JPS58147322A - ボ−イング歪みの修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２軸延伸フイルムにおけるボーイング歪みの
修正方法に関するものである。

一般に、２軸延伸フイルムにはボーイング現象に起因す
るボーイング歪みと呼ばれる欠陥が生ずる。フィルムを
テンタ一式の延伸機で２軸延伸するにあたって、今、仮
りに、延伸前のフィルムに進行方向に直向する直線を印
刷しておいたとすれば、この直＃が延伸により中央部で
遅れて弓状に歪むボーイング現象が生ずるが、これはテ
ンタ一式の延伸機で２軸延伸フイルムを製造する場合に
、フィルムの両側部のみがテンタークリップにて規制さ
れるのに対し、フィルムの中央部が両側縁部に比べてフ
リーとなり、延伸過程においてフィルム中央部が両側縁
部より遅れるためであり、この現象は同時２軸延伸の場
合でも逐次２軸延伸の場合でも同様に発生する。このボ
ーイング現象に起因する延伸フィルムのボーイング歪み
を調べる方法には、例えば、延伸前のフィルムに巾方向
に多数の小正方形等を印刷しておき、延伸して、その正
方形が変形して生じたひし形の形状を観察する方法があ
り、ひし形の相対する頂点を結ぶ２本の長さの異なる線
分のうち長い線分の方向の延伸倍率が短い線分の方向の
延伸倍率よりも大きいことを意味し、ひし形の形状によ
り延伸倍率の不均一性が分る。そして、２軸延伸フイル
ムにおいては、通常、フィルムの両側線部で正方形から
ひし形への変形が見られる。

一般に、２軸延伸フイルムは広巾で製造され、その後、
印刷、コーティング、ラミネート、製袋等に適した巾に
スリットされて各種加工により製品となるので、広巾原
反フィルムの中央部から得られた細巾のフィルムも両側
縁部から得られた細巾フィルムも性質が均一であること
が必要であるが、実際には、前者についてはボーイング
現象の悪影響を比較的受けにくいのに対し、後者につい
てはボーイング現象に起因するトラブルがしばしば発生
するのである。

すなわち、延伸フィルムには、一般に加熱によりもとに
戻ろうとする性質、つまシ熱収縮傾向があり、しかもそ
の程度は延伸倍率が大きいほど強い。従って、ボーイン
グ歪みを有する延伸フィルムに巾方向に多数の正方形を
新たに印刷して熱収縮させると、延伸のさいのひし形と
逆のひし形に変形することとなる０この挙動が、延伸フ
ィルムの後加工工程あるいは最終製品において、各種の
トラブルや欠陥の原因となるのであって、例えば、展装
束の歪み、製袋包装機におけるピッチずれ、ボイル、レ
トルト包装品の反り、テープ巻物のずれ等の原因となる
。このため、広巾原反延伸フィルムのうち寸法精度等の
要求レベルに応じて特に両側線部におけるスリット位置
に制約が生じ、また側縁部スリット品の用途は寸法精度
等の要求レベルの低い分野に限定されるのみならず、時
には格外品扱いとなっていた。

ボーイング対策に関する従来技術は、主として延伸装置
、延伸条件等の改良、工夫により延伸フィルムにおける
ボーイング現象の発生を抑制する方法が中心であり、こ
の方法が重要であることは勿論のことであるが、生産性
向上のために最近、延伸機の巾はますます大きくなる傾
向にあり、これに比例してボーイング対策はより困難に
なり、すでにボーイング歪みの生じたフィルムにおいて
、ボーイング歪みの大きいフィルム両側縁部を修正する
ことが要望されるに至った。

