WO1989012544A1

WO1989012544A1 - Process for producing polyester film

Info

Publication number: WO1989012544A1
Application number: PCT/JP1989/000625
Authority: WO
Inventors: Seizo Aoki; Kenji Tsunashima; Tetsuo Ikegami; Seiya Sugiura; Morishige Sonoda; Yukio Ota
Original assignee: Toray Industries, Inc.
Priority date: 1988-06-23
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 1989-12-28
Also published as: KR960007293B1; EP0466921B1; KR900700269A; EP0466921A1; US5076976A; EP0466921B2; EP0466921A4; DE68925429T2; DE68925429T3; DE68925429D1

Description

明細書ポリエステルフィルムの製造方法

技術分野

本発明は、ポリエステルフイルムの製造方法に関し、さらに詳しくは、溶融ポリエステルシー卜を冷却固化させたのち長手方向に延伸るボリエステルフィルムの製造方法に関する。

背景技術

ポリエステルフィルムの製造は、通常、口金からシー卜状に吐出された溶融ポリエステルシー卜を冷邡固化させるために該溶融ポリエステルシー卜を連続的に移動する冷却体表面上にキャス卜し、冷却固化されたシー卜を加熱して長手方向に延伸することにより行われる。長手方向に延伸されたフイルムは一軸延伸フイルムとなり、長手方向延伸後さらに幅方向に延伸すればニ軸延伸フィル厶が得られる。

このポリエステルフイルムの製造における高速製膜技術として、溶融ポリエステルシー卜を、水などの液膜を有する移動冷却体表面上にキャス卜してキャスティング速度を上げる方法と、長手方向延伸を 2段階以上の複数段で行い長手方向延伸倍率を上げる方法が、それぞれ個々に知られている。

前者の方法は、英国特許 Ί 0 7 5号公報、特公昭 5 8— 3 5 Ί 3 3号公報等に開示されている。

しかしながら、単に溶融ポリエステルシー卜を液膜を有する移動冷却体表面上で冷却固化させるだけでは、長手方向延伸後の製膜速度向上には限界がある。また、このキャスティング方法では、移動冷却体表面上に均一な液膜を形成すること、形成された液膜を冷本表面と溶融ポリエステルシー卜との間に均一に介在させること、が重要であり、液膜が不均一であると冷 S3固化されるシ一卜の表面欠点の原因となる。

後者の方法、つまり、ポリエステルシー卜を長手方向に複数段で高倍率延伸する方法は、特公昭 5 2 - 1 0 9 0 9号公報、特公昭 5 2— 3 3 6 6 6号公報等に開示されているこれら公報には、高温で延伸する工程と、低温で延伸する工程とからなる多段延伸により、総合倍率 4 . 5倍以上でボリエステルシー卜を延伸する方法が示されている。このように多段階で延伸することにより、長手方向の延伸倍率は特公昭 3 8— 2 3 4 8 9号公報等で知られているような 2 . 5〜 3 5倍の約 2倍、あるいはそれ以上の 5〜 9倍程度に高くとれるため、 2 0 0 了/ Z分以上の高速製膜が可能になる。

しかしながら、この多段延伸においては、長手方向の延伸倍率を高くとるために、延伸温度を、通常の延伸温度である 8 0〜 9 5 °Cよりも相当高くする必要がある。そのため、延伸倍率がばらつきやすくなるので得られるフィルムの厚みむらが大きくなり、また、フィルムが高温の延伸ロールに粘着しやすくなるのでフィルムの表面が荒れたり、さらには、結晶化度が高くなつてフィルム表層が削れやすくなるため最終的に得られるフィルムの表面の耐摩耗性が低下する、等の問題を招きやすい。また、高温で延伸するため、ボリエステルシー卜（フィルム）から才リゴマが析出し、それが延伸ロールの表面を短時間のうちに汚す。延伸ロールの表面が汚れると、得られるフィルムに表面欠点が生じるとともに、ロールの清掃や交換のために生産性を大きく低下させる原因となる。

この従来の多段延伸において、通常の延伸温度である

8 0〜 9 5 °Cで総合延伸倍率 4 . 5倍以上の延伸を行うと、製膜の安定性が得られず、フイルムの表面荒れや透明性不良などの品質上の欠点が生じる。

発明の開示

本発明の目的は、安定した生産性をもって、高品質のボリエステルフイルムを、高速で製膜することのできるポリエステルフィルムの製造方法を提供することにある, また、本発明の別の目的は、上記高速製膜を達成するためフィルムを長手方向に複数段で総合延伸倍率 4 . 5 倍以上に延伸するに際し、得られるフイルムの厚みむら表面荒れを小さく抑えることができ、高い耐摩耗 ¾を有するフイルム表面を得ることができ、しかも、延伸ロール汚れを起こさず、優れた生産性を有する、ボリエステルフィルムの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のボリエステルフイルムの製造方法は、溶融ポリエステルシー卜を、水腠が形成された移動冷却体表面上で冷却固化させたのちに、長手方向に複数段で総合延伸倍率 4 . 5倍以上に延伸する方法から成る。

本発明において、ポリェステルとは、グライコ一ルとジカルボン酸の縮重合によって得られる主鎖にエステル結台を有するボリマーの総称であり、代表的なグライコールとしては、エチレングリコール、ブタンジオールへキシレングリコール、シクロへキサンジメタノール、ネォペンチルグリコールなどで、代表的なジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフエニルジカルボン酸、シクロへキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバチン酸、ドデカンジカルボン酸、ダイマー酸、エイコ酸などを言う。

代表的なボリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレ一卜、ポリブチレンテレフタレー卜、ボリエチレンナフタレー卜、ポリシクロへ-卞シレンジメチレンテレフタレ一卜などを言う。特に、ポリエチレンテレフタレー卜が好ましい。

上記ポリエステル中には、常用される周知の添加剤、例えば安定剤、粘度調整剤、酸化防止剤、充添剤、滑り剤、帯電防止剤、プロッキング防止剤、離型剤などがこの発明の効果を摄なわない量で添加されていてもよい。

