JPH0393524A

JPH0393524A - 熱可塑性フィルムの製造方法

Info

Publication number: JPH0393524A
Application number: JP23261189A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tsunashima; 研二綱島; Hideyuki Yamauchi; 英幸山内; Tatsuya Ito; 達也伊藤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1989-09-07
Publication date: 1991-04-18

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】［産業上の利用分野］本発明は、熱可塑性フィルムの熱処理方法に関するもの
で、さらに詳しくは、巾方向に物性の均一なフィルムの
製造方法、および、熱寸法安定性にすぐれたフィルムの
製造方法に関するものである。

［従来の技術］巾方向に物性の均一なフィルムの製造方法としては、例
えば特開平１−１５０５２１などに代表されるように、
横延伸と熱処理とを連続して温度を昇温させる段階昇温
横延伸・熱処理法や、特開昭５９−１１４，０２８など
で代表される様に、熱処理して一旦巻取ったフィルムを
、再びテンターに逆方向にフィルムを通す方法などが提
案されている。また、熱寸法安定性を出すために、例え
ば、特開昭６２−１０１，４２１などで代表される様に
、製品ロールをそのまま長時間のエージング処理をした
り、オフラインで加熱処理する方法が用いられていた。

［発明が解決しようとする課題］しかし、上記従来の熱処理方法では次の様な問題点を有
していた。

（１）段階昇温熱処理法では、巾方向の均一性改良効果
が小さいばかりか、熱収縮率が逆に大きくなったり、フ
ィルム品質が大巾に変わったものになってしまうなどの
欠点を有していた。

■　オフライン処理法やロールエージング法では、確か
に熱寸法安定性は向上するものの、平面性や巻姿が悪く
なり、また製造コストが高くなるなどの欠点を有してい
た。

本発明は、かかる問題点を改善し、巾方向に物性が均一
で、しかも熱寸法安定性にすぐれた熱処理方法を提供す
るものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、熱処理をするフィルムの端部を特定の特性を
有したフィルムおよび／または、フィルム端部を特定の
熱処理条件にすることにより達威させるものである。

すなわち、（１）熱可塑性フィルムの製造方法において
、熱処理するフィルムが、フィルム端部の長手方向の熱
収縮応力の最大温度をＴＥ　（℃）、フィルム中央部の
長手方向の熱収縮応力の最大温度をＴＣ　　（℃）とし
たとき、ＴＣ−ＴＥ≧３０　　　（℃）を満足するように構成されたフィルムを熱処理すること
を特徴とする熱可塑性フィルムの製造方法、および、■
熱可塑性フィルムの製造方法において、フィルム端部を
構成するポリマー（Ｅ）の長手方向の延伸張力をＦ　Ｅ
　　（ｋｇ／　ａｍ２）　、フィルム中央部を構戊する
ポリマー（Ｃ）の長手方向の延伸張力をＦ　ｃ　　（　
ｋｇ　／　ｍｍ　２）としたとき、Ｆ　Ｅ／　Ｆ　ｃ≧
２を満足するよう構成されたフィルムを熱処理することを
特徴とする熱可塑性フィルムの製造方法、に関するもの
である。

本発明の熱可塑性フィルムを構成する熱可塑性ポリマー
は、加熱により軟化流動を示すもので、代表的なものと
しては、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、ポリエチレンナフタレート、あるいはそ
れらの共重合体などを含むポリエステル類、ナイロン６
、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン１１、ナイ
ロン１２、ポリメタキシリレンジアミンアジパミド、あ
るいはそれらの共重合体などを含むポリアミド類、ポリ
プロピレン、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリ
エチレンあるいはそれらの共重合体などを含むポリオレ
フィン類、などで代表されるものである。特に本発明の
場合、ポリエステル類、ポリアミド類が特に好ましい。

その中でも、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ナフタレートお
よびナイロン６が本発明の効果が顕著である。

もちろん、本発明に用いる熱可塑性樹脂中には、高分子
用添加剤として公知のもの、例えば増粘剤、減粘剤、核
剤、帯電防止剤、安定剤、滑剤、ブロッキング防止剤、
顔料染料、紫外線吸収剤などを品質に悪影響を及ぼさな
い範囲内で添加してもよい。

