JPH03193328A

JPH03193328A - ポリアミド系樹脂フイルムおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH03193328A
Application number: JP1333777A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Yamada; 山田　敏郎; Chisato Nonomura; 千里野々村
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1991-08-23
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JP2600406B2

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）本発明は幅方向に均一な物理的、化学的性質を有する低
ボーイングの熱可塑性樹脂延伸フィルムに関する。

（従来の技術）熱可塑性樹脂延伸フィルムは、包装及び工業用途、その
他の用途に供せられており、フィルムのどの部分でも同
じ物性値であることが望ましい。

しかるに、通常の横延伸方法において、フィルムの中央
部分とフィルムの側端部分とでは、分子配向状態が同一
でない。この理由は、テンター内においてフィルムの両
端はクリップに把持されていて、延伸工程によって生じ
る縦方向（フィルムの進行方向）の延伸応力や、熱固定
り程によって発生する収縮応力は、把持手段であるクリ
ップによって拘束されているのに対し、フィルムの中央
部は把持手段の影響が低く拘束力が弱くなり、上記の応
力の影響によってクリップで把持されている端部に対し
てフィルムの中央部分では遅れが生じることが分かって
いる。そして、横・延伸と熱固定とを連続に同一・のテ
ンターで行う場合において、テンターに入る前のフィル
ムの而−１＝に幅方向に沿って（フィルムの進行方向と
直角に）直線を描いておくと、この直線はテンター内で
変形してフィルムの進行方向に対して延伸工程の始めの
領域で凸型に変形し、延伸工程の終わり直前の領域で直
線に戻り、延伸工程終了後には凹型に変形する。

更に熱固定工程の領域の途中で凹型の変形は最大となり
、そのまま曲線はほとんど変化しないでその後のテンタ
ーを通過し、テンターを出たフィルムには凹型の変形が
残る。

この現象がボーイング現象と称されているものであるが
、ボーイング現象がフィルムの幅方向の物性値を不均一
にする原因となっている。

ボーイング現象によってフィルムの幅方向で配向主軸の
角度が異なる傾向が生じてくる。この結果、例えば縦方
向の熱収縮率、熱膨張率、湿膨潤張率、屈折率等の物性
値がフィルムの幅方向で異なってくる。

このボーイング現象によって、包装用途の一例として、
印刷ラミネート加二■−１製袋工程等において印刷ピッ
チずれ、斑の発生、カーリング、蛇行などのトラブルの
原因になっている。又、工業用途の１例として、フロッ
ピーディスク等のベースフィルムでは面内異方性のため
磁気記録特性の低ドなどのトラブルの原因になっている
。

更に詳しく述べると、横延伸工程と熱固定工程との間に
冷却工程を設ける従来技術としては、特公昭３５−１１
７７４号公報には横延伸工程と熱固定工程との間に２０
〜１５０℃の緩和工程を介在させ、実質冷却工程を設け
た製造法が提案されている。しかし、この冷却工程の長
さについては全く記載されていないばかりか、ボーイン
グ現象の減少の効果も全く不明である。更に、ボーイン
グ現象を減少ないし解消する技術として、特開昭５０−
７３９７８号公報には横延伸工程と熱固定工程との間に
ニップロール群を設置するフィルムの製造法が提案され
ている。しかし、この技術ではニップロールを設置する
中間帯の温度がガラス転移温度以上で、ニップ点でのフ
ィルムの剛性が低いため改善策としては効果が少ない。

又、特公昭６３−２４４５９号公報には横延伸終了後の
フィルムを両端部を把持しながら中央部付近の狭い範囲
のみをニップロールによって強制的な前進をもたらす工
程が提案されている。しかし、この技術ではニップロー
ルをテンター内の高温領域に設置する必要があり、ロー
ル及びその周辺装置を冷却する必要があり、またフィル
ムが高温であるためフィルム表面にロールによる傷が発
生する恐れがあり、実用面で制約される。又、特公昭６
２−４３８５８号公報には横延伸直後のフィルムをガラ
ス転移点温度以下に冷却した後、多段に熱固定を行い、
熱固定と同時に横方向に伸張する技術が提案されている
。

