JPH03216B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は２軸配向ポリエステルフイルムに関
し、更に詳しくはポリ−１，４−シクロヘキシレ
ンジメチレンテレフタレート95〜70重量％とポリ
エチレンテレフタレート５〜30重量％の混合ポリ
エステルからなる、湿度膨張率が低く、温度膨張
率の平面内方向差が小さくしかも高い引裂強度を
有する２軸配向ポリエステルフイルムに関する。 従来技術 従来、２軸配向した汎用の低湿度膨脹率フイル
ムにポリエチレンテレフタレートの２軸配向フイ
ルムが知られている。このフイルムは各特性がよ
く調和しており、すぐれた工業材料として広く用
いられている。しかし、特に湿度による寸法変化
をきらう用途、例えばフレキシブル磁気デイスク
等の用途になお不十分である。 発明の目的 本発明はポリエチレンテレフタレート２軸配向
フイルムの長所と同等の特性を有しながら長期熱
劣化性、湿度膨脹率等の改良されたフイルムを提
供すること、さらには温湿度膨脹率の平面内方向
差が小さくしかも高い引裂強度を有するフレキシ
ブル磁気デイスク用ベースとして好適なフイルム
を提供することを目的とする。 発明の構成 本発明者は、各種のポリマー物性を鋭意研究し
た結果、特定組成のポリエステルを２種混合し、
特定の面内特性を有するように２軸配向したフイ
ルムが上述の目的を満足し得ることを知見し、本
発明に到達した。 すなわち、本発明はグリコール成分の90モル％
以上が１，４−シクロヘキサンジメタノール、酸
成分の80モル％以上がテレフタル酸であるポリ−
１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレ
ート95〜70重量と、グリコール成分の90モル％以
上がエチレングリコール、酸成分の80モル％以上
がテレフタル酸であるポリエチレンテレフタレー
ト５〜30重量％の混合物よりなる２軸配向フイル
ムてせあつて、縦方向及び横方向を含む面内屈折
率1.580〜1.640、密度1.210〜1.280（ｇ／cm³）、温
度膨張率10〜30（×10^-6／℃）、湿度膨張率３〜８
（×10^-6／％RH）、温度膨張率の平面内方向差が
６×10^-6／℃以内、湿度膨張率の平面内方向差が
４×10^-6／％RH以内であることを特徴とする２
軸配向ポリエステルフイルムである。 本発明のおける１，４−シクロヘキシサンジメ
タノールは、例えばジメチルテレフタレートまた
はテレフタル酸の接触還元によつて製造され得る
が、いずれの方法で製造されたものでも支障な
い。１，４−シクロヘキシサンジメタノールのシ
ス体とトランス体との比は特に制限するものでは
ないが、シス体／トランス体＝４／６〜０／10の
範囲が好ましい。 本発明におけるポリ−１，４−シクロヘキシレ
ンジメチレンテレフタレートは従来から蓄積され
たポリエステルの製造方法によつて製造すること
ができる。例えばテレフタル酸と１，４−シクロ
ヘキサンジメタノールの直接エステル化法によつ
て或はジメチルテレフタレートと１，４−シクロ
ヘキサンジメタノールのエステル交換法によつて
製造することができる。 このようにして製造されるポリ−１，４−シク
ロヘキシレンジメチレンテレフタレートは小割合
で第三成分を共重合させても良い。 この第三成分としては、エチレングリコール、
テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリ
コール等の如きアルキレングリコール；イソフタ
ル酸、オキシ安息香酸、ナフタレンジカルボン
酸、ジフエニルジカルボン酸等の如き芳香族二塩
基酸；アジピン酸、セバシン酸、ε−カプロラク
トン等の如き脂肪族二塩基酸等を例示できる。ま
