JPH10329292A - 二軸配向ポリエステルフィルムおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】レーザーラマン散乱法で測定した１６１５
ｃｍ^-1における、長手方向のピーク強度（Ｉ_MD）と厚み
方向のピーク強度（Ｉ_ND）の比Ｒ（Ｉ_MD／Ｉ_ND）が６以
上２０以下のポリエステルフィルムの片面に、易接着塗
膜が塗設されてなることを特徴とする二軸配向ポリエス
テルフィルム。 【効果】従来は難しかった接着性と厚みムラを同時に良
好とすることを目的とする。本発明の二軸配向ポリエス
テルフィルムは磁気記録媒体、感熱転写材料、電気絶縁
材料、包装用等の様々な用途に広く用いることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は厚みムラが小さく、
かつ表面の改質されたポリエステルフィルムおよびその
製造法に関するものであり、本発明のポリエステルフィ
ルムは磁気記録媒体、感熱転写材料等のポリエステルフ
ィルム上に磁性体、インク等各種塗剤を塗設して用いる
分野に有効に用いることができる。

【０００２】

【従来の技術】二軸配向ポリエステルフィルムはその良
好な製膜性、価格等の点で他の素材に比べメリットが多
く、磁気記録媒体、感熱転写材料、電気絶縁材料、包装
用などの分野に広く用いられている。例えば磁気記録媒
体、感熱転写材料などに用いる場合は磁性層やインキ層
と基材となるフィルムとの接着性を向上させるために、
フィルムの製造工程中インラインで易接着層を塗布して
いる。インラインで易接着層塗布を行う場合、通常、長
手方向に延伸したフィルムに目的に応じたポリマーの水
溶液または水分散液を塗布し、その後の幅方向延伸のた
めのテンターオーブンの予熱ゾーンで水分を乾燥した後
で幅方向延伸を行うという方法が採られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
で得られる易接着フィルムは、水分塗布によって生じる
延伸時のフィルムの温度ムラにより幅方向の厚みムラが
大きく各用途で用いた時に、磁性体、インク等の塗剤の
塗布ムラなどの問題が生じるため、易接着性と小さい厚
みムラを両立することは難しかった。

【０００４】本発明は上記の通り、従来技術では難しか
った易接着性と厚みムラの双方が良好なフィルムを提供
することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はレーザーラマン
散乱法で測定した１６１５ｃｍ^-1における、長手方向の
ピーク強度（Ｉ_MD）と厚み方向のピーク強度（Ｉ_ND）の
比Ｒ（Ｉ_MD／Ｉ_ND）が６以上２０以下のポリエステルフ
ィルムの片面に、易接着塗膜が塗設されてなることを特
徴とする二軸配向ポリエステルフィルムを骨子とするも
のである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明におけるポリエステルとし
てはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン
−２，６−ナフタレート、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
キシレート等が用いられるが、中でもポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、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が好ましく、特に
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−
ナフタレート、ポリエチレンイソフタレートが好まし
い。また本発明のポリエステルは先に挙げたポリマの中
の１種類の単独でも、２種以上のポリエステルの共重合
体や、２種以上のポリエステルの混合体であってもかま
わない。また本発明の効果を阻害しない範囲であれば各
種添加剤が添加されていてもかまわない。

【０００７】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムに
は特に限定はされないが無機粒子、有機粒子等の不活性
粒子を含有していてるとより好ましい。無機粒子として
は、二酸化ケイ素、炭酸カルシウム、酸化アルミニウ
ム、有機粒子としてはエチルビニルベンゼン−ジビニル
ベンゼン共重合体、ポリメタクリル酸メチル等が挙げら
れる。これら不活性粒子は単独、あるいは種類および／
又は粒子径の異なる２種以上の粒子を組み合わせて用い
ることができる。これら不活性粒子を含有することによ
り、フィルムの滑り性が改善され、製膜、加工工程での
ハンドリング性、搬送性が良好となる。

