JPH0245976B2 - Nijikuenshinhoriiipushironnkapuroamidofuirumunoseizohoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、二軸延伸ポリ−ε−カプロアミドフ
イルムの製造方法に関するものである。更に詳し
くは、まず縦方向に延伸し、ついでテンタークリ
ツプにより保持し横延伸して二軸延伸ポリ−ε−
カプロアミドフイルムを製造する方法の改良であ
つて、優れた平担性をもつたフイルムを製造する
方法に関するものである。 二軸延伸ポリ−ε−カプロアミドは、優れた強
靭性、耐熱性、耐寒性、透明性、印刷適正、耐薬
品性等に優れ、かつ、ピンホールが生じにくい等
の特徴を有するところから、食品その他の包装用
基材フイルムとして広く利用されている。例え
ば、食品包装袋とするためには、通常印刷、ラミ
ネート加工、製袋、食品充填、ヒートシールが行
なわれる。この場合、基材フイルムの平担性の良
否が、印刷、ラミネート加工、製袋工程等での生
産速度、歩留り等に大きな影響をおよぼす。すな
わち、基材フイルムにたるみがあると、印刷時ピ
ツチずれが発生したり、ラミネート加工、製袋工
程で皺が発生し、生産速度を上げることができな
い。したがつて基材フイルムの平担性、特に「縁
タルミ現象」改良に対する要請は、きわめて強
い。 「縁タルミ現象」は、フイルム長手方向に対し
てフイルムの中央部より縁部の方が長いという現
象によるものである。この現象は、二軸延伸フイ
ルムに一定張力を負荷し、この負荷をなくしたと
きのフイルムの延び方の相違により観察、確認さ
れる。 例えば、第１図によつて、「縁タルミ現象」に
ついて説明する。第１図において、１は平担なテ
ーブル、２，３はテーブル上に描いた基線、４は
粘着テープ、５は切断線、６はフイルム上の標線
をそれぞれ示す。 平担なテーブル１の上に、基線２，３の間隔
（例えば２メートル）より長い長さ方向に切断し
たフイルム（例えば３メートル）をおき、その一
端を粘着テープ４でテーブル上に固定する。フイ
ルムの他端に、一定の荷重、例えば巾１cm当り20
グラムの荷重を負荷してフイルムを緊張させ、基
線３に対応するフイルム上に標線６を描く。次い
で荷重の負荷をとり、フイルムを長さ方向に沿つ
た切断線５を、各々の巾が一定（例えば３cm）の
短冊状に切断すると、標線６が各短冊ごとにずれ
ることから、フイルムの巾方向中央部より縁部が
長いことが観察される。 このフイルムの巾方向中央部と縁部とに、長さ
の差が生ずるのは、フイルムの二軸延伸工程終了
後に行なう熱固定工程で生ずるボーイング現象に
起因する、と考えられる。 すなわち、二軸延伸フイルムは、その巾方向両
端はテンタークリツプで把持され拘束をうけてい
るのに対し、フイルム巾方向中央部は何ら拘束さ
れておらず、テンタークリツプの影響も極めて弱
い。従つて、二軸延伸工程終了後に熱固定工程で
フイルムが高温にさらされると、フイルムに生ず
る配向緩和応力や結晶化に伴う収縮力等のフイル
ム長手方向に生ずる成分によつて、巾方向中央部
分が、フイルム温度が未だ充分に熱固定温度まで
加熱されておらずより変形しにくい部分が存在す
る横延伸ゾーン、すなわちフイルム上流側に取ら
れ、巾方向縁部より遅れる結果となる。 上の熱固定工程に引き続いて行なうフイルム冷
却工程においても、依然として、フイルムの巾方
向中央部分が遅れ、その結果、フイルムの巾方向
中央部の長さが短く、縁部が長くなり、この長さ
の差のために「縁タルミ現象」が生ずると考えら
れている。 上のような、延伸フイルムの「縁タルミ現象」
を改良し、平担性の優れたフイルムを製造する方
法に関しては、多くの提案がなされている。例え
ば、特公昭44−20000号公報には、二軸延伸した
フイルムを熱固定して冷却する際に、フイルム巾
方向の温度を均一にしつつ徐令する方法が提案さ
れている。この方法によるときは、本発明者らの
実験によれば、フイルムに局所的な温度斑がある
場合や、フイルム冷却時に生ずる異常歪に起因す
るタルミに対しては、改良効果が認められるが、
ボーイング現象に起因するタルミには改良効果が
認められないことが判つた。 また、特開昭49−99676号公報には、二軸延伸
