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(1)論 文 ボ ー イ ング現 象 の解 析 横 延 伸工 程 に お け る分 子 配 向挙動 ― の観察― 藤. 田. 伸. 二*1・. 野. 々. Analysis -Observation during. 村. 千. 里*1・. of Bowing of Molecular. Transverse. Direction. 石. 原. 英. 昭*1・. 山. 田. 敏. 郎*2. Phenomenon Orientation Stretching. Behaviors Process-. Shinji FUJITA*1,ChiSato NONOMURA*1, Hideaki ISHIHARA*1 Toshiro YAMADA*2 Experiments were made by using a pilot plant of successive biaxial stretching process for poly (ethylene terephthalate) (PET) films, whose molecular orientation (MO) and bowing behavior were investigated first during the whole tenter. The following results were obtained (1) Higher temperatures in the latter of the transverse stretching zone can give rise to the bowing distortions. (2) At the center of film in the transverse direction (TD), the MO degree in the TD becomes high as the actual transverse stretching ratio increases, passing the plane random orientation point. That is, the MO of film tilts from the machine direction (MD) at the beginning of transverse stretching to the TD after stretching without rotation. (3) At the edge of film, the principal molecular orientation axis begins gradually to tilt from the MD to the TD with rotation at the point where the bowing distortion increases rapidly, and afterwards gradually changes further more to the TD with an increase of actual stretching ratio. Key words : Bowing phenomenon/Successive orientation/PET film. 1.緒. 言. 二 軸 配 向 フ ィル ムの 代 表 的 な製 膜 方 法 の一 つ に,縦 *1 東 洋 紡 績(株). biaxial. stretching/Tenter/Molecular. 延 伸 と横 延 伸 を順 次 行 う逐 次 二 軸 延 伸 方 法 が あ る.こ の延 伸 方 法 で は,高 速 化,広 幅 化 な どの生 産 性 の面 で 大 き な利 点 が あ る が,横 延 伸,熱. 固定 工 程 で発 生 す る. ボ ー イ ン グ現 象 に よ っ て フ ィル ム幅 方 向 に 物 性 差 が 生. 総合研究所. 大 津 市 堅 田2‑1‑1(〒520‑02). じ,製 膜 終 了 後 の後 加 工 工 程 で カ ー ル,印 刷 ズ レな ど. Research Institute, TOYOBO Co., Ltd. 2-1-1 Katata, Ohtsu, Shiga 520-02 Japan. の問 題 を引 き起 こす 大 き な要 因 の一 つ と な っ て い る.. *2 金 沢 大 学. 工学部. 物質化学工学科. 二 軸 配 向 フ ィル ム の幅 方 向に 対 す る物 性 差 は,一一般 に. 金 沢 市 小 立 野2‑40‑20(〒920). 分 子 配 向 状 態 で 評 価 され てお り,物 性 差 に 影 響 を 与 え. Department of Chemistry and Chemical Engineering, Faculty of Technology, Kanazawa University 2-40-20 Kodatsuno, Kanazawa, Ishikawa 920 Japan. 考 え られ て お り,ボ ー イ ン グ現 象 と密 接 な関 係 が あ る. 1996.6.6受. Seikei-Kakou. る分 子 配 向 状 態 は,横 延 伸,熱 固 定 工 程 で 発 生 す る と. と推 測 され る.こ の ボ ー イ ソ グ現 象 に 関 す る研 究 に つ. 理. Vol.8. No.9. 1996. 605.

