JPS59135125A - 多層フイルム構造体の延伸方法および装置 - 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】 本発明は多層フィルム構造体を延伸する方法および装置
に関する。

重合体フィルムの一軸および二軸延伸は一般的商業操作
である。このような延伸は柔軟性、エルメンドルフ剪断
強度、伸び、引張り強さ、ムレン破裂強さ、衝撃強さ、
および常温延伸特性等のフィルムの物理的特性を改良す
る。所望の延伸は、重合体フィルムを第二転移点または
カラス転移点よりも少し高い温度で縦および／または横
方向に引張り応力をかけることにより行なわれる。しか
し、異なるポリマーフィルムの多層フィルムラミネート
を延伸するときある問題が生じ、このフィルムは例えば
、第二のポリエチレンフィルムに接着結合されろ塩化ポ
リビニリデンに接着剤により結合されたポリエチレンか
らなる。コア層、すなわち塩化ポリビニリデンフィルム
はポリエチレンフィルムよりも軟化点が高く、こうして
構造体はポリエチレンフィルムの理想的または最適延伸
温明以上に加熱しなければならない。延伸するとこの構
造体は最適物理的性質より低い少すフイルムまたはほと
んど又は全く延伸していないフィルムとなり、最悪の場
合、非加工性フィルムとなり、これは熱く延伸中に裂け
て全くフィルムとならない。それ数本発明の目的はこの
問題を最小化しまたは軽減することである。

従って、本発明は一観点において、多層フィルム構造体
の延伸装置であり、この構造体は（１）比較的低温で最
適に延伸できる。少なくとも１つの重合体層および（２
）比較的高温で最適に延伸できおよび誘電加熱手段によ
り前記高温に加熱することのできる少なくとも１つの他
の重合体層からなり、この装置は以下の組合せ： （ａ）前記構造体を前記比較的低温に加熱する手段； （ｂ）　　層（１）の温度を実質的に直接増加させるこ
となく前記層（２）を前記比較的高温に加熱する誘電加
熱手段；および （ｃ）前記層（１）と（２）との間に温度差がある間、
前記構造体を一軸延伸する手段であり、前記温度差は前
記比較的低温と前記比較的高温との間の差に少なくとも
一般的に相当する大きさである。

からなる。

る手段： （ｅ）　　層（１）の温度を実質的にかつ直接増加させ
ることなく第二の比較的高温に前記層（２）を加熱する
誘電発生加熱手段： （、／）層（１）と（２）の間に温度差がある間、前記
構造体を二軸延伸する延伸手段であり、前記温度差は前
記第二の比較的低温と前記第二の比較的高温との間の差
に少なくとも一般に相当する大きさである、 上記各手段をさらに含む。

更なる観点において、本発明は多層構造体の延伸力法で
あって、以下の工程： （ａ）　　多層構造体を製造し、この構造体は（１）比
較的低温で最適に延伸できる少なくとも１つの重合体層
およびそれと関連して（２）比較的高温で最適に延伸で
きおよび誘電加熱手段により前記高温に加熱することの
できる少なくとも１つの他の重合体層がらなり； （ｂ）前記構造体を前記比較的低温に加熱し；（Ｃ）　
　前記低温で前記構造体を誘電加熱して前記層の重合体
層を前記比較的高温に加熱し：および （力　前記層（１）と（２）の間に温度差がある間、前
記構造体を一軸延伸し；前記温度差は前記比較的低温と
前記比較的高温との間の差に少なくとも一般に相当する
大きさである、 からなる方法である。

好ましくは、前記構造体の少なくとも１層は極性置換基
が少なくとも実質的になくおよび前記構造体の少なくと
も他の１層は少なくとも実質的な数の極性置換基を含む
。極性の無い層は例えばポリエチレン等のポリオレフィ
ンであることができる。他の層は極性置換基を含む熱可
塑性層であることができる。

本装置および方法は、誘電加熱エネルギーがあるポリマ
ーの温度を急激に上昇させるが他のポリマーは同じ条件
下で加熱してはたかだかゆっくりと上昇するという事実
の利点を採用する。この観察によれば、例えばすぐには
誘電加熱に応答しないポリマーとすぐに応答して温度が
増加するポリマ〜との二層ラミネートは各ポリマーがそ
の最適延伸温度である間−軸および二軸延伸される。こ
の結果を遂行するために１つのポリマーの一軸または機
械方向延伸用の最適温度にラミネートを第一に加熱し一
力この温度で他の層を誘電加熱により加熱する。ラミネ
ートを次いて゛−一軸延伸る。

その後、このラミネートの温度を誘電加熱に急速には応
答しないポリマーの二１．１ｑｌＩ延伸に最適な温度に
しであるいは維持し一力この温度でラミネートを十分に
誘電加熱して他のポリマーをその二軸延伸に最適温度に
上昇させる。両層がこれら温度であるとき、その層は次
いで二軸延伸されおよびその後これら温度以下に冷却す
る。

