JPH03263434A - 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］ 本発明は二軸配向ポリエステルフィルムに関し、さらに
詳しくはポリエチレンテレフタレートに、少割合の、ポ
リエチレンナフタレートに不活性微粒子を分散含有させ
たマスターポリマーを溶融混合し、滑り性及び耐削れ性
を改善した二軸配向ポリエステルフィルムに関する。

［従来技術とその問題点］ 二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムは高機能
性、高性能材料として各種用途に用いられている。その
際、取扱い性、加工適性を改良するため、フィルムに滑
り性を付与することが極めて重要な技術の一つになって
いる。

従来のフィルムは、フィルムの加工工程、例えば包装用
途における印刷工程、磁気記録媒体用途における磁性層
塗布、カレンダー工程などの加工速度のスピードアップ
に対応しきれず、特に接触するロールなどでフィルムの
表面が削られることにより加工工程上、製品性能上のト
ラブルとなるという欠点があり、この改善が求められて
いる。

そして各種の技術が提案されているが、まだ問題が残さ
れている。

フィルムに滑り性を付与する場合、ポリエステルに不活
性物質の微粒子〈不活性微粒子゛）を分散させてフィル
ム表げ旧２こ突起を形成させる方法（外部添加法及び内
部析出法）が実施さｉＩている、４゛の方法により滑り
性は大幅に改良さオ゛ｊる。

ｌ、かし、なから、ポリニスデルを延伸配向させる時に
不活性微粒」′周辺にボイドが形成され、微粒子がフィ
ルム表面に３！ヱいところに存在するどきにはボイド部
分が破ノ１て、微粒子がむき出しになる、いわゆるボイ
ド破ノ１が発生し、易・くなる。微粒子・周辺のボイド
が大きいフ、イルムでは、フィルム表面のボイド破れも
多い傾向がある。また、ボイドはフィルムの分子配向を
高めるプごめに延伸倍率を上げればＬげるほど人きくな
る傾向があり、それ故高配向のポリエステルフィルムで
はボイド破れによる脱落突起も多くなる。ボイド破れの
脱落ポリエステル破片や不活性微粒子は例えば磁気記録
デープの加工工程の１１１１７−ルやフィルムに付着し
゛（これらを汚し１、この洗浄が必要となるなめ生産性
を推しく低Ｆさぜるなどの問題がある。またフィルム表
面のボイドは表面の削れ発生の発端の−・つどイｒ・つ
ている。

この改良方法どｌ、て不活性微粒ｊ′−表面を錆性化処
理ｊ１．てボ１辷ｉ”スジ〜ルとの親和性を増ｊ、、で
ボイドを減少さぜる方法や、７延伸条件の面かｔ、滑剤
周辺のポンドを小さく慢る方法等が提案されでいる。

これらの方法により滑り性の向」二とボイドの減少をあ
る程瓜図ることができるけれども、最近、：フイルムの
加圧速度を大幅に向」−さぜようというこの業界の要求
があり、よりボイドの少ない、か−′、）滑り性の１ぐ
れたボリエスプ・ルノイルムが要望されている。

１−問題点を解決するだめの手段１ 本発明者は、二軸配向ポリニスデルフィルムに改善され
た滑り性及び酎削れ性をイ」与ずべく鋭意研究の結果、
不活性微粒子をポリエチレンナフタレートに分散会有さ
ぜなマスターポリマーを作り、これをポリエチレンデレ
フタレー　トと溶融混合するど、二軸配向フィルムの滑
り性と酎削れ性を著しく改善できることを見出し２、本
発明に到達しな。

すなわち、本発明は、ポリエチレンテレフタレートと、
少割合の、ポリエチレンナフタレート・に不活性微粒子
を分散含有させたマスターポリマ・−とを溶融混合した
組成物からなる二軸配向ポリコニステルフィルムである
。

本発明におけるポリエチレ〉・デレフタレ・−トはエチ
レンデレフタレ・−トを主たる繰返し５庁位とするポリ
ニスデルであり、ホモポリマーは勿論のこと、小割合の
第−ｆ成分が共重合されたコポリマ・−であってもよい
。また、小割合の他のポリマーが混合されていてもよい
。かかるポリエチレンテレフタレート・は公知の方法で
製造できる。ポリエチレンテレフタレートは触媒の残渣
及び小割合の滑剤を含んでいてもよい。

