JPH064275B2 - フィルムの横延伸方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱可塑性重合体フィルム、とりわけポリエステ
ルフィルムの横延伸装置及び横延伸方法に関するもので
ある。本発明において横延伸とは、フィルムを巾方向に
延伸する工程及びそれに引き続いて加熱処理を施す工程
を包含する概念として使用される。

〔従来の技術及び解決しようとする問題点〕

重合体フィルムとりわけポリエステルフィルムは非常に
すぐれた特性を有し、磁気テープ用、電気用等に広く使
用されている。磁気テープ用の中でもビデオテープ用途
においては近年ますます要求特性が厳しくなっており、
その中の１つがフィルム面上へのオリゴマーの付着問題
である。フィルム面上へオリゴマーが付着すると、ドロ
ップアウトの原因となり好ましくない。

このオリゴマーによる汚染を防止する方法は、種々提案
されているが、大別すると二つに分けることができる。
その１つは、ポリエステル原料自体にオリゴマーが少な
いものを用いる方法、第２にはフィルム化段階、とりわ
け横延伸工程においてフィルムから昇華したオリゴマー
がフィルムに付着することを防止する方法等である。

ポリエステルフィルムの横延伸は通常テンター法と呼ば
れ、第１図に示すような方法である。第１図において１
はポリエステルフィルムであり、２は横延伸および熱処
理を行なうハウジングであり、ハウジングの中はＡ〜Ｄ
に仕切られ、それぞれの帯域は熱風が循環されているオ
ーブンとなっている。Ａは予熱帯域、Ｂは横延伸帯域、
Ｃは熱処理帯域、Ｄは冷却帯域であり、それぞれの帯域
では温度調節がなされている。第１図ではＢの横延伸帯
域はさらに２つに仕切られており、Ｃの熱処理帯域は１
つの帯域から成っているが、各々の帯域をさらに多数の
仕切りを設けて仕切っても良い。これはＡ、Ｄの帯域に
おいても同様である。Ａ〜Ｄの帯域は通常１つのハウジ
ングの中に形成されているが、適宜２つ以上に分離させ
ても良い。Ａ〜Ｄの帯域から成る装置を本発明では横延
伸装置と称する。フィルム１はフィルム側辺部をクリッ
プ（図示せず）でつかみ巾方向への延伸が行なわれる。

このようなテンター方式では、熱可塑性重合体の種類に
よっては、重合体に含まれる低重合体であるオリゴマー
が昇華する。それを高濃度含んだ空気はフィルムの随伴
エアーとなってフィルム走行方向下流側へ流れ、とくに
熱処理帯域に続く連通帯域あるいはテンター外部の巻き
取り工程で析出する。この析出物は線状あるいは粉状と
なってフィルムを汚染し、商品の価値を著しく減じる。

これらの現象に対処するため、次の様な対策が講じられ
てきた。

熱処理帯域上部に給排気設備を設け、帯域内の昇華物
濃度を下げる事により、随伴エアー中の昇華物量を減ら
す。

熱処理帯域内に触媒燃焼装置を設け、循環エアーを通
すことにより昇華物を燃焼させ帯域内の昇華物濃度を下
げる。

熱処理帯域の後段に冷却帯域を設け、その内部エアー
はパンワスで排気することにより換気回数を増し、随伴
エアーの換気、汚染エアーの系外排出を行う。

冷却帯域と熱処理帯域間に、ニュートラル帯域と称す
る給気装置を持たない帯域を配置し、そこで排気を行う
事により随伴エアーの系外排出を行う。

熱処理帯域に続いてもう１帯域設置し、そこで給排気
を行う事により随伴エアーの昇華物濃度を下げる。

各所にフィルムに近接する様吸引ノズル等を設け随伴
エアー量を減らす。

しかし、これらの対策には次の様な欠点がある。

熱処理帯域内の給排気装置では昇華物量は減るもの
の、充分な効果が得られない。更に効果を上げようとす
ると膨大な熱ロスが発生し実用的ではない。

触媒燃焼装置は昇華物濃度を下げるのに有効だが、定
期的な触媒の交換、再活性化を行う必要がある。また、
低温では効果が下がる。

熱処理帯域のすぐ後段に冷却帯域を設置し、ワンパス
で排気をおこなうとフィルムの急冷が起こり平面性が悪
化する。また、エアーが急冷される冷却帯域前段には昇
華物の蓄積が起こりフィルムの汚染は避けられない。

ニュートラル帯域を設けると冷却帯域の汚染は少なく
なるものの充分な効果は得られない。

熱処理帯域に続き、もう１帯域設置すればニュートラ
ル帯域よりも昇華物除去効果は高くなるが、装置のコス
トが高くなる。また、熱ロスも多く実用的ではない。

吸引ノズル等は熱処理帯域からのエアー吹出しには有
効だが随伴エアーの減少効果は少ない。また、ノズルを
フィルム近傍まで近づけて効果を上げようとするとフィ
ルムに接触し傷が入る。

