JPS59115812A - 熱可塑性樹脂フイルムの製造方法および製造装置 - 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】 本発明は熱可塑性樹脂からなる二軸配向フィルムの幅方
向の物性を均一にする製造方法および製造装置に関する
。更に詳細には、縦延伸した後フィルム両１１川端を把
持して横延伸し、つづいて熱処理するに際し、熱処理領
域が可動である熱処理手段を使用して、フィルムの走行
方向に対し順方向に熱処理領域をフィルムの走行速度で
移動させながら繰り返し掃引してフィルム熱処理を施す
ことによってボーイング現象による幅方向の物性の不均
一性を改良する技術に関する。

二軸延伸フィルムは種々の工業用途に供せられているが
、なかでもフレキシブル液部パネル写真、製図、＠気デ
ィスク等の用途では縦横両方向の物性、殊に温度膨張率
、湿度膨張率、熱収縮率がバランスしていることが望ま
れる。しかるに、通常の逐次二軸延伸法、すなわち縦延
伸に継いでテンターにより横延伸を施す方法において、
製品フィルムの幅方向の物性を均一にすることは極めて
困難であった。この理由は、テンター内においてフィル
ムの両側端部は把持されているから、横延伸に伴う縦方
向の収縮応力はクリップ等によって拘束されているもの
の、フィルム中央部は比較的拘束力が弱い、この結果と
して、走行時のフィルムの分子配向は上記収縮応力によ
って中央部分のフィルムが位置的に遅れて進む。横延伸
の怪にフィルム面上に幅方向に直線を仮想的に描いたと
すると、横延伸とそれにつづく緊張熱処理の間にこの直
線はフィルム進行方向に向って凹形の曲線となる。この
現象はボーイングと称されるものであって、このボーイ
ングによってフィルムは幅方向において、中央部分と両
側部とに物性差（殊に温度膨張率、湿度膨張率の不均一
性）を生する原因となっている。フィルム中央部の諸物
性を縦横方向にバランスさせた場合、フィルム両側端で
はボーイング線に対して更に縦方向に傾斜した配向主軸
ができ、この主軸方向の温度膨張率、湿度膨張率は小さ
くなり、主軸と直角方向の各各の値は大きくなる。この
ような幅方向の物性差を解消するためいくつかの方法が
提案ざわている。しかし、いずれも滴定できる段階に到
っていない。例えば、特公昭３７−１５８８号公報には
横延伸−縦延伸の方法を開示しているがこのフィルムを
両端把持して熱固定する場合Ｉではボーイングの発生を
完全に抑大ることはできない。

特開昭５０−７３９７８号公報には横延伸工程と熱処理
工程の間にニップルールを用いる方法が提案されている
が、ニップ部に生ずるフ・イルムの表面へ砺の問題、熱
処理工程で発生してくるボーイングの完全除去が困難な
こと′ｔ、ｃどなお不范分であった。

本発明者は、縦延伸につづ（横延伸・熱処理においてフ
ィルムの両側端部を把持して実施する場合には、熱処理
を、フィルムの走行方向において引取１則（下流Ｉｌｉ
！ｌ）から供給１１１１１　（上流ｌｌＩ！Ｉ）へ進め
る従来法に換えて上流側から下流（１ｊｌへ進めると、
ボーイングの凸の方向が逆転することを知見し、横延伸
後生じた通常のボーイング（（以下、これを正ボーイン
グと呼ぶこととする）によって生じた物性差を矯正でき
ることを見い出し、本発明に到達したものである。

即ち本発明は、熱可塑性樹脂な溶融押出してフィルムに
形成する工程、次いで該フィルムを縦方向に延伸し逐次
的に横方向に延伸し、更に熱処理を施す延伸熱処理工程
からなる熱可塑性樹脂の二軸延伸フィルムの製造方法に
おいて、フィルムの両側端を把持手段により把持して横
延伸を施し、史に該フィルムの両側端を把持したま〜熱
処理手段により熱処理を施す際に、該熱処理手段がフィ
ルムの走行方向に移動可能な複数の加熱区域を加熱しう
る発熱体を備え、該加熱区域をフィルム走行方向にフィ
ルム走行速度より高速度で移動せしめながらフィルムを
熱処理することにより、フィルムにボーイングを生じせ
しめずに熱処理を施すことを特徴とする熱可塑性樹脂フ
ィルムの製造方法である。

また本発明の製膜延伸装置は、熱可塑性樹脂の溶融押出
装置、製膜用ダイ、製膜用冷却ドラム、縦延伸装置、フ
ィルムの両側部を把持して横延伸する装置、加熱手段を
備えた熱処理装置及び巻取装置？含む熱可塑性樹脂フィ
ルムの逐次二軸延伸製膜装置ｉｒこおいて、熱処理装置
に設けられた加熱手段が該熱処理装置よりも狭い加熱区
域を有し、該加熱区域がフィルムの走行速度よりもｈ速
度にフィルム走行方向に移動し得るものであって、ナす
れば該加熱区域は該熱処理装置内を循環し得るものであ
ることを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造装置で
ある。

