JPH0243022A - 二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム - 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、磁気記録媒体用二軸延伸ポリエチレンテレフ
タレートフィルムに関する。ざらに詳しくは、クリープ
が起きにくい、寸法安定性にすぐれ、かつ走行中に削れ
にくい磁気記録媒体用二軸延伸ポリエチレンテレフタレ
ートベースに関する。

［従来の技術］ フィルムの熱収縮を小さくする方法として、熱処理時の
張力条件を限定したもの（特公昭６０２２６１６＞、テ
ンション下でフィルムを加熱収縮を行なうものく特開昭
５９−３５９１９）などがある。また、フィルムの削れ
を低減する方法として、表面突起を形成する無機粒子の
粒径を異なるものを併用したちのく特開昭６０−１７９
９３１）また無機粒子の形状を限定することにより耐摩
耗性の向上を狙ったもの（特開昭５９−１３３２４６）
がある。

［発明が解決しようとする課題１ 高密度記録化、高信頼性化の要求が強まり、磁気記録媒
体用ベースフィルムに対してより薄く、よりすぐれた特
性が求められている。ベースフィルムが薄くなると、そ
れだＣプ外力によってフィルムは大きい変形を受ける。

特に、ポリエチレンテレフタレートのガラス転移点以上
の温度ではその変形は著しく増大する。磁気テープの場
合、７０〜１００℃近くでのベースフィルムの寸法安定
性が小要視される。

上記従来のフィルムでは、低熱収率のものが得られるが
高温にすると、容易に変形して残留歪を生じる。磁気テ
ープ加工時に生ずるベースの変形歪は、熱処理するなど
の方法で通常除去されるが、変形歪の量が大きくなると
、熱処理後のテープの平面性や巻き姿が不良となり、使
用に耐えるものでなくなる。また、磁気テープも最近屋
外で使用される機会が増し、高温にテープがさらされる
と、大きく寸法が変化して正常な再生・記録がなされな
くなる。

このテープの寸法安定性はベースフィルムの長手方向の
特性に左右される。本発明の目的の第１は、テープベー
スの長手方向の特性を改良して、７０〜１００℃の比較
的高温で外力を受けてもテープに残留歪が残りにくいベ
ースフィルムを提供することにある。

次に、磁気テープベースのもう一つの重要な特性は削れ
にくい性質をもつことである。テープ状にスリットした
ときや、スリットしたテープを巻き取るとき、記録・再
生をくり返すとき、テープベースに削れ粉が発生する。

これが磁性層に付着して、ドロップアウト（信号欠落）
等の品質欠陥になるので、削れ粉の発生しにくいベース
フィルムが強く要望された。従来のフィルムはフィルム
表面の削れの改善に重点を置れたが、削れ粉発生防止は
十分でなかった。これはスリットした磁気テープを高速
に巻き取るときなどで、テープの端面がビンガイドに接
触して、大量の削れ粉、ヒゲなどを生じて、テープ品質
欠陥となっている。

このテープ端面の削れは、ベースフィルムの幅方向の特
性に左右される。本発明の第２の目的は、テープベース
の幅方向の特性を改良して、端面が削れにくいベースフ
ィルムを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、二軸延伸されたポリエチレンテレフタレート
フィルムにおいて、該フィルムの長手方向の歪弾性率Ｇ
２　にュートン／平方メートル）および７０″Ｃにおけ
る熱収縮率σ、（％）が２ｘ１０１１１Ｎ／ＴＩｉ≧０
２≧５．０ｘ１０９Ｎ／ボ０．８％≧σｂ≧０ であり、かつ、幅方向の動的熱寸法変化率が１２０及び
１７０℃で０．１８〜１．５％にあり、該方向の２３℃
のヤング率が３８０〜７００Ｋｙ／ｍ尻であることを特
徴とする二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム
でおる。

