JPH0367627A - 二軸延伸フィルムの弛緩熱処理方法 - 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】 （産業上の利用分町） 本発明は、二軸延伸された熱可咽性樹脂フィルムの熱的
性質、特に高温における寸法安定性を改善する方法に係
る。詳しくは二軸延伸工程に引続き連続的に熱処理する
方法において定長熱研理後。

フィルムの流れ方向および巾方向の弛緩率パターンを特
定することによって、フィルムの強度や平面性を損なう
ことなく効果的に弛緩熱処理する方法に関する。

（従来の技術） 通常二軸延伸されたフィルムは、引続きオーブン中で一
定時間加熱され熱寸法安定性がｅＱ着される。定長熱処
理だけでは長時間を要し、連続実用機では十分な熱寸法
安定性が得難いので定長熱処理後弛緩熱処理される。特
公昭３７−５３４号公報では定長熱セツト後、一方向あ
るいは二方向に２〜１０％収縮させたのち、再度緊張熱
固定する方法が記載されている。

すなわち、巾方向のみの５〜１５％の収縮後定長熱処理
された例が示されており、フィルム巾方向の収縮により
流れ方向のフィルムの寸法安定性も実用域に改善される
としている。しかしながら二方向の収縮の例示がなく、
シたがって二方向の収縮のパターンの記載もない。この
方法では弛緩処理後の定長熱処理装置を要し、全熱固定
時間も長いため実用機で経済生産性を得るためには長大
な装置が必要となる。

特公昭４４−２０２４０号公報には、フィルムの両端を
巾出機の把持子に固定した状態で把持体の軌跡と把持子
の進行速度を漸減することにより、流れ方向および巾方
向に同時に弛緩処理する方法が示され、また特公昭４４
−２５９８号公報には同時二軸延伸後リンクレールの規
制により流れ方向および巾方向に収縮速度比が０．５〜
２．０となるように、１〜１０％同時二軸収縮させる方
法およびその特需が示されている。いずれも二方向同時
に弛緩熱処理する方法である。

流れ方向に弛緩処理する方法としては、ロール間に加熱
装置を設は供給側ロールの周速に対して引取側のロール
の周速を減じて行う方法が一般に知られており、またス
テンタークリップの走行迎度に対し、その下流側にある
ロールの周速度をわずかに下げて行う方法、流れ方向の
弛緩熱処理を温度コントロールされたオーブン内で行う
ため。

ステンター内の結晶化ゾーンの最高温度部を経た後、フ
ィルムの把持部を切断分離し、ステンター速度より違い
速庁で引き取る方法（特公昭５７−５４２９０号公報）
、さらにステンター巾方向の弛緩熱処理後オーブン中で
ステンターのクリップを開放し、フィルム引取速度を減
じて弛緩熱処理する方法（特開昭６２−１３４２４４号
公報）が知られている。

前者は；巾方向に規制のない二方向同時弛１１熱処理方
法であり、後者は、巾方向の弛緩熱処理後巾方向の規制
なしに二方向同時弛緩熱０１３％を行う方法である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来技術にはそれぞれ問題がある。

まず巾方向のみ゛の弛緩ｐｉｎ理でフィルムの流れ方向
の熱収縮率の低減を同ろうとすれば過大な弛緩率と処理
時間を要し、流れ方向の熱収縮率は巾方向に不均一とな
る。またフィルムの平面性が損なわれるためその後に定
長熱処理を要し。

実用機での経済生産性を得るためには長大な装置が必要
となる。ローラー周速差による弛緩熱処理では、巾方向
の規制が不完全であるため巾方向不均一となり、フィル
ムの平面性の低下によりロール上でスリ傷やシワの発生
を伴う。

ステンター内で端部を切り離す方法では、フィルムは残
留応力のために裂けやすく、また巾方向の拘束がないた
めフィルムの収縮挙動は成り行きとな、す、二方向の熱
特性バランスをコントロールすることは困難である。ス
テンター内で巾方向の弛緩熱処理後、オーブン中でクリ
ップを開放し流れ方向の弛緩を行う方法では、前段の巾
方向の弛緩処理によって面内の残留歪は減少し、後段の
流れ方向の弛緩処理の効果は発現し難い。

上記問題はフィルムの両端をクリップで把持し。

クリップの軌跡と速度変化により流れ方向と巾方向に弛
緩率を規制することにより一応の解決をみる。

しかるに、流れ方向と巾方向に機械的に同時に弛緩する
条件をとってもその処理効果は同等に現れず、特にフィ
ルムの端部と中央部において流れ方向の処理効果が異な
り、狙いとする熱寸法特性に差異を住すると共にフィル
ムの平面性が著しく低下する。