次に、熱処理をするフィルムの端部は、特定の特性を有
したものでなくてはならない。すなわち熱処理されるフ
ィルムのフィルム端部の長手方向の熱収縮応力の最大温
度ＴＥ　（℃）は中央部の長手方向の熱収縮応力の最大
温度ＴＣ　　（℃）よりも３０℃、好ましくは４０℃、
さらに好ましくは５０℃以上低いことが必要である。こ
の熱収縮応力の最大温度の差△Ｔ　（＝ＴＣ−Ｔ．）が
、３０℃未満だと本発明の目的である巾方向の物性の均
一なフィルムが得られないばかりか、熱寸法安定性にす
ぐれたフィルムを得ることが出来ないためである。巾方
向の物性の均一性を示すパラメーターとしては、主軸の
配向角の巾方向の分布で示し、その測定角が巾方向に１
ｍはなれた点での測定角と比較して、その測定角の差が
５度以内、好ましくは３度以内である時、巾方向の物性
が均一であると判断する。また熱寸法安定性を示すパラ
メーターとしては、長手方向に測定した１５０℃、３０
分後の乾熱収縮率の値が０．１％未満、好ましくは、０
．０３％未満の時に熱寸法安定性にすぐれているという
。

なお、熱収縮応力の最大温度の差△Ｔが３０°Ｃ以上あ
ることに加えて、その最大熱収縮応力（ｋｇ）の値は、
端部の方が中央部より大きく、その値は２倍以上である
のがさらに好ましい。

また、フィルム端部に用いるポリマー（Ｅ）の長手方向
の延伸張力Ｆ　Ｅ　　（ｋｇ／ｍｍ２）は、中央部に用
いるポリマー（Ｃ）の長手方向の延伸張力ＦＣ（ｋｇ／
ｍｍ２）の２倍以上、好ましくは３倍以上、さらに好ま
しくは５倍以上高くなるように構成されたフィルムを用
いて熱処理をすることにより、本発明の目的に合致した
熱処理ができる。この延伸張力の比（ＦＥ／ＦＣ）が、
２未満だと巾方向の物性の均一な、熱寸法安定性にすぐ
れたフィルムが得られないためである。

次に、本発明のフィルムを得る方法について以下に述べ
る。

上記特性を有するフィルムは、例えばフィルム中央部お
よび端部にそれぞれ異なるポリマー（Ｃ）及び（Ｅ）を
用い、それらを巾方向に複合することにより得ることが
可能である。

ここでいうポリマー（Ｃ）とポリマー（Ｅ）との複合は
、口金内（溶融された樹脂の供給部である導管から樹脂
の吐出されるスリット状の口金面までを指す）では、ポ
リマー（Ｃ）．（Ｅ）を合流させ、また口金外では、ポ
リマー（Ｃ）の両端部にポリマー（Ｅ）の一部または全
部を積層させることを指すものとする。なお、複合は、
口金内の方が接着力の問題が生じないので好ましい。ま
た口金外で積層する場合は、横延伸する以前の工程であ
ればどの工程であってもよい。

図面に基づいて本発明の複合フィルムを製造する一実施
態様を説明する。

第１図は、本発明において使用する複合フィルム或型装
置の一部断面正面図、第２図は第１図の側面図である。

第１図、第２図において、１はポリマー（Ｃ）を供給す
るためのポリマ配管、２はポリマー（Ｅ）を供給するた
めのポリマ配管、３は口金、４はキャスティングドラム
、５はポリマー（Ｃ）、６はポリマー（Ｅ）、７はポリ
マー（Ｃ），（Ｅ）からなる複合フィルムである。

ポリマー（Ｃ）とポリマー（Ｅ）は、２台の押出機（図
示せず）で、別々に溶融、供給され、それぞれ配管１，
２を通じて口金３より押出され、キャスティングドラム
４上で冷却固化されて複合フィルム７が得られる。中央
部および両縁部のポリマ配管１，２については、前述の
如く別個のものでもよいが、一体としてポリマ供給口の
みを適宜変えたものであってもよい。また両ポリマを直
接、口金へ供給するような装置であってもよい。

本発明に適用される延伸装置の把持部とは、フィルムの
横延伸のために使用される把持装置全てを含むものとし
、例えばクリップ状のものなどを指す。したがって、把
持部へ把持されるポリマー（Ｅ）の幅は、少なくとも巾
方向（Ｔ　Ｄ）延伸に際してクリップで把持されるＴＤ
にそった幅、すなわち、両縁部から内側に少なくとも５
〜５０ｍｍ程度は必要である。５０關以上でも効果の点
では問題ないが、ＴＤ延伸後のフィルム両縁部切断に際
して縁絶部分が増加するので、実用上は１５０〜２００
ｍｍ以下が好ましい。

また、巾方向延伸後、熱処理開始時にフィルム端部の温
度をフィルム中央部の温度よりも２０℃以上、好ましく
は３０℃以上低くすることにより本発明の効果は、さら
に顕著になる。この様に端部の温度を低下させる具体的
な方法としては、フィルム端部の熱風を遮断するか、あ
るいは、端部の空気を吸引・排気するなどの方法により
達成が可能である。

