JPH0457182B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は熱可塑性樹脂フイルムの弛緩熱処理法
に関し、更に詳しくは熱可塑性樹脂延伸フイルム
を、走行方向（フイルム縦方向）にシワの発生す
るのを積極的に抑えて、弛緩熱処理する方法に関
する。

従来技術 熱可塑性樹脂フイルムは延伸された後、必要に
応じてスリツトされて二次加工が施される。その
際、フイルムは際熱処理が施される場合があり、
寸法安定性が要求される。

この寸法安定性向上手段として延伸フイルムを
弛緩熱処理する方法が知られ、例えば製膜工程で
この弛緩熱処理を行なうことが知られている。そ
の際フイルムに加熱・冷却処理を行う段階で、該
フイルムに縦方向のシワが発生し、これが熱固定
されあるいは極端な場合引取系ロール上で押えら
れシワの部分でフイルムが２重にかさなり、極度
の折れしわとなる場合があり、フイルムの平面性
を悪くしたり、寸法安定性を悪化させたりしてい
る。

従来、かかるシワの発生を押える方法として、
エアーその他を媒体として非接触にてフイルムを
加熱、冷却する場合にも、またロール等を利用し
て加熱、冷却を行う場合にも、フイルムを急加熱
又は急冷却をしないように時間をおいて徐々に加
熱、冷却を行う方法が知られている。しかし、こ
の方法ではフイルムを加熱、冷却するのに時間が
かかりすぎ、しかも加熱、冷却を徐々にかつ段階
的に行う必要があり、設備が多く必要とされ、ま
たより極めて細かな温度コントロールが必要とな
つてくる。

また、従来の弛緩技術では縦方向の熱収縮はフ
イルムの加熱温度と弛緩の割合によつてコントロ
ールされるが、同時に横方向（幅方向）の熱収縮
率特性はこの加熱温度によつて一義的に定まり、
横方向（幅方向）の熱収縮を縦方向の熱収縮条件
と無関係にコントロールすることができないとい
う問題がある。つまり、横方向は縦方向と異な
り、横方向のフイルム寸法を規制するものがな
く、横方向の張力を付与するものがないので、縦
より横熱収縮が用意に行なわれ、縦と横との熱収
縮率維持が異なり、より一層二次元寸法安定性を
必要とする場合、つまり縦と横との熱収縮率特性
を近づける必要が生じる場合には従来技術では対
応が困難となつてくる。

発明の目的 本発明の目的は、かかる問題点を改善し、弛緩
熱処理時のフイルム縦方向のシワ発生をなくすと
ともに必要によつては縦方向の熱収縮率特性に影
響を及ぼすことなく横方向の熱収縮率特性をコン
トロールするための熱可塑性樹脂フイルムの弛緩
熱処理法を提供することにある。

発明の構成 本発明は、加熱された熱可塑性樹脂延伸フイル
ムを、フイルムの供給と引取りの速度差を利用し
て熱弛緩させる処理法において、この速度差の生
じているゾーンに、フイルムの端を把時するニツ
プロールを有しかつ該ロールの軸がフイルム幅方
向に対して５〜30°の角度で傾いているフイルム
幅出し装置をフイルム両端に１セツト以上設け、
該ニツプロールでフイルムの両端を下記式（１） Ｆ≧200／μ×Ｄ／t² 〔但し、Ｆ： ニツプ力（Kg） μ： フイルムとロールとの摩擦係数 Ｄ： フイルム厚み（μ） ｔ： ニツプ時のフイルム温度（℃）〕 を満足するニツプ力Ｆで把持してフイルムに幅方
向の引張り力を与えることを特徴とする熱可塑性
樹脂フイルムの弛緩熱処理法である。

本発明に於ける熱可塑性樹脂フイルムとは、ポ
リエステル、ポリアミド、ポリオレフイン等の如
き熱可塑性樹脂からなるフイルムである。これら
のうちポリエステル特にポリエチレンテレフタレ
ートからなるフイルムが好ましい。

また、延伸フイルムとは少なくとも１軸方向に
延伸したフイルムであり、例えば縦方向１軸延伸
フイルムや横方向１軸延伸フイルムであつてもよ
く、また縦方向および横方向に延伸した２軸延伸
フイルムであつてもよい。この延伸フイルムの製
造は公知あるいは当業界に蓄積された方法によつ
て行なうことができるが、テンターを用いる方法
によるのが好ましい。

