JP2692273B2 - 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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吉之丞 富高
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真澄 小泉
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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、波シワ、たるみのない、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(フレキシブル配線基
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好適はポリエス
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〕
二軸延伸ポリエステルフィルムは耐熱性、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、電
気絶縁用途、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、種々の用途で使用されている。
これらの用途において、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
縦横共に低収縮化されたものが要求されている。
この要求に対し、二軸配向熱固定されたポリエステル
フィルムを、オフラインで低テンション下、熱処理を施
し、低収縮フィルムを得る手法が種々提案されている。
しかしながら、かかる手法ではオリゴマーが発生したり
平面性が悪化したりする欠点があり、ある限定された用
途にのみ適用されているにすぎない。汎用の用途に適用
してゆくためには、インラインで低収縮かつ加工しても
平面性の良好なフィルムを開発することが望まれてい
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した結
果、二軸延伸熱処理後のフィルムの物性をある特定のも
のとすることにより寸法安定性および平面性を改良でき
ることを見出し本発明に到達したものである。
すなわち本発明の要旨は、下記式〜を同時に満足
することを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムに
存する。
|S180-S120|≦54 … Q120≦0.7 … Q180≦1.3 … (上記式中、S180は180℃におけるフィルム縦方向の収
縮応力(g/mm2)、S120は120℃におけるフィルム縦方向
の収縮応力(g/mm2)、Q120は120℃,5時間処理後のフィ
ルム縦方向の収縮率(%)、Q180は180℃,30分間処理後
の収縮率(%)である) 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−ジカルボン酸のごとき
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。該ポリエステルは芳香族ジカルボン酸とグリコール
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、重縮合せしめる、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せしめる等の方法によ
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あるいはナフタレン−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が好ましい。
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、ポリカーボネート、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%含有させることが好ま
しい。また、粒子の平均粒径としては、通常0.005〜5.0
μm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析出粒子、及び例えばMgO,
ZnO,MgCO3,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,B
a,Zn,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させてもよい。
以上、述べたポリエステルを用い、本発明のフィルム
は得られるが、120℃、5時間処理後のフィルム縦方向
の収縮率Q120は0.7%以下であり、好ましくは0.5%以
下、更に好ましくは0.3%以下である。また、180℃,30
分間処理後のフィルム縦方向の収縮率Q180は1.3以下で
あり、好ましくは1.0%以下、更に好ましくは0.7%以下
である。Q120およびQ180が高いと寸法安定性が悪いため
実用に供することができない。
更に本発明のフィルムの縦方向の120℃における収縮
応力S120(g/mm2)と縦方向の180℃における収縮応力S
180(g/mm2)との差|S180−S120|が54以下であること
が必要である。
|S180−S120|が54を超える場合には、加工後の平面
性に劣るため不適当である。
|S180−S120|は好ましくは40以下、更に好ましくは
14以下である。
また、本発明において、縦方向の収縮開始温度▲TMD S
▼は110℃以上が好ましい。更に好ましくは130℃以上、
特に好ましくは150℃以上である。一方、横方向の収縮
開始温度▲TTD S▼は200〜245℃の範囲が好ましい。更に
好ましくは210〜240℃、特に好ましくは220〜235℃の範
囲である。
本発明のフィルムの面配向度ΔPは0.155〜0.165の範
囲が好ましい。ΔPが0.165を超えるものでは寸法安定
性に劣り、ΔPが0.150未満では強度が低下してしまう
ため好ましくない。
更に本発明のフィルムは、平均屈折率()が1.6050
〜1.6100の範囲であることが好ましい。が1.6050未満
では寸法安定性に劣るし、1.6100を超えるものではフィ
ルムの強度が低下してしまうため好ましくない。更に好
ましくは1.6070〜1.6090である。
また、本発明のフィルムは、縦の屈折率nMDが横の屈
折率nTDより小さいことが好ましい。同じΔPのフィル
ムを得るにしても、縦方向の屈折率が低いフィルムであ
る方が、寸法安定性に優れ好ましい。
本発明のフィルムの厚さ斑▲R5 P▼(%)は5%以下
が好ましい。更に好ましくは3%以下である。
かくして特定の物性を有するフィルムが低収縮ポリエ
ステルフィルムとして極めて好適であることを示した
が、次に本発明の製造法について具体的に述べる。但
し、本発明の要旨を越えない限り、本発明は以下の説明
によって限定されるものではない。
カオリン、シリカ、炭酸カルシウム、酸化アルミニウ
