JPS61199923A - 延伸フイルムの熱処理方法 - 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 本発明は延伸フィルムの弛緩熱処理方法に関する。更に
詳しくは、本発明は延伸フィルムに改良された縦方向熱
収縮特性を付与する、加熱ロールによる熱処理方法に関
する。

従来技術 熱可塑性樹脂からなる延伸フィルムは、縦方向の熱収縮
性が大きいと、巻状物として使用される用途では熱が加
わった時に巻締りが起り、フィルム平面性悪化等の原因
となる他、磁気テープ用途ではスキュー性能が不良とな
り、またシート状の小片で用いられる液晶表示装置の液
晶セル基板等に於ても、寸法ずれを起し、画面の歪みが
生じるなどの問題を生じる。かかる延伸フィルムの熱収
縮特性を改良する手段として弛緩熱処理方法例えばテン
ター熱処理方法、加熱ロール熱処理方法等が知られてい
る。

しかし、上記テンター熱処理法では、テンター内のクリ
ップレールを入口から出口方向に向かって少しずつ狭め
ることにより、フィルムに横方向の弛緩を与え、横方向
の熱処理収縮性を低下させることができるが、縦方向に
弛緩を与えることが出来ないため、縦方向の熱収縮性を
下げることは出来なかった。

このテンター熱処理方法の改良として、縦横同時弛緩型
テンターを使う方法（例えば特公昭４４−２０２４０号
）が丘案されているが、装置が大型になるばかりでなく
、またその生産性や品質の問題からポリエステルフィル
ムなどの高級用途では実用化されていない。

また、テンタ一方法を応用した方法として、テンター熱
処理ゾーンの後部でフィルムの両端部（クリップ把持部
）をカットし、テンターと巻取機との間で中央部のフィ
ルムのみ縦方向に弛緩を与える方法（例えば、特公昭５
７−５４２９０号）や、テンターと巻取部との間にサク
ションロールを設け、フィルムに縦方向の弛緩を与える
方法（例えば、特開昭５９−１８７８１８号）が提案さ
れている。しかしながら、これら方法では、横方向に規
制する力がなく、横方向に不均一な収縮が生じたり、ま
たはフィルムが薄い場合には皺が発生したり、更に、サ
クションロールを用いる場合には孔の径に応じた転写傷
が生じやすく、フィルム表面を損傷するなど、品質上の
欠点となる問題がある。

一方、従来の加熱ロールによる熱処理ではフィルムに縦
方向の弛緩を与えることは出来るが、その際フィルムは
縦方向の収縮力と同時に加熱ロール上で横方向に伸長す
る作用を受けることから、ロール表面上で皺が発生し、
フィルムの平坦性が損われる問題があった。この加熱ロ
ール方法の改良として、ゴムロールでフィルムを加熱ロ
ールに押し付は密着させ、皺の発生を抑制する方法等が
行われているが、密着方法がむずかしいばかりでなく、
ゴムロールをフィルムを介して長時間加熱ロールに押し
付けると、ゴムが熱のため変形してしまい、フィルムに
傷を与えたり密着が不均一になり、皺の抑制が不充分に
なる問題がある。

上述のように従来方法では、いずれもフィルムに傷や皺
を発生することなく、縦方向の熱収縮性を改良すること
は困難であった。

発明の目的 本発明の目的は、前記従来方法では困難であった縦方向
の熱収縮性を低下させる延伸フィルムの熱処理方法を提
供せんとするものである。

発明の構成 本発明のかかる目的は、本発明によれば、熱可塑性樹脂
からなる延伸フィルムを加熱ロールを用いて弛緩熱処理
するに際し、該延伸フィルムを走行方向に０．１％以上
５％未満伸長させつつ第１段の加熱ロールにより延伸フ
ィルムのガラス転移点温度（Ｔ（１：’Ｃ）−１０℃以
上Ｔｇ＋３５℃未満に昇温し、引き続き第２段の加熱ロ
ールによりＴｏ＋３５℃以上に昇温し、しかる後該延伸
フィルムを走行方向に０．２％以上５％未満収縮させ、
冷却ロールによりＴ９以下に冷却することを特徴とする
延伸フィルムの熱処理方法によって達成される。

