JPH0214126A - 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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JPH0214126A
JPH0214126A JP16568288A JP16568288A JPH0214126A JP H0214126 A JPH0214126 A JP H0214126A JP 16568288 A JP16568288 A JP 16568288A JP 16568288 A JP16568288 A JP 16568288A JP H0214126 A JPH0214126 A JP H0214126A
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晃一 阿部
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聡 西野
Yumiko Tokuoka
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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] 本発明は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、エチレンナフ
タレートを主要構成成分とするポリエステルからなるフ
ィルムが知られている(たとえば、特開昭63−607
32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あける印刷工
程、磁気媒体用途における磁性層塗布・カレンダー工程
などの工程速度の増大にともない、接触するロールなど
でフィルムの表面が削られて発生した粉が加工工程上、
製品性能上のトラブルとなるという欠点が、最近、問題
となってきている。また、フィルム加工工程の雰囲気が
高温高湿になるとその製品ロールの巻姿が不良となる欠
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、表面の耐削れ性と巻姿
がともにすぐれた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] 熱可塑性樹脂の少なくとも片面に0.01〜2゜5μm
の厚さのエチレンナフタレートまたはエチレンα、β−
ビス(2−クロルフェノキシ)エタン−4,4−ジカル
ボキシレートを主要構成成分とするポリエステルを積層
したフィルムであって、該ポリエステル層の表面の突起
の高さ20nm以上の全突起のうち、その80%以上の
突起が、突起高さh(単位μm)と突起先端曲率半径β
(単位μm)の関係が下式(1)を満足し、長手方向と
幅方向のヤング率の和が700〜1700kg/mm2
、かつ、熱可塑性樹脂とポリエステルの結晶化パラメー
タ八TCgの差が10℃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としたものである。
o、1 xh−0・3くβ<1.0Xh−0・9 ・・
 (1)本発明におけるポリエステルはエチレン2.6
−ナフタレートまたはエチレン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
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。
また、エチレンナ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、巻姿がより一層良好となる
ので特に望ましい。
本発明のポリエステル層中には不活性粒子が含有されて
いることが本発明範囲の突起曲率半径を得るのに有効で
ある。その場合の不活性粒子の平均粒径は特に限定され
ないが、10〜11000nの範囲である場合に耐削れ
性、巻姿がより一層良好となるので特に望ましい。また
、ポリエステル層中での不活性粒子の含有量は特に限定
されないが、1.0〜20重量%の範囲である場合に、
耐削れ性、巻姿がより一層良好となるので特に望ましい
。不活性粒子の種類は特に限定されないがコロイダルシ
リカに起因するシリカ粒子、α−アルミナ、加熱10%
重量減量時温度が360℃以上の有機高分子粒子の場合
に耐削れ性、巻姿がより一層良好となるので特に望まし
い。また粒子の真球度が1.5以下、特に1.3以下の
場合に耐削れ性、巻姿がより一層良好となるので特に望
ましい。
本発明を構成するポリエステルは、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、酸化防止剤、熱安定剤
、滑剤、紫外線吸収剤、咳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。
本発明を構成する熱可塑性樹脂の種類は特に限定されな
いが、ポリエステルとの結晶化パラメータΔTCQの差
