JPH03275332A - 二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法に
関するものであり、詳しくは、テンター法による二軸配
向ポリエステルフィルムの製造において、特定の態様の
弛緩処理を採用することにより、平面性が良好で且つ長
手方向の破断時強度が大きく、特に、１００℃を超える
高温加熱時の収縮率が小さくて高度な寸法安定性を有す
る二軸配向ポリエステルフィルムの工業的有利な製造方
法に関するものである。

本発明方法による二軸配向ポリエステルフィルムは、そ
の高度な寸法安定性故に、磁気記録用途は勿論のこと、
特に、光学的用途、電気的用途に好適である。

〔従来の技術〕

二軸配向ポリエステルフィルムは、機械的性質、耐熱性
および耐薬品性に優れているため、広範囲の用途に利用
されている。

そして、磁気記録用途などにおいては、良好な寸法安定
性が要求され、特に、透明導電性フィルム等の光学的用
途や電気絶縁性フィルム等の電気的用途においては、１
５０℃に調節された空気中に３０分放置後の収縮率が０
．５％以下という一層高度な寸法安定性が要求される。

二軸配向ポリエステルフィルムは、−殻内には、テンタ
ー法により製造され、フィルムの寸法安定性は、熱固定
後の二軸配向ポリエステルフィルムに弛緩処理を行うこ
とにより付与することができる。

テンター法においては、二軸配向ポリエステルフィルム
の速度はテンターレールを走行するテンタークリップの
速度（以下、「テンター速度」という）でコントロール
されるが、フィルムの両端部がクリップから開放された
後は、後続の引取りロールの速度でコントロールされる
。

従って、テンター速度に比して引取りロールの速度を小
さくすることにより、二軸配向ポリエステルフィルムは
、長手方向（縦方向）において必要な弛緩状態に保たれ
、この状態でフィルムは熱処理を受けることになる。

そして、弛緩処理は、肉厚部の両端耳部を除去して行う
のが有効であり好ましい。

上記のような方法として、例えば、特公昭５７５４２９
０号公報には、テンタークリップに把持されている二軸
配向ポリエステルフィルムの左右の両端耳部を切断し、
この両端耳部以外の中央部のみをテンタークリップの拘
束から開放することにより、テンター内において弛緩処
理を行う方法が開示されている。

また、特開平１−３１０９３５号公報には、二軸配向ポ
リエステルフィルムの両端耳部の切断をテンターレール
の出口付近で行うことにより、比較的低温で弛緩処理を
行う方法が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、特公昭５７−５４２９０号公報に記載さ
れた方法では、高温部において耳部の切断を行うことか
ら、次の問題がある。

すなわち、切断部に急激な幅収縮が生じてフィルムが破
断し易くなると共に幅方向の熱収縮応力が小さくなる。

また、切断刃の取付位置が高温であるため、切断刃の交
換性が悪く保全が困難である。

また、上記方法では、両端耳部の切断された被弛緩処理
フィルムは何等の支持もなされずに自由状態となってい
ることから、特に弛緩率を大きくし、高度な寸法安定性
の二軸配向ポリエステルフィルムを製造せんとする場合
には、次のような重大な問題がある。

すなわち、被弛緩処理フィルムが自重弛みを起こし、こ
れがフィルムの収縮応力よりも大きい場合は、中央部に
シワが入って平面性が悪化し、最悪の場合には、テンタ
ー内のノズルの各部に接触してフィルムに傷が入る。従
って、斯かる問題を回避するために、弛緩率を制限せざ
る得ない。また、同時に起こる幅方向の弛緩をコントロ
ールし得ないために、これが過大となり、高温加熱使用
の用途においては、二軸配向ポリエステルフィルムが膨
張して使用し得ないという問題がある。更に、生産性を
高めるたるに走行速度を大きくした場合は、被弛緩処理
フィルムがバタついて切断部から破断する。この傾向は
、フィルム厚みが小さくなるほど顕著となる。