(2) Fig.. い て は,Kaseら1),坂. 1. Schematic diagram of film testing machine. 本2)・3)の 報 告 が あ る.こ れ らの 2.実. 報 告 で は,実 際 の テ ソタ ー 内 に お け る フ ィル ムの 変 形 挙 動 に つ い て は検 証 して お らず,ま た,実 際 の テ ソ タ ー 内 に お け る分 子 配 向状 態 に つ い て の報 告 もな い . 既 報4)〜8)に お い て は,縦. 一横 逐 次 二軸 延 伸 方 式 に お. 2・1実. 験. 験 装 置. 本 報 で は,既 報4)〜8)と 同様 に,溶. (CA),こ. ィル ム を対 象 と して,ボ ー イ ン グ現 象 と製膜 条 件 との. 延 伸 され る縦 延 伸 工 程(MD),テ. 関係 に つ い て の考 察 や,ボ ー イ ソ グ現 象 の 低 減 策 の 検. (TD),熱. 討 な ど,主 に テ ソタ ー 内 に お け る フ ィル ムの 変 形 挙 動. 法 を用 いた.そ. ンタ ー を 緊 急 停 止 し,. テ ソタ ー全 域 にわ た る フ ィル ムを 解 析 した 結 果,フ. ィ. 融 して,押. し出 さ. れ た 樹 指 が シー ト状 に 冷 却 固 化 され る キ ャス ト工 程. け る二 軸 延 伸 ポ リエ チ レ ソテ レ フタ レー ト(PET)フ. に対 す る考 察 を行 っ て き た.テ. 方 法. 2・2実. の シ ー・トが ロー ル延 伸 機 に よ って 縦 方 向 に. 固定(TS)の. ン ター に よ る横延 伸. 工 程 か らな る逐 次 二軸 延 伸 方. の製 膜 工 程 の概 略 図 をFig,1に. 示 す.. 験 条 件. 溶 融 したPETをTダ. イ で押 し出 し,キ ャス ト工 程. ル ム の変 形 パ タ ー ンは,横 延 伸 工 程 の 開 始 領 域 で 凸 型. で未 配 向 シ ー トを成 形 した.こ の未 配 向 シー トの極 限. (逆 ボ ー イ ン グ)に な り,横 延 伸 工 程 の終 了 直 前 の 領. 粘 度 は0.60で. 域 で直 線 に戻 り,横 延 伸 工 程 の終 了後 で は 凹型 に な る.. トを ロ ー ル延 伸 機 を 用 い て縦 延 伸 を行 っ た.予 熱,延. こ の 凹型 の変 形 が 熱 固定 工 程 の初 期 領域 で 最大 値 を と. 伸,冷 却 の各 ロ ー ル表 面 温 度 は,そ れ ぞれ,58,78,. り,そ の後 の熱 固 定 工 程 お よび冷 却 工 程 で は ほ とん ど. 35。Cに 設 定 し,縦 延 伸 倍 率 は3.6倍. 変 化 し な い こ とが 明 らか とな っ て い る4)・5).しか し,. た 一 軸 配 向 フ ィル ム上 に格 子 状 の ライ ソを記 入 し,幅. 密 接 に関 係 し て い る こ とが 推 測 で き るボ ー イ ン グ現 象. 方 向 の両 端 部 を ク リ ップ で把 持 し,テ ンタ ー に よる横. (変 形 パ タ ー ソ)と 分 子 配 向状 態 との定 量 的 な 関 係 を. 延 伸 を 行 った.テ. 見 出 す に は 至 って い ない.. 進 行 方 向に 同 一 長 さ の初 期 延 伸 工 程(ゾ. 本 報 で は,PETフ. ィル ム を用 い た 横 延 伸工 程 に お. 期 延 伸 工 程(ゾ. あ っ た.そ の後,得. られ た未 配 向 シー. と した.得. られ. ソ タ ー に お け る横 延 伸 は,そ れ ぞ れ. ー ン3,4)を. ー ソ2)と. 後. 連 続 的 に配 置 し,そ れ. け る分 子 配 向 状 態 を 観 察 し,分 子 配 向 の形 成 に つ い て. ぞ れ の延 伸 温 度 を独 立 に設 定 で きる よ うに した.こ の. 考 察 した 結 果 を 報 告 す る.. テ ン タ ーの 概 略 図 をFig.2に 設 定 温 度 は,予. 熱 工 程(ゾ. 期 延 伸 工 程 を140。Cに,後. Fig.. 606. 示 す.各. 工程 における. ー ソ1)を110。Cに,初 期 延 伸 工 程 を220。Cに,. 2. 成形加工. Schematic of tenter. 第8巻. diagram. 第9号1996.

