JP2000177002A - ポリエステルフィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 写真フィルム用支持体として有用な、耐
劈開性に優れ、ボーイング現象が小さいフィルムを、製
膜速度が変わった場合でも安定に供給できる方法を提供
する 【解決手段】 上記課題は、未延伸フィルムを逐次二軸
延伸する方法において、縦延伸された前記フィルムをガ
ラス転移温度＋５℃以上、ガラス転移温度＋５０℃以下
の温度で横延伸した後、前記フィルムを横延伸温度＋２
０℃以上、熱固定温度−２０℃以下の温度に制御された
中間ゾーンに３秒以上、３０秒以下滞在させ、さらに融
点−３０℃以上、融点−５℃以下の熱固定温度で処理を
することを特徴とするポリエステルフィルムの製造方法
によって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、横延伸工程の条件
を規制することにより、ボーイング現象が改良された、
写真フィルム用支持体として有用なポリエステルベース
フィルムの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】写真フィルム用支持体は、ボーイング現
象が小さいことが要求されている。このボーイング現象
は、縦延伸後のフィルムをテンターにより横延伸する過
程において、クリップで固定されていないベース中央部
のみ熱収縮することにより、幅方向で分子配向に分布が
できるため生じていると考えられる。

【０００３】ここで、テンター入口においてベース幅方
向に直線を引いた後、テンター出口においてその直線が
どの程度湾曲しているかをベース幅当たりの変形量とし
て定義したものがボーイング（図３参照）であるが、ボ
ーイングが小さいほど幅方向の物性値の分布も小さく、
従って、写真フィルム用支持体として望ましい。

【０００４】ボーイングを小さくするための発明は従来
にもいくつか見られ、例えば、特開平３−１９３３２８
号公報には、ボーイング現象改良を目的として、延伸ゾ
ーンと熱固定ゾーンの間にフィルム幅以上の長さを持つ
中間ゾーンを設けて、ガラス転移温度以下に冷却する方
法が開示されている。しかしながら、この方法ではポリ
エチレン−２，６−ナフタレートを用いた場合、ボーイ
ング現象改良効果が出せなかった。

【０００５】特開平３−２１６３２６号公報、特開平４
−１４２９１６〜８号各公報にも、中間冷却ゾーンでの
ガラス転移温度以下への冷却、冷却工程での再横延伸、
冷却工程での横方向の緩和などのプロセスを加える方法
などが開示されている。しかしながら、これらの方法も
ポリエチレン−２，６−ナフタレートを用いた場合につ
いては、充分なボーイング現象改良効果がなかった。

【０００６】また、これらの発明はいずれも、生産性向
上等のため製膜速度を上げた場合の影響（例えば、冷
却）について配慮が不足しており汎用性が低い。

【０００７】特開平３−１９３３２９号公報、特開平３
−２０７６３２号公報には、上記中間ゾーンにニップロ
ール群を設けているが、写真フィルム用支持体として考
えた場合、致命的なスリキズ、段ムラなどを発生させる
原因になりやすく製造安定性がない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、写真フィル
ム用支持体として有用な、耐劈開性に優れ、ボーイング
現象が小さいフィルムを、製膜速度が変わった場合でも
安定に供給できる方法を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、未延伸フィ
ルムを逐次二軸延伸する方法において、縦延伸された前
記フィルムをガラス転移温度＋５℃以上、ガラス転移温
度＋５０℃以下の温度で横延伸した後、前記フィルムを
横延伸温度＋２０℃以上、熱固定温度−２０℃以下の温
度に制御された中間ゾーンに３秒以上、３０秒以下滞在
させ、さらに融点−３０℃以上、融点−５℃以下の熱固
定温度で処理をすることを特徴とするポリエステルフィ
ルムの製造方法により達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明において使用されるポリエ
ステルは、ジオールとジカルボン酸とから重縮合により
得られるポリマーであり、ジカルボン酸としてはテレフ
タル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボ
ン酸、アジピン酸、セバシン酸などで代表されるもので
あり、また、ジオールとしてはエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、テトラメチレングリコール、シ
クロヘキサンジメタノールなどで代表されるものであ
る。具体的には例えば、ポリエチレンテレフタレート、
ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリエチレン−Ｐ
−オキシベンゾエート、ポリ−１，４−シクロヘキシレ
ンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−
ナフタレンジカルボキシレートなどがあげられる。もち
ろん、これらのポリエステルは、ホモポリマーであって
も、成分が異なるモノマーとの共重合体あるいはブレン
ド物であっても良い。共重合成分としては、例えば、ジ
エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリア
ルキレングリコールなどのジオール成分、アジピン酸、
セバチン酸、フタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタ
レンジカルボン酸などのカルボン酸成分などがあげられ
る。

