(57)【要約】【課題】ボーイング現象を防止しつつ、フィルムに熱処理を施す際のフィルム切れを防止でき、フィルムの連続生産性を向上できる二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法は、チューブ状の原反フィルムを折り畳んだ際に耳部となる部分の厚み（最薄肉部：ｔＥ）に対する最終製品となる部分の厚み（最厚肉部：ｔＰ）の比（ｔＰ／ｔＥ）が、１．１以上１．２５以下となるように、原反フィルムの円周方向の厚みを制御するとともに、折り畳んだ状態の原反フィルムを延伸時に加熱する際、耳部となる部分の加熱温度（ＴＥ）を、最終製品となる部分の加熱温度（ＴＰ）よりも低くなるように円周方向の加熱温度を制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブ状に溶融押出しされた樹脂で作製されたチューブ状の原反フィルムを折り畳んだ後に二軸延伸することでフィルムを製造するチューブラー式二軸延伸フィルムの製造方法において、
前記原反フィルムを折り畳んだ際に耳部となる部分の厚み（最薄肉部：ｔＥ）に対する製品に相当する部分の厚み（最厚肉部：ｔＰ）の比（ｔＰ／ｔＥ）が、１．１以上１．２５以下となるように、前記原反フィルムの円周方向における厚みを制御するとともに、
前記原反フィルムを二軸延伸する際、前記耳部となる部分の加熱温度（ＴＥ）が、前記製品に相当する部分の加熱温度（ＴＰ）よりも低くなるように加熱温度を制御する
ことを特徴とする二軸延伸フィルムの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法において、
前記原反フィルムを二軸延伸する際、前記加熱温度（ＴＰ）と前記加熱温度（ＴＥ）との差（ＴＰ−ＴＥ）が、４０℃以上２００℃以下である
ことを特徴とするチューブラー式二軸延伸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、二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二軸延伸ナイロンフィルム（以後、ＯＮｙフィルムとも言う）は、強度、耐衝撃性、耐ピンホール性などに優れるため、重量物包装や水物包装など大きな強度負荷が掛かる用途に多く用いられている。
特に、ＯＮｙフィルムをチューブラー法により作製する場合には、ボーイング現象（フィルムの延伸に伴ってフィルム両端に比べて中央部の延伸がフィルムの移動方向に遅れを生じる現象）などが問題となる。
そこで、チューブラー法によるＯＮｙフィルムの製造方法において、ボーイング現象を低減させるために、原反フィルムを折り畳んだ状態で加熱する際、最終的に製品とはならずに耳部となる部分を加熱するヒータの加熱温度が、製品となる部分を加熱するヒータの加熱温度よりも低くなるように、温度条件を制御する方法が採用されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１２６５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のようなフィルムの製造方法においては、ボーイング現象は防止できるものの、延伸後のフィルムに熱処理を施す際に、フィルム切れが発生することがある。そして、フィルム切れが発生した場合には、製造ラインを止める必要があるために、フィルムの連続生産性の観点で未だ改善の余地があった。
【０００５】
そこで、本発明は、ボーイング現象を防止しつつ、フィルムに熱処理を施す際のフィルム切れを防止でき、フィルムの連続生産性を向上できる二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法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】
【０００６】
前記課題を解決すべく、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、ボーイング現象と、フィルムに熱処理を施す際のフィルム切れの両方を防止するためには、延伸時の加熱温度制御に加えて、原反フィルム時の厚み制御が関係することを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明の二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法は、チューブ状に溶融押出しされた樹脂で作製されたチューブ状の原反フィルムを折り畳んだ後に二軸延伸することでフィルムを製造するチューブラー式二軸延伸フィルムの製造方法において、
前記原反フィルムを折り畳んだ際に耳部となる部分の厚み（最薄肉部：ｔＥ）に対する製品に相当する部分の厚み（最厚肉部：ｔＰ）の比（ｔＰ／ｔＥ）が、１．１以上１．２５以下となるように、前記原反フィルムの円周方向における厚みを制御するとともに、