本発１明におけるホ゛リエチＩ／ンナフタレ・〜トはエ
チ１．・ンナフタＩ／・−１・を主／、でる繰返し、単
位どするポリツーステルであり、ホモポリマーは勿論の
ごと、小割合の第−三成分が共重合されフ：Ｓ″：２ポ
リマ・−であ′）てもよい１、ま／ｊ、−小割＆の他の
ポリマ・−が混合さノ１でいζ４も１，１、い５、ポリ
」−・升１ノ≧・ナツタ１２・・−１〜・ど［。

て（２ｔｈ−〕−；ｌ′〜１ル・−，２，６−す−７タ
り、−１〜を主たる繰返「− し乍位とするポリエステル、いわゆるポリエチレン−２
，６−ナフタレ・−トやこのコポリニスデルが好ましい
。かかるポリエチレンナツタ１．”−トは公知の方法で
製造できる。

本発明におけるマスターポリマ・−は、ポリエチレンナ
フタレートに不活性微粒子を分散含有させたものである
。この不活性微粒子・とり、ては、９好ましくは■−二
酸化ケイ素：■アルミナ；■Ｓ　ｉ　０２分を３０重量
％以十−含有するゲイ酸塩（例えば、非晶質あるいは結
晶質の粘土鉱物、′γルミノシリケー１・（焼成物や水
和物を含む）、温石綿、ジルコン。

フライアッシュ等）；■Ｍｇ、　Ｚｎ、　ｚｒ、及びＴ
ｉの酸化物；■Ｃａ、及びＢａの硫酸塩；■ｌ、ｉ、　
Ｂａ、及びＣａのリン酸塩（“ｌ−水素塩や２水素塩を
含む）；■１．ｉ。

ｉ’ｌａ、及び■くの安息香酸塩；■Ｃａ、　Ｂａ、　
Ｚｎ、及びＭｎの−５”　Ｌ／フタル酸塩；■Ｍｇ、　
Ｃａ、　Ｂａ、　Ｚｎ、　Ｃｄ、　Ｐｂ５ｒ、　Ｍｎ、
　）’ｅ、　Ｃｏ、及びＮｉのチタン酸４　；　＠Ｂａ
、及びｌ）ｂのクロム酸塩；１１）炭素（例えばカーポ
ンプジッタ、グシファイト等）；＠ガリスく例えばガー
ノス粉、ガラスビ・−ズ等）：（１■（：ａ、及び八・
壮の炭酸塩：［相］ホタル石；及び■ＺｎＳが例示され
る。更に好ましくは、無水ケイ酸、含水ケイ酸、酸化ア
ルミニウム、ケイ酸アルミニウム（焼成物、水和物等を
含む〉、燐酸１リチウム、ｇ４酸３リチウム、燐酸ナト
リウム、燐酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、
安息香酸リチウム、これらの化合物の複塩（水和物を含
む）、ガラス粉、粘土（カオリン、ベントナイト、白土
等を含む）、タルク、ケイ藻土、炭酸カルシウム等が例
示される。特に好ましくは二酸化ケイ素、アルミナ、炭
酸カルシウムが挙げられる。

不活性微粒子は一種又は二種以上を用いることができる
。例えば二種の不活性微粒子を用いる場合、組成の違う
微粒子を用いたり、粒径の違う微粒子を用いたりするこ
とができる。

不活性微粒子の平均粒径は０．０４〜〜３μｍ、更には
０．１〜１μｍであることが好ましい。

マスターポリマー中の不活性微粒子の割合は３〜１５重
量％、更には５〜１０重量％であることが好ましい。こ
の割合は、ポリエチレンテレフタレート中に含有させる
微粒子の濃度、マスターポリマーの混合比等を考慮して
決めるのが望ましい。例えばポリエチレンテレフタレー
ト中に比較的高い濃度で不活性微粒子を含有させる場合
には、ポリエチレンナフタレート中の微粒子の濃度を高
めるのが好ましい。

マスターポリマーは例えばポリエチレンナフタレートの
製造工程で不活性微粒子を添加する方法、ポリエチレン
ナフタレートと不活性微粒子とを溶融押出機で混合する
方法等の方法で製造できる。

