(57)【要約】  【課題】キズや汚れ等の表面欠点の少ない熱可塑性樹脂フィルムの製造を可能にすること。  【解決手段】熱可塑性樹脂フィルムを低速ロール群と高速ロール群のロール速度差によって少なくとも縦方向に１段以上延伸する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、低速ロール群において、ロール入口でのフィルム温度がガラス転移温度(Tg)以上であるロールの速度と、ロール入口でのフィルム温度がガラス転移温度(Tg)以下であるロールの速度をそれぞれＡ、Ｂとしたとき、速度Ａが速度Ｂに対し９０〜９９．９９％の範囲である組み合わせを少なくとも１つ有することを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。  【選択図】図１
2004249720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂フィルムを低速ロール群と高速ロール群のロール速度差によって少なくとも縦方向に１段以上延伸する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、低速ロール群において、ロール入口でのフィルム温度がガラス転移温度(Tg)以上であるロールの速度と、ロール入口でのフィルム温度がガラス転移温度(Tg)以下であるロールの速度をそれぞれＡ、Ｂとしたとき、速度Ａが速度Ｂに対し９０〜９９．９９％の範囲である組み合わせを少なくとも１つ有することを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
【請求項２】
低速ロール群上でのフィルム厚みが３００μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度が４０℃以上であることを特徴とする請求項１〜２のいずれか記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
【請求項４】
下記式を満たすことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
［｛（（Ａ／Ｂ）×１００）−Ｃ｝／１００］×Ｄ＋Ｅ≦３．３ｇｆ／ｍｍ2
（式中、Ａは前記した速度Ａ（ｍ／分）、Ｂは前記した速度Ｂ（ｍ／分）、ＣはＴＭＡによる測定されたフィルムの伸縮度（％）、ＤはＡロール入口でのフィルムのヤング率（ｇｆ／ｍｍ2）、ＥはＴＭＡ測定荷重（ｇｆ／ｍｍ2）である。）
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂がポリエステルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の熱可塑性樹脂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、熱可塑性樹脂フィルムの製造方法に関するものであり、更に詳しくは、縦延伸工程起因のキズ・汚れ欠点がない良好な表面状態を達成する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂フィルムをガラス転移温度以上に加熱した後、ロール間の速度差を利用して縦方向に延伸する技術は従来から知られており、低速のロール群を通過することによりポリエステルフィルムなどの熱可塑性樹脂をガラス転移温度以上の延伸温度まで加熱し、その後、ロール速度差を利用して縦方向に延伸する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、低速の加熱ロール群と高速の冷却ロール群を使用し、それらの材質に関して、フィルム上に発生する粘着やキズなどの表面欠点を低減するために、ロール表面材質やロール表面の粗さなどを規定することが提案されている（例えば特許文献１−２参照）。
【０００４】
さらに、キズなどの表面欠点を低減する方法として、高速ロール群の中でロール間に速度比を与え表面欠点を良好にする方法も提案されている（例えば特許文献３参照）。
【０００５】
また、低速ロール群の中のロール間の速度比については熱膨張率・体積膨張率をもとにしてフィルムの温度に応じてロール間の速度比を上げることが提案されている（例えば非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５０−１１４４７６号公報（第１−４頁）
【特許文献２】特公平３−５６８８９号公報（第１−３頁）
【特許文献３】特開２００２−１３７２８７号公報（第１−４頁）
【非特許文献１】湯木和男編「飽和ポリエステルハンドブック」日刊工業新聞社、１９８９年１２月２２日、ｐ２３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術により得られた延伸フィルムは、各用途に用いられるが、延伸フィルムに対する要求特性は近年高度化し、従来の方法では表面欠点の要求を満たすことができなかったり、従来の方法ではすぐに表面欠点が生じ生産性が低下していた。
【０００７】
