JPH11207816A - 熱可塑性樹脂フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数枚のフィルムを１台の延伸機で同時に延
伸することにより二軸配向熱可塑性樹脂フィルムの生産
性を高める。 【解決手段】 ２枚以上の熱可塑性樹脂未延伸フィルム
を重ねて、同時二軸延伸テンターに導き、同時二軸延伸
する始めの延伸速度をそれぞれの方向で１００００％／
分以上とする。 【効果】 複数枚のフィルムを１台の延伸機で同時に延
伸した場合でもフィルム同士が粘着することなく剥が
せ、生産性を大きく高めることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は二軸配向された熱可
塑性樹脂フィルムの製造方法の改良に関わるものであ
る。更に詳しく言えば、一台の延伸機を用いて、複数枚
のフィルムを重ね合わせて同時に二軸延伸するフィルム
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように二軸延伸フィルムは、ポリ
プロピレンやポリエチレンといったポリオレフィン樹
脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタ
レートなどのポリエステル樹脂、ナイロンなどのポリア
ミド樹脂など多様な素材を基に製造され、延伸による強
度の向上、薄膜化などのメリットから数多くの用途に利
用されている。ところが、近年の過剰な競争から、各フ
ィルムメーカーはコストダウンを余儀なくされ、生産性
を向上するために、多大な努力を払ってきている。二軸
延伸フィルムを製造するにあたり、生産性を向上する方
法としては、製造速度を高める、製造機械の幅を広げ
る、ロスを減らして収率を高めるなどの方法が考えら
れ、それぞれに各種手法が検討されている。さらに、生
産性向上の見地から、１台の製膜機で複数枚のフィルム
を同時に製造する方法がかつてより検討されている。

【０００３】例えば、特公昭４３−１５７１５号公報、
特開昭５０−２２０６９号公報には、複数枚の重合体フ
ィルムを同時に延伸する手法が公開されている。しかし
ながら、複数枚を同時に延伸する場合、特に、ロールに
よる縦延伸工程で、重ねたフィルム同士が粘着し、延伸
後剥離ができなくなるという問題が存在する。そこで、
特開昭５３−８５８６６号公報には、複数のフィルム間
に、粘着しない薄膜スペーサーを挟持して延伸する手法
が公開されている。しかしながら、スペーサーを有する
ため、スペーサーの原材料費が必要であり、また、製膜
後にスペーサーを除去する工程が必要であるなど、コス
トダウンを阻害する要素が存在する。また、さらに、特
公昭６２−６４８８号公報には、重ね合わせたフィルム
をテンターにより同時二軸延伸する手法が公開されてい
る。

【０００４】しかしながら、テンターによる同時二軸延
伸法は、ロール延伸法に比較すると、フィルム同士の粘
着の問題は小さいが、テンター内では高温の熱風がフィ
ルムに吹き付けられているため、部分的な粘着が発生
し、製膜後のフィルムで剥離のむらが発生する問題があ
る。このように、旧来から複数枚のフィルムを重ねて延
伸する方法に関して検討がなされてきてはいるが上述し
た問題があり、未だ実用化に至っていないのが実状であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように二軸配向熱
可塑性樹脂フィルムの生産性を向上させるための複数枚
フィルムを重ねて延伸する技術に関し、主にその重ねた
フィルム間の粘着が防止できずに実用化されていない状
況にある。

【０００６】本発明は、このような問題を解決し、上記
テンター内での延伸時のフィルム同士の粘着を防止し、
スペーサーのような余分な部材を要しない熱可塑性樹脂
フィルムの製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、２枚
以上の熱可塑性樹脂製未延伸フィルムを重ねて同時二軸
延伸テンターに導き、延伸始めの延伸速度を縦、横の各
方向において１００００％／分以上で同時二軸延伸する
ことを特徴とする二軸配向された熱可塑性樹脂フィルム
の製造方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を詳細に説明する。

