JPH0245974B2 - NIJIKUENSHINSARETAHORIIIPUSHIRONNKAPUROAMIDOFUIRUMUNOSEIZOHOHO - Google Patents

NIJIKUENSHINSARETAHORIIIPUSHIRONNKAPUROAMIDOFUIRUMUNOSEIZOHOHO

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JPH0245974B2
JPH0245974B2 JP4536883A JP4536883A JPH0245974B2 JP H0245974 B2 JPH0245974 B2 JP H0245974B2 JP 4536883 A JP4536883 A JP 4536883A JP 4536883 A JP4536883 A JP 4536883A JP H0245974 B2 JPH0245974 B2 JP H0245974B2
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stretching
temperature
stretched
caproamide
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Tsugio Okumura
Tatsufumi Hiratsuka
Naomichi Yamagishi
Masayoshi Sugyama
Kenji Mori
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Mitsubishi Kasei Polytec Co
Original Assignee
Mitsubishi Monsanto Chemical Co
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Publication date
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Publication of JPH0245974B2 publication Critical patent/JPH0245974B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D7/00Producing flat articles, e.g. films or sheets
    • B29D7/01Films or sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、二軸延伸されたポリ−ε−カプロア
ミドフイルムの製造方法に関するのである。更に
詳しくは、ロール式縦延伸方式とテンター式横延
伸方式との組み合せよりなる逐次二軸延伸方式に
より、二軸延伸されたポリ−ε−カプロアミドフ
イルムを製造する方法に関するものである。 二軸延伸されたポリ−ε−カプロアミドは、優
れた強度、耐寒性、印刷適性、耐薬品性等に優
れ、かつ、ピンホールが生じにくい等の特徴を有
するところから、包装用フイルムとして広く用い
られつつある。 ポリ−ε−カプロアミドをフイルムとし、延伸
させるときは、最初に延伸された方向に方向性を
もつた水素結合が生起し、次に、最初の延伸方向
と直角の方向に延伸することが不可能になるとい
う問題があつた(例えば特開昭53−18669号公報、
特開昭53−141372号公報参照。)。このため、現在
製造され、販売されている二軸延伸されたポリ−
ε−カプロアミドフイルムは、テンター方式又は
チユーブラー方式によるいわゆる同時二軸延伸方
式によるものである。 これらの同時二軸延伸方式は、優れた方法では
あるが、次のような欠点がある。 (1) テンター方式による同時二軸延伸方式にあつ
ては、延伸装置が極めて複雑であり、製造可能
なフイルムの幅、フイルム製造速度、延伸倍率
の可変性等の諸点で制約がある。 (2) チユーブラー方式による同時二軸延伸方式に
あつては、フイルムの厚さ精度の調節、フイル
ム製造速度等の諸点で制約がある。 これに対して、逐次二軸延伸方式は、使用する
装置が比較的に簡単で、堅牢な構造にできるの
で、フイルムの幅を広く、かつ、フイルムの製造
速度も高速にすることができ、更に、個々の工程
の制御が容易で、製品の品質管理も容易である
等、工業的に有利な方法であるといえる。しか
し、前記のとおり、ポリ−ε−カプロアミドを逐
次二軸延伸することは、困難であつた。 上記困難を解決する一つの方法として、例えば
特公昭37−2195号公報に記載の方法が提案されて
いる。この方法では、ポリ−ε−カプロアミド
に、オリゴマー又はモノマーを可塑剤として配合
し、フイルム化するものである。この方法では、
可塑剤の配合割合が多い場合、例えば2重量%以
上のときは、延伸ムラのないフイルムが得られ
る。しかし、フイルム中に配合された可塑剤は、
フイルムの腰の強さ、寸法安定性等を低下させる
原因となるし、更には、延伸する際に可塑剤がロ
ール表面上にプレート・アウトし、これがフイル
ム表面に再び付着し、フイルム同志がブロツキン
グをおこす原因となる。更にまた、ポリ−ε−カ
プロアミドフイルムの用途が主に食品包装用であ
ることを考慮すると、このような可塑剤の多量の
配合は好ましいことではない。 前記困難を解決する他の方法として、特公昭47
−3195号公報、特公昭49−13505号公報等に記載
されているような、比較的高い温度条件下に逐次
延伸する方法が提案されている。しかし、ポリ−
ε−カプロアミドのように結晶化速度の著しく速
い樹脂では、温度が高いほど急速に、強固な水素
結合が生起し易く、このため一段目の延伸で均一
な延伸ができたとしても、二段目の延伸では、フ
イルムに延伸斑が生じ易かつたり、裂けたりしや
すいという問題がある。たとえフイルムが裂けな
かつたとしても、フイルムに延伸斑を生じないよ
うにするには、二段目の延伸における延伸倍率
を、一段目のそれに較べて著しく高率にしなけれ
ばならない。このため、縦方向と横方向との配向
の不均衡なフイルムとなつたり、高温であるため
所望の配向効果が発揮されないという欠点があ
る。 更には、特開昭53−141372号公報には、比較的
低い温度で延伸して、前記問題を解決する方法が
記載されている。しかしながら、この方法による
ときは、フイルム温度が低いために、テンター内
でフイルムの破断が多発し、実質上フイルムの製
造は困難である。 本発明者らは、かかる状況にあつて、二軸延伸
されたポリ−ε−カプロアミドフイルムを、逐次
二軸延伸方式で製造する方法を提供することを目
的として、鋭意検討した結果、本発明を完成する
に至つたものである。 しかして本発明の要旨とするところは、実質的
に無定形で配向していないポリ−ε−カプロアミ
ドフイルムを、まず縦方向に延伸しついで横方向
に延伸して、二軸延伸されたポリ−ε−カプロア
ミドフイルムを製造するにあたり、前記実質的に
無定形なポリ−ε−カプロアミドフイルムを、45
〜65℃の温度範囲に加熱し、ロール式縦延伸方式
によつて、変形速度5000%/分以上で、2.7〜3.5
倍に縦方向に延伸し、この縦方向に延伸したフイ
ルムを、直ちに45〜60℃の温度範囲に調節し、次
の()式で表わされる時間、すなわち t=e(5-0.07T 1 ) …() 〔()式において、eは自然対数の底、tは
縦方向への延伸終了後、横方向への延伸を開始す
るまでの時間(秒)を意味し、T1はこの間のフ
イルムの温度であつて、45〜60℃の範囲から選ば
れる。〕 の時間内に、次の横方向への延伸開始位置まで移
送し、横方向への延伸開始位置に到達する直前
で、次の()式で表わされる温度範囲、すなわ
ち T1+3≦T2≦T1+10 …() 〔()式において、T1は()式におけると
同じ意味であり、T2は局部加熱点のフイルム温
度を意味する。〕 の温度範囲で、1秒以内の局部加熱を行ない、テ
ンター式横延伸方式によつて、横方向への延伸開
始位置におけるテンタークリツプの温度(T3
を、T3<T1なる温度条件とし、横方向の延伸開
始位置からフイルム温度を段階的に昇温して横方
向への延伸終了位置ではフイルム温度が70〜100
℃の範囲内に入るような温度条件とし、変形速度
2000〜10000%/分の範囲で、2.7〜4.5倍に横方
向に延伸することを特徴とする、二軸延伸された
ポリ−ε−カプロアミドフイルムの製造方法に存
する。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明において、ポリ−ε−カプロアミドと
は、一般にナイロン6と呼称されているε−カプ
ロラクタムの単独重合体(ホモポリマー)をい
い、共重合体(コポリマー)は含まれない。この
重合体には、滑剤、帯電防止剤、ブロツキング防
止剤、安定剤、染料、顔料、無機微粒子等の各種
樹脂添加剤が、配合されていてもよい。 本発明方法によるときは、実質的に無定形なポ
リ−ε−カプロアミドフイルム(以下これを「未
延伸フイルム」という。)を用いる。未延伸フイ
ルムは、例えばポリ−ε−カプロアミドを、押出
機で加熱溶融し、T−ダイからフイルム状に押出
し、これをエアナイフキヤスト法、静電印加法、
バキユムチヤンバー法等の公知のキヤステイング
方法で、ポリ−ε−カプロアミドのガラス転移温
度以下、好ましくは30℃以下で、結露温度以上に
保たれたキヤステイングロール上で、急冷して製
造することができる。 本発明方法によるときは、未延伸フイルムを、
まずロール式縦延伸方式によつて、縦方向に延伸
(以下、単に「縦延伸」という。)する。ロール式
縦延伸方式による延伸とは、ロール式縦延伸機を
用いて縦延伸する方式をいう。本発明において
は、従来から知られているロール式高速縦延伸機
が使用できる。 未延伸フイルムを縦延伸するには、調節された
予熱ロールによつて、先ず、未延伸フイルムを45
〜60℃に加熱、温調する。未延伸フイルムの温度
が45℃より低いと、縦延伸後のフイルムに縦延伸
斑を生じ易いので好ましく、65℃より高いと、フ
イルムがロール表面上に粘着しやすくなり、これ
また縦延伸後のフイルムに縦延伸斑を生じ易く、
更には延伸された方向に方向性をもつた水素結合
が生起し、次の横方向への延伸(以下、単に「横
延伸」という。)時にフイルムに横延伸斑が生じ
たり、フイルムが裂けたりし易くなるので、好ま
しくない。 縦延伸工程においては、変形速度を5000%/分
以上、延伸倍率を2.7〜3.5倍の範囲、なる延伸条
件を採用する必要がある。 ここで、変形速度とは、次の()式で表わさ
れる式によつて算出される値をいう。 VMD=(X−1)/L×(UL+UH/2×100 …() 〔()式において、各々の記号は次の意味を
有する。 VMD:フイルムの縦変形速度(%/分) X:フイルムの延伸倍率(倍)で、UH/UL
り求まる。 L:縦方向延伸区間の長さ(m) UL:低速ロールの線速度(m/分) UH:高速ロールの線速度(m/分)〕 変形速度(VMD)が5000%/分より低いと、縦
延伸は良好に行なわれたとしても、次の横延伸時
に、フイルムに横延伸斑を生じ易くなり、好まし
くない。5000%/分より大であると、縦延伸は良
好に行なわれ、次の横延伸時に、フイルムに横延
伸斑が生じることがないので好ましい。変形速度
の上限は、使用する装置の構造、性能、延伸開始
時のフイルムの温度等によつて、種々選ぶことが
できるが、中でも30000%/分以下とするのがよ
い。 なお、延伸開始時のフイルム温度が低いとき
は、変形速度は上記範囲において小さくし、フイ
ルム温度が高いときは、上記範囲において、大き
くするのが好ましい。 フイルムの縦延伸倍率が2.7倍より小さいとき
は、最終的に得られるフイルムに、所望の配向効
