JP3134416B2 - 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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JP3134416B2
JP3134416B2 JP03294416A JP29441691A JP3134416B2 JP 3134416 B2 JP3134416 B2 JP 3134416B2 JP 03294416 A JP03294416 A JP 03294416A JP 29441691 A JP29441691 A JP 29441691A JP 3134416 B2 JP3134416 B2 JP 3134416B2
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隆一 永田
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  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

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
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエステルフイルムとしては、粒子を
含有する層を基層に積層してなるものが知られている
(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】本発明は上記目的を達成
するために、ポリエステルからなるA層の少なくとも片
面に、B層を積層してなる二軸配向フイルムであって、
該B層は粒子含有量0〜0.5重量%の熱可塑性樹脂で
構成され、該B層の樹脂の一部または全部が、結晶性パ
ラメータΔTcgが70℃以下の熱可塑性樹脂であり、
該B層の表面に球晶による突起が存在し、該B層の表面
粗さRaとRtの比、Rt/Raが15以下であり、か
つ、該B層の厚さtが0.02〜3μmであることを特
徴とするポリエステルフイルムとしたものである。
【0006】本発明のA層を構成するポリエステル(以
下、ポリエステルAと称することがある)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、プラスチック製ロール上を
走行した時の粉発生が一層少なく良好(以下粉発生とい
う)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A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。
【0007】B層を構成する熱可塑性樹脂の一部または
全部は、結晶化パラメータΔTcgが70℃以下、好ま
しくは60℃以下、さらに好ましくは55℃以下の熱可
塑性樹脂(以下、熱可塑性樹脂Bと称することがある)
であることが必要である。結晶化パラメータΔTcgが
上記の範囲より大きいとフイルム表面の耐摩耗性、粉発
生が不良となるので好ましくない。熱可塑性樹脂B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、上記熱可塑性
樹脂B以外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。
【0008】本発明のB層を構成する熱可塑性樹脂中に
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。粒子を含有する場合には、粉発生を良好とする
ために、B層の総重量に対して0.5%以下とする。
【0009】本発明フイルムのB層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。
【0010】上記ポリエステルA層の少なくとも片面に
熱可塑性樹脂Bを主成分とするB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。
【0011】本発明フイルムのB層の厚さtは0.02
〜3μm、好ましくは0.05〜2μm、さらに好まし
くは0.1〜1μmであることが必要である。B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。
【0012】また、本発明フイルムのB層の表面粗さR
aとRtの比、Rt/Raが15以下、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、粉発生が不良となるので好ましくない。
【0013】また、該B層に生成した球晶直径dに対す
るB層の厚さtの比、t/dが0.1〜3、好ましくは
0.3〜2、さらに好ましくは0.3〜0.9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。
【0014】また、B層の球晶直径dが0.03〜0.
45μmである場合に粉発生が特に良好となるので望ま
しい。
【0015】また本発明フイルムは、B層の表面突起の
平均高さが20〜800nm、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。
【0016】本発明フイルムは、B層の表面の粗大突起
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。
【0017】次に本発明フィルムの製造方法について説
明する。
【0018】まず、ポリエステルAのペレットと結晶化
パラメータΔTcgが70℃以下の熱可塑性樹脂Bを一
部または全部とするB層用樹脂のペレットを、乾燥した
のち、それぞれ別の公知の溶融押出機に供給し、2また
は3層のマニホ−ルドまたは合流ブロックを用いて、
層用樹脂をポリエステルA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
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。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。
【0019】また、キャスティングロールの冷媒の温度
を−10〜30℃の範囲に制御しておくことが、本発明
のように結晶化しやすい樹脂を薄く、均一に、かつ、工
業的な速度で積層し、発明の表面形態(Rt/Ra)を
得るのに有効であり、また、本発明の望ましい範囲の球
晶直径、積層厚さとの関係を得るのにも有効である。
【0020】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3.5〜6.5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
積層厚さとの関係を得るのにも有効である。長手方向延
伸温度は、ポリエステルA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、積層厚さとの関係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。
【0021】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薄く均一に積層した層を
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、積層厚さとの関係を
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、5.0倍〜
5.5倍の範囲が、本発明のような結晶化しやすい樹脂
を薄く均一に積層した層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
、積層厚さとの関係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。
【0022】幅方向の延伸温度は、ポリエステルA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、積層厚さとの
関係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。
【0023】次にこの延伸フイルムを熱処理する。この
場合の熱処理温度は、熱可塑性樹脂Bの融点より280
℃低い温度の範囲で、時間は0.50〜60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
積層厚さとの関係を得るのにも有効である。
【0024】
【作用】本発明では積層するB層に、特定な結晶性の熱
可塑性樹脂を用い、粒子を含有せず又は極く少量(0.
