WO2021220717A1 - ポリエステルフィルムの製造方法、ポリエステルフィルム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing a polyester film and a polyester film.
- Polyester films are used in a wide range of applications from the viewpoints of processability, mechanical properties, electrical properties, dimensional stability, transparency, chemical resistance, etc.
- support and protection for dry film photoresists It is used as a film.
- the dry film photoresist has a structure in which a photosensitive resin layer (photoresist layer) is laminated on a support, and then a protective film is further laminated.
- dry film photoresists have been used for etching in the wiring forming process, for forming a protective film for protecting wiring portions such as copper, ITO (indium tin oxide) and silver nanoparticles, and for interlayer insulating films. It is used for.
- Patent Document 1 describes a longitudinal stretching step of stretching a film made of a strip-shaped thermoplastic resin in a transport direction, a cooling step of cooling the film with a cooling roller, and a film width direction between the longitudinal stretching step and the cooling step.
- a method for producing a stretched film including a side edge removing step for removing both side edges is disclosed.
- a method for producing a polyester film which comprises a cooling step of bringing a uniaxially stretched polyester film into contact with a cooling roll to cool the surface, and the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the cooling roll is 0.05 ⁇ m or less.
- a polyester film capable of further suppressing the formation of linear defects on the surface of the polyester film. Further, according to the present invention, a polyester film can be provided.
- the numerical range represented by using "-" means a range including the numerical values before and after "-" as the lower limit value and the upper limit value.
- the upper limit value or the lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of another numerical range described stepwise.
- the upper limit value or the lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with the value shown in the examples.
- the amount of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition when a plurality of substances corresponding to each component are present in the composition, unless otherwise specified. ..
- process is included in the term “process” as long as the intended purpose of the process is achieved, not only in an independent process but also in cases where it cannot be clearly distinguished from other processes. ..
- % by mass and % by weight are synonymous, and “parts by mass” and “parts by weight” are synonymous.
- a combination of two or more preferred embodiments is a more preferred embodiment.
- the "longitudinal direction” means the elongated direction of the polyester film at the time of manufacturing the polyester film, and is synonymous with the "transportation direction” and the “mechanical direction”.
- the "width direction” means a direction orthogonal to the longitudinal direction.
- the term “orthogonal” is not limited to strict orthogonality, but includes substantially orthogonality. “Approximately orthogonal” means intersecting at 90 ° ⁇ 5 °, preferably at 90 ° ⁇ 3 °, and more preferably at 90 ° ⁇ 1 °.
- the method for producing a polyester film according to the present invention includes a cooling step of bringing a uniaxially stretched polyester film into contact with a cooling roll to cool it.
- the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the cooling roll used in this cooling step is 0.05 ⁇ m or less.
- the method for producing a polyester film according to an example of the embodiment of the present invention is a step of producing an unstretched polyester film from raw material polyester by an extrusion molding method (hereinafter, also referred to as “manufacturing method of the present embodiment”).
- the uniaxially stretched polyester film obtained by the "extrusion molding step”), the step of stretching the unstretched polyester film in the transport direction (hereinafter, also referred to as “longitudinal stretching step”), and the longitudinal stretching step is cooled. (Hereinafter, also referred to as “cooling step”), and a step of stretching the uniaxially stretched polyester film cooled by the cooling step in the width direction (hereinafter, also referred to as “transverse stretching step”).
- Polyester raw material As a raw material for the unstretched polyester film in the production method of the present embodiment will be described.
- Polyester is a polymer having an ester bond in the main chain. Polyester is often formed by polycondensing a dicarboxylic acid compound and a diol compound, which will be described later.
- the polyester is not limited, and known polyester can be used.
- Examples of the polyester include polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene-2,6-naphthalate (PEN), and PET is preferable.
- the intrinsic viscosity of polyester is preferably 0.50 dl / g or more and less than 0.80 dl / g. More preferably, it is 0.55 dl / g or more and less than 0.70 dl / g.
- the polyester film may contain one kind of polyester alone or may contain two or more kinds of polyesters.
- the polyester content is preferably 85% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, further preferably 95% by mass or more, and particularly preferably 98% by mass or more, based on the total mass of the polymer in the polyester film.
- the upper limit of the polyester content is not limited and can be appropriately set within a range of 100% by mass or less with respect to the total mass of the polymer in the polyester film.
- the polyester content is preferably 85% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, further preferably 95% by mass or more, and particularly preferably 98% by mass or more, based on the total mass of the polyester film.
- the upper limit of the polyester content is not limited and can be appropriately set within a range of 100% by mass or less with respect to the total mass of the polyester film.
- the content of polyethylene terephthalate is preferably 90 to 100% by mass, more preferably 95 to 100% by mass, and 98 to 100% by mass with respect to the total mass of polyester in the polyester film. % Is more preferable, and 100% by mass is particularly preferable.
- polyester manufacturing method The method for producing polyester is not limited, and a known method can be used.
- polyester can be produced by polycondensing at least one dicarboxylic acid compound and at least one diol compound in the presence of a catalyst.
- the catalyst used in the production of the polyester is not particularly limited, and a known catalyst that can be used in the synthesis of the polyester can be used.
- the catalyst include alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds, zinc compounds, lead compounds, manganese compounds, cobalt compounds, aluminum compounds, antimony compounds, titanium compounds, germanium compounds and phosphorus compounds. Of these, titanium compounds are preferable from the viewpoint of catalytic activity and cost.
- the titanium compound an organic chelated titanium complex is preferable.
- the organic chelated titanium complex is a titanium compound having an organic acid as a ligand.
- the organic acid include citric acid, lactic acid, trimellitic acid, and malic acid.
- the titanium compound the titanium compounds described in paragraphs 0049 to 0053 of Japanese Patent No. 5575671 can also be used, and the contents of the above publication are incorporated in the present specification.
- dicarboxylic acid compound examples include an aliphatic dicarboxylic acid compound, an alicyclic dicarboxylic acid compound, and an aromatic dicarboxylic acid compound, and an aromatic dicarboxylic acid is preferable.
- Examples of the aliphatic dicarboxylic acid compound include malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecandioic acid, dimer acid, eikosandionic acid, pimelic acid, azelaic acid, and methylmalonic acid. And ethylmalonic acid.
- Examples of the alicyclic dicarboxylic acid compound include adamantandicarboxylic acid, norbornenedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, and decalindicarboxylic acid.
- aromatic dicarboxylic acid compound examples include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and 1,8-naphthalenedicarboxylic acid.
- 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, 4,4'-diphenyletherdicarboxylic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, phenylindandicarboxylic acid, anthracendicarboxylic acid, phenanthrangecarboxylic acid, and 9,9'-bis (4-carboxy) Dicarboxylic acid) fluorenic acid can be mentioned.
- terephthalic acid or 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is preferable, and terephthalic acid is more preferable.
- terephthalic acid may be used alone, or may be copolymerized with another aromatic dicarboxylic acid such as isophthalic acid or an aliphatic dicarboxylic acid.
- diol compound examples include an aliphatic diol compound, an alicyclic diol compound, and an aromatic diol compound, and an aliphatic diol compound is preferable.
- Examples of the aliphatic diol compound include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, and neo. Pentyl glycol is mentioned, and ethylene glycol is preferable.
- Examples of the alicyclic diol compound include cyclohexanedimethanol, spiroglycol, and isosorbide.
- Examples of the aromatic diol compound include bisphenol A, 1,3-benzenedimethanol, 1,4-benzenedimethanol, and 9,9'-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene. Only one type of diol compound may be used, or two or more types may be used in combination.
- an end sealant may be used if necessary.
- a structure derived from the end sealant is introduced into the end of the polyester.
- the end encapsulant is not limited, and a known end encapsulant can be used.
- the terminal encapsulant include an oxazoline compound, a carbodiimide compound, and an epoxy compound.
- the contents described in paragraphs 0055 to 0064 of JP2014-189002A can also be referred to, and the contents of the above publication are incorporated in the present specification.
- the reaction temperature is not limited and may be appropriately set according to the raw material.
- the reaction temperature is preferably 260 to 300 ° C, more preferably 275 to 285 ° C.
- the pressure is not limited and may be set appropriately according to the raw material.
- the pressure is preferably 1.33 ⁇ 10 -3 to 1.33 ⁇ 10 -5 MPa, more preferably 6.67 ⁇ 10 -4 to 6.67 ⁇ 10 -5 MPa.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a manufacturing apparatus used in the manufacturing method of the present embodiment.
- the polyester film manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 1 includes a longitudinally stretched portion 10 for stretching an unstretched polyester film produced by an extrusion molding method in the transport direction, and a uniaxially stretched polyester film stretched in the transport direction by the longitudinally stretched portion 10. 20 ..
- a longitudinally stretched portion 10 for stretching an unstretched polyester film produced by an extrusion molding method in the transport direction
- a detailed description of the configuration, functions, and the like of each of the above parts will be described together with a description of each manufacturing process included in the manufacturing method of the present embodiment described below.
- the notation "film F" and the mere “polyester film” are used as an unstretched polyester film, a uniaxially stretched polyester film, and a biaxially stretched polyester film. It shall include all of.
- an unstretched polyester film is formed from the raw material polyester by an extrusion molding method.
- the extrusion molding method is a method of molding a raw material resin into a desired shape by, for example, extruding the raw material resin using an extruder.
- the unstretched polyester film is obtained by, for example, using an extruder equipped with one or more screws, heating the polyester described above to a temperature equal to or higher than the melting point, and rotating the screw to melt and knead the polyester. It is formed. Polyester is melted in an extruder by heating and kneading with a screw to form a melt.
- the melt is extruded from the extrusion die through a gear pump, a filter, etc.
- the extrusion die is also simply referred to as a "die” (see JIS B8650: 2006, (a) Extruder, No. 134).
- the melt may be extruded in a single layer or in multiple layers.
- melt extrusion it is preferable to replace the inside of the extruder with nitrogen from the viewpoint of suppressing thermal decomposition (for example, hydrolysis of polyester) in the extruder.
- the extruder is preferably a twin-screw extruder because the kneading temperature can be kept low.
- the melt extruded from the extrusion die is cooled to form a film.
- the melt can be formed into a film by bringing the melt into contact with a casting roll and cooling and solidifying the melt on the casting roll.
- air preferably cold air
- the temperature of the casting roll is preferably more than (Tg-10) ° C. and (Tg + 30) ° C. or lower, more preferably (Tg-7) to (Tg + 20) ° C., and even more preferably (Tg-5) to (Tg + 10) ° C.
- Tg means the glass transition temperature of the polyester constituting the polyester film produced by the production method of the present embodiment.
- the temperature of the polyester film and each member in the manufacturing method can be measured by using a non-contact thermometer (for example, a radiation thermometer).
- the method for improving the adhesion include an electrostatic application method, an air knife method, an air chamber method, a vacuum nozzle method, and a touch roll method.
- the molded product (unstretched polyester film) cooled using a casting roll or the like is stripped from the cooling member such as the casting roll by using a stripping member such as a stripping roll.
- the longitudinal stretching step is a step of stretching an unstretched polyester film in the transport direction (hereinafter, also referred to as “longitudinal stretching”). More specifically, it is a step of stretching an unstretched polyester film in the transport direction to form a uniaxially stretched polyester film by using an apparatus including two or more stretching rolls having different transport speeds.
- the longitudinally stretched portion 10 is an example of an apparatus including two or more stretching rolls having different transport speeds, and includes a pair of preheating rolls 12, a pair of stretching rolls 14, and a heater 16.
- a pair of preheating rolls 12, a pair of stretching rolls 14, and a heater 16 are arranged in this order from the upstream side in the transport direction.
- the preheating roll 12 has a function of transporting the film F in the longitudinal direction and preheating the film F before longitudinal stretching.
- the unstretched polyester film is preheated by the preheating roll 12 before the longitudinal stretching.
- the polyester film can be easily stretched vertically.
- the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 1 includes only a pair of preheating rolls 12, the number of preheating rolls arranged on the upstream side of the stretching roll 14 for longitudinal stretching is not particularly limited. The number may be provided according to the transport speed of the film F and / or the thickness of the film.
- the preheating temperature of the unstretched polyester film is preferably (Tg-30) to (Tg + 40) ° C, more preferably (Tg-20) to (Tg + 30) ° C. Specifically, the preheating temperature is preferably 60 to 100 ° C, more preferably 65 to 80 ° C.
- the transport speed of the film F by the preheating roll 12 is not particularly limited, but is preferably the same as the transport speed of the film F by the stretch roll 14.
- the stretching roll 14 has a function of transporting the film F in the longitudinal direction.
- the transport speed of the film F by the stretching roll 14 is set to be slower than the transport speed of the film F by the cooling roll 22, which will be described later.
- the unstretched polyester film is longitudinally stretched by transporting the film F between the stretching roll 14 and the cooling roll 22, which has a faster conveying speed than the stretching roll, while applying tension to the film F. ..
- the transport speed (peripheral speed) of the film F by the stretching roll 14 is not particularly limited as long as it is slower than the cooling roll 22, but is preferably 5 to 60 m / min, more preferably 10 to 50 m / min, and 15 to 45 m / min. More preferred.
- the transport speed (peripheral speed) of the film F by the cooling roll 22 is not particularly limited as long as it is faster than the stretching roll 14, but is preferably 40 to 160 m / min, more preferably 50 to 150 m / min, and more preferably 60 to 140 m / min. Minutes are even more preferred.
- the stretching ratio in the longitudinal stretching step may be appropriately set depending on the intended use, but is preferably 2.0 to 5.0 times, more preferably 2.5 to 4.0 times, and further preferably 2.8 to 4.0 times. preferable.
- the stretching speed in the longitudinal stretching step is preferably 800 to 1500% / sec, more preferably 1000 to 1400% / sec, and even more preferably 1200 to 1400% / sec.
- the "stretching speed" is a value obtained by dividing the length ⁇ d in the transport direction of the polyester film stretched in 1 second in the longitudinal stretching step by the length d0 in the transport direction of the polyester film before stretching as a percentage. It is a value represented by.