本発明を説明すると、本発明で熱可塑性樹脂とは二軸延
伸フィルムとして製造できるものをいう。例えば、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタ
レート、ポリエチレン−２，６−ナフタレン／ジカルポ
乎シレート等のポリエステル、ボリゾロピンン、ポリエ
チレン等のポリオレフィン、ナイロン６、ナイロン６６
、ポリメタフエニレンケ１ノフタル７ミドの如き全芳香
族系ポリアミドロン６６、等のポリアミドその他ポリス
ルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレ
ンオキサイド等を挙げ得る。本発明では、上記の４１８
１のホモポリマーのみならず、１５チ（重ｔ）以内の無
機物。

有機物（つ滑剤、紫外線吸収剤、峻燃剤等）。

他のポリマー等を含有するものも適用可能である。

本発明では製膜・延伸条件として、公知の樹脂の溶融押
出条件、ギヤスティング条件２磯械方向及び幅方向の延
伸条件を適宜選択できる。

本発明では、ＴＩ？　　（ガラス転移温度）〜Ｔｍ（融
点）−ｓｏ’ｃ程度の延伸条件を選んで逐次二軸延伸を
施したフィルムに熱処理を施すものである。この際熱可
塑性樹脂フィルムの厚さは２〜１０００μ程度の広範囲
のものに適用できる。

本発明の特色は熱処理の手段にあり、通常の熱処理は固
定された加熱区域にフィルムが供給され、その区域を通
過していくので均当な熱処理が連続的にできる利点はあ
るものの、フィルムの下流側から順次必然的に熱処理さ
れるので軟化が進んだ部分が下流側から上流側へ移動し
７、この軟化（熱可塑化された高温度の）部分の移動が
フィルム中央部で生じ、正ボーイングとなる。本発明で
はフィルムの進行方向へフィルムの進行速度より速く移
動し得る加熱区域を移動させてフィルムを熱処理する工
程を含んでおり、加熱方式ではフィルム中央部の加熱が
遅れ逆ボーイングが作用するので、最終的にボーイング
を低減ないし解消できる。

フィルムの進行方向へ移動する。１１１７熱区域とは具
体的には例えば棒状の赤外線ヒータケフイルムの幅方向
に平行に保持してフィルム面との距離をほぼ等しく保ち
ながら、フィルム速度より速（走行させる方法が挙げら
れる。熱処理を終了したヒーターは、フィルム面の上方
または下方へ離脱し、逆行して循環動作するように配備
することが望ましい。この場合にはヒータ電源はき（８
表）電、線からそれに摺動する集電装置から得ることが
できる。もっとも本発明の方法はこの方式に限定される
ものではない。例えは応答の速いヒータであればこれと
多数並置し、加熱区域はこのヒーターの点灯区分を順次
点滅によって移動する。ようにできる。

以上説明したようｒ、（、本発明は熱処理装置において
移動可能な加熱区域は赤外線ヒータを主たる発熱体とし
、この発熱体は！に電線に摺動する集電装置を備えて熱
処理装置内を循環走行するようにしたものが実施態様と
なる。

また別な実施態様として、移動可能な加熱区域はフィル
ム走行方向に沿って配備されかつ１順次点滅し得る複数
個の赤外線ヒータを主たる発熱体と１゛るもので、この
点滅方式はイルミネーション等で公知である。給電線−
集電手段の組合せよりも簡便となる利点がある。

なお熱源として赤外線以外のものも可能性はあるが、輻
射熱は最も高速移動に適するものである。

加熱区域の移動速度及び位置関係について説明すると、 加熱区域の移動範囲の長さを４゜ フィルムの移動速度をυｆ。

加熱区域移動速度をυル。

とするとき、 １回の加熱区域の移動で処理されるフィルムの範囲は、 ｇ（１−一）となる。

υｈ 従って加熱区域と加熱区域との間隔は最大でも１（１−
υｆ／υ五）となり、望ましくは１　／　ｎ　（１−υ
ｆ／υＡ）（但しｎは正の整数〕とＩｃる。加熱区域相
互の間隔が１！（１−υｆ／υｈ）より大きくなると熱
処理区間で一度も加熱区域に曝されないフィルム部分が
生ずる。また熱処理区間を！（１−υｆ／υｋ）の間隔
とすると、フィルム各部は一度づつ加熱区域に曝される
が、一つの加熱区域によって熱処理されたフィルム部分
と、これと隣接する加熱区域によって熱処理された部分
との境界が不連続になり易い傾向があるので、上記ｎを
２以上として極力胸当な熱処と、加熱区域と加熱区域と
の間隔が狭くなり、その境界が不明瞭になる傾向がある
から、結果的に本発明の効果が充分に発現できなくなる
怖れがある。

