JP7537145B2 - ポリエステルフィルム - Google Patents
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Description
[I]有機粒子を含有するポリエステルフィルムであって、実質的に無機粒子を含有しておらず、前記ポリエステルフィルムに含有する有機粒子の体積基準粒度分布測定を行い、横軸を粒子径、縦軸を粒子の存在比率としてプロットしたとき、粒子径0.2μm以上0.4μm以下の範囲と0.8μm以上1.0μm以下の範囲にそれぞれ一つ以上の極大値を持ち、ポリエステルフィルム表面の算術平均表面粗さRaが両面とも5nm以上であるポリエステルフィルム。
[II]2層以上からなるポリエステルフィルムであって、少なくとも一つの層に有機粒子を含有しており(かかる層を層Aとする)、前記層Aには実質的に無機粒子を含有しておらず、前記層Aに含有する有機粒子の体積基準粒度分布測定を行い、横軸を粒子径、縦軸を粒子の存在比率としてプロットしたとき、粒子径0.2μm以上0.4μm以下の範囲と0.8以上1.0μm以下の範囲にそれぞれ一つ以上の極大値を持ち、前記層Aに含有する有機粒子のプロットにおいて、粒子径0.2μm以上0.4μm以下の範囲において最も高い値を有する極大のピークトップの存在比率aと、粒子径0.8μm以上1.0μm以下の範囲で最も高い値を有する極大のピークトップの存在比率bの比(a/b)が0.5以上6.0以下である[I]に記載のポリエステルフィルム。
[III]前記層Aが少なくとも片側の表層に有しており、前記層Aを有する表面の算術平均表面粗さRaが20nm以上30nm以下である、[II]に記載のポリエステルフィルム。
[IV]3層からなるポリエステルフィルムであって、両表層に有機粒子を含有しており(かかる層を層A、層A’とする)、層A、層A’にはいずれの層にも実質的に無機粒子を含有しておらず、層A、層A’に含有する有機粒子の体積基準粒度分布測定を行い、横軸を粒子径、縦軸を粒子の存在比率としてプロットしたとき、いずれも粒子径0.2μm以上0.4μmの範囲と0.8μm以上1.0μm以下の範囲にそれぞれ一つ以上の極大値を持ち、前記層A、層A’に含有する有機粒子のプロットにおいて、粒子径0.2μm以上0.4μm以下の範囲において最も高い値を有する極大のピークトップの存在比率aと、粒子径0.8μm以上1.0μm以下の範囲で最も高い値を有する極大のピークトップの存在比率bの比(a/b)が0.5以上6.0以下である[I]に記載のポリエステルフィルム。
[V]前記層Aを有する表面、前記層A’を有する表面のいずれも、算術平均表面粗さRaが20nm以上30nm以下である、[IV]に記載のポリエステルフィルム。
[VI]表面を有さない層(かかる層を層Bとする)に実質的に無機粒子を含有しておらず、層Bに含有する有機粒子の体積基準粒度分布測定を行い、横軸を粒子径、縦軸を粒子の存在比率としてプロットしたとき、粒子径0.8μm以上1.0μm以下の範囲に一つ以上の極大値を持つ、[IV]または[V]に記載のポリエステルフィルム。
[VII]フィルムヘイズが7%以上13%以下である[I]~[VI]のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
[VIII]離型用途に用いられる[I]~[VII]のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
[IX]偏光板離型用途に用いられる[I]~[VII]のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
(工程1)ポリエステル樹脂をシート状に溶融押出し、前記シート状に溶融押出したポリエステル樹脂を18~50℃のキャスティングロール上で1~15秒接触させて冷却固化せしめて厚み180~1400μmの未延伸ポリエステルフィルムを得る工程行程。
