(57)【要約】【課題】  滑剤として炭酸カルシウムを用いた時に、所望のフィルム表面のＲａを実現する製造方法を提供する。【解決手段】  炭酸カルシウム粒子を含有するポリエステルフィルムの製造方法であって、当該フィルムの表面粗さ（Ｒａ（単位：ｎｍ））、縦延伸倍率（ＦＤＲ）と横延伸倍率（ＳＤＲ）との比（ＦＤＲ／ＳＤＲ）が下記式（１）および（２）を同時に満足することを特徴とする二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法。  −５≦Ｒａ−３２（ＦＤＲ／ＳＤＲ）≦１５  …（１）  ０．４≦ＦＤＲ／ＳＤＲ≦１  …（２）【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸カルシウム粒子を含有するポリエステルフィルムの製造方法であって、当該フィルムの表面粗さ（Ｒａ（単位：ｎｍ））、縦延伸倍率（ＦＤＲ）と横延伸倍率（ＳＤＲ）との比（ＦＤＲ／ＳＤＲ）が下記式（１）および（２）を同時に満足することを特徴とする二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法。
−５≦Ｒａ−３２（ＦＤＲ／ＳＤＲ）≦１５  …（１）
０．４≦ＦＤＲ／ＳＤＲ≦１  …（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として炭酸カルシウム粒子を含有するポリエステルフィルムの表面設計を精度よく制御できる製造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やポリエチレンナフタレートに代表される二軸延伸ポリエステルフィルムは、機械的強度、寸法安定性、平坦性、耐熱性、耐薬品性、光学特性等に優れた特性を有し、コストパフォーマンスに優れるため、各種の用途において使用されている。
【０００３】
従来、ポリエステルフィルム中の粒子は、フィルムの滑り性、巻き特性を確保するために通常使用されるが、適度な粒径と配合量を満足しなければ、所望の滑り性を確保できなかったり、巻き特性が悪化したりして、その結果、生産性の悪化を招いてしまう。
【０００４】
フィルムの表面粗さは、フィルム中の粒子の粒径、粒子量に加え、適用するフィルムの延伸処方で決まると考えられている。すなわち、延伸比が高いほど突起高さが大きくなるが（表面が粗くなるが）、突起の間隔が広がることで表面が平坦になり、これら二つの背反現象のバランスによって表面形状が制御される、と考えられてきた。
【０００５】
これまで、一般的な工業用途の二軸延伸ポリエステルフィルムには、透明性に優れた無定型シリカ粒子が多く使用されてきた。一方、炭酸カルシウム粒子といった、無定型シリカに比べて、応力変形度が低い粒子も、粒子の変形による粒子内部、および粒子周辺の光学歪みが少ない材料として、工業用途の二軸延伸ポリエステルフィルムに適用されるようになってきたが、これらの用途において、十分な滑り特性、巻き特性を得られる比較的粒径の大きな炭酸カルシウムにおいては、上記のような、延伸処方による表面設計法が必ずしも適用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２２６８９４号公報
【特許文献２】特開平６−２２６９３７号公報
【特許文献３】特開平７−１３８４５８号公報
【特許文献４】特開平８−２２８７１３号公報
【特許文献５】特開平１１−２２８７１３号公報
【特許文献６】特開２０００−１０３８７４号公報
【特許文献７】特開２００２−２８３４５０号公報
【特許文献８】特開２００５−１２５７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、フィルムの滑剤として炭酸カルシウムを用いた時に、所望の表面特性を実現することのできる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意検討した結果、縦延伸比と横延伸比の関係を特定の範囲とすることにより、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。
【０００９】
すなわち、本発明の要旨は、炭酸カルシウム粒子を含有するポリエステルフィルムの製造方法であって、当該フィルムの表面粗さ（Ｒａ（単位：ｎｍ））、縦延伸倍率（ＦＤＲ）と横延伸倍率（ＳＤＲ）との比（ＦＤＲ／ＳＤＲ）が下記式（１）および（２）を同時に満足することを特徴とする二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法に存する。
【００１０】
−５≦Ｒａ−３２（ＦＤＲ／ＳＤＲ）≦１５  …（１）
０．４≦ＦＤＲ／ＳＤＲ≦１  …（２）
