KR20000070954A

KR20000070954A - 이축배향 폴리에스테르 필름

Info

Publication number: KR20000070954A
Application number: KR1019997007219A
Authority: KR
Inventors: 엔도고우헤이; 도꾸다히로시
Original assignee: 야스이 쇼사꾸; 데이진 가부시키가이샤
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2000-11-25
Also published as: US6306496B1; WO1999029489A1; KR100448035B1; EP0960718A4; EP0960718A1

Abstract

종, 횡방향의 두께 불균일이 모두 양호하고 횡방향의 물성을 균일하게 한 종방향 강도가 높은 이축배향 폴리에스테르 필름. 이 필름은,

(a) 종방향의 F-5 치가 13 ㎏/㎟ 이상이고,

(b) 종방향의 두께 불균일 및 횡방향의 두께 불균일이 모두 8 % 이하이며,

(c) 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율의 횡방향에서의 차가 횡방향의 1 m 당 0.02 ∼ 0.2 % 라는 특성이 있다.

Description

이축배향 폴리에스테르 필름{BIAXIALLY ORIENTED POLYESTER FILM}

종방향 강도가 큰 이축배향 폴리에스테르 필름은 보통 종방향으로 고배율 연신하기 때문에, 상기 종방향 열수축율 (열수축율) 이 높은 필름이다. 따라서, 이축방향의 강도가 거의 균형적인 타입 (밸런스 타입) 이나 종방향보다 횡방향 강도를 크게 한 횡 텐실라이즈 필름에 비하여 횡연신 존, 열고정 존 내에서의 필름 종방향의 수축이 크고, 횡방향 (폭방향) 센터 부분과 에지 부분의 종방향 길이가 다른 현상 (이하, 보잉이라고 한다) 이 일어나기 쉽다. 이 보잉 때문에 필름 횡방향에서의 물성에 불균일이 생기고 횡방향에서의 센터 부분과 에지 부분에서 열수축열, 기계 특성에 큰 차이가 생겨 여러가지 폐해를 부르고 있었다.

폐해의 구체적인 예로는, 예를 들면 자기기록매체에서는 베이스 필름이 필름원판의 폭방향에서 어느 위치에 있는지에 따라 필름 물성이 다르기 때문에, 자기 헤드에 대한 접촉이나 열수축율에 의한 스큐가 다르거나, 또는 자기도료를 코팅한 후 건조공정을 실시할 때 필름 폭방향에서의 신축차이에 의해 만곡되어 주행하여, 생산성에 영향을 끼치고 있다는 문제가 생긴다.

필름 폭방향에서의 물성을 균일하게 하기 위해서는 보잉을 감소시키는 것이 유효하다. 이 방법으로, 일본 공개특허공보 소57-57629 호나 일본 공개특허공보 소58-24418 호에는 열고정 존에서 미세연신하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이 제안은 종, 횡방향의 물성 등방화를 목적으로 하고 있기 때문에 종, 횡방향의 연신배율은 거의 동일해지도록 설정되어 있으며, 종방향 강도를 크게 한 타입과 같이 종방향 배율을 4.0 배 이상으로 하는 영역에서의 폭방향 물성의 균일화에 대해서는 아무런 언급도 되어 있지 않다.

또, 일본 공개특허공보 평9-57845 호에는 횡방향으로 다수 회 미세연신하는 방법을 제안하고 있지만, 역시 종방향 배율을 4.0 배 이상의 고배율로 하는 연신조건에 대해서는 아무런 언급도 되어 있지 않다.

발명의 개시

본 발명의 목적은, 종, 횡방향의 두께 불균일이 모두 없고 횡방향의 물성을 균일하게 한 종방향 강도가 높은 이축배향 폴리에스테르 필름을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 본 발명의 상기 이축배향 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적 및 이점은 아래의 설명에서 분명해질 것이다.

본 발명에 의하면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 첫번째로

(a) 종방향의 F-5 치가 13 ㎏/㎟ 이상이고,

(c) 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율의 횡방향에서의 차가 횡방향의 1 m 당 0.02 ∼ 0.2 % 이다,

라는 것을 특징으로 하는 이축배향 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.

또, 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 두번째로

실질적으로 비정질 상태인 미연신 폴리에스테르 필름을 길이방향으로 4.0 ∼ 6.0 배의 배율로 연신하고 횡방향으로 3.0 배 이상 4.0 배 미만으로 연신하여 열고정하면서 횡방향으로 1.01 ∼ 1.20 배 연신한 다음, 이어서 냉각하면서 횡방향으로 0 ∼ 20 % 이완시킨다,

는 것을 특징으로 하는 이축배향 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.