したのち熱固定したフイルムを冷却する際に、フ
イルム巾方向中央部の温度を特定の範囲に維持し
ながら冷却し、フイルム巾方向中央部分のタルミ
（中ダルミ）を改良する方法が提案されている。
本発明者らの実験によれば、この中ダルミ防止法
を縁タルミ改良のために応用しても、改良効果が
顕著でなかつた。 更に、特開昭58−55221号公報には、二軸延伸
したのち熱固定したフイルムの平担性を改良する
ために、フイルムを90〜150℃の温度範囲の水蒸
気中で一定の張力をかけて処理する方法が提案さ
れている。しかし、この方法は、フイルムを水蒸
気処理するための装置や、水蒸気処理後のフイル
ムの乾燥工程が必要となり、コスト高になるとい
う欠点がある。 更にまた、特開昭52−126476号公報には、フイ
ルムを縦方向と横方向とに延伸する間、または横
方向への延伸に続く熱固定工程の後に、フイルム
に高い張力を負荷して、フイルムの平担性を改良
する方法が提案されている。しかし、この方法に
従い、フイルムに高い張力を負荷しただけでは、
平担性の改良効果は充分でなく、張力を負荷した
後の熱弛緩工程と組み合せて始めて、改良効果が
発揮されるものであり、熱弛緩するための装置が
必要となるので、経済的ではない。 本発明者らは、かかる状況にあつて、優れた平
担性をもつた二軸延伸ポリ−ε−カプロアミドフ
イルムを製造する工業的有利な方法を提供するこ
とを目的とし、鋭意検討した結果、本発明を完成
するに到つたものである。 しかして本発明の要旨とするところは、ポリ−
ε−カプロアミドフイルムを、まず、縦方向に延
伸し、ついでテンタークリツプにより保持し横延
伸して、二軸延伸ポリ−ε−カプロアミドフイル
ムを製造するにあたり、 横延伸終了後のフイルム温度を、フイルム幅方
向の温度を均一に保ちつつ熱固定温度から150〜
165℃の範囲まで徐冷する第一段階、 ついで、フイルム温度を、フイルム巾方向の縁
部から中央部にかけて漸次低下するプロフイルと
し、かつ、縁部と中央部との温度差を10〜30℃の
範囲に保ちつつ、フイルム巾方向の中央部を45〜
50℃の範囲まで徐冷する第二段階、 さらに、フイルム温度をフイルム全巾にわたり
45℃以下に急冷したのち、フイルムをテンターク
リツプから解放する直前においてフイルム両耳部
を切断し、製品フイルムに45〜145Kg／cm²の引取
張力を負荷しつつ引取る第三段階、 の各段階を含むことを特徴とする、平担性の改良
された二軸延伸ポリ−ε−カプロアミドフイルム
の製造方法に存する。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明において、ポリ−ε−カプロアミドと
は、一般にナイロン６と呼称されているε−カプ
ロラクタムの単独重合体（ホモポリマー）およ
び、ε−カプロラクタムを主成分とし、これと共
重合可能な他の化合物との共重合体をいう。この
重合体には、滑剤、帯電防止剤、ブロツキング防
止剤、安定剤、染料、顔料、無機微粒子等の各種
樹脂添加剤が、配合されていてもよい。 本発明方法によるときは、ポリ−ε−カプロア
ミドフイルムを、まず、縦方向に延伸し、次いで
テンタークリツプによつてフイルム両耳端部を保
持して横方向に延伸する逐次二軸延伸方式によ
り、二軸延伸する。 フイルムを縦方向に延伸するには、ロール式縦
延伸機を用いるロール式縦延伸方式によるのがよ
い。フイルムを横方向に延伸するには、テンター
クリツプを用いて行なうのがよい。（ポリ−ε−
カプロアミドフイルムを、逐次二軸延伸する方法
の詳細は、特願昭58−45368号参照。） テンタークリツプを用いて横方向に延伸された
ポリ−ε−カプロアミドフイルムは、これに寸法
安定性を付与するために、引き続きテンタークリ
ツプで両耳端部を保持したまま、通常190℃以上
の融点以下の温度で、熱固定される。この熱固定
の工程で、フイルムの巾方向に３％以上の弛緩を
与えられることが多い。このような熱固定の工程
を経ても、最終的に得られるフイルムは、平担性
の優れたものとするフイルム製造法を提供するこ
とが、本発明の目的である。 本発明方法によるときは、まず第一段階で、横
延伸工程終了後のフイルム温度を、フイルム巾方
向に均一に保ちつつ、熱固定温度から150〜165℃
