JPH01299833A - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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は、ポリエステル
中に粒径の異なる２種類の粒子を含有してなるフィルム
が知られている（例えば、特公昭５９−２９６’ＩＯ号
公報等）。

［発明が解決しようとする課題］ 平滑なベースフィルムを用いている高級な磁気記録媒体
、特にテープでは走行性を付与するためにバックコート
を施すのが一般的である。しかしながら、最近、コスト
ダウンをはかるためにそれら高級テープでもバックコー
トを外したいという要求が出てきている。上記従来のフ
ィルムでは、高級テープとしての出力特性を得ようとす
ると摩擦係数が大きくなり、テープにした場合の走行性
が不良となるという問題点があった。本発明はかかる課
題を解決し、バックコートをしなくてもテープにした場
合の走行性と出力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、ポリエステル中に平均粒径の異なる２成分の
シリカ微粒子を含有してなる二軸配向ポリエステルフィ
ルムであって、該粒子に起因するフィルム表面突起につ
いて、その突起径が０．５〜８．０μｍＳ￥起径の大径
の平均と小径の平均の差が１．０μｍ以上、かつ大径の
突起数が５，０００個／ｍｍ２以下、小径の突起数が１
５，０００個／ｍｍ２以上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、芳香族グリコ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−ヒス（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、他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、出力特性がより一層
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
に含有される平均粒径の異なる２成分のシリカ微粒子に
起因する。シリカ微粒子としては、ポリエステルに対し
て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が
特に望ましい。

また、その表面は表面改質がなされていてもよい。

シリカ微粒子の平均粒径は特に限定されないが、小径粒
子の平均粒径は０．０３〜０．５μｍ、大径粒子の平均
粒径は０．４〜１．５μｍの場合にテープにした場合の
走行性、出力特性がより一層良好となるので望ましい。

本発明のシリカ微粒子の含有量は、小径粒子では０．０
５〜２．０重量％、大径粒子では０．００１〜０．５重
量％の場合に本発明の表面形態を得るのに有効でおる。

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
ドしてもよいし、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
にした場合の走行性、出力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
シリカ微粒子に起因する微細な突起を有している。その
フィルム表面突起について、突起径は０．５〜８．０μ
ｍ、好ましくは１．０〜６゜０μｍである。突起径が８
．０μｍより大きいと滑らずテープにした場合の走行性
が満足できない。

突起径の下限はおよそ０．５μｍが製造上の限界である
。ざらに、突起径の大径の平均と小径の平均の差が１．
０μｍ以上、好ましくは２．０μｍ以上である。突起径
の大径の平均と小径の平均の差が１．０μｍ未満である
と、テープにした場合の出力特性と走行性を同時に満足
することができない。また、大径の突起数が５，０００
個／ｍｍ２以下、小径の突起数が１５　、０００個／ｍ
ｍ２以上、より好ましくは大径の突起数が３，０００個
／ｍｍ２以下、小径の突起数が２０．０００個／ｍｍ２
以上である。大径の突起数が５，０００個／ｍｍ２を超
えるとテープにした場合の出力特性を満足することがで
きない。また、小径の突起数が１５．０００個／ｍｍ２
未満であるとテープにした場合の走行性を満足すること
ができない。