본 발명은 이축배향 폴리에스테르 필름에 관한 것이다. 더 상세하게는 필름의 종, 횡방향의 두께 불균일이 없고 횡방향의 물성을 균일하게 한 종방향 강도가 큰 이축배향 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

본 발명에서의 이축배향 폴리에스테르 필름은 종방향 강도가 높은 종 텐실라이즈 타입이고 폭방향에서의 물성 분포가 균일한 필름이다.

상기 이축배향 폴리에스테르 필름은 종방향의 F-5 치가 13 ㎏/㎟ 이고, 바람직하게는 13 ∼ 18 ㎏/㎟, 더 바람직하게는 13.5 ∼ 16.0 ㎏/㎟ 이다. 이러한 F-5 치가 필름의 종방향 연신배율을 4.0 배 이상, 또 4.3 배 이상으로 함으로써 부여할 수 있다. 이 때, 연신방식은 1 단 종연신일 수도 있고 2 단 종연신일 수도 있다.

또, 본 발명의 이축배향 폴리에스테르 필름은 종방향의 두께 불균일과 횡방향의 두께 불균일이 모두 8 % 이하이다. 8 % 를 넘으면 필름의 균일성을 허용할 수 없어 부적당하다.

본 발명의 이축배향 폴리에스테르 필름은 바람직하게는 3 ㎛ 이상의 두께를 가지지만, 상기 두께 불균일은 필름 두께와의 관계로 아래 관계를 가지는 것이 바람직하다.

필름 두께가 3 ∼ 14 ㎛ 일 때, 하기식

-0.2 t + 3.5 ≤d ≤-0.4 t + 9.2

여기에서, t 는 필름 두께 (㎛) 이고 d 는 두께 불균일 (%) 이다.

를 만족하고, 또한

필름 두께가 14 ㎛ 를 넘으면 두께 불균일 (d) 은 0.7 ∼ 3.6 % 이다.

또, 본 발명의 이축배향 폴리에스테르 필름은 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율의 횡방향에서의 차가 횡방향 1 m 당 0.02 ∼ 0.2 % 이다.

종방향 열수축율은 어떤 위치에서도 바람직하게는 3 % 이하, 더 바람직하게는 1.5 % 이하이다.

또한, 상기 이축배향 폴리에스테르 필름은 1,000 kg/㎟ 의 하중하, 100 ℃ 에서의 종방향 신장율 (이하, TMA 신장율이라 한다) 의 횡방향에서의 차가 횡방향의 1 m 당 0.01 ∼ 0.1 % 인 것이 바람직하다.

본 발명에서 대상으로 하는 폴리에스테르는 디카르복시산 성분과 글리콜 성분으로 이루어지는 선형 폴리에스테르이다.

이 디카르복시산 성분으로는, 예를 들면 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌디카르복시산, 디페닐디카르복시산, 디페닐에테르카르복시산과 같은 방향족 디카르복시산을 들 수 있다. 이들 중, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복시산이 바람직하다. 또, 글리콜 성분으로는, 예를 들면 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등을 들 수 있다. 이들 중, 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올이 바람직하며, 특히 에틸렌글리콜이 바람직하다.

이러한 폴리에스테르 중, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트가, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트가 필름의 기계적 특성이나 열적 특성 등이 우수해지기 때문에 바람직하다.

이 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트는 디카르복시산 성분 또는 글리콜 성분 등을 예를 들면 10 몰% 이하의 비율로 공중합한 폴리에스테르일 수도 있고, 3 관능 이상의 다가 화합물을 폴리에스테르가 실질적으로 선형이 되는 범위 (예를 들면 5 몰% 이하) 에서 소량 공중합한 폴리에스테르일 수도 있다.

상기한 공중합 성분은 폴리에틸렌테레프탈레이트의 경우에는 산 성분으로 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복시산, 4,4'-디페닐디카르복시산 등을, 글리콜 성분으로 프로필렌 글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등을 바람직하게 들 수 있다.

폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트의 공중합 성분으로는, 산 성분으로 테레프탈산, 이소프탈산, 4,4'-디페닐디카르복시산 등을, 글리콜 성분으로서 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 프로필렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등을 바람직하게 들 수 있다.

폴리부틸렌테레프탈레이트의 공중합 성분으로는, 산 성분으로 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복시산, 4,4'-디페닐디카르복시산 등을, 글리콜 성분으로 에틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 프로필렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등을 바람직하게 들 수 있다.

폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트의 공중합 성분으로는 상기 성분 외에 예를 들면 헥사히드로테레프탈산, 아디핀산, 세바신산, 도데칸디카르복시산 등의 디카르복시산 성분, 1,3-프로판디올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 비스페놀 A 의 알킬렌옥시드 부가물 등의 글리콜 성분을 들 수 있다. 상기 폴리에스테르에는 단독 중합체 또는 공중합체를 이용할 수 있고, 또는 이들 폴리에스테르를 블렌드한 것도 이용할 수 있다.