の範囲まで徐冷する。ここでいう「均一に」と
は、少なくともフイルムの巾方向の温度差が５℃
以内の範囲内に保たれることを意味する。この条
件が満たされないと、最終的に得られるフイルム
に縁タルミ現象が生ずるほかに、フイルム巾方向
に局部的なタルミが発生する場合があり、好まし
くない。また、フイルム温度を150〜165℃の範囲
まで徐冷しないで、次の第２段階に移ると、所望
の縁タルミ改良効果は認められない。 本発明方法によるときは、次に、第二段階で、
フイルム温度を、フイルム巾方向の縁部から中央
部にかけて漸次低下するプロフイルとし、かつ、
縁部と中央部との温度差を10〜30℃の範囲に保ち
つつ、フイルム巾方向の中央部を45〜50℃の温度
まで徐冷する。この段階での温度プロフイルは、
最終的に得られる縁タルミの形態や程度によつて
決定され、多くの場合放物線、逆台形等に近似し
た曲線プロフイルから選ばれる。 フイルム温度を、フイルム巾方向の縁部から中
央部にかけて漸次低下するプロフイルとするに
は、(イ)長い赤外線ヒーター複数本を、フイルム移
送方向に平行に、全体としてはフイルム移送方向
に直角に一列を構成して配置し、温度調節する方
法、(ロ)フイルム巾方向に沿い、かつ、フイルム面
に平行に近い角度に設置した冷風吹き出しノズル
で、フイルムの巾方向中央部を、選択的に冷却す
る方法、(ハ)フイルム移送方向に手行に、全体とし
てはフイルム移送方向に直角に一列を構成して配
置した、多数本の調節された熱風を吹き出す熱風
ノズルを使用する方法、(ニ)(イ)〜(ハ)を併用する方
法、等から選んで採用することができる。なかで
も、(イ)と(ロ)とを併用する方法が好ましい。 フイルム温度のプロフイルは、フイルム温度を
冷却する過程において、フイルム巾方向の縁部と
中央部との温度差を10〜30℃の範囲内で、必要に
応じ、適宜選ぶことができる。しかし、温度差が
この範囲外の場合、例えば、10℃より小さいと、
最終的に得られるフイルムの縁タルミ改良効果は
少なく、また30℃より大きいと、フイルム巾方向
の縁部が中央部側にそりかえるいわゆる「カーリ
ング」現象が生起するので、好ましくない。 この第二段階では、更に、フイルム温度を上記
のとおりプロフイルに維持しつつ、フイルム巾方
向の中央部を45〜50℃の温度まで冷却する。フイ
ルム巾方向の中央部の温度を45〜50℃の範囲まで
冷却しないと、フイルムに後記する適正な引取張
力を負荷しても、最終的に得られる製品フイルム
の平担性は改良されないので、好ましくない。 なお、上記第１段階、第二段階それぞれの冷却
速度は、特に制限するものではないが、20℃／秒
〜55℃／秒の範囲、特に好ましくは20℃／秒〜35
℃／秒の範囲で選ぶのがよい。 本発明によるときは、更に、第三段階で、フイ
ルム温度をフイルム全巾にわたり45℃以下に急冷
したのち、フイルムをテンタークリツプから解放
する直前においてフイルム両耳部を切断し、製品
フイルムに45〜145Kg／cm²の引取張力を負荷しつ
つ引取る。 この段階での冷却を45℃以下までとせずに、製
品フイルムに上記引取張力を負荷すると縁タルミ
改良効果が少なく、かつ、最終的に得られる製品
フイルムの厚さの精度を損い易いので、好ましく
ない。フイルム温度を45℃以下に急冷したのち、
フイルムをテンタークリツプから解放する前にお
いて、フイルム両耳部を切断し、製品フイルムに
45〜145Kg／cm²の引取張力を負荷する。 フイルム両耳部の切断は、フイルム両耳端部を
テンタークリツプで把持した状態で行なわない
と、製品フイルムに皺が発生するので、好ましく
ない。 フイルム両耳部を切断しないフイルムに、上記
引取張力を負荷すると、両耳部の厚さが製品フイ
ルム部の厚さに較べてはるかに大であるので、張
力が製品フイルム全体に有効に伝わらず、また引
取リニツプロール上で皺が発生し易いので好まし
くない。フイルム引取張力が45Kg／cm²より小さい
ときは、最終的に得られる製品フイルムの縁タル
ミの改良効果は少なく、145Kg／cm²より大きいと
最終的に得られるフイルムの厚さ斑が生じ、フイ
ルム長さ方向の熱収縮率が大となつて寸法安定性
を損ない易く、好ましくない。フイルムに負荷す
る引取り張力は、ニツプロールの回転数、ダンサ
