JP2611421B2 - ポリエステルフィルムの製造方法 - Google Patents

ポリエステルフィルムの製造方法

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    • C08J2367/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリエチレンテレフタレートを主成分とす
る、実質的に非晶質のフィルムから、厚み均一性に優れ
るとともに、平面性,低収縮性にも優れ、かつ傷の少な
いポリエステルフィルムを製造する方法に関する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕 従来、厚さ25μm以上のポリエステルフィルムを製造
する方法については、単に一段階で、IRヒーターを併用
して縦延伸を行なう製法が知られている。
しかしながら、かかる方法により得られるポリエステ
ルフィルムは、その製造過程で傷が入り易く、厚み均一
性,平面性,収縮特性等においても薄いフィルムに比べ
劣り、これらの特性を全て満足するようなフィルムの製
造法が求められていた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、あ
る特定の条件を満足する製造法を採用することにより優
れた特性を有するフイルムが製造できることを見出し、
本発明を完成するに至った。
すなわち本発明の要旨は、ポリエチレンテレフタレー
トを主成分とする、実質的に非晶質で厚さ400μm以上
の未延伸シートを、2.8〜6.0倍で縦方向に延伸し、次い
で3.2倍以上横方向に延伸するポリエステルフィルムの
製造方法であって、該未延伸シートが予熱ロール群で加
熱され、周速差のある、少なくとも2対の延伸ロール間
で縦延伸される際に、最低速延伸ロール表面温度T0とフ
ィルムの該ロールからの離脱点におけるフィルム表面温
度T1との差(T0−T1)を10℃以下とし、複屈折率△n1
5.1×10-2以下となるよう1段または多段で1.2〜4.0倍
延伸し、次いでフィルム温度をガラス転移点以下に冷却
することなく、90〜120℃のフィルム温度で複屈折率△n
2が0.042〜0.100となるよう1段または多段で1.1〜3.5
倍延伸することを特徴とするポリエステルフィルムの製
造方法に存する。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において使用されるポリエチレンテレフタレー
ト(以下、PETと略す)は、酸成分としてテレフタル酸
残基を80重量%以上含み、グリコール成分としてエチレ
ングリコール残基を80重量%以上含むポリエステルであ
るが、場合により残りの成分が種類の異なるモノマーと
の共重合体あるいはブレンド物であってもよい。また、
使用するポリマー中には、重合段階でリン酸、亜リン酸
およびそれらのエステルならびに無機粒子(シリカ、カ
オリン、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、二酸化チ
タンなど)が含まれていてもよいし、重合後ポリマーに
無機粒子などがブレンドされていてもよい。
次に本発明の厚番手ポリエステルフィルムの製造方法
を説明する。
まず、前述したポリエステルポリマーを十分乾燥後、
例えば280〜290℃にコントロールされた押出機,フィル
ターおよび口金を通してシート状に溶融成形し、回転ド
ラム上にキャスティングし、急冷固化したシートを得
る。この際静電密着法により密着させることが好まし
い。この急冷固化したシートは、実質的に非晶状態(以
下Aシートと称す)である。本発明においてAシートの
厚さは400μm以上である。本発明の効果がより期待で
きるAシートの厚さは、500μm以上、さらには800μm
以上、特には1200μm以上である。
Aシートは予熱ロール群で充分加熱された後、周速差
のある延伸ロール間で縦延伸される。この時、最低速延
伸ロール表面温度T0とフィルムの該ロールからの離脱点
におけるフィルム表面温度T1との差(T0−T1)を10℃以
下、好ましくは5℃以下、更に好ましくは0℃以下とな
るよう予熱温度およびT1を調整する。かかる差が10℃を
超えると厚さ斑が悪化する。縦延伸倍率λは、倍率λ
で延伸後の複屈折率△n1が5.1×10-2以下となるよ
う、1.2〜4.0倍の範囲から適宜選択される。延伸温度
T1′は通常85〜120℃の範囲であるが、1段で延伸する
場合は前記T1と同一であり、多段とする場合は倍率を加
重とした加重平均で表される。例えば85℃(ロールから
のフィルム離脱点におけるフィルム温度)で1.5倍延伸
し、次いで90℃(ロールからのフィルムの離脱点におけ
るフィルム温度)で1.2倍延伸したときのT1′は次式か
ら87.2℃と求められる。
本発明において、好ましくは△n1が(75−0.625・