本発明の方法では、溶融ポリエステルシー卜が、水膜が形成された移動冷却体表面上で冷 £P固化される。冷却体としては、通常、円筒形の冷卸ドラムが使用されるが周回される、表面が平滑なベル卜等で構成されてもよいつまり、連続的に移動する冷却体表面が形成されればよい。その移動冷却体表面に溶融ポリエステルシートがキヤス卜されたのち、冷却体表面とともに移動する間に溶融ポリエステルシートが冷却固化され、冷却固化されたシー卜が次の工程へと連続旳に送られる。移動冷却体表面に水を付与することにより水膜が形成され、水膜が形成された移動冷卸体表面上に溶融ポリェステルシートがキャス卜され、該シー卜は、該シー卜と冷去 P体表面との間に水膜を介在させた状態にて、冷却体表面とともに移動される間に冷却固化される。

この溶融ポリエステルシー卜の冷 ¾P固化においては、該溶融シー卜に静電荷を印加することが望ましい。たとえば特公昭 3 7— 6 Ί 4 2号公報、特公昭 4 8— 2 9 3 Ί号公報等に示されている、溶融シー卜に静電荷を連綺的に付'与することによりシ一卜と冷却体との密着性を高めることができる静電印加キャス卜法を適甩できる。この従来の静電印加キャス卜法は、ポリエステルの重台触媒や添加剤の種類によっては、成形されるシー卜に表面欠点が生じるため使できないことがあつたが、シー卜と冷 ¾P体表面との間に水膜を介在させる本発明方法では、そのようなポリエステルシ一卜であっても静電印加キャス卜法の適用が可能となる。静電印加キャス卜法の使用により、溶融ポリエステルシー卜と冷却体表面との密着性が高められるとともに、溶融ポリエステルシー卜が冷却体表面に接触を開始する部分において、そのシー卜幅方向に延びる接触線を直線状に決めることができるので、均一なメニスカス部（後述 > が形成される。

冷 £P体表面上に水膜を形成する方法としては、水蒸気 (湿気〉を含んだ空気を、その露点以下に保たれた冷却体表面に吹き付けて結露させる方法（結露法〉や、しみ出しロールあるいは転写ローラーで水を塗布する方法、静電気を帯びた水蒸気を噴霧する方法などがある。本発明の場合水膜の薄い方が優れるため、結露法が好ましい < この水膜は、冷却体表面に形成する段階では必ずしも連続膜である必要はなく、 $¾-露のように不連続の液滴であつてもよい。

本発明の方法においては、冷却体表面上には、該冷却体表面が溶融ポリエスエルシー卜が接触を開始する点に至る前の位置で、所定の水膜が形成される。冷却体表面に形成された水膜は、冷 H体表面の移動に伴って連続的に冷節体表面に溶融ポリエステルシー卜が接触を開始する位置に至る。この位置では、移動冷却体表面により連続的に運び込まれる水の量と、冷却体表面と溶融ボリェステルシー卜との間に介在して連続的に運び去られる水の量とがバランスされ、あたかもある一定量の水が滞留しているのと同じような状態となる。この疑似滞留水には、自身の表面張力により、冷却体表面に接触する直前の溶融ポリエステルシー卜の表面と冷却体表面との間にメニスカス現象（表面張力により液の自由表面が曲がること）が生じるとともに、該疑似滞留水は、溶融ボリェステルシー卜が冷却体表面に接触を開始する線に沿ってシー卜幅方向に実質的に全長にわたって連続的に延びる本発明では、このメニスカスが生じる疑似滞留水部分をメニスカス部という。メニスカス部に至る前に移動冷去口体表面に形成される水膜が不連続の液滴であっても、該液滴がメニスカス部に至るとその中に吸収されて液滴状態が解消され、溶融ポリエステルシー卜と冷 £P体表面との間に介在する均一なかつ連続的な水膜として、メニスカス部から連綺的に運び去られる。ただし、メニスカス部に流入される水腠は、メニスカス部がシー卜幅方向に途切れないように、かつ、メニスカス部の大きさを変動さゼたり、流入される水膜がそのまま直接的に溶融ポリエステルシー卜に接触したりしないようにする必要がある。メニスカス部が変動のない安定した状態で形成されることにより、メニスカス部から溶融ポリエステルシー卜と冷 ¾(]体表面との間にエアが嚙み込むことが防止される。

メニスカス部の冷却体表面からの高さ hと、メニスカス部に至る前に冷却体表面に形成される水膜の平均厚さ d との関係は、 h 〉 dであることが好ましい。 h≤ dでは、水膜の厚さ変動が、そのまま溶融ポリエステルシー卜表面に転写され、シー卜表面にオレンジ肌状凹凸が形成されやすくなり、また、長時間安定したキャス卜が困難となる。

このメニスカス部の高さ hは、溶融ポリエステルシ一卜のポリマーの表面張力、溶融シー卜の表面粗さ、溶融シー卜の厚さ、冷却ドラムの表面粗さや表面張力、静電印加法などの密着手段、溶融シー卜を吐出する口金から冷却休表面までの距離、溶融シー卜の冷 £P体表面へ接触を開始するときの角度などにより容易に変更ることがでぎる。

本発明の方法において、冷却体表面に水膜を形成する方法としては、均一な薄膜を必要とすることから結露法が好ましい。他の手法では均一な水膜塗布が困難となる _c 均一で薄い水膜とすることにより、該水膜がメニスカス部に至るまでに十分に冷節休によつて冷却されるので、該水膜が溶融ポリエステルシー卜に接触する点に至ったときの水沸縢が阻止される。水沸騰が生じると、ポリエステルシート表面に凹凸が発生するので、好ましくない上記結露法により冷 £Ρ体表面上にできる結露水の形状は、最大水滴径が 7 Ο ^ πι以下、好ましくは 5 0 以下であることが好ましい。 7 0 を超えるものではシ一卜表面に凹凸の表面欠点が生じる。

さらに水滴個数については、 5 0個以上/^/ 0 . Ί mi、好ましくは 7 0個以上 Z O . がよい。 5 0個 / Q . Ί /Η/έ未満では水の不足によりエアーのかみ込みを生じシ一卜表面欠点を起こしゃすくなる。

