JPH0448088B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、ポリアミド二軸延伸フイルムの製造
方法に関し、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、ポリアミド二軸延伸フイルムの製造方法
としては、テンターを用いた多段二軸延伸法、
テンターを用いた同時二軸延伸法、チユーブ
状フイルムの内部を加圧し同時に二軸延伸するチ
ユーブ延伸法が知られている。 の方法は、最初に延伸した方向と直角方向に
方向性をもつた水素結合が生じ、次の直角方向へ
の延伸はネツク延伸となり易く、均一な延伸フイ
ルムを得ることが極めて困難である。 また、の方法は、原反フイルムの側縁部をグ
リツプで把持するため、この部分が延伸に寄与せ
ず大幅なロスとなり収率が著しく低下するととも
に、延伸機械設備の大型化による設置床面積等製
造コストが大幅に高くなる欠点がある。 また、の方法は、縦横の延伸が同時に生じ、
延伸比の設定や変更も容易で、バランスの取れた
フイルムを得ることができる上、設備費が安い等
の大きな特徴を備えている。反面、この方法にお
いては、加熱延伸部におけるチユーブ状フイルム
を均一に加熱して延伸開始点を安定させることが
最も重要であるが、これを確保することが非常に
困難である。 そこで、の方法における問題点を解消するも
のとして、延伸開始点にチユーブ状フイルムの送
り方向に対して直角方向から加熱気体を吹付ける
とともに、その加熱気体より低温の気体をチユー
ブ状フイルムの送り方向の上流側より吹出し、チ
ユーブ状フイルムを45〜70℃に加熱する方法（特
公昭49−47269号）、或いは原反フイルムを予め50
〜90℃に加熱した後、延伸開始点と終了点間の雰
囲気温度を180〜250℃に保ち、縦横延伸倍率差を
0.2〜0.6に維持して延伸する方法（特公昭53−
15914号）が提案されている。 しかしながら、前者の方法にあつては、気体吹
出しのためのエアーリングを２台必要とする上、
吹出し気体を150℃以上に加熱するための設備、
更には加熱気体の接触伝導加熱による加熱効率や
加熱気体のたれ流しによるエネルギーロス等の点
で十分ものでない。また、後者の方法にあつて
は、予め原反フイルムを加熱することが必要であ
る上、延伸開始点以後の雰囲気温度を180〜250℃
と高温にする必要があるとともに、延伸開始点で
の均一加熱、延伸前後のチユーブ状フイルムの安
定化については何ら工夫がなく、これらの問題は
依然解決されていない。 ［発明の目的］ ここに、本発明の目的は、これら従来技術の欠
点を解消し、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
得られるフイルムの品質も良好なポリアミド二軸
延伸フイルムの製造方法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、本発明では、ダイからチユーブ状に
押し出された溶融ポリアミド樹脂を冷却した後、
そのチユーブ状ポリアミドフイルムを、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
に延伸するポリアミド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雰囲気温度を80
〜200℃とし、かつ、その加熱延伸帯域より上流
側から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20〜60゜角度で空気を直接吹
付けるとともに、送り方向および幅方向の延伸倍
率が２〜4.5内で、かつ幅方向の延伸倍率から送
り方向の延伸倍率を差引いた延伸倍率差が０〜
0.8の条件下で延伸させる、ことを特徴としてい
る。 そこで、本発明の方法をより詳細に説明する。
まず、本発明で用いられるポリアミド樹脂として
は、ナイロン６、ナイロン８、ナイロン11、ナイ
ロン12、ナイロン６−12、ナイロン66、ナイロン
610等である。なお、本発明に用いるポリアミド
樹脂には、本発明の要旨を変えない範囲で他の熱
可塑性樹脂をブレンドしたり、更には熱安定剤、
可塑剤、帯電防止剤、着色剤等の添加剤を加えて
もよい。更に、他の結晶性熱可塑性樹脂或いは非
結晶性熱可塑性樹脂との多層フイルムであつても
よい。 これらの樹脂をまずダイからチユーブ状に押し
出して冷却し、チユーブ状フイルムとした後、こ
のチユーブ状ポリアミド樹脂フイルムを、例えば
上下各一対のニツプロールで保持し、その間で加
熱しながら一方向へ送り、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
延伸させる。 このときの延伸条件としては、チユーブ状フイ
ルムの加熱延伸帯域の雰囲気温度が、80〜200℃、
好ましくは100〜170℃に維持されることが必要で
ある。ここにおいて、雰囲気温度が80℃未満の場
合には、チユーブ状フイルムの加熱が不十分とな
り、成形速度を早くできなくなるとともに、場合
によつては延伸開始点が延伸加熱部の下方で生
じ、バブルの不安定要因となるので好ましくな
い。他方、雰囲気温度が200℃を越えると、延伸
開始点を一定位置に保つことが困難でひようたん
状となり、定まつた延伸バブル径を得ることがで
きないので好ましくない。 また、延伸時の延伸倍率については、２〜4.5
内である。具体的には、幅方向が2.2〜4.5、好ま
しくは2.4〜3.4、送り方向が２〜４、好ましくは
2.2〜3.2であつて、かつ延伸倍率差（幅方向の延
伸倍率−送り方向の延伸倍率）が０〜0.8である
ことが条件である。この場合、延伸倍率差は0.1
〜0.8が好ましく、0.1〜0.5がより好ましい。ここ
で、延伸倍率が２未満ではフイルムの強度が小さ
く、他方4.5を越えると延伸が困難となり、チユ
ーブ破裂の原因となる。また、延伸倍率差が上記
範囲外になると、延伸開始点が一定せずひようた
ん状の延伸バブルとなるため、品質が安定しない
ばかりか、生産そのものが困難となる。 一方、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
角度、好ましくは20〜60゜、より好ましくは30〜
50゜の角度範囲で空気を直接吹付ける。空気吹出
し角度が上記範囲内であれば、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。従つて、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。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］ 図は本発明の製造方法に用いる製造装置の一例