T1′)×10-3〜(125−0.875・T1′)×10-3となるよう
に延伸する。
△n1が(75−0.625・T1′)×10-3未満では、横延伸
時に厚さ斑が悪化する。また△n1が(125−0.875・
T1′)×10-3を超えると横延伸時に破断が頻発する。
得られたフィルムは、フィルム温度をガラス転移点以
下に冷却することなく、90〜120℃のフィルム温度(低
速延伸ロールからの離脱点における温度)で縦延伸後の
複屈折率△n2が0.042〜0.100となるよう1段または多段
で1.1〜3.5倍延伸する。フィルム温度は95〜110℃が好
ましく、複屈折率△n2は、0.050〜0.070が好ましい範囲
である。フィルム温度が90℃未満で延伸したフィルムま
たは、複屈折率△n2が100×10-3を超えるフィルムで
は、二軸延伸後の縦方向の収縮率が相対的に高く不適当
である。一方、フィルム温度が120℃を超える温度で延
伸したフィルムは、結晶化が進み過ぎて、横延伸時破断
が多発したり、フィルム表面が粗面化するため不適当で
ある。一方、複屈折率△n2が40×10-3未満のフィルムで
は、厚さ斑の良好なフィルムが得られない。
さらにフィルムの厚さ斑を改良するためには縦延伸を
冷却過程で行なうことが好ましい。冷却過程で行なうこ
とにより、特に厚いフィルムにおいて厚さ斑を矯正する
ことができる。
以上、縦方向の各延伸倍率の積(総合縦延伸倍率)は
2.8〜6.0倍であり、好ましくは3.0〜5.0倍の範囲であ
る。
また、縦延伸終了時のフィルムの平均屈折率は1.57
0〜1.600の範囲となるよう条件を適宜選択することが好
ましい。が1.570未満では厚さの均一性が劣り、が
1.600を超えると横延伸性が極端に悪化し好ましくな
い。
本発明の方法で用いるロールの材質に関しては、予熱
ロール群の少なくとも最後尾をシリコンゴム被覆ロール
及び/又はテフロン樹脂被覆ロールとすることが好まし
い。未延伸フィルムを予熱するに際し、フィルム表面温
度80℃まではハードクロムメッキロールを用い、フィル
ム表面温度90℃まではセラミックロールを用い、90℃を
超える部分は上記ゴムまたは樹脂ロールとすることが好
ましい。
また、延伸ロールとしては、セラミックロールを使用
することが好ましい。本発明のように25μm以上のフィ
ルムを製造する場合、延伸応力が大きいため、予熱ロー
ルで用いられる上記ゴムまたは樹脂ロールでは、耐摩耗
性が劣るためである。ロールによるフィルムのスリ傷を
さらに減少させるためには、セラミックロールの表面粗
度Rmaxを1μm以下、好ましくは0.8μm以下とする。
また、フィルムをロールに巻き付けずにニップして延伸
することにより、フィルムとロールの接触面積を小さく
することができ、傷を防止することができる。
以上の条件で縦延伸されたフィルムは横方向に3.2倍
以上、好ましくは3.5倍以上延伸することによって2軸
配向フィルムが得られる。この時の横延伸温度は95℃〜
140℃が好ましい。かくして得られた2軸延伸フィルム
をそのまま130℃〜250℃で熱処理してもよいが、要求物
性に及じて、熱固定時、巾方向に弛緩したり、熱処理
後、縦方向及び/又は横方向に弛緩することも好まし
い。
また、本発明のポリエステルフィルムの各種用途に応
じた接着性,剥離性,帯電防止性,滑り性などの表面特
性を付与するため、塗布延伸法(インラインコーティン
グ法)により、本発明のポリエステルフィルムの片面又
は両面に塗布層を形成することも好ましい。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、
本発明は、その要旨を変えない限り、これらの実施例に
のみ限定されるものではない。
なお、フィルムの特性の測定方法は以下の通りであ
る。
(1) 熱収縮率 短冊状フィルムサンプルを無張力状態で120℃の雰囲
気中30分間または220℃の雰囲気中30分間熱処理し、そ
の前後のサンプルの長さを測定し、次式により熱収縮率
を求めた。
(2) 厚さ斑 安立電気社製連続フィルム厚さ測定器(電子マイクロ
メーター使用)により、二軸延伸フィルムの縦方向に沿
って測定し、1.5m長さについて次式より算出した。
(3) フィルム温度 バーンズの温度計を用い測定した。
(4) 複屈折率 アッベ屈折計により測定した。
実施例1,2,3 (ポリエステルチップの製造法) ジメチルテレフタレート100部,エチレングリコール7
0部,及び酢酸カルシウム−水塩0.07部を反応器にと
り、加熱昇温すると共にメタノールを留去させ、エステ
ル交換反応を行ない、反応開始後約4時間半を要して23
0℃に達せしめ、実質的にエステル交換反応を終了し
た。
次にリン酸0.04部及び三酸化アンチモン0.035部を添
加し、常法に従って重合した。即ち反応温度を徐々に昇
温し、最終的に280℃とし、一方、圧力は徐々に減じ最
終的に0.5mmHgとした。4時間後反応を終了し、常法に
