JPH0752232A - 極薄ポリオレフィンフィルムおよびシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリオレフィンフィルムの押出キャスト工程
において、静電印加法を使用することおよびポリオレフ
ィンフィルムの押出キャスト工程において、口金リップ
間隙とドラムの頂点とを結ぶ直線が垂直線に対してなす
角が２０度以下であり、かつ、口金と冷却ドラムの距離
が５ｍｍ以下であることを特徴とする極薄ポリオレフィ
ンフィルムおよびシートの製造方法 【効果】 静電印加法の使用または口金リップ間隙とド
ラムの位置関係を規定したので、従来よりも薄いフィル
ムを提供できる。そして本発明の方法で製造した未延伸
シートを延伸することにより従来よりもさらに薄い配向
フィルムを製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｔダイによる極薄ポリ
オレフィンフィルムおよびシートの製造方法に関するも
ので、詳しくは押出キャスト工程の改良により極薄フィ
ルム（たとえば、逐次二軸延伸後において３μｍ程度未
満の厚みを有する二軸配向ポリオレフィンフィルム）の
提供を可能とするものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリプロピレン、ポリエチレン等からつ
くられるフィルムは汎用プラスチックフィルムとして包
装用途を中心に広く使用されている。これらポリオレフ
ィンフィルムの製膜方法としては、一般にインフレーシ
ョン法、Ｔダイ法、二軸延伸法等が知られている。この
うち、例えばポリプロピレンフィルムの場合、均一な厚
みで薄膜フィルムを得るためには、Ｔダイで樹脂を押出
し、その後、逐次二軸延伸をする方法が主に用いられて
おり、この方法により現在もっとも薄いポリプロピレン
フィルムとして３．５μｍ程度の厚さのものが得られて
いる。

【０００３】しかしながら、素子小型化への追従が求め
られているフィルムコンデンサ用途、より精細・忠実な
製版を求めて原紙の高感度化が求められている感熱孔版
原紙用途ではさらなる薄膜化が要求されている。

【０００４】従来から、Ｔダイと二軸延伸法を用いるフ
ィルムの薄膜化方法としては、（イ）キャスト速度をあ
げることにより薄い未延伸シートを製膜し、延伸する方
法、（ロ）高倍率延伸を行い、面積倍率を大きくするこ
とにより薄くする方法、（ハ）適当な他樹脂との複合未
延伸フィルムを延伸後剥離する方法（たとえば特開昭５
２−３７９８２号公報、特開昭５８−５２２６号公報）
等が考えられきた。

【０００５】このうち、（ハ）の剥離法については、剥
離工程が必要となる上、極薄フィルムであるがゆえ、強
度が弱く、剥離工程時に破れやすく歩留りが悪いという
問題がある。また、（ロ）の高倍率延伸法についても、
製膜時の破れが多くなり（ハ）同様、歩留りの問題があ
る。そのため、薄膜化方法としては（イ）の方法が最も
広く用いられてきた。

【０００６】しかし、（イ）の方法についても、キャス
ト速度を速くするにつれ未延伸シートと冷却ドラム間と
の密着性が低下し、空気のかみ込みを生じるため、空気
がかみ込まれた部分のシートが結晶化し、延伸ムラや延
伸時の破れの原因となるという問題点があった。特に高
結晶性のポリオレフィンフィルム等を製膜する場合に
は、これが大きな障害となるため、これまでは均一な厚
みを有する３．５μｍ程度以下の極薄ポリオレフィンフ
ィルムを安定して製膜することはできなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、未延伸シートと冷却ドラム間との密着性を向上
させることによって、均一な厚みを有する極薄ポリオレ
フィンフィルム（たとえば、逐次二軸延伸後において３
μｍ程度未満の厚みを有する二軸配向ポリオレフィンフ
ィルム）を安定して製膜する方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、ポリオレフ
ィンフィルムの押出キャスト工程における未延伸シート
と冷却ドラム間との密着性の向上について鋭意研究した
結果、従来、ポリオレフィンは極性が小さいため、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等
のように静電印加によって溶融シートを冷却ドラムに密
着させることは不可能とされていたのに対し、溶融シー
トの厚みを薄くするにつれ静電印加の効果が増大してい
くことを見いだし、本発明を完成するに至った。

