JPH06344435A - フィルム横延伸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱効率に優れ、予熱領域を短縮でき、コンパ
クト化可能なフィルムの横延伸装置を提供すること。 【構成】 フィルム予熱部の加熱手段として遠赤外線加
熱装置を用い、望ましくは、該遠赤外線加熱装置が、破
断検知機からの信号によって上記遠赤外線加熱装置の加
熱動作を遮断する制御装置に接続されている。 【効果】 縦厚み変動を抑制でき、また、幅方向厚み斑
の生成が抑制できるので、延伸フィルムの生産性が大幅
に向上して、フィルム横延伸のランニングコストを低減
できる。また、フィルムを急速に、かつ、均一に予熱で
きるので、予熱効率が大幅に向上し予熱領域を短縮でき
るので、装置がコンパクトに安価に製造でき、イニシャ
ルコストを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルム横延伸装置に
関し、詳しくは加熱効率に優れ予熱部の予熱領域を短縮
できて装置のコンパクト化が可能で、縦厚み変動および
幅方向厚み斑の生成が抑制できるフィルム横延伸装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】フィルム横延伸装置は、図２の模式図に
示すように、予熱部、横延伸部、熱セット部および冷却
部を備えており、該装置内へ導入される被延伸フィルム
は、予熱された後に幅方向に横延伸され、さらに横延伸
されたフィルムは、熱処理ついで冷却された後に巻き取
られる。従来、上記フィルム横延伸装置の予熱部の加熱
手段としては、高圧蒸気を用いた熱風式加熱装置、燃焼
ガス式加熱装置等が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記加熱装
置を用いる方法では、予熱される被延伸フィルムに対す
る熱伝達が律速となり加熱効率が悪く、常温状態で横延
伸装置内に導入されるフィルムを延伸温度まで昇温する
のに長時間を要する。したがって、フィルムの走行速度
を速めることができず、また、予熱領域が長くなって装
置自体が大型化する問題がある。本発明の目的は、上記
問題を解決し、加熱効率に優れ、予熱部の予熱領域を短
縮できて装置をコンパクト化可能とするフィルム横延伸
装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のフィルム横延伸
装置は、被延伸フィルムの予熱部の加熱手段として遠赤
外線加熱装置を用いることを特徴とし、望ましくは、該
遠赤外線加熱装置が、破断検知機からの破断信号によっ
て、上記遠赤外線加熱装置の加熱動作を遮断する制御装
置に接続されているものである。

【０００５】

【作用】本発明の構成によると、遠赤外線加熱装置から
発せられる遠赤外線が非延伸フィルムを透過し、このと
きフィルムに吸収されるエネルギーの内部熱伝導によっ
て、フィルムは均一に、かつ、急速に加熱されるように
なるので、延伸ポイントが安定化する。したがって、延
伸フィルムの縦厚み変動が抑制できるようになるととも
に、幅方向厚み班を減少できるようになる。また、非延
伸フィルムは、その膜厚が厚いほど熱伝導が劣るので、
従来の加熱方式では、フィルムの予熱に長時間を要する
が、遠赤外線による加熱は、内部熱伝導を伴う加熱効率
に優れるので、非延伸フィルムの膜厚が厚いほどその効
果が顕著に現れ予熱時間を短縮できるようになる。した
がって、被延伸フィルムの予熱が短時間になされるよう
になり、予熱領域を短縮できるので、横延伸装置をコン
パクト化することが可能になる。

【０００６】

【実施例】以下、一実施例を示す図面に基づき、本発明
をより詳細に説明する。本発明は、前記図２の模式図に
示すように、予熱部、延伸部、熱セット部および冷却部
を備えるフィルム横延伸装置であって、予熱部の加熱手
段として、遠赤外線加熱装置を用いることを特徴とす
る。上記遠赤外線加熱装置は、フィルム横延伸装置内に
導入される被延伸フィルムを上方および／または下方か
ら加熱するように延伸装置の予熱部に配設される。図１
は、上記遠赤外線加熱装置の配設例を示す模式側断面図
であり、図１（ａ）は、被延伸フィルム１の上方に遠赤
外線加熱装置を配設した例、図１（ｂ）は、被延伸フィ
ルム１の下方に遠赤外線加熱装置を配設した例、図１
（ｃ）は、被延伸フィルム１を挟み上下方に遠赤外線加
熱装置を配設した例をそれぞれ示している。上記遠赤外
線加熱装置として、遠赤外線ヒータ等が一般的に使用さ
れる。