(3) Table. 1. Experimental. conditions. Fig. 3. 第 一 冷 却(徐 冷)工 程(ゾ. ー ソ5)を200。Cと. ゾー ソ6を 第 二 冷 却 工 程(空 冷)と 伸 倍 率 は4.0倍 Table1に. し,. した.ま た,横 延. と した.こ れ らの延 伸 条 件 を ま とめ て. 示 す.. Relation between actual stretching ratio and dimensionless length ratio L (: Center, ® : Edge, - : Set up value)). た め,厚 み補 正 を行 っ た.ま た,Osaki9)・10)が 使 用 し て い る4GHz程 2・4実. 度 の測 定 周 波 数 を 採 用 した.. 倍率 の評 価 方法. テ ンタ ー で延 伸 を行 う前 に一 軸 配 向 フ ィル ム上 に記 固定 を連 続 的 に 行 う よ. 入 した格 子 状 ライ ソに お け る縦 線 の 間隔 の変 化 量 を測. うな延 伸 方 式 で は,横 延 伸 終 了 後 で も多 少 の ボ ー イ ン. 既 報4)・5)で 示 した 横 延 伸,熱. 定 す る こ とで実 際 の横 延 伸 倍 率(以 下,実 倍 率 と略 す). グひ ず み が 観 察 され,そ. を評 価 した.実 倍 率 は,フ. の後 の熱 固 定 工 程 で ボ ー イ ソ. グひ ず み が 最 大 に な る.し か し,横 延 伸 後 に熱 固 定 を. で13点. ィル ム全 幅 に対 して等 間 隔. 測 定 を行 った.. 連 続 的 に 行 わ な い 条 件 で は,予 熱,延 伸 工 程(横 延 伸. 2・5ボ. 温 度 が 通 常 の 延 伸 温 度 で,100〜140。Cの. ー イ ン グひ ず み の評 価 方 法. 範囲で 一定. テ ンタ ー で延 伸 を行 う前 に一 軸 配 向 フ ィル ム上 に記. の 場 合)の み の と き,ボ ー イ ソ グ現 象 は ほ とん ど起 こ. 入 した格 子 状 ラ イ ン にお け る横 線 の 弓 な りの変 化 量 を. らない こ とを 確 認 して い る.そ こで,横 延 伸 に よ る分. 測 定 す る こ とで ボ ー イ ソ グ現 象 の 程 度 を 評 価 した.こ. 子 配 向 挙 動 の変 化 と同 時 に ボ ー イ ソ グ現 象 に よ る分 子. の横 線 の変 化 量 は フ ィル ム幅 に 依 存 して 変 化 す るた め,. 配 向 状 態 の変 化(特 に,分 子 鎖 軸 の 変 化)を 考 察 す る. Fig.2に. た め に,横 延 伸 工 程 に 温 度 差 を 設 け,横 延 伸 工 程 の 後. テ ン タ ーを 出 た 最 終 の フ ィル ム幅W(mm)よ. 示 す よ うに,横. 線 の最 大 変 化 量 ゐ(mm)と り,. B=(ゐ/ラV)×100(%)(1). 