- the stretch roll 14 has a function of preheating the film F.
- the preferable range of the preheating temperature of the film F by the stretching roll 14 is the same as the preferable range of the preheating temperature of the preheating roll described above.
- the preheating roll 12 and the stretching roll 14 are not particularly limited, and known rolls used for stretching plastic films can be used, but the material constituting the surface layer including the surface of each roll is metal, ceramic or fluororesin. It is preferably present, and more preferably ceramic. Chromium is preferable as the metal. As the ceramic, chromium oxide or alumina oxide is preferable, and chromium oxide is more preferable. As the fluororesin, polytetrafluoroethylene is preferable.
- the heater 16 has a function of heating the film F (unstretched polyester film) vertically stretched by the stretching roll 14 and the cooling roll 22.
- the heating temperature in the longitudinal stretching step by the heater 16 is preferably (Tg-20) to (Tg + 50) ° C., more preferably (Tg-10) to (Tg + 40) ° C., and even more preferably (Tg) to (Tg + 30) ° C.
- the heating temperature in the longitudinal stretching step is preferably 70 to 120 ° C., more preferably 80 to 110 ° C., and even more preferably 85 to 100 ° C.
- the method for heating the film F in the longitudinal stretching step is not limited to the method using the heater 16, and the method for heating the film F with a heated roll other than the above-mentioned stretching roll 14 or the stretching roll 14 and the film F Examples include a method of applying warm air. Examples of the method of heating each roll include a method of providing a heater inside the roll and a method of providing a pipe inside the roll and allowing the heated fluid to flow through the pipe.
- the uniaxially stretched polyester film used in the manufacturing method according to the present invention is not limited to the polyester film manufactured by the above-mentioned longitudinal stretching step.
- the unstretched polyester film is longitudinally stretched by utilizing the difference between the transport speed of the pair of stretching rolls 14 and the transport speed of the cooling roll 22, but instead of the cooling roll 22
- the unstretched polyester film is longitudinally stretched using one or more high-speed stretching rolls arranged between the stretching roll 14 and the cooling roll 22 and transporting the film F at a transport speed faster than that of the stretching roll 14.
- Axial stretched polyester film may be produced.
- the apparatus used in the longitudinal stretching step may be provided with two or more preheats for preheating the unstretched polyester film before the longitudinal stretching, and may be provided with two or more low-speed stretching rolls used for the longitudinal stretching. May be good.
- the preheating roll 12 and the stretching roll 14 included in the longitudinal stretching portion 10 each have a configuration in which the film F is sandwiched between two opposing rolls (a pair of rolls) and conveyed, but in the longitudinal stretching step.
- the preheating roll and / or stretching roll used may not have opposing rolls and may consist of only one roll in contact with one surface of the polyester film.
- the cooling step included in the manufacturing method of the present embodiment is a step of cooling the uniaxially stretched polyester film obtained by the longitudinal stretching step. More specifically, the uniaxially stretched polyester film is cooled by contacting it with the cooling roll 22 included in the cooling unit 20.
- the cooling unit 20 that performs the cooling step in the present embodiment includes a cooling roll 22, an opposing roll 24 that is arranged so as to face the cooling roll 22, and three or more second cooling rolls 26.
- the second cooling roll 26 other than the second cooling roll 26 arranged on the most upstream side and the second cooling roll 26 arranged on the most downstream side is omitted.
- the cooling roll 22 has a function of cooling the film F, and as described above, the cooling roll 22 and the opposing roll 24 rotate while sandwiching the film F, and the film F is conveyed at a predetermined conveying speed, so that the film F is not stretched. It has a function of vertically stretching a polyester film.
- the surface of the cooling roll 22 included in the cooling unit 20 has an arithmetic mean roughness Ra of 0.05 ⁇ m or less.
- the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the cooling roll 22 is preferably 0.04 ⁇ m or less, more preferably 0.03 ⁇ m or less, still more preferably 0.02 ⁇ m or less, in that the effect of the present invention is more excellent.
- the lower limit of the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the cooling roll 22 is not particularly limited, but 0.001 ⁇ m or more is preferable, and 0.008 ⁇ m or more is more preferable in that the occurrence of turbulent defects (described later) in the polyester film can be further suppressed. , 0.01 ⁇ m or more is more preferable.
- the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the cooling roll if the cooling roll is a commercial product and a catalog value exists, the catalog value is adopted. If the catalog value does not exist, a test piece having the same structure as the cooling roll used is prepared, and the surface of the obtained test piece is subjected to a magnification of 3000 times using a laser microscope (manufactured by KEYENCE CORPORATION; VK-9510). The measured value obtained is taken as the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the cooling roll.
- the maximum peak height Rp of the surface of the cooling roll 22 is preferably 0.4 ⁇ m or less, more preferably 0.3 ⁇ m or less, and 0.2 ⁇ m or less, because it is excellent in suppressing linear defects. It is more preferable to have.
- the lower limit of the maximum mountain height Rp on the surface of the cooling roll 22 is not particularly limited, but is preferably 0.01 ⁇ m or more.
- the cooling roll 22 is excellent in suppressing linear defects, and the protrusion density on the surface thereof is preferably 10,000 pieces / mm 2 or less, more preferably 8,000 pieces / mm 2 or less, and 6000. It is more preferably 2 pieces / mm or less.
- the lower limit of the protrusion density on the surface of the cooling roll 22 is not particularly limited, but 1000 pieces / mm 2 or more is preferable.
- a test piece having the same structure as the cooling roll used was prepared, and the surface of the obtained test piece was subjected to the following conditions using the following fine shape measuring device. After that, particle analysis (multiple levels) is performed with the built-in analysis software. The measuring machine and measuring conditions are shown below. In the above measurement, the slice levels are set at equal intervals of 10 nm, the average diameter and density of each slice level are measured 5 times while changing the measurement position, and these average values are calculated to obtain the maximum mountain height Rp. And each measured value of protrusion density. The test piece is fixed to the sample table so that the X direction of the visual field measurement is the width direction of the polyester film.
- ⁇ Measuring device surf-corder ET-4000A manufactured by Kosaka Laboratory ⁇ Analysis software: i-Face model TDA31 Ver2.2.0.4 JSIS ⁇ Radius of stylus tip: 0.5 ⁇ m -Measurement field of view: X direction: 380 ⁇ m, pitch: 1 ⁇ m Y direction: 280 ⁇ m, pitch: 5 ⁇ m ⁇ Needle pressure: 50 ⁇ N ⁇ Measurement speed: 0.1 mm / s ⁇ Cutoff value: Low range-0.8mm, High range-None ⁇ Leveling: Whole area ⁇ Filter: Gaussian filter (2D) ⁇ Magnification: 100,000 times ⁇ Particle analysis (multiple levels) conditions ⁇ Output content setting: Mountain particles ⁇ Hysteresis width: 5 nm ⁇ Slice level equal spacing: 10 nm
- the surface temperature of the cooling roll is preferably 40 ° C. or lower, more preferably 35 ° C. or lower, still more preferably 30 ° C. or lower, in that it is superior in cooling performance of the uniaxially stretched polyester film.
- the lower limit of the surface temperature of the cooling roll is not particularly limited, but is preferably 15 ° C. or higher.
- the contact angle of the surface of the cooling roll with water is preferably 10 ° or more, more preferably 20 ° or more, still more preferably 50 ° or more, in that the occurrence of turbulent defects (described later) of the polyester film can be further suppressed.
- the upper limit of the contact angle of the surface of the cooling roll with water is not particularly limited, but is preferably 120 ° or less.
- the contact angle of the surface of the cooling roll with water if the cooling roll is a commercial product and a catalog value exists, the catalog value is adopted. If the catalog value does not exist, prepare a test piece having the same structure as the cooling roll used, and use a contact angle meter (DMo-901, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) to obtain water on the surface of the test piece. The static contact angle (°) with respect to water is measured by the sessile drop method, and the obtained measured value is taken as the contact angle of the surface of the cooling roll with water.
- DMo-901 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.
- the material constituting the cooling roll is not particularly limited, but a cooling roll whose cooling efficiency and surface arithmetic average roughness Ra, maximum peak height Rp, protrusion density and / or contact angle are included in the above ranges can be easily used.
- the material constituting the surface layer including at least the surface of the cooling roll is metal, ceramic or fluororesin.
- the metal and ceramic include tungsten carbide, hard chromium and alumina oxide, preferably tungsten carbide or hard chromium, and more preferably tungsten carbide.
- the fluororesin polytetrafluoroethylene is preferable.
- a cooling roll having a surface layer made of the above material can be produced, for example, by forming a surface layer made of the above material on the outer peripheral surface of a known metal roll by a known method such as a plating method or a thermal spraying method.
- the opposing roll is a member that is arranged so as to face the cooling roll, rotates in accordance with the rotation of the cooling roll, and applies pressure to the cooling roll.
- the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the opposing roll 24 is preferably 1.8 ⁇ m or less, more preferably 1.5 ⁇ m or less, and 1.2 ⁇ m or less in that the occurrence of transfer defects (described later) in the polyester film can be further suppressed. More preferred.
- the lower limit of the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the opposing roll 24 is not particularly limited, but is preferably 0.1 ⁇ m or more.
- the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the opposing roll 24 is measured by the following method.
- the replica material is injected onto the surface of the opposing roll 24 to imitate the surface shape.
- a laser microscope manufactured by KEYENCE CORPORATION; VK-9510
- the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the opposing roll 24 can be obtained.
- the material constituting the opposed roll is not particularly limited, but an elastic body is preferable.
- the elastic body include rubber and thermoplastic elastomer.
- the hardness of the opposing roll is preferably 50 to 90 degrees, more preferably 60 to 80 degrees, in that the transfer is more excellent.
- the hardness of the opposing roll is a rubber hardness measured using a hardness tester such as a type A durometer in accordance with the method described in JIS K6253-3.
- the condition of the cooling step is the cooling rate of the polyester film by the cooling roll, that is, the time at which the polyester film and the cooling roll come into contact with each other, that is, the temperature of the polyester film lowered from the time when the polyester film comes into contact with the cooling roll until it is separated from the cooling roll.
- the divided value is preferably 50 ° C./sec or higher, more preferably 120 ° C./sec or higher, further preferably 150 ° C./sec or higher, and particularly preferably 180 ° C./sec or higher. preferable.
- the upper limit of the above cooling rate is not particularly limited, but is preferably 300 ° C./sec or less.
- the cooling rate of the polyester film by the cooling roll can be adjusted by the surface temperature of the cooling roll and the transport speed of the film by the cooling roll and the opposing roll.
- the cooling rate of the polyester film by the cooling roll is the temperature of the polyester film at the position where it contacts the cooling roll (film temperature at the time of contact) and the temperature of the polyester film at a position away from the cooling roll, as measured by using a non-contact thermometer. It is obtained from the measured value of (film temperature at separation), the length of the contact surface between the polyester film and the cooling roll in the transport direction, and the transport speed of the polyester film by the cooling roll and the opposing roll.
- the temperature of the polyester film in contact with the cooling roll is preferably 90 ° C. or higher, more preferably 95 ° C. or higher, in that 80 ° C. is more excellent.
- the upper limit is not particularly limited, but 120 ° C. or lower is preferable.
- the temperature of the polyester film away from the cooling roll is preferably 80 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or lower, in that the occurrence of turbulent defects in the polyester film can be further suppressed.
- the lower limit is not particularly limited, but is preferably 15 ° C. or higher.
- the temperature of the polyester film lowered from the contact with the cooling roll to the separation from the cooling roll is preferably 10 ° C.
- the temperature and temperature change of the polyester film in the cooling step can be measured by the above method using a non-contact thermometer.
- the pressure applied to the polyester film by the cooling roll and the opposing roll is not particularly limited, but the surface average value of the pressure is 0 in that the occurrence of linear defects in the obtained polyester film can be further suppressed. It is preferably 8.8 MPa or more, more preferably 1.1 MPa or more, and even more preferably 1.3 MPa or more. Further, the upper limit of the surface average value of the pressure is preferably 2.5 MPa or less, more preferably 2.0 MPa or less, in that the occurrence of transfer defects and transport wrinkles (described later) in the obtained polyester film can be further suppressed. It is more preferably 0.7 MPa or less.
- a pressure measuring film (“Prescale (registered trademark)” manufactured by FUJIFILM Corporation; for ultra-low pressure (LLW)) is used. Is measured. More specifically, the pressure measuring film is sandwiched between the cooling roll and the opposing roll and pressed under the same conditions as in the cooling step without rotating the cooling roll and the opposing roll. As a result, the region colored red in the pressure measuring film is regarded as the region (pressing region) to which the pressure is applied by the cooling roll and the opposing roll.
- the difference between the maximum value and the minimum value in the width direction of the pressure in the pressing region of the polyester film is preferably 0.6 MPa or less, preferably 0.4 MPa. The following is more preferable, and 0.2 MPa or less is further preferable.
- the lower limit is not particularly limited, but 0.01 MPa or more is preferable.
- the difference between the maximum value and the minimum value in the width direction of the pressure in the pressing region is the same as the method for measuring the surface average value of the pressure described above, and the pressure in the pressing region is based on the color development region appearing on the pressure measuring film.
- the value is obtained by comparing the average value of the obtained pressure values in the transport direction along the width direction and taking the difference between the maximum value and the minimum value in the width direction.
- the size of the pressing region of the polyester film by the cooling roll and the opposing roll is not particularly limited, but the length of the pressing region in the transport direction (hereinafter, also referred to as “nip width”) is 12 mm in that it is superior in suppressing linear defects.
- the above is preferable, 15 mm or more is more preferable, and 18 mm or more is further preferable.
- the upper limit is not particularly limited, but is preferably 30 mm or less.
