JP2718201B2 - 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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JP2718201B2 JP21780389A JP21780389A JP2718201B2 JP 2718201 B2 JP2718201 B2 JP 2718201B2 JP 21780389 A JP21780389 A JP 21780389A JP 21780389 A JP21780389 A JP 21780389A JP 2718201 B2 JP2718201 B2 JP 2718201B2
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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、透明性を維持したまま、低分子量
体の析出量が極めて少なく、かつフィルム表面が削れに
く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)。
[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、たとえば包装用途における印
刷工程、磁気媒体用途における磁性層塗布・カレンダ−
工程などの工程速度、工程張力の増大に伴いいくつかの
問題点が出てきている。すなわち、(a)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ること(b)高張力によりロール
との摩擦でフィルム表面が削られた結果、これが加工工
程上、製品性能上のトラブルとなるという欠点が問題と
なってきている。
本発明はかかる問題点を改善し、低分子量体のフィル
ム表面への析出が極めて少なく(以下、オリゴマ析出防
止性良好という)、フィルム表面が削れにくく(以下、
耐削れ性良好という)、しかも透明性を維持したフィル
ムを提供することを課題とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は、ポリエステルAに該ポリエステルAとの凝
集エネルギー密度の差が12以上である熱可塑性樹脂を1
種以上配合してなるフィルムであって、該フィルム中に
おける熱可塑性樹脂の分散径がフィルムの面方向に10〜
10000nm、フィルムの厚さ方向に0.1〜100nmであり、か
つその比率(面方向長さ/厚さ方向長さ)が3〜1000の
範囲であって、更に該フィルムの表面粗さパラメーター
RzとRaの比、Rz/Raが13未満、該フィルムの長手方向と
幅方向のヤング率の平均値が350kg/mm2以上、該フィル
ム中における内部オリゴマ含有量が0.7重量%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Aは特に限定されないが
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
テルの場合に耐削れ性良好となるので特に望ましい。た
だし、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。
本発明における熱可塑性樹脂はポリエステルAとの凝
集エネルギー密度の差が12以上である。好ましくは35以
上、さらに好ましくは60以上である。ただし、凝集エネ
ルギー密度の差が12以上60未満の範囲では熱可塑性樹脂
が非晶性である方が本発明の効果を得る上で有効であ
る。凝集エネルギー密度の差が上記の範囲より小さい
と、オリゴマ析出防止性不良となるので好ましくない。
上限は特に定めないが90以上になると耐削れ性不良とな
るので好ましくない。
本発明における熱可塑性樹脂の種類は特に限定されな
いが、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロヘキサン
ジメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、Uポリマー、ナイロン6等があげられるが、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが特に望ま
しい。
また、本発明における熱可塑性樹脂の含有量は特に限
定されないが、0.1〜20重量%、好ましくは0.5〜15重量
%、さらに好ましくは1〜10重量%の場合に耐削れ性良
好となるので特に望ましい。
本発明における表面粗さパラメータRz/Raは13未満、
好ましくは11未満、さらに好ましくは8未満である。Rz
/Raが上記の範囲より大きくても、また1以下になって
もフィルム表面の耐削れ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中の熱可塑性樹脂の分散径は
フィルムの面方向に10〜10000nm、フィルムの厚さ方向
に0.1〜100nmであり、かつその比率(面方向長さ/厚さ
方向長さ)が3〜1000である。該比率の好ましい範囲は
5〜800、さらに好ましくは10〜600である。分散径が上
記範囲を外れると耐削れ性不良となるので好ましくな
い。また面配向分散径が上記範囲を外れると透明性不良
となるので好ましくない。また熱可塑性樹脂の面方向長
さ/厚さ方向長さが上記範囲を外れるとオリゴマ析出防
止性が不良となるので好ましくない。
本発明フィルムの長手方向と幅方向のヤング率の平均
値は350kg/mm2以上、好ましくは400kg/mm2以上、更に好
ましくは450kg/mm2以上である。長手方向と幅方向のヤ
