JPH0363499B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クリツプ式テンター延伸機を用いた
横軸高配向フイルムの製造方法に関する。更に詳
しくは、熱可塑性樹脂の縦方向皺曲処理フイルム
のクリツプ式テンター延伸機による横方向の延伸
において、各クリツプ間の間〓に、その間隙より
も皺曲処理を行つたことで実質的に長い状態で存
在するフイルムが、延伸前の予熱および延伸時の
加熱により、その皺曲構造が解け、更に、延伸時
の張力により、クリツプ間〓からフイルム両端が
所定位置よりも内側に入り込み、フイルム把持部
と未把持部の延伸倍率に差が生ずることを防止し
て横軸高配向フイルムの製造方法に関する。

〔従来の技術〕 横軸高配向フイルムは、横（巾）方向への高い
一軸配向性を有することから横高強度高弾性フイ
ルムや偏光フイルムの基材フイルムとして、また
易横裂性を利用したスプリツトヤーン用原料フイ
ルム等の高度な分子配向が必要とされる用途に用
いられる。

このような横軸高配向フイルムの製造方法はテ
ンター延伸機による方法が一般的であり、特に縦
（長手）方向に皺曲処理した未延伸フイルムを高
倍率に延伸する方法が良いことが知られている。
（例えば、特開昭55−77530号公報） 通常、横延伸フイルムを連続して製造するため
のテンター延伸方法としては、被延伸フイルム
の両端部を、末広がりに配置した２対の無端ベル
トで把持し、該ベルトを回転させることでフイル
ムを前方に移動すると同時に連続的に巾方向に伸
拡するベルト式テンター延伸方法、被延伸フイ
ルムの両端部を、フイルム単体あるいはフイルム
と共に補強用の線状物質を巻き込みビード状に加
工し、該ビード状部分が抜け出さない程度の２対
のスリツトを末広がりに配置し、その２対のスリ
ツト間を両端部にビード状部分を持つた該フイル
ムを通し、連続的に滑らせながら横方向に巾を伸
拡するスリツト式テンター延伸方法、被延伸フ
イルムの両端部を、進行方向に末広がりに拡幅し
ていく無端チエーンに配置されたピンに連続的に
刺し込みながら、連続的にフイルムを伸拡するピ
ン式テンター延伸方法、および、被延伸フイル
ムの両端部を、進行方向に末広がりに拡幅してい
く無端チエーンに連結されたクリツプに連続的に
把持させながら、連続的に伸拡するクリツプ式テ
ンター延伸方法が挙げられる。

これらのテンター式延伸方法を、縦（長手）方
向に皺曲処理した末延伸フイルムを高倍率に延伸
する方法に応用する場合、ベルト式テンター延
伸方法においては、皺曲フイルムは２対のベルト
間に連続的に把持されながら加熱変形され、ベル
トの外側には皺曲構造が残るため、延伸張力がか
かつてもベルト把持部分より内側にフイルム端部
が抜け出すことが無く、安定状態で連続的に延伸
し横高配向フイルムを製造することが出来る。但
し、この方法の欠点は、ベルトによる把持強度に
限界があるため、高倍率の延伸には適さない。
スリツト式テンター延伸方法においては、ビード
状に加工した部分が延伸機時の張力により変形
し、スリツト内側に抜け出すことがあり、高張力
にて高倍率に延伸する方法には適さない。ピン
式テンター延伸方法の場合は、延伸時の張力によ
りピンに突き刺さつた部分からフイルムの破れが
生じるため、高張力にて高能率に延伸する方法に
は適さない。高張力の掛かる横延伸を行う場合
には、把持部の耐張力性に優れたクリツプ式テン
ター延伸方法が最も適していると言われている。
しかし、クリツプ式テンター延伸方法において
は、無端チエーンの拡がり角度にもよるが、通常
クリツプとクリツプの間には３〜10mm程度の間〓
がある。この部分は全く把持固定されないので、
延伸前の予熱および延伸時の加熱によりフイルム
の皺曲状態が解けること及び延伸時の張力によつ
て所定の位置より内側に入り込み、クリツプ把持
部と未把持部の延伸倍率に差が生じることとな
る。