【０００９】本発明における熱可塑性樹脂としては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなど
のポリオレフィン樹脂、ナイロン６、ナイロン６６など
のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブ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−１，４−シクロヘキサンジメチレンテ
レフタレートなどのポリエステル樹脂、その他、ポリア
セタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂などを用
いることができる。特に、本発明においては、ポリエス
テルを用いた場合にフィルム間の粘着現象が発生しやす
いために、本発明の効果が顕著となり好ましい。中で
も、ポリエチレン−２，６−ナフタレートやポリエチレ
ンテレフタレートが好ましく、特にポリエチレンテレフ
タレートは、安価であるため、非常に多岐にわたる用途
で用いられ、効果が高い。また、これらの樹脂はホモ樹
脂であってもよく、共重合またはブレンドであってもよ
い。また、これらの樹脂の中に、公知の各種添加剤、例
えば、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶核剤、無機粒子が
添加されていてもよい。

【００１０】また、本発明における二軸配向したフィル
ムとは、縦方向、および／または横方向に延伸し、分子
配向を与えたフィルムを言う。なお、この後に、加えて
再び、縦および／または横に延伸をかけて、強度な配向
を付与してもよい。さらに、このような延伸を施した後
に、フィルムに残る歪みを除去するため、融点近傍まで
の温度で熱処理（熱固定）を行うことも好ましい。

【００１１】ところで、本発明においては、口金より吐
出した樹脂膜を、冷却ロール上で急冷固化し、その後、
２枚以上重ねて同時二軸延伸する。１台の延伸装置で２
枚以上重ねて一度に延伸することにより、高速化や、広
幅化と同様の生産性向上効果を得ることができる。とこ
ろが、縦延伸をロール延伸した場合、フィルム同士が強
く圧着されるために、フィルム間の粘着を防止すること
ができないため、同時二軸延伸テンターを用い、同時二
軸延伸する。

【００１２】ところが、単に同時二軸延伸しただけで
は、完全にフィルム間の粘着を防止することができず、
部分的な粘着が残存する。そこで、本発明においては、
同時二軸延伸する始めの延伸速度を縦、横各方向におい
て１００００％／分以上とする。さらに好ましくは１５
０００％／分以上、２０００００％／分以下である。延
伸速度を高速化することにより、フィルム間の粘着が発
生する前に配向結晶化が進み、粘着を防止できる。延伸
速度が１００００％／分より低い場合には、粘着の発生
を完全には防止できない。一方、２０００００％／分を
超えるような高速な延伸速度を達成するようなテンター
は製作が困難であり、また、延伸時にフィルムが破れや
すいため好ましくない。

【００１３】このような延伸速度を達成するためには、
従来より存在する同時二軸延伸テンターでは困難であ
り、短い区間でクリップ間隔が広がり、高速で駆動する
必要があるため、各クリップが独立に駆動される形態の
リニアモーターを利用した駆動方式によるテンターを用
いることが好ましい。従来の同時二軸延伸テンターは、
クリップをパンタグラフで連結し、クリップ間隔を開く
形態、クリップをスクリュー形状の軸で駆動し、スクリ
ュー溝の間隔を調整することでクリップ間隔を開く形態
などが採用されてきたが、その駆動方式の制限から最高
速度が遅いという欠点があった。一方、リニアモーター
を利用した駆動方式の場合、クリップは個々に連結され
ることなく、レール上を動き、リニアモーターにより発
生する磁界で速度制御され、クリップ間隔を広げるた
め、最高速度を従来の逐次二軸延伸用テンター並みに高
めることが可能となる。この方式のテンターを用いるこ
とにより、延伸速度を高めることが可能となり、上述の
延伸速度を達成することが可能となる。

【００１４】また、本発明においては、同時二軸延伸
を、多段階で行うことが好ましい。多段階に行うことに
より、一度粘着しかかった部分が次段目の延伸により外
れ、部分的な粘着を防止可能となる。さらに、多段階に
延伸することにより、延伸倍率を高めることが可能とな
り、高速化に伴う生産性向上効果も得ることができる。
なお、このような多段階の延伸を行うためにも、上記の
リニアモーター駆動のテンターが有効に利用できる。

【００１５】また、本発明においては、重ね合わせた２
枚以上のフィルムの間に、空気を供給しながら同時二軸
延伸テンターに導くことが好ましい。フィルム間に空気
層を設けることにより、フィルム間の粘着を防止するこ
とが可能となる。フィルム間に空気を供給する方法とし
ては、テンターの入口でフィルム同士を重ねる部分で、
ノズル等を用いて空気を供給することが装置が簡便で好
ましい。なお、供給空気量が多すぎる場合、テンター内
の熱風の流れを乱し、さらに、フィルムの該空気供給側
の昇温が抑制されるため好ましくなく、１０〜２０ｌ／
分程度の適量に抑えることが好ましい。