本発明における二軸延伸フィルムを構成するポリエチレ
ンテレフタレートには、ポモポリマーでおっても、］コ
ポリマであってもよい。コポリマーの場合、共重合する
成分としては、たとえば、ジエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチ
レングリコール、叶キシリレングリコール、１，４−シ
クロヘキサンジメタツールなどのジオール成分、アジピ
ン酸、セパチン酸、フタル酸、イソフタル酸、２．６−
ナフタリンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフ
タル酸などまジカルボン酸成分、トリメリット酸、ピロ
メリット酸などの多官能ジカルボン酸成分、ｐ−オキシ
安息香酸などが挙げられる。なお共重合の場合、共重合
する成分は２０モル％以下とする。

ざらに、上記のポリエチレンテレフタレートは、他にポ
リエチレンテレフタレートと非反応性のスルホン酸のア
ルカリ金属塩誘導体、該ポリエステルに実質的に不溶な
ポリアルキレングリコールなどの少なくとも一つのを５
重量％を越えない程度に混合してもよい。また、そのフ
ィルム中に延伸した際に、フィルム表面突起の成因とな
る微細粒子、すなわち、触媒残渣あるいは着色防止剤等
がポリエチレンテレフタレートの七ツマ−あるいはオリ
ゴマーと反応して生成したいわゆる内在粒子あるいは外
部から加えられた不活性粒子等が含まれていてよい。

また、二輪延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムと
は、上記ポリエチレンテレフタレートを公知の方法によ
り溶融押出し、シート成形後、互いに９０℃をなす二軸
方向に延伸しざらに熱処理したものを指すが、熱処理前
にざらに一軸または二軸方向へ再延伸した、いわゆる強
力化タイプでも良い。

なお、本発明のフィルムは、必凹に応じて片面もしくは
両面に、易滑処理や易接着処理などがなされたものでも
よい。

また、本発明の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフ
ィルムは、該フィルム長手方向の歪弾性率Ｇ２　にュー
トン／平方メートル）および７０℃における熱収縮率σ
ｂ　（％）が ２Ｘ１０１ＯＮ／尻≧０２≧５．０ｘ１０９Ｎ／ｍ０．
８％≧σｂ≧Ｏ なる特性をもち、かつ、幅方向の動的熱寸法変化率が１
２０及び１７０℃で０．１８〜１．５％にあり、該方向
の２３℃のヤング率が３８０〜７００Ｋｙ／ｒｒｔｒｄ
であることを特徴とする二軸延伸ポリエチレンテレフタ
レートフィルムでなければならない。

歪弾性率Ｇ２が５．０ｘ１０９Ｎ／７Ｆｆ以下であると
、厚み１５μｍ以下の薄物ベースでは磁気テープは変形
し易く、画像歪（スキュー）等の欠陥が生じ、実用的に
好ましいといえない。このために、厚物ベースを用いて
耐クリープ性を改善すると、磁気記録密度が低下して好
ましくない。また、Ｇ２が２ｘ１０１ＯＮ／ｍを越える
フィルムでは、良好な耐クリープ性を示すが、反面、フ
ィルムが縦裂けし易いなどの欠点が現われ、使用上好ま
しいとはいえない。

熱収縮率σｂが０％以下では、フィルムの機械的特性が
不十分となり使用に耐えないものとなる。

またσｂが０．８％を越えると、テープ製造工程で、フ
ィルムベースの大幅な収縮により、均一な特性のテープ
が得られなくなるなどの不都合を生じることになる。

また、１２０及び１７０℃のフィルム幅方向の動的熱寸
法変化率が０．１８％以下であると、テープの走行させ
たときの、テープの側面の機械的な削れが増し、その削
れ粉が磁気層に付着するなどして、画像欠落（ドロップ
アウト）の原因となったり、磁気ヘッドの目詰りを起し
、出力レベルが低下するなどの不都合を生じる。また、
動的熱寸法変化率が１．５％を越えると、テープは走行
過程で幅方向に変形を受は易くなり、実用的でなくなる
。またフィルムの幅方向の弾性率は３８０〜７００Ｋｙ
／ｍｒｒｔが好ましく、弾性率が３８０　Ｋｌ／ｍｒｄ
以下になるとテープにスリット加工するとき、切断が困
難となりスリット端面にヒゲなどが発生して好ましくな
い。また、７００Ｋｙ／ｍｒｄ以。

