JPH031941A - 積層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〕 本発明は優れた耐摩耗特性を有するポリエステルフィル
ムに関する。更に詳しくは、本発明はフィルムの走行特
性に優れ、しかも擦り傷や摩耗粉の発生が極めて少ない
積層ポリエステルフィルムに関する。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ポリ
エステルフィルムは物理的、化学的特性に優れ、産業用
基材として広く用いられている。就中、少くとも一軸方
向に配向したポリエチレンテレフタレートフィルムは、
特に機械的強度、寸法安定性、平面性等に優れることか
ら磁気記録媒体のベースフィルムやコンデンサー誘電体
として賞月されている。また、優れた透明性を活かして
グラフィックアーツ、デイスプレー及び包材等の用途に
も広く用いられている。

ところで、これらのフィルムを実際に取り扱うに際して
は、走行性、および耐摩耗性が要求されるが、従来この
特性は充分には達成されていなかった。

例えば金属ビンとフィルムとが高速で接触すると両者の
間の摩擦、摩耗が大きくなりフィルムに擦り傷が発生し
たり、摩耗粉が生成するようになる。

本発明者らは、この耐摩耗性の改良につき鋭意検討を行
なった結果、先に特願昭６３−１３８０５１号明細書そ
の他においてモース硬度の高い、例えば酸化アルミニウ
ムの粒子をフィルムに配合する方法を提案した。

しかしながら本発明者らは、かかる酸化アルミニウムの
ような粒子を配合することにより、新たな問題が発生し
得ることも知見した。

すなわち、その効果を確実にするためには該粒子をある
程度多量にフィルムに配合させる必要があるが、この場
合、必然的に透明性が損なわれてしまう。従って高度な
透明性を必要とする用途にはその適用が困難となる。

また、酸化アルミニウムを含むポリエステルは製造時、
末端カルボキシル基が増大する傾向にあり、やや熱安定
性に劣るため製膜時に重合度の低下が助長される。特に
フィルム中の再生品の混合割合が増加するとこの傾向が
顕著となり、フィルムの機械的特性に悪影響を及ぼすよ
うになる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を加えた結果、耐
摩耗特性に優れた粒子を含むポリエステル層を最外層と
する積層ポリエステルフィルムを用いるならばこれらの
特性を効果的に改良し得ることを見出し本発明を完成す
るに至った。

すなわち本発明の要旨は、少くとも一つの最外層が、平
均粒径５μｍ以下でモース硬度８以上の無機粒子を０６
０１〜５重量％含有するポリエステル層であることを特
徴とする積層ポリエステルフィルムに存する。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明でいうポリエステルとは、テレフタル酸、２．６
−ナフタレンジカルボン酸のような芳香族ジカルボン酸
又はそのエステルと、エチレングリコールを主たる出発
原料として得られるポリエステルを指すが、他の第三成
分を含有していてもかまわない。この場合、ジカルボン
酸成分としては例えば、イソフタル酸、フタル酸、２，
６−ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、アジピン
酸、セバシン酸、及びオキシカルボン酸成分、例えばｐ
−オキシエトキシ安息香酸などの一種又は二種以上を用
いることができる。グリコール成分としては、ジエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール
、■、４−シクロヘキサンジメタツール、ネオペンチル
グリコールなどの一種又は二種以上を用いることができ
る。いずれにしても、本発明のポリエステルとは繰り返
し構造単位の８０％以上がエチレンテレフタレート単位
又はエチレン−２，６−ナフタレン単位を有するポリエ
ステルを指す。

また、本発明のポリエステルフィルムとは、かかるポリ
エステルを出発原料とする少くとも一軸に配向されたポ
リエステルフィルムを指すが、本発明においてはいわゆ
る積層フィルムである必要がある。

積層方法としてはドライラミネート方式を採用してもよ
いが、製造コストや品質の安定性の点から特に共押出に
よる方法が好ましく用いられる。

本発明においては、積層フィルムの片面もしくは両面に
平均粒径が５μｍ以下であり、且つモース硬度が８以上
である無機粒子を０．０１〜５重量％含有するポリエス
テル層（Ａ）を有することが必要である。また残りの層
（Ｂ）は多層構造でもよいが、実質的にポリエステル層
で構成されていることが好ましい。

本発明の積層フィルムの全厚みは、通常、１〜３００μ
ｍ１好ましくは５〜１００μｍの範囲から選択される。

また、積層フィルム全体に対するＡ層の割合は１〜５０
％、好ましくは３〜３０％の範囲とするのが良い。

Ａ層の厚み割合が小さくなり過ぎるとしばしばフィルム
の厚みのコントロールが難しくなるし、またこの値が大
きくなり過ぎると透明性が悪化し、熱安定性も低下して
しまう。

