JPH041237A - 磁気記録媒体用二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

磁気記録媒体用二軸配向ポリエステルフィルム

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JPH041237A
JPH041237A JP10235390A JP10235390A JPH041237A JP H041237 A JPH041237 A JP H041237A JP 10235390 A JP10235390 A JP 10235390A JP 10235390 A JP10235390 A JP 10235390A JP H041237 A JPH041237 A JP H041237A
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加藤 純生
Yoshihiro Oba
大場 芳裕
Hirobumi Murooka
博文 室岡
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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配向ポリエステルフィルム
に関し、更に詳しくは特定のコロイダルシリカ粒子及び
耐熱性高分子粒子を含有し、これら粒子によりフィルム
表面に形成された突起により滑り性、耐削れ性、耐スク
ラッチ性の改善された磁気記録媒体用二軸配向ポリエス
テルフィルムに関する。
[従来技術] ポリエチレンテレフタレートフィルムに代表される二軸
配向ポリエステルフィルムは、その優れた物理的、化学
的特性の故に、磁気記録媒体用として広く用いられてい
る。
二軸配向ポリエステルフィルムにおいては、その滑り性
や耐削れ性がフィルムの製造工程及び加工工程の作業性
の良否、さらにはその製品品質を左右する大きな要因と
なっている。これらが不足すると、例えば二軸配向ポリ
エステルフィルム表面に磁性層を塗布して磁気テープと
して用いる場合に、コーティングロールとフィルム表面
との摩擦が激しく、削れ粉が発生したり、フィルム表面
にスクラッチが発生する。またVTRやデータカートリ
ッジ用として用いる場合にも、カセットに高速で巻き込
む工程で、削れ粉やスクラッチが発生し、信号の欠落(
Dlo)の原因となる。
特にVTR用途では、最近コストダウンを目的としてカ
セット内に固定されたガイドボストに、表面を十分に仕
上げていない金属ガイドやプラスチックガイドを用いる
場合があるが、これらガイドポストの表面は極めて粗く
、バックコートを設けない磁気テープでは、従来のフィ
ルムの易滑性。
削れ性を向上させる技術、例えば酸化ケイ素、二酸化チ
タン、炭酸カルシウム、タルク、クレイ。
焼成カオリン等の無機質粒子を添加する方法(例えば特
開昭54−57562号公報参照)又は重合系内でカル
シウム、リチウムあるいはリンを含む微粒子を析出せし
める方法(例えば特公昭52−32914号公報参照)
では、カセットに高速で巻き込む工程において、削れ粉
やスクラッチが発生し、D10レベルがアップすること
から、この改善が求められている。
[発明の目的] 本発明の目的は易滑性に優れ、表面を十分に仕上げてい
ない金属ガイドやプラスチックガイドを用いたカセット
へのテープの高速巻き込みにおいても優れた耐削れ性及
び耐スクラッチ性を有する磁気記録媒体用二軸配向ポリ
エステルフィルムを提供することにある。
[発明の構成、効果] 本発明の目的は、本発明によれば、二軸配向されたポリ
エステルフィルムであって、該フィルム中に平均粒径が
0.03〜1.5μmである耐熱性高分子粒子を0.0
01〜0.5重1%、及び独立存在率が80%以上、平
均粒径が0.30μm以下であるコロイダルシリカ粒子
を0.05〜2.0重量%存在させ、これら粒子によっ
てフィルム表面に形成された突起の、高さ(x:μm)
が0.05μm以上で突起の数くy:個/rltrn2
)が30個/陶2以上の範囲にオケる分布曲線が下記式
A 11.4x+4<log y<−10,Ox+5 −−
−Aを満足し、かつフィルムの走行摩擦係数の変化(Δ
μk)が0.15未満であることを特徴とする磁気記録
媒体用二軸配向ポリエステルフィルムによって達成され
る。
本発明におけるポリエステルとは、芳香族ジカルボン酸
を主たる酸成分とし、脂肪族グリコールを主たるグリコ
ール成分とするポリエステルである。かかるポリエステ
ルは実質的に線状であり、そしてフィルム形成性特に溶
融成形によるフィルム成形性を有する。芳香族ジカルボ
ン酸としては、例えばテレフタル酸、ナフタレンジカル
ボン酸。
イソフタlし酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸。
ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボ
ン酸、ジフェニルスルホンジカルボンジフェニルケトン
ジカルボン酸,アンスラセンジカルボン酸等を挙げるこ
とができる。脂肪族グリコールとしては、例えばエチレ
ングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレ
ングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチ
レングリコール、デカメチレングリコール等の如き炭素
数2〜10のポリメチレングリコールあるいはシクロヘ
キサンジメタツールの如き脂環族ジオール等を挙げるこ
とができる。
本発明において、ポリエステルとしては、例えばアルキ
レンテレフタレート及び/又はアルキレンナフタレート
を主なる構成成分とするものが好ましく用いられる。
かかるポリエステルのうちでも特にポリエチレンテレフ
タレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、全ジ
カルボン酸成分の80モル%以上がテレフタル酸及び/
又は2,6−ナフタレンジカルボン酸であり、全グリコ
ール成分の80モル%以上がエチレングリコールである
共重合体が好ましい。
その際全酸成分の20モル%以下はテレフタル酸及び/
又は2,6−ナフタレンジカルボン酸以外の上記芳香族
ジカルボン酸であることができ、また例えばアジピン酸
,セパチン酸等の如き脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキ
サン−1.4−ジカルボン酸の如き脂環族ジカルボン酸
等であることができる。
また、全グリコール成分の20モル%以下は、エチレン
グリコール以外の上記グリコールであることができ、ま
た例えばハイドロキノン、レゾルシン。
22−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等の如
き芳香族ジオール;1,4−ジヒドロキシジメチルベン
ゼンの如き芳香環を有する脂肪族ジオール;ポリエチレ
ングリコール、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如きポリアルキレングリコール
(ポリオキシアルキレングリコール)等であることもで
きる。
また、本発明におけるポリエステルには、例えばヒドロ
キシ安息香酸の如き芳香族オキシ酸,ω−ヒドロキシカ
プロン酸の如き脂肪族オキシ酸等のオキシカルボン酸に
由来する成分を、ジカルボン酸成分及びオキシカルボン
酸成分の総量に対し20モル%以下で共重合あるいは結
合するものも包含される。
更に本発明におけるポリエステルには実質的に線状であ
る範囲の量、例えば全酸成分に対し2モル%以下の量で
、三官能以上のポリカルボン酸又はポリヒドロキシ化合
物、例えばトリメリット酸。
ペンタエリスリトール等を共重合したものも包含される
。
上記ポリエステルは、それ自体公知であり、かつそれ自
体公知の方法で製造することができる。
上記ポリエステルとしては、0−タロロワエノール中の
溶液として35℃で測定して求めた固有粘度が約0、4
〜約0,9のものが好ましい。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、その表面に
多数の微細な突起を有している。これら微細な突起はポ
リエステル中に分散して含有される多数の実質的に不活
性な耐熱性高分子粒子及びコロイダルシリカ粒子に由来
する。
本発明においては、これら粒子によってフィルム表面に
形成される突起の、高さ(x:μm)が0、05μm以
上で突起の数(y:個/rlIIT12)が30個/r
ltIT+2以上の範囲における分布曲線が下記式Aを
満足することが肝要である。
11、4x+4<log y<−10.0x+5  −
−−A突起分布曲線が上記式Aを満足しないと、バック
コートを設けないで磁気テープとして使用すると走行が
不十分になったり、磁性層を設けても大突起の存在によ
って磁性層面が粗くなり、電磁変更特性が不十分となり
、磁気記録媒体用としては好ましくない。
本発明において表面突起形成のために用いる耐熱性高分
子粒子は窒素ガス雰囲気下での5%加熱減量温度が31
0℃以上、更には330℃以上、特に350℃以上のも
のが好ましい。かかる粒子の例としてはシリコン樹脂粒
子、架橋アクリル樹脂粒子。
架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリエステル粒子。
テフロン粒子、ポリイミド粒子等を挙げることができる
。なかでもシリコン樹脂粒子が好ましい。
耐熱性高分子粒子は、更に平均粒径が0.3〜1.5μ
mであるものであり、この量はポリエステルに対し0.