なお、熱収縮応力の最大温度を求めるには、測定フィル
ムを幅１０ｍｍ，長さ２００ｍｍにサンプリングし、こ
のサンプルを熱風式オープン中にセットされたクリップ
間隔１００ｍｍの歪ゲージ測定器に取り付ける。熱風で
２℃／分の速度で昇温させ、サンプルの熱収縮によって
発生する力を記録する。

この収縮応力が最大となる温度を採用する。

また、延伸張力は、Ｔ，Ｍ．ＬＯＮＧ社製のフィルムス
トレッチャーに４方をクリップさせ、予熱時間３０秒後
に幅拘束した状態で一軸方向に延伸速度５０００％／分
、延伸倍率３倍で延伸した時の延伸方向の張力をいう。

フィルム端部とは、フィルム縁部から幅方向に２００Ｍ
以内のフィルム厚みの厚い部分をいう。

［実施例］以下、本発明の効果をより理解しやすくするために、実
施例にて説明する。

実施例１ポリマー（Ｃ）としてポリエチレンテレフタレートＰＥ
Ｔ　（極限粘度［η］＝０．６５，添加剤として平均粒
径１μｍの二酸化ケイ素を０．５重量％含有）を、ポリ
マー（Ｅ）としてポリブチレンテレフタレー｝ＰＢＴ　
（極限粘度［η］＝０．９５）を用いた。それぞれの原
料を１８０℃で真空乾燥させたのち、２台の押出機で別
々に溶融し、押出し、第１図の方法に従ってフィルム中
央部がポリエチレンテレフタレートに、フィルム両端部
がポリブチレンテレフタレートになるように巾方向にＥ
／Ｃ／Ｅの積層フィルム（全中７５０ｍｍ）を、通常の
静電印加法によりキャストして得た。

この時の端部ＰＢＴの巾は１００ｍｍとした。

このキャストフィルムを通常のロール式長手方向延伸機
に供給し、９０℃で４．５倍延伸後、クリップ式テンタ
ー内にて１２０℃で巾方向に４．０倍延伸し、一旦７０
℃以下に冷却したのち、２００℃に加熱されたテンター
内で５％のリラックスをさせながら熱処理を９秒問おこ
なったのち、１３０℃に冷却して３秒間中間熱処理を行
った。

フィルム破れは全くなく安定した製膜が可能であった。

この時、熱処理工程の１／３に相当する３秒間の間は、
クリップ上下に熱風遮断板を設け、その遮断板の近傍に
吸引ダクトを設けて排気し、中央部のフィルム温度より
も３５℃低いエッジ温度にした。また、二軸延伸後の未
熟処理フィルムの端部の長手方向の熱収縮応力が最大と
なる温度ＴＥは８８℃でそのときの値は２　．　　１　
ｋｇ　／　ｍｍ　２であり、中央部の長手方向の熱収縮
応力が最大となる温度ＴＣは、１４２℃で、０．　　９
ｋｇ／ｍｍ２であった。

またＰＢＴポリマーＥの８５℃での長手方向延伸張力Ｆ
Ｅは４　ｋｇ／ｍｍ２Ｐ　Ｅ　Ｔポリマ−Ｃの８５℃の
長手方向延伸張力Ｆ。は０　．　　４　ｋｇ　／　ｍｍ
　２であった。

かくして得られた厚さ７５μｍのフィルムの品質を表１
にまとめて示す。

表１比較例ｌ実施例１で用いた端部ポリマー（Ｅ）のポリブチレンテ
レフタレートを用いず、中央ポリマー（Ｃ）と同じポリ
エチレンテレフタレートを端部に用いた以外は、全く実
施例１と同様にして二軸延伸熱処理をした。得られた１
５０℃の長手方向／巾方向の熱収縮率は０．８％／０．
１％と高く、さらに、巾方向に大きな配向分布があり、
１ｍ間隔での配同軸のずれは１５°もあった。このフィ
ルムを１５０℃に加熱処理するとフィルムが蛇行して安
定な走行をしない欠点を有していた。なお、そのフィル
ムの熱処理前のＴＣは１４０℃、ＴＥは１２３℃、ＦＣ
は０　−　４　ｋｇ／　ｍｍ　２、Ｆ　Ｅは０．６ｋｇ
／ｆｆｌ！Ｉ１２であった。

比較例２実施例１で用いたポリプチレンテレフタレートの代りに
、極限粘度［η］＝０．８の高分子量ポリエチレンテレ
フタレートを用いる他は、実施例１と同様にして二輪延
伸・熱処理をした。比較例１と同様に、１５０℃の長手
方向／巾方向の熱収縮率は０．７／０．２　（％）と高
く、しかも巾方向の物性も不均一なものであった。

