JPH0211640A - 二軸配向ポリエステルフイルム - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ポリエステルフィルム、更に詳しくは、包装
用、コンデンサー用、および磁気テープ用ベースフィル
ムなどとして好適な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
に不活性無機粒子を含有せしめたフィルム（例えば、特
開昭６１−２３７６２３号公報など）が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、フィルムの加工工程、たとえば各種用途
におけるスリット工程、包装用途における印刷工程、磁
気媒体用途における磁性層塗布・カレンダー工程などの
工程速度の増大にともない、フィルムに要求されるスリ
ット性、耐摩耗性は益々厳しくなっている。上述の如き
従来のポリエステルフィルムでは、スリット時、及びス
リット後のフィルム端面からの粒子及びポリマの脱落（
粉落ち）や、接触するロールなどでフィルムの表面が削
られるこにより、加工工程上、製品性能上のトラブルと
なるという欠点が、最近、問題となってきている。

本発明の目的は、かかる課題を解消せしめ、スリット時
の粉落ちの少ない（以下粉落ち良好という）、耐摩耗性
（特に耐スクラッチ性）に優れたポリエステルフィルム
を提供せんとするものでおる。

［課題を解決するための手段］ 真球度（長径／短径）が１．２を越え３．０以下の不活
性有機高分子粒子を０．０１〜３重四％含有する二軸配
向ポリエステルフィルムでおって、該不活性高分子有機
粒子の平均粒径が０．１〜３μｍ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。

本発明のポリエステルは特に限定されないが通常ポリエ
チレンテレフタレート、ポリエチレンα。

β−ビス（２−クロルフェノキシ）エタン４．４−一ジ
カルボキシレート、ポリエチレン２，６−ナフタレート
、ポリブチレンテレフタレート等が用いられる。中でも
ポリエチレンテレフタレートが好ましい。

本発明フィルムに用いる不活性Ｐｉ機高分子粒子の真球
度（長径／短径）が１．２を越え３．０以下、好ましく
は１．２を越え２．０以下でおる場合に１ｋ）落ら良好
となる。真球度が上記範囲にり小さいと扮落らが不良と
なるので好ましくない。また真球度が上記範囲より大き
いと耐スクラッチ性が不良となるので好ましくない。ま
た、粒子の片側に凹凸がおる場合、粉落ちがざらに良好
となるので好ましい。真球度を１，２を越え３．０以下
とするのに適する不活性有機高分子粒子としては、例え
ばシ１ノコン粒子、ポリイミド粒子、架橋スチレン−ジ
ビニルベンゼン共重合体粒子、架橋ポリエステル粒子、
テフロン粒子などの有機高分子粒子などが挙げられるが
、なかでも架橋球状スチレン−ジビニルベンゼン共重合
体粒子などの高分子架橋重合体粒子が好ましい。

本発明のポリエステルフィルムに用いる不活性粒子の平
均粒径は０．１〜３μｍ、好ましくは０゜１〜１μｍ、
さらに好ましくは０．１〜０．４８μｍである必要があ
る。平均粒径が上記範囲より大きいと粉落ちが不良とな
るので好ましくない。

また、平均粒径が上記範囲より小さいと耐スクラッチ性
不良となるので好ましくない。

該不活性有機高分子粒子は、重合時に得られる一次粒子
の粒径が本発明の範囲であることが好ましい。粉砕処理
により得られた不活性有機高分子粒子では、真球度を本
発明の範囲とすることは非常に困難であり、本発明の効
果を得ることは難しい。

本発明のポリエステルフィルムには不活性有機高分子粒
子が０．０１〜３重旧％、好ましくは０゜１〜１重量％
含有されている必要がある。含有量が上記範囲より多い
と扮落ちが不良となり、少ないと耐スクラッチ性が不良
となるので好ましくない。

