JP2692269B2 - 低収縮ポリエステルフィルム - Google Patents

低収縮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〕 本発明は縦方向の収縮率が極めて小さく、かつ波シ
ワ、たるみ等の欠陥のない平面性に優れた低収縮ポリエ
ステルフィルムに関する。更に詳しくは、本発明はメン
ブレンスイッチやFPC(フレキシブルプリトン基板)等
の回路基板用途、ヒートコネクター用、フライバックト
ランス用等の電気絶縁材料として有用なポリエステルフ
ィルムに関する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕
ポリエステル二軸延伸フィルムは耐熱性、機械的性
質、耐薬品性等に優れているため、磁気記録媒体用途
等、種々の用途で使用されている。
これらの用途の中でも、電気電絶用途、フロッピーデ
ィスク用途、垂直磁気記録基板用途、液晶パネル基板用
途、メンブレンスイッチの回路基板用途等において、製
造工程又は使用時の熱、湿度による変形を抑えることが
できるように、フィルムの縦横共に低収縮化のものが要
求されている。
これらの要求に対して、ポリエステルフィルムの製造
工程中において縦及び/又は横方向に巾弛緩を行なった
り、縦延伸温度を高くして延伸したり、熱固定の温度、
時間を種々変更したりすることによって、つまりインラ
インの工程で改良が計られてきた。これらの方法だけで
は、特に厚いフィルムにおいては低収縮化の効果が少な
いため二軸延伸フィルム製造後、更にオフラインで低テ
ンション下で熱処理することにより低収縮化が計られて
きた。しかしながらオフラインにおいて熱処理すると、
フィルムの収縮により縦方向に洗濯板状に波シワが生じ
たり、カールが生じたりしてフィルムの平面性が極めて
悪化してしまい、実用に供することができなかった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、
ある特定の物性を有する二軸延伸熱処理後のフィルムに
オフライン熱処理を施すことにより、オフラインでの低
収縮化処理を施しても波シワ等がなく極めて平面性も良
く低収縮で各種用途に適用可能なフィルムが得られるこ
とを見出し本発明を完成するに至った。
すなわち本発明の要旨は、下記式〜を同時に満足
するポリエステルフィルムを熱処理して得られるフィル
ムであって、該フィルムの180℃、30分間処理後の縦方
向の熱収縮率が0.5%以下であることを特徴とするポリ
エステルフィルムに存する。
|S180−S120|≦54 … Ts≧100 … Q≦0.8 … (上記式中、S180はフィルムの縦方向の180℃における
収縮応力(g/mm2)、S120はフィルムの縦方向の120℃に
おける収縮応力(g/mm2)、Tsはフィルムの縦方向の収
縮開始温度(℃)、Qは120℃、5時間処理後のフィル
ムの縦方向の収縮率(%)を示す。) 以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるポリエステルとは、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸のような
芳香族ジカルボン酸又はそのエステルと、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のジオールとを重縮合
させて得ることのできる結晶性芳香族ポリエステルであ
る。かかるポリエステルは芳香族ジカルボン酸とグルコ
ールを直接重縮合させて得られる他、芳香族ジカルボン
酸ジアルキルエステルとグリコールとをエステル交換反
応させた後、重宿合させる、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等の方法によ
っても得られる。
かかるポリマーの代表的なものとしては、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、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリテトラメ
