(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面層がポリジメチルシロキサン樹脂を含有する合金層からなり、該ポリジメチルシロキサン樹脂は該合金層中に形成された空隙に含有され、該空隙は溶射法による皮膜形成において形成された空隙であり、該合金層の硬度ＨＶが９００以上であることを特徴とするフィルム製造用延伸ロール。
【請求項２】
合金層の表面粗さＲｙ値が０．３μｍ〜１．０μｍであり、高さあるいは深さ、または高さと深さの和が１．０μｍ以上の表面傷が４０個／１００ｃｍ2以下である請求項１記載のフィルム製造用延伸ロール。
【請求項３】
請求項１または２に記載の延伸ロールを延伸工程に使用することを特徴とするポリエステルフィルムの製造法。
【請求項４】
ポリエステルフィルムが磁気記録媒体用である請求項３記載の製造法。
【請求項５】
磁気記録媒体がデジタル記録方式の磁気記録テープである請求項４記載の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロールの周速差を利用したフィルム延伸用ロール、特に平滑な、表面性の良好なポリエステルフィルムの製造に適したフィルム延伸用ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
１９９５年に実用化された民生用デジタルビデオテープは、厚さ６〜７μｍのベースフィルム上にＣｏの金属磁性薄膜を真空蒸着により設け、その表面にダイヤモンド状カーボン膜をコーティングしてなり、ＤＶミニカセットを使用したカメラ一体型ビデオの場合には、基本仕様（ＳＤ仕様）で１時間の録画時間をもつ。
【０００３】
このデジタルビデオカセット（ＤＶＣ）テープは、家庭用で世界で初のデジタルビデオカセットテープであり、ａ．小型ボディながら、膨大な情報が記録できる、ｂ．信号が劣化しないから、何年たっても画質・音質が劣化しない、ｃ．雑音の妨害を受けないから、高画質・高音質が楽しめる、ｄ．ダビングを繰り返しても映像が劣化しない、等のメリットを持ち、市場の評価は高い。
【０００４】
ＤＶＣテープは、磁性層が非常に薄く、ポリエステルベースフィルム表面形態がそのままテープの表面形態となるので、ＤＶＣテープ用ポリエステルベースフィルムの表面には傷がないことが、ますます要求されるようになっている。
【０００５】
通常、ポリエステルフィルムは、ロールの周速差を利用した延伸用ロールを用いて製造されるが、平滑なポリエステルフィルムの製造に適したフィルム延伸用ロールとしては、表層にシリコーン等のゴムを用いたロール、表層がクロムメッキ等の金属ロール、表面に樹脂成分、金属およびセラミックのいずれか１種、またはこれら２種以上を組合わせたものとテフロンとが分散するように被覆されたロール（特開昭６０−７８７２４号公報）等があるが、ＤＶＣテープ用のポリエステルベースフィルム等、平滑で表面に傷の少ないポリエステルベースフィルムを製造するには、表層にシリコーン等のゴムを用いたロールでは、延伸とともに経時的にゴムが削れ、ロール表面にすじ状のくぼみ等の欠陥となり、その結果、ロール上で延伸されたフィルムに傷が多量に入りがちであり、表層がクロムメッキ等の金属ロールでは、延伸時、高温になったロール表面にフィルムが粘着し、剥離むらが起こり、粘着跡の表面欠点が発生しがちであり、表面に樹脂成分、金属およびセラミックのいずれか１種またはこれら２種以上を組合わせたものとテフロンとが分散するように被覆されたロールでは、延伸時、高温になったロール表面にフィルムが粘着することに起因する粘着跡の表面欠点は発生しないが、ロール表面性が粗いため、延伸されたフィルムの表面には傷が多量に入りがちであり、ＤＶＣテープ用のポリエステルベースフィルムは製造できなかった。これらの欠陥を解消するために、ロール表面層がフッ素含有ポリマー微細粒子が含有された金属からなり、該表面層の表面粗さＲｙ値が０．３μｍ〜１．０μｍであり、高さあるいは深さ、または高さと深さの和が１．０μｍ以上の表面傷が４０個／１００ｃｍ2以下であることを特徴とするフィルム製造用延伸ロールを作成し、ＤＶＣテープ用のポリエステルベースフィルムを製造してきた（特開平１０−７６５７１号公報）。
