JPS63154326A - ポリアミド系多層フイルムの急冷製膜方法 - 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） 本発明はポリアミド系多層フィルムの製造方法に関する
もので、フィルムに特殊な機能を与えるため、比抵抗の
低い層の設けられた多層ポリアミド系フィルムを静電ピ
ニング法により、冷却ロールに密着させて急冷する方法
を提供するものである。

（従来の技術） ポリアミド系フィルムを静電ピニング法で急冷製膜する
方法は従来から知られており、たとえば特公昭５９−２
３２７０号公報にはポリアミド系フィルムを冷却するに
際し、ストリーマコロナ状態のコロナ放電を行い、高電
流をフィルムに付与して冷却ロールに密着させる方法が
記載されている。

また９本発明者等は特願昭５’ｌ）−２１７５２１号公
報で作業の安全性とフィルムの均質性を改良するために
、ストリーマ状態に敗らない低電流放電でポリアミド系
フィルムを静電ピニングする方法、すなわち冷却ロール
表面に絶縁破壊電圧５ＫＶ以上の電気絶縁性被覆を設け
、見掛けの印加密度２μＣ／ｄ以下の電荷をフィルムに
付与する方法を提案している。

（発明が解決しようとする問題点） 特開昭５９−２１７５２１号公報の方法は、溶融状態に
おける比抵抗が１０３Ω・ｃｍ程度で他の熱可塑性樹脂
、たとえばポリエチレンテレフタレート（比抵抗１０’
〜１０’Ω・ｃｍ）にくらべて比抵抗の小さいポリアミ
ド系フィルムを安全な低電流で静電ピニングするために
有利な方法であり、さらにポリアミド系樹脂に帯電防止
剤、金属系耐熱剤を添加して比抵抗が５．ＯＸ　１０４
Ω・Ｃｌ１１以下にまで低下したフィルムについても、
これを静電ピニングすることは可能である。しかしなが
ら本発明者等は特願昭５９−２１７５２１号公報の方法
をさらに改良し、応用技術を展開すべく鋭意研究した結
果、　１０４〜１０’Ω・ｃ＋＋＋の範囲では比抵抗は
大きい方がより有利であることを知った。特公昭５９−
２３２７０号公報の方法のように高電流のストリーマコ
ロナ放電により。

静電ピニングする方法の場合は比抵抗をより小さくして
ストリーマコロナの放電に流量を大きくすることが有利
であることは、たとえば特開昭６０−５８８３０号公報
の記載からも明らかであるが、特願昭５９−２１７５２
１号公報の方法は冷却ロールに電気抵抗層を設けて電流
を制限し、できるだけ少ない電流量で安全に静電ピニン
グすることを目的とするものであるから、比抵抗が小さ
すぎる場合不利となる。

通常のポリアミド系樹脂たとえばナイロン６゜ナイロン
６６などの熔融状態における比抵抗は１．ＯＸ　１０”
〜３．ＯＸ　１０！１Ω・ｃａｔ程度であり、この場合
は特願昭５９−２１７５２１号公報の方法は極めて有効
であり、たとえば二輪延伸フィルム製造プロセスにこの
方法を通用する場合、キャスティング速度がライン速度
の律速段階となることはない。

しかしながら、イオン性の帯電防止剤や耐熱剤。

酸化防止剤を添加して比抵抗が１．ＯＸ　１０４〜５．
０×１０４Ω・ｃｍの範囲にはいる場合は、静電ピニン
グ可能なキャスティング速度には制約がくわねり。

ライン速度がキャスティング速度に律速され始める。す
なわち電気絶縁性被覆を設けた冷却ロールを用いて静電
ピニングする場合でも比抵抗が小さすぎると電流が増加
し始め、遂にはストリーマ状態に到って作業安全上の問
題となったり、厚さを乱したりするため、キャスティン
グ速度を遅くして電流を下げる必要があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は電気絶縁性被覆を設けた冷却ロールを用い
てポリアミド系フィルムを静電ピニング製膜する場合で
も、比抵抗が小さくなると電流が増加する現象について
調べた結果、比抵抗が小さくなると、フィルムを伝導し
てＴダイへ逃げる電荷が増加することがその原因である
ことを知った。

