JPH03284934A - 二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法に
関するものであり、詳しくは、テンター法による二軸配
向ポリエステルフィルムの製造において、特定の態様の
弛緩処理を採用することにより、平面性が良好で且つ高
温加熱時の収縮率が小さくて高度な寸法安定性を有する
二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

二軸配向ポリエステルフィルムは、機械的性質、耐熱性
および耐薬品性に優れているため、広範囲の用途に利用
されているが、磁気記録用途などにおいては、良好な寸
法安定性が要求される。

二軸配向ポリエステルフィルムは、一般的には、テンタ
ー法により製造され、フィルムの寸法安定性は、熱固定
後の二軸配向ポリエステルフィルムに弛緩処理を行うこ
とにより付与することができる。

ここに、テンター法とは、主として、ハウジング、該ハ
ウジング内に設けられ且つ漸次幅方向に広げられた部分
を有するテンターレール及び該テンターレール上を走行
するテンタークリップからなる横延伸設備により、縦延
伸されたフィルムをテンタークリップで把持して走行さ
せて横延伸する方法である。

そして、ハウジング内は、通常、予熱ゾーン、延伸ゾー
ン、熱固定ゾーン、冷却ゾーン等に区分され、各ゾーン
は、オーブンとなっており、熱風が循環されて所定温度
に調節されている。

テンター法においては、二軸配向ポリエステルフィルム
の速度はテンターレールを走行するテンタークリップの
速度（以下、「テンター速度」という）でコントロール
されるが、フィルムの両端部がクリップから開放された
後は、後続の引取りロールの速度でコントロールされる
。

従って、テンター速度に比して引取りロールの速度を小
さくすることにより、二軸配向ポリエステルフィルムは
、長手方向（縦方向）において必要な弛緩状態に保たれ
、この状態でフィルムは熱処理を受けることになる。

ところで、テンター（オーブン）出口とその後続の引取
りロールとの間で弛緩処理を行う場合には、処理中のフ
ィルムが外気（大気）に晒され、外気温は季節変動等に
よってばらつくため、弛緩温度を目標とする温度に設定
できないことがある。

上記問題を解決した方法として、例えば、特開昭６２−
１３４２４４号公報には、テンター内でクリップを開放
して弛緩処理を行う方法が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記方法では、確かに弛緩温度は安定す
るが、テンター内の循環熱風により、被弛緩処理フィル
ムがバタついてフィルムの平面性が悪化するという問題
がある。特に、この問題は、厚さ３０μｍ以下の薄番手
フィルムにおいて顕著である。

本発明は、平面性が良好で且つ高度な寸法安定性を有す
る二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の目的は、テンター法で二軸配向されたポリエス
テルフィルムをテンターの熱固定ゾーンで熱固定した後
、テンタークリップから開放し、テンター速度より遅い
速度の引取りロールにより弛緩状態で引取る二軸配向ポ
リエステルフィルムの製造方法において、テンター出口
側に、内部空気の強制循環を行わない保温室を隣接配置
し、該保温室内にて前記テンタークリップの開放を行う
ことを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムの製造
方法により容易に達成される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において、原料のポリエステルは、結晶性芳香族
ポリエステルであり、芳香族ジカルボン酸とグリコール
とを直接重縮合させる方法の他、芳香族ジカルボン酸の
ジアルキルエステルとグリコールとをエステル交換させ
た後、重縮合させる方法あるいは芳香族ジカルボン酸の
ジグリコールエステルを重縮合させる方法等によっても
得ることができる。そして、芳香族ジカルボン酸として
は、代表的には、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタ
レン−２，６−ジカルボン酸等が挙げられ、また、グリ
コールとしては、代表的には、エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオ
ペンチルグリコール等が挙げられる。

また、原料のポリエステルは、共重合ポリエステルであ
っても、ブレンド物であってもよく、そして、ブレンド
物は、ポリオレフィン等の他のポリマーとのブレンド物
であってもよい。

本発明において、特に好ましい原料ポリエステルは、繰
り返し構造単位の８０％以上がエチレンテレフタレート
単位またはエチレン−２，６−ナフタレン単位を有する
ポリエステルである。