(工程2)(工程1)で得られた未延伸ポリエステルフィルムを、長手方向に延伸倍率が2.5~5倍で延伸した後、冷却をして一軸延伸ポリエステルフィルムを得る工程。
(工程3)(工程2)で得られた一軸延伸ポリエステルフィルムを、幅方向に延伸倍率が3~6倍、かつ、幅方向の延伸倍率が長手方向の延伸倍率よりも高い延伸倍率で延伸した後、冷却をして、二軸延伸ポリエステルフィルムを得る工程。
(工程4)前記二軸延伸ポリエステルフィルムを、熱処理温度が180~230℃にて熱処理して、二軸配向ポリエステルフィルムを得る工程。
ポリエステル樹脂を、必要に応じて乾燥し、押出機に供給し溶融押出する。フィルムの固有粘度を上述の範囲とするためには、押出機に供給するポリエステル樹脂の平均固有粘度は0.55~0.64dl/gであることが好ましく、より好ましくは0.55~0.62dl/gである。また押出機に供給するポリエステル樹脂の固有粘度のバラツキは0.002~0.030dl/gであることが好ましく、より好ましくは0.005~0.030である。なお、押出機に供給するポリエステル樹脂の固有粘度のバラツキは、後述する測定方法により求められるものであり、原料として押出機に供給するポリエステル樹脂から無作為に抽出する50サンプルについて固有粘度の測定を行い、得られた値の標準偏差σとして算出されるものである。原料として供給するポリエステル樹脂の固有粘度に一定のバラツキを有さしめることで、フィルムの結晶の面配向指数を高くしつつ、配向角を小さくすることが可能となる。原料として供給するポリエステル樹脂の固有粘度のバラツキが0.002dl/g未満であると、結晶の面配向指数χi値が低くなるため輝点欠点を低減できない場合がある。一方、原料として供給するポリエステル樹脂の固有粘度のバラツキが0.030dl/gを超えると、得られる二軸配向ポリエステルフィルムの特性が安定しない上、配向角が高くなり、偏光板をクロスニコル法で検査する際の光漏れが大きくなり検査の阻害となる場合がある。原料として供給するポリエステル樹脂のバラツキを上記の範囲とする方法は、特に限られるものでは無い。原料として供給するポリエステル樹脂の重合をバッチ式重合方法で得る場合は、連続式重合方法で得る場合に比べて、固有粘度のバラツキは大きくなる。
前記(工程1)で得られた未延伸フィルムを、長手方向に延伸倍率が2.5~5.0倍で延伸、冷却することによって、一軸延伸ポリエステルフィルムを得る。長手方向への延伸は、90~130℃の延伸温度で1段階的に、もしくは多段階的に分けて延伸することが好ましい。ボーイング現象およびフィルム長手方向の厚みムラを抑える観点から、延伸温度は100~120℃、延伸倍率は3~4倍がより好ましく、延伸ムラおよびキズを防止する観点から延伸は2段階以上に分けて行うことが好ましい。また、長手方向延伸により幅方向の収縮が生じるが、この延伸工程から冷却工程におけるフィルムの幅縮みは15%以下であることが好ましい。フィルムの幅縮みが15%を超えるとフィルムの蛇行や幅変動が生じる、またはフィルムの幅方向の面配向の均一性が悪化するため、5m幅にわたって結晶の面配向指数χi値を6.0以上とすることが困難になる場合がある。フィルムの幅縮みは、長手方向延伸を行う前のフィルム端部の厚みプロファイルを調整したり、延伸張力をニップロールなどで調整したりすることで制御することができる。
なお、ここで示したフィルムの幅縮みは、長手方向延伸工程直前のフィルム幅と延伸・冷却を終えた後のフィルム幅との差を長手方向延伸工程直前のフィルム幅で除することで算出される。
(工程2)における冷却工程におけるフィルム温度は25~45℃であると、次の(工程行程3)における幅方向の延伸を安定して行う上で好ましい。