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
溶融ポリアミド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ポリアミド樹脂は、
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
出された溶融ポリアミド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ポリアミド樹脂の通る孔を有
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ポリアミド樹脂は、
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。 ニツプロール５から送り出されたチユーブ状ポ
リアミド樹脂フイルムは、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、ポリアミド樹脂の
種類によつて適宜決定すればよく、例えば送り方
向が２〜４、好ましくは2.2〜3.2、幅方向が2.2〜
4.5、好ましくは2.4〜3.4であつて、かつ延伸倍率
差（幅方向の延伸倍率−送り方向の延伸倍率）が
０〜0.8であることが条件である。延伸倍率差は
0.1〜0.7が好ましく、0.1〜0.5内がより好ましい。 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。これによる加熱延伸帯域の
雰囲気温度は、80〜200℃、好ましくは100〜170
℃に保たれている。その結果、チユーブ状フイル
ムは、主として加熱源からの輻射熱により少なく
とも延伸可能温度まで加熱される。なお、延伸終
了点のフイルム温度は130℃以下、好ましくは110
℃以下にされている。 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゜、より好まし
くは30〜50゜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
た溶融ポリアミド樹脂は、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間のポリアミド樹脂フイ
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。ちなみ
に、延伸倍率は上記範囲内である。 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ので、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。 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
ツプロール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、チユーブ状ポリア
ミド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、送り方向の延伸倍率を２
〜４内、幅方向の延伸倍率を2.2〜4.5内であつ
て、幅方向の延伸倍率が送り方向の延伸倍率に等
しいか、0.8の倍率差だけ大きい範囲の条件下で
延伸するようにしたので、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
倍率が上記範囲内であれば、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ず、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。また、エアーリングから吹きだす空気として
は、特に加熱空気を必要としないことも大きな特
徴である。 そこで、次の条件下において二軸延伸フイルム
を製造した実施例１〜３を基に上述した点を明ら
かにする。これは、平均分子量24000のポリアミ
ド（ナイロン６）樹脂を、直径50mmφの環状ダイ
２より押出し、冷却槽４において40℃の水浴によ
り冷却固化し実質的に無定形な厚み100μm、径60
mmφのチユーブ状フイルムを成形速度6m／min
で製膜した。得られた無延伸チユーブ状フイルム
を図示の延伸装置を用いて、送り出し用のニツプ
ロール８の周速度を6m／min、引取り用のニツ
プロール９の周速度を変化させ、かつチユーブ内
に加圧空気を封入してブロー比3.2として二軸延
伸を行い、長時間安定して透明性に優れたフイル
ムを得た。なお、加熱条件は次の通りである。 ＊延伸加熱部（赤外線ヒーター） …径350mm、高さ250mm、温度340℃、雰囲
気温度130℃ ※エアーリング …内径270mmφ、スリツト間隙２mm、吹出
角度45゜、20℃ 風量10³m／min、吹出方
向：延伸開始点 ※延伸終了後のフイルム温度…90℃ このようにして得られたフイルムを180℃、10
秒の熱固定したフイルムの物性値を延伸性ととも
に次表に示す。

【表】 なお、表中、比較例１，２の条件は、延伸率を
変えた以外は実施例１に同じである。また、比較
例３の条件は、エアーリングを用いなかつた以外
は実施例１に同じである。 ［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品
質も良好なポリアミド二軸延伸フイルムの製造方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の方法を実施するポリアミド二軸延
伸フイルムの製造装置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)

【特許請求の範囲】
1. １ ダイからチユーブ状に押し出された溶融ポリ
   アミド樹脂を冷却した後、そのチユーブ状ポリア
   ミドフイルムを、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ポリアミド二軸延伸フイ
   ルムの製造方法において、前記加熱延伸帯域の雰
   囲気温度を80〜200℃とし、かつ、その加熱延伸
   帯域より上流側から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20〜60゜の角度
   で空気を直接吹付けるとともに、送り方向および
   幅方向の延伸倍率が２〜4.5内で、かつ幅方向の
   延伸倍率から送り方向の延伸倍率を差引いた延伸
   倍率差が０〜0.8の条件下で延伸させることを特
   徴とするポリアミド二軸延伸フイルムの製造方
   法。