JPS60174629A - 二軸延伸されたポリアミドフイルムの製造方法 - Google Patents

二軸延伸されたポリアミドフイルムの製造方法

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JPS60174629A
JPS60174629A JP59030101A JP3010184A JPS60174629A JP S60174629 A JPS60174629 A JP S60174629A JP 59030101 A JP59030101 A JP 59030101A JP 3010184 A JP3010184 A JP 3010184A JP S60174629 A JPS60174629 A JP S60174629A
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杉山 政義
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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、二軸延伸されたポリアミドフィルムの製造方
法に関するものである。更に詳しくは、まず縦方向に延
伸し、ついでテンタ一方式により保持し横延伸して二軸
延伸されたポリアミドフィルムを製造する方法の改良で
あって、優れた平担性をもったフィルムを製造する方法
に関するものである。
二軸延伸されたポリアミドフィルムは、優れた強靭性、
耐熱性、耐寒性、透明性、印刷適性。
耐薬品性等に優れ、かつ、ピンホールが生じにくい等の
特徴を有するところから、食品その他の包装用基材フィ
ルムとして広く利用されている。例えば、食品包装袋と
するためには1通常印刷、ラミネート加工、製袋1食品
充填、ヒートシールが行なわれる。この場合、基材フィ
ルムの平担性の良否が、印刷、ラミネート加工、製袋工
程等での生産速度1歩留り等に大きな影響をおよぼす。
すなわち、基材フィルムにたるみがあると、印刷時ピッ
チずれが発生したり。
ラミネート加工、製袋工程で皺が発生し、生産速度を上
げることができない。したがって基材フィルムの平担性
、特に「引きつり現象」改良に対する要請は、きわめて
強い。
「引きつり現象−1は、フィルム長手方向に対してフィ
ルムの中央部の一部が他の部分より長いという現象によ
るものである。この現象は。
二軸延伸フィルムに一定張力を負荷し、この負荷をなく
したときのフィルムの延び方の相違により観察、確認さ
れる。
例えば、第1図によって、「引きつり現象」について説
明する。第1図において、lは平担なテーブル、2.3
はテーブル上に描いた基線。
グは粘着テープ、Sは切断線、乙はフィルム上の標線な
それぞれ示す。
平担なテーブルlの上に、基線λ、3の間隔(例えばコ
メ−トル)より長い長さ方向に切断したフィルム(例え
ば3メートル)をおき、そ 3− の一端を粘着テープダでテーブル上に固定する。
フィルムの他端に、一定の荷重、例えば幅/(m当りコ
θグラムの荷重を負荷してフィルムを緊張させ、基線3
に対応するフィルム上に標線6を描く。次いで荷重の負
荷をとり、フィルムを長さ方向に沿って切断線Sを入れ
、各々の幅が一定(例えば3 crn )の短冊状に切
断し、再度各短冊の自由端に一定の荷重1例えば60グ
ラムの荷重を負荷して、テーブル上の基線3と短冊上の
標線乙とを対比すると1両者にずれが観察される。これ
は、フィルムが幅方向全体にわたって厚さが均一でなく
、平坦性が劣ることに起因すると考えられる。
すなわち、逐次二軸延伸方式によって二軸延伸されたポ
リアミドフィルムを製造する際の。
幅方向両端部を保持するテンタークリップの影響、横方
向に延伸する際のネック延伸発生位置の影響等により、
フィルムの幅方向全体にわたって厚さを均一にし、平担
性の優れたフィルムとするには、困難を伴なう。
 4− フィルムの特定の個所が薄いと、横延伸に引き続いて行
なう熱固定工程および冷却工程で、周囲の個所と異なっ
た結晶化、弛緩または歪をうけ、その結果[引きつり現
象」が生起するものと考えられる。
上のような、延伸フィルムの「引きつり現象」を改良し
、平担性の優れたフィルムを製造する方法に関しては、
多くの提案がなされている。
例えば、特開昭32−/2Aダ76号公報には、フィル
ムを縦方向と横方向とに延伸する間、または横方向への
延伸に続(熱固定工程の後に、フィルムに高い張力を負
荷して、フィルムの平担性を改良する方法が提案されて
いる。しかし、この方法に従い、フィルムに高い張力を
負荷しただけでは、平担性の改良効果は充分でなく、張
力を負荷した後の熱弛緩工程と組み合せて始めて、改良
効果が発揮されるものであり、熱弛緩するための装置が
必要となるので、経済的ではない。
更に、特開昭!;g−3!;22/号公報には、二軸延
伸したのち熱固定したフィルムの平担性を改良するため
に、フィルムを9θ〜130℃の温度範囲の水蒸気中で
一定の張力をかけて処理する方法が提案されている。し
かし、この方法は。
フィルムを水蒸気処理するための装置や、水蒸気処理後
のフィルムの乾燥工程が必要となり。
コスト高になるという欠点がある。
本発明者らは、かかる状況にあって、優れた平担性をも
った二軸延伸されたポリアミドフィルムを製造する工業
的有利な方法を提供すべく鋭意検討した結果5本発明を
完成するに至ったものである。
しかして本発明の要旨とするところは、実質的に無定形
で配向していないポリアミドを、まず縦方向に延伸し、
ついで横方向に延伸して、二軸延伸されたポリアミドフ
ィルムを製造するにあたり、前記実質的に無定形なポリ
アミドフィルムを、’l!r−A!;’Cの温度範囲に
加熱し。
ロール式縦延伸方式によって、変形速度10.000%
/分以上で、2.7〜3,5倍に縦方向に延伸し、この
縦方向に延伸したフィルムを、lIS〜60℃の温度範
