JPH02160533A

JPH02160533A - 二軸配向ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JPH02160533A
Application number: JP21780389A
Authority: JP
Inventors: Yumiko Tokuoka; 徳岡　由美子; Koichi Abe; 晃一阿部; Hidesada Okasaka; 秀真岡阪
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1989-08-24
Publication date: 1990-06-20
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: JP2718201B2

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】［産業上の利用分野コ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・カレンダー工程
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＜＜（以下、耐
削れ性良好という）、シ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
〜１１００００ｎ。

フィルムの厚さ方向に０．１〜１１００ｎ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３５０　
ｋ　ｇ／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品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ー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１０〜１１００００ｎ。

フィルムの厚さ方向に０．１〜１１００ｎであり、かつ
その、比率（面方向長さ／厚さ方向長さ）が３〜１００
０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３５０　ｋ　ｇ／ｍｍ２以上、好ましくは４００ｋｇ
／ｍｍ２以上、更に好ましくは４５０ｋｇ／ｍｍ’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。

本発明フィルムは、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、２
７０〜３３０℃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％濾過精度（コー
ルタ−カウンターによる測定値）が１．５〜６μｍ１特
に２〜５μｍのフィルターを用い、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、Ｒ
ｚ　／　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　／　Ｒ
ａ比を得るのに有効である。延伸速度は５０００〜５０
０００％／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ィルム破れが頻
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、またたとえフィルムが得
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。

［作用コ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、フィルムの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、フィ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、フィルムの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、
フィルム加工工程の高速化に対応できるものである。本
発明フィ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ィルムの極表層（０，０
５〜３μｍ）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小板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。

・触針先端半径二０．５μｍ・触針荷重：５ｍｇ・測　定　長：１ｍｍ・力・ソトオフ値二〇、０８ｍｍなお、Ｒａ、Ｒｚ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　１９８
３）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、４．５Ｘ４゜５ｃｍの大き
さに数枚切り取り、エタノール系溶媒中に９０ｓｅｃ侵
潰し、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ｄ当たりのフィルム表面に析出した低分子
量体の重さ■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（日本電子型Ｊ
ＥＭ１２００ＥＸ）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１Ｘ２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μｍ）。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）■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％濾過精度コールタ−カウンターを用°いて測定したカット率が９
５％となる粒子サイズをもって、９５％濾過精度（単位
μｍ）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５ＥＰ−Ｈ型へイズメーターを
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
ツールとクロロホルム（１：　ｉ）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。

［実施例コ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（ＰＥ
Ｔ）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、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く３Ｔｏ
　ｒ　ｒ）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
フィルム厚さの比を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濾過精度の異なるフ
ィルターを設置した。

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２１
０℃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、フィ
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
ィルムは得られないことが分かる。

Claims

【特許請求の範囲】

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１０〜１００
００ｎｍ、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３
５０ｋｇ／ｍｍ＾２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。