ここで、ガラス転移点温度（Ｔｇ　：’Ｃ）は熱可塑性
樹脂の未延伸フィルムのＤＳＣより求めた値であり、例
えばポリエチレンテレフタレートのＴｇは６９〜７０℃
である。

本発明に於ける熱可塑性樹脂からなる延伸フィルムとは
、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン等の周知
の熱可塑性樹脂からなる延伸フィルムで、これらの中で
ポリエステル延伸フィルムが特に好ましい。延伸フィル
ムとは、フィルムの縦方向および横方向に延伸する周知
の２軸延伸方法によるものであってもよく、また縦方向
のみあるいは横方向のみ延伸する１軸延伸によるもので
あってもよい。また、延伸に次いで、テンター等で熱処
理された延伸フィルムであってもよく、更にこれらの延
伸段数は何段であってもよい。

加熱ロールとは、フィルムを走行させかつ加熱する周知
のロールであり、フィルムが接触する表面の温度及び形
状が出来るだけ均一なロールが好ましい。該加熱ロール
の本数は少くとも２本以上を必要とし、表面温度を個別
に設定出来るものが好ましい。

冷却ロールとは、フィルムを走行さゼかつ冷却する周知
のロールである。尚、ロールのかわりに冷風装置等を設
置したり、又は併用することも出来るが、通常冷部ロー
ルのみで所定の冷却が達成出来る。

本発明に於ける熱処理方法の加熱に於ては、延伸フィル
ムを走行させ、該延伸フィルムの熱処理前縦方向寸法を
基準にして、フィルムを縦方向に０．１％以上５％未満
、好ましくは０．５％以上３％以下に伸長しつつ、該延
伸フィルムの温度を第１段の加熱ロールによりガラス転
移点温度（’Ｉ：’Ｃ）−１０℃以上Ｔｇ＋３５℃未満
に一旦昇温し、引き続き別の第２段の加熱ロールにより
該延伸フィルムをＴ（１＋３５℃以上（ポリエチレンテ
レフタレートの場合好ましくはＴｏ＋３５℃以上１８０
℃以下）に昇温するものであって、第１段の加熱ロール
及び第２段の加熱ロールはそれぞれ１個以上である。

加熱ロールを複数用いることによって延伸フィルムの伸
長割合や昇温割合を段階的に調整することができる。こ
れら加熱ロールの速度は、該延伸フィルムを縦方向に０
．１％以上５％未満、好ましくは０．５％以上３％以下
に伸長する範囲内で、個別に設定することができる。第
１段の加熱ロールで延伸フィルムをＴｇ−＋−３ｓ℃以
上に一挙に昇温すると、該延伸フィルムに皺が生じるの
で好ましくない。また第１段の加熱ローラで延伸フィル
ムを昇温するときに該延伸フィルムを定長ないし０．１
％未満の伸長下におくとフィルムに皺が生じるので好ま
しくない。

本発明に於ける熱処理方法の冷却に於ては、ガラス転移
点を温度（Ｔ（＋＞＋３５℃以上に加熱した前記延伸フ
ィルムを、冷却ロール速度を加熱以前の走行フィルム速
度よりも遅くすることにより、熱処理前の縦方法寸法を
基準にして０．２％以上５％未満、好ましくは０．３％
以上１．５％以下に収縮させ、次いで冷却ロールにより
ガラス転移点温度（ＴＩＪ　）以下に冷却するものであ
って、冷却ロール本数を１本以上とし、段階的に冷却す
ることもできる。

