JPS627526A - 二軸配向ポリエステルフイルム - Google Patents

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〕 本発明は二軸配向ポリエステルフィルム、さらに詳しく
は、磁気テープ用やコンデンサ用に好適な二軸配向ポリ
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、二軸配向ポリ
エチレンテレフタレートフィルム（以下ＰＥＴフィルム
と略す）や二軸配向ポリエチレンα、β−ビス（２−ク
ロルフェノキ’／　）　ｘ　タｙ　４゜４′−ジカルボ
キシレートフィルム（たとえば、特開昭５９−３８０３
１号公報）が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来のＰＥＴフィルムはヤング率が低く、磁気
テープやコンデンサーを小型化するためにフィルムを薄
くすると、磁気テープとした時の走行性やコンデンサー
を素子巻きする時のハンドリング性が著しく悪化する欠
点があった。一方。

ポリエチレン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フィルムは。

ヤング率は高いが、磁気テープやコンデンサーを製造す
る時のスリット性が不良である欠点、とくに生産性を上
げるために高速度でスリットする場合のスリット性が不
良であるという欠点があり。

磁気テープやコンデンサー製造の生産性が劣ることが分
かった。

本発明の目的は、上記欠点を解消せしめ、ヤング率が高
く、かつ、高速スリット性にすぐれたフィルムを提供せ
んとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため９次の構成。

すなわち、下記構造単位（Ｉ）で表わされるカルボン酸
残基とエチレングリコール残基を主成分とし。

下記構造単位（ＩＩ）、（Ｎ）で表わされるカルボン酸
残基のうち少なくとも一種類を含有し、かつ、そのモル
比が下式を満足するポリエステルからなるフィルムであ
って、密度が１．４４〜１．５０　ｇ／”　ｅ幅方向の
厚さ変動が１５チ以下、摩擦係数が０．５〜４．０の範
囲であることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィル
ムとしたものである。

本発明を構成するポリエステルは９本記構造単位（Ｉ）
で表わされるカルボン酸残基とエチレングリコール残基
（−０＋ＣＨ，−）−、Ｏ−）　　を主成分とし。

ヱ 下記構造単位（ＩＩ）　、　　（Ｎ）で表わされるカル
ボン酸残基のうち少なくとも一種を含有するポリエステ
ルである。構造単位（Ｉ）　、　　（Ｉ［）　、　　（
Ｉ［）の芳香環の塩素の位置は特に限定されないが、塩
素カイ芳香環に隣接する酸素原子に対しオルト位にある
場合に。

フィルムのヤング率がより一層良好となるので望ましい
。

ここで、構造単位（Ｉ）に対する（　（ＩＩ）　＋　（
Ｎ）　）のモル比（（（Ｉ［）　＋　（Ｎ）　）　／　
（Ｉ）　）は０．００１〜０．２であることが必要であ
り、このモル比は０．００５〜０，１．特にＯ，ＯＯ８
〜０，０８であることがより好ましい、該モル比が上記
の範囲より小さいと、フィルムのスリット性が不良とな
り、逆に大きいと、フィルムのヤング率が不良となるの
で好ましくない。本発明は上記ポリエステルからなるが
、１０モル係未満、好ましくは５モルチ未満。

さらに好ましくは２モルチ未満であれば他の共重合成分
が含まれていてもよい。共重合成分としては、テレフタ
ル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ビスα
、β−（フェノキシ）エタン４．４／−ジカルボン酸な
どのジカルボン酸類、あるいは、フロピレンゲリコール
、１．４−シクロヘキサンジメタツールなどのジオキシ
化合物が一般的である。

また１本発明の基材となるポリエステルフィルム中に９
本発明の目的を阻害しない範囲内、好ましくは１０重量
％以内で、他種のポリマがブレンドされていてもよいし
、また酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、核生成剤
などの無機または有機添加剤が一般に用いられる量程度
添加されていてもよい。

本発明フィルムは上記ポリエステルを二軸配向せしめた
フィルムであるが、その配向の程度を表わす厚さ方向屈
折率を１．５００〜１．５８０　、好ましくは１．５２
０〜１．５６５の範囲とすると、フィルムのヤング率と
高速スリット性がより一層良好となるので特に好ましい
。

