JPH043897B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、チユーブ状熱可塑性樹脂フイルムを
送り方向および幅方向へ同時に延伸する熱可塑性
樹脂二軸延伸フイルムの製造方法および製造装置
に関し、特に延伸成形の安定化に利用できる。

［背景技術とその問題点］ 従来、熱可塑性樹脂二軸延伸フイルムの製造方
法としては、フイルムをロールにより一方向へ延
伸した後、このものをチヤツクにより前記の延伸
方向に対して直角方向へ延伸するテンター法と、
チユーブ状フイルムをそれぞれ周速度の異なる上
下各一対のニツプロール間に保持し、このニツプ
ロール間においてチユーブ状フイルムを延伸可能
な温度まで加熱し、チユーブ内に送り込まれた気
体の圧力と二組のニツプロールの周速度差とによ
つて送り方向および幅方向へ同時に延伸するチユ
ーブ法とが広く知られている。

前者のテンター法では、二段二軸延伸が一般的
であるが、例えばポリアミドのような樹脂にあつ
ては、一軸延伸時の配向性が強く、二段延伸が極
めて困難で均一な延伸フイルムが得られない欠点
がある上、設備費が高い欠点がある。

後者のチユーブ法では、延伸が同時に起こり、
また縦横の延伸比の設定も容易でバランスのとれ
たフイルムが得られる上、設備費が安い等の大き
な特徴を備えている。反面、チユーブ法において
は、加熱槽におけるチユーブ状フイルムの加熱の
均一性が最も重要であるが、これを確保すること
が極めて困難である。このため、設備費が安い等
の優位性を備えながら、二軸延伸フイルムの製造
方法としては、テンター法が主流を占めているの
が実状である。

ところで、チユーブ法の欠点を解消するため
に、延伸帯域前後をカバーで覆うとともに、上向
きの空気流によつてチユーブの揺れを防ぎ、外気
の影響を防止する方法（特公昭39−6834号）が提
案されている。しかし、この方法にしても、特に
バブルのネツクの部分、つまり延伸開始点の付近
において、フイルムに沿つて流れる空気の流速が
低下し、この部分のフイルムと外側の空気との間
に行なわれる熱授受がチユーブ円周方向に対する
均整度を欠く結果、チユーブ状フイルムの円周方
向の温度分布が特に延伸開始点の付近において広
くなり易く、結局延伸の安定性および均一性が不
十分であつた。

そこで、この延伸開始点付近に二台のエアーリ
ングによつて互いに逆向きの空気を吹付ける方法
（例えば、特公昭45−27480号、特公昭46−15439
号、特公昭49−47269号等）が提案されている。
しかしながら、これらの方法では、いずれもエア
ーリングを２台必要とし、しかもエアーリングか
ら吹出た空気が両方で衝突し空気流に乱れを生じ
たり、加熱空気を必要とする等の欠点がある。

［発明の目的］ ここに、本発明の目的は、延伸開始点を一定位
置に安定化させることにより、延伸成形時の安定
性が高く、かつ得られる二軸延伸フイルムの物理
的性質の良好な熱可塑性樹脂二軸延伸フイルムの
製造方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、これらの製造方法
を極めて安価にかつ容易に実施するための製造装
置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段および作用］ そのため、本発明の製造方法では、ダイからチ
ユーブ状に押し出された溶融熱可塑性樹脂を冷却
した後、そのチユーブ状熱可塑性樹脂フイルム
を、加熱しながら一方向へ送るとともに、その送
り方向の張力および内圧によつて送り方向および
幅方向へ同時に延伸する二軸延伸フイルムの製造
方法において、前記加熱延伸帯域の延伸開始点付
近に、それより上流側よりフイルムの送り方向に
対して所定の角度で空気を直接吹付ける、ことを
特徴としている。

また、本発明の製造装置では、ダイからチユー
ブ状に押し出された溶融熱可塑性樹脂を冷却する
冷却手段と、この冷却手段によつて冷却されたチ
ユーブ状熱可塑性樹脂フイルムを保持しながら一
方向へ送り出す二対のニツプロールと、このニツ
プロール間で前記フイルムを少なくとも延伸可能
温度まで加熱する延伸加熱部と、フイルムの加熱
延伸帯域の延伸開始点より上流側よりフイルムの
送り方向に対して所定角度で風を延伸開始点付近
へ直接吹付けるエアーリング装置とを具備した、
ことを特徴としている。