本発明において熱可塑性樹脂延伸フイルムの加
熱は任意の手段で行なうことができ、例えばロー
ル等により接触加熱する方法、電気ヒーター、赤
外線ヒーター、蒸気ヒーター等により幅射加熱す
る方法、加熱気体等により対流加熱する方法、こ
れらの併用等の周知の方法で行なうことができ
る。

本発明において延伸フイルムの熱弛緩は加熱さ
れた熱可塑性樹脂延伸フイルムを走行させ、フイ
ルムの供給速度と引取り速度の速度差、すなわち
引取り速度を供給速度より減速することで生じる
速度差を利用して行なう。この方法は当業界に良
く知られている方法である。フイルムの供給装
置、引取り装置等は従来のものを用いることがで
きる。

本発明の特徴は、上記速度差の生じているゾー
ンにフイルム幅出し装置を設けて走行フイルムの
幅方向（横方向）に引張り力を与え、フイルムの
シワを伸ばしかつ横熱収縮率特性をコントロール
することにある。このフイルム幅出し装置はフイ
ルムの端を把持（ニツプ）するニツプロールを有
し、このニツプロールはロール軸がフイルム幅方
向に対し５〜30°の角度で傾くようにしてある。
ニツプロールがフイルム幅方向と平行でなく上記
角度で傾いていることから、該ニツプロールで端
が把持される走行フイルムにはロール軸に対して
垂直な方向に力が与えられ、この力の幅方向成分
がフイルムを幅方向に引張る作用をする。

ニツプロールが引張り作用を十分に発現するに
は、該ロールのニツプ力（Ｆ：Kg）が下記式
（１）を満足する必要がある。

Ｆ≧200／μ×Ｄ／t² ……(1) 但し、Ｆ： ニツプ力（Kg） μ： フイルムとロールとの摩擦係数 Ｄ： フイルム厚み（μ） ｔ： ニツプ時のフイルム温度（℃） フイルム幅出し装置（以下、クロスガイダーと
称することがある）はフイルム両端に１セツト以
上設置する。

本発明の弛緩熱処理は延伸フイルムの製造工程
中で行なつても良く、また該製造工程と切離した
場所で行なつても良い。前者はインライン処理で
あり、後者はオンライン処理である。これらのう
ちインライン処理が好ましい。殊に熱可塑性樹脂
延伸フイルムをテンターの熱処理ゾーンで熱固定
したのち、テンターの内又は引取り側の外の適切
な所でフイルムの両端部を切断、分離し、その後
フイルムを冷却すると同時に両端部を切離した中
央部のフイルムを引取り速度の減速によつて弛緩
する方法において有用であり、その時のフイルム
の両端を切離した所から引取りロールまでの間に
フイルム幅出し装置を設けて中央部フイルムの弛
緩、冷却中のフイルムに発生する縦方向のシワを
抑え、かつ横熱収をコントロールする。この方法
の中でもテンター出口と引取りロールの間にフイ
ルム幅出し装置を設けるのが好ましい。

次に図面に基づいて本発明を説明する。

第１図は、延伸された熱可塑性樹脂フイルムを
ロールにより加熱弛緩させる方法を例示してお
り、該フイルムをロールにより熱処理し、速度差
により弛緩し、さらに冷却する引取りロールの要
部を示す概略断面図である。延伸された熱可塑性
樹脂フイルム１はロール２，３によつて加熱さ
れ、ロール３とロール４との速度差によりフイル
ムに熱弛緩を与え、その後冷却ロール４，５によ
つて冷却された後巻取られる。この時ロール３と
ロール４の間の弛緩ゾーンにフイルムの冷却と弛
緩によつて発生した縦方向のシワを抑えるために
フイルムの両端を把持するためのニツプロール
６，６′からなるクロスガイダーをロール３，４
間に設けたものである。クロスガイダーのニツプ
ロールの材質は両者同じ材質であつても異種材質
（例えば１方がゴムロールで、他方が金属ロール
等）であつてもよい。異種材質からなるニツプロ
ールの場合、所定のニツプ力（Ｆ）を与えるため
にはフイルムとの摩擦係数が高い値を与えるもの
が良い。クロスガイダーのニツプロールはフイル
ム把持力を強くするため第２図(1)，(2)に示される
ような形状をとることができる。第２図に於て１
は把持されたフイルム、６，６′は１対のニツプ
ロール、９はニツプロールの支持体を示す。