また、不活性有機高分子粒子の耐熱温度は３８０′Ｃ以
上、好ましくは３９０℃以上であることが、耐スクラッ
チ性を良好とするのに特に有効でおる。

本発明のポリエステルフィルムに含有される不活性有機
高分子粒子の結晶化促進係数は、−１０〜＋１０℃の範
囲である場合が、粉落ちを良好とするのに有効である。

本発明のポリエステルフィルムに用いる不活性有機高分
子粒子の粒度分布は特に限定されないが、手足平均粒子
直径と数平均粒子直径の比で１．１〜２．０の範囲の場
合耐スクラッチ性を良好とするのに有効である。

また該粒子はポリエステルと実質的に反応しないほうが
好ましい。実質的に反応しない粒子とは、粒子がポリエ
ステル中に含有されているときにポリエステルと化学反
応を起こすことなく、かつ、粒子とポリエステルの間に
共有結合やイオン結合などの化学的結合を持たない粒子
のことを示す。

粒子とポリエステルが反応する場合には、粒子同志の凝
集も多くなり粗大粒子となって、粉落ちが不良となるの
で好ましくない。

また粒子と共に分散剤を添加することは、粒子の凝集を
防ぎ、粉落ちをより一層良好とするのに好ましい。

尚、本発明で用いるポリエステルフィルムには、本発明
の目的を阻害しない範囲であれば、該不活性有機高分子
粒子以外の不活性粒子が含まれていてもかまわない。特
に極少量の無機粒子を同時に含有することにより耐スク
ラッチ性が良好となるので好ましい。この時無機粒子の
添加量は０３ＯＯ５〜０．５重量％の範囲で、かつ、有
機高分子粒子の含有量よりも少量である場合が耐スクラ
ッチ性をより一層良好とするために好ましい。また、該
無機粒子の平均粒径は０．４〜２．０μｍの範囲である
と耐スクラッチ性がより良好となるので好ましく、この
時、該無機粒子の平均粒径が有機高分子粒子の平均粒径
よりも大きいと耐スクラッチ性がさらに良好となるので
好ましい。無機粒子の種類としては、例えば二酸化チタ
ン、シリカ、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、アル
ミナな゛どが必るが、シリカが好ましく、特にコロイダ
ルシリカが好ましい。

また、内部析出粒子を併用しても良い。

更に、本発明フィルムの平均表面粗さは特に限定されな
いが、少なくとも片面の平均表面粗さが０．００３〜０
．０６０μｍの範囲にある場合に耐スクラッチ性がより
一層良好となるので望ましい。

また本発明フィルムの静摩擦係数は、特に限定されない
が、少なくとも片面の静摩擦係数が０゜２〜３．０の範
囲にある場合に耐スクラッチ性がより一層良好となるの
で望ましい。

次に本発明フィルムの製造方法を説明する。

まず、所定のポリエステルに不活性有機高分子粒子を含
有せしめる方法としては、重合前、重合中、重合後のい
ずれに添加してもよいが、ポリエステルのジオール成分
であるエチレングリコールなどに、スラリーの形で混合
、分散せしめて添加する方法を用いる。また、エチレン
グリコールスラリーの段階で粒子に加熱処理を行なうこ
とは本発明の効果を一層大きくするのに有効である。

また、粒子の含有量を調節する方法としては、高濃度の
マスターペレットを製膜時に稀釈する方法を用いると本
発明の効果がいっそう大きくなるので好ましい。

次に、このポリエステルを十分乾燥した後、公知の溶融
押出機に供給し、濾過フィルターを経た後２６０〜３２
０℃でスリット状口金から溶融押出し、冷却固化せしめ
て未延伸フィルムを作る。

このとき濾過フィルター前、後の圧力損失が６０ｋｃ］
／Ｃｍ２以上である場合、本発明範囲の真球度を得るの
に有効である。

また、キャスト時のドラフト比（口金のスリット幅／未
延伸フィルムの厚み）は８〜３０程度の高い値でおるこ
とが、本発明範囲の真球度を得るのに有効である。

次にこの未延伸フィルムを二軸延伸し、二軸配向せしめ
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。ただし、最初に長手方向
、次に幅方向の延伸を行なう逐次二軸延伸法を用いた方
が好適である。

