JPH0196225A - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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、ポリエステル
に不活性無殿粒子を含有せしめたフィルムが知られてい
る（たとえば、特開昭６１−２６１３４７号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ 最近、フィルム加工工程（たとえば、印刷工程）の工程
速度の増大にともない、その工程でフィルムと接触する
ロール（ゴムロール）でフィルムの表面が削られた粉が
そのロールに付着してロールが汚れやすくなってきてい
る。そのため、定期的にロールの清掃を行なっている。

しかし、上記従来の二軸配向ポリエステルフィルムはロ
ールに付着した汚れが取れにくく生産性を阻害するとい
う欠点が問題になってきている。

本発明はかかる問題点を改善し、どの用途にも必要なフ
ィルムの滑り性を維持しつつ、加工工程のロールに付着
した汚れが取りやすく、しかもロールを傷つけにくいフ
ィルムを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ ポリエステルと内部析出粒子、および／または、不活性
粒子からなる組成物を主たる成分とするフィルムであっ
て、該フィルムの少なくとも片面の削れ物中のポリエス
テルの重量比率が０．５〜Ｏ０９５であり、かつ、表面
平均粗さが３〜３０ｎｍであることを特徴とする二軸配
向ポリニスデルフィルムとしたものである。

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。ただし、本発明を阻害しない
範囲内、好ましくは１５モル％以内であれば他成分が共
重合されていてもよい。

本発明における不活性粒子は特に限定されないが、結晶
化促進係数が５〜２５℃、好ましくは、７〜２０’Ｃの
ものが本発明範囲の削れ物組成比率を得るのに有効であ
り、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
化チタンとくに球形のシリカが望ましい。コロイダルシ
リカの場合は製造法として、イオン交換法、アルコキシ
ド法など、公知の方法を用いることができる。不活性粒
子の平均粒径は特に限定されないが、０．０８〜１．５
μｍの範囲でおる場合に本発明範囲の削れ物組成比率を
１ｑるのに有効である。

本発明における内部析出粒子とは、ポリエステル重合時
に添加したカルシウム化合物、マグネシウム化合物、リ
チウム化合物の少なくとも一種の化合物とポリエステル
構成成分とが結合して生成する粒子である。なお、本発
明の内部析出粒子には、本発明の目的を阻害しない範囲
内で、リン元素および微量の他の金属成分、たとえば、
亜鉛、コバルト、アンチモン、ゲルマニウム、チタンな
どが含まれていてもよい。

本発明フィルムは上記組成物を主要成分とするが、本発
明の目的を阻害しない範囲内で、他種ポリマをブレンド
してもよいし、また酸化防止剤、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。

本発明フィルムは上記組成物を二軸配向せしめたフィル
ムでおる。未延伸あるいは一軸延伸フィルムでは、ロー
ルの付着物が取れにくいので好ましくない。その配向の
程度を示す厚さ方向屈折率比は特に限定されないが、０
．９３５〜０．９７５、好ましくは、０．９４０−０．
９７０の範囲である場合が特に望ましい。

本発明フィルムは、少なくとも片面の削れ物中のポリエ
ステルの重量比率が０．５〜０．９５、好ましくは、０
．６〜０．９０であ°ることか必要でおる。フィルムの
両面とも、削れ物中のポリエステルの重量比率が上記の
範囲より小さい場合は、ロールが傷つきやすいので好ま
しくない。逆に、上記範囲より大きい場合はロールの付
着物が取れにくくなるので好ましくない。また、両面と
もが０．５〜０．９５、好ましくは、０．６〜０．９０
である場合が、汚れ物の取りやすさ、ロールの傷つきに
くさの点で特に望ましい。

本発明フィルムは、少なくとも片面の表面平均粗さＲａ
が３〜３０ｎｍ、好ましくは、６〜２５ｎ１ｍであるこ
とが必要である。フィルムの両面とも、表面平均粗ざＲ
ａが上記範囲より小さいと、ロールの付着物が取れにく
くなるので好ましくない。

逆に上記範囲より大きいと、ロールが傷つきやすくなる
ので好ましくない。

本発明フィルムに不活性粒子が含有されている場合は、
その結晶化促進係数ｄ△ＴＣＣ＋（’Ｃ）と少なくとも
片面の表面平均粗ざＲａ（ｎｍ）の比、ｄ△ＴＣｇ／Ｒ
ａが０．５〜２．Ｏ，特に、０゜６〜１．７の範囲であ
る場合にロールの付着物がより一層取れやすくなるので
望ましい。

