JPH07106597B2 - 高モジユラスフイルムの製造方法 - Google Patents
高モジユラスフイルムの製造方法Info
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- JPH07106597B2 JPH07106597B2 JP63033824A JP3382488A JPH07106597B2 JP H07106597 B2 JPH07106597 B2 JP H07106597B2 JP 63033824 A JP63033824 A JP 63033824A JP 3382488 A JP3382488 A JP 3382488A JP H07106597 B2 JPH07106597 B2 JP H07106597B2
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- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、一方向または両方向に高いヤング率を有する
二軸延伸フイルムおよびこれらのフイルムの製造方法に
関する。
二軸延伸フイルムおよびこれらのフイルムの製造方法に
関する。
背景技術 二軸延伸は、可塑性のポリマー連鎖がフイルムの平面内
で、多少はランダムではあるがこの平面に平行に配向す
るような方法でプラスチツクフイルムまたはシートを延
伸させる方法である。二軸延伸したフイルムは、すぐれ
た引張特性、改良された可塑性並びにタフネスおよび増
加した収縮性を有する。これらの改良された物理的特性
によつてフイルムの電気的および光学的性質のさらに広
い利用が可能になる。
で、多少はランダムではあるがこの平面に平行に配向す
るような方法でプラスチツクフイルムまたはシートを延
伸させる方法である。二軸延伸したフイルムは、すぐれ
た引張特性、改良された可塑性並びにタフネスおよび増
加した収縮性を有する。これらの改良された物理的特性
によつてフイルムの電気的および光学的性質のさらに広
い利用が可能になる。
二軸延伸フイルムは、単一方向延伸または両方向の同時
延伸によつて製造される。幅出しは、形成した平らなシ
ートを炉内でテンターを使用して延伸することから成
る。フイルムはまた、異なる速度で回転するローラー上
をフイルムを通過させることによつて縦方向に延伸させ
ることもできる。バブル吹込配向は、フイルムを縦方向
および横方向の両方に同時に延伸できる。フイルムを縦
方向および横方向の両方に同時に延伸させる他の方法
は、U.K.P. GB 2,038,705Aに記載されている。
延伸によつて製造される。幅出しは、形成した平らなシ
ートを炉内でテンターを使用して延伸することから成
る。フイルムはまた、異なる速度で回転するローラー上
をフイルムを通過させることによつて縦方向に延伸させ
ることもできる。バブル吹込配向は、フイルムを縦方向
および横方向の両方に同時に延伸できる。フイルムを縦
方向および横方向の両方に同時に延伸させる他の方法
は、U.K.P. GB 2,038,705Aに記載されている。
そのガラス転移温度（以後Tg）より高い温度でフイルム
を縦方向または横方向のいずれかに延伸するとフイルム
は配向し、その方向で比較的高いヤング率または引張弾
性率が得られる。典型的には、収縮性を所望しないなら
ばそのフイルムをアニール（ヒートセツト）する目的で
配向後の加熱サイクルに処する。
を縦方向または横方向のいずれかに延伸するとフイルム
は配向し、その方向で比較的高いヤング率または引張弾
性率が得られる。典型的には、収縮性を所望しないなら
ばそのフイルムをアニール（ヒートセツト）する目的で
配向後の加熱サイクルに処する。
一方向または両方向に比較的高い弾性率を有するフイル
ムには多数の用途がある。これらの用途には、フイルム
上の機能的層としての使用、例えば接着剤、研摩剤また
は磁気層としての使用が含まれる。増加された縦方向弾
性率を有する包装用テープは、テープ中に補強用要素を
必要とすることなく強いシールが得られる。例えばビデ
オテープまたは研摩ベルトのような磁気または研摩剤粒
子用のバツキングとして使用されるフイルムは、破損を
防止するための縦方向、およびテープまたはベルトのカ
ツピングまたはカールを防止するための横方向の両方向
の比較的高い弾性率が要求される。
ムには多数の用途がある。これらの用途には、フイルム
上の機能的層としての使用、例えば接着剤、研摩剤また
は磁気層としての使用が含まれる。増加された縦方向弾
性率を有する包装用テープは、テープ中に補強用要素を
必要とすることなく強いシールが得られる。例えばビデ
オテープまたは研摩ベルトのような磁気または研摩剤粒
子用のバツキングとして使用されるフイルムは、破損を
防止するための縦方向、およびテープまたはベルトのカ
ツピングまたはカールを防止するための横方向の両方向
の比較的高い弾性率が要求される。
従来技術では、典型的にはフイルムのTgより10℃高くそ
して、溶融温度Tmより40℃低い間の温度での一連の延伸
工程によつて一方向または両方向に増加された弾性率を
有するフイルムが製造されてきた。例えば、U.S.P.No.