た、かかるポリ−１，４−シクロヘキシレンジメ
チレンテレフタレート中には、例えばリン酸、亜
リン酸、及びそれらのエステル等の如き安定剤、
二酸化チタン、微粒子シリカ、カオリン、炭酸カ
ルシウム、リン酸カルシウム等の如き艶消剤、滑
剤等が含まれていてもよい。 また、本発明におけるポリエチレンテレフタレ
ートは従来から蓄積されたポリエステルの製造方
法によつて製造することができる。例えばテレフ
タル酸とエチレングリコールの直接エステル化法
によつて或はジメチルテレフタレートとエチレン
グリコールのエステル交換法によつて製造するこ
とができる。 このようにして製造されるポリエチレンテレフ
タレートは小割合で第三成分を共重合させても良
い。この第三成分としては、テトラメチレングリ
コール、ヘキサメチレングリコール等の如きアル
キレングリコール；１，４−シクロヘキサンジメ
タノールの如き脂環族グリコール；イソフタル
酸、オキシ安息香酸、ナフタレンジカルボン酸、
ジフエニルジカルボン酸等の如き芳香族二塩基
酸；アジピン酸、セバシン酸、ε−カプロラクト
ン等の如き脂肪族二塩基酸等を例示できる。また
かかるポリエチレンフタレート中には、例えばリ
ン酸、亜リン酸及びそれらのエステル等の如き安
定剤、二酸化チタン、微粒子状のシリカ、カオリ
ン、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等の如き
艶消剤、滑剤などが含まれていてもよい。 本発明において、ポリ−１，４−シクロヘキシ
レンジメチレンテレフタレートとポリエチレンテ
レフタレートとの混合割合は、95：５〜70：30
（重量％）、好ましくは93：７〜85：15（重量％）
である。ポリエチレンフタレートの割合が５重量
％より小さくなると、２軸配向フイルムの引裂強
度が小さく例えば製膜時に易い等の問題が生じ
る。またポリエレチレンテレフタレートの割合が
30重量％より大きくなると２軸配向フイルムの湿
度膨張係数が大きくなり、好ましくない。 本発明の２軸配向フイルムは、ポリ−１，４−
シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート95〜
70重量％とポリエチレンフタレート５〜30重量％
とを用いて、基本的には、従来からの蓄積された
２軸配向ポリエステルフイルムの製造法によつて
製造することができる。例えば、乾燥ポリエステ
ルを溶融押出機を用いてダイより押出し急冷して
未延伸フイルムを得、更にこの未延伸フイルムを
逐次或は同時に２軸延伸し、ヒートセツトすこと
によつて製造できる。更に製膜条件について説明
する。ポリマーチツプの乾燥は170℃、３時間前
後が適当であるが、これに限定されるものではな
い。押し出し機は通常のものでよいが、特に押し
出し精度を向上させる対策、例えば計量ポンプと
の併用、圧力制御等の技術を用いることが好まし
い。ポリマーの溶融温度は上記ポリマー組成によ
つて変化するので、それに対応して適宜選択する
ことが好ましい。上記ポリマー組成においては、
295〜315℃の温度範囲が通常選ばれる。キヤステ
ングドラムの温度は、10〜60℃が適当であるが、
ポリエチレンテレフタレート含有量が少ないほど
急冷することが好ましく、その場合20〜40℃の表
面温度が適当である。延伸温度としては、通常80
〜140℃であり、これにより低温のときは延伸ム
ラを生じ、これにより高い温度では延伸効果が小
さくなる傾向を示す。より好適には100〜120℃の
温度範囲が選ばれ、これにより前記物性値を容易
に得ることができる。延伸倍率は縦方向に3.0〜
5.0倍、好ましくは3.3〜4.3倍、横方向に3.0〜5.0
倍、好ましくは3.5〜45倍を選択する。延伸倍率
がこの範囲未満では、屈折率が前記の値より小さ
