JP2605808B2 - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

二軸配向ポリエステルフィルム

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JP2605808B2 JP17149288A JP17149288A JP2605808B2 JP 2605808 B2 JP2605808 B2 JP 2605808B2 JP 17149288 A JP17149288 A JP 17149288A JP 17149288 A JP17149288 A JP 17149288A JP 2605808 B2 JP2605808 B2 JP 2605808B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、二軸配向ポリエステルフィルムに関するも
のである。
[従来の技術] 二軸配向ポリエステルフィルムとして、易滑性が改良
されたフィルムが知られている(例えば、特公昭63−45
71号公報等)。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来のポリエステルフィルムでは
テープとした場合に、その加工工程や高速ダビング(記
録の複写)時、特にV/0ローダー等を用いてパンケーキ
からビデオカセットとする際に非磁性面に擦り傷(スク
ラッチ傷)が多く発生する、また、そのスクラッチ傷に
対処すべく滑り性を改善しようとフィルム表面を粗くす
ると、上記ダビング時の電磁変換特性が悪化するという
問題があった。本発明はかかる課題を解決し、擦り傷が
つきにくい耐削れ性と電磁変換特性に優れた二軸配向ポ
リエステルフィルムを提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は、表面に微細な突起を有する二軸配向ポリエ
ステルフィルムであって、表面粗さRtが0.05〜10.0μm
の範囲のガイドピンとの動摩擦係数μkが0.19〜0.27、
ガイドピンの表面粗さRtが0.4〜0.6、4.0〜6.0μmの範
囲でのμkの比が1.3以下であることを特徴とする二軸
配向ポリエステルフィルムである。
本発明におけるポリエステルとは、芳香族ジカルボン
酸を主たる酸成分とし、芳香族又は脂肪族ジオールを主
たるグリコール成分とするポリエステルである。フィル
ム成形性を有するものであれば特に限定されないが、エ
チレンテレフタレート、エチレン−α,β−ビス(2−
クロロフェノキシ)エタン−4,4′−ジカルボキシレー
ト、エチレン−2,6−ナフタレート単位を主要構成成分
とするのが望ましい。但し、本発明を阻害しない範囲
内、好ましくは15モル%以内であれば絶成分が共重合さ
れていてもよい。また、エチレンテレフタレートを主要
構成成分とするポリエステルの場合に、耐削れ性がより
一層良好となるので特に望ましい。本発明におけるフィ
ルムの表面突起は、ポリエステル中に含有される粒子に
起因する。本発明で用いられる粒子は相対標準偏差が0.
5以下、好ましくは0.4以下の場合にテープした場合の耐
削れ性、電磁変換特性がより一層良好となるので極めて
望ましい。粒子としては、ポリエステルに対し不活性な
ものであれば、その種類は特に限定されないが、コロイ
ダルシリカに起因する実質的に球形のシリカ、炭酸カル
シウム、α−アルミナ、ルチル型の二酸化チタン、サー
マルタイプのカーボンブラック、球形有機粒子、特に架
橋型の球形有機粒子、例えばスチレンジビニルベンゼン
共重合体粒子が望ましい。また、その表面は表面改質が
なされていてもよい。さらに、粒子を添加する方法だけ
でなく、粒子添加と併用してポリエステルの合成時に、
重合系内でカルシウム、リチウム、あるいはリンを含む
粒子を析出せしめる内部析出粒子によって、表面突起を
形成する方法も用いることができる。
本発明に用いる粒子の平均粒径は特に限定されない
が、平均粒径0.1〜1.0μmのシリカ、カーボンブラッ
ク、スチレンジビニルベンゼン共重合体粒子、0.2〜1.2
μmの炭酸カルシウム、酸化チタンの場合にテープにし
た場合の耐削れ性、電磁変換特性がより一層良好となる
ので望ましい。本発明の粒子の含有量は、0.05〜1.0重
量%、特に0.1〜0.6重量%の場合に本発明の表面パラメ
ータを得るのに有効である。
本発明フィルムは、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、また酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、紫
外線吸収剤、核生成剤等の無機または有機添加剤が、通
常添加される程度添加されていてもよい。本発明は上記
組成物を二軸配向せしめたフィルムであって、その配向
の程度を示す厚さ方向の屈折率比は特に限定されない
が、0.935〜0.970の範囲である場合に、テープにした場
合の耐削れ性、電磁変換特性がより一層良好となるので
特に望ましい。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、その表面
に微細な突起を有している。本発明のポリエステルフィ
ルムは、表面粗さRtが0.05〜10.0μmの範囲のガイドピ
ンとの動摩擦係数μkが0.19〜0.27であることが必要で
ある。好ましくは動摩擦係数μkが0.20〜0.26、さらに
好ましくは動摩擦係数μkが0.22〜0.25である。表面粗
さRtが0.05〜10.0μmの範囲のガイドピンとの動摩擦係
数μkが0.19より小さいとテープにした場合の電磁変換
特性が満足できない。ガイドピンとの動摩擦係数μkが
0.27より大きいとフィルム表面で削れが発生し耐削れ性
が満足できない。
さらに、ガイドピンの表面粗さRtが0.4〜0.6μm、4.