ーロールの動き等により調節することができる。 本発明は、以上詳細に説明したとおりであり、
本発明によれば、二軸延伸したのち熱固定したフ
イルムを、特別な熱弛緩のための装置、水蒸気処
理、乾燥装置等を要せず、従来使用されているフ
イルム後処理装置を用いて、優れた平担性のある
フイルムに改良することが可能であり、本発明の
産業上の利用価値は極めて大である。 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越えない限り、
以下の例に限定されるものではない。 実施例 １〜２ 相対粘度が3.5のポリ−ε−カプロアミドを、
65mmφの押出機で、シリンダー温度260℃の条件
で混練し、Ｔ−ダイでフイルム状に押出し、30℃
に冷却された600mmφのキヤステイングロール上
で急冷し、厚さ約150ミクロン、巾約350mmの未延
伸フイルムを得た。 このフイルムを、150mmφ、巾700mmの複数本の
ロールで構成される縦延伸機で、3.0倍縦方向に
延伸した。引き続いて、テンター式横延伸機を用
い、横方向に3.2倍延伸した。 横延伸終了後のフイルムは、第２図に示した熱
固定炉２１内で、フイルム両耳部をテンタークリ
ツプで保持し、緊張した状態で、196℃の温度で
２秒間、更に、テンタークリツプ間隔を５％狭め
フイルムに巾方向の弛緩を与えた状態で196℃の
温度で２秒間の熱固定処理を行なつた。 熱固定処理終了後のフイルムは、第２図に平面
略図として示した装置に導き、後処理操作を行な
つた。 第２図において、２０は熱固定直後のフイル
ム、２１は熱固定炉、２２，２３，２４はそれぞ
れ赤外線パネルヒーター、２５はフイルム中央部
冷却用冷風ノズル、２６はフイルム全巾冷却用冷
風ノズル、２７はテンターレール、２８は耳部切
断刃、２９はフイルム耳部、３０は製品フイル
ム、３１は引取張力検出用ダンサーロール、３２
はニツプロール、矢印はフイルム移送方向を示
す。 フイルムを毎分24メートルの速度で、第２図に
示した装置内を移送しつつ、第１表および第３図
に示した温度プロフイル条件下（横軸はフイルム
巾方向、縦軸はフイルム温度設定値を意味する。）
で冷却したのち、フイルムがテンタークリツプか
ら解放する直前で耳部切断刃２８で耳部を切断し
て製品フイルム３０とフイルム耳部とを分離し、
製品フイルムは、第１表に示した引取張力を負荷
しつつ、図示されていない引取りワインダーによ
つて、厚さ約15ミクロン、巾800mmの製品として
巻取つた。 得られた製品フイルムの諸性質を、次に記載し
た方法で評価した。結果を、第１表に示す。 (1) フイルムの平担性 第１図に示したように、平担なテーブル１の上
に、直線２，３を２メートル離して平行に描き、
長さ３メートル（製品フイルムを長さ方向に切断
したもの）の一端を、粘着テープ４でテーブル１
上に固定する。フイルムの他端に、巾方向１cm当
り20グラムの荷重を負荷してフイルムを緊張さ
せ、基線３に対応するフイルム上に標線６を描
く。次いで、荷重の負荷をとり、フイルム長さ方
向に沿つて、３cm間隔に短冊状に切断する。つい
で、各短冊の自由端に60グラムの荷重を負荷し、
テーブル上の基線３と短冊上の標線６とのズレ
を、順次測定する。測定値のうち最大値と最小値
との差を、平担性の指標とする。 この指標が２mm以下の場合は、製品フイルムに
実用上の問題はないがより好ましくは、1.5mm以
下がよい。 (2) フイルムの厚さ斑（％） 製品フイルムを巾方向に３cm間隔で厚さを測定
し、次式によつて算出した値を意味する。 厚さ斑＝最大厚さ−最小厚さ／平均厚さ×100 この厚さ斑は、10％以下であるのが望ましい。 (3) 熱水収縮率（％） 製品フイルムから一辺の長さ100mmの正方形の
試料を調製し、この試料を、25℃、相対湿度40％
の雰囲気下で温調し、間隔80mmの標線をマークし
た。この試料を、熱湯中に５分間浸漬し取り出し
たのち、25℃相対湿度40％の雰囲気下に24時間放
置し、標線間の変化（△l₁）を測定し、次式によ
り算出した。 熱水収縮率＝△l₁／80×100 実施例 ３〜４ 実施例１において用いたと同種のポリ−ε−カ
プロアミドを用い、同例におけると同様の手順で
未延伸フイルムを調製し、ついで、同例で用いた
