JPH0651348B2 - チユ−ブ状二軸延伸フイルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無機充填剤を含有するポリオレフイン樹脂を
溶融製膜し、縦方向に延伸してなるチユーブ状一軸延伸
フイルムを縦方向及び横方向に延伸してチユーブ状二軸
延伸フイルムを製造する方法に関するものである。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来よりチユーブ状二軸延伸フイルムの製造方法とし
て、二組のニツプロール間に未延伸チユーブ状フイルム
を導き、延伸温度に達せしめ、チユーブ内に吹き込んだ
気体の圧力により横方向に延伸し、ほぼ同時にニツプロ
ール間の周速差により縦方向に延伸することは実施され
ている。

チユーブ状二軸延伸フイルムの製造において最も重要な
点は、延伸開始位置、すなわちチユーブの膨張が開始す
る位置の変動をいかにして少なくするかにあり、チユー
ブの加熱法についていくつかの改良法が提案されている
が良品質の製品を得るには未だ不十分である。とくに無
機充填剤を多量に含有するポリオレフイン樹脂のチユー
ブ状二軸延伸フイルムの製造においては、延伸開始位置
の変動が生じ易く延伸中のチユーブ径の変動、ひいては
チユーブの破裂をまねき延伸困難となる。また比較的安
定して延伸された場合においても、厚みのムラ、延伸の
不均一、いわゆる延伸ムラを生じ、良品質のフイルムを
得ることができない。これらの現象は延伸時のライン速
度が高くなるほど顕著となる。

〔発明の構成〕

本発明者等は無機充填剤を含有するポリオレフイン樹脂
のチユーブ状二軸延伸フイルムの製造において延伸開始
位置の変動が少なく、安定して良品質の製品を得るべく
鋭意検討した結果、本発明を完成するに至つた。

すなわち、本発明の要旨は、無機充填剤を含有するポリ
オレフイン樹脂を溶融製膜し縦方向に延伸してなるチユ
ーブ状一軸延伸フイルムをチユーブラー延伸法により縦
方向及び横方向に延伸してチユーブ状二軸延伸フイルム
を製造するにあたり、二組のニツプロール間に、加熱用
エアリング、遮蔽板、及び冷却用エアリングを送込みニ
ツプロール側から順に配置したチユーブラ延伸装置に該
チユーブ状一軸延伸フイルムを送込ニツプロールを通じ
て連続的に供給し、チユーブの進行方向と反対方向の速
度ベクトルを有する熱風を該加熱用エアリングよりチユ
ーブに向けて吹き出させて延伸温度に加熱しチユーブ内
に導入されたガスの圧力によりチユーブを横方向に延伸
させたのち、直ちにチユーブの進行方向と同方向の速度
ベクトルを有する冷却風を該冷却用エアリングより吹き
出させ、チユーブを冷却することを特徴とするチユーブ
状二軸延伸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。

本発明に使用されるチユーブ状未延伸フイルムは通常の
円形ダイによるインフレーシヨン法で得られる。かくし
て得られた未延伸チユーブ状フイルムは、二軸方向（縦
及び横方向）の延伸前に縦方向に予備延伸される。

縦方向に予備延伸するための装置は特に限定されずロー
ル式一軸延伸機を使用するかあるいは単に２組のニツプ
ロール間に未延伸チユーブを導入し、その周速差により
延伸することもできる。

縦方向の予備延伸倍率は1.1〜５倍が好ましい。1.1未満
では後工程で横方向に延伸しにくく、５倍以上になると
低い気体圧力でチユーブが容易に膨張するため、わずか
の温度ムラ、フイルムの厚みムラの影響を受け易く、後
工程の横方向への均一な延伸を行なうことが困難にな
る。