本発明フィルムの密度は１．４４〜１．５０　ｇ／ｅｍ
３であることが必要であり、この密度は１．４５〜１゜
４９ｇ／ロ　、特に１．４５５〜１．４８６７ｃｍ　　
であることがより好ましい、フィルムの密度が上記範囲
より小さいと高速スリット性が不良となり、逆に密度が
上記の範囲より大きいと、ヤング率、高速スリット性が
不良となるので好ましくない。

本発明フィルムの幅方向の厚さ変動は１５％以下である
ことが必要であり、この厚さ変動は１０チ以下、特に５
％以下であることがより好ましい。

厚さ変動が上記の範囲より大きいと高速スリット性が不
良となるので好ましくない。また、厚さ変動の下限は特
に限定されないが、０．５〜１％程度が製造上の限界で
ある。

本発明フィルムの摩擦係数（静摩擦係数ンは０．５〜４
．０であることが必要であり、この摩擦係数は０．７〜
３．５．特に１．０〜２．５であることがより好ましい
、摩擦係数が上記の範囲より小さくても、また、大きく
ても高速スリット性が不良となるので好ましくない。

また９本発明フィルムは溶融粘度が１０００〜１ｓｏｏ
ｏポイズ、好ましくは１！１００〜８０００ポイズ、さ
らに好ましくは１５００〜６０００ポイズの範囲にある
場合に、高速スリット性、ヤング率がより一層良好とな
るので望ましい。

次に本発明フィルムの製造方法を説明する。

本発明の構造単位（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の出発原料は、具
体的には次の化合物である。

（１）構造単位（Ｉ） ルエステル（以下化合物■という）。

（２）構造単位（ＩＩ） またはそのアルキルエステル（以下化合物■という）。

（３）　　構造単位（ＩＩＩ） ｌ チル（以下化合物■という）。

本発明の構造を有するポリエステルの重合方法としては
、化合物■のカルボン酸と、■のカルボン酸および／ま
たは■のオキシカルボン酸と、エチレングリコールとを
重縮合せしめる直接重合法。

あるいは、化合物■のカルボン酸のアルキルエステルと
、■のカルボン酸のアルキルエステルおよび／または■
のオキシカルボン酸のアルキルエステルと、エチレング
リコールとを重縮合せしめるエステル交換法を用いるこ
とができる。

（直接重合法） 上記化合物■と■および／まだは■のカルボン酸と、エ
チレングリコールをエステル化反応せしめた後、アンチ
モン、鉛、ゲルマニウム、チタンなどの触媒化合物の存
在下、高真空下２２０〜３００℃の温度で重縮合反応す
る。

（エステル交換法） 上記化合物■と■および／または■のアルキルニステル
ト、エチレングリコールとをカルシウム。

マクネシウム、亜鉛、マンガン、コバルト、スズ。

リチウムなどの触媒化合物の存在下、１３０〜２６０℃
でエステル交換反応せしめた後、アンチモン、鉛、ゲル
マニウム、チタンなどの触媒化合、物の存在下、高真空
下２２０〜！ｉ　００　”Ｑの温度で重縮合反応する。

ここで上記触媒化合物の具体例としては、テトラブチル
チタネート、モツプチルスズオキシド。

ジブチルスズオキシド、三酸化アンチモン、二酸化鉛、
二酸化ゲルマニウム、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウ
ム、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、酢酸コ／＜＃）、酢酸リ
チウムなどが挙げられ、コレラの触媒の使用量は重縮合
触媒の場合はポリマに対して０．００２〜１重量％が、
エステル交換反応触媒の場合には０．００２〜０．３重
量％が好適である。

またこの重縮合反応中に好ましくない着色を防止するた
めにリン酸、リン酸エステル（トリメチルホスフェート
など）、亜すン酸、亜リン酸エステル　　□（亜リン酸
トリメチルなど）のリン化合物を添加することができる
。

本発明フィルムの摩擦係数を得るには、上記のポリエス
テルに元素周期律表第■Ａ、第］１［Ａ、第■Ａ、第■
Ｂ族の元素の酸化物もしくは無機塩から選ばれた粒子を
含有させるのが有効である。