(絶対値)が10℃以上、好ましくは15℃以上あるも
のであることが必要である。
ΔTCQの差(絶対値)が上記の範囲未満の熱可塑性樹
脂では巻姿が不良となるので好ましくない。
ΔTCCIの差(絶対値)の上限は特に限定されないが
通常100℃位が製造上の限界である。具体例として、
ポリエステル、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド
が挙げられるが、ポリエステルの場合に巻姿がより一層
良好となるので特に望ましい。また、ポリエステルとし
てはエチレンテレ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場合に巻姿が特
に良好となるので望ましい。
本発明フィルムのポリエステル、熱可塑性樹脂の溶融粘
度は、ポリエステルが熱可塑性樹脂よりも1000ボイ
ズ、好ましくは2000ボイス高い場合に耐削れ性、巻
姿がより一層良好となるので特に望ましい。
本発明フィルムは上記熱可塑性樹脂の少なくとも片面に
上記ポリエステルを積層してなるフィルムを二軸配向せ
しめたフィルムである。無配向および一軸配向フイルム
では、耐削れ性、巻姿が不良となるので好ましくない。
二軸配向の程度は特に限定されないが配向程度を表わす
パラメータである面配向指数が0.935〜0.970
の範囲の場合に耐削れ性がより一層良好となるので望ま
しい。
また、本発明フィルムのポリエステル層の厚さは0.0
1〜2.5μm1好ましくは、0.05〜2μm1ざら
に好ましくは0.1〜1.5μmである必要がある。ポ
リエステル層の厚さが上記の範囲より小さいと耐削れ性
が不良となり、逆に大きいと巻姿が不良となるので好ま
しくない。
また、本発明のポリエステルフィルムにおいて、フィル
ム表面にある突起の高さ20nm以上の全突起の80%
以上の突起について、突起高さh(単位μm)と突起先
端曲率半径β(単位μm)の関係が下式(1)、好まし
くは下式(2)、特に好ましくは下式(3)を満足して
いる必要がある。
0、IXh−0・3くβ<1.0xh−0・9 ・ ・
 (1)0.1 xh”<β<0.8xh−0・8o、
1xh−0・3くβ<0.6 X h−”  ・・  
 (3)突起高さh(単位μm)と突起先端曲率半径β
(単位μm)の関係が上記の範囲内である突起が高さ2
0nm以上の全突起の80%未満では、耐削れ性、巻姿
ともに不良となるので好ましくない。
本発明フィルムは長手方向と幅方向のヤング率の和が7
00〜1700kg/mm2、好ましくは800〜14
00kg/mm2、さらに好ましくは800〜1300
kQ/mm2(7)範囲テアルことが必要である。ヤン
グ率が上記の範囲より小さいと巻姿が不良となり、逆に
大きいフィルムは製造安定性が悪く、たとえできたとし
ても、耐削れ性が不良となるので好ましくない。
本発明フィルムは、ポリエステル層中の不活性粒子の平
均粒径をC(μm)とした時、ポリエステル層の厚さが
0.1C〜4C1好ましくは、0゜2C〜1.50の範
囲である場合に耐削れ性と巻姿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、ポリエステル層中の不活性粒子の平
均粒径をC(μm)とした時、その表面の突起平均高さ
が0.10〜0.50の範囲の場合に耐削れ性がより一
層良好となるので特に望ましい。
本発明フィルムのポリエステル層の表面の幅方向の表面
平均粗ざRa(nm)とポリマ層の厚さd(nm)の比
、Ra/dが0.01〜0.5、好ましくは0.05〜
0.5の範囲である場合に耐削れ性と巻姿がより一層良
好となるので特に望ましい。
本発明フィルムのポリエステル層の表面の突起平均間隔
は15μm以下、好ましくは10μm以下の場合に耐削
れ性と巻姿がより一層良好となるので特に望ましい。
本発明フィルムのポリエステル層の表面の比抵抗が1Q
IoΩ・cm以下の場合に耐削れ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、ポリエステルには不活性粒子を含有せしめる方法
が本発明の突起高さh(単位μm)と突起先端曲率半径
β(単位μm)の関係を1浮るのに有効である。ただし
、延伸条件、押し出し条件のコントロールによっても可
能であるが安定性に不安があるので好ましくない。
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1、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突起高さh(単位μm)と突起先端
曲率半径β(単位μm)の関係を得るのに有効である。
また、不活性粒子の含有量を調節する方法としては、高
濃度のマスターベレットを製膜時に稀釈する方法が本発
明の突起高さh(単位μm)と突起先端曲率半径β(単
位μm)の関係を1q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
℃、特に180〜200℃の温度で30分〜5時間、特