延伸温度は、融点以下、室温以上であればよい。

縦方向に予備延伸されたチユーブ状フイルムは次いで、
チユーブラー法により二軸方向に延伸される。次にその
方法について図面を用いて説明する。

第１図は本発明の方法に使用するチユーブラー延伸装置
の一例を示す説明図である。

図中１はチユーブ状一軸延伸（予備延伸）フイルム、２
は送込ニツプロール、３は引取ニツプロール、４は加熱
用エアリング、５は冷却用エアリング、６は予熱円筒、
７は仕切板、８はガス吹込み管、９は二軸延伸フイル
ム、１０、１０′はガイドロール、１１はスリツト装
置、１２、１２′はスリツトされた二軸延伸フイルム、
１３、１３′は巻き取り部、１４はバルブ、１５は遮蔽
板をそれぞれ示す。

まず概略を説明するに、予備延伸されたチユーブ状一軸
延伸フイルム１は送込ニツプロール２から送り込まれ、
加熱用エアリングからの熱風により延伸温度にまで加熱
され、ガス吹込管８からのガス圧により膨張（延伸）さ
れると共に送り込みニツプロール２と引取ニツプロール
３との周速度の差により縦方向に延伸されて巻き取られ
る。

予備延伸フイルム１を加熱するための加熱エアリング４
は、その内径が縦方向に予備延伸されたチユーブ状一軸
延伸フイルム１のチユーブ径の1.01〜1.5倍とされてい
る。また該加熱エアリング４からチユーブ状一軸延伸フ
イルム１に向けて吹き出される熱風はチユーブ状一軸延
伸フイルム１の進行方向と反対方向の速度ベクトルを有
することが必要であり、好ましくは熱風の吹き出し角度
はチユーブ状一軸延伸フイルム１の側面に対して２０〜
７０°であることが望ましい。

加熱エアリング４からチユーブ状一軸延伸フイルム１の
進行方向に向かつて斜めに熱風を吹き出し、横方向に延
伸した場合、延伸したチユーブがその後も加熱されるた
め、チユーブがさらに変形し、チユーブ径を一定に保つ
ことができないという欠陥を生ずる。

また、加熱エアリング４の内径がチユーブ状一軸延伸フ
イルム１のチユーブ径の1.01倍より小さいと内圧により
筒状となつたチユーブが熱風吹き出し口に接触するため
好ましくなく、1.5倍より大きいと横方向の延伸開始位
置が変動し好ましくない。

次に加熱エアリング４からの熱風の吹き出し角度がチユ
ーブ側面に対して７０°をこえると熱風の一部がチユー
ブ進行方向にも流れるため横方向に延伸されたチユーブ
がその後も加熱されチユーブがさらに変形することがあ
り、チユーブ径を一定に保つことが難しく、また、２０
°未満ではチユーブが熱風吹き出し口を通過する以前に
膨張し、延伸開始位置の変動、さらには、チユーブが熱
風吹き出し口の内径よりも大きく膨張し、加熱エアリン
グ４に接触することがあるので推奨できない。

加熱エアーリング４の手前部分、すなわち、加熱エアー
リング４の熱風が向う方向に筒状体からなる予熱円筒６
を設けるのが良い。予熱円筒６は加熱エアーリング４か
ら吹き出した加熱空気をチユーブ状一軸延伸フイルム１
の周囲に保持して予熱するためのものであり、加熱効率
を上げる役をなす。

予熱円筒の内径はチユーブ状一軸延伸フイルム１の径の
1.05〜２倍程度とされる。予熱円筒６の内径がチユーブ
状一軸延伸フイルム１の径の1.05倍未満では、間隙が狭
すぎて熱風の流速が速くなりすぎ、熱風の流れに乱れを
生じ、チユーブ状一軸延伸フイルム１を均一に予熱する
ことができない。また２倍以上では、チユーブ状一軸延
伸フイルム１と予熱円筒６の成す空間が大き過ぎるた
め、加熱エアリング４より吹き出された熱風による予熱
加熱が不十分となり、予熱円筒６を設けた効果が十分に
得られない。

前記の予熱円筒６にチユーブ状一軸延伸フイルム１の通
過が可能で、且つわずかに熱風が通過し得る構造、好ま
しくはチユーブとの間隙が0.5〜５mm程度のドーナツツ
状の仕切り板７を設けてもよくこれにより予熱効率が更
に増す。さらに予熱円筒６内に仕切り板７を複数個設け
ることもできる。