半 に 積 極 的 な ボ ー イ ソ グ現 象 が 発 生 す る横 延 伸 と同 時 に 熱 固 定 の 効 果 の 現 れ る条 件(後 期 延 伸 工 程 が 高 温 延. の よ うに ボ ー イ ソ グひ ず みBを 百 分 率 で 表 した.な お,. 伸)の 一 つ を 本報 で は 採用 した.. ∂は フ ィル ム進 行 方 向 に 対 して,フ. 安定 な 横延 伸 が 行 わ れ て い る こ とを 確i認した後,テ ン タ ーの 緊 急 停 止 を 行 い,そ れ と同 時 に テ ン ター 内 の 全 て の 熱 源 を 停 止 した.さ. らに,テ/タ. ー 内 を冷 風 に. 中 央 部 が 遅 れ る場 合 は 正 で,進 む 場合 は 負 の数 字 で表 す. 初 期 延 伸 工 程 の 開 始 点 か らの距 離l(mm)と,横. よ って 強 制 冷 却 す る こ とに よ って フ ィル ムの 急 冷 を 促. 伸 ゾー ソ全 体 の長 さ(Fig.2の. 進 させ た.フ ィル ムが充 分 に冷 却 され た 状態 で テ ンタ ー よ りサ ソプ ル を取 り出 して分 子 配 向 の形 成 挙 動 お よ. lT(mm)を. ゾ ー ソ2〜4の. 延 長 さ). 用 い て,次 式 の よ うに 横 延 伸 ゾー ン の長. さ比Lを 無 次元 化 した量 に よ り検 討 した. Lニ:l/l7(2). び ボ ー イ ン グ現 象 な どの変 形 挙 動 の観 察 を行 っ た. 2・3分. ィル ム両 端 部 よ り. 子 配 向 の評 価 方法9)・10). マ イ ク ロ波 分 子 配 向計MOA‑2001A(新. 3.・ 実 験. 王子製紙. 結 果. 製)を 使 用 して,マ イ ク ロ波 とフ ィル ム を構 成 す る極. 3・1横. 性 分 子 との相 互 作 用 を反 映 す る マ イ ク ロ波 透 過 強 度 の. テ ン ター の 緊 急 停 止 に よ っで 観察 した横 延 伸 工 程 に. 延伸 工程 に お け る 実 倍率 の変 化. 角 度 依 存 性 か ら分 子 の配 向 パ タ ー ソ を測 定 し,分 子 配. お け る フ ィ.ルム幅方 向 の 中央 部 と端 部 で の,実 倍 率 と. 向 状 態 の異 方 性 と分 子 鎖 軸 の変 化 挙 動 を 評 価 した.な. 横 延 伸 工 程 の無 次 元 長 さ比Lと. お,本 報 で 対 象 とす る フ ィル ム の厚 み が4倍 程 度 変 化. す.こ. (横 延 伸 工 程 前 後 に お け る厚 み 変 化)し て い る の で,. 学 的 な中 央 部 を 示 し,端 部 とは,実. 異 方 性 の 評 価 に お い て は,厚 み に よ る影 響 を 考 慮 す る. ±2%以. Seikei-Kakou. Vol.8. No.9. 1996. こで,中 央 部 とは,フ. の 関 係 をFig.3に. 示. ィル ム全 幅 に対 す る幾 何 倍 率 が 中央 部 と. 内 の範 囲 で 同等 な厚 み を 示 す 最 端 部 を 表 す. soy.