5重量%以下)含有とし、該樹脂層の表面形態を特定な
ものとし、その厚さを薄く特定範囲としたものであるの
で、粒子含有によることなく、結晶化(球晶生成)に起
因して突起が形成されていて、さらに、球晶の表面から
の距離が一定で、結晶化による均一な突起が得られてい
るものであり、この結果、本発明の効果が得られたもの
と推定される。
【0025】
【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。
【0026】(1)球晶の平均直径 延伸された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
した。
【0027】(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。
【0028】(3)結晶化パラメータΔTcg、融解熱 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、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。
【0029】(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。
【0030】(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。
【0031】(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。
【0032】(7)B層の積層厚さ ATR−IR(全反射赤外分光法)などで熱可塑性樹脂
BとポリエステルAの違いを利用して積層厚さを求めて
も良いし、また、光学、あるいは、電子顕微鏡等による
断面観察で界面を認識し積層厚さを求めることもでき
る。
【0033】(8)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。
【0034】(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200m/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。
【0035】(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。
【0036】
【実施例】本発明を実施例に基づいて説明する。
【0037】実施例1〜5、比較例1〜4 第1表に示した結晶性パラメータの異なるいつかの種類
のポリエステルのチップ(熱可塑性樹脂B)と常法によ
って作られたポリエチレンテレフタレートを(ポリエス
テルA)をそれぞれ180℃で3時間減圧乾燥(3Tor
r)し、それぞれを2台の押出機に供給し290℃で溶
融し、これらのポリマを、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、静電印加キャスト
法を用いて冷媒温度5℃のキャスティング・ドラムに巻
きつけて冷却固化し3層構造の未延伸フィルムを作っ
た。この時、それぞれの押出機の吐出量を調節し、熱可
塑性樹脂B層の厚さを調節した。この未延伸フイルムを
温度80℃にて長手方向に、第1段階で1.5倍、第2
段階で3倍、計4.5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1
00℃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の二軸配向積層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−タは第1表に
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であるが、そうでない場合は目的
を達し得ないことがわかる。
【0038】
【表1】
【0039】
【発明の効果】本発明は、結晶化特性の特定された樹脂
を薄く積層する方法で、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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−77431(JP,A) 特開 平3−209618(JP,A) 特開 平3−208620(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリエステルからなるA層の少なくとも
    片面に、B層を積層してなる二軸配向フイルムであっ
    て、該B層は粒子含有量0〜0.5重量%の熱可塑性樹
    脂で構成され、該B層の樹脂の一部または全部が、結晶
    性パラメータΔTcgが70℃以下の熱可塑性樹脂であ
    り、該B層の表面に球晶による突起が存在し、該B層の
    表面粗さRaとRtの比、Rt/Raが15以下であ
    り、かつ、該B層の厚さtが0.02〜3μm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】 B層の球晶直径dに対するB層の厚さt
    の比、t/dが0.1〜3の範囲である請求項1記載の
    ポリエステルフイルム。
  3. 【請求項3】 B層の球晶直径dが0.03〜0.45
    μmである請求項1または2記載のポリエステルフイル
    ム。
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