前記(工程2)で得られた一軸延伸ポリエステルフィルムを、幅方向に延伸倍率が3.0~6.0倍、かつ、幅方向の延伸倍率が長手方向の延伸倍率よりも高い延伸倍率で延伸する。幅方向の延伸は、90~130℃の延伸温度で延伸することが好ましい。延伸温度が90℃よりも低く、延伸倍率が6.0倍よりも高くなると配向角は低減する傾向にあるが、フィルムが破断しやすくなる、また結晶の面配向指数χi値が低くなる。延伸温度は100~120℃、延伸倍率は4.0~5.0倍であるとより好ましい。また、配向角を低くするためには、幅方向の延伸倍率が、長手方向の延伸倍率よりも高いことが好ましい。幅方向の延伸倍率より長手方向延伸倍率を高くすると、フィルム内の分子配向が長手方向側に傾くため、配向角バラツキを抑制することが困難となる。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを製造するに際し、長手方向の延伸の後に幅方向延伸後を行う。幅方向延伸後に長手方向延伸を行うと、最初の幅方向延伸後に分子が主に幅方向に強く配向するが、その後に長手方向延伸を行うと長手方向にも配向してしまい、配向角が高くなってしまうためである。
フィルムの幅縮み速度 =(W1-W2)/W1 × 1/T1 式(1)
また、(工程3)の冷却工程においてフィルムは温度が低下した状態である程度の時間を経ることが好ましい。この理由としては、以下のように推測している。前述したように冷却工程では幅縮みをする際に配向緩和が起こっていると考えられるが、フィルムを冷却することによって配向緩和を止めるには一定の時間が必要であると推測される。そのため、冷却工程の通過時間が不十分であると配向緩和を抑制できないため、ボーイング現象を抑制する効果が少ないと推測している。本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを製造するに際して、冷却工程の通過時間は、10秒間以上が好ましく、更に好ましくは15秒間以上である。冷却工程の通過時間の上限は特に限定されないが、60秒間以下である
と生産性が良好となるため好ましい。
・(工程4)二軸延伸フィルムの熱処理
前記(工程3)で得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを、熱処理することによって、二軸配向ポリエステルフィルムを得る。熱処理温度は180~230℃が好ましく、さらに好ましくは180~215℃、とくに好ましくは185~210℃である。熱処理温度が180℃未満では熱処理が不十分となり、150℃30分間熱処理した後のフィルム長手方向の熱収縮率を2.5~7.0%、フィルム幅方向の熱収縮率を2.5~8.0%の範囲に収めることが困難となる場合がある。熱処理温度が230℃より高いと、ボーイングが発生しやすくなり配向角を上述の範囲に制御することが困難となるため好ましくない。
また、上記熱処理においては、必要に応じて弛緩処理を行ってもよい。弛緩処理は、幅方向・長手方向いずれの方向について行っても良く、幅方向・長手方向を同時に行っても、それぞれ別に行っても良い。弛緩率は、フィルムの全幅に対して好ましくは1~20%、さらに好ましくは1~15%であると、熱寸法安定性の優れたフィルムを得るのに有効である。
ミクロトームを用いて、ポリエステルフィルムの表面に対して垂直方向に切削した小片を作成し、その断面を電界放射走査型電子顕微鏡JSM-6700F(日本電子(株)製)を用いて10000倍に拡大観察して撮影した。その断面写真よりフィルム中に存在する粒子の粒度分布を画像解析ソフトImage-Pro Plus(日本ローパー(株))を用いて求めた。断面写真は異なる任意の測定視野から選び出し、断面写真中から任意に選び出した2500個以上の粒子の直径(円相当径)を測定し、横軸を粒子径、縦軸を粒子の存在比率としてプロットした体積基準粒度分布を得た。前記、体積基準粒度分布において、横軸を担う粒子の存在比率は、0nmを初点とした10nm間隔毎の階級により、計算式「存在比率=該当する粒子径を持つ検出粒子の合計体積/全検出粒子の合計体積×100」により表す。また、極大を示すピークトップの値は、例えば粒子径が110nmを超えて120nm以下の範囲に極大を持つ場合はその階級の上限値である0.12μmであるとする。上記により得られた粒子の存在比率のチャートから、極大を示すピークトップの粒子径を読み取り、粒子径0.2μm以上0.4μm以下の範囲において最も高い値を有する極大の存在比率aと、粒子径0.8μm以上1.0μm以下の範囲で最も高い値を有する極大の存在比率b、それらの比a/bを求めた。
