(57)【要約】【課題】表面欠点のない、高品質なフィルムを生産性良く製造すること。【解決手段】キャストドラムの表面に紫外線を照射した後に水膜を均一に介在することにより、表面欠点のないキャストシートを製造できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャストドラムの表面に紫外線を照射した後に水膜を介して溶融ポリマーをキャストドラム上で冷却することを特徴とするフィルム製造方法。
【請求項２】
前記紫外線を照射する光源がエキシマＵＶランプであることを特徴とする請求項１に記載のフィルム製造方法。
【請求項３】
前記紫外線を照射する光源が照射面側が無電極となるエキシマＵＶランプであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルム製造方法。
【請求項４】
キャストフィルムに静電荷を印加することを特徴とする請求項１または請求項１〜３に記載のフィルム製造方法。
【請求項５】
前記溶融ポリマーが熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１〜４に記載のフィルム製造方法。
【請求項６】
キャストドラムの表面に水膜を介して溶融ポリマーをキャストドラム上で冷却するフィルム製造装置であって、キャストドラムの表面に紫外線を照射するための紫外線照射装置を有することを特徴とするフィルム製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融ポリマーのフィルム製造方法に関するもの、さらに詳しくは、溶融ポリマーとキャストドラムの間に水膜を介在させてキャストする方法において、水膜を介在させる前に水膜が均一に介在し易いように、予め紫外線を照射する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より溶融ポリマーのフィルム製造方法としては、溶融ポリマーに静電荷を印可させながらキャストドラムに密着させる方法（例えば特公昭３７−６１４２号公報など）やキャストドラム上に水膜を介在させてキャストする方法（例えば特開平１−２４４８２２号公報、特開平１−２８０５２７号公報など）が知られている。しかし上記従来のキャスト方法では次のような課題を有している。
（１）静電荷を印可する方法では、キャスト速度を高速にした場合では、充分な密着力が得られず、いわゆるエアーの噛み混みによるクレーター状やすじ状の欠点が現れる。また、キャストフィルムの厚みを薄くする場合にポリマーの電気的絶縁耐力が低すぎ、必要な密着力が得られるまでに絶縁破壊を起こしてしまう。
（２）水膜を蒸気などの公知の方法でキャストドラムに介在させる方法では、水膜の厚さを１０μｍ以下に均一に塗布することが困難であり、経日的なむらが生じ、その結果、キャストシートに表面欠点が生じる。また、熱可塑性樹脂中のオリゴマーがキャストドラムに徐々に堆積するため、密着力が経時で変化し、厚みむらや表面欠点となることが問題となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、キャストドラムの表面に紫外線を照射した後に水膜を均一に介在することにより、表面欠点のないキャストシートを製造することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題に鑑み、鋭意検討した結果、キャストドラムに水膜を介在させる前にキャストドラム表面に紫外線を照射することにより、上記問題が解決されることを見出し本発明に至った。
【０００５】
上記課題を解決するため本発明のフィルム製造方法は、主として次の構成を有する。すなわち、
キャストドラムの表面に紫外線を照射した後に水膜を介して溶融ポリマーをキャストドラム上で冷却することを特徴とするフィルム製造方法である。
【０００６】
また、本発明のフィルムの製造装置は、主として次の構成を有する。すなわち、キャストドラムの表面に水膜を介して溶融ポリマーをキャストドラム上で冷却するフィルム製造装置であって、キャストドラムの表面に紫外線を照射するための紫外線照射装置を有することを特徴とするフィルム製造装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、キャストドラム表面に紫外線を照射した後に水膜を介して溶融ポリマーをキャストドラム上で冷却するフィルム製造方法でなければならない。
【０００８】
キャストドラム表面に紫外線を照射することによって、１）キャストドラム上水膜のオリゴマー汚染をＵＶによる分解効果により事前に防止することができるとともに、２）水膜のふき取り時に発生する水膜残留に起因する水膜変動を紫外線を照射することによってキャストドラム表面張力を向上できるため抑制できる。