【０００９】更に、ポリオレフィンフィルムの押し出し
キャスト工程においては溶融シートと冷却ドラムの接点
は通常、ドラムの頂点よりやや下にとられているため、
口金リップと接点の距離が大きくなり、溶融シートが薄
くなるにつれ、重力等の影響により、該シートを平板状
に保つことが困難となるが、冷却ドラムを口金リップの
直下付近に位置させ、口金リップと接点間の距離を最小
とすることによって、均一な厚みを有する薄い未延伸シ
ートが得られることをも見いだし、本発明を完成するに
いたった。

【００１０】つまり、本発明の目的は、ポリオレフィン
フィルムの押出キャスト工程において、静電印加法を使
用することを特徴とする第一の発明およびポリオレフィ
ンフィルムの押出キャスト工程において、口金リップ間
隙とドラムの頂点とを結ぶ直線が垂直線に対してなす角
が２０度以下であり、かつ、口金と冷却ドラムの距離が
５ｍｍ以下であることを特徴とする第二の発明、いずれ
によっても達成することができる。

【００１１】第一の発明においては、ポリオレフィンフ
ィルムの押出キャスト工程において、静電印加法を使用
することが必要である。

【００１２】静電印加法は、静電引力によって、未延伸
シートを冷却ドラムに密着させる方法であれば特に限定
されないが、例えば、タングステン線等の金属線を電極
とし、支持体を用いて冷却ドラム上の未延伸シートの直
近に固定し、樹脂を押し出した後、金属線に数ｋＶの電
圧をかけることによって、静電力を誘起し、未延伸シー
トを冷却ドラムに密着させる方法がある。なお、この
時、金属線のはられる方向は未延伸シートの幅方向と平
行であるのが好ましい。

【００１３】印加する静電力は未延伸シートの厚さ等に
よって適宜設定することができるが、タングステン線を
電極として用いた場合、通常は５〜１０ｋＶの電圧をか
けることが好ましい。５ｋＶ未満では、充分な密着性を
得ることができない場合があり、一方、１０ｋＶを越え
るとシート中の電気的に弱い部分との間で放電を起こす
場合がある。

【００１４】また、冷却ドラムの表面温度は４０〜１２
０℃が好ましく、６０〜９０℃が特に好ましい。４０℃
未満では密着力の向上が不十分な場合があり、一方、冷
却ドラムの表面温度が１２０℃を越えると冷却ドラム上
で未延伸シートが固化せず、冷却ドラムに粘着しやすく
なり、安定した製膜が困難になることがある。

【００１５】また、未延伸シートの厚さは目的とする厚
さに応じて適宜設定することができるが、通常は５０〜
２００μｍが好ましく、８０〜１５０μｍが特に好まし
い。５０μｍ未満では、前述の放電が起こりやすく、一
方、２００μｍを越えると、未延伸シートのエッジが反
り上り、充分な密着性を得ることができない場合があ
る。

【００１６】第二の発明においては、口金リップ間隙と
ドラムの頂点とを結ぶ直線が垂直線に対してなす角θを
２０度以下とする必要があり、好ましくは１５度以下、
より好ましくは１０度以下である。口金リップ間隙とド
ラムの頂点とを結ぶ直線が垂直線に対してなす角が２０
度を越えると未延伸シートと冷却ドラムとの密着性が不
充分になる。

【００１７】更に、第二の発明においては、口金と冷却
ドラムの距離ｄを５ｍｍ以下とする必要がある。両者の
距離が５ｍｍをこえると口金から押し出された溶融シー
トが平板形状を保たなくなり、均一な厚みの未延伸シー
トが得られなくなる。

【００１８】また、口金、冷却ドラム間の空気流動は溶
融シートの形状を悪化させ、未延伸シートの厚みムラを
増大させる要因となるため、この付近の空気流動はなる
べく排除することが望ましい。

【００１９】本発明の方法による極薄フィルムないしシ
ートの製造に適するポリオレフィンとしては、ポリプロ
ピレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、ポリメタクリル酸メチル、ポリメチルペンテン、ポ
リスチレン等を挙げることができる。これらの中でも、
特にポリプロピレンは、冷却固化された未延伸シートを
延伸することにより、強度に優れた極薄フィルムを製造
することに適している。本発明は押出キャスト工程に関
するものであり、縦延伸工程、横延伸工程に関して特に
制限を及ぼすものはないが、一軸配向フィルムおよび二
軸配向フィルムの厚みが薄いため、フィルムの成形に必
要な熱量は従来より若干小さく調節することが好まし
い。例えば、逐次二軸延伸の場合、縦延伸においてはロ
ールの表面温度を従来より下げるほうが好ましく、ま
た、横延伸においてもテンタに導かれる熱風の温度を下
げたり、熱風の風圧によるフィルム破れを防止するため
に熱風風量を抑えることが好ましい。

