(57)【要約】【課題】ポリエステルフィルムの製膜時に発生するオリゴマーがキャストドラムやフィルム上に落下してピニング装置での放電を引き起こしたり、オリゴマーがフィルムに混入することを防止することにより、優れた生産性と、高品質のポリエステルフィルムを製造する方法を提供する。【解決手段】口金リップから吐出されたポリエステルの溶融ポリマーがキャストドラムに密着、冷却固化され、延伸装置に搬送される工程を有するポリエステルフィルムの製造方法おいて、前記キャストドラムの鉛直上方に、口金リップ先端部から上端面までの距離Ｈが０．５〜２ｍで、口金リップを通り鉛直方向に伸びる平面（平面π）から未延伸フィルムの搬送方向の端面までの距離Ｌ１及び前記搬送方向と反対方向の端面までの距離Ｌ２とも前記キャストドラムの半径Ｒより大きく、かつ、Ｌ１＋Ｌ２≦４Ｒとなる略直方体形状の加熱領域を有し、該加熱領域の一部または全部を該ポリエステルのガラス転移点温度＋５０℃以上に加熱する。【選択図】図１
2005125509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
口金リップから吐出されたポリエステルの溶融ポリマーがキャストドラムに密着、冷却固化され、延伸装置に搬送される工程を有するポリエステルフィルムの製造方法において、前記キャストドラムの鉛直上方に略直方体形状の加熱領域Ｓ１を有し、前記加熱領域の寸法が、口金リップ先端部から前記略直方体形状の上端面までの距離Ｈが０．５〜２ｍで、口金リップを通り鉛直方向に伸びる平面（平面π）から未延伸フィルムの搬送方向の前記略直方体形状の一方の端面Ａまでの距離Ｌ１、及び前記搬送方向と反対方向の前記略直方体形状の他方の端面Ｂまでの距離Ｌ２とも前記キャストドラムの半径Ｒより大きく、Ｌ１＋Ｌ２≦４Ｒの寸法であり、かつ、該加熱領域Ｓ１の一部または全部を該ポリエステルのガラス転移点温度＋５０℃以上に加熱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。
【請求項２】
前記加熱領域Ｓ１内の領域であって、前記ポリエステルのガラス転移点温度＋５０℃以上である領域Ｓ２が、平面πから未延伸フィルムの搬送方向の領域Ｓ２の端面Ｃまでの距離が０．１Ｒ〜１．５Ｒであり、かつ、前記搬送方向と反対方向の領域Ｓ２の端面Ｄまでの距離が０．１Ｒ〜１．５Ｒであることを特徴とする請求項１記載のポリエステルフィルムの製造方法。
【請求項３】
加熱領域の幅が前記未延伸フィルムの幅以上であり、かつ口金リップの幅以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のポリエステルフィルムの製造方法。
【請求項４】
ポリエステルがポリエチレンテレフタレートであり、前記加熱領域における加熱温度が１２０℃以上であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のポリエステルフィルムの製造方法。
【請求項５】
ポリエステルがポリ乳酸であり、前記加熱領域における加熱温度が１１０℃以上であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の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、ポリエステルフィルムを製造する方法に関する。より詳しくは溶融ポリマーをキャストドラムに密着、冷却固化する際、溶融ポリマーから発生する低分子量物（以後オリゴマーと呼ぶ）がキャストドラムと未延伸フィルム搬送ラインの直上に相当する天井部分に付着、堆積することを防止することにより、オリゴマーがキャストドラムやフィルム上へ落下して、キャストでのピニング装置のオリゴマーへの放電によるフィルム破れや、オリゴマーのフィルムへのコンタミによる品質低下およびそれによるフィルム破れを防止することを特徴とする、熱可塑性ポリエステルフィルムの製造方法である。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステルフィルム、特にポリエチレンテレフタレートフィルム（以下ＰＥＴフィルム）は、優れた機械的特性、熱的特性、及び電気的特性を有することから、産業用途に広く使用されているが、近年の用途拡大や販売価格の下落などにより、フィルム特性や生産性に対する要求が、ますます厳しくなっている。