本発明は、かかる現状に鑑み、ボーイング歪みを有する
２軸延伸フイルムに巾方向に不均一な張力をかけなから
１軸または多軸に延伸するさいに、その最大延伸方向が
２軸延伸フイルムの最大配向方向となす角度αを式 ％式％） （ただし、βは２軸延伸フイルムの長さ方向の軸に直角
な横断線とフィルムの最大配向方向とのなす角度である
。） で表わされる範囲内とすることにより、２軸延伸フイル
ムのボーイング歪みを修正して、特に格外品ともなるフ
ィルム側縁部スリット品を多用途に使用し得る如くなす
２軸延伸フイルムにおけるボーイング歪みの修正方決の
提供を可能ならしめるものであって、以下これを詳細に
説明することとする。

本発明の適用を受ける２軸延伸フイルムは、結晶性熱可
塑性樹脂、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリフロ
ピレン、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル
共重合体ケン化物等を主たる原料として製造される単層
または多層の広巾原反２軸延伸フイルムを、その長手方
向の中央線を含まない範囲で長手方向にスリットした片
流れ型ボーイング線を有するものであるｏ２軸延伸フィ
ルムとしては、特に縦横の延伸倍率が近似していて、延
伸フィルムの縦方向および横方向の機械的性質が大略等
しいバランスフィルムに特に効果があり、またスリット
位置が広巾原反フィルムの側縁に近いｔなど、そのスリ
ットフィルムに対して特に有効である０また、２軸延伸
フイルムにはコーティング、ラミネート等の後処理が施
されていても良いことは勿論である。

先ず、上記の２軸延伸フイルムの最大配向方向を調べる
必要があるが、これは次のようにして調べることができ
る。

２軸延伸フイルムの巾方向の各部に小さい真円を印刷し
、これを例えば熱風炉等に入れてフリーテンションの状
態で熱収縮させると、最初の真円はボーイング歪みに起
因する不均一収縮により熱収縮後は楕円形に変形する。

このときの熱収縮の大きい方向である楕円の短軸方向を
配向方向、該配向方向とフィルムの長手方向の軸に直角
な横断線との角をボーイング角、フィルム全巾中で最大
ボーイング角を示す位置（通常は両側縁部）における配
向方向を最大配向方向と定義し、前記フィルムの各部に
おいて生じた楕円形の形状よシ配向方向、ボーイング角
および最大配向方向を測定する０ 次に、二軸延伸フィルムに巾方向に不均一な張力をかけ
て一軸または多軸に延伸するが、その最大延伸方向が２
軸延伸フイルムの最大配向方向と力す角αは式（９０°
−β／２）くα＜（９０°＋β／２）で表わされる範囲
内であれば、ボーイング歪みが顕著に修正される。ここ
で、βは２軸延伸フイルムの長さ方向の軸に直角な横断
線とフィルムの最大配向方向とのなす角度である。

ボーイング歪みの修正のための後延伸における最大延伸
方向は、次のように定義する。後延伸する前の２軸延伸
フイルム上で最大配向方向を示す位置に真円を印刷し、
これを巾方向に不均一な張力をかけて後延伸すると、真
円は楕円形に変形するが、この楕円の長軸と短軸の比が
最大値に達す側縁部）に沿って長手方向に連続的に真円
全印刷したフィルムを巾方向に不均一な張力をかけて延
伸し、延伸過程各部の円の変形状態を写真撮影等により
記録して観察するか、または瞬間的に延伸機を停止して
延伸時のフィルム応力を保ったまま延伸過程各部の楕円
の寸法を測定する々どの方法との角αに関する前記式の
関係を第１図により説明する。Ｆはスリットされた細巾
の２軸延伸フイルムで、紙面の上下方向がフィルムの長
手方向である。曲線Ｓはこのフィルムのボーイング線で
、例えば点Ｏ′における接線０′Ａ′が水平方向（横断
線）となす角β′が点０′におけるボーイング角である
。