本明細書で用いる誘電加熱は、高周波電場にポリマ一層
を置きとれを加熱することを意味すると理１！ｌ’ｒす
べきである。加熱するフィルムを、発振器に接続した平
板電極間又は輪郭電極（ｃ　ｏｎｔ　ｏｗｒｅｄｅｌｅ
ｃｔｒｏｄ、ｅｓ）間に置く。この発振器は１ないし２
０キロボルトの電位で電極に１ヘルツないし１００メガ
ヘルツの範囲の高周波を生じる。電極間の電場のエネル
ギーのいくらかはポリマーにより吸収されるが各ポリマ
ーにより度合は異なる。

これは異なるポリマ一層をそれぞれの延伸温度にするよ
う機能する。例えば抵抗器からの従来の輻射熱（１ラミ
ネートをある層の延伸温度に加熱するイ也 ことができ、および誘電加熱は多のポリマ一層を加熱す
るのみでまたは相当加熱することにより層間に温度差を
与えることができる。前記一つの層の温度は誘電加熱に
より加熱された他の層との物理的関係によりある程度影
響されるかもしれないが、これはラミネートの予備加熱
および最適延伸温度差の設定を考慮することができる。

共鳴空洞を使用するために系を修正することにより数千
メガヘルツまでのマイクロウェーブ周波数で誘電加熱を
使用することができた。これは、導波管または他のマイ
クロ波アプリケーターを使用するマイクロ波加熱と混同
してはならない。

ある極性置換基含有ポリマーフィルムを延伸温度に加熱
するために必要な電力は十分に誘電加熱系の範囲内であ
ることが定められた。あらゆる適当な誘電加熱装置また
は系を使用してラミネートの関連するポリマー間の温度
差を設けることが、できる。例えば、従来の炉又は加熱
室はラミネートを第一の温度に加熱し、この温度はラミ
ネートの非極性ポリマ一層にとって最適延伸温度である
。

このラミネートをモデルＣＰ１０−Ｂなどの誘電加熱装
置に送ることができ、この装置は８．７　ｋｗ電源を備
えザーメツクス株式会社、ベイノヨア、ニューヨークか
ら入手できる。ラミネートを次いた手段を用いて一軸延
伸する。それ故、加熱室内で非極性フィルムの最適二軸
延伸温度に加熱し次いで誘電加熱装置により二軸延伸用
温度差を設ける。二１！１１１延伸はＴ、Ｍ、Ｏング延
伸機などのあらゆる適した手段によりすぐに行い、次い
で冷却する。

Ｆ３　ＫＷの電力で５００フイ一ト／分（，１５，２ｍ
／分）で移動する３０インチ（７６６ｎ）幅のウェブの
０．８ミル（０，０２Ｍ）の塩化ポリビニ９１７層をこ
れに結合したポリエチレンウェブの温度より３０°Ｆ（
１７℃）高い温度に加熱できることが求められた。この
温度差は二層それぞれの最適延伸温度で両層の二軸延伸
を許容する。

本発明を以下の実施例により説明する。

実施例■ ３０インチ（７６ｃｒｎ）幅のフィルムを調製しこれは
以下の５層： （１）１４ミル（０，８５捕ｎ）のポリエチレンホモポ
リマーフィルム、（２）１．８ミル（０，０４５ｍｍ）
のＣＸＡ３１０１接着剤層でデュポン株式会社のエチレ
ン−ビニルアセテートターポリマー、（３）３．５ミル
（０，０８８ｍｍ）の塩化ポリビニリデンフィルム、（
４）１．８ミル（０，００４５ｗｎ）のＣＸＡ３１０１
接ローラーを用い約２１０°Ｆ（９９°Ｇ）の温度でこ
のフィルムを機械力向（ＭＤ）延伸して５倍のＭＤ延沖
を行った。ＭＤ延伸したラミネートを次いでＴ、　Ｍ、
ロング延伸イ衾上で約２３０°Ｉｉ’　（１１０℃）の
温度で横力向（ＴＤ）延伸した。得られた生成物はかす
んで、穴があり、厚い部分と薄い部分があり、全体とし
て最適物理特性より劣っていた。

実施例ＩＪ 実施例■と同じフィルムを２１０°Ｆ（９９℃）で５倍
にＭＤ延伸した。このフィルムを約２１５”ｌ’ｉ”　
（１０２℃）の温度に再加熱しながら、（ポリエチレン
のＴＤ延伸用の適切な温度）出力８ＫＷの誘電加熱装置
に送った。誘電加熱エネルギーを２秒間与えた、ここで
この時間は地化ボリビニリデノフイルムを適切なＴＤ延
伸温度である２３０−２６０°Ｆ（１１０−１２７°Ｃ
）に上昇するに十分である。Ｔ、Ｍ、ロング延伸機で７
倍にラミネートをすぐにＴＤ延伸した。得られたラミネ
ートは良好な二軸延伸特性および物理的性質を示した。

前記実施例において、例えば輻射熱によりラミネートを
第一に加熱してポリエチレン層のＡ（Ｄ延伸に対して最
適な温度にすることにより機械方向（ＭＤ）延伸を行い
その後この温度で誘電加熱装置を用いて塩化ポリビニリ
デン層をそのＭＤ延伸温度に最適に加熱できることを理
解できるであろう。

