JPS61143115A - 熱可塑性樹脂フイルムの冷却方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、合成紙、たばこの包装フィルム等の延伸フィ
ルムのたるみを解消する方法に関する。

〔従来技術〕

ポリプロピレンの基材フィルムを該ポリプロピレンの融
点より低い温度でロール群の周速差を利用して縦延伸し
、次いでこの延伸された基材フィルムの表面に、該ポリ
プロピレンよシも融点が低いプロピレン・エチレン共重
合体やポリエチレンの溶融フィルムを押出ラミネート層
、ついで基材のポリプロピレンの融点より低い温度であ
ってラミネート樹脂の虫点より高い温度でテンターを用
いて横方向に延伸して基材層は配向し、ラミネート層は
配向していない低温ヒートシールフィルムはタバコ箱、
菓子箱の包装フィルムとして利用されている。

また、無機微細粉末を含有するポリプロピレン、ポリエ
チレンテレフタレートの基材フィルムを縦延伸し、次い
で、無機微細粉末を含有するポリプロピレン、ポリエチ
レンテレフタレートをこの縦延伸フィルムの表面に押出
溶融ラミネートし、ついで基材樹脂およびラミネート樹
脂の融点より低い温度でテンターを用いて横延伸して基
材層およびラミネート層とも配向した合成紙を製造する
ことも公知である（特公昭４６−４０７９４号、同４８
−８５８１号）。

更に、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、
無機微細粉末を含有するポリプロピレンとポリエチレン
の混合物等の樹脂フィルムを２軸延伸した配向フィルム
も知られている（特公昭５４−３１０３２号）。

これら配向を有する延伸フィルムは、通常、テンターに
よる横延伸が終了した後、樹脂の融点に近い温度に設定
したオープン内を通過させるととにより熱処理（アニー
リング）され、ついで冷却炉内に導かれ、冷却空気によ
り冷却され、その後、耳部をスリットした後に巻きとら
れることが通常である。

これら延伸フィルムの製造において、テンターオープン
の炉内温度を均一に保つことは非常に困難であシ、炉の
左右両端側のヒーターを中央のヒーターより高めに設定
したり、フィルム中央部に空気を吸きつけてオープン内
の温度分布を均一となるようにして延伸が行われるが、
温度を炉の左右、中央とも全て同一とすることはできず
、それゆえ、フィルムの部分、部分によって第３図に示
す延伸フィルムの熱収縮よシ理解されるように配向度が
異なるので巻きとられた延伸フィルムの巻きロールは第
２図に水中ように幅方向の部分、部分、巻き径が異なっ
たたるみのあるものとなり、保管上不便である。

また、低温ヒートシールフィルム、合成紙等の延伸フィ
ルムをカッティングしてシート状とする場合、寸法精度
に問題を生ずることもある。

上記延伸フィルムの巻き径のたるみの原因は、テンター
オープン内の温度分布の不均一性の他に冷却炉内温度の
不均一性にもよる。特に、冷却炉内に於いては延伸ゾー
ン及びアニーリングゾーンを通過して熱せられたフィル
ムの把持具によシフイルムの両端部は冷却効率が低下し
てフィルム温度が高い。従って、フィルムの幅方向に不
均一な温度分布を持っている。即ち、テンターオーブン
炉及び冷却炉等に於ける延伸フィルムの温度分布の不均
一性は幅方向に均一な冷却条件で冷却を行なえば、当然
フィルム温度の不均一性が残る。それゆえＫ１１度の高
い延伸フィルムの部分は温度の低いフィルム部分と比較
して引取応力によシフィルムの収縮応力が大きい場合に
は縮みが生じたるみの原因となる。逆に、引取応力の方
がフィルム収縮応力より大きい場合は伸びることになる
が、普通は引取応力を大きくすると巻取られたフィルム
の残留応力が大きくなる為に経口後のたるみが大きくな
るので好ましくない。

〔問題点を解決する具体的な手段〕

本発明においては、テンターにより横延伸され、アニー
リング処理された延伸フィルムを冷却空気により冷却す
るに於て、冷却空気を吐出するダクトの部屋を複数の独
立した部室に区画したダクトを用い、延伸フィルムの温
度の高い部分に対応する区画した部室より吐出される冷
却空気の吐出量を多くして延伸フィルムのかかる部分の
冷却が速く行われるようにし、延伸フィルムの温度の低
い部分に対応する区画した部屋よシ吐出される冷却空気
の吐出量を少なくして延伸フィルムのかかる部分の冷却
が遅く行われるようにして冷却された延伸フィルムの温
度分布をできる限り均一とすることによシたるみを防ぐ
ものである。