【０００８】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの
レーザーラマン散乱法で測定した１６１５ｃｍ^-1におけ
る、長手方向のピーク強度（Ｉ_MD）と厚み方向のピーク
強度（Ｉ_ND）の比Ｒ（Ｉ_MD／Ｉ_ND）が６以上２０以下、
好ましくは６以上１８以下、さらに好ましくは８以上１
８以下である必要がある。Ｒが上記範囲からはずれると
本発明の効果の一つである厚みムラを小さくできないた
め好ましくない。

【０００９】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの
片面には易接着塗膜が塗設されている必要がある。塗膜
としてはポリウレタン、アクリル樹脂等が用いられる
が、塗膜がコポリエステルエーテル樹脂と高級脂肪酸ワ
ックスとを主体とする混合物であると、本発明の効果で
ある接着性を得るのに好ましく、更に塗膜中のコポリエ
ステルエーテル樹脂が７０重量％以上９９重量％以下、
好ましくは８０重量％以上９９重量％以下、高級脂肪酸
ワックスは０．１重量％以上３０重量％以下好ましくは
１重量％以上２０重量％以下の範囲で混合されていると
より望ましい。

【００１０】上記コポリエステルエーテル樹脂は特に限
定されないが、ジカルボン酸成分のうち６０モル％以上
が芳香族ジカルボン酸、７〜４０モル％、好ましくは１
０〜２０モル％がエステル形成性スルホン酸アルカリ金
属塩化合物であり、グリコール成分の４０モル％以上が
脂肪族、または脂環族グリコール、１〜６０モル％、好
ましくは１〜２５モル％がジエチレングリコール、また
は／およびトリエチレングリコールからなるものが好ま
しい。コポリエステルエーテルが上記の成分からなる場
合、接着性を良好とするのに適している。

【００１１】芳香族ジカルボン酸成分としては特に限定
されないがテレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフ
タレンジカルボン酸等が、エステル形成性スルホン酸ア
ルカリ金属塩化合物としては特に限定されないがスルホ
テレフタル酸、５−スルホテレフタル酸、４−スルホテ
レフタル酸などのスルホン酸のアルカリ金属塩およびこ
れらのエステル形成性誘導体、中でも５−スルホテレフ
タル酸、スルホテレフタル酸のナトリウムおよびこれら
のエステル形成性誘導体を用いるのが好ましい。

【００１２】また、グリコール成分の脂肪族、または脂
環族グリコールとしては、特に限定されないがエチレン
グリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタ
ンジオール等を用いるのが好ましい。

【００１３】高級脂肪酸ワックスとしては特に限定はさ
れないが、主成分が高級脂肪酸と、アルコールからなる
脂肪酸エステル化合物が好ましく、具体的にはセラック
ロウ、ヌカロウ、虫ロウ、羊毛ロウ、モンタンロウ、な
どのロウ並びにこれらの脂肪酸エステルの一部、あるい
は全部を他のアルコール成分で置換したり、あるいはナ
トリウム、カリウムなどのアルカリ金属、あるいはカル
シウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属などの金
属塩に改質した変成品が用いられる。

【００１４】また、塗膜には他の成分として各種のシラ
ンカップリング剤などを本発明の効果を阻害しない範囲
で混合してもかまわない。

【００１５】また、特に限定はされないが、本発明によ
り得られる二軸配向ポリエステルフィルムの長手方向の
Ｆ−５値は１５ｋｇ／ｍｍ² 以上の場合、各種用途に用
いるときに薄膜化や、使用条件の過酷化に対応できるた
めに好ましい。

【００１６】特に限定はされないが、本発明の二軸配向
ポリエステルフィルムは２層以上の積層体からなるポリ
エステルフィルムの片面に塗膜を塗設したものであって
もかまわない。このとき積層体の積層部の厚みが０．１
μｍ以上２μｍ以下であり、粒径０．２μｍ以上の粒子
の数の積層部と基層部の比（積層部／基層部）が５以上
である場合、特に好ましい。

