(57)【要約】【課題】  斜め延伸ポリエステルフィルムを安定して生産する製造方法を提供する。【解決手段】  テンター式延伸装置を用いてフィルムの幅方向両端部を把持具によって把持し、フィルムの進行方向の把持具のピッチを両端の把持具で異なる位置で可変することにより斜め延伸を行うポリエステルフィルムの製造方法であって、当該テンター式延伸装置により延伸を行う前に、フィルムの進行方向に１．０５〜１．２０倍延伸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。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
テンター式延伸装置を用いてフィルムの幅方向両端部を把持具によって把持し、フィルムの進行方向の把持具のピッチを両端の把持具で異なる位置で可変することにより斜め延伸を行うポリエステルフィルムの製造方法であって、当該テンター式延伸装置により延伸を行う前に、フィルムの進行方向に１．０５〜１．２０倍延伸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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜め延伸を行うポリエステルフィルムの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に代表されるポリエステルフィルムは、その優れた機械的特性、電気的特性、耐薬品性、寸法安定性等の点から、情報記録材料、コンデンサー用、包装用、製版用、電絶用、液晶ディスプレイ用、タッチパネル用、太陽電池用など多くの分野で基材として用いられている。これらの用途の中でも特に光学用途においてはポリエステルフィルムの優れたコストパフォーマンスにより、従来使用されていた高価なフィルムをポリエステルフィルムに置き換えようとする試みが行われている。
【０００３】
光学用途においては、偏光フィルム用、位相差フィルム用などで配向角が４５度に傾いていることが必要な場合があり、ポリエステルフィルムの一般的な製造方法である逐次二軸延伸法でも製造は可能であるが、製膜機の全幅で配向角が４５度に傾いたフィルムを得ることは難しい。縦一軸延伸、横一軸延伸の様な一軸延伸ポリエステルフィルムが知られており（特許文献１）、一軸延伸フィルムであれば、主配向軸が０度または９０度近辺で製膜機の全幅でほぼ均一であるため、ポリエステルフィルムを製膜後、所定の角度でフィルムを打ち抜けば配向角が４５度に傾いたフィルムを得ることができる。
【０００４】
しかしながら、工程が増える点、打ち抜きロスが多くなる点で好ましくない。製膜機の全幅で配向角が４５度のフィルムを得る方法としてフィルムを斜め延伸する製膜方法が知られており、ピッチが可変しない把持具を使った製膜機において、フィルムの進行方向に対して予め傾斜した把持具の走行パターンをとることによって、フィルムに斜め方向の延伸効果を付与する斜め延伸の方法もある（特許文献２）。
【０００５】
光学用途において、特にポリエステルフィルムの様にリターデーションの大きなフィルムは、フィルム進行方向の物性の振れが大きいと外観上の不具合につながり、物性の安定性が要求されるが、斜め延伸においては、製膜機の左右の異なるゾーンでフィルム進行方向の延伸を行うため、良好な光学特性のフィルムを得ることが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５３９６４３９号公報
【特許文献２】特開２００９−７８４７４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、上記実状に鑑みなされたものであって、その解決課題は、斜め延伸ポリエステルフィルムを安定して生産す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、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定のフィルムの製造方法によれば、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、テンター式延伸装置を用いてフィルムの幅方向両端部を把持具によって把持し、フィルムの進行方向の把持具のピッチを両端の把持具で異なる位置で可変することにより斜め延伸を行うポリエステルフィルムの製造方法であって、当該テンター式延伸装置により延伸を行う前に、フィルムの進行方向に１．０５〜１．２０倍延伸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存する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えば光学用途として優れたポリエステルフィルムを容易に生産することができ、本発明の工業的価値は高い。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明でいうポリエステルフィルムとは、いわゆる押出法に従い押出口金から溶融押出されたシートを延伸したフィルムである。