果を賦与することができず、3.5倍より大きいと
きは、延伸時フイルムが破れ易く、更には次の横
延伸時に、横延伸斑を生じ易いので好ましくな
い。フイルムの縦延伸倍率は、ロール式縦延伸機
における高速ロールと低速ロールの線速度を変え
ることにより、種々変更することができる。 本発明によるときは、上記の条件で縦延伸した
フイルムを、直ちに45〜60℃の温度範囲に調節
し、次の()式で表わされる時間、すなわち、 t=e(5-0.07T 1 ) …() 〔()式において、eは自然対数の底、tは
縦方向への延伸終了後、横方向への延伸を開始す
るまでの時間(秒)を意味し、T1はこの間のフ
イルムの温度であつて、45〜60℃の範囲から選ば
れる。〕 の時間内に、次の横延伸開始位置(テンターレー
ルが拡幅を開始する位置をいう。)まで移送する。 縦延伸を終了したのちに、このフイルムを45〜
60℃の温度範囲に調節するのは、次の理由によ
る。すなわち、フイルムの温度が45℃より低い
と、横延伸を行なう場合に温度が低すぎで、フイ
ルムが破れ易くなるので好ましくなく、60℃より
高いと、縦延伸終了後横延伸開始位置までの移送
時間が極めて短くなるので、縦延伸機と横延伸機
との間隔を極端に短くしたり、横延伸機の導入部
(フイルムを噛ませる部分)を著しく短くしなけ
ればならず、装置の設計や配置、ならびに操作性
の点で問題が生じ、好ましくない。縦延伸工程で
の変形速度が5000%/分以上であると、延伸中に
発熱をともない、フイルム温度は若干(10〜20
℃)上昇するので、フイルムを45〜60℃の温度範
囲に調節するには、フイルムを冷却することが必
要な場合も生ずる。 縦延伸を終了したフイルムは、これを次の横延
伸工程に移送するが、この移送は、短時間に行な
う必要がある。 本発明者らの実験によれば、縦延伸を終了した
フイルムを、次の横延伸工程に移送する時間は、
前記()式で算出される時間以内とすることが
よいことが分つた。具体的には、縦延伸終了後に
温度調節されたフイルム温度が、45℃の場合には
tは6.4秒以内、50℃の場合にはtは4.5秒以内、
60℃の場合にはtは2.2秒以内にする必要がある
ことが分つた。前記()式で算出される時間を
こえる場合には、次の横延伸工程で延伸する際
に、フイルムに横延伸斑が生じ易くなり、好まし
くない。 本発明方法によるときは、縦延伸されたフイル
ムを横延伸工程に移送し、横延伸開始位置の直前
で、次の()式で表わされる温度範囲、すなわ
ち T1+3≦T2≦T1+10 …() 〔()式において、T1は()式におけると
同じ意味であり、T2は局部加熱点のフイルム漢
度を意味する。〕 の温度範囲で、1秒以内の局部加熱を行なう。 横延伸開始位置の直前で、フイルムの局部加熱
を行なうのは、ネツク発生位置を一定にするため
である。 すなわち、ポリ−ε−カプロアミドフイルムの
延伸は、ネツク延伸により延伸が達成され、この
傾向は縦延伸より横延伸において顕著である。フ
イルムを横延伸する際には、テンタークリツプで
フイルム両端を把持し、テンタークリツプをテン
ターレールに沿つて移動させつつ扇状に広げ、こ
れによりフイルムを横延伸する。フイルムはクリ
ツプ近辺からネツクが生じやすく、クリツプ近辺
で生じたネツクはすぐにクリツプの爪に達し、そ
の部分のフイルムの厚さが極端に薄くなり、フイ
ルムが破断するという問題が生ずる。 上記フイルム横延伸時のクリツプ近辺でのフイ
ルムの破断を防ぐには、フイルムの幅方向端部
(耳部)を厚くする方法、フイルムクリツプ近辺
以外の特定個所を局部的に薄くする方法等があ
る。しかし、前者の方法では、最終的に得られる
フイルムの厚さ精度に悪影響を及ぼしたり、製品
歩留が低下したりするという問題が生じ、後者の
方法では、最終的に得られるフイルムの厚さ精度
に悪影響を及ぼし、いずれの方法も、好ましくな
い。 本発明者らの実験によれば、横延伸開始位置の
直前で、フイルムのネツクを発生させたい位置に
対応させて、ヒーターを配置し、局部加熱を行な
うときは、局部加熱された部分から、ネツクが必
ず発生し、横延伸を円滑に遂行できることが分つ
た。 局部加熱のためのヒーターは、フイルムにネツ
クを発生させるに充分な温度まで加温できるもの
であればよいが、特に棒状ヒーターとし、フイル
ムの上面または下面に、フイルムの移送方向と平
行に、配置するのがよい。ヒーターの種類は、楕
円形状反射笠付きの赤外線棒状ヒーターが好まし
いが、セラミツクヒーター、アルミニウム鋳込み
ヒーター等であつてもよい。 フイルムを局部加熱するヒーターの大きさは、
ヒーターの容量、フイルムのヒーターとの距離等
によつて種々選ぶことができるが、できるだけ細
く長いものがよく、幅は10mm以下、特に好ましく
は5mm以下のものがよい。このような大きさのヒ
ーターの製作が困難なときは、一般的なヒーター
とシートとの間に、遮蔽部材を配置したり、赤外
線を反射する材料で棒状ヒーターを包み込み、幅
10mm以下のスリツト状開口部を、フイルムに面し
て設けるようにしてもよい。 ヒーターの数は、縦延伸後のフイルムの幅に応
じて1〜数個と変えることができる。1個の場合
は、フイルムの幅方向の中央部分にフイルムの移
送方向と平行に配置し複数個の場合は、フイルム
のテンタークリツプに近ずきすぎないように、配
置場所を選ぶべきである。 第1図および第2図は、フイルムを局部加熱す
る状況、フイルムがネツク延伸される状況の概略
図を示した。 第1図は、ヒーターをフイルムの幅方向のほぼ
中央部分に配置した場合、第2図は2個のヒータ
ーを配置した状態を示す。 図において、1,21はそれぞれ縦延伸された
フイルム、2,22はそれぞれ赤外線スリツトヒ
ーター、3,23はそれぞれネツク発生点、4,
24はそれぞれ横延伸されていない部分、5,2
5はそれぞれネツク延伸された部分、6,26は
横延伸されていない部分が均一に延伸され始める
場所、Aは横延伸開始位置、Bは横延伸終了位置
を示す。 局部加熱のためのヒーターによつてフイルムを
加熱する温度(T2)は、前記()式によつて
表わされる温度範囲とする。T2がT1+3(℃)よ
り低いときは、フイルムの加熱された部分にネツ
クは発生しないし、T2がT1+10(℃)より高いと
きは、フイルムの加熱された部分が極端に薄くな
るので、好ましくない。 局部加熱のためのヒーターによつてフイルムを
局部加熱する時間は、1秒以内とする。局部加熱
の時間が余り長すぎると、フイルムの局部加熱さ
れた部分が、極端に薄くなるので、好ましくな
い。 本発明方法によるときは、縦延伸したフイルム
を、上記方法で局部加熱した後に、テンター式横
延伸方式によつて、横延伸する。本発明において
は、従来から知られているテンター式高速横延伸
機が使用できる。 この際、テンター式横延伸機のテンタークリツ
プの温度(T3)を、T3<T1なる条件を満たすよ
うに、調節する。テンタークリツプの温度T3が、
T1(フイルムの縦方向への延伸終了後、横方向へ
の延伸を開始するまでの温度(℃)をいう。)よ
り高いと、フイルム横延伸時に、ネツクがクリツ
プ近辺で発生し、この部分でのフイルムの破断が
おこり易いからである。 テンターによる横延伸を行なう際には、横延伸
開始位置からフイルム温度を段階的に昇温し、横
延伸終了位置では、フイルム温度が70〜100℃の
範囲内に入るような温度条件とする必要がある。 前記方法で縦延伸したフイルムは、延伸された
方向に方向性をもつた水素結合が、経時的に強固
になるので、極めて短時間に横延伸開始位置まで
移送し、横延伸を開始する。この際のフイルム温
度、すなわち45〜60℃は、フイルムを横延伸する
温度としては低すぎ、この温度で横延伸を行なう
と、クリツプでの破断がおこりやすく、安定した
横延伸は困難である。 安定した横延伸を行なうため、前記したとお
り、フイルムを局部加熱してネツク延伸開始位置
を一定とすることに加えて、フイルムを段階的に
昇温しつつ横延伸する。フイルムを横延伸する際
に急激に昇温すると、フイルムのネツク延伸の始
まつていない部分、すなわちフイルムの未だ横延
伸されていない部分は、強い熱をうける結果、縦
延伸工程で生じた方向性をもつた水素結合が強固
となり、これを横延伸すると横延伸斑が生じたフ
イルムとなつてしまう。 本発明者らの実験によれば、フイルムをテンタ
ーによつて横延伸を行なう際に、横延伸開始位置
からフイルム温度を段階的に昇温し、横延伸終了
位置では、フイルム温度が70〜100℃の範囲に入
る温度条件とすると、横延伸の途中で、未だ横延
伸されていない部分は、極めて短時間のうちにあ
たかも「霧が晴れる」ように消失してしまうこと
が分つた。 横延伸ゾーンでフイルムを段階的に加熱するに
は、フイルムの上面または下面に、フイルムの移
送方向に対して直角の方向に数区画に仕切り、各
仕切り内に、赤外線ヒーターを設置したり、熱風
を吹きこむ方法をとればよい。 横延伸終了位置でのフイルム温度は、70〜100
℃の温度範囲が好適であるが、フイルムの変形速
度および延伸倍率が高い場合は、フイルム温度は
上記範囲内で高めを選び、変形温度および延伸倍
伸が低い場合はフイルム温度は上記範囲内で低め
を選ぶのが好ましい。 横延伸工程においては、変形速度を2000〜
10000%/分の範囲、延伸倍率を2.7〜4.5倍の範
囲、なる延伸条件を採用する必要がある。 ここで変形速度とは、次の()式で表わされ
る式によつて算出される値をいう。 VTD=(Y−1)/LT×UT×100 …() 〔()式において、各々の記号は次の意味を
有する。 VTD:フイルムの横変形速度(%/分) Y:フイルムの延伸倍率(倍)で、y2/y1より
求まる。y1は横延伸開始位置(第1図Aの
位置)でのフイルム幅、y2は横延伸終了位
置(第1図Bの位置)でのフイルムの幅を
意味する。 UT:テンターの速度(m/分) LT:横延伸区間の長さ(第1図Aの位置から
Bの位置までの長さ)(m)、〕 変形速度(VTD)が、2000%/分より低いと、
フイルムに横延伸斑が生じ易く、10000%/分よ
り大であると、フイルムに破断が生じ易く、好ま
しくない。 フイルムの横延伸倍率が2.7倍より小さいとき
は、最終的に得られるフイルムの物性が優れたも
のとならないので好ましくない。4.5倍を超える
ときは、横延伸フイルムの破断が生じ易く、好ま
しくない。 以上の方法によつて製造された二軸延伸された
ポリ−ε−カプロアミドフイルムは、寸法安定性
を賦与するために、常法によつて熱処理するのが
よい。熱処理は、例えば130℃以上融点より低い
温度で、5分以下、好ましくは1分以内で行なう
のがよい。熱処理は、フイルムを緊張状態、また
は弛緩状態、さらには両者を組み合せた状態のい
ずれの状態で行なつてもよい。 本発明は以上詳細に説明したとおりであり、本
発明によれば、ロール式縦延伸方式とテンター式
横延伸方式との組み合せよりなる逐次二軸延伸方
式により、厚さ精度に優れ、外観の優れた二軸延
伸されたポリ−ε−カプロアミドフイルムを、能
率的に製造することが可能であり、本発明の産業
上の利用価値は極めて大である。 次に、本発明を実施例にもとづいて更に詳細に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、
以下の例に限定されるものではない。 実施例 1 相対粘度が3.5のポリ−ε−カプロアミド(三
菱化成工業(株)製、ノバミツド1020J)を、65mmφ
の押出機で、シリンダー温度260℃の条件で混練
し、T−ダイでフイルム状に押出し、30℃に冷却
された600mmφのキヤステイングロール上で急冷
し、厚さ約150ミクロン、幅約350mmの実質的に無
定形な(未延伸)フイルムを得た。 上の未延伸フイルムを、150mmφ、幅700mmの複
数ロールで構成される縦延伸機に、8m/分の移
送速度で導き、45℃に加熱、調節したのち、周速
