JPS5944967B2 - 室温での収縮性を低減した熱収縮性ポリプロピレン系フイルムの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、室温での収縮性を低減した熱収縮性ポリプロ
ピレン系フィルムの製造法に関し、さらに詳しくは結晶
性ポリプロピレン系樹脂を管状二軸延伸してなる熱収縮
性ポリプロピレン系フィルムの熱固定力法に於て、二軸
延伸フィルムを縦方向寸法固定の状態下で低温加熱して
横力向を自由収縮させた後、さらに該フィルムを横力向
寸法固定の状態下で低温加熱して縦方向を自由収縮させ
るようにした室温での収縮性を低減した熱収縮性ポリプ
ロピレン系フィルムの製造法に関するものである。

結晶性ポリプロピレン系樹脂を管状に溶融押出して冷却
した後、管状二軸延伸すなわちインフレーシヨン法二軸
延伸して得られた二軸延伸フィルムは、高度の熱収縮性
を有し、収縮包装用フィルムとして広く一 一般に使用
されている。

しかし、二軸延伸されたフィルムは室温に於ても収縮性
を有する。例えば、厚さ１５ミクロンのフィルムでは延
伸用高速ニップロールの通過直後において縦横各力向共
に５％以上もの収縮ｈＳ起る。また、その後に於ても収
縮は進行し、数日後にはさらに３％以上もの収縮が起る
。前者のニップロール通過直後の収縮については極く短
時間に起る為に、延伸後の巻き取り工程までに該収縮量
を十分吸収する事が出来る。しかし、後者の収縮は長時
間経過する間におこる為に、巻き取り工程までに該収縮
量を吸収する事は出来ず、該収縮性がフィルムに残存し
た状態でその巻き取りが行われる。この様に、室温での
収縮性を有するフィルムを巻き取ると柔らかい張力で巻
き取つても巻き締りを生じ、フィルムロールは固くなり
、時として収縮力により巻き芯管（紙管）を破壊する。
又、巻き締りにより耳部等が肥厚し、フィルムロールの
外観を損うばかりか、この様なフィルムロールを巻き戻
すと肥厚した場所がたれ、フィルムの平滑性は劣ること
になる。フィルムの平滑性不良は、自動包装適性に悪影
響を及ぼし、種々の問題を生じさせている。又、最近印
刷を施した熱収縮性フイルムを用いて、自動包装する機
会が多くなつており、この様な場合、室温での収縮性を
有するフイルムを用いると、印刷柄の間隔が変化し包装
時にトラブルが発生する。従来、延伸フイルムの室温で
の収縮性をなくするための熱固定力法は、熱固定フイル
ムに於ては既に数多くの特許出願がなされ、実用化され
ている。

しかし、熱収縮性フイルムについては、いくつかの出願
がなされ、又、実用化されているものもあるが末だ十分
とは言いＢ５たい。一般に、熱固定延伸フイルムの熱固
定力法としては、延伸後のフイルムを緊張状態とし、配
向した分子の結晶化Ｂ３起り得る高温で熱固定を行ない
、その後緊張状態での熱固定時の内部歪みを除去する為
にさらに弛緩状態で加熱し、収縮性を完全に取り除く力
法ｔ）３用いられている。しかし、熱収縮性フイルムに
於ては、室温での収縮性を押え．しかも高温での熱収縮
性を損わない様な熱固定法ＢＳ必要であり、その為には
配向した分子が結晶化し得る様な高温での熱固定は高温
時の熱収縮性を著しく害し好ましくなく、低温での熱固
定が必要となる。しかし、緊張状態下での低温熱固定法
は、室温での収縮性改善にはさほど効果的でなく、弛緩
状態下での低温熱固定法が室温での収縮性改善に効果的
である事が知られている。又、緊張状態下での低温熱固
定後に弛緩状態下での低温熱固定を行う力法等が特許出
願されている。本発明者等は、従来の弛緩状態下での低
温熱固定法は処理工程後半にはフイルムは緊張伏態とな
り、フイルム内部には未だ室温で収縮を生じさせる原因
となる歪／）５残されるため、これを防止するには、低
温熱固定時に於けるフイルム収縮時になんら外力ＢＳ加
わらない様な、すなわち自由収縮可能な状態で熱固定を
行ない、低温での収縮を十分に進行させる事Ｂ３室温で
の収縮性をなくするのに有効であると考えた。