4,497,865を参照されたい。多段延伸工程は、各延伸工
程でフイルムの破損が起りうるのでしばしば比較的低収
率になつた。多段延伸工程を含む方法は、典型的には延
伸工程が比較的少ない方法よりコスト高になる。
して、溶融温度Tmより40℃低い間の温度での一連の延伸
工程によつて一方向または両方向に増加された弾性率を
有するフイルムが製造されてきた。例えば、U.S.P.No.
4,497,865を参照されたい。多段延伸工程は、各延伸工
程でフイルムの破損が起りうるのでしばしば比較的低収
率になつた。多段延伸工程を含む方法は、典型的には延
伸工程が比較的少ない方法よりコスト高になる。
従つて、多段延伸工程が必要なく、二工程法でフイルム
の弾性率を増加させる方法が提供されることは非常に望
ましいことである。
の弾性率を増加させる方法が提供されることは非常に望
ましいことである。
本発明の開示 本発明によつて、フイルムの所望の方向の弾性率を著し
く増加させる方法であつて、（ｉ） ガラス転移温度Tg
および溶融温度Tmを有する熱可塑性フイルムを用意し；
（ii） Tgより約10℃高く、そして、Tmより40℃低い間
（好ましくは、Tgより20℃高く、Tmより100℃低い間）
の温度を有する媒質中において、1.05〜5.5の間（好ま
しくは2.8〜3.8の間、または4.0〜5.5の間）延伸比で、
前記のフイルムを少なくとも一方向に延伸し；そして、
（iii）前記のフイルムをTmより約５〜35℃低い間の温
度を有する媒質中において約1.05〜2.5の間（好ましく
は約1.05〜1.8の間）の延伸比で前記と同じ少なくとも
一方向に延伸することから成る前記の方法が提供され
る。
く増加させる方法であつて、（ｉ） ガラス転移温度Tg
および溶融温度Tmを有する熱可塑性フイルムを用意し；
（ii） Tgより約10℃高く、そして、Tmより40℃低い間
（好ましくは、Tgより20℃高く、Tmより100℃低い間）
の温度を有する媒質中において、1.05〜5.5の間（好ま
しくは2.8〜3.8の間、または4.0〜5.5の間）延伸比で、
前記のフイルムを少なくとも一方向に延伸し；そして、
（iii）前記のフイルムをTmより約５〜35℃低い間の温
度を有する媒質中において約1.05〜2.5の間（好ましく
は約1.05〜1.8の間）の延伸比で前記と同じ少なくとも
一方向に延伸することから成る前記の方法が提供され
る。
本発明によつて、上記の方法によつて製造されたフイル
ムおよびその上に被覆された機能層を有するフイルムも
提供される。
ムおよびその上に被覆された機能層を有するフイルムも
提供される。
詳細な説明 Modern Plastics Encyclopediaによつて定義されるよう
なフイルムは、その長さおよび幅に比較して非常にうす
く、かつ、0.25mmより大きくない表示厚さを有する熱可
塑性樹脂または再生セルロース物質のような物質の平ら
な部分である。これより大きい厚さを有する同様な物質
は、典型的にシートと定義される。本明細書で使用する
フイルムの語は、Modern Plastics Encycropediaの定義
のフイルムおよびシートの両者を包含する。しかし、本
発明では0.13mm未満の厚さを有する物質の使用が好まし
い。縦方向は、製造の間の移動の方向に平行なフイルム
の方向と定義し、そして、横方向はこれに垂直であり、
そして、フイルムの平面内の垂直な方向である。フイル
ムが好ましい移動方向を持たない方法で製造される場合
における縦方向および横方向の用語は、フイルムの平面
中に在る二つの垂直な方向と定義する。
なフイルムは、その長さおよび幅に比較して非常にうす
く、かつ、0.25mmより大きくない表示厚さを有する熱可
塑性樹脂または再生セルロース物質のような物質の平ら
な部分である。これより大きい厚さを有する同様な物質
は、典型的にシートと定義される。本明細書で使用する
フイルムの語は、Modern Plastics Encycropediaの定義
のフイルムおよびシートの両者を包含する。しかし、本
発明では0.13mm未満の厚さを有する物質の使用が好まし
い。縦方向は、製造の間の移動の方向に平行なフイルム
の方向と定義し、そして、横方向はこれに垂直であり、
