JP3983361B2

JP3983361B2 - 延伸フィルムの製造方法

Info

Publication number: JP3983361B2
Application number: JP34914697A
Authority: JP
Inventors: 誠一郎鈴木; 滋雄片山; 幸治岸本
Original assignee: Teijin Chemicals Ltd
Current assignee: Teijin Chemicals Ltd
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: JPH10235728A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、熱可塑性樹脂フィルムを走行方向に延伸する時に走行方向に平行に発生する皺（波皺）を除去しつつ延伸フィルムを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、熱可塑性樹脂フィルムを走行方向に延伸する場合、フィルムの走行方向に沿って、一定の張力を与える必要がある。この場合、フィルムの走行方向に直交する幅方向が自由になっているため、幅方向は収縮し、延伸方向（走行方向）に平行な皺が発生する。この皺（波皺）が延伸終了後にも残りフィルムを加工する際に、たとえば塗装斑などの問題を起こす場合があった。
【０００３】
この対策として、フィルムが接するロール表面を湾曲させた湾曲ロールにフィルムを巻き掛けたり、あるいは、フィルムが接する表面に螺旋状に溝部を形成した溝付きロールにフィルムを巻き掛けたりして、フィルムの走行方向に直交する幅方向への拡幅力を付与する方法が知られている。また、例えば、フィルムの両端部を、それぞれエアシリンダーで作動する一対のロールで挟んでフィルムを走行方向とこれに直交する方向に引っ張り、拡幅力を与えるクロスガイダーが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、フィルムの縦皺防止対策としては、従来、走行方向と、これに直交する方向であるフィルムの幅方向に沿って、フィルムに張力を掛ける手段が存在している。しかし、湾曲ロールあるいは、溝付きロール等の特殊なロールを用いる場合、フィルム表面にロールから不均一な力が加わり、フィルム表面に擦り傷を生じさせる原因となっていた。また、クロスライダーによる方法は、フィルムの幅方向両端で与える張力を調整するのが困難であり、また、張力を付与するときの温度などの条件調整が難しいという問題があった。
【０００５】
本願発明は、フィルム表面に不均一な力を加わえることなく、発生する皺を除去しつつ延伸フィルムを製造する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、巻き付けロールを用いることを特徴とし、具体的には、延伸後、巻き付けロール及び予備冷却ロールで延伸時発生した波皺を伸ばし、その後、急激な冷却による熱収縮あるいは、フィルム自由長が長いために皺が発生することを防ぐため、複数個の加熱ロールを配置し、段階的に温度を下げていく延伸フィルムの製造方法である。
【０００７】
すなわち、本願発明は、
１．走行する厚さ３０〜２００μｍのポリカーボネートフィルムを走行方向に延伸し、延伸後直ちに、ロールの巻き付け角が１８０°以上で表面温度が１００〜１５０℃の巻き付けロールに接触させ、ついで複数のロール上を通過させることを特徴とする延伸フィルムの製造方法。
２．巻き付けロールに搬送されるフィルムに熱風を吹き付けることを特徴とする上記１記載の方法。
３．複数のロールとして、直径５０〜１５０ｍｍでかつ温度３０〜１００℃の加熱ロールを、多段ロール状に２０ｃｍ〜３０ｃｍの間隔で配置することからなる上記１または２に記載の方法。
【０００８】
ここで、上記１．の「延伸後直ちに、ロールの巻き付け角が１８０°以上で表面温度が１００〜１５０℃である巻き付けロールに接触させ、ついで複数のロール上を通過させる」とは、延伸から巻き付けロール、及び複数のロールでのフィルムの処理を連続的に行い、延伸後、巻き付けロールへのフィルムの供給の間に、実質的にフィルムを物理的に変形させる特別な装置が介在しないことを意味する。なお、ヒーターの取り付けや温風冷風の吹き付けはこの「フィルムを物理的に変形させる特別な装置」には該当しない。
また、上記３．においてロールの「間隔」とは各ロールの表面間の最短距離を意味する。
