JPS6312771B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は熱可塑性重合体シートの延伸に関す
る。更に詳しくは、シートの延伸に際して発生し
易い延伸斑と擦り傷とを防止する延伸装置に係る
ものである。 熱可塑性重合体シートをその長手方向にロール
群を用いて伸張するいわゆるロール延伸方式にお
いては、シートの延伸過程における延伸斑をなく
し、シートの擦り傷を防止する事が非常に重要で
ある。 従来多くの延伸方式が提案されてきたが、いま
だ上記を完全に満足する方法は出現していない。
例えば特公昭31−4236号では、密間隔遊動ロール
群により重合体シートを伸張する方式を提唱する
ものであるが、此の方法では6μm以下の薄いフイ
ルムを製造するに当り、ロールの回転抵抗が相対
的に大きくなつて、フイルム表面に擦り傷が発生
し易い。 特公昭37−1589号は、２組の周速度の異るニツ
プロールによりフイルムシートを伸張させる方式
であるが、100μ以上の厚物シートを製造するに
際に極めて高い延伸張力が生じ、２組のニツプロ
ールでフイルムシートを滑らないように支える事
は困難である。又特公昭40−7399号は２組のロー
ル群を用い、各組のロールは互に独立に相異る設
定速度で駆動し得る縦延伸方式を提供している。
然し此の方法もロールの周速度とフイルムの走行
速度を一致させる事が難しく、擦り傷の発生を防
止する事は困難である。 これらの欠点のない延伸方式を鋭意研究した結
果、本発明者は予熱区間及び冷却区間のロール群
が、未延伸または延伸後のフイルムシートに塑性
変形をもたらさない程度（ほぼ弾性変形限界内）
に、トルクにより制御された張力を分担する事に
よつて、各々のロールに過大な負担をかける事な
く、ロールとフイルム間の滑りを防止し無理なく
熱可塑性シートを延伸出来る方法を見出した。 即ち、本発明は、複数個の予備加熱用の低速ロ
ール群と複数個の冷却用の高速ロール群との間
で、熱可塑性重合体シートを延伸する装置におい
て、大部分の延伸張力即ち塑性大変形を分担する
抵速ロール群の最后のロールと高速ロール群の最
初のロールとを夫々所定の速度で強制的に定速駆
動せしめて熱可塑性重合体シートを所定の延伸倍
率に延伸せしめ、かつ前記２個のロール以外のロ
ールはそれぞれのロール軸と駆動源との間に一定
トルクを負担する手段を設ける事により該シート
とロール表面との滑りを防止する熱可塑性重合体
シートの延伸装置である。 本発明を説明する。本発明では熱可塑性重合体
シートフイルムの縦延伸にロール群を使用し、殊
に低い周速度で回転する低速ローラ群の最後とな
るロールと高い周速度で回転する最初のローラと
の間をその熱可塑性重合体の二次転移点乃至融点
の温度に加熱し、該フイルムシートを縦延伸す
る。この際、この２個のロールに近接する他のロ
ールにも延伸前後のシートに生ずる張力の一部を
分担させるものである。そしてこの張力の分担は
一定トルクを負担できる手段に依るものである。 一定トルクを負担する手段としては、例えばパ
ウダークラツチの如く、励磁電流をパラメータと
して伝達トルクを変える事が出来、励磁電流を一
定値に設定しておけば、駆動軸と被駆動軸間の回
転数の差、即ちスリツプ回転数に関係なくトルク
を一定に保持出来る特性のものが好ましい。然し
この様な特性を示すものであればパウダークラツ
チに限定するものではなく、特殊なトルクモータ
ーでも油圧モーターでも或は他の電磁クラツチや
トルクリミツターなども使用する事が出来る。 本発明は、熱可塑性重合体シートの延伸装置で
あるから、重合体の種類に殆ど関係なく使用でき
る。また、シートの一段延伸、多段延伸を間わず
適用出来るものである。 各ローラに、夫々トルクを分担せしめる方式と
しては、各ロールの回転数を強制駆動装置により
夫々少し宛回転数に差をもたせる方式；或は、強
制駆動回転数は一定として、ロール径を少し宛変
えておく方式等がある。もつともこの様な固定さ
れた周速差を与える手段は、樹脂の種類、厚さ、
温度、速度、倍率等が異る場合に対応し難く好ま
しくない。 本発明の態様をパウダークラツチを用いる場合
について詳しく説明すると、各ロールは何れも駆
動系統にギヤ、シヤフト、減速機、ベルト等の手
段で接続されている。ロール周速に関して云え
ば、低速ロール群の最后のロールは所定の速度で
駆動され、他の低速ロールは無負荷時はその数％