この延伸フィルムの温度分布は、テンターオーブン、ア
ニーリング処理炉の温度設定条件、運転条件により高い
温度の部分と低い温度の部分の位置が移動することがあ
るので、本発明においては特殊な構造のダクトを用いる
。

即ち、本発明は、熱可塑性樹脂フィルムの表裏面に該樹
脂フィルムの上下に配列された複数のダクトより吐出さ
れる冷却空気を吹きつけて該樹脂フィルムの温度を低下
させる冷却方法において、（Ａ）前記複数のダクトハ■
各々樹脂フィルムの送り出される方向に対し垂直の方向
に各々のダクトが平行して配列されており、■各々のダ
クトの部屋は複数の独立した部室に区画されており、か
つ（３）この区画された部室の各々は隣接するダクトの
区画された部室と導管で連結されてお、Ｄ、（Ｂ）ダク
ト刃肖１″ に送られた冷却空気の吐出量はパル　　　　樹脂フィル
ムの送り出される方向に並んだ列の区画された部屋毎に
希望する吐出量となるように調整して吐出されることを
特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの冷却方法を提供する
ものである。

フィルムの素材の熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエ
チレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等があげられる
。これら樹脂は、タルク、焼成りレイ、炭酸カルシウム
、酸化チタン等の無機微細粉末や、熱安定剤、滑剤、帯
電防止剤、紫外線吸収剤等を含んでいでもよい。

延伸は縦方向はロール群の周速差を用い３〜７倍、横方
向はテンターを用い４〜１２倍行われる。

延伸温度は、融点が１６４℃のポリプロピレンでは１５
０〜１６２℃が、融点が２６４℃のポリエチレンテレフ
タレートでは１０８〜１２５℃である。

次に、図面を用いて本発明に用いる冷却炉を説°明する
。第１図は冷却炉内の樹脂フィルム（１）の下部に設け
られるダクト（２，２、・・−）の上面図であり、第４
図は冷却炉の正面図であり、第５図はダクトの斜視図で
ある。図中、３は屋外空気吸込口であり、４は屋内空気
吸込口、５はダンパー（節気弁）、６はブロアー、７は
モーター、８は上方のダクト２ａ、２ａ・・・に連結し
ているダンパ−、９は下方のダン）２ｂ、２ｂ・・・に
連結している主ダンパー、１ｏａＨ部屋が区画されたダ
クト２ｂ１．２ｂ２．２ｂ３．２ｂ４の副ダンパー、ｌ
ｌａ、１１ｂ、　　ｌｌｃ、　　ｌｉｄ、　　ｌｉｅ、
　　ｌｌｆ、　　ｌ１ｇ、　　ｌｌｉは分岐ダンパー２
ｂの九つに区画された各部室ＡＸＢ。

ＣＳＤ、Ｅ、ＦＸＧＳＨ，Ｉの冷却空気の吐出量を調整
するダンパー、１２は各ダクト２ｂ１．２ｂ２．２ｂ３
．２ｂ４の九つに区画された部室ＡＸＢ、　Ｃ。

・・・■の隣接する部室（２ｂｒ　−Ａ、　　２ｂ２−
Ａ、　２ｂ３−Ａ、　　２ｂ４−Ａ　）　（２ｂｌ　−
Ｂ、　　２ｂ２−Ｂ、　２ｂ３−Ｂ、　　２ｂ４−Ｂ　
）、・・・・・・（２ｂｔ−Ｉ、２Ｍ−Ｉ、２ｂｓ−Ｉ
、　　２ｂ４−Ｉ　）同志を連結する導管、１３は部室
よシ吐出される冷却空気の圧力を読み取るマノメーター
、１０ｂは部屋が区画されていないダクト２ｂｓ、　　
２ｂｓ　、２ｂ７．２ｂ８の冷却空気の吐出量を調整す
る副ダンパー、１４はフィルムの幅方向に移動可能な赤
外温度計、１５．１５はフィルム杷持具、１６は赤外温
度計の温度を読み取り、各ダンパー１１ａ、　　ｌｌｂ
、・・・・・・１１１のダンパーの開閉を指示する変換
器、１７は変換器１６の情報を受け、モーター７の回転
数を変換できるＶＶＶＦインバーター、１８は冷却炉の
ケーシングである。