本発明を更に図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明を適用する装置の巻出機から巻取機ま
での要部を示す概略断面図である。延伸フィルム１は巻
出ｖｓ１１からフィードロール１２及びニップロール１
２′　により引き出され（巻出され）、該フィードロー
ル１２と第１段の加熱ロール１３の周速差により走行方
向に伸長されながら該加熱ロール１３によって延伸フィ
ルム１のガラス転移点温度（Ｔｇ）−１０℃以上、ＴＯ
＋３０℃未満に加熱される。引続き延伸フィルム１は第
２段の加熱ロール１４、１５により更に走行方向に伸長
されながら１ｇ＋３０℃以上の弛緩熱処理温度に加熱さ
れ、次いでフィードロール１２よりも遅い速度にある冷
却ロール１６及びニップロール１６′により、走行方向
に収縮されながら引取られ、ガラス転移点温度以下に冷
却される。冷却された延伸フィルム１は巻取機１７によ
り巻取られる。

第２図は、本発明を適用する装置のテンターから巻取機
までの要部を示す概略断面図である。テンター２１から
熱処理された延伸フィルム２が連続的に送り出され、冷
却ロール２２及びニップロール２２′により冷却された
のち、第１段の加熱ロール２３に送り出される。加熱ロ
ール２３は延伸フィルム２を走行方向に伸長しつつ、ガ
ラス転移点温度（Ｔｉｌ＋）−１０℃以上、Ｔ（１＋３
０℃未満に加熱する。

引続き延伸フィルム２は第２段の加熱ロール２４により
伸長されつつＴ（１＋３０℃以上に加熱され、次いで冷
却ロール２２よりも遅い速度にある冷却ロール２５及び
ニップロール２５′　により収縮されながら引取られ、
ガラス転移点温度以下に冷却され、しかるのち巻取機２
６により巻取られる。

第１図、第２図による方法において、延伸フィルムは所
定割合で伸長しつつ一旦ガラス転移点温度−１０℃以上
ガラス転移点＋３０℃未満に昇温し、更にガラス転移点
＋３０℃以上に昇温し、しかるのち該延伸フィルムを所
定の割合収縮させ冷却させるので、延伸フィルムに皺を
生じることなく縦方向の熱収縮特性を大幅に低下させる
ことができる。

この皺発生防止作用は一応次の如く推定される。

延伸フィルムを加熱すると、一般的にまず可逆変化であ
る熱膨張により延伸フィルムは自己伸長し、更に加熱す
ると不可逆変化であるフィルム微細構造の変化による収
縮が始まって伸びは停滞し、更に加熱を続けると収縮の
作用が伸長の作用よりも大きくなり、フィルムは自己収
縮する。この為、延伸フィルムを加熱ロールにより一挙
にガラス転移点点温度＋３０℃以上に加熱すると、自己
伸長と自己収縮の両方が瞬時に延伸フィルムの各所で作
用してバランスできずに皺を生じ、このためフィルムの
一部は加熱ロール表面より浮いてしまう。

一旦加熱ロールより離れ・たフィルム部分は昇温が遅れ
て伸長状態のままにとどまり、一方加熱ロールに接触し
たフィルム部分が収縮状態に入るので、皺の程度は更に
大きくなってしまい、延伸フィルムの平面性が著しく低
下し、製品フィルムの品質欠点となる。

これに対し、本発明の方法によれば、延伸フィルムを伸
長しつつ、一旦ガラス転移点温度−１０℃以上、ガラス
転移点温度＋３０℃未満に昇温するので、フィルム昇温
始めに生じる自己伸長を吸収すると共に、フィルム各部
の寸法歪みを揃えることが出来る。次いで等長又は伸長
状態で延伸フィルムをガラス転移点＋３０℃以上に昇温
するので、自己収縮の延伸フィルム各部の不揃いを吸収
出来る。

これらの効果により、皺を生じることなく、延伸フィル
ムを加熱ロールで加熱出来るので、収縮させたのち冷却
させると、延伸フィルムの縦方向収縮特性を大幅に低下
させることが出来る。