しがたって、これら、いずれの方法も工業的には満足で
きるものではなかった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、フィルムの熱処理帯域において発生する
昇華物の析出を防ぐ方法について鋭意研究を行った結
果、少なくとも一部の帯域の一定の場所で、フィルムに
対し新鮮な加熱空気を吹きつけハウジング内の仕切り近
傍にエアーカーテンを構成することによりオリゴマーに
よるフィルムの汚染を効率良く押えることができること
を見い出し本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、フィルムの側辺部を拘束してフィ
ルムを走行させつつ横延伸を行なう横延伸帯域および引
き続いて熱処理を行なう熱処理帯域を有し、該横延伸帯
域および熱処理帯域の境界は仕切られており、且つ各帯
域内においてもそれぞれ２域以上に仕切られていても良
い横延伸装置を用い、フィルムの横延伸および熱処理を
行なう方法において、仕切られた少なくとも１つの帯域
のフィルム走行下流側および／または上流側に、延伸装
置外部から取り込んだ実質的にオリゴマーを含有しない
加熱空気を、フィルム面に対し、フィルム巾方向に渡っ
て吹きつけてエアーカーテンを構成することを特徴とす
るフィルムの横延伸方法に関するものである。

以下本発明を詳細に説明する。

本発明に適用できる重合体フィルムは、特に限定されな
いが、ポリエステルとりわけポリエチレンテレフタレー
トフィルム、またはポリエチレンナフタレートフィルム
等に有効である。

本発明の構成の１つである横延伸装置は従来から知られ
ており、前に述べたように予熱帯域、延伸帯域、熱処理
帯域、冷却帯域に分かれており、それぞれの帯域はフィ
ルムが走行する間隙を除いて仕切られており、各帯域に
はそれぞれの帯域に適した温度に調節された加熱空気が
循環されている。

第２図および第３図は１つの帯域を示す、それぞれ正断
面図および横断面図である。横延伸装置はこのような単
位帯域が複数個連続して、１つの装置を構成している。

１はフィルム、２はハウジング、３はフィルムのクリッ
プ、４はヒーターである。帯域中の空気ヒーター４で加
熱され、５のモータにより駆動されるフアン６により図
中矢印で示す方向に空気が循環し、７の熱風吹付けノズ
ルからフィルム１に対して熱風が吹き付けられる。８は
吸排気用モータであり、９は吸排気用ダクトである。こ
のダクトは設置する場合も設置しない場合もある。１０
は帯域を仕切る仕切り板である。

横延伸装置においては各帯域の途中に熱風を循環しない
ニュートラル帯域を設けても良い。

各帯域の温度はフィルムの延伸条件に応じて変化する
が、延伸帯域では通常８０℃〜１５０℃、熱処理帯域で
は１５０℃〜２５０℃であり各帯域をさらに細分化する
場合は、通常後段に行く程温度を高く設定する。予熱帯
域は延伸帯域に比べて当然低い温度に設定されるが、こ
の帯域も複数に仕切られ、徐々に高温に設定するのが好
ましい。冷却帯域は熱処理帯域を通過したフィルムが一
度に外気にさらされることを防止するための帯域であ
り、複数に仕切られて徐々に温度を下げていくことが好
ましい。

本発明においては少なくとも１つの仕切られた帯域の複
数の下流側および／または上流側にフィルム面に対しフ
ィルム巾方向に渡って加熱空気を吹きつけ、エアーカー
テンを構成し得る機構を有するものであり、当該構成を
有する帯域は予熱帯域〜冷却帯域のいずれでも良く、ま
た各帯域内が二帯域以上に仕切られている場合はその中
の１つの帯域のみに本発明の構成が設定されていても良
い。オリゴマーはフィルムが高温に加熱される程多量に
発生するので、本発明の構成は熱処理帯域に設けられる
ことが、最も効率が高い。さらには、連続した帯域の中
で温度がより低く設定されている帯域の前の帯域に本発
明の構成を設定することが、次の帯域中でフィルム上に
オリゴマーが付着することを防止するうえで効果が高
い。

空気を吹きつける方式は、フィルム巾方向全域に渡って
ノズルを設けることにより行なうことが好ましいが、こ
のノズルはフィルム全巾に渡る長方形の吹き出し口を有
するものでも、円形ノズルを巾全域に渡って設けるもの
でも良いが、要するに帯域の仕切り部分に効率良くエア
ーカーテンを張ることができれば良い。ノズルはフィル
ムの走行方向下流側または上流側の一方あるいは双方で
も良いが、下流側に設けることが効率が良い。

加熱空気を吹き込むと、全帯域中のエアーのバランスが
くずれるため、空気抜き出し口を設置することが望まし
いが必須ではない。例えば帯域中に第２図、第３図の９
のように吸排気用ダクトがあればこれを排気用に使用し
ても良い。

好ましい態様は、給気ノズルを帯域の下流側に設置した
場合は、そのすぐ上流部分に排気領域として排気ダクト
を設けるのが良い。従って、給気ノズルを帯域の上流端
に設ける場合は、そのすぐ下流側に排気ダクトを設定し
得る。