001〜0.3重量%である。好ましい平均粒径は0.
5〜1.0μmであり、好ましい含有量は0.005〜
0.3重量%である。耐熱性高分子粒子の平均粒径がO
jμm未満では形成される突起の高さが不十分であり、
得られるフィルムの易滑性が不十分になる。一方、平均
粒径が1.5μmを越えると形成される突起の高さが大
きくなりすぎ、磁気記録媒体用として用いるにはフィル
ム表面が粗くなりすぎ、好ましくない。また、耐熱性高
分子粒子の添加含有量が0.001重量%未満では形成
される突起数が不足し易滑性が不十分になるし、一方、
添加含有量が0.5重量%を越えるとフィルム表面が粗
くなりすぎ、磁気記録媒体用としては適さない。
耐熱性高分子粒子は、更に、その形状が球状ライクであ
り、粒度分布がシャープなものが好ましく、特に体積形
状係数(f)及び粒度分布比(γ)が下記式B、Cを満
足することが好ましい。
0.4<f≦π/6   ・・・B 1くγ〈1.4       ・・・C本発明において
は、上記耐熱性高分子粒子と組合せてコロイダルシリカ
粒子を用いるが、このコロイダルシリカ粒子はフィルム
表面で、耐熱性高分子粒子により形成される高突起間に
微細な突起を形成する。この突起の存在により、表面を
十分仕上げていない金属ガイドやプラスチックガイドと
の接触においても、フィルム地肌部分の摩擦係数が低下
し、耐熱性高分子粒子によって形成される高突起とあい
まって優れな耐削れ性及び耐スクラッチ性を発揮するも
のと考えられる。
コロイダルシリカ粒子はフィルム中での独立存在率が8
0%以上、平均粒径が0.30μm以下であるものであ
る。この量はポリエステルに対し0.05〜2.0重量
%である。コロイダルシリカ粒子の平均粒径が0.30
μmを越えると形成される突起が大きくなりすぎ、摩擦
体との高速の接触時の削れ性が悪化し、望ましくない。
また、コロイダルシリカ粒子の添加含有量が0,05重
量%未満では地肌に形成される突起数が不十分で耐削れ
性、耐スクラッチ性の改良が望めないし、一方2.0重
量%を越えると、地肌部分でコロイダルシリカ粒子の突
起の重なりが発生し、耐削れ性が悪化する。更にまた、
コロイダルシリカ粒子の80%以上がフィルム中で独立
していることも重要であり、これを満たさないと耐削れ
性が悪化する。
コロイダルシリカ粒子は粉体重量比100〜3000p
pmのNaを含有するものであることが好ましい。
Na含有量が上記範囲外になると耐スクラッチ性の改良
効果が劣ったり、フィルム中での粒子の独立存在率が低
下し、耐削れ性が悪化しゃすい。該コロイダルシリカの
製法については硅酸Naを出発原料として透析法、電気
分解法、塩析用法及びイオン交換樹脂により活性シリカ
ゾルを作り、次いで重合する方法等があるが、得られる
粒子の均一性からイオン交換樹脂−重合法が最も好まし
い。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを製造する際に
、耐熱性高分子粒子及びコロイダルシリカ粒子をポリエ
ステルと緊密に混合するにはこれらの微粒子を、ポリエ
ステルの重合前又は重合中に重合釜中で、重合終了後ペ
レタイズするどき押出機中で、あるいはシート状に溶融
押出しする際押出機中で、該ポリエステルと十分に混練
すればよい。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、例えば、融
点(Tm:’C)ないしくTm+70)’Cの温度でポ
リエステルを溶融して固有粘度0.35〜0.9dl/
gの未延伸フィルムを得、該未延伸フィルムを一軸方向
く縦方向又は横方向)に(Tg−10)〜(Tg+70
)℃の温度(但し、Tg:ポリエステルのガラス転移温
度)で2.5〜5゜0倍の倍率で延伸し、次いで上記延