上記元素周期律表の元素の酸化物もしくは無機塩の具体
例としては、第］）Ａ族がＣａＣＯｓ　ｅ　Ｃａ　ｓ（
Ｐ　Ｏ４）　２　ｌ　Ｃａ　ＨＰ　０４ｍ第１［Ａ族が
Ａｌ２Ｏ，、第１ＶＡ族がＳｉＯ□、第１’％ｒＢ族が
Ｔ１０．など挙げられるが、その中で特に好ましいのは
ＳｉＯ□である。

また、これらの一種以上を混合して使用してもよい。ま
た、上記元素の酸化物もしくは無機塩の粒子の含有量は
、０．００５〜０，５重量％、好ましくは０．０１〜０
．３重量％、さらに好ましくは０．０３〜０．１５重量
％の範囲であるのが望ましい。

また用いる粒子の平均径は０．０３〜０．２５μｍ。

好ましくは０．０３〜０．２０μｍの範囲のものが望ま
しい。

また１本発明フィルムの摩擦係数を得る別の方法として
は、シリコーン系、フッ素系化合物などをフィルム表面
に塗布する方法が有効である。

次に、上記のポリエステルのペレットヲ十分減圧乾燥し
たのち、押出機に供給し、スリット状のダイから溶融押
出し、冷却して固化せしめ、未延伸フィルムを作る。こ
の場合、均一に急冷するために静電印加キャスト法が有
効である。次にこの未延伸フィルムを二軸延伸し配向せ
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が、フィルムのヤング
率の点から特に好ましいのは逐次二軸延伸法である。こ
の場合の延伸温度は特に限定されないが。

−軸Ｈの延伸をポリマのガラス転移点〜ガラス転移点＋
６５℃の範囲で、二軸口の延伸をポリマの冷結晶化温度
Ｔｃｃ（示差走査熱量計を用いて、昇高化の発）ピーク
温度）＋１０℃〜Ｔ田十４０°Ｃの範囲の温度で行うこ
とは、フィルムの密度、厚さ変動、摩擦係数を本発明範
囲とするのにきわめて有効である。一般のポリエステル
の場合はＴｃｃ以上の温度での延伸は、フィルムの厚さ
変動、ヤング率の点でき、わめて悪い影響を与えるが９
本発明に用いるポリエステルの場合に限っては、　Ｔｃ
ｃ以上での延伸が極めて効果的である。

また、延伸速度は特に限定されないが１×１０３〜７ｘ
１０％／分の範囲が好適である。また、延伸倍率を下式
（２）および（３）を満足させるように設定することが
９本発明フィルムを製造するのに好適である。

２５．０≦α＋β≦６０．０　　　　　　　（２）３．
６≦α≦６．０　　　　　　　　　　　　（３）ここで
、α、βはそれぞれ長手方向１幅方向の延伸倍率である
。

また、いったん二軸延伸したフィルムを少なくとも一方
向にさらに延伸する方法はフィルムのヤング率をより一
層向上させるのに有効である。ただし、この場合も長手
方向１幅方向の総合延伸倍率が上記（２）および（３）
式を満足することが望ましい。

次にこの延伸フィルムを熱処理するが、この場合の熱処
理条件としては、１６０〜２２０℃９次ぃで５０〜１６
０°Ｃで２段階に分けて熱処理すると１本発明の摩擦係
数が得やすく、また、磁気テープとした時のスキュー特
性、ヤング率が向上するので望ましい。

また、２段階目での熱処理時に、長手方向に０゜３〜５
．０係弛緩させつつ熱処理すると、磁気テープとした時
のスキュー特性がさらに良好となるので、特例望ましい
。

本発明フィルムは上記を特徴とするが、公知のコロナ放
電処理を施して用いてもよいし、また。

接着性、滑性、平滑性などを付与する目的で他種のポリ
マを積層したり、他種組成物で被覆した形で用いてもよ
い。

〔作用〕

本発明のフィルムは、上述したように、特定成分を含有
するポリエステルを二軸配向、熱処理せしめ、密度、厚
さ変動、摩擦係数を特定値としたので１分子が強（緊張
し、しかも特定の少量成分の効果で強靭なフィルムとな
るため下記の効果が得られたものと推定される。

