JPH03215B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野 本発明は２軸配向したポリ１，４−シクロヘキ
シレンジメチレンテレフタレートフイルムに関す
る。更に詳細には、縦横強度比が均等な汎用性の
ある２軸配向ポリ−１，４−シクロヘキシレンジ
メチレンテレフタレートからなる、湿度膨脹率が
低く、温湿度膨脹率の平面内方向差の小さいフイ
ルムに関する。 従来技術 従来、２軸配向した汎用の低湿度膨脹率フイル
ムにポリエチレンテレフタレートの２軸配向フイ
ルムが知られている。このフイルムは各特性がよ
く調和しており、すぐれた工業材料として広く用
いられている。しかし、特に湿度による寸法変化
をきらう用途、例えばフレキシブル磁気デイスク
等の用途にはなお不十分である。 発明の目的 本発明はポリエチレンテレフタレート２軸配向
フイルムの長所と同等の特性を有しながら長期熱
劣化性、湿度膨脹率等の改良されたフイルムを提
供すること、さらには温湿度膨脹率の平面内方向
差が小さいフレキシブル磁気デイスク用ベースと
して好適なフイルムを提供するこを目的とする。 発明の構成 本発明者は各種のポリマー物性を鋭意研究した
結果、本発明に到達した。 すなわち、本発明はフイルムの縦方向及び横方
向を含む面内屈折率1.585〜1.650、密度1.220〜
1.250、温度膨脹率20〜40（×10^-6／℃）、湿度膨
脹率３〜８（×10^-6／％RH）温度膨脹率の平面
内方向差が６×10^-6／℃以内、湿度膨脹率の平面
内方向差が４×10^-6／％RH以内となるように２
軸配向した、グリコール成分の90モル％以上が
１，４−シクロヘキサンジメタノール、酸成分の
80モル％以上がテレフタル酸であるポリ−１，４
−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレートフ
イルムである。 本発明における１，４−シクロヘキサンジメタ
ノールは、例えばジメチルテレフタレートまたは
テレフタル酸の接触還元によつて製造され得る
が、いずれの方法で製造されたものでも支障な
い。１，４−シクロヘキシサンジメタノールのシ
ス体とトランス体との比は特に制限するものでは
ないが、シス体／トランス体＝４／６〜０／10の
範囲が好ましい。 本発明におけるポリ−１，４−シクロヘキシレ
ンジメチレンテレフタレートは従来から蓄積され
たポリエステルの製造方法によつて製造すること
ができる。例えばテレフタル酸と１，４−シクロ
ヘキサンジメタノールの直接エステル化法によつ
て或はジメチルテレフタレートと１，４−シクロ
ヘキサンジメタノールのエステル交換法によつて
製造することができる。このようにして製造され
るポリ−１，４−シクロヘキシレンジメチルテレ
フタレートは小割合で第三成分を共重合させても
良い。また、かかるポリ−１，４−シクロヘキシ
レンジメチレンテレフタレート中には、例えばリ
ン酸、亜リリン酸、及びそれらのエステル等の安
定剤、二酸化チタン、微粒子状シリカ、カオリ
ン、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等の艶消
剤、滑剤等が含まれていてもよい。 本発明においてポリ−１，４−シクロヘキシレ
ンジメチレンテレフタレート２軸配向フイルム
は、フイルム面の各方向の屈折率が1.585〜1.650
好ましくは1.590〜1.630、密度1.220〜1.250g／cm
好ましくは1.224〜1.240g／cm、温度膨脹率20〜
40（×10^-6／℃）好ましくは20〜25（×10^-6／℃）、
湿度膨脹率３〜８（×10^-6／％RH）好ましくは
30〜７（×10^-6／％RH）、温度膨脹率の平面内方
向差が６×10^-6／℃好ましくは４×10^-6／℃以
内、湿度膨脹率の平面内方向差が４×10^-6／％
RH好ましは３×10^-6／％RH以内であることが
必要である。 上記フイルム面内屈折率が1.585未満では分子
鎖の配向が不十分であり、フイルムの強度、特に
ヤング率がエンジニアリング用途として不足す
る。一方、面内屈折率が1.65より大きくなると、
