JPH089670B2 - ポリエステルフイルム - Google Patents

ポリエステルフイルム

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JPH089670B2
JPH089670B2 JP62054584A JP5458487A JPH089670B2 JP H089670 B2 JPH089670 B2 JP H089670B2 JP 62054584 A JP62054584 A JP 62054584A JP 5458487 A JP5458487 A JP 5458487A JP H089670 B2 JPH089670 B2 JP H089670B2
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晃一 阿部
聡 西野
秀真 岡阪
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03CPHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C1/00Photosensitive materials
    • G03C1/76Photosensitive materials characterised by the base or auxiliary layers
    • G03C1/795Photosensitive materials characterised by the base or auxiliary layers the base being of macromolecular substances
    • G03C1/7954Polyesters

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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)

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、ポリエステ
ルに不活性無機粒子を含有せしめたフィルムが知られて
いる(例えば、特開昭59−178224号公報)。
[発明が解決しようとする問題点] 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、例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れることにより、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。
本発明はかかる問題点を改善し、表面の「耐削れ性」
の優れたフィルムを提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] ポリエステルと、少なくとも一種類の不活性無機粒子
からなる組成物を主たる成分とする二軸配向フィルムで
あって、少なくとも片面のフィルムの極表層のカルボニ
ル基によるラマンバンドの半価幅が、フィルム内部の半
価幅より1cm-1以上大きい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。
本発明におけるポリエステルとは、エチレンテレフタ
レート、エチレンα,β−ビス(2−クロルフェノキ
シ)エタン−4,4′−ジカルボキシレート、エチレン2,6
−ナ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。ただし、本発明を阻害しな
い範囲内、好ましくは5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がより一層良好となるの
で特に望ましい。
本発明における不活性無機粒子の種類は特に限定され
ないが、その結晶化促進係数が−5〜20℃、好ましくは
−5〜15℃、さらに好ましくは0〜10℃の範囲である場
合に、本発明範囲のラマンバンド半価幅が極めて得られ
やすくなるので特に望ましい。更にその中でも、コロイ
ド状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、酸化チタン、α−アルミナが特に望まし
い。ここでいうコロイド状シリカとはケイ酸ナトリウム
を原料とし、アルカリ分を除去してゆく過程で生成した
粒子であるのが望ましい。
本発明における不活性無機粒子の含有量は特に限定さ
れないが、0.05〜1.0重量%、特に0.1〜0.8重量%であ
る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。
本発明における不活性無機粒子の平均粒径は特に限定
されないが、0.1〜1.0μm、特に0.15〜0.8μmである
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。
本発明における不活性無機粒子は2種類以上でもよい
