JPH0365260B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、熱可塑性重合体フイルムを連続して
走行せしめながらボーイング現象（フイルム中央
部の遅れ）を発生させることなく行うことができ
るフイルムの熱処理装置に関するものである。 熱可塑性重合体フイルムの工業的な熱処理方法
には、大別して加熱したロールに接触させて行う
ロール式熱処理方法と、フイルムの両側縁部を拘
束して熱風などにより加熱するテンター式熱処理
方法とがある。ロール式熱処理方法ではロールの
傷が転写されたり、ロールの幅方向の温度ムラに
よりフイルムの幅方向に品質が不均一になつた
り、シワが発生したり（ニツプロールを使用する
場合特に多い）する欠点があつた。またテンター
式熱処理方法では、シワや傷は入らないがロール
式熱処理方法に比べてボーイング現象、すなわち
物理的性質がフイルムの幅方向においてフイルム
の中央部分が側縁部に比べて遅れていて弓状の分
布を成している状態が発生し易く、それによつて
幅方向の分子配向性が不均一となり、その結果寸
法安定性（熱収縮率）、機械的強伸度などにムラ
が生じてコーテイング、ラミネート、スリツテイ
ング、印刷、製袋などの後加工で障害を惹き起こ
し、また仕上つた製品の商品価値を損う場合も少
なくないから、そのため後処理で許容される均一
性の範囲のものだけを製品化するので製品収率が
低下する欠点を持つていた。 このような欠点を防止するために、従来種々な
方法が試みられているがいずれも欠点がある。例
えばニツプロールを持つ加熱ロールにフイルムを
接触させる熱処理方法（特公昭39−29214号公報
参照）には、ロール式熱処理方法の前記欠点と共
に両縁部を拘束しないことによるネツクダウンの
欠点がある。また、幅方向に温度差を与えて行う
熱処理方法（特公昭42−9273号公報参照）には、
ロール式の場合は前記のような欠点が、またテン
ター式の場合は設備の複雑化や条件調整時間によ
る有効稼働率の低下などの欠点がある。また、フ
イルムの両側縁部の風速を増加させて物理的性質
を幅方向に均一化することを図る熱処理方法（特
開昭51−91973号公報参照）には、上記特公昭42
−9273号におけるテンター式の場合と同様の欠点
がある。また、テンター内の横延伸工程と熱処理
工程との間に設けられたニツプロールによつて横
延伸終了後のフイルムを熱処理する方法（特開昭
50−73978号公報参照）では、フイルムが加熱状
態でロールに接触するためにロールの傷が転写さ
れ易かつたり、周りの雰囲気とロールとの温度差
によりシワが発生するなどの欠点があるし、また
延伸工程と熱処理工程との間のフイルム張力をカ
ツトするだけではボーイング現象の発生を充分に
防止することはできない。 本発明者らは、テンター式の利点を活かしてフ
イルムの熱処理を良好に行うためにボーイング現
象を発生せしめることなく行えるテンター式熱処
理装置を提供することを目的にボーイング現象の
発生状況を詳細に調べた結果、次のような発生原
因が判明した。 先ず従来のテンター式熱処理方法の実施状態の
１例を第１図によつて説明すると、フイルム１は
矢印Ｘの方向に走行せしめられており、熱風吹付
け装置２が通常はフイルム１の走行面の表裏両側
に設置されていて、熱効率の関係から熱風をフイ
ルム１にほぼ垂直に吹き付けるのである。その結
果、熱風は矢印Ｙのように流れてフイルム１に熱
を与えて自分自身の温度を低下させながらフイル
ム１の面上を流れるのであるが、熱風吹付け方向
がフイルム１の面にほぼ垂直であることによりそ
の相当量がフイルム１の走行方向（矢印Ｘ）の上
流側にも流れてフイルム１の未加熱処理部分を吹
付け時の温度すなわち熱処理ゾーンの温度よりも
少し低下した温度で加熱することになるのであ
る。 またテンター式の熱処理装置に熱処理ゾーンよ
り低温雰囲気の一定の大きさの予熱ゾーン（図示
なし）が設けられている場合にも、同様の未加熱
処理部分への加熱が行われる。そして本発明者ら
の調べにより、このように熱処理ゾーンよりも少