前記原反フィルムを二軸延伸する際、前記耳部となる部分の加熱温度（ＴＥ）が、前記製品に相当する部分の加熱温度（ＴＰ）よりも低くなるように加熱温度を制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明の二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法においては、前記原反フィルムを二軸延伸する際、前記加熱温度（ＴＰ）と前記加熱温度（ＴＥ）との差（ＴＰ−ＴＥ）が、４０℃以上２００℃以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ボーイング現象を防止しつつ、フィルムに熱処理を施す際のフィルム切れを防止でき、フィルムの連続生産性を向上できる二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態にかかる二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法に用いる装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明における二軸延伸ナイロンフィルムの耳部と製品部との位置関係を示す斜視図である。
【図３】実施例における延伸時のフィルムと加熱制御部のヒータ番号との関係を示す説明図である。
【図４】実施例における原反フィルムの厚みおよび延伸時の加熱温度と、加熱制御部のヒータ番号との関係を示すグラフである。
【図５】比較例における原反フィルムの厚みおよび延伸時の加熱温度と、加熱制御部のヒータ番号との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［フィルムの製造装置］
先ず、本発明の把持具を用いてフィルムを製造する装置について、一例を挙げて説明する。
フィルム製造装置１００は、図１に示すように、チューブ状の原反フィルム１を製造するための原反製造装置９０と、原反フィルム１を折り畳んだ後に延伸する二軸延伸装置（チューブラー延伸装置）１０と、折り畳まれた延伸後のフィルム２（以後、単に「延伸フィルム２」ともいう）を予熱する第一熱処理装置２０（予熱炉）と、予熱された延伸フィルム２を上下２枚に分離する分離装置３０と、分離された延伸フィルム２を熱処理（熱固定）する第二熱処理装置４０と、延伸フィルム２が熱固定されるときに、下流側から延伸フィルム２に張力を加える張力制御装置５０と、延伸フィルム２が熱固定されて製品となる二軸延伸ナイロンフィルム３（以後、単に「最終製品フィルム３」ともいう）を巻き取る巻取装置６０とを備えている。
【００１１】
原反製造装置９０は、図１に示すように、リング状の押出機９１と、サーキュラーダイス９２と、水冷リング９３と、安定板９４と、一対のピンチロール９５とを備えている。
チューブラー延伸装置１０は、折り畳まれたチューブ状の原反フィルム１を内部空気の圧力により二軸延伸（バブル延伸)して延伸フィルム２を製造するための装置である。このチューブラー延伸装置１０は、図１に示すように、ピンチロール１１と、加熱制御部１２と、案内板１３と、ピンチロール１４とを備えている。
第一熱処理装置２０は、折り畳まれて扁平となった延伸フィルム２を予備的に熱処理するための装置である。第一熱処理装置２０は、図１に示すように、テンター２１と、加熱炉２２とを備えている。
分離装置３０は、図１に示すように、ガイドロール３１と、トリミング装置３２と、分離ロール３３Ａ，３３Ｂと、溝付ロール３４Ａ〜３４Ｃとを備えている。また、トリミング装置３２は、ブレード３２１を有している。
【００１２】
第二熱処理装置４０は、図１に示すように、テンター４１と、加熱炉４２とを備えている。
張力制御装置５０は、図１に示すように、ガイドロール５１Ａ，５１Ｂと、張力ロール５２とを備えている。
巻取装置６０は、図１に示すように、ガイドロール６１と、巻取ロール６２とを備えている。
【００１３】
［フィルムの製造方法］
次に、このフィルム製造装置１００を用いて二軸延伸ナイロンフィルム３を製造する各工程を詳細に説明する。
【００１４】
（原反フィルム製造工程）
原料であるナイロン樹脂は、図１に示すように、押出機９１により溶融混練され、サーキュラーダイス９２によりチューブ状に押し出される。チューブ状の溶融樹脂は、水冷リング９３により冷却される。原反フィルム１は原料である溶融ナイロン樹脂が水冷リング９３により急冷されることで成形される。冷却された原反フィルム１は、安定板９４およびピンチロール９５により折り畳まれる。折り畳まれた原反フィルム１は、扁平な原反フィルム１として次の二軸延伸工程に送られる。