- the nip width of the pressing region is obtained by carrying out the same method as the above-mentioned method for measuring the surface average value of pressure and measuring the length of the coloring region appearing on the pressure measuring film in the transport direction. Further, the nip width of the pressing region can be adjusted by the load applied between the cooling roll and the opposing roll, the hardness of the material constituting the opposing roll, and the outer diameters of the cooling roll and the opposing roll.
- the film F is conveyed while applying pressure to the film F by the cooling roll 22 and the opposing roll 24, but the device used in the cooling step has an arithmetic mean roughness Ra of 0 on the surface. It is not particularly limited as long as it has a cooling roll of .05 ⁇ m or less.
- the polyester film may be cooled and conveyed only by the cooling roll that is in contact with one side of the polyester film without providing the facing roll that is arranged so as to face the cooling roll.
- the apparatus used in the cooling step may include two or more of the above cooling rolls.
- the film F cooled by the cooling roll 22 is subjected to a secondary cooling process of further cooling by the second cooling roll 26.
- the second cooling roll 26 has a function of cooling while conveying the film F.
- the surface temperature of the second cooling roll is not particularly limited as long as it is equal to or lower than the surface temperature of the cooling roll 22, but is preferably 15 to 50 ° C.
- the cooling unit 20 shown in FIG. 1 uses three or more second cooling rolls, the number of the second cooling rolls may be one or two. Further, the secondary cooling process may be performed using a device other than the cooling roll.
- the transverse stretching step is a step of stretching a uniaxially stretched polyester film in the width direction (hereinafter, also referred to as "transverse stretching"). More specifically, it is a step of stretching a uniaxially stretched polyester film in the width direction using a transverse stretching machine to form a biaxially stretched polyester film.
- the transversely stretched portion 30 is a device that stretches the film F in the width direction by applying tension in the width direction while heating the film F.
- a known transverse stretching machine such as a tenter is used.
- the tenter is divided by a windbreak curtain and has a large number of zones whose temperature can be individually adjusted by hot air or the like.
- Specific examples of the tenter having such a zone include a tenter having a preheating zone, a lateral stretching zone, a heat fixing zone, a heat relaxation zone, and a cooling zone in this order from the upstream side in the transport direction.
- the preheating temperature is preferably (Tg-10) to (Tg + 60) ° C, more preferably (Tg) to (Tg + 50) ° C. Specifically, the preheating temperature is preferably 80 to 120 ° C, more preferably 90 to 110 ° C.
- the draw ratio in the transverse stretching step is preferably larger than the draw ratio in the longitudinal stretching step.
- the stretching ratio in the transverse stretching step is preferably 3.0 to 6.0 times, more preferably 3.5 to 5.0 times, and even more preferably 3.5 to 4.5 times.
- the area magnification represented by the product of the stretching ratio in the longitudinal stretching step and the stretching ratio in the transverse stretching step is preferably 12.8 to 15.5 times, more preferably 13.5 to 15.2 times, and 14. It is more preferably 0 to 15.0 times.
- the area magnification is at least the above lower limit value, the molecular orientation in the film width direction becomes good. Further, when the area magnification is not more than the above upper limit value, it is easy to maintain a state in which the molecular orientation is difficult to be relaxed when subjected to the heat treatment.
- the heating temperature in the transverse stretching step is preferably (Tg-10) to (Tg + 80) ° C, more preferably (Tg) to (Tg + 70) ° C, and even more preferably (Tg) to (Tg + 60) ° C.
- the heating temperature in the transverse stretching step is preferably 100 to 140 ° C, more preferably 110 to 135 ° C, and even more preferably 115 to 130 ° C.
- the stretching speed in the transverse stretching step is preferably 8 to 45% / sec, more preferably 10 to 30% / sec, still more preferably 15 to 20% / sec.
- the production method of the present embodiment may include a step of heat-treating the polyester film stretched in the width direction by the transverse stretching step (hereinafter, also referred to as “heat treatment step”).
- the heat treatment step include a heat fixing step and a heat relaxation step.
- the heat treatment step preferably has at least one of a heat fixing step and a heat relaxation step, and more preferably has both a heat fixing step and a heat relaxation step.
- the heat treatment step including the heat fixing step and the heat relaxation step is carried out, for example, by using the tenter including the heat fixing zone and the heat relaxation zone exemplified as the transverse stretching portion 30 in the transverse stretching step.
- the heating temperature in the heat fixing step is preferably 190 to 240 ° C., more preferably 200 to 240 ° C., and even more preferably 210 to 230 ° C.
- the variation in the maximum film surface temperature in the film width direction is preferably 0.5 to 10.0 ° C, more preferably 0.5 to 7.0 ° C, and 0.5 to 5.0 ° C. More preferably, 0.5 to 4.0 ° C. is particularly preferable.
- Examples of the heating method include a method of applying hot air to the film and a method of radiant heating of the film.
- Examples of the device used in the method of radiant heating include an infrared heater.
- the heating time in the heat fixing step is preferably 5 to 50 seconds, more preferably 5 to 30 seconds, and even more preferably 5 to 10 seconds.
- Heat relaxation process In the heat relaxation step, heat is relaxed by heating the polyester film stretched in the width direction. Residual strain of the polyester film can be alleviated by heat relaxation.
- the heating temperature in the heat relaxation step is preferably 5 ° C. or higher lower than the heating temperature in the heat fixing step, more preferably 15 ° C. or higher, further preferably 25 ° C. or higher, and particularly preferably 30 ° C. or higher. ..
- the lower limit of the heating temperature in the heat relaxation step is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 110 ° C. or higher, and even more preferably 120 ° C. or higher.
- Examples of the heating method include a method of applying hot air to the film and a method of radiant heating of the film.
- Examples of the device used in the method of radiant heating include an infrared heater.
- the manufacturing method of the present embodiment includes a winding step of obtaining a roll-shaped biaxially stretched polyester film by winding the biaxially stretched polyester film subjected to the above-mentioned transverse stretching step by the winding unit 40.
- polyester film The polyester film produced by the production method of this embodiment will be described.
- the polyester film produced by the production method of the present embodiment is a biaxially oriented polyester film.
- the term "biaxial orientation” means a property having molecular orientation in the biaxial direction.
- the molecular orientation is measured using a microwave transmission type molecular orientation meter (for example, MOA-6004, manufactured by Oji Measuring Instruments Co., Ltd.).
- the angle formed in the biaxial direction is preferably 90 ° ⁇ 5 °, more preferably 90 ° ⁇ 3 °, and even more preferably 90 ° ⁇ 1 °.
- the polyester film produced by the production method of the present embodiment preferably has molecular orientation in the longitudinal direction and the width direction.
- Linear defect is a scratch formed on the surface of a polyester film that extends linearly along a transport direction, and has a length of 1 mm or more and a maximum depth of 500 nm or more. A certain wound. Linear defects can occur due to the polyester film shrinking in the width direction when the longitudinally stretched polyester film is cooled. When linear defects occur in the polyester film, for example, when the polyester film is used as a temporary support and a protective film for DFR, the required performance may not be satisfied, such as causing an exposure failure. According to the production method according to the present invention, the occurrence of linear defects in the obtained polyester film can be suppressed.
- the number of linear defects on the surface of the polyester film is measured by the following method. (1) In a dark room, visually observe the reflected light of tungsten light by the polyester film and the transmitted light passing through the polyester film while changing the viewpoint, and visually observe the positions of linear scratches existing on the surface of the polyester film. To identify. (2) The length and depth of the observed scratches were measured using a laser microscope (manufactured by KEYENCE CORPORATION; VK-9510) at a magnification of 300 to 3000 times, and the length was 1 mm based on the measurement results. A scratch having the above and the maximum depth of 500 nm or more is regarded as a linear defect. (3) The number (pieces / m 2 ) of the observed linear defects per 1 m 2 of the polyester film is measured.
- turbulent defect refers to a rough appearance of the surface that is visually recognized by visually observing the reflected light on the surface of the polyester film. Disturbance defects can occur when the polyester film attached to the roll is peeled off from the roll during the production of the polyester film.
- the number of turbulent defects in the polyester film is preferably 30 pieces / m 2 or less, more preferably 10 pieces / m 2 or less, and even more preferably 5 pieces / m 2 or less.
- the lower limit is not particularly limited, but 0.01 pieces / m 2 or more is preferable.
- the number of turbulent defects in the polyester film is measured by the following method.
- the polyester film In a dark room, the polyester film is placed on a flat surface, and the reflected light of the tungsten light by the polyester film is visually observed while changing the viewpoint.
- the region where the reflected light is not uniform and a rough appearance such as wrinkles or drags is observed on the surface of the polyester film is regarded as a disorder defect.
- the number of observed turbulent defects is counted, and the number of turbulent defects per 1 m 2 of the polyester film (pieces / m 2 ) is calculated.
- transfer defect means a pinhole formed in a coating layer provided on the surface of a polyester film.
- the coating layer is preferably a coating layer formed on the polyester film by the in-line coating method in the above production method. Transfer defects can occur, for example, when a polyester film having a coating layer is sandwiched between a pair of rolls and conveyed, and the pressure applied to the polyester film by the pair of rolls is too high, or on the surface of either roll. It can occur when the uneven shape is large.
- the number of transfer defects in the polyester film is preferably 10 pieces / m 2 or less, more preferably 3 pieces / m 2 or less, and even more preferably 1 piece / m 2 or less.
- the lower limit is not particularly limited, but 0.01 pieces / m 2 or more is preferable.
- the number of transfer defects in the polyester film is measured by the following method.
- the polyester film is formed according to the method described above, except that a coating liquid consisting of the following formulation A is applied onto the polyester film after longitudinal stretching using a slit-shaped nozzle to form a coating film.
- a laminated film composed of a coating layer having a thickness of 0.05 ⁇ m and a coating layer having a thickness of 0.05 ⁇ m is produced.
- Tungsten light is irradiated from the surface opposite to the surface on which the coating layer of the manufactured laminated film is formed, and the coating layer side of the laminated film is visually observed.
- the number of transfer defects in the coating layer that is visually recognized as pinholes through which light escapes is counted, and the number of transfer defects per 1 m 2 of the polyester film (pieces / m 2 ) is calculated.
- Coating liquid for forming a coating layer- -Polyacrylic (AS-563A, manufactured by Daicel FineChem Co., Ltd., solid content 27.5% by mass): 167 parts by mass-Nonion-based surfactant (Naroacty (registered trademark) CL95, manufactured by Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd., solid content 100% by mass): 0.7 parts by mass, anionic surfactant (Lapisol (registered trademark) A-90, manufactured by Nippon Oil Co., Ltd., solid content 1% by mass, diluted with water): 55.7 parts by mass, carnauba wax dispersion Product (Cerozole (registered trademark) 524, manufactured by Chukyo Oil & Fat Co., Ltd., solid content 30% by mass): 7 parts by mass ⁇ Carbodiimide compound (Carbodilite (registered trademark) V-02-L2, manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd., solid content 10%
- the haze of the polyester film is preferably 3% or less, more preferably 1% or less, further preferably 0.5% or less, and particularly preferably 0.4% or less.
- By setting the haze to the above upper limit or less it is possible to reduce the scattering of ultraviolet rays by the polyester film, which is the support of the resist layer when the resist layer is laminated on the polyester film and then irradiated with ultraviolet rays for exposure, and after development. It is possible to improve the state of the wall surface of the resist pattern such as distortion and omission in the patterning of the resist, and to improve the permeability of the polyester film.
- Haze is measured using a haze meter (for example, NDH-2000, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) by a method according to JIS K 7105.
- a haze meter for example, NDH-2000, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.
- the b * value in the L * a * b * color system is preferably 0 to 1, more preferably 0 to 0.8, further preferably 0 to 0.6, and particularly preferably 0 to 0.4.
- the b * value in the L * a * b * color system is 0 to 1, the yellowness of the film can be reduced, so that the hue of the film can be made close to colorless.
- the polyester film can be preferably applied, for example, in applications where high visibility is required (for example, a display device).
- the b * value in the L * a * b * color system is measured by a transmission method using a spectrocolorimeter (for example, SE-2000, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.).
- a spectrocolorimeter for example, SE-2000, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.
- the thickness of the polyester film is preferably 10 to 100 ⁇ m, more preferably 10 to 50 ⁇ m, and even more preferably 12 to 40 ⁇ m from the viewpoint of processability (particularly, processability when laminating the film).
- the thickness of the polyester film is an arithmetic average value of five thicknesses measured by a scanning electron microscope (SEM).
- the dimensional change rate can be achieved by appropriately adjusting the conditions such as relaxation and heat treatment under the film forming conditions by a known method.
- the dimensional change rate at 150 ° C. is preferably less than 3% in the longitudinal direction and less than 2.5% in the width direction, more preferably 0.5% or more and less than 2% in the longitudinal direction, and more preferably 1% or more and less than 2% in the width direction.
- the dimensional change rate at 100 ° C. is preferably less than 1% in both the longitudinal direction and the width direction, and more preferably less than 0.8%.
- the coating thickness of the resist layer may be uneven.
- the polyester film preferably has a strength (F-5 value) of 0 MPa or more and less than 150 MPa when stretched by 5% in the longitudinal direction. If the F-5 value in the longitudinal direction is less than 70 MPa, the processing characteristics may deteriorate due to scratches due to insufficient strength. On the other hand, if the F-5 value in the longitudinal direction is 150 MPa or more, it may be difficult to achieve a compatibility with the F-5 value in the width direction.
- the F-5 value in the longitudinal direction is more preferably 80 MPa or more and less than 140 MPa, and further preferably 90 MPa or more and less than 130 MPa.
- the F-5 value in the width direction is 80 MPa or more and less than 160 MPa. If the F-5 value in the width direction is less than 80 MPa, the processing characteristics may deteriorate due to the occurrence of scratches due to insufficient strength, and if it is 160 MPa or more, it may be difficult to achieve both the F-5 value in the longitudinal direction.
- the F-5 value in the width direction is more preferably 90 MPa or more and less than 150 MPa, and further preferably 100 MPa or more and less than 140 MPa.