これと90゜の方向の屈折率が1.58以下となり、分
子鎖の配向の偏りが大きくなる。本発明はフレキ
シブルデイスク用液晶表示板用フイルムとして有
用な配向バランスの良好なフイルムの提供が目的
であり、上記のような分子鎖の配向の偏りは好ま
しくない。さらに好ましくは1.590〜1.630の範囲
であり、これによつて配向バランスが更に良好と
なる。また、密度は1.220〜1.250g／cmであり、
1.220より低い場合結晶化が不足となり、所望の
湿度膨脹率を得ることができない。好適には密度
は高い程よいが、1.250を越えることは困難であ
る。温度膨脹率は20〜40（×10^-6／℃）、更に好適
には20〜25（×10^-6／℃）である。温度膨脹率は、
一般には、小さい程よいが、フレキシブル磁気デ
イスクのベース用としては、デイスク駆動装置の
温度膨脹率と近い方が、磁気デイスクとヘツドの
オフトラツクが小さくなり好ましい。デイスク駆
動装置の温度膨脹率は20×10^-6／℃前後に設定し
やすいので、好適には20×10^-6／℃に近い値を選
ぶが、20×10^-6／℃以下にするのは困難である。
湿度膨脹率は一般にどのような用途でも小さい方
がよいが、素材の本質的な吸湿膨脹は避けること
ができず、３×10^-6／％RH以下にすることは困
難である。しかし、８×10^-6／℃RH以下にすれ
ば、従来用いられているポリエチレンテレフタレ
ート11×10^-6／％RHより明らかに改良効果が発
現し有用となる。温度膨脹率の平面内方向差は、
前記オフトラツクを小さくする為、６×10^-6／℃
以下、好ましくは４×10^-6／℃以下とする。湿度
膨脹率の平面内方向差もまたオフトラツクを小さ
くするため、小さい方が好ましく、８×10^-6／％
RH以下、好適には７×10^-6／％RH以下とする。 次に、上記に規制した数値を得る方法について
説明する。 本発明に用いるポリ−１，４−シクロヘキシレ
ンジメチレンテレフタレートの酸成分は、テレフ
タール酸分率を80モル％以上である。テレフター
ル酸成分がこれにより少ないと、ポリマーの結晶
性が不足し、上記屈折率、密度、温湿度の範囲を
満足することができなくなる。第三成分としては
20モル％以下の範囲ならばイソフタル酸、シユウ
酸、コハク酸、アジピン酸、２，６−ナフタリン
ジカルボン酸等を用いる事ができる。また、グリ
コール成分は、90モル％以上を１，４−シクロヘ
キサンジメタノールとする。これにより少ない割
合とすると、ポリマーの結晶性が低下し、前記数
値、特に密度が好適範囲以下となり、屈折率も小
さくなり好適でなくなる。第三成分としては10モ
ル％以下の割合で例えば、エチレングリコール、
プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール
等を用いることができる。上記１，４−シクロヘ
キサンジメタノールには、シス体とトランス体が
あり、その混合割合によつて若干の物性変化が見
られるものの、大きな影響はなく、前に述べたよ
うに、シス／トランス＝４／６〜０／10の範囲で
あれば、上記物性の好適範囲を得ることができ
る。 次に、製膜条件について説明する。ポリマーチ
ツプの乾燥は170℃、３時間前後が適当であるが、
これに限定されるものではない。押し出し機は通
常ものでよいが、特に押し出し精度を向上させる
対策、例えば計量ポンプとの併用、圧力制御等の
技術を用いることがましい。ポリー１，４−シク
ロヘキシレンジメチレンテレフタレートの熔融物
の温度は上記ポリマー組成によつて変化するの
で、それに対応して適宜選択することが好まし
い。上記ポリマー組成においては、295〜315℃の
温度範囲が通常選ばれる。キヤステイングドラム
の温度は、10〜60℃が適当であるが、ポリ−１，
４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート
ホモポリマーに近い程急冷することが好ましく、
その場合20〜40℃の表面温度が適当である。延伸
温度としては、通常80〜140℃であり、これによ
り低温のときは延伸ムラを生じ、これにより高い