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のフィルムを構成するポリエステルとは、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールとを重縮合させて得られるものである。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などが挙げられ、脂肪族グリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。代表的なポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）等が例示される。また、用いるポリエステルは、ホモポリエステルであっても共重合ポリエステルであってもよい。共重合ポリエステルの場合は、３０モル％以下の第三成分を含有した共重合体であればよい。かかる共重合ポリエステルのジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸およびオキシカルボン酸（例えば、Ｐ−オキシ安息香酸など）等から選ばれる一種または二種以上が挙げられ、グリコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、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等から選ばれる一種または二種以上が挙げられる。
【００１２】
フィルム中に配合する主たる滑剤は、炭酸カルシウムであり、炭酸カルシウムの配合量は、フィルムを構成するポリエステルに対し通常１重量％以下、好ましくは０．０１〜１重量％、さらに好ましくは０．０２〜０．６重量％の範囲である。滑剤の含有量が少ない場合には、フィルム表面を適度な粗面にすることができないことがあり、フィルム製造工程において、表面のキズが発生しやすかったり、巻き特性が劣ったりする傾向がある。また、滑剤の含有量が１重量％を超える場合には、フィルム表面の粗面化の度合いが大きくなりすぎて透明性が損なわれることがある。
【００１３】
ポリエステルフィルム中に含有する滑剤の平均粒径は、通常０．０２〜５μｍであり、好ましくは０．１〜３μｍ、さらに好ましくは０．４〜１．８μｍの範囲である。粒径が０．０２μｍ未満の場合には、フィルム表面を適度な粗面にすることができず、フィルム製造工程における巻き特性が劣る傾向がある。粒径が５μｍを超える場合には、偏光板離型用フィルムとして用いられた場合、輝点となり異物検査に支障を来す恐れがある。
【００１４】
一方、フィルムの透明性を向上させるため、２層以上の積層フィルムとした場合、表層のみに滑剤を配合する方法も好ましく採用される。この場合の表層とは、少なくとも表裏どちらか１層であり、もちろん表裏両層に滑剤を配合することもできる。かかる積層フィルムとした場合の滑剤の配合量は、表層を構成するポリエステルに対し、好ましくは０．０１〜１重量％、さらに好ましくは０．０２〜０．６重量％の範囲である。
【００１５】
本発明で得られるポリエステルには、本発明の要旨を損なわない範囲で、炭酸カルシウム以外の滑剤を含んでいてもよく、例えば、酸化ケイ素、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、ゼオライト、カオリン、酸化チタン等のような無機微粒子や、シリコーン樹脂、架橋ポリスチレン、アクリル樹脂等の有機微粒子、および析出粒子等を挙げることができる。
本発明において、ポリエステルに滑剤を配合する方法としては、特に限定されるものではなく、公知の方法を採用し得る。例えば、ポリエステルを製造する任意の段階において添加することができるが、好ましくはエステル化の段階、もしくはエステル交換反応終了後重縮合反応開始前の段階でエチレングリコール等に分散させたスラリーとして添加し重縮合反応を進めてもよい。またベント付き混練押出機を用い、エチレングリコールまたは水などに分散させた粒子のスラリーとポリエステル原料とをブレンドする方法、または、混練押出機を用い、乾燥させた粒子とポリエステル原料とをブレンドする方法などによって行われる。
【００１６】
なお、ポリエステルは、溶融重合後これをチップ化し、加熱減圧下または窒素等不活性気流中に必要に応じてさらに固相重合を施してもよい。得られるポリエステルの固有粘度は０．４０ｄｌ/ｇ以上であることが好ましく、０．４０〜０．９０ｄｌ/ｇであることがさらに好ましい。
【００１７】
本発明においては、通常のオリゴマー含有量のポリエステルからなる層の少なくとも片側の表面に、かかるオリゴマー含有量の少ないポリエステルを共押出積層した構造を有するフィルムであってもよく、かかる構造を有する場合、本発明で得られる離型フィルム用ポリエステルフィルムにおいて、析出したオリゴマーによる輝点を防止する効果が得られ、特に好ましい。
【００１８】
本発明において、Ｒａ−３２（ＦＤＲ／ＳＤＲ）が、−５より小さくなる場合、縦延伸比（ＦＤＲ）と横延伸比（ＳＤＲ）を非常に小さくする必要があり、延伸比不足によりフィルムの平面性が極端に悪化する。Ｒａ−３２（ＦＤＲ／ＳＤＲ）が１５より大きくなる場合、ＦＤＲ，ＳＤＲを極端に大きくせねばならず、フィルムの連続性が悪化し、また、横延伸機の大型化による建設コストが大きくなる。
【００１９】
本発明においては、縦延伸比（ＦＤＲ）と延伸比（ＳＤＲ）との比ＦＤＲ／ＳＤＲが、０．４〜１の範囲である必要がある。ＦＤＲ／ＳＤＲが０．４を下回る場合、縦延伸比不足によりフィルムの平面性が極端に悪化する、もしくは縦延伸比をフィルムの平面性が確保できる程度に延伸した場合、非常に大きな横延伸機を必要とし、設備建設に多大なコストを要する。また、ＦＤＲ／ＳＤＲが１を上回る場合、横延伸比不足によりフィルムの平面性が極端に悪化する、もしくは縦延伸比を極端に大きくする必要があり、フィルムの連続性を悪化させる。
【００２０】
本発明のフィルムの総厚みは、フィルムとして製膜可能な範囲で有れば特に限定されるものではないが、通常４〜１００μｍ、好ましくは９〜５０μｍの範囲である。
【００２１】