【００１１】ポリエステルフィルムはポリエステルとそ
の他のポリマーとのブレンド樹脂よりなるものであって
もよいが、その場合でもポリエステルの含有率が５０重
量％以上、好ましくは８０重量％以上であることが好ま
しい。

【００１２】また、使用するポリマー中には、重合段階
で、リン酸、亜リン酸、及びそれらのエステルならびに
無機粒子（シリカ、カオリン、炭酸カルシウム、二酸化
チタン、硫酸バリウム、アルミナなど）が含まれていて
も良いし、重合後ポリマーに無機粒子等がブレンドされ
ていても良い。また、他の添加剤、例えば、安定剤、着
色剤、難燃化剤等を含有する事もできる。

【００１３】次に、ポリエステルフィルムの製造方法に
ついて説明する。

【００１４】ポリエステルフィルムの製造工程は、キャ
スティング、縦延伸機（予熱部、縦延伸部、冷却の各工
程を含む）、横延伸部（予熱、延伸、熱固定、熱緩和、
冷却の各工程を含む）よりなる。

【００１５】まず、上記ポリマーを十分乾燥後、例え
ば、ポリマーの融点＋１０℃〜＋５０℃の温度範囲にて
コントロールした押し出し機、フィルター及び口金を通
じてシート状に溶融成形し、回転する冷却ドラム上にキ
ャストして急冷固化したフィルム（未延伸フィルム）を
得る。この急冷固化したフィルムは実質的に非晶状態で
ある。この未延伸フィルムは共押し出しにより積層され
たフィルムであっても良い。

【００１６】本発明の方法が適用されるこの未延伸フィ
ルムの厚みは１００〜３０００μｍ程度、通常４００〜
２０００μｍ程度である。

【００１７】次に、未延伸フィルムを５〜２００ｍ／分
程度、通常１０〜１５０ｍ／分程度の速度で走行させな
がら、予熱部にてフィルム温度をガラス転移温度−５０
℃〜ガラス転移温度＋１０℃の範囲内まで加熱する。加
熱方法は加熱ロールや熱風、赤外線ヒーターを用いるこ
とができる。赤外線ヒーターはいわゆる遠赤外線、中赤
外線、近赤外線を用いることができる。加熱はそれぞれ
の方法を単独に用いても良いし、組み合わせても良い。
予熱部での未延伸フィルムの温度範囲としては、フィル
ムのガラス転移温度−２０℃〜ガラス転移温度＋１０℃
が更に好ましく、フィルムのガラス転移温度±１０℃が
特に好ましい。予熱された未延伸フィルムは引き続き縦
延伸部に送られ、フィルムの流れ方向に延伸される。未
延伸フィルムは、縦延伸される前に加熱され、ロール周
速を速めた延伸ロールによってフィルムの流れ方向に延
伸される。この縦延伸は一段でも良いし、複数の縦延伸
を組み合わせたものでもよい。延伸ロールは通常直径１
００ｍｍ〜３００ｍｍのものが使われ、通水などの手段
により冷却される。縦延伸倍率は要求されるフィルム特
性によって調整されるが、２倍から５倍の範囲が良く、
さらに好ましくは２．５倍〜４．５倍である。縦延伸さ
れたフィルムは冷却工程を通ったあと横延伸部に入る。

【００１８】横延伸部でフィルムは延伸前に加熱され
る。横延伸でのフィルムの温度はガラス転移温度〜ガラ
ス転移温度＋５０℃の範囲が良く、更に好ましくは、ガ
ラス転移温度＋５℃〜ガラス転移温度＋５０℃の範囲で
ある。加熱方法としては、熱風や赤外線を用いたヒータ
ーが使用できる。横延伸倍率は縦延伸同様、フィルムに
要求される特性によって選ばれるが、本発明の場合、２
倍〜５倍、特に２．５倍〜４．５倍が良い。

【００１９】本発明では、横延伸ゾーンと熱固定ゾーン
の間に中間ゾーンを設けてある。中間ゾーンの温度は横
延伸温度＋２０℃〜熱固定温度−２０℃の範囲が良い。
さらに、好ましくは昇温結晶化温度±２０℃の範囲であ
る。加熱方法としては、ロール加熱、赤外線ヒーター、
熱風、マイクロ波などを使用することができるが、もち
ろんこれに限定されるわけではない。中間ゾーンでの滞
在時間は３秒〜３０秒、特に７秒〜３０秒の範囲が良
い。