上記の原料ポリエステル中には、微粒子を存在させ、得
られるポリエステルフィルムに易滑性を付与することも
できる。微粒子としては、ポリエステル合成時に使用す
る金属化合物触媒による所謂析出粒子であっても、カオ
リン、クレー、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ等の
添加粒子であってもよい。

また上記の原料ポリエステル中には、必要に応じて、帯
電防止剤、潤滑剤、酸化防止剤、着色剤などを配合する
こともできる。

本発明において、テンター法で二軸配向されたポリエス
テルフィルムは、従来公知の方法に従い、実質的に非晶
質のポリエステルシート（未延伸シ−ト）を縦・横二軸
方向に延伸して厚さ５〜３０μｍとしたものである。

未延伸シートは、溶融押出機のダイから押し出された溶
融シートを冷却回転ドラムに直ちに接触させて冷却固化
する方法により得ることができる。

そして、この場合、通常、溶融温度は２７０〜３００℃
、冷却温度は４０〜７０℃の範囲とされる。

縦延伸は、周速の異なるロール群によって行うことがで
き、通常、８０〜１３０℃で２〜７倍延伸される。横延
伸は、後述するように、テンターを用いて行われる。

本発明は、斯かるテンター法による二軸配向ポリエステ
ルの製造において、特定の弛緩処理を採用した点に特徴
を有する。

第１図は、本発明方法を実施するためのテンターの一例
を示す概略平面図である。

縦延伸後のポリエステルフィルム（ａ）は、テンター（
１）に連続的に供給され、横延伸されて二軸配向フィル
ム（ｂ）となり、引取りロール（２）にて引取られる。

テンター（１）は、予熱ゾーン（３）、横延伸ゾーン（
４）、熱固定ゾーン（５）、幅方向弛緩ゾーン（６）、
冷却ゾーン（７）に区分されており、ポリエステルフィ
ルム（ａ）は、テンターレール（８）、（８’）上を走
行する図示しないテンタークリップにその両端部を把持
されて連続的に走行される。

ポリエステルフィルム（ａ）は、通常、７０〜１５０℃
の範囲にされた予熱ゾーン（３）にて予熱された後、横
延伸ゾーン（４）において、通常、７０〜２２０℃で２
〜６倍延伸され、二軸配向ポリエステルフィルム（ｂ）
となる。

次いで、二軸配向ポリエステルフィルム（ｂ）は、熱固
定ゾーン（５）において、熱固定処理と共に熱弛緩処理
が行われ、これら処理により、ポリエステルフィルム（
ｂ）には、寸法安定性が付与される。そして、この場合
、熱固定ゾーン（５）の温度は、二軸配向ポリエステル
フィルムの寸法安定性を高度なものとするために、１３
０〜２５０℃の範囲とするのが好ましい。

なお、上記の熱固定処理に先立ち、再縦延伸を行うこと
もできる。

幅方向弛緩ゾーン（６）は、フィルムの幅方向の収縮率
を調節するために、必要に応じて設けられるゾーンであ
る。このゾーンは、第１図では、熱固定ゾーン（５）の
後に設けられているが、熱固定ゾーン（５）のテンター
レールの幅を漸次狭めることにより、熱固定と同時に幅
方向の弛緩処理を行うこともできる。また、フィルムの
幅方向の収縮率の調節は、上記の弛緩処理の他、テンタ
ーレールの幅を漸次広げ、フィルムを伸長熱処理するこ
とによっても行い得る。

次いで、二軸配向ポリエステルフィルム（ｂ）は、冷却
ゾーン（７）において、熱固定温度以下の所定温度まで
冷却されるが、このゾーンの温度は、後述するフィルム
の弛緩温度を決定するために重要である。

一般に、弛緩温度は、二軸配向ポリエステルフィルムの
目的とする用途において、寸法安定性を問題とする温度
（以下、Ｔｃという）に依存するが、Ｔｃ−５０℃〜Ｔ
ｃ＋５ｏ０ｃ（但し、Ｔｃ＋５０℃く熱固定温度）の範
囲とするのがよく、通常は、１００〜１８０℃、好まし
くは１２０−１８０℃の範囲とされる。

従って、冷却ゾーン（７）の温度は、その出口における
フィルムが上記弛緩温度を達成するように決定される。

次いで、冷却ゾーン（７）を経た二軸配向ポリエステル
フィルム（ｂ）は、保温室（９）を通り、テンター速度
より遅くなされた引取りロール（２）（例えば、フィル
ム搬送用ロール、冷却用ロール、張力カット用ロール等
）にて引取られる。

