JPH05301284A - 熱可塑性樹脂フイルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フイルムの幅方向の厚さムラを有効に解消した
工業的有利な熱可塑性樹脂フイルムの製造方法を提供す
る。 【構成】横方向に沿って複数の空気吹き出しノズルを設
けたテンターを使用した熱可塑性樹脂フイルムの製造方
法であって、熱可塑性樹脂シート又はフイルムに加熱用
空気を吹き付ける与熱ゾーン、必要に応じて加熱用空気
を吹き付けつつ行う横延伸ゾーン、加熱用空気を吹き付
ける熱固定ゾーン、冷却用空気を吹き付ける冷却ゾーン
を順次設けてなり、そして、少なくとも、熱固定ゾーン
における加熱用空気の吹き出し角度を経時的に変化させ
る。加熱用空気の吹き出し角度は、各吹き出し口（１
５）の内部に案内羽根（１６）を設けた空気吹き出しノ
ズル（１４）を利用して行なうことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂フイルム
の製造方法に関するものであり、詳しくは、テンターを
使用した熱可塑性樹脂フイルムの製造方法であって、フ
イルムの幅方向の厚さムラを有効に解消した工業的有利
な熱可塑性樹脂フイルムの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】テンターは、主として、ハウジング、当
該ハウジング内に設けられ且つ漸次幅方向に広げられた
部分を有するテンターレール及び当該テンターレール上
を走行するテンタークリップから成る横延伸設備であ
る。ハウジング内は、通常、予熱ゾーン、延伸ゾーン、
熱固定ゾーン、冷却ゾーン等に区分され、各ゾーンはオ
ーブンとなっており、熱風が循環されて所定温度に調節
されている。そして、熱可塑性樹脂シート又はフイルム
の横延伸は、テンタークリップにより熱可塑性樹脂シー
ト又はフイルムの端部を把持して走行させることにより
行われる。

【０００３】ところで、熱可塑性樹脂フイルムの製造に
おいては、フイルムの幅方向（フイルムの走行方向と直
角方向）の厚さムラが問題となる。例えば、ロール状に
巻き取って製品とする場合、厚さムラのあるフイルム
は、巻き取りに従って厚い部分が次第に盛り上がりバン
ド状に突出する。また、厚さムラのあるポリエステルフ
イルムを磁気テープ用途に使用する場合、均一厚さの磁
性層を形成出来ずに出力変動等の品質欠陥を生じる。

【０００４】従来より、フイルムの幅方向の厚さムラを
改良する方法として、延伸ゾーンにおけるフイルムの温
度分布を制御する方法が知られている（例えば、特公昭
３４−４４２号公報）。また、フイルムの幅方向の延伸
比を高めて応力歪曲線の傾きを立ち上げる方法も提案さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フイル
ムの温度分布を制御する方法は、延伸条件の変更の都度
に温度変更を行う必要があり、工業的に有利な方法とは
言えない。また、フイルムの幅方向の延伸比を高める方
法は、フイルム破断が起こり易いと言う欠点がある。本
発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的
は、フイルムの幅方向の厚さムラを有効に解消した工業
的有利な熱可塑性樹脂フイルムの製造方法を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、横方向に沿って複数の空気吹き出しノズルを設けた
テンターを使用した熱可塑性樹脂フイルムの製造方法で
あって、熱可塑性樹脂シート又はフイルムに加熱用空気
を吹き付ける与熱ゾーン、必要に応じて加熱用空気を吹
き付けつつ行う横延伸ゾーン、加熱用空気を吹き付ける
熱固定ゾーン、冷却用空気を吹き付ける冷却ゾーンを順
次設けてなり、そして、少なくとも、熱固定ゾーンにお
ける加熱用空気の吹き出し角度を経時的に変化させるこ
とを特徴とする熱可塑性樹脂フイルムの製造方法に存す
る。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
特徴は、テンターを使用した熱可塑性樹脂フイルムの製
造方法であって、空気の吹き出しに特徴を有する。従っ
て、本発明においては、テンターを使用して製造される
フイルムである限り、延伸対象の熱可塑性樹脂シート又
はフイルムは、特に制限されず、ポリエステル、ナイロ
ン等の各種熱可塑性樹脂のシートが挙げられ、また、延
伸温度や延伸倍率等の延伸条件としては、各種熱可塑性
樹脂の延伸に通常される延伸条件が採用される。そし
て、各種フイルムの中では、特に、ポリエステルフイル
ムは、要求品質の高度化が進んでおり、ポリエステルフ
イルムを製造する場合に本発明の工業的価値は大きい。
従って、以下の詳細な説明には、例として、ポリエステ
ルフイルムを採り上げる。

