(57)【要約】【課題】  １４０℃付近の温度では低応力延伸が可能であり、表面平滑性、熱寸法安定性に優れた易延伸ポリエステルフィルムを提供する。【解決手段】  テレフタル酸単位９５〜９２モル％およびイソフタル酸単位５〜８モル％をカルボン酸単位構成成分とし、グリコール単位構成成分としてエチレングリコール単位を主成分とするポリエステルからなるフィルムであり、当該フィルムの１４０℃での１０％伸び時応力（Ｆ１０値）が１０〜１５ＭＰａであり、１５０℃で３分間処理後のフィルムＴＤ方向の加熱収縮率が０．０±０．３％であり、フィルムの表面の最大高さ（Ｒｔ）が７００ｎｍ以下であることを特徴とする易延伸ポリエステルフィルム。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
テレフタル酸単位９５〜９２モル％およびイソフタル酸単位５〜８モル％をカルボン酸単位構成成分とし、グリコール単位構成成分としてエチレングリコール単位を主成分とするポリエステルからなるフィルムであり、当該フィルムの１４０℃での１０％伸び時応力（Ｆ１０値）が１０〜１５ＭＰａであり、１５０℃で３分間処理後のフィルムＴＤ方向の加熱収縮率が０．０±０．３％であり、フィルムの表面の最大高さ（Ｒｔ）が７００ｎｍ以下であることを特徴とする易延伸ポリエステルフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、易延伸ポリエステルフィルムに関し、さらに詳しくは、本発明は８０℃付近の温度では低応力延伸できないが、１４０℃付近の温度では低応力延伸が可能である易延伸ポリエステルフィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機溶剤に樹脂を溶解してポリエステルフィルム上にキャストし、乾燥固化した後にポリエステルフィルムから剥離することで平面性に優れる光学用樹脂シートを得る製法が広く採用されている。剥離された光学用樹脂シートは、適当な延伸処理や賦形処理を施すことで、種々の光学的価値を付与され、製品化されている。例えば、剥離後に光学用樹脂シートをＭＤに５〜１５％延伸処理を施すことで、位相差フィルムを得ることができる。ここで、光学用樹脂シートをポリエステルフィルム上にキャストした状態で引き続きＭＤに５〜１５％の延伸処理を施し、延伸後に位相差フィルムを剥離することができれば、位相差フィルムの生産性が格段に向上されるが、そのように簡便に延伸処理を行えるポリエステルフィルムは、見いだされていない。
【０００３】
すなわち、一般に二軸延伸処理によって得られたポリエステルフィルムをさらに延伸させる際には、高い応力が生じる。そのため、仮に延伸温度を１４０℃付近まで上げた場合でも、高張力を掛けることが必要となり、低応力で延伸可能な光学用樹脂シートと同列条件で延伸することは困難である。
【０００４】
また、位相差フィルムの製造において、位相差フィルムの表面平滑性の向上による表示装置の品質向上が提案されている（特許文献２）。しかし、基材フィルム、例えば、ポリエステルフィルム基材の表面平滑性の向上による、位相差フィルムの表面平滑性向上の検討は全く検討されていない。
【０００５】
さらに、基材フィルムとして、加熱により収縮可能な収縮フィルムを用いることで、優れた位相差フィルムを製造する方法が提案されている（特許文献３）。該特許が提示するように、熱履歴による基材フィルムの寸法変化は、位相差フィルムの特性に大きな影響を与えることが知られている。しかし、基材フィルムの熱寸法安定性について、検討は十分になされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２７９７０５号公報
【特許文献２】特開２００７−２５４６９９号公報
【特許文献３】特開２０１２−１２８１４４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、１４０℃付近の温度では低応力延伸が可能であり、表面平滑性、熱寸法安定性に優れた易延伸ポリエステルフィルムを提供することにある。ここで言う延伸処理とは、ＭＤに伸び率５〜１５％程度の比較的少ないひずみ範囲の延伸処理を意味する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の構成を有するフィルムによれば、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。