発明の効果 本発明によれば、皺を発生させることなく延伸フィルム
の縦方向収縮性を大幅に低下させることができる。

実施例 以下、実施例を掲げて本発明を更に説明する。

実施例１ 公知の方法で縦方向に延伸した厚み１００ＬｔＴｒＬの
ポリエチレンテレフタレートフィルムを、第１図にポリ
装置を通して弛緩熱処理した。このとぎの各ロールの速
度及び温度を、更に得られたフィルムの平面性及び縦方
向の熱収縮特性を１５０℃の温度で３０分間保持した場
合の収縮率として表−１の実施例１−１〜１−５に示す
。

比較例１ 各ロールの速度及び温度を表−１に示すように変える以
外は実施例１と同様にして弛緩熱処理を行った。この結
果を表−１の比較例１−１〜１−７として示す。

実施例１では皺がなく縦方向の収縮率が低い良好なフィ
ルムが得られたが、比較例１では皺がひどくてフィルム
製品として使用に耐えないフィルムか、或は皺はないが
縦方向の収縮率が高いフィルムしか得られなかった。

（以下余白） 表−１ 本　フィルムのカットシートを平１ｆｌな黒板上に静置
して皺の状況を観察し、。

下記の基準で評価した。

Ｏ：　フィルムを斜め上方よりみても何ら皺が見えない
良好な状態Δ：　フィルムの斜め上方よりみると、かす
かに皺が認められる状態Ｘ：　フィルムを一見するだけ
で皺が見える不良な状態実施例２ 常法で２軸延伸した厚み２１μｍのポリエチレンテレフ
タレートフィルムを、２００℃でステンターにて熱固定
処理したのち、第２図に示す装置を通して弛緩熱処理し
た。このときの各ロールの速度及び温度を、更に得られ
たフィルムの平面性及び縦方向の熱収縮特性を８０℃の
温度で１２０分間保持した場合の収縮率として、表−２
の実施例２−１〜２−４に示す。

比較例２ 各ロールの速度及び温度を表−２に示すように変える以
外は実施例２と同様にして弛緩熱処理を行った。この結
果を表−２の比較例２−１〜２−４として示す。

実施例２ではフィルムの平面性が良好でかつ縦方向の収
縮率が０．５％以下のフィルムが得られたが、比較例２
ではフィルムの平面性及び収縮率とも満足するフィルム
は得られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を適用するフィルム製造装置の巻
出機から巻取機までを示す概略断面図である。第２図は
本発明方法を適用するフィルム製造装置のテンターから
巻取機までを示す概略断面図である。 １．２：延伸フィルム １１：巻出機　　　　　１２：フィードロール１２′二
ニツプロール　１３：第１段の加熱ロール１４、１５：
第２段の加熱ロール　１６：冷却ロール１６′二ニツプ
ロール　１７：巻取機 ２１：テンター　　　　２２：冷却ロール２２′：ニッ
プロール　２３：第１段の加熱ロール２４：第２段の加
熱Ｏ−ル　２５：冷却ロール２５′：ニツブＤ−ル　２
６：巻取機 ″Ｉ！Ｊｔｌａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性樹脂からなる延伸フィルムを加熱ロールを用い
   て弛緩熱処理するに際し、該延伸フィルムを走行方向に
   ０．１％以上５％未満伸長させつつ第１段の加熱ロール
   により延伸フィルムのガラス転移点温度（Ｔｇ：℃）−
   １０℃以上Ｔｇ＋３５℃未満に昇温し、引き続き第２段
   の加熱ロールによりＴｇ＋３５℃以上に昇温し、しかる
   後該延伸フィルムを走行方向に０．２％以上５％未満収
   縮させ、冷却ロールによりＴｇ以下に冷却することを特
   徴とする延伸フィルムの熱処理方法。