JP3370195B2 - ポリエステルフィルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリエステルフィルム
の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ポリ
エステルに炭酸カルシウムや二酸化チタン等の各種無機
粒子や、有機粒子などを添加しポリエステルフィルムを
得ることは良く知られており、粒子を含有するポリエス
テルの製造法として、ポリエステルの重合時に粒子を配
管中で添加したり、重合して得られたポリエステルペレ
ットに粉体またはスラリー状の粒子含有物を混練機等を
用いて添加、練り込むなどが知られている。このように
して得られた粒子を含有するペレット状のポリエステル
組成物（マスターバッチペレットと称する）を、粒子を
含有しないポリエステルと混合し、溶融押し出してシー
ト状の成型物を得て、そのまま少なくとも一方向に延伸
する方法が行われている。

【０００３】しかしながら、マスターバッチペレットを
使用する方法では、粒子種に応じたマスターバッチペレ
ット毎に貯蔵用サイロを必要とするために設備が大型化
するほか、フィルム中の粒子含有量を適当な範囲に調整
するため計量設備も必要となり、多くのスペースを必要
としたり、製造設備の建設コストがアップするなどの問
題があった。

【０００４】マスターバッチペレットを使用する方法で
は、フィルムの性質が均質となるよう各種ペレットは十
分に混合され押し出しされる。しかしながら、粒子を含
有するポリエステル組成物は、含有する粒子の種類によ
ってペレットの摩擦係数や帯電列が異なることなどか
ら、計量混合されてから押し出されるまでの工程内で、
特定のペレットが管壁やサイロ内に付着したりして分離
不均質化する、いわゆる偏析と称する現象が不可避的に
生じていた。この結果、押し出されたフィルムの粒子含
有量が変動し、フィルムの品質が変動するという致命的
問題が生じていた。

【０００５】一方、マスターバッチペレットの製造法に
も種々の問題があった。重合時の配管添加法では、粒子
の分散に必要な混合分散操作が難しく、このためポリマ
ー中の粒子の分散状態が悪かったり、粒子の添加濃度を
上げることができないなどといった問題があった。

【０００６】また、ポリエステルペレットに混練機等を
用いて粒子を添加する方法では、一般にポリマー中の粒
子濃度が高く、また混練時にポリマーに対し熱や剪断力
を与えるため、混練後のポリマーの固有粘度は、混練前
のペレットのそれと比べて低下する。さらにこのペレッ
トはフィルム製造ラインの押出機で押し出される際、再
度、固有粘度の低下を生ずる。このため、粒子混練用の
ペレット、あるいは希釈用のペレットは、固有粘度の高
いものを用いる必要があった。通常、固有粘度をアップ
するためには重合時間を長くしなければならず、ポリエ
ステルの生産性が低下する。このため、原料のコストが
アップするという問題が不可避的に生じていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
鑑み鋭意検討した結果、上記課題を解決できる方法を見
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、嵩密度が０．０１〜０．７、固有粘度が０．
４以上のポリエステルと、平均粒径が０．０１〜３μｍ
の粒子とを定量的に供給し、溶融押し出しして得たシー
ト状の成形物を連続的に少なくとも一方向に延伸するこ
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。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
いうポリエステルとは、ジカルボン酸とジオールあるい
はヒドロキシカルボン酸とから重縮合によって得られる
エステル基を含むポリマーの総称である。ジカルボン酸
としてはテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸、２，６−ナフタレンジカルボ
ン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等があり、
ジオールとしてはエチレングリコール、１，４−ブタン
ジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサ
ンジメタノール、ポリエチレングリコール等があり、ヒ
ドロキシカルボン酸としてｐ−ヒドロキシ安息香酸、６
−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸等がある。また、本発明
で用いるポリエステルは、必要に応じて安定剤、着色
剤、酸化防止剤、消泡剤、静電防止剤、蛍光増白剤など
の添加剤を含有するものであってもよい。