【０００９】
すなわち、本発明の要旨は、テレフタル酸単位９５〜９２モル％およびイソフタル酸単位５〜８モル％をカルボン酸単位構成成分とし、グリコール単位構成成分としてエチレングリコール単位を主成分とするポリエステルからなるフィルムであり、当該フィルムの１４０℃での１０％伸び時応力（Ｆ１０値）が１０〜１５ＭＰａであり、１５０℃で３分間処理後のフィルムＴＤ方向の加熱収縮率が０．０±０．３％であり、フィルムの表面の最大高さ（Ｒｔ）が７００ｎｍ以下であることを特徴とする易延伸ポリエステルフィルム存する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、１４０℃付近の加工温度において格段に低い応力で延伸することが可能なポリエステルフィルムを工業的に提供することができる。かかるフィルムは、光学用樹脂シートをキャスティング成型し、乾燥固化した後にポリエステルフィルムから剥離する製法において、剥離工程の前に延伸処理を施すことが可能であり、高い生産性を持った位相差フィルムの製造に不可欠であることから、その工業的価値は非常に大きい。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の易延伸ポリエステルフィルムの原料となるポリエステルは、延伸により配向構造を形成し得るポリエステルである。その構成成分は、カルボン酸単位がテレフタル酸単位９５〜９２モル％およびイソフタル酸単位５〜８モル％からなることが必要である。なお、例えばオルトフタル酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、２，２−ビフェニルジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等のジカルボン酸単位を小割合で含有していてもよい。
【００１２】
好ましいイソフタル酸単位の比は６〜７％の範囲内である。イソフタル酸単位の比が５モル％未満であると１４０℃雰囲気でのＦ１０値が十分低下しない傾向にある。一方、イソフタル酸単位の比が８モル％を超えると、フィルムが軟質化しすぎて伸ばし工程で均一な延伸ができない傾向がある。
【００１３】
もう一方の構成成分としてグリコール単位構成成分を含み、エチレングリコール単位を主成分とすることが必要である。また、例えばプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノ−ル、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等の他のグリコール単位を小割合で含有していてもよい。
【００１４】
本発明の易延伸ポリエステルフィルムは、１４０℃雰囲気での１０％伸び時応力（Ｆ１０値）が１０〜１５ＭＰａの範囲内にあることが必要であり、好ましくは１１〜１４ＭＰａの範囲内である。１４０℃でのＦ１０値が１５ＭＰａを超えると、光学用樹脂シートのキャストフィルムとして使用した際に、工程内での延伸装置で十分な延伸ができない等の不具合が生じる傾向にある。一方１４０℃でのＦ１０値が１０ＭＰａ未満であると、延伸処理において顕著な縦シワが発生し、実用適性に劣る傾向にある。
【００１５】
本発明の易延伸ポリエステルフィルムは、１５０℃で３分間処理後のフィルムのＴＤ加熱収縮率が０．０±０．３％であることが必要であり、好ましくは０．０±０．２％の範囲である。この範囲を外れると、光学用樹脂シートの特性において、幅方向の物性が不均一になるなどの不具合が発生する。
【００１６】
本発明の易延伸ポリエステルフィルムは、表面粗さ（最大高さ）Ｒｔが７００ｎｍ以下である必要があり、好ましくは６００ｎｍ以下である。Ｒｔが７００ｎｍを超えると、光学用樹脂シートの製品外観に悪影響を及ぼす。なお、表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａは、４０ｎｍ以下であることが好ましい。Ｒａが４０ｎｍを超えると、光学用樹脂シートの製品外観に悪影響が出ることがある。