原料であるナイロン樹脂としては、ナイロン−６（以後、Ｎｙ６ともいう）、ナイロン−８、ナイロン−１１、ナイロン−１２、ナイロン６，６、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２、メタキシリレンアジパミド（以後、ＭＸＤ６ともいう）などを使用することができる。物性や溶融特性、取り扱いやすさの点からはＮｙ６を用いることが好ましい。また、易裂性の点からは、Ｎｙ６とＭＸＤ６との混合樹脂を用いることが好ましい。
【００１５】
この原反フィルム１は、例えば、後述する図４に示すような厚み分布を有している。
すなわち、この原反フィルム製造工程においては、図２に示すように、チューブ状の原反フィルム１を折り畳んだ際に、耳部となる部分１ｂの厚み（最薄肉部：ｔＥ）に対する最終製品となる部分１ａの厚み（最厚肉部：ｔＰ）の比（ｔＰ／ｔＥ）が、１．１以上１．２５以下となるように、原反フィルム１の円周方向に厚みを制御することが必要である。前記厚み（ｔＥ）に対する前記厚み（ｔＰ）の比（ｔＰ／ｔＥ）が前記下限未満では、ボーイング現象が発生しやすくなるとともに、得られる二軸延伸ナイロンフィルムの厚み精度が低下し、他方、前記上限を超えると、熱処理時のフィルム切れが発生しやすくなる。また、ボーイング現象および熱処理時のフィルム切れの両方をより確実に防止できるという観点から、前記厚み（ｔＥ）に対する前記厚み（ｔＰ）の比（ｔＰ／ｔＥ）は、１．１２以上１．２３以下であることがより好ましい。
前記厚み（ｔＥ）および前記厚み（ｔＰ）は、原反フィルム１の円周方向における厚みを１６箇所以上測定することで求めることができる。そして、前記厚み（ｔＥ）および前記厚み（ｔＰ）は、それぞれ測定値の最小値および最大値に対応する。
【００１６】
なお、原反フィルム１の厚みについては、サーキュラーダイス９２のリップ開度を調整することによって制御できる。例えば、サーキュラーダイス９２の円周の一部のリップ開度を広くすれば、その広くした箇所の厚みを厚くすることができ、偏肉調整がされた原反フィルム１を得ることができる。
【００１７】
本実施形態では、二軸延伸がチューブラー方式であるので、結果的に原反フィルム１もチューブ状に成形される。
【００１８】
（二軸延伸工程）
原反フィルム製造工程により製造されたチューブ状の原反フィルム１は、図１に示すように、ピンチロール１１により、扁平なフィルムとして装置内部に導入される。導入された原反フィルム１は、加熱制御部１２で赤外線により加熱することでバブル延伸される。その後、バブル延伸された後の延伸フィルム２は、案内板１３およびピンチロール１４により折り畳まれる。折り畳まれた延伸フィルム２は、次の第一熱処理工程に送られる。
【００１９】
この二軸延伸工程においては、前記延伸フィルムを折り畳んだ際に、最終製品とならずに耳部となる部分の加熱温度（ＴＥ）が、最終製品に相当する部分の加熱温度（ＴＰ）よりも低くなるように、折り畳まれた原反フィルム１を延伸する際の円周方向における加熱温度を制御することが必要である。前記加熱温度（ＴＥ）が前記加熱温度（ＴＰ）以上である場合には、ボーイング現象が発生しやすくなる。また、ボーイング現象および熱処理時のフィルム切れの両方をより確実に防止できるという観点から、前記加熱温度（ＴＰ）と前記加熱温度（ＴＥ）との差（ＴＰ−ＴＥ）が、４０℃以上２００℃以下であることがより好ましく、８０℃以上１８０℃以下であることが更により好ましい。
二軸延伸時の平均加熱温度は、２５０℃以上３３０℃以下であることが好ましく、２７０℃以上３１０℃以下であることがより好ましい。
前記加熱温度（ＴＥ）および前記加熱温度（ＴＰ）は、原反フィルム１をバブル状フィルムの円周方向における加熱温度（設定温度）を１６箇所以上読み取ることで求めることができる。そして、前記加熱温度（ＴＥ）および前記加熱温度（ＴＰ）は、それぞれ設定温度の最小値および最大値に対応する。
【００２０】
このような加熱温度の制御は、図３に示すように、複数のヒータが円周上に並べられた加熱制御部１２を備えるものを用いる。そして、延伸フィルム２のうち耳部となる部分の側に配置されたヒータを、全てのヒータの平均加熱温度よりも低く設定する。一方、延伸フィルム２のうち最終製品となる部分の側に配置されたヒータを、全てのヒータの平均温度よりも低く設定する。このようにして、前記条件を満たすように、ヒータの温度を設定すればよい。
【００２１】
（第一熱処理工程）
二軸延伸工程から送られた折り畳まれた延伸フィルム２は、テンター２１のクリップ（図示せず）で両端部を把持されながら、この延伸フィルム２の収縮開始温度以上であって、延伸フィルム２の融点よりも約３０℃低い温度かそれ以下の温度でこの延伸フィルム２を予め熱処理されて次の分離工程に送られる。
この第一熱処理における熱処理温度は、９０℃以上１９０℃以下であり、かつ、弛緩率は、１５％以下であることが好ましい。
この第一熱処理工程により、延伸フィルム２の結晶化度が増して、重なり合った延伸フィルム同士の滑り性が良好になる。
【００２２】