【００２０】また、一軸配向フィルムへの押出ラミネー
ト、二軸配向フィルムへの放電処理等は従来通り行うこ
とができる。

【００２１】本願では２つの発明を開示したが、この両
者は排他的な関係にあるものではなく、併用を妨げな
い。

【００２２】

【物性の測定方法ならびに効果の評価方法】本発明の特
性値の測定方法並びに効果の評価方法は次の通りであ
る。

【００２３】（１）冷却ドラム表面温度 接触式表面温度計を用いて冷却ドラムの表面温度を測定
した。

【００２４】 （２）口金リップと冷却ドラム間の位置と距離 一様な幅に切り取られ、エッジに目盛りをきった樹脂板
の幅を変更して数種類用意し、樹脂を実際に押出す前に
口金リップとドラム間に挿入し、樹脂板の幅によって口
金と冷却ドラムの距離ｄを測定した。また、樹脂板エッ
ジの目盛りによって口金リップ間隙と冷却ドラムの頂点
の水平方向の距離ｌを測定した。なお、口金リップ間隙
とドラムの頂点とを結ぶ直線が垂直線に対してなす角θ
は、ｔａｎθ＝ｌ／ｄの関係にある。

【００２５】（３）フィルム厚み 未延伸シートについては三豊製作所製ダイヤルゲージを
用いて、二軸配向フィルムについてはアンリツ社製電子
マイクロメーターＫ３５２Ｃを用いてフィルム厚みを測
定した。

【００２６】（４）フィルム厚みムラ フイルムの長手方向（長さ５ｍ）と幅方向（長さ１ｍ）
について各２０点の厚みを測定し、この中で最も厚い部
分の厚さと、最も薄い部分の厚さとの差を平均厚さで割
り、これに１００を乗じて厚みムラ（％）とし、長さ方
向と幅方向の平均値を厚みムラとした。５％未満を優、
５％以上１０％未満を良、１０％以上を不良とした。用
途にもよるが、良であれば実用上さしつかえない。

【００２７】（５）冷却ドラム密着性 溶融シートを冷却ドラムに巻き付けたとき、シートと冷
却ドラム間の空気かみ込みによる密着不良を目視にて観
察し、空気のかみ込みの認められないものを優、未延伸
シートの中央部にかみ込み部分は見られないが、未延伸
シートのエッジ端から５ｍｍまでの部分の密着が不充分
なものを良、中央部にかみ込みのあるものを不良とし
た。良以上であれば、キャストに続いて延伸が可能であ
る。

【００２８】

【実施例】次に実施例に基づき、本発明を更に詳細に説
明する。

【００２９】実施例１ フィルム原料として結晶性ポリプロピレン（極限粘度
［η］：１．９ｄｌ／ｇ、メルトインデックス：２．０
ｇ／１０分）樹脂を押出機に供給し、表面温度７０℃の
ドラムに巻き付けてシート状（厚さ９０μｍ）に冷却固
化した。このとき、タングステン線を電極とした静電印
加装置の電極に７ｋＶの電圧をかけ、図１に示したよう
に口金リップ間隙と冷却ドラムとを結ぶ直線が垂直線に
対し、３０度の角をなすようにした。また、口金と冷却
ドラムの距離を８ｍｍとした。該シートを１２０℃の温
度に予熱した後、１３０℃の温度で周速度の異なるロー
ル間で長手方向に５．０倍延伸し、ただちに室温に冷却
した。次に該延伸フィルムをテンターに導き、１７０℃
の温度に予熱し、引き続き１６０℃の温度で幅方向に１
０．０倍延伸し、厚さ１．８μｍの二軸配向フィルムと
した。次いで幅方向に弛緩を与えず、同じ幅のまま１６
０℃の温度で熱処理を施した後、冷却し巻きとった。

【００３０】実施例２ 実施例１において冷却ドラム温度を４０℃に変更して製
膜した。

【００３１】比較例１、２ 実施例１と同じ原料を用い、静電印加装置の電極に電圧
を印加せずに製膜を行った。比較例１では冷却ドラムの
表面温度を４０℃とし、比較例２では冷却ドラムの表面
温度を７０℃として押出機の吐出量を比較例１の場合よ
りもあげて製膜した。

