JP2002264201A - ポリエステルフイルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学用途、電気用途、飲料缶／食缶用途等に
使用される溶融時の比抵抗が５×１０⁸Ω‐cm以上のポ
リエステルフイルムの厚み精度及び生産性を向上する。 【解決手段】 融点＋１０〜３０℃での溶融時比抵抗が
５×１０⁸Ω‐cm以上の熱可塑性ポリエステル樹脂を溶
融押出し冷却ドラムに密着させ固化させてフイルムを製
造するに際し、テープ状電極がポリマー上方を移動する
ことにより、常に新しいテープ状電極がくりだされる機
構を有する電極装置を用い、冷却ドラム上の溶融状態に
あるフイルムに電荷を析出させて該フイルムを冷却ドラ
ムに密着させることを特徴とするポリエステルフイルム
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた厚み精度を
有するポリエステルフイルムの製造方法に関するもので
ある。さらに詳しくは、含まれる不純物が少ないことが
要求される写真などに用いられる光学フイルム用、食品
包装用、食缶／飲料缶用、コンデンサー用ポリエステル
フイルムの厚み精度の向上、生産性の向上を図ることが
できるポリエステルフイルムの製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル、とりわけポリエチレンテ
レフタレートのフイルムは、光学特性、機械特性、電気
特性、耐薬品性、寸法安定性等の点で優れていることか
ら、磁気テープ用、コンデンサー用、製版用、電気絶縁
用、写真フイルム用、ディスプレー用、食品包装用、食
缶／飲料缶用等多くの分野で基材として用いられてい
る。

【０００３】ところで、近年これらの用途からの品質に
対する要求特性はますます厳しくなり、それに伴い厚み
精度を向上させることが必要な条件となっている。

【０００４】これらの問題を解決する方法として、例え
ば特公昭３７−６１４２号公報記載のように、押出口金
から溶融押出したフイルム状物を回転冷却ドラムで急冷
する際、該フイルム状物の表面に静電荷を析出させ、フ
イルム状物を冷却ドラムの表面に密着させる静電印加法
が知られている。しかし、この方法においては、生産能
力を高めるために冷却ドラムの回転速度を上げるとフイ
ルム状物と冷却ドラムとの密着力が減少し、フイルム状
物と冷却ドラムとの間に気体を噛み込むようになって、
大きな厚み斑発生の原因となる。

【０００５】このような気体の噛み込みを防ぎ、冷却ド
ラムの速度を上げる方法として、たとえば特公昭６１―
３９１７７号公報記載のように、冷却ドラム表面に微細
なクラックを多数設ける方法が知られている。しかしな
がら、本発明者の知るところによれば、かかる方法を用
いることにより、冷却ドラムのクラックにポリエステル
樹脂中に含まれる低分子量物（オリゴマー）が析出蓄積
され、クラックが埋もれてしまうので、その効果を保つ
ためには、ある時間間隔で冷却ドラムを洗浄し、クラッ
クに蓄積された低分子量物を除去する必要がある。生産
能力を高めると冷却ドラムの汚れる時間が短くなるた
め、洗浄間隔も短くなり、生産性の向上につながらな
い。

