JPH09286054A - 二軸延伸ポリアミドフィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 逐次二軸延伸法で二軸延伸ポリアミドフィル
ムを製造するに際し、フィルム端部の未延伸部を減少さ
せ、製品収率を向上させる方法を提供する。 【解決手段】 実質的に無配向の未延伸フィルムをロー
ル縦延伸し、ついで、テンター式横延伸機で横延伸して
逐次二軸延伸ポリアミドフィルムを製造する方法におい
て、縦延伸工程における延伸ロールと冷却ロールの回転
方向が互いに異なり、かつ、この隣接する二つのロール
の位置を、フィルムが各ロールに接する間隔が、各ロー
ルの半径の和より短くなるように配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二軸延伸ポリアミ
ドフィルムの製造方法に関するものである。さらに詳し
くは、未延伸ポリアミドフィルムをロール縦延伸し、つ
いでテンター方式により横延伸することにより逐次二軸
延伸ポリアミドフィルムを製造するための改良された方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】二軸延伸ポリアミドフィルムは、機械的
特性、光学的特性、熱的特性、バリアー性をはじめとし
て、耐摩耗性、耐衝撃性、耐ピンホール性などに優れて
いることから、食品その他の包装材料用フィルムとして
広く利用されている。二軸延伸ポリアミドフィルムは、
チューブラ法やフラット法により製造され、フラット法
には縦横を同時に延伸する同時二軸延伸法と、縦延伸を
した後に横延伸をする（又はその逆）逐次二軸延伸法が
ある。

【０００３】ナイロン６をはじめとするポリアミド樹脂
を原料とした二軸延伸フィルムを逐次二軸延伸法によっ
て製造する場合、縦延伸によるネックイン現象によって
フィルム端部の厚みが増大し、また、その端部の肉厚部
の量がポリエチレンテレフタレートなどの樹脂に比べて
多く、しかも、ポリアミドは縦延伸によって配向結晶化
し易いため、横延伸後においてもフィルム端部に多量の
（通常３０〜４０％）未延伸部が残存し、最終製品の収
率が極端に悪くなるという問題があった。

【０００４】フィルム端部の延伸を均一に行う方法とし
て、テンターに供給する前に、加熱ヒータや加熱ロール
を用いてフィルム両端部の温度を中央部の温度より高く
してテンターに供給する方法がある（特開平６−262676
号公報）。しかし、ポリアミドは加熱による結晶化が非
常に速いため、その効果が十分でなく、また、端部が加
熱結晶化して横延伸応力が増大し、フィルム端部にネッ
クが発生してかえって製品収率が悪化したり、破断しや
すくなる。

【０００５】また、テンターに供給するフィルムの幅方
向の厚み形状を端部から中央部に沿って滑らかに漸減さ
せ、フィルム幅方向中央部の厚みを端部の厚みの７５〜
９０％の範囲とすることにより、テンタークリップ近傍
（フィルム端部）におけるネック発生を抑制する二軸延
伸ポリアミドフィルムの製造方法が提案されている（特
公平３−34456 号公報）が、幅方向の中央部のフィルム
の厚み斑が生じるという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、逐次
二軸延伸法で二軸延伸ポリアミドフィルムを製造する方
法において、フィルム端部に発生する未延伸部分を減少
させ、製品収率を向上させる方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、逐次二軸
延伸法により二軸延伸ポリアミドフィルムを製造する方
法において、フィルム端部の未延伸部分を減少させ、最
終製品を高収率で製造する方法について鋭意検討の結
果、縦延伸工程における延伸方法および装置を工夫する
ことにより、本発明の課題を解決することができること
を見い出し、本発明に到達した。

【０００８】すなわち、本発明の要旨は次の通りであ
る。実質的に無配向の未延伸フィルムをロール縦延伸
し、ついで、テンター式横延伸機で横延伸して逐次二軸
延伸ポリアミドフィルムを製造する方法において、縦延
伸工程における延伸ロールと冷却ロールの回転方向が互
いに異なり、かつ、この隣接する二つのロールの位置
を、フィルムが各ロールに接する間隔が、各ロールの半
径の和より短くなるように配置することを特徴とする二
軸延伸ポリアミドフィルムの製造方法。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明におけるポリアミドとは、分子内にアミド
結合を有する線状高分子化合物、主として配向結晶性を
有するポリアミドであり、ナイロン６、ナイロン６６、
ナイロン６１０、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリメ
タキシリレンアジパミド（ＭＸＤ６）及びそれらの混合
物や共重合体が含まれ、特に、ナイロン６が好ましい。

【００１０】これらのポリアミドには必要に応じて、フ
ィルムの性能に悪影響を与えない範囲で、滑剤、帯電防
止剤、ブロッキング防止剤、無機微粒子などの添加剤を
配合することができる。