なお、第１図において１９は延伸樹脂フィルムのアニー
リング処理炉、２０はフィルムの耳部に冷却空気を吹き
つけるノズルであり、樹脂フィルムはアニーリング処理
炉側より冷却炉内にチェーンの回動により把持具１５に
より送られる。第１図において、樹脂フィルムの幅を理
解させるために冷却炉の出口部分に仮想線で部分的に示
した。

小かる冷却炉を用いてたるみの少ない樹脂フィルムを製
造する運転方法を次に記載する。テンターオーブン内で
横延伸された樹脂フィルム１は、アニーリング処理炉１
９（場合によってはテンターオーブン炉と一体に設計さ
れることもある）で延伸温度よりも５〜１０℃高い温度
で熱処理された後、冷却炉に送られ、２０〜６０℃位の
温度まで冷却空気により冷却される。

冷却炉のケーシング１８内は、樹脂フィルム１をはさん
で上下に８対のダクト２が樹脂フィルムの流れ方向（第
１図の矢印方向）に対して直角にフィルム而よシタ０〜
４０ｃｍ離して平行に各ダクトの間隔を３０〜１００ｍ
離して配列されており、このダクト２のうち、アニーリ
ング処理炉１９に近い４対の上下のダクト２ｂ１．２ｂ
２．２ｂ３．２ｂ４は部屋が九つの部室Ａ、　　Ｂ、、
Ｃ，・・・・・・■に区画されており、各ダクトの区画
された各部室（長さ約４０　ｃｍ　）は隣接した部室と
導管１２により連絡されでおり、各ダクト（２ｂ１．２
ｂ２．２ｂ３．２ｂ４）の同一の区画された部室記号Ａ
ＸＡ、Ａ、Ａ、Ｂ。

ＢＸＢ、Ｂ、・・・・・・■、■、■、■を有する部室
からの冷却空気の吐出量は略同−となるようになってい
る。

冷却炉の出口側の４対のダン）　２ｂ５．２ｂ６．２ｂ
７．２ｂ８は、樹脂フィルム１の幅方向の温度分布が前
記４対のダクト２ｂ１．２ｂ２．２ｂ３．２ｂ４で均一
となるように冷却されるので、後者４対のダクトの部屋
は区画されていない。なお、前者４対のダクトでフィル
ム幅方向の温度分布が均一とならない場合は、区画され
た部室を有するダクトの数を増加させる。従って、区画
された部室を有するダクトに全て置き代りうることもあ
る。

冷却空気は、屋外、屋内いずれの空気を、または両方の
空気を使用することができる。夏は、工場建家内の温度
が高くなるので屋外より空気を吸込口３より、冬は外気
の温度が低すぎるので屋内の空気を吸込口４より吸引し
た方がよい。勿論、工場建家内の空調設備が整っていて
、建家内の温度が一定に保たれるなら屋内の空気を用い
る方がよい。

吸い込まれた空気は、ブロアー６によシ主ダンパー８を
通り、パイプにより上ダクト２に、主ダンパー９を通り
下ダクト２に送られる。一部の空気は、アニーリング処
理炉１９から冷却炉に移動する樹脂フィルム１の耳部を
冷却するノズル２０゛に導かれる。

主ダンパー８．９を通過した冷却用空気は更に副ダンバ
ー　１０ａ　、　　１０ｂを通過し、一方は分岐ダンパ
ー１１＆　１１１ｂ・・・・・・１１１を通過してダク
ト２ｂｘ。

２ｂ２．２ｂｓ、２ｂ４の区画された部室Ａ、　Ｂ、・
・・・・・Ｉまたはこれら部室を連結する導管１２に送
られ、各部室よシ樹脂フィルム１に冷却用の空気が吹き
つけられる。他方の空気は、部屋が区画されていないダ
クト２ｂ５．２ｂ６．２ｂ７．２ｂ８に導かれ、吐出口
より樹脂フィルム１に吹きつけられる。

