ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法
【課題】 被熱時にシワやタミルを生じにくいフィルムの製膜方法を提供する。
【解決手段】 厚さ５０〜１００μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法であり、二軸延伸後のフィルムを１８０〜２３７℃の範囲の温度で横方向に１．０４〜１．１０倍延伸を行い、熱固定を経ることなく、テンターのレール幅を縮めることにより幅方向に５〜１０％弛緩させることを特徴とするポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法。
【解決手段】 厚さ５０〜１００μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法であり、二軸延伸後のフィルムを１８０〜２３７℃の範囲の温度で横方向に１．０４〜１．１０倍延伸を行い、熱固定を経ることなく、テンターのレール幅を縮めることにより幅方向に５〜１０％弛緩させることを特徴とするポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレンテレフタレートフィルムの製膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレートフィルムは、その優れた機械的性質、透明性、耐熱性、耐薬品性などの特質により代表的なポリエステルフィルムとして、各種シート状製品の基材に広く使用されている。
【０００３】
その製造方法としては、押出成形された非晶質シートをロール延伸機で長手方向に延伸したのち、テンター延伸機で横方向に延伸を施し、さらにテンター延伸機内でフィルム幅を固定したまま熱固定を施し、要すれば熱固定後に幅弛緩を施す所謂逐次二軸延伸法が広く採用されている。
【０００４】
ところが、縦延伸後にテンター延伸機で横延伸・熱固定を施すと、フィルムの中央領域が長手方向に縮むボーイング現象を生じるため、熱固定後のフィルム端部領域ではポリエチレンテレフタレート分子鎖の配向軸が長手方向・横方向と異なる斜め方向となってしまうため、長手方向に張力が掛かる状態で熱を受けるとシワやタルミを発生する場合があることが知られていた。
【０００５】
このような端部品について、機能層等を設けるなどの加工を施すに際し、被熱時にシワやタルミを生じ、加工の障害となったり、甚だしい場合は製品とすることができず歩留まりに大きく悪影響したりする場合があり、シワ・タルミの少ないフィルムを安定的に得る手段が求められている。
【特許文献１】特開２００４−３５８７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その解決課題は、被熱時にシワやタミルを生じにくいフィルムの製膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、特定の方法を採用することによれば、上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の要旨は、厚さ５０〜１００μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法であり、二軸延伸後のフィルムを１８０〜２３７℃の範囲の温度で横方向に１．０４〜１．１０倍延伸を行い、熱固定を経ることなく、テンターのレール幅を縮めることにより幅方向に５〜１０％弛緩させることを特徴とするポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法に存する。
【０００９】
以下、発明を詳細に説明する。
本発明でいうポリエチレンテレフタレートとは、テレフタル酸あるいはその誘導体とエチレングリコールとを重縮合して得られるポリエステルを指す。重縮合過程で生成する１モル％前後のジエチレングリコールのほか、合計５モル％程度までであれば第三成分が共重合されていてもよい。これらの共重合成分の例としては、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコールなどの脂肪族グリコール、ｐ−ヒドロキシ安息香酸などのオキシカルボン酸などが挙げられる。
【００１０】
本発明の横延伸方法を適用する前段階としての一軸延伸フィルム（縦延伸フィルム）は常法によって得ることができる。ここではその例を開示するが、記載された方法に限定されるわけではない。
【００１１】
まず、溶融押出機でポリエチレンテレフタレートを溶融し、Ｔダイより押し出したメルトシートをクーリングドラムで直ちにガラス転移温度未満まで急冷し、非晶質シートを得る。
【００１２】
非晶質シートを、ロール延伸機を用いて８０〜１２０℃の温度で、３〜５倍の縦延伸を行い、一軸延伸フィルムを得る。この際、多段に分けて縦延伸してもよく、多段にする場合は各々の段における延伸温度が異なるようにしてもよい。加熱方式としては、加熱ロールによる接触加熱のほか、赤外線ヒータなどによる放射加熱を併用してもよい。また、インラインコーティングを行う場合は、通常縦延伸の前および／または後に塗布を行う。
【００１３】