Ａ層とＢ層とは異なるポリエステルであってもよいが、
製造の容易さ、再生フィルムの利用のし易さの点から同
種のポリエステルが好ましく用いられる。

本発明においては予め単層フィルムを製造しドライラミ
ネートする場合、あるいは直接積層フィルムを製造する
場合にもその製造方法としては公知の方法を用いること
ができる。

例えば、通常２７０〜３２０　’Ｃでシート状に溶融押
出しした後、４０〜８０°Ｃで冷却固化し、無定形シー
トとし、次いで、沼、横方向に逐時二軸延伸あるいは同
時に延伸し、１６０〜２５０°Ｃで熱処理する等の方法
（例えば特公昭３０−５６３９号公報記載の方法）を利
用することができる。

縦及び横方向に延伸するに際しては、各々−段で延伸し
てもよいし、また必要に応じ多段で延伸したり多段延伸
の間に配向緩和のための熱処理区間を設けたりすること
もできる。また二軸延伸後、次工程の熱処理工程に供す
る前に再度延伸してもよい。この再延伸は縦横いずれの
方向に行なうこともできるし、また両方向に行なっても
よい。

なお本発明においては（Ａ）層のポリエステルフィルム
が有する好ましい物性の一つとして、それがポリエチレ
ンテレフタレートフィルムである場合、その厚み方向の
屈折率が１．４９２以上であることが挙げられる。この
値カ月、４９２未満では本発明の粒子を用いたとしても
往々にして易滑性、耐摩耗性が不足するようになる。こ
の値は１．４９４以上１．５０５以下が更に好ましい。

かかる物性を有するフィルムを得るためには、例えば縦
−横逐時二軸延伸の場合、縦延伸温度を通常の延伸温度
よりも５〜３０°Ｃ高い１０５〜１１５℃程度とすれば
よい。あるいは二軸延伸後熱処理前に大幅な横弛緩を行
なうことによってもかかるフィルムを得ることができる
。

本発明においては、必ず最外層となるＡ層にある特定の
粒子を配合することにより、耐摩耗特性に優れた、特に
透明性を要する分野に適したフィルムを得ることができ
るが、このためにはかかる粒子のモース硬度は８以上、
平均粒径は５μｍ以下である必要があり、その配合量は
０．０１〜５重量％でなければならない。

本発明で使用し得るモース硬度８以上の無機粒子として
は具体的に酸化アルミニウム、シリコンカーバイド、バ
ナジウムカーバイド、チタンカーバイド、ボロンカーバ
イド、はう化タングステン、ポロンナイトライド等を挙
げることができるが、これらの中でも工業的に入手が容
易な酸化アルミニウムまたはシリコンカーバイド、就中
酸化アルミニウムが好ましく用いられる。

モース硬度の高いこれらの粒子が少量フィルム中に存在
するとき、全く予期せざることにフィルムの耐擦傷性、
耐摩耗性が著しく高まる。しかしながら、その量がポリ
エステルフィルムに対して０．０１重量％未満、あるい
はモース硬度が８未満、特に６未満の場合にはその効果
は急激に低下してしまう。なお、モース硬度が８以上の
粒子を５重量％を越えて存在させたとしても最早、耐擦
傷性、耐摩耗性により改善されることはないし、逆に粗
大突起が頻発するようになるので好ましくない。

特に好ましい範囲は０．０５〜３重量％、就中０．１〜
０．８重量％である。

本発明で用いるかかる粒子の平均粒径は５μｍ以下であ
り、好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは０．５μｍ
以下である。この値が５μｍを越えるようになると、し
ばしば該粒子がフィルム表面から剥離して耐摩耗性がか
えって悪化してしまうし、また表面突起が太き（なり過
ぎて、フィルム表面がいわゆる霜降り状態となってしま
う。

本発明において特に好適に用いることのできる粒子をよ
り具体的に示すと、例えば熱分解法により得られる酸化
アルミニウムを挙げることができる。この粒子は通常、
無水塩化アルミニウム原料として火焔加水分解によって
製造され、その粒径は０．０１〜０．１μｍ程度である
。また本発明においては、アルコキシドの加水分解法に
よる酸化アルミニウム粒子も好適に使用し得る。この場
合、通常Ａｐ、（ＯＣＺＨ？）！またはＡ　Ｉ２　（Ｏ
Ｃ４Ｈ９）２を出発原料とし、加水分解の条件を適宜選
択することにより１μｍ以下の微粒子を得る。勿論この
場合、合成したスラリーに酸を添加して透明なゾルを得
、次いでこのゾルをゲル化した後、５００゛Ｃ以上に加
熱することにより焼結体とする等の方法を採用すること
もできる。