【００１７】
本発明の易延伸ポリエステルフィルムには、易滑性向上の目的などで粒子を添加することが好ましい。例えば、カオリン、クレー、各種炭酸カルシウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、カーボンブラックなど公知の不活性粒子が挙げられる。これらの粒子の中で、特に、平均粒子径が０．０１〜２μｍの炭酸カルシウム粒子をフィルム中の含有量として通常０．１〜１重量％の範囲内で添加する方法が好ましく用いられる。
【００１８】
本発明の目的を損なわない範囲で、各種の添加剤を含有させることができる。必要に応じて、例えば従来公知の酸化防止剤、熱安定剤、潤滑剤、蛍光増白剤、染料、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤等の成分を含有させることができる。
本発明の易延伸ポリエステルフィルムの厚さは特に限定されるわけではないが、樹脂キャスト用途に用いられるフィルムとして、適度の腰強度を有することが好ましく、通常１２〜３００μｍの範囲であり、好ましくは２５〜２００μｍ、さらに好ましくは３８〜１５０μｍの範囲内である。
【００１９】
ここで二軸延伸を用いた場合の一例を詳細に説明するが、本発明の要旨を超えない限り、本発明は以下の例に限定されるものではない。
【００２０】
まず、ポリエステルフィルムを構成する原料を押出機へ供給し、溶融混練後、押出す。
次に、ダイから押出された溶融シートを、回転冷却ドラム上でガラス転移温度以下の温度になるように急冷固化し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。この場合、シートの平面均一性、冷却効果を向上させるためには、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、本発明においては静電印加密着法が好ましく採用される。次いで、得られたシートを二軸方向に延伸してフィルム化する。まず、通常６５〜１３０℃、好ましくは７０〜１１０℃の延伸温度、通常２．０〜６．０倍、好ましくは２．５〜５．０倍の延伸倍率の条件下、前記未延伸シートを一方向（縦方向）に延伸する。かかる延伸にはロールおよびテンター方式の延伸機を使用することができる。次いで、通常８０〜１５０℃、好ましくは９０〜１３０℃の延伸温度で、通常２．０〜６．０倍、好ましくは２．５〜５．０倍の延伸倍率の条件下、一段目と直交する方向（横方向）に延伸を行い、二軸配向フィルムを得る。かかる延伸には、テンター方式の延伸機を使用することができる。    上記の一方向の延伸を２段階以上で行う方法も採用することができるが、その場合も最終的な延伸倍率が上記した範囲に入ることが好ましい。
【００２１】
次いでテンター内で熱処理を実施する。この工程では、二軸延伸で生成したポリエステルフィルムの配向構造を低下させることも目的となる。そのため熱処理温度はポリエステルフィルムの融点に近い温度とすることが好ましい。特に本発明のようにイソフタル酸単位を相当比で含むフィルムでは融点の降下が認められることから、熱処理温度もそれに応じて設定した温度で実施することが好ましい。通常１８０〜２３０℃、好ましくは２００〜２２５℃で、１秒〜５分間行う。この熱処理工程では、熱処理の最高温度のゾーン〜熱処理出口直前の冷却ゾーンの間において、横方向１〜２５％の弛緩を行うことが、１４０℃での延伸応力を低下せしめるために有効である（配向緩和）。好ましい弛緩率は５〜２０％の範囲内である。
【実施例】
【００２２】
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超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。なお、本発明における各種の物性およびその測定方法、定義は下記のとおりである。
【００２３】
（１）添加粒子の平均粒子径（μｍ）