(4) Fig.. 4. Relation between bowing distortion B and dimensionless length ratio L. な お,全 幅 に対 して 約70%が で あ った.実 倍 率 は,テ. Fig. 5. Relation between orientation ratio min/max and dimensionless length ratio L (®: Center, ® : Edge). 左 右 の両 端 部 間 の距 離. ン タ ー ク リ ップ の 開 き パ タ ー. ンか ら計算 され る機 械 的 設 定 値(Fig.3の. 実 線)と 比. べ,全 延 伸 区 間 で,こ の 設 定 値 以 上 の値 とな っ て お り,. 3・3分. 子配向の形成挙動. a.配. 向比の変化. テ ソ タ ーの 緊 急 停 止 に よ っ て観 察 した 横 延 伸 工 程 に. 延 伸 が進 行 す る に 従 って,そ の 差 は 開 く傾 向 に あ る.. お け る フ ィル ム幅 方 向 の 中 央 部 と端 部(実 倍 率 分 布 で. ま た,そ の挙 動 は フ ィル ム幅 方 向 の中 央 部 と端 部 とで. 幅 方 向 に均 一 な 範 囲 内)で の,厚 み 補 正 した マ イ ク 官. 異 な り,中 央 部 で は 直線 的 な 実 倍 率 の増 加 傾 向 を示 す. 波 透過 強 度 の 最 小 値 と最 大 値 の比 か ら求 め られ る分 子. の に対 し,端 部 で は,'初 期 延 伸 工 程 に お い て 中央 部 に. 配 向 の 異 方 性(以 下,配. 比 べ て 増 加 割 合 が 低 く,ほ ぼ 設 定 値 と同様 な値 を示 し,. 延 伸工 程 の 無 次 元 長 さ比Lと の 関 係 をFig.5に. 後 期延 伸工 程 に 入 る と同 時 に 急 激 な実 倍 率 の増 加 が認. 向 比(小/大)と. 配 向 比(小/大)は,フ. 略 す)と 横 示 す.. ィル ム の 幅 方 向 の 中央 部 と. め られ,中 央 部 とほ ぼ 同様 な値 を示 す こ とが観 察 され. 端 部 とで 異 な り,初 期 延 伸 工 程 にお い て,中 央 部 が 端. た.. 部 に 比 べ て よ り急 激 に 面 内 ラ ン ダ ム配 向状 態 へ と変 化. 3・2ボ. ー イ ング ひ ず み の 変 化. テ ソ タ ーの 緊 急 停 止 に よ っ て観 察 した 横 延 伸 工 程 に. し,後 期 延 伸 工 程 に お い て は,中 央 部 が 面 内 ラン ダ ム 配 向 に な る点 を 通 過 し て異 方 性 へ と変 化 す る の に対 し,. お け るボ ー イ ン グひ ず みBと 横 延 伸 工 程 の 無 次元 長 さ. 端 部 で は 面 内 ラ ン ダ ム配 向状 態 に至 らず に異 方 性 へ と. 比Lと の 関 係 をFig.4に. 変 化 して い る こ とが 観 察 され た.. 示 す.. 初 期 延 伸工 程 で フ ィル ム進 行 方 向 に対 して 負 の ボ ー イ ン グ現 象 が 発 生 し,高 温 に設 定 した後 期 延 伸 工 程 に 入 る と同 時 に,フ. ィル ム進 行 方 向 に対 して正 の ボ ー イ. b.配. 向 角の 変 化. テ ン タ ーの 緊 急 停 止 に よっ て観 察 した横 延 伸 工 程 に お け る フ ィル ム幅 方 向 の中 央 部 と端 部(実 倍 率 分 布 で. ン グ現 象 が 急 激 に 増 加 し て い る こ とが観 察 さ れ た.な. 幅 方 向 に 均 一 な 範 囲 内)で の,マ イ ク ロ波 透 過 強 度 の. お,こ. 角 度 依 存 性 か ら評 価 した分 子 鎖 軸 の横 方 向 か らの角 度. こで 得 られ た テ ン タ ー 出 口位 置 で の フ ィル ムの. ボ ー イ ソ グひ ず み は 通 常 の連 続 製 膜 で得 られ るボ ー イ. (以 下,配 向 角 と略 す)と. ン グひ ず み と同 程 度 で あ る こ とを確 認 した.. 五 との 関 係 をFigξ6に. 横 延 伸 工 程 の 無 次 元 長 さ比. 示 す.. 配 向角 は,初 期 延 伸 工 程 に お い て 中央 部,端 部 と も 縦 延 伸 時 の変 形 履 歴 が 残 り,縦 方 向 に配 向 して い る. さ らに,後 期 延 伸 工 程 に お い て は,中 央 部 は急 激 な変 化 と と もに ほぼ 真 横 に配 向す る が,端 部 は後 期 延 伸 工 程 全 般 にわ た っ て比 較 的 なだ らか に横 方 向 に変 化 し, 最 終 的 に は特 定 の傾 き を残 した まま横 延 伸 が終 了 す る. な お,こ こ で得 られ た端 部 の配 向角 は,通 常 の連 続 製 膜 で得 られ た フ ィル ム の配 向角 と同程 度 で あ る こ とを 確 認 した.. Fig. 6. sos. Relation between orientation angle and dimensionless length ratio L (~ : Center, : Edge). 4.考 4・1実 Fig.3に. 察. 倍 率 と配 向比 と の 関係 お い て,実 倍 率 の変 化 が フ ィル ム幅 方 向 に 成形加工. 第8巻. 第9号1996.