本発明は、かかる問題点を解決し、キズや汚れ等の表面欠点ない熱可塑性樹脂フィルムを製造するための方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、以下の方法により達成される。すなわち、本発明は、熱可塑性樹脂フィルムを低速ロール群と高速ロール群のロール速度差によって少なくとも縦方向に１段以上延伸する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、低速ロール群において、ロール入口でのフィルム温度がガラス転移温度(Tg)以上であるロールの速度と、ロール入口でのフィルム温度がガラス転移温度(Tg)以下であるロールの速度をそれぞれＡ、Ｂとしたとき、速度Ａが速度Ｂに対し９０〜９９．９９％の範囲である組み合わせを少なくとも１つ有することを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方法をその骨子とする。
【０００９】
熱可塑性樹脂シートを低速ロール群にて加熱する場合、従来、低速ロールの速度は、蛇行・キズ防止を目的としてフィルムの熱膨張に応じて低速ロール群の中のロール速度を段階的に変え下流側のロール速度を上流側のロールより速くしていた。しかしながら、実際の製膜工程においては、フィルム温度の上昇による熱膨張を想定した速度比をつけたにも関わらずフィルムに傷が発生していた。本発明者らは、ＴＭＡ（熱機器分析）を用いフィルムの熱膨張について詳細な研究を行い、一定張力以下で未延伸フィルムを把持し、昇温させていった場合、ガラス転移温度（Tg）以上で収縮挙動を示す（図２、図３、図４）ことを突き止め本発明に到達した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の方法によれば、キズや汚れ等の表面欠点少ない熱可塑性樹脂フィルムを製造することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
本発明の特徴は、低速ロール群と高速ロール群からなるロール延伸法を利用した熱可塑性樹脂フィルムの製造方法において、ロールの速度比を後述する条件に規定することにある。
【００１３】
従って本発明においては、ロール延伸法を適用して製造されるフィルムである限り、延伸対象は特に制限されない。
【００１４】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、アラミド、ポリスチレン系樹脂、ＰＭＭＡ等の熱可塑性樹脂が挙げられ、各種熱可塑性樹脂の中では、ガラス転移温度が４０℃以上のものが好ましく、特に要求品種の高度化が進んでいる点で、ポリエステルやポリフェニレンサルファイドが特に好ましく使用される。
【００１５】
ここで、ポリエステルの種類は特に限定されないが、例えば、芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸または脂肪族ジカルボン酸とジオールを主たる構成成分とするポリエステルが好ましく使用される。
【００１６】
芳香族ジカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、４，４’−ジフェニルエ−テルジカルボン酸、４，４’−ジフェニルスルホンジカルボン酸などを用いることができ、なかでも好ましくは、テレフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸を用いることができる。また、脂環族ジカルボン酸成分としては、例えば、シクロヘキサンジカルボン酸などを用いることができる。また、脂肪族ジカルボン酸成分としては、例えば、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸などを用いることができる。これらの酸成分は１種のみ用いてもよく、２種以上併用してもよく、さらには、ヒドロキシエトキシ安息香酸などのオキシ酸などを一部共重合してもよい。
【００１７】
また、ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、２，２’−ビス（４’−β−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパンなどを用いることができ、なかでも好ましくは、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコールなどを用いることができ、特に好ましくは、エチレングリコールである。これらのジオール成分は１種のみ用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００１８】
また、ポリエステルにはトリメリット酸、ピロメリット酸、グリセロール、ペンタエリスリトール、２，４−ジオキシ安息香酸、ラウリルアルコール、イソシアン酸フェニルなどの単官能化合物などの他の化合物を、ポリマーが実質的に線状である範囲内で共重合されていてもよい。
【００１９】