ム等の微細粒子と共に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
延伸シートを形成する。
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延伸温度以上に充分予熱
した後、縦延伸工程に供し、一段もしくは多段で通常、
88〜95℃の延伸温度で2.6〜3.3倍の倍率で縦延伸を行な
う。多段で縦延伸を行なうときは、最終冷却ロール以外
ではTg以下に冷却しないことが好ましい。また、縦延伸
後のフィルムの縦方向の屈折率は0.075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0.050以
下である。
かくして得られた縦延伸フィルムは、通常85〜110℃
の温度で3.3〜4.0倍の倍率で横延伸され、次いで通常、
230〜255℃の温度で1秒〜10分間熱固定される。該熱固
定ゾールにおいて通常190〜245℃、好ましくは200〜245
℃、更に好ましくは210〜240℃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℃未満で横方向及び/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取る。
かくして高寸法安定性の要求される用途において寸法
安定性と同時に平面性にも優れるフィルムを得ることが
できる。本発明のフィルムの厚さは通常10μm〜500μ
m、好ましくは20〜250μm、特に好ましくは50μm〜1
25μmの範囲である。
〔実施例〕
以下、実施例により更に詳細に本発明を説明するが、
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、フィルムの諸性質の測定方法は次
の通りである。
(1)収縮応力と収縮開始温度 (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、実荷重を断面積
で割り収縮応力とした。
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 上記の手法にて縦方向と横方向について測定し、それ
ぞれ縦方向と横方向の収縮応力の温度依存性を求め、収
縮応力が立ち上がる温度を収縮開始温度とした。
(2)収縮率 フィルムを長手方向及び巾方向に長さ50cm(l0)、巾
15mmに切断し、オープ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(l)を測定し下記式からそ
の収縮率を求めた。
(3)縦方向及び横方向の屈折率(nMD,nTD)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の縦方向及び横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。なお、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。
(6)厚さ斑(▲R5 P▼) 安立電気社製連続フィルム厚さ測定器(電子マイクロ
メーター使用)により、二軸延伸フィルムの縦方向に沿
って測定し、5mm長さについて次式より算出した。
(7)平面性 ポリエチレンテレフタレートに導電性回路を形成し、
メンブレンスイッチを作成して、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 (8)回路ズレ 前項(7)と同様にメンブレンスイッチを作成し回路
ズレの良好なものを○、大きいものを×とした。
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−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。すなわち反応温度は徐々
は昇温し最終的に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
換反応終了後、平均粒径1.5μmの無定形シリカ0.13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〕0.63に調整した。
(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。
該無定形シートを、ロールを用い100℃まで充分予熱
を行なった後、フィルム温度95℃で縦方向に2.3倍延伸
後、フィルムをTg以下に冷却することなく、更に縦方向
にフィルム温度93℃で1.5倍延伸し、縦延伸後の複屈折
率を0.48とした。かくして得られた縦延伸フィルムをデ
ータで95℃で3.6倍横方向に延伸し、235℃で8%巾方向
に弛緩しながら、熱固定を行なった。次の冷却ゾーンで
130℃で巾方向に3%更に弛緩し、巻き取る際、縦方向
に0.06%縦弛緩を行ない、75μmのフィルムを得た。
実施例2 実施例1において熱固定弛緩を200℃で行なう以外は
実施例1と同様に製膜評価した。
実施例3 実施例1において横方向の延伸を85℃,3.5倍、熱固定
温度を242℃とする以外は実施例1と同様に製膜評価し
た。
比較例1 実施例において縦弛緩を行なわない以外は実施例3と
同様に製膜評価した。
比較例2 比較例1において熱固定温度を231℃とする以外は比
較例1と同様に製膜評価した。
比較例3 比較例1において熱固定温度を235℃とし且つ熱固定
弛緩を行なわない以外は、比較例1と同様に製膜評価し
た。
比較例4 実施例3において、熱固定温度を235℃とし、且つ熱
固定弛緩を行なわない以外は実施例3と同様に製膜評価
した。
比較例5 実施例3において熱固定温度を200℃とする以外は実
施例3と同様に製膜評価した。
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を有する低収縮ポリ
エステルフィルムであり、各種工業用途のベースフィル
ムとして極めて有用であり、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61−160224(JP,A) 特開 昭57−72820(JP,A) 特開 昭64−4921(JP,A) 特開 平1−234228(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記式〜を同時に満足することを特徴
    とする2軸配向ポリエステルフィルム。 |S180-S120|≦54 … Q120≦0.7 … Q180≦1.3 … (上記式中、S180は180℃におけるフィルム縦方向の収
    縮応力(g/mm2)、S120は120℃におけるフィルム縦方向
    の収縮応力(g/mm2)、Q120は120℃,5時間処理後のフィ
    ルム縦方向の収縮率(%)、Q180は180℃,30分間処理後
    の収縮率(%)である)
JP15995689A 1989-06-13 1989-06-22 二軸配向ポリエステルフィルム Expired - Lifetime JP2692273B2 (ja)

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