Ｔダイへの漏洩電流が増すと冷却ロールとの間に十分な
電気的引力が作用するに必要な電荷をフィルムに与える
ためには、それだけ余分の電流が必要になる。

一方ボリアミド系フィルム、特にその二輪延伸フィルム
は包装用フィルム等の種々の用途分野で広く使われてお
り、使用用途上の要求からイオン性の帯電防止剤や酸化
防止剤、耐熱剤を添加することが必要になり、この場合
溶融状態の比抵抗は低下し、その結果、製膜速度に制限
かくねねることになる。

本発明者等はポリアミド系フィルムを多層構造とし、帯
電防止剤、酸化防止剤をそれが必要とされる層にのみ添
加するにとどめても、多くの場合添加剤機能はそれ程低
下しないこと、およびイオン性の添加剤を練り込んで比
抵抗の低下した層と。

それらを練り込まないで、したがって比抵抗の低下しな
い層の多層構造として共押出しすることにより、溶融状
態の電気抵抗をある程度維持することが可能になり、Ｔ
ダイへの漏洩電流を制限できることを知って本発明に到
達した。すなわち溶融状態における比抵抗が５．ＯＸ　
１０４Ω・ｃｍ以下の層を含むポリアミド系多層フィル
ムをダイから押出し１表面に絶縁破壊電圧５にＶ以上の
電気絶縁性被覆を設けた冷却ロールにキャスティングす
る際に。

該フィルムの上方に配設した電極によって静電荷を与え
、冷却ロールとの間に作用する電気的引力によって前記
フィルムを冷却ロールに密着させて冷却する方法におい
て、比抵抗が１．４　ｘ　１０５Ω・ｒ、ｍ以上の層を
組み合わせることにより、［みで荷重平均したフィルム
平均の比抵抗を１．ＯＸ　１０１Ω・ｃｍ以上とするこ
とを特徴とするポリアミド系多層フィルムの急冷製膜方
法である。

異なる比抵抗を有する層で構成された多層フィルムを絶
縁性被覆を設けた冷却ロールを使って。

静電ピニング製膜する場合のＴダイへの漏洩電流は各層
の比抵抗をその層の厚みで荷重平均したフィルム平均の
比抵抗にほぼ反比例する。イオン性の帯電防止剤、酸化
防止剤等を練り込む場合、それぞれの性能を十分に発揮
させるために必要な添加剤の種類と濃度とを選ぶと、溶
融状態の比抵抗は５．ＯＸ　１０４Ω・Ｃｌ１１以下と
なることが多く、この範囲のフィルムを絶縁被覆を設け
た冷却ロールを使って非ストリーマ状態で静電ピニング
しようとすると、キャスティング速度はたとえば４０ｍ
　／　ｌｌｌ１ｎ以下に制約される。しかしながらフィ
ルムを多層構造とし、添加剤を含むため比抵抗が５．Ｏ
Ｘ　１０４Ω・ｃｍ以下となったポリアミド系樹脂で表
層を構成し、内層はイオン性の添加剤を含まず比抵抗が
１．４Ｘ１０８Ω・ｃｍ以上のポリアミド系樹脂で構成
し、厚みで荷重平均したフィルム平均の比抵抗を１、Ｏ
Ｘ　１０８Ω・ｃｍ以上とすることにより、添加剤の効
果はそれ程低下せず、しかもキャスティング速度につい
ての制約はほとんどなくなり、たとえば５０＋ａ　／　
ｗｉｎ以上で均一急冷製膜することが可能になる。

本発明方法は冷却ロールの表面に電気絶縁性被覆を設け
ることにより電極〜冷却ロール間の漏洩電流を低減し、
フィルムの比抵抗をある範囲以上に保持して電極〜Ｔダ
イ間の漏洩電流を低減し。

