JP2979332B2 - 配向ポリエステルフイルム - Google Patents

配向ポリエステルフイルム

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JP2979332B2 JP9594490A JP9594490A JP2979332B2 JP 2979332 B2 JP2979332 B2 JP 2979332B2 JP 9594490 A JP9594490 A JP 9594490A JP 9594490 A JP9594490 A JP 9594490A JP 2979332 B2 JP2979332 B2 JP 2979332B2
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  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は磁気記録分野等で使用されるポリエステルフ
イルムに関し、特に透明性、易滑性、耐摩耗性、走行性
が高度に優れたポリエステルフイルムに関するものであ
る。
(従来の技術) 一般にポリエチレンテレフタレートに代表されるごと
きポリエステルは、その優れた物理的および化学的諸特
性の故に、繊維用、成型品用の他、磁気テープ用、写真
用、コンデンサー用、包装用などのフイルム用としても
多種の用途で広く用いられている。これらフイルム用と
して用いられる場合、その滑り性および耐摩耗特性はフ
イルムの製造工程および各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。特にポリエステルフイルム表面に
磁性層を塗布し磁気テープとして用いる場合には、磁性
層塗布時におけるコーティングロールとフイルム表面と
の摩擦および摩耗が極めて激しく、フイルム表面へのし
わおよび擦り傷が発生しやすい。また磁性層塗布後のフ
イ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、リールやカセッ
ト等からの引き出し巻き上げその他の操作の際に、多く
のガイド部、再生ヘッド等との間に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イ
ルム表面の削れ等による白粉状物質を析出させる結果、
磁気記録信号の欠落、即ちドロップアウトの大きな原因
となることが多い。一般にフイルムの滑り性および耐摩
耗性の改良には、フイルム表面に凹凸を付与することに
よりガイドロール等との間の接触面積を減少せしめる方
法が採用されており、フイルム原料に用いる高分子の触
媒残渣から不溶性の粒子を析出せしめる方法や、不活性
の無機粒子を添加せしめる方法等が用いられている。
確かにこれらの方法により滑り性や耐摩耗性を向上さ
せることができる。しかしながら不活性無機粒子を添加
せしめる方法の場合、有機成分であるポリエステルとの
親和性が充分でないため、延伸等により粒子とポリエス
テルとの界面で剥離が起り粒子の囲りにボイドが発生す
る。そのため透明性や耐摩耗性が低下し解決すべき問題
となっている。
特に無機粒子として炭酸カルシウムを用いた時は良好
な滑り性が付与できるにもかかわらず、ポリエステルと
の親和性が著るしく悪く、その結果フイルムの透明性や
耐摩耗性が劣るという問題があり、この点の改良が強く
要望されていた。
一方、炭酸カルシウムの結晶型にはカルサイト型、ア
ラゴナイト型、バテライト型の三種の同質異像が知られ
ている。
結晶形状ではカルサイト型が立方形、アラゴナイト型
が柱状形で、バテライト型が球状形である。従来、ポリ
エステル用の添加剤としては結晶型が安定で立方形のカ
ルサイト型の炭酸カルシウムが使用されていた。球状形
のバテライト型炭酸カルシウムは結晶型が不安定で簡単
にカルサイト型に転移するということで本分野へはその
使用がさけられてきていた。
(発明が解決しようとする課題) 本発明はこうした事情に着目してなされたものであっ
て、特に磁気テープ用基材として用いることのできるポ
リエステルフイルムにおいて上記問題点を解決し、特に
透明性、易滑性、耐摩耗性、走行性が高度に優れたポリ
エステルフイルムを提供しようとするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、平均粒径が0.05μm以上5.0μm未満の表
面処理されたバテライト型炭酸カルシウムを0.005重量
%以上2.0重量%以下含有し、ヘーズが2%以上11%以
下であり、かつボイド率が0.1%以上1.2%以下であるこ
とを特徴とする配向ポリエステルフイルムである。
(作用) 本発明で用いられるポリエステルとはポリエチレンテ
レフタレート、ポリアルキレンナフタレート等の結晶性
ポリエステルであり特に限定はされないがとりわけポリ
エチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレー
トが適しており、なかんずくその繰り返し単位の80モル
%以上がエチレンテレフタレートあるいはエチレンナフ
タレートからなるものであり、他の共重合成分としては
テレフタル酸、イソフタル酸、p−β−オキシエトキシ
安息香酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ジカ
ルボキシルジフェニール、4,4′−ジカルボキシルベン
ゾフェノン、ビス(4−カルボキシルフェノール)エタ
ン、アジピン酸、セバシン酸、5−ナトリウムスルホイ