囲に調節し、次の(1)式で表わされる時間、すなわち t= e(3,9−00jt3T、) ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・(1)〔(■)式におい
て、eは自然対数の底、tは縦方向への延伸終了後、横
方向への延伸を開始する寸での時間(秒)を意味し、T
1はこの間のフィルム温度であって、115〜60℃の
範囲から選ばれる。〕 の時間内に、次の横方向への延伸開始位置まで移送し、
この位置でのフィルム厚さプロファイルを、幅方向端部
(テンタークリップ把持部)から幅方向中央部に沿って
滑らかに漸減させ、かつ、フィルム幅方向中央部の厚さ
を幅方向端部の厚さの7S〜90%の範囲とし、テンタ
一式横延伸方式による横延伸時には、テンタークリップ
間の機械的設定倍率が元の間隙の/、4Z倍以上に達す
る迄は、フィルム幅方向中心線に対して6度以内の角度
で拡幅し、この間のテンタ 7− 一クリップの温度(T2)を、T2<Tlなる温度条件
とし、横方向の延伸開始位置からフィルム温度を段階的
に昇温して、横方向への延伸終了位置では、フィルム温
度が70−100℃の範囲内に入るような温度条件とし
、平均変形速度コ、000〜io、o00%/分の範囲
で、3〜S倍に横方向に延伸することを特徴とする5二
軸延伸されたポリアミドフィルムの製造方法に存する。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明において、ポリアミドとは、■ジカルボン酸と2
アミンとの縮合によって製造したもの、■−分子のアミ
ノカルボン酸類の分子内縮合によって製造したもの、■
ラクタム類の分子内縮合によって製造したもの、■■〜
■の混合物をいう。
ジカルボン酸としては、アジピン酸、セバシン酸、コル
ク酸、ゲルタール酸、アゼライン酸。
β−メチルアジピン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、
デカメチレンジカルボン酸、ドブカメ 8 − チレンジカルボン酸、ピメリン酸等があげられる。
ジアミンとしては、エチレンジアミン、テトラメチレン
ジアミン、ペンタメチレンジアミン。
ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デ
カメチレンジアミン、メタキシレンジアミン、パラキシ
レンジアミン等があげられる。
アミノカルボン酸としては、A−アミノカプロン酸、7
−アミノノナン酸、9−アミノノナン酸、//−アミノ
ウンデカン酸、17−アミノウンデカン酸等があげられ
る。
ラクタムとしては、カプロラクタム、エナントラクタム
、カプリロラクタム、デシルラクタム、アンデシルラク
タム、ラウロラクタム等があげられる。
これらポリアミドには、滑剤、帯電防止剤。
ブロッキング防止剤、安定剤、染料、顔料、無機微粒子
等の各種樹脂添加剤を、フィルムの性質に悪影響を与え
ない範囲で、添加することができる。
本発明方法によるときは、実質的に無定形なポリアミド
フィルムc以下これを「未延伸フィルム、1という。)
を用いる。未延伸フィルムは、例えばポリアミドを押出
機で加熱溶融し、T−ダイからフィルム状に押出し、こ
れをエアナイフキャスト法、静電印加法、バキュウムチ
ャンバー法等の公知のキャスティング法で、40℃以下
、さらに好ましくは3に’C以下で、結露温度以上に保
たれたキャスティングロール上で。
急冷して製造することができる。
本発明方法によるときは、未延伸フィルムを。
まずロール式縦延伸方式によって、縦方向に延伸c以下
、単に「縦延伸」という。)する。ロール式縦延伸方式
による延伸とは、ロール式縦延伸機を用いて縦延伸する
方式をいう。本発明においては、従来から知られている
ロール式高速縦延伸機が使用できる。
未延伸フィルムを縦延伸するには、温度調節された予熱
ロールによって、先ず、未延伸フィルムなlIs〜A3
℃に加熱温調する。
未延伸フィルムの温度がIIS℃より低いと。
縦延伸後のフィルムに縦延伸斑を生じ易く、65℃より
高いと、フィルムがロール表面上に粘着しやすくなり、
これまた縦延伸後のフィルムに縦延伸斑を生じ易く、更
には延伸された方向に方向性をもった水素結合が生起し
、次の横方向への延伸c以下、垣に「横延伸」という。
)時に、フィルムに横延伸斑や未延伸残部(第1O図の
説明参照)を生じたり、フィルムが裂けたりし易(なる
ので、好ましくない。
縦延伸工程においては、変形速度を/ 0.000%/
分以上、延伸倍率を2.7〜3.3倍の範囲、なる延伸
条件を採用する必要がある。
ここで、変形速度とは5次の(nJ式で表わされる式に
よって算出される値をいう。
[(H)式において、各々の記号は次の意味を有する。
VMD :フイルムの縦変形速度(%/分〕=11− X :フイルムの延伸倍率(倍)で U’H/”J L
よりまる。
L :縦方向延伸区間の長さCm) UL:低速ロールの線速度(m7分) UH:高速ロールの線速度(m7分) 〕変形速度(v
MD)が10,000%/分より低いと、縦延伸は良好
に行なわれたとしても、次の横延伸時に、フィルムに横
延伸斑を生じ易くなり、好ましくない。/θ、000%
/分より犬であると、縦延伸は良好に行なわれ1次の横
延伸時に、フィルムに横延伸斑が生じることがないので
好ましい。変形速度の上限は、使用する装置の構造、性
能、延伸開始時のフィルムの温度等によって、種々選ぶ
ことができるが、中でもSθ、000%/分以下とする
のがよい。
なお、延伸開始時のフィルム温度が低いときは、変形速
度は上記範囲において小さくし、フィルム温度が高いと
きは、上記範囲において、大きくするのが好ましい。
フィルムの縦延伸倍率が2.7倍より小さいと12− きは、最終的に得られるフィルムに、所望の配向効果を
賦与することができず、3.3倍より大きいときは、次
の横延伸時に、横延伸斑や未延伸残部を生じ易(、かつ
、また裂は易くなるので好ましくない。フィルムの縦延
伸倍率は、ロール式縦延伸機における高速ロールと低速
ロールの線速度を変えることにより、種々変更すること