【０００３】
一方、生分解性ポリマーで注目されている樹脂の一つにポリ乳酸がある。このポリマーは生分解性はもちろんのこと、燃焼カロリーが低いために、焼却した場合も炉を傷めることが無く、さらに燃焼時に有害ガスを発生しない特徴がある。また、出発原料に再生可能な植物資源を利用できるため、枯渇する石油資源から脱却できる。これらの特徴から、汎用樹脂の代替として期待されている。
【０００４】
これらポリエステル樹脂を押出機で溶融した後、その溶融樹脂を口金から押出し、冷却媒体上に密着固化させてキャストフィルムを製造する場合、溶融状態の樹脂から樹脂の分解ガスやオリゴマーのガス化した物質が発生する。この時、口金やロールなど製膜機や、その周辺の表面温度が比較的低温のところで付着、堆積してくると、そのオリゴマーが、空気の流れや自重により、キャストドラムやフィルム上に落下して、キャストドラムでのピニング装置で、落下したオリゴマーを起点とする放電が発生したり、オリゴマーがフィルムに付着した状態で、延伸工程に運ばれて、それを起点に破れてしまうなど、生産性や収率低下の深刻な原因となる。また、オリゴマーがフィルムに混入して表面欠点となるなど、最終製品での品質低下の原因にもなる。
【０００５】
このため、口金、キャストドラム周辺にオリゴマーが付着、堆積してくると、製膜を停止しオリゴマーの拭取り清掃をすることとなり、これも生産性低下の原因となる。
【０００６】
上述のようなオリゴマーの付着、堆積を防止する方法としては、口金、キャストドラム周辺に新鮮な空気を供給し、合わせて排気を行うことにより、空気中に含まれるオリゴマー濃度を下げることが実施されてきたが、給排気量を増やして換気量を上げすぎると、口金周辺で空気の流れを引き起こし、口金から吐出した溶融樹脂が振動する原因となって、フィルム厚み変動を大きくする原因となる。これを防止するため、換気量を減らすと、相対的に空気中のオリゴマー濃度が上昇し、前述同様、キャストドラム周辺にオリゴマーが付着、堆積することになる。
【０００７】
これらオリゴマー析出によるコンタミやフィルム破れを防止する方法に関しては、キャストドラムやロールの表面粗さを規制しクロムメッキのなかの炭素原子の含有量を制御する方法（特許文献１）や、押出機内で一旦溶融温度以上に加熱したポリマーを口金出口で降温結晶化温度近くまで冷却する方法（特許文献２）などが提案されている。しかし、これらの方法によっても、ロール表面や、口金、キャスト周辺に付着するオリゴマー量を減少させることはできても、製膜時間が長くなると結局のところ次第に付着、堆積していき、上記と同様の問題が発生することになる。
【特許文献１】特開平９−２０７１２０公報（第２頁第２行目から第６行目）
【特許文献２】特開平１０−１８０８８４公報（第２頁第２４行目から第３３行目）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。従って、本発明は、ポリエステルフィルムの製膜時に発生するオリゴマーがキャストドラムやフィルム上に落下してピニング装置での放電を引き起こしたり、オリゴマーがフィルムに混入することを防止することにより、優れた生産性と、高品質のポリエステルフィルムを製造する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討した結果、ポリエステルフィルムの製膜工程の、溶融ポリマーをキャストドラムに密着、冷却固化する工程で、特別な工夫を加えることによって、オリゴマーがキャストドラムやフィルムに混入しない、生産性の高い、高品質のポリエステルフィルムを製造する方法を見いだし、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち本発明のポリエステルフィルムの製造方法は、ポリエステル樹脂を溶融した後、口金から押出し、冷却媒体上に密着固化させてキャストフィルムを製造する方法において、口金から溶融樹脂を押し出す際に発生するオリゴマーを含む気体が、未延伸フィルムや、キャストドラム表面のフィルム通過部分の直上部に接触した際、表層部分の温度がオリゴマーの昇華温度より低いとオリゴマーが析出、堆積し、ロールやフィルム上に落下する原因となるため、これを防止すべく、搬送フィルム直上部と、その搬送フィルムが接触するロールの直上部を、製膜するポリエステルフィルムのガラス転移点＋５０℃以上に加熱して、オリゴマーの析出を防止し、オリゴマーの製膜工程やフィルム上への落下に起因する生産性や品質の低下を抑制するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、キャストでのピニング装置のオリゴマーへの放電や、オリゴマーのフィルムへのコンタミを防止し、生産性が高く、品質の良いポリエステルフィルムの製造方法を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
まず、本発明のポリエステルフィルムの製造方法を説明する。図１は、オリゴマーの堆積を防止するための加熱領域と口金、キャストドラムの位置関係を示す側面図、図２は同様に平面図である。
【００１３】
図１において、押出機により溶融されたポリエステル樹脂を口金からシート状に押出し、冷却媒体として水で２０〜３０℃に冷却されたキャストドラムを用いて冷却固化させ、引き離しロールにより引き離し、未延伸ポリエステルフィルムを得る。得られた未延伸ポリエステルフィルムは、必要に応じて一軸延伸、あるいは二軸延伸を行うことで所望のポリエステルフィルムを製造する。
【００１４】
本発明では、ポリエステルの溶融ポリマーがキャストドラムに密着、冷却固化され、延伸装置に搬送される工程を有するポリエステルフィルムの製造方法において、前記キャストドラムの鉛直上方に略直方体形状の加熱領域Ｓ１を有し、前記加熱領域の寸法が、口金リップ先端部から前記略直方体形状の上端面までの距離Ｈが０．５〜２ｍで、口金リップを通り鉛直方向に伸びる平面（平面π）から未延伸フィルムの搬送方向の前記略直方体形状の一方の端面Ａまでの距離Ｌ１、及び前記搬送方向と反対方向の前記略直方体形状の他方の端面Ｂまでの距離Ｌ２とも前記キャストドラムの半径Ｒより大きく、かつ、該加熱領域Ｓ１の一部または全部を該ポリエステルのガラス転移点温度＋５０℃以上に加熱して、オリゴマーの該当部分への付着、堆積防止することを必須とする。ここで、略直方体形状の加熱領域Ｓ１とは、境界面の一部が金属基材やプラスチック基材等の有体物で区画化されたもの他、境界面の全部が観念上のものであっても差し支えはなく、本発明では、その境界面で囲まれた略直方体形状の加熱領域Ｓ１の一部あるいは全部を、前記ポリエステル樹脂のガラス転移点＋５０℃以上に加熱されていることを必須としているのである。
【００１５】
加熱領域Ｓ１については上記の範囲であることが必要であるが、前記加熱領域Ｓ１内の領域であって、前記ポリエステルのガラス転移点温度＋５０℃以上である領域Ｓ２が、平面πから未延伸フィルムの搬送方向の領域Ｓ２の端面Ｃまでの距離が１．５Ｒ以下であり、かつ、前記搬送方向と反対方向の領域Ｓ２の端面Ｄまでの距離が１．５Ｒ以下であることがオリゴマー濃度が特に高い領域となるため好ましく、より好ましくは、それぞれＲ以下である。なお、前記ポリエステルのガラス転移点温度＋５０℃以上である領域Ｓ２が占める部分が極小ではオリゴマーの付着、堆積の防止に寄与しにくいため、０．１Ｒ以上であることがさらに好ましい。ここで、ポリエステルのガラス転移点温度＋５０℃以上である領域Ｓ２とは、積極的に加熱している領域の他、周辺から伝わってきた熱により保温された結果、ポリエステルのガラス転移点温度＋５０℃以上となっている部分も含むものとする。
【００１６】
また、距離Ｌ１ないしＬ２が２Ｒを越えると、加熱領域端部ではオリゴマー濃度が大幅に減少しているため、本発明の目的とするオリゴマーの付着、堆積の防止に寄与しない部分が増えるのみであるから、Ｌ１＋Ｌ２≦４Ｒであることが必要である。加熱領域Ｓ１の幅については、未延伸フイルム上に昇華したオリゴマーが落下することを防止するため、未延伸フイルムの幅以上、口金リップの幅以下であることが好ましい。加熱温度については上記温度であればよいが、前記ポリエステルのガラス転移点温度＋８０℃以上であれば、更に効率的である。