〔発明の効果〕

本発明フィルムは上記作用により、ヤング率が高く、か
つ、高速でのスリット性にすぐれたフィルムとなるので
、生産性を損うこトナ＜フィルムを薄くすることができ
、磁気テープやコンデンサーの小型化を可能とするもの
である。

〔測定および評価方法〕

（１）密度 四塩化炭素とｎ−へブタンからなる密度勾配管を用いて
、２５℃にて測定した。

（２）屈折率 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２５°Ｑ＠６５％ＲＨにて測定した
。なお、マウント液にはイオウ−ヨウ化メチレン溶液を
用いた。

（３）　　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２００７秒での溶融粘度を測定した。

（４）　　ヤング率 ＡＳＴＭ−Ｄ−８８２にしたがって、インストロンタイ
プの引張試験機を用いて測定した。引張速度：５００ｍ
ｍ／分、試料長：５０ｍｍ、試料幅：１０１ｍ１で２５
　’Ｏ−６５％　Ｒ）ｆで測定した。長手方向１幅方向
のヤング率の和が１３０’　Ｏｋｇ／ｍｍ以上の場合は
ヤング率：良好、　１　！ｌ　ＯＯｋｇ／ｗｎ未満の場
合は不良と判定した。

（５）高速スリット性 試料フィルムに金属を厚さ１．５０　ＯＡとなるように
蒸着法にて形成せしめた。この蒸着原反をシエヤ一式ス
リッターを用いて１／２インチ幅にマイクロスリットを
行なった（スリット速度＝５００ｍ／分）。このスリッ
ト作業中（のべ長さ：１０００００ｍ　）に原反の破れ
（裂け）などのトラブルによって生じた屑の重量が、ス
リット前の原反の重量の１チ未満である場合はスリット
性：良好。

屑の重量が１％以上である場合はスリット性：不良と判
定した。

（６）ガラス転移点、融解エンタルピー変化パーキンエ
ルマー社製のＤＳＣ（示差走査熱量計）■型を用いて測
定した。ＤＳＣの測定条件は次のとおりである。すなわ
ち、試料フィルム１０ｍｇ　をＤＳＣ装置にセットしく
融点＋３０°０）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ｆ、１０℃／分で昇温し、ガラス転移温度
を検知する。さらに昇温を続け、ガラス状態からの結晶
化の発熱ピーク温度を冷結晶化温度とした。

（力　摩擦係数（静摩擦係数） 東洋テスター製スリップテスターを用い、ＡＳＴＭ−Ｄ
−１８９４にしたがって測定した。

（８）　　フィルムの厚さ変動 フィルムの厚さを幅方向に連続して測定する（フィルム
のロール全幅）。この厚さの最大と最小値の差を平均厚
さで除し、これに１００を乗じて一表示した値を厚さ変
動とする。

（９１粒子平均径 無機粒子をエチレングリコールスラリーとして遠心沈降
式粒度分布測定装置（呂律製作所５Ａ−ｃｐ２型）を用
いて測定した。

（１０）　　記録の歪（スキュー特性）フィルムに磁性
層を形成して磁気テープとし。

これに垂直線画像を録画する。このテープを８０℃・６
０％ＲＨの雰囲気（夏期昼間の自動車内部の温度を想定
）に４時間放置したのち、机下電器Ｎ　Ｙ−８３００ノ
Ｖ　Ｔ　Ｒ−？？再生Ｌ＊　モニター画面上部に現れる
像の歪を測り９時間量に換算した。

スキューが１０μ秒以下の場合はスキュー良好。

１０μ秒を越える場合はスキュー不良と判定した。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を述べるが、本発明はこれらの実
施例によって限定されるものではない、　　　゛なお実
施例中の化合物■〜■は次の構造を示し、　　・部とは
重量部である。