分散性の面からは前者の方が好ましい。このマスターポ
リマーは最終的な二軸配向フィルム中に含有させる不活
性微粒子の少なくとも一種を含有すればよい。例えば、
二軸配向フィルム中に大粒径微粒子と小粒径微粒子の二
種を含有させる場合、大粒径微粒子または小粒径微粒子
のみを含有するマスターポリマーを製造してもよく、ま
た大粒径微粒子と小粒径微粒子の２成分を含有するマス
ターポリマーを製造してもよい。前者の場合には、残り
の不活性微粒子をポリエチレンテレフタレートに含有さ
せ、これとマスターポリマーとを併用することで所望の
微粒子組成とすることができる。

この場合、大粒径微粒子はマスターポリマーに、小粒径
微粒子はポリエチレンテレフタレートに含有させるのが
好ましい。

ポリエチレンテレフタレートに対するマスターポリマー
の混合割合は、０．５〜４重量％、更には１〜３．５重
量％であることが好ましい。この割合が少なすぎると、
ポリエチレンテレフタレートとマスターポリマーとの均
一混合が難しくなり、−方多すぎると、ポリエチレンナ
フタレートの割合が多くなり、ポリエチレンテレフタレ
ート本来の特性を損うようになるので好ましくない。

ポリエチレンテレフタレートとマスターポリマーとの混
合は少くとも溶融状態での混合過程を含むことが必要で
ある。例えば、ポリエチレンテレフタレートのペレット
とマスターポリマーのペレットとをフィルム中の滑剤濃
度が所定量となるよう秤量混合し、乾燥したのち溶融押
出機で押出す方法、ポリエチレンテレフタレートとマス
ターボリマーとを別々の溶融押出機で溶融し、所定量を
ギアポンプで計量し、次いでこれら溶融ポリマーを合流
させ、スクリュー押出機やスタチックミキサーで混合す
る方法等で混合するとよい。溶融混合の温度は、２８０
〜３２０℃であることが好ましい。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、ポリエチレ
ンテレフタレートとマスターポリマーの溶融混合物をス
リットダイから押出し、フィルム状押出物を回転冷却ド
ラム上に密着させて冷却し、得られる未延伸フィルムを
延伸配向、熱固定させることで製造できる。この延伸配
向、熱固定はポリエチレンテレフタレートで公知の方法
を用いることができる。延伸方法としては、例えば縦×
横の二段延伸、最初縦方向に数段で延伸し、次いで横方
向に延伸する縦多段延伸、縦×横×再縦の三段延伸、縦
×横×再縦×再横の四段延伸等を挙げることができる。

所望のフィルム特性に最適な方法を選択するとよい。延
伸温度は、例えば縦延伸のとき８５〜１００℃、横延伸
のとき９０〜１００℃、再縦延伸のとき１１０〜１１５
℃、再横延伸のとき１６００ ・へ・１９０℃であることが好まし５い。延伸倍率は、
面積倍率で１０倍以ドア史Ｇごは１４・〜・３０倍であ
ることが好まし、い。いずれの方法に」、うぃても最終
的には配向フイルノ＼は熱固定″４ることが好ましく、
この温度は１３０へ一２４０’Ｃ５更には１７０・〜・
２３０℃とするのが好まし、い。熱・固定峙間は１〜・
６０秒が好ましい。

かくして、不活性微粒イ・周辺のボイドの小さい二軸配
向フイルムが得られる。このボイドの小さい理由は次の
ように推定される。

すなわち、ボリューチ１／ンテレフタ１．−）とマスタ
ーポリマーとを溶融混合し７な場合、溶融粘度はポリｊ
−チレンナフタレートの方が高いから、溶融混合後も不
活性微粒子の表面はポリエチ１／ンナフタレートで覆わ
れており、そしてポリエチｌ／ンナフタレートはガラス
転移点が高く、延伸配向操作では変形ｉ５．にくいブご
め不活性微粒−ｒ周辺のポリマーは小さい変形となり、
ボイドは小さくなると、まな不活性微粒子表面より＾＃
、１１なところのポリニブ〜レンナフタレ・−１・は溶
融混合時にポリエチ１／〉′アレフタし−−−１・とエ
ステル交換反応を起６゛−シて均１ −・化さノコ延伸配向操作栓作で１分に変Ｊ杉されると
、推定される５、 一１軸配向ポリエステル１、フイルノ）の厚みは、１・
５０μｍ、更には１−２５μｍ、特に１□”　ｌ　５．
ｕ、　ｍが好ましい。

