Brevet FR2529506A1 — publié le 19840106

FILM DE POLYESTER BIAXIALEMENT ORIENTE, SON PROCEDE DE PREPARATION ET SON APPLICATION COMME SUPPORT DE BANDE MAGNETIQUE La présente invention a pour objet un film de polyester biaxalement orienté, présentant des propriétés mécaniques et thermiques améliorées, son procédé de préparation et son applica- tion comme support de bande magnétique. La Demanderesse a trouvé un nouveau film de polytéréphtalate, d'éthylène glycol chargé de particules de type usuel (résidus catalytiques, kaolinite, carbonate de calcium etc), film chargé ci-après appelé "film polyester", biaxalement orienté, présentant un coefficient d'orientation cristalline particulièrement élevé, ce qui lui confère de très bonnes propriétés mécaniques et de stabilité thermique. Selon l'invention, le film polyester biaxialement orienté de viscosité intrinsèque comprise entre 0,6 et 0,75 dl/g est carac- térisé en ce qu'il présente: un coefficient d'orientation cristalline supérieur à 0,78 un module longitudinal d'au moins 800 kg/mm 2 une stabilité dimensionnelle tranversale allant de O à 0,5 % de retrait à 105 C et allant de 1,5 à 2,5 % de retrait à C. La détermination du coefficient d'orientation cristalline est réalisée par mesure de la répartition d'intensité diffractée du vecteur réciproque 1 05 dans le plan du film (le vecteur récipro- que 1 05 de la maille cristalline de polyester est choisi comme axe de référence, car il est sensiblement parallèle à la direction des chaînes). Le coefficient d'orientation cristalline C est égal à FC+l + lC-l C+ et C étant définis comme suit: 2 f I cos 2 d i CO 52 (di C= C-=_, ) I d} i J I d c o I est l'intensité diffractée, relative au vecteur réciproque T 05, à l'angle de diffraction 2 W = 43 0,5 dans le cas du rayonnement Ka du cuivre, diminuée de l'intensité du fond continu interpolée à la meme valeur angulaire entre les valeurs d'intensités minimales mesurées respectivement aux angles de diffraction 2 Wr' 35 et 2 e' 51 '; i représente l'angle de diffraction azimutal relatif au vecteur réciproque 1 05 repéré par rapport à la direction longitudinale dans le plan du film; Io représente l'angle de diffraction relatif au vecteur réciproque Y 05 correspondant au maximum d'intensité diffractée; 1 = Io + 90 et 12 = Io 90 Une orientation cristalline parfaite dans le plan du film correspond à un coefficient d'orientation lc+l + lC-l 1 Une différence entre les valeurs C+ et C est le reflet d'une certaine anisotropie transversale des étirages; une désorienta- tion totale dans le plan du film correspond à lc I+ + lC = 0,5 Le film faisant l'objet de l'invention présente un coeffi- cient d'orientation cristalline supérieur à 0,78 et généralement de l'ordre de 0,80 à 0,85, ce qui est particulièrement élevé par rapport aux films antérieurs qui présentent géneralement un coeffi- cient d'orientation cristalline compris entre 0,65 et 0,75. Cette amélioration du coefficient d'orientation cristalline se traduit par une amélioration du module du film dans la direc- tion longitudinale et de la stabilité dimensionnelle transversale. Les mesures de module longitudinal sont effectuées selon la norme ASTM D 882. Le film faisant l'objet de l'invention présente un module pouvant aller jusqu'à 1100 kglmm 2 ou plus. La présente invention a également pour objet le procédé de préparation du film de polyester biaxialement étiré ci-dessus décrit. Ledit procédé consiste à étirer transversalement après pré- chauffage un film de polyester de viscosité intrinsàque comprise entre 0, 6 et 0,75 dl/g, et de préférence voisine de 0,64 dl/g, jusqu'à un taux d'étirage transversal d'au moins 3, puis longitu- dinalement jusqu'à un taux d'étirage longitudinal compris entre 3,7 et 5, à thermofixer le film biétiré et à soumettre le film thermofixé à une opération de relaxation thermique jusqu'à un taux de relaxation pouvant aller jusqu'à 10 %, ledit procédé étant ca- ractérisé en ce que l'opération d'étirage transversal est suivie d'un traitement thermique du film étiré transversalement, à une température comprise entre la température de transition vitreuse du polyester et 150 C au-dessus de la température de transition vitreuse. Les opérations de préchauffage et d'étirage transversal peuvent être réalisées à une température comprise entre 80 et 'C dans un ou des fours munis d'un dispositif maintenant le film sous tension à l'aide de pinces Lors de l'opération d'éti- rage transversal les pinces se déplacent de façon telle que la distance entre les pinces comptée perpendiculairement à la direc- tion du déplacement longitudinal croit selon ce déplacement. L'opération d'étirage transversal est réalisée de préférence à une température de 15 à 25 C supérieure à la température de transition vitreuse, soit de 85 à 95 C, et tout particulièrement de 15 à 20 C supérieure à la température de transition vitreuse, soit de 85 à 90 C, jusqu'à un taux d'étirage transversal allant de 3,3 à 3,5. L'opération de préchauffage