JPH06305016A

JPH06305016A - ポリエステルフィルムの製造方法

Info

Publication number: JPH06305016A
Application number: JP6025196A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Yashiro; 敏也家城; Katsuya Toyoda; 勝也豊田; Kenji Tsunashima; 研二綱島
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1994-02-23
Publication date: 1994-11-01

Abstract

(57)【要約】【構成】２枚以上のポリエステルフィルムを重ね合わせ
たのち少なくとも縦延伸および／または熱固定したのち
各フィルムに剥離して一挙に２枚以上のポリエステルフ
ィルムを製造する方法において、重ね合わせる前の少な
くとも１枚のポリエステルフィルムの結晶化度を１％以
上とする。【効果】複数枚のフィルムを従来から公知の製膜機の小
改造で製造でき、大巾な増能力が可能となり、コストダ
ウンにつながる。しかも、得られたフィルムの品質も複
数枚のフィルムの間で差が生じることもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２枚以上のポリエステル
フィルムを一挙に製造する方法に関するものである。更
に詳しく言えば、ポリエステルフィルム間の剥離フィル
ムを有さずに一挙に多数枚のフィルムを厚みむらなく得
る方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルフィルムで代表されるフィ
ルムは１枚ずつ製膜されるのが常であった。しかしなが
ら一挙に複数枚のフィルムを製造する方法として剥離用
のスペーサーをポリエステルと交互に共押出しして延伸
熱処理後剥離する方法（例えば特開昭６１−３１２３６
号）や、キャスト・縦延伸を別の工程で実施しておき、
該縦延伸フィルムを重ね合わせたのち横延伸熱処理して
剥離する方法（例えば特開昭５３−７９９６７号、特開
昭５３−７９９６８号）などが知られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のよ
うなスペーサーを入れる方法では製造工程が煩雑にな
り、フィルムエッジなどの回収が困難になるばかりか、
各フィルムの表面あらさや厚みむらコントロールが困難
で厚みむらの悪いフィルムしか得られないという、製造
コスト上、品質上の重大な欠点を有していた。また縦延
伸フィルムを重ねる方法では単に横延伸テンターのみし
か省略できず、コストダウンには効果がないという欠点
を有していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的に合うポリエス
テルフィルムの製造方法は、２枚以上のポリエステルフ
ィルムを重ね合わせたのち少なくとも縦延伸および／ま
たは熱固定したのち各フィルムに剥離して一挙に２枚以
上のポリエステルフィルムを製造する方法において、重
ね合わせる前の少なくとも１枚のポリエステルフィルム
の結晶化度が１％以上であ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関するものである。

【０００５】本発明で言うポリエステルとは、ジオール
とジカルボン酸とから縮重合により得られるエステル基
を主鎖にもつポリマであり、ジカルボン酸としては、テ
レフタル酸、イソフタル酸、ジフェン酸、フタル酸、ナ
フタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバチン酸、ダイ
マー酸、エイコ酸、ドデカンジオン酸などで代表される
ものであり、また、ジオールとは、エチレングリコー
ル、トリメチレングリコール、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、ネオペンチルグリコ
ール、ジエチレングリコール、ビスフェノールなどで代
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
ポリマであってもコポリマであっても良く、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ジカルボ
ン酸成分があげられる。本発明の場合、特に、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレ
ートが機械的強度、耐熱性、耐薬品性、耐久性などの観
点から好ましい。

【０００６】また、このポリエステルの中には、公知の
各種添加剤、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶核
剤、無機粒子などが添加されていてもよい。

【０００７】本発明における少なくとも縦方向に延伸し
たフィルムとは、縦方向に延伸し、分子配向を与えたフ
ィルムを言う。当然、その後横延伸を施し、二軸に配向
を与えてもよい。また、さらに、縦あるいは横に延伸を
かけて、強度な配向を付与してもよい。

【０００８】また、本発明における縦延伸とは、フィル
ムに分子配向を与えるための延伸を言い、通常は、ロー
ルの周速差により施される。この延伸は１段階で行って
もよく、また、複数本のロール対で多段階で行ってもよ
い。延伸の倍率としては、通常、２〜７倍程度である。