【００１７】次に本発明の二軸配向ポリエステルフィル
ムの製造方法の詳細について説明する。

【００１８】各種の製造方法により得られたポリエステ
ルのチップを十分乾燥させた後、押出機に供給し必要に
応じて選ばれたフィルターを通過後、口金よりフィルム
状に溶融押出する。このとき、必要があれば、２台以上
の押出機、２層以上に分割されたピノール、又は口金を
用いて、２層以上の積層フィルムとしてもかまわない。
このフィルム状ポリエステルを２０〜６０℃の温度に制
御したキャスティングドラム上で急冷固化し非晶状態と
する。このとき静電印加装置を用いてドラムとポリエス
テルフィルムの密着性を向上させるとより好ましい。

【００１９】得られた非晶状態のポリエステルをまず長
手方向に延伸配向させる。長手方向の延伸は十分加熱さ
れたロール上を通過させて予熱した後、ロールの周速差
を利用して行う。縦方向の延伸は１段の延伸でもかまわ
ないが、２段以上の多段延伸を行うとより好ましい。２
段以上の多段延伸を行う場合は、長手方向に延伸時のフ
ィルムの温度がポリエステルのガラス転移温度（Ｔｇ）
以上Ｔｇ＋６０℃以下の温度範囲で、１．２〜４倍、好
ましくは１．５〜３倍の倍率で１段階延伸後、フィルム
温度が１段目の延伸温度よりも５℃低い温度以下の温度
まで低下させてから、２〜５倍、好ましくは２．５〜４
倍程度２段目の延伸を行い、長手方向に総合で３〜８倍
の延伸を行う。また本発明の効果を阻害しない範囲であ
れば１段目の延伸と２段目の延伸の間に数段階の延伸を
行ってもかまわない。更に、２段目の延伸は延伸直後の
フィルム温度は延伸直前のフィルム温度よりも５℃以
上、３０℃以下、好ましくは５℃以上、２５℃以下、更
に好ましくは５℃以上、２０℃以下の範囲で高い温度で
行う。以上のような条件で縦延伸を行うことは、本発明
の請求範囲のＲを得る上で特に望ましく、また後で記す
幅方向延伸条件でスムーズに延伸を行い、破れ等が発生
しにくいため特に望ましい条件である。更に、限定はさ
れないが、長手方向延伸後のフィルムの複屈折は０．１
〜０．２、結晶化度は１０〜３０％の範囲とすること
も、本発明範囲のＲを得て、フィルム幅方向の厚みムラ
を小さくするために特に好ましい。

【００２０】次に長手方向に延伸したフィルムの少なく
とも片面に表面改質のための塗剤を塗布する。塗剤とし
てコポリエステルエーテル樹脂と高級脂肪酸ワックスを
用いる場合は、コポリエステルエーテル樹脂を熱水で溶
解した水溶液に、高級脂肪酸ワックスを混合したものを
塗剤として、コロナ放電処理を施されたフィルムの表面
にメタリングバーコーター、グラビアコーター、ダイコ
ーターなどを用いて塗布する。なお、水溶液中のコポリ
エステルエーテルの濃度は特に限定されないが０．５重
量％以上１０重量％以下、コポリエステルエーテルに対
する高級脂肪酸ワックスの割合は先に記した範囲とする
と特に好ましい。