くなり、また延伸倍率がこの範囲を越えるとフイ
ルム製造中の切断が多発して好ましくないばかり
か、フイルムが得られたとしても湿度膨張率が意
外に高く、よい結果が得られない。 延伸方法は公知の方法でよく、例えば縦延伸は
周速差のある２個のロール間で加熱しながら延伸
することができ、横延伸はクリツプでフイルム両
端を把持して加熱しながらクリツプ列の列間隔を
拡大させて延伸することができる。得られた２軸
配向フイルムを130〜220℃、好ましく160〜200℃
で１〜100秒熱固定することによつて本発明の屈
折率、密度、温湿度膨張率が得られる。 温湿度膨張率の平面内方向差は、通常の縦横延
伸法で製膜する場合、フイルムの幅方向の中央付
近は本発明の範囲に含まれる。但し、定量的に何
％が包含されるかは製膜条件、ポリマー組成によ
つて変化する。通常は全幅の10〜70％が本発明の
範囲に含まれる。一方、フイルム幅方向の両端部
に近い部分は温湿度膨張率の平面内方向差が大き
く、本発明の範囲を逸脱するのが普通である。こ
の理由はテンター内で熱固定するときに生ずるボ
ーイング現象にある。しかし、ポリエチレンテレ
フタレートの含有によつて、このボーイング現象
が小さくでき、フイルム幅方向の両端部に近い部
分も本発明の範囲に含まれるようにすることがで
きる。 上記ポリマー組成によつて最適範囲は変化する
ので、適宜選択した条件をとる必要がある。例え
ば、テレフタル酸87モル％とイソフタル酸13モル
％を酸成分とし、グリコール成分は100％１，４
−シクロヘキサンジメタノールであるポリ−１，
４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート
85重量％とポリエチレンテレフタレート15重量％
の混合物からなるポリマーの場合、熱固定条件は
160〜200℃，20〜40秒が好適である。 上述の製膜条件を適宜選択して、得られる２軸
配向フイルムが、フイルム面の各方向の屈折率が
1.580〜1.640、好ましくは1.585〜1.630、密度
1.200〜1.800（ｇ／cm²）、好ましくは1.210〜1.270
（ｇ／cm³）、温度膨張率10〜30（×10^-6／℃）、好ま
しくは15〜27（×10^-6／℃）、湿度膨張率３〜８
（×10^-6／％RH）、好ましくは４〜８（×10^-6／％
RH）、温度膨張率の平面内方向差が６×10^-6／
℃、好ましくは４×10^-6／℃以内、湿度膨張率の
平面内方向差が４×10^-6／％RH、好ましくは３
×10^-6／％RHになるようにする。 上記フイルム面内膨張率が1.580未満では分子
鎖の配向が不十分であり、フイルムの強度、特に
ヤング率がエンジニアリング用途として不足す
る。一方、面内屈折率が1.64より大きくなると、
これと90゜の方向の屈折率が1.58以下となり、分
子鎖の配向の偏りが大きくなる。本発明はフレキ
シブルデイスク用フイルムとして有用な配向バラ
ンスの良好なフイルムの提供が目的であり、上記
のような分子鎖の配向の偏りは好ましくない。さ
らに好ましくは1.585〜1630の範囲であり、これ
によつて配向バランスが更に良好となる。また、
密度は1.200〜1280gg／cmであり、1.200より低い
場合結晶化が不足となり、所望の湿度膨張率を得
ることができない。温度膨張率は10〜30（×
10^-6／℃）、更に好適には15〜27（×10^-6／℃）で
ある。温度膨張率は、一般には、小さい程よい
が、フレキシブル磁気デイスクのベース用として
は、デイスク駆動装置の温度膨張率と近い方が、
磁気デイスクとヘツドのオフトラツクが小さくな
り好ましい。 デイスク駆動装置の温度膨張率は20×10^-6／℃
前後に設定しやすいので、好適には20×10^-6／℃
