JPH0645175B2 - ポリエステルフイルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は厚みの均一性に優れたポリエステルフイルムを
高能率で製造する方法に関するものである。

（従来の技術） ポリエチレンテレフタレートで代表される飽和線状ポリ
エステルは、すぐれた力学特性、耐熱性、耐候性、電気
絶縁性、耐薬品性等を有するため包装用途、写真用途、
電気用途、磁気テープ等の広い分野において多く使用さ
れている。通常ポリエステルフイルムは、ポリエステル
を溶融押出したのち２軸延伸して得られる。この場合、
フイルムの厚みの均一性やキヤステイングの速度を高め
るには、押出口金から溶融押出したシート状物を回転冷
却ドラム表面で急冷する際に、該シート状物とドラム表
面との密着性を高めなければならない。該シート状物と
ドラム表面との密着性を高める方法として、押出口金と
回転冷却ドラムの間にワイヤー状の電極を設けて高電圧
を印加し、未固化のシート状物上面に静電気を析出させ
て、該シートを冷却体表面に密着させながら急冷する方
法（以下静電密着キヤスト法という）が有効であること
が知られている（例えば特公昭３７−６１４２）。

フイルムの厚みの均一性はフイルム品質の中で極めて重
要な特性であり、またフイルムの生産性はキヤステイン
グ速度に直接依存するため生産性を向上させるにはキヤ
ステイング速度を高めることが極めて重要となるため、
静電密着性の向上に多大の努力がはかられている。

静電密着性は、シート状物表面の電荷量を多くすること
が有効な手段であることが知られている。また静電密着
キヤスト法においてシート状物表面の荷電量を多くする
には、ポリエステルフイルムの製膜において用いられる
ポリエステル原料を改質することが有効な手段であるこ
とが知られている。

従来、該改質法としてはポリエステルの製造工程でアル
カリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物を添加する方
法が知られている。しかしながら該方法で高度な静電密
着性を付与するためには多量の金属化合物を添加する必
要がある。これらの金属化合物を添加するポリエステル
の安定性が低下するという問題がある。リン化合物を併
用することにより安定性を向上させる方法が提案されて
いるが満足できるレベルに達しているとはいえない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は前述の実情に鑑み、出来るだけ少量の金属
化合物で高度な静電密着性を付与する方法を鋭意検討し
本発明を完成した。すなわち、本発明はポリエステルの
基質自体の構造を変更することにより金属化合物による
静電密着性付与効果を増進し、金属化合物添加量を低減
させるという従来全く知られていない新規な方法で改質
したポリエステル組成物を原料として厚みの均一性に優
れ、高品質のポリエステルフイルムを高速度で成膜し得
る方法を提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明はポリアルキレングリコールおよび／またはその
誘導体を０．１〜１０重量％およびスルホン酸のアルカ
リ金属塩誘導体をアルカリ金属とてして０．０００３〜
０．１重量％を含むポリエステル組成物をフイルム状に
溶融押出しし、ついで溶融押出ししたフイルムを回転冷
却ロールに静電気的に密着させ急冷固化させるポリエス
テルフイルムの製造方法である。

本発明の好ましい実施態様は前記本発明において、ポリ
エステルフイルムを更に少なくとも１方向に１．１倍以
上延伸するポリエステルフイルム製造方法である。

本発明のポリエステルは２塩基酸と２価アルコールから
得られるフイルム形成能を有するポリエステルまたはそ
の共重合体であればいずれでもよい。かかるポリエステ
ルとしてはポリエチレンテレフタレートおよびその共重
合体が代表的なものであるが、これらに限定されるもの
ではない。

本発明に用いられるポリアルキレングリコールとして
は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル、ポリテトラメチレングリコールおよびこれらの共重
合体が挙げられ、ポリエチレングリコールおよびその共
重合体が特に好適である。

そしてポリエチレングリコール誘導体はエーテル型（ア
ルキル基：Ｃ_８〜Ｃ_９あるいはＣ_１２〜_１８）としてア
ルキルエーテル型アルキルアリルエーテル型及びアルキ
ルチオエーテル型がありエステル型（アルキル基：Ｃ
_１２〜Ｃ_１８）としてアルキルエステル型やソルビタン
モノアルキルエステル型が好適である。

本発明に用いられるポリアルキレングリコールの分子量
は特に限定はないが、２００〜２００，０００、好まし
くは３００〜２０，０００、更に好ましくは４００〜
６，０００のものが好適である。分子量が２００未満で
は静電密着性の向上効果が小さくなり、また分子量が２
００，０００を越えるの場合はポリエステルに対する分
散性が低下しフイルムにした時に粗大な突起を与えるの
で好ましくない。末端基についても限定はなく、両末端
共に水酸基のもの、片末端のみ水酸基のもの、両末端共
に他の結合で封鎖されたもののいずれもが使用できる。
また、ポリアルキレングリコールをグリコール成分の１
つとしたポリエステルの形で添加してもかまわない。

