JP3077835B2 - 二軸配向ポリエステルフイルム - Google Patents

二軸配向ポリエステルフイルム

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JP3077835B2
JP3077835B2 JP34944491A JP34944491A JP3077835B2 JP 3077835 B2 JP3077835 B2 JP 3077835B2 JP 34944491 A JP34944491 A JP 34944491A JP 34944491 A JP34944491 A JP 34944491A JP 3077835 B2 JP3077835 B2 JP 3077835B2
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  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、巻姿の良好な二軸配向
熱可塑性樹脂フイルムに関するものであり、特に磁気記
録媒体(磁気テープ、フロッピーディスク、ビデオディ
スクなど)の基材として用いる場合に、良好な巻姿性を
示す二軸配向ポリエステルフイルムに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】巻姿の良好な二軸配向ポリエステルフイ
ルムとして、添加する微粒子の粒径およびフイルムの突
起高さが限定されたものが知られている(たとえば特開
平1−48836号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のフイルム
は、縦、横に二軸延伸され、熱処理された後、中間スプ
ールに巻かれ、スリッター工程で製品幅にスリットされ
るが、中間スプールに巻き込まれている期間に製膜工程
で受けた歪みが原因で経時による収縮変化に起因する巻
締まりが生じ、巻姿上の欠点が生じる。スリット工程の
条件(面圧、張力など)の調整である程度緩和可能であ
るが、これら巻姿上の欠点を完全に解消することは困難
である。特に、中間スプール保存期間が半日以上になる
と巻姿性の悪化が急増する欠点がある。また、製膜速度
にスリット速度を追従させるためには、スリット速度の
上昇が必要であるが、それによりスリット後の製品の巻
姿性の不良率が増加する傾向にある。
【0004】さらに、良好な巻姿にスリットされた製品
でも、製膜工程で受けた歪みが大き過ぎると、経時によ
ってスリット後巻取製品ロールに収縮変化による巻締り
が生じ、それによってフイルムの平面性不良を生じる。
これは、後の加工工程で磁性層の塗布ムラやシワなどの
品質欠点になる。特に近年、磁気テープの高密度記録化
(長時間記録化)、高性能化、小型化等の要求が強ま
り、ベースフイルムには、より薄く、強く、より平滑で
あること等のよりすぐれた特性が求められている。特に
ベースフイルムを薄く、強くすることで、製膜工程で受
ける変形歪量は大きくなっており、経時収縮変化に起因
する巻締まりの影響が大きくなっている。このことから
も、巻姿性改良は強く要望されている。
【0005】本発明は、中間スプールでの巻締まりを低
減させ、後の工程で平面性、シワなどの欠点のでにく
い、巻姿性に優れた二軸配向ポリエステルフイルムを提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
二軸配向ポリエステルフイルムは、二軸延伸されたポリ
エステルフイルムにおいて、フイルムの厚みd(μ
m)、フイルムの長手方向の応力緩和率Srおよび70
℃における熱収縮率σ(%)が次式(1)、(2)およ
び(3) 13.3d(Sr−0.725)≧85.5σ (1) 5≦d≦15 (2) σ>0 (3) を満足し、かつ、フイルムの一面と他面との摩擦係数μ
sが0.2以上、1.0以下であるものからなる。
【0007】本発明フイルムにあっては、まず、ポリエ
ステルフイルム、たとえばポリエチレンテレフタレート
(以後PETと略称する)フイルムの厚みd(μm)と
フイルム長手方向の応力緩和率Srおよび70℃におけ
るフイルム長手方向の熱収縮率σ(%)が、上記(1)
式、つまり13.3d(Sr−0.725)≧85.5
σを満足しなければならない。該不等式を満足しなけれ
ば、中間スプール、製品での保存期間中に経時による収
縮で巻締まりを生じ、平面性、シワなどの巻姿欠点を発
生し易くなり、好ましくない。ここで、dとσは、上記
(2)、(3)式の範囲である。
【0008】次に、摩擦係数μsは0.2以上、1.0
以下、好ましくは0.3以上、0.8以下である。この
範囲を外れると、フイルム同士の滑りが良すぎあるいは
悪すぎて、スリット工程での面圧、張力をかなり上昇さ
せないと良好な巻姿のものが得られず、実用的に好まし
くない。
【0009】なお、本発明PETフイルムのPETに
は、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ポ
リエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタ
ノール等のジオール成分、アジピン酸、セバシン酸、イ
ソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ナトリ
ウムスルホイソフタル酸等のジカルボン酸成分、P−オ
キシエトキシ安息香酸等の共重合成分が0.2〜5.0
重量%含有されていてもよい。また、PETの極限粘度
(25℃のオルソ−クロロフエノール中で測定)が0.