チユーブ状一軸延伸フイルム１の予備加熱として予熱円
筒６内に補助的に外部加熱装置、例えば赤外線ヒーター
等を設けることもできる。また前記の予熱円筒６内に外
部から熱風を導入し補助的に加熱することもできる。

予熱円筒６の長さ、仕切り板７とチユーブ状一軸延伸フ
イルム１との間隙は延伸条件等により適宜設定すればよ
い。

加熱用エアーリング４からの熱風により加熱されたチユ
ーブ状一軸延伸フイルムは次いでガス吹込管８から導入
されたガスの圧力により横方向に膨張（横延伸）される
と共に送込ニツプロール２と引取ニツプロール３との周
速度の差により縦方向に更に延伸され、二軸延伸フイル
ムとされる。

延伸倍率の設定は、チユーブ内に導入されたガスの圧力
を調節することにより行なわれる。たとえば横方向に延
伸されたチユーブ状の二軸延伸フイルム９の引取りニツ
プロール３を溝付きロールとし、その溝からチユーブ内
へガス吹き込み管８を挿入し、チユーブ内へ連続してガ
スを吹き込み所定のチユーブ径に調節する。さらに好ま
しくはチユーブ内へ挿入した気体吹き込み管８を二重管
とし、その一方からチユーブ内へ連続して気体を吹き込
むと共に、他の一方から吹き込んだ気体の一部をチユー
ブ外へ排気し所要の径に調節することができる。

縦方向の延伸倍率は1.1〜5.0倍であることが好ましく、
5.0倍を越えると、チユーブ径の変動あるいはフイルム
にピンホールなどが有つた場合、延伸中フイルムが裂け
や易く、チユーブがパンクし連続安定延伸が困難とな
る。

又、1.1倍未満では、フイルムが走行中に受ける抵抗、
例えば遮蔽板１５との接触抵抗、ガイドロール１０、１
０′との接触抵抗の為引取ニツプロール３により、円滑
にフイルムを引取ることが出来ず、余剰のフイルムが、
送込ニツプロール２より供給する為、予熱円筒６の入口
付近で、フイルムが余り、たるみ、送込ニツプロール２
に巻きつく等の不具合を生じる。

横方向の延伸倍率は５倍以下であることが好ましく、５
倍をこえるとフイルムの温度ムラ、厚みムラの影響を受
け易くなり、横方向へ均一に延伸することが困難になる
こともある。なお、横方向の延伸倍率があまり小さいと
延伸の効果が得られないので、通常、1.3倍程度以上の
延伸倍率が採用される。

このようにして二軸延伸を行ない、次いで本発明におい
ては、冷却エアリング５よりチユーブの進行方向と同方
向の速度ベクトルを有する冷却風を吹き出し、チユーブ
を冷却する。チユーブ進行方向と反対方向に向けて斜め
に冷却風を吹き出し冷却した場合、横方向に延伸すると
きのチユーブ状フイルムの温度にムラを生じ好ましくな
い。また冷却はすみやかに行なうことが好ましく、すみ
やかに冷却することにより横方向の延伸開始位置及びチ
ユーブ径の変動を抑制できる。

この、すみやかな冷却を可能とするために加熱用エアリ
ング４と冷却用エアリング５との間に遮蔽板１５を設け
る。

遮蔽板１５は、該遮蔽板を通過する直前のチユーブ状二
軸延伸フイルム９の径の0.8〜1.5倍好ましくは0.9〜1.3
倍の穴径をもつドーナツツ状板とされたものである。