【００２０】中間ゾーンを通過したフィルムは、熱固定
処理される。熱固定温度としては、フィルムの融点−３
０℃〜融点−５℃が良い。さらに好ましくは融点−３０
℃〜融点−１５℃の範囲である。熱固定に要する時間は
フィルムに要求される性能によって異なるが、３秒〜３
０秒の範囲が良い。熱固定されたフィルムは幅方向に０
〜１０％程度、通常０．５〜６％程度熱緩和され、冷却
された後、横延伸工程から搬出される。本発明のポリエ
ステルフィルム厚さは横延伸終了後、３０μｍ〜３００
μｍの範囲であり、好ましくは５０μｍ〜１５０μｍで
ある。

【００２１】

【実施例】本実施例で使用した二軸延伸フィルム製造装
置の構成を示す側面図を図２に、その横延伸機部分のゾ
ーン構成を図１に、そして、そのボーイングの状態を説
明する平面図を図３にそれぞれ示す。

【００２２】図２に示すように、この装置は、溶融樹脂
を押し出すＴダイ１、押し出された樹脂フィルム６を受
けて冷却固化させるキャスティングロール２、この冷却
固化した未延伸フィルム６１を走行方向に延伸する縦延
伸機３、縦延伸されたフィルム６２を次に幅方向に延伸
する横延伸機４、こうして二軸延伸されたフィルム６３
を巻き取る巻取機５よりなる。

【００２３】横延伸機４は、図１に示すように、入口側
から予熱ゾーン、延伸ゾーン、中間ゾーン、熱固定ゾー
ン、熱緩和ゾーン、冷却ゾーンに分かれており、各ゾー
ン間は遮風カーテンで仕切られている。

【００２４】ボーイングの状態を図３に示す。横延伸機
入口でフィルムの進行方向と直角に直線（図３に点線で
示す。）を引くと、横延伸機出口では図３に実線で示す
ように凹弧状になる。ボーイングは次式で示される。 ボーイング（％）＝［Ｂ（弧の深さ）／Ｗ（フィルム
幅）］×１００

【００２５】［実施例１］ポリエチレン−２，６−ナフ
タレート樹脂を溶融して吐出幅５００ｍｍのＴダイより
押出し、５ｍ／ｍｉｎで回転する直径１ｍ、表面温度５
０℃のキャスティングドラム２上で未延伸フィルムを製
膜した。これをフィルムの流れ方向に３倍に縦延伸した
後、表１に示す横延伸条件にてテンターにより横方向に
３．５倍延伸して、厚み９０μｍのフィルムを製膜し
た。

【００２６】

【表１】

【００２７】［実施例２］実施例１において、横延伸温
度を１２５℃とする以外は実施例１と同様にして９０μ
ｍのフィルムを製膜した。

【００２８】［実施例３］実施例１において、横延伸温
度を１７０℃とする以外は実施例１と同様にして９０μ
ｍのフィルムを製膜した。

【００２９】［実施例４］実施例１において、中間ゾー
ン温度を１８０℃とする以外は実施例１と同様にして９
０μｍのフィルムを製膜した。

【００３０】［実施例５］実施例１において、中間ゾー
ン温度を２３０℃とする以外は実施例１と同様にして９
０μｍのフィルムを製膜した。

【００３１】［実施例６］実施例１において、各工程で
の製膜速度をそれぞれ３倍にする以外は実施例１と同様
にして、９０μｍ厚の二軸延伸フィルムを製膜した。そ
れに伴い、フィルムの中間ゾーン滞在時間は３秒になっ
た。

【００３２】［実施例７］実施例１において、中間ゾー
ン長さを３．３倍にする以外は実施例１と同様にして９
０μｍ厚の二軸延伸フィルムを製膜した。その時のフィ
ルムの中間ゾーン滞在時間は３０秒になった。

【００３３】［実施例８］実施例７において、各工程で
の製膜速度をそれぞれ４倍にする以外は実施例１と同様
にして、９０μｍ厚の二軸延伸フィルムを製膜した。そ
れに伴い、フィルムの中間ゾーン滞在時間は７．５秒に
なった。

