JPH06320614A - ポリエステルフイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリエステルＡを主成分とする二軸配向フィ
ルムであって、該ポリエステルＡは、その一部または全
部が、結晶性パラメータΔＴｃｇの値が４０℃以上７０
℃未満であり、表面粗さＲａとＲｔの比、Ｒｔ／Ｒａが
２０以下である。 【効果】 耐摩耗性とプラスチック製ロール走行時の粉
の発生抑制効果を両立せしめることができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリエステルフイルムに
関し、特に、表面に微細な突起を形成したポリエステル
フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】フィルム表面に微細な突起を形成するた
めに、コロイド状シリカに起因する実質的に球形のシリ
カ粒子を含有せしめたポリエステルフィルムが知られて
いる（例えば特開昭５９−１７１６２３号公報）。ま
た、表面突起形成のための粒子を含有する薄層を基層に
積層したポリエステルフィルムも知られている（例えば
特開平２−７７４３１号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ポリエステルフイルム
は、種々の用途に幅広く用いられている。しかし、上記
従来の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
ける磁性層塗布工程、ＶＴＲ走行、あるいは感熱転写用
途における感熱転写層塗布などの工程のロールが金属で
ある場合には、フイルムに傷がつかない、いわゆる良好
な耐摩耗性を示すが、ロールがプラスチック製の場合
は、走行速度が大きくなると走行によってロールが削ら
れて発生した粉が、ロールに付着することが問題になっ
てきている。

【０００４】本発明はかかる問題点を改善し、フイルム
そのものの耐摩耗性は維持したまま、プラスチック製ロ
ール上を高速で走行しても粉が発生しないポリエステル
フイルムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
ポリエステルフィルムは、ポリエステルＡを主成分とす
る二軸配向フィルムであって、該ポリエステルＡは、そ
の一部または全部が、結晶性パラメータΔＴｃｇの値が
４０℃以上７０℃未満である熱可塑性樹脂からなり、該
フィルムの少なくとも一方の表面の表面粗さＲａとＲｔ
の比、Ｒｔ／Ｒａが２０以下であることを特徴とするも
のからなる。

【０００６】ポリエステルＡの一部または全部を構成す
る熱可塑性樹脂の種類は特に限定されないが、結晶化パ
ラメータΔＴｃｇの値が４０℃以上７０℃未満、好まし
くは、４５℃以上７０℃未満、さらに好ましくは、４５
℃以上６５℃未満であることが必要である。結晶化パラ
メータΔＴｃｇが上記の範囲を外れるとフイルム表面の
耐摩耗性、プラスチック製ロール上を走行した時の粉が
発生し、（以下粉発生という）不良となるので好ましく
ない。熱可塑性樹脂Ａの示差走査熱量計で測定された融
解熱（融解エンタルピー変化）が７．５ｃａｌ／ｇ以上
の結晶性を示す場合に耐摩耗性、粉発生がより一層良好
となるのできわめて望ましい。なお、本発明を阻害しな
い範囲内で、２種以上のポリエステルを混合しても良い
し、共重合ポリマを用いても良い。

【０００７】また、ポリエステルＡとして、重合時の触
媒組成を工夫することにより、結晶核剤効果を高め、Δ
Ｔｃｇの値を小さくしたポリエチレンテレフタレートを
用いることは本発明のフィルムを得る上で特に有効であ
る。

【０００８】一例として、重合触媒として三酸化アンチ
モン、エステル交換触媒として、酢酸マグネシウム、リ
ン化合物としてジメチルフェニルホスホネートなどのホ
スホン酸塩などを用いることが本発明の目的を達成する
ために特に好ましいが、ポリエステルＡの製造方法とし
ては上記に何等限定されるものではない。

【０００９】本発明のポリエステルフィルム中には無機
あるいは有機粒子などの粒子を含有している必要はない
が、含有していても良い。ただしその時の濃度は、ポリ
エステルＡのの総重量に対して１％以下、好ましくは
０．５％以下である場合に粉発生がより良好となるので
望ましい。