上に弾性率が高まると、スリット時の端面ば良好となる
が、テープ走行時のテープスリット端面は機械的衝撃吸
収能力が低下するため、そのためテープは削れ易く、ド
ロップアウトなどの欠陥が生じ好ましくなくなる。

次に本発明のフィルムの製造方法について以下に説明す
る。

溶融し、急冷キャストしてシート状に押出し成形したポ
リエチレンテレフタレートを、ガラス転移温度以上で二
軸延伸（延伸方式は同時二輪延伸法でも逐次二軸延伸法
であってもよい）し、必要に応じては、フィルム長手方
向へ再延伸するか、または長手方向と幅方向を交互に多
段的に再延伸する。具体的には、フィルムの長手方向、
幅方向にそれぞれ温度８０〜１００℃にて倍率２．５〜
５倍に延伸し、さらに必要に応じてフィルムの長手方向
、幅方向のいずれか一方向もしくは両方向に温度１２０
〜１８０℃にて１．５〜２．５倍に再延伸する。なお、
延伸は多段階となってもよい。

次に、二軸に延伸されたポリエステルフィルムを、熱処
理テンターにて熱固定する。熱固定温度が高すぎると、
フィルム内部の結晶化度は高まるが、非晶部の分子鎖が
ゆるむため、歪弾性率Ｇ２が低下し、フィルムの耐クリ
ープ性は不良となる。

一方、熱固定温度が低すぎると、結晶化度が小ざくなる
ため、非晶部は流動変形を受は易くなり、耐クリープ性
が劣る。本発明のフィルムの場合、熱処理温度は通常よ
りもやや低くするのが好ましく、フィルム自体の温度と
して２００〜１４０″Ｃが適当であり、ざらに好ましく
は１９０〜１６０℃がよい。処理時間は１〜１０秒が好
ましい。なお、熱固定の際には、フィルムは幅方向に弛
緩させ、長手方向には緊張状態にあるのが好ましい。

幅方向のフィルムのリラックス率は０．６〜５゜０％が
好ましい。

上記の如く熱固定したフィルムを、熱固定温度から室温
まで冷却するのであるが、この冷却の条件がフィルムの
特性、特に、熱収縮率に大きい影響を与える。熱熱固定
温度から１４０℃までは長手方向は緊張状態で冷却して
よいが、１４０〜７０℃までの冷却は長手及び幅方向と
もテンションフリーの状態でフィルムを弛緩冷却するの
が好ましい。この方法として、テンター側のフィルム把
持ロールの移送速度より、低温側の把持ロールの移送速
度を少し小さくして、２つのロール間でフィルムを弛緩
熱処理するのが一例として挙げられる。弛緩時間は１秒
以上が好ましい。

このようにして得た二輪延伸フィルムは、７０℃・４８
時間放置での熱収縮率０．８％以下にするのが好ましい
。

上記、低温弛緩熱処理法で得た、熱収縮率０゜８％以下
の二軸延伸フィルムを、巻込みテンション０．１〜２０
に３／ｍで、紙管等に巻付ケタ後、温度が５０〜１３０
℃、好ましくは５０〜８０℃の雰囲気中で、１時間以上
、好ましくは３時間以上、フィルムを低温長時間熱処理
することによって製造される。

かくして得られたフィルムについて、テープ状フィルム
（幅１０Ｍ）に１６Ｎｇ／ｍフィルム幅の荷重を１００
℃の雰囲気下で５秒間負荷した時のフィルムの伸びを評
価した。これによって、フィルムの実用特性としての耐
クリープ特性、寸法安定性を予測できるので、このパラ
メータを用いて、フィルム性能を表示した。

