JPH0316236B2

JPH0316236B2 -

Info

Publication number: JPH0316236B2
Application number: JP62190417A
Authority: JP
Inventors: Junji Kobayashi; Masami Etsuchu
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1987-07-31
Filing date: 1987-07-31
Publication date: 1991-03-05
Also published as: JPS6434593A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明はフイルムの切断処理方法に関し、更に
詳しくは連続的に搬送された後巻取られる配向フ
イルムを、フイルムの搬送中、搬送方向に連続的
にレーザー光線にて切断する方法の改良方法であ
つて、巻き特性の良好なロールを得ることのでき
るフイルムの切断処理方法に関する。従来技術連続的に搬送された後巻取られるフイルムをフ
イルム搬送中に切断する工程には、連続製膜装置
における巻取機前のフイルムの耳部切断工程やス
リツタにおける切断工程がある。このような搬送
中のフイルムを切断するカツタとしては、通常ナ
イフが用いられる。しかし、ナイフカツト方式では、切断部にしわ
が生じたり、搬送方向に対して斜めのフイルム張
力がかかつたりすると、フイルム切断面に鋭いノ
ツチが入り、ノツチが起端となつてフイルム破れ
が生じやすいという問題がある。また、フイルム
のナイフに対する切断抵抗が大であるので、切断
部ではフイルムにある程度張力をかけてフイルム
を張る必要があり、そのためフイルム切断面にノ
ツチが生じた場合には張力によつてそのノツチか
ら裂目が走りやすくなり、かえつてフイルム破れ
を誘発しやすくなることがあるという問題もあ
る。このようなノツチは、切断部におけるフイル
ムのしわやばたつき、あるいは張力変動によつ
て、ナイフの刃先が瞬間的に送られてくるフイル
ムに対し相対的に好ましくない方向に作用するた
めに発生し、大きなあるいは鋭いノツチが生じる
とノツチからの伝播によつてフイルムが破れる。
とくに、3μ以下の薄物フイルムでは、引き裂き
強度が小さいためにノツチから裂目が伝播しやす
く、フイルム破れが生じやすい。また、別の問題として、ナイフカツト方式は、
フイルムを剪断力によつて機械的に切断していく
方法であるので、切断時にフイルムの切粉が発生
するこという問題がある。とくにスリツタにおい
ては、切断された後巻取られたフイルムロールは
最終製品となる場合が多く、切粉がフイルムロー
ルに巻込まれるとつぶ状の欠点等を生じて品質を
低下させるという問題につながる。このような問題を解消する方法としてレーザー
光線によるフイルムの溶融切断法が提案されてい
る（特開昭56−151189号、特開昭61−121090号
等）。しかし、この方法には溶融切断特有の問題があ
り、切断条件によつては巻き形状の良好なフイル
ムロールが得られないという問題がある。この問
題はフイルム切断端面のビード状の盛り上がりに
よるもので、この盛り上がりはフイルム巻取時に
積層され、フイルムロールの両端部が中央部にく
らべ大径になる、いわゆる耳立ち現象を呈するこ
とから、フイルムしわやロール変形の原因とな
り、満足な後加工が不可能となる。このフイルム
切断端面の盛り上がりは、次の現象によると推測
される。つまり、レーザー光線のエネルギーがフイルム
に吸収され、溶断される時フイルムを形成してい
る高分子材料の局部的溶融が発生し、その部分に
於て配向結晶構造から無配向非晶構造への局部的
構造変化が発生し、溶融高分子材料の凝集力又は
表面張力によつて切断面表面形状はなめらかな面
に形成されるが、この時同時にビード状の切断端