【００１６】また、本発明においては、同時二軸延伸の
面積倍率が、合計で１５倍以上であることが好ましい。
さらに好ましくは２０倍以上である。面積倍率とは、縦
方向の延伸倍率と横方向の延伸倍率の積で表す。面積倍
率を高めることにより、フィルムの配向結晶化が進み、
フィルム間の粘着を防止できる。面積倍率が１５倍を下
回る場合、部分的な粘着が観察されやすい。一方、この
ような高い延伸倍率を達成するためには、上述のような
多段延伸を用いることが好ましい。

【００１７】次に、本発明のフィルムの製造方法につい
て具体的に説明するが、必ずしもこれに限定されるもの
ではない。

【００１８】まず、熱可塑性樹脂の原料をペレットなど
の形態で用意し、必要に応じて、事前乾燥を熱風中、あ
るいは真空下で行い、押出機に供給する。押出機内にお
いて、融点以上に加熱溶融された樹脂は、溶融状態でフ
ィルタ、ギアポンプ等を連結する加熱されたパイプ中を
通り異物を除去される。この際、ギアポンプを連結する
ことで樹脂の押出量の均一性が向上し、厚みむらの低減
に効果が高い。

【００１９】押出機より口金に送られた樹脂はシート状
に成形された後、吐出され、キャスティングドラム上で
冷却固化され、フィルムに成形される。この際、シート
状の溶融樹脂に静電気を印加してドラム上に密着させ、
急冷固化する方法が好ましく用いられる。本発明におい
ては、この未延伸フィルムを２枚以上成形する。２枚以
上成形する方法としては、キャスティングドラムを複数
台用意し、横方向、流れ方向、上下方向などに配置し、
それぞれで成形したフィルムを重ねる方法、また、１台
のキャスティングドラム上に幅方向に２枚以上のフィル
ムを成形し重ねる方法、１枚のフィルムを等幅に切断
し、２枚以上のフィルムとして重ねる方法などが挙げら
れる。

【００２０】次に、重ねられたフィルムは、同時二軸テ
ンターに導かれ、まとめて同時二軸延伸を行う。本発明
における同時二軸延伸はリニアモーターを利用した駆動
方式によるテンターを用いて行うことが好ましい。この
ようなテンターを用い、樹脂のガラス転移温度以上、結
晶化開始温度以下の温度で、倍率を縦方向、横方向それ
ぞれ３〜８倍に延伸する。この際、前述の通り、縦、横
各方向の延伸速度を１００００％／分以上となるように
延伸区間を適宜設定する。さらに、例えば２段、３段等
の多段階に分けて延伸することが好ましい。一方、テン
ターのクリップに把持される入口部にノズルなどを設
け、重ねたフィルム間に空気を供給しながらテンターに
フィルムを供給することが好ましい。

【００２１】このような製造方法で二軸延伸されたフイ
ルムは平面性、寸法安定性を付与するために、テンタ内
で延伸温度以上、融点以下の熱固定を行ない、均一に徐
冷後、室温まで冷やして巻きとる。巻き取りは、重ねた
フィルムを別々に巻き取ることも、合わせて巻き取るこ
ともできる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
まず、以下の実施例において物性値の評価方法を次のよ
うにした。

【００２３】

【物性値の評価方法】１．フィルム間の粘着状態 ２枚重ねた状態のまま、巻取られたフィルムを、アンワ
インダから巻出しながら、搬送速度２０ｍ／分で、はが
しながら２台のワインダーで巻き取った。得られたフィ
ルムの品質判定基準として、１００ｍの長さの巻き取り
の間に、粘着部がはがれずにフィルムに傷を残したも
の、またフィルムを破断させたものを「×」、傷は発生
しなかったが、粘着によるひっかかりが観察されたもの
を「△」、ひっかかることなく巻き取ることができたも
のを便宜上「○」とし、後述する実施例と比較例でもこ
の基準を用いることにする。

【００２４】２．延伸速度 延伸開始時の速度Ｖ１と終了時の速度Ｖ２から平均速度
Ｖａ＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２（ｍ／分）を求め、延伸倍率
λから伸度Ｅ＝（λ−１）×１００（％）とし、延伸区
間長Ｌ（ｍ）より次の式で計算した。