かくして得られた一軸延伸フィルムをテンター延伸機に導き、横延伸を施すが、所定の横延伸の後、１８０〜２３７℃の温度範囲で１．０４〜１．１０倍延伸を施すことおよび横延伸後に熱固定を経ることなく５〜１０％の幅弛緩を施すことが必須であり、それ以外の要素については常法を適用することができる。
【００１４】
なお、本発明でいう最大横延伸比とは、製膜工程中最も幅広くなった際の幅をテンター延伸機入口幅で除した値をいう。
【００１５】
常法と本発明の方法を組み合わせた横延伸方法の典型例を開示する。すなわち、テンター延伸機では、まず縦延伸フィルムに９０〜１１５℃の予熱を施したのち、１２０〜１６０℃で最大横延伸比の通常９３〜９５％に相当する横延伸を行う。引き続き、１８０〜２３７℃で最大横延伸比の通常９６〜９８％に相当する横延伸を行う。その後、直ちに通常２２５〜２３７℃で全フィルム幅の５〜１０％に相当する幅弛緩を行い、最後に一定幅のまま通常８０〜１００℃の水準まで冷却を行う。
【００１６】
本発明における被熱時にシワやタミルを生じにくいフィルムを得るためには、１２０〜１６０℃における横延伸、すなわち配向誘起熱結晶化が進む前の延伸過程で最大横延伸比に到達させてしまわず、配向誘起熱結晶化の進行に合わせて最大横延伸比の９３〜９５％程度に相当する横延伸を行った後、熱固定を施す前に幅弛緩を行うことと、一定幅での熱固定を行わないことが必要である。１８０〜２３７℃での横延伸で得られる幅のかなりの部分が幅弛緩により相殺されるが、従来方法、すなわち１８０〜２３７℃における横延伸を施さない方法では、顧客で各種コンバーティングを行う際の被熱時にタルミを十分に抑えることができない。幅弛緩後の一定幅での熱固定は実施してもよいが、配向誘起熱結晶化の進行に合わせた横延伸と幅弛緩の過程で概ね十分な結晶高次構造が得られること、一般にテンター延伸機内のゾーン数には限りがあるため、これらのゾーンでは配向誘起熱結晶化の進行に合わせた横延伸や幅弛緩に割り当てた方が特性上有利であることなどから、必ずしも行う必要はない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、各種加工基材として使用されるポリエチレンテレフタレートの製造方法として好適であり、その工業的価値は非常に高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中「部」とあるのは固形分としての「重量部」を示す。また、本発明で使用した評価方法は次のとおりである。
【００１９】
（１）タルミの評価
１０００ｍｍ幅の試料フィルムロールを準備し、１６０℃の雰囲気の炉内を１５秒かけて通過させる。このときフィルムには長手方向に１００Ｎの荷重を掛ける。炉内通過中のフィルムのバタつき状況や通過後のタルミ状況を目視確認するとともに、ＪＩＳ Ｃ２１５１巻取り性（Ａ法）に準拠してタルミ量を評価する。
【００２０】
実施例１：
平均粒径１．５μｍの無定形シリカ粒子を０．１部含有する固有粘度０．６５ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートをベント付き二軸押出機にて２９０℃の融液とした。この融液をＴダイより押し出したメルトシートを表面温度４０℃に保たれたクーリングドラムに静電気密着法で密着させ非晶質シートを得た。この非晶質シートをロール延伸機にて９０℃、３．６倍の縦延伸を施し、一軸配向フィルムを得た。この一軸配向フィルムをテンター延伸機に導き、１１０℃で予熱を施した後、多段階に１２５℃から１４５℃の温度勾配をつけたゾーンで４．２倍の横延伸を施した。さらに、多段階に１８０〜２２０℃の温度勾配をつけたゾーンで１．０６倍の横延伸を施した。その後直ちに２３５℃のゾーンでレール幅を狭めることで６．５％の幅弛緩を施した。その後１５０〜８０℃の温度勾配をつけたゾーン内を通過させ冷却を施すことで、幅７０００ｍｍ、厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。このフィルムを、１６０℃の炉内を通過させたところ、フィルムにバタつきはなく、通過後のタルミ量は１７ｍｍであった。
【００２１】
比較例１：
テンター延伸機内での予熱ゾーンまでは実施例１と同様にした。予熱後、多段階に１２５〜１４５℃の温度勾配をつけたゾーンで４．４５倍の横延伸を施した後、２３５℃で７．０％の幅弛緩を施し、さらに２３５℃で一定幅を保って熱固定を施し、その後実施例１と同様にして冷却し、幅７０００ｍｍ、厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。このフィルムを、１６０℃の炉内を通過させたところ、炉内におけるフィルムバタつきは大きく、通過後のタルミ量は２４ｍｍであった。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の製造方法は、例えば、各種シート状製品の基材として有用なポリエステルフィルムの製造方法として利用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレンテレフタレートフィルムの製膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレートフィルムは、その優れた機械的性質、透明性、耐熱性、耐薬品性などの特質により代表的なポリエステルフィルムとして、各種シート状製品の基材に広く使用されている。