に近い値を選ぶが、20×10^-6／℃以下になるのは
困難である。湿度膨張率は一般にどのような用途
でも小さい方がよいが、素材の本質的な吸湿膨張
率は選けることができず。３×10^-6／％RH以下
にすることは困難である。しかし、８×10^-6／％
RH以下にすれば、従来用いられているポリエチ
レンフタレート11×10^-6／％RHより明らかに改
良効果が発現し有用となる。温度膨張率の平面内
方向差は、前記オフトラツクを小さくする為、６
×10^-6／℃以下、好ましくは４×10^-6／℃以下と
する。湿度膨張率の平面内方向差もまたオフトラ
ツクを小さくするため、小さい方が好ましく、４
×10^-6／％RH以下、好適には３×10^-6／％RH
以下とする。 本発明の２軸配向フイルムは、その用途によつ
て適宜の厚さとなし得るが、２〜500μm、通常12
〜125μm、フレキシブルデイスクベース用途とし
ては50〜100μmが選ばれる。 本発明における特性値の測定方法は次の通りで
ある。 (1) 屈折率：アツペの屈折計による。 (2) 密度：ノルマルヘプタン−四塩素炭素密度勾
配管による。 (3) 温度膨脹率：日本自動制御社製の定荷重伸び
試験機（TTL2型）を恒温恒湿槽内に置き測定
を行う。測定サンプルは予め所定の条件（例え
ば70℃，30分）で熱処理を施し、このサンプル
を試験機に取り付け、温度20℃、相対湿度60％
と、40℃、60％RHとの間での寸法変化を読み
取ることによつて温度膨脹率を測定する。この
ときの原サンプル長は、505mm、サンプル幅は
１／４インチである。測定時に加える加重は
5g／１／４インチ幅当たりで一定とした。長
いサンプルが得られない場合は、真空理工社製
熱機械分析装置TM−3000を用い測定すること
もできる。温度膨脹率の最大値及び最小値の差
をもとめる場合は、TM−3000をもちいる。サ
ンプルの寸法は長さ15mm、幅５mmであつて、温
度10℃、湿度０％RHと温度40℃、湿度０％
RHにおける寸法変化を読み取ることによつて
もとめる。 (4) 湿度膨脹率：温度膨脹率を求める場合と同様
に日本自動制御社製の定荷重伸び試験機を用
い、温度40℃、湿度90％RHの条件で予め処理
を施したサンプルを取り付け、温度20℃、湿度
30％RHと20℃、70％RHの間における寸法変
化を求める。サンプルが長くとれない場合は温
度膨脹率測定時と同様に真空理工社製の熱機械
分析装置を恒温恒湿内に置き、前記条件のもと
で測定する。 (5) 温湿度膨脹率の平面内方向差：前記(3)，(4)で
説明した方法で、15゜または30゜毎に各方向の値
を測定し、（最大値−最小値）を求める。 (6) 引張強度：ASTMD1922−67に準じ、東洋
精機軽荷重引張試験機を用い、フイルム流れ方
向（MD）と該流れ方向と角方向（TD）との
引張強度を測定する。 実施例 次に実施例により本発明を具体的に説明する。 実施例 １ 二塩基酸成分としてテレフタル酸を85モル％、
イソフタル酸を15モル％、グリコール成分として
１，４−シクロヘキサンジメタノールを100％用
い、触媒として酸化チタン0.05モル％（酸成分に
対し）、滑剤として平均粒径0.6ミクロンのカオリ
ンクレーを0.5重量％加えてオートクレーブに入
れ、撹拌下で加熱してエステル交換し、次いで重
縮合して、ポリ−１，４−シクロヘキシレンジメ
チレンテレフタレートを得た。 次いで、該ポリ−１，４−シクロヘキシレンジ
メチレンテレフタレート85重量％と、別途常法に
より製造されたポリエチレンテレフタレート15重
量％とを混合し、乾燥した。 このポリエステルを300℃で溶融押出し、40℃
に保持した急冷ドラム上で冷却して1000ミクロン
の未延伸フイルムを得た。この未延伸フイルムを
