(57)【要約】【課題】同時二軸延伸法で問題となる応力緩和に起因する延伸ムラ、厚さムラの拡大を極力抑えて、均一で優れた品質安定性を有するポリアミド系樹脂フィルムを提供する。【解決手段】ポリアミド系樹脂フィルムであって、厚さムラ拡大率が３．５倍以下であり、フィルムの厚み方向の屈折率の、全平面における変動率が０．５％以下である。このフィルムは、ダイから溶融押出した樹脂シートをキャストロールに押し付けて得た未延伸フィルムの端部をクリップで把持してテンター法により縦・横同時に二軸延伸し、その際に、横延伸倍率軌跡が最大倍率に到達する迄は、フィルムの長さ方向に隣り合うクリップ間の距離で表す縦延伸倍率軌跡を最大延伸倍率の５％以上降下させないようにすることで、得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムの厚さムラ拡大率が３．５倍以下であり、フィルムの厚み方向の屈折率の、全平面における変動率が０．５％以下であることを特徴とするポリアミド系樹脂フィルム。
【請求項２】
フィルムの厚さムラ拡大率が２．５倍以下であり、フィルムの厚み方向の屈折率の、全平面における変動率が０．２５％以下であることを特徴とするポリアミド系樹脂フィルム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のポリアミド系樹脂フィルムを製造するための方法であって、ダイから溶融押出した樹脂シートをキャストロールに押し付けて得た未延伸フィルムの端部をクリップで把持してテンター法により縦・横同時に二軸延伸し、その際に、横延伸倍率軌跡が最大倍率に到達する迄は、フィルムの長さ方向に隣り合うクリップ間の距離で表す縦延伸倍率軌跡を最大延伸倍率の５％以上降下させないことを特徴とするポリアミド系樹脂フィルムの製造方法。
【請求項４】
縦延伸倍率軌跡を、フィルムの巾方向に向かい合うクリップ間の距離で表す横延伸倍率軌跡より先行させることを特徴とする請求項３記載のポリアミド系樹脂フィルムの製造方法。
【請求項５】
リニアモータ方式で駆動されているテンター法同時二軸延伸機を用いることを特徴とする請求項３または４記載のポリアミド系樹脂フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリアミド系樹脂フィルムおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナイロンを主成分とする二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムは、強靭で、ガスバリア性、耐ピンホール性、透明性、印刷性等に優れているところから、液状食品、含水食品、冷凍食品、レトルト食品、ペースト状食品、畜肉・水産食品等の各種の食品の包装材料として広く実用化されている。特に近年では、レトルト食品の包装に広範に使用されている。
【０００３】
通常、二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムは、単体では使用されず、ポリエチレン系樹脂フィルムやポリプロピレン系樹脂フィルム（シーラント）とラミネートされ、袋状に加工されて包装材料となる。また、必要に応じて、易接着コート、帯電防止コート、バリア性発現コートなどの処理が施されたり、蒸着加工などの処理が施されたり、コロナ処理などが施されたりした後で、シーラントとラミネートされ、袋状に加工されて包装材料となる場合も多い。
【０００４】
しかし、ポリアミド系樹脂フィルムの物性がフィルムの巾方向および長さ方向に不均一であると、コート層や金属蒸着層の厚みにバラツキが生じたり、コート層あるいは金属蒸着層との接着強度にバラツキが生じたりしやすく、その結果、易接着性能や帯電防止性能やガスバリア性能が不均一なものとなってしまう。またシーラントとのラミネート加工の際にフィルムが湾曲状に変形してしまうＳ字カール現象が起こったりするため、問題となる。
【０００５】
通常、二軸延伸ポリアミド系樹脂フィルムの製造方法としては、押出工程で実質的に無配向の未延伸フィルムを連続的に成型し、この未延伸フィルムをそのフィルムの縦方向と横方向の二軸に引き延ばすことで、充分に分子配向された高強度の二軸配向フィルムを得る方法が採用されている。二軸延伸方法には、縦延伸した後に引き続き横延伸する逐次二軸延伸法と、縦・横同時に延伸する同時二軸延伸法とがある。
【０００６】
逐次延伸については、特許文献１で、ポリアミド系樹脂フィルムロールの沸水収縮率、沸水収縮率方向差、厚み斑、厚み方向の屈折率などを特定の数値範囲に調整し、かつこれらの長さ方向の変動率を規定することにより、Ｓ字カール現象を生じない蒸着二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムを得る方法が提案されている。
【０００７】
特許文献１では、ポリアミド系樹脂フィルムの長さ方向のばらつきのみに着目している。一般にポリアミド系樹脂フィルムには、製造時のフィルムの横方向（「巾方向」ともいう）と縦方向（「長さ方向」ともいう）とで機械特性の値に差がある。そのため、特許文献１に記載された技術では、フィルムを包装材料などの製品に加工した際に、製品性能に異方性がでて、使い勝手が悪くなる問題がある。
【０００８】
同時二軸延伸法は、逐次二軸延伸法に比べて、フィルム面方向の配向バランスが均質なフィルムが得られるという優れた利点があるため、特許文献１の技術の問題点を解決するためには有効な方法である。しかし、物理的に複雑な延伸機構、つまり未延伸フィルムの端部を把持したクリップの走行速度を機械的或いは電気機器的に加速制御するという縦延伸機構を伴うために、延伸工程で均一に延伸変形させることは難しい。
【０００９】