(5) お け る中 央 部 と端 部 とで 異 な り,中 央 部 で は 全 延 伸 工. に示 す 配 向比(小/大)よ. 程 で 直 線 的 な 増 加 傾 向 を 示 し,端 部 で は 初 期 延 伸 工 程. 配 向 とな る点 を境 に縦 方 向か ら横 方 向へ 急 激 に変 化 す. り,中 央 部 が 面 内 ラ ンダ ム. に お い て 中 央 部 に 比 べ て 低 く,後 期 延 伸 工 程 で 急 激 な. る.こ の こ とは,中 央 部 に お け る分 子 配 向が,左 右 に. 増 加 傾 向 を 示 した こ と よ り,今 回 の 延 伸 に お い て は,. バ ラン ス の とれ た状 態 に な っ て い る こ とを示 して い る.. フ ィル ム幅 方 向 の 中 央 部 か ら横延 伸 が 開 始 され,徐 々. い っぽ う,端 部 に お い て は,Fig.4に. に 端 部 の 方 向 へ と実 際 の 横 延 伸 区 間 が 広 が って い る と. ひ ず み が 急 激 に増 加 す る点 を境 に,配 向 角 は徐 々に 縦. 考 え られ る.端 部 で の後 期 延 伸 工 程 に お け る急激 な 実. 方 向 か ら横 方 向 へ 変 化 して い る.こ の よ うな端 部 に お. 倍 率 の 増加 は,延 伸 温度 が 高 い こ とに よ り剛性 が 低下. け る配 向 角 の 変 化 挙 動 は,ボ. し,実 倍 率 の端 部 へ の拡 大 を助 長 した と考 え られ る.. 増加 が,端 部 に お け る配 向 角 を 変 化 させ る一 つ の要 因. 示す ボーイソグ. ー イ ン グひ ず み の 急 激 な. ま た,実 倍 率 が機 械 的 設 定 値 以上 の値 を示 す 理 由 は,. とな り,そ の後,さ. 実 倍 率 が フ ィル ム幅 方 向 に分 布 して い るた め で,さ. ら. 向角 が 徐 々 に横 方 向 に 変化 す る と考 え られ る.そ の た. ィル ム両 端 部 を 把 持 す る ク リ ップ近 傍 で. め,横 延 伸 工 程 に お け る 端部 の分 子 配 向状 態 は,縦 延. 最 も端 の部 分)に お い て は,実 倍 率 が 機 械 的 設 定 値 以. 伸 に よっ て形 成 され た異 方 性 が面 内 ラ ン ダム配 向状 態. に極 端 部(フ. らに 横 方 向 に延 伸 す る こ とで,配. 下 で あ る こ とを 確 認 して お り,こ の こ とか ら説 明 で き. に な る こ とな く横 方 向 に再 配 向す る と考 え られ る.以. る.な お,極 端 部 に お け る実 倍 率 低 下 の 要 因 は,フ. 上 の こ と か ら,Fig.5に. ル ムが 厚 い こ とに よ る剛 性 の 増 加 と,ク. ィ. 示 す 端 部 の配 向比(小/大). リ ップの 移 動. が,後 期 延 伸 工 程 に お い て は,中 央 部 と異 な り,面 内. に よっ て テ ソ タ ー外 部 の 空 気 が テ ソ タ ー 内 に 流 れ 込. ラ ソ ダ ム配 向状 態 とな らず に異 方 性 へ と変 化 して い る. み,極 端 部 に お け る フ ィル ム温 度 の 低 下 な どが 考 え ら. 挙 動 が 説 明 で き る と考 え られ る.. れ る. い っぽ う,Fig.5よ つ い て は,Fig6よ. り得 られ た 配 向角 が90。 で あ る初. 