- the breaking strength in the longitudinal direction is preferably 200 MPa or more and less than 360 MPa, and more preferably 220 MPa or more and less than 340 MPa.
- the breaking strength in the width direction is preferably 260 MPa or more and less than 420 MPa, and more preferably 280 MPa or more and less than 400 MPa.
- the F-5 value and breaking strength of the polyester film can be achieved by appropriately adjusting the stretching temperature and stretching ratio in the vertical and horizontal directions.
- the polyester film may have a single-layer structure or a laminated structure.
- the polyester film has a laminated structure, it is preferable to have a base material containing polyester and a coating layer containing particles on at least one surface of the base material and having a plurality of protrusions on the surface. Since the polyester film has a coating layer, the winding quality can be improved.
- the coating layer is not particularly limited.
- the coating layer may or may not contain particles.
- the coating layer preferably contains particles and has a plurality of protrusions on the surface.
- the particles include organic particles and inorganic particles.
- the particles are preferably inorganic particles from the viewpoint of film winding quality, haze, and durability (for example, thermal stability).
- resin particles are preferable.
- the resin particles include acrylic resin particles, polyester resin particles, silicone resin particles, and styrene-acrylic resin particles.
- the resin particles preferably have a crosslinked structure.
- the inorganic particles include silica particles (silicon dioxide particles), titania particles (titanium oxide particles), calcium carbonate, barium sulfate, and alumina particles (aluminum oxide particles).
- the inorganic particles are preferably silica particles from the viewpoint of haze and durability.
- the average particle size of the particles is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 0.4 ⁇ m, more preferably 0.04 to 0.2 ⁇ m, from the viewpoint of improving winding quality and suppressing transfer defects.
- the average particle size of the particles is obtained by arithmetically averaging the particle sizes of 50 particles arbitrarily selected from the scanning electron microscope (SEM) image.
- the coating layer may contain one type of particles alone, or may contain two or more types of particles.
- the particle content is preferably 0.01 to 15% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, based on the total mass of the coating layer, from the viewpoint of improving the winding quality of the film and suppressing transfer defects. It is preferable, and 0.5 to 6% by mass is more preferable.
- the content of particles is preferably 0.0001 to 0.01% by mass, more preferably 0.0005 to 0.005% by mass, based on the total mass of the polyester film.
- the coating layer preferably contains a binder.
- a resin binder is preferable.
- the resin binder include polyacrylics, polyurethanes, polyesters and polyolefins.
- the polyacrylic is not limited as long as it is a polymer having a structural unit derived from at least one compound selected from the group consisting of an acrylic acid ester and a methacrylic acid ester, and known polyacrylics can be used.
- the polyacrylic may have a structural unit derived from a compound other than the acrylic acid ester and the methacrylic acid ester (for example, an olefin compound and a styrene compound).
- the polyurethane is not limited as long as it is a polymer having a urethane bond, and known polyurethane can be used. Polyurethane is often produced by reacting an isocyanate compound with a polyol compound.
- polyester As the polyester, the polyester described in the above item "Polyester” can be applied, and the preferred type is also the same.
- the polyolefin is not limited, and known polyolefins can be used. Examples of the polyolefin include polyethylene and polypropylene.
- the coating layer may contain one kind of binder alone, or may contain two or more kinds of binders.
- the content of the binder is preferably 30 to 80% by mass, more preferably 40 to 70% by mass, and 45 to 40% by mass, based on the total mass of the coating layer, from the viewpoint of the durability of the coating layer and / or the dispersibility of the particles. 65% by mass is more preferable.
- the plurality of protrusions in the coating layer are the same as those described in the above item "Protrusion density", including the preferred embodiment.
- the thickness of the coating layer is preferably 0.01 to 0.3 ⁇ m, more preferably 0.02 to 0.1 ⁇ m, and even more preferably 0.02 to 0.06 ⁇ m from the viewpoint of manufacturing suitability of the coating layer.
- the thickness of the coating layer is an arithmetic average value of five thicknesses measured by a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM).
- Examples of the method for forming the coating layer include a method using a coating liquid for forming a coating layer.
- a coating layer can be formed by applying a coating liquid for forming a coating layer on a polyester film base material and drying it if necessary. Further, the coating layer may be formed at the same time as the formation of the unstretched polyester film in the extrusion formation step by the coextrusion method.
- the coating liquid for forming a coating layer can be prepared by mixing each of the above components and a solvent.
- the solvent include water, hexane, acetone, ethanol, tetrahydrofuran, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether. Of these, water is preferable from the viewpoint of environment, safety and economy.
- the coating liquid for forming a coating layer may contain one type of solvent alone, or may contain two or more types of solvents.
- the content of the solvent is preferably 80 to 99% by mass, more preferably 90 to 98% by mass, based on the total mass of the coating liquid for forming the coating layer.
- the coating method of the coating liquid for forming the coating layer is not limited, and a known method can be used.
- the coating method include a spray coating method, a slit coating method, a roll coating method, a blade coating method, a spin coating method, a bar coating method and a dip coating method.
- the base material to which the coating liquid for forming the coating layer is applied may be an unstretched polyester film or a uniaxially stretched polyester film. It may be a biaxially stretched polyester film.
- a method for forming the coating layer a method of applying a coating liquid for forming a coating layer on a uniaxially stretched polyester film is preferable from the viewpoint of adhesion between the base material and the coating layer.
- a coating layer is formed by applying a coating liquid for forming a coating layer on the surface of a uniaxially stretched polyester film, and then the uniaxially stretched polyester film and the coating layer are simultaneously stretched to form a base material and a coating layer. Adhesion can be improved.
- the specific method of stretching is as described above.
- polyester film produced by the production method according to the present invention is not particularly limited, and for example, a support and protective film for a dry film photoresist, a release film in a laminated ceramic capacitor (MLCC) production process, and a transparent conductive film.
- a support and protective film for a dry film photoresist a release film in a laminated ceramic capacitor (MLCC) production process
- MLCC laminated ceramic capacitor
- transparent conductive film examples include films for sex substrates.
- Example 1 ⁇ Extrusion molding process> Pellets of polyethylene terephthalate were produced using a titanium compound (citrate chelated titanium complex, VERTEC AC-420, manufactured by Johnson Matthey) described in Japanese Patent No. 5575671 as a polymerization catalyst. The obtained pellets were dried to a water content of 50 ppm or less, put into a hopper of a uniaxial kneading extruder having a diameter of 30 mm, and then melted and extruded at 280 ° C. An unstretched film was obtained by passing the melt (melt) through a filter (pore diameter 3 ⁇ m) and then extruding it from a die into a cooling drum at 25 ° C. The extruded melt was brought into close contact with the cooling drum by the electrostatic application method.
- a titanium compound cementitrate chelated titanium complex, VERTEC AC-420, manufactured by Johnson Matthey
- the unstretched film was subjected to a longitudinal stretching step by the following method.
- An unstretched film preheated by a preheating roll is passed between a pair of stretched rolls (made of ceramic), and then a cooling roll C1 (product) having a surface layer composed of tungsten carbide on the outer peripheral surface of the metal roll.
- a cooling roll C1 product having a surface layer composed of tungsten carbide on the outer peripheral surface of the metal roll.
- the longitudinal stretching step was carried out under the conditions that the preheating temperature was 75 ° C., the stretching temperature was 90 ° C., the stretching ratio was 3.4 times, and the stretching speed was 1300% / sec.
- the transport speed of the unstretched film when passing through the pair of stretched rolls is 30 m / min, and the transport speed of the uniaxially stretched film when passing between the cooling roll C1 and the opposing roll N1 is 100 m / min. It was a minute.
- the above-mentioned uniaxially stretched film was cooled by contacting it with the cooling roll C1. Further, pressure was applied to the uniaxially stretched film by passing the uniaxially stretched film between the cooling roll C1 and the opposing roll N1.
- the arithmetic mean roughness Ra is 0.02 ⁇ m
- the maximum mountain height Rp is 0.187 ⁇ m
- the protrusion density is 3647 / mm 2
- the contact angle with water is 68.1 °.
- the temperature was 25 ° C.
- the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the opposing roll N1 was 1.1 ⁇ m.
- the average value in the width direction of the pressure applied to the uniaxially stretched film by the cooling roll C1 and the opposing roll N1 was 1.3 MPa, and the difference between the maximum value and the minimum value in the width direction of the pressure was 0.08 MPa. ..
- the length of the pressing region formed by pressing the cooling roll C1 and the opposing roll N1 in the transport direction (hereinafter, also referred to as “nip width of the pressing region”) was 20 mm.
- the temperature of the uniaxially stretched film at a position in contact with the cooling roll was 100 ° C., and the temperature of the uniaxially stretched film at a position away from the cooling roll was 50 ° C. From these temperatures, the cooling rate of the uniaxially stretched film by the cooling roll was calculated to be 200 ° C./sec.
- a method for measuring each of the above physical property values will be described.
- ⁇ Measuring device surf-corder ET-4000A manufactured by Kosaka Laboratory ⁇ Analysis software: i-Face model TDA31 Ver2.2.0.4 JSIS ⁇ Radius of stylus tip: 0.5 ⁇ m -Measurement field of view: X direction: 380 ⁇ m, pitch: 1 ⁇ m Y direction: 280 ⁇ m, pitch: 5 ⁇ m ⁇ Needle pressure: 50 ⁇ N ⁇ Measurement speed: 0.1 mm / s ⁇ Cutoff value: Low range-0.8mm, High range-None ⁇ Leveling: Whole area ⁇ Filter: Gaussian filter (2D) ⁇ Magnification: 100,000 times ⁇ Particle analysis (multiple levels) conditions ⁇ Output content setting: Mountain particles ⁇ Hysteresis width: 5 nm ⁇ Slice level equal spacing: 10 nm
- the cooling roll is a commercially available product and a catalog value exists, the catalog value is adopted. If the catalog value does not exist, prepare a test piece having the same structure as the cooling roll used, and use a contact angle meter (DMo-901, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) to obtain water on the surface of the test piece. The static contact angle (°) with respect to water was measured by the sessile drop method and used as the contact angle of the surface of the cooling roll with respect to water.
- DMo-901 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.
- a replica material was injected onto the surface of the opposing roll using a replica making kit (101THTHIXO, manufactured by Microset Products) to imitate the surface shape.
- the surface of the obtained replica was measured using a laser microscope (manufactured by KEYENCE CORPORATION; VK-9510) at a magnification of 3000 times to obtain an arithmetic mean roughness Ra of the surface of the opposing roll.
- the pressure applied to the uniaxially stretched film by the cooling roll and the opposed roll is measured by using a pressure measuring film (“Prescale (registered trademark)” manufactured by FUJIFILM Corporation; for ultra-low pressure (LLW)). It was measured. Specifically, the pressure measuring film was sandwiched between the cooling roll and the opposing roll and pressed under the same conditions as in the cooling step without rotating the cooling roll and the opposing roll. As a result, a red-colored region appeared on the pressure measurement film.
- the color-developing region in the pressure measuring film corresponds to the region (that is, the pressing region) to which pressure is applied by the cooling roll and the opposing roll.
- the pressure measuring film was taken out, and a pressure measuring device (manufactured by FUJIFILM Corporation; FPD-306) was used to convert the color density of the coloring region appearing on the pressure measuring film into the corresponding pressure value. From the obtained pressure value, the average value of the pressure in the pressing region in the width direction and the difference between the maximum value and the minimum value in the width direction were obtained. In addition, the length of the color-developing region appearing on the pressure measurement film in the transport direction was measured using a ruler. This measurement was performed every 100 mm in the width direction, and the average value of the obtained measured values was taken as the nip width of the pressing region formed by pressing the cooling roll C1 and the opposing roll N1.
- the time in which the uniaxially stretched film is in contact with the cooling roll was determined as the cooling time ta from the length of the contact surface in which the uniaxially stretched film is in contact with the cooling roll in the vertical direction and the rotation speed of the cooling roll.
- the temperature difference Ta (° C.) between the measured film temperature at contact and the film temperature at separation is divided by the cooling time ta (Ta / ta), and the cooling rate of the uniaxially stretched film by the cooling step (° C./sec). Asked.
- Example 2 In the cooling step, the same method as in Example 1 was obtained except that the pressure (average value in the width direction) applied to the uniaxially stretched film by the cooling roll C1 and the opposing roll N1 was adjusted to 1.0 MPa. The nip width of the pressing region in the cooling step of Example 2 was 17 mm.
- Example 3 In the cooling step, the opposing roll N2 (product name "90A80W", manufactured by Kinyo Co., Ltd.) was used instead of the opposing roll N1, and the pressure (in the width direction) applied to the uniaxially stretched film by the cooling roll C1 and the opposing roll N2.
- a biaxially oriented film was obtained by the same method as in Example 1 except that the average value) was adjusted to 2.1 MPa.
- the hardness of the opposing roll N2 was 80 degrees.
- the nip width of the pressing region in the cooling step of Example 3 was 17 mm.
- Example 4 A biaxially oriented film was obtained by the same method as in Example 1 except that the opposing roll N3 (product name “90A70W”, manufactured by Kinyo Co., Ltd.) was used instead of the opposing roll N1 in the cooling step.
- the difference between the maximum value and the minimum value in the width direction of the pressure applied to the uniaxially stretched film by the cooling roll C1 and the opposing roll N3 is 0.49 MPa, and the nip width of the pressing region. was 20 mm. It is considered that this pressure difference and nip width are caused by the distortion of the roll mounting portion.
- Example 5 A biaxially oriented film was obtained by the same method as in Example 1 except that the opposing roll N4 (product name “90A70W”, manufactured by Kinyo Co., Ltd.) was used instead of the opposing roll N1 in the cooling step. Since the opposing roll N4 had deteriorated over time, the arithmetic mean roughness Ra on its surface was 1.8 ⁇ m.
- the opposing roll N4 product name “90A70W”, manufactured by Kinyo Co., Ltd.