상기 폴리에스테르는 융점 (Tm) 보다 15 ℃ 높은 온도에서의 융점상태에서의 체적저항치가 교류전압이 50 ㎐ 인 측정조건에서 0.5 ×10⁹Ω·㎝ 이하인 것이 바람직하다. 이러한 체적 고유저항치를 가진 폴리에스테르는 예를 들면 알칼리 금속염을 가진 화합물을 배합하거나 또는 술폰산 4 급 포르포늄염을 소량 공중합시켜서 얻을 수 있으며, 필름과 냉각 드럼의 양호한 밀착성을 얻을 수 있다.

또, 폴리에스테르 필름의 와인딩성을 향상시키고 각 용도가 필요로 하는 표면성을 주기 위해서, 평균 입경이 0.001 ∼ 5.0 ㎛ 정도인 유기 또는 무기 미립자를 폴리에스테르에 대하여 예를 들면 0.01 ∼ 2.0 중량% 의 비율로 배합함유시키는 것이 바람직하다. 이러한 미립자로는, 예를 들면 건식 실리카, 습식 실리카, 제오라이트, 탄산칼슘, 인산칼슘, 카올린, 카올리나이트, 클레이, 타르크, 산화티탄, 알루미나, 지르코니아, 수산화알루미늄, 산화칼슘, 그라파이트, 카본 블랙, 산화아연, 탄화규소, 산화은 등의 무기 미립자, 가교 아크릴 수지 입자, 가교 폴리스티렌 수지 입자, 멜라민 수지 입자, 가교 실리콘 수지 입자 등의 유기 입자를 들 수 있다.

또, 필요에 따라 윤활제, 산화 방지제, 대전 방지제, 착색제, 안료, 경향 증백제, 가소제, 자외선 흡수제, 다른 수지 등을 첨가할 수 있다.

본 발명에서의 이축배향 폴리에스테르 필름의 제조에서는, 먼저 용융 폴리에스테르를 회전 냉각 드럼 상에 압출하고 상기 회전 냉각 드럼에 밀착시켜 냉각함으로써 실질적으로 비정질인 미연신 필름으로 한다. 그 때, 압출한 용융 필름이 회전 냉각 드럼 상에 도달하는 근방에서 상기 필름의 공기측 (냉각 드럼의 반대측) 면에 비접촉적으로 정전하를 인가하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 폴리에스테르를 압출기에 공급하여 폴리머의 융점 이상 350 ℃ 까지의 온도에서 용융하고, 상기 용융 폴리머를 구금 (다이) 에서 토출시키고, 다시 토출 필름에 정전하를 인가시켜 냉각 드럼에 밀착시키면서 냉각 고화시킴으로써 미연신 필름을 제조할 수 있다. 그리고, 폴리에스테르 원료는 압출기에 공급하기 전에 건조시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 이렇게 제조된 실질적으로 비정질 상태인 미연신 필름에서 하기 방법으로 본 발명의 이축배향 폴리에스테르 필름을 유리하게 제조할 수 있다.

즉, ① 실질적으로 비정질 상태인 미연신 폴리에스테르 필름을 길이방향으로 4.0 ∼ 6.0 배의 배율로 연신하고, ② 횡방향으로 3.0 배 이상 4.0 배 미만으로 연신하여, ③ 열고정하면서 횡방향으로 1.01 ∼ 1.20 배 연신한 다음 이어서 ④ 냉각하면서 횡방향으로 0 ∼ 20 % 이완하는 방법이 있다.

상기 ① 및 ② 의 공정은 동시에 행해도 되고 순서대로 하나하나 행해도 된다. 즉, 공정 ① 및 ② 에 있어서 상기 미연신 필름을 연신가능한 온도 (예를 들면 폴리에스테르의 Tg (유리 전이 온도) -10 ℃ 이상 Tg + 80 ℃ 이하의 온도) 로 가열한 이축방향으로 연신한다. 또, 종연신은 필름 주행방향 (종방향) 으로 4.0 배 이상 6.0 배 이하, 또는 4.0 배 이상 4.8 배 이하로 설정하여 연신하는 것이 바람직하다. 횡연신은 필름 횡방향 (폭방향) 으로 3.0 ∼ 4.0 배의 배율로 설정하여 종연신 온도와 같거나 이보다 높은 온도에서 연신하는 것이 바람직하다. 면적 배율은 12 ∼ 24 배로 하는 것이 바람직하다. 이축연신 필름은 예를 들면 미연신 필름을 종방향으로 연신하고 이어서 횡방향으로 연신하는, 이른바 종-횡 순차 연신법, 종방향을 수 회로 나누어 연신하고 횡방향을 연신하는 종 다단 연신법으로 제조할 수 있다. 이 이축연신 필름은 다시 종방향 또는 횡방향의 일축방향으로, 또는 종방향 및 횡방향의 이축방향으로 재연신하여 이축 재연신 필름으로 만들 수도 있다.