し、また、同種類で平均粒径の異なる2種類以上のもの
を組合せて用いても内部析出粒子と併用してもよい。本
発明フィルムは、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、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。
本発明フィルムは上記組成物を二軸配向せしめたフィ
ルムである。未延伸フィルム、一軸配向フィルムでは耐
削れ性が不良となるので好ましくない。
また、その二軸配向の程度を表わす面配向指数は特に
限定されないが、0.935〜0.975、特に0.940〜0.970の範
囲である場合に、耐削れ性がより一層良好となるので特
に望ましい。
本発明フィルムのフィルム極表層のカルボニル基の伸
縮振動に基づくラマンバンドの半価幅は、フィルム内部
のカルボニル基の伸縮振動に基づくラマンバンドの半価
幅よりも1cm-1、好ましくは2cm-1以上大きいことが必要
である。これらの半価幅の差が上記の範囲より小さい
と、フィルムの耐削れ性が不良となるので好ましくな
い。なお、この差の上限は特に限定されないが、通常8c
m-1程度が製造上の限界である。ここで、上記の半価幅
は後述の方法で測定されるものであるが、カルボニル基
の伸縮振動に基づくラマンバンドの半価幅はポリエステ
ルの密度と反比例の関係があることは、A.J.Melvegerに
よって報告されているものである(J.Polymer Science
10,317,1972)。
また、本発明フィルムの極表層のカルボニル基のラマ
ンバンドの半価幅は特に限定されないが、15cm-1以上、
好ましくは17cm-1以上である場合に、耐削れ性がより一
層良好となるので特に望ましい。
本発明フィルムは、幅方向の表面平均粗さRaが0.005
〜0.030μm、特に0.007〜0.020μmの範囲である場合
に、耐削れ性がより一層良好となるので特に望ましい。
本発明フィルムは、290℃、200sec-1で溶融粘度が100
0〜10000ポイズ、特に2000〜7000ポイズの範囲である場
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、所定のポリエステルに不活性無機粒子を含有せ
しめる方法としては、重合前重合中、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関係式を満足させるのに有
効である。また、不活性無機粒子の含有量を調節する方
法としては、高濃度のマスターペレットを製膜時に希釈
する方法が本発明範囲のラマンバンド半価幅を得るのに
有効である。この場合、モース硬度が3以上の不活性無
機粒子を用いて、エチレングリコール分散時に、195℃
で2時間熱処理する方法、あるいは無機粒子に対し0.5
〜20重量%のリン酸アンモニウム塩を添加する方法がフ
ィルム極表層および内部のラマンバンド半価幅の関係を
本発明範囲とするのに極めて有効である。
かくして、所定量の不活性無機粒子を含有するペレッ
トを十分乾燥したのち、公知の溶融押出機に供給し、27
0〜330℃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。この場合、押出時のドラフト比(口金スリッ
ト間隙/未延伸フィルム厚さ)を5〜30、好ましくは8
〜20の範囲にすることが本発明のラマンバンド半価幅を
満足させるのに有効である。
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。
逐次二軸延伸法の場合は長手方向、幅方向の順に延伸
するのが一般的であるが、この順を逆にして延伸しても
よい。二軸延伸の条件は延伸方法、ポリマの種類などに
よって必ずしも一定ではないが、通常、長手方向、幅方
向ともに80〜160℃、好ましくは90〜150℃の範囲で、延
伸倍率はそれぞれ3.0〜5.0倍、好ましくは3.2〜4.5倍の
範囲が好適である。また、延伸速度は1×103〜7×104
%/分の範囲が好ましい。
ここで、延伸する前に未延伸フィルムを100〜170℃
で、0.1〜60秒間熱処理することは、本発明のラマンバ
ンド半価幅を満足させるのに有効である。
次にこの延伸フィルムを熱処理するが、この時の熱処
理条件としては、水蒸気などの雰囲気下で、130〜210
℃、特に130〜180℃の温度範囲での熱処理、またはマイ
クロ波による加熱処理が本発明のラマンバンド幅を満足
させるのに極めて有効である。時間は、0.5〜60秒間、
定長下での処理が好適である。
[作用] 本発明は、特殊な方法によって検出されるフィルム極
表層のラマンバンド半価幅とフィルム内部の半価幅の関
係、すなわちフィルム極表層の密度とフィルム内部の密
度の関係を特定範囲としたので、フィルム表面に外から
の剪断力が加わった時の衝撃吸収力の大きいフィルムと