本発明の一二“軸配向ポリニスデル７フイルムは、走行
時の摩擦係数が小さく、栓体付か大変良好である。また
このフィルｊ＼を磁気デ・−ブのべ・−＝スどし、ζ用
いると、磁気記録再生装置くハードウェア）の走行部分
との接触摩擦によるベースフィルムの削れが極めて少な
く、耐久性が良好であり高電磁変換性が得られる。

本発明の二軸配向ポリニスデルフィルムは高級グレード
の磁気記録媒体、例えばオーディオ及びビデオ等の長時
間録画用超薄物、高密度記録磁気フィルム、高品質画像
記録再生用の磁気記録フィルム、例えばメタルや蒸着磁
気記録伺とし、て好適である。、 そノ；故、本発明の＝、軸配向ポリコース・ｐルクイル
ノ＼の片側又は画商に（磁性層をｉ設ければ、優れた′
侍−２ 性の磁気記録媒体を提供することができる。、磁性層、
および磁性層をベースフ・イルム＋に設ける方法はそれ
自体公知であり、上記二軸配向ポリエステルフイルノ＼
においても公知の磁性層およびそれ、を設げる方法を採
用−４ることができる。

例えば磁性層をべ・−スフイルムトに磁性塗料を塗布す
るＪｊ法によ・−）で設ける場合には、磁性層に用いら
れる強磁性粉体と［７°Ｃは７・〜Ｆｅ２　Ｏ３，Ｇ。

含有のｒ−Ｆｅ：ｑ　Ｏ４，Ｃｏ合有のＦｅｑ　Ｏ４，
ＣｒＯ：ａ　。

バリウムフ５．−、ライトなど、公知の強磁性体が使用
できる。

［実施例」 以１で実施例により本発明を更に説明゛する。

なお、本発明（、Ｊおける種々の物性値及び特性の測定
法及び定義は以トの如くである。

（１）　’：〉′グ率 フィルムを試料ｒｉ”１１０　ｍ＋ｎ　、長さ１５（２
）（こ切り、チャック間１．ｏｏｍｍにし７て、引張速
度１０ｍｎ＋／分、チャー川・速度５００ｍｍ、・７分
の条件でインストロ〉・・タイグの万能引張試験装置に
て引張−つな。得られ３ た荷重−伸び曲線の立トリ部の接線よりヤング十を計算
１．２ｋ。

（２）ボイド比 フィルム表向をイオンコーラブー〉′グしフィルム中の
滑剤を暴露させ、そのフィルム表面を４００−、．５０
０　Ａ乃至それ以Ｆの厚みにアルミ」：、ラムを均一に
真空蒸着し、通常の走査型電子顕微鏡３５００倍乃至は
５０００倍にて表面を観察し２、微粒子の長径とボイド
の長径を測定し、（ボイド長径）／′（微粒子長径）の
比をボイド比どＬ／Ｓ、イオ〉′コユッチングは、例え
ば１本電了■製ＪＦＣ−１１００型イオンスパッタ・−
リング装置を使い、５００Ｌ１２、５ｍＡで１５分間表
面エツチング処理し、々。真空度は１０’−９Ｔθｒｒ
程疫であっノご。

（３）削れ性 フィル１１の走行面の削れ性を５段のミニスーパーカレ
ンダ・−を使用して評価する。力１／ンダ・−はナイロ
ンＤ−ルとスチールＶ？・−ルの５段カレンダ・−であ
り、処理温度は８０°（−；１．フィルムにがかる線圧
は２００　ｋｇ、／’ｏｎ、フイルノ・１スピードは］
４ ５０ｍ／分で走行させる。走行フィルムを全長２０００
ｍ走行させた時点でカレンダーのトップローラ−に付着
する汚れでベースフィルムの削れ性を評価する。

