JPH0410851B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は皮膜の横延伸方法及びその装置に関す
るものである。

〔従来技術〕

従来皮膜を延伸するに際し、横方向に連続延伸
することが要求される場合にはクリツプテンター
が使用されることが多かつた。このクリツプテン
ターは、構造が複雑で形が大きく設備費が嵩む装
置であつた。より簡単な装置によつて均一性の高
い横延伸を、経済的に行なおうとする考案はいろ
いろあるが、特願昭52−141875号「延伸性膜状物
の延伸装置」もその１つである。

本願発明人等は、繊維素材の横並列体、横に切
れ目を有する皮膜、連続皮膜の横延伸をするた
め、特許1138234号「膜・繊維材の横延伸装置」
を発明した。又この発明を連続皮膜（以下皮膜と
呼ぶ）の横延伸に有効に利用するために、特許
1140845号「管状膜の２軸延伸装置」特願昭55−
118076号「皮膜の横主体延伸法」を発明した。

皮膜を１つの方向に延伸しようとすると、これ
と直角の方向に収縮しようとする傾向を生じる。
上記の先願発明においては、皮膜の耳端部に近い
部分と中央付近とでは、縦方向に収縮しないよう
に拘束する程度が異なるため、また走行長も異な
り、中央部は耳端部より常に短かい距離を走行す
るため、縦方向の収縮状況を部分的に異にしなが
ら進行する。左右把握部の間で皮膜が直線を保つ
ように支えるだけではこの傾向は防ぎ得ない。即
ち皮膜は部分的に異なる縦収縮の後、原長に復す
る延伸を受けながら横延伸されることになる。こ
れらの現象は延伸後の皮膜の性質の不均一性の原
因になる。この傾向は、上記特願昭52−141875号
はもちろん、クリツプテンターにおいても多少は
存在する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記先願発明における欠点を補い、
その効果を補足するものであつて、均一な横１軸
延伸法を提供するものである。

皮膜を連続的に横延伸する場合、左右耳端部を
クリツプ等によつて把握し、クリツプを末広がり
軌道に沿つて進行せしめる時、皮膜各部の縦進行
速度を同一に保とうとすると、皮膜が構成する面
は、皺面又は曲面になる。殊に上記本願発明人等
の先願発明においては、耳端部は円弧に沿つて進
行し、皮膜は中間点で反転するので、皮膜各部が
同一縦進行速度を保つ。即ち縦収縮することな
く、横１軸延伸されながら進行せしめようとする
と、皮膜面に下部及び前後に膨れた曲面を維持さ
せなければならない。この曲面は収縮しようとす
る張力を持つているので、曲面が構成する空間は
縮もうとしている。この収縮を防ごうとして、曲
面の内側に固定案内壁又は案内ローラーを設ける
ことを試みたが、延伸中の皮膜に固形物が接触す
ることは、皮膜を傷つけることが多い。

本願発明人等は、この曲面の張力を、内部にあ
る液体による静圧と平衡させて曲面の状態を維持
させることを試みて、均一な横延伸効果を上げる
ことに成功した。

同一水平面上にあつて互いに平行な２本の軸を
それぞれ回転軸とし、同一垂直面上にあつて隣接
する左右２つのプーリーを、それぞれ最も近接し
ている外周上の点が下方向に移動するように、互
いに逆の方向に同一速さで回転させ、左右プーリ
ーの接近点から約半周する間、プーリーの外周上
に皮膜の左右耳端部をそれぞれ把握させて皮膜を
横延伸する時、皮膜は始め下降し、中間において
反転して上昇するので、プーリー面に沿つて見れ
ばＵ字形を形成する。このＵ字部において皮膜に
は縦方向の張力が働いているのでこのＵ字形は収
縮しようとする。皮膜の収縮を許し、又は反転部
がせいぜいプーリーに対する接線の位置を保つよ
うに案内する程度では、皮膜の端部はプーリー外
周に拘束されて縦方向の寸法を維持して進行する
が、中央部では、始め収縮し、後に延伸されて始
めの寸法に戻る。この収縮再延伸の変形行動は端
より内部になるほど大きくなり、中央においては
収縮するばかりでなく、皺を生じる。延伸経過の
このような不均整は、延伸後の皮膜の厚さ、物性
の不均整の原因になる。

皮膜各部が縦方向に収縮することなく、耳端部
と中央部が同じ走行長をとつて進行するためには
皮膜によつて形成される面が、下部及び前後に膨
らんだ曲面になればよい。この曲面は複雑な形状
であるが、ゴム風船を２本の棒で押しつぶした形
に近い。皮膜には張力が働いているので、曲面を
与えるには内圧が必要である。