し低い温度で加熱される部分がフイルムに存在す
るとこの部分で熱収縮が発生して縦・横両方向に
フイルムが引張られる結果、高温の熱処理ゾーン
の近傍で拘束力が加えられているフイルム両側縁
部から最も遠いフイルム中央部分に最も大きい遅
れを示す弓形の変形すなわちボーイング現象が生
ずることが判明したのである。更に本発明者らは
このボーイング現象の防止について鋭意検討した
結果、両側縁部を拘束されて連続的に走行せしめ
られるフイルム１に対して熱風を吹き付ける熱風
吹付け装置の少なくともフイルム１の走行方向の
最上流側に位置する熱風吹付け装置をその熱風吹
付け方向がフイルム１の面に対してフイルム１の
走行方向の上流側の斜め上方から下流側の斜め下
方に傾斜するように設けることにより、前記目的
を達成できることを究明して本発明を完成した。 すなわち本発明は、両側縁部を拘束されて連続
的に走行せしめられるフイルムに対して熱風を吹
き付ける熱風吹付け装置を備えた熱処理装置にお
いて、該熱風吹付け装置の少なくともフイルムの
走行方向の最上流側に位置する熱風吹付け装置を
その熱風吹付け方向が該フイルムの面に対してフ
イルムの走行方向の上流側の斜め上方から下流側
の斜め下方に傾斜するように設けられていること
を特徴とするフイルムの熱処理装置に関するもの
である。 以下に本発明装置をその実施例の主要部を示す
図面により詳細に説明する。 第２図、第３図及び第４図は本発明に係るフイ
ルムの熱処理装置の３つの実施例の要部を各別に
示す断面説明図である。 図面中、番号１，２及び矢印Ｘ，Ｙの意味は前
記第１図と同様である。 本発明装置においては、フイルム１の両側縁部
１ａ（第２図、第３図及び第４図には図示せず）
を拘束して連続的に走行せしめながら熱風加熱処
理を行う熱処理ゾーンの頭初において実質的に熱
風をフイルム１の走行方向（矢印Ｘ）の上流側へ
流さないようにしてフイルム１に吹き付けて熱処
理を行うのである。熱風がフイルム１の走行方向
の上流側へ流れることによつてフイルム１にボー
イング現象が起こるのは、熱処理ゾーンよりも上
流側の未加熱処理部分に熱風が流れる場合であ
り、或る程度熱処理された状態になつている熱処
理ゾーン内では熱風が上流側に流れることは差し
支えなく、従つて熱処理ゾーンの頭初において熱
風がフイルム１に当つた後に上流側へ流れること
を防止すれば良いのである。また上流側への熱風
の流れの防止は、例えば上流側への微量の熱風や
熱処理対象フイルム１のガラス転移点よりも低温
の熱風ならば上流側への流れは許容される。若し
熱風以外にフイルム１をガラス転移点以上に加熱
し得る輻射熱源が存在する場合はその輻射熱を防
止しなければならないことは当然である。 本発明装置は、両側縁部１ａを拘束されて（拘
束装置は図示せず）連続的に走行せしめられるフ
イルム１に対して熱風を吹き付ける熱風吹付け装
置２の１列又は複数列がフイルム１の片面側又は
両面側に設置されていて、吹き付けられた熱風が
実質的にフイルム１の走行方向の上流側へ流れな
いように、少なくとも最上流側の列の熱風吹付け
装置２をその熱風吹付け方向（矢印Y′）がフイ
ルム１の面に対してフイルム１の走行方向の上流
側の斜め上方から下流側の斜め下方に傾斜するよ
うに設けられているフイルムの熱処理装置であ
る。 熱風吹付け方向が上記の如く傾斜していれば、
すなわち熱風吹付け方向（矢印Y′）とフイルム
１の走行方向（矢印Ｘ）との成す角（第２図の
θ、以下吹付け角と言う）で示して180゜＞θ＞
90゜であれば本発明の目的とするボーイング減少
の発生を防止するという効果はあるが、好ましく
は135゜＞θ＞105゜の場合に効果は一層大きい。第
２図では熱風吹付け装置２自体が傾斜して設置さ
れているが、第３図は熱風吹付け装置２自体から
の熱風吹出し方向はフイルム１に垂直であるが、
熱風吹付け装置２の熱風吹出し口に設けられた熱
風変向板４によつて熱風吹付け方向が規制されて
いるものであり、そしてこの熱風変向板４は吹き
付けられた熱風がフイルム１の走行方向の上流側
へ流れることを防止する熱風遮断板としての効果