そして、被弛緩処理フィルムの自由状態による上記の問
題は、例えば、１００℃以上の高い弛緩温度を採用し、
高度な寸法安定性の二軸配向ポリエステルフィルムを製
造せんとする場合に助長される。

一方、特開平１−３１０９３５号公報に記載された方法
は、前記の高温部における耳部切断による問題を解消し
た方法ではあるが、特公昭５７４２９０号公報に記載さ
れた方法と同様に、被弛緩処理フィルムの支持について
の手当てが何等なされていないために、比較的低温で弛
緩処理を行うにせよ、被弛緩処理フィルムの自由状態に
よる前記問題は解消できない。

そして、被弛緩処理フィルムの自由状態による前記問題
を解決する方法としては、幅出しロール（クロスガイダ
ーロール）の利用が考えられる。

しかしながら、特公昭５７−５４２９０号公報に記載さ
れた方法の場合には、テンター内が高温であるために、
テンター内に配置された幅出しロールの保全が困難であ
るばかりか、幅出しロールがテンター内の空気流を乱し
てフィルム温度の均一性が損われるという問題がある。

仮に、このような問題に対処できたとしても、テンター
レールとの関係において幅出しロールの取付けが極めて
複雑となり、設備的な不利益は免れ得ない。

一方、特開平１−３１０９３５号公報に記載された方法
の場合には、上記はどの問題はないにせよ、同公報に示
されたように、テンターレール上で耳部フィルムの切断
を行って弛緩処理を行う以上、幅出しロールの取付けは
、依然前記と同様に複雑であり、設備的には不利である
。

本発明の目的は、特開平１−３１０９３５号公報に記載
された方法と同様に、特公昭５７−５４２９０号公報に
記載された方法の高温部における耳部切断による問題を
解消しつつ、特開平１−３１０９３５号公報に記載され
た方法とは異なって特公昭５７−５４２９０号公報に記
載された方法と同様の高温弛緩処理を可能とし、しかも
、耳部の切断された被弛緩処理フィルムの自由状態によ
る前記の種々の問題を一挙に解決し、特に、高度な寸法
安定性を有する二軸延伸ポリエステルフィルムの工業的
有利な製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の上記目的は、本発明に従い、テンター法で二軸
配向されたポリエステルフィルムをテンターの熱固定ゾ
ーンで熱固定した後、テンタークリップから開放し、テ
ンター速度より遅い速度の引取りロールにより弛緩状態
で引取る二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法にお
いて、熱固定温度よりも低い弛緩温度に冷却された二軸
配向ポリエステルフィルムの両端耳部をテンターレール
の外側で切断し、次いで、両端耳部を切断除去された二
軸配向ポリエステルフィルムの両端部をフィルムの走行
方向の両側に配置された幅出しロールで直ちに把持して
引取ることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム
の製造方法により容易に達成される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において、原料のポリエステルは、結晶性芳香族
ポリエステルであり、芳香族ジカルボン酸とグリコール
とを直接重縮合させる方法の他、芳香族ジカルボン酸の
ジアルキルエステルとグリコールとをエステル交換させ
た後、重縮合させる方法あるいは芳香族ジカルボン酸の
ジグリコールエステルを重縮合させる方法等によっても
得ることができる。そして、芳香族ジカルボン酸として
は、代表的には、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタ
レン−２，６−ジカルボン酸等が挙げられ、また、グリ
コールとしては、代表的には、エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオ
ペンチルグリコール等が挙げられる。

また、原料のポリエステルは、共重合ポリエステルであ
っても、ブレンド物であってもよく、そして、ブレンド
物は、ポリオレフィン等の他のポリマーとのブレンド物
であってもよい。

本発明において、特に好ましい原料ポリエステルは、繰
り返し構造単位の８０％以上がエチレンテレフタレート
単位またはエチレン−２，６−ナフタレン単位を有する
ポリエステルである。

上記の原料ポリエステル中には、微粒子を存在させ、得
られるポリエステルフィルムに易滑性を付与することも
できる。微粒子としては、ポリエステル合成時に使用す
る金属化合物触媒による所謂析出粒子であっても、カオ
リン、クレー、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ等の
添加粒子であってもよい。