しかし、この技術では冷却工程でのボーイング減少が少
ないためか、又は熱固定工程でボーイングが再発生しや
すいためか、冷却］二程に加えて多段に熱固定する工程
と再延伸との複雑な工程となっている。そのためテンタ
ー内の雰囲気温度やフィルム温度を長時間に渡り安定し
て制御することが困難ではないかと懸念される。又、本
提案も特公昭３５−１１７７４号公報と同様に冷却工程
の長さなどは記載されていない。

又、特開平１−１６５４２３号公報には横延伸後のフィ
ルムを横延伸温度以下に冷却した後、多段に昇温させな
がら横方向に再度伸張する技術が提案されている。しか
し、この技術では特公昭８２−４３８５６号公報の場合
と同様に冷却工程でのボーイング減少が少ないためか、
又は熱固定工程でボーイングが再発生しやすいためか、
冷却工程に加えて多段に熱固定する工程と再延伸との複
雑な工程となってるい。そのためテンター内の雰囲気温
度やフィルム温度を長時間の渡り安定して制御すること
が困難ではないかと懸念される。

なお、本提案では冷却「程の長さがフィルム幅の２分の
１以上が好ましいとの記載があるが、この根拠が定かで
はなく、この程度の冷却工程の長さや温度ではボーイン
グ減少の効果が少ないことが危惧されＬ記のような複雑
な工程を採用せざるを得なかったものと推測される。又
、特公平１−２５６９４号公報、特公平１−２５６９８
号公報にはフィルムの走行方向を逆転させて横延伸、熱
固定をする技術が提案されている。しかし、この技術で
はフィルムの走行方向を逆転させるのにフィルムを一旦
巻き取る必要があり、オフラインでの製造方法であるた
め生産性の而で制約を受けるなどの問題点がある、この
様にボーイング現象を低減させる試みはこれまで行われ
てきているが、これらは全て製造方法や装置に関するも
ので、フィルムの特性に注目した発明はこれまで行われ
ていない。例えば、特開昭５８−２１５３１８号公報や
特開昭６ｌ−８３２Ｅ３号公報に見られるように、ボー
イングの大きさとは関係なくフィルム幅の中央部での配
向主軸のずれはほとんど無く、ボーイングの程度を知る
にはフィルム全幅の試料が７殼であり、フィルムの任意
の場所での試料によりボーイングの大小を判別すること
は不可能であった。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、工業的に多量に製造されている熱可塑性を原
料としたフィルムであって、幅方向に物性差の少ない熱
可塑性樹脂延伸フィルムと、その１−業的に有利な製造
方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）かかる問題点に対し、本発明者らは研究に研究゛を重ね
た結果、少な（とも一方向に配向させた熱可塑性樹脂延
伸フィルムにおいて、融点より８０℃低い温度での幅方
向の熱収縮応力（σ２）がガラス転移温度より７０℃高
い温度での幅方向の熱収縮応力（σ、）の１００％以下
であり、ガラス転移温度より４０℃高い温度での幅方向
の熱収縮率が５％以下であるフィルムがボーイングの少
ない均一な物性を有していることを見いだし本発明に至
った。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に適用される熱可塑性樹脂としては、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレン２，６−ナフタレート
、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンテレフタ
レートなどのポリエステル樹脂、ナイロン−６、ナイロ
ン６．６などのポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポ
リエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレ
ンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフ
ォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケト
ンケトン、ポリエチレントリメリテッドイミド、その他
多くの単体、共重合体、混合体、複合体等が挙げられる
。

本発明の少なくとも横方向に配向した熱可塑性樹脂延伸
フィルムとは、少なくとも横方向に２．５倍以上の延伸
倍率で延伸し、フィルムに分子配向を与えたフィルムを
いう。具体的には、長手方向にあらかじめ配向させた縦
延伸フィルムを横方向に延伸した二輪配向フィルムでも
良いし、実質的に無配向なフィルムを横方向に配向させ
た横−・軸延伸フィルムでも良いし、更にこの横−軸延
伸フイルムを縦方向に延伸した二輪配向フィルムでも良
い。尚、配向フィルムは、少なくとも横方向に延伸した
後、延伸温度以上から該熱可塑性樹脂の融点より２０℃
低い温度との間の温度で熱処理を施してあっても良い。