ここで、本発明で用いられる熱可塑性樹脂とし
ては、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリアミド、エチレン−ビニルアルコール
共重合体、ポリ塩化ビニリデン等の結晶性樹脂ま
たはこれら結晶性樹脂或いは他の非結晶性樹脂と
の多層のものが用いられる。

また、この熱可塑性樹脂を両ニツプロール間で
延伸可能温度まで加熱する延伸加熱部としては、
例えば赤外線ヒーター等の加熱源を環状に構成し
たもので、上下端つまり送り方向の上下端を開放
したものが望ましい。

また、エアーリング装置としては、リング体の
内周面に沿つてスリツトまたは細孔等の空気吹出
し口を多数配置し、これらの空気吹出し口から吹
出される空気をフイルムの送り方向に対して所定
角度、好ましくは20〜60°の角度範囲において、
フイルムの延伸帯域の延伸開始点付近へ向けて吹
付けるように構成したものである。この場合、吹
出し空気としては、通常、室温であるが、加熱空
気を用いるようにしてもよい。

［実施例］ 図は本発明の製造装置の一実施例を示してい
る。同図において、押出機１によつて環状ダイ２
から下方へチユーブ状に押し出された溶融熱可塑
性樹脂の内部には圧縮空気が供給される。圧縮空
気が供給された熱可塑性樹脂は、エアーリング３
および冷却槽４を通つて冷却された後、ニツプロ
ール５によつて引取られ次の工程へ送られる。前
記エアーリング３は、前記ダイ２の真下に配置さ
れ、ダイ２からチユーブ状に押し出された溶融熱
可塑性樹脂の外表面をエアーによつて空冷する。
また、冷却槽４は、エアーリング３の下方に配置
され、かつ中央に前記ダイ２から押し出された溶
融熱可塑性樹脂の通る孔を有する貯水槽に水が満
たされている。これにより、ダイ２から押し出さ
れた溶融熱可塑性樹脂は、まずエアーリング３で
空冷された後、更に冷却槽４の水冷効果により、
冷却、固化される。ここに、エアーリング３およ
び冷却槽４によつて冷却手段が形成されている。

ニツプロール５から送り出されたチユーブ状熱
可塑性樹脂フイルムは、２つのガイドロール６，
７を通つた後、上部ニツプロール８および下部ニ
ツプロール９を経て例えば図示しない巻取機等へ
巻取られるようになつている。この際、下部ニツ
プロール９の周速度は上部ニツプロール８の周速
度よりも大きく、かつ上部ニツプロール８および
下部ニツプロール９間のチユーブ状フイルム内に
圧縮空気が注入されているので、この間にチユー
ブ状フイルムが延伸可能な温度まで加熱される
と、両者の作用つまり圧縮空気による膨張力およ
び送り方向の張力によつて、チユーブ状フイルム
は送り方向および幅方向へ同時に延伸される。こ
の場合、延伸時の延伸倍率は、熱可塑性樹脂の種
類によつて適宜決定すればよく、例えば2.0〜6.5
倍程度である。

前記上部ニツプロール８および下部ニツプロー
ル９間には、チユーブ状フイルムを延伸可能温度
まで加熱する延伸加熱部１０が設けられている。
延伸加熱部１０は、上下端を開放した円筒体の内
周面に沿つて例えば赤外線ヒータ等の加熱源が環
状に配設されている。これにより、チユーブ状フ
イルムは、主として加熱源からの幅射熱により少
なくとも延伸可能温度まで加熱される。