【０００８】本発明において、原料のポリエステルは、
結晶性芳香族ポリエステルであり、芳香族ジカルボン酸
とグリコールとを直接重縮合させる方法によって得られ
る。また、上記の他、芳香族ジカルボン酸のジアルキル
エステルとグリコールとをエステル交換させた後、重縮
合させる方法あるいは芳香族ジカルボン酸のジグリコー
ルエステルを重縮合させる方法等によっても得ることが
出来る。芳香族ジカルボン酸としては、代表的には、テ
レフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカ
ルボン酸等が挙げられ、また、グリコールとしては、代
表的には、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル等が挙げられる。

【０００９】原料のポリエステルは、共重合ポリエステ
ルであっても、ブレンド物であってもよく、そして、ブ
レンド物は、ポリオレフィン等の他のポリマーとのブレ
ンド物であってもよい。本発明において、特に好ましい
原料ポリエステルは、繰り返し構造単位の８０％以上が
エチレンテレフタレート単位またはエチレン−２，６−
ナフタレン単位を有するポリエステルである。

【００１０】上記の原料ポリエステルには、微粒子を存
在させて得られるポリエステルフイルムに易滑性を付与
することも出来る。微粒子としては、ポリエステル合成
時に使用する金属化合物触媒による所謂析出粒子であっ
ても、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、シリカ、ア
ルミナ等の添加粒子であってもよい。また上記の原料ポ
リエステルには、必要に応じて、帯電防止剤、潤滑剤、
酸化防止剤、着色剤などを配合することも出来る。

【００１１】本発明において、熱可塑性樹脂シート又は
フイルムは、公知の方法に従って得ることが出来る。例
えば、シートは、溶融押出機のダイから押し出された溶
融シートを冷却回転ドラムに直ちに接触させて冷却固化
する方法により得ることが出来る。そして、この場合、
通常、溶融温度は２７０〜３００℃、冷却温度は４０〜
７０℃の範囲とされる。また、フイルムは、上記のシー
トを周速の異なるロール群によって縦延伸することによ
って得ることが出来る、そして、この場合、通常、８０
〜１３０℃で２〜７倍縦延伸延伸される。

【００１２】本発明によれば、一軸配向または二軸配向
フイルムのいずれのフイルムをも製造することが出来
る。一軸配向フイルムは、熱可塑性樹脂シートを横延伸
することにより製造され、二軸配向フイルムは、縦延伸
された熱可塑性樹脂フイルムを横延伸することにより製
造される。縦横の二軸方向に延伸した厚さ１〜５００μ
ｍの二軸配向フイルムは、特に有用である。

【００１３】図１は、テンターの一例を示す概略平面図
である。ポリエステルシート又はフイルム（以下、「ポ
リエステルフイルム」で代表する）（ａ）は、テンター
（１）に連続的に供給され、横延伸されて配向フイルム
（ｂ）となり、引取りロール（２）にて引き取られる。
テンター（１）は、ポリエステルフイルム（ａ）に加熱
用空気を吹き付ける与熱ゾーン、必要に応じて加熱用空
気を吹き付けつつ行う横延伸ゾーン、加熱用空気を吹き
付ける熱固定ゾーン、冷却用空気を吹き付ける冷却ゾー
ンに区分されている。

【００１４】上記の各ゾーンにおける加熱用空気および
冷却用空気は、テンターの横方向に沿って設けられた後
述の空気吹き出しノズルから吹き出される。そして、ポ
リエステルフイルム（ａ）は、テンターレール（８),
（８′）上を走行する図示しないテンタークリップにそ
の両端部を把持されて連続的に走行される。

【００１５】ポリエステルフイルム（ａ）は、通常、７
０〜１５０℃の範囲に維持された予熱ゾーン（３）にて
予熱された後、横延伸ゾーン（４）において、通常、７
０〜２２０℃で２〜６倍延伸され、二軸配向ポリエステ
ルフイルム（ｂ）となる。次いで、二軸配向ポリエステ
ルフイルム（ｂ）は、熱固定ゾーン（５）において、熱
固定処理と共に熱弛緩処理が行われ、これら処理によ
り、ポリエステルフイルム（ｂ）には、寸法安定性が付
与される。そして、この場合、熱固定ゾーン（５）の温
度は、二軸配向ポリエステルフイルムの寸法安定性を高
度なものとするために、１３０〜２５０℃の範囲とする
のが好ましい。なお、上記の熱固定処理に先立ち、再縦
延伸を行うことも出来る。