ができる。
本発明方法によるときは、上記の条件で縦延伸したフィ
ルムを、直ちにグS−6θ℃の温度範囲に調節し、次の
(I)式で表わされる時間、すなわち 、 = oC3,9−0,0jT3Tl) 、、、、、
、、、、、、、、、、、、、 (。
〔(I)式において、tは縦方向への延伸終了後。
横方向への延伸を開始するまでの時間(秒〕を意味しs
 T]はこの間のフィルムの温度であって、4/ !f
 −A 0℃の範囲から選ばれる。〕の時間内に1次の
横延伸開始位置(テンターレールが拡巾を開始する位置
をいう。>1で移送する。
縦延伸を終了したのちに、このフィルムを9.11−−
4θ℃の温度範囲に調節するのは、次の理由による。す
なわち、フィルムの温度がys℃より低いと、横延伸を
行なう場合に温度が低すぎて、フィルムが破れ易(なる
ので好ましくなく、60℃より高いと、縦延伸終了後横
延伸開始位置までの移送時間が、極めて短かくなるので
、縦延伸機と横延伸機との間隔を極端に短かくしたり、
横延伸機のフィルム導入部(フィルムを噛ませる部分)
を著しく短かくしなければならず、装置の設計や配置、
または操作性の点で問題が生じ、好ましくない。
延伸工程での変形速度が5,000%7分以上であると
、延伸中に発熱をともない、フィルム温度は若干(lθ
〜20’C)上昇するので、フィルムを413〜AO℃
の温度範囲に調節するには、フィルムを冷却することが
必要な場合も生ずる。
縦延伸を終了したフィルムは、これを次の横延伸工程に
移送するが、ポリアミドの場合は結晶化速度が速いので
、縦延伸後のフィルムは、経時的に水素結合が強固とな
る。このため、縦延伸後のフィルムを急冷し、横延伸機
の予熱帯で再度延伸可能温度まで加熱するという手法は
採用し難く、水素結合が強固になるのを抑制しつつ、か
つ、横延伸可能なできるだけ低い温度で、短時間に移送
する必要がある。
本発明者らの実験によれば、縦延伸を終了したフィルム
を、次の横延伸工程に移送する時間は、前記(IJ式で
算出される時間以内とすることがよいことが分った。具
体的には、縦延伸終了後に温度調節されたフィルム温度
が、り3℃の場合にはtはグ、S秒以内、SO℃の場合
にはtは3.3秒以内、60℃の場合にはtは2.1秒
以内にする必要があることが分った。前記(I) ・式
で算出される時間をこえる場合には、次の横延伸工程で
延伸する際に、フィルムに横延伸法が生じ易くなるか、
またはフィルムの巾方向の縁部に、未延伸残部を生じ易
く、好ましくない。
15一 本発明方法によるときは、縦延伸されたフィルムを横延
伸工程に移送し、横延伸開始位置でのフィルム厚さプロ
ファイルを、巾方向端部がら巾方向中央部に沿って滑ら
かに漸減させ、かつ、フィルム巾方向中央部の厚さを、
巾方向端部(テンタークリップ把持部)の厚さの73〜
90%の範囲とする。
横延伸開始位置でのフィルム厚さプロファイルを、上の
ようにするのは、テンタークリップ近傍でのネック発生
を抑制(フィルム破断を避けるため〕し、フィルム巾方
向中央部でのネック延伸発生位置をランダムにする(ネ
ック延伸発生位置を固定しないで、フィルムに特定の固
定された厚さプロファイルの発生を防止する)ためであ
る。
横延伸開始位置での好ましいフィルム厚さプロファイル
を、第2図および第3図に示した。
第2図および第3図において、横軸はフィルム巾方向、
縦軸はフィルムの厚さく%)を意味する。
本発明者らの実験によれば、縦延伸を終了し16− たあとのフィルムの厚さプロファイルは、製品の厚さ、
テンタークリップ間の間隔、その他によって異なり、第
2図々いし第S図(第9図および第S図における横軸、
縦軸は、それぞれ第2図、第3図の場合に同じ。〕に示
したようになる。しかし、第り図、第S図に示した厚さ
プロファイルをもつフィルムは、bずれも横延伸工程で
、テンタークリップ近傍でネック延伸を発生し易く、好
ましくないことが判った。
また、フィルム巾方向中央部の厚さが、巾方向端部(テ
ンタークリップ把持部〕の厚さの90%を超えると、フ
ィルム厚さプロファイルは第9図に示したようになり、
テンタークリップ近傍でネック延伸を発生し、フィルム
に特定の固定された厚さのプロファイルを生起させるの
で好ましくない。フィルム巾方向中央部の厚さが、中方
向端部(テンタークリップ把持部)の厚さの7タ係に満
たないと、最終的に得られるフィルムは、テンタークリ
ップに近ずくに従い厚くなるか、または完全に横延伸さ
れない部分(以下この部分を「未延伸残部」という。)
をテンタークリップ近傍に生ずるので、製品歩止まりが
悪くなり、好ましくないことが判った。
更に、フィルム厚さプロファイルを第3図に示したよう
にする場合は、a、a’の値を少なくともり0mmとす
るのが好ましいことが判った。
縦延伸を終了したあとのフィルムの厚さプロファイルを
、第2図または第3図に示したようにする方法としては
、(イ)縦延伸工程においてこのようにする方法、cロ
ノ縦延伸工程終了後横方向への延伸開始位置まで移送す
る間に、このようにする方法、(ノリ (イ)とC口〕
とを組み合せる方法の三つの方法がある。いずれの方法
においても、フィルム温度を調節するのがよく、ヒータ
ーを用いる方法、フィルムに冷風または熱風を吹き付け
る方法、これらを組み合せる方法のいずれかを採用すれ
ばよい。
本発明方法によるときは、テンタ一式横延伸方式により
横延伸するときは、テンタークリップ間の機械的設定倍
率が元の間隙の/、lI倍以上に達する迄は、フィルム
巾方向中心線に対し、て6度以内の角度で拡巾し、この
間のテンタークリップの温度(T2〕を+ T2<TI
なる温度条件とする。
横延伸開始直後の条件を上のようにするのは。
テンタークリップ近傍でのネック発生を抑制(フィルム
破断を避けるためうし、フィルム巾方向中央部でのネッ
ク延伸発生位置をランダムにする(ネック延伸発生位置
を固定しないで。
フィルムに特定の固定された厚さプロファイルの発生を
防止する)ためである。
第6図は1本発明方法に従って横延伸工程を遂行する際