このフィルム−の最大ボーイング角を示す位置は側縁部
の点０に現われ、曲線Ｓの点０における接線ＯＡがこの
フィルムの最大配向方向、接線ＯＡが水平方向（横断線
）となす角βが最大ボーイング角である。最大配向方向
ＯＡＫ対してボーイング線の凹部側に、角度（９０°十
β／２）をなす線はＯＢであり、角度（９０°−β／２
）をなす線はＯＣであシ、前記の式は、最大配向方向Ｏ
Ａに対して角度αをなす最大延伸方向ＯＤを線ＯＢと線
ＯＣで囲まれる角度範囲内とすることを意味する。なお
、最大延伸方向ＯＤは最大配向方向ＯＡに対して直角（
９０°）に近いほど、ボーイング歪みの修正効果が顕著
であシ、この傾向はボーイング角βが小さいほど厳密な
ものとなシ、ボーイング角βが大きい場合には、よシ広
い角度範囲で修正効果が現われる。

２軸延伸フイルムに巾方向に不均一な張力をかけて行な
う後延伸（不均一延伸）は、特別に設計された熱ロール
群よりなる延伸機またはテンタ一式延伸機等により実施
することができる。

熱ロール式延伸機の場合、ロール群のうち少なくとも一
対が他のロール群と非平行に配置されたものであり、こ
の非平行な部分で巾方向に不均一な張−力をフィルムに
及ぼし、その最大延伸方向をフィルム軸からずらして１
軸延伸することができる。ニップロール等によシ実質的
に速度と延伸方向を規制するロール対は、通常の１軸延
伸機より間隔を広くして配置することが好ましく、その
距離はフィルムのボーイング角が大きい場合はど広くと
る必要がある。多くの場合、前記距離をフィルム巾より
広くすることにより良好な結果が得られ、また速度およ
び方向の規制点を増して多段に延伸することにより、さ
らに良好な結果が得られることがある。

テンタ一式延伸機の場合は、左右のクリップ群のピッチ
を延伸機の全長または一部において相違せしめて左右い
ずれかのクリップ群のピッチを他方よりも広くし、かつ
縦方向の引張り力に耐える構造のクリップとすることに
より、フィルムの巾方向に不均一な張力を及はすことが
できる。左右のクリップのピッチを変える方法としては
、クリップを連結するチェーンのピッチを変える方法、
スクリューでクリップを移送するタイプの延伸機の場合
には左右のスクリューピッチを延伸機の一部で変化させ
る方法等を選ぶことができる。多くの場合、左右のレー
ルは平行に配置すれば良いが、わずかにテーパーをつけ
て巾方向にも若干の張力をかけることにより、さらに良
い結果が生れることがある。

ロール式延伸機とテンタ一式延伸機を比較すると、ロー
ル式延伸機の場合には装置が簡単で、従来の１軸延伸機
、熱処理機等を少し改造するだけで良いという効果があ
るが、被処理フィルムの巾に制約がｓｂ、ｇ巾フィルム
の場合にはテンタ一式延伸機が適している０また、両者
を組み合わせることが効果的な場合もある０ ２軸延伸フイルムに巾方向に不均一な張力をかけて延伸
する条件、例えば延伸倍率、延伸温度等は、２軸延伸フ
イルムのボーイング歪みの程度、原材料の種類、機械的
性質等に応じて実験的に最適なものを選ぶことができる
。その実験例を以下に示す。

同時２軸延伸法によシ製造したナイロン６製の２軸延伸
フイルム（厚み２５μ）の側縁がら巾２００簡の位置を
スリットしたフィルムを採取し、そのボーイング角を調
べたところ２００ｍ全巾にわたって４０°±１°であっ
た。このフィルムをビストロン（株式会社岩本農作所製
バッチ式２軸延伸機）で第２図に示す３種類の方向Ｆ＋
　、　Ｆ２　、　Ｆｓに均一１軸延伸した。なお、Ｆ、
はボーイング線と５００の角度の方向（フィルムの縦方
向）、Ｆ２はボーイング線と９０°　の角度の方向、Ｆ
３はボーイング線と１１００　の角度の方向である。次
に、直径１００冒の真円を印刷した後、１６０℃に設定
した熱風炉中にフリーテンションの状態で１５秒間入れ
て熱収縮せしめ、得られた楕円の長軸と短軸の長さを最
初の円の直径と比較することにより２方向の収縮率Ｃ％
）を求め、両者の差を「ななめ差（％）」としてボーイ
ング歪みの代表特性値とした。その結果を第１表に示す
。なお、比較のために１軸延伸を施さないフィルムにつ
いても測定し、第１表に「未処理」の欄に表示した。