【００２１】続いてテンターにフィルムを導き、幅方向
延伸前の予熱ゾーンで塗液の水分を蒸発させ、幅方向の
延伸を行う。幅方向の延伸は限定はされないが、延伸開
始時の塗布面のフィルム温度が３０℃以上１００℃未
満、好ましくは５０℃以上１００℃未満、更に好ましく
は６０℃以上１００℃未満である場合本発明範囲のＲ
（Ｉ_MD／Ｉ_ND）を得るのに望ましく、またこのような温
度条件をとることにより破れがなく安定した製膜ができ
る。また、特に限定はされないがテンター予熱ゾーンお
よび、延伸ゾーンの前半のエアー吐出ノズルから吐出さ
れる熱風の温度は１００℃未満、予熱ゾーンの熱伝達係
数は３５ｋｃａｌ／ｍ² ｈｒ℃、好ましくは４０ｋｃａ
ｌ／ｍ² ｈｒ℃、更に好ましくは４５ｋｃａｌ／ｍ² ｈ
ｒ℃以上である場合、上記のような幅方向延伸条件とす
るのに好ましい。更に限定はされないが、幅方向延伸の
際の延伸ゾーン侵入直後の塗剤塗布部と未塗布部のフィ
ルム温度差は１０℃以下、好ましくは８℃以下である場
合、本発明の目的とする効果を得る上で好ましく、また
破れ等のトラブルなしで製膜を行うことができるため非
常に望ましい。上記温度条件でテンターのレール幅調整
により２倍〜５倍の範囲で幅方向延伸を行う。続いて熱
処理を行う。熱処理は、ポリエステルの冷結晶化温度
（Ｔｃｃ）以上、融点（Ｔｍ）以下の温度範囲で必要に
応じて行う。また熱処理は緊張下でも弛緩下で行っても
よい。また必要に応じては横延伸と熱処理の間に再横延
伸を行ってもよい。再横延伸を行う場合は後の熱処理温
度との差を３０℃以下とすることが好ましい。尚、再横
延伸は初めの延伸と同一のテンターで行っても、別のテ
ンターで行ってもよい。

【００２２】

【物性の測定方法ならびに効果の評価方法】

（１）レーザーラマン散乱法によるフィルムの配向度測
定 レーザーラマン分光の測定方法は次の通りである。

【００２３】 装置 ：Ｊｏｂｉｎ Ｙｖｏｎ社製“Ｒａｍａｎｏｒ”Ｕ−１０ ００ マイクロラマン：測定配置 １８０゜ 光源 ：Ａｒ⁺ レーザー、日本電気（株）製 ＧＬＧ３３００、 波長５１５ｎｍ 分光器 ：構成 １ｍ Ｃｚｅｒｎｙ−Ｔｕｒｎｅｒ型 Ｄｏｕｂ ｌｅ Ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｅｒ 回折格子 Ｐｌａｎｅ Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ １８００ｇ／ｍｍ、１１０×１１０ｍｍ 分散 ９．２３ｃｍ^-1／ｍｍ 逆光除去率 １０−１４（２０ｃｍ^-1） 検出器 ：ＰＭ ＲＣＡ３１０３４、浜松９４８−０２ 測定に用いたフィルムはポリメチルメタクリレートに包
埋後、湿式研磨し、断面は長手方向に並行にした。測定
部分は中心部とし、位置を少しずらして１０回測定し平
均値をとった。測定は長手方向に平行な変更測定におけ
る１６１５ｃｍ^-1バンドの強度（Ｉ_MD）と厚み方向に平
行な偏光測定における１６１５ｃｍ^-1バンドの強度（Ｉ
_ND）をとり、配向を表す比ＲをＲ＝Ｉ_MD／Ｉ_NDとした。

【００２４】（２）幅方向延伸および縦延伸のフィルム
温度 赤外放射温度計（例えばキーエンス社製赤外放射温度計
タイプＬＴ２−０１、ミノルタ（株）製タイプ５０５
等）を用いて、放射率０．９５で測定した。尚、幅方向
延伸の場合はテンター内の塗剤の塗布面側に温度計を設
置した。

【００２５】（３）幅方向の厚みムラ フィルムを幅方向に５０ｃｍ以上の長さでサンプリング
し、例えばアンリツ（株）製フィルムシックネステスタ
ＫＧ６０１Ａおよび電子マイクロメータＫ３０６Ｃを用
いて、搬送速度１．５ｍ／分で連続的に厚みを測定す
る。厚みの最大値Ｔmax （μｍ）と最小値Ｔmin （μ
ｍ）からＲを求め、 Ｒ＝Ｔmax −Ｔmin Ｒとフィルム全幅での平均厚みＴave （μｍ）から厚み
ムラを求める。厚みムラは５０ｃｍごとに求めその平均
を取り、厚みムラ６％以下を良好、６％より多い場合を
不良とした。

