JPH03292354A - 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） 本発明は磁気記録分野等で使用されるポリエステルフィ
ルムに関し、特に透明性、易滑性、耐摩耗性、走行性が
高度に優れたポリエステルフィルムに関するものである
。

（従来の技術） 一般にポリエチレンテレフタレートに代表されるごとき
ポリエステルは、その優れた物理的および化学的諸特性
の故に、繊維用、成型品用の他、磁気テープ用、写真用
、コンデンサー用、包装用などのフィルム用としても多
種の用途で広く用いられている。これらフィルム用とし
て用いられる場合、その滑り性および耐摩耗特性はフィ
ルムの製造工程および各用途における加工工程の作業性
の良否、さらにはその製品品質の良否を左右する大きな
要因となっている。特にポリエステルフィルム表面に磁
性層を塗布し磁気テープとして用いる場合には、磁性層
塗布時におけるコーティングロールとフィルム表面との
摩擦および摩耗が極めＣ激しく、フィルム表面へのしわ
および擦り傷が発生しやすい。また磁性層塗布後のフィ
ルムをスリットしてオーディオ、ビデオまたはコンピュ
ーター用テープ等に加工した後でも、リールやカセ７）
等からの引き出し巻き上げその他の操作の際に、多くの
ガイド部、再生ヘッド等との間に摩擦および摩耗が著し
く生じ、擦り傷、歪の発生さらにはポリエステルフィル
ム表面の削れ等による白粉状物質を析出させる結果、磁
気記録信号の欠落、即ちドロップアウトの大きな原因と
なることが多い。一般にフィルムの滑り性および耐摩耗
性の改良には、フィルム表面に凹凸を付与することによ
りガイドロール等との間の接触面積を減少せしめる方法
が採用されており、フィルム原料に用いる高分子の触媒
残渣から不溶性の粒子を析出せしめる方法や、不活性の
無機粒子を添加せしめる方法等が用いられている。

確かにこれらの方法により滑り性や耐摩耗性を向上させ
ることができる。しかしながら不活性無機粒子を添加せ
しめる方法の場合、有機成分であるポリエステルとの親
和性が充分でないため、延伸等により粒子とポリエステ
ルとの界面で剥離が起り粒子の囲りにボイドが発生する
。そのため透明性や耐摩耗性が低下し解決すべき問題と
なっている。

特に無機粒子として炭酸カルシウムを用いた時は良好な
滑り性が付与できるにもかかわらず、ポリエステルとの
親和性が著るしく悪く、その結果フィルムの透明性や耐
摩耗性が劣るという問題があり、この点の改良が強く要
望されていた。

一方、炭酸カルシウムの結晶型にはカルサイト型、アラ
ゴナイト型、バテライト型の三種の同質異像が知られて
いる。

結晶形状ではカルサイト型が立方形、アラゴナイト型が
柱状形で、バテライト型か球状形である。

従来、ポリエステル用の添加剤としては結晶型が安定で
立方形のカルサイト型の炭酸カルシウムが使用されてい
た。球状形のバテライト型炭酸カルシウムは結晶型が不
安定で簡単にカルサイト型に転移するということで本分
野へはその使用がさけられてきていた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
、特に磁気テープ用基材として用いることのできるポリ
エステルフィルムにおいて上記問題点を解決し、特に透
明性、易滑性、耐摩耗性、走行性が高度に優れたポリエ
ステルフィルムを提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、平均粒径が０．０５−以工５．〇−未満のバ
テライト型炭酸カルシウムを０．００５重量％以上２．
０重量％以下を含有することを特徴とする配向ポリエス
テルフィルムである。

（作用） 本発明で用いられるポリエステルとはポリエチレンテレ
フタレート、ポリアルキレンナフタレート等の結晶性ポ
リエステルであり特に限定はされないがとりわけポリエ
チレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレート
が適しており、なかんずくその繰り返し単位の８０モル
％以上がエチレンテレフタレートあるいはエチレンナフ
タレートからなるものであり、他の共重合成分としては
テレフタル酸、イソフタル酸、ｐ−β−オキシエトキシ
安息香酸、２．６−ナフタレンジカルボン酸、４．４’
−ジカルボキンルジフエニール、４゜４′−ジカルボキ
シルベンゾフェノン、ビス（４−カルボキシルフェニー
ル）エタン、アジピン酸、セバシン酸、５−ナトリウム
スルホイソフタル酸、シクロヘキサン−１，４−ジカル
ボン酸等のジカルボン酸成分、プロピレングリコール、
ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレン
グリコール、シクロヘキサンジメタツール、ビスフェノ
ールＡのエチレンオキサイド付加物、ポリエチレンクリ
コール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレ
ングリコール等のグリコール成分、ｐ−オキシ安息香酸
なとのオキシカルボン酸成分等を任意に選択使用するこ
とができる。　この他共重合成分として少量のアミド結
合、ウレタン結合、エーテル結合、カーボネート結合等
を含有する化合物を含んでもよい。