本発明の手段の熱処理に先立って、または、引続いて、
従来方法の固定された加熱区域を併用することは有効な
方法である。その理由は、固定された加熱区域は正ボー
イングを発生させ、その温度な旨くする程正ホーイング
量が大きくなるので本発明の移動加熱区域によって生ず
る逆ボーイングとの量的な調整が容易にとり得ることと
なり、最終製品のボーイングをＯ近辺にすることが容易
になるためである。

フィルムを構成するそわそれの樹１財には所望の物性か
ら決定される最適の熱処理温度があるが、その温度で熱
処理した最終製品のボーイングがＯ近辺にあるとき、フ
ィルムの全幅に亘り物性、特に、光学的異方性、温度膨
張率及び湿度膨張率の異方性の程度が実質的に同等とな
る。

従って、縦横の延伸比を１：１の近辺に選んでフィルム
中央部を等劣化すればフィルム全幅に関して等方性のフ
ィルムとすることカーできる。

物性の均一なフィルムは、例えば光学異方性がなく透明
なものであれば、フレキシ７゛ル液茜パネルとして、従
来の無機ガラスを基材／くネットとしたものに比較して
軽量、可撓性σ）点で有才１］である。また機械的性質
又は熱的性質にお（・てバランスしたフィルムが幅方向
に均一であると、磁気ディスク等のベースとして優れた
材員となる。

次に実施例によって史に説明する。

実施例１ ポリエチレンテレフタレートを溶融し、夕゛イスリット
から押出して急冷ドラム上にフィルム状に成形した後、
周速度の異なるロール間にあるフィルムを加熱しながら
３．５倍に長手方向に延伸し、１０５℃の温度で幅方向
に３．５倍延伸して二軸延伸フィルムとした。幅方向の
延伸に使用したクリップをそのままにしてフィルムを把
持し、１５０℃の温度の固定した７７０熱区域に導入し
て熱処理した。この時点でのボーイングは１爪幅当り絃
から弧の長さで表して３７　Ｉｌｍ（最大値）であった
。

引き続きフィルム両側端を把持したまま、５ｍの区間を
１０１ｎ／分で走行させた。その間２０ｍ／分でフィル
ム進行方向に走行する赤外線′ヒータの間隔は１．２５
　翼とし、循環走行させた。上下のヒータは対向させる
相互に６２ｃＷＬずらせた。フィルム面の温度をま示温
ラベルによると２２０℃近辺であった。なおヒータ＋ｉ
レールに沿ってモータで走行させ寛源側ま錆宵１線に摺
動するＳ電装置から得た。得られた７５μ厚さフィルム
の物性を第１表に示した。

比較例１ 実施例１において赤外線ヒータ一群を走行させないで、
従来技術のように、停」卜させたままフィルムを熱処理
−する以外ルま実施例１と同様にして厚さ７５μのフィ
ルムを得た。このフィルムの物性を第１表に併せて示し
た。

第１表 第１表の結果から、本発明の方法は一台の幅用機を用い
てし、かも逐次二軸フ１゛ルムのホーイングの現象を回
避しており、機器の専有面積が小さく、厚みの調節がや
り易い方法で幅方向の物性の均一なフィルムを得る方法
及び装置を提供するもので工業的価値の高いものである
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　熱可塑性樹脂を溶融押出してフイ／ｂムに形
   成し、次いで該フィルムを縦方向及び横方向に逐次二軸
   延伸し、更に熱処理を施す熱可塑性樹脂からなる二軸延
   伸フィルムの製造において、フィルム両側端を把持手段
   により把持して横延伸を施し史に該フィルムの両側端を
   把持したま〜熱処理手段により熱処理を施す際に、該熱
   処理手段はフィルム走行方向に移動可能な複数の加熱区
   域を加熱するものであって、該υ１１１区域をフィルム
   の走行速度より高速度でフィルムの走行方向に移動せし
   めながらフィルムを熱処理することを特徴とする熱可塑
   性樹脂フィルムの製造方法。
2. （２）　　熱可塑性樹脂の溶融押出装置、製膜用ダイ、
   製膜用冷却ドラム、縦延伸装置、フィルムの両側部を把
   持して横延伸する装置、加熱手段を備えた熱処理装置及
   び巻取装置を含む熱可塑性樹脂フィルムの逐次二軸延伸
   製膜装置において、熱処理装置に設けられた加熱手段が
   該熱処理装置よりも狭い加熱区域を有し、かつ該加熱区
   域がフィルムの走行速度にフィルム走行方向に移動し得
   るものであって、要すれば該加熱区域は該熱処理装置を
   循環し得るものであることを特徴とする熱可塑性樹脂フ
   ィルムの製造装置。
3. （３）移動可能な加熱区域は赤外線ヒータを主たる発熱
   体とし、該発熱体は鍾電線に摺動する集電装置をイ；１
   うえて熱処理装置内を循環走行するものである特許請求
   の範囲第２項記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造装置。
4. （４）移りＩｂ可能な加熱区域はフィルム走行方向に沿
   って配備されかつ順次点滅し得る複数個の赤外線ヒータ
   を主たる発熱体とするものからなる特許請求の範囲第２
   項記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造装置。