このため、均一に水膜を塗布することが可能となり、厚みむらがなく、表面欠点の少ない高品質なフィルムを得ることができるようになる。
【０００９】
本発明に好適に用いられるエキシマＵＶランプとしては特に、紫外線照射面側の一部に少なくとも電極を有さない部分が存在するものが好ましい。このような紫外線照射面側の一部に少なくとも電極を有さない部分が存在するエキシマＵＶランプを用いる場合には、紫外線照射面全体に外部電極が存在するエキシマＵＶランプとは異なり、紫外線照射面に合成石英製の窓ガラスが不要なため、キャストドラムのクリーニングをするために充分な効果が得られる距離まで近づけることが容易となる。
【００１０】
また、本発明におけるエキシマＵＶランプとキャストドラム表面との距離は、処理効率から５０ｍｍ以下が好ましい。ここで言うエキシマＵＶランプとキャストドラム表面との距離とは、エキシマＵＶランプ本体の照射面側からキャストドラムまでを結ぶ最短距離と定義される。前記紫外線は、有機付着物の主体である低分子量物を迅速に分解・除去する観点から、３８０ｎｍ以下の波長を少なくとも含んでいることが好ましい。
【００１１】
本発明で好適に用いるエキシマＵＶランプとは、放電エキシマを用いるものである。エキシマとは励起状態原子と基底状態原子の二量体のことであり、ランプ管内に放電プラズマなどの高エネルギーを発生させることにより、放電管内の原子をエキシマ状態にすることができる。このエキシマ状態から基底状態に戻るときに、エキシマ発光と呼ばれる現象により、強紫外線光が発生する。これにより、低波長水銀ランプが波長当たりの出力が小さくかつ限られた複数の発光波長しか得られないのに対し、エキシマランプはほぼ単波長の高強度の光を効率よく取り出すことができる。例えばＸｅ２（中心波長１７２ｎｍ）やＫｒＣｌ（中心波長２２２ｎｍ）などが好ましい。
【００１２】
なお、中心波長が２００ｎｍ以下の光源を選択した場合、空気中の酸素の吸収により、オゾンが発生する。このオゾンは短波長光と同等以上に有機付着物を酸化分解する効果があり、分解効率は非常に高くなる。そのため、キャストドラム表面を洗浄する雰囲気としては、塵埃などが浮遊していないクリーンな酸素雰囲気中がよく、該キャストドラムと紫外線ランプの囲いに排気装置を取り付けておき、常にフレッシュエアーを供給することが好ましい。
【００１３】
有機付着物は、熱可塑性樹脂に由来するもので、種々の有機化合物を含むものである。例えば、該熱可塑性樹脂の低分子量物、分解物、ブリードアウト物、あるいは添加物などである。さらに空気中に含まれる昇華物や油脂、塵芥などもこれに含まれる。この中でも主体となる低分子量物は、テレフタル酸、ビスヒドロキシエチルテレフタル酸、モノヒドロキシエチルテレフタル酸などのモノマー類及びダイマー、トリマー、サイクリックトリマーなどのオリゴマー類が対象となる。
【００１４】
また、本発明のフィルム製造方法においては、上記紫外線を照射した後に水膜を塗布することが肝要である。該水膜がないと溶融ポリマーの密着斑や空気の噛み混みによる表面欠点などが発生する。
【００１５】
ここで、キャストドラム上に形成される水膜の塗布厚みとしては、０．１〜１０μｍであると離型性および得られるフィルムの平面性が良好となるので好ましく、さらに好ましくは、０．１〜５μｍである。該水には界面活性剤あるいは水に可溶な溶媒を含んでいてもよい。
【００１６】
キャストドラム上に水膜を形成する方法としては、多孔質ロールにより水をにじませながらドラム上に塗布する方法、加湿空気を吹き付ける方法等が好ましい。また、キャストドラムの温度は、水膜が蒸発しにくく、均一な水膜ができ、キャスト時に表面欠点を形成しにくくする観点から、７０℃以下であることが好ましく、特に好ましくは１０〜４０℃の温度範囲である。
【００１７】
本発明において示される熱可塑性樹脂は、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリフェニルスルフィド、およびそれらの混合体・変性体などから選ばれた樹脂が代表的なものであり、特にポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂が好ましいものである。
【００１８】
ここでいうポリエステルとは、分子主鎖中にエステル結合を有する高分子化合物であり、通常、ジオールとジカルボン酸とからの重縮合反応により合成されることが多いが、ヒドロキシ安息香酸で代表されるようなヒドロキシカルボン酸のように自己縮合するような化合物を利用してもよい。ジオール化合物の代表的なものとしては、ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨで表されるエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキセングリコール、さらにジエチレンギリコール、ポリエチレングリコール、エチレンオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物等で代表されるエーテル含有ジオールなどであり、それらの単独または混合体などである。