にフィルムが拡巾される状況を示す概略図であり、第7
図は、この際フィルムに生ずるネック延伸の状況を示す
概略図である。第3図は、従来法によって横延伸工程を
遂行する際にフィルムが拡巾される状況を示す概略図で
あり、第9図は、この際フィルムに生ずるネック延伸の
状況を示す概略図であり、第1θ図は、従来法によると
きのフィルム巾方向端部(テン19− タークリップ把持部〕の一例を示す縦断側面図である。
図において、7、g、IQ−/lはそれぞれテンターレ
ール、9、/Uはそれぞれフィルム中心線、9′はフィ
ルム中心線に平行な線、13はテンタークリップ、/+
はテンターレール側板、/jはテンタークリップ杷持部
、/6はフィルム、/7は未延伸残部、A、A’および
e、 e’はそれぞれ縦延伸終了後のフィルム巾方向端
部をテンタークリップが把持する位置、B、 B’はテ
ンタークリップ間の機械的設定倍率が元の間隙のへグ倍
以上に達する位置、C,CIおよびf、 f/は横延伸
が終了する位置、θはフィルム巾方向中心線に対して拡
巾される角度、c、c’はそれぞれネック延伸発生点、
d、d/はそれぞれネック延伸消失点、矢印はフィルム
移送方向を示す。
本発明者らの実験によれば、従来法によるときは、第3
図に概略図として示したように、テンターレールIQ、
//は末広がり状に拡巾されるために、フィルム巾方向
端部のクリップ把20− 持部(efおよびθ′f′]と中央部αつとでは、フィ
ルムの変形経路長に差が生じる。これにより、テンター
クリップに近いほど「ずり変形」が大きくなり、結果と
して、第9図に示したように。
テンタークリップの近傍にネック延伸発生点c Cc 
/が生起し易(なることが判った。
また、ネック延伸発生点が、テンタークリップに近すぎ
ると、ネック延伸は直ちにテンタークリップに達してし
まい、テンタークリップ先端部分のフィルム厚さは薄く
なるので、この部分からフィルムの破断が発生する。フ
ィルムが破断しない場合は、ネック延伸消失点、1/d
/がテンター下流方向に後退してしまい、たとえ最終的
に得られるフィルムに横延伸後が認められず。
−見均一に延伸されたように見える場合でも、ネック延
伸消失点d/、d/に対応した個所は厚くなり、優れた
平担性をもったフィルムとはならないことが判った。
更に、縦延伸工程終了後のフィルムであって。
フィルム幅方向端部(テンタークリップ把持部〕に較べ
て、フィルム中央部の厚さが小さいフィルムを横延伸工
程で横方向に延伸すると、フィルム幅方向端部は、第1
Q図に縦断側面図として示したように、延伸されたフィ
ルム16と、未延伸残部17とが生じてしまうことも判
った。
この未延伸残部/7は、101nN以下であると、製品
フィルムは、はぼ完全に延伸されたということができる
が、1ozHJJ上であると完全に延伸されたとは言え
ない。
上記欠点は1本発明方法によって解消された。
横延伸工程終了後のフィルムを、元の巾の/、4Z倍以
上に拡巾されるまでの区間(第6図で■として示された
区間)では、フィルム巾方向中心線に対する角度(θ)
を、6度以下にして拡巾すると、ネック延伸はテンター
クリップ近傍で発生しなかった。すなわち、縦延伸工程
終了後のフィルム厚さプロファイルを前記のとおりとし
、テンタークリップ間の機械的設定倍率、フィルム拡巾
角度を前記のとおりとすると、ネック延伸発生点C,Q
をランダムになし、安定した延伸とともに、優れた平担
性をもったフィルムとすることができる。
また、第6図の区間■では、テンタークリップの温度T
2は、T2<T1なる温度条件とする必要がある。これ
は1本発明方法では、結晶化を抑制するために、第6図
の区間■で、比較的低い温度で拡巾するので、延伸応力
が大きく、特にテンタークリップに応力が集中するので
、この部分のフィルム温度が高いと、テンタークリップ
部分でフィルムの破断が生じるからである。
第6図の区間■では、上記のとおり、特定の条件下で拡
巾するが、この区間後の区間■では。
θを6度以上で拡巾するのがよい。この区間のテンター
クリップ間の機械的設定パターンは。
特に制限はないが1区間■でネック延伸を生起させてい
るので、可及的大きな角度で拡巾するのが好ましい。区
間■での拡巾角度が犬であると、ネック延伸消失点d、
dは、テンター下流方向に後退することなく、比較的早
い時点で消失してしまい、未延伸残部が少なく、優れた
平担23− 性をもったフィルムとすることができるので。
好ましい。
テンターによる横延伸を行なう際には、また、横延伸開
始位置からフィルム温度を段階的に昇温し、横延伸終了
位置では、フィルム温度が70− /θO℃、さらに好
ましくは75〜90℃の範囲内に入るような温度条件と
する必要がある。
前記方法で縦延伸したフィルムは、延伸された方向に方
向性をもった水素結合が、経時的に強固になるので、極
めて短時間に横延伸開始位置まで移送し、横延伸を開始
する。この際のフィルム温度、すなわちtts−to℃
は、フィルムを横延伸する温度としては低すぎ、この温
度で横延伸を行なうと、第6図の区間■において。
テンタークリップでのフィルム破断がおこりやすく、安
定した横延伸は困難である。
安定した横延伸を行なうため、さらには縦方向の配向が
比較的バランスしたフィルムを得るためには、前記した
とおり、横延伸工程に供す24− るフィルムの厚さプロファイルを特定とし、かつ、横延
伸工程の初期の段階でのテンタークリップの拡巾角度を
特定とすることにより、フィルム巾方向中央部に発生す
るネック延伸開始点をランダムにすることに加え、フィ
ルムを段階的に昇温しつり横延伸する。フィルムを横延
伸する際に急激に昇温すると、フィルムのネック延伸の
始まっていない部分、すなわちフィルムの未だ横延伸さ
れていない部分は、強い熱をうける結果、縦延伸工程で
生じた方向性をもった水素結合が強固となり、これを横
延伸すると。
横延伸床や未延伸残部を生じたり、さもなければ横延伸
倍率を著しく大きくしなければならない。その結果とし