【００１６】幅方向弛緩ゾーン（６）は、フイルムの幅
方向の収縮率を調節するために、必要に応じて設けられ
るゾーンである。このゾーンは、図１では、熱固定ゾー
ン（５）の後に設けられているが、熱固定ゾーン（５）
のテンターレールの幅を漸次狭めることにより、熱固定
と同時に幅方向の弛緩処理を行うことも出来る。また、
フイルムの幅方向の収縮率の調節は、上記の弛緩処理の
他、テンターレールの幅を漸次広げ、フイルムを伸長熱
処理することによっても行い得る。

【００１７】次いで、二軸配向ポリエステルフイルム
（ｂ）は、冷却ゾーン（７）において、熱固定温度以下
の所定温度まで冷却されるが、このゾーンの温度は、フ
イルムの弛緩温度との関係を考慮して決定される。すな
わち、一般に、弛緩温度は、二軸配向ポリエステルフイ
ルムの目的とする用途において、寸法安定性を問題とす
る温度（以下、Ｔｃという）に依存するが、Ｔｃ−５０
℃〜Ｔｃ＋５０℃（但し、Ｔｃ＋５０℃＜熱固定温度）
の範囲とするのがよく、通常は、１００〜１８０℃、好
ましくは１２０〜１８０℃の範囲とされる。従って、冷
却ゾーン（７）の温度は、その出口におけるフイルムが
上記弛緩温度を達成するように決定される。なお、
（９),（９′）及び（１０），（１０′) は、幅出しロ
ール（クロスガイダーロール）である。

【００１８】本発明は、以上のようの熱可塑性樹脂フイ
ルムの製造方法において、少なくとも、熱固定ゾーンに
おける加熱用空気の吹き出し角度を経時的に変化させる
ことを特徴とする。本発明者の知見によれば、フイルム
の幅方向の厚さムラの主たる要因は、テンター内におけ
る空気の吹き付け量の幅方向の不均一な分布に応じて生
じるフイルムの温度分布である。すなわち、延伸された
フイルムは、熱処理前（結晶化前）に再度加熱されると
収縮する。そのため、熱固定ゾーンにおいて、加熱用空
気が局部的にフイルムに吹き付けられた場合、フイルム
の加熱部分にのみ収縮応力が発生して収縮が生じる。こ
れにより、収縮した部分の厚みは増大し、収縮の生じた
部分の周囲は厚みが減少する。このことは、フイルムの
幅方向の厚さムラの抑制には、温度差なく均一にフイル
ムを加熱することが重要であることを示している。

【００１９】そこで、本発明においては、熱固定ゾーン
における加熱用空気の吹き出し角度を経時的に変化させ
ることにより、加熱用空気のフイルムに接する量の遍在
を防止し、フイルム面内におけるフイルムの温度差の発
生を抑制する。その結果、フイルムの幅方向の厚さムラ
は有効に解消される。

【００２０】また、フイルムを冷却する場合において
も、フイルムの局所的温度分布が発生しないよう留意す
る必要がある。すなわち、結晶化後冷却前のフイルム面
内には、フイルムを平面状態に把持するための張力が作
用しており、また、収縮応力も存在する。そのため、冷
却ゾーンにおいて、冷却用空気が局部的にフイルムに吹
き付けられた場合、フイルムの冷却部分にのみ収縮応力
が減少してフイルムの幅方向の厚さムラを生じることが
ある。従って、本発明においては、冷却ゾーンにおける
冷却用空気の吹き出し角度を経時的に変化させることが
好ましい。

【００２１】また、与熱ゾーンにおける加熱用空気の吹
き出し角度についても経時的に変化させることが一層好
ましい。更には、横延伸ゾーンにおいて、必要に応じて
加熱用空気を吹き付ける場合にも、当該加熱用空気の吹
き出し角度を経時的に変化させることがより一層好まし
い。

【００２２】図２は、テンターの横方向に沿って設けら
れた複数の空気吹き出しノズルの一例を示す説明図であ
り、後述の案内羽根（１６）は図示を省略してある。図
３は、図２に示した吹き出しノズルの要部拡大説明図で
ある。空気吹き出しノズル（１４）には、フイルム面に
空気を吹き付けるための吹き出し口（１５）が設けられ
ており、当該吹き出し口から吹き出された空気（加熱用
空気または冷却用空気）がフイルム面に当たるようにな
っている。