長手方向の延伸は７０〜１２０℃で、２段または３段に
分けて、４〜５倍延伸する方法を用いる。

幅方向の延伸は、８０〜１２０℃で３〜４倍延伸するの
が好ましい。

また、−旦、二輪延伸したフィルムを少なくとも一方向
に更に延伸しても良い。

また必要に応じて、この延伸フィルムを熱処理すること
もできる。この場合の熱処理条件としては、定長下で１
５０〜２２０℃、好ましくは１７０〜２１０’Ｃの範囲
で０．５〜３０秒間行なうことが好ましい。

［作用］ 本発明フィルムは、含有する粒子の真球度（長径／短径
）を特定の範囲内とし、かつ粒子の粒径と添加量を特定
の範囲とすることにより、不活性有機高分子粒子の特性
が最大限に発揮され本発明の効果が得られたものと推定
される。

［特性の測定法］ 本発明の特性値は次の測定法、評価基準によるものであ
る。

■　平均粒径 粒子をエチレングリコール中に均一に分散してスラリー
とし、これを測定に便利な濃度に希釈し、遠心沈降式粒
子径測定装置（品性製作所製５Ａ−ＣＰ２型）で測定す
る。得られた粒子径分布を対数確率紙にプロットし、積
算通過百分率が５０％となった点のメジアン径を、その
粒子の平均粒径とした。

■　粒子含有量 析出粒子量の測定：ポリエステルを溶解させ、かつ粒子
を）ｄ解させない溶媒にポリエステル１００グラムを加
えて加熱し、完全にポリエステルを溶解させる。この溶
液を日立工数（株）製餡遠心ｇ１５５Ｐ−７２を用い、
３００００ｒｐｍで４０分間遠心分離を行ない、得られ
た粒子を真空乾燥する。該粒子を走査形差動熱量計にて
測定した時、ポリエステルに相当する融解ピークが認め
られる場合には該粒子に再び溶媒を加え、加熱溶解後、
遠心分離操作を行なう。融解ピークが認められなくなっ
た時、この粒子の重量を測定する。この重量を１００グ
ラムで割り、パーセント表示したものを含有量とした。

なお、通常遠心分離操作は３回程度で十分である。

また、必要に応じて熱分解ガスクロマトグラフィーや赤
外吸収、ラマン散乱、ＳＥＭ−ＸＭＡなどを利用して定
型する。

■　結晶化促進係数 パーギンエルマー社製のＯＳＣ＜示差走査熱量計）■型
を用いて測定したポリマの冷結晶化温度Ｔｃｃとガラス
転移点ＴＣＩの差（ＴＣＣ−Ｔｇ）をΔＴＣｇと定義し
、１重量％の粒子を含有するポリエステルの△ＴＣＱ　
（Ｉ＞、およびこれと同粘度の粒子を含有しないポリエ
ステルのΔＴＣＣＩ（ｎ）を測定し、ΔＴｃｃ＋　（Ｉ
Ｉ）と△ＴＣｇ（■）の差［△ＴＣＱ　（ＩＩ）−△Ｔ
ＣΩ（■）］をもって、その粒子の結晶化促進係数とし
た。

なお、ＤＳＣの測定条件は次の通りでおる。すなわち、
試ネ；１１０ｍ（ｌをＤＳＣ装置にセラ１〜し、３ｏｏ
’ｃ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／分で昇温し、ガラス転移点
Ｔｑを検知する。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ＴＣＣとし
た。

■　滑り性 フィルムを１，７２インチにスリットし、テープ走行性
試験機ＴＢＴ−３００型（（株）横浜システム研究断裂
〉を使用し、２０’Ｃ１６０％ＲＨ雰囲気で走行させ、
初期のμＫを下記の式より求めた。