【０００９】更に本発明における熱固定は、上記延伸の
後に、あるいは延伸を行うことなく、行なっても良い。

【００１０】本発明における、重ね合わせる直前のフィ
ルムの結晶化度とは、上記の縦延伸を施すロールに入る
直前のフィルムの結晶化度を指し、結晶化度は、後述す
るが、フィルムの密度を測定し計算した。

【００１１】本発明においては、この結晶化度が、１％
以上である必要がある。好ましくは、３％以上、さらに
好ましくは、３％以上３０％以下である。非晶未延伸の
ポリエチレンテレフタレートフィルム同志を重ね合わ
せ、ガラス転移点以上の延伸温度において延伸すること
は容易だが、これを重ね合わせ前のフィルムに剥離する
ことは出来ない。これはフィルム同志が融着してブロッ
キング現象を示すためである。このような融着を生ぜず
スムーズに剥離をするには、剥離応力が１０ｇ／ｃｍ以
下、好ましくは１ｇ／ｃｍ以下、さらに好ましくは０．
１ｇ／ｃｍ以下とするのがよい。剥離応力を好ましくは
１ｇ／ｃｍ以下、さらに好ましくは０．１ｇ／ｃｍ以下
にするには、重ね合わせる前のフィルムの結晶化度は１
％以上、好ましくは３％以上、さらに好ましくは５％以
上３０％以下であるのがよい。結晶化度が３０％を超え
ると延伸張力が高くなり延伸しにくくなったり、たとえ
延伸できても透明性が悪化したり、表面が粗面化しやす
くなるためである。また、結晶化させるのにアセトンな
どの特定の溶剤で結晶化させる方法は、得られたフィル
ムの表面が粗面化し、透明性が悪化し表面にオリゴマー
などの白粉が付着したり、表面がけずれやすくなったり
して品質が低下するのみならず、生産上も問題が多く本
発明の製法としては適当でない。

【００１２】したがって、本発明においては、目的の結
晶化度を得るために、キャスト時や、延伸時および／ま
たは熱処理時に行なうのである。すなわち、ポリエステ
ルをＴダイより溶融押出し、冷却ロール上でシート状に
冷却固化する際に、冷却ロールの表面材質や温度をコン
トロールすることにより、冷却過程における結晶化を生
ぜしめ、目的の結晶化度を得る方法が行われる。例え
ば、表面が粗面化されたサンドブラストロールを用い
て、冷却ドラムと溶融シート間に空気層を介在させ結晶
化させる方法を広く用いうる。この時ドラム温度は８０
〜１２０℃と高温にするのがよい。

【００１３】さらに、本発明においては、熱結晶化によ
り目的の結晶化度を有したフィルムよりも歪結晶化によ
り目的の結晶化度を有したフィルムの方が好ましい。す
なわち、縦延伸の前に、予備縦延伸を施し、必要によっ
ては熱処理をして１％以上の歪結晶を主成分とした結晶
化度を得るものである。この予備延伸熱処理を施したの
ちに、本来の縦延伸を、所定の温度、倍率で１段もしく
は多段階に行うわけである。

【００１４】本発明における予備延伸の条件としては、
フィルムの温度にしてポリマの（ガラス転移点＋１０
℃）以上（ガラス転移点＋３０℃）以下の温度で、１．
２倍以上、２．５倍以下の倍率が好ましい。さらに好ま
しくは、１．５倍以上、２．０倍以下である。温度が
（ガラス転移点＋１０℃）未満の場合、延伸が均一に行
われず、部分的にネッキングを起こしたような状態にな
り好ましくない。また、（ガラス転移点＋３０℃）を超
える場合、目的の結晶化度を得ることが困難となる。ま
た、倍率が１．２倍未満の場合、これも目的の結晶化度
が得られにくくなり、また、２．５倍を超える場合、配
向が進みすぎ、本来の縦延伸に支障をきたすことがある
ため、いずれも好ましくない。

【００１５】このようにして、予備延伸熱処理による歪
結晶化を主成分とした目的の結晶化度を得る方法は表面
あらさ、透明性、さらには厚みむら改善の効果ばかりで
なく、延伸倍率増加による製膜速度の上昇にもつなが
り、一段と生産性の向上の面からも好ましいものであ
る。

