JPS59169818A - 二軸配向フイルムおよびその製造方法 - 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】 ［発明の技術分野］ 二軸配向フィルムとしては、テンター法やチューブ法で
二軸に延伸され、熱処理されたものが知られている。

しかし、かかる二軸配向フィルムは、主配向軸（または
横方向の配向軸）が、フィルムの横方向に対し、中央部
でほぼ平行となっているが、端部では数十度ずれている
といういわゆるボーイングを有している。

かかるフィルムを、例えばディスク状の磁気記録媒体に
使用すると、そのボーイングが顕在化して微小歪が生じ
面内の寸法等方性が損なわれ、磁気記録再生においてト
ラッキングエラーとなるという問題を生じる。

一方、ボーイングを緩和する二軸配向フィルムの製造方
法としては、例えば、第１図に示したように、二軸配向
されたフィルム１を、ニップロール２を備えた加熱ロー
ル３で熱処理する方法が知られている。

しかし、この方法では、加熱ロール３の表面上のニップ
されてない部分でフィルム１が熱収縮するため、ボーイ
ングは緩和されるものの、その程度が小さく、また不均
一であるという欠点を有していた。

［発明の目的１ 本発明目的は、かかる従来技術の欠点を解消し、微小歪
の生じない二軸配向フィルムを提供せんとするものであ
る。

また、本発明の他の目的は、歪を生じない二軸配向フィ
ルム、すなわち、ボーイングが均一に緩和された二軸配
向フィルムの製造方法を提供せんとするものである。

［発明の構成］ 本発明は、熱可塑性樹脂からなり、配向角の変化が幅１
ｍの範囲内において１０°以内である二軸配向フィルム
、ならびに、熱可塑性樹脂からなる未延伸フィルムを、
縦、横両方向に延伸し、熱処理する二軸配向フィルムの
製造方法において、フィルムの熱処理を、熱処理前のフ
ィルムが横方向に１０％以上収縮する温度の加熱体にフ
ィルムを接触させ、かつ接触中の該フィルムの横方向の
収縮率を３％以下に拘束する二軸配向フィルムの製造方
法を特徴とするものである。

本発明にお【プる熱可塑性樹脂とは、周知の熱可塑性樹
脂で具体的にはポリオレフィン、ポリエステル、ポリア
ミド、ポリビニール等があげられる。

なお、これらの樹脂の中ではポリエステルが好ましい。

本発明の二軸配向フィルムとは、上記の熱可塑性樹脂か
らなるフィルムで、フィルムの縦方向（長さ方向）おＪ
：び横方向（幅方向）の二軸に延伸されたものであって
、かつ、配向角の変化がフィルムの幅１ｍの範囲内にお
いて、１０’以内、好ましくは５６以内のものである。

配向角の変化が１００を越えたフィルムは、ボーイング
が顕在化し歪を生じるので好ましくない。また、各部の
熱収縮率は、フィルムの幅１ｍの範囲内において、０．
５％以内、好ましくは０．３％以内であるのが望ましい
。（各部とは、幅１ｃｍ、長さ１０ｃｍの試験片が採取
できる部分である。また、ここでいう熱収縮率とは、上
記試験片を１００’Ｃ雰囲気に３０分間保ったときの長
い方向の処理前と処理後の長さ変化の百分率である。）
。熱収縮率がこの範囲内の場合、歪がより小さくなり好
ましい。

なお、配向角とは、偏光ににって測定される場合の消光
の方向である延伸により生じた主配向軸（または横方向
の配向軸）方向とフィルムの横方向のなす角度である。

また、当然のことながら、配向角は、両耳部の除去され
た部分のフィルムに関して測定した値である。

次に本発明のフィルムの製造方法について説明する。

まず、熱可塑性樹脂を溶融してスリット状の口金からフ
ィルム状にして押出し、これを冷却ドラムで引取りなが
ら冷却固化して未延伸フィルムを得る。

この未延伸フィルムを縦、横の両方向に延伸して二軸配
向フィルムとする。ただし、この延伸において、延伸の
順序は、縦−横、横−縦、縦横同時のいずれであっても
よく、延伸段数も二段以上であってもよい。

以上周知のテンター法で二軸配向フィルムを得る方法を
説明したが、周知のチューブ法によって５− 二軸配向フィルムを得てもよい。なお、この二軸配向フ
ィルムには、必要に応じて次に述べる熱処理の前に実質
的にボーイングの起こらない低い渇麿の熱処理を付与し
てもよい。

次に、上記の二軸配向フィルムを、フィルムが横方向に
１０％以上、好ましくは１５％以上収縮するの温度に加
熱された加熱ロールの表面に接触させ、かつ、接触中の
フィルムの横方向の収縮率を３％以下、好ましくは１％
以下に拘束しながら、所定時間、好ましくは１〜５秒間
熱処理する。さらに好ましくは、接触中のフィルムの縦
方向収縮率をすべての部分で２％以下に拘束する。