이어서, 공정 ③ 에서 이축연신후의 텐터 내 열고정 존에서 횡방향으로 1 ∼ 20 % 미세연신되고 이어서 공정 ④ 에서 냉각 존에서 횡방향으로 0 ∼ 20 % 이완된다. 필름의 늘어짐과 종 열수축율, 텐실라이즈 타입으로서의 종강도 규격도 합하면 상기 미세연신은 1 ∼ 10 % 의 범위에서 행하는 것이 보다 바람직하다. 또 상기 이완은 0.1 ∼ 10 % 의 범위에서 행하는 것이 더욱 바람직하다. 공정 ③ 의 미세연신은 최종 연신 온도보다 높고, 바람직하게는 상기 온도보다 10 ℃ 이상 높으며 폴리에스테르의 융점 (Tm) 보다 낮은 온도, 바람직하게는 (Tm-30) ℃ 보다 낮은 온도에서 실시된다.

상기 미세연신 (투 아웃) 을 하면 횡방향의 열 수축율이 높아지기 때문에 상기한 것처럼 공정 ④ 에서 냉각 존에서 이완 (투 인) 하여 상기 열수축율을 조정할 필요가 있다. 그 때, 투 아웃 후의 열고정 존 후반에서 약간의 투 인을 해도 된다. 이러한 투 인에 의해 보잉이 약간 복귀되기도 하지만, 미세연신의 효과는 충분히 잔존하고 있다. 단, 투 인량이 20 % 를 초과하면 스텐터 출구에서의 필름 주름이 많아지고, 접힌 주름의 원인이 되어 바람직하지 않다. 또, 이들 조건은 두께 불균일에 악영향은 거의 미치지 않아, 종, 횡방향의 두께 불균일의 차를 8 % 이하로 할 수 있다. 이 열수축율을 작게 하기 위해서는 미세연신 대신에 열고정온도를 높게 하는 것을 생각할 수 있지만, 열고정 온도를 너무 높게 하면 스텐터 내의 열수축율이 커지고 보잉이 커지기 때문에 바람직하지 않다. 이렇게 하여 얻은 이축연신 필름은 그 표면에 예를 들면 일본 특허공고 소56-183815호나 일본 특허공고 소57-30854호 등으로 알려진 바와 같은 표면 활성화 처리 (예를 들면 플라즈마 처리, 아민 처리, 코로나 처리 등) 을 실시해도 된다.

본 발명의 이축배향 폴리에스테르 필름은 폭이 3 ∼ 10 m 인 세로로 긴 필름으로 유리하게 제조된다. 이 필름은, 필름의 에지 (길이 방향에 평행한 단) 에서 약 1 m 폭에서 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율의 횡 (폭) 방향에서의 차가 바람직하게는 횡 (폭) 방향 1 m 당 0.05 ∼ 0.2 % 를 나타낸다.

본 발명의 이축배향 폴리에스테르 필름은, 용도에 따라 다르지만 두께가 0.5 ∼ 20 ㎛ 인 것이 바람직하다. 이 폴리에스테르 필름은 컨덴서 필름 (예를 들면 두께 3 ㎛ 이하의 필름), 프린터 리본용 필름 (예를 들면 두께 5 ㎛ 정도의 필름), 감열 공판 인쇄용 필름, 자기기록매체용, 특히 QIC 용 베이스 필름 등 표면결점이 매우 적은 것이 바람직한 용도로 유용하다. 특히, 본 발명자의 지견에 의하면, 자기기록매체에서는 정가중하에서의 열신축 특성 (TMA) 이 작고, 가열하에서의 폭방향 신축특성이 균일하다는 것이 중요하지만, 본 발명의 이축배향 폴리에스테르 필름은 이들 특성을 만족시키고 자기 코팅 후 건조공정에서의 주행 완곡 등이나 제조공정에 필름이 가열되는 공정에서의 트러블을 방지할 수 있어, 자기기록매체용, 특히 QIC 용 베이스필름으로 유용하다.

이하, 실시예를 들어서 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 각 특성치는 하기의 방법으로 측정하였다.

1. F-5 치

이축배향 폴리에스테르 필름에서 상기 필름의 길이방향을 긴 변으로 하여 폭 (짧은 변) 10 ㎜, 길이 (긴 변) 100 ㎜ 의 필름 조각을 5 개 잘라내고, 이들 필름 조각을 도요세이키 제조 인장시험기를 이용하여 100 ㎜/분의 속도로 잡아당겨서 5 % 변형시의 응력을 측정하여 (n = 5), 그 평균치를 F-5 라 한다.