0〜6.0μmの範囲でのμkの比が1.3以下である。ガイ
ドピンの表面粗さRtが0.4〜0.6μm、4.0〜6.0μmの範
囲でのμkの比が1.3より大きいと耐削れ性が満足でき
ない。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、フィルム
幅方向の屈折率nTDが1.655〜1.700、好ましくは1.675〜
1.700の場合にテープにした場合の耐削れ性、電磁変換
特性がより良好となるので望ましい。さらに、フィルム
表面の全反対ラマン結晶化指数が13cm-1以上、好ましく
は17cm-1以上の場合にテープにした場合の耐削れ性、電
磁変換特性がより一層良好となるので特に望ましい。
次に、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの製造
方法について述べる。本発明の二軸配向ポリエステルフ
ィルムを構成するポリエステルは、直接エステル化を経
る重縮合を行なって、あるいはエステル交換反応を経る
重縮合を行なって得られる。粒子をスラリーでポリマに
添加する方法としては、重合時に添加する方法を採用す
ることができる。粒子の含有量を調節する方法として、
高濃度のマスタペレット、好ましくは1〜5重量%の粒
子濃度のマスタペレットを製膜時に希釈するマスタペレ
ット法が好ましい。その際、粒子の含有量を調節してフ
ィルムとした場合の突起数を20,000個/mm2以上、好まし
くは30,000個/mm2以上、さらに好ましくは40,000個/mm2
とするのが、本発明範囲の動摩擦係数μkを得るのに極
めて有効である。
上記方法で得られた粒子含有ポリエステルのペレット
を十分乾燥した後、溶融押出機に供給し、ペレットが溶
融する温度以上、ポリマが分解する温度以下で、スリッ
ト状のダイからシート状に溶融押出し、冷却固化させて
未延伸フィルムを作る。次に、この未延伸フィルムを二
軸延伸し配向させる。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。この
場合の延伸条件としては、延伸温度をTg〜Tg+20℃の範
囲で、まず長手方向に3〜5倍、次に幅方向に3〜5倍
の延伸を行ない、その際、その延伸温度、延伸倍率を調
節して、フィルムとした場合の表面突起の平均高さを50
〜180nm、好ましくは60〜150nm、さらに好ましくは70〜
120nmとするのが、本発明範囲の動摩擦係数μkを得る
のに極めて有効である。次に、延伸フィルムを熱処理す
るが、その時の熱処理条件としては、温度180〜230℃、
好ましくは190〜220℃の範囲で、0.5〜60秒間熱処理す
る方法が一般的である。
[特性の測定方法並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
次のとおりである。
(1)粒子の平均粒径、粒径の相対標準偏差 粒子をエチレングリコール中にまたは水スラリーとし
て分散させ、遠心沈降式粒度分布測定装置(堀場製作所
製CAPA500)を用いて、体積平均径Di(μm)を測定し
た。粒径の相対標準偏差は平均径D、粒子総数Nから計
算される標準偏差 を平均径Dで割った値(σ/D)で定義した。
(2)粒子の含有量 ポリエステルに、該ポリエステルを溶融し含有粒子を
溶解しない溶媒を加え加熱した後、日立工機製超遠心機
55P−72を用い遠心分離を行ない、得られた粒子を真空
乾燥する。その粒子を走査型差動熱量計にて測定した
時、ポリマに相当する溶解ピークが認められる場合には
さらに溶媒を加え、加熱後再び遠心分離操作を行なう。
溶解ピークが認められなくなった時、粒子を析出粒子と
する。通常遠心分離操作は2回で足りる。かくして分離
された粒子の全体重量に対する比率(重量%)をもって
含有量とする。
(3)極限粘度 ASTM D1601に従って、o−クロロフェノール中で測定
したもので、dl/gで表わす。
(4)ガラス転移点Tg パーキングエルマー社製のDSC(示差走査熱量計)II
型を用いて測定した。DSCの測定条件は次のとおりであ
る。すなわち、試料10mgをDSC装置にセットし、300℃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℃/minで昇温し、ガラス転移点Tgを検知す