【００１０】本発明のフイ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、帯電防止剤などの有機添加剤
が通常添加される程度添加されていてもよい。

【００１１】本発明のポリエステルフィルムは、ポリエ
ステルＡを主成分とする二軸配向フィルム単層で用いら
れてもよいし、ポリエステルＢを主成分とするフィルム
の少なくとも片面に積層された積層フィルムとして用い
られてもよい。

【００１２】この場合Ｂ層（基層部）を構成するポリエ
ステルＢは特に限定されないが、エチレンテレフタレ−
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−ト、エチレン2,6-ナフタレ−
ト単位等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耐摩耗性が一層良好となり、粉発
生が一層少なく良好となるので望ましい。また、本発明
を構成するポリエステルＢは結晶性である場合に機械強
度、寸法安定性などがより一層良好となるので望まし
い。

【００１３】上記のようなポリエステルＢ層の少なくと
も片面にポリエステルＡを主成分とするＡ層を積層して
なるフイルムを二軸配向せしめたフイルムの場合にフイ
ルムの耐摩耗性、粉発生がより一層良好となるので望ま
しい。この配向の程度は特に限定されないが、高分子の
分子配向の程度の目安であるヤング率が長手方向、幅方
向ともに３５０ｋｇ／ｍｍ² 以上である場合に耐摩耗
性、粉発生がより一層良好となるので特に望ましい。

【００１４】積層フィルムとして用いる場合、Ａ層の厚
さｔは０．０２〜３μｍ、好ましくは０．０５〜２μ
ｍ、さらに好ましくは０．１〜１μｍであることが望ま
しい。Ａ層の厚さｔが上記の範囲より小さいとフイルム
の耐摩耗性が不良となり、逆に大きいと粉発生が不良と
なるので好ましくない。

【００１５】また、本発明フイルムの少なくとも一方の
表面の表面粗さＲａとＲｔの比、Ｒｔ／Ｒａが２０以
下、好ましくは１５以下、さらに好ましくは１０以下で
あることが必要である。Ｒｔ／Ｒａが上記の範囲より大
きいと、耐摩耗性と粉発生が不良となるので好ましくな
い。

【００１６】また、ポリエステルＡを主成分とするフィ
ルムにおいて、二軸延伸前の未延伸フィルム中に存在す
る球晶の直径ｄは０．０３〜０．４５μｍの範囲にある
ことが望ましい。より好ましくは０．１０〜０．３０μ
ｍの範囲である場合に粉発生が特に良好となるので望ま
しい。

【００１７】また本発明フイルムは、少なくとも一方の
表面に形成される表面突起の平均高さが２０〜８００ｎ
ｍ、特に、３０〜６００ｎｍの範囲である場合にフイル
ムの耐摩耗性、粉発生が特に良好になるので望ましい。

【００１８】本発明フイルムは、少なくとも一方の表面
の粗大突起数Ｈ１が２００個／２００ｃｍ² 以下、特に
１００個／２００ｃｍ² 以下の場合にフイルムの耐摩耗
性、粉発生が特に良好になるので望ましい。

【００１９】次に本発明フィルムの製造方法について説
明する。

【００２０】結晶化パラメータΔＴｃｇの値が４０℃以
上７０℃未満の熱可塑性樹脂がその一部または全部を構
成するポリエステルＡのペレットを、乾燥したのち、公
知の溶融押出機に供給し、スリット状の口金から押し出
し、キャスティングロールで冷却して未延伸フイルムを
作る。また、積層フィルムの場合は、ポリエステルＡの
ペレットとポリエステルＢのペレットを、乾燥した後、
それぞれ別の溶融押出機に供給し、２または３層のマニ
ホールドまたは合流ブロックを用いて、ポリエステルＡ
をポリエステルＢの少なくとも片面に積層し、スリット
状の口金から２または３層のシートを押し出す。この場
合、合流断面が矩形の合流ブロックを用いて積層する方
法が、本発明のように結晶化しやすい樹脂を薄く均一に
積層するのに有効である。