（分離工程）
ガイドロール３１を介して送られた扁平な延伸フィルム２は、図１に示すように、トリミング装置３２のブレード３２１により、両端部を切開されて２枚の延伸フィルム２Ａ，２Ｂに分離される。そして、延伸フィルム２Ａ，２Ｂは、上下に離れて位置する一対の分離ロール３３Ａ、３３Ｂにより、延伸フィルム２Ａ，２Ｂの間に空気を介在させながらこれらを分離される。この扁平な延伸フィルム２の切開は、両端部から若干内側にブレード３２１を位置させることにより、一部分に耳部が生じるように行う。
これらの延伸フィルム２Ａ，２Ｂは、フィルムの流れ方向に順に位置する３個の溝付ロール３４Ａ〜３４Ｃにより、再び重ねられて次の第二熱処理工程に送られる。なお、これらの溝付ロール３４Ａ〜３４Ｃは、溝付き加工後、表面にめっき処理を施したものである。この溝を介して延伸フィルム２Ａ、２Ｂと空気との良好な接触状態が得られる。
【００２３】
（第二熱処理工程）
重なった状態の延伸フィルム２Ａ、２Ｂは、テンター４１のクリップ（図示せず）で両端部を把持されながら、延伸フィルム２を構成する樹脂の融点以下であって、融点から約３０℃低い温度以上で熱処理（熱固定）され、物性の安定した二軸延伸ナイロンフィルム３（最終製品）となり、次の巻取工程に送られる。
この第二熱処理における熱処理温度は、１９０℃以上２２０℃以下であり、かつ、弛緩率は、１５％以下であることが好ましい。
また、加熱炉４２内の延伸フィルム２Ａ、２Ｂに対しては、下流側に位置する張力制御装置５０により強い張力が加えられるようになっている。
【００２４】
（巻取工程）
第二熱処理工程により熱固定された最終製品フィルム３は、張力制御装置５０を経て、ガイドロール６１を介して２本の巻取ロール６２に、最終製品フィルム３Ａ，３Ｂとして巻き取られる。
【００２５】
［本実施形態の効果］
前記したような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）前記のように、チューブ状の原反フィルム１の円周方向における厚みと、折り畳まれた後の原反フィルム１を延伸する際の円周方向における加熱温度とを、それぞれ適切に制御している。そのため、ボーイング現象を防止しつつ、延伸フィルム２に熱処理を施す際のフィルム切れを防止でき、延伸フィルム２の連続生産性を向上できる。
（２）前記のように、チューブ状の原反フィルム１の円周方向における厚みを制御し、折り畳んだ原反フィルム１のうち、最終製品となる部分１ａよりも耳部となる部分１ｂの厚みが薄くなるため、原反フィルム１を折り曲げた際の隙間を小さくできる。そのため、二軸延伸工程前に原反フィルム１内に空気が溜まるのを抑制できる。
【００２６】
［実施形態の変形］
なお、以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的および効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造および形状などは、本発明の目的および効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状などとしても問題はない。本発明は前記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。
【実施例】
【００２７】
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、各例におけるライン安定性は以下のような方法で評価した。
（i）ライン安定性
第二熱処理工程においてフィルム切れが発生し、ライントラブルが発生した時間（二熱トラブル時間）を測定し、ライントラブルが全く発生しなかったと仮定したラインの運転時間（運転可能時間）に対する第二熱処理工程でのトラブル発生率（二熱トラブル時間率）を下記式より求めた。
（二熱トラブル時間率）＝（二熱トラブル時間）／（運転可能時間）
【００２８】
［実施例１］
（原反フィルム製造工程）
図１に示すように、Ｎｙ６ペレット７０質量％と、ＭＸＤ６ペレット３０質量％を混合してなる混合ペレットを押出機９１中で、２７０℃で溶融混練した後、溶融物をサーキュラーダイス９２からチューブ状のフィルムとして押出し、引き続き水冷リング９３（１５℃）で急冷して原反フィルム１を作製した。
Ｎｙ６として使用したものは、宇部興産（株）製ナイロン６「ＵＢＥナイロン  １０２３ＦＤ（商品名）、相対粘度  ηｒ＝３．６」である。ＭＸＤ６として使用したものは、
三菱ガス化学（株）製メタキシリレンジアジパミド「ＭＸナイロン  ６００７（商品名）、相対粘度  ηｒ＝２．７」である。
なお、原反フィルム１を作製する際の原反フィルム１の円周方向における厚みは、図４に示すように制御した。なお、図４には、実施例１における原反フィルム１の厚みおよび延伸時の加熱制御部１２の加熱温度と、加熱制御部１２のヒータ番号との関係を示している。