伸方向と直角方向く一段目延伸が縦方向の場合には、二
段目延伸は横方向となる)にTg (’C)−(Tg+
70)’Cの温度で2.5〜5.0倍の倍率で延伸する
ことで製造できる。この場合、面積延伸倍率は9〜22
倍、更には12〜22倍にするのが好ましい。延伸手段
は同時二軸延伸、逐次二軸延伸のいずれでもよい。
更に、二軸配向フィルムは、(Tg+70>’C〜Tm
(’C)の温度で熱固定することができる。例えばポリ
エチレンテレフタレートフィルムについては190〜2
30℃で熱固定することが好ましい。
熱固定時間は例えば1〜60秒である。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、易滑性に優
れるとともに、表面を十分に仕上げていない金属ガイド
やプラスチックガイドと接触走行しても優れた耐削れ性
及び耐スクラッチ性を有しており、磁気記録媒体用とし
て極めて有用である。
なお、本発明における種々の物性値及び特性は以下の如
くして測定されたものでありかつ定義される。
け)粒子の平均粒径(DP> 高滓製作所製CP−50型セントリフニゲル パーティ
クル サイズ アナライザー(Centrifugal
 Particle 5ize Analyser)を
用いて測定する。得られる遠心沈降曲線を基に算出した
各粒径の粒子とその存在量との積算曲線から、5oマス
パーセントに相当する粒径を読み取り、この値を上記平
均粒径とする(Book r粒度測定技術」日刊工業新
聞社発行、 1975年9頁242〜247参照)。
(2)粒子の粒度分布比(γ) 粒子の平均粒径の測定において得られた遠心沈降曲線を
基に、各粒径の粒子とその存在量との積算曲線を算出し
て描き、粒径の大きい方がら積算した粒子の積算重量が
25パーセントに相当する粒径(D25>と、粒子の積
算重量が75パーセントに相当する粒径(D75)を読
み取り、前者の値を後者の値で除しく D 25/ D
 75) 、各々の粒子の粒度分布比(γ)を算出する
。
(3)フィルムの走行摩擦係数(μk)第1図に示した
装置を用いて下記のようにして測定する。第1図中、1
は巻出しリール、2はテンションコントローラ、 3.
5.6.8.9及び11はフリーローラー、4はテンシ
ョン検出機(入口)、7はステンレス鋼5US304製
の固定棒(外径5mmφ1表面粗Ra =0.Obzm
)、10はテンション検出機(出口)、12はガイドロ
ーラー13は巻取りリールをそれぞれ示す。
温度20℃、湿度60%の環境で、巾1/2インチに裁
断したフィルムを7の固定棒に角度θ=(152/18
1)πラジアル(152°)で接触させて毎分200国
の速さで移動(摩擦)させる。入口テンションT1が3
5gとなるようにテンションコントローラー2を調整し
た時の出口テンション(T2:g)をフィルムが90m
走行したのちに出口テンション検出機で検出し、次式で
走行摩擦係数μkを算出する。
μに=<2.303 /θ) log  (T 2 /
 T 1)=0.868 log  (T2 /35>
(4)フィルムの走行摩擦係数の変動(Δμk)上記(
3)の走行摩擦係数を測定する装置を用いてフィルムの
移動速度を2m/分として10m長のフィルムを50回
繰返し走行させる。その時の1回目の摩擦係数をμに1
,50回目の摩擦係数をμksoとして下記式によりΔ
μkを算出する。
Δμk = μk 50  AL k t(5)フィル
ム表面の平坦性 Ra  (中心線平均粗さ)をJIS B 0601に
準じて測定する。東京精密社■製の触針式表面粗さ計<
 SURFCOM3B)を用いて、針の半径2μ、荷重
0.07gの条件下にチャート〈フィルム表面粗さ曲線
)をかかせ、得られるフィルム表面粗さ曲線からその中
心線の方向に測定長さしの部分を抜き取り、この抜き取
