JP2843942B2

JP2843942B2 - 二軸配向ポリエステルフィルム用スピネル型酸化物及び二軸配向ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JP2843942B2
Application number: JP27174789A
Authority: JP
Inventors: 弘之柏瀬; 宗雄三田; 伸夫高木
Original assignee: NIPPON KAGAKU KOGYO KK
Current assignee: NIPPON KAGAKU KOGYO KK
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JPH03134053A

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用スピネル型
酸化物（以下、「スピネル型酸化物」と略記する）及び
それを含有する二軸配向ポリエステルフィルムに関し、
更に云えば、ビデオテープ，フロッピーディスク用等に
好適な磁気記録媒体用ベースフィルム、繊維用、成型品
用、コンデンサー用等に好適な二軸配向ポリエステルフ
ィルム及びそれに含有されるスピネル型酸化物に関する
ものである。

［従来の技術］従来、二軸配向ポリエステルフィルムとしては、ポリ
エステルにその滑り性及び耐摩耗性の改善の目的で、シ
リカ，α−アルミナ，酸化チタン，炭酸カルシウム等の
不活性無機粒子を含有せしめたフィルムが知られてい
る。（たとえば、特開昭61−261347号公報、特開平１−
96225号公報）また、ポリエステルフィルムを繊維用，成型品用，コ
ンデンサー用，磁気記録媒体用ベースフィルムとして用
いる場合、そのポリエステルフィルムの滑り性及び耐摩
耗性はフィルムの製造工程及び各種用途における加工工
程の作業性の良否，さらにはその製品品質の良否を左右
する大きな要因となっている。そして、この様なポリエ
ステルフィルムの滑り性及び耐摩耗特性等を改善するた
めに、ポリエステルにシリカ，α−アルミナ，酸化チタ
ン，炭酸カルシウム等の不活性無機粒子を添加する方法
が知られている。例えば、磁気記録媒体用ベースフィル
ムとしては、シリカ，α−アルミナ等の不活性無機粒子
を含有せしめたポリエチレンテレフタレートフィルムが
知られている。（特公昭57−31205号）［発明が解決しようとする課題］しかしながら、従来の二軸配向ポリエステルフィルム
は、表面平滑性、滑り性、耐摩耗性等において充分なも
のではなかった。

例えば、磁気記録媒体用ベースフィルムとして用いら
れている二軸配向ポリエステルフィルムは、磁性層塗布
時におけるコーティングロールとフィルム表面との摩擦
及び摩耗が極めて激しく、フィルム表面へしわおよび擦
り傷が発生しやすく、そのために、磁性層塗布後のフィ
ルムをスリットして、オーディオ，ビデオまたはコンピ
ューター用テープ等に加工した後でも走行性が十分でな
かった。

また、リール，カセット等からの引き出し、巻き上げ
及びその他の操作の際においても、フィルム表面と多く
のガイド部、再生ヘッド等との間における摩擦および摩
耗が著しく生じ、擦り傷、歪の発生、さらにはポリエス
テルフィルム表面の削れ等による白粉状物質を析出させ
る結果、ドロップアウトの大きな原因となることが多
く、これらの欠点の除去が従来より課題であった。

本発明者は、この様な従来技術の欠点を改善するため
に鋭意研究を行なった結果、特定粒径、特定形状を有す
るスピネル型酸化物を二軸配向ポリエステルフィルムに
配合することによって、他の粒子類の添加によっては到
達し得ない優れた表面平滑性、滑り性および耐摩耗性等
を発揮し得る事実を見い出し本発明を得た。

［課題を解決するための手段］即ち、本発明は、一般式M^IIO・M^III ₂O₃（式中、M^IIは
Mg²⁺,Ca²⁺,Sr²⁺,Ba²⁺,Zn²⁺から選らばれた少なくとも一
種の２価金属元素、M^IIIはAl³⁺またはCr³⁺を示す。）で
表されるスピネル型酸化物であり、かつ一次粒子の形状
が正八面体乃至実質的に球状であって、平均粒子径が１
μｍ以下で、ロジン−ラムラー線図におけるｎ値が２以
上よりなることを特徴とするスピネル型酸化物、および
前記スピネル型酸化物を0.01〜2.0重量％含有すること
を特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に係るスピネル型酸化物は、M^IIO・M^III ₂O₃で
表わされる正八面体状乃至実質的に球状のものである。
ここでいうM^IIとは、Mg²⁺,Ca²⁺,Sr²⁺,Ba²⁺,Zn²⁺等から
選らばれた少なくとも一種の２価金属元素であり、M^III
とはAl³⁺,Cr³⁺等から選ばれた少なくとも一種の３価金
属元素である。本発明においては、M^II,M^IIIが上記の金
属元素の組み合わせからなるスピネル型酸化物またはそ
れらのスピネル型酸化物を２種以上併用してもよく、ま
たM^II,M^IIIのそれぞれが、あるいはM^IIもしくはM^IIIが
２種以上の金属元素によって構成され、それぞれの成分
が固溶してなるスピネル型酸化物を用いることもでき
る。