【００３４】［実施例９］実施例１において、熱固定温
度を２３８℃にする以外は実施例１と同様にして９０μ
ｍのフィルムを製膜した。

【００３５】［実施例１０］実施例１において、熱固定
温度を２６３℃にする以外は実施例１と同様にして９０
μｍのフィルムを製膜した。

【００３６】［比較例１］実施例１において、横延伸温
度を１１５℃として延伸したところ、ベース破れが頻発
し、フィルムのサンプリングができなかった。

【００３７】［比較例２］実施例１において、横延伸温
度を１８０℃として延伸したところ、幅方向で伸びムラ
が生じたため、フィルムのサンプリングができなかっ
た。

【００３８】［比較例３］実施例１において、中間ゾー
ン温度を１７０℃とする以外は実施例１と同様にして９
０μｍのフィルムを製膜した。

【００３９】［比較例４］実施例１において、中間ゾー
ン温度を２４０℃とする以外は実施例１と同様にして９
０μｍのフィルムを製膜した。

【００４０】［比較例５］実施例１において、各工程で
の製膜速度をそれぞれ４倍にする以外は実施例１と同様
にして９０μｍのフィルムを製膜した。それに伴い、フ
ィルムの中間ゾーン滞在時間は２．２５秒になった。

【００４１】［比較例６］実施例１において、中間ゾー
ン長さを１／４倍にする以外は実施例１と同様にして９
０μｍのフィルムを製膜した。その時のフィルムの中間
ゾーン通過時間は２．２５秒になった。

【００４２】［比較例７］実施例１において、熱固定温
度を２３０℃にする以外は実施例１と同様にして９０μ
ｍのフィルムを製膜した。

【００４３】［比較例８］実施例１において、熱固定温
度を２６５℃より高くしたところ、ベース中央部に弛み
が生じ、テンター内の装置と接触してスリキズ故障を生
じた。

【００４４】以上、実施例１〜１０及び比較例１〜８の
工程条件及び性能評価を表２に示す。

【００４５】なお、比較例１、２及び８はサンプリング
できなかったのでデータなし。また、その他の上記フィ
ルムはいずれもフィルム表面へのスリキズ他の表面欠陥
は発生しなかった。

【００４６】物性値については、二軸延伸前のポリエチ
レン−２，６−ナフタレートフィルムをサンプリングし
て、示差走査熱量計（島津製作所製：ＤＳＣ−５０）に
より測定した結果、ガラス転移温度＝１２０℃、昇温結
晶化温度＝２００℃、融点＝２６８℃であった。

【００４７】横延伸温度は、延伸ゾーン最終部において
非接触式放射温度計で計測したフィルム表面温度を、熱
固定温度は、テンター内におけるフィルム表面の最高温
度をそれぞれ示す。

【００４８】中間ゾーン滞在時間（秒）については、中
間ゾーン長さ（ｍ）／製膜速度（ｍ／ｍｉｎ）×６０に
より、求められる。

【００４９】ボーイングについては、ベース中央部１２
００ｍｍ幅で評価した(図３参照)。

【００５０】フィルムの厚みムラについては、フィルム
幅方向における最大値と最小値の差をフィルム平均厚み
で除し、１００分率で表した。

【００５１】また、耐劈開性については、サンプル取り
したフィルムを東洋精機製エルメンドルフ引裂試験機に
て切断し、縦方向および横方向の劈開の生じやすさを評
価をした。評価基準は◎：劈開発生全くなし、○：劈開
の発生確立２０％以下、△：劈開の発生確立２０％超の
３水準とした。

【００５２】

【表２】

【００５３】表２の結果から次のことがわかる。 ［横延伸温度（実施例１，２，３及び比較例１，２参
照）］横延伸温度は、ガラス転移温度℃以上、ガラス転
移温度＋５０℃以下の範囲が望ましい。もし、横延伸温
度がガラス転移温度℃未満の場合、延伸中のベースに破
れが生じ、逆にガラス転移温度＋５０℃を超える場合、
ベース幅方向で伸びムラが生じる。望ましくは、横延伸
温度はガラス転移温度＋２５℃〜ガラス転移温度＋４５
℃の範囲が望ましい。これにより、幅方向の厚みムラが
小さくなる。