本発明フィルムは、少なくとも片面の表面突起の有効空
間体積が、２Ｘ１０３〜１×１０Ｓ、好ましくは、１Ｘ
１０４〜ｌＸ１０Ｓの範囲である場合に滑り性、ロール
の付着物の取れやすさがより一層良好となるので、特に
望ましい。

本発明フィルムは、幅方向の屈折率が１．６５５〜１．
７００、特に１．６７５〜１．７００の範囲の場合にロ
ールの付着物の取れやすさ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、所定のポリエステルに不活性粒子を含有せしめる
方法としては、重合前、重合中、重合後のいずれに添加
してもよいが、ポリエステルのジオール成分であるエチ
レングリコールに、スラリーの形で混合、分散せしめて
添加する方法が本発明の削れ物の組成比率を満足させる
のに有効である。また、粒子の含有量を調節する方法と
しては、高濃度、好ましくは粒子濃度が１〜５重徂％の
マスターペレットを製膜時に稀釈する方法が本発明の削
れ物の組成比率を得るのに有効である。また、エチレン
グリコールのスラリーを１４０〜２００°Ｃ１特に１８
０〜２００’Ｃの温度で３０分〜５時間、特に１〜３時
間熱処理する方法、あるいは、粒子量に対し０．５〜２
０重量％のリン酸アンモニウム塩を添加する方法は、本
発明の削れ物の組成比率を得るのにきわめて有効である
。また、高濃度、好ましくは１〜５重量％のマスターペ
レットの溶融粘度、共重合成分を調整して、ガラス転移
点ＴＣＩと冷結晶化温度ＴＣＣとの差（Ｔｃｃ−Ｔｇ）
を、６５〜１１０”Ｃ，特に７０〜１００’Ｃにしてお
くことが、本発明の削れ物の組成比率を得るのに有効で
おる。この場合の共重合成分としてはイソフタル酸成分
、シクロヘキサンジメヂレングリコール成分が好適であ
る。

内部析出粒子の生成方法は次の方法が有効である。すな
わち、（１）所定のジカルボン酸とエチレングリコール
との直接エステル化を経て重縮合する過程、あるいは、
（２）所定のジカルボン酸のジメチルエステルとエチレ
ングリコールとのエステル交換反応を経て重縮合を′行
なう過程において、グリコールに可溶性のカルシウム化
合物、マグネシウム化合物、マンガン化合物、リチウム
化合物の少なくとも一種と、好ましくは、リンの酸およ
び／またはエステル化合物を添加することによって生成
される。ここで使用しうるカルシウム、マグネシウム、
マンガン、リチウムの化合物としては、ハロゲン化物、
硝酸塩、硫酸塩などの無機酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、
安息香酸塩などの有機酸塩、水素化物および酸化物など
のグリコール可溶性の化合物がもつとも好ましく使用さ
れるが、二種以上併用してもよい。また、リン化合物と
してはリン酸塩、亜リン酸、ホスホン酸およびこれらの
エステル類、部分エステル類の一種以上が用いられる。

かくして、不活性粒子および／または内部析出粒子を含
有するベレットを十分乾燥したのち、公知の溶融押出機
に供給し、２７０〜３３０’Ｃ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。この場合、未延伸フィ
ルムに押出し成形する時の、口金スリット間隙／未延伸
フィルム厚さの比を５〜３０、好ましくは８〜２０の範
囲にすることが、本発明範囲の削れ物の組成比率を得る
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
手方向の延伸を、（ポリマのガラス転移点−１０’Ｃ）
〜（ポリマのガラス転移点＋１０℃）の狭い範囲で行な
う方法は本発明範囲の削れ物の組成比率を得るのに望ま
しい。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、長手、幅方向ともに３．
０〜５．０倍の範囲が適当である。

幅方向の延伸速度は、１０００〜２００００％／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１７０〜２２０’Ｃ１時間は０
．５〜６０秒の範囲が適当である。さらに、熱処理時に
幅方向に１．０５〜１゜３倍、特に１．０５〜１．２倍
の延伸を行なうのが、本発明範囲の削れ物の組成比率を
得るのに有効である。

［作用］ 本発明はフィルムの削れ物の組成比率、表面平均粗さを
特定範囲としたので、ロールに対する付着性を小さくす
ることができた結果、ロールの付着物が取れやすぐなっ
たものと推定される。

［物性の測定方法ならびに効果の評価方法］本発明の特
性値の測定方法並びに効果の評価方法は次の通りでおる
。

（１）表面平均粗ざＲａ 触針式表面粗さ計（小板研究所ＩＥＴ−１０゜触針径０
．５μｍ＞を用い、Ｊ　ｌＳ−８−０６０１にしたがっ
て測定した。ただし、カットオフはｏ、ｏａｍｍ、測定
長はｉｍｍとした。