［用途］ かくして得られた二軸配向ＰＥＴ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などに加工されて利用される。磁性
層としては、磁性粉末をバインダーと共に塗布するもの
でもよく、あるいは、強磁性材料を真空蒸着、スパッタ
リング、イオンブレーティングあるいはメツキなどの手
法で薄膜化したものでもよい。本発明フィルムは上記の
各種磁気記録媒体用に用いることができるが、特に有効
なのは、ビデオテープ用途である。

ビデオテープでは、ベースが外力によって変形して歪む
と、その歪が徐々に使用中に解放されるため画像歪（ス
キュー）の原因となる。またテープは、スリット時、そ
の端面にヒゲや粉が多く発生したり、巻き取り巻き戻し
のテープ走行中にその端面はガイドピンなどとの接触に
よって削られ、ドロップアウトが増えるだけでなく、こ
れらのヒゲや削れが磁気ヘッドの目詰まりの原因となる
。

これらのテープ欠陥をなくすのに本発明フィルムが特に
有効なわけである。

なお、上記したように、本発明フィルムの主用途は磁気
記録媒体用、特にビデオテープ用であるが、他の用途、
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、放送用などでも、スリ
ット性が問題になる用途では、有効に利用されうるちの
である。

［発明の効果］ 本発明は、上記したように、歪弾性率Ｇ２、熱収縮率σ
ｂ、動的熱寸法変化率、ヤング率を最適化することによ
り、次の如きすぐれた特性が得ららることを知見したも
のである。

（ｊ）　　！ｉ気テープ製造工程において、磁気層を塗
布、カレンダー俊の熱収縮率を低下させるための熱処理
工程を省略できるか、又は短時間で切り上げることがで
きる。

（２）テープに比較的高温（１００℃以下）で外力を加
えても、変形し歪が残留することが少なく、ドロップア
ウトなどの画像欠陥は生じにくい。

（３）フィルムの上に磁気層を乗せた状態でスリットし
た時に、ヒゲや粉が出にくい。また、このスリットした
だテープを巻き取り巻き戻したりするとき、スリット端
面が他の物体と接触しても、削れて粉などを発生するこ
とが少ない。

［測定法］ 各特性の測定法は、次のとおりである。

（１）　　熱収縮率σｂ 大きさが３００ｍＸ１２５ｍで、かつ、その長手方向と
フィルムの長手方向とが一致するようにして採取した被
測定サンプルを、２３℃・６０％ＲＨの雰囲気に３０分
間放置し、その雰囲気下で、フィルムの長手方向に約２
００ｍの間隔で２つの印を付け、マイクロメーターにて
その印の間隔を測定し、測定値をＡとする。次に、被測
定サンプルは、張力フリー状態で７０℃の雰囲気中に４
８・時間放置して、次いで、２３℃・６０％Ｒ１１の雰
囲気に取り出して１時間冷却後、先に付した印の間隔を
測定し、測定値を八−とする。

上記測定値から熱収縮率は下式により求める。

σｂ＝１００（Ａ−Ａ”）／Ａ （２）　　歪弾性率Ｇ２ 幅１２．５ｍにスリットした長尺試料（試料長手方向は
フィルム長手方向と一致）に、荷重１６Ｋｌ／ｍを負荷
した状態で、１００℃の強制循環式熱風オーブン（容積
０．０９ｍりの中に５秒間さらして、その後、すばやく
、荷重負荷状態で２３℃・６０％ＲＨの雰囲気へ移して
、その状態で１分間放置して荷重処理試料を作った。こ
の処理試料は、前項方式により、熱収縮率を測定した。