（株）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、ストークスの抵抗則に基づく沈降法によって粒子の大きさを測定した。測定により得られた粒子の等価球形分布における積算（体積基準）５０％の値を用いて平均粒径とした。
【００２４】
（２）固有粘度ＩＶ（ｄｌ／ｇ）
ポリエステル１ｇに対し、フェノール／テトラクロロエタン：５０／５０（重量比）の混合溶媒を１００ｍｌの比で加えて溶解させ、３０℃で測定した。
【００２５】
（３）加温雰囲気での１０％伸び時応力（ＭＰａ）
得られたフィルムについて、各々長手方向１５０ｍｍ×幅方向１０ｍｍのサンプルを採取した。次いで引張試験機（島津製作所製の商品名「オートグラフ  ＡＧ−Ｉ（１ｋＮ）」）を用い、間隔１００ｍｍにセットしたチャックにサンプルを挟んで固定した後、所定の加温雰囲気にて温度安定後、１０ｍｍ／分の速度で引張り、装着されたロードセルで荷重を測定した。そして１０％伸び時の荷重を読み取り、引張り前のサンプル断面積で割って応力（ＭＰａ）を計算した。
【００２６】
（４）延伸加工性テスト
ロールｔｏロールの延伸装置に２５０ｍｍ幅のフィルムを渡し、延伸区間のフィルム実温を１４０℃として１４ＭＰａの張力を掛け、流れ方向に微延伸を行った。均一に伸び率１０％のフィルムが得られるか、また顕著な縦シワの発生がないか、の観点で評価した。
・延伸評価
◎：均一に伸び率１０％のフィルムが得られた
○：伸び率５〜９％の範囲で均一に延伸が可能であった
×：伸び率が５％に至らず、目的の延伸加工はできなかった
・シワ評価
◎：延伸加工後にシワの発生がなく良好であった
○：延伸加工後に軽微なシワが見られたが使用可能な範囲であった
×：延伸加工後のシワが顕著で実用に適さないものであった
【００２７】
（５）熱収縮率
熱風循環炉（田葉井製作所製）を用い、無張力状態のフィルムを１５０℃の雰囲気中で３分間熱処理し、フィルムのＭＤ方向およびＴＤ方向の熱処理前後の長さを測定した。得られた長さから、下記式にて計算し、３本ずつの試料についての平均値で熱収縮率を表した。
熱収縮率（％）＝（Ｌ０−Ｌ１）×１００／Ｌ０
なお、上記式中、Ｌ０は熱処理前のサンプル長さ（ｍｍ）、Ｌ１は熱処理後のサンプル長さ（ｍｍ）を表す。ただし、Ｌ０がＬ１よりも小さくなる場合、（熱処理にてフィルムが膨張した場合）は、熱収縮率の値を−（マイナス）で表した。
・ＴＤ加熱収縮率評価
◎：ＴＤ加熱収縮率が、０．０±０．２％以内のもの
○：ＴＤ加熱収縮率が、０．２〜０．３％、もしくは−０．３〜−０．２％の範囲のもの  ×：ＴＤ加熱収縮率が、０．４％以上、もしくは−０．４％以下のもの
【００２８】
（６）中心線平均粗さ（Ｒａ）および最大高さ（Ｒｔ）（μｍ）
（株）小坂研究所社製表面粗さ測定機（ＳＥ−３Ｆ）を用いて次のようにして求めた。即ち、フィルム断面曲線からその中心線の方向に基準長さＬ（２．５ｍｍ）の部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をｘ軸、縦倍率の方向をｙ軸として粗さ曲線ｙ＝ｆ（ｘ）で表したとき、次の式で与えられた値を〔ｎｍ〕で表す。中心線平均粗さは、試料フィルム表面から１０本の断面曲線を求め、これらの断面曲線から求めた抜き取り部分の中心線平均粗さの平均値で表わした。なお、触針の先端半径は２μｍ、荷重は３０ｍｇとし、カットオフ値は０．０８ｍｍとした。
Ｒａ＝（１／Ｌ）∫Ｌ０｜ｆ（ｘ）｜ｄｘ
【００２９】
（７）最大高さ（Ｒｔ）
上記で得られたフィルム断面曲線の抜き取り部分の、平均線に平行な２直線で抜き取り部分を挟んだ時、この２直線の間隔を断面曲線の縦倍率の方向に測定した値を最大高さ（Ｒｔ）とし、〔μｍ〕で表した。
【００３０】
最大高さ、中心線平均粗さは、試料フィルム表面から１０本の断面曲線を求め、これらの断面曲線から求めた抜き取り部分のそれぞれの値の平均値で表した。なお、触針の先端半径は２μｍ、荷重は３０ｍｇとし、カットオフ値は０．０８ｍｍとした。
・表面粗さ評価
◎：Ｒｔが６００ｎｍ以下のもの
○：Ｒｔが６００〜７００ｎｍの範囲のもの
×：Ｒｔが７００ｎｍを超えるもの
【００３１】