【００２３】そして、各吹き出し口（１５）の内部に
は、吹き出し空気による流速エネルギーを回転エネルギ
ーとして利用することにより自ら回転する案内羽根（１
６）が設けられている。従って、吹き出し口（１５）か
ら吹き出された空気は、案内羽根（１６）によってその
風向を攪乱されてフイルム面に空気を吹き付けられる。
案内羽根（１６）の面積、形状は、吹き出し口（１５）
から吹き出される空気の量や必要な回転数によって適宜
決定される。

【００２４】上記のような空気吹き出しノズル（１４）
によれば、案内羽根（１６）が回転することにより、吹
き出し角度が時事刻々と変化し、その結果、一定方向の
みの空気の吹き付けが防止される。従って、フイルムの
局部的な加熱や冷却が防止され、フイルムの幅方向の厚
さムラを有効に解消することが出来る。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。 実施例１ 先ず、溶融押出機のダイからポリエチレンテレフタレー
ト（ＩＶ：０．５５）を２８０℃の温度でシート状に押
し出して冷却回転ドラムに直ちに接触させて冷却固化
し、厚さ２４００μｍの未延伸シートを得た。次いで、
上記の未延伸シートを８５℃で３．５倍縦延伸して一軸
配向フイルムとした後、ステンターに連続的に供給して
横延伸して厚さ１８８μｍの二軸配向フイルムを得た。
上記の横延伸は次の条件下に実施した。

【００２６】先ず、上記の一軸配向フイルム（ａ）を１
００℃の予熱ゾーン（３）で予熱した後、１１５℃の横
延伸ゾーン（４）で３．６倍に延伸して幅５ｍの二軸配
向フイルム（ｂ）となし、２２０℃の熱固定ゾーン
（５）で熱固定した。次いで、熱固定したフイルムを冷
却ゾーン（７）で冷却してその出口におけるフイルム温
度を１５０℃とし、引取ロール（２）で引取って二軸配
向ポリエステルフイルム（ｂ）を得た。そして、熱固定
ゾーンにおける加熱用空気吹き出しノズルの各吹き出し
口（１５）の内部には、案内羽根（１６）を設けて加熱
用空気の吹き出し角度を経時的に変化させた。得られた
二軸配向フイルムの幅方向の厚さを測定した結果、厚さ
変動は１８８μｍを中心として±０．５％以内に入って
おり、平面性は非常に良好であった。

【００２７】比較例１ 実施例１において、熱固定ゾーンにおける加熱用空気吹
き出しノズルの各吹き出し口（１５）の内部から案内羽
根（１６）取り除いた以外は、実施例１と同様にして厚
さ１８８μｍの二軸配向ポリエステルフイルムを得た。
得られた二軸配向フイルムの幅方向の厚さを測定した結
果、厚さ変動は１８８μｍを中心として±１５％であっ
た。また、フイルムには、各吹き出し口（１５）の配列
の対応した厚さムラが生じていた。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、フイルム
の幅方向の厚さムラを有効に解消した工業的有利な熱可
塑性樹脂フイルムの製造方法が提供され、本発明は、熱
可塑性樹脂フイルムの製造分野に寄与するところ大であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】テンターの一例を示す概略平面図である。

【図２】テンターの横方向に沿って設けられた複数の空
気吹き出しノズルの一例を示す説明図である。

【図３】図２に示した吹き出しノズルの要部拡大説明図
である。

【符号の説明】

１：テンター ２：引取りロール ３：予熱ゾーン ４：横延伸ゾーン ５：熱固定ゾーン ６：幅方向弛緩ゾーン ７：冷却ゾーン ８、８′：テンターレール ９、９′、１０、１０′：幅出しロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横方向に沿って複数の空気吹き出しノズ
   ルを設けたテンターを使用した熱可塑性樹脂フイルムの
   製造方法であって、熱可塑性樹脂シート又はフイルムに
   加熱用空気を吹き付ける与熱ゾーン、必要に応じて加熱
   用空気を吹き付けつつ行う横延伸ゾーン、加熱用空気を
   吹き付ける熱固定ゾーン、冷却用空気を吹き付ける冷却
   ゾーンを順次設けてなり、そして、少なくとも、熱固定
   ゾーンにおける加熱用空気の吹き出し角度を経時的に変
   化させることを特徴とする熱可塑性樹脂フイルムの製造
   方法。