JPH0242054B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、多層ポリエステル管状体フイルムの
延伸方法に関し、具体的には厚さ構成比で少くと
も50％以上がポリエチレンテレフタレートフイル
ムからなる多層管状未延伸フイルムを同時二軸延
伸するに当り、延伸開始点以降の膨張しつつある
フイルムを、延伸規制リングによつて一旦その膨
張を規制した後、更に再延伸するという、所謂二
段階延伸を行うことによつて、厚み均一性に優れ
た多層ポリエステル管状体フイルムを極めて安定
して製造し得るようにした方法に係るものであ
る。 近年、食品包装を始めとする包装資材フイルム
の多くは、その用途の多様化と高機能化に伴い、
単一フイルムではその要求性能に対処しきれなく
なつたことから、二種以上のフイルムをラミネー
トしたり、あるいはベースフイルムの表面に各種
の樹脂をコーテイングするといつた方法で、フイ
ルムの多層化が盛んに行われている。 こうしたフイルムの多層化が進む中にあつて、
ポリエステルフイルムはその機能的強度、耐熱
性、透明性等の優れた特性を活して、包材分野で
の需要が急増しているが、反面ヒートシール性に
劣るといつた性質から、この点を補うべく、例え
ばポリオレフイン等の樹脂との二層あるいは三層
構造として実用に供されるケースが多く、最近で
は更にハイバリヤー性等の特殊な機能をも同時に
持たせた多層フイルムも数多く出回つている。 かかるポリエステルをベースとする多層フイル
ムは、通常二軸延伸された後のポリエステルフイ
ルムに各種の樹脂をコーテイングしたり、あるい
はラミネートして製造されているのであるが、こ
れらの方法では取扱うフイルムが薄い上に広幅で
あるため、しわの発生などの問題から作業性が極
めて悪く、しかも工程が煩雑化して製造コストが
高くなるといつた問題があり、決して好ましい方
法ではなかつたのである。 本発明の目的とするところは、かかるポリエス
テルをベースとする多層フイルム、中でも厚さ構
成比で少くとも50％以上がポリエチレンテレフタ
レートフイルムからなる多層フイルムを前記した
従来法の如き煩わしい工程を必要とすることな
く、極めて簡単に、しかも安定して製造し得る方
法を提供する点にあり、その具体的な方法として
予じめ多層化された未延伸フイルム管状同時二軸
延伸法によつて製造するものである。 即ち、厚さ構成比で少くとも50％以上がポリエ
チレンテレフタレートフイルムからなる多層未延
伸フイルムを管状同時二軸延伸する場合、その延
伸性の良否はポリエチレンテレフタレートフイル
ムの延伸性に大きく依存する。ところが周知の如
く、ポリエチレンテレフタレートフイルムは他の
樹脂に比べて比較的強い降伏点強度を有する上
に、延伸されると分子配向と同時に配向結晶化を
伴うといつた延伸性の悪化をきたしやすい多くの
不都合な性質を持つために、かかる多層フイルム
を通常行われているような単にガスを吹込んで、
そのガス圧によつて一気に所望の倍率まで延伸す
るといつた所謂一段延伸法によつて延伸しても、
例えば延伸中の微妙な温度あるいは風量等の変化
によつて延伸開始のネツク部分が上下に移動した
り、あるいは片ブクレしてバブルの揺動がはげし
く、ひいてはパンクに至るといつた現象が頻発し
て、とても安定した延伸が行えないのであり、そ
の上更に得られる製品フイルムの厚み均一性の点
でも著しく劣るという問題を有するのであつた。 そこで本発明者等は、かかるポリエチレンテレ
フタレートをベースとする多層未延伸フイルムの
延伸性についてその延伸挙動を細かく分析した結
果、通常でも降伏点強度が比較的高く、しかも配
向結晶化を生じやすいポリエチレンテレフタレー
トをベースフイルムとする以上は、いかに前記し