に1〜3時間熱処理する方法は、本発明の突起高さh(
単位μm)と突起先端曲率半径β(単位μm)の関係を
得るのに有効である。
また、高濃度、好ましくは1〜5重量%のマスタペレッ
トの溶融粘度、共重合成分を調整して、結晶化パラメー
タΔTcgを65〜80℃にしておき、製膜前にこのマ
スタベレットよりも結晶化パラメータΔTcqの大きい
好ましくは結晶化パラメータΔTcgが75〜95℃の
実質的に不活性粒子を含有しないポリエステルのベレッ
トで希釈して該粒子の含有量を調節することが、本発明
の突起高さh(単位μm)と突起先端曲率半径β(単位
μm)の関係、ヤング率を得るのに有効である。
次に、このポリエステル組成物を熱可塑性樹脂フィルム
の少なくとも片面に積層する方法としては、次の方法が
有効である。
所定のポリエステル組成物と熱可塑性樹脂を公知の溶融
積層用押出機に供給し、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。すなわち、2または3台の押出
し機、2または3層のマニホールドを用いて、ポリエス
テルと熱可塑性樹脂を積層し、口金から2または3層の
シートを押し出し、キャスティングロールで冷却して未
延伸フィルムを作る。この場合、ポリエステルのポリマ
流路に、スタティックミキサー、ギヤポンプを設置する
方法は延伸破れなく、本発明範囲の突起高さh(単位μ
m)と突起先端曲率半径β(単位μm)の関係、ヤング
率を得るのに有効である。また、ポリエステル側の押し
出し機の溶融温度を、熱可塑性樹脂側より、20〜40
℃高くすることが、延伸破れなく、本発明範囲の突起高
さh(単位μm)と突起先端曲率半径β(単位μm)の
関係、ヤング率を得るのに有効である。ざらに、口金か
らシートを押し出す時の口金スリット間隙と未延伸フィ
ルムの厚さの比、間隙/未延伸フィルム厚さ、を5〜3
0、このましくは8〜20の範囲にすることが、本発明
範囲の突起高さh(単位μm)と突起先端曲率半径β(
単位μm)の関係、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輪延伸し、二軸配向せしめ
る。延伸方法としては、逐次二輪延伸法または同時二輪
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輪延伸法を用い、長
手方向の延伸を70〜100℃、好ましくは75〜95
℃で、倍率3゜0〜5.0倍で行なう方法は、本発明の
ポリエステルを用いて本発明範囲の突起高さh(単位μ
m)と突起先端曲率半径β(単位μm)の関係を得るの
に極めて有効である。長手方向の延伸速度は、1000
0〜100000%/分の範囲が好適である。幅方向の
延伸は、温度70〜100℃、好ましくは75〜95℃
で、倍率3.0〜5.0倍で行なう方法は、本発明のポ
リエステルを用いて本発明範囲の突起高さh(単位μm
)と突起先端曲率半径B(単位μm)の関係を1qるの
に極めて有効でおる。さらに、面積倍率(=長手方向倍
率X幅方向倍率)を10倍〜20倍の範囲にすることが
、本発明範囲の突起高さh(単位μm)と突起先端曲率
半径β(単位μm〉の関係、ヤング率を得るのに有効で
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
条件としては、定長下、微延伸下、弛緩状態のいずれか
で150〜220℃、好ましくは170〜200℃の範
囲で0.5〜60秒間が好適である。
[作用] 本発明は特定のポリエステルと熱可塑性樹脂からなるフ
ィルムを積層の形とすることによってポリエステルの従
来の延伸条件とは異なる条件で製膜したため特定の突起
高さh(単位μm)と突起先端曲率半径β(単位μm)
の関係とできたことによって、本発明の効果が得られた
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1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とおりであ
る。
(1)  粒子の平均粒径 フィルムからポリエステルをプラズマ低温灰化処理法(
たとえばヤマト科学製PR−503型)で除去し粒子を
露出させる。処理条件はポリエステルは灰化されるが粒
子はダメージを受けない条件を選択する。これをSEM
 (走査型電子顕微鏡)でIi!察し、粒子の画像(粒
子によってできる尤の濃淡)をイメージアナライザー(
たとえばケンブリッジインストルメント″fAQTM9
00)に結び付け、観察箇所を変えて粒子数5000個
以上で次の数値処理を行ない、それによって求めた数平
均径りを平均粒径とする。
D=ΣD+ /N ここで、Diは粒子の円相当径、Nは個数である。
(2)  粒子の含有量 ポリエステルを溶解し不活性粒子は溶解させない溶媒で
粒子を遠心分離し、粒子の全体重信に対する比率(重量
%)をもって粒子含有量とする。
(3)  ガラス転移点Tg、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10℃/分で昇温し、ガラス転移点Tg
