、図５）において、具体的条件を設定して二軸延伸ナイロンフィルム３を製造した。
結晶性熱可塑性樹脂として、ポリアミド系のナイロン６（相対粘度３．７）を使用し、直径６０ｍｍの環状ダイから押し出しした後、１５℃の冷却水中で急冷し、直径９０ｍｍ、厚さ１２０μｍの原反フィルム１（チューブ状ナイロンフィルム、収縮開始温度４５℃、融点２１５℃）を作製した。この原反フィルム１をチューブラー延伸装置１０において赤外線ヒータを使用して加熱しながら、延伸倍率ＭＤ（フィルムの移動方向）／ＴＤ（直交方向）＝３．０／３．２で同時二軸延伸して厚さ１５μｍのフィルム２を得た。
次に、このフィルム２を案内板１１とピンチロール１２に連続的に供給して折り畳むことにより、扁平なチューブ状のフィルム２とした。

次に、この扁平となったフィルム２を予備熱処理装置（予熱炉）２０に送通し、ここで、フィルム２に対し１７０℃で予熱を行い、予め予備処理を行った。予熱炉２０の内部には、左右にフィルム２の端部を把持して走行するクリップ４１１が配設されている。
次に、扁平のフィルム２の両端部を、分離装置３０に付属するトリミング装置３２で切開して２枚のフィルム２Ａ、２Ｂに分離した後、それらのフィルム２Ａ、２Ｂを分離ロール３３Ａ、３３Ｂで離隔して内面を空気と接触させ、引き続き溝無しロール３４Ａ〜３４Ｃ間を通すことにより再び重ね合わせた。次に、後述する諸元を有する付勢装置８０を介して、フィルム２Ａ、２Ｂを熱処理装置４０に８０ｍ／ｍｉｎで導入した。

熱処理装置内では、フィルム２Ａ、２Ｂの両端部を、クリップ４１１を備えたテンター４１で把持しながら、２１０℃で熱処理（熱固定）を行い、二軸延伸ナイロンフィルム３（フィルム３Ａ、３Ｂ）を得た。
そして、フィルム２の熱処理（フィルム３の製造）における連続成形時間を測定した。具体的には、巻取装置６０によるフィルム３の巻き取りが安定した時点から、クリップ４１１からのフィルム２、３のはずれやフィルム２、３の破断により二軸延伸フィルムの製造が停止されるまでの時間を測定して連続成形時間とした。

ここで、付勢装置８０についての各諸元は以下の通りである。
・回転部８１２Ａの形状・材質：
Ｌ１＝２０ｃｍ、直径 ４ｃｍ、ステンレス製（表面はクロムメッキ）
・回転部８１２Ｂの形状・材質：
Ｌ２＝１５ｃｍ、直径 ４ｃｍ、ステンレス製（表面はクロムメッキ）
・回転部８１２Ａ、８１２Ｂ間の線圧Ｔ：
Ｔ＝１３４ｇｆ／ｃｍ
・付勢ロール８１の長手方向とフィルム２の幅方向とがなす角度（鋭角）θ：
θ＝４０度
・付勢ロール８１の長手方向が水平面（フィルム２の表面）とのなす角度（鋭角）φ：
φ＝０度（付勢ロール８１Ａ、８１Ｂとも）

表１に、実施例１及び後述する実施例２〜６、比較例１、２で用いた付勢装置８０の諸元、及び連続成形時間を示した。

［実施例２］
実施例１において、付勢装置８０の諸元を以下のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
・回転部８１２Ｂの形状・材質：
Ｌ２＝１０ｃｍ、直径 ４ｃｍ、ベークライト製
・付勢ロール８１の長手方向とフィルム２の幅方向とがなす角度（鋭角）θ：
θ＝２０度
・回転部８１２Ａ、８１２Ｂ間の線圧Ｔ：
Ｔ＝２００ｇｆ／ｃｍ

［実施例３］
実施例１において、付勢装置８０の諸元を以下のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
・回転部８１２Ｂの形状・材質：
Ｌ２＝１０ｃｍ、直径 ４ｃｍ、ベークライト製
・付勢ロール８１の長手方向とフィルム２の幅方向とがなす角度（鋭角）θ：
θ＝６０度
・回転部８１２Ａ、８１２Ｂ間の線圧Ｔ：
Ｔ＝２００ｇｆ／ｃｍ

［実施例４］
実施例１において、付勢装置８０の諸元を以下のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
・回転部８１２Ｂの形状・材質：
Ｌ２＝１０ｃｍ、直径 ４ｃｍ、ベークライト製
・回転部８１２Ａ、８１２Ｂ間の線圧Ｔ：
Ｔ＝２００ｇｆ／ｃｍ

［実施例５］
実施例１において、付勢装置８０の諸元を以下のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
・回転部８１２Ｂの形状・材質：
Ｌ２＝１０ｃｍ、直径 ４ｃｍ、ベークライト製
・付勢ロール８１の長手方向が水平面とのなす角度（鋭角）φ：
φ＝１０度（付勢ロール８１Ａのみ）