avant étirage transversal est de préférence réalisée à une température de 5 à 25 C supérieure à celle de l'étirage transversal (par exemple de 95 à 110 C) et tout particulièrement à une température de 8 à 20 C supérieure à la température d'étirage transversal (par exemple entre 98 et 1050 C). L'opération de traitement thermique du film transversalement étiré peut être favorablement réalisée dans un four muni d'un dispositif maintenant le film sous tension à l'aide de pinces, à une température de 70 à 85 "C. Le film préchauffé, étiré transversalement et traité thermi- quement est ensuite refroidi d'une manière connue sous tension entre pinces à une température inférieure à la température de transition vitreuse du polyester puis est étiré longitudinalement. L'opération d'étirage longitudinal est réalisée d'une manière connue à une température comprise entre 80 et I 20 C par passage du film étiré transversalement sur un groupe de rouleaux lents puis sur un groupe de rouleaux rapides de manière à obtenir un taux d'étirage longitudinal de préférence compris entre 4 et 5. Le film biétiré est alors thermofixé d'une manière connue dans un four sous tension à une température croissant de 150 à 250 C. Le film est ensuite soumis d'une manière connue à une opéra- tion de relaxation thermique transversale ou longitudinale jusqu'à un taux préférentiel de relaxation pouvant aller jusqu'à 2 Z et tout particulièrement jusqu'à 1,5 %. Le film faisant l'objet de l'invention convient en particu- lier comme support pour bande magnétique, "audio" ou "vidéo" par exemple. L'exemple suivant est donné à titre indicatif et ne peut être considéré comme une limite du domaine et de l'esprit de l'inven- tion. Exemple Un polyester de viscosité intrinsèque mesurée dans l'o-chloro- phénol égale à 0,64 dl/g, est extrudé à 280 C dans une filière plate puis trempé sur un rouleau refroidi à 40 C. Le film obtenu est soumis aux traitements suivants: préchauffage dans un four à une température de 103 C étirage transversal dans une rame à 88 C au taux de 3,3 traitement thermique dans un four sous tension à 80 C refroidissement sous tension à 60 C. Le film étiré transversalement puis refroidi est ensuite préchauffé par passage sur des rouleaux lents à une température allant de 80 à 90 C puis étiré longitudinalement au taux de 4,5 par passage sur des rouleaux rapides à environ 100-105 C. Le film biétiré est ensuite thermofixé dans un four sous tension à une température croissant de 150 à 220 C, puis relaxé transversalement à un taux de retrait de 1,5 % à une température décroissant de 180 à 100 C. Le film ainsi obtenu présente les caractéristiques suivantes: viscosité intrinsèque: 0,64 dl/g module longitudinal: 830 kg/mm 2 stabilité dimensionnelle: retrait de 0,2 % à 1050 C et de 2 % à C. orientation cristalline lC+J + lC-l = 0,80 REVENDICATIONS 1) Film de polyester biaxialement orienté de viscosité intrin- sèque comprise entre 0,6 et 0,75 dl/g caractérisé en ce qu'il présente: un coefficient d'orientation cristalline supérieur à 0,78 un module longitudinal d'au moins 800 kg/mm 2 une stabilité dimensionnelle transversale allant de O à 0,5 % de retrait à 105 C et allant de 1,5 à 2, 5 % de retrait à C. 2) Procédé de préparation du film faisant l'objet de la revendication 1, consistant à étirer transversalement après pré- chauffage un film de polyester de viscosité intrinsèque comprise entre 0, 6 et 0,75 dl/g jusqu'à un taux d'étirage transversal d'au moins 3, puis longitudinalement jusqu'à un taux d'étirage longitu- dinal compris entre 3,7 et 5, à thermofixer le film biétiré et à soumettre le film thermofixé à une opération de relaxation thermi- que jusqu'à un taux de relaxation pouvant aller jusqu'à 10 %, ledit procédé étant caractérisé en ce que l'opération d'étirage transversal est suivie d'un traitement thermique du film étiré transversalement, à une température comprise entre la température de transition vitreuse du polytéréphtalate d'éthylène glycol et C au-dessus de la température de transition vitreuse. 3) Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'opération d'étirage transversal est réalisée à une température de 15 à 25 'C supérieure à la température de transition vitreuse du polytéréphtalate d'éthylène glycol. 4) Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'opération d'étirage transversal est réalisée à une température de 15 à 20 'C supérieure à la température de transition vitreuse du polytéréphtalate d'éthylène glycol. ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que l'opération d'étirage transversal est précé- dée d'une opération de préchauffage réalisée à une température de à 25 C supérieure à celle de l'étirage transversal. 7 2529506 6) Procèdd selon la revendication 5, caract&rise en ce que l'opération de préchauffage est réalisée à une température de 8 à C supérieure à celle de l'étirage transversal. 7) Application du film faisant l'objet de la revendication 1 comme support pour bande magnétique.