この未把持部分のフイルムが内側に入り込む程
度は、通常の平板フイルム（非皺曲処理フイル
ム）を延伸する場合は、通常のクリツプ式テンタ
ー延伸機を用いる限り、殆ど問題にはならない。
しかし、皺曲処理した延伸機を延伸する場合は、
この未把持部にフイルムが皺曲状態で存在するた
めに、フイルムの実長さはクリツプ間〓より長く
なる。例えば、皺曲率50％ならば10mmのクリツプ
間〓に実長20mmのフイルムが存在する。クリツプ
間〓の長さと皺曲したフイルムの実長さの差は皺
曲率が大きく成れば更に拡大する。クリツプ間〓
に存在する該クリツプ間〓よりも実質的に長い皺
曲フイルムは、延伸前の予熱および延伸時の加熱
によりその皺曲構造が解け、更に延伸時の張力に
よりクリツプ間〓から内側に入り込んでしまう。
そのため、把持部と未把持部での延伸倍了率の違
いによる配向度のばらつきが生じ、均一な品質を
有する横高配向フイルムを製造する場合に非常に
大きな問題になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、縦方向に皺曲処理された熱可
塑性樹脂フイルムを、一般的なクリツプ式テンタ
ー延伸機を用いて延伸する方法において、各クリ
ツプ間の間〓に、その間〓よりも皺曲処理を行つ
たことで実質的に長い状態で存在するフイルム
が、延伸前の予熱および延伸時の加熱により、そ
の皺曲構造が解け、更に延伸時の張力によりクリ
ツプ間〓から内側に入り込むことを防止すること
によつて、均一な延伸倍率を有する横軸高配向フ
イルムを安定して収率よく製造する方法を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検
討した結果、縦方向に皺曲処理された熱可塑性樹
脂フイルムの両末端部に加熱圧着処理を施した
後、クリツプ式テンターのクリツプによる把持し
延伸することが、該クリツプ間〓から該フイルム
未把持部分が内側に入り込むことを防止する方法
として有効であることを見出し、遂に本発明に到
つた。

即ち、本発明は縦（長手）方向に皺曲処理され
た熱可塑性樹脂フイルムをクリツプ式テンター延
伸機により横（巾）方向に延伸して高配向フイル
ムを製造する方法において、該フイルム両端の皺
曲処理部を加熱圧着処理により、該フイルムの中
央部より厚くすることを特徴とする横軸高配向フ
イルムの製造方法である。

本発明によれば、各クリツプ間のクリツプ未把
持部の皺曲処理が解けることを防止でき、更に、
延伸張力が掛かかつた場合でもクリツプ未把持部
分やが所定位置よりも内側に入り込む現象を防止
することが出来る。そのため、均一な延伸が可能
となり、均一な延伸倍率を有する横軸高配向フイ
ルムを安定して製造することが可能となる。

本発明における熱可塑性樹脂フイルムは、熱溶
融成形あるいは溶液キヤスト成形等でフイルム状
に成形され、且つ、延伸可能なフイルムである。

例えば、ポリオレフイン、ポリエステル、ポリ
アミド、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリ
カーボネート、ポリスチレン等のホモポリマーま
たはコポリマーよりなるフイルムが挙げられる。

これらの厚みは通常0.01〜５mm、好ましくは
0.05〜２mmである。

本発明においては、延伸に先立ち上記熱可塑性
樹脂フイルムを縦方向に皺曲処理して横延伸に伴
う縦方向の抗張力を低減させる。

皺曲処理方法は、例えば、２対の歯車を噛み合
わせて、その間にフイルムを通過させてフイルム
縦方向断面形状として波形に皺曲する方法等の公
知の方法が採用できる。

皺曲度は、目的とする製品により異なるが、で
きるだけ高配向性にするためには原平板フイルム
の縦方向の長さに対して、延伸倍率の２乗根分の
１の見掛け長さ（平面投影長さ）になるよう皺曲
させることが望ましい。

