JP2009172963A - ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法 - Google Patents

ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法 Download PDF

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【課題】 被熱時にシワやタミルを生じにくいフィルムの製膜方法を提供する。
【解決手段】 厚さ50〜100μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法であり、二軸延伸後のフィルムを180〜237℃の範囲の温度で横方向に1.04〜1.10倍延伸を行い、熱固定を経ることなく、テンターのレール幅を縮めることにより幅方向に5〜10%弛緩させることを特徴とするポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリエチレンテレフタレートフィルムの製膜方法に関するものである。
ポリエチレンテレフタレートフィルムは、その優れた機械的性質、透明性、耐熱性、耐薬品性などの特質により代表的なポリエステルフィルムとして、各種シート状製品の基材に広く使用されている。
その製造方法としては、押出成形された非晶質シートをロール延伸機で長手方向に延伸したのち、テンター延伸機で横方向に延伸を施し、さらにテンター延伸機内でフィルム幅を固定したまま熱固定を施し、要すれば熱固定後に幅弛緩を施す所謂逐次二軸延伸法が広く採用されている。
ところが、縦延伸後にテンター延伸機で横延伸・熱固定を施すと、フィルムの中央領域が長手方向に縮むボーイング現象を生じるため、熱固定後のフィルム端部領域ではポリエチレンテレフタレート分子鎖の配向軸が長手方向・横方向と異なる斜め方向となってしまうため、長手方向に張力が掛かる状態で熱を受けるとシワやタルミを発生する場合があることが知られていた。
このような端部品について、機能層等を設けるなどの加工を施すに際し、被熱時にシワやタルミを生じ、加工の障害となったり、甚だしい場合は製品とすることができず歩留まりに大きく悪影響したりする場合があり、シワ・タルミの少ないフィルムを安定的に得る手段が求められている。
特開2004−358742号公報
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その解決課題は、被熱時にシワやタミルを生じにくいフィルムの製膜方法を提供することにある。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、特定の方法を採用することによれば、上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要旨は、厚さ50〜100μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法であり、二軸延伸後のフィルムを180〜237℃の範囲の温度で横方向に1.04〜1.10倍延伸を行い、熱固定を経ることなく、テンターのレール幅を縮めることにより幅方向に5〜10%弛緩させることを特徴とするポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法に存する。
以下、発明を詳細に説明する。
本発明でいうポリエチレンテレフタレートとは、テレフタル酸あるいはその誘導体とエチレングリコールとを重縮合して得られるポリエステルを指す。重縮合過程で生成する1モル%前後のジエチレングリコールのほか、合計5モル%程度までであれば第三成分が共重合されていてもよい。これらの共重合成分の例としては、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、トリエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコールなどの脂肪族グリコール、p−ヒドロキシ安息香酸などのオキシカルボン酸などが挙げられる。
本発明の横延伸方法を適用する前段階としての一軸延伸フィルム(縦延伸フィルム)は常法によって得ることができる。ここではその例を開示するが、記載された方法に限定されるわけではない。
まず、溶融押出機でポリエチレンテレフタレートを溶融し、Tダイより押し出したメルトシートをクーリングドラムで直ちにガラス転移温度未満まで急冷し、非晶質シートを得る。
非晶質シートを、ロール延伸機を用いて80〜120℃の温度で、3〜5倍の縦延伸を行い、一軸延伸フィルムを得る。この際、多段に分けて縦延伸してもよく、多段にする場合は各々の段における延伸温度が異なるようにしてもよい。加熱方式としては、加熱ロールによる接触加熱のほか、赤外線ヒータなどによる放射加熱を併用してもよい。また、インラインコーティングを行う場合は、通常縦延伸の前および/または後に塗布を行う。