延伸加熱部１０の上流側、つまりニツプロール
８側には、チユーブ状フイルムの加熱延伸帯域の
延伸開始点付近に、フイルムの送り方向に対して
所定の角度で空気を直接吹付けるエアーリング装
置１１が設けられている。エアーリング装置１１
は、円環状のリング体の内周面に沿つてスリツト
または複数の細孔等の空気吹出し口が設けられて
いる。そのため、チユーブ状フイルムの円周方向
に対して空気が均一に吹付けられるようになつて
いる。また、これらの空気吹出し口からの吹出し
角度αは、そこから吹付けられる空気がフイルム
の延伸開始点からフイルムの外表面に沿つてその
送り方向へ円滑に流動できる角度範囲、つまりフ
イルムの送り方向に対して20〜60°の角度範囲内
に設定されている。また、吹出し空気としては、
通常、室温の空気が用いられるが、加熱空気を用
いてもよい。

更に、エアーリング装置１１の上流側、つまり
ニツプロール８側には、予備加熱部１２が必要に
より設けられている。予備加熱部１２は、前記延
伸加熱部１０と同様な構成で、円筒体の内周面に
沿つて赤外線ヒータ等が配置されている。

一方、延伸加熱部１０の下流側、つまり下部ニ
ツプロール９側には、延伸終了後のチユーブ状フ
イルムを順次偏平化して下部ニツプロール９へ導
入するためのガイドローラ１３が設けられてい
る。このガイドローラ１３は、複数本のガイドロ
ーラが下方へ行くに従つて次第に幅狭となるよう
にＶ形状に配置されている。これにより、延伸終
了後のチユーブ状フイルムは、ガイドローラ１３
により順次偏平に折畳まれながら下部ニツプロー
ル９へ案内された後、必要により熱固定されて例
えば図示しない巻取機へ巻取られるようになつて
いる。

次に、本実施例の作用を説明する。まず、押出
機１によつてダイ２からチユーブ状に押し出され
た溶融熱可塑性樹脂は、内部に注入される圧縮空
気によりチユーブ状に膨張される一方、エアーリ
ング３および冷却槽４によつて順次冷却されてチ
ユーブ状に固化された後、ニツプロール５からガ
イドロール６，７を通つて上部ニツプロール８へ
送られる。

上部ニツプロール８へ送られたチユーブ状フイ
ルムは、延伸加熱部１０において、延伸可能温度
まで加熱される。すると、上部ニツプロール８お
よび下部ニツプロール９間の熱可塑性樹脂フイル
ム内に注入される圧縮空気とニツプロール８，９
間の周速度差によつてチユーブ状フイルムは送り
方向および幅方向へ同時に延伸される。

このとき、チユーブ状フイルムの延伸帯域の延
伸開始点付近に、エアーリング装置１１から空気
が吹付けられている。エアーリング装置１１から
吹出された空気は、チユーブ状フイルムの延伸開
始点に吹付けられた後、チユーブ状フイルムの外
表面に沿つてフイルムの送り方向へ流動するた
め、フイルム表面が流動空気膜に包まれる。この
結果、延伸開始点の温度分布がチユーブ状フイル
ムの円周方向において均一になるので、延伸開始
点が一定位置に安定され、かつ延伸後のフイルム
の揺れが防止される。しかも、チユーブ状フイル
ムの外表面に沿つて流動する空気は、延伸帯域を
通過したフイルムを冷却させる。

その後、延伸終了後のチユーブ状フイルムは、
ガイドローラ１３によつて偏平に折畳まれた後、
下部ニツプロール９によつて引取られる。下部ニ
ツプローラ９によつて引取られたチユーブ状フイ
ルムは必要により熱固定された後、巻取られる。

従つて、本実施例によれば、チユーブ状熱可塑
性樹脂フイルムの加熱延伸帯域の延伸開始点付近
に、そのフイルムの送り方向に対して20〜60°の
角度で空気を吹付けるようにしたので、延伸成形
の安定性を向上させることができる。

つまり、チユーブ状フイルムの延伸開始点に吹
付けられた空気は、チユーブ状フイルムの外表面
に沿つてフイルムの送り方向へ流動し、フイルム
表面に流動空気膜を作る結果、延伸開始点の温度
分布を均一にすることができる。そのため、延伸
開始点を一定位置に安定させることができ、かつ
延伸後のフイルムの揺れを防止することができ
る。ちなみに、空気吹出し口からの吹出し角度α
が前記範囲外の場合には、延伸開始点に吹付けら
れた空気がチユーブ状フイルムの外表面に沿つて
円滑に流動せす、フイルム表面に均一な流動空気
膜を作ることが困難である。