度の異なるロール間で、変形速度6000%/分、延
伸倍率3.1倍の条件として縦延伸を行なつた。 縦延伸したフイルムを、縦延伸ゾーンに後続す
るロール群によつて直ちに45℃に温調し、この温
度に維持しながら、6秒間で、幅1.5m、長さ12
mの大きさのテンター式横延伸機の横延伸開始位
置まで移送した。 なお、テンター式横延伸機の横延伸開始位置直
前には、フイルムを下面から局部加熱するため
に、スリツト間隙5mmの赤外線スリツトヒーター
を、フイルムの移送方向に平行に、フイルム幅方
向の中央部分に設けた。このヒーターによつて、
対応するフイルム部分温度を50℃に局部加熱し
た。 テンター式横延伸機のテンタークリツプは、テ
ンターレールに鋳込み埋設された水冷パイプに、
冷却水を通すことにより、冷却される構造とされ
ており、横延伸部分(ゾーン)は等間隔で3つに
区画し、各区画には赤外線ヒーターを配置し、各
区画を独立に温度節節可能な構造とした。 縦延伸したフイルムの両端を、40℃に冷却した
テンタークリツプで把持し、横延伸機で、変形速
度2400%/分、延伸倍率3.3倍の条件として横延
伸を行なつた。横延伸部分におけるフイルム温度
は、第1の区画の出口では60℃、第2の区画の出
口では70℃、第3の区画の出口(横延伸終了位
置)では75℃とした。 横延伸したフイルムは、引き続きテンタークリ
ツプで把持したまま、定幅で、200℃の温度で1
秒間、クリツプ間隔を5%狭めて弛緩を与える状
態で200℃の温度で2秒間、更に定幅で、200℃の
温度で2秒間、合計3回の熱処理を行なつた。熱
処理を行なつた後のフイルムは、フイルム両耳を
切り取り、ワインダーによつて巻きとり、厚さ15
ミクロンの二軸延伸されたフイルムを得た。 上記方法によるフイルムの製造を、5時間連続
的に行なつたが、途中でフイルムの切断がおこる
こともなく、順調に遂行できた。 フイルム製造の際の諸条件、フイルムの延伸時
の状況を、第1表に示す。 得られたフイルムにつき、物性を次に記載した
方法で評価した。結果、第2表に示す。 (1) フイルムの厚さ(ミクロン) フイルムの幅方向に30点の厚さを測定し、その
平均値を示す。 (2) フイルムの厚さ斑(%) 次式より算出した値を意味する。 厚さ斑=幅方向における最大厚さ−幅方向
における最小厚さ/幅方向における平均厚さ×100 この厚み斑は、15%以下であると厚さ精度がよ
いといえる。 (3) バランス度、面内配向指数、 アツベ屈折計により、フイルム長手方向(縦方
向)の屈折率(x)、幅方向(横方向)の屈折率
(y)および厚さ方向の屈折率(z)をそれぞれ
測定し、下式により算出した値を意味する。 バランス度=|x−y| 面内配向指数=x+y/2−z (4) 破断強度、降伏強度、破断伸度 フイルムから、幅10mm、長さ100mmの試験片を
調製し、この試験片につき、島津製作所製のオー
トグラフ(DSS−2000型)を用い、チヤツク間隔
50mm、引張り速度50mm/分、測定雰囲気25℃、相
対湿度40%の条件下に測定したもの。 (5) 熱湯収縮率(%) フイルムから一辺の長さ100mmの正方形の試料
を調製し、この試料を、25℃、相対湿度40%の雰
囲気下で温調し、間隔80mmの標線をマークした。
この試料を、熱湯中に5分間浸漬してとり出し、
25℃、相対湿度40%の雰囲気下に24時間放置し、
標線間の変化(△l1)を測定し、下式により算出
した値を意味する。 熱湯収縮率=△l1/80×100 (6) 乾熱収縮率(%) 上記(5)に記載の方法で調製した試料を、160℃
に温度調節したオーブン中に、5分間放置しとり
出して、25℃、相対湿度40%の雰囲気下に24時間
放置し、標線間の変化(△l2)を測定し、下式に
より算出した値を意味する。 乾熱収縮率=△l2/80×100 (7) 耐ピンホール強度(g) オートグラフ(DSS−2000型)のクロスヘツド
に、内径100mmφの円形型枠をとりつけ、この型
枠に試料フイルムを緊張させて固定し、一方のオ
ートグラフ・ヘツドに取りつけられたロードセル
には、金属の丸棒を介して、先端が直径0.5mmの
球面をなした針をとりつけ、クロスヘツドを50
mm/分の上昇速度で移動させることにより、突刺
しフイルムが破れる際の強度(g)が測定した。 (8) 霞度(%) JIS K6714に準拠して測定した。 実施例 2,3 相対粘度が3.5のポリ−ε−カプロアミド(三
菱化成工業(株)製、ノバミツド1020CA)を用い、
実施例1に記載したと同様にして未延伸フイルム
を製造した。 この未延伸フイルムを、実施例1で用いたと同
じ縦延伸機で、第1表に記載した条件で、縦延伸
した。 縦延伸したフイルムを、第1素に記載した条件
で、横延伸開始位置まで移送し、実施例1で用い
たと同じテンター式横延伸機を用い、第1表に記
載した条件で横延伸した。 実施例2においては、横延伸したフイルムを、
引き続きテンタークリツプで把持したまま、弛緩
を与えず緊張した状態で、200℃の温度で4秒間
熱処理した。 実施例3においては、横延伸したフイルムを、
定幅で、200℃の温度で1秒間、クリツプ間隔を
8%狭めて弛緩を与える状態で200℃の温度で2
秒間、さらに定幅で、200℃の温度で2秒間の熱
処理を行なつた。 熱処理を施した後のフイルムは、フイルム両耳
を切り取り、ワインダーで巻き取つた。 得られたフイルムにつき、実施例1に記載した
と同様の方法で、各種物性を評価した。結果を、
第2表に示す。 実施例 4〜6 実施例1で用いたと同種の材料を用い、同例に
記載したと同様にして、未延伸フイルムを調製し
た。 未延伸フイルムにつき、実施例1において用い
たと同じ延伸装置を用いて、第1表に記載した条
件によつて、延伸フイルムを製造した。 上記方法によるフイルムの製造を、各例とも5
時間連続的に行なつたが、途中でフイルムの切断
がおこることもなく、順調に遂行できた。 実施例 7,8 実施例1で用いたと同種の材料を用い、90mmφ
の押出機で、シリンダー温度260℃の条件で混練
し、T−ダイでフイルム状に押出し、30℃に冷却
された600mmφのキヤステイングロール上で急冷
し、厚さ約150ミクロン、幅約50mmの実質的無定
形な(未延伸)フイルムを得た。 上の未延伸フイルムにつき、実施例1において
用いたと同じ延伸装置を用いて、第1表に記載し
た条件によつて、延伸フイルムを製造した。 これらの例の場合は、テンター式延伸機は、二
つに区画し、各区画に赤外線ヒーターを配置し、
第1区画の出口でのフイルム温度を75℃、第2区
画の出口(横延伸終了位置)でのフイルム温度を
95℃とした。 横延伸後は、実施例1に記載したと同様の条件
として熱処理した。 上記方法によるフイルムの製造を、5時間連続
的に行なつたが、途中でフイルムの切断がおこる
こともなく、順調に遂行できた。 比較例 1〜9 実施例1で用いたと同種の材料を用い、同例に
記載したと同様にして、未延伸フイルムを調製し
た。 未延伸フイルムにつき、実施例1において用い
たと同じ延伸装置を用いて、第1表に記載した条
件によつて、延伸フイルムを製造した。 フイルム延伸時の状況を、第1表に示す。 上記実施例および比較例において、変形速度や
移送時間等は、縦延伸ロールの本数、縦延伸機と
テンタークリツプとの間の距離、テンターレール
のパターン等を変更、組み合せて行なつたもので
ある。
The present invention relates to a method for producing biaxially oriented poly-ε-caproamide film. More specifically, the present invention relates to a method for producing a biaxially stretched poly-ε-caproamide film using a sequential biaxial stretching method consisting of a combination of a roll longitudinal stretching method and a tenter transverse stretching method. Biaxially stretched poly-ε-caproamide is widely used as a packaging film because it has excellent strength, cold resistance, printability, chemical resistance, etc., and is resistant to pinholes. It's starting to get worse. When poly-ε-caproamide is stretched as a film, directional hydrogen bonds occur in the direction in which it is first stretched, and it is then impossible to stretch it in a direction perpendicular to the direction in which it is first stretched. There was a problem that
See Japanese Patent Application Laid-open No. 141372/1983. ). For this reason, the biaxially oriented polyamides currently manufactured and sold are
The ε-caproamide film is produced by a so-called simultaneous biaxial stretching method using a tenter method or a tubular method. Although these simultaneous biaxial stretching methods are excellent methods, they have the following drawbacks. (1) In the simultaneous biaxial stretching method using the tenter method, the stretching device is extremely complicated, and there are limitations in various aspects such as the width of the film that can be produced, the film production speed, and the variability of the stretching ratio. (2) In the simultaneous biaxial stretching method using the tubular method, there are limitations in various aspects such as adjustment of film thickness accuracy and film production speed. On the other hand, in the sequential biaxial stretching method, the equipment used is relatively simple and can have a robust structure, so the film width can be widened and the film manufacturing speed can be increased. It can be said that this is an industrially advantageous method because it is easy to control each step and the quality control of the product is easy. However, as mentioned above, it has been difficult to sequentially biaxially stretch poly-ε-caproamide. As one method for solving the above-mentioned difficulties, a method described, for example, in Japanese Patent Publication No. 37-2195 has been proposed. In this method, poly-ε-caproamide is blended with oligomers or monomers as plasticizers and formed into a film. in this way,