二軸延伸用ラミネートにおいて、誘電加熱エネルギーに
応答してすぐには温度が増加しないあらゆる延伸できる
フィルムをラミネート層の少な（とも１つとして意図す
る。このようなフィルムの例はポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリブチレンおよびエチレン−プロピレンコポ
リマーなどのオレフィンコポリマー等のポリオレフィン
フィルムを含む。二軸延伸できるフィルムであって誘電
加熱装置により発生したエネルギーにすぐに応答して急
速に温度が上昇するフィルムは構造体の他の層に対して
意図される。広範囲に、このようなエネルギーに応答し
て急速にフィルム温度を上昇させる極性置換基含有あら
ゆるポリマーを意図する。このようなフィルムの例は塩
化ポリビニリテン、ホリビニルアルコールホリマー、エ
チレン−ビニルアルコールコポリマー、ポリアミド、ホ
リエーテルおよびポリエステルを含む。

温度の増加とともに誘電加熱エネルギーに応答し各フィ
ルム間の温度差を示すフィルムを使用することも意図さ
れ、ここで各フィルムはその延伸に最適な温度である。

こうして、延伸される構造体は極性フィルムをもつ非極
性フィルムのラミネートを含み、ある場合は、極性フィ
ルムと極性フィルムのラミネートを含む。

一特許出１ｊＪ１．　人　　　モービル・オイル・コー
ポレーション化　　理　　人　　弁理士　　　湯　　浅
　恭　三（外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■）多層フィルム構造体の延伸装置であって、この構造
   体は、 （１）比較的低温で延伸できる少なくとも１つの重合体
   層、および （匂　比較的高温で延伸でき誘電加熱手段によりこの高
   温マで加熱することのできる少なくとも１つの他の重合
   体層からなり、 以下の組合せ： （α）この構造体をこの比較的低温に加熱する手段； （６）　　層（１）の温度を実質的に直接増加させるこ
   となく前記層（２）を前記比較的高温に加熱する誘電加
   熱手段；および （ｃ）　　前記層（１）と（２）との間の温度差が存在
   する間、前記構造体を一軸延伸する手段であり、前記温
   度差は前記比較的低温と前記比較的高温との差に少なく
   とも一般的に相当する大きさである、 からなる装置。 ２）（カ　　前記構造体を第二の比較的低温に加熱する
   加熱手段； （ｇ）　　層（１）の温度を実質的に直接には増加する
   ことなく前記層（２）を第二の比較的高温に加熱する誘
   電加熱手段； ω　前記層（１）と（２）との間に温度差が存在する間
   前記構造体を二軸延伸する延伸手段であり、この温度差
   は前記第二の比較的低温と前記比較的高温との差に少な
   くとも一般的に相当する大きさである、 の各手段をさらに含む、特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。 ３）多層フィルム構造体を延伸する方法であって、以下
   の工程： （α）（１）比較的低温で延伸できる少なくとも１つの
   重合体層および（２）比較的高温で延伸できおよび誘電
   加熱手段により前記高温まで加熱することのできる少な
   くとも１つの他の重合体層からなる多層構造体を製造し
   ； （ｂ）前記構造体を前記比較的低温に加熱し；（Ｃ）　
   　前記低温で前記構造体を誘電加熱して前記層の重合体
   層を前記比較的高温に加熱し；および （φ　前記層（１）と（２）との間に温度差がある間、
   前記構造体を一軸延伸し；前記温度差は前記比較的低温
   と比較的高温との間の差に少なくとも一般に相当する大
   きさである、 からなる方法。 ４）　　（ｅ）　　前記構造体を比較的低温に再加熱し
   ；ω　前記低温で前記構造体を誘電加熱して層（１）の
   温度を実質的に直接増加させることなく前記層（２）を
   比較的高霊に加熱し；（ｇ）前記層（１）と（２）の間
   に温度差が存在する間前記構造体を二軸延伸し、前記温
   度差は前記第二の比較的低温と前記第二の比較的高温の
   間の差に少なくとも一般的に相当する大きさである、 上記各工程をさらに誉む、特許請求の範囲第３狽に記載
   の方法。 ５ノ　層（１）は極性置換基を少なくとも実質的にもた
   ずおよび層（２）は極性置換基を少なくとも実質的な数
   で含有する、特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ６）層（１１はポリオレフィンであり層（２）は熱可塑
   性置換基含有ポリマーである、特許請求の範囲第５項に
   記載の方法。 ７）　　Ｎ　（２＋は、塩化ポリビニリチン、ポリビニ
   ルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共電０体、
   ポリアミド、ポリエーテルおよびポリエステルから選ば
   れる一員である、特許請求の範囲第６項に記載の方法。 ８）前記構造体は少なくとも１′）の接着剤層により互
   いに結合されている、特許請求の範囲第３項ないし第７
   項のいづれかに記載の方法。