【００１２】
上記のフィルムを構成するポリエステルとは、ジカルボン酸と、ジオールとからあるいはヒドロキシカルボン酸から重縮合によって得られるエステル基を含むポリマーを指す。ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等を、ジオールとしては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール等を、ヒドロキシカルボン酸としては、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸等をそれぞれ例示することができる。
かかるポリマーの代表的なものとして、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンー２、６ナフタレート等が例示される。本発明においては、１種類のポリエステルのみを使用してもよく、２種類以上のポリエステルを混合して使用してもよい。
【００１３】
本発明におけるポリエステルフィルムには、取り扱いを容易にするために透明性を損なわない条件で粒子を含有させてもよい。本発明で用いる粒子の例としては、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、シリカ、カオリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン等の無機粒子や、架橋高分子粒子、シュウ酸カルシウム等の有機粒子を挙げることができる。また粒子を添加する方法としては、原料とするポリエステル中に粒子を含有させて添加する方法、押出機に直接添加する方法等を挙げることができ、このうちいずれか一方の方法を採用しても良く、２つの方法を併用してもよい。
【００１４】
用いる粒子の粒径は、通常０．０５〜５.０μｍ、好ましくは０．１〜４.０μｍである。平均粒径が５．０μｍより大きいとフィルムのヘーズが大きくなりフィルムの透明性が低下することがある。平均粒径が０．１μｍより小さいと表面粗度が小さくなりすぎてフィルムの取り扱いが困難になる場合がある。粒子含有量は、ポリエステルに対し、通常０．００１〜３０．０ｗｔ％であり、好ましくは０．０１〜１０．０ｗｔ％である。粒子含有量が多いとヘーズが大きくなり、フィルムの透明性が低下することがあり、粒子含有量が少ないとフィルムの取り扱いが困難になる場合がある。
【００１５】
ポリエステルに粒子を添加する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を採用しうる。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、重縮合反応を進めてもよい。また、ベント付き混錬押出機を用い、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、混錬押出機を用い、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】
本発明では必要に応じて他にも添加剤を加えてもよい。このような添加剤としては、例えば、安定剤、潤滑剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤、染料、顔料、などが挙げられる。
【００１７】
本発明においては、公知の手法によりポリエステルチップを乾燥するなどして溶融押出装置に供給し、それぞれのポリマーの融点以上である温度に加熱し溶融する。使用する押出機としては、ベント付き単軸押出機、ベントなし単軸押出機、ベント付き二軸押出機、ベントなし二軸押出機のいずれも使用できるが、ベント付き二軸押出機を使用することが好ましい。本発明においては、ポリエステルの溶融押出機を１台用いて溶融押出しした単層フィルムとすることもできるし、２台または３台以上用いて、いわゆる共押出法により２層または３層以上の積層フィルムとすることもできる。
【００１８】
層の構成としては、Ａ原料のみを用いた単層構成、Ａ原料とＢ原料を用いたＡ／Ｂ構成、またはＡ／Ｂ／Ａ構成、さらにＣ原料を用いてＡ／Ｂ／Ｃ構成またはそれ以外の構成のフィルムとすることができる。
【００１９】
例えばＡ原料として特定の粒子を用いてＡ層の表面形状を設計し、Ｂ原料としては粒子を含有しない原料を用い、Ａ／ＢまたはＡ／Ｂ／Ａ構成のフィルムとすることができる。また当該フィルムの再生原料をＢ層に配合しても表層であるＡ層により表面粗度の設計ができるので、さらにコスト的な利点が大きくなる。
【００２０】