【０００６】
特開平１０−７６５７１号公報に示す延伸ロールにより、ＤＶＣテープ用のポリエステルベースフィルム等、平滑で表面に傷の少ないポリエステルベースフィルムが製造可能となったが、該延伸ロールを製膜ラインに取りつけたり取り外す時に、取り扱いの不注意で、延伸ロール表面に治具等の物体がふれたりした時に延伸ロール表面に傷が入りがちで、それが故に製造しているポリエステルフィルムに傷が入ったり、また該延伸ロール表面が汚れた時に、ロール表面を清浄な布によりふき取り清掃する際、延伸ロール表面に傷が入りがちであり、それが故に製造しているポリエステルフィルムに傷が入りがちであると判ってきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題を解決し、製造ラインへの取り付け、取り外しの際に傷が付きにくく、平滑で傷のないポリエステルフィルムを製造するのに有用な、耐久性の良い延伸ロールを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表面層がポリジメチルシロキサン樹脂を含有する合金層からなり、該ポリジメチルシロキサン樹脂は該合金層中に形成された空隙に含有され、該空隙は溶射法による皮膜形成において形成された空隙であり、該合金層の硬度ＨＶが９００以上であることを特徴とするフィルム製造用延伸ロール、およびそれを用いたポリエステルフィルムの製造法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明におけるフィルム延伸用ロールとは、周速の異なる加熱したロール間でフィルムを延伸するためのロールであって、駆動回転可能な円筒状のロールである。
【００１０】
ロール表面は、非粘着性樹脂を含有する金属層からなる。非粘着性樹脂としては、非接着性であり、分子内にエポキシ樹脂等の官能性基を持たず、撥水性の樹脂が用いられ、具体的にはポリテトラフルオロエチレン、ぺルフルオロアルコキシ樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン、フッ素ゴム等のフッ素含有ポリマー、ポリジメチルシロキサン、ポリハイドロジエンポリシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、フルオロアルキル変性シリコーン、アミド変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン等のシリコーン樹脂、その混合体等が挙げられる。
【００１１】
延伸ロール表面金属層の硬度（ＨＶ）は、９００以上であり、好ましくは１０００〜１６００、より好ましくは１０００〜１５００が望ましい。金属に超硬合金を用いることにより、ＨＶにして９００以上の硬度が達成されやすい。
【００１２】
ＨＶが９００以上であることにより、耐摩耗性に優れ、該延伸ロールを製膜ラインに取りつけたり取り外す時に、取り扱いの不注意で、延伸ロール表面に治具等の物体がふれたりしても、延伸ロール表面に傷が入ることが防止される。また該延伸ロール表面が汚れた時に、ロール表面を清浄な布によりふき取り清掃しても、延伸ロール表面に傷が入るのが防止される。ＨＶが１６００を超えるとロール表面が硬くなりすぎ、表面粗さＲｙ値の制御が難しくなる。
【００１３】
金属層の厚さは、好ましくは１０〜９００μｍ、より好ましくは５０〜５００μｍであるのが望ましい。厚さが１０μｍより薄いと、耐摩耗性が低下し好ましくない。厚さが９００μｍを超えると金属層が割れやすくなり好ましくない。