【００１９】
ジカルボン酸化合物の代表的なものとしては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバチン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸、及びそれらの混合体などである。ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレートなどを用いることができる。特にポリエチレンテレフタレートは、安価であるため、非常に多岐にわたる用途で用いられ、効果が高い。また、これらの樹脂はホモ樹脂であってもよく、共重合またはブレンドであってもよい。
【００２０】
本発明において用いるポリエステルフィルムがポリエチレンテレフタレートの場合には、従来公知の製造方法によって製造することが出来る。すなわち、テレフタル酸とエチレングリコール及び必要により共重合成分を直接反応させて水を留去しエステル化した後、減圧下に重縮合を行う直接エステル化法、または、テレフタル酸ジメチルとエチレングリコール及び必要により共重合成分を反応させてメチルアルコールを留去しエステル交換させた後、減圧下に重縮合を行うエステル交換法等により製造することができる。更に極限粘度を増大させ、環状３量体やアセトアルデヒド含量等を低下させるために固相重合を行ってもよい。前記溶融重縮合反応は、回分式反応装置で行っても良いしまた連続式反応装置で行っても良い。これらいずれの方式においても、溶融重縮合反応は１段階で行っても良いし、また多段階に分けて行っても良い。固相重合反応も、溶融重縮合反応と同様、回分式装置や連続式装置で行うことが出来る。溶融重縮合と固相重合は連続で行っても良いし、分割して行ってもよい。
【００２１】
代表的なポリエステル樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）およびこれらの共重合体などを挙げることができ、中でもポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）およびこれらの共重合体が好ましく、特にポリエチレンテレフタレートおよびその共重合体が好ましい。
【００２２】
これらの高分子化合物の繰替し単位は、好ましくは８０以上、より好ましくは１２０以上であるのがよい。
【００２３】
また、本発明において、ポリアミド樹脂とは、主鎖中にアミド結合を有する高分子化合物であり、代表的なものとしては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン１２、ナイロン１１、ナイロン７、ポリメタ／パラキシリレンアジパミド、ポリヘキサメチレンテレフタラミド／イソフタラミドおよびそれらの関連共重合体、混合体などから選ばれたポリアミド化合物などがある。本発明の場合、中でも、ナイロン６およびその共重合体、ナイロン６６およびその共重合体が好ましいポリアミドである。さらに、これらのポリアミドに柔軟ナイロンや、結晶化し難いナイロン化合物を添加しておくと、キャストでの結晶化防止や、得られた品質の低温柔軟性などを付与できるので好ましい。
【００２４】
また、ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、メチルペンテンポリマー（ＭＰＰ）、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、酢酸ビニルポリマー（ＥＶＡ）、およびそれらの各種共重合体などを用いることができる。
【００２５】
これらの本発明に用いる熱可塑性樹脂には必要に応じて着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、滑剤、核剤、離型剤などを本発明の目的を損わない範囲で添加することができる。
【００２６】
次に、本発明のフィルム製造方法について、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を用いた例を挙げ、より具体的に示す。
【００２７】
原料としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を準備し、これを乾燥して脱水した後、溶融押出機に供給し、原料中の異物を除去するために、溶融樹脂を適宜なフィルター、例えば、焼結金属、多孔性セラミック、サンド、金網等で濾過しながら成型用の口金から押出し成形するのである。
【００２８】