また別の方法、すなわちアルミン酸ナトリウム溶液に酢
酸メチルや酢酸エチルを加え攪拌し、ＡｆｏＯＨを得、
次いでこれを加熱することによって得られた酸化アルミ
ニウム微粉末を用いてもよい。いずれにしても本発明に
おいては平均粒径１μｍ以下の酸化アルミニウムが特に
好ましく用いられる。

本発明においてはかかる酸化アルミニウム粒子を一次粒
子まで完全に分散させて使用することが好ましいが、フ
ィルムの表面状態に悪影響を及ぼさない限り、多少凝集
し２次粒子として挙動しても差しつかえない。但しこの
場合も見かけ上の平均粒径が１μｍ以下、特に０．１μ
ｍ以下が好ましく用いられる。なおこれらの場合、酸化
アルミニウムの一部、例えば３０重量％未満がＳｔ、Ｔ
ｉ。

Ｆｅ、Ｎａ、に等の酸化物で置換されていても差しつか
えない。

なお本発明のＡ層においてはかかる無機粒子と共に他の
ポリエステルに対し不活性な粒子を併用してもよい。か
かる不活性な粒子は、必要に応じフィルムの走行性や耐
摩耗性をより改良するために用いるものであるが、いわ
ゆる添加粒子または析出粒子のいずれを用いてもよいし
、また両者を併用してもよい。しかしながら、いずれの
場合も、その平均粒径はモース硬度８以上の粒子の平均
粒径よりも大きく、そのモース硬度は８未満が好ましく
、更に好ましくは５以下である。というのは基材と接触
する確率の高いフィルム表面の、比較的大きい突起を形
成する粒子は低硬度であることが望ましいからである。

かかる要件が満されない場合は、しばしばフィルムが基
材に致命的な１員耗を与えてしまう。

かかる併用が可能な粒子として具体的には、カオソン、
タルク、カーボン、硫化モリブデン、石膏、岩塩、炭酸
カルシウム、硫酸バリウム、フッ化リチウム、フッ化カ
ルシウム、ゼオライト、リン酸カルシウム等の無機粒子
を挙げることができるが、主にポリエステルに対する分
散性の点から炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ゼオライ
ト、リン酸カルシウムが好ましく用いられる。

また、これらの他に耐熱性の高分子微粉体を用いること
もできる。高分子微粉体の凸型的な例としては、例えば
特公昭５９−５２１６号公報に記載されているような、
分子中に唯一個の脂肪族の不飽和結合を有するモノビニ
ル化合物と、架橋剤として分子中に二個以上の脂肪族の
不飽和結合を有する化合物との共重合体を例示すること
ができるが、勿論これらに限定される訳ではなく、例え
ば熱硬化性フェノール樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、熱
硬化性尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂あるいはポリテ
トラフルオロエチレンのようなフッ素系樹脂の微粉体を
用いることもできる。また、以上の粒子の他、析出粒子
も使用可能である。この析出粒子とはポリエステル製造
工程中で金属化合物を微細な粒子として析出させたもの
であり、例えばエステル交換反応あるいはエステル化反
応中あるいはその前後にアルカリ金属化合物またはアル
カリ土類金属化合物を存在させ、リン化合物の存在下あ
るいは非存在下Ｏ１１〜３μｍ程度の粒子として析出さ
せるものである。

積層フィルムの透明性を良好に維持するためにはＢ層に
含まれる粒子の量は少ないほど好ましい。

しかしながら本発明の趣旨を損なわない範囲で必要に応
じＡ層に配合し得る粒子と同じ種類の粒子を配合しても
よい。

このようにして得られた本発明のフィルムは擦り傷や摩
耗粉の発生が極めて少なくしかも透明性に優れるので、
グラフィンクアーツやデイスプレ・−用のフィルｌ、と
して特に好適に用いることができる。

また特に優れた耐摩耗性が要求される磁気記録媒体のベ
ースフィルムとしても効果的に使用し得る。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定さ
れるものではない。なお、実施例及び比較例中「部」と
あるは、「重量部」を示す。