JIS K7105(1981)に準じ、フィルム長手方向4cm×フィルム幅方向3.5cmの寸法に切り出したものをサンプルとし、ヘイズメータ(スガ試験機製HGM-2DP(C光用))を用いて測定する。フィルム幅方向に対して均等に3点測定し、その平均値を測定結果とした。
三次元微細表面形状測定器(小坂製作所製ET-350K)を用いて測定し、得られたフィルム表面の線形プロファイル曲線より、JIS・B0601-1994に準じ、算術平均粗さRaを求めた。以下に示す条件で測定を行った。
X方向測定長さ:0.5mm、X方向送り速度:0.1mm/秒。
Y方向送りピッチ:5μm、Y方向ライン数:40本。
カットオフ:0.25mm。
触針圧:0.02mN。
高さ(Z方向)拡大倍率:5万倍。
反射検査器での易検査性を評価する機器に、照明手段としてLEDライト(アトー製 HBLF-L1400)、受光手段として分解能100μmのCCDカメラ(ヒューテック製 PCTME8040)を複数配置し、反射光の照射角度と検出角度を40°になるよう設置した反射検査器を使用した。反射検査器のLEDライトの出力およびカメラの検出感度を変えずにフィルムを検査した際、カメラが検出する映像信号を最大明度の場合が255、最小明度の場合が0となるように256分割した出力値で評価し、ベース出力値が127±20の範囲に収まるかで判定した。装置の概略図を図1に示す。
○:ベース信号出力値が127±20の範囲内である(明欠点・暗欠点の両方が正常に検査できる)。
×:ベース信号出力値が127±20の範囲外である(明欠点・暗欠点のどちらかが正常に検査できない)。
透過検査器での易検査性を評価する機器に、照明手段としてLEDライト(ヒューテック FLS-L3200)、受光手段として分解能70μmのCCDカメラ(ヒューテック製 DCFMB1A80)を複数配置し、透過光が直接カメラに進入するよう設置した透過検査器を使用した。透過検査器のLEDライトの出力およびカメラの検出感度を変えずにフィルムを検査した際、カメラが検出する映像信号を最大明度の場合が1023、最小明度の場合が0となるように1024分割した出力値で評価し、ベース出力値が512±40の範囲に収まるかで判定した。装置の概略図を図2に示す。
○:ベース信号出力値が512±40の範囲内である(明欠点・暗欠点の両方が正常に検査できる)。
×:ベース信号出力値が512±40の範囲外である(明欠点・暗欠点のどちらかが正常に検査できない)。
輝点欠点とは、クロスニコル検査において検知されるフィルム中の欠陥による光漏れのことを指し、輝点欠点を評価する機器として、照明手段としてLEDライト(アトー製 HBLF-WSL1500、HBLF-WSL700)および角度調整が可能な第1の偏光板が設けられ、受光手段として分解能50μmのCCDカメラ(ヒューテック製 GMFMB3B80)と角度調整が可能な第2の偏光板を組み合わせて複数配置されているクロスニコル検査器を使用した。クロスニコル検査器のカメラの検出感度を変えずにフィルム1000mを検査し、検出サイズ100μm以上の輝点欠点個数を測定した。装置の概要を図3に示す。
前述の輝点欠点個数をクロスニコル検査での易検査性の指標としてそれぞれ評価した。(○以上を合格とした)。
○:200μm以上の輝点が0.6個/m2以下である。
△:200μm以上の輝点が0.6~1.0個/m2である。
×:200μm以上の輝点が1.0個/m2以上である。