When the blending ratio of the plasticizer is large, for example, when it is 2% by weight or more, a film without uneven stretching can be obtained. However, the plasticizer blended into the film
This causes a decrease in the stiffness and dimensional stability of the film.Furthermore, during stretching, the plasticizer plates out onto the roll surface and adheres to the film surface again, causing the films to block together. This may cause Furthermore, considering that the poly-ε-caproamide film is mainly used for food packaging, it is not desirable to incorporate such a large amount of plasticizer. As another method to solve the above-mentioned difficulties,
A method of sequential stretching under relatively high temperature conditions has been proposed, as described in Japanese Patent Publication No. 3195, Japanese Patent Publication No. 49-13505, and the like. However, poly
In resins such as ε-caproamide, which have an extremely fast crystallization rate, the higher the temperature, the more rapid and strong hydrogen bonds tend to occur. In the above stretching, there are problems in that the film tends to have stretching unevenness and is prone to tearing. Even if the film does not tear, the stretching ratio in the second stage of stretching must be significantly higher than that in the first stage in order to prevent stretching unevenness in the film. For this reason, there are disadvantages in that the film is unbalanced in orientation in the vertical and horizontal directions, and that the desired orientation effect cannot be achieved due to the high temperature. Furthermore, JP-A-53-141372 describes a method for solving the above problem by stretching at a relatively low temperature. However, when using this method, since the film temperature is low, the film frequently breaks in the tenter, making it substantially difficult to produce the film. Under such circumstances, the present inventors have conducted extensive studies with the aim of providing a method for producing a biaxially stretched poly-ε-caproamide film using a sequential biaxial stretching method. This led to the completion of the invention. The gist of the present invention is to first stretch a substantially amorphous, non-oriented poly-ε-caproamide film in the machine direction and then in the transverse direction to obtain a biaxially stretched film. In producing the poly-ε-caproamide film, the substantially amorphous poly-ε-caproamide film is
2.7 to 3.5 by heating to a temperature range of ~65℃ and using a roll longitudinal stretching method at a deformation rate of 5000%/min or more.
The longitudinally stretched film is immediately adjusted to a temperature range of 45 to 60°C for a period of time expressed by the following formula (), i.e., t=e (5-0.07T 1 ). ...() [In the formula (), e is the base of the natural logarithm, t means the time (seconds) from the end of stretching in the vertical direction to the start of stretching in the horizontal direction, and T 1 is the length of the film during this period. The temperature is selected from the range of 45 to 60°C. ] within the time period, the material is transferred to the next lateral stretching start position, and immediately before reaching the lateral stretching start position, the temperature range expressed by the following equation (), that is, T 1 +3≦T 2 ≦T 1 +10...() [In formula (), T 1 has the same meaning as in formula (), and T 2 means the film temperature at the local heating point. ] Local heating is performed within 1 second within a temperature range of
The temperature condition is T 3 < T 1 , and the film temperature is increased stepwise from the starting position of lateral stretching until the film temperature reaches 70 to 100 at the end position of lateral stretching.
The temperature conditions are within the range of ℃, and the deformation rate is
The present invention relates to a method for producing a biaxially stretched poly-ε-caproamide film, characterized in that the film is stretched 2.7 to 4.5 times in the transverse direction at a rate of 2000 to 10000%/min. The present invention will be explained in detail below. In the present invention, poly-ε-caproamide refers to a homopolymer of ε-caprolactam generally referred to as nylon 6, and does not include a copolymer. This polymer may contain various resin additives such as lubricants, antistatic agents, antiblocking agents, stabilizers, dyes, pigments, and inorganic fine particles. In the method of the present invention, a substantially amorphous poly-ε-caproamide film (hereinafter referred to as "unstretched film") is used. An unstretched film can be produced by, for example, heating and melting poly-ε-caproamide in an extruder, extruding it into a film from a T-die, and applying the air knife casting method, electrostatic application method,