面の盛り上がりが生じる。このように、切断方法そのものにロール耳立ち
の原因があるから、仮にレーザーカツターをフイ
ルム幅方向に揺動させて切断したとしても問題は
解決し得ない。また、耳立ちは照射レーザーのエ
ネルギーにも依存するが、切断可能最小限のエネ
ルギーにおいても耳立ちは完全には解消しないか
ら、レーザー光線による溶融切断の本質的な問題
と言うことができよう。発明の目的本発明の目的は、この問題を解消する、フイル
ムの切断処理方法を提供することにある。発明の構成・効果本発明の目的は、本発明によれば、連続的に搬
送された後巻取られる配向フイルムを、フイルム
の搬送中、搬送方向に連続的に切断する方法にお
いて、配向フイルムをレーザー光線にて切断した
のち切断端部を押圧処理することを特徴とするフ
イルムの切断処理方法によつて達成される。本発明における配向フイルムは、少くとも一軸
方向に延伸配向されたプラスチツクフイルムであ
れば特に制約はない。この配向フイルムは通常延
伸配向処理に続いて熱処理されたものである。配
向フイルムとしては二軸配向ポリエステルフイル
ム、二軸配向ポリアミドフイルム、二軸配向ポリ
オレフインフイルム等が例示でき、就中二軸配向
ポリエステルフイルムが好ましい。本発明においてレーザー光線は特に制約されな
いが、ガスレーザー光線で十分にその作用を奏す
る。ガスレーザー光線発振器に用いるガスとして
は、フイルムの種類に応じて、CO₂、Ar、H₂等
を用いることができる。例えば、ポリエステルフ
イルムの場合にはポリエステルの吸収波長とCO₂
レーザー光線の波長がほぼ一致し、他のガスレー
ザー光線と比較して出力が小さくてすむので、
CO₂レーザー光線が好ましく用いられる。レーザー光線の出力は、フイルムの種類、厚
み、搬送速度によつて変化させるが、例えば二軸
配向ポリエチレンフタレートフイルムをCO₂レー
ザー光線で切断する場合、次式を満足することが
望まれる。（ｄ×Ｖ）／Ｗ≦25 ［但し、Ｗはレーザー出力（ワツト）、ｄはフイ
ルム厚み（μ）、Ｖはフイルム搬送速度（ｍ／
min）である。］この関係についてポリエチレンテレフタレート
フイルムの切断例で示すと、下表の通りである。

【表】

【表】このフイルム端面の観察は種々の方法がある
が、通常次の方法によることができる。 (1) 走査型電子顕微鏡による方法走査型電子顕微鏡でスリツト端面を50〜1000
倍の倍率で観察する。倍率は切られたフイルム
の厚みによつて果るが、フイルム厚み（μ）と
倍率の積が2000〜10000程度となるのが適当で
ある。例ば、厚み7μでは、300〜1000倍程度、
厚み50μでは50〜200倍程度が適当である。この方法によると、レーザー光線切断のみで
は切断端部に盛り上がりが認められる。 (2) 偏光顕微鏡による方法クロスニコルの状態でサンプルを置き、かつ
サンプルの光軸をクロスニコルの光軸と合致さ
せて全体を暗視野とした時、フイルムの切断端
面のみが線状に明るく観察されるが、この明瞭
の巾が従来の刃物法とレーザー法では大きく異
る。刃物切断フイルム明瞭巾０〜5μ レーザー切断フイルム〃３〜50μ この方法によると、レーザー光線切断の有無
をフイルム端面から判定できる。上記式や上表から理解できるように、レーザー
光線のエネルギーを大きくするとフイルム切断能
力が大きくなるが、これに伴つて切断端面の盛り
上がりも大きくなる。実用的には、（ｄ×Ｖ）／
Ｗが５〜20の範囲内にあることが好ましい。本発明においてフイルム切断端部の押圧処理
は、通常押圧ニツプロールにフイルムを通すこと
によつて行う。その際、フイルムはポリマーのガ
ラス転移点（Tg）以上の温度にあることが好ま
しい。そこで、押圧処理を切断点に近く、溶融切
断されたフイルム端部が放熱により冷却固化する
前に行うと、加熱処理を省略できるので好まし
い。この場合、切断点と押圧ニツプロールとの限
界距離は、フイルム厚み、環境温度等によつても
変るが、通常数ｍ以内、望ましくは１ｍ以内であ