本発明における冷却体表面は、表面粗さが中心線平均粗さ R aで 0 . 0 4 ^ ι以下であるのが好ましく、 0。

0 4 を超えるものではシー卜の表面荒れを起こすと共に、後述する水の除去ができにくくなり、かつ、最大水滴径が 7 0 πι以下のものが得られなくなり、水滴による表面欠点を起こす。また、この表面粗さの最大粗さ R tは、 0 . 4 jc/ 以下であるのが好ましい。

上記のような特定の水膜を精度よく形成するには、シ一卜が冷却体表面より離れた後、冷 ¾P体表面に付着している残存水を除去手段により除去したのち、水付与手段により新たに必要な水量を付与して所定の水膜を形成することが必要である。上記残存水は、冷郎体表面上に、比較的大きな島状にまばらに残るので、これがあると所定の水膜形成が難しくなる。残存水除去方法としては、外周面に吸湿性のある不織布等を設けたエア吸引ロール (具体的には後述する〉による方法、 'エアナイフからの吹き付けエアで吹き飛ばす方法、両者を組台せた方法、非接触なエアーナイフでエアーを吹き付けるとともに別のエアーナイフで吸引して水を除去する方法等があるが特に限定されない。

また、残存水除去後の水膜形成は、前述の如く結露法によるのが望ましい。結露水の水滴径を小さく抑えるには、冷却体表面に向けて付与する水蒸気あるいは湿気を含んだ空気内の水粒の粒径も小さく抑えなければならない。このような小粒径の水蒸気を形成するには、たとえば水を収容したタンクの水中にエアを導いてバプリングし、該バプリングにより発生した水蒸気を含むエアを移動冷却体表面へと導くことにより達成できる。ただし、他の方法によってもよい。

本発明の方法においては、冷 £P体表面上に水膜を形成する際、水膜を、シート幅方向に中央部よりもシー卜端部における水膜厚さを厚くるのが好ましい。シートの種類や厚みなどにより異なるが、シー卜端部の水脱厚さが中央部と同じかそれよりも薄いと、キャス卜後のフィルムの平面性が悪くなつたり、厚みむらの悪化を招くなど、品貿、生産性ともに悪化する。

ここで、水膜厚みを-厚くするシー卜端部の範囲は、シ一卜端よりシート幅方向に 2 0 0顧以下までの範囲、好ましくは Ί 5 0顧以下までの範囲とするのがよい。 2 0 0顧を超えると、かえって平面性の悪化を招く。

さらに、シート端より外側のシートが無い部分も 5 瞧以上の幅で同様の厚みの水膜を形成するのが好ましい。このようにすることにより、シー卜端面からの受熟によりシー卜端面近傍の水が蒸発し切ってしまうことが防止され、シートの平面性が一層良好に維持され、かつシー卜端部の捲れ上がりも防止される。

このシー卜端部で水膜を厚く形成するのは、単一の水付与手段内でシー卜幅方向に水付与量を変えるようにする方法、あるいはシー卜端部用に別途設けた水付与手段による方法のいずれの方法であってもよい。

さらに、本発明の方法においては、シー卜幅万向シ一卜端部の反冷^体面を冷却することが好ましい。この冷却を行なわない場合、シー卜の種類やシート厚みにもよるが、シート端部が捲れ上がりを起こしたり、端部の平面性が悪化したり、ひどい時には端部割れを起こすなどの間題があり、製膜の安定性が得られないことがある。この冷却により、シー卜端部の反冷紐体面の結晶化を促進してシ一卜端部を早ぐ固化でき、捲れ上がり等を防止することができる。

この冷卸の方法としては、ノズルをシ一卜の送り方向に密に配置し該ノズルから冷^エアーや水などをシー卜端部に添わせて流しシート端部を連続的に冷却する方法や、帯状不織布等をシート端部に接触させこれに冷却水を通水する方法などが適用できるが、他の方法によってもよい。冷却効率を考慮すると、エアーによるよりも水による方が好ましく、シー卜が（ガラス転移点 T g + 2

0 ) 以下になるまで連続した水の膜により冷却するのが、シー卜端部平面性悪化防止、端部割れ防止の観点から好ましい。

また、この冷の範囲は、シー卜幅方向にシー卜端より 1 o顺以上の範囲までシー卜を冷 aiすると共に、冷去 iJ 体に対して垂直になるシート端面部分やシー卜端より外側のシー卜の無い冷却休表面を少なくともシート端より

5纖以上の範囲まで冷却するのが、シー卜端部平面性悪化防止、端部割れ防止の観点から好ましい。

以上のように冷却固化されたボリエステルシー卜が、本発明方法では、長手方向に複数段で総合延伸倍率 4 . 5倍以上に延伸される。

上述の本発明によるキャス卜方法では、溶融ボリエステルシートの冷却固化中に、冷却体表面上の水がボリェスエルシー卜自身の表面層および内部に吸水され、吸水したポリエステルシー卜が長手方向延伸工程に送られる, 長手方向延伸工程では、シー卜に吸水されていると、延伸による配向が容易になり、したがって延伸搵度を下げることが可能になる。その結果、高延伸しなくとも、多段階での高倍率延伸が可能となり、厚みむらが小さく - フィルムの表面荒れが小さく、耐摩耗性に優れたフィル厶が得られる。

本発明における複数段の長手方向延伸の方法は、特に限定されるものではないが、代表的な方法として、各段の延伸を、シー卜走行方向に隣接させて配置された上流側の駆動延伸ロールと下流側の駆動延伸ロールとの間で行い、上流側でシー卜の降伏点以下で少なくとも 1 段階延伸した後、最終段の延伸を降伏点を越える通常の延伸方法で行う方法や、低延伸速度で約 2倍程度に延伸した後、最終段で目標の延伸倍率まで延伸する方法がある。後者の方法をより具体的に説明すると、たとえば'、最終段の延伸を、シー卜走行方向に隣接させて配置された上流側の駆動延伸口一ルと下流側の駆動延伸ロールとの間で行い、それよりもシート走行方向上流側での延伸を、シート走行方向に上流側の駆動延伸ロールと下流側の駆動延伸口一ルとの間で、両駆動延伸ロール間に配置されたフリ一延伸ロールを介して行う方法である。この方法においては、前段の延伸における延伸速度はできる限り低速度、たとえば 1 0 0 0 0 % Z分以下で行うのが好ましい。いずれの方法においても、最終的な緣合延伸倍率は 4 . 5倍以上に設定される。