【０００６】また、気体の噛み込み現象は、一般に原料
ポリエステルの溶融時の比抵抗が高いほど、特に後述す
る方法によって測定した溶融時比抵抗の値が５×１０⁸
Ω-cmを超えたときに顕在化し、厚みの均一なフイルム
を効率良く製造することが困難となる。かかる困難性を
改良する方法として、例えば特公昭５３−４０２３１号
公報、６１―４３１７３号公報記載のように、金属化合
物、あるいは金属塩を添加することにより溶融時の比抵
抗を減じ、密着性を上げる方法が提案されている。しか
し、これらの方法では、溶融押出時に長時間高温にさら
された場合、その一部、または全部がポリエステルオリ
ゴマーの金属塩、あるいは他の形の金属塩となり、ポリ
エステルに不溶の微粒子を生成してしまうことがある。
このポリエステルに不溶な微粒子が生成すると、フイル
ムの透明性、表面粗度等に変化をきたし、光学用途につ
いては、目的の品質のフイルムを得られないことがあ
る。また、コンデンサー、電気絶縁用途では、金属化合
物、金属塩などの導電性のあるものを添加することによ
り耐電圧特性が悪化し、飲料缶／食缶用途では味・保香
性が悪くなる。したがって、このような用途ではしばし
ばこれらの金属化合物、金属塩の添加は避けなければな
らず、この場合該溶融時の比抵抗が高いと、従来の静電
印加法では高い生産性が得られないことになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、溶融時の比抵抗が５×１０⁸Ω‐cm以上のポリエス
テルフイルムを製造するに際して、厚み精度の向上、生
産性の向上を図ることができる方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るポリエステルフイルムの製造方法は、
融点＋１０〜３０℃での溶融時比抵抗が５×１０⁸Ω‐c
m以上の熱可塑性ポリエステル樹脂を溶融押出し冷却ド
ラムに密着させ固化させてフイルムを製造するに際し、
テープ状電極がポリマー上方を移動することにより、常
に新しいテープ状電極がくりだされる機構を有する電極
装置を用い、冷却ドラム上の溶融状態にあるフイルムに
電荷を析出させて該フイルムを冷却ドラムに密着させる
ことを特徴とする方法からなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明について、望まし
い実施の形態とともに詳細に説明する。本発明における
ポリエステル樹脂とは、ジカルボン酸とグリコール成分
との重縮合反応から製造され、ジカルボン酸として例え
ばテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン
酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカ
ルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、５−ナト
リウムスルホイソフタル酸、フタル酸等の芳香族ジカル
ボン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン
酸、ダイマー酸、マレイン酸、フタル酸等の脂肪族ジカ
ルボン酸、シクロヘキシンジカルボン酸等の脂環族ジカ
ルボン酸、ｐ−オキシ安息酸等のオキシカルボン酸等を
挙げることができる。グリコール成分としては、エチレ
ングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペ
ンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリ
コールなどの脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタ
ノール等の脂環族グリコール、ビスフェノールＡ、ビス
フェノールＳ等の芳香族グリコール等が挙げられる。な
お、これらのジカルボン酸成分、グリコール成分は２種
類以上を併用してもよい。重縮合方法としては、エステ
ル交換法、エステル反応法（直接重合法）のどちらを用
いてもよいが、エステル交換法は、反応触媒として、ア
ルカリ金属化合物を使用するので、その添加量と種類は
用途目的に合わせて調整し、特に電気特性、味・保香性
等を保つには、ポリマー中のアルカリ金属の含有量を５
０ppm未満にする必要がある。これに対してエステル反
応法は、反応触媒を使用しないので、より好ましい。重
合触媒としは、アンチモン化合物、チタン化合物、ゲル
マニウム化合物が挙げられるが、特に二酸化ゲルマニウ
ムは、重縮合反応において過剰のグリコール成分ととも
に飛散し、樹脂中に残存する量は減少するので、味・保
香性の点において特に好ましい。このようにして製造さ
れたポリエステル樹脂の融点＋１０〜３０℃での溶融時
比抵抗が５×１０⁸Ω‐cm以上となる。

【００１０】また、本発明でいうテープ状電極は、ステ
ンレス、タングステン、チタン等の金属を厚さ１０〜１
００μｍに圧延したものを、幅２〜３０mmの帯状にスリ
ットして得られる。厚さ１０μｍ未満では、必要な強度
が得られず、１００μｍを超えると放電し難くなり密着
性が得られ難くなる。幅２mm未満では、静電荷を印加す
る際の指向性が不足するため十分な密着力が得られず、
フイルムの厚み斑が大きくなり、３０mmを超えたものは
指向性の向上が無いので実用上無意味である。テープの
走行方向の厚み斑は２０％以下であることが好ましい。
２０％を超えると静電荷の印加状態に斑が発生し、この
結果フイルムの厚み斑も悪化する。

【００１１】さらに、本発明に係る電極装置において
は、テープ状電極がポリマー上を移動することにより、
常に新しいテープ状電極がくりだされる機構を有するこ
とが必要である。テープ状電極のポリマー上での滞在時
間は、１０〜６０分であることが好ましい。高温のポリ
マー上での滞在時間が６０分を超えるとテープ状電極の
放電している端面が荒れ、局所的なグロー放電が発生し
やすくなり。グロー放電の発生したところは、密着力の
変動が大きくなりフイルムに空気を噛み込み厚み斑にな
る。また、１０分より短くなると、テープの使用量が多
くなりすぎ経済性が悪化するとともに、テープ状電極の
使用量が増え、交換のために製造を中断する機会が増
え、生産性が低下する。

【００１２】本発明に係るポリエステルフイルムは、キ
ャストフイルム等の未延伸シート状のものでもよいし、
必要に応じてキャストフイルムを一軸または二軸に延伸
した延伸フイルムであってもよい。このような延伸フイ
ルムは従来公知の任意の方法を用いて製膜することがで
きる。