本発明の熱収縮応力（σ１．σ２）は真空理工株式％式
％）を用いて測定された値であり、フィルムの幅方向の熱収
縮率（Ｈ８ＴＤ）はフィルムのガラス転移点温度より４
０℃高い温度で３０分間保持した時のフィルムの幅方向
の収縮率の値である。

又、理由は定かではないが、ガラス転移点温度より７０
℃高い温度でのフィルムの横（幅）方向の熱収縮応力σ
１に対する融点より８０℃低い温度でのフィルムの横（
幅）方向の熱収縮応力σ２の比σ２／σ１が１．０以下
好ましくは０．９以下のフィルムは、ボーイング歪は少
なく幅方向に均一な物性を有するが、１．０より高くな
るとボ−イング歪が大きくなるので、このσ２／σ、の
値は少な（とも１．０以下でなければならない。

本発明方法による時は、熱可塑性樹脂フィルムを横延伸
、熱固定処理する際に、熱固定前のフィルムを一旦ガラ
ス転移温度以下に冷却し横延伸工程よって発生するボー
イング現象を減少させようとするものであり、この冷却
温度は低い程ボーイング現象の減少の効果が向−トする
。

又、冷却工程の長さしとフィルム幅Ｗとの比Ｌ／Ｗの値
が大きい程ボーイング現象の減少の効果が向上し、Ｌ／
Ｗ≧２．０となるように冷却工程の長さしを選択するこ
とが好ましい。

ここで、冷却工程の長さしは、実質的に冷却工程の前工
程の温度以下になる箇所から、該冷却工程の温度より実
質的に高い次工程の温度に到達する直前の最も長い箇所
までの長さを意味し、フィルム幅Ｗはテンター出口での
テンターのクリップ間距離を意味するものとする。尚、
冷却工程の長さしとフィルム幅Ｗとは同じ単位で表すも
のとし、通常メートル（ｍ　）を使用するものとする。

本発明には、横延伸、冷却、熱固定］二枚が連接してい
る場合や、上記工程間に再横廷伸、再縦延伸、横方向の
緩和、縦方向の緩和、定長幅等の少なくとも一つの他の
−ｒ程が存在する場合も当然含まれる。

又、横延伸を行うテンターと熱固定を行うテンターとを
切り離す場合には、大気中でフィルムを走行させるため
フィルムは冷却されるので、冷却工程の長さしとフィル
ム幅Ｗとの比が本特許請求の囲を実質的に溝足しさえす
れば横延伸と熱固定を別のテンターで行うことも本発明
に含まれる。

（実施例）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、以ドの例に限定
されるものではない実施例１ポリエチレンテレフタレート樹脂を溶融してＴダイより
押出し、チルロール上でフィルム状に成形した後、ロー
ル延伸機によって縦方向に３．６倍延伸し、その後テン
ターによって横方向に３．７倍延伸し、熱固定した二軸
配向ポリエチレンテレフタレートフィルムとした。テン
ター内においては、フィルムを９０℃で予熱し、次いで
１００℃で延伸し、その後フィルムをＬ／Ｗ＝１．０の
長さの５５℃の冷却工程で一旦冷却し、次にフィルムを
２２０℃で熱処理し、更に２００℃で熱処理した後、１
００℃までフィルムを冷却した。その後、クリップから
外して通常のようにしてフィルムを巻き取った。

実施例２実施例１において、冷却工程の長さしとフィルム幅Ｗと
の比（Ｌ／Ｗ）を３．０とする以外は実施例１と同様に
して、二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムを
得た。

実施例３ポリエチレンテレフタレート樹脂を溶融してＴダイより
押出し、チルロール上でフィルム状に成形した後、テン
ターによって１００℃で横方向に３．７倍延伸し、その
後ロール延伸機によって縦方向に３．６倍延伸し、その
後四度テンタ一番こよってフィルムを２２０℃で熱処理
し、更に２００℃で熱処理した後、１００℃までフィル
ムを冷却して二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィ
ルムを得た。その後、クリップから外して通常のように
してフィルムを巻き取った。尚、横延伸工程と熱固定工
程との間には、６５℃以下の冷却工程の長さしとフィル
ム幅Ｗとの比（Ｌ／Ｗ）が実質的に５．０以上の長さＬ
の冷却］１程が存在していた。