それらの効果でストリーマ状態に到らない低電流放電で
、イオン性添加剤を含有し、比抵抗が低下した機能層を
含むポリアミド系多層フィルムを静電ピニング製膜法で
高速急冷製膜する方法を提供するものである。

本発明の通用を受けるポリアミド系多層フィルムとは、
ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６−１０等のホモ
ポリマーあるいはこれらの混合物およびこれらポリアミ
ドの基本的性質を変えない範囲の共重合物、さらにこれ
らに各種添加物の添加された材料で構成される多層フィ
ルムであり１通常はイオン性添加剤の有無あるいは濃度
以外は同一の材料より構成される二層又は三層のフィル
ムである。また電気絶縁性被覆とはフッ素系樹脂、アク
リル系樹脂、ポリエステル系樹脂等の有機重合体材料あ
るいはＡｌｚＯ！のような電気絶縁性セラミックス材料
であり２通常はこれらの組み合わせが最も適している。

被覆層は絶縁破壊電圧５ＫＶ以上、さらに好ましくはｌ
ｏＫＶ以上の耐電圧を備えるという条件を第一に考慮し
て材質、厚みを選択する。これは！！！Ｉｔ！操作中に
何かのトラブルでアーク放電が生じた場合に被覆層が破
損することを避けなければならないからである。しかし
電気絶縁性被覆材料は一般に熱伝導度が低いため被覆層
を厚くしすぎると冷却ロールの冷却効率が悪くなるとい
う問題がある。このため被覆層は絶縁破壊電圧５にν以
上１５ＫＶ以下の範囲が綜合的には適しており。

この範囲からポリマーの比抵抗、フィルム厚み。

速度、冷却ロール温度などの製膜条件に応じて最適なも
のを選択する。電極は直径０．１〜０．３ｍｍの鋼線、
タングステン線をフィルムが冷却ロールに接触する位置
の上方でフィルム面から１〜１０ｍｍの位置に配設する
方法が一般的である。電極には直流高電圧発生装置によ
り正又は負で５〜１５ＫＶの直流電圧を印加する。極性
は一般的には正負どちらでもよいが、絶縁被覆材料とフ
ィルムの帯電列から決定される被覆材料の帯電極性と逆
の極性電圧を電極に印加するのがより好ましい場合が多
い。

熔融状態における比抵抗の厚みによる荷重平均とは、た
とえば押出温度における比抵抗が４．０×１０４Ω・ｃ
ｌＩ＋のポリマーで冷却後の厚みがそれぞれ２５μの両
側表層を構成し、内層を厚みが１００μで比抵抗が１．
６　Ｘ　１０”Ω・ｃｍのポリマーで構成する三層フィ
ルムの場合、平均の比抵抗は すなわち１．２　Ｘ　１０”Ω・ｃｍとなる。押出成形
に通した粘度をもつポリアミド系樹脂で全厚みが１００
〜５００μのフィルムを本発明方法で静電ピニング！膜
する場合、厚みで荷重平均したフィルム平均の比抵抗は
少なくとも１．ＯＸ　１０５Ω・ｃｍ以上、さらに好ま
しくは１．２Ｘ１０”Ω・ｃｍ以上が適している。

（作用） 本発明方法を適用することにより、非ストリーマ法静電
ピニング技術では、キャスティング速度に制約のあった
低比抵抗機能層を含むポリアミド系フィルムを制約なく
して急冷製膜することが可能になる。

また低電流でポリアミド系フィルムを冷却ロールに密着
させて急冷製膜できるため１作業の安全性は確保され、
ストリーマ放電点で生じる厚さの乱れもなく、均一なフ
ィルムを製膜することができる。