た如き一段延伸法を駆使してみても、延伸開始初
期での延伸速度が著しく速いといつた一段延伸法
特有の物理的な要因が災いして、降伏点強度の著
しい増大を招くと同時に、配向結晶化も促進され
るという事実をつきとめ、これらが延伸性の悪化
に直接大きく関与していることを知見したのであ
る。 従つて本発明の如く、厚さ構成比で少くとも50
％以上がポリエチレンテレフタレートからなる多
層未延伸フイルムを管状同時二軸延伸する場合に
おいては、延伸開始初期の延伸速度を遅くするこ
とが延伸を安定して行う上で極めて有効であり、
この点を改善しない限り根本的な延伸性の改善に
は結びつかないとの結論に達し、本発明の延伸方
法を完成させたのである。 即ち、本発明は厚さ構成比で、少くとも50％以
上がポリエチレンテレフタレートフイルムからな
る多層管状未延伸フイルムを加圧気体を用いて同
時二軸延伸するに当り、 次の、 0.2l＜l₁＜0.8l ……(1) 0.2λ₁r₀＋0.8r₀＜r₁＜0.8λ₁r₀＋0.2r₀ ……(2) 但し、ｌ：延伸開始点(a)から延伸終了点(b)まで
の全延伸帯域の垂直長さ l₁：延伸開始点(a)から延伸規制リング設置位
置(c)までの垂直距離 r₀：未延伸フイルムの直径 r₁：延伸規制リングの内径 λ₁：延伸開始点(a)からのフイルム進行方向に
沿う上記垂直距離l₁の位置(c)における
延伸を規制しない場合の横延伸倍率 の条件下に、 延伸開始点(a)以降の膨張しつつあるフイルムを
前記延伸規制リング設置位置(c)に設けられた内径
r₁からなる延伸規制リングの内側に導き、該フイ
ルムの膨張を一旦規制した後、全延伸帯域の長さ
が最終膨張径の0.5乃至５倍で、且つ最終延伸倍
率が２乃至８倍の範囲で再延伸することを特徴と
する多層ポリエステル管状体フイルムの延伸方法
をその要旨とするものであり、以下本発明の所謂
二段階延伸法の一例を第１図に示した図面に基づ
いて具体的に説明する。 第１図において、符号１は厚さ構成比で少くと
も50％以上がポリエチレンテレフタレートからな
る多層管状未延伸フイルムである。この多層管状
未延伸フイルム１は、上方のニツプロール２及び
下方のニツプロール３の間に加圧気体を閉鎖して
連続的に送られる。符号４は予熱装置であり、予
熱された未延伸フイルムはテフロンリング５に沿
つて延伸帯域に導かれる。延伸帯域では、まず延
伸開始点付近に設けられた第一加熱装置７によつ
て未延伸フイルムは約80乃至120℃に加熱される
と同時に、バブル内部のガス圧によつて膨張を始
める。符号６は膨張しつつあるフイルムの延伸を
規制するための延伸規制リングであり、ここでフ
イルムは一旦その膨張が規制された後、更に第二
加熱装置８によつて例えば70乃至110℃に加熱さ
れ、再膨張して所望の最終延伸倍率まぜ延伸され
るのであり、この延伸されたフイルムは更に冷却
リング９を通つてガイドロール１０により平担に
折りたたまれた後、下方のニツプロール３によつ
て定速度で引取られる。その際、下方のニツプロ
ール３の周速度は上方のニツプロール２の周速度
よりも所望の縦延伸倍率に相当する割合だけ速く
してあるので、両ニツプロール間でフイルムは縦
方向にも同時に延伸され、目的とする二軸延伸多
層フイルムが得られるのである。 かかる本発明の延伸方法に適用される多層管状
未延伸フイルムとは、厚さ構成比で少くとも50％
以上がポリエチレンテレフタレートフイルムから
なるものであるが、ここで該ポリエチレンテレフ
タレートフイルムに積層される樹脂としては、ポ
リエチレンテレフタレートフイルムの延伸温度に
近い温度で延伸できるものであればよく、例えば
ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン―酢酸