穴径が、フイルム径の0.8より小さいと、フイルムが遮
蔽板に大きく食い込み、接触力が大となり、フイルムが
傷ついたり、又、パンクしたりする不具合がある。

穴径が、バブル径の1.5倍を越えると、遮蔽板がない場
合と同様な不都合、すなわち、フイルムの送り速度を速
くすると、加熱エアリングから吹き出される熱風が、走
行するフイルムに伴なわれて下向きに流れ、この熱風
と、下部の冷却エアリングから吹き出される冷風とが混
ざり合い、この為、フイルム周囲の雰囲気温度が均一一
定にならず、温度斑となつて延伸状態が変動し、フイル
ムの揺動が大きくなり、連続安定延伸が出来ない。

冷却用エアリング５からの冷却空気によつて冷却された
二軸延伸フイルム９はガイドロール１０、１０′を経て
引取ニツプロール３により引取られ、スリツト装置１１
によつて両耳部分がスリツトされた二軸延伸フイルム１
２、１２′は巻き取り部１３、１３′に巻き取られる。

本発明に使用される無機充填剤を含有するポリオレフイ
ン樹脂に使用されるポリオレフインは、ポリエチレン、
ポリプロピレン等であり、ポリエチレンとしては中低圧
法により得られた密度0.91ｇ／cc以上のエチレン単独重
合体、またはエチレンと他のα−オレフインとの共重合
体であり、ポリプロピレンとしては、結晶性のプロピレ
ン単独重合体、あるいはプロピレンと他のα−オレフイ
ンとの共重合体、ランダム共重合体、ブロツク共重合体
を含み、それらは単独あるいは２種以上の混合物として
も用いられる。

無機充填剤としては炭酸カルシウム、タルク、クレー、
カオリン、シリカ、珪藻土、炭酸マグネシウム、炭酸バ
リウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシ
ウム、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、水酸化マグネシ
ウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタ
ン、アルミナ、マイカ、アスベスト粉、ガラス粉、シラ
スバルーン、ゼオライト、珪酸白土等が使用され、特に
炭酸カルシウム、タルク、クレー、シリカ、珪藻土、硫
酸バリウム等が好適である。

無機充填剤の平均粒径としては３０μ以下のものが好ま
しく、１０μ以下のものがさらに好ましく、５μ以下の
ものが最も好ましい。

無機充填剤の表面処理は、樹脂への分散性、さらには延
伸性の点で実施されていることが好ましく、脂肪酸また
はその金属塩での処理が好ましい結果を与える。

ポリオレフイン樹脂、無機充填剤の他に添加剤、例えば
可塑剤、界面活性剤、常温で液状の高分子、例えば液状
ゴムあるいはポリヒドロキシ飽和炭化水素等が添加され
たものでもよい。

液状ゴムとしては、液状ポリブタジエン、液状ポリイソ
プレン、液状ポリブテン等がある。またポリヒドロキシ
飽和炭化水素は１分子当り少なくとも1.5個の水酸基を
有する主鎖が飽和した、または大部分飽和した炭化水素
系ポリマーである。

ポリオレフイン樹脂１００重量部に対する無機充填剤の
配合割合は、通常２５〜４００重量部であり、上記添加
剤を使用する場合、添加剤の配合割合は１００重量部以
下であることが好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではない。

実施例１ エチレン−ブテン−１共重合体（ＭＩ2.1、密度0.922）
１００重量部に対し、重質炭酸カルシウム（平均粒径1.
25μ、脂肪酸処理）１１５重量部およびヒドロキシル基
含有量0.8meq／ｇのポリヒドロキシ飽和炭化水素（分子
量２０００の液状ポリブタジエン（日本曹達（株）製、
G-2000）を水添して得たもの）１５重量部をヘンシエル
ミキサーで混合した。次いで二軸型混練機DSMII/65（日
本製鋼（株）製）により混練し造粒した。これを３０φ
押出機により下記の押出条件でインフレーシヨン成形
し、厚さ５５μのフイルムに製膜した。

シリンダー温度：１６０・１９０・２００℃ ヘツド、ダイス温度：２００℃ 引取速度：４ｍ／min 得られた未延伸チユーブ状フイルムを２組のニツプロー
ル間に導びき、加熱エアリングからの熱風により加熱
し、下記延伸条件で縦方向にのみ延伸し、チユーブ径１
００mmφのフイルムとした。