μＫ　＝０．７３３　ｌ　ｏｇ（ＴＩ　／Ｔ２　）ここ
でＴ２は入側張力、Ｔ１は出側張力である。

ガイド径は５ｍｍφであり、ガイド材質は５ＵＳ２７（
表面粗度０．２３）、巻き付は角は１８００走行速度は
３．３Ｃｍ／秒である。

上記μＫがｏ、　３５ａ下であるものを滑り性良好とし
た。μＫが０．３５という値はフィルム加工時または、
製品としたときの滑り性が極端に悪くなるかどうかの臨
界の値でおる。

■　耐スクラッヂ性 フィルムを幅１／２インチのテープ状にスリン＋−１，
、張力３００Ｃ７、走行速度２００ｍ／分で、ビデオカ
セットのテープガイドピン（表面粗さがＲｔで２５００
ｎｍ程度の表面を持ったステンレス製ガイドビン）上を
巻き付は角９０’で走行させ、その時につく傷の星を次
の基準に従い目視でＴり定した。

まったく傷のないもの・・・・・５点 浅い傷のあるもの・・・・・・・３点 深い傷が多数あるもの・・・・・１点 また、５点と３点の中間を４点、３点と１点の中間を２
点とした。この時、３点以上を耐スクラッチ性良好、３
点未満を耐スクラッチ性不良とした。

この時の判定で３点未満のフィルムは、フィルムの加工
時や製品としたときの走行時にフィルム表面が摩耗して
深い傷が発生ずるため、製品の品質か著しく悪くなる。

■　粒子耐熱温度 島津製作断裂丁Ｇ−３０Ｍを用いて、昇温速度１０’Ｃ
／分、窒素中で熱重量分析を行ない、１０％減量時の温
度を熱分解温度とした。尚、試お１重量は５ｍＣ１とし
た。

■　表面粗さ 小板研究所製の高精度薄膜段差測定器ＥＴ−１Ｏを用い
て測定した。条件は下記のとおりであり、２０回の測定
の平均値をもって表面粗さとした。

・触針先端半径：０．５μｍ ・触針荷重　　：　５ｍｇ ・測定長　　　：１ｍｍ ・カットオフ（直：０．０８ｍｍ ■　真球度 フィルムからポリエステルをプラズマ低温灰化処理法（
例えばヤマト科学製ＰＲ−５０３型）で除去し粒子を露
出させる。処理条件はポリエステルは灰化されるか、＠
機高分子粒子はダメージを受（ブない条件を選択する。

これをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）でｖＡ察し粒子の画
像（粒子によってできる光の濃淡）をイメージアナライ
ザー（例えばケンブリッジインストルメントＩＱＴＭ９
００）に結び付Ｃプ、観察箇所を変えて粒子数５０００
個以上で次の数値処理を行ない求めた長径短径の比であ
る。

真球度−Σ　（Ｄｔ　／Ｄ２　＞／Ｎ Ｄ１、Ｄ２は、それぞれ個々の粒子の長径（最大径）、
短径（Ｒ小径）、Ｎは総個数である。

■　粉落ち テスト用小型スリッターを用いて速度１５０ｍ／分でフ
ィルムをスリットする。このとき２９９１〜部から１Ｑ
Ｃｍ離れた箇所において、フィルムの両端面に市販の眼
鏡ふき（東し製“トレシー″黒色）を軽く触れる程度押
しあて３００ｍ拭きとる。拭きとった後のトレシーを目
視で観察し次の基準で判定を行なった。

全く粉が付着していない　　５点 やや粉が付着している　　　３点 多聞に粉が付着している　　１点 ５点と３点の間を４点、３点と１点の間を２点とし、３
点より点数の高いものをね落ち良好とした。

■　重■平均粒子直径、数平均粒子直径電子顕微鏡にて
粒子を観察し、イメージアナライザーにて粒子の円相光
径（Ｄ　ｉ＞を５００個について測定し、数平均粒子直
径（Ｄｎ＞、ｆｆ１ｆｆｉ平均粒子直径（Ｄｗ＞を下式
に基づいて計算する。