【００２１】また、本発明の目的に沿うフィルムをより
効率的に得るために、キャスト後の未延伸フィルムの少
なくとも片面に熱処理を施し、その後に二軸延伸を行な
うことが特に有効な手段である。ここで、未延伸フィル
ムとは、口金から押し出された直後の冷却固化される前
の状態から、一軸方向にわずかに微延伸（２倍程度ま
で）されたものまでをさす。熱処理方法としては、特に
限定されないが、キャスティングドラム上で、該ドラム
と接触しない方の面をラジエーションヒーターなどを用
いて熱処理する方法や、ロール／ロール間でラジエーシ
ョンヒーターなどで熱処理する方法が好ましい。処理条
件としては、１００〜２５０℃の温度下で、０．５〜１
５０秒、より好ましくは、１４０℃〜２５０℃で、１〜
５０秒、さらに好ましくは、１５５℃〜２４０℃で２〜
１５秒熱処理することが望ましい。

【００２２】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２段階以上に分けて、総縦
延伸倍率を３．０〜４．５倍で行なう方法は延伸破れな
く、本発明範囲の表面形態、望ましい範囲の球晶直径を
得るのに有効である。長手方向延伸温度は、ポリエステ
ルＡ（積層フィルムの場合はポリエステルＢ）のガラス
転移点Ｔｇより１０〜３０℃高い温度が本発明範囲の、
表面形態、望ましい範囲の球晶直径を得るのにも有効で
ある。長手方向延伸速度は５０００〜５００００％／分
の範囲が好適である。

【００２３】幅方向の延伸も２段階で行なうのが本発明
のような結晶化しやすい樹脂を均一に延伸するのに有効
であり、本発明範囲の表面形態、また望ましい範囲の球
晶直径を得るのにも有効である。方法としてはステンタ
を用いる方法が好適である。延伸倍率は、合計で、３．
０倍〜５．５倍の範囲が、本発明のような結晶化しやす
い樹脂を均一に延伸するのに有効であり、本発明範囲の
表面形態、また望ましい範囲の球晶直径を得るのにも有
効である。幅方向の延伸速度は、１０００〜２００００
％／分の範囲が好適である。

【００２４】幅方向の延伸温度は、ポリエステルＡ（積
層フィルムの場合はポリエステルＢ）のガラス転移点Ｔ
ｇより１０〜３０℃高い温度が本発明範囲の、表面形
態、望ましい範囲の球晶直径を得るのにも有効である。
また、いったん二軸延伸されたフイルムを少なくとも一
方向にさらに延伸しても良い。

【００２５】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ポリエステルＡの融点より２０〜８
０℃低い温度の範囲で、時間は０．５〜６０秒の範囲
が、本発明範囲の、表面形態、望ましい範囲の球晶直径
を得るのにも有効である。

【００２６】

【作用】本発明のポリエステルフィルムによれば、該ポ
リエステルの結晶性を特定なものとし、適切な製造条件
とすることにより、含有粒子に頼ることなく、該フィル
ム表面に結晶化によって突起が形成し、かつ、形成され
た突起は微細で均一なものであり、ボイドの生成も抑制
された結果、本発明の効果が得られたものと推定され
る。

【００２７】

【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あ
る。

【００２８】（１）球晶の平均直径 フィルムの断面を光学または電子顕微鏡で観察し、いず
れも合計１００個の球晶が観察できるまで測定を繰り返
し、得られた値を平均して球晶の平均直径とした。

【００２９】（２）粒子の含有量 熱可塑性樹脂は溶解し、粒子は溶解させない溶媒を選択
し、粒子をポリエステルから遠心分離し、粒子の全体重
量に対する比率（重量％）をもって粒子含有量とする。
場合によっては赤外分光法の併用も有効である。