【００１７】
オリゴマーの付着、堆積防止をするための加熱手段としては、電気ヒーターによる方法、スチームヒーターによる方法、赤外線ヒーターによる方法などがあり、オリゴマーの付着防止をしたい表層部分が、上述した温度にできれば、どの様な方法でも良いが、バンドヒーターなどの電気ヒーターを該当部分に設置する方法が表面温度の管理上好ましい。
【００１８】
本発明で用いられる冷却媒体は、ポリエステル樹脂が冷却固化されるものであればどのようなものでもよい。一般的には、水で冷却されたキャストドラムである。また、チャンバーを用いてエアーを吹き付けて冷却しても良く、これとキャストドラムを併用しても良い。
【００１９】
本発明で用いられるポリエステル樹脂とは、酸性分とアルコール成分からなる周知のポリエステルであり、一軸、あるいは二軸延伸フィルムを形成しうるものであればどのようなものでも良い。酸性分として、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸などの芳香族カルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、などの樹脂族ジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸などを用いることができる。また、アルコール成分として、エジレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどを用いることができる。また、製膜性を損ねないものであれば、他のモノマやプレポリマを共重合しても良く、また各種ポリマーをブレンドしても良い。
【００２０】
ポリエステル樹脂の代表的な品種であるポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ乳酸樹脂については、ガラス転移点温度がそれぞれ７０℃、６０℃であり、加熱領域の一部の温度がそれぞれ１２０℃、１１０℃以上であることが必須であるが、それぞれ１５０℃、１４０℃以上であることが、よりオリゴマー付着、堆積が少なくなるため好ましい。
【００２１】
上記ポリエステルに、必要に応じて添加剤、例えば安定剤、粘度調整剤、酸化防止剤、帯電防止剤などを添加することができる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を押出機にて２９０℃で溶融し、幅１０００ｍｍのＴダイからシート状に押出し、半径１ｍのキャストドラムで冷却した。この口金リップを通り鉛直方向に伸びる平面πから、未延伸フィルム搬送方向の端面までの距離０．３ｍから１．３ｍ、未延伸搬送方向と反対方向に０．３ｍから１．３ｍ、同リップ先端部から上端面までの高さ方向距離１ｍでかつ未延伸フィルムの直上部分に相当するところに、幅１０００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの板状電気ヒーターを設置し、表面温度を１２０℃に加熱した。未延伸フィルムは、ロール延伸装置を使用して、延伸温度１２０℃、延伸倍率５倍で縦方向に延伸した。次いで、得られた縦延伸フィルムを公知の横延伸装置（ステンター）で延伸温度１１０℃、延伸倍率４．０倍で横方向に延伸し、２３０℃の熱固定処理を施した。得られたフィルムには、オリゴマー欠点は見られず、未延伸フィルム上や、キャストドラム上へのオリゴマーの落下も７日間は見られなかったが、８日目に電気ヒーター上にうっすらとオリゴマーの堆積が見られたので、製膜を停止し、オリゴマーの拭取り清掃を実施した。なお、平面πから未延伸フィルム搬送方向の端面まで０．３ｍ〜平面πから未延伸搬送方向と反対方向の端面まで０．３ｍの領域内においては、口金近傍の保温熱などにより１５０℃以上に保持されていた。
（実施例２）
実施例１と同様にし、電気ヒーターの表面温度を１５０℃にしたところ、未延伸フィルム上やキャストドラム上へのオリゴマーの落下や、電気ヒーター上へのオリゴマーの堆積が少なくとも１０日間見られなかった。なお、平面πから未延伸フィルム搬送方向の端面まで０．３ｍ〜平面πから未延伸搬送方向と反対方向の端面まで０．３ｍの領域内においては、口金近傍の保温熱などにより１５０℃以上に保持されていた。