この時、熱処理前の端部の熱収縮応力が最大となる温度
はＴＥ１２５℃で、０　．　　９　ｋｇ　／　ｒＩｍ２
であり、中央部のそれ（’ｒｃ　）は１３５℃で１．　
　２ｋｇ／　ｍｍ　２であった。なお、この場合のポリ
マーＥとＣとの延伸張力差はほとんどな＜　Ｆ　Ｅ　／
　Ｆ　ｃの比は１．１であった。

実施例２ポリマー（Ｃ）として、ナイロン６（相対粘度ηｒ３．
４．アミランＣＭ１０２１、東レ製）９０重量％と、５
−ソジウムスルホイソフタル酸を１５重量％共重合した
ポリエチレンテレフタレート（極限粘度［η］　０．８
）１０重量％のブレンド物を用いた。ポリマー（Ｅ）と
して上記ナイロン６を用いた。このポリマーを実施例１
と同様の口金複合装置で積層をし、キャストフィルムを
得た。続いて実施例１と同様に長手方向に５０℃で３．
３倍延伸後、テンター内で９６℃で巾方向に３．５倍延
伸したのち１９５℃で巾方向に３％のリラックスをさせ
ながら５秒間熱処理をした。

なお、二輪延伸後の未熟処理フィルムの端部の熱収縮応
力が最大となる温度Ｔ，は、４７℃で３．５　ｋｇ　／
　ｍｍ　２であり、中央部の熱収縮応力が最大となる温
度Ｔ，は１００℃で４．　　８ｋｇ／ｎｕｎ２であった
。なお、端部に用いたポリマーの５０℃の長手方向延伸
張力ＦＥは４　．　　８　ｋｇ　／　ｍｍ　２であり、
中央部の張力ＦＣは、２　．　　３　ｋｇ　／　ｍｍ　
２であった。

かくして得られた１５μｍのフィルムの巾方向の配向軸
分布は全く認められず、巾方向に均一なフィルムであっ
た。

［発明の効果コ本発明のような製造方法を採ることにより、以下のよう
な優れた効果が得られる。

（１）フィルムの幅方向の物性が均一なものになり、い
わゆるボーイング現象が大幅に低下、あるいは消失する
。

■フィルムの熱寸法安定性が増し、特に長手方向の熱収
縮率が小さくなり、熱的に安定したフィルムになる。

（３）長手方向延伸時の幅方向ネックダウンが小さくな
り、品質の安定したフィルムになるばかりか、延伸の安
定性が増す。

（４）幅方向の延伸の安定性が向上し、収率が向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明において使用する複合フィルム成型装
置の一例を示した一部断面正面図、第２図は、第１図の
装置の側面図である。１．２：ボリマ配管３：口金：キャステングドラム：ポリマー（Ｃ）：ポリマー（Ｅ）：複合フィルム

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱可塑性フィルムの製造方法において、熱処理す
るフィルムが、フィルム端部の長手方向の熱収縮応力の
最大温度をＴ＿Ｅ（℃）、フィルム中央部の長手方向の
熱収縮応力の最大温度をＴ＿Ｃ（℃）としたとき、Ｔ＿Ｃ−Ｔ＿Ｅ≧３０（℃）を満足するように構成されたフィルムを熱処理すること
を特徴とする熱可塑性フィルムの製造方法。
（２）熱可塑性フィルムの製造方法において、フィルム
端部を構成するポリマー（Ｅ）の長手方向の延伸張力を
Ｆ＿Ｅ（ｋｇ／ｍｍ＾２）、フィルム中央部を構成する
ポリマー（Ｃ）の長手方向の延伸張力をＦ＿Ｃ（ｋｇ／
ｍｍ＾２）としたとき、Ｆ＿Ｅ／Ｆ＿Ｃ≧２を満足するよう構成されたフィルムを熱処理することを
特徴とする熱可塑性フィルムの製造方法。
（３）請求項（１）または（２）に記載の製造方法にお
いて、更に熱処理開始時のフィルム端部の温度が中央部
の温度よりも２０℃以上低くすることを特徴とする熱可
塑性フィルムの製造方法。
（４）フィルム端部の熱風を遮断および／または吸引排
気することにより、熱処理開始時のフィルムの端部の温
度を中央部の温度よりも２０℃以上低くすることを特徴
とする請求項（３）に記載の熱可塑性フィルムの製造方
法。
（５）熱可塑性フィルムを構成するポリマーが、ポリエ
ステルおよびポリアミドから選ばれた少なくとも一種か
らなることを特徴とする請求項（１）〜（４）のいずれ
かに記載の熱可塑性フィルムの製造方法。
（６）フィルム端部を構成するポリマーが、ポリブチレ
ンテレフタレートおよびその共重合体を主体とするもの
であることを特徴とする請求項（５）に記載の熱可塑性
フィルムの製造方法。