JPH03155920A - 熱可塑性樹脂フイルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱可塑性樹脂フィルムの均一な製造方法に係わ
る。更に詳しくは、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、幅方向に均一
な物理的、化学的及び物理化学的性質を有するフィルム
の製造方法に関する。

（従来の技術） 熱可塑性樹脂フィルム、特に二軸配向されたポリエステ
ル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリビニル系
樹脂、ポリフェニレンサルファイド等のフィルムは、包
装及び工業用途、その他の用途に供せられており、フィ
ルムの幅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幅方向の物
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のに対し、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
ルムの面上に幅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。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幅方
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
イング線に対して更に縦方向に傾斜した配向主軸が生じ
て、幅方向で配向主軸の角度が異なる傾向がある。この
結果、例えば縦方向の熱収縮率、熱膨張率、湿潤膨張率
等の物性値がフィルムの幅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。また、工業用途の一例として、フロッピーディ
スク等のベースフィルムでは面内異方性のため磁気記録
特性の低下などのトラブルの原因になっている。

更に詳しく述べると、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３５−１１７７４号公報
には横延伸と熱固定工程の間に２０℃〜１５０℃の緩和
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、この冷却工程の詳細については全
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。更に、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５０−７３９７８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
ガラス転移点温度以上で、ニップ点でのフィルムの剛性
が低いため改善策には効果が少ない。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。

また、特公昭８２−４３８５８号公報には、横延伸直後
のフィルムをガラス転移点温度以下に冷却した後、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が少な
いためか、又は熱固定でボーイング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ないかと懸念
される。また、特公平１−２５ｆ３９４号公報、特公平
１−２５６９８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。

（発明が解決しようとする問題点） かかる問題点に対し、ボーイング現象を減少せしめて物
性の均一な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。

（問題点を解決するための手段） 本発明は少なくとも横方向に延伸された熱可塑性樹脂フ
ィルムを製造する工程において、横延伸直後および、ま
たは熱固定前後のフィルムを速度制御可能なニップロー
ル群に通すことを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製
造方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に適用される熱可塑性樹脂としては、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレン２，６−ナフタレート
、ポリエチレンイソフタレート、ボリブチレンチレフタ
レートなどのポリエステル系樹脂、ナイロン−６、ナイ
ロン−６６などのポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、
ポリエチレン５− ６− などのポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンサルファ
イド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、
ポリエチレントリメリテッドイミド、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。

本発明は熱可塑性フィルムを横延伸または熱・固定する
際に、熱固定前のフィルムを速度制御可能なニップロー
ル群に通し、横延伸等によって発生するボーイング現象
を減少するものである。またフィルムの融点以下の温度
で熱固定を行い、熱固定温度以下に保持し、テンターを
出たフィルムを再び速度制御可能なニップロール群に通
し熱固定によって発生するボーイング現象を減少するも
のである。

熱固定工程の前後に設置するフィルムを通すニップロー
ルの材質は、金属鏡面とゴム弾性体との組合わせで、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がら速度制御が容易であること
が条件である。また熱固定工程前後のニップロールは単
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。

（作　　用） 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、ボーイング現象は延伸工程終了後にも多少発生し
ており、その後の熱固定工程の直後で最大値をとること
が確認されている。延伸工程と熱固定工程との間には延
伸による延伸応力と熱固定による収縮応力が存在し、熱
固定工程のフィルムの温度が高いためフィルムの剛性が
低くなりフィルムの中央部が延伸工程側へ変形し易くな
り、ボーイング現象が発生すると考えられる。本発明で
は延伸工程と熱固定工程との間の領域でフィルムの中央
部をフィルムの進行方向に緊張させて延伸によるボーイ
ング現象を解消するものである。しかしその後フィルム
は熱固定をされるためその熱固定工程においてもボーイ
ング現象が発生する。これは熱固定工程においてもフィ
ルムの両端部は把持手段であるクリップで拘束されてい
るのに対し、フィルムの中央部は把持手段の影響が低く
拘束力が弱くなりボーイング現象が発生すると考えられ
る。また熱固定工程における温度が延伸工程の温度に比
べ高いのでフィルムの温度も高くなりフィルムの剛性も
低下している。つまり延伸工程によるボーイング現象よ
りも熱固定工程でのボーイング現象の方が大きいと考え
られる。そこで熱固定工程で生ずるボーイング現象を減
少させるためには、熱固定工程終了後にもフィルムの中
央部を緊張することが必要である。このように本発明は
熱固定前後の両方においてフィルムをニップすることに
よってフィルムの中央部をフィルムの進行方向に緊張さ
せてボーイング現象を減少するものである。