表　　１ 意味する。

本実験により、本実験に使用した２軸延伸フイルムの場
合には配向方向（ボーイング線の方向）と直角の方向に
温度ｉｓｏ’ｃで３〜６チ程度延伸することによシ「な
なめ差」が減少し、ボーイング歪みの修正効果が強く現
われることが判る。

延伸フィルムの種類、ボーイング歪みの程度によっては
、フィルムの巾方向に不均一な張力をがこれは弾性限界
内の延伸処理により本発明の効果が生じ、延伸後、張力
を解放すればフラットフィルムに戻る場合である。しか
しながら、多くの場合、本発明の操作を行なうことによ
り縦方向の長さが巾方向に異なったフィルムが得られ、
そのま次のような処理をすることが有効である。すなわ
ち、上記の如き不均一後延伸を行なった後、通常の平行
ロールまたはテンターで緊張または弛緩熱処理する方法
、不均一後延伸時の温度と同じ温度または異なる温度で
不均一後延伸の方向とは逆の方向に不均一延伸を行なう
方法、不均一後延伸後に通常の平行ロールで軽度の一１
軸延伸を行なう方法等あるいはこれらの組み合わせの方
法等である。

以下に、実施例により本発明を具体的に説明する０ 実施例 送シ出しニップロール、この四−ルに対して距離１ｍの
間隔を置いて配置された３本ロールよりなる角度可変の
第２の速度規制用ロールユニット、両者のロールユニッ
ト間に配置された角度可変の４本のテフロンコート熱ロ
ール、第２の速度規制用ロールユニットの後に配置した
６本の熱ロールと２本の熱ロールと２本の冷却ロールよ
りなる通常の熱処理機および巻出し機と巻取機とより構
成された不均一１軸延伸機によシ巾６００１１１Ｉ、厚
み２５μ、ボーイング角が左側縁部で３３°、右側縁部
で３８°のナイロン６製２軸延伸フイルムに不均一１軸
延伸処理を施した０なお、テフロンコート熱ロールの温
度を１２０℃、熱処理機の最高温度を１８０℃、巻取速
度を３９　？Ｆｌ　／　１ｍ　１フィルム右側縁部にお
ける最大延伸方向をボーイング線に対して８０°±３°
　、最大延伸方向の延伸倍率を４チ±１チ、熱処理機に
おけるフィルム伸び率を２チに調整した。次に、延伸フ
ィルムの両端に直径１００■の円を印刷し、１６０℃、
１５秒間の乾熱収縮後における配向方向とそれに直角な
方向の収縮率差である「ななめ差−１を測定して得た結
果全第２表に示す。なお、比較のために１軸延伸を施さ
ないフィルムについて「ななめ差」を測定した値も第２
表に示す。

第２表よシ、実施例の場合ボーイング歪みの指標である
ななめ差は著しく改善されることが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法における最大延伸方向の範囲等を
示す説明図、第２図は延伸の条件を見出すための実験例
における延伸方向を示す説明図である。 Ｆニスリットされた２軸延伸フィルム Ｓ：ボーイング線　ＯＡ：最大配向方向ＯＢ、ＱＣ，Ｏ
Ｄ　：最大延伸方向

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２軸延伸フイルムに巾方向に不均一な張力をかげながら
   １軸または多軸に延伸するさいに、その最大延伸方向が
   ２軸延伸フイルムの最大配向方向となす角度αを式 ％式％） Ｃただし、βは２軸延伸フイルムの長さ方向の軸に直角
   な横断線とフィルムの最大配向方向とのなす角度である
   。） で表わされる範囲内とすることを特徴とするボーイング
   歪みの修正方法。