チレン−2,6−ナフタレート等であり、そしてポリエチ
レンテレフタレート、或いはポリエチレン−2,6−ナフ
タレートはテレフタル酸或いはナフタレン−2,6−ジカ
ルボン酸とエチレングリコールとが結合したポリエステ
ルのみならず、繰り返し単位の80モル%以上がエチレン
テレフタレート、或いはエチレン−2,6−ナフタレート
単位よりなり,繰り返し単位の20モル%以下が他の成分
である共重合ポリエステル、またはこれらのポリエステ
ルに他のポリマーを添加、混合した混合ポリエステルで
あってもよい。
特にジオール成分としてポリエチレングリコール、ポ
リテトラメチレングリコール等ポリアルキレングリコー
ルを共重合することも必要に応じて好ましい手段であ
る。ポリエステルに他のポリマーを添加、混合する場合
はポリエステルの性質を本質的に変化させない範囲内で
添加、混合する必要があり、ポリオレフィン、ポリアミ
ド、ポリカーネートその他のポリエステル等を15重量%
未満の割合で添加することができる。
また前記ポリエステルには、必要に応じて滑剤等とし
て作用する不活性微粒子を含有させてもよい。不活性微
粒子の添加量は、通常0.005〜2wt%の範囲である。ま
た、粒子の平均粒径は、通常0.005〜5.0μmの範囲であ
る。
この目的に合致した不活性微粒子としては、ポリエス
テル樹脂の溶融・製膜時に不溶な高融点有機化合物、架
橋化ポリマー及びポリエステル合成時に使用する金属化
合物触媒、例えばアルカリ金属化合物、アルカリ土類金
属化合物などによってポリエステル製造時にポリマー内
部に形成されるいわゆる内部折出粒子、及びMgO,ZnO,Mg
CO3,CaCO3,BaSO4,Al2O3,SiO2,TiO2,SiC,LiF、タルク,
カオリン等の粘度鉱物、セライト、雲母等や、Ca,Ba,Z
n,Mnなどのテレフタル酸塩等の不活性外部添加粒子を挙
げることができる。
また、金属せっけん、デンプン、カルボキシメチルセ
ルロース等の不活性有機化合物等も不活性微粒子化合物
の例として挙げることができる。
もちろんこれらの粒子に加え、必要に応じて染料、顔
料、帯電防止剤、導電性物質、磁性物質、酸化防止剤、
消泡剤等の化合物等の添加剤を含有することができる。
本発明のポリエステルフィルムは上記ポリエステルを
二軸延伸、熱固定して製造されるポリエステルフィルム
(以下、BOフィルムと称する)をオフラインで熱処理し
て得られるが、BOフィルムはある特定の物性を有する必
要がある。すなわち、BOフィルムは下記〜式を同時
に満足する必要がある。
|S180−S120|≦54 … Ts≧100 … Q≦0.8 … (上記式中、S180はフィルムの縦方向の180℃における
収縮応力(g/mm2)、S120はフィルムの縦方向の120℃に
おける収縮応力(g/mm2)、Tsはフィルムの縦方向の収
縮開始温度(℃)、Qは120℃、5時間処理後のフィル
ムの縦方向の収縮率(%)を示す。) および式を満足しないフィルムは、オフライン熱
処理時に平面性が悪化し好ましくない。|S180−S120
は好ましくは40以下、更に好ましくは14以下であり、Ts
は好ましくは130℃以上、更に好ましくは150℃以上であ
る。また、式を満足しないフィルムはオフライン熱処
理後に充分収縮率が低下しない。Qは好ましくは0.6%
以下、更に好ましくは0.4%以下である。
更にBOフィルムの厚さ方向の屈折率(nα)、面配向
度(ΔP)、平均屈折率()が下記〜式を満足す
ることにより、フィルムの寸法安定性および強度が向上
する。
1.492≦nα≦1.505 … 0.155≦ΔP≦0.165 … 1.605≦≦1.609 … 次にBOフィルムの製造法について具体的に説明する。
但し、本発明の要旨を越えない限りにおいて、以下の製
造法に限定されるものでない。
ポリエステル製造工程でカオリン、シリカ、炭酸カル
シウム、酸化アルミニウム等の微細粒子と必要に応じ
て、安定剤、着色剤、消泡剤、有機滑剤等を添加して常