ング率の平均値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。
本発明フィルム中における内部オリゴマ含有量は0.7
重量%以上、好ましくは0.9重量%以上、更に好ましく
は1.05重量%以上である。内部オリゴマ含有量が上記の
範囲より小さいと、オリゴマの可塑剤としての効果がな
くなり、フィルムがもろくなり、耐削れ性が不良となる
ので好ましくない。本発明は、フィルム内部に存在する
有用なオリゴマを減らすことなく、フィルム表面に析出
して悪さをするオリゴマだけを減らすことができるもの
である。
本発明フィルムは不活性無機粒子、有機粒子を併用し
ても良い。無機粒子としては、コロイダルシリカに起因
する実質的に球形のシリカ、合成炭酸カルシウム、α−
アルミナ、ルチル型の二酸化チタン、サーマルタイプの
カーボンブラックが望ましく、有機粒子としてはジビニ
ルベンゼンによって架橋されたポリスチレン粒子が望ま
しい。
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。
本発明フイルムは、DSC(示差走査熱量計)測定にお
いてガラス転移点〜融点の昇温過程において、200〜240
℃の範囲に吸熱ピークを示す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。
次に本発明フィルムの製造方法について説明する。
まず、ポリエステルに所定の熱可塑性樹脂を含有せし
める方法としては、単に混合するだけでは本発明のフィ
ルムは得られず、酸価が1〜200となるように末端等を
変成するか、相溶化剤としての第三成分を少量添加する
のが本発明範囲の熱可塑性樹脂の分散径、分散径比を得
るのに有効である。さらに以下のような混合方法の工夫
が有効である。熱可塑性樹脂の混合方法としては、ポリ
エステルの重合後に添加するのが本発明範囲のRz/Raを
得るのに有効である。重合後に添加する方法としては、
ポリエステルの重合が完了した時点で重合反応器中に添
加しても良いが、両者のペレットあるいは粉末をペレタ
イザーにて溶融混合して用いるのが本発明範囲の熱可塑
性樹脂の分散径、分散径比、Rz/Ra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融押出機に供給される。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を3〜40分、特に5〜30分
とすることが、本発明範囲のRz/Ra、内部オリゴマ含有
量を得るのに有効である。さらに、溶融押出時に95%瀘
過精度(コールターカウンターによる測定値)が1.5〜
6μm、特に2〜5μmのフイルターを用い、その前お
よび/または後のポリマ流路にスタティックミキサーを
設置することが本発明範囲の熱可塑性樹脂の分散径、分
散径比、Rz/Ra、中でもヤング率を得るのに有効であ
る。
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、逐次二軸延伸法または同時二
軸延伸法を用いることができる。ただし、最初に長手方
向、次に幅方向の延伸を行なう逐次二軸延伸法を用い、
長手方向の延伸倍率は3.5〜5.0倍で行なうのが本発明範
囲のRz/Ra比を得るのに有効である。延伸温度は90〜120
℃の範囲が本発明範囲のRz/Ra比を得るのに有効であ
る。延伸速度は5000〜50000%/分の範囲が好適であ
る。幅方向の延伸方法としてはステンタを用いる方法が
一般的である。延伸倍率は、3.0〜5.0倍の範囲が本発明
範囲のRz/Ra比を得るのに有効であるが、上述したよう
な押出時の工夫がない場合にはこの倍率範囲でフイルム
破れが頻発し、本発明のブレンドフィルムにおいて本発
明範囲のヤング率を得ることは難しく、またたとえフイ
ルムが得られても特性のバラツキが大きくなる傾向があ
るので望ましくない。幅方向の延伸速度は、1000〜2000
0%/分の範囲が好適である。次にこの延伸フィルムを
熱処理する。この場合の熱処理温度は170〜240℃、時間
は0.5〜60秒の範囲で行なわれるが、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。
熱処理時には幅方向に定長、伸長、弛緩のいずれの状態
であっても良い。
[作用] 本発明は特定範囲の凝集エネルギー密度の差を有する
熱可塑性樹脂を含有し、押出し等の工夫により、熱可塑
性樹脂の分散径、フイルムのRz/Ra比、長手方向と幅方
向のヤング率の平均値、内部オリゴマ含有量を特定範囲
としたので、フイルムのミクロな分子運動が抑制され、
また、表面突起の粘弾性挙動が改良されたため、本発明
の効果が得られたものと推定される。
[発明の効果] 本発明は特定範囲の凝集エネルギー密度の差を有する
熱可塑性樹脂を含有し、押出し等の工夫により、熱可塑
性樹脂の分散径、分散径比、フイルムのRz/Ra比、長手
方向と幅方向のヤング率の平均値、内部オリゴマ含有量
を特定範囲としたのでオリゴマ析出防止性、耐削れ性、
透明性に優れたフィルムが得られたものであり、フイル
ム加工工程の高速化に対応できるものである。本発明フ
イルムの用途は特に限定されないが、加工工程での削れ
粉や低分子量体の発生が製品性能上のトラブルになり易
い磁気記録媒体用に好適である。また、積層フィルムに
おいてフイルムの極表層(0.05〜3μm)のみを本発明
範囲のものとしても本発明の効果を発揮する。
[物性の測定方法ならびに効果の評価方法] 本発明の特性値の測定方法ならびに効果の評価方法は
次の通りである。