しかし、縦力向、横力向を同時に自由収縮可能な状態下
で低温熱固定を行なう事は、実験的には十分可能である
が、実用生産工程に於ては、品質の安定性、生産速度、
シワの発生等種々の困難な問題を有し不可能と考えられ
ていた。その為従来は、縦力向、横力向共に低温で自由
収縮を十分進行させる力法は見い出されていない。本発
明者等は、従来の上記問題点を解決する力法として、延
伸直後のフイルムを縦方向の収縮Ｂ５起らない様に寸法
固定した状態下で低温加熱して横力向を自由収縮させた
後、次いで該フイルムを横力向の収縮が起らない様に寸
法固定した状態下で加熱して縦力向を自由収縮させると
いう特徴有る熱固定力法を開発したものであり、それに
よつて、高温での熱収縮性を阻害する事なく、しかも室
温での収縮性を十分に低減させることができるという大
きな特徴を有する熱収縮性ポリプロピレン系フイルムの
工業的生産を可能にしたものである。

以下、本発明の刀法を下記のテーブルテストを参照しつ
つ説明する。

このテーブルテストにおいては、縦力向、横力向共に３
．５倍に管状延伸された２０μのプロピレンを主体とす
る結晶性プロピレン−エチレン共重合体熱収縮フイルム
を用いて、各熱固定温度での自由収縮量と熱固定時間の
関係を検討した。

第１図は、縦方向のみを一定間隔で緊張状態にクリツプ
し、所定温度、所定時間熱風加熱後、横刀向の自由収縮
量を測定したものであり、一力第２図は上記横力向の熱
固定されたフイルムを、横力向のみを一定間隔で緊張状
態にクリツプし、同一温度同一時間熱風加熱し、縦方向
の自由収縮量を測定したものである。又、各熱固定温度
で熱固定を行なつたフイルムの熱収縮量と室温での収縮
量について上記と同様の力法により、熱固定時間を５秒
間として測定した。尚、熱収縮量は１１０℃グリセリン
バス中５秒間での収縮量を、室温での収縮量は２３℃及
び３５℃５日後の収縮量を示す。自由収縮量と熱固定時
間の関係についていえば、フイルムは各温度に達した後
も収縮ｔ）５進行し、その後にほぼ一定の収縮量に達し
ている。上記の事実から、熱固定時間としては各温度で
の収縮量Ｂ５ほぼ一定に達するまでよりもさらに長時間
熱固定する事がその温度で除去し得る歪みを十分除去す
る為に必要である。しかし、該熱固定時間については、
フイルム樹脂組成、フイルム厚、加熱力法等により相違
する。その為、本発明に於ては、横力向、又は縦力向の
自由収縮の程度についてはこれを「収縮を十分進行させ
る］という表現で限定した。又、熱固定温度については
室温以下（２０℃又は３０゜Ｃ）の温度では熱収縮性の
低下は認められないが、室温での収縮ｌをなくする事は
出来ず、室温以上の温度が必要である。しかし、高温（
１００℃から１４０必Ｃ）になると室温での収縮性は改
善されるけれども、自由収縮時の収縮量Ｂ３増大し、熱
収縮性フイルムとして本来必要な熱収縮性ｔ）ｓ低下し
て好ましくなく、結局熱固定温度としては４０℃から８
０℃の範囲が望ましい。上記のテーブルテスト結果から
、プロピレンを主体とする結晶性プロピレン−エチレン
共重合体延伸フイルムを４０℃から８０℃の範囲内で横
力向、縦力向を別々に自由収縮の状態で十分収縮ｂ≦進
行し得る間熱固定する事により室温での収縮性／）Ｓ低
減された、しかも熱収縮性をも阻害しない熱収縮性ポリ
プロピレン系フイルムｂ』得られる事が明らかとなつた
。尚、本発明に於て、結晶性ポリプロピレン系樹脂とし
ては熱収縮フイルム用ポリプロピレン樹脂を意味し、一
般にはプロピレンを主体とする結晶性プロピレン−エチ
レン共重合体が用いられる。