本発明においては、上記皺曲処理した未延伸フ
イルムの両端のクリツプによる未把持部分がテン
ター延伸により所定の位置より内側に入り込まな
いよう、未延伸フイルムの両端部を補強する。

補強方法としては、例えば(イ)未延伸フイルムの
両端部に同種または異種の樹脂をフイルム状で積
層する、あるいは溶融もしくは溶液状で塗布、乾
燥する方法、(ロ)金属細線等の折り曲げ加工がで
き、しかも剛性のある材料を両端部に固着する方
法、(ハ)未延フイルム自身の厚みを、中央延伸部よ
りも両端未延伸部の方を厚くする方法等が挙げら
れる。本発明では、方法(ハ)がその処理の簡便さか
ら採用される。

(ハ)の両部部の厚みを厚くする具体的方法として
は、予め熱可塑性樹脂フイルムを製膜する時に
厚くしておく方法、あるいは、巾方向に均一な
厚みのフイルムを縦方向に皺曲処理した後、両端
部のみをフイルムの軟化点から軟化点＋100℃の
温度範囲に加熱し、更に、加圧することで変形処
理を行い厚くする。例えば、結晶性樹脂の場合
は、T_g（ガラス転移点）〜T_n（融点）＋10℃の温
度範囲、好ましくは、T_g（ガラス転移点）〜T_cc
（結晶化開始温度）の温度範囲に加熱し、加圧す
ることで変形処理を行う。(ハ)の方法の中でもの
加熱変形処理（加熱圧着処理）する方法が最も好
ましい。軟化点以下の温度では、加熱変形処理の
効果が不充分となり、延伸時の加熱及び延伸応力
により未把持部が所定の位置より内側に入り込む
こととなり好ましくない。また、軟化点＋約100
℃の温度以上の温度では、加熱圧着時の樹脂の流
動性が高過ぎて目標とする厚さより薄くなること
があり好ましくない。

加熱圧着処理によるフイルム両端部の中央部に
対する厚み比は、２倍以上、好ましくは５倍以上
であり、その比が大きれば大きいほど望ましい
が、処理する作業性の点で上限は10倍程度であ
る。

皺曲処理フイルムの両端部を、加熱圧着により
フイルム中央部より厚くする理由は次のとおりで
ある。端部が圧着処理されていない皺曲フイルム
をクリツプ式テンターに供給した場合、クリツプ
間〓に配置された皺曲フイルムの実長さが、クリ
ツプ間〓よりも実質的に長いために（例えば、皺
曲率50％ならばば10mmのクリツプ間〓に20mmのフ
イルムが存在する）、テンター延伸機における延
伸前の予熱および延伸時の加熱により皺曲状態が
解け、更に、延伸時の張力により各クリツプ間の
未把持部のフイルム端部が内側に入り込み、その
結果フイルムの延伸倍率がフイルム把持部と未把
持部の位置の違いにより変わつてしまい、延伸倍
率のばらつきの原因となる。そこで、クリツプ間
〓の所定の位置から皺曲フイルム端部が内側に入
り込むことを防止するために、延伸前に皺曲フイ
ルム両端部を、加熱時に皺曲が解けない程度にフ
イルムの厚み方向に加熱圧着処理することが必要
であり、平板状になるまで加熱圧着処理すること
がより好ましい。

具体的な加熱圧着処理方法は、皺曲フイルム両
末端、あるいは両末端部より僅かにフイルムの中
央部寄りであつて、クリツプ把持部よりもフイル
ム中央部に入り込まない位置を、巾１mm〜30mmの
範囲で、軟化点から軟化点＋約100℃の温度範囲
に加熱されたロールあるいは連続駆動可能なプレ
ス機等により、一定押圧力で一定時間プレスを行
う。この時の押圧は加熱温度及び樹脂のヒートシ
ール性等によつて異なるが、通常は１〜50Kg／cm²
の圧力範囲である。例えば、結晶性樹脂の場合
は、T_g〜T_ccの温度範囲であれば５〜50Kg／cm²の
範囲が好ましく、T_cc〜T_n＋10℃の温度範囲で行
う場合は１〜10Kg／cm²の範囲が好ましい。これら
の圧力範囲より低圧の場合は、加熱変形処理の効
果が不充分となり、延伸時の加熱及び延伸応力に
より未把持部の所定の位置より内側に入り込むこ
ととなり好ましくない。また、これらの圧力範囲
より高圧でも差支えないが、加圧部の装置が大が
かりなものとなるので好ましくない。