【００１４】
金属層内に非粘着性樹脂が含有されることによって、延伸時の高温になったロール表面とフィルム間の粘着が防止される。
【００１５】
非粘着性樹脂の含有量は、好ましくは０．１〜３０重量％、より好ましくは０．３〜２０重量％が望ましい。含有量が０．１重量％未満であると、延伸時の高温になったロール表面とフィルム間に粘着が発生し好ましくない。含有量が３０重量％より大であると、非粘着性樹脂が合金層より脱落しやすくなり、好ましくない。
【００１６】
ロール表面層の表面粗さＲｙ値は、好ましくは０．３μｍ〜１．０μｍ、より好ましくは０．５μｍ〜１．０μｍであることが望ましい。
【００１７】
Ｒｙ値が０．３μｍ未満であると、延伸ロール表面が超鏡面となり、フィルムがロール表面上を滑らなくなり、フィルム延伸が困難となり好ましくない。Ｒｙ値が１．０μｍより大であると、延伸ロール表面の荒れが延伸されるフィルムに転写され、延伸フィルムがユズ肌状のうねりを持つようになり好ましくない。
【００１８】
ロール表面層には、高さあるいは深さ、または高さと深さの和が１．０μｍ以上の表面傷が４０個／１００ｃｍ2以下であること、可能であれば皆無が望ましい。
【００１９】
該表面傷が４０個／１００ｃｍ2を越えると、延伸されたフィルムに高さが０．２５μｍ程度以上の傷が多量に入りがちであり好ましくない。表面傷がゼロにちかづくほど、延伸されたフィルムに傷が入りにくくなり好ましい。
【００２０】
本フィルム用延伸ロールは、家庭用デジタルビデオ（ＤＶＣ）テープ用の平滑で傷が非常に少ない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、ポリエチレン−２，６−ナフタレートフィルムをロールの周速差を利用して、製造するための延伸ロールとして使用するのに適する。ここでいうポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレン−２，６−ナフタレートとは、その構成成分の８０％以上がエチレンテレフタレート、またはエチレンナフタレートであるものである。エチレンテレフタレート、エチレンナフタレート以外のポリエステル共重合体成分としては、例えばジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ｐ−キシリレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどのジオール成分、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸などのジカルボン酸成分、トリメリット酸、ピロメリット酸などの多官能ジカルボン酸成分、ｐ−オキシエトキシ安息香酸などが挙げられる。
【００２１】
さらに、上記のポリエステルには、他にポリエステルと非反応性のスルホン酸のアルカリ金属塩誘導体、該ポリエステルに実質的に不溶なポリアルキレングリコールなどの少なくとも一つを５重量％を越えない程度に混合してもよい。その他光学用途のポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレートフィルム等、平滑で傷が非常に少ないことが必要なフィルムの、ロールの周速差を利用して、製造するための延伸ロールとして使用するのに適する。
【００２２】
次に本発明延伸ロールの製法を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