【００１３】図１は、本発明の方法によりポリエステル
フイルムを製造する場合の、冷却ドラム周りの構造の一
実施態様を示している。押出機１から押し出されてき
た、融点＋１０〜３０℃での溶融時比抵抗が５×１０⁸
Ω‐cm以上の熱可塑性ポリエステル樹脂は、口金２から
冷却ドラム３の表面上にシート状に吐出され、冷却ドラ
ム３の表面に密着され、冷却ドラム３の表面上で固化さ
れて未延伸のポリエステルフイルム４に成形される。上
記口金２から吐出される溶融熱可塑性ポリエステルシー
トの上方で、冷却ドラム３への着地点上またはその近傍
に、電極装置５から常に新しいテープ状電極６がくりだ
される。矢印は、テープ状電極６の走行方向を示してい
る。このテープ状電極６には、図示を省略した電極から
所定の電圧が印加され、未だ溶融状態にあるポリエステ
ルフイルム４に電荷を析出させ、その静電印加によりポ
リエステルフイルム４が冷却ドラム３に密着される。

【００１４】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。本発明において用いるポリエステル樹脂及び本
発明により得られたフイルムの特性の測定方法は次の通
りである。

【００１５】（１）ポリエステルフイルムに含まれる金
属成分量 蛍光Ｘ線分析装置（RIGAKU3270）を用いて、あらかじめ
測定しておいた検量線から金属成分の含有量を求める。

【００１６】（２）ポリエステル樹脂溶融時の比抵抗
（Ｒ） 図２に示す測定法により測定される。図２において１１
は直流高電圧発生装置、１２は電流計、１３は電圧計、
１４はシリコン加熱浴、１５は溶融状態にあるポリエス
テル樹脂、１６は平行平板電極である。溶融時の比抵抗
は電圧Ｖ、電流Ｉをそれぞれ読み取り、以下の式により
求める。具体的にはＶは３ｋＶ印加し、３０秒後の電流
値を読み取って求める。 溶融時の比抵抗 Ｒ＝（Ｖ／Ｉ）×（Ｓ／ｄ） ここでｄは電極間の距離、Ｓは電極の表面積である。

【００１７】（３）フイルムの厚み斑（Ｄｆ）及びテー
プ電極の厚み斑（Ｄｔ） 得られたポリエステルフイルム及びテープ状電極の長手
方向及び走行方向の厚みをデジタルマイクロメーター
（NIKKON DIGMICRO MH-15）を用いて２ｃｍ間隔で１０
ｍ測定し、以下の式で求める。 フイルムの厚み斑又はテープ状電極の厚み斑（Ｄｆ又は
Ｄｔ）＝〔（最高厚み−最低厚み）／平均厚み〕×１０
０（％）

【００１８】（４）テープ状電極の溶融ポリマー上での
滞在時間 あらかじめテープ状電極の表面に黒の油性マジック等で
印をつけ、印が冷却ドラム上の溶融フイルムを横切る時
間をストップウオッチで測定する。

【００１９】（５）フイルムヘーズ ＡＳＴＭ Ｄ １００３−６１に従い、日本電色（株）
製濁度計：ＮＤＨ−２Ａ型で測定した。

【００２０】以下の各実施例、比較例におけるフイルム
の評価結果を表１にまとめた。

【００２１】実施例１ 直接重合法でポリエステル樹脂を製造した。すなわち攪
拌槽を有するエステル化反応槽にジカルボン酸としてテ
レフタル酸を８７部、グリコール成分としてエチレング
リコール４２部を投入し、２８０℃で反応率が９７％に
なるまでエステル化反応させた後、重合槽に移し、重合
触媒として二酸化ゲルマニウム、着色防止剤として燐酸
を添加した後、温度２８５℃、３mmHgの減圧下で極限粘
度が０．６８になるまで重合を行い、目的のポリエステ
ル樹脂を得た。

【００２２】このポリエステル樹脂の２８５℃での溶融
時の比抵抗は１２×１０⁸Ω‐cmであった。またアルカ
リ金属含有量は２０ppm未満（測定限界以下）であっ
た。

【００２３】次いでこのポリエステル樹脂を温度１５０
℃、５mmHg以下の真空度で攪拌しながら５時間乾燥した
後、２８５℃の単軸押出機を用いＴ型口金でフイルム状
に押し出し静電印加法を用いて無定形フイルムを得た。
即ち電極として厚み４０μｍの圧延されたステンレス製
（SUS304）のテープ状電極を用い、これをリールで常時
巻き取りながら、２５℃の回転冷却ドラムの表面上にフ
イルムの流れと直角方向に張り、これに直流電圧８００
０Ｖをかけた。回転冷却ドラムの速度を１０ｍ／分から
徐々に増しながら、５０ｍ／分に上げ、厚さ１９０μｍ
の未延伸フイルムを得た。