また上記の原料ポリエステル中には、必要に応じて、帯
電防止剤、潤滑剤、酸化防止剤、着色剤などを配合する
こともできる。

本発明において、テンター法で二軸配向されたポリエス
テルフィルムは、従来公知の方法に従い、実質的に非晶
質のポリエステルシート（未延伸シ−ト）を縦・横二軸
方向に延伸したものである。

未延伸シートは、溶融押出機のダイから押し出された溶
融シートを冷却回転ドラムに直ちに接触させて冷却固化
する方法により得ることができる。

そして、この場合、通常、溶融温度は２７０〜３００℃
、冷却温度は４０〜７０℃の範囲とされる。

縦延伸は、周速の異なるロール群によって行うことがで
き、横延伸は、テンターを用いて行われる。

本発明は、斯かるテンター法による二軸配向ポリエステ
ルの製造において、特定の弛緩処理を採用した点に特徴
を有する。

第１図は、本発明方法を実施するためのテンターの一例
を示す概略平面図である。

縦延伸後のポリエステルフィルム（ａ）は、テンター（
１）に連続的に供給され、横延伸されて二軸配向フィル
ム（ｂ）となり、引取りロール（２）にて引取られる。

テンター（１）は、予熱ゾーン（３）、横延伸ゾーン（
４）、熱固定ゾーン（５）、幅方向弛緩ゾーン（６）、
冷却ゾーン（７）に区分されており、ポリエステルフィ
ルム（ａ）は、テンターレール（８）、（８’）上を走
行する図示しないテンタークリップにその両端部を把持
されて連続的に走行される。

ポリエステルフィルム（ａ）は、通常、７０〜１５０℃
の範囲にされた予熱ゾーン（３）にて予熱された後、横
延伸ゾーン（４）において、通常、７０〜２２０℃で２
〜６倍延伸され、二軸配向ポリエステルフィルム（ｂ）
となる。

次いで、二軸配向ポリエステルフィルム（ｂ）は、熱固
定ゾーン（５）において、熱固定処理と共に熱弛緩処理
が行われ、これら処理により、ポリエステルフィルム（
ｂ）には、寸法安定性が付与される。

そして、この場合、熱固定ゾーン（５）の温度は、二軸
配向ポリエステルフィルムの寸法安定性を高度なものと
するために、１３０〜２５０℃の範囲とするのが好まし
い。

なお、上記の熱固定処理に先立ち、再縦延伸を行うこと
もできる。

幅方向弛緩ゾーン（６）は、フィルムの幅方向の収縮率
を調節するために、必要に応じて設けられるゾーンであ
る。このゾーンは、第１図では、熱固定ゾーン（５）の
後に設けられているが、熱固定ゾーン（５）のテンター
レールの幅を漸次狭めることにより、熱固定と同時に幅
方向の弛緩処理を行うこともできる。また、フィルムの
幅方向の収縮率の調節は、上記の弛緩処理の他、テンタ
ーレールの幅を漸次広げ、フィルムを伸長熱処理するこ
とによっても行い得る。

次いで、二軸配向ポリエステルフィルム（ｂ）は、冷却
ゾーン（７）において、熱固定温度以下の所定温度まで
冷却されるが、このゾーンの温度は、後述するフィルム
の弛緩温度を決定するために重要である。

一般に、弛緩温度は、二軸配向ポリエステルフィルムの
目的とする用途において、寸法安定性を問題とする温度
（以下、Ｔｃという）に依存するが、Ｔｃ−５０℃−Ｔ
ｃ＋５０℃（但し、Ｔｃ＋５０℃く熱固定温度）の範囲
が好ましい。特に、１５０℃に調節された空気中で３０
分間放置後の収縮率が０．５％以下の二軸配向ポリエス
テルを製造する場合には、熱固定温度以下、１００℃以
上、好ましくは、１５０℃以上の弛緩温度が必要である
。