本発明は、これらの問題を解決し、フィルムの平面性を
損なうことなく流れ方向および巾方向の熱寸法特性のバ
ランスと、高度な寸法安定性を有するフィルムを安定か
つ効率よく生産するための弛緩熱処理方法を提供するも
のである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、流れ方向および巾方向に弛緩熱処理する工程
において、最終的には二方向の弛緩率をバランスさせる
場合においても、流れ方向の弛緩率を巾方向の弛緩率よ
り所定量先行させることによって流れ方向の弛緩処理効
果を向上せしめ、フィルムの平面性を損なうことなく均
一な熱寸法安定性を得るための弛緩熱処理方法である。

すなわち、流れ方向および巾方向の二軸に延伸され、定
長熱処理された熱可塑性樹脂フィルムをさらに流れ方向
および巾方向に弛緩熱処理する工程において、流れ方向
の最終弛緩率をＹ（％）。

巾方向の最終弛緩率をＸ（％）とするとき９式％式％ を満足しかつ流れ方向および／または巾方向に弛緩処理
中の全帯域の上流１／２の点における流れ方向および巾
方向の弛緩率ｙ（％）、Ｘ（％）が式％式％ を満足することを特徴とする二軸延伸フィルムの弛緩熱
処理過程を要旨とする。

本発明が適用されるフィルムは、実質的に二軸延伸が可
能な熱可塑性樹脂フィルムであり特に限定されない。例
えば、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネー
ト、ボリアリレート等の非品性フィルムにも均一アニー
リング効果を発揮するが、ポリエステル、ポリアミド、
ポリプロピレン等結晶化による特性向上が著し、い結晶
性フィルムにおいて特に有用である。

フィルムに要求される熱寸法特性は、用途により異なる
が、一般に等方かつ均一が指向される。

フィルムの流れ方向および巾方向の熱寸法特性のバラン
スは、該二方向の延伸条件等前工程に六右され、最終弛
緩率をバランスさせるだけでは全うできないが、逆に前
工程の分子配向による歪がバランスしてなくても弛緩熱
処理条件により熱寸法特性をある程度コントロールでき
る。

流れ方向と巾方向の最終弛緩率の叱を０．５〜２．０の
範囲とするとき、熱処理条件を選べばフィルム。

の他の特性を極端に異方性にすることなくバランスのと
れた熱寸法特性を得ることができる。高度な寸法安定性
を得るためには９両方向の弛緩率の和（概略面積弛緩率
に相当）をある程度大ならしめる必要があるが、この値
が１６％を越えるときは。

本発明の方法を採用してもオーブン内での安定したフィ
ルムの走行は得られず、フィルムの平面性を保持するこ
とは困難である。この埴が３％未満のときは本発明の効
果が十分でない。

本発明の方法は、流れ方向および巾方向に逐次または同
時に二軸延伸され、フィルムに弛緩を許さす定長下に熱
処理された熱可翠性樹脂フィルムをさらに弛緩熱処理す
る工程に適用される。延伸完了後ただちに弛緩処理を行
っても熱寸法安定性を改良する効果はあるが、配向緩和
による強度低下を伴うものであり、効果に限界がある。

本発明の方法は、定長熱処理を受けて配向がほぼ固定さ
れた後の残留歪を緩和するものであり、高度な熱寸法安
定性が得られる。

本発明は、二軸延伸、定長熱処理後フィルムの両端を把
持したクリップを開放することなく、引続き弛緩熱処理
帯域を設けることにより経済的に実施できるが、定長熱
処理後冷却して一旦捲き取ったフィルムを捲き戻しなが
ら熱処理する場合にも適用できる。

本発明の効果は、弛緩熱処理過程で巾方向に先んじて流
れ方向の弛緩を相対的に先行させることにより発現する
。すなわち、流れ方向の弛緩率を巾方向の弛緩率より先
に大ならしめるわけであるが、そのタイよングは弛緩熱
処理帯域の前半までに両者の弛緩率に有意な差をつける
ことによってはじめて顕著な効果が認められる。弛緩熱
処理帯域の後半で流れ方向の弛緩率を巾方向の弛緩率よ
り大きくしても、流れ方向の熱寸法安定性を改良する効
果は十分でなく、またフィルムにタルξを発生し易くな
る。具体的には弛緩熱処理帯域の上流１／２．好ましく
は１／３の点において流れ方向の弛緩率を巾方向の弛緩
率より１％以上大ならしめる弛緩率パターンを必須要件
とする。