【００３０】（３）結晶化パラメータΔＴｃｇ、融解熱 パ−キンエルマ−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、３
００℃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。さらに昇温を続け、ガラス状態からの
結晶化発熱ピ−ク温度をもって冷結晶化温度Ｔｃｃとし
た。さらに昇温を続け、融解ピークから融解熱を求め
た。ここでＴｃｃとＴｇの差（Ｔｃｃ−Ｔｇ）を結晶化
パラメータΔＴｃｇと定義する。

【００３１】（４）表面突起の平均高さ ２検出器方式の走査型電子顕微鏡［ＥＳＭ−３２００、
エリオニクス（株）製］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０として走査した時の突起の高さ測定値を画像
処理装置［ＩＢＡＳ２０００、カ―ルツァイス（株）
製］に送り、画像処理装置上にフイ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、突起個数を求め、測定された
全突起についてその高さの平均値を平均高さとした。ま
た個々の突起の高さデータをもとに、高さ分布の標準偏
差を求めた。また走査型電子顕微鏡の倍率は、１０００
〜８０００倍の間の値を選択する。なお、場合によって
は、高精度光干渉式３次元表面解析装置（ＷＹＫＯ社製
ＴＯＰＯ−３Ｄ、対物レンズ：４０〜２００倍、高解像
度カメラ使用が有効）を用いて得られる高さ情報を上記
ＳＥＭの値に読み替えて用いてもよい。

【００３２】（５）中心線平均表面粗さＲａ、最大高さ
Ｒｔ 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：０．５μｍ ・触針荷重 ：５ｍｇ ・測定長 ：１ｍｍ ・カットオフ値：０．０８ｍｍ なお、Ｒａ、Ｒｔ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、１９８
３）に示されているものである。

【００３３】（６）ヤング率 ＪＩＳ−Ｚ−１７０２に規定された方法にしたがって、
インストロンタイプの引っ張り試験機を用いて、２５
℃、６５％ＲＨにて測定した。

【００３４】（７）表面粗大突起数Ｈ１ 測定面（１００ｃｍ² ）同士を２枚重ね合わせて静電気
力で密着させる（印化電圧５．４ｋＶ）。２枚のフイル
ム間で粗大突起部分の光の干渉によって生じるニュート
ン環から粗大突起の高さを判定し、１重環以上の粗大突
起数をＨ１とした。Ｈ１の単位は、１００ｃｍ² を２枚
重ねているため個／２００ｃｍ² となる。なお、光源は
ハロゲンランプに５６４ｎｍのバンドパスフィルターを
かけて用いた。

【００３５】（９）耐摩耗性 フィルムを幅１／２インチのテープ状にスリットしたも
のを、テープ走行試験機を（横浜システム製ＴＢＴ３０
０Ｄ／Ｈ）を使用して、ガイドピン（表面粗度：Ｒｔで
１μｍ）上を走行させる。（走行速度５００ｍ／分、走
行回数１０パス、巻き付け角：６０度、走行張力：９０
ｇ）。この時、フィルムに入った傷を顕微鏡で観察し、
幅２．５μｍ以上の傷がテープ幅あたり２本未満は優、
２本以上５本未満は良、５本以上は不良と判定した。優
が望ましいが、良でも実用的には使用可能である。

【００３６】（１０）プラスチック製ロール走行時の粉
発生 上記耐摩耗性の評価と同様に、ただし、ガイドピンをポ
リオキシメチレン製（表面粗度：Ｒｔで１μｍ）に替え
て走行させた後、このピン上に発生した粉の量を観察
し、全く粉が見られない場合は優、付着した粉の面積が
ピンとフイルムのみかけの接触面積の１／１０未満であ
る場合は良、１／１０以上の場合は不良と判定した。優
が望ましいが、良でも実用的には使用可能である。