従って、冷却ゾーン（７）の温度は、その出口における
フィルムが上記弛緩温度を達成するように決定される。

冷却ゾーン（７）を経た二軸配向ポリエステルフィルム
（ｂ）は、切断刃（９）、　（９’　）　　（第１図中
、切断刃は切断位置によって表現されている）により、
その両端耳部を切断除去され、引取りロール（２）にて
引取られる。

そして、引取りロール（２）の速度はテンター速度より
遅くなされており、肉厚の耳部を切断除去された二軸配
向ポリエステルフィルム（ｂ）（被弛緩処理フィルム）
は、縦弛緩処理される。

弛緩率は、これが大きいほど、寸法安定性の大きな二軸
配向ポリエステルフィルムが得られるが、余りにも大き
な弛緩率は、後述の幅出しロール（クロスガイダーロー
ル）の採用によっても、フィルムの自重弛みが生じ易い
ので２％以下とするのがよい。

前述の収縮率０．５％以下のフィルムを製造する場合に
は、弛緩温度にもよるが、弛緩率は０．２％以上とする
必要があり、好ましい弛緩率は０．５〜１．５％の範囲
である。

そして、本発明においては、上記の両端耳部の切断をテ
ンターレール（８）、（８’）の外側で行い、そして、
被弛緩処理フィルムの両端部を幅出しロール（ｌ　Ｏ）
、（１０’　）及び（１１）、（１１’　）で把持する
ことが重要である。

両端耳部の切断は、テンターレール（８）、（８’）の
外側であれば、特にその位置は制限されないが、テンタ
ーレール（８）、（８’）の直後が好ましい。

そして、被弛緩処理フィルムの幅出しロール（ｌ　Ｏ）
、　（１０’　）及び（１１）、　（１１’　）による
把持は、耳部切断後、直ちに行う必要がある。

従って、幅出しロール（１０）、　（ｌ　Ｏ’　）及び
（１１）、（１１’　）は、フィルムの走行方向の両側
において切断刃（９）、（９’）の直後に配置する必要
がある。

幅出しロールは、ニップロールで構成され、フィルムの
幅方向のみに張力を付与し、縦方向の速度変動には影響
しないものであり、従って、これにより、被弛緩処理フ
ィルムの自重弛みは有効に防止される。

なお、幅出しロールの材質は、フィルムが滑って外れる
ことのないものであれば、いずれの材質でもよく、従っ
て、幅出しロールとしては、金属ロール、ゴムロール、
樹脂ロール、セラミックロール等を適宜使用することが
できる。

本発明においては、二軸配向ポリエステルフィルム（ｂ
）の両端耳部の切断はテンターレール（８）の外側で行
うこととしたが、これにより、テンター（１）内やテン
ターレール（８）上で耳部切断を行う場合に比し、幅出
しロール（Ｉ　Ｑ）、（１０’　）及び（１１）、　（
１１’　）の取付けが容易なものとなり、その取付けが
実現される。

なお、幅出しロールは、上記の理由により、複数組配置
することができ、特に、その数は制限されないが、２組
以上の配置が好ましい。

本発明方法は、以上のような特定態様の縦弛緩処理の採
用により、高度な寸法安定性を有する二軸配向ポリエス
テルフィルムを製造することができるか、本発明方法に
より得られるフィルムは、磁気記録用途の他、特に、光
学的用途や電気絶縁用途に有用である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定さ
れるものではない。

なお、以下の例において、各物性値の測定は、次の方法
に従って行い、各側で得られたフィルムの物性測定の結
果を表−１に示した。

（１）長手方向の破断時強度（ＦＢ値）温度２５℃、湿
度５０％ＲＨに調製された室内において、長さ５０ｍｍ
、幅１５ｍｍの試料フィルムを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度
で引っ張って破断させ、その時の強度を測定する。