次に実施例を示す。

（実施例） 第１図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より押出された熱可塑性樹脂はチ
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、予熱ゾーン６を通
って横延伸ゾーン７に入り横延伸される。さらにフィル
ムは第一冷却ゾーン８に入ると同時にクリップ５から外
され第一二ツブロール９及び９′の間を通る。さらにフ
ィルムはテンターのクリップ１０（図示せず）によって
再度両端を把持されて熱固定ゾーン１１．１２を通り、
熱固定された後、クリップ１０から外されてテンターか
ら出て第二ニップロール１３及び１３′を通り、巻取り
機１４によって巻取られる。なお速度制御装置１５は第
一二ラフロール９及び９’　と第二ニップロール１３及
び１３′の速度制御を行う装置で、直流サーボモータの
ような電気的な速度安定化装置が附されていることが好
ましい。

また第一二ツブロール９及び９′と第二ニップロール１
３及び１３′は、フィルムの中央部ヲフイルムの進行方
向に緊張させることを目的としているので第２図に示す
ようなロールの両端部よりも中央部を太鼓状に膨らせた
ロールの方が好まし９− １０− い。以下、いくつかの例を挙げて説明する。

実施例１ ポリエチレンテレフタレート樹脂を溶融してＴダイより
押出し、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３．６倍延伸し、その後テン
ターによって横方向に３．７倍延伸した二軸配向ポリエ
チレンテレフタレートフィルムとした。テンター内にお
ける温度は、延伸温度を１００℃、その後のニップする
領域の温度を６０℃、熱固定温度を２２０℃とした。

熱固定工程の前後でのニップロールを通す領域ではフィ
ルムの両端部を把持せずにテンターのクリップより２％
速い速度で金属ロール側を速度制御し、ゴムロールによ
ってニップした。その後通常のようにしてフィルムを巻
き取った。

実施例２ ポリエチレンテレフタレート樹脂を溶融してＴダイより
押出し、チルロール上でフィルム状に成形したのちテン
ターによって延伸温度を１００℃として横方向に３．７
倍延伸し、その後ロール延伸機によって縦方向に３．６
倍延伸し、再度テンターによって熱固定した二軸配向ポ
リエチレンテレフタレートフィルムとした。熱固定工程
におけるテンターの温度は熱固定温度を２２０°Ｃ１そ
の後の冷却温度を１００℃とした。熱固定工程の前後で
のニップロールの条件は実施例１と同様とした。その後
通常のようにしてフィルムを巻き取った。

比較例１ 実施例１における熱固定工程の前後での速度制御可能な
ニップロール群によるニップを行わない以外はすべて実
施例１と同様と二軸配向ポリエチレンテレフタレートフ
ィルムを得た。

比較例２ 実施例２における熱固定工程の前後での速度制御可能な
ニップロール群によるニップを行わない以外はすべて実
施例２と同様として二軸配向ポリエチレンテレフタレー
トフィルムを得た。

実施例と比較例の製膜条件とボーイング歪を表１に示す
。なお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３
図に示すような弓状に変形しており、この弓形の状況を
、 Ｂ＝ｂ／ＷＸ１００　（％） ここで、Ｂ＝ボーイング歪の量（％） Ｗ＝フィルムの幅（、、） ｂ＝ボーイング線の最大のふくらみ量 （龍） によって算出した。

（発明の効果） 比較例は著しいボーイング現象が発生するが、本発明で
は熱可塑性フィルムを横延伸、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、フィルムの幅方向に
均一な物性を有するフィルムを製造できることがわかる
。

【図面の簡単な説明】

第１図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り、第２図はニップロール群用
のロールとして使用されるのに適したロールの一例を概
略平面図で示したものである。第３図はボーイング歪の
算出方式を示したものである。 図中、１はＴダイ、２はチルロール、３及び３′はロー
ル延伸機、４はテンター、５及び１０はクリップ、６は
予熱ゾーン、７は横延伸ゾーン、８は冷却ゾーン、９及
び９′は第一二ツブロール、１１．１２は熱固定ゾーン
、１３及び１３′は第二ニップロール、１４は巻取り機
、１５は速度制御装置をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　少なくとも一軸方向に延伸された熱可塑性樹脂フィル
   ムを製造する工程において、横延伸直後および、または
   熱固定前後のフィルムを速度制御可能なニップロール群
   に通すことを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方
   法。