る。加熱処理する場合にはフイルム中央部に悪影
響（例えば熱収縮、しわ等）が出ない温度とすべ
きで、例えばTg〜150℃（好ましくはTg〜120
℃）の温度とするのが望ましい。押圧処理時のニツプ圧力はフイルム温度にもよ
るが、線圧力で通常0.1〜50Kg／cm、好ましくは
１〜10Kg／cmである。押圧ニツプロールの材質は
冷却固化前の溶断端面を圧延変形させられるもの
ならすべて適用でき、例えばクロムメツキロー
ル、樹脂コートロール、セラミツクロール、ゴム
ロール等、またはこれらの組合せでもよい。また
ニツプは切断面を含むフイルム端部のみで十分で
あるが、搬送ロール系の配置等によつてはしわ防
止の意味から、フイルム全巾に亘つていても何ら
問題ない。更に、実施態様の１例を図面を参照して説明す
る。第１図は、本発明の一実施態様に係る方法をフ
イルム製造工程における耳部切断工程に適用した
ものを示している。図中、１は連続的に製膜され
搬送されてくる配向フイルムを示している。配向
フイルム１は、連続的に搬送された後、巻取機２
でフイルムロール３として巻取られる。巻取機２
前では、搬送中の配向フイルム１の巾方向両側の
耳部４が連続的に切断され、図示を省略した適当
な処理機に向けて除去される。耳部４の切断は、レーザー光線５の照射によつ
て行なわれる。レーザー光線５は、照射装置６か
ら配向フイルム１の裏面に向けてほぼ直角に照射
される。照射装置６は、レーザー光線発振器７と
発振されたレーザー光線を所定の方向に反射させ
る反射ミラー８と、反射ミラー８からのレーザー
光線を適当な焦点距離をもつて集光させる集光レ
ンズ９と、から成つている。なお、第１図では、レーザー光線５の配向フイ
ルム１への照射位置を、フイルム搬送ロール１
０，１１間のフイルムフリーパス上としたが、搬
送ロール上にフイルムが巻付いている部分に照射
するようにしてもよい。このレーザー光線の切断点の直後に押圧ニツプ
ロール１１を有する。切断点と押圧ニツプロール
の距離は溶融切断されたフイルム端部が放熱によ
り冷却固化する前に設置する。また、第２図は第１図の実施態様とは別の、レ
ーザー光線による切断点の位置と関係なく押圧ロ
ールを設置した際の実施態様を示している。この実施態様は、レーザー光線により溶融切断
後、自然冷却固化した切断部を再度加熱処理して
から押圧処理するものであり、更に詳しくは非配
向非結晶のビード状端部盛り上がり部分を押圧展
延するに十分であり、かつ該部分以外の領域には
有害な品質変化を生じさせぬ温度に加熱昇温後、
押圧する事に要点がある。非晶ポリエチレンテレ
フタレートの場合には押圧力にも依存するが、通
常ガラス転移点以上の温度にて押圧変形が始ま
る。好ましくは80〜150℃が良い。この温度領域
での短時間の熱履歴では二軸延伸配向後、熱処理
結晶化された端部以外のフイルム部分での品質変
化は無視できる。特に品質変化を厳密に憂慮する
場合に於ては、その後の後加工における端部マー
ヂン部内に限界した局所加熱押圧処理する事でも
何ら本発明の効力に問題はない。又、この時はさ
らに樹脂の融点近くまで昇温し押圧平坦化を容易
にする事もできる。第２図に示す実施態様においてロール１２は加
熱ロールであり、これに近接して押圧ニツプロー
ル１１，１１′を配置してある。押圧ニツプロー
ル自体を加熱ロールとしてもよいし、またこのと
きはロール１２をフイルムの厚み、速度等によつ
ては省略できる。このような切断処理方法においては、レーザー
光線照射点においてフイルムが瞬間的に熱融解
し、連続的に切断され、同時に切断端面にビード
状無配向非晶質の盛り上りが生成する。このビー
ド状盛り上りは、引き続く押圧処理によつて、端
部以外の部分との構造差から選択的に延展され、
盛り上りが消失する。これによつて、耳立ちのな
い良好な巻き形態のフイルムロールを巻きとるこ
とのできるフイルムとなる。更に、本発明においては、フイルム切断中のし
わ、張力不良等によるフイルム破れが特に薄物フ