フィルムの測定場所は、製品となる有効幅の中央部と両
端部の３カ所とし、その平均値をＦＢ値とした。

（２）収縮率 試料フィルムを１５０℃に調節された空気中で３０分間
または１８０℃に調節された空気中で５分間放置し、そ
れぞれについて収縮率を測定する。

フィルムの測定場所は、製品となる有効幅の中央部と両
端部の３カ所とし、その平均値を収縮率とした。

（３）平面性 幅２ｍ、長さ２ｍの大きさにフィルムを切り出し、平ら
なテーブル面の上に広げ、フィルムの波打ちの状態から
評価した。品質上問題のないレベルを○、問題のあるレ
ベルを×とした。

実施例１ 第１図に示すテンターにより二軸配向ポリエチレンテレ
フタレートフィルムの製造ヲ行った。

先ず、公知の方法に従い、原料溶融樹脂を急冷固化して
厚さ８００μの未延伸シートを得、該未延伸シートをロ
ールの周速差を利用して８５℃で３６５倍縦延伸した。

次いで、延伸されたフィルムを１００℃の予熱ゾーン（
３）で予熱した後、１１５℃の横延伸ゾーン（４）で３
．６倍に延伸し、２２０℃の熱固定ゾーン（５）で熱固
定した。

次いで、熱固定したフィルムを冷却ゾーン（７）で冷却
してその出口におけるフィルム温度を１５０℃とし、テ
ンターレール（８）、（８’）の直後において切断刃（
９）、（９’）により両端耳部を切断除去し、直ちに、
幅出しロール（１０）、（１０’　）及び（１１）、　
（１１”）で把持し、１％の弛緩率に調節された引取ロ
ール（２）で引取って二軸配向ポリエステルフィルムを
得た。

実施例２ 実施例１において、冷却ゾーン（７）出口におけるフィ
ルム温度を１８０℃とした以外は、実施例１と同様にし
て二軸配向ポリエステルフィルムを得た。

比較例１ 実施例１において、両端耳部の切断を行わなかった以外
は、実施例１と同様にして二軸配向ポリエステルフィル
ムを得た。

比較例２ 実施例■において、幅出しロールを使用しなかった以外
は、実施例１と同様にして二軸配向ポリエステルフィル
ムを得た。

表−１ 〔発明の効果〕 以上説明した本発明によれば、特定態様の縦弛緩処理の
採用により、平面性が良好で且つ長手方向の破断強度が
大きく、特に、高度な寸法安定性を有する二軸配向ポリ
エステルフィルムの工業的有利な製造方法が提供され、
本発明は、ポリエステルフィルムの製造分野に寄与する
ところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を実施するためのテンターの一例
を示す概略平面図である。 図中、（１）はテンター　（２）は引取りロール、（３
）予熱ゾーン、（４）は横延伸ゾーン、（５）は熱固定
ゾーン、（６）は幅方向弛緩ゾーン、（７）は冷却ゾー
ン、（８）、（８’）はテンターレール、（９）、（９
’）は切断刃、（１０）。 （１０’）、　　（１１）、（１１’）は幅出しロール
である。 第１図 番

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）テンター法で二軸配向されたポリエステルフィル
   ムをテンターの熱固定ゾーンで熱固定した後、テンター
   クリップから開放し、テンター速度より遅い速度の引取
   りロールにより弛緩状態で引取る二軸配向ポリエステル
   フィルムの製造方法において、熱固定温度よりも低い弛
   緩温度に冷却された二軸配向ポリエステルフィルムの両
   端耳部をテンターレールの外側で切断し、次いで、両端
   耳部を切断除去された二軸配向ポリエステルフィルムの
   両端部をフィルムの走行方向の両側に配置された幅出し
   ロールで直ちに把持して引取ることを特徴とする二軸配
   向ポリエステルフィルムの製造方法。
2. （２）熱固定温度が１３０〜２５０℃、弛緩温度が１０
   ０℃以上、弛緩率が０．２〜２％の範囲であることを特
   徴とする請求第１項記載の製造方法。
3. （３）弛緩処理後のフィルムの収縮率が１５０℃に調節
   された空気中で３０分間放置後の測定値として０．５％
   以下であることを特徴とする請求項第１項又は第２項記
   載の製造方法。