【０００７】上記遠赤外線加熱装置を用いると、遠赤外
線が被延伸フィルムを透過し、フィルムは吸収される内
部熱伝導によって加熱されるようになるので、被延伸フ
ィルムを急速に加熱できるようになる。したがって、延
伸ポイントが安定化しフィルムの縦厚み変動を抑制でき
るようになる。また、フィルムの幅方向の均一加熱が可
能になるので、フィルムの幅方向厚み班を減少できるよ
うになる。さらに、被延伸フィルムを急速に加熱できる
ので、加熱効率が向上し予熱時間を短縮できるようにな
る。

【０００８】なお、本発明では、上記被延伸フィルムの
一方のみに遠赤外線加熱装置を設ける場合、図１（ｄ）
の模式側断面図に示すように、被延伸フィルムを挟み遠
赤外線加熱装置と対向する位置に反射板を配設するよう
にすると、反射板が被延伸フィルムを透過した遠赤外線
を反射し、その反射した遠赤外線で被延伸フィルムが再
度加熱されるようになり、加熱効率が向上するので好ま
しい。また、本発明では、上記遠赤外線加熱装置に、従
来の熱風式加熱装置、蒸気式加熱装置等を併用すること
もできる。

【０００９】上記遠赤外線加熱装置を被延伸フィルム面
の上下方に配設した場合、フィルムが過加熱されて破断
され易い。このときに火災を誘発する恐れがあるので、
遠赤外線加熱装置の少なくとも一方に加熱制御装置を接
続して、その加熱動作を遮断する構成とすることが好ま
しい。

【００１０】上記加熱制御装置としては、例えば図４の
側断面図に示すリタイヤ機構が好ましい。このリタイヤ
機構は、フィルム破断検知機（図示せず）と、この検知
機に接続されて該検知機からのフィルム破断信号によっ
て動作制御されるシリンダーと、遠赤外線加熱装置の下
部側面に位置し上記シリンダーによって軸方向へ移動す
るラックと、このラックと歯合して上記ラックの軸方向
移動によって回動する加熱遮断具を備えたピニオンとか
らなるものである。

【００１１】上記リタイヤ機構の動作を説明すると、例
えばフィルムが過加熱されて破断した場合、上記フィル
ム破断検知機からフィルム破断信号が発せられ、この信
号によって空気圧や油圧が加圧されてシリンダーが軸方
向に移動する。このシリンダーの動作に連動してラック
が軸方向へ移動する。このラックの軸方向移動によっ
て、該ラックと歯合されているピニオンが矢印方向へ回
動する。このピニオンの回動によって、ピニオンに固定
されている加熱遮断具が遠赤外線照射部を遮断するよう
になり、過加熱が防止される。

【００１２】なお、本発明では、上記ピニオンの矢印方
向への回動に連動して、遠赤外線照射加熱装置自体が回
動する構成とすると、上記加熱遮断具を不要にできる。
さらに、本発明では、フィルム破断信号によって遠赤外
線照射加熱装置の電気導通を遮断する構成とすることも
できる。このように、遠赤外線加熱装置にリタイヤ機構
を接続すると、フィルムが過加熱されて破断した場合で
も、火災の誘発が未然に防止できるようになる。なお、
本発明においては、一側方に遠赤外線加熱装置を設ける
場合にも、上記制御装置を接続できることはいうまでも
ない。

【００１３】本発明の他の工程部については、従来公知
のフィルム横延伸装置で用いられている装置がそのまま
使用できる。例えば、延伸部では、延伸フィルムの両縁
部を把持具で把持し、把持具をフィルムの幅方向へ移動
させる装置、熱セット部では、ゾーン内で熱風を循環さ
せる熱風式加熱装置、冷却部では、温度４０〜１００℃
の冷風を延伸したフィルム面に供給する装置が挙げられ
る。

【００１４】本発明の装置で横延伸されるポリマーフィ
ルムとしては、ポリマー分子中に双極子分子を有するフ
ィルムが好適に適用でき、例えばナイロン６、ナイロン
６６、ポリプロピレン、添加剤を配合したポリポリエス
テル樹脂（ＰＥＴ）等のポリマーフィルムが例示され
る。本発明の装置では、前記の通り遠赤外線がフィルム
を透過して加熱するので、フィルムが厚いほどその加熱
作用が顕著に現れ加熱効率が向上する。したがって、本
発明の装置で横延伸するポリマーフィルム厚さは、通常
３０μｍ以上、好ましくは５０〜５００μｍ程度のもの
が適当である。