なお、口金から溶融ポリマーを押出すときのドラフト比（＝口金リップ間隔／押出されたシート厚み）は、好ましくは３以上、より好ましくは５〜２０範囲とすることにより、厚みむらの小さい、平面性の良いフィルムが得られやすい。かくして溶融されたポリエステル樹脂をキャストドラム上で冷却固化する際にキャストドラム上に水をしみこませた多孔質ロールや加湿空気を吹き付ける方法等で水膜を形成する。更に水膜を塗布する前に照射側面に外部電極を有さないエキシマＵＶランプ等を使用して紫外線を照射することが肝要である。
【００２９】
該溶融ポリマーには、５〜１５ｋｖ程度に帯電印加したワイヤー電極やテープ電極等で、該溶融ポリマーをキャスティングドラムに密着させてもよい。
［特性の測定方法］
次に本発明で使用した測定法について以下に述べる。
（１）紫外線照射強度
浜松ホトニクス製ＵＶ−ＭＥＴＥＲ　Ｃ６０８０−０２を用い、波長１７２ｎｍの照射強度を測定した。
（２）水膜の塗布量（μｍ）
キャストドラムを所定のライン速度で回転させながら水膜を形成し、その後に溶融ポリマーをキャストする。偏光赤外膜厚計（倉敷紡績（株）製）を測定部に用いた水膜測定装置を使用して、キャストフィルムの上部から水膜の厚みを測定する。　偏光赤外膜厚計には水膜の厚みと樹脂フィルム２ｂの厚みとをそれぞれ測定するためのフィルタを組み込んであり、キャスティングドラム表面の状態変化による影響を軽減するために３波長方式を用いている。
【００３０】
水膜測定装置では、水膜の厚みと樹脂フィルム２ｂの厚みとの測定結果に基づいて、樹脂フィルム２ｂの影響を補正した水膜の厚みを演算する。例えば、水膜の測定結果をＷと、樹脂フィルムの測定結果をＦとした時、補正した水膜の厚みをＷ’とすると、Ｗ’＝（ａＦ２＋ｂＦ＋ｃ）×Ｗ（但し、ａ，ｂ，ｃは定数）なる関係式をもって定義される。
（３）厚み斑
上記（２）で得られたキャストフィルムを下記延伸条件で連続２４時間逐次二軸延伸した後に偏光赤外膜厚計（倉敷紡績（株）製）を使用して測定して、下記のように判定した。
【００３１】
厚み斑が１５％以下のものを◎、また、厚み斑が１５％〜２０％のものを○、厚み斑が２０％以上のものを×とした。
【００３２】
逐次二軸延伸条件
長手方向延伸条件：延伸温度９０℃、延伸倍率３．５倍
横方向延伸条件：延伸温度９５℃、延伸倍率３．７倍
熱処理温度：２３０℃
（４）表面欠点
厚み２００μｍの偏光フィルム２枚をクロスニコルにセットし、その間にＡ４サイズにカットした本発明のフィルム製造方法で作成したフィルムをセットして目視により観察を行った。判定基準は次の通りである。
【００３３】
○：実用上問題なし
×：実用上問題あり
【００３４】
【実施例】
実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１〜６
熱可塑性樹脂として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（固有粘度［η］＝０．６５、融点Ｔｍは２６５℃、添加剤として平均粒径０．２５μｍの酸化珪素粒子を０．１ｗｔ含有）を用いた。該ＰＥＴ樹脂の含水率が５０ｐｐｍ以下になるように乾燥した後、押出機に供給して２８５℃で溶融した後に、１０μｍカットの繊維燒結金属フィルターを通過させて濾過し、口金から押出した。この溶融フィルムにワイヤー状の電極から８ＫＶの静電荷を印加させながら、４０ｍ／分の速度で直径６００ｍｍのキャストドラム上に密着させて冷却した。静電荷により溶融フィルムをキャストドラムに密着させる前に、キャストドラムの表面には、加湿空気を吹き付ける方法により表１の条件で水膜を塗布した。また、水膜を塗布する前には、キャストドラムのクリーニングの目的で紫外線を照射した。紫外線ランプには、照射側面に外部電極を有さない（株）エム・ディ・エキシマ製のエキシマＵＶ　Ｘｅランプ（主要波長１７２ｎｍ）を用いて、表１の条件で紫外線照射を行った。ランプはチャンバーで囲い排気した。更に、紫外線照射をする前には、水膜除去マスロール（増田製作所（株）製）で水膜の除去を行った。こうして得られたキャストフィルムの厚みは２０μｍであった。この時の結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2004009597.tif 000002
実施例７
実施例２において、水膜除去マスロールを使用しないでキャストフィルムを得た。得られたキャストフィルムの厚みは２０μｍであった。この時の結果を表１に併せて示す。
比較例１〜２
実施例１において、紫外線を照射しなかった以外は、同様にしてキャストフィルムを得た。得られたキャストフィルムの厚みは２０μｍであった。この時の結果を表１に併せて示す。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明により、表面欠点のないキャストシートを製造することができる。更にキャストの高速安定化などにより、生産性を向上することができる。