【００３２】実施例３ フィルム原料として実施例１と同じ樹脂を押出機に供給
し、表面温度９０℃のドラムに巻き付けてシート状（厚
さ１００μｍ）に冷却固化した。このとき、口金と冷却
ドラム間の距離ｄを４ｍｍとし、冷却ドラムの頂点を口
金リップ間隙の真下（θ＝０度）に位置させた。該シー
トを１２０℃の温度に予熱した後、１４０℃の温度で周
速度の異なるロール間で長手方向に５．０倍延伸し、た
だちに室温に冷却した。次に該延伸フィルムをテンター
に導き、１７０℃の温度に予熱し、引き続き１６０℃の
温度で幅方向に１０．０倍延伸し、厚さ２．０μｍの二
軸配向フィルムとした。次いで幅方向に５％の弛緩を与
えつつ、１６０℃の温度で熱処理を施した後、冷却し巻
きとった。

【００３３】比較例３、４ 実施例３と同じ原料を用いて製膜を行った。但し、口金
と冷却ドラム間の距離を８ｍｍとし、比較例３と４では
水平方向の位置を変更した。

【００３４】実施例４ ベース層フィルム原料として結晶性ポリプロピレン（極
限粘度［η］：１．９ｄｌ／ｇ、メルトインデックス：
２．０ｇ／１０分）樹脂と、複合層原料として極限粘度
［η］：１．５ｄｌ／ｇ、メルトインデックス：１０．
０ｇ／１０分の結晶性ポリプロピレン樹脂をそれぞれ別
の押出機に供給し、短管内で片面複合させた後、９０℃
の温度のドラムに巻き付けてシート状（厚さ１１３μ
ｍ）に冷却固化した。この際、制電印加法を併用し、タ
ングステン線を電極とした制電印加装置に７ｋＶの電圧
をかけた。該シートを１２０℃の温度に予熱した後、１
４０℃の温度で周速度の異なるロール間で長手方向に
５．０倍延伸し、ただちに室温に冷却した。次に該延伸
フィルムをテンターに導き、１７０℃の温度に予熱し、
引き続き１６０℃の温度で幅方向に９．０倍延伸し、厚
さ２．５μｍの二軸配向フィルムとした。次いで幅方向
に８％の弛緩を与えつつ１６０℃の温度で熱処理を施し
た後、冷却し巻きとった。

【００３５】実施例５ 口金と冷却ドラムの位置、原料及び延伸条件を実施例２
と同様とし、さらに静電印加法を併用した。

【００３６】表１に示すとおり、本発明の範囲内で製膜
を行うことにより、これまで得ることのできなかった極
薄ポリオレフィンフィルムを厚み精度よく製膜できる
が、本発明の範囲外では厚み精度のよい極薄ポリオレフ
ィンフィルムを製膜することができない。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】本発明の極薄ポリオレフィンフィルムの
製造方法によれば、静電印加法の使用または口金リップ
間隙と冷却ドラムの位置関係を規定したので、従来より
も薄いフィルムを提供できる。そして本発明の方法で製
造した未延伸シートを延伸することにより従来よりもさ
らに薄い配向フィルムを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 口金リップ間隙と冷却ドラムの位置関係を示
す。

【符号の説明】

１：口金 ２：冷却ドラム ３：制電印加法で使用する金属線電極 ４：口金リップ間隙

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィンフィルムの押出キャスト
   工程において、静電印加法を使用することを特徴とする
   極薄ポリオレフィンフィルムおよびシートの製造方法。
2. 【請求項２】 未延伸シートの厚さを５０〜２００μｍ
   とすることを特徴とする請求項１記載の極薄ポリオレフ
   ィンフィルムおよびシートの製造方法。
3. 【請求項３】 冷却ドラムの表面温度を４０〜１２０℃
   とすることを特徴とする請求項１または２記載の極薄ポ
   リオレフィンフィルムおよびシートの製造方法。
4. 【請求項４】 ポリオレフィンフィルムの押出キャスト
   工程において、口金リップ間隙と冷却ドラムの頂点とを
   結ぶ直線が垂直線に対してなす角が２０度以下であり、
   かつ、口金と冷却ドラムの距離が５ｍｍ以下であること
   を特徴とする極薄ポリオレフィンフィルムおよびシート
   の製造方法。