ビニル共重合体、エチレン―酢酸ビニル共重合体
けん化物、アイオノマー樹脂、ポリアミド、塩化
ビニリデン系共重合体、アクリル系樹脂、ポリカ
ーボネート、ポリスチレン及び前記ポリエチレン
テレフタレート以外のポリエステル共重合体等が
好適である。これらポリエチレンテレフタレート
フイルムに積層される樹脂は、もちろんその目的
とする機能に応じて前記した中から一種あるいは
二種以上を適宜選択して用いられるのであり、そ
の積層方法としては共押出し法が工程の簡素化上
最も有利であるが、その他コーテイング法等の積
層手段も採用できる。又、該ポリエチレンテレフ
タレートフイルム及び前記積層樹脂には、必要に
応じて各種安定剤、艶消剤、着色防止剤、滑剤、
帯電防止剤、紫外線防止剤、酸化防止剤、耐光性
改良剤、可塑剤等の添加物が適宜含有されていて
もさしつかえないことはいうまでもない。 一方、本発明の二段階延伸法に用いられる延伸
規制リングは、第２図に示される斜線の領域内
で、しかも管状フイルムの円周方向に均一に作用
する位置に設けられなければならない。即ち、該
延伸規制リングは延伸開始点(a)から延伸終了点(b)
に至る全延伸帯域の垂直長さをｌとする場合、延
伸開始点(a)から延伸規制リング設定位置(c)までの
垂直距離l₁が0.2l＜l₁＜0.8l、好ましくは0.3l＜l₁＜
0.6lの範囲内に設けられ、且つその内径r₁が、未
延伸フイルムの直径をr₀とし、又前記延伸規制リ
ング設置位置(c)における延伸を規制しない場合の
横延伸倍率をλ₁とする場合、（0.2λ₁r₀＋0.8r₀）＜r₁
〈（0.8λ₁r₀＋0.2r₀）、好ましくは（0.3λ₁r₀＋0.7r₀
）
＜r₁〈（0.6λ₁r₀＋0.4r₀）を満足しなければならない
のであり、その理由は該延伸規制リングの位置及
び内径がこれらの範囲外になると、本発明の特徴
とするところの二段階延伸が円滑に行われず、そ
の効果が十分発揮されないのである。尚、かかる
延伸規制リングはフイルムを傷つけることなく、
しかも大きな抵抗を与えないものであれば、いか
なる形状、方式でもさしつかえなく、その一例を
示すならば第３図の如く多数のロールを円形に連
結したリング、あるいは該リングにおいて、ロー
ル表面にフイルムとの摩擦抵抗を軽減するために
界面活性剤の如き液状物質を適用できる装置を備
えたリングを用いて、フイルムに接触、同調させ
て延伸を規制することができるほか、適度に加温
された高圧ガスの吹出し孔を持つリングを用い
て、フイルムに接触することなく延伸を規制する
こともできるのである。 更に本発明の延伸方法では、かかる二段階延伸
を全延伸帯域の垂直長さが最終膨張径の0.5乃至
５倍の範囲内で、且つ最終延伸倍率が縦、横それ
ぞれ２乃至８倍になるまで行うのであるが、その
理由は全延伸帯域の垂直長さ及び最終延伸倍率が
前記範囲外になると、延伸時のフイルム膨張に無
理が生じて、たとえ本発明の如き二段階延伸を行
つても安定した延伸が出来なくなつたり、あるい
は厚み均一性の点でも十分なものが得られにくく
なるなど多層フイルムの製造時のみならず、品質
面においても不都合な問題が派生してくるためで
ある。 以上の如き本発明の多層ポリエステル管状体フ
イルムの延伸方法は、延伸開始点以降の膨張しつ
つあるフイルムを延伸規制リングによつて、一旦
その膨張を規制した後、更に再延伸するものであ
るために、延伸開始初期の延伸速度を通常の一段
延伸法に比べて大幅に遅くできる結果、ベースと
なるポリエチレンテレフタレートフイルムの延伸
開始時における降伏点強度の著しい増大が抑えら
れると共に、延伸初期での分子の配向結晶化をも
極力回避できるので、延伸開始時のいわゆるネツ
ク部分が極めて円滑、且つ安定した形状を保つて