〜20％程度低い速度で強制駆動される。又高速ロ
ール群の最初のロールは、未延伸シートが所定の
延伸倍率となるような周速度で駆動されている。
その他の複数の高速ロールは、それと同等或は数
％異なる同速度で駆動される。そして負荷時、即
ちシート延伸時には、駆動源と被駆動ロール軸の
間に設けられたパウダークラツチを予め負担すべ
きトルクを伝達する条件で励磁電流を設定してお
けば、各ロールは設定された伝達トルクを伝達し
乍らパウダークラツチでスリツプする。また低速
ロール群の各ロールは夫々低速ロール群の最后の
ロールよりも少し宛遅い周速度で回転し、高速ロ
ール群の各々のロールは高速ロール群の最初のロ
ールより矢張り少し宛遅い周速度で回転せしめ得
る。かくして各ロールに生ずる速度差及びトルク
は、主として該シートの弾性変形に対応する応
力、及び加熱或は冷却による伸張・収縮等の変形
に対応する応力に相当するものとなる。 更に本発明の装置を図面により補説する。 第１図は、本発明を示す延伸装置の１例であ
り、第２図は、第１図の延伸装置の駆動系の１例
を示している。又第３図は、本延伸装置に使用す
るパウダークラツチのスリツプ回転数対トルク特
性を示す。 図面において、ロール１，３，４，５，６は低
速側駆動モーター１５によつて駆動される低速ロ
ール群であり、またロール７，８，９，１０，１
１は高速側駆動モーター１６によつて駆動される
高速ロール群であり更にロール１及び１１と接す
るロール２，１２は夫々弾性体からなるニツプロ
ールである。熱可塑性重合体シート１４は低速ロ
ール群を経て、ロール６及び７の間で延伸され、
ロール８以降の高速ロール群を経て引取られる。
一般にロール３，４，５，６は予備加熱ロールで
あり、ロール７，８，９，１０には冷却ロールが
用いられる。 ロール６，７間には、赤外線加熱装置１３等を
置き、局部加熱により延伸を円滑になすことがで
きる。ロール６及び７は可変速モーター１５及び
１６によつて、所定の延伸倍率となるように所定
の速度で駆動される。ロール１，３，４，５はモ
ーター１５からの回転を変速機２７により一定量
だけ減速された速度となるように強制駆動され
る。１７，１８，１９，２０，２１は方向変換機
を示す。このときのロールは、減速分に相当する
周速度減のため、熱可塑性シートから進行方向の
摩擦力、即ちトルクを与えられる。ここに２９，
３０，３１，３２はトルクを与えるためのパウダ
ークラツチである。 もしこれらが挿入されていない場合には、ロー
ル５は前記シートからのトルクを受け、ロール表
面とシートとの静止摩擦力が発現トルクに耐えら
れない場合には、ロール表面においてシートがス
リツプする結果、トルクの負担は次のロール４に
も影響を及ぼす。そしてロール４においても同様
にロール表面とシートとの静止摩擦力がシートの
張力に耐えられない場合はシートはスリツプを起
こしてトルク負担や張力負担が次のロール３に波
及する。 本発明の装置のように、パウダークラツチ２
９，３０，３１，３２が挿入されている場合に
は、予め電流により設定されたトルクをロール５
が受持ち耐え切れない余剰トルク分は、パウダー
クラツチ内で回転スリツプを起すこととなる。従
つて、ロール表面とシートとは滑る事なくロール
５は自律的に適当な回転数で回転する。この回転
数は駆動源からの強制駆動速度よりも速いがロー
ル６の周速よりも遅い速度で回転する事になる。
そして該余剰トルクは、次のロール４に波及し、
同様にパウダークラツチ３０により予め設定され
たトルクをロール４が受け持つ。そしてもし耐え
られない余剰トルクが生ずるとパウダークラツチ
３０内で回転スリツプを起こし、その結果ロール
４の表面とシートとの間でスリツプを生ずること
なくロール４は自律的に適当な回転数で回転す
る。この回転数は駆動源からの強制駆動速度より
も速いけれどもロール５の周速度よりも遅い速度
で回転する事になる。ロール３及び１に就いても
同様となる。 従つてパウダークラツチ２９，３０，３１，３
２を適当なトルクに設定し、且つ変速機２７の減
速比を適当な値に設定する事により、ロールとシ
ートとの間の滑りを起させる事なく、延伸張力を
ロール５，４，３，１に無理なく分担せしめ、ロ
ールの周速度と延伸前のシートの走行速度を完全
に一致せしめ得る。 高速ロール側でも同様である。可変速モーター
１６によりロール７は所定の延伸倍率となる速度
で駆動され、ロール８，９，１０，１１は変速機