従来から、同時二軸延伸法における縦延伸倍率の軌跡を工夫することで、延伸工程における変形挙動の均一化を図る検討がなされている。延伸倍率の軌跡とは、延伸開始点から最大延伸倍率到達点に至るまでの延伸倍率の変化をいう。
【００１０】
例えば、ボーイング現象を抑制しようとする手段として、縦方向に弛緩処理しながら横方向に延伸する方法（特許文献２）、或いは縦延伸倍率軌跡を横延伸倍率軌跡より先行させる方法（特許文献３）などが提案されている。縦延伸倍率軌跡を横延伸倍率軌跡より先行させるとは、倍率の変化を正規化したときに、延伸開始点から最大延伸倍率到達点に至るまでの任意の点において、縦延伸倍率の変化値の方が横延伸倍率の変化値よりも大きな値となるようにすることをいう。
【００１１】
しかしながら、特に縦延伸倍率軌跡を巧く制御できないと、応力緩和に起因する延伸ムラが発生して厚さムラが拡大するという問題がある。この延伸工程で生じる延伸ムラは、先ず厚さムラとして現れると共に、分子配向の違いによるフィルム物性のムラに繋がる。この物性のムラは、直接フィルム生産工程の弊害に関わらなくても、包装用途の一例としての、フィルム製品の印刷ラミネート加工・製袋充填加工といった加工工程において、印刷ピッチずれ・蛇行・シール不良・製袋ムラなどのトラブル発生につながる。かつ、そのためにフィルム加工製品の品質悪化を招くことになる。こうしたフィルムは、特に物性バランスが要求される用途においては、延伸されたフィルム全巾を同一物性を有するものとして扱うことができないことになる。
【特許文献１】特許第３６７１９７８号公報
【特許文献２】特開２０００−３０９０５１号公報
【特許文献３】特開２００２−３７０２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記同時二軸延伸法で問題となる応力緩和に起因する延伸ムラ、厚さムラの拡大を極力抑え、均一で優れた品質安定性を有するポリアミド系樹脂フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、本発明の要旨は、下記のとおりである。
（１）フィルムの厚さムラ拡大率が３．５倍以下であり、フィルムの厚み方向の屈折率の、全平面における変動率が０．５％以下であることを特徴とするポリアミド系樹脂フィルム。
【００１４】
（２）フィルムの厚さムラ拡大率が２．５倍以下であり、フィルムの厚み方向の屈折率の、全平面における変動率が０．２５％以下であることを特徴とするポリアミド系樹脂フィルム。
【００１５】
（３）上記（１）または（２）のポリアミド系樹脂フィルムを製造するための方法であって、ダイから溶融押出した樹脂シートをキャストロールに押し付けて得た未延伸フィルムの端部をクリップで把持してテンター法により縦・横同時に二軸延伸し、その際に、横延伸倍率軌跡が最大倍率に到達する迄は、フィルムの長さ方向に隣り合うクリップ間の距離で表す縦延伸倍率軌跡を最大延伸倍率の５％以上降下させないことを特徴とするポリアミド系樹脂フィルムの製造方法。
【００１６】
（４）縦延伸倍率軌跡を、フィルムの巾方向に向かい合うクリップ間の距離で表す横延伸倍率軌跡より先行させることを特徴とする（３）のポリアミド系樹脂フィルムの製造方法。
【００１７】
（５）リニアモータ方式で駆動されているテンター法同時二軸延伸機を用いることを特徴とする（３）または（４）のポリアミド系樹脂フィルムの製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、均一で優れた品質安定性を有するポリアミド系樹脂フィルムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のポリアミド樹脂系フィルムは、厚さムラ拡大率が３．５倍以下であることが必要である。好ましくは、２．５倍以下である。
【００２０】
本発明でいう厚さムラ拡大率とは、単位長さの未延伸フィルムの厚さ変動係数と、その延伸された後の延伸フィルムの厚さ変動係数を比較した拡大倍率をいう。変動係数とは、標準偏差の平均値に対する比で、データのばらつき度を表す統計用語である。
【００２１】
より具体的に説明すると、本発明でいうフィルムの厚さ変動係数とは、以下のことを意味する。すなわち、未延伸フィルムの厚みを、フィルムの巾方向に所定ピッチｐの間隔でｎ個所について求め、これをフィルム長さ方向に沿った一定距離ｄごとにｍ個所、合計ｎ×ｍ＝ｎｍ箇所について測定する。そして、得られた全データより標準偏差と算術平均とを求めたうえで変動係数を求め、これを未延伸フィルムの厚さ変動係数ＣＡＤとする。次に二軸延伸後のフィルムの厚みを巾方向に［ｐ×横延伸倍率×リラックス率］ピッチでｎ箇所測定し、これを長さ方向に［ｄ×縦延伸倍率×リラックス率］毎にｍ箇所測定する。そして、得られた全データ（ｎ×ｍ箇所）より同様にして変動係数を求め、延伸フィルムの厚さ変動係数ＣＢＯとする。そして上記のＣＡＤに対するＣＢＯの倍率（ＣＢＯ／ＣＡＤ）を求め、これを厚さムラ拡大率とする。
【００２２】
厚さムラ拡大率は、フィルムを延伸した時にそのフィルムの厚さがフィルムの位置によってどの程度ばらつくかの程度を表すものである。この厚さムラ拡大率が３．５倍以下であると、フィルム加工時にタルミやしわのないフィルムが得られ、蒸着加工工程やラミネーション工程で不具合が生じることがなく、生産性良く製品を製造することが可能となる。また、このようなフィルムでは製造したフィルムのほぼ全巾を製品とすることができ、生産性が高い。
【００２３】
厚さムラ拡大率が３．５倍を越えると、３００００ｍを越える長尺フィルロールにすることが困難となる。仮にできたとしても、蒸着加工、印刷加工、ラミネーション加工などの加工時にタルミやしわが生じやすい。
【００２４】