【０００９】
以下、本願発明の内容を項目別に説明する。
（巻き付けロール）
巻き付けロールは、加熱することが好ましい。巻き付けロールの表面温度は５０〜１５０℃であることが好ましく、更に好ましくは１００〜１４０゜Ｃである。その結果、延伸中に走行方向に波皺が発生したとしても、加熱された巻き付けロールからフィルムが熱を受け取り、巻き付けロールに接触したフィルムがある程度軟化されるため、波皺が伸ばされる効果が生じる。
【００１０】
巻き付けロールにおける、延伸フィルムとロールの巻き付け角は、上記の軟化による波皺を伸ばす効果を発揮させるには、１８０°以上とするのがより好ましいことが判明した。
【００１１】
このためには、フィルムとロールの巻き付け角を１８０°以上取ることができるように予備冷却ロールを配置する。巻き付け角は、より好ましくは１８０〜２７０°である。さらに好ましくは、１８０〜２３０°である。
【００１２】
なお、巻き付けロールにおける、「延伸フィルムとロールの巻き付け角」とは、巻き付けロールの断面方向を見た場合に、フィルムが巻き付けロール表面と接触する最初と最後の点が巻き付けロールの中心となす角度のうち、フィルムと接触するロール面を弧として含む側を意味し、具体的には、後述する図１におけるθがこれに相当する。
【００１３】
巻き付けロールのロール径は、フィルムとロールが接触している時間が３〜１０秒間になるように、好ましくは、直径５０〜１５０ｍｍのものが採用される。直径が５０ｍｍを切ると、皺伸ばし効果が不十分となる場合があるとともに、場合によってはフィルムがロールに巻き込まれる事態が発生する。また、１５０ｍｍを超えると、上記接触時間の選択の自由度は大きくなるはずであるが、実際には、皺伸ばしのためのフィルムとロールとの安定した接触条件（巻き付け角、接触時間）を見つけることが困難であった。
【００１４】
なお、巻き付けロール上にクロスガイダーを取り付け、発生する皺を除去することもできる。
【００１５】
また、巻き付けロールに搬送されるフィルムに熱風を吹き付けることも好ましい。熱風は巻き付けロールにフィルムが接触するロール全範囲で吹き付けることができる。その際、熱風吹き付け温度は、５０℃〜１５０℃、風速は、１０ｍ／秒〜２０ｍ／秒であることが好ましい。
【００１６】
（予備冷却ロール）
予備冷却ロールのロール径は直径５０ｍｍ〜１５０ｍｍとすることが好ましい。この予備冷却ロールの直前に巻き付けロールが設置されている。そしてこの巻き付けロールは５０℃〜１５０゜Ｃに加熱されている。次いで、巻き付けロールから予備冷却ロールにフィルムを通過させるが、予備冷却ロールの温度は３０゜Ｃ〜１００゜Ｃにすることが好ましい。この温度が低すぎる場合、フィルムが急冷されるために再度波皺を発生させることがある。また、予備冷却ロールの温度が高すぎる場合は予備的に冷却する効果がなくなるので好ましくない。
【００１７】
（加熱ロール）
フィルムは、一対の巻き付けロール及び予備冷却ロールを通過後、フィルム温度を冷却させるために、複数の加熱ロールをパスさせる。加熱ロールは、フィルムの自由長を短くし、ロール温度を段階的に落としていくために用いるもので、冷却を目的とするものであるが、フィルム温度を室温より保つようにするため冷却ロールではなく、加熱ロールと呼ばれている。
【００１８】
このロール本数は、連続的に３本以上あれば十分であり、フィルム流れ方向の上流側から下流側に向かって段階的に温度を下げるのが好ましい。この時の温度設定は、３０℃〜１００℃であることが好ましい。例えば、３本のロールを用いて１本目を１００゜Ｃ、２本目を６０゜Ｃ、３本目を３０゜Ｃのように設定することが好ましい。
【００１９】
また、フィルム自由長は、３０ｃｍ以下が好ましい。そのため加熱ロールを多段ロール状に２０ｃｍ〜３０ｃｍの間隔で配置する。フィルムの自由長が長い場合、フィルム温度を急激に下げると熱収縮による皺が発生してしまう恐れがある。そのために、ロールを用いて、フィルムをクロスパスさせ、フィルムのロール間自由長を極力短縮させることが好ましい。「クロスパス」とは二つのロール間で、フィルムがＳ字状あるいは逆Ｓ字状になるように、フィルムを通過させることを意味する。
【００２０】
加熱ロールの径は、直径５０〜１５０ｍｍとすることが好ましい。直径が５０ｍｍを切ると、場合によってはフィルムがロールに巻き込まれる事態が発生する。また、１５０ｍｍを超えると、ロール上にフィルムの浮き上がりの欠点が生じることが見出された。
【００２１】