突起数の上限はｉｏｏ、ｏｏｏ個／ｍｍ２＜らいが製造
上の限界である。

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
の走行性、出力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射ラマン結晶化指数が’１３
ｃｍ−１以上、好ましくは１７Ｃｍ’以上の場合にテー
プにした場合の走行性、出力特性がより一層良好となる
ので特に望ましい。また、本発明の二軸配向ポリエステ
ルフィルムは、フィルム表面の表面粗ざＲＺが７０〜２
５０ｎｍ、好ましくは９０〜１８０ｎｍである場合にテ
ープにした場合の走行性、出力特性がより一層良好とな
るので特に望ましい。ざらに、ヤレグ率は特に限定され
ないが、幅方向のヤング率が長手方向のヤング率より５
０ｋ（Ｊ／ｍｍ２以上高い場合に出力特性がより一層良
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、お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。その場合マスタペレットの固有粘度、
共重合成分を調製して、ガラス転移点Ｔ（＋と冷結晶化
温度ＴＣＣとの差（ΔＴＣｇ＞を７０〜１００℃の範囲
とし、かつ、該マスクポリマを実質的に粒子を含有しな
いポリエステルで希釈する時、該マスタポリマのΔＴＣ
（Ｉと実質的に粒子を含有しないポリエステルのΔＴＣ
（ｌとの差（ｄΔＴＣ（１）を２°Ｃ以上、好ましくは
５°Ｃ以上にしておくことは、本発明の突起径、突起数
を得るのに極めて有効である。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、溶融押出し機に供
給し、その際スクリューの回転数を１１０〜ｉａｏｒｐ
ｍ、好ましくは１２０〜１５０ｒｌ）ｍに保ち、その後
高精度ろ過に３〜５段通し、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。スクリューのＬ／Ｄ　（長さ／径）は２０〜
２５、ざらに２１〜２４が好ましい。その場合フィルタ
ーにＰＥＴ溶融体が入りろ過されて出ていく時のフィル
ター人口とフィルター出口との溶融ポリマの圧力差（す
なわちフィルターによる圧力損失、以下押出し機内での
る圧という）を６０〜１２０ｋ（＋／ｃｔｉ、好ましく
は８　Ｃ）〜１１８ｋ（１／ｃｎ、さらに好ましくは１
００〜１１５ｋＬ／ｃｎとかなり高い状態に保つのが、
本発明の突起径、突起数を得るのに極めて有効である。

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、または同時二輪延伸
法を用いることができる。この場合の延伸条件としては
、まず長手方向に３〜５倍、次に幅方向に３〜５倍延伸
を行なうのが本発明範囲の突起数を得るのに有効である
。また、延伸温度はＴ（１〜Ｔ（１＋２０℃の範囲が本
発明範囲の突起数を得るのに有効である。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′Ｃ
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お
る。

（１）粒子の平均粒径 粒子をエチレングリコール中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Ｃ
ＡＰＡ５００）を用いて、体積平均径（μｍ）を測定し
た。

（２）粒子の含有量 ポリエステル１００ｇに０−クロロフェノール１、ＯＤ
、を加え１２０’Ｃで３時間加熱した後、日立工機■製
超遠心機５５Ｐ−７２を用い、３０．０００ｒｐｍで４
０分間遠心分離を行ない、得られた粒子を１００℃で真
空乾燥する。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粒子
に０−クロロフェノールを加え、加熱冷却後再び遠心分
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、旧／ｇで表わす。

（４）ガラス転移点Ｔ（１、冷結晶化温度１”’ｃｃパ
ーキンエルマー社製のＤＳＣ（示差走査熱量計）■型を
用いて測定した。ＤＳＣの測定条件は次のとおりでおる
。すなわち、試料１０ｍｏ＠ＤＳＣ装置にセットし、３
００℃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″Ｃ／ｍｉｎで昇温し、ガラス
転移点Ｔ（＋を検知した。ざらに昇温を続け、ガラス状
態からの結晶化発熱ピーク温度をもって冷結晶化温度Ｔ
ＣＣとした。

（５）表面粗ざＲＺ 小板研究所製の高精度薄膜段差測定器ＥＴ−１０を用い
て測定した。条件は下記のとありでおり、２０回の測定
の平均値をもって値とした。

・触針先端半径：０．５μｍ ・触針荷重　　：５ｍｇ ・測定長　　　＝１１Ｔ１ｍ ・カットオフ（直：ｏ、ｏｓｍｍ なお、Ｒｚの定義の詳細は、たとえば、奈良冶部著「表
面粗さの測定・評価法」　（総合技術センター、１９８
３）に示されているものである。

（６）フィルム表面の突起数、突起径の平均２検出器方
式の走査型電子顕微鏡（エリオニクス（株）　Ｗ！ＡＥ
ｓＭ−３２００）と断面測定装置（エリオニクス（株）
ＩＰＭｓ−１＞で、フィルム表面の基準面の高さをＯと
して走査したときの高さ測定値を、２５６分割のグレー
値として画像処理装置（カールツアイス（株）製ＩＢＡ
Ｓ２０００）に送り、このグレー値をもとに画像処理装
置上にフィルム表面突起画像を再構築する。次にこの表
面突起画像から２値化された突起部分のグレー値を突起
高さ（ｎｍ）に換算する。この測定を該フィルム１Ｑｍ
ｍ２について行ない、突起数は得られた突起数を１ｍｍ
２に換算して求め、突起径の平均は得られた突起径の分
イ［から大径、小径のＲ’Ａ値を求めそれを平均とした
。