【００２６】厚みムラ（％）＝Ｒ／Ｔave ×１００

【００２７】（４）接着性 フィルムに熱効果性ポリウレタンを塗布し１００℃、１
０分間乾燥後、セロハンテープを張り付け、引き剥がし
下記基準で接着性を判定し、△以上を特性良好とした。
なお測定は一つの水準につき１０回以上行い、平均して
判定する。

【００２８】 ◎：全く剥離しない ○：ほとんど剥離しない △：少し剥離する ×：かなり剥離する ××：全面剥離する

【００２９】（５）Ｆ−５値 フィルムを幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍにサンプリング
し、引張試験機にチャック間長さ１００ｍｍとなるよう
にフィルムをセットし、２３℃、６５％ＲＨの条件下で
引張速度２００ｍｍ／分で引張試験を行い、５％伸び時
の応力から算出した。

【００３０】（６）予熱ゾーンの熱伝達係数 テンター予熱ゾーンの熱風の有効風速Ｖｅ（ｍ／秒）、
空気動粘性係数ν（ｍ２／秒）、空気の熱伝導率（ｋｃ
ａｌ／ｍｈｒ℃）、ノズル間距離Ｘｎ（ｍ）から算出す
る。

【００３１】熱伝達係数ｈ（ｋｃａｌ／ｍ² ｈｒ℃）＝
｛０．３６ｋ（Ｖｅ／ν）^0.62｝／Ｘｎ^0.38 尚、有効風速はノズルからの吐出風速Ｖａ（ｍ／秒）、
ノズルのスリット間隙Ｂ（ｍ）、ノズル−フィルム間距
離Ｌ（ｍ）から算出する。

【００３２】 有効風速Ｖｅ（ｍ／秒）＝｛（７Ｂ／Ｌ）^0.5 ｝Ｖａ

【００３３】（７）製膜時の安定性 製膜速度１８０ｍ／分で１２時間連続製膜し、破れた回
数を調べた。

【００３４】

【実施例】本発明を実施例に基づいて説明する。

【００３５】実施例１（表１、２） ポリエチレンテレフタレートのペレットを１７０℃、真
空中で５時間乾燥後、押出機に供給し２８５℃の温度で
溶融し、フィルターを通過させた後口金より押出し、静
電印加法を用いて表面温度２５℃のキャスティングドラ
ム上で冷却固化し非晶状態の未配向フィルムを得た。こ
の未配向フィルムをまず数本のロールの配置された縦延
伸機を用いて、ロールの周速差を利用して縦方向にフィ
ルム温度１０７℃で２．０倍延伸し、次いで数本のロー
ルでフィルム温度を８０℃まで降温、保持し、２．７５
倍縦方向の２段目の延伸を行った。この一軸延伸フィル
ムの片面に表１記載のコポリエステルエーテルを８０℃
の熱水で溶解し２重量％水溶液としたものに高級脂肪酸
ワックスを固形物の組成比としてコポリエステルエーテ
ル９０重量％、高級脂肪酸ワックス１０重量％となるよ
う混合したものをメタリングバーで計量し、塗布厚み
４．５μｍで塗布した。次いでフィルムをテンターオー
ブンに導き、製膜速度１８０ｍ／分で、長さ９．３ｍの
予熱ゾーンで設定温度８０℃で塗剤の水分蒸発およびフ
ィルムの予熱を行い、設定温度９０℃の延伸ゾーンで幅
方向に４．０倍延伸を行い、２００℃で熱処理を行っ
た。このとき工程中での破れもなく、製膜は安定してい
た。延伸開始時の塗布面側のフィルム温度は７８℃、未
塗布部の温度は８０℃であり、予熱ゾーンの熱伝達係数
は６８ｋｃａｌ／ｍ² ｈｒ℃であった。得られたフィル
ムのＲ（Ｉ_MD／Ｉ_ND）は１３．３であった。このフィル
ムの幅方向の厚みムラは２．５％、接着性は○で双方と
も非常に良好であった。