Produced by quenching on a casting roll maintained at a temperature below the glass transition temperature of poly-ε-caproamide, preferably below 30°C, and above the dew condensation temperature using a known casting method such as the vacuum chamber method. be able to. When using the method of the present invention, the unstretched film is
First, the film is stretched in the longitudinal direction (hereinafter simply referred to as "longitudinal stretching") by a roll longitudinal stretching method. Stretching by a roll longitudinal stretching method refers to a method of longitudinal stretching using a roll longitudinal stretching machine. In the present invention, a conventionally known roll-type high-speed longitudinal stretching machine can be used. To longitudinally stretch an unstretched film, first the unstretched film is
Heat to ~60℃ and adjust temperature. If the temperature of the unstretched film is lower than 45°C, it is preferable because it tends to cause longitudinal stretching unevenness in the film after longitudinal stretching.If it is higher than 65°C, the film tends to stick to the roll surface, which is also preferable. Longitudinal stretching spots are likely to occur on the film,
Furthermore, directional hydrogen bonds occur in the direction of stretching, which may cause lateral stretching unevenness or tearing of the film during the next lateral stretching (hereinafter simply referred to as ``lateral stretching''). This is not desirable because it makes it easier to do so. In the longitudinal stretching process, it is necessary to adopt stretching conditions such that the deformation rate is 5000%/min or more and the stretching ratio is in the range of 2.7 to 3.5 times. Here, the deformation speed refers to a value calculated by the following equation (). V MD = (X-1)/L x ( UL + U H /2 x 100...() [In formula (), each symbol has the following meaning. V MD : Film longitudinal deformation rate (%/ ( minutes ) _ Linear speed of roll (m/min)] If the deformation speed (V MD ) is lower than 5000%/min, even if longitudinal stretching is performed well, the film is likely to have transverse stretching irregularities during the next transverse stretching. If the deformation rate is higher than 5000%/min, the longitudinal stretching will be performed well and no transverse stretching unevenness will occur in the film during the next transverse stretching, which is preferable.The upper limit of the deformation speed is the Various choices can be made depending on the structure and performance of the device, the temperature of the film at the start of stretching, etc., but it is best to set it to 30000%/min or less.In addition, when the film temperature at the start of stretching is low, It is preferable to keep the deformation speed low within the above range, and to increase it within the above range when the film temperature is high.When the longitudinal stretching ratio of the film is less than 2.7 times, the desired orientation is achieved in the final film. If it is larger than 3.5 times, the film tends to tear during stretching, and furthermore, it tends to cause horizontal stretching unevenness during the next horizontal stretching, which is not preferable. Various changes can be made by changing the linear speed of the high-speed roll and low-speed roll in the longitudinal stretching machine. According to the present invention, the film longitudinally stretched under the above conditions is immediately adjusted to a temperature range of 45 to 60°C. Then, the time expressed by the following formula (), t=e (5-0.07T 1 ) ...() [In formula (), e is the base of the natural logarithm, t is the time after the end of stretching in the vertical direction, It means the time (seconds) until the start of stretching in the transverse direction, and T1 is the temperature of the film during this time, which is selected from the range of 45 to 60°C. Transfer the film to the starting position (the position where the tenter rail starts widening). After completing the longitudinal stretching, the film is
The reason for adjusting the temperature to 60°C is as follows. In other words, if the temperature of the film is lower than 45°C, it is undesirable because the temperature will be too low and the film will be easily torn when performing horizontal stretching. Since the time is extremely short, the distance between the longitudinal stretcher and the transverse stretcher must be extremely shortened, and the introduction section of the transverse stretcher (the part where the film is bitten) must be extremely shortened, making it difficult to design the equipment. This poses problems in terms of placement and operability, making it undesirable. If the deformation rate in the longitudinal stretching process is 5000%/min or more, heat will be generated during stretching, and the film temperature will drop slightly (10 to 20%).