本発明の好ましい態様を第４図に示す。１〜１０の数字
は第１〜３図に用いた数字と同一部分を示す。

加熱空気は１９のモーターで駆動されるフアン１８によ
り１７の給気ダクト中を流れ、１６のヒーターで加熱さ
れて１５の給気ノズルからフィルム面上へ吹き出され、
仕切り付近にエアーカーテンを作り出す。吹き出された
空気は排気ノズル１１から排気ダクト１４を通り、駆動
モーター１３により駆動されるフアン１２の力で外部に
排出される構成となっている。

吸気ノズルの形状はフィルム走行方向の上流側に傾斜さ
せることが好ましい。第５図はノズル形状を示す図であ
り、図の給気ノズル傾斜角（θ）を、ノズルをフィルム
下流側に設置した場合は上流側へ、上流側へ設置した場
合は下流側へ５°〜５０°傾斜させるのが良い。

以上のような構成を有する横延伸装置において、給気ノ
ズルから吹き出される空気の温度は、その帯域の設定温
度とする必要がある。給気ノズルから、実質上オリゴマ
ーを含まないか、あるいは帯域中のオリゴマー濃度より
もオリゴマー含量が低い空気を吹き出すと、これが、フ
ィルム上面で帯域中のオリゴマー含有量が高い空気と置
換され、また帯域の仕切り付近のエアーカーテンの作用
により、下流あるいは上流帯域へのオリゴマーの流出を
防止できる。

使用する空気は前述のごとく延伸装置外部から取り込ん
だオリゴマーを実質上含まない空気を使用する。

給気ノズルからの空気の吹き出し量は、ノズル先端とフ
ィルムとの距離、（ノズル先端からフィルムへの距離
は、５cm〜２０cmの範囲が好ましいおよびノズル先端の
傾斜角によっても異なるが、フィルムが波打つ程の量で
あってはならない。具体的には１ｍ巾あたり３〜２０m²
／mmの範囲である。さらには帯域中に熱風を循環させて
いる熱風吹付ノズル（第２図７）からの風速よりも早く
することが好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
に限定されるものではない。

実施例１〜１０及び比較例１ ポリエチレンテレフタレート状に溶融押出して、冷却固
化させた後１００℃で3.7倍に縦方向に延伸し、テンタ
ー方式により3.7倍に横延伸した後熱処理し巾２０００m
m、厚み６μのフィルムを得た。

テンター内は予熱帯域温度８０℃、横延伸帯域温度１０
０℃、熱処理帯域温度２３０℃、冷却帯域温度６０℃と
した。フィルム走行スピードは１００ｍ／分であり、熱
処理時間は３秒間とした。

熱処理帯域下流側仕切りより上流側より３０cmのところ
に給気ノズルをフィルム巾方向全面に設けた。ノズルの
形状及び給気量は第１表に示す。ノズル先端とフィルム
との距離は１２０mmとした。排気領域を設けた場合は、
給気ノズルの上流側に給気ノズルと接して第４図に示す
ような形状のダクトを設置し、下流側の仕切り開口部か
らのエアーの吹出し量が、通常の延伸の場合と同程度と
なる様に排気量を調整した。昇華物濃度の測定は、給気
ノズルの下流側５００mmの位置でフィルム面から１０mm
の位置にエアー吸込口を設置し、そこからエアーを吸引
し、メタノールでトラップした後、紫外線吸光法で濃度
を測定した。エアー風速は熱線風速計を使用した。

測定の結果を第１表に示す。

〔本発明の効果〕 本発明においては横延伸装置の中の少なくとも１つの帯
域中のフィルム下流側および／または上流側に熱風を供
給することにより、フィルムへのオリゴマーの付着を大
巾に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は横延伸装置のハウジングの平面図であり、第２
図および第３図は横延伸装置の１つの帯域の正断面図お
よび横断面図であり、第４図は本発明の１態様を示す横
断面図であり、第５図はノズルの形状を示す図である。
第１図〜第５図において、１はフィルム、７は熱風吹付
けノズル、９は吸排気用ダクト、１０はハウジング内の
仕切り、１１は排気ノズル、１４は排気ダクト、１５は
給気ノズル、１７は給気ダクトを示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フィルムの側辺部を拘束してフィルムを走
   行させつつ横延伸を行う横延伸帯域および引き続いて熱
   処理を行なう熱処理帯域を有し、該横延伸帯域および熱
   処理帯域の境界は仕切られており、且つ各帯域内におい
   てもそれぞれ２域以上に仕切られていても良い横延伸装
   置を用い、フィルムの横延伸および熱処理を行う方法に
   おいて、仕切られた少くとも１つの帯域のフィルム走行
   下流側および／または上流側に、延伸装置外部から取り
   込んだ実質的にオリゴマーを含有しない加熱空気を、フ
   ィルム面に対し、フィルム巾方向に渡って吹きつけてエ
   アーカーテンを構成することを特徴とするフィルムの横
   延伸方法
2. 【請求項２】横延伸帯域および／または熱処理帯域中の
   任意の仕切られた帯域中で、フィルム下流側に加熱空気
   を吹きつけ、且つその上流側に設けた空気の排気領域か
   ら空気を排気することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の方法