- Example 6 In the cooling step, the cooling roll C2 (manufactured by Nomura Plating Co., Ltd.) having a hard chrome plating treatment layer on the outer peripheral surface of the metal roll was used instead of the cooling roll C1. An axially oriented film was obtained.
- the surface of the plated layer of the cooling roll C2 has an arithmetic mean roughness Ra of 0.008 ⁇ m, a maximum mountain height Rp of 0.113 ⁇ m, a maximum protrusion density of 2284 pieces / mm 2 , and contact with water. It had a surface with an angle of 15.5 °.
- Example 7 A biaxially oriented film was obtained by the same method as in Example 1 except that the cooling rate was adjusted to 100 ° C./sec in the cooling step. The temperature of the uniaxially stretched film at a position separated from the cooling roll C1 at this time was 75 ° C.
- a cooling roll C3 (product name "LC-4", manufactured by Plasquare Engineering Co., Ltd.) having a surface layer composed of chromium oxide on the outer peripheral surface of the metal roll was used. Obtained a biaxially oriented film by the same method as in Example 1.
- the surface layer of the cooling roll C3 has an arithmetic mean roughness Ra of 0.08 ⁇ m, a maximum mountain height Rp of 0.323 ⁇ m, a maximum protrusion density of 4549 / mm 2 , and a contact angle with water. It had a surface that was 100.6 °.
- scratches having a length of 1 mm or more and a maximum depth of 500 nm or more are defined as linear defects, and the number of linear defects per 1 m 2 of the biaxially oriented film (pieces / m). 2 ) was measured. Further, a region having an area of 1 m 2 in the biaxially oriented film was arbitrarily selected, and the maximum depth (unit: nm) of the longest linear defect in the selected region was measured.
- Table 1 shows the cooling steps performed in each Example and Comparative Example and the results of each evaluation.
- the "surface material” column of the “cooling roll” indicates the material constituting the surface of the cooling roll
- “material A” is tungsten carbide
- “material B” is hard chromium (plating layer).
- “Material C” means ceramic (chromium oxide), respectively.
Landscapes
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Abstract
Description
本発明者らは、DFRの仮支持体及び保護膜として用いられるポリエステルフィルムについて検討した結果、上記の要求に応じたDFRを作製する際、ポリエステルフィルムの表面に存在するかすかな線状の傷(線状欠陥)が露光障害につながる場合があることを知見した。
また、本発明は、ポリエステルフィルムを提供することも課題とする。
1軸延伸されたポリエステルフィルムを冷却ロールに接触させて冷却する冷却工程を有し、上記冷却ロールの表面の算術平均粗さRaが、0.05μm以下である、ポリエステルフィルムの製造方法。
〔2〕
上記冷却ロールの表面の最大山高さRpが、0.3μm以下である、〔1〕に記載の製造方法。
〔3〕
上記冷却ロールの表面における突起密度が、10000個/mm2以下である、〔1〕又は〔2〕に記載の製造方法。
〔4〕
上記冷却工程における上記冷却ロールによる上記ポリエステルフィルムの冷却速度が、150℃/秒以上である、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の製造方法。
〔5〕
上記冷却工程において上記冷却ロールに接触する上記ポリエステルフィルムの温度が、90℃以上である、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の製造方法。
〔6〕
上記冷却工程において上記冷却ロールから離れる上記ポリエステルフィルムの温度が、50℃以下である、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の製造方法。
〔7〕
上記冷却工程において上記冷却ロールに接触してから上記冷却ロールから離れるまでに低下した上記ポリエステルフィルムの温度が、30℃以上である、〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の製造方法。
〔8〕
上記冷却ロールの表面温度が、35℃以下である、〔1〕~〔7〕のいずれかに記載の製造方法。
〔9〕
上記冷却ロールによる上記ポリエステルフィルムの搬送速度が、50~150m/分である、〔1〕~〔8〕のいずれかに記載の製造方法。
〔10〕
上記冷却ロールと、上記冷却ロールの搬送方向上流側に配置され、上記冷却ロールよりも搬送速度が遅い1つ以上の延伸ロールとを用いて、未延伸ポリエステルフィルムを搬送方向に延伸して、上記1軸延伸されたポリエステルフィルムを形成する縦延伸工程を更に有し、上記延伸ロールによる上記未延伸ポリエステルフィルムの搬送速度が、10~50m/分である、〔1〕~〔9〕のいずれかに記載の製造方法。
〔11〕
上記冷却ロールの表面の算術平均粗さRaが、0.008μm以上である、〔1〕~〔10〕のいずれかに記載の製造方法。
〔12〕
上記冷却ロールの表面の水に対する接触角が、10°以上である、〔1〕~〔11〕のいずれかに記載の製造方法。
〔13〕
上記ポリエステルフィルムの厚さが、40μm以下である、〔1〕~〔12〕のいずれかに記載の製造方法。
〔14〕
上記冷却工程において、上記冷却ロールと、上記冷却ロールに対向するように配置されている対向ロールとの間に上記ポリエステルフィルムを通過させることにより、上記ポリエステルフィルムに圧力を付与する、〔1〕~〔13〕のいずれかに記載の製造方法。
〔15〕
上記冷却ロール及び上記対向ロールにより上記ポリエステルフィルムに付与される圧力の幅方向における最大値と最小値の差が、0.4MPa以下である、〔14〕に記載の製造方法。
〔16〕
上記冷却ロール及び上記対向ロールにより上記ポリエステルフィルムに付与される圧力の面平均値が、1.1MPa以上である、〔14〕又は〔15〕に記載の製造方法。
〔17〕
上記冷却ロール及び上記対向ロールにより上記ポリエステルフィルムに付与される圧力の面平均値が、1.7MPa以下である、〔14〕~〔16〕のいずれかに記載の製造方法。
〔18〕
上記ポリエステルフィルムにおいて、上記冷却ロール及び上記対向ロールにより圧力が付与される領域の搬送方向の長さが、15mm以上である、〔14〕~〔17〕のいずれかに記載の製造方法。
〔19〕
上記対向ロールの表面の算術平均粗さRaが、1.5μm以下である、〔14〕~〔18〕のいずれかに記載の製造方法。
〔20〕
ポリエステルフィルムであって、上記ポリエステルフィルムの表面において、深さが500nm以上であり、且つ、長さが1mm以上である線状欠陥の個数が、上記ポリエステルフィルム1m2あたり5個以下である、ポリエステルフィルム。
〔21〕
上記ポリエステルフィルムの表面における反射光を目視で観察することにより視認される乱れ欠陥の個数が、上記ポリエステルフィルム1m2あたり5個以下である、〔20〕に記載のポリエステルフィルム。
〔22〕
上記ポリエステルフィルムの表面に設けられた被覆層を更に有し、上記被覆層とは反対側の面から光を照射して、上記被覆層側の表面を目視で観察することによりピンホールとして視認される転写欠陥の個数が、上記ポリエステルフィルム1m2あたり3個以下である、〔20〕又は〔21〕に記載のポリエステルフィルム。
本開示において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
本開示において、「工程」との用語には、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
本開示において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において、「直交」との用語は、厳密な直交に限られず、略直交を含む。「略直交」とは、90°±5°で交わることを意味し、90°±3°で交わることが好ましく、90°±1°で交わることがより好ましい。
本発明に係るポリエステルフィルムの製造方法は、1軸延伸されたポリエステルフィルムを冷却ロールに接触させて冷却する冷却工程を有する。また、この冷却工程において使用する冷却ロールの表面の算術平均粗さRaは、0.05μm以下である。
以下、本実施形態の製造方法において未延伸ポリエステルフィルムの原料として用いるポリエステルについて、説明する。
ポリエステルは、主鎖にエステル結合を有する重合体である。ポリエステルは、後述するジカルボン酸化合物とジオール化合物とを重縮合させることにより形成することが多い。
ポリエステルの含有量は、ポリエステルフィルム中の重合体の全質量に対して、85質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上が更に好ましく、98質量%以上が特に好ましい。
ポリエステルの含有量の上限は、制限されず、ポリエステルフィルム中の重合体の全質量に対して、100質量%以下の範囲で適宜設定できる。
ポリエステルの製造方法としては、制限されず、公知の方法を利用できる。例えば、触媒存在下で、少なくとも1種のジカルボン酸化合物と、少なくとも1種のジオール化合物とを重縮合させることによりポリエステルを製造できる。
ポリエステルの製造に使用する触媒は、特に制限されず、ポリエステルの合成に使用可能な公知の触媒を利用できる。
触媒としては、例えば、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、亜鉛化合物、鉛化合物、マンガン化合物、コバルト化合物、アルミニウム化合物、アンチモン化合物、チタン化合物、ゲルマニウム化合物及びリン化合物が挙げられる。中でも、触媒活性、及びコストの観点から、チタン化合物が好ましい。
有機酸としては、例えば、クエン酸、乳酸、トリメリット酸、及びリンゴ酸が挙げられる。
チタン化合物としては、特許第5575671号公報の段落0049~段落0053に記載されたチタン化合物も利用でき、上記公報の記載内容は、本明細書に組み込まれる。
ジカルボン酸化合物としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸化合物、脂環式ジカルボン酸化合物、及び芳香族ジカルボン酸化合物が挙げられ、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
脂環式ジカルボン酸化合物としては、例えば、アダマンタンジカルボン酸、ノルボルネンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、及びデカリンジカルボン酸が挙げられる。
中でも、テレフタル酸又は2,6-ナフタレンジカルボン酸が好ましく、テレフタル酸がより好ましい。
ジオール化合物としては、例えば、脂肪族ジオール化合物、脂環式ジオール化合物、及び芳香族ジオール化合物が挙げられ、脂肪族ジオール化合物が好ましい。
脂環式ジオール化合物としては、例えば、シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、及びイソソルビドが挙げられる。
芳香族ジオール化合物としては、例えば、ビスフェノールA、1,3―ベンゼンジメタノール,1,4-ベンゼンジメタノール、及び9,9’-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレンが挙げられる。
ジオール化合物は、1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリエステルの製造においては、必要に応じて、末端封止剤を用いてもよい。末端封止剤を用いることで、ポリエステルの末端に末端封止剤に由来する構造が導入される。
末端封止剤としては、制限されず、公知の末端封止剤を利用できる。末端封止剤としては、例えば、オキサゾリン系化合物、カルボジイミド化合物、及びエポキシ化合物が挙げられる。
末端封止剤としては、特開2014-189002号公報の段落0055~0064に記載の内容も参照でき、上記公報の内容は、本明細書に組み込まれる。
反応温度は、制限されず、原材料に応じて適宜設定すればよい。反応温度は、260~300℃が好ましく、275~285℃がより好ましい。
圧力は、制限されず、原材料に応じて適宜設定すればよい。圧力は、1.33×10-3~1.33×10-5MPaが好ましく、6.67×10-4~6.67×10-5MPaがより好ましい。
本実施形態の製造方法に使用する装置としては、特に制限されず、公知の装置を利用できる。
図1は、本実施形態の製造方法に使用される製造装置の一例を示す概略構成図である。