なお、フィルムが横方向に１０％以上、好ましくは１５
％以上収縮する温度とは、フィルムから幅１　ａｍ、長
さ１Ｑｃｍの試験片をとり、無荷重で３０分間加熱した
とき、試験片が加熱前の長さに対し１０％以上、好まし
くは１５％以上収縮する温度をいう。具体的には、ポリ
エステルでは１００〜２４０℃、好ましくは、１５０〜
２４．０℃が望ましい。

６− 接触中のフィルムの横方向の収縮率（加熱体上の幅方向
熱収縮率）とは、フィルムが加熱体に接触する直前のフ
ィルムの有効幅を△、フィルムが加熱体から離れる点の
約１ｃｍ手前（加熱体に接している側）のフィルムの有
効幅を８としたとき（八−Ｂ）／Ａの値を百分率で表わ
した値をいう。

なお、ここでいう有効幅とは、耳部を除いた均一な厚み
の部分の幅、好ましくは端部Ｊ：す３ｃｍ以上を除いた
均一な厚みの部分の幅である。

拘束しながら熱処理するとは、加熱体の表面−Ｌでのフ
ィルムのすべりを拘束しながら熱処理するもので、その
拘束の方法は特に限定されるものではないが、例えば、
加熱ロールの場合、ロール周面からロール内の中空部へ
貫通した多数の微細孔を有するロールを用い、そのロー
ルの中空部から大気を吸引することにより、ロール周面
に接している被処理フィルムをその周面へ密着させ、フ
ィルムのずれを拘束するものである。

以下、上記熱処理の一例を図面に基づいて説明する。

第２図は二軸配向フィルムを熱処理する部分の断面図で
、１は二軸配向フィルム、３は加熱ロール、５は冷却ロ
ール、６は微細孔、７は中空部である。図示したように
、加熱ロール３には、周面からロール内の中空部７へ貫
通した微細孔６が設けられている。このロール３の中空
部７から大気を吸引することににす、二軸配向フィルム
１は微細孔６の吸引力により、加熱ロール３の周面に密
着され拘束される。一方、加熱ロール３は、中空部７内
に設けられたコイル（図示省略）による電磁誘導で加熱
され、所定温度に維持されているので、フィルム１はそ
の温度に加熱される。

なお、加熱ロールは、電磁誘導あるいは熱媒等によりロ
ール内から加熱するが、フィルム上面から赤外線照射、
ないし熱風吹付けにより加熱する方法も好適である。後
者の場合、ロール自体は積極的な加熱体ではないが、外
部からの加熱によりロールも高温に維持され、実質的に
加熱体となる。

ただし、この場合、フィルムの温度よりもロールの温度
が若干低くなる場合があるが、そのときはフィルムの温
度をフィルムが接触する加熱体の温度とみなずことにす
る。

加熱ロールに均一にフィルムを拘束する他の方法として
は、ロール表面を高電位に保持する方法がある。第３図
はその方法を示すもので、熱媒などによって加熱されて
いる加熱ロール３は、軸で電気的（こ絶縁され、表面に
電源装置４から高電圧が印加されている。なお電圧は、
少なくとも５ｋｖ以上、好ましくは１０ｋｖ以上印加す
るのが望ましい。この方法では、拘束が不充分の場合に
は必要とする電位まで電圧を上げればよい。

以上の例は、加熱体としてロールを使用した例を説明し
たが、キャリヤーベル１〜を用いることもできる。

なお、熱処理においてフィルムの幅１ｍ当りの各部にお
ける熱収縮率の変動幅をより小さくするには、上記の拘
束方法において、加熱体のフィルム把持力を０　、０２
　ｋｇ／ｃｍ２以上、好ましくは０゜１に！＋／ｃｍ２
以上、より好ましくは０．５〜１ｋｑ／ｃｍ２とするの
が望ましい。

＝９− また、この把持力は、加熱体に接しているフィルム全体
に作用させる必要はなく、必要に応じて減らしてもよい
が、特に、フィルムが加熱ロールから−すれる点の近傍
を低くするのが望ましい。ただし、把持力は第５図に示
したように、熱処理に使用する加熱ロール３上に幅２ｃ
ｍに切断した二軸配向フィルムを巻きつけ、ロールとの
接触面積を（３ｃｍ２とし、フィルムを図の矢印Ｆの方
向にひっばってフィルムがずれ始めるときの力を６で除
した値、すなわち、単位面積当りに換算した値である。

［実施例、発明の効果］ 以下実施例により効果を具体的に説明する。

実施例１ 未延伸のポリエチレンテレフタレートフィルムを縦３．
３倍、横３．３倍に二軸延伸を行った後、第２図に示し
た装置を使って熱処理を行った。

加熱ロール温度　　　　　　２１０℃ 冷却ロール温度　　　　　　　５０℃ 二軸延伸フィルム厚み　　　　５０μ １０− 二軸延伸フィルムの幅　　１９５０ｍ１１１処理速度　
　　　　　　　　　２０ｍ／分加熱体上の幅方向熱収縮
率　　４８％ サクションエヤーｆＡ　　　８０　ｎ　／ｍｉｎ　７ｃ
ｍ２このフィルムの熱処理前後の熱収縮率、および配向
角分布を表１に示した。なお、配向角は、図６に示した
ように、フィルムの幅方向を基準（０°）どじだときの
角度Ｒである。本発明のフィルムは、加熱ロール上では
フィルムは耳部を除いて均一に拘束されているため、配
向角の変化が任意の１ｍ当り８°以内に保たれていると
共に熱収縮率は実用範囲内となっている。