また、本発明で用いた測定法は次の通りである。

（１）平均粒径 顕微鏡にて粒径を測定し、等価球換算値の体積分率５０
％の点の粒径（直径）を平均粒径とした。

（２）走行性 ＡＳＴＭＤ１８９４　６３の方法に準じ、テープ状のサ
ンプルを用いてその動摩擦係数を測定し、走行性の尺度
とした。

（３）耐摩耗性特性 フィルムを金属製のビンと接触、擦過させフィルム面に
生じる傷の程度を測定した。

すなわち、フィルムを硬質クロムメツキ金属ビン（直径
６　ｍｍ、表面粗さ３Ｓ）に巻きつげ角１３５°張力５
０ｇで接触させ、走行速度４ｍ／秒で擦過させた。

次いで該フィルム面にアルミニウムを蒸着し傷の程度を
目視判定し、金属製ビンとの摩耗特性を次の５ランクに
分けた。

ランク１　　傷の量が多く又しばしば深い傷がある。

傷の量が比較的多く所々深い傷が ある。

傷の程度は比較的少なく深い傷は わずかである。

ランク４　　少し傷が認められる。

ランク５　　はとんど傷がついていない。

（４）透明性 ＪＩＳ−に６７１４に準し、日本主色工業製分球式濁度
計Ｎ　Ｄ　Ｈ−２０Ｄによりフィルムの濁度を測定した
。

（５）極限粘度 ランク３ ランク２ ポリマー１ｇをフェノール／テトラクロルエタン（５０
１５０重量比）混合溶媒１００ｍｆに溶解させ、３０．
０°Ｃで測定した。

実施例１ ジメチルテレフタレート１００部、エチレングリコール
７０部及び酢酸マグネシウム四水塩０．２０部を反応器
にとりエステル交換反応を行なった。

４時間後、実質的にエステル交換反応の終了したこの系
に、平均粒径０．０３μｍの酸化アルミニウム０．３０
部及び平均粒径０．５μｍの炭酸カルシウム０．０２部
を添加し、更にエチルアシッドホスフェ−）　０．０６
部及び三酸化アンチモン０．０４部を加え常法により重
縮合反応を行ない、極限粘度０゜６３０のポリエステル
を得た。（ポリエステルＡ）一方、上記ポリエステルの
製造において、酸化アルミニウム及び炭酸カルシウムの
代りに平均粒径０．７μｍの酸化ケイ素０．０１部を用
いる他は同様に重合を行ない、重合時間を加減すること
により極限粘度０．６３１のポリエステルを得た。（ポ
リエステルＢ） 次にポリエステルＡとポリエステルＢとを別々の押出機
からシート状に押し出しく共押出）、無定形シートを得
た。次いで得られたシートを縦方向に１０５°Ｃで３．
３倍、横方向に１１０°Ｃで３．４倍延伸し、２１５°
Ｃで３秒間熱処理を行ない、厚さ７５μｍの二軸延伸フ
ィルム（極限粘度０．６１９）を得た。なお得られた積
層フィルムのうちポリエステルＡ層の厚みは２０μｍ１
ポリ工ステルＢ層の厚みは５５μｍであった。

このフィルムについての評価結果を他の結果と共に表１
に示すが、走行性、耐摩耗特性及び透明性とも優れてい
るものであった。

実施例２ 実施例１において、表１に示すように各々のポリエステ
ル層に配合する粒子を変える他は実施例１と同様にして
積層フィルｌ、（極限粘度０．６２１）を得、その特性
を評価した。但し、Ａ層の厚みは５μｍ、Ｂ層の厚みは
７０μｍとした。その特性は充分満足すべきものであっ
た。

比較例１ 実施例１においてＡｉに酸化アルミニウムを配合しない
他は実施例１と同様にして積層ポリエステルフィルム（
極限粘度０．６２５　）を得た。しかしながらその表面
は傷つき易く耐摩耗特性評価後のサンプルの透明性は２
．１％から３，２％に悪化していた。

比較例２ 実施例１で得たポリエステルＡのみを用いて、実施例１
と同様にして厚み７５μｍの単層ポリエステルフィルム
（極限粘度０．６０５　）を得た。得られたフィルムは
走行性や耐摩耗特性には優れるものの透明性が劣ってい
た。

また極限粘度の値から明らかな通り、フィルム中の酸化
アルミニウムの含有量が多いため、製膜時の劣化が速く
進行した。

［発明の効果］ 本発明の積層フィルムは、 優れた走行特性及び 耐摩耗性を有しており、 その工業的価値は高い。

出 願 人 ダイヤホイル株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少くとも一つの最外層が、平均粒径５μｍ以下で
   モース硬度８以上の無機粒子を０．０１〜５重量％含有
   するポリエステル層であることを特徴とする積層ポリエ
   ステルフィルム。