本発明における多段延伸では、 1段の延伸倍率が Ί . 1 倍以上であることが好ましく、より好ましくは Ί . 3 倍以上、さらに好ましくは Ί . 5倍以上、より一層好ましくは 2 . 0倍以上が良い。 Ί . Ί 倍未満では厚みむらが悪化したり、表面荒れが起こったり、耐摩耗性が悪化する。また、この多段延伸において、各段の延伸倍率は最初の倍率が最も小さく、順次高倍率であるのが厚みむら悪化を防止する観点から好ましい。ある段の延伸倍率が、次ぎの段の延伸倍率よりも高い場合、厚みむらの悪化を生じ、ひどくなるとフィルム破れを起こし、安定した製膜ができなくなる場合がある。

以上のような本発朋によるポリエステルフイルムの製造方法においては、所定の水膜を介在させたキヤス卜法により、良好な品質の冷固化ポリエステルシートが得られるとともにキャス卜段階で既にその製造速度を向上することができ、長手方向延伸工程では吸水したシ一卜を延伸するため延伸温度を下げることができ、高温延伸しなくても複数段による高倍率延伸が可能となつて、厚みむら、表面荒れ、表面の耐摩耗性に優れたフイルムを得つつ、その製膜速度を大幅に向上することができる。また、高溫延伸しなくてもよいため、延伸ロールの汚れを起こしにくくなり、生産性も大幅に向上される。

かくして得られた長手方向延伸フィルムを、必要に応じて幅方向に延伸したり、熱処理をしてもよいことは明らかである。特に本発明による長手方向延伸フィルムを幅方向に延伸すれば、従来の多段延伸法によるニ軸延伸フィルムに比べ、低厚みむら、高強度、高ヤング率の、耐摩耗性、滑り性に優れた二軸延伸フィルムが得られる , 図面の簡単な説明

第 Ί 図は、本発明の一実施態様に係るポリエステルフイルムの製造方法を実施するための二軸延伸フィルム製造装置の概略側面図である。

第 2図は、第 Ί 図の装置のキャス卜工程の拡大側面図でめる。

第 3図は第 2図の水付与手段の斜視図である。

第 4図は第 2図の水除去手段の拡大断面図である。第 5図は第 3図とは別の水付与手段を示す斜視図でめる。

第 6図はさらに別の水付与手段を示す概略側面図である。

第 7図は第 4図とは別の水除去手段を示す断面図である。

第 8図はさらに別の水除去手段を示す概略側面図である。第 9図は、さらに別の水除去手段を示す概略側面図である。

第 Ί 0図は、第 1 図とば別の長手方向延伸工程を示す概略側面図である。

5 発明を実施するための最良の形態

本発明の望ましい実施態様を図面を参照して説明する, 第 1 図ないし第 4図は、本発明の一実施態様に係るポリエステルフィルムの製造方法を実施するための装置を承している。第 1 図は、二軸延伸フィルム製造装置の、

T O 溶融シー卜を吐出する口金からフィルム巻取までの工程を示している。

第 Ί 図および第 2図において、口金 Ί からシート状に吐出された溶融ポリエステルシ一卜 2は、冷 £P体としての、内部に冷節水が循環される冷却ドラム 3の表面上に

_{1 5} キャストされ、ドラム 3の回転に伴うドラム 3の表面の移動とともにドラム周方向に送られ、ドラム表面上で冷節固化される。冷 ai固化されたボリエステルシ一卜 4は引出しロール 5の位置で冷却ドラム 3の表面から離れ、次の工程へと送られる。

0 回転移動する冷 SIドラム 3の表面には、水付与手段としての、ドラム表面側が開口したカバー 6内から水蒸気を含むエアーが供給され、水蒸気をドラム表面上で結露させることにより、多数の極めて細かい水滴からなる水膜 7が形成される。この水膜 7の平均厚さが dである。 5 冷却ドラム 3上に形成された水膜 7は、ドラム表面とともにドラム周方向に移動し、溶融ボリエステルシ一卜 2が冷却ドラム 3の表面に接する位置に形成されるメニスカス部 8に至る。メニスカス部 8には、水膜 7による水量が連続的に吸収され、メニスカス部 8からは、シー卜幅方向に連続的につながる水膜として、溶融ポリエステルシー卜 2とドラム表面との間に介茌される水が連続的に運び去られる。メニスカス部 8に流入する水量とメニスカス部 8から流出する水量とはバランスされるのでメニスカス部 8は実質的に一定形状に保たれる。メニスカス部 8には、メニスカス現象により水の自由表面が曲面状に形成されるが、この曲面のドラム表面からの高さ hがメニスカス部 8の高さである。

冷却固化されたポリエステルシー卜 4が冷却ドラム 3 から離れたのちのドラム表面には、不均一な水膜 9が残る。この水膜 9は、水除去手段としてのエアー吸引ロール Ί 0によって除去される。水が除去されたのちに、再びカバ一 6内から供給される水蒸気をドラム表面で結露させることにより、所定 Ψ-均厚さの水脱 7が形成される, 水付与手段は、本実施態様では第 3図に示すように構成されている。 Ί 0 0 °C以下の温水が収容されたタンク Ί の溻水中にパイプ Ί 2が差し込まれ、適当なエアー供給手段（図示略 > からのエアがパイプ 1 2を通して温水中に供給され、温水がパブリングされる。このバプリングによりエア中に多量の水蒸気を含まゼ、多量の水蒸気を含むエアーがパイプ Ί 3を通してカバー 6内に導入される。カバー 6内から、水蒸気を含むエアーが 2 0〜 3 0 の冷ドラム 3の表面に向けて供給され、ドラム表面上で細かい水滴として結露させる。この水滴が所定平均厚さの水膜 7を形成する。水除去手段としてのエアー吸引ロール 1 0は、第 4図に示すように構成されている。エアー吸引ロール 1 0は, 吸引孔 Ί 4を有する回転自在な円筒空洞部材 1 5 と、該部材 Ί 5の外周面に巻き付けられた吸水性物質 Ί 6 (たとえば不織布、スポンジ等）と、冷 lドラム 3の表面側に向けられる扇形状のガイド 1 7を備えた固定軸 Ί 8とから成る。固定軸 1 8の一端にパイプ Ί 9を介して真空ポンプ 2 0が接続され、真空ボンァ 2 0によりエア吸引ロール 1 0内のエアーが吸引される。吸水性物質 Ί 6に吸水された水分は、上記エアー吸引とともに排出される, 冷却ドラム 3の表面上で冷却固化されたポリエステルシート 4は、長手方向延伸工程に送られる。