該ポリアルキレングリコールおよび／またはその誘導体
の添加量はポリエステルに対して０．１〜１０重量％、
好ましくは０．２〜５重量である。０．１重量％未満で
は静電密着性向上効果が小さくなるので好ましくない。
逆に１０重量％を越えると静電密着性向上効果が飽和
し、かつポリエステルの耐熱性の低下が引き起されるの
で好ましくない。

本発明に用いられるスルホン酸のアルカリ金属塩誘導体
としては、例えば次に示すような構造の化合物を挙げる
ことができる。

ＲＳＯ_３Ｍｅ ここでＲは炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｍｅは
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等のアルカリ金属である。

該スルホン酸のアルカリ金属塩誘導体はスルホン酸のア
ルカリ金属塩誘導体をポリエステル製造工程へ直接添加
してもよいし、スルホン酸化合物とアルカリ金属塩化合
物とをポリエステル製造工程へ添加し、ポリエステル製
造工程の中で該スルホン酸のアルカリ金属塩誘導体を生
成させてもよい。

スルホン酸のアルカリ金属塩誘導体の具体例としてはメ
タンスルホン酸ナトリウム、メタンスルホン酸カリウ
ム、エタンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンスルホン酸
リチウム、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンス
ルホン酸カリウム、ｐ−トルエンスルホン酸リチウム、
ｐ−トルエンスルホン酸化ナトリウム、ｍ−トルエンス
ルホン酸ナトリウム、ｏ−トルエンスルホン酸ナトリウ
ム、ｐ−エチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンス
ルホン酸カリウム、オクタデシルベンゼンスルホン酸カ
リウム、２−ナフタリンスルホン酸ナトリウム、オクタ
デシルベンゼン酸ナトリウム、２−ナフタリンスルホン
酸カリウム等が挙げられる。これらの化合物の中で芳香
族のスルホン酸のナトリウム塩あるいはカリウム塩が特
に好適である。

ポリエステル製造工程の中でスルホン酸のアルカリ金属
塩誘導体を生成させる場合は上記スルホン酸のアルカリ
金属塩誘導体を形成しているスルホン酸とアルカリ金属
化合物とを重合工程へ添加すれば良い。スルホン酸とし
ては酸の形で添加してもよいし、エステルの形で添加し
てもよい。また、アルカリ金属化合物としては、アルカ
リ金属の脂肪酸塩、芳香族カルボン酸塩アルコキサイ
ド、グリコキサイド、オキサイド、水酸化物等が挙げら
れる。スルホン酸化合物としては酸の形で、アルカリ金
属化合物としては低級脂肪酸塩として用いるのが好まし
い。

該スルホン酸のアルカリ塩誘導体を使用した時のみ静電
密着性向上に対するポリアルキレングリコールの併用効
果が発現される。スルホン酸の金属塩であつてもアルカ
リ金属以外の金属塩では併用効果が発現されない。ま
た、アルカリ金属塩であつてもスルホン酸誘導体以外の
酸の塩では併用効果が発現されない。たとえば硫酸やア
ルキル硫酸の塩であつても併用効果は発現されない。ま
た従来より静電密着性向上のための添加剤系として公知
のアルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物とリン
化合物よりなる系の場合も併用効果は発現されない。本
発明方法以外の系ではポリアルキレングリコールの併用
はむしろ静電密着性を低下する方向に作用する。

該スルホン酸のアルカリ金属塩誘導体の添加量はポリエ
ステルに対してアルカリ金属として０．０００３〜０．
１重量％、好ましくは０．００１〜０．０５重量％、更
に好ましくは０．００２〜０．０２重量％が好適であ
る。０．０００３重量％未満では静電密着性の向上効果
が小さくなり、また０．１重量％を越えると静電密着性
向上効果が飽和し、かつポリエステルの耐熱性が低下す
る等の問題が発生するので好ましくない。

該ポリアルキレングリコールやスルホン酸のアルカリ金
属塩誘導体あるいはスルホン酸のアルカリ金属塩誘導体
を形成させる成分の添加は重合工程での任意の段階で適
宜選ぶことができるがスルホン酸のアルカリ金属塩誘導
体あるいはスルホン酸のアルカリ金属塩誘導体を形成さ
せる成分の添加はエステル化反応あるいはエステル交換
反応開始前よりポリエステルの固有粘度が０．２に達す
るまでに添加するのが好ましい。