図1に示すポリエステルフィルムの製造装置100は、押出成形法により作製された未延伸ポリエステルフィルムを搬送方向に延伸する縦延伸部10、縦延伸部10で搬送方向に延伸された1軸延伸ポリエステルフィルムを急速に冷却する冷却部20、冷却部20で冷却されたポリエステルフィルムを幅方向に延伸する横延伸部30、及び、横延伸部30で延伸されたポリエステルフィルムを巻き取る巻取部40を備える。
上記の各部の詳しい構成及び機能等の説明については、以下に記載する本実施形態の製造方法が有する各製造工程の説明とともに記載する。
以下、本明細書において、「フィルムF」との表記、及び、単なる「ポリエステルフィルム」との表記は、未延伸のポリエステルフィルム、1軸延伸されたポリエステルフィルム、及び、2軸延伸されたポリエステルフィルムの全てを包含するものとする。
図1に示す製造装置100を参照しながら、本実施形態の製造方法が有する各工程について、具体的に説明する。
押出成形工程においては、押出成形法により原料のポリエステルから未延伸ポリエステルフィルムを形成する。
未延伸ポリエステルフィルムは、例えば、1本又は2本以上のスクリュを備えた押出機を用いて、上述したポリエステルを融点以上の温度に加熱し、そして、スクリュを回転させて溶融混練することにより、形成される。ポリエステルは、加熱及びスクリュによる混練により、押出機内で溶融して溶融体(メルト)となる。
なお、本明細書において「Tg」は、本実施形態の製造方法により製造されるポリエステルフィルムを構成するポリエステルのガラス転移温度を意味する。
また、本明細書において、製造方法におけるポリエステルフィルム及び各部材の温度は、非接触式温度計(例えば、放射温度計)を用いて測定できる。
縦延伸工程は、未延伸ポリエステルフィルムを搬送方向に延伸(以下、「縦延伸」ともいう。)する工程である。より具体的には、搬送速度が異なる2つ以上の延伸ロールを備える装置を用いて、未延伸ポリエステルフィルムを搬送方向に延伸して、1軸延伸されたポリエステルフィルムを形成する工程である。
縦延伸部10において、1対の予熱ロール12、1対の延伸ロール14、及び、ヒーター16は、搬送方向の上流側からこの順で配置されている。
縦延伸部10を用いる縦延伸工程においては、縦延伸前に、予熱ロール12により未延伸ポリエステルフィルムが予熱されるする。未延伸ポリエステルフィルムを予熱することで、ポリエステルフィルムを容易に縦延伸できる。
なお、図1に示す製造装置100は、1対の予熱ロール12のみを備えているが、縦延伸を行う延伸ロール14よりも上流側に配置される予熱ロールの数は、特に制限されず、フィルムFの搬送速度及び/又はフィルムの厚みに応じた数を設ければよい。
予熱ロール12によるフィルムFの搬送速度は、特に制限されないが、延伸ロール14によるフィルムFの搬送速度と同じであることが好ましい。
縦延伸部10では、延伸ロール14と延伸ロールよりも搬送速度が速い冷却ロール22との間でフィルムFに緊張を与えながらフィルムFを搬送することによって、未延伸ポリエステルフィルムの縦延伸が行われる。
また、冷却ロール22によるフィルムFの搬送速度(周速度)は、延伸ロール14よりも速ければ特に制限されないが、40~160m/分が好ましく、50~150m/分がより好ましく、60~140m/分が更に好ましい。
ヒーター16による縦延伸工程における加熱温度は、(Tg-20)~(Tg+50)℃が好ましく、(Tg-10)~(Tg+40)℃がより好ましく、(Tg)~(Tg+30)℃が更に好ましい。具体的に、縦延伸工程における加熱温度は、70~120℃が好ましく、80~110℃がより好ましく、85~100℃が更に好ましい。
また、縦延伸工程におけるフィルムFの加熱方法は、ヒーター16を用いる方法に制限されず、上記の延伸ロール14又は延伸ロール14以外の加熱したロールによりフィルムFを加熱する方法、及び、フィルムFに温風を当てる方法等の方法が挙げられる。
各ロールを加熱する方法としては、例えば、ロール内部にヒーターを設ける方法、及び、ロール内部に配管を設け、その配管内に加熱した流体を流す方法が挙げられる。
例えば、上記の縦延伸工程では、1対の延伸ロール14の搬送速度と冷却ロール22の搬送速度との差を利用して未延伸ポリエステルフィルムを縦延伸しているが、冷却ロール22に代えて、延伸ロール14と冷却ロール22との間に配置され、延伸ロール14よりも速い搬送速度でフィルムFを搬送する高速延伸ロールを1つ以上用いて、未延伸ポリエステルフィルムを縦延伸して、1軸延伸ポリエステルフィルムを作製してもよい。
また、縦延伸部10が備える予熱ロール12及び延伸ロール14は、それぞれ、対向する2つのロール(1対のロール)によりフィルムFを挟んで搬送する構成を有しているが、縦延伸工程に使用する予熱ロール及び/又は延伸ロールが、対向するロールを有さず、ポリエステルフィルムの一方の面に接する1つのロールのみで構成されていてもよい。
本実施形態の製造方法が有する冷却工程は、縦延伸工程により得られた1軸延伸ポリエステルフィルムを冷却する工程である。より具体的には、1軸延伸されたポリエステルフィルムを、冷却部20が備える冷却ロール22に接触させることにより、冷却する。
冷却ロール22は、フィルムFを冷却する機能を有するとともに、上述の通り、冷却ロール22及び対向ロール24がフィルムFを挟みながら回転し、フィルムFを所定の搬送速度で搬送することで、未延伸ポリエステルフィルムを縦延伸する機能を有する。
冷却ロール22の表面の算術平均粗さRaは、本発明の効果がより優れる点で、0.04μm以下が好ましく、0.03μm以下がより好ましく、0.02μm以下が更に好ましい。冷却ロール22の表面の算術平均粗さRaの下限は特に制限されないが、ポリエステルフィルムにおける乱れ欠陥(後述)の発生をより抑制できる点で、0.001μm以上が好ましく、0.008μm以上がより好ましく、0.01μm以上が更に好ましい。
以下に、測定機及び測定条件を示す。上記の測定は、スライスレベルを10nmの等間隔に設定して、測定位置を変更しながら各スライスレベルの平均直径と密度を5回測定し、これらの平均値を算出して、最大山高さRp及び突起密度の各測定値とする。テストピースは、視野測定のX方向がポリエステルフィルムの幅方向になるように試料台に固定する。
・解析ソフト:i-Face model TDA31 Ver2.2.0.4 JSIS
・触針先端半径:0.5μm
・測定視野 :X方向:380μm、ピッチ:1μm
Y方向:280μm、ピッチ:5μm
・針圧 :50μN
・測定速度 :0.1mm/s
・カットオフ値:低域-0.8mm、高域-なし
・レベリング :全域
・フィルター :ガウシアンフィルタ(2D)
・倍率 :10万倍
・粒子解析(複数レベル)条件
・出力内容設定:山粒子
・ヒステリシス幅:5nm
・スライスレベル等間隔:10nm
上記材料で構成される表層を有する冷却ロールは、例えば、公知の金属製ロールの外周面に、めっき法及び溶射法等の公知の方法で上記材料からなる表層を形成することによって製造できる。
対向ロールは、冷却ロールに対向するように配置され、冷却ロールの回転に合わせて回転し、冷却ロールに対して圧力を付与する構成を有する部材である。
対向ロール24の表面の算術平均粗さRaは、ポリエステルフィルムにおける転写欠陥(後述)の発生をより抑制できる点で、1.8μm以下が好ましく、1.5μm以下がより好ましく、1.2μm以下が更に好ましい。対向ロール24の表面の算術平均粗さRaの下限は特に制限されないが、0.1μm以上が好ましい。
対向ロール24の表面の算術平均粗さRaは、以下の方法により測定する。
レプリカ作製キット(Microset Products社製、101THTHIXO)を用いてレプリカ材料を対向ロール24の表面に射出して、表面形状の模りを行う。得られたレプリカの表面を、レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製;VK-9510)を用いて計測することにより、対向ロール24の表面の算術平均粗さRaが求められる。
対向ロールの硬度は、転写がより優れる点で、50~90度が好ましく、60~80度がより好ましい。なお、対向ロールの硬度は、JIS K6253-3に記載されている方法に準拠して、タイプAデュロメータ等の硬度計を用いて測定されるゴム硬度である。
冷却工程の条件としては、冷却ロールによるポリエステルフィルムの冷却速度、即ち、ポリエステルフィルムが冷却ロールに接触してから離れるまでに低下したポリエステルフィルムの温度を、ポリエステルフィルムと冷却ロールとが接触する時間で除した値が、50℃/秒以上であることが好ましく、120℃/秒以上であることがより好ましく、150℃/秒以上であることが更に好ましく、180℃/秒以上であることが特に好ましい。冷却速度が上記範囲内であると、ポリエステルフィルムにおける乱れ欠陥の発生をより抑制できる。
上記の冷却速度の上限は特に制限されないが、300℃/秒以下が好ましい。
冷却ロールによるポリエステルフィルムの冷却速度は、非接触温度計を用いて測定された、冷却ロールに接触する位置のポリエステルフィルムの温度(接触時膜温)及び冷却ロールから離れる位置でのポリエステルフィルムの温度(離間時膜温)の測定値、ポリエステルフィルムと冷却ロールとの接触面の搬送方向の長さ、並びに、冷却ロールと対向ロールとによるポリエステルフィルムの搬送速度から、求められる。
冷却工程において、冷却ロールから離れるポリエステルフィルムの温度は、ポリエステルフィルムにおける乱れ欠陥の発生をより抑制できる点で、80℃以下が好ましく、50℃以下がより好ましい。下限は特に制限されないが、15℃以上が好ましい。
冷却工程において、冷却ロールに接触してから上記冷却ロールから離れるまでに低下したポリエステルフィルムの温度が、ポリエステルフィルムにおける乱れ欠陥の発生をより抑制できる点で、10℃以上であることが好ましく、30℃以上であることがより好ましく、40℃以上であることが更に好ましい。上限は特に制限されないが、100℃以下が好ましい。
冷却工程におけるポリエステルフィルムの温度及び温度変化は、非接触温度計を用いて上記の方法により測定できる。
また、上記圧力の面平均値の上限は、得られるポリエステルフィルムにおける転写欠陥及び搬送シワ(後述)の発生をより抑制できる点で、2.5MPa以下が好ましく、2.0MPa以下がより好ましく、1.7MPa以下が更に好ましい。
その上で、圧力計測機(富士フイルム株式会社製;FPD-306)を使用して、圧力測定フィルムに現れた発色領域の発色濃度を、対応する圧力値に換算し、得られた圧力値から、押圧領域における圧力の面平均値(押圧領域にかかる圧力の合計値/押圧領域の全面積)が求められる。
押圧領域における圧力の幅方向の最大値と最小値との差は、上記の圧力の面平均値の測定方法と同じ方法を実施し、圧力測定フィルムに現れた発色領域に基づいて押圧領域における圧力値を求め、得られた圧力値の搬送方向の平均値を幅方向に沿って比較して、幅方向における最大値及び最小値の差を取ることにより、求められる。
押圧領域のニップ幅は、上記の圧力の面平均値の測定方法と同じ方法を実施し、圧力測定フィルムに現れた発色領域の搬送方向における長さを測定することにより得られる。また、押圧領域のニップ幅は、冷却ロールと対向ロールとの間にかかる荷重、対向ロールを構成する材料の硬度、並びに、冷却ロール及び対向ロールの外径によって調整できる。
例えば、冷却ロールに対向するように配置される対向ロールを設けず、ポリエステルフィルムの片面に接する冷却ロールのみでポリエステルフィルムの冷却及び搬送を行ってもよい。また、冷却工程に用いる装置は、上記の冷却ロールを2つ以上備えていてもよい。
冷却部20を用いる冷却工程では、冷却ロール22により冷却されたフィルムFに対して、第2冷却ロール26により更に冷却する2次冷却処理が施される。
第2冷却ロール26は、フィルムFを搬送しながら冷却する機能を有する。第2冷却ロールの表面温度は、冷却ロール22の表面温度以下であれば特に制限されないが、15~50℃が好ましい。
図1に示す冷却部20では、3つ以上の第2冷却ロールを用いているが、第2冷却ロールの数は、1つ又は2つであってもよい。また、冷却ロール以外の装置を用いて2次冷却処理を行ってもよい。
横延伸工程は、1軸延伸されたポリエステルフィルムを幅方向に延伸(以下、「横延伸」ともいう。)する工程である。より具体的には、1軸延伸されたポリエステルフィルムを横延伸機を用いて幅方向に延伸して、2軸延伸されたポリエステルフィルムを形成する工程である。
テンターは、遮風カーテンで区分され、熱風等により個々に温度調整可能な多数のゾーンを備えている。そのようなゾーンを備えるテンターの具体例としては、搬送方向上流側から順に、予熱ゾーン、横延伸ゾーン、熱固定ゾーン、熱緩和ゾーン及び冷却ゾーンを備えるテンターが挙げられる。
予熱温度は、(Tg-10)~(Tg+60)℃が好ましく、(Tg)~(Tg+50)℃がより好ましい。具体的に、予熱温度は、80~120℃が好ましく、90~110℃がより好ましい。
被覆層を有するポリエステルフィルムを製造する場合、長手方向に延伸されたポリエステルフィルム上に被覆層形成用塗布液を塗布し、次いで、横延伸することが好ましい。上記方法により、被覆層の密着性を向上できる。
本実施形態の製造方法は、横延伸工程により幅方向に延伸されたポリエステルフィルムを加熱処理する工程(以下、「加熱処理工程」ともいう。)を有してもよい。加熱処理工程としては、例えば、熱固定工程及び熱緩和工程が挙げられる。加熱処理工程は、熱固定工程及び熱緩和工程の少なくとも一方を有することが好ましく、熱固定工程及び熱緩和工程の両者を有することがより好ましい。
熱固定工程及び熱緩和工程を含む加熱処理工程は、例えば、上記横延伸工程において横延伸部30として例示した、熱固定ゾーン及び熱緩和ゾーンを含むテンターを用いて実施される。
熱固定工程においては、上記幅方向に延伸されたポリエステルフィルムを加熱することで熱固定する。熱固定によってポリエステルを結晶化させることができるため、ポリエステルフィルムの収縮を抑えることができる。
熱固定工程における加熱温度は、190~240℃が好ましく、200~240℃がより好ましく、210~230℃が更に好ましい。
熱緩和工程においては、上記幅方向に延伸されたポリエステルフィルムを加熱することで熱緩和する。熱緩和によってポリエステルフィルムの残留歪みを緩和できる。
熱緩和工程における加熱温度の下限は、100℃以上が好ましく、110℃以上がより好ましく、120℃以上が更に好ましい。
本実施形態の製造方法では、上記の横延伸工程を施した2軸延伸ポリエステルフィルムを、巻取部40で巻き取ることにより、ロール状の2軸延伸ポリエステルフィルムを得る巻き取り工程を有する。
以上の工程を経ることにより、表面における線状欠陥の発生がより抑制されたポリエステルフィルムを製造できる。
本実施形態の製造方法により製造されるポリエステルフィルムについて説明する。
(配向性)
本実施形態の製造方法により製造されるポリエステルフィルムは、2軸配向ポリエステルフィルムである。本明細書において「2軸配向」とは、2軸方向に分子配向性を有する性質を意味する。
分子配向性は、マイクロ波透過型分子配向計(例えば、MOA-6004、株式会社王子計測機器社製)を用いて測定する。2軸方向のなす角は、90°±5°が好ましく、90°±3°がより好ましく、90°±1°が更に好ましい。本実施形態の製造方法により製造されるポリエステルフィルムは、長手方向及び幅方向に分子配向性を有することが好ましい。