できた結果、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] 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。
(1) 無機微粒子の平均粒径 フィルムからポリエステルをブラズマ灰化処理法ある
いはo−クロルフェノール溶解法で除去し、これをエタ
ノールに分散させ、遠心沈降法(堀場製作所、CAPA500
使用)で測定した体積平均径である。
(2) 無機微粒子の含有量 ポリエステル100gにo−クロルフェノール1.0を加
え120℃で3時間加熱した後、日立工機(株)製超遠心
機55P−72を用い、30,000rpmで40分間延伸分離を行な
い、得られた粒子を100℃で真空乾燥する。微粒子を走
査型差動熱量計にて測定した時、ポリマに相当する融解
ピークが認められる場合には微粒子にo−クロルフェノ
ールを加熱冷却後再び延伸分離操作を行なう。融解ピー
クが認められなくなった時、微粒子を析出粒子とする。
通常延伸分離操作は2回で足りる。
(3) フィルム極表層ラマンバンド半価幅 Jobin−Yvon社製Ramanor U−1000ラマンシステムによ
り、全反射ラマンスペクトルを測定し、カルボニル基の
伸縮振動である1730cm-1の半価幅を求めた。測定条件は
次の通りである。測定深さは、表面から500〜1000Å。
光源 アルゴンイオンレーザー(5145Å) 試料のセッティング レーザー偏向方向(S偏向)とフィルム長手方向が平
行となるようにフィルム表面を全反射プリズムに圧着さ
せ、レーザのプリズムへの入射角(フィルム厚さ方向と
の角度)は60゜とした。
検出器 PM:RCA31034/Proton Counting S ystem (Hamamatsu c1230)(SUPPLY 1600V) 測定条件 SLIT 1000μm LASER 100mW GATE TIME 1.0sec SCAN SPEED 12cm-1/min SAMPLING INTERVAL 0.2cm-1 REPEAT TIME 6 (4) フィルム内部(バルク)ラマンバンド半価幅 上記(3)と同じラマンシステムを用いた。ただし、
全反射プリズムを使用せず、またレーザーの入射角を70
゜とすることにより、正反射光は逃がし、ラマン散乱光
のみを検出した。すなわち、上記(3)の測定は光が全
反射する時にわずかにフィルム表面にしみこむことを利
用し、極表層の情報を得ているのに対し、ここでは、全
反射をさせないでフィルム内部のラマン散乱光からの情
報を得ているものである。その他の条件は、REPEAT・TI
MEが4回である以外は上記(3)と同じである。
(5) 面配向指数 ナトリウムD線(波長589nm)を光源としてアツベ屈
折率計を用いて、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。マウント液にはヨウ化メチレンを用い、25℃、65
%RHにて測定した。
(6) 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200sec-1で測定した。
(7) 表面平均粗さRa 触針式表面粗さ計を用い、JIS−B−0601にしたがっ
て測定した。ただし、カットオフは0.08mm、測定長は1m
mとした。
(8) 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)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、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。
さらに昇温を続け、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Tgの
差(Tcc−Tg)を△Tcgと定義する。
(9) 結晶化促進係数(単位は℃) 上記方法で1重量%の不活性無機粒子を含有するポリ
エステルの△Tcg(I)、およびこれと同粘度の不活性
無機粒子を含有しないポリエステルの△Tcg(II)を測
定し、△Tcg(II)と△Tcg(I)の差[△Tcg(II)−
△Tcg(I)]をもって、その不活性無機粒子の結晶化
促進係数とした。
(10) 耐削れ性 フィルムを幅1/2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(走行張力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とり、削れ量とした(単位はμ
m)。この削れ量(両面の平均値)が15μm以下の場合
は耐削れ性:良好、15μmを越える場合は耐削れ性:不
良と判定した。この削れ量:15μm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
起るか否かの臨界点である。
[実施例] 本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例1 平均粒径0.3μmの酸化チタンを濃度1重量%でエチ