て、縦方向と横方向の配向が著シクバランスしないフィ
ルムとなるので、好ましくない。
本発明者らの実験によれば、フィルムをテンターによっ
て横延伸を行なう際に、横延伸開始位置からフィルム温
度を段階的に昇温し、横延伸終了位置では、フィルム温
度が70〜10θ℃、さらに好ましくは?!;−90℃
の範囲に入る温度条件とすると、水素結合が強固となら
ないように抑制し、かつ、第7図に示すように、坏ツク
延伸消失点d、(1を5横延伸工程の早い時期におこさ
せることができ、配回バランスがよ<、マた厚さ精度の
良好なフィルムを、安定して製造できることが判った。
横延伸工程で、フィルムを段階的に昇温するには、フィ
ルムの上面および/または下面に。
フィルム進行方向に対して直角の方向に、少なくともコ
区画以上の区画を設け、各区画内に、熱風を吹きこむ方
法、赤外線ヒーターを設置する方法、これらを組み合せ
る方法等のいずれかによればよい。
横延伸終了位置でのフィルム温度は、70〜100℃の
温度範囲が好適であるが、フィルムの変形速度および延
伸倍率が高い場合は、フィルム温度は上記範囲内で高め
を選び、変形速度および延伸倍率が低い場合はフィルム
温度は上記範囲内で低めを選ぶのが好ましい。
横延伸工程においては、平均変形速度をユ、o o o
〜io、ooo%/分の範囲5延伸倍率を3〜S倍、さ
らに好ましくは3.3〜q、3倍の範囲、なる延伸条件
を採用する必要がある。
ここで変形速度とは、次の(m)式で表わされる式によ
って算出される値をいう。
〔(■)式において、各々の記号は次の意味を有する0 VTD :フイルムの横変形速度(%/分)Y :フイ
ルムの機械的設定延伸倍率C倍フで。
yz/’ 7.よりまる。y、は横延伸開始位置(第6
図A、 A’の位置)でのテンター間の幅、y2は横延
伸終了位置(第6図B、 B’の位置〕でのテンター間
の幅を意味する。
UT:テンターの速度(m/分) LT:横延伸区間の長さく第6図A、 A’の位置から
B、 B’の位置までの長8)Cm) 〕27− 平均変形速度(VTD )が、コ、000%10より低
いと、フィルムに横延伸斑が生じ易(、io、ooθ%
/分より大であると、フィルムに破断が生じ易く、好ま
しくない。
フィルムの横延伸倍率が3倍より小さいときは、未延伸
残部を生じ易<、、S−倍を超えるときは、横延伸フィ
ルムの破断が生じ易く、好ましくない。
以上の方法によって製造された二軸延伸されたポリアミ
ドフィルムは、寸法安定性を賦与するために、常法によ
って熱処理するのがよい。
熱処理は、例えば/30℃以上融点より低い温度で、3
分以下、好ましくは1分以内で行なうのがよい。熱処理
は、フィルムを緊張状態、または弛緩状態、さらには両
者を組み合せた状態のいずれの状態で行なってもよい。
なお、弛緩させる率は、特に限定するものではないが1
本発明方法の場合、3〜7%の範囲から選ぶのが好適で
ある。
本発明は1以上詳細に説明したとおりであり。
28一 本発明方法によるときは、結晶化を抑制しつつ縦方向、
横方向の延伸を行なっているため、配向バランスの優れ
たフィルムが得られる。また、本発明方法によるときは
、横延伸工程において、フィルム巾方向中央部にランダ
ムにネック延伸を発生させ、かつ、横延伸工程の比較的
早い時点でネック延伸を消失させるので、厚さに偏肉が
なく、厚さ精度に優れ、平担性の良好なフィルムを、安
定して製造することができる。
次に、本発明を実施例にもとづいて更に詳細に説明する
が、本発明はその要旨を超えない限り、以下の例に限定
されるものではない。
実施例1 相対粘度が3、左のポリ−ε−カプロアミド(三菱化成
工業■製、ツバミツドt o so CA )を、デθ
mm91の押出機で、シリンダ一温度2AO℃の条件で
混練し、T−ダイでフィルム状に押出し、33℃に冷却
された60θmrnfrのキャスティングロール上で急
冷し、厚さ約/’50ミクロン、幅約3!;0..の実
質的に無定形な(未延伸りフィルムを得た。
上の未延伸フィルムを、150mm1−幅700闘の複
数ロールで構成される縦延伸機に、’7m/分の移送速
度で導き、 lIr℃に加熱、調節したのち、周速度の
異なるロール間で、変形速度l01900%/分、延伸
倍率2.9倍の条件として縦延伸を行なった。
縦延伸したフィルムを、縦延伸ゾーンに後続するロール
群によって直ちにlIS℃に温調し、この温度に維持し
ながら、り、5秒間で、幅へ左m、長さコ0mの大きさ
のテンタ一式横延伸機の横延伸開始位置まで移送した。
この位置に移送されたフィルムの厚さは、クリップ把持
部でgOミクロン、フィルム巾方向中央部で6gミクロ
ンであり、中央部の厚さは、クリップ把持部の厚さに対
しgjt%であった。
テンタ一式横延伸機のテンタークリップは。
テンターレールに鋳込み、埋設された水冷パイプに冷却
水を通せる構造とされており、横延伸部分(ゾーン)は
等間隔で3つに区画し、各区画には熱風吹き出しノズル
を配置し、各区画を独立に温度調節可能な構造とした。
縦延伸したフィルムの両端を、lIo℃に冷却したテン
タークリップで把持し、機械的設定倍率カフ。θ倍の位
置まで、テンターレールをフィルム巾方向中心線に対し
て5度の角度で拡巾し、平均変形速度、:tooo%層
で、延伸倍率3.3倍まで横延伸を行なった。横延伸ゾ
ーンにおける温度は、第7の区画では60℃、第ユの区
画では70℃、第3の区画ではqs℃とした。
横延伸したフィルムは、引き続きテンタークリップで把
持したまま、定幅で5.2θθ℃の温度で3秒間、クリ
ップ間隔を5%狭めて弛緩を与える状態でユ00℃の温
度で3秒間、四に足幅で、SOO℃の温度で3秒間1合
計3回の熱処理を行なった。熱処理を行なった後のフィ
ルムは、フィルム両耳を切り取り、ワインダーによって
巻きとり、厚さlSミクロンの二軸延伸されたフィルム
ラ得た。
上記方法によるフィルムの製造を、S時間連31− 続的に行なったが、途中でフィルムの切断がおこること
もなく、順調に遂行できた。