と同一装置で、まず縦方向に2.9倍延伸し、続い
て横方向に3.2倍延伸した。 横延伸終了後のフイルムは、熱固定炉２１内
で、フイルム両耳部をテンタークリツプで保持
し、緊張した状態で、193℃の温度で２秒間、更
に、テンタークリツプ間隔を３％狭め、フイルム
巾方向の弛緩を与えた状態で、193℃の温度で２
秒間の熱固定処理を行なつた。 フイルムを毎分24メートルの速度で、第２図に
示した装置内を移送しつつ、第１表および第４図
（横軸、縦軸の関係は、第３図の場合に同じ）に
示した温度プロフイル条件下で冷却したのち、第
１表に示した引取張力を負荷しつつ、ワインダー
で巻き取り、厚さ約15ミクロン、巾800mmの製品
フイルムを得た。 得られた製品フイルムの諸性質を、実施例１に
記載した方法に準拠して評価した。結果を第１表
に示す。

【表】

【表】 比較例 １〜９ 実施例１において用いたと同種のポリ−ε−カ
プロアミドを用い、同例におけると同様の手順
で、未延伸フイルムを調製し、ついで、同例で用
いたと同一装置で、まず縦方向に3.0倍延伸し、
続いて横方向に3.2倍延伸した。 横延伸終了後のフイルムは、熱固定炉２１内
で、フイルム両耳部をテンタークリツプで保持
し、緊張した状態で、196℃の温度で２秒間、更
にテンタークリツプ間隔を５％狭めフイルム巾方
向に弛緩を与えた状態で、196℃の温度で２秒間
の熱固定処理を行なつた。 フイルムを毎分24メートルの速度で、第２図に
示した装置内を移送しつつ、第２表に記載した温
度プロフイル、引取張力を負荷しつつ、ワインダ
ーで巻き取り、厚さ約15ミクロン、巾800mmの製
品フイルムを得た。 得られた製品フイルムの諸性質を、実施例１に
記載した方法に準拠して評価した。結果を第２表
に示す。

【表】 〓註〓 ＊１〜＊４は、第１表の註釈と同じ意味を有
する。
第１表、第２表より、次のことが明らかであ
る。 (1) 本発明方法によるときは、フイルムは縁タル
ミが少なく平担性に優れ、厚み斑は少なく、熱
水収縮率も小さいフイルムが得られた。 (2) これに対して、本発明の要件を満たさない比
較例の場合は、フイルムは縁タルミが大で平担
性に劣り、実用上問題のあるフイルムが得られ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、縁タルミ現象を説明するための斜視
図、第２図は、本発明方法で使用される装置要部
の平面略図、第３図は、実施例１〜２のフイルム
の温度プロフイル、第４図は、実施例３〜４のフ
イルムの温度プロフイルを示す。 図において、１はテーブル、２，３はそれぞれ
基線、４は粘着テープ、５は切断線、６は標線、
２０は熱固定直後のフイルム、２１は熱固定炉、
２２，２３，２４はそれぞれ赤外線パネルヒータ
ー、２５はフイルム中央部冷却用冷風ノズル、２
６はフイルム全巾冷却用冷風ノズル、２７はテン
ターレール、２８は耳部切断刃、２９はフイルム
耳部、３０は製品フイルム、３１は引取張力検出
用ダンサーロール、３２はニツプロール、矢印は
フイルム移送方向を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリ−ε−カプロアミドフイルムを、まず縦
   方向に延伸し、ついでテンタークリツプにより保
   持し横延伸して、二軸延伸ポリ−ε−カプロアミ
   ドフイルムを製造するにあたり、横延伸工程終了
   後のフイルム温度を、フイルム巾方向に均一に保
   ちつつ、熱固定温度から150〜165℃の範囲まで徐
   冷する第一段階、ついで、フイルム温度を、フイ
   ルム巾方向の縁部から中央部にかけて漸次低下す
   るプロフイルとし、かつ、縁部と中央部との温度
   差を10〜30℃の範囲に保ちつつ、フイルム巾方向
   の中央部を45〜50℃の温度まで徐冷する第二段
   階、さらに、フイルム温度をフイルム全巾にわた
   り45℃以下に急冷したのち、フイルムをテンター
   クリツプから解放する直前においてフイルム両耳
   部を切断し、製品フイルムに45〜145Kg／cm²の引
   取張力を負荷しつつ引取る第三段階、 の各段階を含むことを特徴とする、平担性の改良
   された二軸延伸ポリ−ε−カプロアミドフイルム
   の製造方法。