℃), so it may be necessary to cool the film to adjust it to a temperature range of 45-60°C. The film that has been subjected to longitudinal stretching is transferred to the next transverse stretching step, but this transfer needs to be carried out in a short period of time. According to experiments conducted by the present inventors, the time it takes to transfer a film that has been longitudinally stretched to the next transverse stretching process is as follows:
It has been found that it is better to set the time within the time calculated by the above formula (). Specifically, when the film temperature adjusted after the end of longitudinal stretching is 45°C, t is within 6.4 seconds, and when it is 50°C, t is within 4.5 seconds.
It was found that when the temperature is 60°C, t needs to be within 2.2 seconds. If the time calculated by the above equation () is exceeded, the film is likely to have lateral stretching irregularities when stretched in the next lateral stretching step, which is not preferable. When using the method of the present invention, the longitudinally stretched film is transferred to the transverse stretching process, and immediately before the transverse stretching start position, the temperature falls within the temperature range expressed by the following equation (), that is, T 1 +3≦T 2 ≦T 1 +10 ...() [In formula (), T 1 has the same meaning as in formula (), and T 2 means the film temperature at the local heating point. ] Perform local heating within 1 second within the temperature range. The reason why the film is locally heated immediately before the lateral stretching start position is to keep the neck occurrence position constant. That is, stretching of a poly-ε-caproamide film is achieved by neck stretching, and this tendency is more pronounced in transverse stretching than in longitudinal stretching. When the film is laterally stretched, both ends of the film are gripped with tenter clips, and the tenter clips are moved along the tenter rail and spread out in a fan shape, thereby stretching the film laterally. The problem is that the film is prone to scratches starting near the clip, and the scratches that occur near the clip quickly reach the claws of the clip, causing the film to become extremely thin in that area, causing the film to break. In order to prevent the film from breaking near the clip when the film is laterally stretched, there are methods such as thickening the ends (edges) in the width direction of the film, or locally thinning the film at specific points other than the vicinity of the film clip. . However, the former method has problems such as adversely affecting the thickness accuracy of the final film and reducing product yield, while the latter method has problems with the thickness accuracy of the final film. Both methods are undesirable as they adversely affect accuracy. According to experiments conducted by the present inventors, when local heating is performed by arranging a heater corresponding to the position where the film is desired to generate a neck immediately before the lateral stretching start position, starting from the locally heated part, It was found that the lateral stretching could be carried out smoothly without causing any netting. The heater for local heating may be of any type as long as it can heat the film to a temperature sufficient to generate a neck, but it is particularly suitable for a rod-shaped heater placed on the top or bottom of the film in parallel to the film transport direction. It is better to do so. As for the type of heater, an infrared rod-shaped heater with an elliptical reflective shade is preferred, but ceramic heaters, aluminum cast heaters, etc. may also be used. The size of the heater that locally heats the film is
Various choices can be made depending on the capacity of the heater, the distance between the film and the heater, etc., but it is best to use one that is as thin and long as possible, with a width of 10 mm or less, particularly preferably 5 mm or less. If it is difficult to manufacture a heater of this size, you can place a shielding member between the general heater and the sheet, or wrap the rod-shaped heater with a material that reflects infrared rays to reduce the width.
A slit-like opening of 10 mm or less may be provided facing the film. The number of heaters can be varied from one to several depending on the width of the film after longitudinal stretching. If there is one, it should be placed in the center of the width of the film parallel to the film transport direction, and if there are more than one, the location should be chosen so as not to be too close to the film tenter clip. FIGS. 1 and 2 show schematic diagrams of the situation in which the film is locally heated and the film is neck-stretched. FIG. 1 shows a case in which the heater is arranged approximately at the center in the width direction of the film, and FIG. 2 shows a state in which two heaters are arranged. In the figure, 1 and 21 are longitudinally stretched films, 2 and 22 are infrared slit heaters, 3 and 23 are neck generation points, and 4,
24 are parts that are not laterally stretched, 5, 2
Reference numerals 5 and 26 indicate the neck-stretched portions, 6 and 26 the locations where the non-lateral stretching begins to be uniformly stretched, A the lateral stretching start position, and B the lateral stretching end position. The temperature (T 2 ) at which the film is heated by the heater for local heating is within the temperature range expressed by the above equation (). When T 2 is lower than T 1 +3 (°C), no net occurs in the heated part of the film, and when T 2 is higher than T 1 +10 (°C), the heated part of the film is extremely It is not preferable because it becomes thin. The time to locally heat the film using the heater for local heating shall be within 1 second. If the local heating time is too long, the locally heated portion of the film becomes extremely thin, which is not preferable. When using the method of the present invention, a longitudinally stretched film is locally heated by the above method and then laterally stretched by a tenter type lateral stretching method. In the present invention, a conventionally known tenter-type high-speed lateral stretching machine can be used. At this time, the temperature (T 3 ) of the tenter clips of the tenter type lateral stretching machine is adjusted so as to satisfy the condition T 3 <T 1 . The tenter clip temperature T 3 is
If the temperature is higher than T 1 (the temperature (°C) from when the film finishes stretching in the longitudinal direction until it starts stretching in the lateral direction), necking will occur near the clip during lateral stretching of the film, and this area will This is because the film is likely to break. When performing transverse stretching using a tenter, the temperature of the film must be raised stepwise from the transverse stretching start position, and the temperature conditions must be such that the film temperature falls within the range of 70 to 100°C at the transverse stretching end position. There is. In the film longitudinally stretched by the above method, the hydrogen bonds oriented in the direction of stretching become stronger over time, so that the film is transported to the transverse stretching start position in a very short time and the transverse stretching is started. The film temperature at this time, that is, 45 to 60°C, is too low for transversely stretching the film, and if transversely stretching is carried out at this temperature, breakage at the clips is likely to occur, making stable transversely stretching difficult. In order to perform stable transverse stretching, as described above, in addition to locally heating the film to keep the neck stretching start position constant, the film is laterally stretched while gradually increasing its temperature. If the temperature is rapidly raised during horizontal stretching of a film, the portions of the film where net stretching has not yet started, that is, the portions of the film that have not yet been horizontally stretched, will be exposed to strong heat, and as a result, the directionality that occurred during the longitudinal stretching process will be reduced. The hydrogen bonds with the . According to experiments conducted by the present inventors, when a film is laterally stretched using a tenter, the film temperature is raised stepwise from the lateral stretching start position, and at the lateral stretching end position, the film temperature is 70 to 100. It was found that when the temperature conditions are within the range of 0.degree. C., the portions that have not yet been laterally stretched disappear in an extremely short period of time, as if they were "clearing a fog." To heat the film in stages in the transverse stretching zone, divide the top or bottom of the film into several sections perpendicular to the film transport direction, and install an infrared heater or hot air in each section. All you have to do is blow it in. The film temperature at the end of horizontal stretching is 70 to 100.