ポリエステルフィルムは、主たる重合体成分としてポリエステルを含有するフィルムである。ここで、「主たる重合体成分」とは、フィルムに含まれる全ての重合体のうち最も含有量(質量)が多い重合体を意味する。
本明細書において「線状欠陥」とは、ポリエステルフィルムの表面において形成される、搬送方向に沿って線状に延びる傷であって、長さが1mm以上、深さの最大値が500nm以上である傷をいう。線状欠陥は、縦延伸を施したポリエステルフィルムを冷却する際、ポリエステルフィルムが幅方向に収縮することによって生じ得る。ポリエステルフィルムに線状欠陥が発生すると、例えば、ポリエステルフィルムをDFRの仮支持体及び保護膜として用いた場合に、露光障害を引き起こすなど、要求される性能が満たされない可能性がある。
本発明に係る製造方法により、得られるポリエステルフィルムの線状欠陥の発生を抑制できる。上記製造方法により製造されるポリエステルフィルムにおける線状欠陥の個数は、20個/m2以下が好ましく、5個/m2以下がより好ましく、3個/m2以下が更に好ましく、1個/m2以下が特に好ましい。下限値は特に制限されないが、0.01個/m2以上が好ましい。
(1)暗室内にて、タングステン光のポリエステルフィルムによる反射光、及び、ポリエステルフィルムを通過する透過光を、視点を変えながら目視で観察し、ポリエステルフィルムの表面に存在する線状の傷の位置を特定する。
(2)観察された傷の長さ及び深さを、レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製;VK-9510)を用いて、倍率300~3000倍で測定し、測定結果に基づいて、長さが1mm以上であり、且つ、深さの最大値が500nm以上である傷を線状欠陥とする。
(3)観察される線状欠陥のポリエステルフィルム1m2あたりの個数(個/m2)を計測する。
本明細書において「乱れ欠陥」とは、ポリエステルフィルムの表面における反射光を目視で観察することにより視認される表面の荒れた外観をいう。乱れ欠陥は、ポリエステルフィルムの製造時において、ロールに貼り付いたポリエステルフィルムをロールから剥離する際に生じ得る。
ポリエステルフィルムにおける乱れ欠陥の個数は、30個/m2以下が好ましく、10個/m2以下がより好ましく、5個/m2以下が更に好ましい。下限値は特に制限されないが、0.01個/m2以上が好ましい。
暗室内にて、ポリエステルフィルムを平面上に置き、タングステン光のポリエステルフィルムによる反射光を、視点を変えながら目視で観察する。目視による観察の結果、反射光が一様ではなく、ポリエステルフィルムの表面にしわ又は引きつり等の荒れた外観が観察される領域を乱れ欠陥とする。観察された乱れ欠陥の個数を数え、ポリエステルフィルム1m2あたりの乱れ欠陥の個数(個/m2)を算出する。
本明細書において「転写欠陥」とは、ポリエステルフィルムの表面に設けられた被覆層に形成されるピンホールを意味する。上記被覆層は、上記の製造方法において、インラインコート法によりポリエステルフィルム上に形成された被覆層であることが好ましい。転写欠陥は、例えば、被覆層を有するポリエステルフィルムを1対のロールに挟んで搬送する際、1対のロールによってポリエステルフィルムに付与される圧力が高すぎる場合、或いは、いずれかのロールの表面の凹凸形状が大きい場合に生じ得る。
ポリエステルフィルムにおける転写欠陥の個数は、10個/m2以下が好ましく、3個/m2以下がより好ましく、1個/m2以下が更に好ましい。下限値は特に制限されないが、0.01個/m2以上が好ましい。
(1)縦延伸を施した後のポリエステルフィルム上に、スリット状ノズルを用いて下記処方Aからなる塗布液を塗布して塗膜を形成すること以外は、上記で説明した方法に従って、ポリエステルフィルムと厚さ0.05μmの被覆層とからなる積層フィルムを製造する。
(2)製造された積層フィルムの被覆層が形成された面とは反対側の面からタングステン光を照射して、積層フィルムの被覆層側を目視で観察する。その結果、光が抜けるピンホールとして視認される被覆層の転写欠陥の個数を数え、ポリエステルフィルム1m2あたりの転写欠陥の個数(個/m2)を算出する。
・ポリアクリル(AS-563A、ダイセルファインケム株式会社製、固形分27.5質量%):167質量部
・ノニオン系界面活性剤(ナロアクティー(登録商標)CL95、三洋化成工業株式会社製、固形分100質量%):0.7質量部
・アニオン系界面活性剤(ラピゾール(登録商標)A-90、日油株式会社製、固形分1質量%水希釈):55.7質量部
・カルナバワックス分散物(セロゾール(登録商標)524、中京油脂株式会社製、固形分30質量%):7質量部
・カルボジイミド化合物(カルボジライト(登録商標)V-02-L2、日清紡ケミカル株式会社製、固形分10質量%水希釈):20.9質量部
・凝集シリカ(アエロジルOX50、日本アエロジル株式会社製、固形分10質量%、水分散、平均粒子径40nm):2.95質量部
・水:745.8部
ポリエステルフィルムのヘイズは、3%以下が好ましく、1%以下がより好ましく、0.5%以下が更に好ましく、0.4%以下が特に好ましい。ヘイズは小さいほど好ましいため、ヘイズの下限は制限されない。ヘイズの下限を便宜上設定するとすれば、0%以上である。ヘイズを上記上限値以下とすることにより、ポリエステルフィルムにレジスト層を積層した後、紫外線を照射して露光するにあたってのレジスト層の支持体であるポリエステルフィルムによる紫外光線の散乱を小さくでき、現像後のレジストのパターニングにおけるゆがみ及び抜け等のレジストパターン壁面の状態を改善でき、また、ポリエステルフィルムの透過率を改善できる。
L*a*b*表色系におけるb*値は、0~1が好ましく、0~0.8がより好ましく、0~0.6が更に好ましく、0~0.4が特に好ましい。L*a*b*表色系におけるb*値が0~1であることで、フィルムの黄色度を小さくできるため、フィルムの色相を無色に近づけることができる。この結果、例えば、高い視認性が求められる用途(例えば、表示装置)において、ポリエステルフィルムを好ましく適用できる。
ポリエステルフィルムの厚さは、加工性(特に、フィルムをラミネートする際の加工性)の観点から、10~100μmが好ましく、10~50μmがより好ましく、12~40μmが更に好ましい。ポリエステルフィルムの厚さを上記の下限値以上とすることにより、強度を向上し、加工工程での取り扱いを容易にすることができる。また、厚さを上記の上限値以下とすることにより、ヘイズ値の上昇を抑えることができる。ポリエステルフィルムの厚さは、走査型電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)により測定される5か所の厚さの算術平均値とする。
ポリエステルフィルムにおいては、寸法変化率が、下記の範囲内であるとDFR加工工程での熱収縮による歪み及びシワの発生を抑制できるため好ましい。寸法変化率は、製膜条件における弛緩・熱処理等の条件を公知の方法により適宜調整することにより達成出来る。150℃における寸法変化率は長手方向で3%未満、幅方向で2.5%未満が好ましく、長手方向で0.5%以上2%未満、幅方向で1%以上2%未満がより好ましい。また、100℃における寸法変化率は長手方向、幅方向ともに1%未満が好ましく、0.8%未満であるとより好ましい。寸法変化率において上記範囲の下限を下回ると、レジスト層を塗布する際にタルミによる平面性不良が発生し、上限を上回ると、レジスト層を塗布する際に収縮によりトタン状に収縮斑が発生し平面性不良となり、いずれの場合もレジスト層の塗布厚みに斑を生じさせることがある。
ポリエステルフィルムは、長手方向に5%伸張したときの強度(F-5値)が、0MPa以上150MPa未満であることが好ましい。長手方向のF-5値が70MPa未満では強度不足により傷の発生などにより加工特性が悪くなる場合がある。一方、長手方向のF-5値が150MPa以上では幅方向のF-5値との両立が困難となる場合がある。長手方向のF-5値は、より好ましくは80MPa以上140MPa未満であり、更に好ましくは90MPa以上130MPa未満である。
ポリエステルフィルムにおいては、長手方向の破断強度は200MPa以上360MPa未満であることが好ましく、220MPa以上340MPa未満であることがより好ましい。幅方向の破断強度については、260MPa以上420MPa未満であることが好ましく、280MPa以上400MPa未満であることがより好ましい。
ポリエステルフィルムは、単層構造を有していてもよく、積層構造を有していてもよい。ポリエステルフィルムが積層構造を有する場合、ポリエステルを含有する基材と、上記基材の少なくとも一方の面に、粒子を含有し、かつ、表面に複数の突起を有する被覆層とを有することが好ましい。ポリエステルフィルムが被覆層を有することで、巻き品質を向上できる。
ポリエステルフィルムが積層構造を有する場合の被覆層は、特に制限されない。被覆層は、粒子を含有していてもよく、粒子を含有していなくてもよい。
粒子としては、例えば、有機粒子、及び無機粒子が挙げられる。上記の中でも、粒子は、フィルム巻き品質、ヘイズ、及び耐久性(例えば、熱安定性)の観点から、無機粒子が好ましい。
無機粒子としては、例えば、シリカ粒子(二酸化ケイ素粒子)、チタニア粒子(酸化チタン粒子)、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、及びアルミナ粒子(酸化アルミニウム粒子)が挙げられる。上記の中でも、無機粒子は、ヘイズ及び耐久性の観点から、シリカ粒子が好ましい。
粒子の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)の画像から任意に選択した50個の粒子の粒子径を算術平均することにより求める。
粒子の含有量は、フィルムの巻き品質の向上、及び転写欠陥の抑制の観点から、被覆層の全質量に対して、0.01~15質量%が好ましく、0.1~10質量%がより好ましく、0.5~6質量%が更に好ましい。
ポリエステルフィルムが被覆層を有する場合、粒子の含有量は、ポリエステルフィルムの全質量に対して、0.0001~0.01質量%が好ましく、0.0005~0.005質量%がより好ましい。
ポリウレタンとしては、ウレタン結合を有する重合体であれば制限されず、公知のポリウレタンを利用できる。ポリウレタンは、イソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させることにより製造することが多い。
ポリエステルとしては、上記「ポリエステル」の項目において説明したポリエステルを適用でき、好ましい種類も同様である。
ポリオレフィンとしては、制限されず、公知のポリオレフィンを利用できる。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、及びポリプロピレンが挙げられる。
バインダーの含有量は、被覆層の耐久性及び/又は粒子の分散性の観点から、被覆層の全質量に対して、30~80質量%が好ましく、40~70質量%がより好ましく、45~65質量%が更に好ましい。
溶剤の含有量は、被覆層形成用塗布液の全質量に対して、80~99質量%が好ましく、90~98質量%がより好ましい。
被覆層の形成方法は、基材及び被覆層の密着性の観点から、1軸延伸ポリエステルフィルム上に被覆層形成用塗布液を塗布する方法が好ましい。例えば、1軸延伸ポリエステルフィルムの表面に被覆層形成用塗布液を塗布することにより被覆層を形成した後、1軸延伸ポリエステルフィルムと被覆層とを同時に延伸することにより、基材及び被覆層の密着性を向上できる。延伸の具体的な方法については上述の通りである。
本発明に係る製造方法で製造されるポリエステルフィルムの用途は特に制限されず、例えば、ドライフィルムフォトレジストの支持体及び保護フィルム、積層セラミックコンデンサー(MLCC)製造工程の離型用フィルム並びに、透明導電性基板用フィルムが挙げられる。
<押出成形工程>
重合触媒として特許第5575671号公報に記載のチタン化合物(クエン酸キレートチタン錯体、VERTEC AC-420、ジョンソン・マッセイ社製)を用いて、ポリエチレンテレフタレートのペレットを製造した。得られたペレットを、含水率が50ppm以下になるまで乾燥させた後、直径30mmの1軸混練押出し機のホッパーに投入し、次いで、280℃で溶融して押出した。溶融体(メルト)を、濾過器(孔径3μm)に通した後、ダイから25℃の冷却ドラムに押し出すことにより、未延伸フィルムを得た。なお、押し出された溶融体(メルト)は、静電印加法により冷却ドラムに密着させた。
上記未延伸フィルムに対し、以下の方法により縦延伸工程を施した。
予熱ロールにより予熱された未延伸フィルムを、1対の延伸ロール(セラミック製)の間を通過させた後、金属製ロールの外周面にタングステンカーバイトで構成された表層を有する冷却ロールC1(製品名「WC-12Co」、プラスクエア工学社製)と対向ロールN1(製品名「90A70W」、金陽社製、硬度70度)との間を通過させることにより、縦方向(搬送方向)に延伸し、1軸延伸フィルムを作製した。なお、縦延伸工程は、予熱温度が75℃、延伸温度が90℃、延伸倍率が3.4倍、延伸速度が1300%/秒である条件で、実施した。1対の延伸ロールを通過する際の未延伸フィルムの搬送速度は、30m/分であり、冷却ロールC1と対向ロールN1との間を通過する際の1軸延伸フィルムの搬送速度は、100m/分であった。
対向ロールN1の表面の算術平均粗さRaは1.1μmであった。
冷却ロールC1及び対向ロールN1により1軸延伸フィルムに付与される圧力の幅方向の平均値は1.3MPaであり、圧力の幅方向の最大値と最小値との差は0.08MPaであった。冷却ロールC1及び対向ロールN1の押圧により形成される押圧領域の搬送方向の長さ(以下「押圧領域のニップ幅」ともいう。)は、20mmであった。
また、冷却ロールに接触する位置での1軸延伸フィルムの温度は100℃であり、冷却ロールから離間する位置での1軸延伸フィルムの温度は50℃であった。これらの温度から、冷却ロールによる1軸延伸フィルムの冷却速度は200℃/秒と算出された。
以下、上記の各物性値の測定方法を記載する。
冷却ロールの表面の算術平均粗さRaについて、冷却ロールが市販品であってカタログ値が存在する場合は、カタログ値を採用した。カタログ値が存在しない場合は、使用する冷却ロールと同じ構造を有するテストピースを作製し、得られたテストピースの表面を、レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製;VK-9510)を用いて倍率3000倍で計測し、冷却ロールの表面の算術平均粗さRaを得た。
冷却ロールの表面の最大山高さRp及び突起密度は、使用する冷却ロールと同じ構造を有するテストピースを作製し、得られたテストピースの表面を、下記の微細形状測定装置を用いて下記条件にて測定し、その後、内蔵されている解析ソフトにて粒子解析(複数レベル)を実施することにより、求めた。
以下に、測定機及び測定条件を示す。上記の測定は、スライスレベルを10nmの等間隔に設定して、測定位置を変更しながら各スライスレベルの平均直径と密度を5回測定し、これらの平均値を算出して、最大山高さRp及び突起密度の各測定値とした。また、テストピースは、視野測定のX方向がポリエステルフィルムの幅方向になるように試料台に固定した。
・解析ソフト:i-Face model TDA31 Ver2.2.0.4 JSIS
・触針先端半径:0.5μm
・測定視野 :X方向:380μm、ピッチ:1μm
Y方向:280μm、ピッチ:5μm
・針圧 :50μN