比較例１実施例１において、冷却工程を設けない（Ｌ／Ｗ＝０）
以外は全て実施例１と同様にして二軸配向ポリエチレン
テレフタレートフィルムを得た。

比較例２実施例１において、冷却工程の長さしとフィルム幅Ｗと
の比（Ｌ／Ｗ）を０．５とする以外は実施例と同様にし
て、二輪配向ポリエチレンテレフタレートフィルムを得
た。

実施例４ナイロン−６樹脂を溶融してＴダイより押出し、チルロ
ールＬでフィルム状に成形した後、ロール延伸機によっ
て縦方向に３．２５倍延伸し、その後テンターによって
横方向に３．５倍延伸し、熱固定した二軸配向ナイロン
−６フイルムとした。

テンター内においては、フィルムを６０℃で予熱シ、次
イで８５℃で延伸し、その後フィルムラＬ／Ｗ＝３．０
の長さの４０℃の冷却工程で−・１冷却し、次にフィル
ムを２３５℃で熱処理し、史に２１０℃で熱処理した後
、１００℃までフィルムを冷却した。その後、クリップ
から外して通常のようにしてフィルムを巻き取った。

比較例３実施例４において、冷却工程を設けない（Ｌ／Ｗ＝０）
以外は全て実施例４と同様にして二軸配向ナイロン−６
フイルムヲ得た。

実施例と比較例のフィルムの各熱収縮応力の比（σ２／
σＩ）、ガラス転移点温度より４０”Ｃでの幅方向の熱
収縮率（Ｈ８ｔｎ）及びボーイング歪（Ｂ）を表に示す
。なお、ボーイング歪はテンターに入る前のフィルムの
表面に直線を描き、最終的に得られたフィルム上で第１
図に示すような弓形の変形ｆｆｉ　（ｂ）とフィルム幅
との比を６分率（１００ｂ／Ｗ）で表したものである。

また、各熱収縮応力の比（σ２／σＩ）及びガラス転移
点温度より４０℃での幅方向の熱収縮率（ＨＳ　ＴＯ）
は各フィルムの中央部分でのそれらの値を示している。

以下余白比較例１．２では（σ２／σ、）の値が１より大きく、
この場合著しいボーイング現象が発生し生産面で支障が
あったりして、本発明の特許請求範囲外では問題がある
が、本発明で得られる熱可塑性樹脂延伸フィルムはボー
イングの少ない幅方向に均一な物性を有することがわか
る。

（発明の効果）本発明によれば幅方向に均一な物理的、化学的性質を有
する熱可塑性樹脂フィルムが得られ、そのフィルムは包
装用、工業用、及びその他の用途に極めて有用である事
がわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はボーイング歪の算出方式を示したものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フィルムの横方向の熱収縮応力が（１）式を満足
し、且つガラス転移点温度より４０℃高い温度での横方
向の熱収縮率が５％以下の少なくとも一方向に配向した
熱可塑性樹脂延伸フィルム。（σ＿２／σ＿１）≦１．０・・・（１）なお（１）式において、σ＿１はガラス転移点温度より
７０℃高い温度でのフィルムの横方向の熱収縮応力を、
σ＿２は融点より８０℃低い温度でのフィルムの横方向
の熱収縮応力を意味する。
（２）フィルムの横方向の熱収縮応力が（１）式を満足
し、且つガラス転移点温度より４０℃高い温度での横方
向の熱収縮率が５％以下の少なくとも横方向に配向した
熱可塑性樹脂延伸フィルムを製造するに際し、横延伸工
程と熱固定工程との間に（２）式を満足する長さの冷却
工程を設けて、ガラス転移点温度以下に冷却することを
特徴とする熱可塑性樹脂延伸フィルムの製造方法。（Ｌ／Ｗ）≧１．０・・・（２）なお（２）式において、Ｌは冷却工程の長さを、Ｗはフ
ィルム幅を意味する。