法の手段で乾燥し、押出機を通して押出し、回転冷却体
上で冷却固化して未延伸シート形成する。その際常法の
静電印加冷却法を用いることが好ましい。かくして得ら
れたフィルムを充分予熱した後、縦延伸工程に供し、1
段もしくは多段で80〜120℃の延伸温度で2.5〜4.5倍の
倍率で縦延伸を行なう。縦延伸後の複屈折率は0.080以
下が好ましい。更に好ましくは0.060以下、特に好まし
くは0.055以下である。
かくして得られた縦延伸フィルムは、90〜140℃の温
度で3.3〜4.5倍の倍率で横延伸されて二軸配向フィルム
とされ、次いで該フィルムは225〜260℃の温度で1秒〜
10分間熱固定される。該熱固定ゾーンにおいて180〜260
℃の温度域で巾方向に熱固定弛緩を1〜15%行なう。更
に次工程のクーリングゾーンで180℃未満で横及び/又
は縦方向に0.01〜10%弛緩を行ない、二軸配向熱固定フ
ィルムを巻き取る。
得られたBOフィルムをオフラインで熱処理することに
より本発明のフィルムが得られるが、本発明のフィルム
の180℃、30分間処理後の縦方向の熱収縮率は0.5%以下
である必要がある。熱収縮率が0.5%を越えるフィルム
は寸法安定性に劣るため、実用に供することができな
い。熱収縮率は好ましくは0.4%以下、更に好ましくは
0.3%以下である。
オフライン熱処理方法について特に限定はないが、例
えばフィルムを所定の大きさに断裁し、120〜180℃で10
秒〜10分間オーブン中で熱処理する方法や、ロール状で
巻き取り張力を1〜150g/mm2とし120〜180℃で10秒〜10
分間、フィルムを搬送しながら熱処理し巻き取る方法が
採用される。熱処理温度が120℃未満ではフィルムの低
収縮化が充分達成されず、180℃を越えるとフィルムの
平面性が悪化する。また、熱処理時間が10秒未満では低
収縮化が達成されず、10分を越えると平面性の悪化に加
え、生産性も悪化し好ましくない。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、
本発明はその要旨を越えない限り以下の例に限定される
ものではない。
なお、本発明におけるフィルムの特性評価法を次に示
す。
(1)縦方向の収縮応力(g/mm2) (株)インテスコ製引張試験機インテスコモデル2001
型恒温恒湿槽付で下記条件にて測定し単位面積当たりの
値を求めた。
測定温度範囲:室温〜250℃ 昇温速度 :4℃/min サンプル寸法:長さ200mm×巾10mm (2)収縮率 測定すべきフィルムを長手方向及び巾方向に長さ50cm
(10)、巾15mmに切断し、オーブン中に所定温度で所定
時間、熱処理した後、フィルムの長さ(1)を測定し、
下記式からその収縮率を求めた。
(3)フィルム厚さ方向の屈折率nα アタゴ光学社製アッベ式屈折計を用いて、23℃にてナ
トリウムD線に対するフィルム厚さ方向の屈折率を測定
した。
(4)面配向度(ΔP) アタゴ光学社製アッベ式屈折計を用い、フィルム面内
の屈折率の最大値nγ、それに直角の方向の屈折率n
β、及びフィルムの厚さ方向の屈折率nαを測定し、次
式より面配向度を算出した。尚、屈折率の測定は、ナト
リウムD線を用い、23℃で行なった。
(5)平均屈折率 アタゴ光学社製アッベ式屈折計を用い、フィルム面内
の屈折率の最大値nγ、それに直角の方向の屈折率n
β、及びフィルムの厚さ方向の屈折率nαを測定し、次
式より平均屈折率を算出した。尚、屈折率の測定は、ナ
トリウムD線を用い、23℃で行なった。
=1/3(nα+nβ+nγ) (6)平面性 フィルムの外観を観察して判断した。
×:波シワの発生大 △:波シワはよく見ると判る程度 ○:波シワ発生なし ◎:極めて良好 実施例1 (ポリエステルチップの製造法) ジメチルテレフタレート100部、エチレングリコール7
0部及び酢酸カルシウム一水塩0.07部を反応器にとり加
熱昇温すると共にメタノールを留去させエステル交換反
応を行ない、反応開始後約4時間半を要して230℃に昇
温し、実質的にエステル交換反応を終了した。