【００１５】本発明の装置を用いてフィルムを横延伸す
る場合、延伸するフィルムの移送速度は、他の工程との
兼ね合いで適当な速度を選択することが必要であり、通
常１５０〜３００ｍ／分程度である。したがって、遠赤
外線加熱装置による加熱温度は、上記フィルム移送速度
により適宜決定されるが、延伸するフィルムを、そのガ
ラス転移温度（Ｔｇ）より高く、溶融温度（ｍｐ）より
も低い温度に昇温する適宜な温度が選択され、通常、４
００℃を越える温度、好ましくは４５０〜８００℃程度
が適当である。上記加熱温度が、４００℃以下である
と、遠赤外線ヒーターから放射されるエネルギーの絶対
値が小さく急激な加熱には不向きであり、８００℃を越
えるとフィルムの吸収波長帯との関係からエネルギー効
率が急激に低下するため好ましくない。なお、本発明の
装置では、前記したように加熱効率が高いので、上記フ
ィルム移送速度を上昇させるのに伴い加熱温度を高く設
定するようにすれば、予熱領域を短縮できるが、上記フ
ィルム移送速度を遅くして予熱温度を高くすると、予熱
領域をより短縮できるようになる。

【００１６】〔実験例〕フィルム横延伸装置の予熱部で
は、長さ２．０ｍの予熱領域に、幅４．６ｍ、長さ０．
１ｍの遠赤外線ヒータ１５台をフィルム走行面の上方
０．１ｍの位置に並列に配設し、約６５０℃の加熱温度
に設定した。また、延伸部では、フィルムの両縁部を
０．１ｍピッチでクリップ把持し、上記予熱領域を通過
したフィルムを、フィルムの走行に伴い上記クリップ把
持部を１１０ｍ／分の速度で幅方向に移動させる装置を
使用した。また、熱セット部では、フィルム走行面の上
下に７８本のノズルを配設し、高圧蒸気により２１０〜
２３０℃まで加熱された熱風を延伸フィルム面に各０．
３１〜１．０９ｍ³ ／Ｓ供給できる装置を使用した。さ
らに、冷却部としては、温度４０〜１００℃の冷風を上
記熱セットされた延伸フィルム面に供給できる装置を使
用した。上記予熱部、延伸部、熱セット部および冷却部
を備えたフィルム横延伸装置を使用して、幅１．９ｍ、
厚さ６０μｍのＭＤ延伸後のＰＥＴフィルムを上記装置
内へ走行速度２５０ｍ／分で連続的に導入して横延伸を
行った。この結果、フィルムは幅４．７ｍ、厚さ１２±
０．２μｍにほぼ均一に延伸され、その表面に発生した
幅方向厚み斑は約５％であった。

【００１７】なお、比較として、予熱装置として遠赤外
線ヒーターにかえて、フィルム面に約１２０℃の熱風を
供給する熱風式加熱装置を用いた以外はすべて同様にし
てフィルムの横延伸を行った。この結果、延伸されたフ
ィルムの厚さは１０．５〜１３．５μｍの範囲でばらつ
きがあり、フィルム表面の約３０％に幅方向厚み斑が発
生した。なお、上記比較実験において、予熱部を７．５
ｍとした場合、延伸されたフィルム厚さのばらつきは１
１．５〜１２．５μｍの範囲に減少し、幅方向厚み斑の
発生は、フィルム表面の約５％に減少した。

【００１８】

【発明の効果】上記実験例からも明らかなように、本発
明のフィルム横延伸装置によると、遠赤外線加熱装置に
よって、フィルムを急速に、かつ、均一に予熱できるの
で、延伸ポイントが安定化し、縦厚み変動を抑制でき、
また、幅方向の均一加熱が可能となるので、幅方向厚み
斑の生成が抑制できる。したがって、延伸フィルムの生
産性が大幅に向上して、延伸フィルムの製造におけるラ
ンニングコストを低減できる。また、非延伸フィルムを
急速に、かつ、均一に予熱できるので、予熱効率が大幅
に向上し予熱領域を短縮できる。したがって、装置がコ
ンパクトに安価に製造でき、イニシャルコストを低減で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、遠赤外線加熱装置の配設例を示す側断
面図であり、図１（ａ）はフィルム面の上方に遠赤外線
加熱装置を設けた例、図１（ｂ）はフィルム面の下方に
遠赤外線加熱装置を設けた例、図１（ｃ）はフィルム面
の上下方に遠赤外線加熱装置を設けた例、図１（ｄ）は
フィルム面の一方に遠赤外線加熱装置、フィルムを挟ん
だ対向位置に反射板を設けた例である。

【図２】フィルム横延伸装置の構成を示す模式図であ
る。

【図３】加熱制御装置の構成を示す側断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予熱部、横延伸部、熱セット部および冷
   却部を備えてなり、該予熱部の加熱装置として遠赤外線
   加熱装置を用いることを特徴とするフィルム横延伸装
   置。
2. 【請求項２】 遠赤外線加熱装置が、破断検知機からの
   信号によって上記遠赤外線加熱手段の加熱動作を遮断す
   る制御装置に接続されていることを特徴とする請求項１
   記載のフィルム横延伸装置。