【００１１】本発明においては、たとえばポリアミド樹
脂を押出機で加熱溶融してＴダイからフィルム状に押出
し、これをエアーナイフ法、静電印加法などのキャステ
ィング法で回転する冷却ドラム上で冷却固化して実質的
に無配向の未延伸フィルムを製膜する。この未延伸フィ
ルムが配向していると、後工程で延伸性が低下すること
がある。

【００１２】次に、この未延伸フィルムを周速の異なる
加熱ローラ群からなるローラ式縦延伸機で予熱を行った
後、ガラス転移点以上の温度に加熱された延伸ロールと
冷却ロールの間で、2.7 〜3.6 倍の倍率で延伸される。

【００１３】本発明においては、図１に示すように、回
転方向が互いに異なるニップロール３を備えた隣接する
延伸ロール１及び冷却ロール２の位置を、フィルムがロ
ール１及び２に接する間隔がロール１及び２の半径（Ｒ
１、Ｒ２）の和より短くなるように配置することが必要
である。

【００１４】フィルムが各ロールに接する間隔が、各ロ
ールの半径の和より長くなるようなロール配置の場合、
ロール間でのネックインが大きくなって、縦延伸後のフ
ィルム幅の減少率が大きくなり、その結果、フィルム端
部の厚み及び肉厚部の重量が増加し、横延伸後において
も未延伸部が残存することになる。

【００１５】図２に示すように、ロール１及び２の回転
方向が同じ場合には、フィルムの接点間距離は各ロール
の半径の和より長くなり、同様に横延伸後においても未
延伸部が残存する。

【００１６】本発明において、延伸ロール１及び冷却ロ
ール２の直径は、各ロールの配置が上記の条件を満たし
ておればよく、装置のスケールに応じて適宜選択するこ
とができ、また、互いに同径であっても異径であっても
構わない。

【００１７】また、ロール１及び２に接するニップロー
ル３の配置は特に制限されないが、ロールとフィルムが
接する位置をニップできるように配置することが好まし
い。これは、本発明の方法によって縦延伸する場合、延
伸間隔が短いために延伸応力が大きくなり、延伸ロール
１の表面でフィルムの滑りが発生し、延伸斑が誘発され
ることを防止するためである。ニップロール３の径は隣
接する延伸ロール１、冷却ロール２に接触しない程度の
大きさで適宜選択することができる。

【００１８】また、ニップロール３の幅及び形状は、延
伸される未延伸フィルムのみをニップできるように、フ
ィルム幅とほぼ同じ幅にしてもよいし、フィルムを定位
置に保持させるために、フィルム幅より広くし、フィル
ム幅以上の部分を外側に向けてテーパー加工してもよ
い。ニップロール３のテーパーの形状は、未延伸フィル
ムの幅によって任意に変更することができる。

【００１９】延伸ロール１の材質は特に限定されない
が、延伸ロール１の表面にフィルムを一定の位置に保つ
ためには滑りにくいものが好ましく、例えば、表面粗度
が 2.5Ｓ程度以下のセラミックロール、硬質クロムメッ
キロールなどが挙げられる。

【００２０】本発明においては、縦延伸後のフィルムの
未延伸フィルムに対する幅の減少率を小さく抑えること
ができるので、横延伸後のフィルムの厚み精度や生産安
定性が優れている。

【００２１】本発明における縦延伸温度は、ポリアミド
樹脂のガラス転移温度（Ｔg ）よりやや高めに設定する
方が延伸性が良好となる。縦延伸温度をＴg 〜Ｔg ＋15
℃、さらに好ましくはＴg 〜Ｔg ＋10℃に設定すること
により延伸応力が低下し、フィルムの粘着性が適度に調
整されるため、延伸ロール１の表面でのフィルムの滑り
が防止される。縦延伸温度を上げすぎるとフィルムの結
晶化が進行して横延伸性が低下するので好ましくない。

【００２２】次に、上記のようにして得られた縦延伸ポ
リアミドフィルムは、テンターに導かれクリップに把持
されて、横延伸のための予熱を施した後、60〜 100℃の
範囲で 3.0〜4.0 倍で横延伸される。続いてテンター内
において熱処理及びリラックス処理を施し、得られた二
軸延伸フィルムをクリップから解放し、フィルム端部の
未延伸部をトリミングし製品として巻き取られる。な
お、縦延伸機と横延伸機の間に、必要に応じてコーター
を設置し、フィルム表面に塗液をコーティングすること
もできる。