2. 열수축율

(1) 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율

이축배향 폴리에스테르 필름의 단부에 있는 한 점 (이하, A 점이라 한다) 에서 단부를 따라 폭 (짧은 변) 10 ㎜, 길이 (긴 변) 300 ㎜ 이상의 크기인 시험편을 이축배향 폴리에스테르 필름의 길이방향으로 잘라내고, 이 시험편의 길이방향에 300 ㎜ 간격의 목표점을 찍고 자유로운 상태에서 105 ℃ 의 열풍순환식 오븐에 넣어 30 분후 꺼낸 다음, 10 분간 방치하여 냉각한다. 이 시험편의 목표점간 거리를 n = 5 측정하여 (열처리전의 목표점 간격 - 열처리후 목표점 간격) ×100/열처리전 목표점 간격 (%) 의 평균치를 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율로 한다.

(2) 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율의 횡방향에서의 차 (열수축율 차)

상기 (1) 의 A 점에서 횡방향으로 100 ㎝ 에 있는 점을 B 점으로 하여 A 점과 B 점을 기점으로 하는 시험편의 열수축율을 각각 a, b 라고 가정했을 때,

로 나타낸다. 단, 필름 폭이 좁고 B 점이 필름 상에 존재하지 않는 경우, 필름의 다른 쪽 끝 점을 B 점이라 한다.

(3) 105 ℃ 에서의 횡방향 열수축율

이축배향 폴리에스테르 필름의 단부에서 폭방향 쪽으로 폭 (짧은 변) 10 ㎜, 길이 (긴 변) 300 ㎜ 이상의 시험편을 잘라내고 이 시험편의 긴 변 방향으로 300 ㎜ 간격의 목표점을 찍은 것 이외에는 종방향 열수축율과 동일한 방법으로 측정하였다.

3. 두께 불균일

(종방향의 두께 불균일)

이축배향 폴리에스테르 필름에서 길이방향 (종방향) 으로 2 m 의 시험편을잘라내고 안리츠 제조 전자마이크로미터로 측정하여 최대 두께와 최소 두께의 차를 평균두께로 나눈 백분율을 종방향의 두께 불균일로 한다.

(횡방향의 두께 불균일)

이축배향 폴리에스테르 필름에서 폭방향 (횡방향) 으로 60 ㎝ 의 시험편을잘라내고 종방향과 동일한 방법으로 두께 불균일을 측정하였다.

4. 늘어짐

이축배향 폴리에스테르 필름에서 폭 1 m, 길이 5 m 의 시험편을 잘라내고 상기 샘플 필름을 평면상에서 늘여 5 m 위치에 길이방향과 수직으로 표시선을 넣는다. 그 후, 상기 필름의 길이방향에 50 ㎜ 폭의 슬릿을 넣고 각각의 슬릿 필름의 길이를 측정하여, 길이의 변화율을 늘어짐이라 한다.

5. 종방향 신장율의 횡방향에서의 차 (신장율 차)

이축배향 폴리에스테르 필름의 단부에 있는 한 점 (이하, C 점이라 한다) 에서 길이방향 10 ㎜ (긴 변), 폭방향 5 ㎜ (짧은 변) 의 시험편을 필름 단부를 따라 잘라내어, 이것을 신쿠리코 (眞空理工) 제조 TM-3000 에 의해 길이방향으로 1,000 g/㎟ 의 장력을 부여하고 질소 대기하에서 10 ℃/분으로 승온하여 종방향의 신축 특성을 측정하고, 100 ℃ 의 온도하에서의 신장율을 샘플 길이 (긴 변) 로 나누어 종방향 신장율로 한다. 마찬가지로 상기 C 점에서 횡방향으로 100 ㎝ 에 있는 점을 D 점이라 가정하여 D 점에서의 종방향 신장율을 구한다. C 점과 D 점을 기점으로 하는 시험편의 종방향 신장율을 c, d 라고 가정했을 때,

을 종방향 신장율의 횡방향에서의 차로 한다. 단, 필름 폭이 짧고 D 점이 필름 상에 존재하지 않는 경우, 필름의 다른 끝에 있는 점을 D 점이라 한다.

6. 절단

실시예, 비교예에서의 이축배향 폴리에스테르 필름의 제조에서, 필름 절단의 유무를 하기 평가기준으로 평가한다.

○: 10 시간 무절단

△: 10 시간에 1 회 절단

×: 10 시간에 2 회 이상 절단

7. 오븐내 만곡

길이 30 m 의 에어 플로팅 방식 오븐으로 온도 100 ℃, 장력 10 ㎏/m 로 1,000 ㎜ 폭의 필름을 통과시켜 아래의 기준으로 판정하였다.