弛緩熱処理帯域における流れ方向および巾方向の弛緩率
パターンを設定する方法については１例えばフィルム両
端の把持間隔が漸減するようにクリップのガイドレール
またはガイドスクリューの巾を狭めることにより、巾方
向の弛緩率がまたクリップの走行速度を漸減することに
よって流れ方向の弛緩率がそれぞれ設定できる。クリッ
プの走行速度を漸減する方法としては、ガイドスクリュ
ーのピッチをフィルム進行方向に向かって漸減する等の
方法（特公昭４４−２０２４０号公報、特公昭６２−４
５８１２号公報）、クリップチェーンの隣接クリップ間
にチェンリンク同志を互いに屈曲可能に連結するジヨイ
ント部を設け、該ジヨイント部の屈面に伴う変位によっ
てクリップ間のピッチを減少せしめる方法（特開昭６２
−２１１１２４号公報）等があり。

また、リンクプレートを折尺状に摺動自由な如く連結し
て、フィルム把持装置を有する無端の一対のリンク装置
からなるいわゆるパンタグ弓フ式同時延伸機にあっては
、ガイドレールを規制することによってクリップのピッ
チを漸減せしめる方法（特公昭４４−２５！ｌＦ１号公
報）等が知られているが。

本発明は手段を限定するものではない、温度コントロー
ルされたオープン内で把持部を切り離したり、クリップ
を間Ａｔすることなく、所定の流れ方向１よび巾方向の
弛緩率パターンが設定できる装置であればよい。

（作用） 実用生産機によるフィルム延伸プロセスで、従来流れ方
向の熱寸法安定性を高度に改良することは困難であった
。本発明の特徴は、ｆ長熱輯理後の僅かに歿った歪を取
り去るに際し、流れ方向の弛緩を巾方向の弛緩より所定
量先行さセることであって、この方法により流れ方向の
熱寸法安定性を高度に改良することが可能とな−１た。

この押出は明らかでないが１次のように考えられる。

一方向に弛緩熱処理する場合、これと直角方向に拘束さ
れているときは弛緩方向にほぼ期待通りの滑緩和が起こ
るが、拘束されてないときは弛緩方向と直角方向にも歪
緩和が起こり、弛緩方向の弛緩率に相当する効果は得ら
れない。これは巾方向の弛緩のみ行っても流れ方向の熱
収縮率が低下することから容易に理解されよう。

巾方向の弛緩を先行させた場合、または二方向に同時に
弛緩した場合、フィルム面内の歪は主に巾方向と僅かに
流れ方向に殆ど緩和され、その後に機械的弛緩を行って
も歪の減少効果は著しく低下するものと考えられる。弛
緩熱処理帯域の初期（残留歪が比較的大のとき）におい
て、巾方向がある程度拘束された状態で流れ方向の弛緩
を行うときは、流れ方向の歪取りが効果的に行われるも
のと考えられる。このことから９本発明の方法によれば
、流れ方向に関して比較的少ない弛緩率で熱寸法安定化
の効果が現れ、この理由からもフィルムの平面性を損な
うことが少ない。

（実施例） 実験例 先ず、ポリエチレンテレフタレートフィルムについて実
験例を示す。実質的に無定形のポリエチレンテレフタレ
ートフィルムを常法により、　［３，４倍、横３．６倍
に逐次二輪延伸し、１５０〜ｂ温条件下に５秒間定長熱
処理を施し、厚さ２５．のフィルムを得た。このフィル
ムをガイドスクリュー式熱処理機に通し、ガイドスクリ
ューの巾およびスクリューピッチの変化により、第１図
■〜Ｖに示す各種パターンの弛緩熱処理を行った。熱処
理機の上流には予熱炉を設け、クリップで両端を把持し
た状態で弛緩熱処理帯域に入るまでにフィル温度が２１
０℃となるようにし、弛緩熱処理帯域は２１０°Ｃに保
ち、下流には徐冷帯域を設けてフィルムの両端をクリッ
プで把持した状態で室温まで冷却した。未処理フィルム
および各種弛緩条件による熱処理フィルムの１６０℃、
５分間熱収縮率およびフィルムのフラット性評価の結果
を第１表に示す。

第１表 第１表から明らかなように、弛緩熱処理帯域の上流１／
２の点において、フィルム流れ方向の弛緩率が巾方向の
弛緩率を１％以上先行する条件においては、流れ方向の
熱寸法安定性が著しく改善されフィルムの平面性が良好
であることがわかる。