また、耳部となる部分の厚み（ｔＥ）および製品に相当する部分の厚み（ｔＰ）は、図４から、厚みの最小値および最大値を読み取ることで求めることができる。耳部となる部分の厚み（ｔＥ）、製品に相当する部分の厚み（ｔＰ）、および、それらの比（ｔＰ／ｔＥ）を読み取り、表１に示す。
【００２９】
（二軸延伸工程）
次に、図１に示すように、この原反フィルム１を一対のピンチロール１１間に挿通した後、中に気体を圧入しながら加熱制御部１２（平均加熱温度：２８５℃）で加熱すると共に、延伸開始点に１５ｍ３／分の風量で吹き付けてバブルに膨張させ、下流側の一対のピンチロール１４で引き取ることにより、チューブラー法によるＭＤ方向およびＴＤ方向の同時二軸延伸を行った。この延伸の際の倍率はＭＤ方向で３．０倍、ＴＤ方向で３．２倍とした。
なお、原反フィルム１を加熱する際のバブル状フィルムの円周方向における加熱温度は、図４に示すように制御した。また、図４には、延伸時の加熱制御部１２の加熱温度と加熱制御部１２のヒータ番号との関係も示している。
【００３０】
（第一熱処理工程および第二熱処理工程）
次に、図１に示すように、延伸フィルム２に対し第一熱処理装置２０により温度１７０℃にて熱処理を施し、その後、分離装置３０を経た後に、第二熱処理装置４０により温度２１０℃にて熱処理を施し、熱固定した。弛緩率はそれぞれＴＤ方向５％（ＴＤ方向）にした。
（巻取工程）
次いで、図１に示すように、第二熱処理工程により熱固定され完成した最終製品フィルム３を、張力制御装置５０を経て、ガイドロール６１を介して２本の巻取ロール６２に、最終製品フィルム３Ａ，３Ｂとして巻き取って二軸延伸ナイロンフィルムを製造した。得られた二軸延伸ナイロンフィルムの厚みは１５μｍであった。また、ボーイング現象の問題は発生しなかった。
このような二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法におけるライン安定性を評価した。得られた結果を表１に示す。
【００３１】
［実施例２〜３］
表１に示す原料組成に変更するとともに、原反フィルム１の円周方向における厚みを、図４に示すように制御した以外は、実施例１と同様にして、二軸延伸ナイロンフィルムを製造した。得られた二軸延伸ナイロンフィルムの厚みは、それぞれ１５μｍ（実施例２）、２５μｍ（実施例３）であった。また、ボーイング現象の問題は発生しなかった。このような二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法におけるライン安定性を評価した。得られた結果を表１に示す。また、耳部となる部分の厚み（ｔＥ）、最終製品に相当する部分の厚み（ｔＰ）、および、それらの比（ｔＰ／ｔＥ）を表１に示す。
【００３２】
［比較例１〜３］
表１に示す原料組成に変更するとともに、原反フィルム１の円周方向における厚みを、図５に示すように制御した以外は、実施例１と同様にして、二軸延伸ナイロンフィルムを製造した。得られた二軸延伸ナイロンフィルムの厚みは、それぞれ１５μｍ（比較例１）、１５μｍ（比較例２）、２５μｍ（比較例３）であった。また、ボーイング現象の問題は発生しなかった。このような二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法におけるライン安定性を評価した。得られた結果を表１に示す。また、耳部となる部分の厚み（ｔＥ）、最終製品に相当する部分の厚み（ｔＰ）、および、それらの比（ｔＰ／ｔＥ）を表１に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１に示す結果からも明らかなように、原反フィルム１において耳部となる部分１ｂの厚み（ｔＥ）に対する最終製品となる部分１ａの厚み（ｔＰ）の比（ｔＰ／ｔＥ）が１．１以上１．２５以下である場合（実施例１〜３）には、ボーイング現象も発生することなく、フィルムに熱処理を施す際のフィルム切れを防止でき、フィルムの連続生産性を向上できることが確認された。
一方、耳部となる部分１ｂの厚み（ｔＥ）に対する最終製品に相当する部分１ａの厚み（ｔＰ）の比（ｔＰ／ｔＥ）が上記範囲外の場合（比較例１〜３）には、ボーイング現象は発生しなかったが、第二熱処理工程において頻繁にフィルム切れが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法により得られるフィルムは、食品包装材料、医薬品包装材料、電子部品包装材料、日用品包装材料として有用である。
【符号の説明】
【００３６】
１…原反フィルム
２…延伸フィルム
３…最終製品フィルム
１２…加熱制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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