○: 필름 에지의 오븐 입구에 대한 출구의 폭방향 위치어긋남이 18 ㎜ 이내인 경우

×: 필름 에지의 오븐 입구에 대한 출구의 폭방향 위치어긋남이 18 ㎜ 보다 큰 경우

실시예 1

평균입경 0.6 ㎛ 의 실리카 입자를 폴리에스테르에 대하여 0.05 중량% 배합한 고유점도 0.60 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Tm = 256 ℃, Tg = 68 ℃) 의 펠릿을 이용하여 이것을 170 ℃ 에서 3 시간 건조한 후, 압출기에 공급하여 280 ℃ 에서 용융압출하고 30 ℃의 금속 롤 상에서 냉각하여 미연신 필름을 얻었다.

이어서, 이 미연신 필름을 적외선 (IR) 히터로 80 ℃ 로 가열한 후에 길이방향 (종방향) 으로 4.5 배 연신하고 (IR 연신), 곧 20 ℃ 까지 냉각하였다. 계속해서 텐터 횡방향 연신장치를 이용하여 횡방향으로 90 ℃ 에서 3.7 배 연신한 후, 220 ℃ 에서 열고정하면서 횡방향으로 5 % 의 미세연신 (열고정 존 투 아웃) 한 다음, 열고정 존 후단에서 180 ℃ 에서 2 % (열고정 존 투 인), 냉각 존에서 110 ℃ 에서 2 % (냉각 존 투 인) 한 후 감았다.

얻은 이축배향 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 F-5 치가 14.5 ㎏/㎟, 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율이 1.2 %, 횡방향 열수축율이 거의 0 % 이고, 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율의 횡방향에서의 차가 0.1 %/m, 100 ℃ 에서의 종방향 신장율의 횡방향에서의 차는 0.05 %/m 으로 모든 특성이 양호했다,

이 이축배향 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 롱 플레이 자기기록 테이프로 사용하였더니, 테이프 제조공정에서 건조 오븐 내에서의 주행 만곡이 없고 양호하였다.

실시예 2 ∼ 4

표 1 에 나타낸 조건 이외에는 실시예 1 과 동일한 조건으로 막을 제조하였더니, 양호한 결과를 얻었다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 5, 6

실시예 1 과 동일한 방법으로 미연신 필름을 얻은 후, 1 단째 연신으로서 110 ℃ 로 가열한 롤을 이용하여 2.0 배로 롤 연신하고, 다시 2 단째 연신으로서 필름 온도 100 ℃ 에서 IR 연신하여 종 다단 연신을 실시하였다. 종연신을 한 후에는 표 1 에 나타낸 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조건으로 막을 제조하였더니, 표 1 에 나타낸 바와 같이 모든 특성이 양호한 결과를 얻었다.

실시예 7

실시예 1 과 동일한 방법으로 미연신 필름을 얻은 후, 1 단째 연신으로서 110 ℃ 로 가열한 롤을 이용하여 2.5 배로 롤 연신하고, 다시 2 단째 연신으로서 필름 온도 80 ℃ 에서 1.82 배로 IR 연신하여 종 다단 연신을 실시하였다. 종연신을 한 후에는 표 1 에 나타낸 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조건으로 막을 제조하였더니, 표 1 에 나타낸 바와 같이 모든 특성이 양호한 결과를 얻었다.

비교예 1

표 2 에 나타낸 바와 같이, 종배 4.5 배, 투 아웃 0 % 이며 기타 조건을 실시예 1 과 동일하게 하였더니, 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율의 횡방향에서의 차가 0.4 %/m 으로 높고, 테이프 제조공정에서 건조 오븐 내의 주행 만곡이 일어나 양호한 결과를 얻을 수 없었다. 그 결과를 표 2 에 나타낸다.

비교예 2, 3

표 2 에 나타내는 조건 이외에는 실시예 1 의 조건과 동일하게 하여 막을 제조하였더니, 표 2 에 나타낸 바와 같이 불충분한 결과였다. 그 결과를 표 2 에 나타낸다.

비교예 4

표 2 에 나타내는 조건 이외에는 실시예 5 와 동일한 조건으로 막을 제조하였더니, 표 2 에 나타낸 바와 같이 불충분한 결과였다. 그 결과를 표 2 에 나타낸다.