樹脂フィルムの温度は、例えばアニーリング処理炉で１
６０℃であったものが、冷却炉の出口で３０〜５０℃に
冷却される。

ダクト２ｂｌ　、　　２ｂｚ　、２ｂａ、２ｂ４よりの
冷却用空気の吐出量は、赤外温度計１４を図示していな
いレール上をフィルムの幅方向に移動させ、冷却炉内の
フィルムの温度を測定し、一方、フィルムを巻き取る前
に第６図に示すように一定時間を置いてフィルムの幅方
向に等間隔で目印（ａ、ｂ、・・・・・・ｌ）を製図用
の突針にてフィルムの表面より３〜４枚通る位の穴をあ
け、この目印のフィルム流れ方向の間隔ム＋　ｔｂ＋　
ｌｃ・・・・・・１１を読みとり、目印の間隔ｔが平均
値より短いときは、かかるフィルム位置に対応するダク
トの区画された部室より吐出される空気の吐出量を多く
する為に対応する分岐ダンパー（弁）の開口度を大きく
し、フィルムのその部分の冷却が他のフィルム部分の冷
却と同等となるようにする。逆に、その間隔りが平均値
よシ長い場合は、かかるフィルム位置に対応するダクト
の区画された部屋よシ吐出される空気の吐出量を少くす
る為に対応する分岐ダンパー弁の開口度を小さくシ、フ
ィルムのその部分の冷却が他のフィルム部分の冷却と同
等となるようにする。

各部屋より吐出される空気の吐出量はマノメーター１３
に記録される空気圧により理解される。

上記目印の間隔ｔは長い部分や短い部分が常に幅方向に
おける同一箇所に出現するとは限らない。

即ち、上記各部室よりの空気の吐出量が変更されること
によりその位置がずれることもあるし、また、テンター
オーブン内の加熱空気の温度分布が運転条件により変る
ことがあるからである。

従って、この間隔ｔの追跡は、できる限り短い時間の間
隔を置いて行うことが好ましいが、このｔの変動ができ
る限り小さい数値域内であるように常に冷却炉内のフィ
ルム温度分布を赤外？ｉ度計で、及び各部室の冷却空気
の吐出圧をマノメーターで随時読みとり、フィルムの温
度分布の差、吐出圧の差ができる限ね小さくなるように
運転するのが好ましい。

ダクト２ｂｌ、２ｂ２．２ｂ３．２ｂ４より吹き出され
る空気により温度分布が略均−となった樹脂フィルムは
更にダクト２ｂ５．２ｂ６．２ｂ７．２ｂｌｌより吹き
出される空気により常温〜５５℃位の巻き取り可能な温
度に冷却され、ついで耳部をスリットされ、巻き取られ
る。

（効果） 本発明の実施により得られる樹脂フィルムは、たるみが
小さく、その巻きフィルムの幅方向の巻詞 き径の分布も均一であり、保管に右列である。また、印
刷も精度よく行われる。

参考例 三菱油化＠製ポリプロピレン“ノープレ７ＭＡ−６”（
商品名）９０部、三菱油化■製高密度ポリエチレン”ユ
カロンハー）”ＥＹ−４０”（Ａ品名）１００部、クレ
イ１５部、酸化防止剤０．３部および分散剤として花王
石鹸■製オレイン酸１ルナツク”（商品名）０．１部よ
りなる組成物を押出機を用いて溶融、混練したのち、ダ
イより２００℃の温度でシート状に押出し、約５０℃迄
、該シートを冷却した。次いでこのシートを約１５０℃
に加熱した後、ロール群の周速差を利用して縦方向に４
倍延伸した。

別に１ポリプロピレン（三菱ノーブレンＭＡ　−６）１
００部、平均粒径１，５μのクレー８０部、平均粒径１
μの啼化チタン１０部、抗酸化剤０．２部、オレイン酸
０．１部の割合で配合した組成物を別の２台の押出機を
用いて溶融混練し、ダイより２５０℃の温度でシート状
に前記縦軸延伸されたシートの両側面にラミネートし、
一旦、室温より２０℃高い温度まで冷却後、このラオネ
ートフイルムをテンターオープン（温度分布は端部が１
７５℃、中央部が１７０℃）内に導いて約１５５℃に再
加熱し、テンターを用いて横方向に８倍延伸し、次いで
１６０℃の熱処理炉中を通過させて熱セットした。