期延 伸 工 程 の場 合,厚. み補 正 した マ イ ク ロ波 透 過 強 度. の横,縦 方 向 の比 とな り,異 方 性 を示 す.こ 動 は,フ. 5.結. り得 ら れ た 配 向 比(小/大)に. の変 化 挙. ィル ム幅 方 向 の 中央 部 と端 部 に お い て,上 記. 言. 逐 次二 軸 延 伸 方 法 に お げ る横 延 伸 工 程(初. 期延 伸工. 程 と後 期 延 伸 工 程 で温 度 差 を 付 け,後 期延 伸工 程 が 高 温 延 伸 の場 合)で. の,PETフ. 向 の形 成 挙 動 を,テ. ィル ム に お け る分 子配. ンタ ー の 緊急 停 止 で得 られ た テ ン. で示 した実 倍 率 と同様 な変 化 に な っ て い る.す なわ ち,. タ ー全 域 にわ た る フ ィル ム を用 い て解 析 し,次 の結 論. 初 期 延 伸 工 程 に お い て分 子 配 向 の異 方 性 が,フ. を得 た.. ィル ム. 幅方 向 の端 部 で は,中 央 部 に比 べ て増 加 割 合 が 低 くな. (1)分. 子配 向 の 異方 性 と分 子鎖 軸 の状 態 を それ ぞ. る傾 向が 認 め られ る.こ の こ とか ら,分 子 配 向 の異 方. れ 配 向比 と配 向角 とで評 価 す る こ とに よ り,フ ィル ム. 性 の変 化 に対 して実 倍 率 に よる変 形 履 歴 の関 与 が 示 唆. 幅 方 向(中 央 部 と端 部)に. され た.. の違 いを 見 出 した.. 4・2ボ. ー イ ン グひ ず み と配 向 角 との 関 係. Fig.4に. (2)フ. お い て,初 期 延 伸 工 程 で フ ィル ム進 行 方 向. お け る分 子 配 向 の形 成 挙 動. ィル ム幅 方 向 の中 央 部 に おけ る分 子 配 向 は,. 実 倍 率 の 増 加 と と もに 異 方 性 が 増 加 し,そ の 後,面 内. に 対 して 負 の ボ ー イ ン グ現 象 が 発 生 し,後 期 延 伸 工 程. ラ ン ダ ム配 向 とな る点 を 通 過 し,さ らに 実 倍 率 が 増 加. で フ ィル ム進 行 方 向 に 対 して 正 の ボ ー イ ン グ現 象 が 急. す る こ とで,そ れ まで 縦 方 向 に 配 向 して い た 分 子 鎖軸. 激 に 増加 して い るの は,既. が 真 横 方 向 へ と再 配 向 し,横 方 向 の 配 向 比 が 増加 して. 報4)〜8)と 同様 な メ カ ニズ ム. で形 成 され て い る もの と考 え られ る.す な わ ち,フ. ィ. い く.こ の こ と よ り,中 央 部 に お け る分 子 配 向 状態 は,. ル ムの両 端部 は ク リップ で把 持 され て い る が,中 央 部. 縦 延 伸 で発 生 した縦 方 向 の 変形 履 歴 と,横 延 伸 で発 生. は そ れ に比 べ て拘 束 力 が 弱 くな り,テ ンタ ー 内 で縦 方. す る横 方 向 の 変形 履 歴 との バ ラ ンス に よっ て形 成 され. 向 に発 生 す る延 伸 応 力 お よび 熱 収 縮 応 力 に よっ て ボ ー. る こ とが示 唆 され た.. イ ソ グ現 象 が発 生 す る.ま た,後 期 延 伸 工 程 で発 生 す. (3)フ. ィル ム幅方 向 の端 部 に お け る分 子 配 向 は,. る ボ ー イ ン グひず み の急 激 な増 加 は,後 期 延 伸 工 程 の. 中央 部 と同様 に,実 倍 率 の増 加 と とも に異 方 性 が 増 加. 