（８）総合評価
上記、延伸評価、シワ評価、ＴＤ加熱収縮率評価、表面粗さ評価の評価から、以下の基準にて判定した。
◎：４項目全てが◎である
○：４項目中、１つ以上○がある
×：４項目中、１つでも×がある
【００３２】
実施例１：
ポリエステル原料Ａ（カルボン酸単位としてＴＰＡ：９３．４モル％＋ＩＰＡ：６．６モル％、グリコール単位としてＥＧ：１００．０モル％、ＩＶ＝０．７３ｄｌ／ｇ）に、平均粒子径１．０μｍの炭酸カルシウムを０．３５重量％混合したものを押出機に供給し、２８０℃で溶融した後、キャスティングドラム上に押出し、静電印加法を適用して急冷固化させて無延伸シートを得た。得られたシートを縦方向に７８℃で３．３倍延伸した後、さらに横方向に１０５℃で３．８倍延伸し、段階的に昇温後、２２５℃で３秒間熱処理すると同時に、幅方向に１４％の熱処理弛緩（テンターレール幅を狭める）を行った。
最終的に厚さ７５μｍのフィルムを得た。
【００３３】
実施例２：
実施例１において、原料Ａのカルボン酸単位をＴＰＡ：９４．５モル％＋ＩＰＡ：５．５モル％に変更する以外は同様にして、厚さ７５μｍのフィルムを得た。
【００３４】
実施例３：
実施例１において、原料Ａのカルボン酸単位をＴＰＡ：９２．３モル％＋ＩＰＡ：７．７モル％に変更する以外は同様にして、厚さ７５μｍのフィルムを得た。
【００３５】
実施例４：
ポリエステル原料Ａ（カルボン酸単位としてＴＰＡ：９３．４モル％＋ＩＰＡ：６．６モル％、グリコール単位としてＥＧ：１００．０モル％、ＩＶ＝０．７３ｄｌ／ｇ）に、平均粒子径１．０μｍの炭酸カルシウムを０．３５重量％混合したものを押出機に供給し、２８０℃で溶融した後、キャスティングドラム上に押出し、静電印加法を適用して急冷固化させて無延伸シートを得た。得られたシートを縦方向に７８℃で３．３倍延伸した後、さらに横方向に１０５℃で３．８倍延伸し、段階的に昇温後、２０２℃で３秒間熱処理すると同時に、幅方向に１４％の熱処理弛緩（テンターレール幅を狭める）を行った。
最終的に厚さ７５μｍのフィルムを得た。
【００３６】
実施例５：
実施例１において、炭酸カルシウムの混合量を０．４５重量％に変更する以外は同様にして、厚さ７５μｍのフィルムを得た。
【００３７】
比較例１：
実施例１において、原料Ａのカルボン酸単位をＴＰＡ：９１．２モル％＋ＩＰＡ：８．８モル％に変更する以外は同様にして、厚さ７５μｍのフィルムを得た。
【００３８】
比較例２：
実施例１において、原料Ａのカルボン酸単位をＴＰＡ：９５．６モル％＋ＩＰＡ：４．４モル％に変更する以外は同様にして、厚さ７５μｍのフィルムを得た。
【００３９】
比較例３：
ポリエステル原料Ａ（カルボン酸単位としてＴＰＡ：９３．４モル％＋ＩＰＡ：６．６モル％、グリコール単位としてＥＧ：１００．０モル％、ＩＶ＝０．７３ｄｌ／ｇ）に、平均粒子径１．０μｍの炭酸カルシウムを０．３５重量％混合したものを押出機に供給し、２８０℃で溶融した後、キャスティングドラム上に押出し、静電印加法を適用して急冷固化させて無延伸シートを得た。得られたシートを縦方向に７８℃で３．３倍延伸した後、さらに横方向に１０５℃で３．８倍延伸し、段階的に昇温後、１９５℃で３秒間熱処理すると同時に、幅方向に１４％の熱処理弛緩（テンターレール幅を狭める）を行った。
最終的に厚さ７５μｍのフィルムを得た。
【００４０】
比較例４：
実施例１において、炭酸カルシウムのかわりに、平均粒子径４．２μｍの不定形シリカを０．３５重量％混合に変更する以外は同様にして、厚さ７５μｍのフィルムを得た。
【００４１】
下記表１に、各々のフィルムの製膜に用いた条件、およびポリエステルフィルムの評価結果を示す。なお、下記表１中のポリエステル構成成分について、ＴＰＡはテレフタル酸、ＩＰＡはイソフタル酸、ＥＧはエチレングリコールをそれぞれ意味する。
【００４２】
【表１】
2014235311.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のフィルムは、光学用樹脂シートをキャスト成型、乾燥固化、微延伸（位相差フィルムの製造）、剥離するための工程フィルムとして好適に使用することができる。