加圧時間は加える圧力、延伸機の運転速度にも
よる各温度範囲ともに0.01秒〜10秒、好ましくは
0.05秒〜５秒程度である。0.01秒より短い時間で
は圧着効果が不充分である。作業能率に点で10秒
以内が好ましい。

上記の方法で、皺曲処理および端部が加熱圧着
処理された未延伸フイルムは、クリツプ式テンタ
ー延伸機に供給され横延伸される。

本発明に使用されるクリツプ式テンター延伸機
は、フイルムの両端部を把持するクリツプを有
し、進行方向に対し一定の角度で拡がりながらフ
イルムを連続して横方向に延伸する延伸部を有す
る通常の横延伸装置である。従つて、多数のクリ
ツプが３〜10mm程度の間〓で無端チエーンに連結
されている。そのクリツプ間〓は、延伸倍率と延
伸機の長さによつて定められる拡がり角度によつ
て異なるが、出来るだけ狭いクリツプ間〓のテン
ター延伸機を使用することが望ましい。

横延伸条件は樹脂フイルム組成、最終製品の品
質設計および縦皺曲処理条件等により適宜選択さ
れる。通常は、T_g以上の温度、例えば、結晶性
樹脂では、T_g（ガラス転移点）−10℃〜T_cc（結晶
化開始温度）の温度範囲で倍率２倍以上、好まし
くは４倍以上の高倍率で延伸して横軸高配向フイ
ルムを製造する。更に必要に応じて、延伸機内の
熱処理部または他の熱処理機を用いて、アニール
処理を行いフイルムの歪み除去あるいは寸法安定
性の向上を図ることも可能である。

両端部が加熱圧着処理された皺曲処理フイルム
のクリツプ把持位置は、該加熱圧着処理部よりも
フイルム中央側の未加熱圧着処理部でも、加熱圧
着部とフイルム中央側の未加熱圧着処理部の両方
に架かつても、あるいは、加熱圧着処理部だけで
も構わない。つまり、クリツプ噛み込み位置を含
めて、そのクリツプ噛み込み位置よりも外側に加
熱圧着部分が存在していれば、クリツプ間〓のフ
イルム未把持部が内側に入り込み、フイルムの延
伸倍率を不均一なものにしてしまうことはなくな
るのである。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳しく説明す
る。