実施例１ 実質的に無定形のポリエチレンテレフタレートフィルム
を常法により縦３．４倍、横３．６倍に逐次延伸し、厚
さ１２μの二軸延伸フィルムとなし、１８０”Ｃ，２０
０℃、２１０℃でそれぞれ１．５秒間定長熱処理したの
ち、クリップを開放することなく引続き弛緩熱処理帯域
に導き、第２図に示す弛緩パターンにより２１０　’Ｃ
〜１５０″Ｃの降温条件下に３秒間弛緩熱処理を行い、
冷却ゾーンで室温まで冷却したのち、クリップを開放し
て捲き取った。得られたフィルムの平面性は良好で耳つ
／）傾向はなく、熱収縮率は１６０℃、５分間の条件で
ＭＤ　０．５％、　ＴＤｏ、１％であった。

実施例２ ナイロン６無延伸フィルムを縦３．０倍、横３．５倍に
同時二軸延伸した厚さ１５μのフィルムを２００°Ｃ〜
２０５°Ｃで２．５秒間定長熱処理ののち、リンクレー
ル規制により第３図に示す弛緩パターンの弛緩熱処理帯
域に導き、２００°Ｃ〜１９０°Ｃの降温条件下に弛緩
熱処理を３秒間行い、冷却後クリップを開放して捲き取
った。得られたフィルムはクリップ把持部の際から平面
性に優れ、１６０℃、５分間の熱収縮率はＭＯ０，３％
、　ＴＤ　０．４％であった。

比較例１ 弛緩熱処理帯域の弛緩パターンを第４図に示すパターン
に変更する以外は実施例２と同一条件で製造されたフィ
ルムは耳つりがひどく１書取困難であった。また、！６
０℃、５分間における熱収縮率は問１．２％、　ＴＤ　
０．９％であった。

実施例３ 常法により急冷製膜された未延伸ポリプロピレンフィル
ムを１２０　’Ｃのオーブン中で縦６．０倍、横７．２
倍に同時二軸延伸して厚さ２０μのフィルムとなし１両
端をクリップで把持したまま１５５°Ｃ，３，５秒間の
定長熱処理を行ったのち、リンクレール規制により第５
図に示す弛緩パターンを有する弛緩熱処理帯域に導き、
１３０°Ｃ〜７０°Ｃの降温条件下に弛緩熱処理を３．
２秒施して室温まで冷却し、クリップを開放して捲き取
った。フィルムの平面性は良好で捲き取りにおける蛇行
や波シワ等の問題もなく、エージング後の捲き締まりに
よる欠点もなかった。得られたフィルムの１２０°Ｃ１
１５分間における熱収縮率はＭＯ０，４％、　ＴＯ０，
５％であった。

比較例２ 弛緩熱処理帯域の弛緩パターンを第６図に変事する以外
は実施例３と同一の条件でフィルムを型造した。耳つり
かきつく、フィルムの両端各１５０〜２００ｍｎ＋は製
品とならなかった。得られたフィルムの１２０°Ｃ１１
５分間の熱収縮率はＭＤ　１．１％、７００％であった
。

（発明の効果） 本発明の方法によれば、弛１１１　＞Ａ　＆ＪＬ理帯域
の弛緩パターンを限定することによって、フィルムの平
面性をｔ目なうことなく、限られた帯域で優れた熱寸法
安定性を有する二軸延伸フィルムを安定して効率よく生
産することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、Ｔ〜Ｖは実験例における弛緩熱処理機の弛緩パ
ターンを示す。 第２同、第３図、第５図はそれぞれ本発明の一実施例に
おける弛緩パターンを示す。 第４図および第６図は、それぞれ比較例の弛緩パターン
を示す。 ；１７？　　ｌ（Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）流れ方向および巾方向の二軸に延伸され、定長熱
   処理された熱可塑性樹脂フィルムをさらに流れ方向およ
   び巾方向に弛緩熱処理する工程において、流れ方向の最
   終弛緩率をＹ（％）、巾方向の最終弛緩率をＸ（％）と
   するとき、式 ０．５≦Ｘ／Ｙ≦２および３≦Ｘ＋Ｙ≦１６を満足し、
   かつ流れ方向および／または巾方向に弛緩処理中の全帯
   域の上流１／２の点における流れ方向および巾方向の弛
   緩率ｙ（％）、ｘ（％）が式ｘ＋１≦ｙ≦Ｙ を満足することを特徴とする二軸延伸フィルムの弛緩熱
   処理方法。