（２）粒子の平均粒径 フィルムからポリエステルをプラズマ灰化処理法おるい
は叶クロルフェノール溶解法で除去し、これをエタノー
ルに分散させ、遠心沈降法（堀揚製作所、ＣＡＰＡ５０
０使用）で測定した体積平均径である。

（３）粒子の含有量 ポリエステル１００ＱにＯ−クロルフェノール１゜０リ
ツトルを加え１２０℃で３時間加熱した後、日立工機■
製超遠心［５５Ｐ−７２を用い、３０゜ｏ　ｏ　ｏ　ｒ
ｐｍで４０分間遠心分離を行ない、得られた粒子を１０
０℃で真空乾燥する。微粒子を走査型差動熱量計にて測
定した時、ポリマに相当する溶解ピークが認められる場
合には微粒子に０−クロルフェノールを加え、加熱冷却
後再び遠心分離を行なう。溶解ピークが認められなくな
った時、微粒子を析出粒子とする。通常遠心分離操作は
２回で足りる。かくして分離された粒子の仝体１に対す
る比率（重量％）をもってβとする。

（４）ガラス転移点ＴＱ、冷結晶化温度ＴＣＣパーキン
エルマー社製のＤＳＣ（示差走査熱量計）■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’Ｒ１０ｍ５をＤＳＣ装置にセットし、３００’
Ｃ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１０℃／分で昇温し、ガラス転移点ＴＣ
Ｉを検知する。

ざらに昇温を続け、ガラス状態からの結晶化発熱ピーク
温度をもって冷結晶化温度ｌ−ｃ　ｃとした。

ここでＴＣＣとＴＣＩの差（ＴＣＣ−Ｔｇ＞を△Ｔｃｇ
と定義する。

（５）結晶化促進係数（単位は°Ｃ） 上記方法で不活性粒子を１重量％含有するポリエステル
のΔＴｃｇ（Ｉ＞、およびこれから不活性粒子を除去し
た同粘度のポリエステルの△ＴＣｑ（Ｉ［＞を測定し、
△ＴＣにｌ　（ＩＩ）とΔＴＣＣＩ（Ｉ＞の差［ΔＴＣ
ｇ（ＩＩ）−八ＴＣＣＩ　（Ｉ＞をもって、結晶化促進
係数とした。

（６）突起の有効空間体積 小板研究所高精度薄膜段差測定機ＥＴ−１０を用い、触
針先端半径０．５μｍ１力ツトオフＯ９Ｑ３ｍｍ、測定
長１．□ｍｍ、縦倍率２０万倍、横倍率２０００倍で、
フィルムの表面粗さ曲線を測定する。この粗さ曲線の平
均線（中心線）の上側で平行に０．００５μｍごとにピ
ークカウントレベルを設け、平均線を曲線が交叉する２
点間において、上記のピークカウントレベルを１回以上
交叉する点が存在するとき、これを１ピークとし、この
ピーク数を測定長さ間において求める。各ピークカウン
トレベルについて、このピーク数を求め平均線からｎ番
目のピークカウントレベルについて求めたピーク数をＰ
Ｃ（ｎ＞と定義する。測定長さ間でピーク数が始めてゼ
ロになるピークカウントレベルが平均線からｍ番目とし
たとき、有効空間体積Φは、 Φ＝Σ［ｎ３　（ＰＣ（ｎ）−ＰＣ（ｎ＋１））　］ｎ
＝１ で表わされ、場所を変えて５０回測定した平均値を用い
る。

（７）屈折率 ナトリウムＤ線（５８９ｎｍ）を光源として、アツベ屈
折率計を用いて測定した。マウント液にはヨウ化メチレ
ンを用い、２５°Ｃ１６５％ＲＨにて測定した。

（８）削れ物のポリエステル比率 フィルムを幅１７２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（走行張カニ５００Ｃｌ、
走行速度：６．７Ｃｍ／秒）。コノ時片刃の先に付着し
たフィルム表面の削れ物の組成分析を顕微ＦＴ−ＩＲ法
（フーリエ変換顕微赤外分光法）で行ない、ポリエステ
ルのカルボニル基に起因するピークと含有する無機物に
起因するピークの比から求めた。なお、ピーク高さ比を
重量比に＠算するために、あらかじめ重量比既知のサン
プルで検量線を作成してポリエステルと無機物の合計量
に対するポリエステル比率を求めた。また必要に応じて
Ｘ線マイクロアナライザーを併用した。