本発明方法で用いられるポリエステル組成物は以上の条
件を満足すれば特に限定されず、たとえばエステル交換
法で製造されたポリエステルを用いてもよいし、直接重
合法で製造されたポリエステルを用いてもよい。ポリエ
ステル製造のためのエステル交換触媒や重縮合触媒とし
ては、従来公知の触媒の中から適宜選択して使用するこ
とができる。また、ポリエステル製造時の副反応を抑制
したりあるいはポリエステルの安定性を向上させるため
に各種の添加剤を添加することも何んら制限されない。
また、回分式で製造されたポリエステルを用いてもよい
し、連続式で製造されたポリエステルを用いてもよい。
更に無機あるいは有機微粒子からなる滑剤を含有しても
よいし、以上の要件を満せばポリエステル製造工程で析
出する粒子いわゆる内部粒子を含有していてもよい。

本発明方法においては静電印加装置の構造や静電印加条
件に対する限定はなく、任意に設定すればよい。たとえ
ば静電印加装置の構造としては電極構造、対電極の有
無、電極や対電極と押出口や冷却ロール等の位置関係、
静電印加条件としては設定電圧および電流値を任意に設
定すればよい。

本発明方法におけるフイルムは未延伸フイルム、一軸延
伸フイルム、二軸延伸フイルムのいずれでもかまわない
が、少なくとも１方向に１．１倍以上、好ましくは２．
５倍以上延伸する事が力学特性その他の物性を向上さ
せ、種々の用途に供する上で好ましい。

（実施例） 次に本発明の実施例および比較例を示す。実施例中の部
は特にことわらないかぎりすべて重量部を意味する。ま
た用いた測定法を以下に示す。

(1)固有粘度 ポリマーをフエノール（６重量部）とテトラクロルエタ
ン（４重量部）の混合溶媒に溶解し、３０℃で測定す
る。

(2)静電密着性 押出し機の口金部と冷却ドラムとの間にタングステンワ
イヤー製の電極を設け、電極とキヤステイングドラム間
に１０〜１５ＫＶの電圧を印加してキヤステイングを行
ない、得られたキヤステイング原反の表面を肉眼で観察
し、ピンナーバブルの発生が起き始めるキヤステイング
速度で評価する。キヤステイング速度が大きいポリマー
程、静電密着性が良好である。

(3)縦方向厚みむら 接触式連続厚み計でフイルム長さ１０ｍについてフイル
ム厚さを測定し、下記式で厚みむらを算出した。

実施例１ テレフタル酸５１９部、エチレングリコール（ＥＧ）４
３１部、トリエチルアミン０．１６部を攪拌機、蒸留塔
及び圧力調整器を備えたステンレス製オートクレーブに
仕込み、窒素置換後加圧してゲージ圧２．５kg／cmに保
ち、２４０℃で生成する水を蒸留塔の頂部より連続的に
除去しながらエステル化反応を行なった。反応開始後１
２０分経過してから放圧し、エステル化率が９８％の生
成物を得た。このエステル化生成物に分子量２０００の
ポリエチレングリコール３１．５部を加え、常圧、２４
０℃にて１０分間攪拌し、ｐ−トルエンスルホン酸ナト
リウム０．２５部（生成ポリエステルに対してＮａ原子
換算で５０ppm）を１０容量部のＥＧに溶解した溶液お
よび平均粒径が０．７μのカオリナイト１．２部を８容
量部のＥＧに分散した分散液を添加し、常圧、２４０℃
で更に１０分間攪拌した後、２４０℃の重縮合反応器に
移し、４５分を要して２７５℃までは昇温しつつ反応系
の圧力を徐々に下げて０．０５mmHgとし、更に同温度、
同圧力で約８５分間重縮合反応を行ない、固有粘度０．
６３０のポリマーを得た。得られたポリマーの静電密着
性は６５ｍ／分であり極めて良好であつた。

また、上記原料を用い下記条件で製膜を実施した所、２
２０ｍ／分の引取速度で製膜してもフイルム表面に欠点
がまつたくなく、かつ縦方向の厚みむらが６．５％以下
の高品質のフイルムがえられた。

製膜条件 フイルム厚み：１２μ（２軸延伸後） 押出し温度：２９０℃ 静電密着条件：０．２５mmφＳＵＳ電極、印加電圧１０
〜１５ＫＶ 縦延伸倍率：３．５倍 縦延伸温度：９０℃ 横延伸倍率：３．５倍 横延伸温度：１３０℃ 熱セツト温度：２２２℃ 比較例１ 実施例１の方法でポリエチレングリコールの添加を取り
止める以外、実施例１と同じ方法によりポリエステルを
得た。得られたポリエステルの静電密着性は１５ｍ／分
であつた。また、該ポリエステルを用い実施例１と同じ
条件で製膜したが、実施例１で得られたような高品質フ
イルムを得るには５０ｍ／分以下の引取速度でしか製膜
することができなかつた。