（７）屈折率、屈折率比 ナトリウムＤ線（波長５８９ｎｍ）を光源としてアツベ
屈折率計を用いて２０℃、相対湿度６０％にて測定した
。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℃の水中へ急冷して作
った無配向（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。

（８〉表面の全反射ラマン結晶化指数 ＪＯｂｉｎ−ＹＶＯｎ社製ｆ？ａｍａｎＯｒ　Ｕ−１０
００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撮動である１　７３０ｃｍ
−”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５
００〜１０００人。

■光源 アルゴンイオンレーザ−（５１４５ｃｍ−１＞■試料の
セツティング 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　Ｃｏｕｎ
ｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ（Ｈａｍａｍａｔｓｕ　Ｃ１２
３０）　（ｓｕｐｐｌｙ　１，６００Ｖ）■測定条件 ５ＬＩＴ　　　　　　　　　　１，０００　ＩｉｍＬＡ
ＳＥＲ１００ｍＷ ＧＡＴＥ　ＴＩＭＥ　　　　　　　１．０ｓｅｃＳＣＡ
Ｎ　５ＰＥＥＤ　　　　　　１２ｃｍ’　／ｍｉｎＳＡ
ＭＰＬＩＮＧ　ＩＮＴＥＲＶＡＬ　　０．２ｃｍ−１Ｒ
ＥＰＥＡＴ　ＴＩＭＥ　　　　　　　　６（９）走行性 標準条件として、２０℃相対湿度６０％の雰囲気下で、
外径５ｍｍφの固定軸（表面粗度０．２３＞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２５０とした時の出口テンションＴ２を測定し
、次式から動摩擦係数（μｋ）を算出する。

μに＝（１／θ）　Ｉｎ　（Ｔ２　／Ｔ１）＝　（１／
π）Ｉｎ（Ｔｚ／２５＞ このμに値が０．２５以下の場合走行性が良好、それを
超える場合走行性が不良である。これは磁気媒体とした
場合のテープにした場合の走行性と対応している。

（１０）出力特性 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、温度ニア０’Ｃ１線圧：２００　ｋｑ／ｃｍでカレ
ンダー処理した後、７０℃、４８時間キユアリングする
。上記テープ原反を１部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を用いてシバツ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ツ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。

・Ｇｏ含含有−酸化鉄　　　　　　１００部平均粒子サ
イズ　長さ　二０．３μｍ 針状比：１０／１ 抗磁力　　　　　１，５００　Ｑｅ ・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・メチルエヂルケトン
　　　　　　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［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０．２８μｍのコロイダルシリカ
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２重量％含有する極
限粘度０．６１５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。次いで、粒子として平均粒径Ｃ
Ｌ　６μｍのコロイダルシリカ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
の粒子マスクペレットを得た。それらを小径粒子の含有
量が０．５重量％、大径粒子の含有量が０．０２重量％
となるように混合し１８０℃、６時間真空乾燥した後、
押出し機に供給して２８０℃でろ圧を１１０　ｋ（Ｊ／
　ｃｒ／ｌに保ちながら溶融押出し、高精度ろ過を３段
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５５℃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８５℃で３．６倍延伸し
た。この延伸はロール間の周速差で行ない３段階に分け
て行なった。延伸速度の平均は１０、０００％／ｍｉｎ
であった。この−軸延伸フィルムをステンタを用いて延
伸速度３，０００％／ｍｉｎ、　１００℃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、２１０℃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走行性、出力特性を両立
するフィルムが得られるが、そうでない場合はテープに
した場合の走行性、出力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］ 本発明は表面突起の突起径、突起数を特定範囲としたの
で、テープにした場合の走行性、出力特性に優れたフィ
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出力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。なあ、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
用として有用でおるがその他、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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリエステル中に平均粒径の異なる２成分のシリカ微粒
   子を含有してなる二軸配向ポリエステルフィルムであっ
   て、該粒子に起因するフィルム表面突起について、その
   突起径が０．５〜８．０μｍ、突起径の大径の平均と小
   径の平均の差が１００μｍ以上、かつ大径の突起数が５
   ，０００個／ｍｍ＾２以下、小径の突起数が１５，００
   ０個／ｍｍ＾２以上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。