このため、厚さムラ拡大率は、蒸着や印刷などの加工するときのフィルムロールの全巾について、測定し評価することが必要である。
次に、フィルムの厚み方向の屈折率の、全平面における変動率について説明する。本発明のポリアミド系樹脂フィルムは、フィルムの厚み方向の屈折率の、フィルム長さ方向における変動率とフィルム巾方向における変動率とを含めた、全平面における変動率が、０．５％以下であることが必要である。好ましくは、０．２５％以下、より好ましくは０．１９％以下である。
【００２５】
本発明でいうフィルムの厚み方向の屈折率の全平面における変動率とは、以下のことを意味する。すなわち、延伸フィルムの全巾にわたる複数の位置で試料を切り出し、この切り出しをフィルムの長さ方向に沿った一定距離毎に複数箇所について行い、多数の試験片を得る。そして、得られた試験片についてその厚み方向の屈折率を測定し、多数点のデータより平均屈折率、最大屈折率、最小屈折率を求め、下記式より平均値との差の大きい方の値をもって屈折率の変動率とする。
【００２６】
変動率＝（｜最大屈折率または最小屈折率−平均屈折率｜×１００）／平均屈折率
フィルムの厚み方向の屈折率の全平面における変動率は、フィルムの位置によって、延伸の度合いのバラツキを表すものである。
【００２７】
すなわち、厚み方向の屈折率は、フィルムを構成する樹脂によって異なり、この値自体を規定することにはあまり意味がない。例えば、ナイロン６ならば１．５０４〜１．５０５であるが、ナイロン６にポリ（メタキシリレンアジパミド）などを添加すると屈折率が上昇するからである。しかし、この厚み方向の屈折率は、未延伸フィルムを延伸していくと順次低下するため、延伸の指標のひとつとなる。つまり、フィルムにおける屈折率の変動には意味が有り、フィルムの長さ方向における上記屈折率の変動値と、フィルムの巾方向における上記屈折率の変動値とを小さくすることにより、縦／横の物性バランスがよい優れたフィルムとなる。その結果、印刷製袋時の印刷ズレや製袋品のひねりなどが発生せず、良好な製品が得られる。
【００２８】
上記の範囲を外れた場合は、縦方向／横方向の物性バランスが悪いフィルムとなる。このようなフィルムでは、印刷製袋時の印刷ズレや製袋品のひねりなどが発生し、製袋加工の不良率が高くなる。
【００２９】
このような観点から、厚み方向の屈折率の全平面における変動率は、蒸着や印刷などの加工するときのフィルムロールの全巾について、測定し評価することが必要である。
本発明において使用されるポリアミド系樹脂としては、たとえば、ε−カプロラクタムを主原料としたナイロン６を挙げることができる。また、その他のポリアミド樹脂としては、３員環以上のラクタム、ω−アミノ酸、二塩基酸とジアミン等の重縮合によって得られるポリアミド系樹脂を挙げることができる。
【００３０】
具体的には、ラクタム類としては、先に示したε−カプロラクタムの他に、エナントラクタム、カプリルラクタム、ラウリルラクタムなどを挙げることができる。ω−アミノ酸類としては、６−アミノカプロン酸、７−アミノヘプタン酸、９−アミノノナン酸、１１−アミノウンデカン酸などを挙げることができる。二塩基酸類としては、アジピン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジオン酸、ドデカジオン酸、ヘキサデカジオン酸、エイコサンジオン酸、エイコサジエンジオン酸、２，２，４−トリメチルアジピン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、キシリレンジカルボン酸などを挙げることができる。ジアミン類としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、２，２，４（または２，４，４）−トリメチルヘキサメチレンジアミン、シクロヘキサンジアミン、ビス−（４，４’−アミノシクロヘキシル）メタン、メタキシリレンジアミン等を挙げることができる。
【００３１】
そして、これらを重縮合して得られる重合体またはこれらの共重合体、たとえばナイロン６、７、１１、１２、６．６、６．９、６．１１、６．１２、６Ｔ、６Ｉ、ＭＸＤ６（メタキシレンジパンアミド６）、６／６．６、６／１２、６／６Ｔ、６／６Ｉ、６／ＭＸＤ６等を用いることができる。加えて、本発明のポリアミド系樹脂フィルムを製造する場合には、上記したポリアミド樹脂を単独で、あるいは、２種以上を混合または複層にして、用いることができる。
【００３２】
上記ポリアミド系樹脂の中でも、本発明において特に好ましいのは、相対粘度が２．０〜３．５の範囲のものである。ポリアミド系樹脂の相対粘度は、得られる二軸延伸フィルムの強靭性や延展性等に影響を及ぼし、相対粘度が２．０未満のものでは衝撃強度が不足気味になり、反対に、相対粘度が３．５を超えるものでは、延伸応力の増大によって二軸延伸性が悪くなる傾向があるからである。なお、ここにいう相対粘度とは、ポリマーを９６％硫酸に濃度１．０ｇ／ｄｌに溶解した溶液を用いて２５℃で測定した場合に得られる値をいう。
【００３３】
本発明のポリアミド系樹脂フィルムには、その特性を阻害しない範囲内で、滑剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐光剤、耐衝撃性改良剤等の各種の添加剤を含有させることも可能である。特に、二軸延伸フィルムの滑り性を良好にする目的で、各種の無機粒子を滑剤として含有させることが好ましい。加えて、表面エネルギーを下げる効果を発揮するエチレンビスステアリン酸等の有機滑剤を添加すると、フィルムロールを構成するフィルムの滑り性が優れたものになるので好ましい。滑剤の添加量は、０．０１〜１質量％の範囲が好ましい。
【００３４】