フィルム製造の際の諸条件、フィルムの延伸時の状況を
、第1表に示す。
得られたフィルムにつき、物性を次に記載した方法で評
価した。結果を、第2表に示す。
(1) フィルムの厚さCミクロンノ フイルムの幅方向に3θ闘の間隔で厚さを測定し、その
平均値を示す。
(2) フィルムの厚さ斑(%) 次式より算出した値を意味する。
厚さ斑二 この厚み斑は、IQ%以下であると厚さ精度がよいとい
える。
(3)平担性 第1図に示したように、平担なテーブルlの上に、間隔
2rrLの相互に平行な基線コ、3を描く。次に、長す
3TrLのフィルムをテープ32− ルl上に拡げ、一端を粘着テープqで基線=2上に固定
する。次いで、他端に、フィルム巾lα当り20グラム
の荷重を負荷してフィルムを緊張させ、テーブルlの基
線3に合わせて標線6をフィルム上に描く。次に荷重の
負荷をとり、フィルムを長さ方向に沿い、金山に3cr
fL間隔に切断線Sを入れ、短冊状とする。
続いて、各短冊の自由端に60グラムの荷重を負荷し、
テーブル上の基線3と短冊上の標線乙とのズレを順次測
定することにより1両者のズレの最大値と最小値との差
を、平担性の指標とする。
この指標は、2闘以下であればフィルムを実際使用する
際に問題はないが、さらに好ましくは/、 3 mm以
下であることが望ましい。
(4)実測倍率 未延伸フィルムに、フェルトベンで直径30龍の円を描
き、延伸後の円と延伸前の円との縦方向(長手方向)お
よび横方向(巾方向)のそれぞれの長さを測定し、その
比率な算出し、実測倍率とした。
(5) バランス度、面内配向指数 アツベ屈折計により5フィルム長手方向(縦方向〕の屈
折率(X〕、幅方向(横方回)の屈折率(7)および厚
さ方向の屈折率CZ)をそれぞれ測定し、下式により算
出した値を意味する。
バランス度=lx−yl (6)破断強度、破断伸度 フィルムカラ、幅10朋、長さ/ o o 朋の試験片
を調製し、この試験片につき、島津製作所製のオートグ
ラフ(DEI8’−2000型)を用い、チャック間隔
SO酊、引張り速度SO朋/分、測定雰囲気コS℃、相
対湿度ダθ係の条件下に測定したもの。
(7)熱湯収縮率(%) フィルムから一辺の長さ100Bの正方形の試料を調製
し、この試料を、2に’C,相対湿度tioqbの雰囲
気下で温調し、間隔gom。
の標線をマークした。この試料を、熱湯中にS分間浸漬
してとり出し、2!r’c、相対湿度lIO%の雰囲気
下に2’1時間放置し、標線間の変化(Δ111) を
測定し、下式により算出した値を意味する。
(8)耐ピンホール強度(g) オートグラフ(DSS−2000型)のクロスヘッドに
、内径lθθ朋ダの円形型枠をとりつけ、この型枠に試
料フィルムを緊張させて固定し、一方のオートグラフ・
ヘッドに取りつけられたロードセルには、金属の丸棒を
介して、先端が直径0. !r 111711の球面を
なした針をとりつけ、クロスヘッドを301HH1分の
上昇速度で移動させることにより、突刺し、フィルムが
破れる際の強度(g)を測定した。
実施例コ、3 35− 相対粘度が3.5のポリ−ε−カプロアミド(三菱化成
工業■製、ツバミツド102OCA)を用い、実施例/
に記載したと同様にして未延伸フィルムを製造した。
この未延伸フィルムを、実施例1で用いたと同じ縦延伸
機で、第1表に記載した条件で、縦延伸した。
縦延伸したフィルムを、第1表に記載した条件で、横延
伸開始位置まで移送し、実施例1で用いたと同じテンタ
一式横延伸機を用い、第1表に記載した条件で横延伸し
た。
横延伸したフィルムは、足幅で、コθθ℃の温度で2.
’1秒間、クリップ間隔を7%狭めて弛緩を与える状態
で200℃の温度でu、4’秒間、さらに足幅で、20
0℃の温度で2.’1秒間の熱処理を行なった。
熱処理を施した後のフィルムは、フィルム両耳を切り取
り、ワインダーで巻き取った。
得られたフィルムにつき、実施例1に記載したと同様の
方法で、各種物性を評価した。結果36− を、第2表に示す。
実施例q〜g 実施例1で用いたと同種の材料を用い、回倒に記載した
と同様にして、未延伸フィルムを調製した。
未延伸フィルムにつき、実施例1において用いたと同じ
延伸装置を用いて、第1表に記載した条件によって、延
伸フィルムを製造した。
上記方法によるフィルムの製造を、各側ともS時間連続
的に行なったが、途中でフィルムの切断がおこることも
なく、順調に遂行できた。
比較例1〜12 実施例/で用いたと同種の材料を用い、回倒に記載した
と同様にして、未延伸フィルムを調製した。
未延伸フィルムにつき、実施例1において用いたと同じ
延伸装置を用いて、第1表に記載した条件によって、延
伸フィルムを製造した。
フィルム延伸時の状況を、第7表に示す。
第2表 第1表および第2表より、次のことが明らかである。
(1)本発明方法によるときは、フィルム延伸途中でフ
ィルムの破断がおこらず、長時間連続的なフィルムの製
造が可能である。
(2)本発明方法によるときは、得られる二軸延伸され
たフィルムに「引きつり現象」、延伸床、未延伸残部等
が生じず、外観の良好なものが得られる。
(3) 本発明方法によるときは、表面の平担性に優れ
、厚み斑が少なく、物性も縦方向、横方向に均衡したフ
ィルムが得られる。
(4) これに対して、本発明方法によらないときは、
フィルムが延伸時に破断が生じて延伸できなかったり、
延伸できたとしても、フィルムに延伸床、未延伸残部等
が生じて外観の劣るものしか得られない(比較例/−/
2参照〕。
【図面の簡単な説明】
第1図は、「引きつり現象」を説明するための斜視図、
第2図および第3図は、本発明方法によったときの、横
延伸開始位置でのフィルム厚さプロファイルを示し、第
9図および第S図40− は、本発明方法によらないときの、横延伸開始位置での
フィルム厚さプロファイルを示す。第コ図〜第S図にお
いて、横軸はフィルム巾方向。 縦軸はフィルムの厚さく%)を意味する。 第6図は1本発明方法に従って横延伸工程をツク延伸の
状況を示す概略図である。第8図は、従来法によって横