添加粒子の脱落性は、フィルムを巻き出し側から一定速度で繰り出して、巻き取り側で巻き取る搬送装置に、拭き取り布(東レ(株)製 トレシー)をフィルムに200gの荷重であたるように設置して拭き取り評価を行った。搬送速度は40m/minで、2000m拭き取りを実施し、拭き取り後の拭き取り布表面をマイクロスコープ(500倍)で観察した。粒子の脱落性は下記の基準で評価した。
〇:微量の粒子脱落が観察された。
△:少量の粒子脱落が観察された。
×:多量の粒子脱落が観察された。
SFT-700HにてMD長手方向にて50往復させる。(幅:1/2インチ、長さ:30cm(測長:10cm)、荷重:100g)
処理後のサンプルをベルジャー真空蒸着機にてサンプル面蒸着を行い、実体顕微鏡にて観察し、最も傷が多く見える角度で傷をカウントする。
◎:50往復にてキズ発生本数が15本以下。
○:50往復にてキズ発生本数が16~20本以上。
△:50往復にてキズ発生本数が21~29本。
×:50往復にてキズ発生本数が30本以上。
JIS K6813(2002年)に基づき、以下のように求める。試料を秤量し、重さをm1とする。秤量した試料を試料ボートに乗せ、あらかじめ550℃に加熱した円筒形電気炉にて窒素雰囲気下において45分間加熱する。窒素雰囲気下で試料ボートを10分間放冷した後、デシケータに移して室温まで放冷後、重さを秤量し、m2とする。その後、試料ボートをマッフル炉に入れ、900℃にて灰化する。デシケータ内で室温まで試料ボートを冷却し、重さを秤量してm3とする。無機粒子の含有量(重量%)は以下の(a)式で算出する。この試行を5回行い、算術平均を以て含有量(重量%)とする。0.05重量%以下の場合は実質的に無機粒子を含有しないとした。
無機粒子含有量(重量%)=(m2-m3)/m1 ×100 ・・・ (a)。
テレフタル酸とエチレングリコールのスラリー(エチレングリコール/テレフタル酸のモル比が1.05~1,30)を255℃で、水を留出しながらエステル化反応を行う。エステル化反応終了後、ポリエステル組成物に対し、三酸化二アンチモンを0.0207重量%(0.693mol/t相当)、酢酸マンガンを0.014重量%(0.281mol/t相当)、リン酸を0.014重量%(1.428mol/t相当)、水酸化カリウム水溶液を0.0005重量%(0.09mol/t相当)となるように添加し、引き続いて、真空下、290℃まで加熱、昇温して重縮合反応を行い、固有粘度0.70のポリエステルペレットAを得た。
層Aを構成するポリエステルマスターペレットBおよびCの添加量を変えた以外は実施例1と同様に実施し、3層からなる二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られた結果を表1にまとめた。
ポリエステルマスターペレットBおよびCに含有するジビニルベンゼン/スチレン共重合架橋粒子の平均粒子径を変えた以外は実施例1と同様に実施し、3層からなる二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られた結果を表1にまとめた。
ポリエステルAおよびBを溶融押出する際、矩形の2層用合流ブロックで合流積層し、ポリエステル層A/ポリエステル層Bからなる2層積層とした以外は実施例1と同様に実施し、2層からなるポリエステルフィルムを得た。得られた結果を表1にまとめた。
真比重2.71g/cm3、平均粒径1.0μmの炭酸カルシウムを準備し、10重量%のエチレングリコールスラリーとした。このスラリーをジェットアジテイターで一時間分散処理を行い、5μm以上の捕集効率95%のフィルターで高精度濾過した。このスラリーをエステル化反応終了後、ポリエステル組成物に対し、三酸化二アンチモンを0.0105重量%(0.352mol/t相当)、酢酸マンガンを0.030重量%(0.602mol/t相当)、リン酸を0.008重量%(0.816mol/t相当)、リン酸二水素ナトリウムを0.010重量%(0.792mol/t相当)となるように添加し、引き続き、上記と同じように重縮合反応を行い、平均粒径1.0μmの炭酸カルシウムを1.0重量%含む、固有粘度0.62の炭酸カルシウム含有マスターポリエステルペレットDを得た。