そして、フイルムの平面内の垂直な方向である。フイル
ムが好ましい移動方向を持たない方法で製造される場合
における縦方向および横方向の用語は、フイルムの平面
中に在る二つの垂直な方向と定義する。
本発明のフイルムは、例えばポリ（エチレンテレフタレ
ート）、ナイロン、ポリ（フエニレンサルフアイド）お
よび芳香族ジカルボン酸とエチレングリコールまたは1,
4−シクロヘキサンジカルビノールのポリエステルのよ
うな半結晶性ポリマー物質から形成できる。好ましく
は、テレフタル酸または2,6−ナフタレイン ジカルボ
ン酸のいずれかが主要ジカルボン酸を構成するポリエス
テルであり、その中でもポリ（エチレンテレフタレー
ト）が最も好ましいポリエステルである。
ート）、ナイロン、ポリ（フエニレンサルフアイド）お
よび芳香族ジカルボン酸とエチレングリコールまたは1,
4−シクロヘキサンジカルビノールのポリエステルのよ
うな半結晶性ポリマー物質から形成できる。好ましく
は、テレフタル酸または2,6−ナフタレイン ジカルボ
ン酸のいずれかが主要ジカルボン酸を構成するポリエス
テルであり、その中でもポリ（エチレンテレフタレー
ト）が最も好ましいポリエステルである。
フイルムのヤング率または引張弾性率は、フイルムの剛
さの尺度であり、そして、ASTM−882−11.7、外挿法に
よつて定義される標準法によつて測定される。引張弾性
率は、応力−歪曲線の初期線状部分における応力と歪と
の比であり、Kg/mm2で報告される。引張弾性率は、１％
伸びに対する曲線から外挿した力を100倍し、試料の元
の（表示の）横断面積で割ることによつて計算される。
さの尺度であり、そして、ASTM−882−11.7、外挿法に
よつて定義される標準法によつて測定される。引張弾性
率は、応力−歪曲線の初期線状部分における応力と歪と
の比であり、Kg/mm2で報告される。引張弾性率は、１％
伸びに対する曲線から外挿した力を100倍し、試料の元
の（表示の）横断面積で割ることによつて計算される。
本発明のフイルムの形成ポリマーは、典型的には、溶融
するまで加熱し、そして、通常の方法でノズルまたはダ
イスリツトを通して押出し、フイルムを形成し、次いで
冷却ロール上でキヤストし凝固させる。溶融温度は通
常、約255゜〜300℃であり、冷却ロールは５゜〜75℃に
冷却されている。フイルムは慣用の溶剤流延法によつて
も得られる。
するまで加熱し、そして、通常の方法でノズルまたはダ
イスリツトを通して押出し、フイルムを形成し、次いで
冷却ロール上でキヤストし凝固させる。溶融温度は通
常、約255゜〜300℃であり、冷却ロールは５゜〜75℃に
冷却されている。フイルムは慣用の溶剤流延法によつて
も得られる。
キヤストフイルムが得られたら、次いで、フイルムをフ
イルムのTgより約10℃高く、そしてフイルムのTmより40
℃低い間の温度を有する好ましくは空気である媒質中を
フイルムを通過させることによつて縦および（または）
横方向のいずれかに一次延伸する。フイルムを縦方向の
みに延伸するためには、典型的にはフイルムを異なる速
度で回転するローラー上を通過させてこれを延伸させ
る。フイルムを横方向のみに延伸するためには、典型的
にはテンターを使用して延伸する。フイルムを同時に延
伸するためには、U.K. GB2,038,705Aに記載の方法が使
用できる。この一次延伸の延伸比は、典型的には、約1.
05〜5.5の間である。この一次延伸は、延伸の一方向ま
たは数方向（以後「少なくとも一方向」という）にフイ
ルムの引張弾性率の増加を誘導する。
イルムのTgより約10℃高く、そしてフイルムのTmより40
℃低い間の温度を有する好ましくは空気である媒質中を
フイルムを通過させることによつて縦および（または）
横方向のいずれかに一次延伸する。フイルムを縦方向の
みに延伸するためには、典型的にはフイルムを異なる速
度で回転するローラー上を通過させてこれを延伸させ
る。フイルムを横方向のみに延伸するためには、典型的
にはテンターを使用して延伸する。フイルムを同時に延
伸するためには、U.K. GB2,038,705Aに記載の方法が使
用できる。この一次延伸の延伸比は、典型的には、約1.