【０００３】
その製造方法としては、押出成形された非晶質シートをロール延伸機で長手方向に延伸したのち、テンター延伸機で横方向に延伸を施し、さらにテンター延伸機内でフィルム幅を固定したまま熱固定を施し、要すれば熱固定後に幅弛緩を施す所謂逐次二軸延伸法が広く採用されている。
【０００４】
ところが、縦延伸後にテンター延伸機で横延伸・熱固定を施すと、フィルムの中央領域が長手方向に縮むボーイング現象を生じるため、熱固定後のフィルム端部領域ではポリエチレンテレフタレート分子鎖の配向軸が長手方向・横方向と異なる斜め方向となってしまうため、長手方向に張力が掛かる状態で熱を受けるとシワやタルミを発生する場合があることが知られていた。
【０００５】
このような端部品について、機能層等を設けるなどの加工を施すに際し、被熱時にシワやタルミを生じ、加工の障害となったり、甚だしい場合は製品とすることができず歩留まりに大きく悪影響したりする場合があり、シワ・タルミの少ないフィルムを安定的に得る手段が求められている。
【特許文献１】特開２００４−３５８７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その解決課題は、被熱時にシワやタミルを生じにくいフィルムの製膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、特定の方法を採用することによれば、上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の要旨は、厚さ５０〜１００μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法であり、二軸延伸後のフィルムを１８０〜２３７℃の範囲の温度で横方向に１．０４〜１．１０倍延伸を行い、熱固定を経ることなく、テンターのレール幅を縮めることにより幅方向に５〜１０％弛緩させることを特徴とするポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法に存する。
【０００９】
以下、発明を詳細に説明する。
本発明でいうポリエチレンテレフタレートとは、テレフタル酸あるいはその誘導体とエチレングリコールとを重縮合して得られるポリエステルを指す。重縮合過程で生成する１モル％前後のジエチレングリコールのほか、合計５モル％程度までであれば第三成分が共重合されていてもよい。これらの共重合成分の例としては、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコールなどの脂肪族グリコール、ｐ−ヒドロキシ安息香酸などのオキシカルボン酸などが挙げられる。
【００１０】
本発明の横延伸方法を適用する前段階としての一軸延伸フィルム（縦延伸フィルム）は常法によって得ることができる。ここではその例を開示するが、記載された方法に限定されるわけではない。
【００１１】
まず、溶融押出機でポリエチレンテレフタレートを溶融し、Ｔダイより押し出したメルトシートをクーリングドラムで直ちにガラス転移温度未満まで急冷し、非晶質シートを得る。
【００１２】
非晶質シートを、ロール延伸機を用いて８０〜１２０℃の温度で、３〜５倍の縦延伸を行い、一軸延伸フィルムを得る。この際、多段に分けて縦延伸してもよく、多段にする場合は各々の段における延伸温度が異なるようにしてもよい。加熱方式としては、加熱ロールによる接触加熱のほか、赤外線ヒータなどによる放射加熱を併用してもよい。また、インラインコーティングを行う場合は、通常縦延伸の前および／または後に塗布を行う。
【００１３】
かくして得られた一軸延伸フィルムをテンター延伸機に導き、横延伸を施すが、所定の横延伸の後、１８０〜２３７℃の温度範囲で１．０４〜１．１０倍延伸を施すことおよび横延伸後に熱固定を経ることなく５〜１０％の幅弛緩を施すことが必須であり、それ以外の要素については常法を適用することができる。
【００１４】
なお、本発明でいう最大横延伸比とは、製膜工程中最も幅広くなった際の幅をテンター延伸機入口幅で除した値をいう。
【００１５】
常法と本発明の方法を組み合わせた横延伸方法の典型例を開示する。すなわち、テンター延伸機では、まず縦延伸フィルムに９０〜１１５℃の予熱を施したのち、１２０〜１６０℃で最大横延伸比の通常９３〜９５％に相当する横延伸を行う。引き続き、１８０〜２３７℃で最大横延伸比の通常９６〜９８％に相当する横延伸を行う。その後、直ちに通常２２５〜２３７℃で全フィルム幅の５〜１０％に相当する幅弛緩を行い、最後に一定幅のまま通常８０〜１００℃の水準まで冷却を行う。
【００１６】