【００２３】以下、実施例により本発明をさらに具体的
に説明する。なお、本発明における特性値の測定方法は
次のとおりである。

【００２４】フィルム幅減少率：図１において、未延伸
フィルム４の幅及び縦延伸フィルム５の幅を測定し、下
式により計算した。

【００２５】

【数１】

【００２６】未延伸部残存率：長さ方向に１m あたり
の、製品及びトリミングされた未延伸残部（耳部）の重
量を測定し、下式により計算した。

【００２７】

【数２】

【００２８】実施例１ ナイロン６を 260℃で、幅 600mmのＴダイよりシート状
に溶融押出した後、エアーナイフキャスト法により25℃
の回転ドラムに密着させて急冷し、厚み 130μm の実質
的に無配向の未延伸フィルムを得た。このときの未延伸
フィルムの幅は520mmであった。次いで、この未延伸フ
ィルムを周速の異なる延伸ロール及び冷却ロールからな
る縦延伸機に導き、温度55℃で 2.75 倍に縦延伸した。
縦延伸工程における、互いに回転方向の異なる延伸ロー
ル及び冷却ロールの半径は共に60mmであり、フィルムが
該ロールに接する間隔（延伸区間距離という）は 110mm
になるように配置した。また、ニップロールは、フィル
ム通過部の外側をテーパー加工したものを使用した。得
られた縦延伸フィルムの幅は 450mmであり、フィルム幅
減少率は 13.5 ％であった。次に、縦延伸フィルムをテ
ンターに導き、60℃で予熱後、90〜100 ℃で 3.4倍に横
延伸した後、150 〜210 ℃で熱処理し、フィルムの耳を
トリミングした後、厚み15μm の二軸延伸ポリアミドフ
ィルムを得た。表１に示すように、未延伸部残存率は2
4.5％（製品収率＝75.5％）であった。

【００２９】実施例２ 延伸ロールと冷却ロールの延伸区間距離を 100mmになる
ように配置する以外は実施例１と同様の方法で厚み15μ
m の二軸延伸ポリアミドフィルムを得た。表１に示すよ
うに、縦延伸後のフィルム幅は 460mmであり、フィルム
幅減少率は 11.5 ％、未延伸部残存率は22％（製品収率
＝78％）であった。

【００３０】実施例３ 延伸区間距離を90mmになるように配置する以外は実施例
１と同様の方法で厚み15μm の二軸延伸ポリアミドフィ
ルムを得た。表１に示すように、縦延伸後のフィルム幅
は 470mmであり、フィルム幅減少率は 9.6％、未延伸部
残存率は20％（製品収率＝80％）であった。

【００３１】実施例４ 縦延伸温度を60℃とする以外は、実施例１と同様の方法
で厚み15μm の二軸延伸ポリアミドフィルムを得た。表
１に示すように、縦延伸後のフィルム幅は 465mmであ
り、フィルム幅減少率は 10.6 ％、未延伸部残存率は 2
1.5 ％（製品収率＝78.5％）であった。

【００３２】実施例５ テーパー加工していないニップロールを使用する以外
は、実施例１と同様の方法で厚み15μm の二軸延伸ポリ
アミドフィルムを得た。表１に示すように、縦延伸後の
フィルム幅は 440mmであり、フィルム幅減少率は14.4
％、未延伸部残存率は25％（製品収率＝75％）であっ
た。

【００３３】比較例１ 延伸区間距離が 140mmになるように配置する以外は、実
施例１と同様の方法で厚み15μm の二軸延伸ポリアミド
フィルムを得た。表１に示すように、縦延伸後のフィル
ム幅は 430mmであり、フィルム幅減少率は17.3％、未延
伸部残存率は33％（製品収率＝67％）となり、製品歩留
まりが悪かった。

【００３４】比較例２ 延伸ロールと冷却ロールの回転方向を同一にして、延伸
区間距離を 150mmとした以外は、実施例１と同様の方法
で厚み15μm の二軸延伸ポリアミドフィルムを得た。表
１に示すように、縦延伸後のフィルム幅は 420mmであ
り、フィルム幅減少率は19.2％であった。未延伸部残存
率は35％（製品収率＝65％）となり、製品歩留まりが悪
かった。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、縦延伸におけるネック
インによるフィルム幅の減少や、フィルム端部の肉厚部
の幅を減少させることができる。したがって、横延伸後
のフィルムの未延伸部残存率を減少させることが可能と
なり、製品の取り幅が広くなり、経済的に極めて効果が
大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】延伸ロールと冷却ロールの回転方向が互いに異
なる縦延伸工程の一例を示す。

【図２】延伸ロールと冷却ロールの回転方向が同一の場
合の縦延伸工程の一例を示す。

【図３】縦延伸工程におけるネックイン現象（フィルム
幅の減少）の概念図である。

【符号の説明】

１ 延伸ロール ２ 冷却ロール ３ ニップロール ４ 未延伸フィルム ５ 縦延伸フィルム ６ ガイドロール Ｘ 未延伸フィルム幅 Ｙ 縦延伸フィルム幅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に無配向の未延伸フィルムをロー
   ル縦延伸し、ついで、テンター式横延伸機で横延伸して
   逐次二軸延伸ポリアミドフィルムを製造する方法におい
   て、縦延伸工程における延伸ロールと冷却ロールの回転
   方向が互いに異なり、かつ、この隣接する二つのロール
   の位置を、フィルムが各ロールに接する間隔が、各ロー
   ルの半径の和より短くなるように配置することを特徴と
   する二軸延伸ポリアミドフィルムの製造方法。