本発明の延伸ロールは、例えば、円筒状芯の表層に、タングステンカーバイド−ニクロム（ＷＣ−ＮｉＣｒ）、タングステンカーバイド−コバルト（ＷＣ−Ｃｏ）、クロムカーバイド−コバルト（ＣｒＣ−Ｃｏ）等の合金粉末を減圧プラズマ溶射装置、エアロプラズマ溶射装置、アーク溶射装置、フレーム溶射装置等を用いた溶射法によりコートすることにより、表面硬度の高い超硬合金皮膜を形成させ、その後所定の非粘着性樹脂を溶解させた溶液に合金皮膜が形成された円筒状ロールを浸し、非粘着性樹脂を合金皮膜層に所定量、含浸させ、その後、研磨仕上げし、所定の表面性に仕上げることにより作成することができる。溶射法による皮膜形成においては合金層中に空隙が形成され、そこに前記非粘着性樹脂が含有されやすくなり好ましい。なお製法は本手法に限らない。
【００２４】
本発明延伸ロールを用いた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、ポリエチレンナフタレートフィルムの製造法とは、ロールの周速差を利用し、フィルムのガラス転移温度以上、融点以下の温度で延伸する製造法において、本発明延伸ロールを延伸工程に用いる工程を含むこと、すなわち延伸部に用いることを特徴とする製造方法である。好ましい延伸条件は、延伸温度は９０〜１４０℃で、延伸倍率は２．７〜５．５倍である。本製造方法により製造されるフィルムは、表面傷が非常に少ないので磁気記録用テープ、とりわけＤＶＣテープのようなデジタルデータを記録する磁気記録テープ用ポリエステルフィルムに使用されるのが好ましい。
【００２５】
［特性値の測定法および評価方法］
（１）硬度
硬度としてはビッカース硬度、ＨＶを用いる。
ビッカース硬さ試験機を用い、対面角１３６°の正四角錘ダイヤモンド圧子を用い、試験面にピラミッド形の窪みをつけたときの荷重を、永久窪みの対角線の長さから求めた表面積で除した商であり、ＪＩＳ−Ｚ２２２４に準じて次の式
ＨＶ＝０．１８９１×（Ｆ／ｄ2）
ＨＶ：ビッカース硬さ、Ｆ：荷重[Ｎ] 、ｄ：窪み対角線の長さの平均[mm]
で算出する。
【００２６】
延伸ロール作成の合金材料、溶射法を用いた平板試料を作成し、それを試験片とし、５箇所の測定を行い、平均値を求めることにより決定する。
【００２７】
（２）表面粗さＲｙ値
触針式表面粗さ計により、延伸ロール表面のりょう線方向の表面粗さを測定することにより求める。触針半径は２〜５μm、カットオフ値は０．８ｍｍ、評価長さは４ｍｍ程度とする。Ｒｙ値はＪＩＳ  Ｂ０６０１  に準じて求める。ロール全体よりほぼ均等に１０箇所測定し、その平均値をＲｙ値とする。
【００２８】
（３）表面傷個数
延伸ロール表面より、架橋性のシリコーンゴムを用いて１０ｃｍ角程度の延伸ロール表面のレプリカをとり、レプリカ表面をレーザー顕微鏡を用いて観測し、高さあるいは深さ、または高さと深さの和が１．０μｍ以上の表面傷個数を求める。なお延伸ロールより均等に１０箇所、表面レプリカを取り、１００ｃｍ2 の値に換算して表面傷個数とする。
【００２９】
（４）本発明の製造方法によって製造されたフィルムの表面性の評価
製造されたフィルム表面をレーザー顕微鏡を用いて観測し、高さ０．２５μｍ程度以上の傷の個数を求める。
フィルム表面傷個数に基づき、
５０個／１００ｃｍ2以上          ×
２０〜４９個／１００ｃｍ2             △
１０〜１９個／１００ｃｍ2             ○
１０個／１００ｃｍ2未満          ◎
と評価した。×レベルが実用不可のレベルである。◎は非常に良好、○は良好、△がなんとか実用にできるレベルである。
【００３０】
【実施例】
次に実施例に基づき、本発明を説明する。
【００３１】
実施例１
鉄製ロール状芯の上に、プラズマ溶射手法によりタングステンカーバイド（８０％）、ニクロム（２０％）の合金皮膜を１２０μｍの厚さで形成し、非粘着性樹脂であるポリジメチルシロキサン樹脂のトルエン溶液に含浸させ、合金層中に１．５重量分率、含有させた。表面研磨仕上げをし、延伸ロールを作成した。
【００３２】