55〜0.70、好ましくは0.57〜0.66dl/
gの範囲内のものが望ましい。
【0010】本発明フイルムの製造方法は特に限定され
るものではなく、いかなる方法を用いてもよいが、好ま
しい製造法の一例を以下に述べる。
【0011】まず、本発明フイルムを製造するのに好適
なPET原料は、重縮合反応時に、系に不溶な微粒子を
添加し、さらに重縮合反応時に、アルカリ金属またはア
ルカリ土類金属の一種以上を構成成分の一部とする粒子
(いわゆる析出粒子)を析出させることによって製造さ
れる。さらに具体的に述べれば、テレフタル酸もしくは
そのエステル形成性誘導体とエチレングリコールとのエ
ルテル交換もしくはエステル化反応を行い、引続き重縮
合反応を行なってポリエステルを製造するに際し、重縮
合反応開始前の任意の時点で、系に不溶な微粒子状物質
(比表面積5m2 /g以上のものが好ましい)を添加
し、さらに重縮合反応時にアルカリ金属またはアルカリ
土類金属の一種以上を構成成分の一部とする粒子を析出
させる製造方法である。このPET原料中にジエチレン
グリコールを含有せしめる方法は、上記のエチレングリ
コール中に所望量のジエチレングリコールを添加するこ
とによって達成できる。また、そのフイルム中に延伸し
た際に、フイルム表面突起の原因となる微細粒子、触媒
残査あるいは着色防止剤等がポリエステルのモノマーあ
るいはオリゴマーと反応して生成したいわゆる内在粒子
あるいは外部から加えられた不活性粒子等が含まれてい
てもよい。
【0012】このようにして作られたPET原料を、常
法に従い十分に真空乾燥し、押出機に供給して溶融押出
し、溶融ポリマを濾過し、口金でシート状に吐出し、冷
却ドラムに巻きつけて冷却固化することにより、未延伸
シートを作る。また、複合押出機を用いて、フイルム表
面突起の原因になる微細粒子を0.3〜10重量%含有
したPET原料をベースの片面あるいは両面に1〜20
%の厚みで複合した未延伸シートを用いてもよい。未延
伸シートを温度90〜125℃で長手方向に1.2〜
3.5倍延伸し、次に、温度75〜95℃で1.0〜
5.0倍長手方向に延伸する。その後、温度85℃〜1
00℃で巾方向に3.0〜4.5倍延伸する。熱処理前
にさらに長手方向、巾方向に再延伸した強力化タイプで
もよく、トータル延伸面倍率(長手方向延伸倍率×巾方
向延伸倍率)が14〜30倍、好ましくは16〜25倍
が応力緩和率が小さく、製膜工程での歪みおよび中間ス
プール、製品ロールでの巻締まりを受け難いフイルムを
得るのに好ましい。
【0013】次に、このフイルムを熱処理ゾーンに導き
熱処理する。熱処理温度が高すぎると、フイルム内部の
結晶化度は高まるが、非晶部の分子鎖が緩むため、フイ
ルムの耐クリープ性が不良となる。一方、熱処理温度が
低すぎると、結晶化度が小さくなるため、非晶鎖が流動
変形を受けやすくなり、耐クリープ性が劣る。本発明の
場合、フイルムの機械的タフネスの点でポリエチレンテ
レフタレート(100)面方向の結晶サイズは35〜6
0Åが好ましく、熱処理温度は140〜220℃、好ま
しくは180〜210℃で2〜10秒間熱処理するのが
好ましい。この熱処理ゾーンの中で、1〜8%巾方向に
弛緩させてもよいが、長手方向は緊張状態にあるのが好
ましい。この熱処理したフイルムを熱処理温度から室温
まで冷却するのであるが、この冷却条件がフイルムの特
性、特に、中間スプールでの経時による収縮変化率に大
きい影響を与える。熱処理温度から、120℃までは緊
張状態で冷却してよいが、120〜70℃までの冷却は
テンター側のフイルム把持ロールの移送速度より、並列
した把持ロールの移送速度を順次小さくして、長手方向
に〜4.0%の多段の弛緩処理を行なう。また、弛緩時
間としては1秒以上が好ましい。バランスおよび巾方向
テンシライズタイプフイルムは1段の弛緩処理で巻締ま
りの影響がでない程度の熱収縮率のフイルムが得られる
が、弛緩率を1段で大きく取る必要があり、フイルムの