る。
(5)表面粗さRt JIS B 0601に準拠して測定した。(株)小坂研究所製
表面粗さ計SE−3Eを用いて、縦倍率5万倍、測定長4mm
でガイドピンの面粗さを求めた。測定は10回行ない最大
と最小を除いた8回の平均をもって値とした。
(6)屈折率、屈折率比 ナトリウムD線(波長589nm)を光源としてアッベ屈
折率計を用いて20℃、相対湿度60%にして測定した。な
お、マウント液にはイオウ−ヨウ化メチレン溶液を用い
た。また、二軸配向フィルムの厚さ方向の屈折率(Aと
する)及び溶融プレス後10℃の水柱へ急冷して作った向
配向(アモルファス)フィルムの厚さ方向の屈折率(B
とする)を測定し、A/Bをもって厚さ方向の屈折率比と
した。
(7)表面の全反射ラマン結晶化指数 Jobin−Yvon社製Ramanor U−1000ラマンシステムによ
り、全反射ラマンスペクトルを測定し、カルボニル基の
伸縮振動である1730cm-1の半価幅をもって表面の全反射
ラマン結晶化指数とした。測定条件は次のとおりであ
る。測定深さは、表面から500〜1000Å。
光源 アルゴンイオンレーザー(5145cm-1) 試料のセッティング レーザー偏光方向(S偏光)とフィルム長手方向が平
行となるようにフィルム表面を全反射プリズムに圧着さ
せ、レーザーのプリズムへの入射角(フィルム厚さ方向
との角度)は60゜とした。
検出器 PM:RCA31034/Photon Counting System(Hamamatsu C123
0)(supply 1600V) 測定条件 SLIT 1000μm LASER 100mW GATE TIME 1.0sec SCAN SPEED 12cm-1/min SMAPLING INTERVAL 0.2cm-1 REPEAT TIME 6 (8)表面突起の平均高さ、突起数 2検出器方式の走査型電子顕微鏡(エリオニクス
(株)製ESM−3200)と断面測定装置(エリオニクス
(株)製PMS−1)で、テープ非磁性面の平滑面の高さ
を0として走査したときの高さ測定値を、256階調のグ
レー値として画像処理装置(カールツァイス(株)製IB
AS2000)に送り、このグレー値をもとに画像処理装置上
にテープ非磁性面突起画像を最構築する。次に、この表
面突起画像で2値化された突起部分のグレー値の最高値
を突起高さ(nm)に換算し、表面突起の平均高さ(nm)
は、この測定を該フィルム面10mm2について求めて平均
した。また突起数は1mm2に換算したものである。
(9)動摩擦係数μk 標準条件として、20℃相対湿度60%の雰囲気下で、外
径6mmφの固定軸に1/2インチ幅のテープ状フィルムを角
度θ=πradで接触させ、3.3cm/sの速さで走行させる。
入口テンションT1を25gとした時の出口テンションT2
測定し、次式から動摩擦係数(μk)を算出する。
μk=(1/θ)In(T2/T1) =(1/π)In(T2/25) ガイドピンの表面粗さRtが0.4〜0.6μm、4.0〜6.0μ
mの範囲でのμkの比は、表面粗さRtが0.4〜0.6μmで
あるガイドピンから得られるμkをμk1、表面粗さRtが
4.0〜6.0μmであるガイドピンから得られるμkをμk2
としてμk1≦μk2の場合μk2/μk1、μk1≧μk2の場合
μk1/μk2から得る。
(10)耐削れ性 上記(9)と同様にして、幅1/2インチのテープ状フ
ィルムを全周1.3mのループとして1000パス走行させる。
その1000パス後にフィルム表面に見られる筋状傷を微分
干渉顕微鏡で観察し、耐削れ性を判定した。ほとんど筋
状傷が見られず削れ粉も発生していない:耐削れ性○、
筋状傷が多く発生し削れ粉も多く付着しテープとして使
用することができない:耐削れ性×、そのほぼ中間を:
耐削れ性△とした。これは磁気媒体とした場合のテープ
にした場合の耐削れ性と対応している。
(11)電磁変換特性 フィルムに下記の磁性塗料をグラビヤロールにより塗
布し、磁気配向させ乾燥させる。さらに、小型テストカ
レンダー装置(スチールロール/ナイロンロール、5
段)で、温度:70℃、線圧:200kg/cmでカレンダー処理し
た後、70℃、48時間キュアリングする。上記テープ原反
を1/2インチにスリットし、VTRカセットに組み込みVTR