この熱セットされた延伸フィルムの耳部を冷却空気で冷
却した後、第１図に示す８対のダクトを有する冷却炉内
に延伸フィルムを導き、各ダクトの冷却空気の吐出圧を
全て４０　ｗ　Ａｑと同一にして冷却空気で樹脂フィル
ムを４５℃まで冷却し、ついで耳部をスリットしたのち
、この延伸フィルム５００ｍを巻きとった。

この延伸フィルムは中間層（基材層）の２軸延伸フイル
ムの肉厚が７０μ、表裏１の１軸延伸フイルムの肉厚が
各々１０μ、横Ｉｌ＠　３００　ＣｒＨの三層構造の印
刷、筆記曲のすぐれた白色の延伸フィルムであった。

この三層構造のフィルムの見掛は密度は０．７８ｆ　／
　Ｃｆ、、であ怜、基材層、表裏層とも層内には微細な
空隙が多数形成されでいた。また、表裏層の表面には多
数の微細な亀裂が見受けられた。

この白色の延伸フィルムの巻き径を２０１Ｍごとに測定
したところ、表１の分布であり、たるみがあることが理
解される。

この延伸フィルムのダクトの各区画された部室の下を通
過するフィルムの温度分布と、延伸フィルムに付した流
れ方向の一定時間における目しるしの長さくｌ）は表２
に示す通りであった。

実施例 参考例において、冷却炉の吐出圧を表２のように変更す
る他は同様にして表１に示す巻き径分布を有する延伸フ
ィルムを得た。

この延伸フィルム製造時のフィルムの温度分布と、延伸
フィルムに付した目じるしの長さくｔ）は表２に示す通
りであった。

（以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する冷却炉の上面図である。第２
図は従来の延伸フィルムが巻きとられた状態を示す斜視
図である。第３図は参考例で得られた延伸フィルムを１
２０℃で２時間、フリーに放置して測定した延伸フィル
ムのフィルムの送り方向の熱収縮率を示す図である。第
４図は冷却炉内の正面図、第５図は冷却炉内の上部を示
す斜視図である。第６図は目じるしを付された延伸フィ
ルムの部分的な斜視図である。 図中、１はフィルム、２はダクト、Ａ、Ｂ、Ｃ。 Ｄ、　Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈおよび■はダクトの区画された部
室、１１Ｖｉ、ダンパー、１２は区画された部室を連結
する導管である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、熱可塑性樹脂フィルムの表裏面に該樹脂フィルム
   の上下に配列された複数のダクトより吐出される冷却空
   気を吹きつけて該樹脂フィルムの温度を低下させる冷却
   方法において、（Ａ）前記複数のダクトは（１）各々樹
   脂フィルムの送り出される方向に対し垂直の方向に各々
   のダクトが平行して配列されており、（２）各々のダク
   トの部屋は複数の独立した部室に区画されており、かつ
   （３）この区画された部室の各々は隣接するダクトの区
   画された部室と導管で連結されており、（Ｂ）ダクトに
   送られた冷却空気の吐出量はバルブにより樹脂フィルム
   の送り出される方向に並んだ列の区画された部屋毎に希
   望する吐出量となるように調整して吐出されることを特
   徴とする熱可塑性樹脂フィルムの冷却方法。 ２）、各々のダクトは九個の部室に区画されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷却方法。 ３）、ダクトは、樹脂フィルムの上下に４対設けられて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷却
   方法。 ４）、ダクトの区画された部室より吐出される冷却空気
   の吐出量は、マノメーターの圧力を読んでバルブの開閉
   により行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の冷却方法。 ５）ダクトの区画された各部室より吐出される冷却空気
   の吐出量は、ダクト中央の部室より左右両端側の部室に
   向つて増加していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の冷却方法。 ６）、各ダクトは樹脂フィルムとともに冷却炉内に備え
   つけられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の冷却方法。 ７）、熱可塑性樹脂フィルムが延伸フィルムであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載または第６項記
   載の冷却方法。 ８）、冷却炉はテンターにより横延伸した樹脂フィルム
   を熱処理する炉の後に設けられることを特徴とする特許
   請求の範囲第７項記載の冷却方法。 ９）、冷却炉内の区画されたダクトの最終部を通過する
   フィルム温度が中央部と両端部が均一になるか、もしく
   は両端部が中央部より１〜１０℃低いことを特徴とする
   特許請求の範囲第５項または第６項記載の冷却方法。