JP2541271B2 - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

二軸配向ポリエステルフィルム

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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に関するも
の、さらに詳しくは、低分子量体の析出量が極めて少な
いことを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムに関
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としては、ポリエチレ
ンテレフタレートフィルムの屈折率等の物理的性質を改
良することによって低分子量体の析出を少なくしたフィ
ルムが知られている(たとえば、特開昭52−69602号公
報など)。
[発明が解決しようとする課題] しかし、上記従来の二軸配向ポリエステルフィルム
は、フィルムの加工工程、たとえば磁気媒体用途におけ
る磁性層塗布・カレンダー工程などの工程速度が大幅に
増速されたことにより問題点が発生してきている。すな
わち、工程速度の増速に伴い工程温度が上昇すると、低
分子量体がフィルム表面に析出しやすくなり、これが加
工工程上、製品性能上のトラブルとなるという問題点で
ある。
本発明は、かかる課題を改善し、低分子量体のフィル
ム表面への析出が極めて少ない二軸配向ポリエステルフ
ィルム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] 本発明は、くり返し構造単位のモル体積が70cm3/mol
以上のジオール成分を1〜20モル%含有するポリエステ
ルを主成分とするフィルムであって、該フィルムの固有
粘度が0.70以上、密度が1.3600〜1.3849g/cm3、かつ長
手方向と幅方向のヤング率の和が800kg/mm2以上である
ことを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムに関す
るものである。
本発明におけるポリエステルは、エチレンテレフタレ
ート、エチレンα,β−ビス(2−クロルフェノキシ)
エタン−4,4′−ジカルボキシレート、エチレン2,6−ナ
フタレート単位から選ばれた少なくとも一種の構造単位
を主要構成成分とするが、モル体積が70cm3/mol以上、
好ましくは100cm3/mol以上のジオール成分残基を、1〜
20モル%、好ましくは1〜10モル%、さらに好ましくは
1〜5モル%含有する必要がある(なお、モル体積はFe
dorsの方法にてジオール成分残基の両側の末端がO(酸
素原子)で終わる形で計算したものである。)。上記ジ
オール成分残基のモル体積が上記の範囲より小さいと、
低分子量体のフィルム表面への析出量が多くなるので好
ましくない(以下、低分子量体のフィルム表面への析出
量が多い場合を、オリゴマ析出防止性不良と、低分子量
体のフィルム表面への析出量が少ない場合を、オリゴマ
析出防止性良好という)。
上記ジオール成分残基のモル体積の上限はとくに限定
されないが、200cm3/mol、好ましくは170cm3/mol、さら
に好ましくは150cm3/molを越えると、延伸時の破れが多
くなる傾向にあるのでそれ以下であることが望ましい。
上記モル体積を満足するジオール成分として1,4−シク
ロヘキサンジメタノール、ブチレングリコール、ネオペ
ンチルグリコール、トリエチレングリコール、メチルハ
イドロキノン、ナフタレン2,7−ジオールなどが好まし
いがこれらに限定されるものではなく、またこれらの中
から選ばれた少なくとも一種の構造単位を主要構成成分
とし、この合計量が記載の範囲であればよい。また、1,
4−シクロヘキサンジメタノールを主要構成成分とする
ジオール成分を用いた場合にオリゴマ析出防止性がより
一層良好となるので特に望ましい。ポリエステル中の上
記ジオール成分含有量が、上記の範囲より少ない場合は
オリゴマ析出防止性が不良となるので好ましくなく、逆
に多い場合は熱特性が悪化するので磁気媒体用ベースフ
ィルムや電気絶縁用フィルムとして好ましくない。な
お、本発明におけるポリエステルは本発明を阻害しない
範囲内、好ましくは10モル%以内であれば他成分が共重
合されていてもよい。また、エチレンテレフタレートを
主要構成成分とするポリエステルの場合にオリゴマ析出
防止性がより一層良好となるので特に望ましい。
また、本発明に用いるポリエステルは、無機粒子を含
有した方が低分子量体の析出はさらに少なくなるので望
ましい。粒子種は公知のものを用いることができるが、
特に炭酸カルシウム粒子、中でも合成炭酸カルシウム粒
子を用いるとオリゴマ析出防止性がより一層良好となる
ので望ましい。該粒子の添加量は通常0.1〜20重量%の
範囲内で適宜選択される。
本発明におけるフィルムの固有粘度は0.70以上、好ま
しくは0.75以上、さらに好ましくは0.80以上であること
が必要である。固有粘度が上記の範囲より小さいと、オ