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	실시예7
연신조건	종연신배율	배	4.5	4	4.5	4	2.0×2.5	2.0×2.5	2.0×1.82
	종연신방식		IR 1단	IR 1단	IR 1단	IR 1단	종 다단 연신	종 다단 연신	종 다단 연신
	열고정 존 투 아웃	%	5	5	1	20	1	20	5
	토탈 횡연신배율	배	3.7	3.7	3.7	3.7	3.7	3.7	3.7
	열고정 존 투 인	%	2	2	2	2	2	2	2
	냉각 존 투 인	%	2	2	0	15	0	15	2
물성	F-5 치	㎏/㎟	14.5	13	14.5	13.5	18	18	15
	열수축율차^*1	%/m	0.1	0.05	0.2	0.05	0.2	0.05	0.15
	신장율차^*2	%/m	0.05	0.03	0.1	0.03	0.1	0.03	0.05
	종방향 두께불균일	%	3.5	3.8	3.5	3.8	3.0	3.0	3.2
	횡방향 두께불균일	%	4.0	3.5	4.0	3.5	3.5	3.5	2.5
막제조상황	늘어짐	%	0.08	0.08	0.02	0.35	0.02	0.35	0.08
막제조상황	절단		○	○	○	○	○	○	○
특성	오븐내 만곡		○	○	○	○	○	○	○
^1: 105 ℃에서의 종방향 열수축율의 횡방향에서의 차^2: 종방향 신장율의 횡방향에서의 차

	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
연신조건	종연신배율	배	4.7	3.8	4.5	2.0×3.5
	종연신방식		IR 1단	IR 1단	IR 1단	종 다단 연신
	열고정 존 투 아웃	%	0	5	22	5
	토탈 횡연신배율	배	3.7	3.7	3.7	3.7
	열고정 존 투 인	%	2	2	2	2
	냉각 존 투 인	%	0	2	18	2
물성	F-5 치	㎏/㎟	15	12.5	14.5	20
	열수축율차^*1	%/m	0.4	0.3	0.03	0.15
	신장율차^*2	%/m	0.3	0.3	0.03	0.15
	종방향 두께불균일	%	3.5	3.8	3.5	3.5
	횡방향 두께불균일	%	4.5	3.2	4.0	10.0
막제조상황	늘어짐	%	-0.05	0.08	0.45	0.08
막제조상황	절단		○	○	○	×
특성	오븐내 만곡		×	○	○	○
^1: 105 ℃에서의 종방향 열수축율의 횡방향에서의 차^2: 종방향 신장율의 횡방향에서의 차

실시예 8

평균입경 0.6 ㎛ 의 실리카 입자를 폴리에스테르에 대하여 0.05 중량% 배합한 고유점도 0.60 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Tm = 256 ℃, Tg = 68 ℃) 의 펠릿을 이용하여 이것을 170 ℃ 에서 3 시간 건조한 후, 압출기에 공급하여 280 ℃ 에서 용융압출하고 30 ℃ 의 금속 롤 상에서 냉각하여 미연신 필름을 얻었다.

이어서, 이 미연신 필름을 온도 110 ℃, 2.5 배로 1 단째 연신하고 다시 적외선 히터로 90 ℃ 로 가열한 후에 길이방향 (종방향) 으로 1.82 배 연신하여 토탈 4.55 배 연신한 후, 곧 20 ℃ 까지 냉각하였다.

계속해서 텐터 횡방향 연신장치를 이용하여 횡방향으로 99 ℃ 에서 3.6 배 연신한 후, 220 ℃ 에서 열고정하면서 횡방향으로 7 % 의 미세연신 (열고정 존 투 아웃) 한 다음, 열고정 존 후단에서 180 ℃ 에서 2 % (열고정 존 투 인), 냉각 존에서 110 ℃ 에서 2 % (냉각 존 투 인) 한 후 감았다.

얻은 이축배향 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 F-5 치가 14.5 ㎏/㎟, 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율이 1.2 %, 횡방향 열수축율이 거의 0 % 이고, 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율의 횡방향에서의 차가 0.1 %/m, 100 ℃ 에서의 종방향 신장율의 횡방향에서의 차는 0.05 %/m 으로 모든 특성이 양호했다, 또, 횡방향 두께 불균일은 4 % 로 문제없는 치를 나타내었다.

실시예 9 ∼ 12

표 3 에 나타낸 조건 이외에는 실시예 8 과 동일한 조건으로 막을 제조하였더니, 양호한 결과를 얻었다. 그 결과를 표 3 에 나타낸다.

비교예 5

표 4 에 나타낸 바와 같이, 종배 4.9 배, 횡배 3.9 배, 투 아웃 7 % 이며 기타 조건은 실시예 8 과 동일하게 하였더니, 폭방향의 종열수축의 최대 차가 0.4 % 로 높고, 테이프 제조공정에서 건조 오븐 내의 주행 만곡이 일어나 양호한 결과를 얻을 수 없었다. 그 결과를 표 4 에 나타낸다.

비교예 6, 7

표 4 에 나타내는 조건 이외에는 실시예 8 의 조건과 동일하게 하여 막을 제조하였더니, 표 4 에 나타낸 바와 같이 불충분한 결과였다. 그 결과를 표 4 에 나타낸다.