さらに、本発明のポリアミド系樹脂フィルムには、用途に応じて寸法安定性を良くするために、熱処理や調湿処理を施すことも可能である。加えて、フィルム表面の接着性を良好にするために、コロナ処理、コーティング処理、火炎処理等を施したり、印刷等の加工を施したりすることも可能である。
【００３５】
次に、上述の物性を有する本発明のポリアミド系樹脂フィルムを得るための好ましい製造方法について説明する。本発明の製造方法は、未延伸フィルムの巾方向の両端部をそれぞれクリップで把持してフィルムの縦方向と横方向とに同時に二軸延伸する、テンター法同時二軸延伸方法を採用する。この同時二軸延伸方法において、横延伸倍率軌跡が最大倍率に到達する迄は、クリップ間距離で表す縦延伸倍率軌跡を最大延伸倍率の５％以上降下させないことが最も重要である。更に好ましくは２％以下である。
【００３６】
二軸延伸フィルムはフィルムの縦方向に連続した状態で製造されるが、前述のように、縦延伸倍率軌跡とは、延伸装置におけるフィルムの縦方向に沿った延伸開始点の位置から、同縦方向に沿った最大延伸倍率到達点の位置に至るまでの間の延伸倍率の変化をいう。また、フィルム横方向についての延伸倍率軌跡を横延伸倍率軌跡と呼ぶ。
【００３７】
従来においては、たとえば特開平２−１３１９２０号公報（特に第２頁左下欄第１５〜１７行目）などに見られるように、延伸倍率軌跡をガイドレールの形状で決定していた。これに対し本発明では、延伸倍率軌跡をクリップの移動軌道に基づいて決定する。特に、縦延伸倍率軌跡としては、（ｉ）隣り合うクリップとクリップの直線距離として表すものと、（ｉｉ）このクリップ間距離を縦（フィルム流れ）方向に投影した距離で表すものとを考えることができるが、本発明では（ｉ）を用い、これを「クリップ間の距離で表す縦延伸倍率軌跡」という。
【００３８】
このように延伸倍率軌跡をクリップの運動に基づいて決定する理由は、次の通りである。すなわち、テンター式の同時二軸延伸装置において、クリップは、ガイドレールに案内されて走行する支持体に取り付けられているが、支持体やレールからのオイル飛びによるフィルム汚染を防止するために、支持体すなわちガイドレールの位置からフィルム側に離して設けられる。このため、クリップの移動軌道は、支持体の走行軌道すなわちガイドレールの形状とは異なったものになる。つまり、クリップの移動軌道は、ガイドレールの形状に対して歪んだものとなる。
【００３９】
図１は、縦延伸倍率軌跡の一例を示す。フィルムの延伸処理に際しては、予熱・延伸・熱処理の各工程が行なわれる。図１の縦延伸倍率軌跡は、図よりも左側で予熱工程を経たフィルムが延伸工程で延伸処理されるときの延伸倍率軌跡を示すものである。延伸処理されたフィルムは、図よりも右側で熱処理工程に供される。上記した従来の技術のように延伸倍率軌跡をガイドレールの形状で決定する場合は、この延伸倍率軌跡がガイドレールの形状に相当することになる。図１において、１１は延伸開始点、１２は最大延伸倍率到達点を示す。１３は、同時二軸延伸機の予熱ゾーンの平行直線走行部から延伸漸広走行部に移行する延伸序盤部を示す。また１４は、延伸漸広走行部から熱処理ゾーンの平行直線走行部に移行する延伸終盤部を示す。
【００４０】
図２は、延伸序盤部１３における実際の機構を示す。２１はガイドレール、２２は支持体、２３はクリップである。延伸序盤部１３ではガイドレール２１はカーブしており、支持体２２は、ガイドレール２１に案内されて、ガイドレール２１の形状の通りの軌道に沿って走行する。これに対しクリップ２３は、ガイドレール２１からフィルム側に離れた位置で支持体２２に取り付けられているため、その移動軌道はガイドレール２１の形状に対して歪んだものとなる。ここでは、図示のようにガイドレール２１の形状に比べてクリップ間直線距離Ｄの方が大きくなり、つまりクリップ間直線距離Ｄに開きが生じ、それにもとづく歪みが発生する。
【００４１】
図３は、延伸終盤部１４における実際の機構を示す。ここでも、ガイドレール２１はカーブしており、クリップ２３の移動軌道はガイドレール２１の形状に対して歪んだものとなる。そして、ここでは、図示のようにガイドレール２１の形状に比べてクリップ間直線距離Ｄの方が小さくなり、つまりクリップ間直線距離Ｄに縮みが生じ、それにもとづく歪みが発生する。
【００４２】
なお、図２および図３はフィルムの巾方向の一端部を示すものである。実際には、フィルムの巾方向の他端部においても、これらとは対称な機構によって、同様に処理が行われる。つまり、フィルムは、その巾方向の両端部が縦方向および横方向に引っ張られることによって、同時二軸延伸される。
【００４３】
以上から明らかなように、ガイドレール２１の形状によって延伸倍率軌跡を規定した場合には、実際の延伸倍率軌跡に歪みが発生する。この歪は、上述のように、図２に示した予熱ゾーンの平行直線走行から延伸漸広走行に移行する延伸序盤部１３における湾曲軌道と、図３に示した次に延伸漸広走行から熱処理ゾーンの平行直線走行に移行する延伸終盤部１４における逆湾曲軌道の２ヶ所において主に発生する。つまり、延伸序盤部１３の湾曲軌道では、クリップ間距離Ｄは一旦先行して開き又戻るように変化し、延伸終盤部１４の湾曲軌道では、クリップ間距離Ｄは一旦縮まり又戻るように変化する。特に延伸終盤部１４はフィルム延伸応力がフィルム面に強く掛かっている段階であるので、延伸途中で縦方向に一時的に緩め、その後に再び戻って引き伸ばすという動作は、延伸ゾーンでのフィルム面全体の延伸変形挙動に大きく悪影響を及ぼすことになる。
【００４４】