【０００９】本発明で用いるポリエステルは、その嵩密
度が０．０１〜０．７、好ましくは．０．０８〜０．６
であれば、ペレット状であっても、あるいはフィルムを
粉砕処理して得られる、いわゆるフレーク状のものであ
ってもよい。嵩密度が０．０１よりも小さいと、一定時
間あたりの押出量が減少するため、好ましくない。また
嵩密度が０．７より大きいと、固有粘度の低下が大きく
なり、さらに粒子の分散状態が悪化してフィルム表面
に、いわゆる粗大突起が増大し、例えばフィルム表面に
印刷などを施す際、インキが付着しなかったり、またフ
ィルムを搬送中に粗大突起が脱落して異物となって印刷
面などに付着し、印刷外観を著しく損ねるなどの問題が
生じるので、好ましくない。本発明で用いるポリエステ
ルの固有粘度は０．４以上であり、固有粘度が０．４以
下では押出時の固有粘度の低下が大きく好ましくない。

【００１０】本発明で用いる粒子としては、不活性な無
機または有機の微粒子、例えば二酸化ケイ素、二酸化チ
タン、ゼオライト、窒化ケイ素、窒化ホウ素、セライ
ト、アルミナ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭
酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、リン酸カ
ルシウム、リン酸リチウム、リン酸マグネシウム、フッ
化リチウム、カオリン、タルク、カーボンブラック、、
フッ化リチウム、テレフタル酸カルシウム、架橋高分子
微粉体などを挙げることができる。本発明で用いる粒子
の平均粒径は０．０１〜３μｍのものであり、平均粒径
が０．０１μｍより小さいと粒子の比表面積が増大する
ため、粒子間の凝集が起こりやすく、また３μｍより大
きいと僅かな二次凝集でもその二次粒径が大きくなり、
いずれもフィルム表面で粗大突起を形成し好ましくな
い。

【００１１】フィルムに隠蔽性を付与するために二酸化
チタンを使用する場合、その結晶型はアナターゼ型であ
ってもルチル型であってもよい。フィルムに隠蔽性を付
与するためには、一般的に平均粒径が０．１〜０．５μ
ｍであることが好ましく、この程度の粒径の粒子を用い
る場合、３重量％以上の粒子を添加しても粒子の分散性
が良好となり、粗大突起を形成することがない。これ
は、嵩密度が０．０１〜、０．７のポリエステルを使用
することによりその比表面積が増大し、粒子の添加量を
増大しても良好な分散性が得られたものである。

【００１２】上記のポリエステルと粒子とを、粒子の含
有量が一定となるよう、押出機に供給する。定量的に供
給するための装置は、重量式であっても容量式であって
もよい。固有粘度の低下を抑制するため、押し出し前に
ポリエステルおよび／または粒子に乾燥を施してもよ
い。また、ポリエステルの嵩密度が低く、押し出し量を
アップするのが難しい場合、あらかじめ嵩密度をアップ
するような処置を、例えばコンパクターなどによって施
してもよい。

【００１３】押出機は、ポリエステルの固有粘度が低下
しないものが良く、好ましいものはベント付き押出機、
さらに好ましくは二軸ベント付き押出機である。二軸ベ
ント付き押出機と単軸押出機を連結した、いわゆるタン
デム型押出機でもよい。ベントを有する押出機にて、ベ
ント部を１０ｔｏｒｒ以下の真空に保つことにより、固
有粘度の低下を防止し、粒子の良好な分散状態を得るこ
とができる。

【００１４】かくして実質的に完全に溶融状態となり、
粒子を均一に分散させたポリエステルは、異物除去のフ
ィルター、ポリマーの流量を一定に調節するギアポンプ
などの装置を経て、口金から押し出され、回転する冷却
ドラム上で急冷固化される。上記の方法は、上記の方法
以外の方法で溶融されたポリエステルと合流させて製造
される、いわゆる共押出積層フィルムの製造方法にも適
用される。急冷固化して得られた実質的に非晶質フィル
ムは加熱され、少なくとも一方向に延伸され、フィルム
を得ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げてさらに詳細に
説明するが、本発明の要旨を越えない限り、以下の実施
例によって限定されるものではない。なお、本発明にお
ける諸特性の測定および判定は、次に示す方法にて行っ
た。