均一に延伸されるのであり、従つて延伸中のバル
ブの揺動はおろか、片ブクレ、パンクといつた通
常の一段延伸法ではどうしても改善できなかつた
数多くの不都合な問題が一挙に解決できるのであ
る。しかもかかる延伸性の安定化は、とりもなお
さず従来よりこの種の延伸方法において最大の課
題とされてきた生産速度の高速化を可能とするば
かりか、特に薄もののポリエステル多層フイルム
の製造にも有利であり、併せて本発明の延伸方法
は、前述した如き二軸延伸後のポリエステルフイ
ルムにコーテイングあるいはラミネートするとい
つた従来の製造方法に比べて、工程の簡素化はも
とより、作業性、経済性の点でも極めて有利であ
るといつた数多くの優れた利点を有するものであ
る。 また本発明の延伸方法によつて得られる多層ポ
リエステルフイルムは、本発明独得の二段階にわ
たる均一な延伸過程を経て製造されるものである
ために、偏肉あるいは筋（ここで筋とは、公称厚
みに対して厚みの比較的厚い部分が、約10〜30mm
程度の幅をもつて縦方向に帯状に存在する部分を
いう。）等の厚み斑のない極めて優れた厚み均一
性を有するほか、ベースとしてのポリエチレンテ
レフタレートフイルムに積層される樹脂によつて
は、ポリエステル独自の優れた機能的強度に加え
てヒートシール性、ガスバリヤー性、防湿性、ス
リツプ性、耐ピンホール性等の諸特性をも合せ持
つものである。 従つて、本発明の延伸方法は、製膜時の安定化
はもちろんのこと、得られる製品フイルムの品質
面でも優れた特徴を有するなど、その実用的価値
が極めて高いものであると同時に、かかる本発明
の延伸方法によつて得られる多層ポリエステルフ
イルムは食品包装を始めとする包装材あるいは各
種産業分野への用途に対して実に好適である。 以下、本発明の方法を実施例により更に詳しく
説明する。 （実施例 １〜２） 外層を形成するための第１の押出機からはポリ
エチレンテレフタレートを、又内層を形成するた
めの第２の押出機からは変性ポリエチレン〔モデ
イツクＥ―200H、三菱油化(株)製〕をそれぞれ第
１の押出機285℃、第２の押出機200℃の温度で溶
融共押出しして、内径10cmでポリエチレンテレフ
タレート層300ミクロン、変性ポリエチレン層125
ミクロンの二層管状未延伸フイルム（厚み斑±16
％）を得た。 この二層管状未延伸フイルムを、第１図の如き
装置を用いて予備加熱温度を60℃とし、又最終延
伸倍率を縦、横それぞれ５倍とする以外は第１表
に示す諸条件で延伸を行い、ポリエチレンテレフ
タレート層12ミクロン、変性ポリエチレン層５ミ
クロンの二層二軸延伸フイルムを得た。それぞれ
の実施例における延伸時の製膜性並びに得られる
二軸延伸フイルムの厚み精度を第１表にまとめた
が、同表から明らかなように本発明の延伸方法に
よると、延伸時のネツク部分の変動がなく、しか
も片ブクレ、バブルの揺動、パンク等の現象もほ
とんどみられないなど、極めて安定した延伸が可
能となるほか、得られる二軸延伸フイルムの厚み
均一性も優れたものである。 （実施例３〜５、比較例１〜８） 外層を形成するための第１の押出機からはポリ
エチレンテレフタレートを、中間層を形成するた
めの第２の押出機からはエチレン―酢酸ビニル共
重合体けん化物（エチレン30モル％、酢酸ビニル
けん化率99％）を、又内層を形成するための第３
の押出機からは変性ポリエチレン〔アドマーQF
―500、三井石油化学(株)製〕をそれぞれ第１の押
出機290℃第２の押出機255℃、第３の押出機250
℃の温度で溶融共押出しして、内径10cmでポリエ
チレンテレフタレート層245ミクロン、エチレン
―酢酸ビニル共重合体けん化物層25ミクロン、変
性ポリエチレン層150ミクロンの三層管状未延伸