リゴマ析出防止性が不良となるので好ましくない。固有
粘度の上限は特に限定されないが、1.0程度が製造上の
限界である。
本発明におけるフィルムの密度は1.3600〜1.3849g/cm
3、好ましくは1.3700〜1.3845g/cm3、さらに好ましくは
1.3750〜1.3840g/cm3であることが必要である。密度が
上記の範囲より小さいと、寸法安定性が悪化し磁気媒体
用ベースフィルムや電気絶縁用フィルムとして好ましく
ない。逆に密度が上記の範囲より大きい場合は、オリゴ
マ析出防止性が不良となるので好ましくない。
本発明におけるフィルムの長手方向と幅方向のヤング
率の和は800kg/mm2以上、好ましくは850kg/mm2以上であ
ることが必要である。ヤング率の和が上記の範囲より小
さいと、オリゴマ析出防止性が不良となるので好ましく
ない。ヤング率の和の上限は特に限定されないが、2000
kg/mm2程度が製造上の限界である。
また本発明に用いるポリエステルに、本発明の目的を
阻害しない範囲内で、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、紫
外線吸収剤、核生成剤などの無機または有機添加剤が通
常添加される程度添加されていてもよい。
また本発明フィルムをDSCで熱分析したとき溶解温度T
m〜Tm−100℃の範囲に検出される吸熱ピークの位置が20
0〜240℃であると、オリゴマ析出防止性がより一層良好
となるので望ましい。
本発明フィルムは、モル体積を規定したジオール成分
を含有し、フィルムの固有粘度、密度、ヤング率を規定
したフィルムであるが、これらのうちどれか一つでも欠
けると本発明の効果は得られず、これらすべての条件を
同時に満たして初めて飛躍的な相乗効果が実現し、低分
子量体のフィルム表面への析出が極めて少ないフィルム
を得ることができる。
次に本発明フィルムの製造方法について説明する。
まず、ポリエステルにくり返し構造単位のモル体積が
70cm3/mol以上のジオール成分を含有せしめる方法とし
ては、最初から本発明ポリエステルのジオール成分の一
部として共重合してもよいし、または、あらかじめこの
ジオール成分と本発明に用いるポリエステルのジカルボ
ン酸成分とを重合してペレットを作成し、これを本発明
に用いるポリエステルのペレットと混合してもよい。こ
のとき、フィルムの固有粘度を0.70以上にするために
は、ペレットの固有粘度を少なくとも0.75以上にしてお
く必要がある。この方法は溶解重合のみ、あるいは固相
重合を用いてもよいが、固有粘度0.5〜0.65のポリマを
固相重合して0.75以上とするのが、本発明範囲のフィル
ム固有粘度を得るのに有効である。このようにして作ら
れたペレットは、公知の方法で十分乾燥したのちただち
に溶解押出機に供給される。乾燥から押出しまでの時間
を60分以内とすることが、本発明の組成物を本発明範囲
の固有粘度とするのに有効である。溶融押出機に供給さ
れたペレットを、270〜330℃でスリット状のダイからシ
ート状に押出し、キャスティングロール上で冷却固化せ
しめて未延伸フィルムを作る。このとき、溶融押出機で
の滞留時間は短く、好ましくは30分以下、さらに好まし
くは20分以下とするのが、本発明の組成物を本発明範囲
の固有粘度とするのに有効である。また、本発明範囲の
ヤング率を得るには、95%過精度(コールターカウン
ターによる測定値)が2〜4μmのフィルターを用いて
高精度過をするのが望ましい。
次にこの未延伸フィルムを二軸延伸し、二軸配向せし
める。延伸方法としては、逐次二軸延伸法、同時二軸延
伸法、あるいはこのように二軸に延伸したフィルムを再
度どちらか一方向に延伸する方法など、公知の方法のい
ずれでもよい。延伸面積倍率(縦倍率×横倍率)は、24
倍以上とするのが、本発明の組成物を用いてヤング率を
本発明範囲とするのに有効である。熱処理は170〜240℃
の範囲で0.5〜60秒間行なわれる。熱処理温度は高い方
がオリゴマ析出防止性の良好なフィルムが得られる。ポ
リエステルの種類に合わせてこのように延伸倍率と熱処
理温度を設定してやることによって、本発明における密
度とヤング率を持ったフィルムが得られる。また、熱処
理後の冷却は除冷(1.5℃/秒以下)とするのが本発明
の組成物を用いて、本発明範囲の密度、ヤング率を得る
のに有効である。
[特性の測定方法並びに効果の評価方法] 本発明の特性値の測定方法並びに効果の評価方法は次
の通りである。
(1) 固有粘度[η](単位はdl/g) オルソクロルフェノール中、25℃で測定した溶液粘度
から下記式から計算される値を用いる。
すなわち、 ηSP/C=[η]+K[η]・C ここでηSP=(溶液粘度/溶媒粘度)−1、Cは溶媒
100mlあたりの溶解ポリマ重量(g/100m、通常1.2)、K
はハギンス定数(0.343とする)。また、溶液粘度、溶
媒粘度はオストワルド粘度計を用いて測定した。
(2) 密度 n−ヘプタン、四塩化炭素混合溶媒中、25℃で密度勾
配管で測定した値である。
(3) ヤング率 JIS−Z−1702に規定された方法にしたがって、イン