保温室（９）は、テンター（１）に隣接配置されるが、
そのハウジング内に熱風が循環されるテンター（１）と
は独立しており、従って、保温室（９）においては内部
空気の強制循環がないようになされている。第１図に例
示したテンターでは、保温室（９）はテンター（１）に
対して設備的に独立して配置されているが、内部に仕切
りが設けられてハウジング内の循環熱風により影響され
ないようになされている以上は、保温室（９）とテンタ
ー（１）とは設備的に一体化してもよい。

なお、保温室（９）は、この中を走行する二軸配向ポリ
エステルフィルム（ｂ）が外気に晒されるのを防止し得
れば簡単な構造で足り、例えば、金属製のフレームに厚
手のフィルム等を貼り付けた程度の簡単なものであって
もよい。

本発明においては、上記のようにな保温室（９）内にて
テンタークリップの開放を行い、二軸配向ポリエステル
フィルム（ｂ）の弛緩処理を行う。

第１図に例示したテンターでは、クリップの開放は、テ
ンターレール（８）、　　（８’）の途中に設けられた
クリップ開放用ガイド板（１０）　。

（１０’　）によって行っているが、テンターレール（
８）、　　（８’）の先端において通常の方法で行って
もよい。

弛緩率は、これが大きいほど、寸法安定性の大きな二軸
配向ポリエステルフィルムが得られるが、余りにも大き
な弛緩率は、好ましい態様として採用される後述の幅出
しロール（クロスガイダーロール）によっても、フィル
ムの自重弛みが生じ易いので４％以下とするのがよい。

そして、本発明においては、フィルムの走行方向の両側
に、２組以上の幅出しロール（クロスガイダーロール）
（１１）、　（１１’　）及び（１２）　。

（１２’）を配置して二軸配向ポリエステルフィルム（
ｂ）の両端部を把持して走行させ、そして、幅出しロー
ル、（１１）、　（１１’　）と（１２）　。

（１２’）との間に、フィルムの幅方向に亘る冷却ガス
噴射ノズル（１３）を配置し、二軸配向ポリエステルフ
ィルム（ｂ）を強制冷却するのが好ましい。

幅出しロールは、ニップロールで構成され、フィルムの
幅方向のみに張力を付与し、縦方向の速度変動には影響
しないものであり、従って、これにより、被弛緩処理フ
ィルムの自重弛みは有効に防止され、二軸配向ポリエス
テルフィルム（ｂ）の平面性は一層良好なものとなる。

なお、幅出しロールの材質は、フィルムが滑って外れる
ことのないものであれば、いずれの材質でもよく、従っ
て、幅出しロールとしては、金属ロール、ゴムロール、
樹脂ロール、セラミックロール等を適宜使用することが
できる。

一方、冷却ガス噴射ノズル（１３）は、フィルムに対し
冷却用気体を局所的に吹きつけることができる構造、例
えば、フィルムに対向するスリットをフィルムの全幅に
亘って設けた構造となされている。冷却用気体としては
、通常、室温付近の空気が用いられ、コンプレッサー、
循環ファン等により、冷却ガス噴射ノズル（１３）より
噴出される。

そして、冷却ガス噴射ノズル（１３）により、二軸配向
ポリエステルフィルム（ｂ）は、引取りロール（２）に
至る前において急冷され、その結果、引取りロール（２
）による皺や傷を防止でき、二軸配向ポリエステルフィ
ルム（ｂ）の平面性は一層良好なものとなる。

二軸配向ポリエステルフィルム（ｂ）の冷却温度は、上
記趣旨よりして、低温はど望ましいが、幅出しロール（
１２）　、　　（１２’　）を通過後の時点の温度とし
て、通常は１００℃以下、好ましくは８０℃以下、更に
好ましくは７０℃以下の温度とされる。

なお、上記冷却ガス噴射ノズル（１３）は、フィルムの
上下に設けるのが好ましい。

本発明方法は、以上のように、テンターに隣接して保温
室を配置するという簡単な構成により、平面性が良好で
且つ高度な寸法安定性を有する二軸配向ポリエステルフ
ィルムを製造することができるが、本発明方法により得
られるフィルムは、磁気テープをはじめとする各種の用
途に有用である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定さ
れるものではない。