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TCCとした。
ここでTccとTCIの差(Tcc−Tg)を結晶化パ
ラメータΔTcgと定義する。
(4)加熱10%重量減量時温度 島津製作所製の熱重伍分析装置T030M型を用いて、
窒素中、昇温速度10℃/分で測定した。
なお、試料重量は5mClとした。
(5)  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。
(6)  面配向指数 上記の方法で、二軸配向フィルムの厚さ方向の屈折率(
Aとする)および溶融プレス後10℃の水中へ急冷して
作った無配向(アモルファス)フィルムの厚さ方向の屈
折率(Bとする)を測定し、A/Bをもって面配向指数
とした。
(7)  表面平均粗ざRa、突起の平均間隔Sm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。条件は下記のとおりであり、20回の測定の平
均値をもって値とした。
・触針先端半径二0.5μm ・触針荷重  : 5mQ ・測定長   :1mm ・カットオフ1直:0.08mm なお、Ra、突起の平均間隔3mの定義は、たとえば、
奈良治部著「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。
(8)突起個数、突起高さh 2検出器力式の走査型電子顕微鏡[ESM−3200、
エリオニクス(株)製1と断面測定装置[PMS−1、
エリオニクス(株)製]においてフィルム表面の平坦面
の高さをOとして走査し、た時の突起の高さ測定値を画
像処理装置[I BAS2000、カールツアイス(株
)製]に送り、画像処理装置上にフィルム表面突起画像
を再構築する。次に、この表面突起画像で突起部分を2
値化して得られた個々の突起の面積から円相当径を求め
これをその突起の平均径とする。また、この2値化され
た個々の突起部分の中で最も高い値をその突起の高さh
とし、これを個々の突起について求める。この測定を場
所をかえて500回繰返し、測定された突起についてそ
、の高さを把握する。
(9)突起先端曲率半径β 上記表面突起高さ及び突起個数を測定する時と同様に、
走査型電子顕微鏡及び断面測定装置からの高さ情報を、
画像処理装置(512x512画素)上に送りフィルム
表面突起画像として再構築し、測定された個々の突起の
うち突起高さが20nm以上のものについて、突起先端
曲率半径βを次の定義に基づき計算した。
画像処理袋@(512X512画素)上で、フィルム表
面突起画像の突起の頂点を通る突起の断面曲線(y=f
(x))において、突起の頂点を中心とする前復合わせ
て9画素の部分に対応する突起高さの値を、下式(I)
で表わす関数に最小二乗法で補間し、下式(II)に従
い長手方向の曲率半径β)IDと幅方向の曲率半径βT
Oを計算した。次に、この値より突起先端曲率半径βを
下式(In)により算出した。
尚、走査型電子顕微鏡の倍率は、通常3000倍である
が、突起の大きざに応じて2000〜5000倍の範囲
の間で最適な倍率を選択することができる。
V=ax2+bx+c     −−、(I)β   
−1/IV”l    ・・・(II>)10. TD β= 2β□、β丁り/ (β)fD+β、、>   
  (III)60)  粒子の真球度 上記(1)の測定において、下式で求められる個々の粒
子の長径(平均値)/短径(平均値)の比である。
長径=ΣDli/N 短径=ΣD2i/N [)li、 [)2iはそれぞれ個々の粒子の長径(最
大径)、短径(最小径)、Nは総個数である。
01)溶融粘度 高化式フローテスターを用いて、温度290℃、ずり速
度200 S e C’で測定した。
(2)耐削れ性 フィルムを幅1i2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20ctrt走行ざぜる(走行張カニ 500
Q、走行速度二6.7α/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とり、
削れ量とした(単位はμm)。少なくとも片面について
、この削れ量が5μm以下の場合は耐削れ性:良好、5
μmを越える場合は耐削れ性:不良と判定した。この削
れ量:3μmという値は、印刷工程やカレンダー工程な
どの加工工程で、フィルム表面が削れることによって、
工程上、製品性能上のトラブルがおこるか否かを厳しく
判定するための臨界点である。
(至)巻姿 幅1000mmのフィルムをスリッター(シェアカッタ
ー)を用いて、450m/分の速度で、幅300mmに
スリットする(長さは5000m>。このスリットした
後のロールを40℃、80%RHで10日間放置した後
、端面を観察し、凸凹が全くなくフラットであり、表面
にも縦しわかないものが全個数の95%以上の場合は巻
姿:良好、95%未満の場合は巻姿:不良と判定した(
全個数は100本)。