化合物■ し！ 化合物■ にｊ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Ｃ／ｊＬ　　ぢで化合物■ ｌ 実施例１〜３．比較例１〜４ 化合物■のジメチルエステル９ａ５部、化合物■のジメ
チルエステル１．５部、エチレングリコール３１部を精
留塔および攪拌装置を備えた反応器に仕込ん、だ後、酢
酸マグネシウム０．０５部を添加した１次いで攪拌を行
ないながら、１９０℃〜２５０°０まで４時間かけて徐
々に昇温した。留出するメタノールを反応系外に抜き出
しながらエステル交換反応を完結させた。反応率は９９
．５　％であった。引き続きトリメチルホスフェ−）　
０．０１　部。

二酸化アンチモン０．０２部を添加後１重縮合反応器に
移し、減圧下で重縮合反応を完結させた。最る（ＩＩ）
のモル比（＠／（Ｉ））はｏ、ｏｉｏであった。

（実施例１）。

次に化合物■のジメチルエステルと、化合物■のジメチ
ルエステルの添加量比を調節し９モル比の異なるポリエ
ステルを重合した（実施例２〜３゜比較例１〜２）。ま
た、化合物■のジメチルエステルとテレフタル酸ジメチ
ル、エチレンα（フェノキシ）−β（２−クロルフェノ
キシ）エタン４゜４−ジカルボン酸ジメチルを添加した
ポリエステルを得た（比較例３〜４）。

なお、上記いずれも重合の際、シリカ（平均粒径０．１
部ｍ）をエチレングリコールスラリーとして、ポリマに
対し０．０５重量％添加した。

上記のポリエステルのベレット（溶融粘度＝６゜℃でシ
ート状に溶融押出し、静電印加キャスト法にて表面温度
２０℃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９５μｍの未延伸フィルムを作った。この未
延伸フィルムを延伸温度１１５℃で長手方向に３，８倍
延伸した。

この延伸は２組のロールの周速差によって行なわれ、延
伸速度は１００００＝Ｊ／分であった。この−軸延伸フ
ィルムをステンタを用いて、延伸温度１５０℃（冷結晶
化温度＋１５℃）、延伸速度２０００チ／分で幅方向に
４．２倍延伸し、直ちに、長手方向２幅方向とも定長下
で２１０　’Ｏで１０秒間熱処理し、厚さ６μｍのフィ
ルムを得た。

こうして得られたフィルムのうち、ポリマ組成が本発明
範囲内であるものは、ヤング率が良好であり、しかも、
アルミニウムを蒸着した蒸着原反をスリットした時に生
じた屑はきわめて少なく。

高速スリット性は良好であった（第１表・実施例１〜３
）。

しかし９本発明の範囲外の組成のポリエステルからなる
フィルムは、密度、厚さ変動、摩擦係数を如何に工夫し
ても、ヤング率と高速スリット性を両立したフィルムは
得られなかった（第１表・比較例１〜４）。

実施例４〜６．比較例５〜９ 化合物■のジメチルエステル、化合物■のジメチルエス
テル、化合物■のメチルエステルの添加量を変えた他は
実施例１と同様な方法でポリエステルを得た。

これらのポリエステルのベレットを用いて実施例１と同
様にフィルム化した。ポリマ組成が本発明範囲であって
も、フィルムの密度、厚さ変動。

摩擦係数が本発明外である場合は、高速スリット性とヤ
ング率を兼備したフィルムは得られなかった（第２表Ｏ
比較例５〜９）。

なお、実施例４〜６．比較例５〜９のスリット性判定に
は、Ｃｏ／Ｎｉ合金（重量比７５／２５）を蒸着したも
のを用いた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記構造単位（ I ）で表わされるカルボン酸残基とエ
   チレングリコール残基を主成分とし、下記構造単位（I
   I）、（III）で表わされるカルボン酸残基のうち少なく
   とも一種類を含有し、かつ、そのモル比が下式を満足す
   るポリエステルからなるフィルムであつて、密度が１．
   ４４〜１．５０ｇ／ｃｍ＾３、幅方向の厚さ変動が１５
   ％以下、摩擦係数が０．５〜４．０の範囲であることを
   特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（II） ▲数式、化学式、表等があります▼（III） ０．００１≦［（II）＋（III）］／（ I ）≦０．２