本延伸ロールを製膜機に組込み、縦延伸用の延伸ロールとして用い、９５℃で倍率３．４倍の縦延伸、９５℃で倍率３．４倍の横延伸、２１０℃熱処理からなる２軸延伸法により、ＤＶＣテープのベースフィルム用の厚さ６μｍのＲａ値５ｎｍの平滑なポリエチレンテレフタレートフィルムの生産を５日間行った。その後、本延伸ロールを取り外し保管した。このような延伸ロールの使用を繰り返し延べ６０日間本延伸ロールを使用した。
【００３３】
延べ６０日間使用した延伸ロールならびに、延べ６０日間本延伸ロール使用後に製造されたＤＶＣテープのベースフィルム用ポリエステルフィルムの特性を表１に示す。
【００３４】
実施例２
実施例１において、縦延伸を１３０℃、４．１倍、横延伸を１３０℃、４．１倍とする以外は、同様にしてＤＶＣ−ＬＰ（ロングプレイ）テープのベースフィルム用の厚さ４μｍのＲａ値５ｎｍの平滑なポリエチレン−２，６−ナフタレートフィルムの生産を５日間行った。その後、本延伸ロールを取り外し保管した。このような延伸ロールの使用を繰り返し延べ６０日間本延伸ロールを使用した。
【００３５】
延べ６０日間使用した延伸ロールならびに、延べ６０日間本延伸ロール使用後に製造されたＤＶＣテープのベースフィルム用ポリエステルフィルムの特性を表１に示す。
【００３６】
実施例３
実施例１の延伸ロール製造において、タングステンカーバイド（８０％）、ニクロム（２０％）の合金皮膜を５５μｍの厚さで形成した。
【００３７】
その他は実施例１と同様にして、延伸ロールを作成し、ＤＶＣテープのベースフィルム用の厚さ６μｍのＲａ値５ｎｍの平滑なポリエチレンテレフタレートフィルムの生産を５日間行った。その後、本延伸ロールを取り外し保管した。このような延伸ロールの使用を繰り返し延べ６０日間本延伸ロールを使用した。
【００３８】
延べ６０日間使用した延伸ロールならびに、延べ６０日間本延伸ロール使用後に製造されたＤＶＣテープのベースフィルム用ポリエステルフィルムの特性を表１に示す。
【００３９】
実施例４
実施例１の延伸ロール製造において、タングステンカーバイド（８０％）、ニクロム（２０％）の合金皮膜を４８０μｍの厚さで形成した。
【００４０】
その他は実施例１と同様にして延伸ロールを作成し、ＤＶＣテープのベースフィルム用の厚さ６μｍのＲａ値５ｎｍの平滑なポリエチレンテレフタレートフィルムの生産を５日間行った。その後、本延伸ロールを取り外し保管した。このような延伸ロールの使用を繰り返し延べ６０日間本延伸ロールを使用した。
【００４１】
延べ６０日間使用した延伸ロールならびに、延べ６０日間本延伸ロール使用後に製造されたＤＶＣテープのベースフィルム用ポリエステルフィルムの特性を表１に示す。
【００４２】
実施例５
実施例１の延伸ロール製造において、ポリジメチルシロキサン樹脂の合金層中の含有率を０．３重量％とした。
【００４３】
その他は実施例１と同様にして延伸ロールを作成し、ＤＶＣテープのベースフィルム用の厚さ６μｍのＲａ値５ｎｍの平滑なポリエチレンテレフタレートフィルムの生産を１０日間行った。その後、本延伸ロールを取り外し保管した。このような延伸ロールの使用を繰り返し延べ６０日間本延伸ロールを使用した。
【００４４】
延べ６０日間使用した延伸ロールならびに、延べ６０日間本延伸ロール使用後に製造されたＤＶＣテープのベースフィルム用ポリエステルフィルムの特性を表１に示す。
【００４５】
実施例６
実施例１の延伸ロール製造において、ポリジメチルシロキサン樹脂の合金層中の含有率を１５重量％とした。
【００４６】
その他は実施例１と同様にして延伸ロールを作成し、ＤＶＣテープのベースフィルム用の厚さ６μｍのＲａ値５ｎｍの平滑なポリエチレンテレフタレートフィルムの生産を５日間行った。その後、本延伸ロールを取り外し保管した。このような延伸ロールの使用を繰り返し延べ６０日間本延伸ロールを使用した。
【００４７】
延べ６０日間使用した延伸ロールならびに、延べ６０日間本延伸ロール使用後に製造されたＤＶＣテープのベースフィルム用ポリエステルフィルムの特性を表１に示す。