次いで、溶融したポリマーをダイから押出し、回転冷却ドラム上でガラス転移点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、シートの平面性を向上させるため、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および／または液体塗布密着法が好ましく採用される。
【００２１】
本発明においては、このようにして得られた未延伸のシートをフィルムの進行方向に１．０５〜１．２０倍延伸した後に斜め延伸する。進行方向の延伸倍率は、好ましくは１．０５〜１．１５倍である。フィルムの進行方向の延伸倍率が１．０５倍以下であると、未延伸シートが縦延伸工程の延伸ロールに粘着して、得られたフィルムを厚さや光学特性が不均一になり、フィルムの進行方向の縦延伸倍率が１．２０倍よりも大きいとフィルム面内の任意の基準方向に対する主配向の角度のばらつきが大きくなる。
【００２２】
本発明のフィルムは、フィルムの進行方向に延伸した後、テンター式延伸装置を用いて斜め延伸して製造される。テンター式延伸装置には多数の把持具が搭載されており、フィルム出口側の駆動スプロケットと入口側の自由スプロケット間にて無限循環軌道を形成し、入口側でクリップがフィルムの両端を把持し、予熱ゾーン、延伸ゾーン、熱固定ゾーン、冷却ゾーンを経て、テンター出口で把持具がフィルムの端部を開放し、引き続いて引き取りロールに引き取られ、この工程で両端部がスリットされつつ巻き取られる方法でフィルムが製造される。
【００２３】
本発明においては、テンター式延伸装置において、フィルムの進行方向の把持具間のピッチを可変することによって進行方向にフィルムを延伸する。把持具間のピッチを可変にする機構としては、パンタグラフ式、リニアモーター式などが知られているが、パンタグラフ式がコストやメンテナンスの面から好ましい。
【００２４】
さらにはテンター式延伸装置の幅方向の左右の把持具の駆動は独立しており、延伸ゾーンは２ゾーン以上のゾーンを有し、フィルムの進行方向の延伸は左右で異なるゾーンで実施することで、斜め方向にフィルムを延伸する。
【００２５】
本発明においては、延伸ゾーンにおけるテンターレールとフィルム中心部の走行方向の成す角度は１０°以下であることが好ましい。延伸ゾーンにおけるテンターレールとフィルム中心部の走行方向の成す角度が１０°を超えると配向角のバラツキが大きくなる。
【００２６】
本発明においては、幅方向の延伸は、テンター式延伸装置の延伸ゾーンにおいて、左右のレールの幅を漸次広げることによって実施する。幅方向の延伸は、フィルムの進行方向の延伸の前に実施してもよいし、フィルムの進行方向の延伸と同時に実施してもよいし、フィルムの進行方向の延伸の後に実施してもよいが、フィルムの進行方向の延伸と同時に実施することが好ましい。
【００２７】
本発明においては、熱固定ゾーンは１または２以上のゾーンからなるが、２以上のゾーンからなることが好ましい。熱固定ゾーンの温度は原料として使用するポリエステルの融点以下、１８０℃以上とすることが好ましい。
【００２８】
本発明においては、冷却ゾーンは１または２以上のゾーンからなるが、２以上のゾーンからなることが好ましい。冷却ゾーンの温度は、熱固定ゾーンの最高温度よりも３０℃以上低いことが好ましい。
【００２９】
本発明においては、他素材との密着性を向上させるために少なくとも片面に塗布層を設けることが好ましい。
【００３０】
また、塗布層は、帯電防止剤、消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、発泡剤、染料、顔料などを含有していてもよい。
【００３１】
塗布剤の塗布方法としては、リバースロールコーター、グラビアコーター、ロッドコーター、エアドクターコーターまたはこれら以外の塗布装置を使用することができる。
【００３２】
なお、塗布剤のフィルムへの塗布性や接着性を改良するため、塗布前にフィルムに化学処理や放電処理を施してもよい。また、表面特性をさらに改良するため、塗布層形成後に放電処理を施してもよい。
【００３３】
塗布層の厚みは、最終的な乾燥厚さとして、通常０．０２〜０．５μｍ、好ましくは０．０３〜０．３μｍの範囲である。塗布層の厚さが０．０２μｍ未満の場合は、本発明の効果が十分に発揮されない恐れがある。塗布層の厚さが０．５μｍを超える場合は、フィルムが相互に固着しやすくなったり、特にフィルムの高強度化のために塗布処理フィルムを再延伸する場合は、工程中のロールに粘着しやすくなったりする傾向がある。上記の固着の問題は、特にフィルムの両面に同一の塗布層を形成する場合に顕著に現れる。
【００３４】
なお、必要に応じてフィルムの製造後にコートするオフラインコートと呼ばれる方法でコートしてもよい。コーティングの材料としては、オフラインコートの場合は水系および／または溶剤系いずれでもよい。
【実施例】
【００３５】