【００５４】［中間ゾーン温度（実施例１，４，５及び
比較例３，４参照）］中間ゾーン温度は、横延伸温度＋
２０℃以上、熱固定温度−２０℃以下の範囲が望まし
い。もし、中間ゾーン温度が、横延伸温度＋２０℃未満
の場合、横延伸終了時フィルムに蓄えられた分子ひずみ
エネルギーの緩和効果が小さく、結果、熱固定ゾーンに
おいてクリップで固定されていない中央部のみベースの
収縮応力が強く働き、ボーイング現象が大きく現れる。
もし、中間ゾーン温度が、熱固定温度−２０℃を超える
場合、中間ゾーンにおいて熱収縮が生じ、クリップで固
定されていない中央部のみ縮んでボーイング現象が大き
く現れる。より好ましくは、中間ゾーン温度は、昇温結
晶化温度±２０℃の範囲が望ましい。中間ゾーン温度を
上記範囲に保つことにより、横延伸終了時フィルムに蓄
えられた分子ひずみエネルギーの緩和作用と、クリップ
で固定されていないベース中央部の熱収縮作用のバラン
スがボーイング現象抑制にとってさらによくなり、結
果、ボーイング量が最小になる。

【００５５】［中間ゾーン通過時間（実施例１，６，
７，８及び比較例５，６参照）］上記中間ゾーンをベー
スが通過する滞在時間は３〜３０秒であることが望まし
い。もし、通過時間が３秒未満の場合、横延伸終了時フ
ィルムに蓄えられた分子ひずみエネルギーの緩和効果が
小さく、結果、熱固定ゾーンにおいてクリップで固定さ
れていない中央部のみベースの収縮応力が強く働き、ボ
ーイング現象が大きく現れる。通過時間の上限について
はベースの性能への影響は小さいが、ゾーンが長くなる
ほど設備コストアップになるので、製造設計点に合わせ
てゾーン長さを決めるのが望ましい。

【００５６】［熱固定温度（実施例１，９，１０及び比
較例７，８参照）］熱固定温度は、融点−３０℃以上、
融点−５℃以下の範囲が望ましい。もし、熱固定温度が
融点−３０℃未満の場合、ベースが劈開しやすくなるた
め、写真フィルム用支持体としては、次工程以降の加工
で破損等生じて耐えられないものとなる。一方、熱固定
温度が融点−５℃を超える場合、ベース搬送中に部分的
なたるみが生じてスリキズ故障などの原因となり、製造
安定性がよくない。

【００５７】

【発明の効果】本発明により、写真フィルム用支持体と
して有用な、耐劈開性に優れ、ボーイング現象が小さい
ポリエステルフィルムを、製膜速度が変わった場合でも
安定に供給できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例で使用した二軸延伸フィルム
製造装置の横延伸機部分のゾーン構成を示す図である。

【図２】 上記二軸延伸フィルム製造装置の全体の構成
を示す略図である。

【図３】 ボーイングの状態を説明する二軸延伸フィル
ムの平面図である。

【符号の説明】

１…Ｔダイ ２…キャスティングロール ３…縦延伸機 ４…横延伸機 ５…巻取機 ６…フィルム ６１…未延伸フィルム ６２…縦延伸フィルム ６３…二軸延伸フィルム Ｂ…流れ方向変形量（円弧の深さ） Ｗ…フィルム全幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細野 康幸 静岡県富士宮市大中里200番地 富士写真 フイルム株式会社内 (72)発明者 寺井 文隆 静岡県富士宮市大中里200番地 富士写真 フイルム株式会社内 (72)発明者 尾崎 和夫 静岡県富士宮市大中里200番地 富士写真 フイルム株式会社内 Ｆターム(参考） 2H023 FA00 FA01 FA13 4F210 AA24 AA26 AG01 AH79 AR06 AR11 QA02 QA03 QC06 QD13 QG01 QG18 QW07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 未延伸フィルムを逐次二軸延伸する方法
   において、縦延伸された前記フィルムをガラス転移温度
   ＋５℃以上、ガラス転移温度＋５０℃以下の温度で横延
   伸した後、前記フィルムを横延伸温度＋２０℃以上、熱
   固定温度−２０℃以下の温度に制御された中間ゾーンに
   ３秒以上、３０秒以下滞在させ、さらに融点−３０℃以
   上、融点−５℃以下の熱固定温度で処理をすることを特
   徴とするポリエステルフィルムの製造方法。
2. 【請求項２】 前記中間ゾーンの温度が昇温結晶化温度
   ±２０℃であることを特徴とする請求項１に記載のポリ
   エステルフィルムの製造方法。
3. 【請求項３】 前記ポリエステルフィルムがポリエチレ
   ン−２，６−ナフタレートの写真フィルム用支持体であ
   ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のポ
   リエステルフィルムの製造方法。