該ポリエステルの製造法としては、芳香族ジカルボン酸
とグリコールとを直接反応させるいわゆる直接重合法、
芳香族ジカルボン酸のジメチルエステルとグリコールと
をエステル交換法など任意の製造法を適用することがで
きる。なおフィルムとしては一軸配向フイルム、二軸配
向フィルムのいずれでもよいが二軸配向フィルムが特に
好適である。

本発明に用いられる炭酸カルシウムは、バテライト型の
結晶型を有したものである必要がある。

他の結晶型のものを用いた特にポリエステルとのなじみ
が悪く延伸等により炭酸カルシウムとポリエステルとの
界面で剥離が起り炭酸カルシウム粒子の囲りに発生する
ボイドか太き（なりフィルムの透明性や耐摩耗性等が低
下するので好ましくない。

なお、バテライト型の炭酸カルシウムを用いた時にポリ
エステルとのなじみが良く、炭酸カルシウム粒子の囲り
に発生するボイドの大きさが小さくなる原因は不明であ
る。

該バテライト型の炭酸カルシウムは、塩化カルシウムと
炭酸ソーダーとの反応（特開平１−１０８１１７）ある
いはモノエタノールアミンを含有する石灰乳に炭酸ガス
を導入して炭酸化反応を行なう方法（特開平１−３０１
５１１）等が知られているが、これらに限定されるもの
でない。

該炭酸カルシウムの平均粒子径は０．０５ｍ以上で５．
０−未満が好ましいが、Ｏ，ｉ／ｊｊから２．５２の範
囲が特に好ましい。平均粒子径が０．０５ｐＪ１未満で
は滑り性および耐摩耗性の向上効果が不充分となるので
好ましくない。逆に５．０戸以上ではフィルム表面に粗
大突起を生ずる可能性があるため好ましくない。また、
該炭酸カルシウムの添加量はポリマーに対し０．００５
重量％以上で２．０重量％以下であることが好ましい。

特に好ましくはｏ、ｏｉ重量％以上で１．０重量％以下
である。添加量が０．００５重量％未満であればポリマ
ー中の粒子量が少なすぎるためフィルム表面の突起密度
が低くなり滑り性および耐摩耗性が不充分である。逆に
添加量が２．０重量％を越えた場合は、粒子のポリマー
中での凝集の原因となり粗大突起数の面より不適である
。

該炭酸カルシウムとポリエステルの密着性を更に向上さ
せるために該炭酸カルシウムの表面を表面処理をほどこ
してもよい。

該炭酸カルシウムは単独で用いてもよいし平均粒径の異
なるものを２種以上併用してもよい。また他の滑剤を併
用してもよい。

その他静電密着性や帯電防止性を付与するための添加剤
や着色剤、熱安定性、向上剤等の他の添加剤を併用して
もよい。また、凝集防止剤等の併用も何んら制限を受け
ない。

本発明における不活性粒子のポリエステル中への添加方
法は、該ポリエステル製造過程における任意の段階で添
加することができるが、初期縮合が終了するまでに添加
するのが特に好ましい。またポリエステル製造過程への
不活性粒子の添加方法はスラリー状および粉末状のいず
れの状態で添加してもよいが、粒子の飛散防止、供給精
度や均一性の向上の点からスラリー状に分散させて添加
するのが好ましく、特にエチレングリコール（ＥＧ）の
スラリーとして添加するのが好ましい。

スラリー状に分散させる場合には、それぞれの粒子本来
の一次粒子を出来る限り再現するような均一な分散を行
なう必要がある。

また、所定の平均粒径の粒子を得るために、市販粒子の
分級および濾過等の手段を用いてもよい。

（実施例） 次に本発明の実施例および比較例を示す。実施例中の部
は特にことわらないかぎりすべて重量部を意味する。

また、用いた測定法を以下に示す。

（１）　　平均粒子径 粉体をエチレングリコールに十分に分散して得られたス
ラリー中における粒度分布を光透過型遠心沈降式粒度分
布測定器（ＳＡ−ＣＰａ型、島原製作所製）を用いて測
定した分布における積算５０％の値を用いる。

■　フィルムの表面平滑性（ＴＡＲ） フィルム表面を小板研究所社製触針式３次元表面粗さ計
（ＳＥ−３ＡＫ）を用いて、針の半径２４１荷重３０ｍ
ｇの条件下、フィルム長手方向にカットオフ値０．２５
ｍ−で測定長１■にわたって測定し、２−おきに高さ方
向のデータを量子化幅０．００３１２ｕで外部記憶装置
に取り込ませる。

このような測定をフィルムの横手方向について２−間隔
で連続的に１５０回、つまりフィルムの横手方向Ｑ、３
ｗｆｆ１の幅にわたって測定する。このときの高さ方向
のデータを ｈ　（ｉ、ｊ）［ｊ＝１〜５００、ｊ＝１〜１５０］と
したとき、次式の計算をおこなって得られたものを一単
位で表わしたものがＴＡＲ［スリー・デイメンジョナル
・アベレージ・ラフネス］である。