ソフタル酸、シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸等の
ジカルボン酸成分、プロピレングリコール、ブタンジオ
ール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコー
ル、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAの
エチレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコ
ール等のグリコール成分、p−オキシ安息香酸などのオ
キシカルボン酸成分等を任意に選択使用することができ
る。この他共重合成分として少量のアミド結合、ウレタ
ン結合、エーテル結合、カーボネート結合等を含有する
化合物を含んでもよい。
該ポリエステルの製造法としては、芳香族ジカルボン
酸とグリコールとを直接反応させるいわゆる直接重合
法、芳香族ジカルボン酸のジメチルエステルとグリコー
ルとをエステル交換法など任意の製造法を適用すること
ができる。なおフイルムとしては一軸配向フイルム、二
軸配向フイルムのいずれでもよいが二軸配向フイルムが
特に好適である。
本発明に用いられる炭酸カルシウムは、バテライト型
の結晶型を有したものである必要がある。他の結晶型の
ものを用いた特にポリエステルとのなじみが悪く延伸等
により炭酸カルシウムとポリエステルとの界面で剥離が
起り炭酸カルシウム粒子の囲りに発生するボイドが大き
くなりフイルムの透明性や耐摩耗性等が低下するので好
ましくない。
なお、バテライト型の炭酸カルシウムを用いた時にポ
リエステルとのなじみが良く、炭酸カルシウム粒子の囲
りに発生するボイドの大きさが小さくなる原因は不明で
ある。
該バテライト型の炭酸カルシウムは、塩化カルシウム
と炭酸ソーダーとの反応(特開平1−108117)あるいは
モノエタノールアミンを含有する石灰乳に炭酸ガスを導
入して炭酸化反応を行なう方法(特開平1−301511)等
が知られているが、これらに限定されるものでない。
該炭酸カルシウムの平均粒子径は0.05μm以上で5.0
μm未満が好ましいが、0.1μmから2.5μmの範囲が特
に好ましい。平均粒子径が0.05μm未満では滑り性およ
び耐摩耗性の向上効果が不充分となるので好ましくな
い。逆に5.0μm以上ではフイルム表面に粗大突起を生
ずる可能性があるため好ましくない。また、該炭酸カル
シウムの添加量はポリマーに対し0.005重量%以上で2.0
重量%以下であることが好ましい。特に好ましくは0.01
重量%以上で1.0重量%以下である。添加量が0.005重量
%未満であればポリマー中の粒子量が少なすぎるためフ
イルム表面の突起密度が低くなり滑り性および耐摩耗性
が不充分である。逆に添加量が2.0重量%を越えた場合
は、粒子のポリマー中での凝集の原因となり粗大突起数
の面より不適である。
該炭酸カルシウムとポリエステルの密着性を更に向上
させるために該炭酸カルシウムの表面を表面処理をほど
こす必要がある。
該炭酸カルシウムは単独で用いてもよいし平均粒径の
異なるものを2種以上併用してもよい。また他の滑剤を
併用してもよい。
その他静電密着性や帯電防止性を付与するための添加
剤や着色剤、熱安定性、向上剤等の他の添加剤を併用し
てもよい。また、凝集防止剤等の併用も何んら制限を受
けない。
本発明における不活性粒子のポリエステル中への添加
方法は、該ポリエステル製造過程における任意の段階で
添加することができるが、初期縮合が終了するまでに添
加するのが特に好ましい。またポリエステル製造過程へ
の不活性粒子の添加方法はスラリー状および粉末状のい
ずれの状態で添加してもよいが、粒子の飛散防止、供給
精度や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(EG)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均一な分散を行なう必要があ
る。
また、所定の平均粒径の粒子を得るために、市販粒子
の分級および濾過等の手段を用いてもよい。
(実施例) 次に本発明の実施例および比較例を示す。実施例中の
部は特にことわらないかぎりすべて重量部を意味する。
また、用いた測定法を以下に示す。
(1) 平均粒子径 粉体をエチレングリコールに十分に分散して得られた
スラリー中における粒度分布を光透過型遠心沈降式粒度
分布測定器(SA−CP3型、島津製作所製)を用いて測定
した分布における積算50%の値を用いる。
(2) フイルムの表面平滑性(TAR) フイルム表面を小坂研究所社製触針式3次元表面粗さ
計(SE−3AK)を用いて、針の半径2μm、荷重30mgの
条件下、フイルム長手方向にカットオフ値0.25mmで測定
長1mmにわたって測定し、2μmおきに高さ方向のデー
タを量子化幅0.00312μmで外部記憶装置に取り込ませ
る。このような測定をフイルムの横手方向について2μ
m間隔で連続的に150回、つまりフイルムの横手方向0.3
mmの幅にわたって測定する。このときの高さ方向のデー
タを h(i,j)[i=1〜500、j=1〜150]としたとき、
次式の計算をおこなって得られたものをμm単位で表わ
したものがTAR[スリー・デイメンジョナル・アベレー
ジ・ラフネス]である。
(3) フイルムの滑り性 動摩擦係数をASTM−D−1894−63Tに準じ、23℃、65
%RH、引張速度200m/分の条件で測定した。
(4) フイルムヘーズ 直読ヘーズメーター(東洋精機社製)で測定した。