また、本発明のスピネル型酸化物は平均粒子径が１μ
ｍ以下、好ましくは0.04〜１μｍの範囲のものが望まし
い。その理由は、１μｍを越えると表面平滑性が不十分
となるので好ましくないからである。また、滑り性、耐
摩耗性の向上効果を十分とするためには、平均粒子径が
0.01μｍ未満では好ましくない。

また、本発明のスピネル型酸化物は、粒度分布の均一
性も重要であり、ロジン−ラムラー（Rosin−Rammler）
線図のｎ値が２以上、好ましくは2.5以上が望ましく、
２未満のブロードな場合には表面平滑性が不十分とな
り、滑り性、耐摩耗性の向上効果が十分とならず好まし
くない。

なお、本発明における平均粒子径が１μｍ以下で、ロ
ジン−ラムラー線図におけるｎ値が２以上の粒度分布
は、市販されているロジン−ラムラー線図を用いて、例
えば「粉体工学便覧」（粉体工学会編、日刊工業新聞
社、昭和61年２月28日発行）７〜11頁の「2.3ロジン−
ラムラー分布」に記載されている方法で、平均粒子径と
ｎ値から求めることができる。

上記の特性を有するスピネル型酸化物は、アルカリ塩
を含有するスピネル前駆体を熱雰囲気下に噴霧処理して
流動性の良い粉体を得た後、焼成し、焼成物を水洗等に
より脱塩処理する方法等により製造することができる。
また、スピネル型酸化物は、必要に応じて、例えばシラ
ン、チタンカップリング剤等の表面処理を施したものも
使用することができる。

次に、本発明の前記スピネル型酸化物を含有する二軸
配向ポリエステルフィルムについて説明する。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムには、スピネ
ル型酸化物が0.01〜2.0重量％、好ましくは0.2〜1.0重
量％含有されていることが望ましい。その理由は0.01重
量％未満では、滑り性、耐摩耗性等の向上効果が不十分
となり、逆に2.0重量％を越えると表面平滑性の低下や
ドロップアウトの発生の原因となる粗大粒子が多く生成
するようになるので好ましくない。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを構成するポ
リエステルとしては特に制限する必要はなく広範囲のも
のを用いることができるが、例えば主たる繰り返し単位
の80モル％以上がエチレンテレフタレートで、他の構成
成分としてジカルボン酸類、グリコール類、オキシカル
ボン酸類等の成分が20モル％未満共重合したものが挙げ
られる。

本発明において、スピネル型酸化物をポリエステルフ
ィルム中へ添加する方法は、該ポリエステルフィルムの
製造工程における任意の段階で添加することが出来る
が、特に初期縮合が終了する迄に添加するのが好まし
い。また、添加手段としては、スピネル型酸化物をスラ
リー状，粉末状のいずれかの状態で添加してもよいが、
粒子の飛散防止、供給精度、均一性の向上の点からスラ
リー状に分散させて添加するのが好ましく、特にエチレ
ングリコールのスラリーとして添加するのが好ましい。
スラリー状に分散させる場合には、それぞれの粒子本来
の一次粒子を出来る限り再現するような分散処理を行な
うのが好ましい。

［実施例］以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明す
る。

実施例１撹拌装置，分縮器を備えた２段の完全混合槽よりなる
連続エステル化反応装置を用い、その第１エステル化反
応槽のエステル化反応生成物が存在する系へ、テレフタ
ル酸に対しエチレングリコールのモル比を1.7に調整し
たテレフタル酸エチレングリコールスラリーを連続的に
供給した。

同時に別の供給口より酢酸マグネシウム四水塩のエチ
レングリコール溶液と酢酸ナトリウムのエチレングリコ
ール溶液を、反応槽内を通過する反応生成物中のポリエ
ステル単位ユニットあたり、それぞれMg原子、Na原子と
して100ppm,10ppmとなるように連続的に供給し、常圧に
て滞留時間4.5時間、温度225℃で反応させた。