【００１６】本発明において、目的の結晶化度を得るた
めの別の手段としては、非晶フィルムあるいは微結晶し
たフィルムを乾または湿熱処理をする方法である。この
際に、熱処理の温度としては、該ポリエステルの（ガラ
ス転移点＋１０℃）以上、（融点−５０℃）以下が好ま
しい。さらに好ましくは（ガラス転移点＋２０℃）以
上、（融点−１００℃）以下である。熱処理温度が（ガ
ラス転移点＋１０℃）未満であると、熱処理による結晶
化の効果がないか、あるいは、目的の結晶化度を得るた
めに多大な時間を要する。また、（融点−５０℃）を超
えると、結晶化度の制御が困難であり、また、フィルム
が軟化しすぎて、熱処理中のフィルムの取扱いに支障を
きたしたり、さらには延伸後のフィルム物性、特に透明
性が悪化したりする。

【００１７】本発明において上記の熱処理は加熱ロール
を用いて好ましく行われる。加熱ロールとしては、表面
が“テフロン”加工やシリコーンゴム加工などの非粘着
加工を施した物が好ましい。

【００１８】また、上記加熱ロールを用いた場合、処理
温度条件によっては、フィルムのロールへの粘着が生じ
る場合がある。そのような場合、熱処理をオーブン内に
て行うことも好ましく行われる。オーブンとしては、無
風状態で加熱するものでもよいが、熱風をフィルムへ吹
き付けるタイプのものが、加熱効率の点から好ましく用
いられる。また、オーブン内でのフィルムの把持手段と
して、特に限定されるものではないが、ロール内に通水
して表面への粘着を防いだロールや、フィルム両端部を
把持するテンタタイプのものなどが好ましく用いられ
る。

【００１９】また、フィルム下面より熱風を吹き付け
て、フィルムを浮上させながら熱処理を行う、加熱浮上
処理装置も好ましく用いられる。加熱浮上処理装置の場
合、フィルムの粘着の問題もなく、また、空気圧により
面で把持されるため、加熱時の軟化したフィルムでも走
行性に問題なく熱処理できるものである。

【００２０】本発明の結晶化度が１％以上のフィルムを
得る方法は上記の方法に限定されるものではない。ま
た、上記の方法のいずれか単独のみであっても、上記方
法の複数の組合せ、若しくは上記方法と他の方法との任
意の組合せであっても良い。

【００２１】また、本発明における製造方法で製造され
たフィルムは、驚くべきことに、熱収縮率の低減効果が
認められる。これは、延伸前に若干の歪結晶化構造を形
成するために、このような効果が発現するものと推定さ
れるが、はっきりとした要因は明らかとなっていない。

【００２２】次に本発明の製造方法について説明する
が、かかる例に限定されるものではない。

【００２３】ポリエステルとして、ポリエチレンテレフ
タレートのペレットを１５０〜１９０℃の真空下で十分
に乾燥を行う。このペレットを、２７０〜３００℃の温
度に加熱された押出機に供給し、Ｔダイよりシート状に
押出す。

【００２４】この溶融されたシートを、ドラム表面温度
１０〜１００℃に冷却されたサンドブラスト処理ドラム
上に静電気力で密着固化し、結晶化度０〜２５％の未延
伸フィルムを得る。該未延伸フィルムを加熱されたロー
ル群に導き、縦延伸を行うが、その前に、予備延伸およ
び／または加熱ロールやオーブンなどにより結晶化度１
〜３０％に熱結晶化および／または歪結晶化を与える。
このようにして得られた結晶化フィルム同志、または非
晶フィルムと重ね合わせ、８０〜１８０℃の加熱ロール
で加熱し縦方向に２〜７倍１段もしくは多段階で縦延伸
し、２０〜５０℃のロール群で冷却する。

【００２５】なお、二軸に配向させる場合は、続いて、
フィルムの両端にクリップで把持しながらテンタに導
き、８０〜１８０℃に加熱された熱風雰囲気中で横方向
に２〜７倍に横延伸する。