延伸工程を遂行する際にフィルムが拡巾される状況を示
す概略図であり、第9図は、この際フィルムに生ずるネ
ック延伸の状況を示す概略図であり、第1Q図は、従来
法によるときのフィルム巾方向端部(テンタークリップ
把持部〕の一例を示す縦断側面図である。 図において、lは平担なテーブル1.2.3はテーブル
上に描いた基線、ダは粘着テープ、Sは切断線、6はフ
ィルムの標線、7、g、lθ。 、′/はそれぞれテンターレール、9./2はそれぞれ
フィルム中心線、/3はテンターレール7’、/lIは
テンターレール側板、lSはテンター41= 一クリップ把持部、/Aはフィルム、/?は未延伸残部
、A、 A’およびe、 e’はそれぞれ縦延伸終了後
のフィルム中方向端部なテンタークリップが把持する位
置、B、B’はテンタークリップ間の機械的設定倍率が
元の間隙の/、4i倍以上に達する位置、a、 atお
よびf、 f/は横延伸が終了する位置、θはフィルム
巾方向中心線に対して拡巾される角度、c、’c’はそ
れぞれネック延伸発生点、(1,d/はそれぞれネック
延伸消失点、矢印はフィルム移送方向を示す。 出願人 三菱モンサント化成株式会社 代理人 弁理士 要否用 − (ほか1名〕 け′已くW■セ、 げ−!4−仕セl −17へ− $ 2品 V!巨41−1七/ 箋9圀 手続補正書 誓庁長官若杉和夫 殿 / 事件の表示 昭和!2年特許願第3θ10/号 コ 発明の名称 二軸延伸されたポリアミドフィルムの製造方法3 補正
をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目!番λ号氏 名 
(ごθグ)三菱モノサント化成株式会社ダ代理人〒10
0 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目!番2号7 補正
の対象 明細書の特許請求の範囲の欄及び発明の詳細な説明の欄 ? 補正の内容 (1)明細書の特許請求の範囲の欄を、「別紙」のとお
シ補正する。 (2) 明細書の発明の詳細な説明の欄■ 明細書第ダ
頁第♂行目〜第2行目に、「フィルムの中央部の一部が
他の部分よシ長いという現象によるものである。」とあ
るのを、「フィルムの巾方向の一部が他の部分よシ短い
という現象によるものである、」と補正する。 ■ 明細書画2貞第74を行目に、「ポリアミド」とあ
るのを、「ポリアミドフィルム」と補正する。 ■ 明細書第1頁第λ行目に、「り!〜6θ℃の温度範
囲に調節し、」とあるのを、「直ちに¥6−4θ℃の温
度範囲に調節し」と補正する。 ■ 明細書簡り頁第1/行目〜第1θ頁第7s行目に、
「本発明において、ポリアミドとは、・・・・・等があ
げられる。」とあるのを、次のように補正する。 「本発明においてポリアミドとは、ε−カプロラクタム
の単独重合体(ホモポリマー)ε−カプロラクタムを主
成分とし、2〜10モル%までのこれと共重合可能な他
の化合物との共重合体(コポリマー)、およびこれらホ
モポリマー及び/又はコポリマーに、これらと相溶性の
ある重合体を!〜20重量%まで混合したものをいう。 ε−カプロラクタムと共重合可能な化合物としては、脂
肪族又は芳香族のジアミン類、脂肪族又は芳香族のジカ
ルボン酸類があげられる。ジアミン類の具体例としては
、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタ
メチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメ
チレンジアミン、デカメチレンジアミン、メタキシレン
ジアミン、パラキシレンジアミン等があげられる。ジカ
ルボン酸類としては、アジピン酸、セバシン酸、コルク
酸、ゲルタール酸、アゼライン酸、β−メチルアジピン
酸、テレフタル酸、イソフタル酸、デカメチレンジカル
ボン酸、ドデカメチレンジカルボン酸、ピメリン酸等が
あげられる。 前記ホモポリマー及び/又はコポリマーに混合しうる重
合体としては、上記ジアミン類と上記ジカルボン酸類と
の共重合体をいう。」 ■ 明細書第17頁第13行目に、「フィルム」とある
のを、「延伸後のフィルムJと補正する。 ■ 明細書第79頁第7行目〜第12行目に、「縦延伸
を終了した・・・・・を採用すればよい。」とあるのを
、削除する。 ■ 明細書画、2/頁第7行目〜第1行目に、「/乙は
フィルム」とあるのを、「/ごは延伸されたフィルム」
と補正する。  3− ■ 明細書画27頁第!行目〜第1O行目に、「A、A
’およびθelはそれぞれ縦延伸終了後のフィルム巾方
向端部をテンタークリップが把持する位置」とあるのを
、rA、A’およびe、θ′は横延伸開始位置」と補正
する。 ■ 明細書画、2.2頁第r行目に、「ネック延伸」と
あるのを、「ネック」と補正する。 [相] 明細書第23頁第1行目に、「厚さが小さい」
とあるのヲ、「厚さがかなシ小さい」と補正する。 ■ 明細書第23頁第7θ行目に、「上記欠点」とある
のを、「これらの欠点」と補正する。 @ 明細書第23頁第1!行目に、「ネック延伸」とあ
るのを、rネック」と補正する。 以 上  4− 別紙 特許請求の範囲(特願昭j9−3θ/θ/)「(1)実
質的に無定形で配向していないポ1ノアミドフィルムを
、まず縦方向に延伸し、ついで横方向に延伸して、二軸
延伸されたポ1ノアミドフィルムを製造するにあたシ、
前記実質的に無定形なポリアミドフィルムを、直ちに4
t3.−6j℃の温度範囲に加熱し、ロール式縦延伸方
式によって、変形速度/400θ係/分以上で、コ・7
〜3・1倍に縦方向に延イ申し、この縦方向に延伸した
フィルムを、4t!〜60℃の温度範囲に調節し、次の
(1)式で表わされる時間、すなわち、 =、(、?°9−0.tB病) ・・・・・・・・・・
・・・・・(1)〔(1)式において、eは自然対数の
底、tは縦方向への延伸終了後、横方向への延伸を開始
するまでの時間(秒)を意味し、T1はこの間のフィル
ム温度であって、ダj〜60℃の範囲から選ばれる。〕 の時間内に、次の横方向への延伸開始位置1で移送し、