第 1 図に示すように、シー卜 4は、一対のニップロ一ル 2 1 、 2 2を経た後、予熱ロール 2 3、 2 4、 2 5で所定の温度まで加熱され、長手方向延伸工程 2 6に入る本実施態様では、長手方向延伸は 3つの区間 2 7、 2 8 2 9で行われる。 Ί 段目の延伸は、駆動延伸ロール 3 0 およびニップロール 3 1 と駆動延伸ロール 3 2およぴニップロール 3 3との間で行われ、 2段目の延伸は、駆動延伸ロール 3 2およびニップロール 3 3 と駆動延伸ロール 3 4およびニップロール 3 5との間で行われ、 3段目の延伸は、駆動延伸ロール 3 4およびニップロール 3 5 と駆動延伸ロール 3 6およびニップロール 3 7との間で行われる。この 3段の長手方向延伸における総合延伸倍率は、 4 , 5倍以上に設定される。

長手方向に延伸されたフィルムは一軸延伸フィルム 3 8 となり、フィルム 3 8は、冷節ロール 3 9、 4 0およぴニップロール 4 Ί を経た後、幅方向延伸装置 4 2に送られる。

幅方向延伸装置 4 2で幅方向に延伸されたフイルムは二軸延伸フイルム 4 3 となり、巻取機 4 4でスプールとして巻き取られる。

上記フイルム製造装置において、キャス卜工程における水付与手段を、たとえば第 5図に示すように、ロール表面が水保持性物質 5 Ί (たとえば不織布、スポンジ等で覆われたしみ出しローラ 5 2で構成し、しみ出しローラ 5 2内部から供給される水を水保持性物質 5 Ί を通して冷却ドラム 5 3の表面に付与するようにしてもよい。また、第 6図に示すように、グラビアコータ方式を採用してもよい。第 6図に示す方式では、水槽 6 Ί 内の水がグラビアロール 6 2の表面を介して運ばれ、運ばれた水が転写ローラ— 6 3の表面に移され、転写ローラー 6 3 の表面から冷却ドラム 6 4の表面に水が塗布される。

また、水除去手段として、第 4図に示したもの以外の構成をとることもできる。たとえば第 7図に示すように , スリッ卜状の吸引間隙 7 1 が形成された吸引ボックス 7 2 と、吸引ボックス 7 2の吸引間隙 7 の前面部に吸水性物質 7 3を貼り付け、該吸水性物質 7 3を冷却ドラムの表面に接触させるとともに、吸引ボックス 7 2内からエアーを吸引るようにしてもよい。また、第 8図に示すように、第 4図に示したエアー吸引ロール Ί 0と、ェァーナイフ 8 Ί とを組み合わせた構成としてもよい。冷

£Πドラム 8 2の表面に残存した水滴 8 3は、エア一吸引ロール Ί 0により、その大半が吸引除去されるが、吸引ロール 1 0の表面を被覆する吸水性物質^! 6は湿った状態にあるので、冷却ドラム 8 2の表面には微量の水滴 8 4が残る。この微量水滴 8 4が、エアーナイフ 8 Ί からのエアーにより吹き飛ばされ、あるいは乾燥され、実質的に略完全に水滴が除去される。さらに第 9図に示すように、エアーナイフ 9 1 からのエアーを冷 £Pドラム 9 2 に吹き付けるとともに、別のエアーナイフ 9 3から、ェァ一とともに吹き飛ばされた水滴およびドラム 9 2表面に付着している水滴を吸引するようにしてもよい。第 9 図においては、エアーナイフ 9 1 、 9 3は一体型の二連のエアーナイフとして構成されており、水付与手段 9 4 は第 2図および第 3図に示したものと同様の構造を有している。

さらに、多段の長手方向延伸工程として、第 Ί 0図に示すようなプロセスをとることもできる。

第 Ί 0図に示す実施態様では、長手方向延伸は、低延伸速度で延伸を行う 1 段目延伸区間 Ί 0 Ί と、目標総合延伸倍率に到達するまでの延伸を行う 2段目延伸区間 Ί 0 2との 2段で行われる。 1 段目の延伸は、駆動延伸口ール Ί 0 3およびニッァロール 1 0 4 と駆動延伸ロール 1 0 5および二ップロール 1 0 6との間で行われる。駆動延伸ロール Ί 0 3、 0 5間にはフリ一口ール Ί 0 7 1 0 8、 1 0 9が配設され、予熟されたポリエステルシ一卜 4がこれらフリーロールを通過してく間に順次少しづっ低延伸速度で延伸されていく。フリーロール Ί 0 7 Ί 0 8、 1 0 9は、それぞれトルクモータ等により速度制御することなしに回転トルクを付加し、各ロール回転のメカニカルロス分を付加トルクで打ち消すようにしてもよい。 2段目の延伸は、駆動延伸ロール Ί 0 5およびニップロール 1 0 6と駆動延伸ロール Ί Ί 0およびニッァロール Ί 1 1 との間で行われる。この第 1 0図に示す長手方向延伸における総台延伸倍率も、 4 . 5倍以上に設定される。

次に、本発明における各特性の測定方法および評価方法について説明し、該測定方法および評価方法に基いて評価した各実施例および比較例について説明する。

( Ί ) 厚みむら

製膜したフィルムを長手方向には Ί O m長、幅方向にはフィルム全幅の長さ、それぞれサンプリングした。

このサンプルをそれぞれ歪ゲージで連綺的に厚みを測定し、最大厚さと最小厚さとの厚み差厶 tを平均厚み t で割った値を厚みむらとし、百分率で示した。

( 2 ) フィルムの表面粗さ

J I S- & 01 - 1976に従いカツ卜オフ 0 , 2 5纖で測定した【その時の最大粗さが R t 、中心線平均粗さが R aである _c ( 3 ) 外部ペイズ