本発明で使用する熱可塑性樹脂には必要に応じて、難燃剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、顔料、染料、脂肪酸エステル、ワックスなどの有機滑剤、あるいは消泡剤を配合することができる。また、クレー、マイカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、カリオン、タルク、湿式または乾式シリカ、コロイド状シリカ、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ、ジルコニアなどの無機粒子、アクリル酸類、スチレンなどを構成成分とする有機粒子などを配合したり、例えばポリエステル重合反応時に添加する触媒などによって析出する、いわゆる内部粒子を含有せしめたり、界面活性剤を配合したりすることができる。
【００２０】
本発明は、上記にあげた熱可塑性樹脂の中でも、ポリエチレンテレフタレートを使用した時に、特に有効である。ポリエチレンテレフタレートは純粋のものでもよいし、共重合体であってもよいし、また他の成分を、例えば３０モル％未満などの適宜の割合で混合したものでもよい。ポリエチレンテレフタレート成分を７０モル％以上含むポリエステルであれば、本発明の効果は特に大きい。
【００２１】
また、ここでポリフェニレンサルファイドの種類は純粋なものでもよいし、共重合体であってもよいし、他の成分を、例えば３０モル％未満などの適宜の割合で混合したものでもよい。
【００２２】
本発明において、熱可塑性樹脂フィルムは、単層でも、多層に積層されたものであってもよい。
【００２３】
次に、熱可塑性樹脂としてポリエステルを使用し本発明の製造方法を説明するが、ポリエステル以外の樹脂を使用しても、公知の技術の範囲内で条件等を選択することで、本発明の製造方法は適用が可能である。
【００２４】
スリットを有する口金から押し出された溶融ポリエステルフィルムを回転する冷却ドラム上に静電印加法にて密着固化せしめ未延伸フィルムとし、この未延伸フィルムを複数のロールを備えた縦延伸装置に供給することにより、連続的に縦方向に延伸することにより製膜できる。
【００２５】
本発明の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法では、未延伸の熱可塑性樹脂フィルムを低速ロール群と高速ロール群を通過させると共に、低速ロール群と高速ロール群のロール速度差によって少なくとも縦方向に１段以上延伸する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、低速ロール群において、ロール入口でのフィルム温度がガラス転移温度(Tg)以上であるロールの速度と、ロール入口でのフィルム温度がガラス転移温度(Tg)以下であるロールの速度をそれぞれＡ、Ｂとしたとき、速度Ａが速度Ｂに対し９０〜９９．９９％の範囲である組み合わせを少なくとも１つ有することが必要である。
【００２６】
本発明において、低速ロール群と高速ロール群は、次のようにして区分される。すなわち、低速ロール群とはロールを用いてフィルムをガラス転移温度以上に予熱する工程であり、高速ロール群とは速度差によって得られたフィルムを室温近くまで冷却する工程である。したがって、外観上、ロールが連続している場合においても、この観点から判別することができる。
【００２７】
本発明においては、搬送張力を一定張力以下にするため下記の式を満たすことが好ましい。
［｛（（Ａ／Ｂ）×１００）−Ｃ｝／１００］×Ｄ＋Ｅ≦３．３ｇｆ／ｍｍ2
（式中、Ａは前記した速度Ａ（ｍ／分）、Ｂは前記した速度Ｂ（ｍ／分）、ＣはＴＭＡによって測定されたフィルムの伸縮度（％）、ＤはＡロール入口でのフィルムのヤング率（ｇｆ／ｍｍ2）、ＥはＴＭＡ測定荷重（ｇｆ／ｍｍ2）である）。
【００２８】
上記式を満たすことで、フィルムにかかる荷重は３．３ｇｆ／ｍｍ2以下となりフィルムが収縮挙動を示すからである。上記式を満たす手段としては特に限定されないが、例えば、ＡとＢの速度比を荷重１．３ｇｆ／ｍｍ2のＴＭＡ測定結果に合わせる方法などを挙げることができる。
【００２９】
なお、３．３ｇｆ／ｍｍ2より大きな荷重にてＴＭＡ測定を実施した場合においては図２(荷重３．３ｇｆ／ｍｍ2)に示されるように未延伸フィルムはガラス転移温度(Tg)以上で収縮挙動を示すことはない。
【００３０】
また本発明は、フィルムの厚みが厚くなった方がフィルム幅方向の単位長さ当たりの張力が大きくなるためその効果が大きい。したがって、低速ロール群上でのフィルム厚みは３００μｍ以上であることが好ましい。
【００３１】
本発明におけるロール回転速度の制御としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、駆動ロール、前後に駆動ロールが存在するフリーロールでも良い。
【００３２】
以下、本発明の好ましい実施態様を図を用いて説明する。
【００３３】
図１は本発明の１つの実施形態を示すシートの縦延伸装置である。図１の１〜９は低速ロール群で、１、３、５、９は駆動ロール、２、４、６〜８はフリーロールである。また、１０〜１４は高速ロール群であり、１５はニップロールである。またロールの材質としては１〜３はＨＣｒ、４〜１４はセラミックロールである。
【実施例】
【００３４】
以下に実施例を記載するが、本発明はこれに限定されない。まず、本発明で使用した物性値の評価方法ならびに効果の評価方法を記載する。