[実施例] 本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例1〜6、比較例1〜8 平均粒径の異なる不活性粒子を含有するエチレングリコ
ールスラリーを調整し、このエチレングリコールスラリ
ーを190℃で1.5時間熱処理した後、ナフタレン2
,6−ジカルボン酸ジメチル、α、β−ビス(2−クロ
ルフェノキシ)エタン−4,4°−ジカルボン酸ジメチ
ルとエステル交換反応復、重縮合し、粒子を含有するポ
リエチレン2゜6−ナフタレート、ポリエチレンα、β
−ビス(2−クロルフェノキシ)エタン−4,4−ジカ
ルボキシレートのベレットを作った。また、熱可塑性樹
脂として、固有粘度が異なる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、ナイロン6を
準備した。これらのポリマをそれぞれ減圧乾燥(3TO
rr) L/た。ポリエステルを押出機1に供給し31
0℃で溶融し、ざらに、熱可塑性樹脂を押出機2に供給
、290℃で溶融し、これらのポリマを合流積層し、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、3層構造(ポリ
エステル/熱可塑性樹脂/ポリエステル)の未延伸フィ
ルムを作った。この時、口金スリット間隙/未延伸フィ
ルム厚さの比を種々変更して未延伸フィルムを作った。
また、それぞれの押出機の吐出量を調節しポリエステル
層の厚さを調節した。この未延伸フィルムを温度70〜
160℃にて長手方向に延伸した。この延伸は2組ずつ
のロールの周速差で、4段階で行なった。延伸温度は7
0〜160℃の範囲で変更した。この−軸延伸フィルム
をステンタを用いて延伸速度2000%/分で幅方向に
70〜160℃で延伸し、定長下で、200℃にて5秒
間熱処理し、総厚さ15μm、ポリエステル層厚さを変
えた二軸配向積層フィルムを得た(第1表)。これらの
フィルムの本発明のパラメータ、性能は第2表に示した
とおりであり、本発明のパラメータが範囲内の場合は耐
削れ性、巻姿は良好であったが、そうでない場合は耐削
れ性、巻姿をともに満足するフィルムは1qられなかっ
た。
[発明の効果] 本発明は特定のポリエステルと熱可塑性樹脂からなるフ
ィルムを積層の形とすることによってポリエステルの従
来の延伸条件とは異なる条件で製膜したため、特定の突
起高さh(単位μm)と突起先端曲率半径β(単位μm
)の関係となり、その結果、耐削れ性、巻姿が共に優れ
たフィルムが1qられたものであり、各用途でのフィル
ム加工の苛酷化に対応できるものである。さらに、本発
明フィルムはポリエステル面へ熱可塑性樹脂中に含有さ
れる低分子量成分(オリゴマなど)が浸出しにくい効果
(したがって、3層構造のフィルムでは両面ともに浸出
しにくい)もあり、用途によっては有用である。本発明
フィルムの用途は特に限定されないが、加工工程でのフ
ィルム表面が削られることによって発生した粉が加工工
程上、製品性能上特に問題となり、巻姿不良による製品
性能への影響が特に大きい磁気記録媒体用ベースフィル
ムとして特に有用である。また、本発明フィルムのうち
2層構造のものはポリエステルフィルム面が走行面(磁
気記録媒体用では磁性層を塗布しない面、その他の用途
では印刷やその他覚材の塗布などの処理がほどこされな
い面)として用いることが必要である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 熱可塑性樹脂の少なくとも片面に0.01〜2.5μm
    の厚さのエチレンナフタレートまたはエチレンα,β−
    ビス(2−クロルフェノキシ)エタン−4,4’−ジカ
    ルボキシレートを主要構成成分とするポリエステルを積
    層したフィルムであって、該ポリエステル層の表面の突
    起の高さ20nm以上の全突起のうち、その80%以上
    の突起が、突起高さh(単位μm)と突起先端曲率半径
    β(単位μm)の関係が下式(1)を満足し、長手方向
    と幅方向のヤング率の和が700〜1700kg/mm
    ^2、かつ、熱可塑性樹脂とポリエステルの結晶化パラ
    メータΔTcgの差が10℃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。 0.1×h^−^0^.^3<β<1.0×h^−^0
    ^.^9・・(1)
JP16568288A 1988-07-01 1988-07-01 二軸配向ポリエステルフィルム Expired - Fee Related JPH0626856B2 (ja)

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JP2011173258A (ja) * 2010-02-23 2011-09-08 Toray Ind Inc 二軸配向ポリエステルフィルムおよび磁気記録媒体

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