第３図は、クロスガイダーの延伸フイルムに熱
を加えるとき加熱側に発生することのあるシワの
防止に利用できることを示すものであり、第１図
の加熱ロール２の前にニツプロール７，７′より
構成されるクロスガイダーが設けられた概略断面
図である。

第４図(1)はクロスガイダーの取付け位置を示す
平面図であり、第４図(2)はその側面図である。第
４図(1)のニツプロール６Ａ，６Ｂは、第４図(2)の
ロール６，６′のように、フイルムの両端をニツ
プしかつフイルムの幅方向（横方向）と角度θを
なすように取付けられている。角度θは５〜30°
である。

第５図はテンターから引取系ロールまでの要部
を示す概略断面図である。縦延伸された熱可塑性
樹脂フイルム１１はテンターレール１２のクリツ
プに把持された予熱ゾーン１３で予熱され、延伸
ゾーン１４で横延伸される。引き続き結晶化ゾー
ン１５で熱固定され、冷却ゾーン１６で徐冷され
たのち、やゝ減速した引取りロール２０，２１で
引取られる。そしてフイルム１１をクリツプの把
持から切り離すために冷却ゾーン１６中に設けら
れたカツター１７，１７′によりフイルムの両端
が切り離され、その後切り離された中央部のフイ
ルムはクロスガイダーのニツプロール１８，１
８′及びニツプロール１９，１９′で横方向に引張
り力を受け、減速引取りロールニツプロール２０
との間で熱弛緩される。このニツプロール１８，
１８′、１９，１９′でシワの発生を抑え、横熱収
縮率特性をコントロールする。第６図は第５図の
平面図であり、クロスガイダンスのニツプロール
１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂの取付け状態を
示している。ここで、カツター１７，１７′の位
置は所望する熱収値によつて変わるが、カツター
１７，１７′は場合によつては無くてもよく、こ
の場合の弛緩ゾーンはテンターレール１２を走行
するクリツプが把持しているフイルムを離す所
（位置）から減速引取りロール２０までの間で形
成される。このようにフイルムの両端を切断分離
しない場合でもフイルムの両端をニツプロール１
８，１８′やニツプロール１９，１９′で把持して
フイルムに幅出し作用を与えることでシワ発生を
防止する。

本発明における弛緩はフイルム特性にもよる
が、通常５％以下、好ましくは２〜３％の熱収縮
によつて得られる。

実施例 以下実施例を挙げて本発明を説明する。なお、
例中の特性は下記の方法で求めた。

１ フイルムとロールとの摩擦係数 ５cm長さの回転しない固定ニツプロールにて５
cm幅のフイルムをニツプ力10Kgでニツプし、フイ
ルム他端に取付けたバネ秤をニツプロールの軸に
対し直角方向に引張り、ロールが滑り始める直前
のバネ秤の荷重を読取り、下記式にて摩擦係数
（μ）を求める。

μ＝バネ秤荷重（Kg）／ニツプ力（＝10Kg） 実施例 １ 常法により２軸延伸した厚さ100μmのポリエチ
レンテレフタレートフイルムを第１図に示す装置
を用いて弛緩熱処理を行なつた。加熱ロール２，
３の温度は各々150℃、200℃とし、クロスガイダ
ーロール６，６′は、ニツプ力を３Kg（ニツプ位
置のフイルム温度150℃、フイルムとロールとの
摩擦係数0.6）とし、更に冷却ロール４，５の温
度は各々50℃、20℃とした。そしてロール３とロ
ール４間の速度弛緩率を1.0％とした。得られた
熱処理フイルムの平面性は、何ら皺もなく、良好
であつた。また該フイルムを150℃で30分保持し
た場合の縦方向及び横方向の熱収縮率は、各々
0.1％，0.1％であつた。

実施例 ２ ポリエチレンテレフタレート（固有粘度0.72）
を常法により製膜し、縦方向に延伸後、第５図に
示す装置にて弛緩熱処理を行なつた。結晶化ゾー
ン１５の温度は220℃とし、冷却ゾーン１６の温
度は120℃とした。冷却ゾーン１６後に設けた２
ケ所のクロスガイダーロール１８，１８′及び１
９，１９′のニツプ力は各々５Kg、10Kg（ニツプ
時のフイルム温度は各々120℃、80℃であり、フ
イルムとニツプロールとの摩擦係数はいずれも
0.6である）とした。冷却ゾーン１６中にてフイ
ルムの両端をカツトした後の中央フイルムは、引
取速度を1.5％減じて熱弛緩した。得られた厚さ
100μmの熱処理フイルムの平面性は、何ら皺もな
く、良好であつた。また該フイルムを150℃で30
分間保持した場合の縦方向及び横方向の熱収縮率
は、各々0.2％、0.2％であつた。