(5) フイルム中のボイド観察 フイルム表面を偏光顕微鏡で観察し、不活性粒子の周
りのボイド面積の全視野中に対する比を画像処理装置で
定量し、%で示した。
(6) 破裂ボイドの密度 走査型顕微鏡を用い、1000倍の倍率で面積50mm2のフ
イルム表面を観察し、破裂ボイドが認められた部位を更
に5000倍に拡大し、その長径が2μm以上のものの個数
をカウントし、1mm2当りの個数に換算した。また、特に
破裂ボイドが多く認められたフイルムについては、観察
面積を適当に小さくした。
実施例1 攪拌装置、分縮器、原料仕込口および生成物取り出し
口を設けた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エステル化反応缶のエステル化
反応生成物が存在する系へ、該系におけるテレフタル酸
(TPA)に対するEGのモル比率1.7で、かつ三酸化アンチ
モンをアンチモン原子としてTPA単位当り289ppmを含むT
PAのEGスラリーを連続的に供給した。
同時にTPAのEGスラリー供給口とは別の供給口より酢
酸マグネシウム四水塩のEG溶液を、反応缶内を通過する
反応生成物中のポリエステル単位ユニット当りそれぞれ
Mg原子が100ppmとなるように連続的に供給し、常圧にて
平均滞留時間4.5時間、温度255℃反応させた。
この反応生成物を連続的に系外に取り出して、第2エ
ステル化反応缶に供給した。第2エステル化反応缶内を
通過する反応生成物中のポリエステル単位ユニットに対
して0.5重量部のEG、トリメチルホスフェートのEG溶液
をP原子として64ppmおよび平均粒径が0.8μのバテライ
ト型炭酸カルシウム(表面処理剤使用量:炭酸カルシウ
ムに対しポリアクリル酸ナトリウム1.0重量%)のEGス
ラリーに100g/のトリポリリン酸ナトリウムの水溶液
をNa原子としてスラリー中の炭酸カルシウムに対して0.
80重量%となるだけ添加し、該トリポリリン酸ナトリウ
ム含有バテライト型炭酸カルシウムスラリーを生成ポリ
エステルに対して0.25重量%になるように、それぞれの
別個の供給口より連続的に供給した、その後、常圧にて
平均滞留時間5.0時間、温度260℃反応させた。
該エステル化反応生成物を攪拌装置、分縮器、原料仕
込口および生成物取り出し口を設けた2段の連続重縮合
反応装置に連続的に供給して重縮合を行ない、固有粘度
0.620のポリエステルを得た。該ポリマーを290℃で溶融
押出した後、90℃で縦方向に3.5倍、130℃で横方向に3.
5倍延伸し次いで220℃で熱処理して得られた15μmのフ
イルムの特性を第1表に示した。
本実施例の方法で得たフイルムはボイド率が低く、透
明性や耐摩耗性(破裂ボイド)が低い高品質なものであ
った。
比較例1 実施例1の方法において、バテライト型炭酸カルシウ
ムに替えて、カルサイト型炭酸カルシウムを用いる以
外、実施例1と完ったく同じ方法で得られたフイルムの
特性を表1に示す。
本比較例の方法で得たフイルムはボイド率が高く、透
明性や耐摩耗性が劣る低品質なものであった。
実施例2〜3および比較例2〜3 実施例1の方法で滑剤粒子として炭酸カルシウムとカ
オリナイトおよび炭酸カルシウムと球状シリカを用いる
以外、実施例1と同様の方法で得られたフイルムの特性
を表1に示す。
これらの実施例および比較例についてもバテライト型
炭酸カルシウムを用いるとカルサイト型炭酸カルシウム
を用いた場合よりもボイド率が低く、透明性や耐摩耗性
にすぐれたフイルムが得られることがわかる。
実施例4および比較例4 実施例1の方法で炭酸カルシウムの粒径および添加量
を変更する以外実施例1と完ったく同じ方法で得られた
フイルムの特性を表1に示す。
これらの実施例および比較例においてもバテライト型
炭酸カルシウムを用いた方がカルサイト型炭酸カルシウ
ムを用いた場合よりも高品質のフイルムが得られること
がわかる。
比較例5 表面処理していないバテライト型炭酸カルシウムを使
用する以外は、実施例1と同じ方法でフィルムを得た。
本比較例で得られたフィルムはボイド率が高く、透明性
や耐摩耗性が不十分であった。
(発明の効果) 本発明は、ポリエステルフイルム中に特定粒径範囲の
表面処理されたバテライト型炭酸カルシウムを特定量含
有させ、ヘーズ及びボイド率を特定の範囲にすることに
より、透明性、滑り性、耐摩耗性等が高度に優れたポリ
エステルフイルムであることがわかる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G11B 5/704 G11B 5/704 // B29K 67:00 B29L 7:00 (56)参考文献 特開 昭63−63745(JP,A) 特開 昭60−71632(JP,A) 特開 昭62−235353(JP,A) 特開 昭60−166221(JP,A) 特開 昭62−246939(JP,A) 特開 昭64−43537(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 67/00 - 67/08 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均粒径が0.05μm以上5.0μm未満の表
    面処理されたバテライト型炭酸カルシウムを0.005重量
    %以上2.0重量%以下を含有し、ヘーズが2%以上11%
    以下であり、かつボイド率が0.1%以上1.2%以下である
    ことを特徴とする配向ポリエステルフィルム。
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