【００２４】実施例２ ジカルボン酸としてナフタレン−２，６−ジカルボン酸
ジメチル１００部、エチレングリコール６５部、及び酢
酸カルシウム−水塩０．０５部をエステル交換反応槽に
投入し、２４０℃で反応率が９９.５％以上になるまで
エステル交換反応させた後、重合槽に移し、重合触媒と
して二酸化ゲルマニウム、着色防止剤として燐酸を添加
した後、温度２９５℃、３mmHgの減圧下で極限粘度が
０．６になるまで重合を行い、目的のポリエステル樹脂
を得た。

【００２５】このポリエステル樹脂の２８５℃での溶融
時の比抵抗は１１×１０⁸Ω‐cmであった。またアルカ
リ金属含有量は７３ppmであった。

【００２６】その後、押出機の温度を２９５℃、テープ
状電極の滞在時間を５０分にする以外は実施例１と同じ
方法で未延伸フイルムを得た。

【００２７】実施例３ テープ状電極の厚みを７０μｍ、テープ状電極の滞在時
間を５０分にする以外は実施例１と同じ方法で未延伸フ
イルムを得た。

【００２８】比較例１ テープ状電極の代わりに１５０μｍΦのタングステン線
を使用する以外は実施例１と同じ方法で未延伸フイルム
を得た。

【００２９】比較例２ 直接重合法でポリエステル樹脂を製造した。すなわち攪
拌槽を有するエステル化反応槽にジカルボン酸としてテ
レフタル酸を８７部、グリコール成分としてエチレング
リコール４２部とを投入し、２８０℃で反応率が９７％
になるまでエステル化反応させた後、重合槽に移し、酢
酸リチウム０．１部、重合触媒として三酸化アンチモ
ン、着色防止剤として燐酸を添加した後、温度２８５
℃、３mmHgの減圧下で極限粘度が０．６８になるまで重
合を行い、目的のポリエステル樹脂を得た。

【００３０】このポリエステル樹脂の２８５℃での溶融
時の比抵抗は０．８×１０⁸Ω‐cmであった。またアル
カリ金属含有量は１３０ppmであった。その後、比較例
１と同じ方法で未延伸フイルムを得た。

【００３１】比較例３ テープ状電極の厚みを１５０μｍ、気泡噛み込みのため
回転冷却ドラムの速度を３０ｍ／分に下げた以外は、実
施例１と同じ方法で未延伸フイルムを得た。

【００３２】比較例４ テープ状電極の厚みを７μｍにする以外は、実施例１と
同じ方法で未延伸フイルムを得た。

【００３３】比較例５ テープ状電極の溶融ポリマー上での滞在時間を９０分に
する以外は実施例１と同じ方法で未延伸フイルムを得
た。

【００３４】比較例６ テープ状電極の厚み斑が２８％のものを使用する以外
は、実施例１と同じ方法で未延伸フイルムを得た。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のポリエス
テルフイルムの製造方法によれば、溶融時の比抵抗が５
×１０⁸Ω‐cm以上のポリエステルフイルムの製造する
に際し、キャスト速度を高くして生産性の向上をはかり
つつ、フイルムの厚み精度（とくに厚み斑）を向上で
き、ヘーズを低く保って良好な透明性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の実施に用いる装置の一実施態様
を示す概略斜視図である。

【図２】溶融時比抵抗の測定装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 押出機 ２ 口金 ３ 冷却ドラム ４ ポリエステルフイルム ５ 電極装置 ６ テープ状電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 達朗 静岡県三島市4845番地（町、丁目表示な し） 東レ株式会社三島工場内 Ｆターム(参考） 4F207 AA24 AB11 AG01 AH54 AH73 AH81 AJ02 AR06 AR08 KA01 KA17 KK66 KL84 KW41

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点＋１０〜３０℃での溶融時比抵抗が
   ５×１０⁸Ω‐cm以上の熱可塑性ポリエステル樹脂を溶
   融押出し冷却ドラムに密着させ固化させてフイルムを製
   造するに際し、テープ状電極がポリマー上方を移動する
   ことにより、常に新しいテープ状電極がくりだされる機
   構を有する電極装置を用い、冷却ドラム上の溶融状態に
   あるフイルムに電荷を析出させて該フイルムを冷却ドラ
   ムに密着させることを特徴とするポリエステルフイルム
   の製造方法。
2. 【請求項２】 アルカリ金属成分の含有量が５０ppm未
   満である熱可塑性ポリエステル樹脂を溶融押出すること
   を特徴とする請求項１記載のポリエステルフイルムの製
   造方法。
3. 【請求項３】 テープ状電極のポリマー上方での滞在時
   間が１０〜６０分であることを特徴とする請求項１また
   は２記載のポリエステルフイルムの製造方法。
4. 【請求項４】 テープ状電極の厚みが１０〜１００μm
   であり且つ走行方向の厚み斑が２０％以下であることを
   特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポリエステ
   ルフイルムの製造方法。