℃ is preferable, but if the deformation rate and stretching ratio of the film are high, the film temperature should be set higher within the above range, and if the deformation temperature and stretching ratio are low, the film temperature should be set within the above range. It is preferable to choose a lower one. In the lateral stretching process, the deformation speed is set at 2000~
It is necessary to adopt stretching conditions in the range of 10000%/min and the stretching ratio in the range of 2.7 to 4.5 times. Here, the deformation speed refers to a value calculated by the following equation (). V TD = (Y-1)/L T ×U T ×100...() [In formula (), each symbol has the following meaning. V TD : Film lateral deformation rate (%/min) Y: Film stretching ratio (times), determined from y 2 /y 1 . y 1 means the width of the film at the lateral stretching start position (position shown in FIG. 1A), and y 2 means the film width at the lateral stretching end position (position shown in FIG. 1B). U T : Speed of tenter (m/min) L T : Length of the lateral stretching section (length from position A to position B in Figure 1) (m), ] Deformation speed (V TD ) is 2000 If it is lower than %/min,
Lateral stretching unevenness tends to occur in the film, and if the stretching rate is greater than 10,000%/min, the film tends to break, which is not preferable. When the transverse stretching ratio of the film is smaller than 2.7 times, it is not preferable because the physical properties of the final film will not be excellent. When it exceeds 4.5 times, the transversely stretched film tends to break, which is not preferable. The biaxially stretched poly-ε-caproamide film produced by the above method is preferably heat-treated by a conventional method in order to impart dimensional stability. The heat treatment is preferably carried out at a temperature of, for example, 130°C or higher and lower than the melting point for 5 minutes or less, preferably 1 minute or less. The heat treatment may be performed with the film in either a tensioned state, a relaxed state, or a combination of both. The present invention has been described in detail above, and according to the present invention, a sequential biaxial stretching method consisting of a combination of a roll-type longitudinal stretching method and a tenter-type lateral stretching method has excellent thickness accuracy and an excellent appearance. It is possible to efficiently produce a biaxially stretched poly-ε-caproamide film, and the industrial utility value of the present invention is extremely large. Next, the present invention will be explained in more detail based on examples, but the present invention will not exceed the gist thereof.
It is not limited to the following examples. Example 1 Poly-ε-caproamide (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Novamitsu 1020J) with a relative viscosity of 3.5 was heated to 65 mmφ.
The mixture was kneaded in an extruder with a cylinder temperature of 260°C, extruded into a film using a T-die, and rapidly cooled on a 600mmφ casting roll cooled to 30°C to form a film with a thickness of approximately 150 microns and a width of approximately 350 mm. A substantially amorphous (unstretched) film was obtained. The above unstretched film is guided into a longitudinal stretching machine consisting of multiple rolls of 150 mmφ and width 700 mm at a transfer speed of 8 m/min, heated and adjusted to 45°C, and then deformed between rolls with different circumferential speeds. Longitudinal stretching was carried out at a speed of 6000%/min and a stretching ratio of 3.1 times. The temperature of the longitudinally stretched film is immediately adjusted to 45°C by a group of rolls following the longitudinal stretching zone, and while maintaining this temperature, it is stretched to a width of 1.5 m and a length of 12 m in 6 seconds.
The film was transferred to the horizontal stretching start position of a tenter-type horizontal stretching machine having a size of m. Immediately before the lateral stretching start position of the tenter-type lateral stretching machine, in order to locally heat the film from the bottom surface, an infrared slit heater with a slit gap of 5 mm is installed parallel to the film transport direction at the center of the film in the width direction. It was established in With this heater,
The corresponding film part temperature was locally heated to 50°C. The tenter clip of the tenter-type horizontal stretching machine attaches to the water-cooled pipe that is cast and embedded in the tenter rail.
It is designed to be cooled by passing cooling water through it, and the horizontally extending section (zone) is divided into three equally spaced zones, each zone is equipped with an infrared heater, and each zone can be independently controlled at temperature. A possible structure was created. Both ends of the longitudinally stretched film were held with tenter clips cooled to 40°C, and transversely stretched using a transversely stretched machine at a deformation rate of 2400%/min and a stretching ratio of 3.3 times. The film temperature in the transversely stretched portion was 60°C at the exit of the first section, 70°C at the exit of the second section, and 75°C at the exit of the third section (the end position of the transverse stretching). The horizontally stretched film is held at a constant width with tenter clips for 1 hour at a temperature of 200°C.
Heat treatment was carried out three times in total: at a temperature of 200° C. for 2 seconds with the clip interval narrowed by 5% to provide relaxation, and then at a constant width of 200° C. for 2 seconds. After heat treatment, the film is cut off at both ends and wound up using a winder to a thickness of 15 mm.
A micron biaxially stretched film was obtained. Film production using the above method was carried out continuously for 5 hours, and the film was successfully produced without any breakage during the process. Table 1 shows the various conditions during film production and the conditions during film stretching. The physical properties of the obtained film were evaluated by the method described below. The results are shown in Table 2. (1) Film thickness (microns) Measure the thickness at 30 points in the width direction of the film and show the average value. (2) Film thickness unevenness (%) Means the value calculated from the following formula. Thickness unevenness=Maximum thickness in the width direction−Minimum thickness in the width direction/Average thickness in the width direction×100 It can be said that the thickness accuracy is good when the thickness unevenness is 15% or less. (3) Balance degree, in-plane orientation index, refractive index (x) in the longitudinal direction (longitudinal direction) of the film, refractive index (y) in the width direction (horizontal direction), and refractive index in the thickness direction ( It means the value calculated by the following formula after measuring each of z). Balance degree = | , using a Shimadzu autograph (DSS-2000 model), check the chuck interval.
50mm, tensile speed 50mm/min, measurement atmosphere 25℃, relative humidity 40%. (5) Boiling water shrinkage rate (%) Prepare a square sample with a side length of 100mm from the film, control the temperature of this sample in an atmosphere of 25℃ and 40% relative humidity, and mark marked lines at intervals of 80mm. did.
This sample was immersed in hot water for 5 minutes and taken out.
Leave it in an atmosphere of 25℃ and 40% relative humidity for 24 hours.
It means the value calculated by measuring the change (△l 1 ) between the gauge lines and using the formula below. Boiling water shrinkage rate = △l 1 /80×100 (6) Dry heat shrinkage rate (%) The sample prepared by the method described in (5) above was heated at 160°C.
The sample was left in an oven whose temperature was adjusted to means value. Dry heat shrinkage rate = △l 2 /80×100 (7) Pinhole resistance strength (g) A circular formwork with an inner diameter of 100mmφ is attached to the crosshead of an autograph (DSS-2000 type), and the sample film is placed in this formwork. A needle with a spherical tip with a diameter of 0.5 mm was attached to the load cell, which was fixed under tension and attached to one autograph head, through a round metal rod.
By moving at an ascending speed of mm/min, the strength (g) at which the punctured film breaks was measured. (8) Haze (%) Measured in accordance with JIS K6714. Examples 2 and 3 Using poly-ε-caproamide with a relative viscosity of 3.5 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Novamitsu 1020CA),
An unstretched film was produced in the same manner as described in Example 1. This unstretched film was longitudinally stretched using the same longitudinal stretching machine as used in Example 1 under the conditions listed in Table 1. The longitudinally stretched film was transferred to the transverse stretching start position under the conditions described in the first element, and was laterally stretched under the conditions described in Table 1 using the same tenter type transverse stretching machine as used in Example 1. In Example 2, a laterally stretched film was
Subsequently, it was heat-treated at a temperature of 200° C. for 4 seconds while being held with tenter clips and under tension without being relaxed. In Example 3, the laterally stretched film was
At a constant width, for 1 second at a temperature of 200°C, and then for 2 seconds at a temperature of 200°C with the clip interval narrowed by 8% to provide relaxation.
Heat treatment was carried out at a temperature of 200° C. for 2 seconds at a constant width. After the heat treatment, both edges of the film were cut off and wound up using a winder. Various physical properties of the obtained film were evaluated in the same manner as described in Example 1. The results,
Shown in Table 2. Examples 4-6 Unstretched films were prepared using the same materials as used in Example 1 and in the same manner as described in that Example. For the unstretched film, a stretched film was produced using the same stretching apparatus as used in Example 1 and under the conditions listed in Table 1. In each example, the film was manufactured by the above method.
