JPH03193329A - 熱可塑性樹脂延伸フイルムのボーイング低減方法 - 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） 本発明は幅方向に均一な物理的、化学的性質を（ｆする
低ボーイングの熱可塑性樹脂延伸フィルムの製造方法に
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、分子配向杖態が同一
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
工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
面上に幅方向に沿って（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、湿潤膨張率、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
加工、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Ｆ
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（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牌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
２−４３８５６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。更に、特開昭６２−１８
３３２７号公報には縦延伸後、テンターで横延伸、熱処
理するフィルムの製造方法において、横延伸ゾーンと熱
処理ゾーンとの間に側端部分のみをガラス転移点以−Ｌ
熱処理温度以下の温度の予熱ゾーンを設置する技術が提
案されている。が、この技術では予熱ゾーンの温度を幅
方向に温度勾配を持たせながら制御しなければならず、
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。なお、本提案の実施例では
この予熱ゾーンの長さがフィルム幅の半分と短いことか
ら、予熱ゾーンによるボーイング低減の効果が少ないで
あろうと推測される。

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６２−４３８５６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。

なお、本提案では冷却工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上記のような複雑
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。

（発明が解決しようとする課題） かかる問題に対し本発明は、ボーイング現象を低減せし
めて幅方向に物性差の少ない熱可塑性樹脂延伸フィルム
の工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） 本発明者らは、テンター内におけるボーイング線の変化
を観察し、種々の研究からボーイング現象の発生過程を
解明し、このボーイング現象を減少する手段を検討して
本発明に到達した。

本発明は、少なくとも横方向に延伸された熱可塑性樹脂
フィルムを製造するに際し、横延伸工程と熱固定工程と
の間に下式を満足する長さし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
樹脂フィルムの製造方法である。

（Ｌ／Ｗ）≧０．２５　（２−ＷＮ４／Ｗ）　２なお、
−ヒ式において、Ｌは冷却工程の長さを、Ｗはフィルム
幅を、ＷＮはニップロール群の中の最大のニップロール
の幅を意味する。

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ψ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５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ｌ、を横方向に延伸した二軸配向フィルムで
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−軸鉦伸フイルムでも良いし、更にこの横一軸延
伸フィルムを縦方向に延伸した二軸配向フィルムでも良
い。又、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−１−から該熱可塑性樹脂の融点より２
０℃低い温度との間の温度で熱処理を施してあっても良
い。

本発明方法は、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−Ｈガラス転移温
度以下に冷却すると同時にニップロール群を設置し、横
延伸工程に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４度は低い程ボーイング
現象の減少の効果が向ｔする。また、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、更にニッ
プ幅ＷＮが広い程、ボーイング現象の減少の効果が向上
し、（Ｌ／Ｗ）≧０．５　（２−ＷＮ／Ｗ）となるよう
に冷却工程の長さＬを選択することが好ましい。又、フ
ィルム幅に対するニップ幅の比ＷＮ／Ｗは０．２以上が
好ましい。０．２未清であるとボーイング現象の減少効
果が少ないだけでなく、ニップロールによって剪断力が
生じて、皺が発生し、生産性が著しく低下する。また、
（Ｌ／Ｗ）が（１）式を満足しない場合は、ボーイング
現象の減少効果が極めて少なくなり、本発明の目的を達
成する事ができない。本発明のニップロール群とは通常
用いられるニップロール１対だけでも良いし、また複数
対のニップロールでも良いし、またニップロール以外の
他のロールと組み合わされたロール群でも良いし、更に
特公昭８０−２５５５８４号公報に記載されている様な
特殊なロールを単独あるいは複数本を単独にあるいはニ
ップロールや他のロールと組み合わせたロール群でも良
い。ここで、冷却工程の長さＬ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し、ニップ幅ＷＮ
は該ロールがフィルムと実質的に接触する面長を意味す
るものとする。尚、冷却工程の長さＬ１フィルム幅Ｗ及
びニップ幅ＷＮ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、熱固定工程が連接している場合や、上記工程間に
再横延伸、ｌ’￥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〜つの他のに程が存在する場合
も当然臼まれる。

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滴足しさえす
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、以下の例に限定
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−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３．６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°Ｃで予熱し、次
いで工００℃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すると共にＷＮ
／Ｗ＝０．８の幅の１本のニップロールで該冷却工程内
でニップしながら、該フィルムを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Ｌとフィルム幅Ｗと
の比（Ｌ／Ｗ）を０．５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 実施例２において、ニップロールの本数を２本とする以
外は実施例２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り。

実施例４ 実施例１において、ニップロール幅ＷＮとフィルム幅Ｗ
との比（ＷＮ／Ｗ）を０．４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５ 実施例１において、ニップロール幅ＷＮとフィルム幅Ｗ
との比（ｗ、／Ｗ）を０．２とする以外は実施例１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６ 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−ヒ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
の後再度テンターによってフィルムを２２０℃で熱処理
し、更に２００℃で熱処理した後、１００°Ｃ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°Ｃ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以りの長
さしの冷却工程とＷＮ／Ｗ＝０．８の幅のニップロール
が存在していた。

比較例１ 実施例１において、冷却工程とニップロールを設けない
（Ｌ／Ｗ＝Ｏ）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２において、ニップロールを設けない（ＷＮ／Ｗ
＝Ｏ）以外は実施例２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３ 実施例１において、ニップロールを設けない（ＷＮ／Ｗ
＝Ｏ）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。

比較例４ 実施例１において、冷却工程の長さＬとフィルム幅Ｗと
の比（Ｌ／Ｗ）を０．３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イルムヲ
得り。

比較例５ 実施例４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４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６ 実施例１において、ニップロール幅ＷＮとフィルム幅Ｗ
との比（ＷＮ／Ｗ）を０．１とする以外は実施例１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７ 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」−でフィルム状に成形した後、ロール廷伸機によ
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℃で予熱し、次
いで８５℃で延伸し、その後フィルムをＬ／Ｗ＝１．０
の長さの４０℃の冷却工程で一旦冷却すると共にＷＮ　
／Ｗ＝０．８の幅の１本の二・ツブロールで該冷却工程
内でニップしながら、該フィルムを２３５℃で熱処理し
、更に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。

実施例８ 実施例７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７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。

比較例７ 実施例７において、冷却工程とニップロールを設けない
（Ｌ／Ｗ＝Ｏ；Ｗｓ　／Ｗ＝Ｏ）以外は全て実施例７と
同様にして二輪配向ナイロン−６フイルムを得た。

比較例８ 実施例７において、冷却工程の長さＬとフィルム幅Ｗと
の比（Ｌ／Ｗ）を０．３とする以外は実施例７と同様に
して、二軸配向ナイロン−６フイルムを得た。

実施例と比較例のボーイング歪（Ｂ）を表１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Ｌで図１に示
すような弓形の変形量（ｂ）とフィルム幅との比を百分
率（１００ｂ／Ｗ）で表したものである。

以下余白 実施例と比較例を比べてみて判るように、本発明のニッ
プロールを設けることによりボーイング現象が減少させ
ることができるが、本発明の条件を充たさない場合（比
較例）はその効果が著しく少ないことが判る。

（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 (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）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
   間にニップロール群を有し（１）式を満足する長さＬ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ボーイング
   低減方法。 （Ｌ／Ｗ）≧０．２５（２−Ｗ＿Ｎ／Ｗ）＾２・・・（
   １）なお、（１）式において、Ｌは冷却工程の長さを、
   Ｗはフィルム幅を、Ｗ＿Ｎはニップロール群の中の最大
   のニップ幅を意味する。