フイルム（厚み斑±18％）を得た。この三層管状
未延伸フイルムを第１図の如き装置を用いて、予
備加熱温度を62℃とし、又最終延伸倍率を縦、横
それぞれ3.5倍とする以外は第１表に示す諸条件
で延伸を行いポリエチレンテレフタレート層20ミ
クロン、エチレン―酢酸ビニル共重合体けん化物
層２ミクロン、変性ポリエチレン層／2.2ミクロ
ンの三層二軸延伸フイルムを得た。 それぞれの実施例における延伸時の製膜性並び
に得られる二軸延伸フイルムの厚み精度を第１表
にまとめたが、同表から明らかなように本発明の
延伸方法によると、極めて安定した延伸が可能
で、更に得られる二軸延伸フイルムの厚み均一性
も非常に優れている。 尚、比較のためにこれらの実施例で用いたと同
様の三層管状未延伸フイルムを62℃の温度で予熱
した後、延伸規制リング設置位置(c)までの垂直距
離l₁とその内径r₂（比較例１〜３）、全延伸帯域の
垂直長さｌ（比較例４〜５）、最終延伸倍率（比較
例６〜７）等を本発明の範囲外とするか、あるい
は本発明の如く二段階延伸を行わないで一気に同
じ倍率まで延伸した場合（比較例８）等について
その製膜性と厚み精度を第１表に記したが、これ
らの結果からみると、たとえ二段階延伸を行つて
も延伸規制リングの位置及びその内径、あるいは
最終延伸倍率又は延伸帯域の長さ等のいづれか１
つでも本発明の範囲外になると、延伸性が不安定
になるばかりか、得られる二軸延伸フイルムの厚
み均一性の点でも著しく劣り実用的でないことが
判然としている。

【表】 (2) パンクの頻度は、連続８時間運転中
におけるパンクの回数で表した。
(3) 筋とは、公称厚みに対して厚みの比
較的厚い部分が約10〜30mm程度の幅をもつて縦方向に帯
状に存在する部分をいう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態様の一例を示す断面図
である。第２図は本発明の延伸方法において、延
伸規制リングの位置並びにその内径を具体的に説
明するための断面図であり、又第３図は第１図及
び第２図に用いた延伸規制リングの形状の一例を
示す平面図である。 １……多層管状未延伸フイルム、２……上方ニ
ツプロール、３……下方ニツプロール、４……予
熱装置、５……テフロンリング、６……延伸規制
リング、７……第一加熱装置、８……第二加熱装
置、９……冷却リング、１０……ガイドロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 厚さ構成比で、少くとも50％以上がポリエチ
   レンテレフタレートフイルムからなる多層管状未
   延伸フイルムを、加圧気体を用いて同時二軸延伸
   するに当り、下記(1)式及び(2)式を満足する条件の
   下に、延伸開始点(a)以降の膨張しつつあるフイル
   ムを、前記延伸開始点(a)より垂直距離l₁だけ離間
   した所定の位置(c)に設けられた内径r₁からなる延
   伸規制リングの内側に導き、該フイルムの膨張を
   一旦規制した後、全延伸帯域の長さが最終膨張径
   の0.5乃至５倍で、且つ最終延伸倍率が２乃至８
   倍の範囲で再延伸することを特徴とする多層ポリ
   エステル管状体フイルムの延伸方法。 0.2l＜l₁＜0.8l ……(1) 0.2λ₁r₀＋0.8r₀＜r₁＜0.8λ₁r₀＋0.2r₀ ……(2) 但し、ｌ：延伸開始点(a)から延伸終了点(b)まで
   の全延伸帯域の垂直長さ l₁：延伸開始点(a)から延伸規制リング設置位
   置(c)までの垂直距離 r₀：未延伸フイルムの直径 r₁：延伸規制リングの内径 λ₁：延伸開始点(a)からのフイルム進行方向に
   沿う上記垂直距離l₁の位置(c)における
   延伸を規制しない場合の横延伸倍率。