この点について詳細に説明する。同時二軸延伸は、フィルムを縦方向と横方向との二軸方向に同時に引き伸ばす機構を有するものである。つまり、縦延伸として、フィルム走行方向に向かって右及び左に配列されかつフィルム端部を把持して走行するクリップ列の隣同士のクリップとクリップの間隔を次第に広げてフィルム走行方向に引き伸ばす（加速する）ことと、横延伸として、フィルム走行方向に向かって右左に対向するクリップのクリップ間距離を次第に広げて巾方向に引き伸ばすこととが、同時に行われる延伸方法である。そのとき、機械的に漸広する縦方向と横方向の延伸倍率変化が、実際のフィルム変形に相互に影響するのである。その理由は、縦（又は横）一軸方向の延伸変形が行われると、その直角方向である横（又は縦）に収縮応力が作用することによる。つまり、フィルム面には、縦（又は横）一軸方向の延伸応力に加え、その直角方向の収縮応力が加重され、相互に且つ同時に作用しているためである。
【００４５】
仮に縦延伸倍率が、延伸途中で一時的に降下して再び戻って上昇するという変化を呈すると、一時的に延伸応力低下を起こし、その応力低下は縦方向の応力緩和と共に横方向にも波及して、再び縦延伸倍率が戻っても、延伸ゾーンには縦延伸倍率が降下する前の延伸応力と再び延伸倍率が戻ったときの延伸応力が平衡して存在することになる。横延伸倍率は既に進行しているので、フィルムとフィルムとが引っ張り合う延伸ゾーンでは面倍率の異なる延伸ムラが応力平衡して存在することになり、特にフィルムに厚さムラがあると、延伸応力の低い厚い部分は、最大延伸倍率に至らずそのまま延伸ゾーンを通過してしまう結果となる。そのため、延伸されたフィルムの厚さムラ拡大率は増加することになる。この現象は、特にポリアミド系樹脂フィルムで顕著である。
【００４６】
この面倍率の異なる（厚さムラ拡大率の大きい）フィルムでは、面倍率の低い部分は厚み方向の屈折率が低くなり、面倍率の高い部分は厚み方向の屈折率が高くなるので、屈折率の変動が大きく現れる。特にフィルムロールの中央部と端部のフィルムの厚み方向の屈折率に差が生じると、その結果、斜め方向の収縮差が大きく変動して、製袋時にＳ字カールが著しい袋ができてしまい、充填ミスなどの原因となる。
【００４７】
本発明の製造方法の主旨は、同時二軸延伸の途中で、縦延伸倍率軌跡の歪みに起因する応力低下を、許容限度を超えてさせてはいけないということにある。
この延伸ゾーンでの応力は、例えば、クリップに掛かるフィルム延伸応力を計測することで解析することができる。クリップに掛かるフィルム延伸応力成分及びベクトル合成応力とその傾きの関係を図４に示す。
【００４８】
ここで、クリップ２３の走行移動の接線進行方向に掛かる応力ＦＲＤ（逆方向を−ＦＲＤ）とクリップ走行移動の法線方向に掛かる応力ＦＶＤとは実測できるので、クリップ２３の走行移動角αから、縦進行方向の応力成分ＦＭＤ（逆方向を−ＦＭＤ）と横方向の応力成分ＦＴＤ、更にそのベクトル合成応力ＦＣＰとＦＣＰの傾きφとが計算できる。応力ＦＣＰは、フィルムからクリップ２３に掛かる応力、つまり逆の見方をすればフィルムに与えられる応力の大きさを意味する。
【００４９】
本発明では、横延伸倍率軌跡が最大倍率に到達する迄は、縦延伸倍率軌跡を最大延伸倍率の５％以上降下させないようにして、得られるフィルムの品質に悪影響が出る程度までベクトル合成応力ＦＣＰを降下させないようにすることが重要である。
【００５０】
実際の延伸応力の検出は、フィルム端部を把持するクリップ２３の台座、又はレール２１に沿って走行する支持体２２のベアリング装置とクリップ２３のユニットとを連結しているアームに、例えば、ストレインゲージや圧電素子などのセンサーを取り付け、そのセンサー信号をコンピューター解析することで可能である。
【００５１】
許容限界を超えて縦延伸倍率軌跡を降下させないためには、前記した縦延伸倍率軌跡の歪みを補正すればよい。
許容限界を超えて縦延伸倍率軌跡を降下させなければ、常に、フィルムにおける面倍率が高い（延伸応力の高い）部分が面倍率の低い（延伸応力の低い）部分を順次引き伸ばす動きとなり、延伸履歴の均一なフィルムが得られる。
【００５２】
具体的な補正方法は、次の通りである。例えば特公昭５１−３３５９０号公報に記載されているリニアモータ式の同時二軸延伸装置では、単独に走行するクリップ支持部は、レールに沿って配設された複数のリニアモータの固定誘導子が発生する移動磁界に牽引されて移動する。この固定誘導子の界磁コイルに供給する交流周波数を変えることで、各クリップ支持部の走行速度を個別に加減速調整できるので、各リニアモータドライバの周波数に修正を加えることで、縦延伸倍率軌跡の歪みを補正することができる。
【００５３】
また、機械式の同時二軸延伸機、例えば実公昭４５−６７８５号公報に記載されたパンタグラフ式の同時二軸延伸機では、リンクユニットをエンドレスに連結した無端リンク装置が、左右一対のガイドレールに規制されながら、スプロケットにより駆動される。リンクユニットに固定されているクリップ同士のクリップ間距離を伸長する縦延伸機構は、この一対のガイドレール間隔を次第に狭めることにより調整される構造になっているので、このガイドレール軌道を修正することで、或いはガイドレールの湾曲軌道の曲率半径を連続的に変化させることで、縦延伸倍率軌跡の歪みを補正することができる。
【００５４】
縦延伸倍率軌跡の歪みを補正する方法は、ほかにも各種採用することができ、上記のものに限定するものではない。たとえばクリップ２３の取付位置を支持体２２の走行軌道に極力近付けることも有効である。
【００５５】
本発明の縦延伸倍率軌跡の低下防止手法は、縦延伸倍率軌跡を横延伸倍率軌跡より先行させるボーイング対策と組み合わせて適用することができる。縦延伸倍率軌跡を横延伸倍率軌跡より先行させることとは、前述のように、延伸倍率を正規化して、延伸開始点での延伸倍率を０、延伸終了点での延伸倍率を１としたときに、延伸工程中のフィルム縦方向に沿った任意の点において、つまり延伸工程中のフィルムの縦方向に沿ったいかなる点においても、縦延伸倍率のほうが横延伸倍率よりも高い値を示すことをいう。このボーイング対策の技術は、本出願人の出願に係る前述の特許文献３に詳しく記載されている。