比較例２ 実施例１の方法でｐ−トルエンスルホン酸ナトリウムの
添加を取り止める以外、実施例１と同じ方法によりポリ
エステルを得た。得られたポリエステルの静電密着性は
１５ｍ／分であつた。また該ポリエステルを用い実施例
１と同じ条件で製膜したが、実施例１で得られたような
高品質フイルムを得るには５０ｍ／分以下の引取速度で
しか製膜することができなかつた。

比較例３〜６ 実施例１の方法でｐ−トルエンスルホン酸ナトリウムに
替えて、それぞれラウリル硫酸ナトリウム、硫酸ナトリ
ウム、酢酸ナトリウム、臭化ナトリウムを用いる（添加
量はいずれの化合物も生成ポリエステルに対してＮａ原
子換算で５０ppmとした。）以外実施例１と同じ方法に
よりポリエステルを得た。得られたポリエステルの静電
密着性は１０〜１５ｍ／分であつた。該ポリエステルを
用いて実施例１と同じ条件で製膜したが、実施例１で得
られたような高品質フイルムを得るには５０ｍ／分以下
の引取り速度でしか製膜することができなかつた。

実施例２〜８ 実施例１の方法でポリアルキレングリコールおよび／ま
たはスルホン酸のアルカリ金属塩誘導体の種類や添加量
を種々変更し製造したポリエステルの静電密着性および
該ポリエステルを用い実施例１と同じ条件で製膜した時
の最高製膜速度を表１に示した。いずれの実施例も高い
引取速度で高品質のフイルムが成膜できることがわか
る。

実施例９ 実施例１の方法でエステル化したエステル化生成物に分
子量１０００のポリエチレングリコール３１．５倍を加
え常圧、２４０℃にて５分間攪拌し、酢酸ナトリウム
０．１０７部（生成ポリエステルに対してＮａ原子換算
で５０ppm）をＥＧに溶解した溶液として添加し、常
圧、２４０℃で更に５分間攪拌した後、ｐ−トルエンス
ルホン酸１水塩０．２４８部をＥＧに溶解した溶液とし
て添加し、常圧、２４０℃で更に５分間攪拌した後平均
粒径が０．７μのカオリナイト１．２部をＥＧに分散し
た分散液として添加し、常圧、２４０℃で更に１０分間
攪拌した後、２４０℃の重縮合反応器に移し、実施例１
と同じ方法で重縮合反応を行ない、固有粘度０．６３２
のポリエステルを得た。得られたポリエステルの静電密
着性は６７ｍ／分であつた。また該ポリエステルを原料
として実施例１と同じ条件で製膜を実施した所、２３０
ｍ／分の引取速度で製膜してもフイルム表面に欠点がな
く、かつ縦方向の厚みむらが６．５％以下の高品質フイ
ルムが得られた。

比較例７ 実施例９の方法でポリエチレングリコールを添加しない
以外実施例９と同じ方法によりポリエステルを得た。得
られたポリエステルの静電密着性は１５ｍ／分であつ
た。また該ポリエステルを用い実施例９と同じように製
膜したが実施例９で得られるような高品質フイルムを得
るには５０ｍ／分以下の引取速度でしか製膜することが
できなかつた。

比較例８ 実施例９の方法で酢酸ナトリウムを添加しない以外実施
例９と同じ方法によりポリエステルを得た。得られたポ
リエステルの静電密着性は１５ｍ／分であつた。また該
ポリエステルを用い実施例９と同じように製膜したが実
施例９で得られるような高品質フイルムを得るには５０
ｍ／分以下の引取速度でしか製膜することが出来なかつ
た。

（発明の効果） 本発明方法でポリエステルフイルムを製造すると、厚み
の均一性に優れたポリエステルフイルムが高速度で製膜
することが出来るという効果がある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリアルキレングリコールおよび／または
   その誘導体を０．１〜１０重量％およびスルホン酸のア
   ルカリ金属塩誘導体をアルカリ金属として０．０００３
   〜０．１重量％を含むポリエステル組成物をフイルム状
   に溶融押出しし、ついで溶融押出ししたフイルムを回転
   冷却ロールに静電気的に密着させ、急冷固化させること
   を特徴とするポリエステルフイルムの製造方法。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項におけるポリエステ
   ルフイルムを更に少くとも１方向に１．１倍以上延伸す
   るポリエステルフイルムの製造方法。