プーリーの円板と、皮膜面とは、上部が開放さ
れた袋状を形成する。皮膜面の曲面形状を維持す
るために案内用の固形物を設けると、皮膜はこれ
によつて擦られるので膜面が傷つく。袋状の内部
に気体圧を働かせることができれば好ましいが、
これは実施困難である。本願発明人等は、種々の
研究の結果この袋状部に液体を供給し、この液体
による静水圧を与えることを発明するに至つた。

通常皮膜を延伸するためには、温度を上げる必
要がある。加熱を兼ねて加温液を袋状部に供給
し、袋状部の外側も加温液にひたし、内外の液面
の高さの差によつて袋状部内側に静圧を与えた。
通常皮膜は常温で供給されるので、温度を保つた
めに液は更新されなければならない。袋状部に供
給される液は、プーリーの端より溢流してここで
液面が保たれる。あるいは袋状部内に吸上管を挿
入し、これによつて吸い上げて液面高を一定に保
つこともできる。袋状部外側の液の高さも溢液
堰、又は吸上管の高さによつて調節することがで
きる。

袋状部内外の液位差を適当にすることによつ
て、袋状の形を適当に保つことができ、これによ
つて均一な横延伸を行なうことができるようにな
つた。適当な液位差は、皮膜曲面の曲率と皮膜の
厚さによるが、実用的な値は水柱数十乃至数百mm
であつた。本発明の横延伸と、公知の縦延伸と組
合わせることにより、２軸延伸フイルムを製造す
ることが可能であり、その縦延伸は横延伸前でも
横延伸後でも、また場合につては横延伸中であつ
てもよい。

〔図面による詳細な説明〕

以下図面によつて実施例の一部を詳細に説明す
る。第１図は本願発明の並列する２個のプーリー
による延伸装置の正面図であり、第２図はその側
断面図である。図において２，２′は水平軸に支
えられてＣ，C′矢印の方向に回転する隣接したプ
ーリーであつて、ABはその水平な共通中心線で
ある。３，３′はプーリーの下半周に押しつけら
れて、これと同速で進行するベルトである。皮膜
１はその左右耳端部をａ，a′点においてプーリー
とベルトとの間に挟み込まれ、横延伸を受けなが
ら進行し、ｂ，b′点において反転し、ｃ，c′点に
おいてプーリー及びベルトから離れ、延伸皮膜と
なつて進行する。この間に耳端部は半円軌道abc
及びa′，b′，c′に沿つて進行し、皮膜の内側にあ
る部分は耳端部に引かれて進行する。皮膜各部が
耳端部の運動に伴つて横延伸を受け、縦方向はも
との寸法を維持しながら進行しようとするなら
ば、横延伸によつて発生する縦張力に対抗しなけ
ればならない。もし皮膜各部が縦方向の寸法を保
つて進行すれば、皮膜はｆに示すような下及び前
後に膨れた曲面を形成する。この曲面を皮膜に維
持させるためには、その張力と曲面の曲率に応じ
て内圧を働かせてやればよい。この曲面の形は複
雑であつて曲率は一定ではなく、又発生する張力
も延伸が進行するにつれて変化するので、必要と
する内圧の値は場所によつて変わる。しかし
abc，a′，b′，c′と進行する皮膜と、プーリー２，
２′の下半分によつて形成される袋状部に液体を
供給し、その外側との間に液面の差を作り、袋状
部内部に液体の静圧による内圧を加えてやれば、
近似的にｆ曲面を保たせることができる。

内圧の値は運転状況に応じて適当な値に調整す
必要がある。高過ぎる時には皮膜は縦延伸の後収
縮し、低過ぎる時には縦収縮の後に延伸されるこ
とになる。液位差を維持し、又は調節する方法
は、袋状部に液体を供給してもａ，a′，ｂ，ｂか
ら溢流して一定水面高を維持することを利用し、
外側の液貯槽の液面６の高さを調節する。あるい
は袋状部に第３図に示す如く、吸上管８を挿入
し、その先端の高さを調節すれば袋状部内側の液
面の高さも調節できる。内圧、即ち液面５，６の
高さの差は、皮膜の性質、厚さ、プーリーの寸法
によつて異なるが、適当な値は前記したように水
柱に換算し、数十mm乃至数百mmである。

延伸運転中に皮膜曲面が平衡の位置から変形し
て膨れる場合には、曲面の曲率が減少して皮膜の
張力と平衡する内圧は減少する。この時皮膜にお
ける張力は増加する傾向であり、又袋状部は体積
を増すので、内側の液面は下がつて内圧は減少す
るために、曲面は復原しようとする。即ち曲面に
変動があつても、安定性は高い。もし袋状部に供
給する液量が多いと、その安定性を低下させるこ
とになる。従つて液の供給量は、皮膜の延伸温度
を保ち得る限り少ないほうが好ましい。