【００５６】
本発明では、同時二軸延伸の縦延伸倍率が２.５倍以上４.５倍以下であり、且つ、縦延伸倍率と横延伸倍率との比率が０.５以上１.５以下であることが好ましい。上記範囲は、充分な配向を与えるために実用化されている同時二軸延伸フィルムの二軸延伸倍率範囲であり、本発明の焦点である縦延伸倍率軌跡を最大倍率の５％以上降下させない効果、つまり均一延伸させるための効果が顕著に発現できる範囲である。この延伸倍率範囲で本発明は特に有用なものとなる。
【００５７】
この縦延伸倍率軌跡の歪みに関わる横延伸倍率軌跡のカーブは、特に限定するものではないが、二次或いは三次関数、三角関数、円弧と直線、曲線、またはこれらの組み合わせなどによって設定できる。
【００５８】
本発明における同時二軸延伸は、パンタグラフ方式テンター、スクリュー方式テンター、リニアモータ方式テンターなどを用いて行うことができる。かかる手段の具体例として、上述したような、個々のクリップがリニアモータ方式で単独に駆動されているテンターは、可変周波数ドライバを制御することで縦延伸倍率変化を任意に制御できる柔軟性を有することから、最も好ましい。つまり、この方式のテンターは、縦延伸倍率軌跡の歪を補正する調整が容易であり、縦延伸倍率及び軌跡のカーブを微妙にしかも自由に選定できる利点がある。
【実施例】
【００５９】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、下記の実施例・比較例において、各種物性の測定方法は次の通りとした。
（１）厚さムラ拡大率
未延伸フィルムの厚みを、フィルムの巾方向に５ｍｍピッチで測定した。この測定を、長さ方向１０ｍ毎に合計１０箇所で行った。そして、得られた全データより標準偏差と算術平均とを求めたうえで両者の比から変動係数を求め、これを未延伸フィルムの厚さ変動係数ＣＡＤとした。
【００６０】
次に二軸延伸後のフィルムの厚みを巾方向に［５×横延伸倍率×リラックス率］ｍｍピッチで測定し、これを長さ方向［１０×縦延伸倍率×リラックス率］ｍ毎に１０箇所測定した。そして、得られた全データより同様にして変動係数を求め、延伸フィルムの厚さ変動係数ＣＢＯとした。
【００６１】
上記のＣＡＤに対するＣＢＯの倍率（ＣＢＯ／ＣＡＤ）を求め、これを厚さムラ拡大率とした。
なお、各測定点において厚みを測定するための測定器は、アンリツ社製のＦＩＬＭ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＴＥＳＴＥＲ（ＫＧ６０１Ａ）を用いた。
【００６２】
（２）厚み方向の屈折率
延伸フィルムの巾方向に沿った、センター部、フィルムの両端部より５ｃｍ内側部（端部）、センター部と両端部の中央部の計５箇所を中心として、それぞれ１０ｃｍ×１０ｃｍ角の試料を、試料の辺をフィルムの縦方向及び巾方向に揃えた状態で切り出した。この切り出しをフィルムの長さ方向１００ｍ毎に４０箇所について行い、計５×４０＝２００枚の試験片を得た。
【００６３】
試験片を温度２０℃、湿度６５％の環境下で２時間以上放置した後に、温度２０℃、湿度６５％の環境下で、アタゴ社製のアッベ屈折計（１Ｔ）を用いて、厚み方向の屈折率を測定した。各試験片における測定点の数はｎ＝３で、３点の平均値をデータとした。
【００６４】
２００点のデータより平均屈折率、最大屈折率、最小屈折率を求め、下記式より平均値との差の大きい方の値をもって屈折率の変動率とした。
変動率＝（｜最大屈折率または最小屈折率−平均屈折率｜×１００）／平均屈折率
（３）クリップにかかる延伸応力（ＦＣＰ）
図４に示される支持体２２とクリップ２３の連結部にストレインゲージを取り付け、クリップにかかる延伸応力の分力（走行方向にかかる曲げ応力とその直角方向にかかる引っ張り応力）を測定した。応力信号を超小型テレメータＮＫ７６９０Ｄ（日本電気三栄社製）で無線伝送して、被測定クリップの走行位置からコンピューター解析してＦＣＰ合力と角度φを演算した。
【００６５】
（４）Ｓ字カール現象
二軸延伸ポリアミド系樹脂フィルムとシーラントフィルム（ＣＰ；東セロ社製無延伸ポリプロピレンフィルム、ＲＸ−２１、厚み４０μｍ）とを、ウレタン系接着剤（武田薬品工業社製  タケラック  Ａ−５２５／Ａ−５２  二液型）を用いてドライラミネート（接着剤塗布量３ｇ／ｍ２）することにより、ラミネートフィルムを作製した。
【００６６】
得られたラミネートフィルムを、その縦方向に沿った折り目となるよう２つに折りたたみつつ、テストシーラーを用いて両縁部を２０ｍｍずつ１８０℃で連続的に熱シールし、またそれと直角方向に１５０ｍｍ間隔で巾１０ｍｍを断続的に熱シールし、巾約２００ｍｍの半製品袋を得た。この半製品袋を、縦方向に両縁部のシール部分が１０ｍｍになるように裁断した後、これと垂直方向にシール部の境界で切断し、３方シール袋を１０枚作成した。それらの３方シール袋を、沸騰水中で３０分間熱処理した後、２０℃、６５％ＲＨの雰囲気で一昼夜保持し、さらに、それらの１０枚の３方シール袋を重ねて上から袋全面に９．８Ｎ（１ｋｇｆ）の荷重をかけ、一昼夜保持した後に荷重を取り去って、袋の反り返り（Ｓ字カール）の度合いを観察した。そして、以下の基準により評価した。
【００６７】
◎：１０枚すべて反り返りがない
○：わずかな反り返りが見られるものがある
×：明らかな反り返りが見られるものがある
××：反り返りが顕著である。
【００６８】
［マスターチップの作製］