延 伸 温 度 が 高 い た め に,実 倍 率 の変 化 に も見 られ た よ. す る もの の,面 内 ラ ン ダム配 向状 態 とな る点 は存 在 せ. うに剛 性 が 極 端 に低 下 し,初 期 延 伸 工 程 で 発 生 した 縦. ず,さ. 方 向 の延 伸 応 力 に よっ て中 央 部 が 大 き く変 化 した も の. に変 化 す る点 に お い て,そ れ ま で縦 方 向 に配 向 し て い. と考 え られ る.. た分 子 鎖 軸 が 横 方 向へ と再 配 向 し始 め,さ. また,Fig.6よ. り,配 向角 の変 化 挙 動 に つ い て は,. フ ィル ム の幅 方 向 の中 央 部 で 実 倍 率 が 増 加 し.F颪5 Seikei-Kakou. Vo1.8. No.9. 1996. らに実 倍 率 が増 加 し,ボ ー イ ソグ ひず み が 急 激. らに 実 倍 率. の増 加 に よ り,分 子 鎖 軸 が 横 方 向 に配 向 し てい く.こ の こ と よ り,端 部 に おけ る分 子 配 向 状 態 は,縦 延 伸 で 609.

(6) 発 生 した縦 方 向 の 変形 履 歴 に よ る分 子 鎖 軸 を 横 延 伸 に よ る ボ ー イ ン グひ ず み が 傾 斜 させ る主 要 因 とな り,そ. 参 考 文 献 1) Kase, S. and Nishimura, T.: J. Rheol., 34, 251. の 後 の 横 方 向 の 変 形 履 歴 との バ ラ ソ ス に よっ て形 成 さ れ る こ とが 示 唆 され た. 最 後 に,分 子 配 向 状 態 の さ らな る検 討 や,ボ. ーイ ン. (1990) 2)坂. 本 國 輔:成. 形 加 工,3,496(1991). 3)坂. 本 國 輔:高. 分 子 論 文 集,48,671(1991). 4)野. 々 村 千 里,山. グ現 象 との 関 連 を 種 々 の延 伸 条 件 に お い て検 討 す る と とも に理 論 的 に 解 析 す る こ と も今 後 の研 究課 題 と した い. な お,本 研 究 成 果 の一 部 は,プ. ラス チ ッ ク成形 加 工. 学 会 第8回 年 次 大 会(東 京,1996,6月)に. おいて発. 表 した もの で,そ れ らの 内容 を 中心 に ま とめ た もの で あ る. 本 研 究 の発 表 を許 可 され た東 洋 紡 績 に深 謝 す る.. 610. 田 敏 郎,松. 尾 達 樹:成. 形 加 工,4,. 312(1992). 5) Yamada, T. and Nonomura, C.: J. Appl. Polym. Sci., 48, 1399 (1993) 6)野. 々 村 千 里,山. 田 敏 郎:成. 形 加 工,5,703(1993). 7) Yamada, T. and Nonomura, C.: J. Appl. Polym. Sc., 52, 1393 (1994) 8) Yamada, T., Nonomura, C. and Matsuo, T.: Intern. Polym. Processing, 10, 334 (1995) 9) Osaki, S.: Polym. J., 19, 821 (1987) 10) Osaki, S.: J. Appl. Phys., 64, 4181 (1988). 成 形加 工. 第8巻. 第9号. 1996.

(7)

参照

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