下記式より、歪弾性率Ｇ２を硅酸した。

ここで、σｂ、σｈは荷重処理前後の熱収縮率で、ｄは
フィルムの厚み（単位二μｍ）であり、また、Ｇ２はニ
ュートン／平方メートルの単位である。

（３）　　寸法安定性 幅１２．５＃にスリットした長尺試料（試料長手方向は
フィルム長手方向と一致）に、荷重１６Ｋｌ１ｍ幅を負
荷した状態で、１００℃の雰囲気に５秒間ざらして、そ
の後、すばやく、荷重負荷状態で２３℃・６０％ＲＨの
状態へ移して、その状態で１分間放置して荷重処理試料
を作った。この試料の熱収縮率を測定して、その値が０
．１５％以下のものは、寸法安定性良好なフィルムとし
て、また０、１５％を上まわるものは寸法安定性不良な
フィルムと判定した。

（４）動的熱寸法変化率 フィルムを幅方向に短冊状（幅２．０ＩＩｖｎ）にスリ
ットして測定用試料とした。この短冊フィルムの試長１
５ｍで熱寸法変化を測定した。測定には真空理工製ＴＭ
Ａ　（Ｔｈｅｒｍｏ−１ｖｌｅｃｈａｎｃａｌ　　Ａｎ
ａｌｙＺｅｒ）を用いた。昇温速度５℃／　ｍ　ｉ　ｎ
で温度を上げながら、寸法変化を追跡し、ある温度での
寸法をＱｒｔｖｎとすると、動的熱。

寸法変化率は１００　（１２−１５＞／１５と定義する
。

（４）　　ヤング率 フィルムを幅方向に短冊状（幅１０ｍ）にスリットして
測定試料とした。この短冊試料を２３℃、５ＱＲＨ％に
１日放置俊、試長５０ｍ、引張速度２０ｍｍ１分で引張
り、応力−歪曲線を求めた。用いた装置は東洋ボールド
ウィン製引張試験機″テンシロン”ＵＴＭ−３型である
。試料のヤング率は２％伸びの応力から常法に従って計
算した。

（５〉　　スリット性 厚さ１４．５μｍのＰＥＴフィルムの片面に下記組成の
磁性塗布液を、乾燥後被膜厚が３μｍとなるようにコー
ティングする。

（重量部〉 ポリエステルポリウレタン樹脂　　　３５塩ビ・マイレ
ン酸共重合体　　　　　３０α−アルミナ　　　　　　
　　　　　　１５カーボンブラツク　　　　　　　　　
　３オレイン酸　　　　　　　　　　　　　　５アミル
ステアレート　　　　　　　　　　４トリイソシアネ一
゛ト化合物　　　　　２２強磁性金属粉末　　　　　　
　　　３００酢酸ブチル　　　　　　　　　　　３００
メヂルイソブチルケトン　　　　　３００コーテイング
後、直流ｖｉｉ場中で配向処理し、乾燥した復、カレン
ダー加工をＩＭす。このシートをシェアカッターで１／
２インチ幅にスリブ１〜してビデオテープとする。この
シェアカッターによるスリット箇所を目視観察して、ヒ
ゲや粉の発生具合の程度を次の５等級に分けて評価する
。

スリット性Ａ：ヒゲや粉の発生が非常に少ない。

〃　　Ｂ　　　　　　　　　少ない。

〃 〃　　Ｃ普通レベル。

／／　　　Ｄ　　　　　ｎ　　　　　やや多い。

〃　　Ｅ　　　　　　　　　多い。

〃 （注）　なお、現在試販されているビデオテープｍ＝配
向ＰＥＴフィルムのスリット性のレベルは、大部分、Ｃ
またはＤである。

（６）　　端面の削れ性 （５）項でスリットしたテープを１−アミノ−４−ヒド
ロキシアントラキノン１．５ｇを１０００ｄの水に溶解
した１００℃の染料液に一定時間（１０〜２０分）浸漬
して、染色した。その後、テープを十分に水洗して乾燥
した。テープのスリット端面の染色の程度を、サンプル
台座にテープを垂直に立て光学顕微鏡〈日本光学■オプ
チフオト）を用いて透過法で調べた。