平面性不良を生じ易く、この点で、多段弛緩処理が好ま
しい。さらに、長手方向テンシライズタイプおよび延伸
面倍率を大きくした強力化タイプのフイルムは、製膜工
程で受けた変形歪量が大きく、1段弛緩処理では平面性
不良が大きく、多段弛緩処理でないと平面性と巻締まり
の影響がでない程度の熱収縮率との両方を満足したフイ
ルムが得られない。
【0014】このようにして得た二軸配向PETフイル
ムは、平面性が良好で、中間スプール保存中の経時収縮
変化率が小さく、巻締まりによる、平面性、スジなどの
巻姿の悪化を防止することができる。
【0015】〔特性の測定方法〕本発明の特性値は次の
測定法による。 (1)熱収縮率σ 製膜(中間スプール巻取終了)後24時間以上経過した
フイルムから、大きさが300mm×10mmで、か
つ、その長手方向とフイルムの長手方向とが合致するよ
うに採取した被測定サンプルを、23℃・60%RHの
雰囲気に30分間放置し、その雰囲気下で、フイルムの
長手方向に約200mmの間隔で2つの印を付け、リニ
ヤスケール測長機を用いて、その印の間隔を測定し、そ
の測定値をAとする。次に、被測定サンプルは、張力フ
リーの状態で70℃の雰囲気中に48時間放置し、次い
で、23℃・60%RHの雰囲気中で1時間冷却、調湿
後、先に付けた印の間隔を測定し、測定値をBとする。
上記測定値から熱収縮率は下式により求める。 σ=100(A−B)/A
【0016】(2)応力緩和率Sr 幅10mmにスリットした長尺試料(試料長手方向はフ
イルム長手方向に一致)をテンシロン引張試験機に試長
100mmで固定し、10kg/mm2 に相当する応力
(FO )を負荷した状態で、定長固定して応力の緩和を
測定し、1分後の応力を測定し、測定値をFとする。上
記測定値から応力緩和率は下式より求める。 Sr=F/FO
【0017】(3)摩擦係数μs ASTM−D1894−63に準じて製作した、東レ
(株)製スリップテスターを用いて、荷重200g、接
触面積63.5×63.5mm、移動速度150mm/
分の条件で、フイルムのドラム面(D)と非ドラム面
(ND)との摩擦係数μsを測定した。
【0018】(4)結晶サイズ X線回折装置を用いて、フイルムの幅方向にX線の入射
角を変えながら反射法で回折ピークを観測したとき、約
13℃の回折ピークから、同ピークの回折結晶(10
0)面方向の結晶サイズD(Å)を下記式に従って算出
した。 D=λ/(B−b)cosθ ただし、B:回折ピークの半価巾、b=0.12、λ:
CuのKα線波長(1.5418Å)、θ:ピークの回
折角。
【0019】(5)巻姿性 フイルムを500mm幅にスリットし、長さ5000m
のフイルムロールとした。このフイルムロールの端面ず
れ、フイルム縦じわ、押し跡、平面性を目視観察した。
全く端面ずれ、縦じわ、押し跡、平面性の欠点がない場
合を巻姿性:5、端面ずれ0.1mm未満でかつ縦じ
わ、押し跡、平面性の欠点がない場合を巻姿性:4、端
面ずれ0.2mm未満でかつ縦じわ、押し跡、平面性の
欠点がわずかにみられる場合を巻姿性:3、端面ずれ
0.2mm以上でかつ縦じわ、押し跡、平面性の欠点が
わずかにみられる場合を巻姿性:2、それ以外を巻姿
性:1と判定した。
【0020】
【実施例】
実施例1、比較例1 平均粒径の異なる架橋ポリスチレン粒子、コロイダルシ
リカに起因する球状シリカ粒子等を含有するエチレング
リコールスラリーを調製し、このエチレングリコールス
ラリーを190℃で1.5時間熱処理した後、重縮合
し、常法によって該粒子を1重量%含有するPETのマ
スターペレットを得た。このマスターペレットと実質的
に粒子を含有しないPETのペレットを、粒子含有量が
0.2重量%となるように混合し、180℃、8時間真
空乾燥した後、押出機に供給して、280℃で溶融押出
し、ギヤポンプ、フイルターを経由してT型口金からシ
ート状に吐出せしめ、この溶融シートを冷却ドラムに巻
付けて、冷却固化せしめて未延伸シートを作った。この