本発明における被熱時にシワやタミルを生じにくいフィルムを得るためには、１２０〜１６０℃における横延伸、すなわち配向誘起熱結晶化が進む前の延伸過程で最大横延伸比に到達させてしまわず、配向誘起熱結晶化の進行に合わせて最大横延伸比の９３〜９５％程度に相当する横延伸を行った後、熱固定を施す前に幅弛緩を行うことと、一定幅での熱固定を行わないことが必要である。１８０〜２３７℃での横延伸で得られる幅のかなりの部分が幅弛緩により相殺されるが、従来方法、すなわち１８０〜２３７℃における横延伸を施さない方法では、顧客で各種コンバーティングを行う際の被熱時にタルミを十分に抑えることができない。幅弛緩後の一定幅での熱固定は実施してもよいが、配向誘起熱結晶化の進行に合わせた横延伸と幅弛緩の過程で概ね十分な結晶高次構造が得られること、一般にテンター延伸機内のゾーン数には限りがあるため、これらのゾーンでは配向誘起熱結晶化の進行に合わせた横延伸や幅弛緩に割り当てた方が特性上有利であることなどから、必ずしも行う必要はない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、各種加工基材として使用されるポリエチレンテレフタレートの製造方法として好適であり、その工業的価値は非常に高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中「部」とあるのは固形分としての「重量部」を示す。また、本発明で使用した評価方法は次のとおりである。
【００１９】
（１）タルミの評価
１０００ｍｍ幅の試料フィルムロールを準備し、１６０℃の雰囲気の炉内を１５秒かけて通過させる。このときフィルムには長手方向に１００Ｎの荷重を掛ける。炉内通過中のフィルムのバタつき状況や通過後のタルミ状況を目視確認するとともに、ＪＩＳ Ｃ２１５１巻取り性（Ａ法）に準拠してタルミ量を評価する。
【００２０】
実施例１：
平均粒径１．５μｍの無定形シリカ粒子を０．１部含有する固有粘度０．６５ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートをベント付き二軸押出機にて２９０℃の融液とした。この融液をＴダイより押し出したメルトシートを表面温度４０℃に保たれたクーリングドラムに静電気密着法で密着させ非晶質シートを得た。この非晶質シートをロール延伸機にて９０℃、３．６倍の縦延伸を施し、一軸配向フィルムを得た。この一軸配向フィルムをテンター延伸機に導き、１１０℃で予熱を施した後、多段階に１２５℃から１４５℃の温度勾配をつけたゾーンで４．２倍の横延伸を施した。さらに、多段階に１８０〜２２０℃の温度勾配をつけたゾーンで１．０６倍の横延伸を施した。その後直ちに２３５℃のゾーンでレール幅を狭めることで６．５％の幅弛緩を施した。その後１５０〜８０℃の温度勾配をつけたゾーン内を通過させ冷却を施すことで、幅７０００ｍｍ、厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。このフィルムを、１６０℃の炉内を通過させたところ、フィルムにバタつきはなく、通過後のタルミ量は１７ｍｍであった。
【００２１】
比較例１：
テンター延伸機内での予熱ゾーンまでは実施例１と同様にした。予熱後、多段階に１２５〜１４５℃の温度勾配をつけたゾーンで４．４５倍の横延伸を施した後、２３５℃で７．０％の幅弛緩を施し、さらに２３５℃で一定幅を保って熱固定を施し、その後実施例１と同様にして冷却し、幅７０００ｍｍ、厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。このフィルムを、１６０℃の炉内を通過させたところ、炉内におけるフィルムバタつきは大きく、通過後のタルミ量は２４ｍｍであった。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の製造方法は、例えば、各種シート状製品の基材として有用なポリエステルフィルムの製造方法として利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ５０〜１００μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法であり、二軸延伸後のフィルムを１８０〜２３７℃の範囲の温度で横方向に１．０４〜１．１０倍延伸を行い、熱固定を経ることなく、テンターのレール幅を縮めることにより幅方向に５〜１０％弛緩させることを特徴とするポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法。
【請求項１】
厚さ５０〜１００μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法であり、二軸延伸後のフィルムを１８０〜２３７℃の範囲の温度で横方向に１．０４〜１．１０倍延伸を行い、熱固定を経ることなく、テンターのレール幅を縮めることにより幅方向に５〜１０％弛緩させることを特徴とするポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法。
【公開番号】特開２００９−１７２９６３（Ｐ２００９−１７２９６３Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６６１６（Ｐ２００８−１６６１６）
【出願日】平成２０年１月２８日（２００８．１．２８）
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２８日（２００８．１．２８）
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]