A S T - D - 1003 ( J IS- K6714 )に従い測定した卜ータルヘイズから、テ卜ラリン液中にて測定した内部へィズを引いた値を外部ヘイズとした。

( ) 水膜の厚み

水膜の平均厚さ dは、赤外線吸収法により求めた。測定は、シー卜が水の表面を覆っている状態で、シー卜を透過させて測定したものである。具体的にはチノ一㈱製赤外線微量水分計 — 3 0 0」を用い、事前に水分計出力と水膜厚みの検量線を求め、これより求めた。検量線は、次のようにして求めた。まず、ステンレス製板にハードクロムメツキを施した Ί 0 CTi角のテス卜ピース

( R 1 = 0 , 2 π に永を結露させ、この上に 5 0 μ

5 厚みの未延伸ポリエステルフィルムを重ねて、該フィルムの上から水分 Itにて Ί 0点測定し、出力値を読み、この平均値を求める（ a ) 。このテス卜ピースを天秤にて重量を測定する（ b〉。また、この結露水を取り除き、テス卜ピースとフィルムの重量を求める（ c 〉。次の式 10 で水の重量（ e ) を求める。

e = b — c

水の比重を Ί , 0とし、前述したテス卜ピースの面積 ( 1 0 0 ci ) と eとから計算により水膜厚み d - を求める。結露条件を変更し、 eを変更したものを同様に測定 i s する。以上により求めた ( a ) と（ d " ) の関係をとりこれを検量線とした。

( 5 ) メニスカス部の高さ h

溶融体と冷 £P体表面との接点近 ί旁にできるメニスカス部の表面張力に起因するメニスカス曲面の冷 £Ρ体表面か 20 ら垂直方向の高さを言う。 hの測定には精度がいるためファイバースコープなどで写真に鼯つたのちに写真を拡大して測定した。

( 6 ) 水滴径及び水滴個数

冷 SI体表面に水滴を付着させた後、すみやかに（約 3

25 0秒後の測定〉顕微鏡をセッ卜し、写真に撮った後、その写真より水滴径及び個数を求めた。

( 7 ) 冷体表面の粗さに基づき測定した。

( 8 ) エアーかみ込みによる成形不良

冷却ドラム上のシートを観察し、肉眼で明らかにェァ一のかみこみを起こしているものを成形不良として、 X 印で示し、認められないものを良好として〇印で示した

( 9 ) 水沸騰による凹凸

溶融シー卜が冷却ドラム上の水に接した時水が沸騰しこれによりシー卜表面に四凸ができるか否かを目視で判断した。

凹凸を生じたものを不良として X印で示し、認められないものを良好として〇印で示した。

( 1 0 ) オレンジ肌状凹凸

水滴の形状転写による表面欠点であり、キャス卜後のシー卜で、オレンジ肌状の欠点を生じ、なおかつニ軸延伸後も明らかに欠点が目視で認められるものを、使用不能として X印で示した。

また、キャス卜シートでは認められるが、二軸延伸後認められないものは使用可能として Δ印で示し、キャス卜シー卜でも認められないものは良好として、〇印で示した。

( 1 1 ) 平面性

キャス卜シ一卜全幅を長さ 3 7ΓΙサンプリングし、一端をフラッ卜な面を有する軸に貼付け、該軸と 2 . 5 の間隔をおいて、サンプルを、平面' の極めて良好な自由回転ロール上を沿わせた後、前記軸と反対側のシー卜端

5 0 g / の荷重が全幅均一にかかるようにシ一卜をセッ卜するこの軸と口ール閭に張設されたシー卜の長手方向中央部、すなわち軸又はロールから Ί . 2 5 の位置に全幅にわたり、水平に糸を張る。この糸が、シー卜上の少なくとも Ί ケ所に接触するようにセットする。この時、平面性の悪いシー卜では、平面性の悪い部分が上下方向にこの糸より離れたところに位置する。この糸とシート表面間の距離を読み取り以下の評価基準により示した。

平面性が全く問題のない場合は、シー卜全幅にわたりこの糸に接触じていることになる。

〇：シー卜〜糸間距離が 2膽未満

△ ：シート〜糸間距離が 2廳以上で Ί 0雕未満 X ：シート〜糸間距離が Ί 0廳以上

シート〜糸間距離が 2廳未満では、全く間題がないので〇印で示した。 Ί 0卿以上では、未延伸シ一卜としても使甩不能であり、延伸用としても、しわの発生などで使兩不能であり、 X印で示した。 2顯以上、 Ί 0羅未満では、平面性が悪いことは認められるが、使用法によつては使えるものであり、 △印で示した。

( 1 2 ) 長期安定性

シー卜の割れ、滑り（冷却体との》、シートの蛇行などがおこるまでの時間で示した。 8時間以上全く間題の無い場合、長期キャス卜安定性があるとして、〇印で示し、 8時間未満を安定性がないとして、 X印で示した。

( 1 3 ) 高速キャス卜性

キャス卜シートに欠点やキヤス卜性に卜ラアルが全く無く、 8 O Z分以上のキャスト速度が得られるものを高速キャス卜性良好として、〇印で示し、 8 Ο ι /'分未満を不良として、 X印で示した。

( 1 ) 端部捲れ上がり

キャス卜中のシー卜端部の捲れ上がり量で表わし、全く浮き上がりの無いものを◎印で示し、 Ί羅以下を〇印で、 5 難以上を X印で、その中間を△印で示した。

測定点は、シー卜が冷却体より剥離する位置より冷却体周方向に Ί 0 0細キャス卜位置に近ずくところとした ( Ί 5 〉シー卜端部水付与幅

シー卜端を基準点として、シート幅方向中央部に向かう方向を一（負〉で示し、シー卜の無い外側部分に向かう方向を+ (正）で示し、基準点からの距離で示した。実施例 Ί 〜 3