９６％濃硫酸中において温度２５℃、濃度１．０ｇ／ｄｌの条件で測定した相対粘度が３．０のナイロン６樹脂(ユニチカ社製  Ａ１０３０−ＢＲＦ)を乾燥し、その１００質量部あたりに、シリカ（サイリシア３１０Ｐ  平均粒径２．７μｍ：富士シリシア化学社製）を６重量部溶融混合して、マスターチップを作製した。
【００６９】
実施例１
乾燥したナイロン６樹脂（ユニチカ社製  Ａ１０３０−ＢＲＦ）と上記マスターチップとを、シリカの配合割合が０．０５質量％となるようにブレンドして押出機に投入し、巾６００ｍｍのＴ型ダイより溶融押出し、冷却ロール上でシート状に冷却固化させて、厚さ１５０μｍの未延伸ポリアミドフィルムを成形した。続いて５０℃に温調された温水槽に通して吸水処理させた。次に、このフィルムをリニアモータ駆動の同時二軸延伸テンターに供給し、その巾方向の両端をクリップで把持して、１９０℃の条件で、縦延伸倍率３．０倍、横延伸倍率３．３倍に同時二軸延伸を行った。この際、リニアモータドライバの周波数を調整して、縦延伸倍率軌跡の歪みに補正を加え、図１のＡに示すような、クリップ間距離で表す縦延伸倍率が降下しない縦延伸倍率軌跡を採用した。
【００７０】
更にテンターオーブンで２１５℃の熱処理を施して縦横２％のリラックス処理を行い、冷却した後、フィルムの両端部をトリミングして、巻取機で巻取った。こうして厚さ１５μｍの同時二軸延伸ポリアミドフィルム製品ロールを得た。巻取速度は、１２０ｍ／ｍｉｎとした。
【００７１】
得られたフィルムについての各特性の測定結果を表１に示す。表１よりわかるように、この実施例１での厚さムラ拡大率は、２．１倍であった。詳細には、未延伸フィルムの厚さ変動係数が１．０％であったのに対して、延伸フィルムの厚さ変動係数は２．１％であった。厚み方向の屈折率の平均値は１．５０４であり、その変動率は０．０７％で、均一に延伸されていた。延伸中、図４に示されるＦＣＰは、全く低下しなかった。つまり、巾方向にも長さ方向にも均一に延伸されたフィルムが得られた。このため、ほぼフィルム全巾が製品として実用可能であった。
【００７２】
【表１】
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実施例２
実施例１と比べて、図１のＢに示すような、クリップ間距離で表す縦延伸倍率が降下する縦延伸倍率軌跡を採用した。また、その降下率を２％とした。それ以外は実施例１と同じとして、同時二軸延伸ポリアミドフィルム製品ロールを得た。
【００７３】
得られたフィルムについての各特性の測定結果を表１に示す。表１よりわかるように、この実施例２での厚さムラ拡大率は３．４倍で（未延伸フィルムの厚さ変動係数が１．０％であるのに対して、延伸フィルムの厚さ変動係数は３．４％）、実施例１に比べて厚さムラは増大していた。厚み方向の屈折率の平均値は１．５０３であり、その変動率は０．２４％で、均一に延伸されていた。図４に示されるＦＣＰは、一時的に平衡状態になるが低下はなかった。つまり、ほぼ均一に延伸され実用上問題ないフィルムが得られた。このため、フィルム製品として採用することができた。
【００７４】
実施例３
実施例１と比べて、図１のＢに示すような、クリップ間距離で表す縦延伸倍率が降下する縦延伸倍率軌跡を採用した。また、その降下率を１％とした。それ以外は実施例１と同じとして、同時二軸延伸ポリアミドフィルム製品ロールを得た。
【００７５】
得られたフィルムについての各特性の測定結果を表１に示す。表１よりわかるように、この実施例３での厚さムラ拡大率は２．９倍で（未延伸フィルムの厚さ変動係数が１．０％であるのに対して、延伸フィルムの厚さ変動係数は２．９％）、実施例１に比べて厚さムラは若干増大していた。厚み方向の屈折率の平均値は１．５０４であり、その変動率は０．１８％であった。ＦＣＰの低下はなかった。つまり、ほぼ均一に延伸され実用上問題ないフィルムが得られた。このため、フィルム製品として採用することができた。
【００７６】
実施例４
実施例１と同様の条件で製造した未延伸ポリアミドフィルムをパンタグラフ式同時二軸延伸機に供給し、その巾方向の両端をクリップで把持して、縦延伸倍率３.０倍、横延伸倍率３.３倍で同時二軸延伸を行った。この際、ガイドレール間隔を調整して、縦延伸倍率軌跡の歪みに補正を加え、図１のＡに示すような、クリップ間距離で表す縦延伸倍率が降下しない縦延伸倍率軌跡を採用した。それ以外は実施例１と同様として、同時二軸延伸ポリアミドフィルム製品ロールを得た。
【００７７】
得られたフィルムについての各特性の測定結果を表１に示す。表１よりわかるように、この実施例４での厚さムラ拡大率は２．２倍であった（未延伸フィルムの厚さ変動係数が１．０％であるのに対して、延伸フィルムの厚さ変動係数は２．２％）。厚み方向の屈折率の平均値は１．５０４であり、変動率は０．０８％で、均一に延伸されていた。ＦＣＰの低下は全くなかった。つまり、巾方向にも長さ方向にも均一に延伸されたフィルムが得られ、ほぼフィルム全巾が製品として実用可能であった。
【００７８】
実施例５
乾燥したナイロン６樹脂（ユニチカ社製  Ａ１０３０−ＢＲＦ）と上記マスターチップとを、シリカの配合割合が０．０５質量％となるようにブレンドして押出機に投入し、巾６００ｍｍのＴ型ダイより溶融押出し、冷却ロール上でシート状に冷却固化させて、厚さ２５０μｍの未延伸ポリアミドフィルムを成形した。続いて５０℃に温調された温水槽に通して吸水処理させた。次に、このフィルムをパンタグラフ式同時二軸延伸機に供給し、両端をクリップで把持して、２００℃の条件で、縦延伸倍率３.０倍、横延伸倍率３.３倍で同時二軸延伸を行った。この際、ガイドレール間隔を調整して、縦延伸倍率軌跡の歪みに補正を加え、図１のＡに示すような、クリップ間距離で表す縦延伸倍率が降下しない縦延伸倍率軌跡を採用した。
【００７９】