なお、以下の例において、各物性値の測定は、次の方法
に従って行い、各側で得られたフィルムの物性測定の結
果を表−１に示した。

（１）　　収縮率 試料フィルムを１５０℃に調節された空気中で３０分間
または１８０℃に調節された空気中で５分間放置し、そ
れぞれについて収縮率を測定する。

フィルムの測定場所は、製品となる有効幅の中央部と両
端部の３カ所とし、その平均値を収縮率とした。

（２）平面性 幅２ｍ、長さ２ｍの大きさにフィルムを切り出し、平ら
なテーブル面の上に広げ、フィルムの波打ちの状態から
評価した。品質上問題のないレベルを○、問題のあるレ
ベルをＸとした。

実施例１ 第１図に示すテンターにより二軸配向ポリエチレンテレ
フタレートフィルムの製造を行った。

先ず、公知の方法に従い、原料溶融樹脂を急冷固化して
厚さ２００μの未延伸シートを得、該未延伸シートをロ
ールの周速差を利用して８５℃で３．５倍縦延伸した。

次いで、延伸されたフィルム（ａ）を１００°Ｃの予熱
ゾーン（３）で予熱した後、１１５℃の横延伸ゾーン（
４）で３，６倍に延伸して厚み１５μｍ、幅５ｍの二軸
配向ポリエステルフィルム（ｂ）となし、２２０℃の熱
固定ゾーン（５）で熱固定した。

次いで、熱固定したフィルムを冷却ゾーン（７）で冷却
してその出口におけるフィルム温度を１５０℃とし、金
属のフレームに厚手のフィルムを貼り付けて構成した保
温室（９）内でクリップ開放用ガイド板（１０）　、　
　（１０’　）によりテンタークリップを開放し、直ち
に、幅出しロール（１１）。

（１１’）及び（１２）、　（１２’　）で把持し、１
％の弛緩率に調節された引取ロール（２）で引取って二
軸配向ポリエステルフィルム（ｂ）を得た。

そして、幅出しロール（１１）、　　（１１’）と（１
２）、　（１２’　）との間において、フィルムの上下
に設けた冷却ガス噴射ノズル（１３）から、約３０℃の
空気を噴射させてフィルム温度を１００℃以下とした。

比較例１ 実施例１において、保温室（９）及び冷却ガス噴射ノズ
ル（１３）を取り外し、冷却ゾーン（７）の中央部に設
けたクリップ開放用ガイド板（１０）。

（１０’　）によりテンタークリップの開放を行った以
外は、実施例１と同様にして二軸配向ポリエステルフィ
ルムを得た。

比較例２ 実施例１において、保温室（９）及び冷却ガス噴射ノズ
ル（１３）を取り外した以外は、実施例１と同様にして
二軸配向ポリエステルフィルムを得た。

表−１ 緩処理の採用により、平面性が良好で且つ高度な寸法安
定性を有する二軸配向ポリエステルフィルムの工業的有
利な製造方法が提供され、本発明は、ポリエステルフィ
ルムの製造分野に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を実施するためのテンターの一例
を示す概略平面図である。 図中、（１）はテンター　（２）は引取りロール、（３
）予熱ゾーン、（４）は横延伸ゾーン、（５）は熱固定
ゾーン、（６）は幅方向弛緩ゾーン、（７）は冷却ゾー
ン、（８）、（８’）はテンターレール、（９）は保温
室、（ｌ　Ｏ）、　（１０’　）はクリップ開放用ガイ
ド板、（１１）、　（１１’　）　。 （１２）、　（１２’　）は幅出しロール、（１３）は
冷却ガス噴射ノズルである。 〔発明の効果〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）テンター法で二軸配向されたポリエステルフィル
   ムをテンターの熱固定ゾーンで熱固定した後、テンター
   クリップから開放し、テンター速度より遅い速度の引取
   りロールにより弛緩状態で引取る二軸配向ポリエステル
   フィルムの製造方法において、テンター出口側に、内部
   空気の強制循環がない保温室を隣接配置し、該保温室内
   にて前記テンタークリップの開放を行うことを特徴とす
   る二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法。