未延伸シートを105℃で1.6倍、引続き、80℃で
3.1倍長手方向に延伸し、次に、ステンターに導き、
90℃で幅方向に3.95倍延伸した。次いで、このフ
イルムを冷却することなく、そのまま熱処理ゾーンへ導
き、200℃で3秒間緊張熱処理し、続いて同温度で長
手方向に2%、幅方向に3%(各々原長に対して)の弛
緩を行い、そのまま110℃の中間冷却室へ導き、ここ
で中間冷却をした後、この出口から並列した把持ロール
間で、順次弛緩率を小さくしながら、長手方向にトータ
ル2.0%の多段弛緩処理を行い、そのまま室温まで冷
却させて、中間スプールに巻取り、厚さ10μmの二軸
配向PETフイルムを得た(実施例1)。
【0021】実施例1と同じ方法で延伸、熱処理したP
ETフイルムを110℃で中間冷却した後、フイルムを
弛緩することなく、室温まで冷却して、中間スプールに
巻取り、厚さ10μmの二軸配向PETフイルムを得た
(比較例1)。
【0022】これらのフイルムを中間スプールにて約1
0時間放置後、巻取り張力6.5kg/m、面圧40k
g/mの条件で500mm幅にスリットし、長さ500
0mのフイルムロールとした。
【0023】実施例2〜5、比較例2〜4 実施例1の諸条件の中で、重合時、添加する粒子の種
類、平均粒径、添加量および延伸温度、延伸倍率、熱処
理温度、熱処理時および中間冷却室出口から並列した把
持ロール間での多段弛緩率を種々変更することにより、
特性の異なるサンプルを作った。このフイルムを実施例
1の条件でスリットし、フイルムロールを得た。これら
のフイルムの製造条件、評価結果をまとめて表1、表2
に示した。表1、表2からフイルムの厚み、応力緩和
率、熱収縮率、摩擦係数が本発明範囲内の場合は巻姿性
が良好なフイルムが得られるが、そうでない場合は巻姿
性の良好なフイルムが得られないことがわかる。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】本発明は、上記したように、フイルムの
厚みd、フイルム長手方向の応力緩和率Sr、70℃に
おける熱収縮率σが特定の関係を満たし、フイルム表裏
面間の摩擦係数μsを特定値としたので次の如きすぐれ
た効果を奏する。 (1)フイルム製造工程において、中間スプールでのフ
イルムの経時収縮による平面性の悪化、シワの発生等を
防止でき、後のスリット工程において特殊な条件を採る
ことなく、良好な巻姿のフイルムを提供できる。 (2)各種加工工程(磁気媒体塗布、乾燥、カレンダ
ー、真空蒸着、スパッタリング等)において、平面性の
悪化、シワの発生等がなく、良好な加工製品を提供でき
る。特に、薄い(10μm以下)ベースフイルムを磁気
テープとした時においても、電磁変換特性にすぐれたも
のを提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08L 67:02 (56)参考文献 特開 昭62−164733(JP,A) 特開 昭61−68727(JP,A) 特開 平5−5039(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 55/00 - 55/30 C08J 5/18 G11B 5/62 - 5/858

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二軸延伸されたポリエステルフイルムに
    おいて、フイルムの厚みd(μm)、フイルムの長手方
    向の応力緩和率Srおよび70℃における熱収縮率σ
    (%)が次式(1)、(2)および(3) 13.3d(Sr−0.725)≧85.5σ (1) 5≦d≦15 (2) σ>0 (3) を満足し、かつ、フイルムの一面と他面との摩擦係数μ
    sが0.2以上、1.0以下であることを特徴とする二
    軸配向ポリエステルフイルム。
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