ストロンタイプの引っ張り試験機を用いて、25℃、65%
RHにて測定した。
(4) 表面オリゴマ量 160℃で3時間、オーブン中に放置し、低分子量体を
強制析出させたサンプルを、4.5×4.5cmの大きさに数枚
切りとり、エタノール系溶媒中に浸漬し、高速液体クロ
マトグラフィーで低分子量体を定量した。単位は、m2
たりのフィルム両面に析出した低分子量体の重さmgで表
した。
(5) 吸熱ピーク パーキンエルマー社製のDSC(示差走査熱量計)II型
を用いて測定した。DSCの測定条件は次の通りである。
すなわち、試料10mgをDSC装置にセットし、300℃の温度
で5分間溶融した後、液体窒素中に急冷する。この急冷
試料を40℃/分で昇温し、溶融温度Tm〜Tm−100℃の範
囲に検出される吸熱ピークを測定する。
[実施例] 本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例1 テレフタル酸ジメチルと1,4−シクロヘキサンジメタ
ノールとエチレングリコールとを第1表実施例1に示し
た組成比になるよう混合して、常法によりエステル交換
した後、溶融重合して固有粘度0.60のペレットを得た。
さらにこのペレットを230℃で8時間固相重合せしめ、
固有粘度0.87のペレットを得た。このペレットを180℃
で3時間減圧下(3Torr)で乾燥後ただちに溶融押出機
に供給し、300℃で溶融し、静電印加キャスト法を用い
て表面温度30℃のキャスティングドラムに巻きつけて冷
却固化し、未延伸フィルムを作った。このとき、押出機
での滞留時間は15分とした。また、溶融押出時に95%
過精度(コールターカウンターによる測定値)が2μm
のフィルターを用いた。この未延伸フィルムを長手方向
に5.0倍延伸し、次いでステンタを用いて延伸速度2000
%/分で幅方向に5.0倍延伸し、定長下で、210℃にて7
秒間熱処理し、厚さ15μmの二軸配向フィルムを得た。
第1表に示した通り、このフィルムの本発明のパラメー
タは本発明の範囲内であり、オリゴマ析出防止性は非常
に優れていた。
実施例2〜3,比較例1〜6 第1表に示した組成比になるように、仕込量を種々変
更して原料を混合し、エステル交換後溶融重合せしめ、
ペレットを作成した。このペレットをさらに固相重合せ
しめ、固有粘度0.65〜0.85のペレットを得た。このペレ
ットを180℃で3時間減圧下(3Torr)で乾燥後ただちに
溶融押出機に供給し、300℃で溶融し、静電印加キャス
ト法を用いて表面温度30℃のキャスティングドラムに巻
きつけて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。このと
き、押出機での滞留時間は15分とした。また、溶融押出
時に95%過精度(コールターカウンターによる測定
値)が2〜15μmのフィルターを用いた。この未延伸フ
ィルムを長手方向に3〜6倍延伸し、次いでステンタを
用いて延伸速度2000%/分で95℃で幅方向に3〜6倍延
伸し、定長下で、175〜220℃にて7秒間熱処理し、厚さ
15μmの二軸配向フィルムを得た。これらのフィルムの
本発明のパラメータ及び表面オリゴマ量は第1表に示し
たとおりであり、本発明のパラメータが本発明範囲内で
ある場合はオリゴマ析出防止性は良好であるが、パラメ
ータが本発明範囲外である場合にはオリゴマ析出防止性
が良好なフィルムは得られないことがわかる。
[発明の効果] 本発明は特定範囲のモル体積のジオール成分を特定範
囲含有させ、かつフィルムの固有粘度、密度、ヤング率
を特定範囲としたので、オリゴマ析出防止性が良好であ
るフィルムが得られたものであり、各用途でのフィルム
加工速度の増大に対応できるものである。本発明フィル
ムの用途は特に限定されないが、磁気テープ用、電気絶
縁用、コンデンサー用として用いるのが特に好ましい。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】くり返し構造単位のモル体積が70cm3/mol
    以上のジオール成分を1〜20モル%含有するポリエステ
    ルを主成分とするフィルムであって、該フィルムの固有
    粘度が0.70以上、密度が1.3600〜1.3849g/cm3、かつ長
    手方向と幅方向のヤング率の和が800kg/mm2以上である
    ことを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。
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DE69940165D1 (de) 1998-07-03 2009-02-05 Teijin Ltd Trimethylen-2,6-Naphthalendicarboxylat-Copolymerfilm, quaternäres Phosphoniumsulfonat-Copolymer und dieses enthaltende Zusammensetzungen

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