(1)Ra,Rz 小坂研究所製の高精度薄膜段差測定器ET−10を用いて
測定した。条件は下記の通りであり、20回の測定の平均
値をもって値とした。
・触針先端半径:0.5μm ・触針荷重 :5mg ・測 定 長 :1mm ・カットオフ値:0.08mm なお、Ra、Rzの定義は、たとえば、奈良治郎著「表面
粗さの測定・評価法」(総合技術センター、1983)に示
されているものである。
(2)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
切り取り、エタノール系溶媒中に90sec侵漬し、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当たりのフィルム表面に析出した低分子量体の重さmg
で表わした。
(3)熱可塑性樹脂の分散径 位相差顕微鏡、または透過型電子顕微鏡(日本電子製
JEM1200EX)で観察し、その平均値とした。面方向長さ
は円周方向について平均した(円相等径)。
(4)耐削れ性 フィルムを幅1/2インチにテープ状にスリットしたも
のに片刃を垂直に押しあて、さらに0.5mm押し込んだ状
態で20cm走行させる(走行張力:500g、走行速度:6.7cm/
秒)。この時片刃の先に付着したフィルム表面の削れ物
の高さを顕微鏡で読み取り、削れ量とした(単位はμ
m)。1を越え10以下であれば良好である。10を越え25
以下では不満足であるが、慎重に使えば使用できる範囲
である。25を越える範囲は不良である。
(5)ガラス転移点Tg〜融点の吸熱ピーク 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、40℃で昇温
した時にTgを検知したのちに検出される吸熱ピークの温
度を測定した。
(6)95%瀘過精度 コールターカウンターを用いて測定したカット率が95
%となる粒子サイズをもって、95%瀘過精度(単位μ
m)とした。
(7)凝集エネルギー密度 Fedorsの方法により25℃での凝集エネルギー密度を計
算した。なお、主鎖骨格原子数、水素結合エネルギー等
についての補正は省いた。
(8)透明性 日本精密光学株式会社製SEP−H型ヘイズメーターを
用い、下式によりフィルム濁度を測定することにより評
価した。測定光源はタングステン白色光を用いた。
フィルム濁度(%)=拡散透過率/全透過率×100 (9)内部オリゴマ含有量 フィルムを粉砕し、これをヘキサフルオロ−2−プロ
パノールとクロロホルム(1:1)の混合溶媒に溶解後、
ポリマー成分を沈殿させ濾別した後、濾液中のオリゴマ
を液クロにて定量し、重量%で表わした。
[実施例] 本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例1〜7、比較例1〜8 固有粘度0.70のポリエチレンテレフタレート(PET)
のペレットと種々の酸価を有する低密度ポリエチレン、
ポリプロピレン、さらにシクロヘキサンジメチレンテレ
フタレート、Uポリマー、ポリメタキシリレンアジパミ
ド、ナイロン6のペレットを最終比率の倍の比率でペレ
タイザーで溶融混合しペレット化した。このペレットを
150℃で3時間、ポリエチレンテレフタレートのペレッ
トを180℃で3時間それぞれ減圧乾燥し(3Torr)た後、
1:1に混合して最終比率となるようにした(実施例1〜
7、比較例2〜8)。このとき固有粘度0.70のポリエチ
レンテレフタレートに無機粒子として炭酸カルシウムを
含有したペレットも作成した(比較例1)。この混合ペ
レットをスタティックミキサーを設置した押出機に供給
し、供給ゾーン、溶融ゾーンの温度を変更して溶融押出
し、口金スリット間隙/未延伸フイルム厚さの比を2〜
20として、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。この時、押出機と口金の間のポリマ
流路に瀘過精度の異なるフイルターを設置した。この未
延伸フィルムを種々の延伸倍率、延伸温度にて延伸し
た。さらに、幅方向に1.06倍延伸しながら210℃にて5
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オリゴマ析出防止性、耐削れ性、透
明性は第1表に示したとおりであり、フイルム特性が本
発明範囲である場合はオリゴマ析出防止性、耐削れ性、
透明性ともに良好であるが、それ以外はオリゴマ析出防
止性、耐削れ性、透明性を全て満足するフイルムは得ら
れないことが分かる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 7:00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエステルAに該ポリエステルAとの凝
    集エネルギー密度の差が12以上である熱可塑性樹脂を1
    種以上配合してなるフィルムであって、該フィルム中に
    おける該熱可塑性樹脂の分散径がフィルムの面方向に10
    〜10000nm、フィルムの厚さ方向に0.1〜100nmであり、
    かつその比率(面方向長さ/厚さ方向長さ)が3〜1000
    の範囲であって、更に該フィルムの表面粗さパラメータ
    ーRzとRaの比、Rz/Raが13未満、該フィルムの長手方向
    と幅方向のヤング率の平均値が350kg/mm2以上、該フィ
    ルム中における内部オリゴマ含有量が0.7重量%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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