も有して効果的である。このように熱風吹付け方
向を規制することは熱風吹付け装置２のすべてに
必要ではなく、第４図の如く少なくとも最上流側
の列について行われていれば良い理由は、前述し
たようにフイルム１に吹き付けられた熱風がフイ
ルム１の面上をフイルム１の走行方向（矢印Ｘ）
の上流側にも流れてフイルム１の未加熱処理部分
を吹付け時の温度すなわち熱処理ゾーンの温度よ
りも少し低下した温度で加熱することを防止でき
れば良いからである。そしてこの熱風変向板４と
フイルム１の面との間隙は０〜５mm程度が最適で
あるが、熱風変向板４とフイルム１とが当接しな
いことがフイルム１を損傷させないので好まし
い。 かかる本発明装置による熱風処理対象は、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６
−ナフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレ
ート、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリカプ
ラミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニル、ポリフツ化ビニルなどの熱可塑性重合
体、これらを主成分とした共重合体又はこれらの
混合物から成るフイルム１であり、特にその１軸
延伸フイルム及び２軸延伸フイルムに対し好適に
適用できる。 このような構造の本発明装置によれば、従来の
テンター式と異なり熱処理ゾーンの上流側におけ
るフイルム１の熱収縮は発生しないか無視し得る
程小さく、その結果ボーイング現象は殆んど発生
しない。例えば未処理フイルムの幅方向に予め画
いておいた直線は熱処理後も中央部が遅れた弓形
には殆んど変形しない。条件によつてはテンター
の横延伸で生じたボーイングを修正するように作
用させることも可能である。また幅方向の熱風の
温度差や風速差をつける、必要がないため、設備
は簡単であり、従つて運転操作は容易で安定した
運転ができる。また本発明装置によつて得られた
熱処理フイルムは幅方向の品質ムラは殆んどなく
て破断しにくく、品質の安定性は非常に優れてい
るものである。 実施例１〜２、比較例１ 円形のスリツトを有する口金からポリエチレン
テレフタレートを押し出し、急冷後加熱し、チユ
ーブ状で機械方向（縦方向）に3.3倍、周方向
（横方向）に3.5倍延伸し、厚さ20μｍの２軸延伸
フイルムを得た。次いで第３図と同様なテンター
式熱処理装置を使用し、上記延伸フイルムを２枚
重ね状で幅1300mmに保つて速度20ｍ／分で走行せ
しめながら220℃の熱風を熱風変向板４に沿つて
吹付け角が120゜（実施例１）と135゜（実施例２）と
で延伸フイルムに吹き付けながら７秒間加熱処理
して熱処理フイルムを得た。熱風の温度は吹き付
けられているフイルム面上で測定した値である
（以下の実施例、比較例においても同じ）。比較例
として上記の熱処理装置から熱風変向板４を取り
除いて同様に熱処理操作を施して熱処理フイルム
を得た。上記の各場合において、熱処理前にフイ
ルム面の幅方向に直線を画いておき、熱処理後に
変形（ボーイング現象）の量を示すものとしてフ
イルムの幅中央部の遅れを実測した。また一方の
側縁端からフイルムの幅方向への所定距離離れた
各位値における配向主軸の基準値からのズレを偏
光顕微鏡で測定した。但し基準の配向主軸は横方
向であり、配向主軸のズレはフイルムの走行方向
に向かつてフイルムの上方から見て真横方向より
左回り方向へずれる場合を＋方向、右回り方向へ
ずれる場合を−方向とした。 以上の結果を第１表に示す。

【表】 実施例３、比較例２ 実施例１、２と同様にして厚さ15μｍのポリエ
チレンテレフタレート２軸延伸フイルムを得た。
上記フイルムを、最上流側の熱風吹付け装置に熱
風変向板４を熱風吹付け角が135゜となるように設
けられた第４図と同様の構造の熱風吹付け装置を
備えたテンター式熱処理装置を使用し、２枚重ね
状で幅1300mmに保つて速度35ｍ／分で走行せしめ