90℃に調節した金属ロールに接触させ予熱したの
ち赤外線ヒータ（表面温度1000℃）を照射しつつ
周速差のあるロール間で、3.6倍縦方向に延伸し
た。つづいて縦延伸フイルムをテンターで115℃
で3.7倍に横延伸した。得られた２軸延伸フイル
ムの両端をクリツプで把持したまま200℃で熱固
定し巻き取り、厚さ75ミクロンの製品とした。こ
の物性値を表１に示す。 実施例 ２ 実施例１において二塩基酸成分をテレフタル酸
100モル％とし、ポリエチレンテレフタレートの
含有量を30重量％とし、溶融温度を310℃、急冷
ドラム温度を20℃％、予熱温度80℃、熱固定温度
を180℃とする以外は、実施例１と同様にして75
ミクロンの２軸配向フイルムを得た。この物性値
を表１に示す。 実施例 ３ 実施例１においてポリエチレンテレフタレート
の含有量を５重量％とし、熱固定を160℃で実施
し、５ミクロンの２軸配向フイルムとした。その
他条件は実施例１と同様である。このフイルムの
物性値を表１に示す。 比較例 １ ポリエチレンテレフタレートを常法により重合
した。実施例１の製膜条件において溶融温度290
℃、急冷ドラム温度20℃、縦延伸予熱温度80℃、
横延伸温度105℃、熱固定温度225℃とする以外は
実施例１と同様にして75ミクロンの２軸配向フイ
ルムを得た。このフイルムの物性値を表１に示
す。 比較例 ２ 実施例２において熱固定温度を230℃とする以
外は実施例２と全く同様にして75ミクロンの２軸
配向フイルムを得た。このフイルムの物性を表１
に示す。 比較例 ３ 実施例１において二塩基酸成分をテレフタル酸
100モル％とし、ポリエチレンテレフタレート含
有量を０重量％とし、熱固定温度を230℃とする
以外は、実施例１と同様にして75ミクロンの２軸
配向フイルムを得た。このフイルムの物性値を表
１に示す。

【表】

【表】 発明の効果 本発明の２軸配向フイルムは、フレキシブル磁
気デイスク用ベースとして好適である。その理由
は湿度膨脹率がポリエチレンテレフタレートフイ
ルムより小さいことにあり、これによつて磁気ト
ラツクとヘツドのオフトラツクが小さく、高記録
密度が得られる。温度膨脹率は比較的大きいが、
これは駆動装置の方でその温度膨脹率をデイスク
のそれと合わすことができる範囲内にあるので大
きな欠点とはならない。また、温湿度膨脹率の平
面内方向差が小さいのでトラツキングサーボ機構
によつてオフトラツクを小さくする場合にも簡単
に対応でき有利である。一方、屈折率の平面内方
向差が小さく液晶表示装置用の透明導電膜用や、
保護カバー用にも適している。更に引裂強度が強
く、製膜時にフイルムが裂けることもなく、工程
の安定性が向上する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ グリコール成分の90モル％以上が１，４−シ
   クロヘキサンジメタノール、酸成分の80モル％以
   上がテレフタル酸であるポリ−１，４−シクロヘ
   キシレンジメチレンテレフタレート95〜70重量％
   と、グリコール成分の90モル％以上がエチレング
   リコール、酸成分の80モル％以上がテレフタル酸
   であるポリエチレンテレフタレート５〜30重量％
   の混合物よりなる２軸配向フイルムであつて、縦
   方向及び横方向を含む内面屈折率1.580〜1.640、
   密度1.200〜1.280（ｇ／cm³）、温度膨張率10〜30
   （×10^-6／℃）、湿度膨張率３〜８（×10^-6／％
   RH）、温度膨張率の平面内方向差が６×10^-6／
   ℃以内、湿度膨張率の平面内方向差が４×10^-6／
   ％RH以内であることを特徴とする２軸配向ポリ
   エステルフイルム。