イルムに対して有効に防止できる。また、溶融切
断のための切断層が発生せず、フイルムロール、
特にスリツタにおける製品ロールへの切粉巻込み
の問題が解消する。又、フイルム自体の厚みムラを巾方向に分散さ
せて巻きとる揺動切断にもトラブルなく利用で
き、接触型カツター特有の寿命交換による稼動の
一時休止の点も解消できる。以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ばレーザー光線によるフイルム切断巻取で端部盛
り上りによる耳立ち不良のない高品質なフイルム
ロールを搬送走行中のフイルムの破れなく、特に
高速、薄物フイルムに対して安定に生産可能とな
る。実施例以下、実施例を掲げて本発明を更に説明する。実施例１及び比較例１通常の方法にて二軸延伸熱処理された厚み7μ
のポリエチレンテレフタレートフイルムを、第１
図に示す装置で搬送速度180ｍ／分で両端耳部を
切断除去、巻き取るに際し、65Wの炭酸ガスレー
ザーを用い、切断点から20cm後方の押圧ニツプロ
ールで切断後、0.07秒後に押圧ニツプし、フイル
ムロールとして耳立ちのない良好なフイルム巻品
質を得た。この押圧ニツプロールは全幅クロムメ
ツキロールと切断面位置を含む幅15cmの両端２本
の硬質ゴムロールの組合せとした。このフイルムは、端部を顕微鏡観察したとこ
ろ、第３図イの示すようなビード状盛り上がりの
ないものであつた。一方、比較例として、押圧ニツプロールを開い
た状態とする以外は上記実施例と同様に行つたと
ころ、フイルムロールの耳立ちが顕著で、中央部
にしわが発生し、満足な巻品質のロールは得られ
なかつた。このフイルムは、端部を顕微鏡観察したとこ
ろ、第３図ロに示すような、ビード状盛り上がり
のあるものであつた。この盛り上がりは、端部15
〜20μの領域で、中央部7μの厚みに対し、10〜
20μの厚みとなつていた。実施例２第２図に示す装置を用い、加熱ロール１２を
120℃に、押圧ニツプロール１１，１１′を80℃に
夫々設定し、搬送速度120ｍ／minで厚み2μの二
軸配向ポリエチレンテレフタレートフイルムの耳
取りを行つた。その際、フイルム耳部は15Wの炭
酸ガスレーザーで切断した。得られたフイルムロールは耳立ちのない、良好
な巻品質であつた。このフイルムの端部には盛り
上がりはなかつた。これら実施例は製膜工程における耳部切断処理
について示しているが、スリツターにおいても同
様の機能が得られることは明らかである。また、
ポリエチレンテレフタレートのみならずレーザー
光線で溶断可能なすべての高分子フイルムに対し
適用可能な事はその原理から明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、夫々本発明の一実施例に係
るフイルムの切断処理方法を連続製膜工程におけ
るフイルムの耳部切断に適用した装置の概略側面
図である。１……フイルム、２……巻取機、３……フイル
ムロール、４……耳部、５……ガスレーザ光線、
６……照射装置、７……ガスレーザ光線発振器、
８……反射ミラー、９……集光レンズ、１０……
搬送ロール、１１，１１′……押圧ニツプロール、
１２……加熱ロール。第３図はレーザー光線により切断されたフイル
ムの端部の顕微鏡観察による模式図である。イは
本発明方法による端部拡大模式図である。ロは本
発明を適用しない場合の端部拡大模式図である。ａ：切断されたフイルムの厚み、ｂ：端部盛り
上りの領域範囲、ｃ：端部盛り上りの厚み、尚第
３図は、いずれもレーザー光線を上から照射切断
した場合を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１連続的に搬送された後巻取られる配向フイル
ムを、フイルムの搬送中、搬送方向に連続的に切
断する方法において、配向フイルムをレーザー光
線にて切断したのち切断端部を押圧処理すること
を特徴とするフイルムの切断処理方法。