Ｄｎ−Σ　Ｄｉ１５００ （ｉ＝１〜５００） ＤＷ−（ΣＤｉ　３１５００）”３） （ｉ＝１〜５００〉 ［実施例］ 次に実施例に基づき、本発明の実施態様を説明する。

実施例１（第１表） 平均粒径０．３０μｍ、粒子耐熱温度が４２０°Ｃの架
橋スチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子をエチレン
グリコール中に均一に分散させ、ジメヂルテレフタレー
１へと重合して、ポリエチレンテレフタレートのペレッ
トをＩＨだ。ポリエステルに対する粒子の含有量は、０
．３０ｆｆｌｆｆｉ％であった。

このペレットを、１８０’Ｃで３時間減圧乾燥（３１ｏ
ｒｒ）Ｌ、、た後、押出機に供給し、高精度濾過した後
３００　’Ｃで溶融押出し、静電印加キャス］・法を用
いて表面温度３０’Ｃのキャスティングドラムに巻きつ
けて冷却固化し、厚さ約１５０μｍの未延伸フィルムを
作った。この時の口金スリット間隙／未延伸フィルム厚
さの比（ドラフト比）は１０．４であった。この時の濾
過前、掛における圧力損失は９０にΩ／Ｃｍ２という高
い値であった。

この未延伸フィルムを９０’Ｃにて長手方向に３゜４倍
延伸した。この−軸フイルムをステンタを用いて１００
′Ｃで幅方向に３．６倍延伸し、定長下で２１０’Ｃに
て５秒間熱処理し、厚さ１２μｍのフィルムを得た。

このフィルムの平均表面粗さは、０．０１５２μｍであ
った。

またこのフィルム中の粒子の真球度を測定すると２．２
０であった。

次にこのフィルムの粉落ちを測定すると５点、であり非
常に良好であった。また耐スクラッチ性も、４点で良好
であった。

このように、含有粒子の真球度を特定の範囲とし、かつ
粒子の平均粒径と含有量を特定の範囲とすることにより
、粉落ちと耐スクラッチ性を共に満足する優れたフィル
ムとなり１ｑることが分る。

実施例２〜４、比較例１〜５（第１表）含有する粒子の
種類、真球度、平均粒径、含有量、製膜条件などを変え
て、実施例１と同様にポリエチレンテレフタレートの二
軸配向フィルムとした。含有粒子の真球度、粒子の平均
粒径、含有量の全てが本発明の範囲内であるものは、粉
落ちと耐スクラッチ性が共に良好であった。また球状コ
ロイダルシリカを併用した場合も耐スクラッチ、粉落ち
共に良好となることがわかった。（実施例２〜４） しかし含有粒子の真球度、粒子の平均粒径、含有量のい
ずれかが本発明外であるときは、粉落ちと耐スクラッチ
性を共に満足させることはできなかった（比較例１〜５
）。

［発明の効果］ 本発明は、含有する不活性有機高分子粒子の真球度、平
均粒径、添加量を特定の範囲として、スリット時及びス
リット後のフィルム端面からの粉落ち、フィルム加工工
程等での耐摩耗性（特に耐スクラッチ性）の良好な二軸
配向ポリエステルフィルムとしたので、各種用途での苛
酷化する加工条件、使用条件に対応できるものである。

本発明フィルムの用途は特に限定されないが、加工工程
において表面及び端面の摩耗によるキズ、粉落ちが製品
性能上の問題となる磁気記録媒体用ベースフィルムとし
て有用である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）真球度（長径／短径）が１．２を越え３．０以下
   の不活性有機高分子粒子を０．０１〜３重量％含有する
   二軸配向ポリエステルフィルムであって、該不活性高分
   子有機粒子の平均粒径が０．１〜３μｍ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。
2. （２）不活性有機高分子粒子が架橋球状スチレン−ジビ
   ニルベンゼン共重合体粒子である請求項１記載の二軸配
   向ポリエステルフィルム。
3. （３）不活性有機高分子粒子の耐熱温度が３８０℃であ
   る請求項１又は２記載の二軸配向ポリエステルフィルム
   。