実施例２ 実施例１と同様に熱処理を施すが、−木目の加熱ロール
と二木目の加熱ロールの間、および、二木目の加熱ロー
ルと冷却ロールの間に速度差を設け、縦方向熱収縮率の
改良を試みた。

１本目の加熱ロール周速　２０．Ｏｎ＋／分２本目の加
熱木目ル周速　１９．５ｍ／分冷却ロール周速　　　　
　１９．０ｍ／分加熱体」二の幅方向熱収縮率４８％ この場合も実施例１と同様に配向角の変化が任意の１ｍ
当り９°以内に保たれ、さらに縦方向熱収縮率を低下さ
せることができた。

なお、このときのボーイング指標（フィルム端部に対し
てフィルム中央部が遅れた長さをフィルム幅で除した値
）は０．０１３であった。

比較例１ 実施例１で使用した未熟処理フィルムを、従来のテンタ
ーぐ熱処理した。

テンタ一温度　　　　　　　２０１℃ 処理時間　　　　　　　　約　１０秒 表１に示すように、ボーイングが発生し１００以内を保
てる幅は４００〜５００ｍｍであった。また、縦方向熱
収縮率は実施例２に及ばなかった。

比較例２ 実施例１で使用した未熱処理フィルムを第１図の方法で
熱処理を行った。加熱ロールの表面は硬質クロムメッキ
である。ロール温度条件、速度は実施例１と同様である
本方法では２本目の加熱ロール上でも幅収縮が発生し、
平滑なフィルムを得ることができなかった。そこで出口
フィルム張力を幅収縮が起こらなくなるまで増加させた
。得られた処理品は、表１に示すように、配向角の分布
が、比較例１に比して極めて向上しているが、１ｍ幅以
上で１０’以内に保つことは困難であった。

さらに、実施例１．２、比較例１に比べて縦方向の熱収
縮率が大幅に悪化し、実用上不適当であった。

１３− 実施例３ 実施例１で使用した未延伸フィルムを９５°Ｃで加熱処
理を第２図の装置で行った。該フィルムの、９５°Ｃで
の横方向熱収縮率は１０．５％であった。

処理前後のフィルム幅の変化はほとんどな（幅固定処即
が行えた。

以上本発明の詳細な説明したが、本発明の方法で処理さ
れたフィルムは配向角の変化が任意の幅１ｍ当り１０°
以内の変動域にあるため、直交二軸で等質であり、縦方
向熱収縮率も改良された。

したがって、歪などのねじれの生じない二軸配向フィル
ムとすることができた。

本発明のフィルムは各種の用途に使用できるが、磁気記
録媒体、特に、磁気ディスクに使用するのが好ましい。

本発明の実施に当っては、第４図に示すように、未配向
フィルムく△）−縦延伸（Ｂ）−横延伸（Ｃ）−前処］
ＩＪ！＜Ｄ）−巻取（Ｆ）が基本であるが、横延伸−縦
延伸−熱処理、同時二軸延伸−熱処理、縦延伸−横延伸
一前処理一縦延伸一熱処理などの使用方法が可能であり
、特に均質で、低熱処理フィルムを（ｑるためには、ロ
ール熱処理とテンター熱処理を直列に連続することも可
能であり、ロール熱処理を製膜ラインとは別に作動させ
る実施態様であってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の熱処理部の概略断面図、第２図および
第３図は、本発明の熱処理部の概略断面図、第４図は、
本発明のフィルムの一製造法を示す系統図、第５図は、
フィルムの把持力の測定方法を示めす断面図、第６図は
、配向角を図示し１ζフイルムの平面図である。 １：二軸配向フィルム　２：ニツブロール３：加熱ロー
ル　　　　４：電源装置 ５：冷却ロール　　　　６：微細孔 ７：中空部 Ａ：未配向フィルム　　Ｂ：縦延伸 Ｃ：横延伸　　　　　　Ｄ：熱処理 Ｅ：巻取　　　　　　　Ｒ：配向角 ＆１配 蓼３図 ２４　　　４ 蓼４回 籐ヲ叫 籐６阻

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性樹脂からなり、配向角の変化が幅１ｍの
   範囲内において１００以内である二軸配向フィルム。
2. （２）熱可塑性樹脂からなる未延伸フィルムを、縦、横
   両方向に延伸し、熱処理する二軸配向フィルムの製造方
   法において、フィルムの熱処理を、熱処理前のフィルム
   が横方向に１０％以上収縮する高度の加熱体にフィルム
   を接触させ、かつ接触中の該フィルムの横方向の収縮率
   を３％以下に拘束することを特徴とする二軸配向フィル
   ムの製造方法。