温度では延伸効果が小さくなる傾向を示す。より
好適には100〜120℃の温度範囲が選ばれ、これに
より前記物性値を容易に得ることができる。延伸
倍率は縦方向に3.0〜5.0倍、好ましくは3.3〜4.3
倍、横方向に3.0〜5.0倍、好ましくは3.5〜4.5倍
を選択する。延伸倍率がこの範囲未満では、屈折
率が前記の値より小さくなり、また延伸倍率がこ
の範囲を越えるとフイルム製造中の切断が多発し
て好ましくないばかりか、フイルムが得られたと
しても湿度膨脹率が意外に高く、よい結果が得ら
れない。 延伸方法は公知の方法でよく、例えば縦延伸は
周速差のある２個のロール間で加熱しながら延伸
することができ、横延伸はクリツプでフイルム両
端を把持して加熱しながらクリツプ列の列間隔を
拡大させて延伸することができる。得られた２軸
配向フイルムを150〜260℃、好ましくは180〜250
℃で１〜100秒熱固定することによつて本発明の
屈折率、密度、温湿度膨脹率が得られる。温湿度
膨脹率の平面内方向差は通常の縦横延伸法で製膜
する場合、フイルムの巾方向の中央付近は本発明
の範囲にふくまれる。但し、定量的に何％が包含
されるかは製膜条件、ポリマー組成によつて変化
する。通常は全巾の10〜70％が本発明の範囲に含
まれる。一方、フイルム巾方向の両端部に近い部
分は温湿度膨脹率の平面内方向差が大きく、本発
明の範囲を逸脱するのが普通である。この理由は
テンター内で熱固定するときに生ずるボーイング
現象にある。温湿度膨脹率の平面内方向差をフイ
ルム巾方向のいずれの部分でも小さくするために
は、熱固定温度は120〜180℃で実施し、一旦巻取
つてのち、これを巻出しながら再度熱固定を150
〜250℃の温度で、クリツプでフイルム両端を把
持しながら実施することが好適であるが、これに
限定されるものではない。このように熱処理方向
を異にして２回以上熱処理すると、温度条件を選
ぶことによつて上記ボーイングの影響を除くこと
ができ、フイルムの全域に亘つて面内屈折率差、
温湿度膨脹率差を小さくすることができ、本発明
に適合する製品の比率を高くすることができる。 上記ポリマー組成によつて最適範囲は変化する
ので、適宜選択した条件をとる必要がある。例え
ば、テレフタル産87モル％とイソフタル酸13モル
％を酸成分とし、グリコール成分は100％１，４
−シクロヘキサンジメタノールなる組成のポリマ
ーの場合、熱固定条件は230〜240℃、20〜40秒が
好適である。 本発明の２軸配向フイルムは、その用途によつ
て適宜の厚さとなし得るが、２〜500μ−ｍ、通
常12〜125μ−ｍ、フレキシブルデイスクベース
用途としては50〜100μ−ｍが選ばれる。 本発明における特性値の測定方法は次の通りで
ある。 (1) 屈折率：アツベの屈折計による。 (2) 密度：ノルマルヘプタン−四塩素炭素密度勾
配管による。 (3) 温度膨脹率：日本自動制御社製の定荷重伸び
試験機（TTL2型）を恒温恒湿槽内に置き測定
を行う。測定サンプルは予め所定の条件（例え
ば70℃，30分）で熱処理を施し、このサンプル
を試験機に取り付け、温度20℃、相対湿度60％
と、40℃、60％RHとの間での寸法変化を読み
取ることによつて温度膨脹率を測定する。この
ときの原サンプル長は、505mm、サンプル巾は
１／４インチである。測定時に加える加重は
5g／１／４インチ巾当たりで一定とした。長
いサンプルが得られない場合は、真空理工社製
熱機械分析装置TM−3000を用い測定すること
もできる。温度膨脹率の最大値及び最小値の差
をもとめる場合は、TM−3000をもちいる。サ
ンプルの寸法は長さ15mm、巾５mmであつて、温
度10℃、湿度０％RHと温度40℃、湿度０％
RHにおける寸法変化を読み取ることによつて
もとめる。 (4) 湿度膨脹率：温度膨脹率を求める場合と同様
に日本自動制御社製の定荷重伸び試験機を用
い、温度40℃、湿度90％RHの条件で予め処理
を施したサンプルを取り付け、温度20℃、湿度
30％RHと20℃、70％RHの間における寸法変
化を読み取るとによつて湿度膨脹率を求める。
サンプルが長くとれない場合は温度膨脹率測定