［実施例６］
実施例１において、付勢装置８０の諸元を以下のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
・回転部８１２Ａの形状・材質：
Ｌ１＝１０ｃｍ、直径 ５ｃｍ、ステンレス製（表面はクロムメッキ）
・回転部８１２Ｂの形状・材質：
Ｌ２＝１０ｃｍ、直径 ４ｃｍ、ベークライト製
・付勢ロール８１の長手方向とフィルム２の幅方向とがなす角度（鋭角）θ：
θ＝３０度
・回転部８１２Ａ、８１２Ｂ間の線圧Ｔ：
Ｔ＝１６０ｇｆ／ｃｍ

［比較例１］
実施例１において、付勢装置８０を設置しなかった以外は実施例１と同様に行った。
［比較例２］
実施例１において、付勢装置８０から付勢ロール８１Ａ（上側のロール）を取り除いた以外は、実施例１と同様に行った。

［結 果］
表１及び図３に示すように、各実施例では、所定の条件を満たした付勢装置８０（付勢ロール８１）により、フィルム２の熱処理装置への導入が円滑であるため、フィルム２や熱処理後のフィルム３の破断等が起こりにくく、二軸延伸フィルム製造装置が停止するまでの連続成形時間がどれも十分に長い。すなわち、付勢ロール８１が、フィルム２の両端部に対して、優れた付勢効果（幅方向外部への引っ張り効果）を発揮するため、フィルム２は、熱処理装置４０の入り口でクリップ４１１に円滑に引き渡される。
一方、比較例１は、付勢ロールが全く設置されていないため、フィルム２の両端部（耳部）が不安定となり、フィルム２、３がテンター４１のクリップ４１１からのはずれやすく、連続成形時間が極めて短い。
また、比較例２のようにフィルム２の下部側にのみ付勢ロール８１Ｂを設置しても、フィルム２への付勢効果がほとんど働かず、連続成形時間は向上していない。

本発明は、連続成形時間が十分に長い二軸延伸フィルムの製造方法、及びそのための二軸延伸フィルム製造装置として利用することができる。

本発明の実施形態に係る二軸延伸フィルム製造装置の概略図。 前記実施形態におけるクリップの側面図 前記実施形態における付勢装置を水平方向から見た概略図。 前記実施形態における付勢ロールのトラブル事例を示す図 前記実施形態における熱処理装置及び付勢装置を上から見た概略図

符号の説明

１ 未延伸原反フィルム
２ 基材フィルム
３ 二軸延伸フィルム（二軸延伸ナイロンフィルム）
１０ 二軸延伸装置（チューブラー延伸装置）
２０ 予備熱処理装置（予熱炉）
３０ 分離装置
４０ 熱処理装置
５０ 張力制御装置
６０ 巻取装置
８０ 付勢装置
８１ 付勢ロール
１００ 二軸延伸フィルム製造装置

Claims (6)

1. 二軸延伸工程と、二軸延伸後の基材フィルムを熱処理する熱処理工程とを含む二軸延伸フィルムの製造方法であって、
   前記熱処理工程の上流側に、前記基材フィルムの両端部を前記基材フィルムの幅方向外部に付勢する一対の付勢手段を有する付勢工程を備え、
   前記付勢手段は、前記基材フィルムを両面から挟んで線圧を加えるとともに、基材フィルムの進行に伴い互いに逆回転可能な円筒状の回転部を有する２本一組の付勢ロールであり、
   前記熱処理工程に略水平に送通された前記基材フィルムの上側に位置する回転部の長手方向長さＬ１は、前記基材フィルムの下側に位置する回転部の長手方向長さＬ２より大きい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１に記載の二軸延伸フィルムの製造方法において、
   前記基材フィルムの上側に位置する回転部の長手方向長さＬ１と、前記基材フィルムの下側に位置する回転部の長手方向長さＬ２との比Ｌ１／Ｌ２が１．５〜３であることを特徴とする二軸延伸フィルムの製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の二軸延伸フィルムの製造方法において、
   前記円筒状の回転部により前記基材フィルムに加えられる線圧が、６〜５００ｇｆ／ｃｍであることを特徴とする二軸延伸フィルムの製造方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の二軸延伸フィルムの製造方法において、
   前記付勢ロールの長手方向と、前記基材フィルムの幅方向とにより下流側に形成される角度が２０〜７０度であることを特徴とする二軸延伸フィルムの製造方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の二軸延伸フィルムの製造方法において、
   二軸延伸がチューブラー方式であることを特徴とする二軸延伸フィルムの製造方法。
6. 二軸延伸装置と、二軸延伸後の基材フィルムを熱処理する熱処理装置とを含む二軸延伸フィルム製造装置であって、
   前記熱処理装置の上流側に、前記基材フィルムの両端部を前記基材フィルムの幅方向外部に付勢する一対の付勢手段を有する付勢装置を備え、
   前記付勢手段は、前記基材フィルムを両面から挟んで線圧を加えるとともに、基材フィルムの進行に伴い互いに逆回転可能な円筒状の回転部を有する２本一組の付勢ロールであり、前記熱処理装置に略水平に送通された前記基材フィルムの上側に位置する回転部の長手方向長さＬ１は、前記基材フィルムの下側に位置する回転部の長手方向長さＬ２より大きいことを特徴とする二軸延伸フィルム製造装置。

Images