また本発明方法により！！！膜したポリアミド系多層フ
ィルムを、さらに二軸延伸する場合は厚み精度、光学的
均一性等が良好で、しかも帯電防止性。

耐熱性等の改質された二軸延伸フィルムが得られ。

本発明方法の効果がさらに高まる。

（実施例および比較例） 実施例１ ２台の押出機、フィードブロック式三層ダイ。

表面にセラミック（Ａｆｆ＊０３）を０．１５ｍｍ厚に
被覆した冷却ロールよりなる製膜装置で、ナイロン６フ
ィルムを製膜した。両側表旧形成用押出機にはナイロン
６　（ユニチカ側製Ａ　１０３０Ｉ３　ＲＦ　）にアニ
オン系帯電防止剤（三洋化成工業側ケミスタンド３０３
３）をｌｉｔ％添加した原料を投入し、内層形成用押出
機には無添加の同じナイロン６原料を没入し、押出温度
２６０℃で三層ナイロンフィルムを押出した。Ｔダイか
ら吐出したフィルムが冷却ロールに接する位置の上方に
、直径０．２ｍｍのタングステン線を冷却ロールに平行
に張り、静電ピニング電極とした。

小型押出機と比抵抗測定セルよりなる別の装置でそれぞ
れの原料の比抵抗を測定したところ、帯電防止剤の添加
された原料の２６０℃における比抵抗は２．２　Ｘ　１
０４Ω・Ｃｍｌ無添加原料は１．７　Ｘ　１０’Ω・ｃ
ｍであった＠ 冷却固化後のフィルムの表層厚みが両面とも２３μ。

内層厚みが１２４μになるように押出機の吐出量を調整
しながら静電ピニング製膜したところ、冷却ロールの速
度５０ｍ／ｍｉｎまでストリーマ放電なしに均一急冷製
膜することができ、得られたフィルムを縦方向３．３倍
、横方向３．５倍に同時二軸延伸したところ帯電防止効
果、厚み精度、光学的均一性の優れたフィルムが得られ
た。なおこの例における厚みで荷重平均したフィルム平
均の比抵抗は１．３　Ｘ　１０５Ω・ｃｍである。

比較例１ 実施例１と同じ装置を用い１表石用および内層用押出機
の両方に実施例１で表層用押出機に投入したものと同じ
帯電防止剤添加原料を供給し、２台の押出機の吐出量比
を実施例１と同じに保って厚み１７０μのフィルムを静
電ピニング製膜した。

冷却ロールの速度が３０ｍ　／　ｍｉｎ以上になると局
部的なストリーマ放電が生じ、フィルムと冷却ロールの
均一な密着が不可能になり均一な急冷製膜のできる速度
は約２５ｍ／ｍｉｎであった。

また２５ｍ　／　ｍｉｎで製膜したフィルムを実施例１
と同じ条件で同時二軸延伸したところ、得られたフィル
ムの帯電防止効果は実施例１で得られたフィルムと実用
上大差のない程度のものであった。

（発明の効果） ポリアミド系フィルムにイオン性の添加剤を添加して、
フィルムに特殊な機能を与える方法はポリアミド系フィ
ルムの改質技術として有用なものであるが、非ストリー
マ法静電ピニング技術と組み合わせる場合に従来におい
ては製膜速度が制限されるという問題があった。本発明
方法はイオン性添加剤の機能を失うことなく製膜速度を
高めることを可能にするものであり、その経済的効果は
大きい。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融状態における比抵抗が５．０×１０＾４Ω・
   ｃｍ以下の層を含むポリアミド系多層フィルムをダイか
   ら押出し、表面に絶縁破壊電圧５ＫＶ以上の電気絶縁性
   被覆を設けた冷却ロールにキャスティングする際に、該
   フィルムの上方に配設した電極によって静電荷を与え、
   冷却ロールとの間に作用する電気的引力によって前記フ
   ィルムを冷却ロールに密着させて冷却する方法において
   、比抵抗が１．４×１０＾５Ω・ｃｍ以上の層を組み合
   わせることにより、厚みで荷重平均したフィルム平均の
   比抵抗を１．０×１０＾５Ω・ｃｍ以上とすることを特
   徴とするポリアミド系多層フィルムの急冷製膜方法。