【００１６】（１）嵩密度 ポリエステルの嵩密度は、次のようにして求めた。すな
わち、嵩比重測定器を用い（ＪＩＳ Ｋ６７２２）、単
位体積Ｖ当たりの重量Ｗより、次式にて求めた。 嵩密度＝Ｗ／Ｖ （２）固有粘度 ポリマー１ｇをフェノール／テトラクロロエタン＝５０
／５０（重量比）の混合溶媒１００ｍｌ中に溶解し、３
０℃で測定した。

【００１７】（３）平均粒径 ｄ₅₀ ^CS（延伸沈降法） （株）島津製作所社製遠心沈降式粒度分布測定装置ＳＡ
−ＣＰ３型を用いて、ストークスの抵抗則に基づく沈降
法によって、粒子の大きさを測定した。すなわち、試料
粉体を分散媒中に均一に分散させ、沈降最上面から一定
距離のところで光学的に懸濁液の濃度変化を検出し、沈
降開始時点からその濃度変化が生じたときまでの時間を
測定することにより、その濃度変化を起こした粒子の沈
降速度が分かる。

【００１８】（４）フィルム中の凝集物 粒子の含有量が５重量％以下となるようにポリエステル
で希釈し、光学顕微鏡で長径が１０μｍ以上の凝集塊の
単位体積中の個数を数えた。

【００１９】実施例１ 嵩密度０．１１で固有粘度が０．６５の未乾燥ポリエス
テルに、一次粒径が０．３μｍである二酸化チタンを５
％添加し、二軸ベント付き押出機で溶融押し出しして急
冷固化し無定型フィルムを得、次いで長手方向に延伸お
よびフィルムの進行方向と直角方向に延伸して熱固定し
た後、厚さ１８８ミクロンの二軸延伸フィルムを得た。 実施例２ 二酸化チタンの含有量を２０重量％とする以外は、実施
例１と同一条件下でフィルムを得た。

【００２０】比較例１ 嵩密度が０．８５の未乾燥ポリエステルペレットを用い
た以外は、実施例１と同一条件下でフィルムを得た。 比較例２ 嵩密度が０．８５の未乾燥ポリエステルペレットを用い
た以外は、実施例２と同一条件下でフィルムを得た。以
上、得られた結果をまとめて下記表１に示す。

【００２１】比較例３ 固有粘度が０．３５である未乾燥ポリエステルを用いた
以外は、実施例１と同一条件でフィルム化を試みたが、
破断が多発し、フィルムは得られなかった。 比較例４ 嵩密度が０．００８である未乾燥ポリエステルを用いた
以外は、実施例１と同一条件でフィルムかを試みたが、
押出機に十分供給することができず、その結果、フィル
ム化に必要な押出量が得られなかった。

【００２２】比較例５ 平均粒径が０．００８μｍである無機粒子を用いた以外
は、実施例１と同一条件でフィルム化を行ったが、多数
発生した凝集塊がフィルム表面に大きな突起を形成し、
品質が非常に劣ったものであった。 比較例６ 平均粒径が５μｍである無機粒子を用いた以外は、実施
例１と同一条件でフィルム化を行ったが、多数発生した
凝集塊がフィルム表面に大きな突起を形成し、品質が非
常に劣ったものであった。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明の方法により製造されたフィルム
は固有粘度の低下が少なく、また粒子分散性も良好であ
り、その工業的意義は大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 嵩密度が０．０１〜０．７、固有粘度が
   ０．４以上のポリエステルと、平均粒径が０．０１〜３
   μｍの粒子とを定量的に供給し、溶融押し出しして得た
   シート状の成形物を連続的に少なくとも一方向に延伸す
   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】 少なくとも２層よりなる積層体フィルム
   の製造法において、少なくとも１層が請求項１に記載の
   方法にて押し出されてなるポリエステルフィルムの製造
   方法。