袋状部内において、液体は皮膜の進行に伴つて
第４図Ｅ矢の如く回転運動をする。この運動は皮
膜の進行を助け抵抗を少なくする効果がある。こ
の回転運動を助長するため、液供給口は第３図及
び第４図の如く細長いスリツトとして流出速度Ｄ
を高めてやることが望ましい。外部貯液槽におい
ては第４図Ｆ矢に示す如き液流を与えれば、皮膜
進行に対する抵抗を少なくすることができる。

本願の装置によつて横延伸された皮膜は、短時
間の間に延伸され、又高温延伸浴にｂ，b′点まで
接しているので、ｂ，b′点において耳端部の拘束
を除くと、収縮しようとする傾向が残る。皮膜の
安定性を増すためには、平面を保つたまま、ある
いは広幅ローラーの表面に沿つて暫く進行させる
ほうがよい。又横延伸後すぐ継続して縦延伸に導
くことを要求される場合もある。この場合にｂ，
b′点において耳端部の把握をはなれてから、次の
ローラー面にのせるまでの間、装置の構造上空間
部ができて、この空間部において横収縮が起こる
おそれがある。第５図はその横収縮を防ぐ装置で
ある。ｂ，b′を離れた耳端部をそれぞれ凹部及び
凸部を有するベルト１０及び１１によつて把握
し、広幅ローラー１５，１６に向つて進行させ
る。１２，１３はベルトを支え駆動する小プーリ
ーである。広幅ローラー１５，１６の間において
は縦延伸することができるが、この装置を用いれ
ばｂ，b′と１５間において延伸することもでき
る。この場合。皮膜の横収縮力のためにベルトの
片寄りが起こるおそれがある。この場合には第７
図に示す如く、ベルト１２又は１３の一方又は両
方を、端部に溝又は凸部を有する広幅ベルトとす
るか、左右のベルトに棒１７を一定間隔毎にとり
つけて、その接近を防ぐことによつてベルトの片
寄りを防いで、耳端布施の間隔を維持することが
できる。

本願の発明は皮膜耳端部を把握する２つのプー
リーを支える軸が平行でなく、プーリーとベルト
とによつて支える把握点の末広がり軌道が、プー
リー間の開き角度によつて与えられる場合にも適
用できる。即ち第８図、第９図及び第１０図に示
すように、皮膜の進行中心線に対し、対称にそれ
ぞれ角度ｒをもつて配置された２つのプーリー
と、それ等プーリーのそれぞれ下半円周上に押し
つけられて同速で運転するベルトによつて左右耳
端部を把握されて、把握部の末広がり運動によつ
て皮膜が横延伸される場合、横延伸されながら進
行する皮膜に働く縦収縮力を膜面上における液面
２５と膜面下における液面２６との間の水位差に
よつて平衡させることによつて、下膨れの曲面Ｓ
を保たせ、皮膜がａ，ｂ，ｃ等の点を経過する
間、近似的に各部の縦収縮を起こさせないように
して、延伸の均一性を保つことができる。

本願の方法は、横延伸中の皮膜が反転せず、把
握線がほぼ一平面上にある場合には適用し難い。
即ちクリツプテンター、本願発明人による特願昭
57−102750「膜・繊維材の延伸方法並びに装置」
等においては、皮膜の片側に液体を供給し、所定
の位置に維持することは困難である。この場合に
は固体壁によつて、皮膜が維持すべき曲面に近似
する面を作り、適量の液体を供給、排出すること
によつて目的を達することができる。

この場合には、第１１図に示すように固体壁２
７を皮膜２１を案内するように固定し、固定壁面
上の細孔より気体を噴出せしめて、皮膜の直接接
触を防ぐ方法もある。なおこの場合、固定壁面は
幾つかに分割し、供給液体又は気体の量、又は圧
力を別別に調整できるようにすれば、皮膜の固体
壁との接触を防ぐことが容易になる。又延伸をス
タートする時には固体壁を除いておいて、スター
ト後所定の位置に置けば、始めに皮膜を通過させ
る操作も容易になる。

本願発明に適応できる液体としては、温水が一
番やりやすい。水は蒸発してしまえば有害物質と
して残らないので、温水が一番多く使用される。
100℃以下の温水で延伸できるプラスチツクフイ
ルムとして、ポリ塩ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリオレフイン、ポリエステル、フッ素系ポ
リマー及びそれ等のコポリマーがある。