実施例 １ ポリエチレンテレフタレート樹脂（IVO.61）
をＴダイ式押出機で製膜し、横（巾）方向の厚み
がほぼ均一になるよう耳端部をスリツトして巾
300mm、厚み150μmの実質的に非結晶のフイルム
を巻き取つた。この平板フイルム上に、縦方向に
長さ1000mmの線をフイルム全巾にわたり巾方向に
20mm間隔でマーキングした後、ピツチ8.5mm、深
さ7.5mmの歯車２本を噛み合わせたギヤーロール
に通し、同マーク長さを平面スケールで測定して
約550mmとなつた縦方向皺曲処理フイルムを作成
した。次いで、皺曲処理フイルムの両最末端部の
10mm巾部分に、180℃に加熱した表面に硬質クロ
ムメツキ処理を施した鉄板を５Kg／cmの圧で0.5
秒間押し当て、最大厚みが１mmとなるように熱変
形処理（加熱圧着処理）を行い、端部厚みを増加
させた皺曲フイルムを得た。これを予熱部80℃、
延伸部80℃および熱処理部190℃に加熱した状態
で、クリツプ式テンター延伸機（クリツプのフイ
ルム把持部形状は縦100mm×横15mm、クリツプ間
〓４mm）に供給し、圧着処理部より内側10mmの皺
曲フイルム部をクリツプで把持させ、延伸倍率率
設定5.0倍で横方向に延伸し、次いで熱固定して
厚み約50μmの横軸高配向フイルムを連続生産し
た。この時、クリツプ間〓への未延伸両端部の入
り込みはほとんど認められなかつた。フイルム全
巾に20mm間隔で行つたマーキングから読み取つた
実延伸倍率にはフイルム把持部と未把持部の違い
は見られず、一様に約5.2倍であつた。得られた
フイルムのクリツプ把持部分および未把持部分の
中央部フイルムについてのＸ線回折写真による結
晶（分子鎖軸）配向の測定結果からも、どちらも
スポツト状の回折点よりなる高度に１軸配向した
写真が得られた。また、アツベ屈折計による屈折
率の測定値より求めたフイルムの複屈折率は、ク
リツプ把持部分および未把持部分の中央部フイル
ムともに約0.20であつた。更に、縦方向のフイル
ムばらつきは±2μmと良好であつた。

実施例 ２ 実施例１における圧着処理位置をフイルム両末
端からそれぞれ内側10mmの位置とし、圧着処理幅
を15mmとし、且つ、その圧着処理部のみを把持さ
せた以外、実施例１と同一条件で横軸高配向フイ
ルムを連続生産した。この場合も実施例１と同様
の結果が得られた。

実施例 ３ 実施例１における圧着処理位置がフイルム両末
端から内側10mmの位置とし、圧着処理幅を10mmと
し、且つ、把持位置を圧着処理部に加え処理部に
隣接する内側に５mm位置として以外、実施例１と
同一条件で横軸高配向フイルムを連続生産した。
この場合も実施例１と同様の結果が得られた。

比較例 １ 実施例１において、未延伸フイルムの両端の熱
板による変形処理（圧着処理）を行わなかつた以
外、実施例１と同様にして横延伸し、高配向フイ
ルムを作成した。この時、全クリツプ間〓への未
延伸両端部の入り込みが認められた。フイルム全
巾に20mm間隔で行つたマーキングから読み取つた
実延伸倍率はフイルム把持部で約5.2倍、未把持
部では約4.5倍と明確な違いが現れた。得られた
フイルムのクリツプ把持部分およびび未把持部分
の中央部フイルムについてのＸ線回折写真による
結晶（分子鎖軸）配向の測定結果からも、どちら
もスポツト状の回折点よりなる１軸配向した写真
が得られたが、クリツプ未把持部分の中央部フイ
ルムのＸ線回折写真の回折点がブロードな状態で
あり、配向度が悪いことが分かつた。また、アツ
ベ屈折計による屈折率の測定値より求めた中央部
フイルムの複屈折率は、クリツプ把持部分は約
0.20であり、未把持部分は0.15であり、明らかに
未把持部の配向度が悪いこと分かつた。更に、縦
方向のフイルムばらつきは±6μmもあり実施例よ
りも悪かつた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、クリツプ式テンター延伸機の
クリツプ間〓に在る皺曲フイルムが、該延伸機で
の延伸前の予熱および延伸時の加熱により皺曲処
理が解け、更に延伸張力が掛かることでクリツプ
未把持部分のフイルム端部が所定位置よりも内側
に入り込む現象を防止することが出来る。そのた
め、延伸倍率のバラツキがなくなり、特に光学的
均一性が要求される用途、例えば、偏光フイルム
や位相差補償板等に有用な横軸高配向フイルムを
安定して製造することが可能となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 縦（長手）方向に皺曲処理された熱可塑性樹
   脂フイルムをクリツプ式テンター延伸機により横
   （巾）方向に延伸して高配向フイルムを製造する
   方法において、該フイルム両端の皺曲処理部を加
   熱圧着処理により、該フイルムの中央部より厚く
   することを特徴とする横軸高配向フイルムの製造
   方法。