	실시예 8	실시예 9	실시예 10	실시예 11	실시예 12
연신조건	1단째 종연신 배율	배	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5
	1단째 종연신 온도	℃	110	110	110	110	110
	2단째 종연신 배율	배	1.82	1.82	1.88	1.92	1.82
	2단째 종연신 온도	℃	90	90	90	90	90
	종 토탈 배율	배	4.55	4.55	4.7	4.8	4.55
	열고정 존 투 아웃	%	7	7	7	7	2
	토탈 횡연신 배율	배	3.6	3.8	3.8	3.9	3.6
	열고정 존 투 인	%	2	2	2	2	2
	냉각 존 투 인	%	2	2	2	2	2
물성	F-5 치	㎏/㎟	14.5	14	14.5	14.5	14.5
	열수축율차^*1	%/m	0.1	0.14	0.18	0.2	0.2
	신장율 차^*2	%/m	0.05	0.07	0.09	0.1	0.1
	종방향의 두께불균일	%	3.0	3.5	3.0	3.0	3.0
	횡방향의 두꼐불균일	%	4	3.5	4	3	4
특성	오븐 내 만곡		○	○	○	○	○
^1: 105 ℃에서의 종방향 열수축율의 횡방향에서의 차^2: 종방향 신장율의 횡방향에서의 차

	비교예 5	비교예 6	비교예 7
연신조건	1단째 종연신 배율	배	2.5	2.5	2.5
	1단째 종연신 온도	℃	110	110	110
	2단째 종연신 배율	배	1.96	1.82	1.82
	2단째 종연신 온도	℃	90	90	90
	종 토탈 배율	배	4.9	4.55	4.55
	열고정 존 투 아웃	%	7	7	0
	토탈 횡연신 배율	배	3.6	4.2	3.6
	열고정 존 투 인	%	2	2	2
	냉각 존 투 인	%	2	2	2
물성	F-5 치	㎏/㎟	17	12.5	14.5
	열수축율차^*1	%/m	0.3	0.3	0.4
	신장율 차^*2	%/m	0.25	0.25	0.35
	종방향의 두께불균일	%	2.8	4.0	3.0
	횡방향의 두꼐불균일	%	5	2.5	5
특성	오븐 내 만곡		×	×	×
^1: 105 ℃에서의 종방향 열수축율의 횡방향에서의 차^2: 종방향 신장율의 횡방향에서의 차

Claims

(a) 종방향의 F-5 치가 13 ㎏/㎟ 이상이고,

(b) 종방향의 두께 불균일 및 횡방향의 두께 불균일이 모두 8 % 이하이며,

(c) 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율의 횡방향에서의 차가 횡방향의 1 m 당 0.02 ∼ 0.2 % 이다,

라는 것을 특징으로 하는 이축배향 폴리에스테르 필름.
제 1 항에 있어서, 종방향의 F-5 치가 13 ∼ 18 ㎏/㎟ 의 범위인 것을 특징으로 하는 이축배향 폴리에스테르 필름.
제 1 항에 있어서, 종방향의 두께 불균일 및 횡방향의 두께 불균일이 모두 필름 두께가 3 ∼ 14 ㎛ 일 때, 하기식

-0.2 t + 3.5 ≤d ≤-0.4 t + 9.2

(여기에서, t 는 필름 두께 (㎛) 이고 d 는 두께 불균일 (%) 이다.)

를 만족하고, 또한

필름 두께가 14 ㎛ 을 초과했을 때 0.7 ∼ 3.6 % 인 것을 특징으로 하는 이축배향 폴리에스테르 필름.
제 1 항에 있어서, 1,000 kg/㎟ 의 하중하, 100 ℃ 에서의 종방향 신장율의 횡방향에서의 차가 횡방향의 1 m 당 0.01 ∼ 0.1 % 인 것을 특징으로 하는 이축배향 폴리에스테르 필름.
제 1 항에 있어서, 폴리에스테르가 폴리에틸렌테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 이축배향 폴리에스테르 필름.
실질적으로 비정질 상태인 미연신 폴리에스테르 필름을 길이방향으로 4.0 ∼ 6.0 배의 배율로 연신하고 횡방향으로 3.0 배 이상 4.0 배 미만으로 연신하여 열고정하면서 횡방향으로 1.01 ∼ 1.20 배 연신한 다음, 이어서 냉각하면서 횡방향으로 0 ∼ 20 % 이완시키는 것을 특징으로 하는 이축배향 폴리에스테르 필름의 제조법.
제 6 항에 있어서, 길이방향의 연신을 2 단 이상의 다단으로 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서, 길이 방향의 연신의 연신배율이 4.0 ∼ 4.8 인 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서, 폭이 약 3 ∼ 10 m 인 이축배향 폴리에스테르 필름을 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 에지에서 약 1 m 의 폭에서 105 ℃ 에서의 종방향 열수축율의 횡 (폭) 방향에서의 차가 횡 (폭) 방향 1 m 당 0.05 ∼ 0.2 % 인 것을 특징으로 하는 방법.