時と同様に真空理工社製の熱機械分析装置を恒
温恒湿内に置き、前記条件のもとで測定した。 (5) 温湿度膨脹率の平面内方向差：前記(3)，(4)で
説明した方法で、15゜または30゜毎に各方向の値
を測定し、＜最大値−最小値＞を求める。 実施例 次に実施例より本発明を具体的に説明する。 実施例 １ 二塩基酸成分としてテレフタル酸を85モル％、
イソフタル酸を15モル％、グリコール成分として
１，４−シクロヘキサンジメタノールを100％用
い、触媒として酸化チタン0.05モル％（酸成分に
対し）、滑剤として平均粒径0.6ミクロンのカオリ
ンクレーを0.5重量％加えてオートクレーブに入
れ、撹拌下で加熱してエステル交換し、次いで重
縮合して、ポリ−１，４−シクロヘキシレンジメ
チレンテレフタレートを得た。 このポリエステルを300℃で溶融押出し、40℃
に保持した急冷ドラム上で冷却して1000ミクロン
の未延伸フイルムを得た。この未延伸フイルムを
90℃に調節した金属ロールに接触させ予熱したの
ち赤外線ヒータ（表面温度1000℃）を照射しつつ
周速差のあるロール間で3.6倍縦方向に延伸した。
つづいて縦延伸フイルムをテンターで115Kgで3.7
倍に横延伸した。得られた２軸延伸フイルムの両
端をクリツプで把持したまま140℃で熱固定し巻
き取つた。次にこのフイルムを巻き出しながらフ
イルム両端を把持し、235℃で再度熱固定し、厚
さ75ミクロンの製品とした。この物性値を表１に
示す。 実施例 ２ 実施例１において二塩基酸成分をテレフタル酸
100モル％、溶融温度を310℃、急冷ドラム温度を
20℃、予熱温度80℃、最初の熱固定温度を180℃、
更に再熱固定温度を250℃とする以外は、実施例
１と同様にして75ミクロンの２軸配向フイルムを
得た。この物性値を表１に示す。 実施例 ３ 実施例１において最初の熱固定を235℃で実施
し、再度の熱固定はせず75ミクロンの２軸配向フ
イルムとした。その他の条件は実施例１と同様で
ある。このフイルムの物性値を表１に示す。 比較例 １ ポリエチレンテレフタレートを常法より重合し
た。実施例１の製膜条件において溶融温度290℃、
急冷ドラム温度20℃、縦延伸予熱温度80℃、横延
伸温度105℃、再熱固定温度225℃とする以外は実
施例１と同様にして75ミクロンの２軸配向フイル
ムを得た。このフイルムの物性値を表１に示す。 比較例 ２ 実施例２において延伸倍率を縦4.3倍、横3.5倍
とする以外は実施例２と全く同様にして75ミクロ
ンの２軸配向フイルムを得た。このフイルムの物
性値を表１に示す。 実施例１，２及び実施例３のフイルム中央部は
本発明の目標値を満足している。

【表】 発明の効果 本発明の２軸配向フイルムは、フレキシブル磁
気デイスク用ベースとして好適である。その理由
は湿度膨脹率がポリエチレンテレフタレートフイ
ルムより小さいことにあり、これによつて磁気ト
ラツクとヘツドのオフトラツクが小さく、高記録
密度が得られる。温度膨脹率は比較的大きいが、
これは駆動装置の方でその温度膨脹率をデイスク
のそれと合わすことができる範囲内にあるので大
きな欠点とはならない。また、温湿度膨脹率の平
面内方向差が小さいのでトラツキングサーボ機構
によつてオフトラツクを小さくする場合にも簡単
に対応でき有利である。一方、屈折率の平面内方
向差が小さく液晶表示装置用の透明導電膜用や、
保護カバー用にも適している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 縦方向及び横方向を含む面内屈折率1.585〜
   1.650、密度1.220〜1.250、温度膨脹率20〜40（×
   10^-6／℃）、湿度膨脹率３〜８（×10^-6／％RH）
   温度膨脹率の平面内方向差が６×10^-6／℃以内、
   湿度膨脹率の平面内方向差が４×10^-6／％RH以
   内となるように２軸配向した、グリコール成分の
   90モル％以上が１，４−シクロヘキサンジメタノ
   ール、酸成分の80モル％以上がテレフタル酸であ
   るポリ−１，４−シクロヘキシレンジメチレンテ
   レフタレートフイルム。