温水以外でも、各種の塩類溶液、例えば硝酸ア
ンモニウム、硫酸アンモニウム等の濃厚溶液を利
用することにより、100℃以上の加熱を容易にす
るし、液体の比重を大きくすることにも利用でき
る。例えばポリビニルアルコールフイルムは熱水
に弱く、延伸温度も100℃以上がが望ましいので、
硫酸アンモニウムの飽和液を利用することにより
108℃で延伸できた。

また溶液として、ポリエチレングリコールやグ
リセリンなどの有機物質を利用できるし、特に延
伸が困難なポリマーの場合、液体の中に膨潤剤や
可塑剤を加えておくこともできるが、一般的には
後で洗い落とさなければならないので面倒であ
る。

〔発明の効果〕

本発明の液体静圧による横延伸中央部の収縮防
止と、耳端部と中央部の走行長を同一にする効果
は、延伸皮膜の均一性を高めることを特別の装置
を必要とせず簡便に実施できる点にある。

また先願発明などによる固体による方法では、
スタートの皮膜を通す時、その固体が邪魔になり
通しにくい。また固体表面の摩擦により皮膜にキ
ズが入り、激しい場合は摩擦抵抗で皮膜が破断す
ることもあつた。また固体の場合、延伸倍率や皮
膜幅などにより、種々の形状の固体を持つている
必要があつた。液体静圧方式では固体の持つその
ような欠点は全くない。

以上のように運転の面からも、装置の費用の面
からも、製造された皮膜の品質の面からも本発明
は画期的な効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、水平にして平行な２つの軸上に支え
られて、互に逆方向に回転するプーリーと、それ
に沿つて運動するベルトとの組合せによつて皮膜
を延伸する装置の正面図。第２図はその側面図。
第３図は液体供給法を示す正面図。第４図はその
側面である。第５図は横延伸の後に縦延伸部を置
き、その間に耳端部案内ベルトを設けた一例を示
す側立面図。第６図は耳端部案内ベルト及び駆動
プーリーを示し、第７図はその案内ベルトの構造
例を示す。第８図は延伸プーリー軸が平行でない
場合の装置の平面図。第９図は側立面図。第１０
図は正面図を示す。第１１図は細孔を面上に有す
る固体案内壁の一例を示す。 図面における符号の説明、１……皮膜、２，
２′……延伸プーリー、３，３′……延伸ベルト、
４……下部貯液槽、５……上側液面、６……下側
液面、７……給液管、８……吸上管、１０，１１
……耳端部案内ベルト、１２，１３……案内ベル
ト駆動プーリー、１５，１６……縦延伸又は調質
用円筒ローラー、１７……案内ベルト保持棒、２
１……皮膜、２２，２２′……延伸プーリー、２
３，２３′……延伸ベルト、２４……下部貯液槽、
２５……上側液面、２６……下側液面、ａ，a′…
…耳端部把握開始点、ｂ，b′……把握最下部、
ｃ，c′……耳端部開放点、ｆ，ｓ……延伸中皮膜
を通過さすべき曲面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 皮膜をその左右耳端部において把握し、把握
   部を皮膜の進行中心線に対して左右対称末広がり
   に進行せしめて連続横延伸する方法において、延
   伸中の皮膜面の上又は上下両側に液体を供給し、
   上側液体の液面の高さ、又は上下液体の液面高の
   差を、所定の一定値に保つことによつて皮膜各部
   が均一に延伸される時に形成する曲面と近似の径
   路を経過せしめて、連続的に横延伸することを特
   徴とする皮膜の横延伸方法。 ２ 特許請求の範囲１において、皮膜の左右耳端
   部の把握を、入口に対して出口が左右に広がるよ
   うに配置した左右２個の延伸用プーリーと、この
   プーリーに嵌合して下側半円周上を移動するベル
   トによつて行なうことを特徴とする皮膜の横延伸
   方法。 ３ 皮膜をその左右耳端部において把握し、把握
   部を皮膜の進行中心線に対して左右対称に末広が
   りに進行せしめることによつて連続横延伸する装
   置において、延伸中の皮膜面の上又は上下両側に
   液体を供給し、上側液体の液面の高さ、又は上下
   液体の液面高の差を、所定の一定値に保つ手段を
   有することを特徴とする皮膜の横延伸装置。 ４ 特許請求の範囲３において、皮膜の左右耳端
   部の把握手段として、入口に対して出口が、左右
   に広がるように配置した左右２個の延伸用プーリ
   ーと、このプーリーに嵌合して下側半円周上を移
   動するベルトとの間で把握する手段を有すること
   を特徴とする皮膜の横延伸装置。