【００４８】
実施例７
実施例１の延伸ロール製造において、金属メッキの後に表面層のバフ仕上げを行い、表面粗さを低減させた。その他は実施例１と同様にして延伸ロールを作成した。実施例１と同様の延伸法により厚さ６μｍのＲａ値５ｎｍの平滑なポリエチレンテレフタレートフィルムを作成しようとしたが、縦延伸に用いた本延伸ロールが平滑すぎ非常に延伸時のすべりが悪く、同一の生産速度ではフィルムの製造が困難であり、製膜の速度を３割落して５日間生産を行った。その後、本延伸ロールを取り外し保管した。このような延伸ロールの使用を繰り返し延べ６０日間本延伸ロールを使用した。
【００４９】
延べ６０日間使用した延伸ロールならびに、延べ６０日間本延伸ロール使用後に製造されたＤＶＣテープのベースフィルム用ポリエステルフィルムの特性を表１に示す。
【００５０】
実施例８
実施例１の延伸ロール製造において、使用した鉄製ロール状芯の表面粗さが粗く、同様な製法で製造した延伸ロール表面の表面粗さが大となった。
【００５１】
その他は実施例１と同様にして厚さ６μｍのＲａ値５ｎｍの平滑なポリエチレンテレフタレートフィルムの生産を５日間行った。その後、本延伸ロールを取り外し保管した。このような延伸ロールの使用を繰り返し延べ６０日間本延伸ロールを使用した。
【００５２】
延べ６０日間使用した延伸ロールならびに、延べ６０日間本延伸ロール使用後に製造されたＤＶＣテープのベースフィルム用ポリエステルフィルムの特性を表１に示す。
【００５３】
実施例９
実施例１の延伸ロール製造において、使用した鉄製ロール状芯に傷が多く入っており、同様な製法で製造した延伸ロール表面の傷個数が大となった。
【００５４】
その他は実施例１と同様にして厚さ６μｍのＲａ値５ｎｍの平滑なポリエチレンテレフタレートフィルムの生産を５日間行った。その後、本延伸ロールを取り外し保管した。このような延伸ロールの使用を繰り返し延べ６０日間本延伸ロールを使用した。
【００５５】
延べ６０日間使用した延伸ロールならびに、延べ６０日間本延伸ロール使用後に製造されたＤＶＣテープのベースフィルム用ポリエステルフィルムの特性を表１に示す。
【００５６】
比較例１
実施例１の延伸ロール製造において、ポリジメチルシロキサン樹脂溶液への含浸を行わなかった。
【００５７】
その他は実施例１と同様にして延伸ロールを作成した。実施例１と同様の延伸法により厚さ６μｍのＲａ値５ｎｍの平滑なポリエチレンテレフタレートフィルムを作成しようとしたが、縦延伸に用いた本延伸ロールに延伸時のフィルムが粘着し、延伸温度を下げる等施してもフィルムの製造が不可能であった。
【００５８】
得られた延伸ロールの特性を表１に示す。
【００５９】
比較例２
実施例１の延伸ロール製造において、合金金属をＮｉに変えた。
【００６０】
その他は実施例１と同様にして延伸ロールを作成し、ＤＶＣテープのベースフィルム用の厚さ６μｍのＲａ値５ｎｍの平滑なポリエチレンテレフタレートフィルムの生産を５日間行った。その後、本延伸ロールを取り外し保管した。このような延伸ロールの使用を繰り返し延べ６０日間本延伸ロールを使用した。
【００６１】
延べ６０日間使用した延伸ロールならびに、延べ６０日間本延伸ロール使用後に製造されたＤＶＣテープのベースフィルム用ポリエステルフィルムの特性を表１に示す。
【００６２】
【表１】
0004045695.tif 000002
【００６３】
【発明の効果】
表１の特性から明らかな様に、本発明の延伸ロールすなわち、非粘着性樹脂が含有された金属層を表面層に持ち、該表面層の硬度ＨＶが９００以上の延伸ロールは、耐久性が良く、長期間繰り返し使用しても、平滑な非常に傷の少ないポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレン−２，６−ナフタレートフィルムを与える。