【００２５】延伸速度＝Ｅ・Ｖａ／Ｌ（％／分） 実施例１ 熱可塑性樹脂として、極限粘度０．６５のポリエチレン
テレフタレートを用いた。このポリエチレンテレフタレ
ートのペレットを１８０℃で３時間真空乾燥して押出機
に供給し、２９０℃で溶融状態とし、２台の同じ形状の
口金に供給した。それぞれの口金から吐出したシート状
の溶融樹脂を、２５℃に冷却した２台のキャスティング
ドラムに静電気力を用いて密着固化し、２枚の未延伸フ
ィルムを得た。この２枚のフィルムを重ね合わせ、リニ
アモーター駆動の同時二軸延伸テンターへ供給し、入口
でフィルム間に１０ｌ／分の空気を供給した。１００℃
の熱風雰囲気下で予熱し、同温度で縦方向４．０倍、横
方向４．０倍に面積倍率１６倍に同時二軸延伸した。こ
の際の延伸速度は、両方向とも１７５００％／分であっ
た。その後、同じテンター内で２２０℃の熱風雰囲気下
５秒間熱固定を行い、均一にフィルムを徐冷しながら、
テンタから導き出し、フィルムの両端部をトリミングし
て２枚重ねたまま巻取り、厚み５μｍの二軸配向フィル
ムを得た。

【００２６】得られた２枚のフィルム間の粘着の状態
は、「○」であった。

【００２７】比較例１ 実施例１と同様の条件で、ただし、延伸速度が５０００
％／分となるよう延伸区間を調整し、厚み５μｍの二軸
配向フィルムを得た。

【００２８】得られた２枚のフィルム間の粘着の状態
は、「×」であった。

【００２９】実施例２ 実施例１と同様の条件で、ただし、延伸条件を、２段階
に分け、はじめに、１１０℃の熱風雰囲気下で予熱し、
縦方向、横方向に２．０倍づつ延伸後、９０℃の熱風雰
囲気下で冷却して、縦方向に２．５倍、横方向に２．０
倍延伸し、相当面積倍率２０倍の延伸を行った。この際
の、１段目の延伸速度は、１２０００％／分であり、２
段目の延伸速度は、縦方向１５０００％／分、横方向１
００００％／分となった。その後は実施例１と同様の熱
固定を施して、厚み５μｍのフィルムを得た。

【００３０】得られた２枚のフィルム間の粘着の状態
は、「○」であった。

【００３１】実施例３ 実施例１と同様の条件で、ただし、テンター入口部にお
ける空気の供給を行わずに延伸し、厚み５μｍのフィル
ムを得た。

【００３２】得られた２枚のフィルム間の粘着の状態
は、「△」であった。

【００３３】実施例４ 実施例１と同様の条件で、ただし、延伸条件を、縦方向
３倍、横方向３倍に面積倍率９倍の延伸を行い、厚み５
μｍのフィルムを得た。

【００３４】得られた２枚のフィルム間の粘着の状態
は、「△」であった。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法によれば、延伸始め
の延伸速度を縦、横の各方向において１００００％／分
以上としたので、複数枚のフィルムを１台の延伸機で同
時に延伸してもフィルム同士が粘着することなく剥が
せ、生産性を大きく高めることが可能となる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚以上の熱可塑性樹脂製未延伸フィル
   ムを重ねて同時二軸延伸テンターに導き、延伸始めの延
   伸速度を縦、横の各方向において１００００％／分以上
   で同時二軸延伸することを特徴とする二軸配向された熱
   可塑性樹脂フィルムの製造方法。
2. 【請求項２】 同時二軸延伸を、リニアモーターを利用
   した駆動方式によるテンターを用いて行う請求項１に記
   載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
3. 【請求項３】 重ね合わせた２枚以上のフィルムの間
   に、空気を供給しながら同時二軸テンターに導く請求項
   １または２に記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
4. 【請求項４】 同時二軸延伸を、多段階で行う請求項１
   〜３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方
   法。
5. 【請求項５】 同時二軸延伸の面積倍率が、合計で１５
   倍以上である請求項１〜４のいずれかに記載の熱可塑性
   樹脂フィルムの製造方法。