（搬送張力）
フィルムの搬送張力は、高過ぎても低すぎても効果が無く、５ｋｇｆから２０ｋｇｆ範囲が好ましい。搬送張力が低すぎた場合は皺を伸ばす効果が無く、逆に高すぎた場合は新たに皺を発生してしまうことがあるためである。
【００２２】
ここで搬送張力とは、フィルムが加熱ロールを通過した後に設置されるメインニップロールまたはピンチロールにおける張力と延伸処理直後のニップロールまたはピンチロールにおける張力との差を意味する。なお、この延伸処理直後のニップロールまたはピンチロールは搬送張力測定のために仮設されたもので通常は使用されない。
【００２３】
（フィルム）
本願発明は、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン等の芳香族ジヒドロキシ化合物とジフェニルカーボネート、ジアリルカーボネート等の炭酸ジエステルやホスゲン等の炭酸結合形成化合物からのポリカーボネートフィルムに適用する。本願発明は、厚さ３０〜２００μｍ程度のフィルムに適用することができる。
【００２４】
【実施例】
［実施例１］
本願発明の具体例として、図１および図２に示す各ロールからなる皺除去装置を用いた延伸フィルムの製造方法について説明する。なお、本願発明はこの実施例によって限定されるものではない。
【００２５】
図１は、巻き付けロール１と予備冷却ロール２及び加熱ロール３の斜視図である。図２は、図１の平面図である。
【００２６】
厚さ７０μｍ、幅１１００ｍｍのポリカーボネートフィルムを、延伸温度１６０゜Ｃ、延伸倍率１．５倍で延伸した。フィルムには、走行方向に平行にほぼ等間隔で皺が３０本発生していた。なお、この延伸装置は図示されていない。
【００２７】
このフィルムを、巻き付け角１８０°で、表面温度１００℃、直径１５０ｍｍの巻き付けロール１上を通過させた後、表面温度６０℃、直径１００ｍｍの予備冷却ロール２上を通過させた。フィルムの巻き付けロールへの接触時間は５秒であった。
【００２８】
更に、表面温度１００℃、８０℃、６０℃にそれぞれ設定した３個の加熱ロール３（３個目のロールは図示されていない）で徐々に冷却した。ここで、各加熱ロール３の間隔は、２０ｃｍで、直径は全てそれぞれ１００ｍｍとした。
【００２９】
得られたフィルムは、皺がなく良好なものであり、皺除去装置へ搬入する前にあった皺３０本のすべてが除去された。
【００３０】
［実施例２］
巻き付けロール１の表面温度を９０℃とし、巻き付けロール１上に１００゜Ｃの温風を１２ｍ／秒の風速で吹き付けた以外は実施例１と同様にして延伸フィルムを製造した。
【００３１】
得られたフィルムは、皺がなく良好なものであり、皺除去装置へ搬入する前にあった皺３０本のすべてが除去された。
【００３２】
［比較例１］
複数の加熱ロール３を使用しなかった以外は実施例と同様にして延伸フィルムを製造した。この場合、皺除去装置へ搬入する前にあった皺３０本のうち、１０本程度の皺が除去されなかった。
【００３３】
［比較例２］
巻き付けロール１及び予備冷却ロール２を使用しなかった以外は実施例と同様にして延伸フィルムを製造した。この場合、皺除去装置へ搬入する前にあった皺３０本のうち、２０本程度の皺が除去されなかった。
【００３４】
【発明の効果】
本願発明方法によれば、巻き付けロール上で一種のアイロン効果により、延伸等で発生した縦皺を伸ばすことが可能となる。次いで、加熱ロールを用いて、フィルム温度を徐々に冷却させ、室温まで冷却させることによって、熱固定を図り、皺のない平面性の良好なフィルムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】巻き付けロール１、予備冷却ロール２及び加熱ロール３からなる皺除去装置にフィルムを搬送する様子を示す図。
【図２】図１の上平面図。
【符号の説明】
１：巻き付けロール
２：予備冷却ロール
３：加熱ロール

Claims

走行する厚さ３０〜２００μｍのポリカーボネートフィルムを走行方向に延伸し、延伸後直ちに、ロールの巻き付け角が１８０°以上で表面温度が１００〜１５０℃である巻き付けロールに接触させ、ついで複数のロール上を通過させることを特徴とする延伸フィルムの製造方法。
巻き付けロールに搬送されるフィルムに熱風を吹き付けることを特徴とする請求項１記載の方法。
複数のロールとして、直径５０〜１５０ｍｍでかつ温度３０〜１００℃の加熱ロールを、多段ロール状に２０ｃｍ〜３０ｃｍの間隔で配置することからなる請求項１または２に記載の方法。