ながら210℃の熱風を吹き付けて５秒間熱処理を
行い、熱処理フイルム（フイルムＡと記す）を得
た。 比較例として上記の本発明装置とは最上流側の
熱風吹付け装置に熱風変向板４がない点で異なる
従来のテンター式熱処理装置でフイルム走行方向
の上流側へも熱風が流れる状態で210℃の熱風を
フイルムに吹き付けて５秒間熱処理を行い、熱処
理フイルム（フイルムＢと記す）を得た。 かくして得られたフイルムＡ及びＢについてフ
イルムの幅方向の所定個所における諸物性、すな
わちボーイング量（遅れ）、熱処理前後の厚さ変
動、密度、熱収縮率、配向主軸方向と複屈折を測
定した。主な測定事項の測定方法は次の通りであ
つた。 密 度：ｎ−ヘブタン−四塩化炭素系の密度勾配
管を使用し、25℃で測定した。 熱収縮率：熱風循環式のオープン中で150℃、２
時間加熱後の収縮率を測定した。 複屈折と配向主軸方向：偏光顕微鏡でベレク
（Berek）コンペンセーターを用いて光路差を
測定し、光路／厚さで算出した。尚、ここで複
屈折とは平面内での配向軸方向とそれと直角方
向のそれぞれの光を通過させる場合の屈折率の
差を言う。 測定の結果を第５図に示す。 実施例４、比較例３ ポリエチレンテレフタレートの代わりにポリヘ
キサメチレンアジパミドを用いたこと以外は実施
例１、２と同様にして厚さ14μｍのポリヘキサメ
チレンアジパミドの２軸延伸フイルムを得た。上
記フイルムを第３図と同様の構造であつて熱風変
向板４により熱風吹付け角を120゜に調整された熱
風吹付け装置を備えたテンター式の熱処理装置を
使用して２枚重ね状態で幅1300mmに保つて速度30
ｍ／分で走行せしめらながら235℃の熱風を吹き
付けながら５秒間熱処理した。得られた熱処理フ
イルムについて実施例１、２と同様にしてフイル
ム中央部の遅れと配向主軸のズレとを測定した。
比較例として、上記本発明装置とは熱風吹付け装
置に熱風変向板４がない点で異なる従来のテンタ
ー式の熱処理装置でフイルム走行方向の上流側へ
も熱風が流れる状態で、235℃の熱風をフイルム
に吹き付けて５秒間熱処理を行つて得たフイルム
についても同様に測定した。 上記の結果を第２表に示す。

【表】 以上の実施例と比較例との対比から、本発明装
置によつて熱処理されたフイルムは品質の幅方向
の均一性に極めて優れていることが判る。そして
寸法安定性（熱収縮率）や厚さ、密度など機械的
特性に関連する特性の幅方向におけるムラが極め
て少ないために、後のコーテイング、ラミネー
ト、スリツテイング、印刷、製袋などの加工工程
で支障の起こることがなく、仕上つた加工製品は
優れたものとなる。従つて本発明装置によれば高
い精度が要求される用途、例えばビデオ用やオー
デイオ用の磁気テープ、航空写真用ベースフイル
ム、コンデンサーなどの電気用途などに最適なフ
イルムが製造できる。しかも品質の幅方向の均一
性が優れているために、フイルムの前幅を有効に
製品化できるので製品収率は高く、工業的価値は
極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のテンター式熱処理方法の実施状
態の１例を示す説明図、第２図、第３図及び第４
図は本発明装置の３つの実施例の要部を各別に示
す断面説明図、第５図は実施例４及び比較例２の
測定結果を示す図である。 図面中、１……フイルム、１ａ……側縁部、２
……熱風吹付け装置、４……熱風変向板、Ｘ……
フイルム走行方向、Ｙ……熱風の流れ方向、
Y′……吹付け方向。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 両側縁部を拘束されて連続的に走行せしめら
   れるフイルムに対して熱風を吹き付ける熱風吹付
   け装置を備えた熱処理装置において、該熱風吹付
   け装置の少なくともフイルムの走行方向の最上流
   側に位置する熱風吹付け装置をその熱風吹付け方
   向が該フイルムの面に対してフイルムの走行方向
   の上流側の斜め上方から下流側の斜め下方に傾斜
   するように設けられていることを特徴とするフイ
   ルムの熱処理装置。