（実施例３）
実施例１と同様にし、口金リップを通り鉛直方向に伸びる平面πから、未延伸フィルム搬送方向の端面までの距離０．１ｍから０．５ｍ、搬送方向と反対方向の端面までの距離０．１ｍから０．５ｍ、同リップ先端部から上端面までの高さ方向距離１ｍの領域に板状電気ヒーターを設置して表面温度を１５０℃に加熱したところ、未延伸フィルム上やキャストドラム上へのオリゴマーの落下や、電気ヒーター上へのオリゴマーの堆積が少なくとも１４日間見られなかった。なお、平面πから未延伸フィルム搬送方向の端面まで０．１ｍ〜平面πから未延伸搬送方向と反対方向の端面まで０．１ｍの領域内においては、口金近傍の保温熱などにより１５０℃以上に保持されていた。
（実施例４）
ポリマー温度２２０℃のポリーＬ乳酸溶融ポリマーを、実施例１と同様にしてキャストドラム上でシート状にし、同様の板状電気ヒーターで表面温度を１１０℃に加熱した。未延伸フイルムをロール延伸装置を使用して、延伸温度８０℃、延伸倍率３倍で延伸した。次いで得られた縦延伸フイルムを公知の横延伸装置（ステンター）で延伸温度８０℃、延伸倍率３．５倍で横方向に延伸し、１４０℃の熱固定処理を施した。得られたポリ乳酸フイルムには、オリゴマー欠点は見られず、未延伸フイルム上や、キャストドラム上へのオリゴマーの落下も少なくとも３日間は見られなかった。なお、平面πから未延伸フィルム搬送方向の端面まで０．３ｍ〜平面πから未延伸搬送方向と反対方向の端面まで０．３ｍの領域内においては、口金近傍の保温熱などにより１５０℃以上に保持されていた。
（比較例１）
実施例１と同様にし、電気ヒーターの表面温度を１１０℃にしたところ、約２日後には電気ヒーターの表面にオリゴマーが付着しはじめ、３日後には未延伸フィルム上に落下、フィルム破れが発生した。
（比較例２）
幅１ｍ、長さ１ｍの板状電気ヒーターを、この口金リップを通り鉛直方向に伸びる平面πから、未延伸フィルム搬送方向の端面までの距離２ｍから３ｍ、搬送方向と反対方向の端面までの距離２ｍから３ｍ、半径１ｍのキャストドラムの鉛直上方に、口金リップ先端部から上端面までの距離Ｈが１ｍでかつ未延伸フィルムの直上部分に相当するところに設置し、その他は実施例１と同様に製膜を行ったところ、１日後に、口金リップから未延伸フィルム搬送方向の端面までの距離１ｍのところの天井部分にオリゴマーが大量に析出し、未延伸フィルム上に落下、フィルム破れが発生した。
（比較例３）
比較例２と同様な電気ヒーターをキャストドラムの鉛直上方に、口金リップ先端部から上端面までの距離Ｈが２.２ｍのところに設置したところ、口金リップから未延伸フィルムの搬送方向の距離３ｍのところにオリゴマーが付着、落下し、２軸延伸後に得られたフィルムにオリゴマー欠点が発生していた。
（比較例４）
実施例４と同様にし、電気ヒーターの表面温度を１００℃にしたところ、約１日後には電気ヒーターの表面にオリゴマーが付着しはじめ、２日後には未延伸フィルム上に落下、フィルム破れが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明によれば、ポリエステルフィルムの製造方法において、口金リップ周辺に溶融樹脂から発生し、リップ周辺に付着、析出したオリゴマーが未延伸フィルム上に落下し、フィルム破れが発生することを防止し、オリゴマーの付着によるコンタミ欠点のないフィルムを長時間製膜できることができ、工業的価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】口金リップとキャストドラム周辺の加熱部分を示す側面図
【図２】同平面図
【符号の説明】
【００２５】
１  口金
２  キャストドラム
３  未延伸フィルム
４  加熱領域（Ｓ１）
５  口金リップを通り鉛直方向に伸びる平面（π）
６  加熱領域の端面（Ａ，Ｂ）
７  ポリエステルのガラス転移点温度＋５０℃以上である領域
８  ポリエステルのガラス転移点温度＋５０℃以上である領域の端面（Ｃ，Ｄ）
【図１】
2005125509.tif 000003
【図２】
2005125509.tif 000004