【００３７】

【実施例】本発明を実施例に基づいて説明する。

【００３８】実施例１ ポリエステルＡとして、常法により重合したポリエチレ
ンテレフタレート（重合触媒：酢酸マグネシウム０．１
０重量％、三酸化アンチモン０．０３重量％、ジメチル
フェニルホスホネート０．３５重量％）を、１８０℃で
３時間減圧乾燥（３Torr）し、押出機に供給し２９０℃
で溶融押出しを行ない、静電印加キャスト法を用いて冷
媒温度１５℃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。この未延伸フイルム
を１９０℃で６秒間熱処理し、温度８０℃にて長手方向
に、第１段階で１．５倍、第２段階で２．５倍、計３．
７５倍延伸した。この一軸延伸フイルムをステンタを用
いてまず延伸速度２０００％／分で１００℃で幅方向に
２倍延伸し、次に１１０℃で２倍延伸した。次に定長下
で、２００℃にて５秒間熱処理し、総厚さ１５μｍの二
軸配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルムの、
耐摩耗性、プラスチック製ロール走行時の粉発生ともに
優れたフイルムとなることがわかった。

【００３９】実施例２〜３、比較例１〜３ 実施例１と同様にして、ポリエステル組成、触媒組成を
種々変更するとともに、未延伸フィルムの熱処理条件、
延伸条件を変更した、総厚さ１５μｍの二軸配向ポリエ
ステルフィルムを得た。これらのフィルムの本発明のパ
ラメ−タは表１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、耐摩耗性、プラスチック製ロー
ル走行時の粉発生ともに優れたフイルムとなることがわ
かった。

【００４０】実施例４ 触媒組成を実施例１と同様にして常法により重合したポ
リエチレンテレフタレート（ポリエステルＡ）と、触媒
組成を酢酸マグネシウム０．０６重量％、三酸化アンチ
モン０．０２６重量％、トリメチルホスフェート０．０
２６重量％として常法により重合したポリエチレンテレ
フタレート（ポリエステルＢ）を用い、Ａ／Ｂ／Ａの３
層構成の積層フイルムとした。ポリエステルＡ，Ｂを１
８０℃で３時間減圧乾燥（３Torr）し、それぞれ２台の
押出機に供給し、２９０℃で溶融し、３層用の矩形の合
流ブロック（フィードブロック）で合流積層した。この
未延伸フイルムを、１７０℃で１０秒間熱処理し、以下
実施例２〜３と同様のプロセスで総厚さ１５μｍの二軸
配向積層ポリエステルフィルムを得た。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】本発明は、結晶化特性の特定された樹脂
を用いる方法で、表面状態を制御したので、耐摩耗性と
プラスチック製ロール走行時の粉の発生抑制効果を両立
せしめることができたものである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステルＡを主成分とする二軸配向
   フィルムであって、該ポリエステルＡは、その一部また
   は全部が、結晶性パラメータΔＴｃｇの値が４０℃以上
   ７０℃未満である熱可塑性樹脂からなり、該フィルムの
   少なくとも一方の表面の表面粗さＲａとＲｔの比、Ｒｔ
   ／Ｒａが２０以下であることを特徴とするポリエステル
   フイルム。
2. 【請求項２】 少なくとも一方の表面の表面粗さＲａと
   Ｒｔの比、Ｒｔ／Ｒａが１５以下である請求項１記載の
   ポリエステルフイルム。
3. 【請求項３】 前記二軸配向フィルムの二軸延伸前の未
   延伸フィルム中に存在する球晶の直径ｄが０．０３〜
   ０．４５μｍである請求項１または２記載のポリエステ
   ルフイルム。
4. 【請求項４】 ポリエステルＢを主成分とするフィルム
   の少なくとも片面に、請求項１ないし３のいずれかに記
   載のポリエステルフィルムが積層されてなることを特徴
   とするポリエステルフィルム。