本発明で得られるポリエステルには、本発明の要旨を損なわない範囲で、耐候剤、耐光剤、帯電防止剤、潤滑剤、遮光剤、抗酸化剤、蛍光増白剤、マット化剤、熱安定剤、および染料、顔料などの着色剤などを配合してもよい。
【００２２】
本発明のポリエステルフィルムは、本発明の効果を損なわない範囲であれば、延伸工程中にフィルム表面を処理する、いわゆるインラインコーティングを施すこともできる。それは以下に限定するものではないが、例えば、１段目の延伸が終了して、２段目の延伸前に、帯電防止性、滑り性、接着性等の改良、２次加工性改良、耐候性および表面硬度の向上等の目的で、水溶液、水系エマルジョン、水系スラリー等によるコーティング処理を施すことができる。また、フィルム製造後にオフラインコートで各種のコートを行ってもよい。このようなコートは片面、両面のいずれでもよい。コーティングの材料としてはオフラインコーティングの場合は水系および／または溶媒系のいずれでもよいが、インラインコーティングの場合は水系が好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、主たる滑剤に炭酸カルシウムを用いた時にフィルム表面粗さを所望な範囲に制御でき、本発明の工業的価値は高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、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「重量部」を示す。また、本発明で用いた測定法は次のとおりである。
【００２５】
（１）ポリエステルの極限粘度の測定
ポリエステル１ｇを精秤し、フェノール／テトラクロロエタン＝５０／５０（重量比）の混合溶媒１００ｍｌを加えて溶解させ、３０℃で測定した。
【００２６】
（２）粒子の平均粒径（ｄ５０）
島津製作所製遠心沈降式粒度分布測定装置（ＳＡ−ＣＰ３型）を用いて測定した等価球形分布における積算体積分率５０％の粒径を平均粒径ｄ５０とした。
【００２７】
（３）フィルムの中心線平均粗さ（Ｒａ）の測定
小坂研究所社製表面粗さ測定機  ＳＥ３５００型を用いて、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に準じて測定した。なお測定長は２．５ｍｍとした。
【００２８】
実施例１〜６：
＜ポリエステル（Ａ）の製造＞
テレフタル酸ジメチル１００重量部とエチレングリコール６０重量部とを出発原料とし、触媒として酢酸マグネシウム四水塩を加えて反応器にとり、反応開始温度を１５０℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、３時間後に２３０℃とした。４時間後、実質的にエステル交換反応を終了させた。この反応混合物にエチルアシッドフォスフェートを添加した後、重縮合槽に移し、三酸化アンチモン０．０４部を加えて、４時間重縮合反応を行った。すなわち、温度を２３０℃から徐々に昇温し２８０℃とした。一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には０．３ｍｍＨｇとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度０．６３に相当する時点で反応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させ、ポリエステルのチップ（Ａ）を得た。この、ポリエステルの極限粘度は０．６３であった。
【００２９】
＜ポリエステル（Ｂ）の製造＞
ポリエステル（Ａ）の製造方法において、エチルアシッドフォスフェートを添加後、平均粒子径０．８μmの合成炭酸カルシウム粒子のエチレングリコールスラリーを粒子のポリエステルに対する含有量が１重量％となるように添加した以外は、ポリエステル（Ａ）の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル（Ｂ）を得た。得られたポリエステル（Ｂ）は極限粘度０．６３であった。
【００３０】
＜フィルムの製造＞
上記ポリエステル（Ａ）チップと、ポリエステル（Ｂ）チップとを、それぞれ７０部、３０部の割合で混合した混合原料を最外層（表層）の原料とし、ポリエステル（Ａ）チップ１００部を中間層の原料として、２台の押出機に各々供給し、２９０℃で溶融押出した後、静電印加密着法を用いて表面温度を４０℃に設定した冷却ロール上で冷却固化して未延伸シートを得た。次いで、９０℃にてロール巻き取り方向（縦方向）に、テンター内で予熱工程を経て１１０℃で横延伸を施した後、１０秒間の熱処理を行い、その後１８０℃で幅方向に１０％の弛緩を加え、二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。なお、縦方向の延伸倍率（ＦＤＲ）とその延伸温度（ＦＤＴ）、および、熱処理温度はそれぞれ表１および２に示すとおりである。得られたフィルムの全厚みは４０μｍ、それぞれの層厚みは４μｍ／３２μｍ／４μｍであった。比較例１〜３においては、延伸不足によりフィルムの平面性が極端に悪化し、製品として耐えうるフィルムではなかった。
【００３１】
【表１】
2010201837.tif 000002
【００３２】
【表２】
2010201837.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によれば、表面特性が優れ、各種用途において有用なポリエステルフィルムを容易に製造することができる。