その結果、配向バランスが良く、かつ偏肉精度
も高い等の物理的性質も極めて良好な二軸延伸フ
イルムを得ることができる。

また、製造装置としては、延伸開始点付近にフ
イルムの送り方向に対して所定の角度で空気を吹
付けるエアーリング装置１１を１台設ければ良い
ので、従来のようにエアーリング装置を２台必要
とするものに比べ、設備費および製造コストが安
い上、運転制御も極めて容易に行うことができ
る。

そこで、次の条件下において二軸延伸フイルム
を製造した例を基に上述した点を明らかにする。
これは、ホモポリプロピレン（密度0.91ｇ／cm³、
メルトインデツクス10ｇ／10分、出光石油化学株
式会社製 出光ポリプロF900B）を押し出し成形
し、直径60mmφ、厚さ120μｍのチユーブ状ポリ
プロピレンフイルムを得、このチユーブ状フイル
ムを予備加熱部１２で予熱した後、延伸加熱部１
０へ３ｍ／minの速度で導入し、送り方向および
幅方向ともに約４倍に延伸して二軸同時延伸ポリ
プロピレンフイルムを得た。なお、予備加熱部１
２の雰囲気温度は140〜150℃、延伸加熱部１０の
雰囲気温度は230〜240℃とし、延伸加熱部１０の
上部に延伸開始点に向けて45°の角度で取付けた
エアーリング装置１１により室温の風を10m³／
minの風量で噴射した。

この結果は、エアーリング装置１１により延伸
開始点が一定位置に安定し、かつ延伸後のチユー
ブ状フイルムの揺れもなく、安定した延伸成形が
行なわれた。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、延伸開始点を一
定位置に安定化させることができるから、延伸成
形時の安定性が高く、かつ得られるフイルムの物
理的性質も良好な熱可塑性樹脂二軸延伸フイルム
の製造方法を提供することができる。また、本発
明によれば、設備費および製造コストが安価で、
かつ運転制御が容易な二軸延伸フイルムの製造装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による熱可塑性樹脂二軸延伸フイル
ムの製造装置の一実施例を示す説明図である。 ８……上部ニツプロール、９……下部ニツプロ
ール、１０……延伸加熱部、１１……エアーリン
グ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ダイからチユーブ状に押し出された溶融熱可
   塑性樹脂を冷却した後、そのチユーブ状熱可塑性
   樹脂フイルムを、加熱延伸帯域で延伸可能な温度
   まで加熱しながら一方向へ送るとともに、その送
   り方向の張力および内圧によつて送り方向および
   幅方向へ同時に延伸する熱可塑性樹脂二軸延伸フ
   イルムの製造方法において、前記加熱延伸帯域の
   延伸開始点付近に、それより上流側よりフイルム
   の送り方向に対して所定の角度で空気を直接吹付
   けることを特徴とする熱可塑性樹脂二軸延伸フイ
   ルムの製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の熱可塑性樹脂二
   軸延伸フイルムの製造方法において、前記空気の
   吹付け角度を、フイルムの送り方向に対して20〜
   60°の角度範囲としたことを特徴とする熱可塑性
   樹脂二軸延伸フイルムの製造方法。 ３ ダイからチユーブ状に押し出された溶融熱可
   塑性樹脂を冷却する冷却手段と、この冷却手段に
   よつて冷却されたチユーブ状熱可塑性樹脂フイル
   ムを保持しながら一方向へ送り出す二対のニツプ
   ロールと、このニツプロール間で前記フイルムを
   少なくとも延伸可能温度まで加熱する延伸加熱部
   と、フイルムの加熱延伸帯域の延伸開始点より上
   流側よりフイルムの送り方向に対して所定の角度
   で空気を延伸開始点付近へ直接吹付けるエアーリ
   ング装置とを具備したことを特徴とする熱可塑性
   樹脂二軸延伸フイルムの製造装置。