Although the process was carried out continuously for several hours, the film was not cut during the process, and the process went smoothly. Examples 7 and 8 Using the same kind of material as used in Example 1, 90mmφ
The mixture was kneaded in an extruder at a cylinder temperature of 260℃, extruded into a film using a T-die, and rapidly cooled on a 600mmφ casting roll cooled to 30℃ to form a film with a thickness of about 150 microns and a width of about 50mm. A substantially amorphous (unstretched) film was obtained. Regarding the above unstretched film, a stretched film was produced using the same stretching apparatus as used in Example 1 and under the conditions listed in Table 1. In these examples, the tenter-type stretching machine is divided into two sections, and an infrared heater is placed in each section.
The film temperature at the exit of the first section is 75℃, and the film temperature at the exit of the second section (lateral stretching end position) is 75℃.
The temperature was 95℃. After the transverse stretching, heat treatment was performed under the same conditions as described in Example 1. Film production using the above method was carried out continuously for 5 hours, and the film was successfully produced without any breakage during the process. Comparative Examples 1-9 Unstretched films were prepared using the same materials as used in Example 1 and in the same manner as described in the same example. For the unstretched film, a stretched film was produced using the same stretching apparatus as used in Example 1 and under the conditions listed in Table 1. Table 1 shows the conditions during film stretching. In the above Examples and Comparative Examples, the deformation speed, transfer time, etc. were determined by changing or combining the number of longitudinal stretching rolls, the distance between the longitudinal stretching machine and the tenter clip, the pattern of the tenter rail, etc. .

【表】【table】

【表】 第1表および第2表より、次のことが明らかで
ある。 (1) 本発明方法によるときは、フイルム延伸途中
でフイルムの破断がおこらず、長時間連続的な
フイルムの製造が可能である。 (2) 本発明方法によるときは、得られる二軸延伸
されたフイルムに延伸斑が生じず、外観の良好
なものが得られる。 (3) 本発明方法によるときは、厚み斑が少なく、
物性も縦方向、横方向に均衡したフイルムが得
られる。 (4) これに対して、本発明方法によらないとき
は、フイルムが延伸時に破断が生じて延伸でき
なかつたり、延伸できたとしても、フイルムに
延伸斑が生じて外観の劣るものしか得られない
(比較例1〜9参照)。
[Table] From Tables 1 and 2, the following is clear. (1) When the method of the present invention is used, the film does not break during film stretching, and the film can be manufactured continuously for a long time. (2) When the method of the present invention is used, the resulting biaxially stretched film has no stretching unevenness and has a good appearance. (3) When using the method of the present invention, there are fewer thickness irregularities;
A film with balanced physical properties in the vertical and horizontal directions can be obtained. (4) On the other hand, when the method of the present invention is not used, the film may break during stretching and cannot be stretched, or even if it can be stretched, the film will have stretching unevenness and will only have an inferior appearance. No (see Comparative Examples 1 to 9).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図に、フイルムを局部加熱す
る状況、フイルムがネツク延伸される状況の概略
図を示す。 図において、1,21はそれぞれ縦延伸された
フイルム、2,22はそれぞれ赤外線スリツトヒ
ーター、3,23はそれぞれネツク延伸発生点、
4,24はそれぞれ横延伸されていない部分、
5,25はそれぞれネツク延伸された部分、6,
26は横延伸されていない部分が均一に延伸され
始める場所、Aは横延伸開始位置、Bは横延伸終
了位置を示す。
FIGS. 1 and 2 show schematic diagrams of a situation in which a film is locally heated and a situation in which the film is neck-stretched. In the figure, 1 and 21 are longitudinally stretched films, 2 and 22 are infrared slit heaters, 3 and 23 are neck stretching points, respectively.
4 and 24 are parts that are not laterally stretched, respectively;
5 and 25 are the net-stretched parts, 6,
Reference numeral 26 indicates a location where the portion that has not been laterally stretched begins to be uniformly stretched, A indicates the transverse stretching start position, and B indicates the transverse stretching end position.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 実質的に無定形で配向していないポリ−ε−
カプロアミドフイルムを、まず縦方向に延伸し、
ついで横方向に延伸して、二軸延伸されたポリ−
ε−カプロアミドフイルムを製造するにあたり、
前記実質的に無定形なポリ−ε−カプロアミドフ
イルムを、45〜65℃の温度範囲に加熱し、ロール
式縦延伸方式によつて、変形速度5000%/分以上
で、2.7〜3.5倍に縦方向に延伸し、この縦方向に
延伸したフイルムを、直ちに45〜60℃の温度範囲
に調節し、次の()式で表わされる時間、すな
わち t=e(5-0.07T 1 ) …() 〔()式において、eは自然対数の底、tは
縦方向への延伸終了後、横方向への延伸を開始す
るまでの時間(秒)を意味し、T1はこの間のフ
イルムの温度であつて、45〜60℃の範囲から選ば
れる。〕 の時間内に、次の横方向への延伸開始位置まで移
送し、横方向への延伸開始位置に到達する直前
で、次の()式で表わされる温度範囲、すなわ
ち T1+3≦T2≦T1+10 …() 〔()式において、T1は()式におけると
同じ意味であり、T2は局部加熱点のフイルム温
度を意味する。〕 の温度範囲で、1秒以内の局部加熱を行ない、テ
ンター式横延伸方式によつて、横方向への延伸開
始位置におけるテンタークリツプの温度(T3
を、T3<T1なる温度条件とし、横方向の延伸開
始位置からフイルム温度を段階的に昇温して横方
向への延伸終了位置ではフイルム温度が70〜100
℃の範囲内に入るような温度条件とし、変形速度
2000〜10000%/分の範囲で、2.7〜4.5倍に横方
向に延伸することを特徴とする、二軸延伸された
ポリ−ε−カプロアミドフイルムの製造方法。 2 フイルムの局部加熱は、フイルムの上面また
は下面に、フイルムの移送方向と平行に配置した
1〜数本の棒状ヒーターによつて行なうことを特
徴とする、特許請求の範囲第1項記載の二軸延伸
されたポリ−ε−カプロアミドフイルムの製造方
法。
[Claims] 1. Substantially amorphous and unoriented poly-ε-
The caproamide film is first stretched in the longitudinal direction,
The biaxially stretched polyester is then stretched in the transverse direction.
In producing ε-caproamide film,
The substantially amorphous poly-ε-caproamide film is heated to a temperature range of 45 to 65°C and stretched by 2.7 to 3.5 times at a deformation rate of 5000%/min or more using a roll longitudinal stretching method. The longitudinally stretched film is immediately adjusted to a temperature range of 45 to 60°C for a period of time expressed by the following equation (), i.e., t=e (5-0.07T 1 ) ... () [In the formula (), e is the base of the natural logarithm, t is the time (seconds) from the end of stretching in the vertical direction to the start of stretching in the horizontal direction, and T 1 is the length of the film during this period. The temperature is selected from the range of 45 to 60°C. ] Within the time, the material is transferred to the next lateral stretching start position, and immediately before reaching the lateral stretching start position, the temperature range expressed by the following formula (), that is, T 1 + 3 ≦ T 2 ≦T 1 +10...() [In formula (), T 1 has the same meaning as in formula (), and T 2 means the film temperature at the local heating point. ] Local heating is performed within 1 second in the temperature range of
The temperature condition is T 3 < T 1 , and the film temperature is increased stepwise from the lateral stretching start position until the film temperature reaches 70 to 100 at the lateral stretching end position.
The temperature conditions are within the range of ℃, and the deformation rate is
A method for producing a biaxially stretched poly-ε-caproamide film, which comprises stretching 2.7 to 4.5 times in the transverse direction at a rate of 2000 to 10000%/min. 2. The method according to claim 1, wherein the local heating of the film is performed by one to several rod-shaped heaters arranged on the upper or lower surface of the film in parallel to the film transport direction. A method for producing an axially stretched poly-ε-caproamide film.
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