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、種々の諸物性、特性は以下のように測定、または定義されたものである。実施例中、「％」は「重量％」を意味する。
【００３６】
（１）主配向の角度の測定
カールツァイス社製偏光顕微鏡を用いて、ポリエステルフィルムの配向を観察し、ポリエステルフィルム面内の主配向軸の方向がポリエステルフィルムの幅方向に対して何度傾いているかを測定し配向角とした。この測定を得られたフィルムの中央部と両端の計３カ所について実施し、その偏差をフィルム面内の任意の基準方向に対する主配向の角度のばらつきの値とした。
【００３７】
（２）クロスニコル下での明暗むら、色むら
【００３８】
フィルムを２枚の偏光板の間に挟んでクロスニコル下で検査し、下記判定基準により、クロスニコル下での明暗むら、色むらの評価を行った。
◎：クロスニコル下での明暗むら、色むらが非常に少ない
○：クロスニコル下で明暗むら、色むらを確認できるが、少ない
×：クロスニコル下での明暗むら、色むらが大きく、好ましくない
【００３９】
（３）生産性
下記基準でフィルムの生産性を評価した。
◎：クロスニコル下での明暗むら、色むらや、主配向の角度の振れがなく、生産性が大幅に向上した
○：クロスニコル下での明暗むら、色むらや、主配向の角度の振れが少なく、生産性が向上した
×：クロスニコル下での明暗むら、色むらや、主配向の角度の振れがあり、生産スピードを大幅に低減せざるを得ず、生産性が悪い
【００４０】
実施例１：
（ポリエステルＡの製造方法）
ジメチルテレフタレート１００部、エチレングリコール７０部、および酢酸カルシウム一水塩０．０７部を反応器にとり、加熱昇温すると共にメタノール留去させエステル交換反応を行い、反応開始後、約４時間半を要して２３０℃に昇温し、実質的にエステル交換反応を終了した。次に燐酸０．０４部および三酸化アンチモン０．０３５部を添加し、常法に従って重合した。すなわち、反応温度を徐々に上げて、最終的に２８０℃とし、一方、圧力は徐々に減じて、最終的に０．０５ｍｍＨｇとした。４時間後、反応を終了し、常法に従い、チップ化してポリエステルＡを得た。
【００４１】
（ポリエステルＢの製造方法）
上記ポリエステルＡを製造する際、平均粒径２μｍの非晶質シリカを１０００ｐｐｍ添加し、ポリエステルＢを作成した。
【００４２】
（ポリエステルフィルムの製造）
上記ポリエステルＡ、Ｂをそれぞれ９５％、５％の割合で混合した原料をベント付き二軸押出機により溶融押出して、ついで、冷却したキャスティングドラム上に、シートを共押出し冷却固化させて無配向シートを得た。次いで、フィルムの進行方向に１．０７倍延伸した後、テンター式延伸装置の入口にてフィルムの両端を把持具にて把持し、フィルムを予熱後、第一延伸ゾーンにて片側の把持具のピッチを広げることによりフィルムの進行方向に３．０倍延伸した後、第２延伸ゾーンにてもう片側の把持具のピッチを広げることによりフィルムの進行方向に３．０倍延伸するのと同時に、第１、第２延伸ゾーンにおいて、テンター式延伸装置の幅をＴＤに広げた後、２３０℃で５秒間の熱処理を行い、厚さ３８μｍのポリエステルフィルムを得た。評価結果を下記表１に示す。
【００４３】
実施例２：
実施例１において、テンター式延伸装置で延伸する前にフィルムの進行方向に延伸する倍率を１．０５倍とする以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。
【００４４】
実施例３：
実施例１において、テンター式延伸装置で延伸する前にフィルムの進行方向に延伸する倍率を１．１４倍とする以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。
【００４５】
実施例４；
実施例１において、テンター式延伸装置で延伸する前にフィルムの進行方向に延伸する倍率を１．１９倍とする以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。
【００４６】
比較例１：
実施例１において、テンター式延伸装置で延伸する前にフィルムの進行方向に延伸する倍率を１．０１倍とする以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。
【００４７】
比較例２：
実施例１において、テンター式延伸装置で延伸する前にフィルムの進行方向に延伸する倍率を１．４０倍とする以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。
【００４８】
以上、得られた結果をまとめて下記表１に示す。
【００４９】
【表１】
2015182262.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の製造方法は、例えば、光学用フィルムの製造方法として好適に利用することができる。