ボリエチレンテレフタレ一卜（ Ο —クロ口フエノール中での極限粘度 [ ] 0 . 6 5、添加剤と.して平均粒径 3 0 Ο ιτι の Τ ί 0 ₂ を 0 . Ί 重量％添加）を用い、常法により 1 8 0 °Cで真空乾燥後、押出機に供給し、 2 8 5 で溶融させたのち、ギャ一ポンプで定量的に ϋ曇し - Τダイ口金から一定厚さの溶融シー卜を吐出させた。該シー卜の全幅にわたって静電荷を印加させながら 5 0 m Z分のキャス卜速度で鏡面冷却ドラム（表面粗さ R _† 0 , Ί / m > 上に密着冷 £P固化させた。このとき冷却ドラム上には、 8 0での飽和水蒸気を含んだエアーを、 2 5 °C に保たれたドラム表面に吹き付け、平均水膜厚さ dが Ί になる様に均一に水の液滴が付着させてある。また、静電荷を帯びた溶融シー卜と冷却ドラムとの間に出来る水のメニスカス部の高さ hを 2 . 5 mに保つた。

かくして得られたキャス卜シー卜を、 Ί 0 0 °Cに加熱された延伸ロールを介して長手方向に Ί . 8倍 ,伸後、 9 0。Cに加熟された延伸ロールを介して 2 . 6倍、 3 . 6倍、 4 . 9倍にそれぞれ延伸し、長手方向に 2段で総台延伸倍率 4 . 7倍、 6 , 5倍、 8 . 8倍にそれぞれ延伸した。つづいて、 9 5。Cに加熱されたテンター内で幅方向に 4倍延伸し、 2 1 0 °Cで 7秒間、幅方向に 5 %のリラックスをしながら熱処理をして、厚さ Ί 2 ^ 7 の二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。

長手方向延伸温度は比較的低温で高倍率延伸が可能であり、また長時間延伸してもロール上に付着物などの汚れはなく、安定した延伸が可能であった。また、安定した延伸状態が得られつつ、極めて高い製膜速度を達成できた。かくして得られたフィルムの特性を表— Ί に示す上記特性を有するフイルムを磁気テープ用のベースフイルムに使ったとき、走行性、すべり性にすぐれておりしかも耐摩耗性にすぐれた磁気テープが得られる。

比較例 Ί .

実施例 Ί 〜 3で用いた水膜を介在させたキャス卜法を水膜を介在させない通常の静電印加キヤス卜法に変えて他は、実施例 Ί と全く同一の条件にして二軸延伸熱処理した。

その結果、長手方向の延伸時に強く配向るためか、幅方向の延伸でフィルム破れが多発して、安定な延伸ができなかったが、二軸延伸フィルムの品質を測定した結果を表一 1 に示した。

比較例 2

比較例 Ί と同じキャス卜法にて、長手方向延伸の延伸温度を、従来の多段延伸同様、高温に設定した。

その結果、延伸ロールが短時間のうちに汚れ、その清掃のため、生産性が大幅に低下した。また、延伸時、フイルムが高温延伸ロールに粘着気味になり、延伸後のフイルムに表面荒れが生じた。

比蛟例 3

実施例 Ί 〜 3 と同じキャス条件とし、長手方向延伸を通常の一段延伸にて行つた実施例 Ί 〜 3 と同じキヤス卜速度でありながら、長手方向延伸後の製膜速度は低く抑えられる。

¾5¾—— 'Ί

次に、水膜を利用したキャス卜法の各種条件について行った試験の結果について説明する。まず、メニスカス部の高さ hについて、実施例 4 、比較例 4に示す。

実施例 4

溶融重合体として、ポリエチレンテレフタレー卜（ 0 ークロルフ：!：ノール中での極限粘度〖 ] 0 . 6 5、添加剤としては平均粒径 3 0 0 ^の S i 0 ₂ を 0 . Ί 重量％添加〉を用い、常法により Ί 8 0 °Cで真空乾燥後、押出機に供給し、 2 8 5 Όで溶融させたのち、ギヤーボンプで定量的に計量し、 Tダイ口金から一定厚さの溶融ー卜を吐出させた。該シー卜の全幅にわたって静電荷を印加させながら、 Ί O O m Z分で鏡面冷却ドラム（表面粗さ R t O ， 2 ^ 〉上に密着冷 £P固化させた。このとき、冷却ドラム上には、 8 CTCの飽和水蒸気を含んだエアーを、 2 5 °Cに保たれたドラ厶表面上に吹きつけ、平均水膜厚さ Ί / mになる様に水滴を点状に均一に付着させてある。このように、平均水膜厚さ Ί / の水膜を有するドラム上に、静電荷を帯びた厚さ Ί 0 0 j inの溶融シー卜を密着させ、その接地点にできる水膜のメニス力ス部の高さ hを 3〃 πιに保つた。

このような状態で Ί 週間キャス卜を続けたが、キャス卜欠点となるような表面欠点や端部の乱れなどは全くなく、安定してキャス卜ができた。

比蛟例 4

実施例 4で用いた静電印加を付与する位置を、冷ドラムの円周上で、ドラムの周方向に移動させてメニスカス部の高さを変更した。他は全く実施例 4 と同様にしてさ Ί 0 O /z のシートを 1 0 O m .z分の速度でキャス卜した。結果を表一 2に示す。表一 2

このように、メニスカス部の高さ hが、冷去 I]体表面上の平均水膜厚さ dよりも低いときは、得られるキャス卜シート表面は、水滴の転写によりオレンジ肌状の凹凸となる欠点を有したものしか得られないことがわかる。

次に、結露法による水膜形成の各種条件について試験した。

実施例 5〜 7 , 比較例 5〜 7

前述の実施例 4と同一のボリエチレンテレフタレー卜を甩い、 Ί 8 CTCで真空乾燥し、押出機に供給し、 2 8 5でで溶融させたのち Tダイより溶融シートを吐出させ該シー卜の全幅に静電荷を印加した。そして、表一 3に示すような冷却ドラム（クロムメツキロール〉上に、表一 3に示すような湿り空気を送り、冷ドラム上に結露させ、表一 3のような水滴形状の水膜を形成し、該冷 £P ドラム上で厚み Ί 0 0 mのシー卜を、速度 9 O z分でキャス卜した。

また、このシートがロールからはなれたところと湿り空気を吹きつけるところの間に、第 2図に示した水除去ロールを取りつけ、荷重 0 . 8 / c/Bで冷^ドラムに押しっけるとともに、 5 0 0 ^ / TO ♦ 分の真空ポンプで余剰水を取り除くようにした。