【００２６】こうして二軸延伸されたフィルムは平面
性、寸法安定性を付与するために、テンタ内で１５０〜
２４０℃の熱固定を行ない、均一に室温まで徐冷して巻
きとる。

【００２７】

【物性値の評価法】

（１）結晶化度ｎ−ヘプタン−四塩化炭素系の密度勾配管を作成し、２
５℃におけるフィルムの密度を測定する。この密度ｄか
ら、結晶化度（％）＝［（ｄ−ｄａ）／（ｄｃ−ｄａ）］×
１００とした。ここで、ｄａは非晶密度、ｄｃは完全結晶密度
で、ポリエチレンテレフタレートの場合、文献値より、
ｄａ＝１．３３５ｇ／ｃｍ³、ｄｃ＝１．４５５ｇ／ｃ
ｍ³とした。

【００２８】（２）ガラス転移点、融点マックサイエンス社製示差走差熱量計ＤＳＣ３１００を
用いて、サンプルを３００℃で５分保持し、液体窒素急
冷した後、昇温速度２０℃／分でガラス転移点及び融点
を測定した。ガラス転移点はガラス状態からゴム状態へ
の転移に基づくベースラインの変奇点を、融点は結晶融
解に基づく吸熱ピーク温度をとった。

【００２９】（３）フィルムの厚みむらアンリツ社製フィルムシックネステスタＫＧ６０１Ａお
よび電子マイクロメータＫ３０６Ｃを用い、縦方向に３
０ｍｍ幅、１０ｍ長にサンプリングしたフィルムを通
し、連続的に厚みを測定する。１０ｍ長での厚み最大値
Ｔｍａｘ（μｍ）および最小値Ｔｍｉｎ（μｍ）より、Ｒ（μｍ）＝Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎとし、１０ｍ長の平均厚みＴａｖｅ（μｍ）から厚みむら（％）＝Ｒ／Ｔａｖｅとして求めた。

【００３０】（４）フィルムの熱収縮率フィルムを１０ｍｍ幅、２５０ｍｍ長にサンプリングし
約２００ｍｍの間隔をおいて、標点をつけた。この標点
間距離を正確に測定し、Ｔｏ（ｍｍ）とした。このサン
プルを無荷重下で１５０℃の熱風オーブン中に３０分間
放置後、室温で冷却する。十分冷却後に、標点間距離を
再度測定しＴ（ｍｍ）とすると、熱収縮率（％）＝［（Ｔｏ−Ｔ）／Ｔｏ］×１００とした。

【００３１】

【実施例】本発明を実施例に基づいて説明する。

【００３２】実施例１ポリエチレンテレフタレート（極限粘度０．６５、ガラ
ス転移点６９℃、融点２５６℃、添加剤として０．６μ
径のＳｉＯ₂を０．３％含有）のペレットを１８０℃で
３時間真空乾燥した後に、２８０℃に加熱された押出機
に供給し、３つのＴダイよりそれぞれ別のシートに押出
した。つづいてこの溶融フィルムを表面温度２５℃の鏡
面クロムメッキの冷却ドラム上に静電気力で密着固化し
た非晶フィルム（結晶化度０％）３枚を得た。かくして
得られたフィルムの１枚を８５℃に加熱されたロール上
で１．６倍予備延伸し、つづいて１２０℃で１秒間熱処
理しフィルムの歪結晶と熱結晶の混在した結晶化度３％
のフィルム１枚を得た。

【００３３】該３％結晶フィルムの両側に、前記結晶化
度０％の非晶フィルム２枚を重ね合わせた。つづいて、
１００℃に加熱されたロール上で縦方向に５倍延伸し、
５０℃に冷却し、さらに該フィルムを１１０℃に加熱さ
れたテンター内で巾方向に４倍延伸し、さらに２３０℃
で巾方向に５％リラックスさせながら熱処理し、均一に
徐冷して厚み６μの二軸延伸フィルム３枚を剥離しなが
らそれぞれの巻取機に巻取った。かくして得られたフィ
ルムの代表的物性は表１の通りである。なお、本フィル
ムの剥離時の応力は０．１ｇ／ｃｍと小さく、剥離ム
ラ、シワ、破れなどの欠点は全くなかった。表１に示し
たように３枚のフィルムの間のフィルム特性には差はな
かった。