延伸速度：１０ｍ／min 縦方向延伸倍率：1.2倍 熱風温度：１１５℃ 上記一軸延伸フイルムを第１図に示すチユーブラー延伸
装置を使用して下記延伸条件で横方向に延伸した。

加熱エアリング(4)内径 １０２mm 熱風吹き出し角度 ４５° 予熱円筒(6)内径 １７０mm 〃 長さ ４００mm 仕切板(7)内径 １０３mm 熱風温度 １１５℃ 縦延伸倍率 2.0倍 横延伸倍率 2.5倍 遮蔽板(15)内径 １５０mm 延伸時のチユーブの安定性について、下記の基準で評価
しその結果を表−１に示した。

○：延伸開始位置の変動が無く安定して延伸できる。

△：延伸開始位置がやや変動する。

×：延伸開始位置が変動し安定せず。

実施例２、３ フイルムの送り速度を表−１のとおり変えた他は、実施
例１と全く同様に二軸延伸フイルムを製造した。

結果を表−１に示す。

比較例１、２ 遮蔽板を設けないで、フイルムの送り速度を表−１のと
おり変えた他は、実施例１と全く同様に二軸延伸フイル
ムを製造した。

結果を表−１に示す。

〔発明の効果〕 本発明の方法によれば無機充填剤を含有する比較的破れ
易いフイルムを良好に安定して延伸が可能であり、高強
度で厚みむらのない二軸延伸フイルムを高能率に製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法において使用されるチユーブラー延
伸装置の一例を示す図である。 図中１……縦方向に延伸されたチユーブ状一軸延伸フイ
ルム ２……送込ニツプロール ３……引取ニツプロール ４……加熱用エアリング ５……冷却用エアリング ６……予熱円筒 ７……仕切り板 ８……ガス吹込み管 ９……横方向に延伸されたチユーブ状二軸延伸フイルム 10……ガイドロール 11……スリツト装置 12……スリツトされせた延伸フイルム 13……巻き取られた延伸フイルム 14……吹込みガス調節バルブ 15……遮蔽板

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 祐 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成工業株式会社総合研究所内 (72)発明者 早川 義則 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成工業株式会社総合研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無機充填剤を含有するポリオレフイン樹脂
   を溶融製膜し縦方向に延伸してなるチユーブ状一軸延伸
   フイルムをチユーブラー延伸法により縦方向及び横方向
   に延伸してチユーブ状二軸延伸フイルムを製造するにあ
   たり、二組のニツプロール間に、加熱用エアリング、遮
   蔽板、及び冷却用エアリングを送込みニツプロール側か
   ら順に配置したチユーブラ延伸装置に該チユーブ状一軸
   延伸フイルムを送込ニツプロールを通じて連続的に供給
   し、チユーブの進行方向と反対方向の速度ベクトルを有
   する熱風を該加熱用エアリングよりチユーブに向けて吹
   き出させて延伸温度に加熱しチユーブ内に導入されたガ
   スの圧力によりチユーブを横方向に延伸させたのち、直
   ちにチユーブの進行方向と同方向の速度ベクトルを有す
   る冷却風を該冷却用エアリングより吹き出させ、チユー
   ブを冷却することを特徴とするチユーブ状二軸延伸フイ
   ルムの製造方法。
2. 【請求項２】加熱用エアリングは、その内径がチユーブ
   状一軸延伸フイルムのチユーブ径の1.01〜1.5倍とされ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。
3. 【請求項３】加熱用エアリングの手前部分には、チユー
   ブ状一軸延伸フイルムのチユーブ径の1.05〜２倍の内径
   を有する予熱筒が設けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。
4. 【請求項４】加熱用エアリングから抜き出す熱風はチユ
   ーブ状一軸延伸フイルムの側面に対して２０〜７０°の
   角度で吹出されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。
5. 【請求項５】遮蔽板の内径は、遮蔽板を通過する直前の
   チユーブ状二軸延伸フイルムの径の0.8〜1.5倍とされて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。