しかし、本発明に於ては、該共重合体のみに限定される
事なく、プロピレンホモポリマー及びプロピレンを主体
とする他の樹脂との共重合体ヌは結晶性ポリプロピレン
を主体とする他の樹脂とのブレンド物をも使用すること
Ｂ５できる。又、適宜滑剤、熱安定剤、静電防止剤等の
添加剤を加える事はなんら差し支えない。次に、本発明
を第３図を参照して一層具体的に説明するが、本発明は
第３図に示された力法のみに限定されるものではなく、
特許請求の範囲内で適宜実施し得ることは勿論である。

第３図に於て、管状延伸されて高度の熱収縮性を付与せ
しめられたポリプロピレン系管状フイルム１は延伸用高
速ニツプロール２を通り、第１加熱炉３により加熱され
た後、ニツプロール４を経て、第２加熱炉５により再度
加熱された後、ニツプロール６、ガイドロール７を経て
巻き取られる。

又、図面には記されていないが、両耳部をカツトして二
枚に切り開き、各一枚ずつロール巻とする事もできる。
第３図に於て、高速延伸用ニツプロール２とニツプロー
ル４とはほぼ同周速回転とし、加熱炉３での縦力向の収
縮を押え、横方向のみを自由収縮させる。又、ニツプロ
ール４とニツプロール６との間では管状フイルム中に加
圧空気を導入し、加熱炉５での横力向の収縮を押え、縦
力向のみを自由収縮させる。その為に、ニツプロール６
の周速度はニツプロール４の周速度よりも遅くし、縦力
向の自由収縮を妨げず、しかもフイルムの弛みを生じな
い程度とする。ニツプロール４，６の片刃のロールは水
冷とし、又加熱炉３内でフイルムに縦シワを生ずる場合
には適時エキスパンダーロール等のシワ押し装置を使用
する。加熱炉３，５での加熱方法としては、従来より一
般に用いられている熱風、遠赤外線ヒーター等の使用Ｂ
Ｓ可能であり、炉の長さは生産速度により決定されるＢ
５、生産時に横刀向及び縦刀向の自由収縮が十分進行し
得る程度とする事が必要である。本発明に於て、フイル
ムを横方向を自由収縮させた後に、縦力向を自由収縮さ
せるのは次の様な理由による。

すなわち、縦力向を収縮させず、又横力向の自由収縮を
妨げず、しかも連続的に寸法固定を行う力法は第３図に
示す様なニツプロール間で寸法固定する力法等が容易で
強固である。しかし、横力向を収縮させず、又縦力向の
自由収縮を妨げず、しかも連続的に寸法固定を行う方法
としては、図面で説明した様な力法等が容易であるが、
その寸法固定は決して強固なものではない。そこで、横
力向の寸法固定前に横方向を自由収縮させておけば、縦
方向の自由収縮時に横方向の収縮は起らず寸法固定とし
て強固である必要はなく第３図に説明した様な力法で十
分横力向の寸法固定が可能である。又、本発明に於て、
加熱炉３，５の温度及び長さは必ずしも同一とする必要
はなく、延伸フイルムの縦横の延伸倍率Ｂ３相違してい
る場合、バランシヤルフイルムが得られるように、熱収
縮バランス調整を行う場合は、これらの条件を適当に選
ぶ事Ｂ３出来る。

又、特別な用途としてアンバランスな熱収縮フイルムを
得ようとする場合は、これらの条件を適当に選ぶ事によ
り容易になし得る事が出来る。以上説明した様に、本発
明によれば、延伸ポリプロピレン系フイルムを独自の自
由収縮低温熱固定法で処理することにより、高温での熱
収縮性を阻害する事なく、室温での収縮性を低減せしめ
、それによつて商品価値の高い熱収縮性ポリプロピレン
系フイルムを得る事が出来る。