【００３６】実施例２〜８、比較例１〜４（表１、２） 実施例１と同様のペレット、押出機、延伸装置を用い
て、表１の延伸条件で製膜した。得られたフィルムの厚
みムラ、接着性は表２の通りであり、塗膜の成分、Ｒ
（Ｉ_MD／Ｉ_ND）が本発明の範囲の場合、接着性、厚みム
ラを同時に良好とすることができたが、本発明の範囲か
ら外れた場合は接着性、厚みムラのいずれかまたは両方
が不良であった。

【００３７】

【表１】

【表２】

【００３８】

【発明の効果】本発明はレーザーラマン散乱法で測定し
た１６１５ｃｍ^-1における、長手方向のピーク強度（Ｉ
_MD）と厚み方向のピーク強度（Ｉ_ND）の比Ｒ（Ｉ_MD／Ｉ
_ND）が６以上２０以下のポリエステルフィルムの片面
に、易接着塗膜が塗設されてなることを特徴とする二軸
配向ポリエステルフィルムに関するものであり、従来は
難しかった接着性と厚みムラを同時に良好とすることを
目的とする。本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは
磁気記録媒体、感熱転写材料、電気絶縁材料、包装用等
の様々な用途に広く用いることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｋ 5/09 Ｃ０８Ｌ 71/00 Ｃ０８Ｌ 67/02 Ｃ０９Ｄ 167/02 71/00 Ｃ０８Ｊ 5/18 ＣＦＤ Ｃ０９Ｄ 167/02 Ｇ１１Ｂ 5/704 // Ｃ０８Ｊ 5/18 ＣＦＤ Ｂ４１Ｍ 5/26 Ｂ Ｇ１１Ｂ 5/704 １０１Ａ Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 9:00

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザーラマン散乱法で測定した１６１
   ５ｃｍ^-1における、長手方向のピーク強度（Ｉ_MD）と厚
   み方向のピーク強度（Ｉ_ND）の比Ｒ（Ｉ_MD／Ｉ_ND）が６
   以上２０以下のポリエステルフィルムの片面に、易接着
   塗膜が塗設されてなることを特徴とする二軸配向ポリエ
   ステルフィルム。
2. 【請求項２】 易接着塗膜がコポリエステルエーテル樹
   脂と高級脂肪酸ワックスとを主体とした混合物からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の二軸配向ポリエステ
   ルフィルム。
3. 【請求項３】 塗膜中のコポリエステルエーテルの割合
   が７０重量％以上９９％以下であることを特徴とする請
   求項２に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
4. 【請求項４】 非晶状態のポリエステルを長手方向に延
   伸し、フィルムの少なくとも片面に塗剤を塗布後、延伸
   開始時の塗剤の塗布面のフィルム温度が３０℃以上１０
   ０℃未満で幅方向に延伸することを特徴とする二軸配向
   ポリエステルフィルムの製造方法。
5. 【請求項５】 幅方向の延伸開始時の塗剤の塗布部と未
   塗布部のフィルム温度の差が１０℃以下であることを特
   徴とする請求項４に記載の二軸配向ポリエステルフィル
   ムの製造方法。
6. 【請求項６】 幅方向延伸の予熱ゾーンの熱伝達係数が
   ３５ｋｃａｌ／ｍ² ｈｒ℃以上であることを特徴とする
   請求項４または５に記載の二軸配向ポリエステルフィル
   ムの製造方法。
7. 【請求項７】 幅方向延伸の際の予熱ゾーンの長さが１
   ３ｍ以下であることを特徴とする請求項４〜６のいずれ
   かに記載の二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法。