この反応生成物を連続的に系外に取り出し第２エステ
ル化反応槽へ移し、第２エステル化反応槽を通過する反
応生成物中のポリエステル単位ユニットに対し、第１図
の電子顕微鏡写真（倍率:15000倍）に示した平均粒子径
が0.5μｍでロジン−ラムラー線図のｎ値が2.1の実質的
に球状乃至正八面体状のマグネシウムクロマイト（MgO
・Cr₂O₃）粉のエチレングリコールスラリーをマグネシ
ウムクロマイトとして0.20重量％となるように別の供給
口から連続的に供給し、常圧にて滞留時間５時間、温度
260℃で反応させた。

該エステル化反応生成物を撹拌装置、分縮器、原料仕
込口および生成物取出口を設けた２段の連続重縮合反応
装置に連続的に供給し、重縮合を行い、固有粘度0.615
のポリエステルを得た。

次いで、得られたポリマーを290℃で溶融押出しし、9
0℃で縦方向に3.5倍、130℃で横方向に3.5倍延伸した
後、220℃で熱処理し、15μｍの厚みのフィルムを得
た。得られたフィルムを次の項目について測定し評価を
行った。

（ｉ）表面平滑性サーフコム300A型表面粗さ計にて測定した。

針径１μm,加重0.07g,測定基準長0.8mm,カットオフ0.
08mmの条件で測定した中心平均粗さ（R_A）で表示。

（ii）滑り性フィルムを細幅にスリットしたテープ状ロールを金属
性ガイドロールにこすりつけ、10m/secの高速にて、24
時間走行させた際の擦り傷の多少で評価。

（iii）フィルムの耐摩耗性上記滑り性試験時に発生する白粉量の多少で評価。

評価結果は表１の通りであった。

実施例２実施例１のマグネシウムクロマイト粉の代わりに亜鉛
クロマイト粉を用いた以外は実施例１と同様の操作、評
価を行なった。評価結果は表１に示す通りであった。

なお、用いた亜鉛クロマイト粉は平均粒子径が0.4μ
ｍの正八面体状ないし実質的に球状の粒子でロジン−ラ
ムラー線図のｎ値は2.3であった。

比較例１実施例１において、マグネシウムクロマイト粉の代わ
りに重質炭酸カルシウムを用いた以外は全く同様の操
作、評価を行なった。なお、用いた重質炭酸カルシウム
は平均粒子径0.30μｍのものである。評価結果は表１の
通りであった。

実施例1,2の組成を有するフィルムをベースフィルム
とし、常法にて磁気記録層，バックコート層を付与し、
電磁変換特性等を評価したところ良好な結果が得られ
た。

［発明の効果］以上説明した様に、本発明のスピネル型酸化物を含有
する二軸配向ポリエステルフィルムは、良好な表面平滑
性、滑り性および耐摩耗性を有し、走行性，電磁変換特
性にすぐれ、擦り傷および白粉発生量が著しく少ないと
いう特徴がある。

また、二軸配向ポリエステルフィルムを磁気記録媒体
ベースフィルムとして用いた場合には、電磁変換特性を
損うことなく、表面平滑性，滑り性，耐摩耗性等が改善
され、ポリエステルフィルム表面の削れ等による白粉状
物質の発生がない走行性の改善されたベースフィルムを
提供出来る。

更に、本発明のスピネル型酸化物は、電気用途、蒸着
用フィルム等の他の分野へも広く適用できる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で用いたマグネシウムクロマイト（Mg
O・Cr₂O₃）粉の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（倍率:1
5000倍）を表わす。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｃ０８Ｌ 67:00 (56)参考文献特開昭63−39961（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−207356（ＪＰ，Ａ) 化学大辞典編集委員会編化学大辞典７，縮刷版，共立出版株式会社，昭和39 年１月15日発行第738頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C08L 67/02 C08K 3/22 C08J 5/18 CFD B29C 55/12 G11B 5/704

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式M^IIO・M^III ₂O₃（式中、M^IIはMg²⁺,C
a²⁺,Sr²⁺,Ba²⁺,Zn²⁺から選らばれた少なくとも一種の２
価金属元素、M^IIIはAl³⁺またはCr³⁺を示す。）で表され
るスピネル型酸化物であり、かつ一次粒子の形状が正八
面体乃至実質的に球状であって、平均粒子径が１μｍ以
下で、ロジン−ラムラー線図におけるｎ値が２以上より
なることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム用
スピネル型酸化物。
【請求項２】請求項１記載のスピネル型酸化物を0.01〜
2.0重量％含有することを特徴とする二軸配向ポリエス
テルフィルム。