05〜5.5の間である。この一次延伸は、延伸の一方向ま
たは数方向（以後「少なくとも一方向」という）にフイ
ルムの引張弾性率の増加を誘導する。
一般の実施において、一次TD延伸比が5.4倍を超えると
フイルムの破損が起こり、単段TD延伸によつてはフイル
ム中に710Kg/mm2以上のTDの弾性率を起こさせることは
できない。
フイルムの破損が起こり、単段TD延伸によつてはフイル
ム中に710Kg/mm2以上のTDの弾性率を起こさせることは
できない。
従来技術には、フイルムの引張弾性率をさらに増加させ
るために、典型的には、Tgより10℃高く、そして、Tmよ
り40℃低い間の範囲内での数回の延伸工程が教示されて
いる。これらの方法は多段工程延伸であり、時には、２
段の延伸工程の間にビートセツト工程を含む。各々の追
加工程はフイルムの破損を起こす可能性があり、かつ、
高弾性率フイルムの製造費が高くなる。
るために、典型的には、Tgより10℃高く、そして、Tmよ
り40℃低い間の範囲内での数回の延伸工程が教示されて
いる。これらの方法は多段工程延伸であり、時には、２
段の延伸工程の間にビートセツト工程を含む。各々の追
加工程はフイルムの破損を起こす可能性があり、かつ、
高弾性率フイルムの製造費が高くなる。
本発明によつて、少なくとも一方向における引張弾性率
に実質的増加を単独で誘発させる二次延伸工程が提供さ
れる。この二次延伸工程は、縦方向および（または）横
方向のいずれかに実施されるが、上記したように二次延
伸の方向における一次延伸を伴わねばならない、この二
次延伸工程では、縦および（または）横方向のいずれか
における引張弾性率を20〜40％向上させる。この二次延
伸工程は、他の延伸方法から得られた引張弾性率を向上
させるためにも使用できる。
に実質的増加を単独で誘発させる二次延伸工程が提供さ
れる。この二次延伸工程は、縦方向および（または）横
方向のいずれかに実施されるが、上記したように二次延
伸の方向における一次延伸を伴わねばならない、この二
次延伸工程では、縦および（または）横方向のいずれか
における引張弾性率を20〜40％向上させる。この二次延
伸工程は、他の延伸方法から得られた引張弾性率を向上
させるためにも使用できる。
本発明は二次延伸工程においては、フイルムをTmより５
゜〜35℃低い温度を有する好ましくは空気である媒質中
において、約1.05〜2.5の間の延伸比で少なくとも一方
向に延伸する。少なくとも一方向延伸において約28〜56
Kg/mm2の間の引張強さを有するフイルムが典型的に形成
される。
゜〜35℃低い温度を有する好ましくは空気である媒質中
において、約1.05〜2.5の間の延伸比で少なくとも一方
向に延伸する。少なくとも一方向延伸において約28〜56
Kg/mm2の間の引張強さを有するフイルムが典型的に形成
される。
本発明を次の限定されない実施例によつてさらに説明す
る。
る。
実施例１〜15 10μ、13.3μ、19.8μの最終厚さを有するポリ（エチレ
ン テレフタレート）フイルム（以後PET）を、約290℃
で溶融押出し、冷却ドラム上でキヤストし、次いで、室
温まで急速に冷却して実質的に非晶質シートを得ること
によつて製造した。このフイルムを、異なる速度で回転
する一組のローラー上を通過されることによつて85〜90
℃の範囲内の温度および3.2倍の延伸比で縦方向に延伸
した。このフイルムを、95゜〜100℃の範囲内の温度、
3.1〜5.4倍の範囲の延伸比でテンターを使用して横方向
に延伸した。若干のフイルム（実施例１〜３、６〜８お
よび11〜13）は、220゜〜240℃でヒート セツトし、0.