（９）滑り性（金属ガイドとの摩擦係数）テープ走行性
試験機ＴＢＴ−３００型（＃横浜システム研究新製）を
使用し、２０’Ｃ，６０％ＲＨ雰囲気で走行させ、初期
のμＫ（摩擦係数）を下記の式より求めた（フィルム幅
は１／２インチとした）。

μに＝０．７３３１１Ｘｌ　　（Ｔ２／ＴＩ　＞ここで
Ｔ１は入側張力、Ｔ２は出側張力である。

ガイド径は５ｍｍφであり、ガイド材質は５ＬＪＳ２７
（表面粘度０．２３＞、巻き付は角は１８０°、走行速
度は３．３Ｃｍ／秒である。

フィルムの少なくとも片面の上記μＫが０．２５以下の
場合を滑り性良好、０．２５を越える場合は滑り性不良
と判定した。このμに値の０．２５は、印刷工程などの
加工工程で滑り不良によるトラブルが発生するか否かの
臨界点である。

（１０）ロール付着物の取れやすさ 上記テープ走行性試験機ＴＢＴ−３００型（■横浜シス
テム研究断裂）の金属ガイドをナイロンロールに代えて
、走行速度を１ｍ／秒として、延べ走行長さが５０００
０ｍとなるよう走行させた。

このときナイロンロールに付着した汚れ物の取れやすさ
を調べた。布によるからぶきで簡単に取れた場合は取れ
やすさ：○、アセトンなどの溶媒を用いても取れなかっ
た場合は取れやすさ：Ｘと判定した。

（１１）ロールの傷つきにくさ 上記条件でフィルムを走行させた後、ナイロンロールを
肉眼で観察し、傷をチエツクした。ロールに傷が全くつ
かなかった場合はロールの傷つきにくさ：良好（○）、
１本でも傷が入った場合は不良（×）と判定した。

［実施例］ 本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１〜５、比較例１〜４ 平均粒径の異なるいくつかの種類の無機粒子を１単回％
含有するエチレングリコールスラリーを調整した。これ
らのエチレングリコールスラリーとテレフタル酸ジメチ
ルとをエステル交換反応後、重縮合し、粒子を１重量％
含有するポリエチレンテレフタレートの粒子マスターペ
レットを作った。

これらのマスターペレットの重合度、共重合成分の比率
を調節し、第１表に示したとおりの粒子マスターペレッ
トを作った。これらの粒子マスターペレットと、実質的
に粒子を含有しないポリエチレンテレフタレートのペレ
ットを、粒子の含有量を所定量となるよう混合したペレ
ットを１８０℃で３時間減圧乾燥（３Ｔｏｒｒ）　Ｌ／
た。この混合ペレットを押出機に供給し、３００’Ｃで
溶融押出し、口金スリット間隙／未延伸フィルムの厚さ
の比を種々変更して、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、厚さ約１８０μｍの未延伸フィルムを作った。

この未延伸フィルムを８０℃にて長手方向に３．４倍延
伸した。この延伸は２組のロールの周速差で行なわれ、
延伸速度８０００％／分であった。この−軸延伸フィル
ムをステンタを用いて幅方向に３．６倍延伸した。この
時の温度は、１００℃、速度は３０００％／分であった
。

ざらに、幅方向に１．２倍延伸しながら２００’Ｃにて
５秒間熱処理し、厚さ１５μｍの二軸配向フィルムを１
ｑた。これらのフィルムの削れ物の組成比率、表面平均
粗さは第１表に示したとおりであり、上記パラメータが
本発明範囲内の場合は、滑り性、ロールに付着した汚れ
物のとりやすいフィルムが得られ、ロールも傷つきにく
いが、パラメータが本発明範囲外の場合は、滑り性、汚
れ物の取りやすさ、ロールの傷つきにくさを賄備するフ
ィルムは得られないことがわかる。なお、いずれのフィ
ルムもフィルムの表・裏面で本発明のパラメータは同じ
であった。

［発明の効果］ 本発明は、削れ物の組成比率と表面粗さを特定範囲とし
たため、必要な滑り性を維持しつつ、加工工程でロール
に付着した汚れ物が取りやすく、ロールを傷つけにくい
ポリエステルフィルムが得られたものであり、印刷工程
などの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、包装用、グラフ
ィック用などに好適であり、またカレンダー工程を通過
する磁気記録媒体用としても、もちろん有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリエステルと内部析出粒子、および／または、不活性
   粒子からなる組成物を主たる成分とするフィルムであっ
   て、該フィルムの少なくとも片面の削れ物中のポリエス
   テルの重量比率が０．５〜０．９５であり、かつ、表面
   平均粗さが３〜３０ｎｍ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。