本発明の製膜工程で発生したエッジ部分などを主体とする回収フィルムからなるポリエステル原料、実質的に粒子を含有しないポリエステルペレットA、平均粒子径1.0μmの炭酸カルシウム粒子を含有するマスターペレットDを表に記載の重量比で混合し、ポリエステルD(層Bを構成するポリエステル)を得た。
2:照明手段
3:受光手段
4:信号処理手段
5:検査対象のフィルム
6:照明手段
7:受光手段
8:信号処理手段
9:検査対象のフィルム
10:第1の偏光フィルター
11:第2の偏光フィルター
12:照明手段
13:受光手段
14:信号処理手段
Claims (7)
- 3層以上からなり、有機粒子を含有するポリエステルフィルムであって、実質的に無機粒子を含有しておらず、前記ポリエステルフィルムに含有する有機粒子の体積基準粒度分布測定を行い、横軸を粒子径、縦軸を粒子の存在比率としてプロットしたとき、粒子径0.2μm以上0.4μm以下の範囲と0.8μm以上1.0μm以下の範囲にそれぞれ一つ以上の極大値を持ち、ポリエステルフィルム表面の算術平均表面粗さRaが両面とも23nm以上28nm以下であるポリエステルフィルム。
- 3層以上からなるポリエステルフィルムであって、少なくとも一つの層に有機粒子を含有しており(かかる層を層Aとする)、前記層Aには実質的に無機粒子を含有しておらず、前記層Aに含有する有機粒子の体積基準粒度分布測定を行い、横軸を粒子径、縦軸を粒子の存在比率としてプロットしたとき、粒子径0.2μm以上0.4μm以下の範囲と0.8以上1.0μm以下の範囲にそれぞれ一つ以上の極大値を持ち、前記層Aに含有する有機粒子のプロットにおいて、粒子径0.2μm以上0.4μm以下の範囲において最も高い値を有する極大のピークトップの存在比率aと、粒子径0.8μm以上1.0μm以下の範囲で最も高い値を有する極大のピークトップの存在比率bの比(a/b)が0.5以上6.0以下である請求項1に記載のポリエステルフィルム。
- 3層からなるポリエステルフィルムであって、両表層に有機粒子を含有しており(かかる層を層A、層A’とする)、層A、層A’にはいずれの層にも実質的に無機粒子を含有しておらず、層A、層A’に含有する有機粒子の体積基準粒度分布測定を行い、横軸を粒子径、縦軸を粒子の存在比率としてプロットしたとき、いずれも粒子径0.2μm以上0.4μmの範囲と0.8μm以上1.0μm以下の範囲にそれぞれ一つ以上の極大値を持ち、前記層A、層A’に含有する有機粒子のプロットにおいて、粒子径0.2μm以上0.4μm以下の範囲において最も高い値を有する極大のピークトップの存在比率aと、粒子径0.8μm以上1.0μm以下の範囲で最も高い値を有する極大のピークトップの存在比率bの比(a/b)が0.5以上6.0以下である請求項1に記載のポリエステルフィルム。
- 表面を有さない層(かかる層を層Bとする)が実質的に無機粒子を含有しておらず、層Bに含有する有機粒子の体積基準粒度分布測定を行い、横軸を粒子径、縦軸を粒子の存在比率としてプロットしたとき、粒子径0.8μm以上1.0μm以下の範囲に一つ以上の極大値を持つ、請求項3に記載のポリエステルフィルム。
- フィルムヘイズが7%以上13%以下である請求項1~4のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
- 離型用途に用いられる請求項1~5のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
- 偏光板離型用途に用いられる請求項1~5のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
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