く４段階判定〉 ◎　ナイロンロールの汚れ全くなし ○　ナイロンロールの汚れほとんどなし×　ナイロンロ
ールが汚れる ××　ナイロンロールがひどく汚れる 実施例１及び比較例１ 実質的に滑剤を含まないポリエチレンテレフタレート（
オルソクロロフェノール溶媒で測定した固有粘度が０．
６３）と、滑剤として平均粒径０．３μｍの球状シリカ
微粒子を５重量％含むポリエチレン−２，６−ナフタレ
ート（テトラクロルエタンとフェノールの混合溶媒（重
量比：６／４）で測定した固有粘度が０．６２＞とを、
ベレット状で秤量混合し混合物中の滑剤濃度が０．１５
重量％になるようにしな。これを１７０℃で５時間熱風
乾燥してから溶融押出機にて樹脂温３０５°Ｃで溶融し
、冷却した５ 鏡面ドラム上へ押出して静電密着法により密着させなが
ら急冷し、厚み３４０μｍの無延伸フィルムを得た。こ
のフィルムをロール上で加熱して９０℃で縦方向に２．
３倍延伸しな。次いで両耳をクリップで把持するステン
ターにて横方向に９０℃で３．６倍延伸しな。続いてク
リップで把持したままで１００℃で熱処理しな。更に、
このフィルムを縦方向に１１０°Ｃにて２，４倍延伸し
、再び両耳部をクリップで把持してステンター中にて１
．３倍延伸し、２２０℃で熱固定し、１２μｍ厚みの二
軸配向フィルムを得た〈実施例１〉。

一方、実質的に滑剤を含まないポリエチレンテレフタレ
ート（固有粘度０．６３＞と、滑剤として平均粒径０，
３μｍの球状シリカ微粒子を５重量％含有するポリエチ
レンテレフタレート（固有粘度０．６３）とを、ペレッ
ト状で秤量混合して、混合物中の滑剤濃度が０．１５重
量％になるようにした。これを用い、上記の実施例１と
全く同様にして１２μｍ厚みの二軸配向フィルムを得た
く比較例１）。

得られたフィルムの特性を表１に示す。

６ 実施例１のフィルムはヤング率が高いにも拘らず滑剤周
辺のボイドが小さく、従ってフィルム表面の削れ性が比
較例１よりも良化している。

表　　　１ 実施例２及び比較例２ 滑剤として平均粒径０．３μｍの球状シリカ微粒子を０
．０５重量％含むポリエチレンテレフタレートく固有粘
度０．６０）と、滑剤として平均粒径０．５μｍの球状
シリカ徹粒子を５重量％含むポリエチレン−２，６−ナ
フタレート（固有粘度０．６０＞とを、ベレット状で秤
量混合して混合物中の０．５μｍの球状シリカ微粒子の
濃度が０．１０重量％になるようにした。これを１７０
℃で乾燥し、溶融押出機にて樹脂温３００℃で溶融し、
冷却ドラム上で急冷して７ 厚み２６５μｍの無延伸フィルムを作成した。このフィ
ルムを９０°Ｃで縦方向に１．８倍延伸し、続いてステ
ンターにて横方向に９０℃で３．６倍延伸しな。

次いでクリップで把持したままで１００°Ｃで熱処理し
た。更に、このフィルムを縦方向に１１０℃にて３．４
倍延伸し、再び両耳部をクリップで把持してステンター
中にて２１５℃で熱固定し、厚み１２μｍの二軸配向フ
ィルムを得た〈実施例２）。

一方、滑剤として平均粒径０．３μｍの球状シリカ微粒
子を０．０５重量％含むポリエチレンテレフタレートと
、滑剤として平均粒径０．５μｍの球状シリカ微粒子を
５重量％含むポリエチレンテレフタレートとを、ペレッ
ト状で秤量混合して混合物中の０．５μｍの球状シリカ
徹粒子の濃度が０．１０重量％になるようにした。これ
を用い、上記の実施例２と全く同様にして１２μｍ厚み
の二軸配向フィルムを得た（比較例２）。

得られたフィルムの特性を表２に示す。

実施例２のフィルムはヤング率が高いにもかかわらすボ
イド比が小さいなめ削れ性に優れるベー１．８ スフイルムである１、なお、表中のボイド比は人きい粒
径の滑剤である平均粒径０．５μｍの球状シリカ微粒子
について測定したものである。

表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリエチレンテレフタレートと、少割合の、ポリエ
   チレンナフタレートに不活性微粒子を分散含有させたマ
   スターポリマーとを溶融混合した組成物からなる二軸配
   向ポリエステルフィルム。 ２、マスターポリマーの割合がポリエチレンテレフタレ
   ートに対して０．５〜４重量％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、不活性微粒子の含有割合がマスターポリマーに対し
   て３〜１５重量％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。