【００３５】
（１）ガラス転移温度Ｔｇ、融点Ｔｍ
示差走査熱量計としてセイコー電子工業（株）製ＤＳＣ（ＲＤＳＣ２２０）、データ解析装置として同社製ディスクステーション（ＳＳＣ／５２００）を用いて、未延伸フィルム５ｍｇをアルミニウム製受皿上３００℃で５分間溶融保持し、液体窒素で急冷固化した後、室温から昇温速度２０℃／分で昇温し測定した。得られた吸発熱曲線の、ガラス転移温度を示す曲線の段差が現れる温度をＴｇ、融点を示す融解ピークの温度をＴｍとした。
【００３６】
（２）固有粘度
オルトクロロフェノール中、２５℃で、０．１ｍｇ／ｍｌ濃度で測定した値である。単位はｄｌ／ｇで表す。
【００３７】
（３）ＴＭＡ測定
Seiko Instruments社製ＴＭＡ／６１００を用い、未延伸フィルムを２５℃で５分放置した後、測定荷重で、１０℃／ｍｉｎで温度を上げ測定した。得られた測定結果を図２、３に示す。
【００３８】
（４）ヤング率
ORIENTEC社製ＵＣＴ−１００を用いて、未延伸フィルムを厚み３００μｍ、幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの試料を測定温度に上げ、各測定温度におけるヤング率を測定した。
【００３９】
（５）温度測定
フィルム温度はキーエンス社製放射温度計ＩＴ２−１００にて測定した。
【００４０】
（実施例１）
ガラス転移温度Ｔｇが７８℃、融点Ｔｍが２５５℃、固有粘度が０．６２ｄｌ／ｇであるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のペレットを乾燥した後、押出機に供給し２８０℃で溶融し、フィルターを通過させた後、Ｔダイにより吐出させ、表面温度２５℃の冷却ドラムに静電印加法で密着固化せしめ、厚み１７６０μｍ、幅８５０ｍｍのキャストフィルムを得た。該キャストフィルムの複屈折は、０．００１であり、実質的に未配向であった。
【００４１】
ついでこの未延伸シートを、図１に示す縦延伸装置にて加熱し延伸し、低速側の駆動ロール１の速度設定８．６５ｍ／分、高速側の駆動ロール１０の速度設定２４．４８ｍ／分として縦方向に２．８倍に延伸し、ついで横方向に３．２倍に延伸した。この時、１ロール入りでのフィルム温度は５０℃、９ロール出でのフィルム温度は８７℃であった。なおこの未延伸シートは５ロール上でガラス転移温度（７８℃）を超え、６〜９ロール上のフィルム温度はガラス転移温度（７８℃）を越えていた。
【００４２】
ガラス転移温度以下である５ロールの１ロールとの速度比は１００．２％、ガラス転移温度を超える９ロールと５ロールの速度比を１００．０％（５ロールと同速）として２軸延伸ポリエステルフィルムを得た。なお、この時のフィルムにかかる荷重は、ＴＭＡ測定結果から１．３ｇｆ／ｍｍ2であった。この時、測定した７ロールの速度は５ロールに対し９９．９％であり、得られた延伸フィルムは微少スクラッチおよび横段状欠点は非常に少なく、良好なものであった。
【００４３】
（実施例２）
９ロールと５ロールの速度比を９９．９％とした以外は実施例１と同様にして２軸延伸ポリエステルフィルムを得た。なお、この時のフィルムにかかる荷重は、ＴＭＡ測定結果から０．７ｇｆ／ｍｍ2であった。この時、得られた延伸フィルムは微少スクラッチおよび横段状欠点が実施例１に較べ更に少なく、特に良好なものであった。
【００４４】
（比較例１）
９ロールと５ロールの速度比を１００．２％とした以外は実施例１と同様にして２軸延伸ポリエステルフィルムを得た。なお、この時フィルムにかかる荷重は、ＴＭＡ測定結果から１３．３ｇｆ／ｍｍ2であった。この時、得られた延伸フィルムは微少スクラッチおよび横段状欠点が顕著となり製品とすることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、キズの要求の厳しい光学フィルムなどの用途に限らず、すべての熱可塑性樹脂フィルムに適用可能であるが、その適用範囲がこれらに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の１つの実施形態を示すシートの縦延伸装置である。
【図２】荷重が１３．３ｇｆ／ｍｍ2、３．３ｇｆ／ｍｍ2の時のポリエチレンテレフタレートフィルムの温度と熱膨張率関係の一例を示す図である。
【図３】荷重が０．７ｇｆ／ｍｍ2、１．３ｇｆ／ｍｍ2の時のポリエチレンテレフタレートフィルムの温度と熱膨張率の関係の一例を示す図である。
【図４】荷重が１．３３ｇｆ／ｍｍ2、３３．２ｇｆ／ｍｍ2の時のポリフェニレンサルファイドフィルムの温度と熱膨張率の関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１〜９              ：低速ロール群
１０〜１４          ：高速ロール群
１、３、５、９      ：駆動ロール
２、４、６〜８      ：フリーロール
１５                ：ニップロールである。
【図１】
2004249720.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004249720.tif 000006