従いチップ化してポリエステル(A)を得た。
一方ポリエステル(A)の製造においてエステル交換
終了後、平均粒径1.2μmの無定形シリカ0.13部を添加
する以外は、ポリエステル(A)の製造と同様にして無
定形シリカ含有ポリエステル(B)を得た。
またポリエステル(B)において、無定形シリカの粒
径を30μm、添加量を0.05部として無定形シリカ含有ポ
リエステル(C)を得た。
(製膜法) 上記のポリエステル(A)とポリエステル(B)とポ
リエステル(C)を60:15:25にブレンドした後、常法に
より180℃4時間、空気乾燥し、285℃で溶融押出し、キ
ャスティングドラム上に冷却固化後、無定形シートを得
た。その際、常法の静電密着法を用いてフィルムをドラ
ム上に密着させた。この時の未延伸フィルムの厚さを最
終厚さが100μmとなるよう調整した。
未延伸フィルムを、まず60〜75℃に加熱された、径15
0φの3本のハードクロムロールで予熱し、更に同径で8
0〜90℃に加熱された5本のセラミックロールで予熱
し、次いで同径で91〜110℃に加熱された7本のPFAのテ
フロンロールで予熱した。予熱フィルムを85℃に加熱し
たセラミックロールの延伸ロールに導き、105℃で1.5
倍、100℃で2.0倍延伸した。
得られたフィルムの複屈折率△n1は0.030であった。
次いで得られたフィルムをTg以下に冷却することな
く、更に97℃で1.3倍(実施例1),1.4倍(実施例2),
1.5倍(実施例3)縦延伸を行ない、縦延伸後の複屈折
率△n2が0.048(実施例1),0.055(実施例2),0.067
(実施例3)のフィルムを各々得た。得られた縦延伸フ
ィルムを110℃で3.5倍延伸し、242℃で熱固定して100μ
mのフィルムを各々得た。
得られたフィルムの物性・評価結果を表1に示す。
比較例 実施例と同じ原料を用いて未延伸フィルムを作成し、
該未延伸フィルムを、60〜70℃に加熱された3本のハー
ドクロムロールで予熱した後、80〜95℃に加熱された2
本のセラミックロールで予熱した後、93℃のセラミック
ロールで延伸を行なった。この時、ロール表面温度T0
93℃であり、フィルム温度T1は82℃であった。次いで縦
延伸後の△n2を0.050,0.070となるようにして2軸延伸
したところ、横しまを伴うフィルムとなり、厚さ均一性
の劣ったフィルムであった。
一方、延伸温度を上げるべく予熱温度及び延伸ロール
温度を上げたところ、フィルムがロールと粘着し、フィ
ルムに粘着ムラが生じてこの場合も製品とならなかっ
た。
一方、縦延伸後の△n2を0.105として2軸延伸フィル
ムを製造したところ、平面性,厚さ斑共に良好なフィル
ムが得られたが、収縮特性の極めて劣ったものであっ
た。
〔発明の効果〕 本発明の製造方法によれば、厚み均一性,平面性、低
収縮性の優れたスリ傷の少ないフィルムを容易に製造す
ることができる。本方法は各種用途のフィルムに適用可
能であるが、特にタッチパネル用、メンブレンスイッチ
用フィルムの製造方法として好適であり、その工業的価
値は高い。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエチレンテレフタレートを主成分とす
    る、実質的に非晶質で厚さ400μm以上の未延伸シート
    を、2.8〜6.0倍で縦方向に延伸し、次いで3.2倍以上横
    方向に延伸するポリエステルフィルムの製造方法であっ
    て、該未延伸シートが予熱ロール群で加熱され、周速差
    のある、少なくとも2対の延伸ロール間で縦延伸される
    際に、最低速延伸ロール表面温度T0とフィルムの該ロー
    ルからの離脱点におけるフィルム表面温度T1との差(T0
    −T1)を10℃以下とし、複屈折率△n1が5.1×10-2以下
    となるよう1段または多段で1.2〜4.0倍延伸し、次いで
    フィルム温度をガラス転移点以下に冷却することなく、
    90〜120℃のフィルム温度で複屈折率△n2が0.042〜0.10
    0となるよう1段または多段で1.1〜3.5倍延伸すること
    を特徴とするポリエステルフィルムの製造方法。
  2. 【請求項2】予熱ロール群のうち少なくとも最後尾のロ
    ールがシリコンゴム被覆ロール及び/又はテフロン樹脂
    被覆ロールであることを特徴とする請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】延伸ロールがセラミックロールであること
    を特徴とする請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】縦延伸を冷却過程で行なうことを特徴とす
    る請求項1ないし3のいずれにか記載の方法。
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