【００３４】実施例２実施例１で得られた非晶フィルム（結晶化度０％）を１
４０℃に加熱されたロール上で３秒間熱処理して結晶化
度１％のフィルムを得た。該結晶フィルムを２枚重ね合
わせて、実施例１と同じ条件で縦延伸、巾方向延伸、熱
処理を施し、厚み６μの二軸延伸フィルム２枚を剥離し
ながら巻取った。得られたフィルムの物性は表１の通り
であり、剥離ムラ、シワ、破れなどの欠点は全くなかっ
た。

【００３５】比較例１実施例１で示した結晶化工程を省略し、結晶化度０％の
フィルム３枚を重ねて実施例１と同様に延伸熱処理した
ところ、３枚が融着してしまい、分離は不可能であっ
た。

【００３６】

【表１】実施例３実施例１で用いた中央フィルムのキャスト用鏡面クロム
メッキロールの代わりに、サンドブラスト加工した表面
粗面化ロールに変えて、しかもドラム表面温度を９０℃
の加熱に変えて、３枚のキャストシートを得た。表層に
用いる２枚のキャストシートは実施例１と全く同じで結
晶化度０％、中央層に用いるキャストシートは熱結晶を
主成分とした結晶化度は５％であった。これら３枚のシ
ートを実施例１と同様に結晶化度０／５／０（％）とな
るように重ね合わせて二軸延伸熱処理して、厚み６μの
３枚のフィルムを剥離して得た。この時の剥離時の応力
は０．５ｇ／ｃｍと低く、剥離時の問題は全くなかっ
た。得られたフィルムの縦方向厚みむらは５％以内とす
ぐれたフィルムであったが、中央の結晶化したフィルム
の表面あらさＲａは０．５８μｍと少し大きな値を示し
ていたが、両表層のＲａは０．２０と小さいものであっ
た。

【００３７】

【発明の効果】複数枚のフィルムを従来から公知の製膜
機の小改造で製造でき、大巾な増能力となり、コストダ
ウンにつながる。もちろん得られたフィルムの品質も複
数枚のフィルムの間で差がないことも大きなメリットに
なる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚以上のポリエステルフィルムを重ね
合わせたのち少なくとも縦延伸および／または熱固定し
たのち各フィルムに剥離して一挙に２枚以上のポリエス
テルフィルムを製造する方法において、重ね合わせる前
の少なくとも１枚のポリエステルフィルムの結晶化度が
１％以上であることを特徴とするポリエステルフィルム
の製造方法。
【請求項２】結晶化度が１％以上のフィルムと１％未
満のフィルムとを重ね合わせ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。
【請求項３】結晶化度が１％以上のポリエステルフィ
ルムが、ポリエステルをＴダイより溶融押出し、シート
状に固化する際の冷却ロールの表面材質や温度をコント
ロールすることにより得られた未延伸フィルムであるこ
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。
【請求項４】結晶化度が１％以上のポリエステルフィ
ルムが、重ね合わされる前に非晶未延伸フィルムを予備
延伸することにより、得られたフィルムであることを特
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。
【請求項５】予備延伸が該ポリエステルの（ガラス転
移点＋１０℃）以上（ガラス転移点＋３０℃）以下の温
度で、１．２倍以上、２．５倍以下の倍率条件で施され
ることを特徴とする請求項４に記載のポリエステルフィ
ルムの製造方法。
【請求項６】結晶化度が１％以上のポリエステルフィ
ルムが、重ね合わされる前に、（ガラス転移点＋１０
℃）以上、（融点−５０℃）以下の温度で熱処理、結晶
化させることにより得られたフィルムであることを特徴
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。
【請求項７】熱処理を加熱ロール上で行うことを特徴
とする請求項６に記載のポリエステルフィルムの製造方
法。
【請求項８】熱処理をオーブン中で行うことを特徴と
する請求項６に記載のポリエステルフィルムの製造方
法。
【請求項９】熱処理を加熱浮上処理装置にて行うこと
を特徴とする請求項６に記載のポリエステルフィルムの
製造方法。