更にテンターオーブンで２１５℃の熱処理を施して縦横２％リラックス処理を行い、冷却した後、フィルムの両端部をトリミングして、巻取機で巻取った。こうして厚さ２５μｍの同時二軸延伸ポリアミドフィルム製品ロールを得た。巻取速度は、１２０ｍ/ｍｉｎとした。
【００８０】
得られたフィルムについての各特性の測定結果を表１に示す。表１よりわかるように、この実施例５での厚さムラ拡大率は２．３倍であった（未延伸フィルムの厚さ変動係数が１．０％であるのに対して、延伸フィルムの厚さ変動係数は２．３％）。厚み方向の屈折率の平均値は１．５０５であり、変動率は０．０７％で、均一に延伸されていた。ＦＣＰの低下は全くなかった。つまり、巾方向にも長さ方向にも均一に延伸されたフィルムが得られた。このため、ほぼフィルム全巾が製品として実用可能であった。
【００８１】
実施例６
乾燥したナイロン６樹脂（ユニチカ社製  Ａ１０３０−ＢＲＦ）と、ＭＸＤ６（三菱瓦斯化学社製、商品名：ＭＸナイロンＳ６９０７、相対粘度２．４０）とを、８０：２０（質量比）で混合して、ポリアミド組成物を得た。このポリアミド組成物と、上記マスターチップとを、シリカの配合割合が０．０５質量％となるようにブレンドして押出機に投入し、巾６００ｍｍのＴ型ダイより溶融押出し、冷却ロール上でシート状に冷却固化させて、厚さ１５０μｍの未延伸ポリアミドフィルムを成形した。続いて６０℃に温調された温水槽に通して吸水処理させた。次に、このフィルムをパンタグラフ式同時二軸延伸機に供給し、その巾方向の両端をクリップで把持して、延伸温度１８５℃、縦延伸倍率３.０倍、横延伸倍率３.３倍の条件で同時二軸延伸を行った。この際、ガイドレール間隔を調整して、縦延伸倍率軌跡の歪みに補正を加え、図１のＡに示すような、クリップ間距離で表す縦延伸倍率が降下しない縦延伸倍率軌跡を採用した。
【００８２】
更にテンターオーブンで２０５℃×４秒の熱処理を施して縦横５％リラックス処理を行い、冷却した後、フィルムの両端部をトリミングして、巻取機で巻取った。こうして厚さ１５μｍの同時二軸延伸ポリアミドフィルム製品ロールを得た。巻取速度は、１２０ｍ／ｍｉｎとした。
【００８３】
得られたフィルムについての各特性の測定結果を表１に示す。表１よりわかるように、この実施例６での厚さムラ拡大率は２．４倍であった（未延伸フィルムの厚さ変動係数が１．０％であったのに対して、延伸フィルムの厚さ変動係数は２．４％）。厚み方向の屈折率の平均値は１．５１７であり、変動率は０．０９％で、均一に延伸されていた。ＦＣＰの低下は全くなかった。つまり、巾方向にも長さ方向にも均一に延伸されたフィルムが得られた。このため、ほぼフィルム全巾が製品として実用可能であった。
【００８４】
比較例１
実施例１と比べて、図１のＢに示すような、クリップ間距離で表す縦延伸倍率が降下する縦延伸倍率軌跡を採用した。また、その降下率を５％とした。それ以外は実施例１と同じとして、同時二軸延伸ポリアミドフィルム製品ロールを得た。
【００８５】
得られたフィルムについての各特性の測定結果を表１に示す。表１よりわかるように、この比較例１での厚さムラ拡大率は９．５倍であった（未延伸フィルムの厚さ変動係数が１．０％であったのに対して、延伸フィルムの厚さ変動係数は９．５％）。厚み方向の屈折率の平均値は１．５０４、変動率は１．２％で、著しい延伸ムラが観察された。図４に示されるＦＣＰは、一時的に３０％低下した。表１よりわかるように、フィルム製品として採用できるものではなかった。
【００８６】
比較例２
実施例５と比べて、図１のＢに示すような、クリップ間距離で表す縦延伸倍率が降下する縦延伸倍率軌跡を採用した。また、その降下率を５％とした。それ以外は実施例５と同じとして、同時二軸延伸ポリアミドフィルム製品ロールを得た。
【００８７】
得られたフィルムについての各特性の測定結果を表１に示す。表１よりわかるように、この比較例２での厚さムラ拡大率は９．８倍であった（未延伸フィルムの厚さ変動係数が１．０％であったのに対して、延伸フィルムの厚さ変動係数は９．８％）。厚み方向の屈折率の平均値は１．５０４、変動率は１．４％で、著しい延伸ムラが観察された。ＦＣＰは、一時的に３０％低下した。表１よりわかるように、フィルム製品として採用できるものではなかった。
【００８８】
比較例３
実施例６と比べて、図１のＢに示すような、クリップ間距離で表す縦延伸倍率が降下する縦延伸倍率軌跡を採用した。また、その降下率を５％とした。それ以外は実施例６と同じとして、同時二軸延伸ポリアミドフィルム製品ロールを得た。
【００８９】
得られたフィルムについての各特性の測定結果を表１に示す。表１よりわかるように、この比較例３での厚さムラ拡大率は１０．１倍であった（未延伸フィルムの厚さ変動係数が１．０％であったのに対して、延伸フィルムの厚さ変動係数は１０．１％）。厚み方向の屈折率の平均値は１．５１９、変動率は２．９％で、著しい延伸ムラが観察された。ＦＣＰは、一時的に３０％低下した。表１よりわかるように、フィルム製品として採用できるものではなかった。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明にもとづく縦延伸倍率軌跡の例を示す図である。
【図２】延伸序盤部における実際の機構を示す図である。
【図３】延伸終盤部における実際の機構を示す図である。
【図４】クリップに掛かる延伸応力を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１１    延伸序盤部
１２    延伸終盤部
２１    ガイドレール
２２    支持体
２３    クリップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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