次にリン酸0.04部及び三酸化アンチモン0.035部を添
加し、常法に従って重合した。反応温度は徐々に昇温し
最終的に280℃とし、一方、圧力は徐々に減じ最終的に
0.5mmHgとした。4時間後反応を終了し、常法に従いチ
ップ化してポリエステル(A)を得た。
一方、ポリエステル(A)の製造においてエステル交
換終了後、平均粒径1.8μmの無定形シリカ0.15部を添
加する他は、ポリエステル(A)の製造と同様にして無
定形シリカ含有ポリエステル(B)を得た。
また、ポリエステル(B)において無定形シリカの粒
径を30nm、添加量を0.10部として無定形シリカ含有ポリ
エステル(C)を得た。
各ポリエステル(A),(B),(C)は極限粘度
〔η〕が0.63となるよう調整した。
(製膜法) 上記のポリエステル(A)とポリエステル(B)とポ
リエステル(C)を55:5:40にブレンドした後、常法に
より乾燥し、285℃で溶融押出し冷却固化し無定形シー
トを得た。
得られた無定形シートをロールを用い105℃まで充分
予熱を行なった後、フィルム温度90℃で2.25倍延伸後、
フィルムをTg以下に冷却することなく続けてフィルム温
度90℃で1.55倍延伸し縦延伸後の複屈折率を0.050とし
た。かくして得られた縦延伸フィルムをテンターで125
℃で3.7倍横方向に延伸し、235℃で7%巾方向に弛緩し
ながら熱固定を行なった。このフィルムを次の冷却ゾー
ンで180℃以下の温度で縦横に0.05%ずつ弛緩を行なっ
て巻き取り、75μmのフィルムを得た。次いで得られた
二軸延伸熱固定フィルムを500mm×600mmに裁断したのち
150℃で恒温にしたオーブン中を一枚ごとベルトコンベ
アー方式で通過させ40秒間熱処理を行ない低収縮フィル
ムを得た。
実施例2 実施例1において熱固定温度を240℃とし、また冷却
ゾーンでの縦弛緩を行なわず逆に0.1%延伸する他は、
実施例1と同様にして製膜し、75μmのフィルムを得、
その後、実施例1と同様のオフライン熱処理を行なっ
た。
実施例3 実施例2において熱固定温度を233℃とする以外は実
施例2と同様に製膜して75μmのフィルムを得、その
後、実施例2と同様にオフライン熱処理を行なった。
比較例1 実施例2と同様の未延伸フィルムを用い、縦延伸を85
℃で3.5倍延伸し熱固定弛緩を行なわない以外は、実施
例2と同様に延伸して75μmのフィルムを得、オフライ
ン熱処理を行なった。
比較例2 比較例1において、熱固定後、冷却ゾーンでの縦弛緩
を0.2%行なう以外は比較例1と同様に製膜し評価し
た。
以上、得られた結果をまとめて表−1に示す。
〔発明の効果〕 本発明のフィルムは優れた平面性および低収縮特性を
有しており、回路基板用途および電気絶縁材料として好
適に用いることができ、その工業的価値は高い。
フロントページの続き (72)発明者 小泉 真澄 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 ダイアホイル株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−149415(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記式〜を同時に満足するポリエステ
    ルフィルムを熱処理して得られるフィルムであって、該
    フィルムの180℃、30分間処理後の縦方向の熱収縮率が
    0.5%以下であることを特徴とするポリエステルフィル
    ム。 |S180−S120|≦54 … Ts≧100 … Q≦0.8 … (上記式中、S180はフィルムの縦方向の180℃における
    収縮応力(g/mm2)、S120はフィルムの縦方向の120℃に
    おける収縮応力(g/mm2)、Tsはフィルムの縦方向の収
    縮開始温度(℃)、Qは120℃、5時間処理後のフィル
    ムの縦方向の収縮率(%)を示す。)
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