このキャス卜シー卜を常法の二軸延伸裝置に一段の長手方向延伸、一段の幅方向延伸にかけニ軸延伸フイルムを得、キャス卜シートと二軸延伸フィルムとの両方で、上記各種キャス卜条件を比較した。結果を表一 3に示すこの結果、特定の表面粗さをもった冷^ドラム上に特定の水滴形状をもった水滴を結露させることにより、高速度でのキャス卜を行っても、エアーかみ込みによる成形不良や水の沸騰によるフィルム表面の凹凸、オレンジ肌状の凹凸欠点などのないフィルムが得られた。

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次に、水膜を介在させたキャス卜法において、水膜の厚さをシート端部で厚くすることの効果、および、シー卜端部の反冷去 Pドラム面を冷却することの効果を調べた突施例 8〜 Ί 1 , 比較例 8〜 1 Ί

ポリエチレンテレフタレー卜（ I V = 0 . 6 5 〉を、 Ί 8 CTCで真空乾燥し、押出機に供給し、 2 9 crcで溶融させたのち Tダイよりシートを吐出させ、該溶融シー卜の全幅に静電荷を印加し、表面粗さ R tが 0 . 2 の冷 £ ドラムに表— 4に示すようなキャス卜条件で、シ — 卜厚み 5 0 / 、キャス卜速度 3 0、 7 0、 1 0 0 m z分で、それぞれ 2 4時間の連続運転でキャス卜した。

水膜の形成は、結露法により、湿り空気の送気量で水膜厚みをコン卜ロールした。シー卜中央部と端部はそれぞれ別の結露装置を用いた。また、第 2図に示した水除去ロールを取り付け、荷重 0 . 7 / をかけ、 5 0 0 / ?rt ♦ 分の真空ポンプで余剰水を除去した。

シ一卜端部の反冷却ドラム面の冷却は、スリッ卜幅 0

2瞧、長さ 3 0卿のノズルを、ノズル長手方向をシー卜幅方向として、シー卜流れ方向に Ί 5個並べ、該ノズルから供給される水により形成される水膜が切れないように水の流量を調整した。

表一 4に示す結果から明らかなように、特定の水膜厚みで、シー卜幅方向の水膜厚み分布を特定化することにより、平面性に優れ、エッジ捲れ上がりが少ないキヤストシ一卜が得られ、長期間安定して、高速度でのキャス卜か'可能になることが判る。ス卜条件キストシ一卜特性卞ス卜特

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產業上の利用可能性

以上説明したように、本発明にかかるポリェステルフイルムの製造方法は、安定に高速度製膜が可能で生産性に優れ、品質上も透明で表面荒れが小さく、耐摩耗性に優れたフィルムが得られるため、磁気材料用、電気絶縁材料用、コンデンサー用、その他各種工業材料用や包装材料用のポリエステルフイルムの製造方法として好適で 6 る。

Claims

Si 求の . 溶融ポリエステルシートを、水膜が形成された移動冷却体表面上で冷却固化させたのちに、長手方向に複数段で総合延伸倍率 4 . 5倍以上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 前記溶融ボリエステルシー卜に静電荷を印加しながら該溶融ポリエステルシー卜を前記移動冷 £Π体表面上で冷却固化させる請求の範囲第 Ί 項記載の方法。

3 . 前記移動冷 SH本表面に形成される水膜の、溶融ポリエステルシ一卜と冷 SI体表面とが接する位置直前における平均厚さ dと、溶融ポリエステルシートと冷却体表面とが接る位置に形成されるメニスカス部の冷却体表面からの高さ hとの関係が、 h > dである請求の範囲第 Ί 項記載の方法。

4 . 前記移動冷却体表面上に水膜を形成する際、水膜を溶融ポリエステルシー卜幅方向に中央部よりもシー卜端部側を厚く形成する請求の範囲第 Ί 項記載の方法。

5 . 前記溶融ポリエステルシー卜のシー卜幅方向端部における反冷節体面を前記冷 £D体とは別の冷却手段により冷却する請求の範囲第 1 項記載の方法。

6 . 前記水膜を、水蒸気を移動冷 £P体表面上で結露させる結露法により形成する請求の範囲第 Ί 項記載の方法

7 . 前記結露法により移動冷体表面上に形成される結露水の最大水滴径が 7 0 πι以下である請求の範囲第 6 項記載の方法。

8 . 前記結露法により移動冷却体表面上に形成される結露水の水滴密度が 5 0個以上/ ^/ 0 . 1 wflfである請求の範囲第 6項記載の方法。

9 . 前記移動冷却体表面上で冷卸固化されたポリエステルシー卜が冷去 ίΗ本表面から離れる位置と、前記溶融ポリエステルシー卜が冷却体表面に接する位置との間で、移動冷却体表面上に付着している残存水を水除去手段により除去したのち、前記水膜形成のための水を水付手段により移動冷却体表面上に付する請求の範囲第 Ί 項記載の方法。

Ί Ο . 前記冷 £Ρ体の表面粗さが、中心線平均粗さ R aにて 0 . 0 4 以下である請求の範囲第 Ί 項記載の方法 ₍

1 . 前記複数段の長手方向延伸において、各段の延伸倍率が Ί . 1 倍以上である請求の範囲第 Ί 項記載の方法 _c 2 . 前記複数段の長手方向延伸において、シー卜走行方向に下流側の段程延伸倍率が高い請求の範囲第 1 項記載の方法。

1 3 . 前記複数段の長手方向延伸における各段の延伸をシー卜走行方向に隣接させて配置された上流側の駆動延伸ロールと下流側の駆動延伸ロールとの間で行う請求の範囲第 Ί項記載の方法。

1 4 . 前記複数段の長手方向延伸において、最終段の延伸を、シー卜走行方向に隣接させて配置された上流側の駆動延伸ロールと下流側の駆動延伸ロールとの間で行いそれよりもシート走行方向上流側での延伸を、シー卜走行方向に上流側の駆動延伸ロールと下流側の駆動延伸口 —ルとの間で、両駆動延伸ロール間に配置されたフリー延伸ロールを介して行う請求の範囲第 Ί項記載の方法。