テープとした。このテープに家庭用VTRを用いてシバソ
ク製のテレビ試験波形発生器(TG7/U706)により100%
クロマ信号を記録し、その再生信号からシバソク製カラ
ービデオノイズ測定器(925D/1)でクロマS/Nを測定し
た。
・Co含有γ−酸化鉄 100部 平均粒子サイズ 長さ :0.3μm 針状比 :10/1 抗磁力 1500Oe ・ポリウレタン樹脂 15部 ・塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体 5部 ・ニトロセルロース樹脂 5部 ・酸化アルミ粉末 3部 平均粒径 :0.3μm ・カーボンブラック 1部 ・レシチン 2部 ・メチルエチルケトン 100部 ・メチルイソブチルケトン 100部 ・トルエン 100部 ・ステアリン酸 2部 これは磁気媒体とした場合のテープにした場合の電磁
変換特性と対応している。
[実施例] 本発明を実施例、比較例に基づいて説明する。
実施例1 粒子として、平均粒径0.3μmのスチレンジビニルベ
ンゼン共重合体粒子を含有するエチレングリコールスラ
リーを調製した。そのスラリーを常法によりエステル交
換反応を行ない重合して、粒子を1重量%含有する極限
粘度0.62のポリエチレンテレフタレートの粒子マスタペ
レットを得た。粒子含有量が0.5重量%となるように混
合し180℃、5時間真空乾燥した後、押出し機に供給し
て、280℃で溶融押出し、フィルターを経由してT型口
金からシート状に吐出した。この溶融シートを表面温度
40℃の冷却ドラムに巻き付けて、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長手方向に90℃で3.5倍延伸し
た。この延伸はロール間の周速差で行ない1段で行なっ
た。延伸速度の平均は10000%/minであった。この一軸
延伸フィルムをステンタを用いて延伸速度3000%/min、
90℃で幅方向に3.7倍延伸した。次いで、このフィルム
を冷却することなく、そのまま熱処理ゾーンへ導き、21
0℃で3秒間熱固定し厚さ15μmの二軸配向ポリエステ
ルフィルムを得た。
実施例2〜4及び比較例1〜4 実施例1の諸条件の中で、添加する粒子の種類、平均
粒径、添加量及び延伸条件、処理条件を種々変更するこ
とにより、特性の異なるサンプルを作った。これらのフ
ィルムの評価結果をまとめて第1表に示した。第1表か
ら、フィルムの表面パラメータが本発明範囲内の場合は
テープにした場合の耐削れ性、電磁変換特性を両立する
フィルムが得られるが、そうでない場合はテープにした
場合の耐削れ性、電磁変換特性を両立するフィルムが得
られないことがわかる。
[発明の効果] 本発明は、ガイドピンの表面粗度に対してフィルムの
摩擦係数を特定範囲としたので、テープにした場合の耐
削れ性、電磁変換特性に優れたフィルムが得られた。こ
れはさらにまた、今後の磁気記録媒体の高画質化のため
の高級化にも対応できるものである。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、その片面
または両面に磁性層を設けることによって各種の磁気記
録媒体、例えばビデオテープ、オーディオテープ、フロ
ッピーディスク等に加工されて利用される。なお、本発
明の二軸配向ポリエステルフィルムの用途は磁気記録媒
体用として有用であるがその他、例えばグラフィック、
スタンピングフォイル、電気絶縁材料、コンデンサー用
誘電体、包装用等でも平滑性、滑り性が問題となる用途
では、有効に利用され得るものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 67:02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面に微細な突起を有する二軸配向ポリエ
    ステルフィルムであって、表面粗さRtが0.05〜10.0μm
    の範囲のガイドピンとの動摩擦係数μkが0.19〜0.27、
    ガイドピンの表面粗さRtが0.4〜0.6μm、4.0〜6.0μm
    の範囲でのμkの比が1.3以下であることを特徴とする
    二軸配向ポリエステルフィルム。
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