染色の程度は目視観察で、次の５等級に分けて評価する
。

削れ性Ａ：未染色程度が非常に薄い。

〃　Ｂ：　　　〃　　薄い。

ｒｔＣ：　　　　７／　　　普通レベル。

〃　Ｄ：　　　〃　　やや濃い。

〃　Ｅ：　　　〃　　濃い。

なお、１−アミノ−４−ヒドロキシロキシアントラキノ
ンによる染色の程度が大きいスリット端面をもつテープ
程、端面は外力に対して削れ易くなる。

従って、テープのスリット端面は削れ性Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄ、Ｅの順に削れ易くなることと対応している。

［実施例］ 本発明を以下の実施例、比較例を用いて説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１ テレフタル酸ジメチル１００重重部、エチレングリコー
ル６９重量部、ジエチレングリコール０゜５子爪部に、
触媒として酢酸カルシウム０．０９重世部を用いて、常
法によりエステル交換反応を行ない、その生成物に、三
酸化アンチモン０．０３重量部、酢酸リチウム０．３重
量部、リン酸トリメチル０．２重重部及び二酸化ケイ素
微粉末（比表面積１８（Ｍ／ｇ）を添加し、常法によっ
て重合して、極限粘度０．６３５のポリマペレットを得
た。このベレットを１８０℃、８時間真空乾燥した後、
押出機に供給して、２８０℃で溶融押出し、ギアポンプ
、フィルターを経、由してＴ型口金からシート状に吐出
せしめ、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。

この冷却の際、溶融シートとドラム表面との密着性を改
良するため、溶融シート側にワイア電極を置き、これに
８にＶの直流電圧を印加して、溶融シートがドラムに良
く密着するようにした。

この未延伸シートを８５℃で３．５倍、長手方向へ延伸
し、次に延伸シートをステツクへ導き、シート両端部を
クリップで把持して、９０℃で２゜０倍幅方向へ延伸し
た。このシートを第２のステンタゾーンへ導き、９６℃
で幅方向へ１．５倍に再延伸し、次いで第３ステンタゾ
ーンで１０５℃で１．３倍に更に幅方向へ延伸した。

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、２００℃で２秒間緊張熱固定し、つ
づいて同温度で、長手方向２％、幅方向５％（各々原長
に対して）の弛緩を行ない、再度、同温度で５秒間緊張
熱固定し、そのまま１００℃の中間冷却室へ導き、ここ
で中間冷却をした俊、この出口の所で長手方向に原長の
１％分の弛緩を与え、そのまま除冷して室温まで冷却さ
せて巻き取ることにより、厚さ１５μｍの二軸延伸ＰＥ
Ｔフィルムを得た。その後、６０℃の雰囲気で２４時間
ロールに巻いた状態のままキユアリング処理した後、フ
ィルム特性を調べた。その結果を第１表に示した。

実施例２．及び比較例１〜３ 実施例１の諸条件の中で、延伸温度、延伸倍率、熱固定
温度、熱固定時の弛緩の程度及びキユアリング条件を種
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寸法安定性、スリット性、端面削
れ性の評価結果を第１表に示す。これらの結果から、本
発明範囲内の物性パラメータ値を有するフィルムがすぐ
れた特性を示していることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 二軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムに
   おいて、該フィルムの長手方向の歪弾性率Ｇ＿２（ニュ
   ートン／平方メートル）および７０℃における熱収縮率
   σ＿ｂ（％）が ２×１０＾１＾０Ｎ／ｍ＾２≧Ｇ＿２≧５．０×１０＾
   ９Ｎ／ｍ＾２０．８％≧σ＿ｂ≧０ であり、かつ、幅方向の動的熱寸法変化率が１２０〜１
   ７０℃で０．１８〜１．５％にあり、該方向の２３℃の
   ヤング率が３８０〜７００Ｋｇ／ｍｍ＾２であることを
   特徴とする二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィル
   ム。