（３）　　フィルムの滑り性 動摩擦係数をＡＳＴＭ−Ｄ−１８９４−６３Ｔに準じ、
２３℃、６５％ＲＨ，引張速度２００ｍ／分の条件で測
定した。

（４フイルムベース 直読ヘーズメーター（東洋精機社製）で測定した。

■　フィルム中のボイド観察 フィルム表面を偏光顕微鏡で観察し、不活性粒子の周り
のボイド面積の全視野中に対する比を画像処理装置で定
量し、％で示した。

０　破裂ボイドの密度 走査型顕微鏡を用い、１０００倍の倍率で面積５０ｍ１
のフィルム表面を観察し、破裂ボイドが認められた部位
を更に５０００倍に拡大し、その長径が２戸以上のもの
の個数をカウントし、１ｍＭ当りの個数に換算した。ま
た、特に破裂ボイドが多く認められたフィルムについて
は、観察面積を適当に小さくした。

実施例１ 攪拌装置、分縮器、原料仕込口および生成物取り出し口
を設けた２段の完全混合槽よりなる連続エステル化反応
装置を用い、その第１エステル化反応缶のエステル化反
応生成物が存在する系へ、鎖糸におけるテレフタル酸（
ＴＰＡ）に対すルＥＧのモル比率１．７で、かつ三酸化
アンチモンをアンチモン原子としてＴＰＡ単位当り２８
９　ｐｐｍを含むＴＰＡのＥＧスラリーを連続的に供給
した。

同時にＴＰＡのＥＧスラリー供給口とは別の供給口より
酢酸マグネシウム四水塩のＥＧ温溶液、反応缶内を通過
する反応生成物中のポリエステル単位ユニット当りそれ
ぞれＭｇ原子が１００　ｐｐｍとなるように連続的に供
給し、常圧にて平均滞留時間４．５時間、温度２５５℃
反応させた。

この反応生成物を連続的に系外に取り出して、第２エス
テル化反応缶に供給した。第２エステル化反応缶内を通
過する反応生成物中のポリエステル単位ユニットに対し
て０．５重量部のＥＧｌ　トリメチルホスフェートのＥ
Ｇ温溶液Ｐ原子として６４ｐｐｍおよび平均粒径が０．
８μのバテライト型炭酸カルシウム（表面処理剤使用量
：炭酸カルシウムに対し１．０重量％）のＥＧスラリー
に１００ｇ／（！のトリポリリン酸ナトリウムの水溶液
をＮａ原子としてスラリー中の炭酸カルシウムに対して
０．８０重量％となるだけ添加し、該トリポリリン酸ナ
トリウム含有バテライト型炭酸カルシウムスラリーを生
成ポリエステルに対して０．２５重量％になるように、
それぞれの別個の供給口より連続的に供給した、その後
、常圧にて平均滞留時間５．０時間、温度２８０℃反応
させた。

該エステル化反応生成物を攪拌装置、分縮器、原料仕込
口および生成物取り出し［１を設けた２段の連続重縮合
反応装置に連続的に供給して重縮合を行ない、固有粘度
０．６２０のポリエステルを得た。該ポリマーを２９０
℃で溶融押出した後、９０℃で縦方向に３．５倍、１３
０°Ｃで横方向に３．５倍延伸し次いで２２０℃で熱処
理して得られた１５戸のフィルムの特性を第１表に示し
た。

本実施例の方法で得たフィルムはボイド率が低く、透明
性や耐摩耗性（破裂ボイド）が低い高品質なものであっ
た。

比較例１ 実施例１の方法において、バテライト型炭酸カルシウム
に替えて、カルサイト型炭酸カル／ウムを用いる以外、
実施例１と完ったく同じ方法で得られたフィルムの特性
を表１に示す。

本比較例の方法で得たフィルムはボイド率が高く、透明
性や耐摩耗性が劣る低品質なものであった。

実施例２〜３および比較例２〜３ 実施例１の方法で滑剤粒子として炭酸カルシウムとカオ
リナイトおよび炭酸カルシウムと球状シリカを用いる以
外、実施例１と同様の方法で得られたフィルムの特性を
表１に示す。

これらの実施例および比較例においてもバテライト型炭
酸カルシウムを用いるとカルサイト型炭酸カルシウムを
用いた場合よりもボイド率が低く、透明性や耐摩耗性に
すぐれたフィルムが得られることがわかる。

実施例４および比較例４ 実施例１の方法で炭酸カルシウムの粒径および添加量を
変更する以外実施例１と完ったく同じ方法で得られたフ
ィルムの特性を表１に示す。

これらの実施例および比較例においてもバテライト型炭
酸カルシウムを用いた方がカルサイト型炭酸カルシウム
を用いた場合よりも高品質のフィルムが得られることが
わかる。

（発明の効果） 本発明は、ポリエステルフィルム中に特定粒径範囲のバ
テライト型炭酸カルシウムを特定量含有させることによ
り、炭酸カルシウムの囲りに発生するボイドを低減させ
ることができ、透明性、滑り性、耐摩耗性等が高度に優
れたポリエステルフィルムであることがわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　平均粒径が０．０５μｍ以上５．０μｍ未満のバテラ
   イト型炭酸カルシウムを０．００５重量％以上２．０重
   量％以下を含有することを特徴とする配向ポリエステル
   フィルム。