レングリコールにスラリーの形で分散させた。この時、
酸化チタンに対し、1重量%のテトラエチルアンモニウ
ムリン酸塩(リン酸とテトラエチルアンモニウムハイド
ロオキサイドをモル比1:1で混合)を添加し、50μm径
のガラスビースをメディアとして分散させたのち、ガラ
スビースを過して除いてスラリーを調製した。このエ
チレングリコールとテレフタル酸ジメチルをエステル交
換反応後重縮合して、酸化チタン粒子を1重量%含有す
るポリエチレンテレフタレートを作った。この酸化チタ
ンの結晶化促進係数は2.5℃であった。
このポリエチレンテレフタレートのペレットと無機粒
子を含有しないポリエチレンテレフタレートのペレット
とを、酸化チタン含有量が0.4重量%となるように混合
した。この混合ペレットを180℃で3時間減圧乾燥(3To
rr)した。このペレットを押出機に供給し、300℃で溶
融押出し、ドラフト比を15として、静電印加キャスト法
を用いて表面温度を30℃のキャスティング・ドラムに巻
きつけて冷却固化し、厚さ約180μmの未延伸フィルム
を作った。この未延伸フィルムを130℃で1分間熱処理
したのち、90℃にて長手方向に3.4倍延伸した。
この延伸は2組のロールの周速差で行なわれ、延伸速
度10000%/分であった。この一軸フィルムをステンタ
を用いて延伸速度2000%/分で100℃で軸方向に3.6倍延
伸した。このフィルムを水蒸気中で、140℃で20秒間熱
処理して厚さ15μmの二軸配向フィルムを得た。このフ
ィルムの極表層のラマンバンド半価幅は両面とも18c
m-1、フィルム内部のラマンバンド半価幅は16cm-1と、
その差は2cm-1であり本発明の関係を満足するものであ
った。このフィルムの表面の削れ性を調べた結果、削れ
量は4μmであり、耐削れ性は良好であった。
実施例2〜4、比較例1〜3 平均粒径0.5μmの各種無機粒子を分散方法を種々変
更してエチレングリコールにスラリーの形で分散させた
(無機粒子の濃度は1重量%)。このエチレングリコー
ルとテレフタル酸ジメチルをエステル交換反応後重縮合
して、無機粒子を1重量%含有するポリエチレンテレフ
タレートを作った。これらの無機粒子の結晶化促進係数
は第1表に示したとおりであった。
これらのポリエチレンテレフタレートのペレットと無
機粒子を含有しないポリエチレンテレフタレートのペレ
ットを無機粒子含有量が0.25重量%となるように混合し
た。この混合ペレットを180℃で3時間減圧乾燥(3Tor
r)した。このペレットを押出機に供給し、300℃で溶融
押出し、ドラフト比を15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、厚さ約180μmの未延伸フィルムを作
った。この未延伸フィルムを各種処理をしたのち、90℃
にて長手方向に3.4倍延伸した。
この延伸は2組のロールの周速差で行なわれ、延伸速
度10000%/分であった。この一軸フィルムをステンタ
を用いて延伸速度2000%/分で100℃で幅方向に3.6倍延
伸した。このフィルムを各種方法にて10秒間熱処理して
厚さ15μmのフィルムを得た。
これらのフィルムの極表層のラマンバンド半価幅、フ
ィルム内部のラマンバンド半価幅、フィルムの耐削れ性
は第1表に示したとおりであり、ラマンバンド半価幅が
本発明範囲内の場合は耐削れ性が良好であったが、そう
でない場合は不良であった。不活性無機粒子の種類は同
じでも、そのフィルムのラマンバンド半価幅の関係によ
り、耐削れ性が大きく異なることがわかる。
[発明の効果] 本発明は、特殊な方法によって検出されるフィルム極
表層のラマンバンド半価幅とフィルム内部の半価幅の関
係、すなわち、フィルム極表層の密度と内部の密度の関
係をコントロールできた結果、表面の耐削れ性を向上さ
せることができ、加工工程が高速化されても、加工工程
上、製品性能上のトラブルの原因となるフィルム表面の
削れが起らないフィルムが得られたものである。
本発明フィルムの用途は特に限定されないが、フィル
ムの削れが製品性能のトラブルとなるやすい磁気記録媒
体、特にビデオテープ用ベースフィルムとして有用であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 67:02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエステルと、少なくとも一種類の不活
    性無機粒子からなる組成物を主たる成分とする二軸配向
    フィルムであって、少なくとも片面のフィルムの極表層
    (フィルム表面からの深さ1000Åまでの部分)のカルボ
    ニル基によるラマンバンドの半価幅が、フィルム内部
    (該フィルム極表層以外の部分)の半価幅より1cm-1
    上大きいことを特徴とする二軸配向ポリエステルフィル
    ム。
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