その結果、本発明力法により巻き取られたフイルムは巻
き締りする事もなく、その為耳部等の肥厚も起らず、巻
き姿は良好である。しかも、ロール巻きフイルムは巻き
戻しても平滑性が良好で自動包装適性に優れている。又
、本発明力法により得られたフイルムは印刷工程後、数
日経過しても印刷柄の間隔はほとんど変化せず自動包装
が容易である。実施例 プロピレンを主体とする結晶性プロピレン−エチレン共
重合体を２４０℃に溶融して環状ダイスより押出し、冷
却後４ｍ／Ｍｌｎで引取り、厚さ２１０μ、折径１５０
ｍｍの未延伸管状フイルムを作つた。

該フイルムを縦横共に３．５倍に管状延伸し、厚さ約１
７μで折径約５２５ｍｍの熱収縮性ポリプロピレンフイ
ルムを約１４ｍ／Ｍｉｎの速度で得た。該フイルムを第
３図に示す如き装置に通し熱固定を行なつた。尚、加熱
炉３，５の長さとしては横力向、縦力向共に十分自由収
縮が進行し得るだけの長さとして２ｍとし温度は共に６
０℃の熱風を吹き込んだ。又、ニツプロール４の周速度
は高速延伸用ニツプロール２と等しく約１４ｍ／Ｍｉｎ
としニツプロール６の周速度は加熱炉５内でフイルムＢ
５弛まない程度にできるだけ遅い速度として約１２．９
ｍ／Ｍｉｎで行なつた。その結果、厚さ約２０μで折径
約４８０１１の熱収縮フイルムを得、両耳部をカツトし
二枚を切り開き各一枚ずつロール巻きとした。

尚、該力法により巻き上げられたフイルムは巻締りもな
く、耳部等の肥厚も起らずロール巻き姿は良好で、しか
もフイルムは平滑性に優れていた。

又、巻き取られたフイルムは巻き取り直後から２３℃で
５日間放置しても縦０．２％横０．１％の収縮にとどま
つた。これに反し、延伸直後のフイルムは２３℃５日間
放置した場合、縦横共に平均３．２％もの収縮を示した
。又、巻き取られたフイルムの熱収縮性は１１０℃で縦
横共に平均２５％であつた。これに比較し、延伸直後の
フイルムは１１０℃で縦横共に平均２８％であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、結晶性プロピレン−エチレン共重合体熱収縮
フイルムの各温度での横力向の自由収縮量と熱固定時間
の関係を示すグラフ、又、第２図は同フイルムの各温度
での縦力向の自由収縮量と熱固定時間の関係を示すグラ
フ、第３図は本発明の実施例で用いる装置概視図である
。 １・・・・・・フイルム、２・・・・・・高速延伸用ニ
ツプロール、３・・・・・・第１加熱炉、４，６・・・
・・・ニツプロール、５・・・・・・第２加熱炉、７・
・・・・・ガイドロール、８・・・・・・安定板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 結晶性ポリプロピレン系樹脂を管状二軸延伸してな
   る熱収縮性ポリプロピレン系フィルムを縦方向り収縮が
   起らない様な寸法固定の状態で加熱して横方向の自由収
   縮を十分進行させた後次いで該フィルムを横方向の収縮
   が起らない様な寸法固定の状態で加熱して縦方向の自由
   収縮を十分進行させるようにした事を特徴とする室温で
   の収縮性を低減した熱収縮性ポリプロピレン系フィルム
   の製造法。 ２ 結晶性ポリプロピレン系樹脂として、プロピレンを
   主体とする結晶性プロピレン−エチレン共重合体を使用
   した特許請求の範囲第１項記載の室温での収縮性を低減
   した熱収縮性ポリプロピレン系フィルムの製造法。 ３ フィルムの加熱を４０℃から８０℃の範囲の温度で
   行うようにした特許請求の範囲第２項記載の室温での収
   縮性を低減した熱収縮性ポリプロピレン系フィルムの製
   造法。