かくして得られた一軸延伸フィルムをテンター延伸機に導き、横延伸を施すが、所定の横延伸の後、180〜237℃の温度範囲で1.04〜1.10倍延伸を施すことおよび横延伸後に熱固定を経ることなく5〜10%の幅弛緩を施すことが必須であり、それ以外の要素については常法を適用することができる。
なお、本発明でいう最大横延伸比とは、製膜工程中最も幅広くなった際の幅をテンター延伸機入口幅で除した値をいう。
常法と本発明の方法を組み合わせた横延伸方法の典型例を開示する。すなわち、テンター延伸機では、まず縦延伸フィルムに90〜115℃の予熱を施したのち、120〜160℃で最大横延伸比の通常93〜95%に相当する横延伸を行う。引き続き、180〜237℃で最大横延伸比の通常96〜98%に相当する横延伸を行う。その後、直ちに通常225〜237℃で全フィルム幅の5〜10%に相当する幅弛緩を行い、最後に一定幅のまま通常80〜100℃の水準まで冷却を行う。
本発明における被熱時にシワやタミルを生じにくいフィルムを得るためには、120〜160℃における横延伸、すなわち配向誘起熱結晶化が進む前の延伸過程で最大横延伸比に到達させてしまわず、配向誘起熱結晶化の進行に合わせて最大横延伸比の93〜95%程度に相当する横延伸を行った後、熱固定を施す前に幅弛緩を行うことと、一定幅での熱固定を行わないことが必要である。180〜237℃での横延伸で得られる幅のかなりの部分が幅弛緩により相殺されるが、従来方法、すなわち180〜237℃における横延伸を施さない方法では、顧客で各種コンバーティングを行う際の被熱時にタルミを十分に抑えることができない。幅弛緩後の一定幅での熱固定は実施してもよいが、配向誘起熱結晶化の進行に合わせた横延伸と幅弛緩の過程で概ね十分な結晶高次構造が得られること、一般にテンター延伸機内のゾーン数には限りがあるため、これらのゾーンでは配向誘起熱結晶化の進行に合わせた横延伸や幅弛緩に割り当てた方が特性上有利であることなどから、必ずしも行う必要はない。
本発明は、各種加工基材として使用されるポリエチレンテレフタレートの製造方法として好適であり、その工業的価値は非常に高い。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中「部」とあるのは固形分としての「重量部」を示す。また、本発明で使用した評価方法は次のとおりである。
(1)タルミの評価
1000mm幅の試料フィルムロールを準備し、160℃の雰囲気の炉内を15秒かけて通過させる。このときフィルムには長手方向に100Nの荷重を掛ける。炉内通過中のフィルムのバタつき状況や通過後のタルミ状況を目視確認するとともに、JIS C2151巻取り性(A法)に準拠してタルミ量を評価する。
実施例1:
平均粒径1.5μmの無定形シリカ粒子を0.1部含有する固有粘度0.65dl/gのポリエチレンテレフタレートをベント付き二軸押出機にて290℃の融液とした。この融液をTダイより押し出したメルトシートを表面温度40℃に保たれたクーリングドラムに静電気密着法で密着させ非晶質シートを得た。この非晶質シートをロール延伸機にて90℃、3.6倍の縦延伸を施し、一軸配向フィルムを得た。この一軸配向フィルムをテンター延伸機に導き、110℃で予熱を施した後、多段階に125℃から145℃の温度勾配をつけたゾーンで4.2倍の横延伸を施した。さらに、多段階に180〜220℃の温度勾配をつけたゾーンで1.06倍の横延伸を施した。その後直ちに235℃のゾーンでレール幅を狭めることで6.5%の幅弛緩を施した。その後150〜80℃の温度勾配をつけたゾーン内を通過させ冷却を施すことで、幅7000mm、厚み75μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。このフィルムを、160℃の炉内を通過させたところ、フィルムにバタつきはなく、通過後のタルミ量は17mmであった。
比較例1:
テンター延伸機内での予熱ゾーンまでは実施例1と同様にした。予熱後、多段階に125〜145℃の温度勾配をつけたゾーンで4.45倍の横延伸を施した後、235℃で7.0%の幅弛緩を施し、さらに235℃で一定幅を保って熱固定を施し、その後実施例1と同様にして冷却し、幅7000mm、厚み75μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。このフィルムを、160℃の炉内を通過させたところ、炉内におけるフィルムバタつきは大きく、通過後のタルミ量は24mmであった。
本発明の製造方法は、例えば、各種シート状製品の基材として有用なポリエステルフィルムの製造方法として利用することができる。

Claims (1)

  1. 厚さ50〜100μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法であり、二軸延伸後のフィルムを180〜237℃の範囲の温度で横方向に1.04〜1.10倍延伸を行い、熱固定を経ることなく、テンターのレール幅を縮めることにより幅方向に5〜10%弛緩させることを特徴とするポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法。
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