２８により、ロール７と同等乃至それより少し速
い速度で強制駆動される。パウダークラツチ３
３，３４，３５，３６が設けられていない場合に
は、冷却によるシートの収縮応力に起因するブレ
ーキトルクがロール８に作用し、ロール８の表面
とシートとの間にスリツプを生じそれがロール９
やロール１０などへ次々と波及する惧れがある。
これに対し、本発明ではパウダークラツチ３３，
３４，３５，３６が設けられているから、ロール
８は予めパウダークラツチ３３に設定された伝達
トルクを負担して、余剰のブレーキトルクにより
パウダークラツチ３３内に回転スリツプを生じさ
せる。 かくして、ロール８はシートとの間で滑る事な
く強制駆動回転数及びロール７より少し遅い速度
で自律的に適当な回転速度で回転する。そして余
剰ブレーキトルクは更にロール９に波及し、ロー
ル９も同様にパウダークラツチ３４で予め設定さ
れた伝達トルクを負担し乍らパウダークラツチ３
４で回転スリツプを生じて自律的に適当な回転速
度で回転する。勿論ロール表面とシートとの間の
スリツプは発生しない。ロール１０及び１１の場
合も同様である。 このようにシート１４は各ロール８，９，１
０，１１にて引張りトルクを分担され乍ら所定の
延伸が施され、一定の張力で送り出される。 第３図は、こゝに用いるパウダークラツチがス
リツプ回転数の如何に拘らず、伝達トルクは励磁
電流によつて一定である事を模式的に示してい
る。 次に実施例を示す。 実施例 １ 厚さ2000μm、400ミリ巾の実質的に未結晶状態
のポリエチレンテレフタレートからなる未延伸シ
ートを、第１図の装置によりロール６の周速度を
10m／分、ロール７の周速度を32m／分として縦
方向に3.2倍延伸した。このとき低速ロール群の
速度を9m／分、高速ロール群の速度を32m／分
に設定した。各ロールの電磁パウダークラツチの
設定トルクに対し、そのときのパウダークラツチ
のスリツプ率は第１表の如くであつた。

【表】 縦延伸后のシートを更に横延伸機を用いて、横
方向に3.5倍延伸し175μmの二軸延伸フイルムを
得た。得られたフイルムの状態を第３表に示し
た。 比較例 １ 実施例１の延伸機において、パウダークラツチ
を用いることなく、低速ロール群をすべて10m／
分、高速ロール群をすべて32m／分の速度に揃え
て縦延伸し、次いで横方向に3.5倍で延伸したと
ころ、フイルム表面に擦過によるキズが多数生じ
ていた。 実施例 ２ 厚さ56μmの非結晶状態のポリエチレンテレフ
タレートの未延伸シートを実施例１と同じ延伸装
置を用い、ロール６の周速度を30m／分としロー
ル７の周速度を108m／分として、縦方向に3.6倍
延伸した。このときの低速ロール群の速度を
27m／分、高速ロール群の速度を108m／分に設
定し、その際の各々のロールの電磁パウダーブレ
ーキの設定トルクに対するパウダークラツチのス
リツプ率は第２表の如くであつた。

【表】 このシートを横方向に更に3.9倍延伸して4μm
の二軸延伸フイルムを得た。 比較例 ２ ロール６及び７のみ実施例２と同じ速度とし、
他のロールは電磁パウダークラツチの電流を切つ
て遊動ロールとした。 その他は実施例と同様の条件とし、4μmの二軸
延伸フイルムを得た。 以上のフイルムの延伸斑と擦り傷の存否につい
て、品質的に満足しうるものを〇不満足なものを
×として評価すると次の様になつた。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の延伸装置の説明図であり、第
２図は本発明の延伸装置の駆動系を示す説明図で
ある。また第３図は本発明の延伸装置に使用する
パウダークラツチのスリツプ回転数（横軸）とト
ルク（縦軸）との関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱可塑性重合体シートを低速ロール群と高速
   ロール群とにより縦延伸する装置において、該低
   速ロール群の最後のロールと該高速ロール群の最
   初のロールとは夫々所定の周速度により定速駆動
   可能なロールであつて該ロール間で前記シートが
   所定の延伸倍率で延伸でき、また前記２個のロー
   ル以外のロールはこれらのロール軸と駆動源との
   間に一定トルクを負担する手段が設けられて前記
   シートとロール群のロール表面との滑りが防止さ
   れてなる熱可塑性重合体シートの延伸装置。