・測定速度 :0.1mm/s
・カットオフ値:低域-0.8mm、高域-なし
・レベリング :全域
・フィルター :ガウシアンフィルタ(2D)
・倍率 :10万倍
・粒子解析(複数レベル)条件
・出力内容設定:山粒子
・ヒステリシス幅:5nm
・スライスレベル等間隔:10nm
冷却ロールの表面の水に対する接触角について、冷却ロールが市販品であってカタログ値が存在する場合は、カタログ値を採用した。カタログ値が存在しない場合は、使用する冷却ロールと同じ構造を有するテストピースを作製し、接触角計(協和界面科学社製、DMo-901)を用いて、得られたテストピースの表面の水に対する静的接触角(°)を液滴法により測定し、冷却ロールの表面の水に対する接触角とした。
レプリカ作製キット(Microset Products社製、101THTHIXO)を用いてレプリカ材料を対向ロールの表面に射出して、表面形状の模りを行った。得られたレプリカの表面を、レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製;VK-9510)を用いて、倍率3000倍で計測し、対向ロールの表面の算術平均粗さRaを得た。
上記冷却工程において、冷却ロール及び対向ロールにより1軸延伸フィルムに付与される圧力を、圧力測定フィルム(富士フイルム株式会社製「プレスケール(登録商標)」;超低圧用(LLW))を用いて測定した。具体的には、冷却ロール及び対向ロールを回転させずに、上記冷却工程と同じ条件で、上記圧力測定フィルムを冷却ロールと対向ロールとの間に挟み、押圧した。その結果、圧力測定フィルムに赤色に発色した領域が現れた。圧力測定フィルムにおける発色領域が、冷却ロール及び対向ロールにより圧力が付与された領域(即ち、押圧領域)に対応する。
次いで、圧力測定フィルムを取り出し、圧力計測機(富士フイルム株式会社製;FPD-306)を使用して、圧力測定フィルムに現れた発色領域の発色濃度を、対応する圧力値を換算した。得られた圧力値から、押圧領域における圧力の幅方向の平均値と、幅方向の最大値と最小値との差を求めた。
また、圧力測定フィルムに現れた発色領域の搬送方向の長さを、定規を用いて測定した。この測定を幅方向で100mm毎に行い、得られた測定値の平均値を、冷却ロールC1及び対向ロールN1の押圧により形成される押圧領域のニップ幅とした。
非接触温度計(AD-5616(製品名)、A&D社製、放射率0.95)を用いて、冷却ロールに接触する位置の1軸延伸フィルムの温度(接触時膜温)と、冷却ロールから離れる位置での1軸延伸フィルムの温度(離間時膜温)とを測定した。それぞれの温度の測定において、フィルムの幅方向中央部の温度を5回測定し、これらの平均値を接触時膜温及び離間時膜温の測定値とした。
また、1軸延伸フィルムが冷却ロールに接している接触面の縦方向の長さと、冷却ロールの回転速度とから、1軸延伸フィルムが冷却ロールに接している時間を冷却時間taとして求めた。測定された接触時膜温と離間時膜温との温度差Ta(℃)を、冷却時間taで除して(Ta/ta)、冷却工程による1軸延伸フィルムの冷却速度(℃/秒)を求めた。
上記の冷却工程を施した1軸延伸フィルムに対し、テンターを用いて下記条件にて横延伸し、2軸延伸フィルムを得た。
-条件-
予熱温度:100℃
延伸温度:120℃
延伸倍率:4.2倍
延伸速度:50%/秒
上記横延伸工程を施した2軸延伸フィルムを下記条件で熱固定した。更に、熱固定した後、テンター幅を縮め下記条件で熱緩和し、次いで冷却した。
(熱固定条件)
熱固定温度:227℃
熱固定時間:6秒
(熱緩和条件)
熱緩和温度:190℃
熱緩和率:4%
(冷却条件)
冷却速度:2500℃/分
上記熱固定及び熱緩和工程を施したフィルムの幅方向の両端部をトリミングし、次いで、フィルム幅方向の両端部に、幅10mmで押出し加工(ナーリング)を行なった後、張力40kg/mで延伸フィルムを巻き取った。以上の方法により、厚さ30μmの2軸配向フィルムを得た。得られた2軸配向フィルムの幅は1.5mであり、巻長は7000mであった。
冷却工程において、冷却ロールC1及び対向ロールN1により1軸延伸フィルムに付与する圧力(幅方向の平均値)を1.0MPaに調整したこと以外は、実施例1と同様の方法によりを得た。
実施例2の冷却工程における押圧領域のニップ幅は、17mmであった。
冷却工程において、対向ロールN1に代えて対向ロールN2(製品名「90A80W」、金陽社製)を用いたこと、並びに、冷却ロールC1及び対向ロールN2により1軸延伸フィルムに付与する圧力(幅方向の平均値)を2.1MPaに調整したこと以外は、実施例1と同様の方法により2軸配向フィルムを得た。
対向ロールN2の硬度は、80度であった。また、実施例3の冷却工程における押圧領域のニップ幅は、17mmであった。
冷却工程において、対向ロールN1に代えて対向ロールN3(製品名「90A70W」、金陽社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法により2軸配向フィルムを得た。
実施例4の冷却工程において、冷却ロールC1及び対向ロールN3により1軸延伸フィルムに付与される圧力の、幅方向の最大値と最小値との差は0.49MPaであり、押圧領域のニップ幅は20mmであった。なお、この圧力差とニップ幅はロール据え付け部の歪が原因と考えられる。
冷却工程において、対向ロールN1に代えて対向ロールN4(製品名「90A70W」、金陽社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法により2軸配向フィルムを得た。
なお、対向ロールN4は経年劣化していたため、その表面の算術平均粗さRaは、1.8μmであった。
冷却工程において、冷却ロールC1に代えて、金属製ロールの外周面にハードクロムめっき処理層を有する冷却ロールC2(野村鍍金社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法により2軸配向フィルムを得た。
冷却ロールC2のめっき処理層は、表面の算術平均粗さRaが0.008μmであり、最大山高さRpが0.113μmであり、最大突起密度が2284個/mm2であり、水との接触角が15.5°である表面を有していた。
冷却工程において、冷却速度を100℃/秒に調整したこと以外は、実施例1と同様の方法により2軸配向フィルムを得た。
このときの冷却ロールC1から離間する位置での1軸延伸フィルムの温度は、75℃であった。
冷却工程において、冷却ロールC1に代えて、金属製ロールの外周面に酸化クロムで構成された表層を有する冷却ロールC3(製品名「LC-4」、プラスクエア工学社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法により2軸配向フィルムを得た。
冷却ロールC3の表層は、表面の算術平均粗さRaが0.08μmであり、最大山高さRpが0.323μmであり、最大突起密度が4549個/mm2であり、水との接触角が100.6°である表面を有していた。
実施例1~7及び比較例1の各2軸配向フィルムに対して、以下の評価を行った。評価結果を表1に示す。
暗室内にて、光源としてタングステン光を用いて、タングステン光の2軸配向フィルムによる反射光、及び、2軸配向フィルムを通過する透過光を、視点を変えながら目視で観察し、2軸配向フィルムの表面に存在する線状の傷の位置を特定した。次に、観察された傷の長さ及び深さを、レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製;VK-9510)を用いて、倍率300~3000倍で測定した。測定結果に基づいて、長さが1mm以上であり、且つ、深さの最大値が500nm以上である傷を線状欠陥とし、2軸配向フィルム1m2あたりの線状欠陥の個数(個/m2)を計測した。また、2軸配向フィルムにおける面積1m2の領域を任意に選択し、選択された領域における最も長い線状欠陥の最大深さ(単位:nm)を測定した。
暗室内にて、2軸配向フィルムを平面上に置き、タングステン光の2軸配向フィルムによる反射光を、視点を変えながら目視で観察した。目視による観察の結果、反射光が一様ではなく、2軸配向フィルムの表面に光源の反射光を乱す荒れた外観が観察される領域を乱れ欠陥とした。観察された乱れ欠陥を数え、2軸配向フィルム1m2あたりの乱れ欠陥の個数(個/m2)を算出した。
上記縦延伸工程により縦延伸を施した後のポリエステルフィルム上に、スリット状ノズルを用いて上記処方Aからなる塗布液を塗布して厚さ0.05μmの被覆層を形成したこと以外は、上記実施例1~7及び比較例1に記載した方法に従って、被覆層を有する2軸配向フィルムを製造した。
被覆層を設けた2軸配向フィルムの被覆層が形成された面とは反対側の面からタングステン光を照射して、被覆層のピンホール(転写欠陥)の有無を目視で観察した。観察された転写欠陥の個数を数えて、2軸配向フィルム1m2あたりの転写欠陥の個数(個/m2)を算出した。
冷却工程において、冷却ロール上での1軸延伸フィルムの搬送状態を観察し、以下の基準に従って評価した。評価がAであれば、実用上問題ないといえる。なお、「幅方向両端部」とは、1軸延伸フィルムの幅方向の両端から30mmまでの領域を意味する。また、搬送シワは、搬送方向に対して斜め方向に延びる形状を有することが多い。
(基準)
A:冷却ロール上で1軸延伸フィルムの幅方向両端部にシワが生じない。
B:冷却ロール上で1軸延伸フィルムの幅方向両端部にシワが生じる。
表1において、「冷却ロール」の「表面材料」欄は、冷却ロールの表面を構成する材料を示しており、「材料A」はタングステンカーバイトを、「材料B」はハードクロム(めっき層)を、「材料C」はセラミック(酸化クロム)を、それぞれ意味する。
また、冷却ロール及び対向ロールによりポリエステルフィルムに付与される圧力の面平均値が2.0MPa以下である場合、ポリエステルフィルムにおける転写欠陥及び搬送シワの発生をより抑制できることが確認された(実施例1と実施例3との比較)。
12 予熱ロール
14 延伸ロール
16 ヒーター
20 冷却部
22 冷却ロール
24 対向ロール
26 第2冷却ロール
30 横延伸部
40 巻取部
100 製造装置
F フィルム
Claims (22)
- 1軸延伸されたポリエステルフィルムを冷却ロールに接触させて冷却する冷却工程を有し、
前記冷却ロールの表面の算術平均粗さRaが、0.05μm以下である、
ポリエステルフィルムの製造方法。 - 前記冷却ロールの表面の最大山高さRpが、0.3μm以下である、請求項1に記載の製造方法。
- 前記冷却ロールの表面における突起密度が、10000個/mm2以下である、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記冷却工程における前記冷却ロールによる前記ポリエステルフィルムの冷却速度が、150℃/秒以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記冷却工程において前記冷却ロールに接触する前記ポリエステルフィルムの温度が、90℃以上である、請求項1~4のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記冷却工程において前記冷却ロールから離れる前記ポリエステルフィルムの温度が、50℃以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記冷却工程において前記冷却ロールに接触してから前記冷却ロールから離れるまでに低下した前記ポリエステルフィルムの温度が、30℃以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記冷却ロールの表面温度が、35℃以下である、請求項1~7のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記冷却ロールによる前記ポリエステルフィルムの搬送速度が、50~150m/分である、請求項1~8のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記冷却ロールと、前記冷却ロールの搬送方向上流側に配置され、前記冷却ロールよりも搬送速度が遅い1つ以上の延伸ロールとを用いて、未延伸ポリエステルフィルムを搬送方向に延伸して、前記1軸延伸されたポリエステルフィルムを形成する縦延伸工程を更に有し、
前記延伸ロールによる前記未延伸ポリエステルフィルムの搬送速度が、10~50m/分である、請求項1~9のいずれか1項に記載の製造方法。 - 前記冷却ロールの表面の算術平均粗さRaが、0.008μm以上である、請求項1~10のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記冷却ロールの表面の水に対する接触角が、10°以上である、請求項1~11のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記ポリエステルフィルムの厚さが、40μm以下である、請求項1~12のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記冷却工程において、前記冷却ロールと、前記冷却ロールに対向するように配置されている対向ロールとの間に前記ポリエステルフィルムを通過させることにより、前記ポリエステルフィルムに圧力を付与する、請求項1~13のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記冷却ロール及び前記対向ロールにより前記ポリエステルフィルムに付与される圧力の幅方向における最大値と最小値の差が、0.4MPa以下である、請求項14に記載の製造方法。
- 前記冷却ロール及び前記対向ロールにより前記ポリエステルフィルムに付与される圧力の面平均値が、1.1MPa以上である、請求項14又は15に記載の製造方法。
- 前記冷却ロール及び前記対向ロールにより前記ポリエステルフィルムに付与される圧力の面平均値が、1.7MPa以下である、請求項14~16のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記ポリエステルフィルムにおいて、前記冷却ロール及び前記対向ロールにより圧力が付与される領域の搬送方向の長さが、15mm以上である、請求項14~17のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記対向ロールの表面の算術平均粗さRaが、1.5μm以下である、請求項14~18のいずれか1項に記載の製造方法。
- ポリエステルフィルムであって、前記ポリエステルフィルムの表面において、深さが500nm以上であり、且つ、長さが1mm以上である線状欠陥の個数が、前記ポリエステルフィルム1m2あたり5個以下である、ポリエステルフィルム。
- 前記ポリエステルフィルムの表面における反射光を目視で観察することにより視認される乱れ欠陥の個数が、前記ポリエステルフィルム1m2あたり5個以下である、請求項20に記載のポリエステルフィルム。
- 前記ポリエステルフィルムの表面に設けられた被覆層を更に有し、
前記被覆層とは反対側の面から光を照射して、前記被覆層側の表面を目視で観察することによりピンホールとして視認される転写欠陥の個数が、前記ポリエステルフィルム1m2あたり3個以下である、請求項20又は21に記載のポリエステルフィルム。
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