比較例 １ クロスガイダーを設置しない以外は、実施例１
と同様にして弛緩熱処理を行なつた。得られた熱
処理フイルムの平面性は一見するだけで皺が見え
る不良な状態であつた。また該フイルムを150℃
で30分間保持した場合の縦方向及び横方向の熱収
縮率は各々0.1％、−0.2％であり、縦方向と横方
向の熱収縮率の差が大きいものであつた。

比較例 ２ クロスガイダーを設置しない以外は実施例２と
同様にして製膜、２軸延伸し、弛緩熱処理を行な
つた。得られた厚さ100μmの熱処理フイルムの平
面性は、一見するだけで皺が見える不良な状態で
あつた。また該フイルムを150℃で30分間保持し
た場合の縦方向及び横方向の熱収縮率は各々0.2
％、−0.3％であり、縦方向及び横方向の熱収縮率
の値の差が大きいものであつた。

発明の効果 本発明によれば熱可塑性樹脂延伸フイルムの熱
弛緩における弛緩と冷却に伴つての縦方向のシワ
発生を抑えることができ、平面性のよい、巻き品
質の高い熱処理フイルムを得ることができる。該
熱処理フイルムは二次加工熱処理において要求さ
れる寸法安定性についても応じることができる。
また、時には縦・横の熱収縮率を近づけるような
要求があるが、これに対してもクロスガイダーの
ニツプ力等を変化させて、横方向の引張り力を調
節し、横方向の熱収をコントロールさせることで
対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は本発明に適用できる弛緩熱処
理工程の概略断面図である。第２図は幅出し装置
のニツプロール形状の１例を示す断面図である。
第４図(1)は幅出し装置のニツプロールの取付状況
を示す平面図であり、第４図(2)はその側面図であ
る。第５図は本発明に適用できる製膜設備のテン
ターから引取りロールまでの要部を示す概略断面
図であり、第６図はその平面図である。 １……熱可塑性樹脂延伸フイルム、２，３……
加熱ロール、４，５……冷却ロール、６，６，
７，７′……幅出し装置（クロスガイダー）のニ
ツプロール、８……フイルムの走行方向、９……
ニツプロールの支持体、１１……熱可塑性樹脂延
伸フイルム、１２……テンターレール、１３……
予熱ゾーン、１４……延伸ゾーン、１５……結晶
化ゾーン、１６……冷却ゾーン、１７，１７′…
…フイルム端部を切離すカツター、１８，１８′、
１９，１９′……クロスガイダーのニツプロール、
２０，２１……引取りロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱された熱可塑性樹脂延伸フイルムを、フ
   イルムの供給と引取りの速度差を利用して熱弛緩
   させる処理法において、この速度差の生じている
   ゾーンに、フイルムの端を把持するニツプロール
   を有しかつ該ロールの軸がフイルム幅方向に対し
   て５〜30°角度で傾いているフイルム幅出し装置
   をフイルム両端に１セツト以上設け、該ニツプロ
   ールでフイルムの両端を下記式 Ｆ≧200／μ×Ｄ／t² 〔但し、Ｆ： ニツプ力（Kg） μ： フイルムとロールとの摩擦係数 Ｄ： フイルム厚み（μ） ｔ： ニツプ時のフイルム温度（℃）〕 を満足するニツプ力Ｆで把持してフイルムに幅方
   向の引張り力を与えることを特徴とする熱可塑性
   樹脂フイルムの弛緩熱処理法。 ２ 速度差の生じているゾーンとしてテンター内
   に設けたフイルム両端部を切断分離する位置と中
   央部のフイルムを減速下で引取る引取りロールと
   の間を用いることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の弛緩熱処理法。 ３ 加熱された熱可塑性樹脂延伸フイルムがテン
   ターの熱固定ゾーンを出た延伸熱固定フイルムで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の弛緩熱処理法。 ４ フイルム幅出し装置をテンター出口と引取り
   ロールの間に設けることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の弛緩熱処理法。