この位置でのフィルム厚さプロファイルを、幅方向端部
(テンタークリップ把持部)から幅方向中央部に沿って
滑らかに漸減させ、かつ、フィルム幅方向中央部の厚さ
を、幅方向端部の厚さの2!〜9θ係の範囲とし、テン
タ一式横延伸方式による横延伸時には、テンタークリッ
プ間の機械的設定倍率が元の間隙のへグ倍以上に達する
迄は、フィルム幅方向中心線に対して3度以内の角度で
拡幅し、この間のテンタークリップの温度(T2)を、
T2<TI なる温度条件とし、横方向の延伸開始位置
からフィルム温度を段階的に昇温しで、横方向への延伸
終了位置では、フィルム温度が20〜/θθ℃の範囲内
に入るような温度条件とし、平均変形速度J 000〜
IC100O%/分の範囲で、3〜!倍に横方向に延伸
することを特徴とする、二軸延伸されたポリアミドフィ
ルムの製造方法。」手続補正書 昭和60年 7月 2日 ! 事件の表示 昭和59年特許願第3oiot号 コ 発明の名称 二軸延伸されたポリアミドフィルムの製造方法3 補正
をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目S@−号氏 名 
(t、oti)三菱モンサント化成株式会社ダ代理人 
〒100 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目S番コ号7 補正
の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 g 補正の内容 明細書の特許請求の範囲の欄を、「別紙」のとおり補正
する。 以上 別 紙 特許請求の範囲(特願昭59−301Ol)「(1)実
質的に無定形で配向していないポリアミドフィルムを、
まず縦方向に延伸し、ついで横方向に延伸して、二軸延
伸されたポリアミドフィルムを製造するにあたり、前記
実質的に無定形なポリアミドフィルムを、グ5〜65℃
の温度範囲に加熱し、ロール式縦延伸方式によって、変
形速度/ 0.00θ係/分以上で、2.7〜3.5倍
に縦方向に延伸し、この縦方向に延伸したフィルムを、
直ちにlI5〜AO℃の温度範囲に調節し、次の(I)
式で表わされる時間、すなわち、 3″、9−0.03”1゛) ・・・・・・・・・・・
・(1)t=e 〔(■)式において、eは自然対数の底、tは縦方向へ
の延伸終了後、横方向への延伸を開始するまでの時間(
秒)を意味し、T、はこの間のフィルム温度であって、
Q5〜60℃の範囲から選ばれる。〕 の時間内に、次の横方向への延伸開始位置まで移送し、
この位置でのフィルム厚さプロファイルを、幅方向端部
(テンタークリップ抑持部)から幅方向中央部に沿って
滑らかに漸減させ、かつ、フィルム幅方向中央部の厚さ
を、幅方向端部の厚さの75−9θ%の範囲とし、テン
タ一式横延伸方式による横延伸時には、テンタークリッ
プ間の機械的設定倍率が元の隙間のへダ倍以上に達する
迄は、フィルム幅方向中心線に対して6度以内の角度で
拡幅し、この間のテンタークリップの温度(T2)を、
T2〈T、なる温度条件とし、横方向の延伸開始位置か
らフィルム温度を段階的に昇温しで、横方向への延伸終
了位置では、フィルム温度が70〜100℃の範囲内に
入るような温度条件とし、平均変形速度コ、θOθ〜/
 0,000%7分の範囲で、3〜5倍に横方向に延伸
することを特徴とする、二軸延伸されたポリアミドフィ
ルムの製造方法。」手続ネ甫正書(自発) 昭和60年 2月ノ2日 3 補正をする者 4代理人 5 補正命令の日付 自発補正 6 補正により増加する発明の数 0 7 補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 8 補正の内容 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)実質的に無定形で配向していないポリアミドを、
    まず縦方向に延伸し、ついで横方向に延伸して、二軸延
    伸されたポリアミドフィルムを製造するにあたり、前記
    実質的に無定形なポリアミドフィルムを、 11.t−
    A&℃(71)温度範囲に加熱し、ロール式縦延伸方式
    によって、変形速度10,000%/分以上で、2.7
    〜3.3倍に縦方向に延伸し、この縦方向に延伸したフ
    ィルムを、’l5−40℃の温度範囲に調節し、次の(
    IJ式で表わされる時間、すなわち t=e”°9−00″3T、) ・・・・・・・・・・
    ・・・・・・・・ (IJ〔(I)式において、eは自
    然対数の底、tは縦方向への延伸終了後、横方向への延
    伸を開始するまでの時間0秒)を意味し、Tlはこの間
    のフィルム温度であって、lI5〜60℃ノ範囲から選
    ばれる。〕 の時間内に、次の横方向への延伸開始位置まで移送し、
    この位置でのフィルム厚さプロファイルを、幅方向端部
    (テンタークリップ把持部)から幅方向中央部に沿って
    滑らかに漸減させ、かつ、フィルム幅方向中央部の厚さ
    を1幅方向端部の厚さの75〜90%の範囲とし、テン
    タ一式横延伸方式による横延伸時には、テンタークリッ
    プ間の機械的設定倍率が元の間隙の/、tI倍以上に達
    する迄は、フィルム幅方向中心線に対して6度以内の角
    度で拡幅し、この間のテンタークリップの温度(T2)
    を+ T2<TIなる温度条件とし、横方向の延伸開始
    位置からフィルム温度を段階的に昇温しで、横方向への
    延伸終了位置では、フィルム温度が’10−100℃の
    範囲内に入るような温度条件とし、平均変形速度2,0
    00〜/ 0.000%/分の範囲で、3〜5倍に横方
    向に延伸することを特徴とする、二軸延伸されたポリア
    ミドフィルムの製造方法。
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