96〜1.0の範囲で緩和させた。これは慣用の従来技術法
である。一次TD延伸比が5.4倍を越えたときフイルムの
破損を生じ、単段TD延伸ではフイルムに710Kg/mm2以上
のTD弾性率を起こさせることはできない。
ン テレフタレート）フイルム（以後PET）を、約290℃
で溶融押出し、冷却ドラム上でキヤストし、次いで、室
温まで急速に冷却して実質的に非晶質シートを得ること
によつて製造した。このフイルムを、異なる速度で回転
する一組のローラー上を通過されることによつて85〜90
℃の範囲内の温度および3.2倍の延伸比で縦方向に延伸
した。このフイルムを、95゜〜100℃の範囲内の温度、
3.1〜5.4倍の範囲の延伸比でテンターを使用して横方向
に延伸した。若干のフイルム（実施例１〜３、６〜８お
よび11〜13）は、220゜〜240℃でヒート セツトし、0.
96〜1.0の範囲で緩和させた。これは慣用の従来技術法
である。一次TD延伸比が5.4倍を越えたときフイルムの
破損を生じ、単段TD延伸ではフイルムに710Kg/mm2以上
のTD弾性率を起こさせることはできない。
本発明のフイルム（実施例４、５、９、10、14、15）
は、220゜〜240℃の間の温度、1.09〜1.15の間の延伸比
でテンターで二次延伸した。PETのTgは75℃であり、Tm
は256℃である。これらの実施例の結果は、TD弾性率に
及ぼす最終の横延伸の実質的効果を証明し、これらを第
１〜３表に示す。MD方向における二次縦延伸を一次MD延
伸工程との延伸順序に適用したとき、フイルムのMD弾性
率においても同様な効果が得られた。
は、220゜〜240℃の間の温度、1.09〜1.15の間の延伸比
でテンターで二次延伸した。PETのTgは75℃であり、Tm
は256℃である。これらの実施例の結果は、TD弾性率に
及ぼす最終の横延伸の実質的効果を証明し、これらを第
１〜３表に示す。MD方向における二次縦延伸を一次MD延
伸工程との延伸順序に適用したとき、フイルムのMD弾性
率においても同様な効果が得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−22915（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−136013（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−73921（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−46619（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−47235（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】ガラス転移温度Tg,及び溶融温度Tmを有す
る熱可塑性フィルムの少なくとも一方向のモジュラスを
増加させる方法であって、 （ｉ） 前記フィルムを、Tgより約10℃高い温度からTm
より40℃低い温度までの温度、1.05〜5.5の間の延伸比
で一方向に一次延伸する第一の延伸の段階； （ii） 予め（ｉ）の段階で延伸された前記フィルム
を、Tmより約５℃〜35℃低い温度、及び約1.05〜2.5の
延伸比で少なくとも前記の一方向に更に二次延伸する第
二の延伸段階；から成り そして前記フィルムはいかなる方向にも更に延伸されな
いことを特徴とする前記の方法。 - 【請求項２】ガラス転移温度Tg,及び溶融温度Tmを有す
る熱可塑性フィルムの少なくとも一方向のモジュラスを
増加させる方法であって、 （ｉ） 前記フィルムを、Tgより約10℃高い温度からTm
より40℃低い温度までの温度、1.05〜5.5の間の延伸比
で一方向に、そしてその横方向に一次延伸する第一の延
伸の段階； （ii） 予め（ｉ）段階で延伸された前記のフィルム
を、Tmより約５℃〜35℃低い温度、及び約1.05〜2.5の
延伸比で前記の一方向、または前記の横方向に更に二次
延伸する第二の延伸段階；から成り そして前記フィルムはいかなる方向にも更に延伸されな
いことを特徴とする前記の方法。 - 【請求項３】ガラス転移温度Tg,及び溶融温度Tmを有す
る熱可塑性フィルムの少なくとも一方向のモジュラスを
増加させる方法であって、 （ｉ） 前記フィルムを、Tgより約10℃高い温度からTm
より40℃低い温度までの温度、1.05〜5.5の間の延伸比
で一方向に、そしてその横方向に一次延伸する第一の延
伸の段階； （ii） 予め（ｉ）の段階で延伸された前記のフィルム
を、Tmより約５℃〜35℃低い温度、及び約1.05〜2.5の
延伸比で前記の一方向、及び前記の横方向に更に二次延
伸する第二の延伸段階；から成り そして前記フィルムはいかなる方向にも更に延伸されな
いことを特徴とする前記の方法。 - 【請求項４】前記フィルムがポリエステルポリマーを含
有する。特許請求の範囲第１項、第２項、又は第３項の
方法。
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