り部分の中心線をX軸とし、縦方向をY軸として、粗さ
曲線Y=f(xiで表わしたとき、次の式で与えられる
値(Ra +μm)をフィルム表面の平坦性として定義
する。
本発明では、基準長を0.25mmとして8個測定し、
値の大きい方から3個除いた5個の平均値としてRaを
表わす。
(6)フィルム表面の突起分布 小板研究所三次元粗さ計(5R−30に+を用いて針径
2μmR,針圧30■、測定長1mm、サンプリングピ
ッチ2μm、カットオフ0.25mm、縦方向拡大倍率
2万倍、横方向拡大倍率200倍、走査本数150本の
条件にてフィルム表面の突起のプロファイルを三次元的
(立体的)にイメージさせる。
そのプロファイルをフィルムの厚さ方向と直角方向の平
面でカットした場合に、各突起のプロファイルの断面積
の合計が、フィルムの測定領域の面積の70%となる平
面を基準レベル(0レベル〉とし、その基準レベルの平
面と平行に突起の高さ方向に距離Xだけな離れた平面で
カットしたときにカットされる突起の数をyとする。X
を順次増加又は減少させ、そのときのyの数を読み取り
、グラフにプロットすることにより、突起分布曲線を描
く。
(7)体積形状係数(f) 走査型電子顕微鏡により粒子の写真を例えば5000倍
で10視野撮影し、例えば画像解析処理装置ルーゼック
ス500(日本レギュレーター製)を用い、最大径の平
均値を各視野毎に測定し、更に、10視野の平均値を求
め、Dとする。
測定力の上記(1)で求めた、粒子の平均粒径dより、
粒子の平均体積(■=(π/6)dlを求め、形状係数
fを次式により算出する。
f=v/D3 式中、■は粒子1個当りの平均体積(μm3)、Dは粒
子の平均最大粒径(μm)を表わす。
(8)粒子の独立存在率 製膜し得られた二軸配向ポリエステルフィルムを走査型
電子顕微鏡用試料台に固定し、日本電子■製スパッタリ
ング装置(JFC−1100型イオンスパツターリング
装置)を用いて、フィルム表面を下記条件にてイオンエ
ツチング処理を施す。ベンジャ−内に上記試料台を設置
し、約1O−3Torrの真空状態まで真空度を上げ電
圧0.25kV、電流12.5mAにて約10分間イオ
ンエツチングを実施する。更に同装置にてフィルム表面
に金スパッターを施し、約200 A程度の金薄膜層を
形成し、走査型電子顕微鏡を用いて2万倍の倍率にて測
定を行う。測定はランダムに100視野について行い、
総確認粒子数a、及び凝気剥離粒子数b(製膜時の延伸
応力により近接粒子間全幅にわたってボイド発生を伴う
もの)を求め下記式により粒子の独立存在率を求める。
(9)削れ性、スクラッチ性 フィルム走行摩擦係数の測定に使用した第1図と同様の
装置において、7のステンレス鋼S U S 304製
固定棒の変りにSUS焼結板を円柱形に曲げな6φの固
定棒で表面粗さRaが0.15μmのもの及び第一精工
社製カーボンブラック含有ポリアセクールの6φテープ
ガイドを使い、角度を30度とし毎分300mの速さで
入口張力が50g/l/2インチとなるようにして20
0m走行させる。
走行後にガイド状に付着した削れ粉及び走行後テープの
スクラッチを評価する。
〈削れ粉判定〉 ◎ 削れ粉が全く見られない ○ うっすらと削れ粉がみられる △ 削れ粉の存在が一見して判る × 削れ粉がひどく付着している 〈スクラッチ判定〉 ◎ スクラッチが全く見られない 01〜5本のスクラッチが見られる △ 6〜15本のスクラッチが見られる×16本以上の
スクラッチが見られる (10)コロイダルシリカ粉体中のNa含有量コロイダ
ルシリカ粉体をフッ化水素酸を用いて、完全に溶解し原
子吸光法によりNaを定量し、粉体中のNa含有量を求
める。
[実施例] 以下、実施例をあげて本発明を説明する。
実施例1,2及び比較例1〜4 ジメチルテレフタレートとエチレングリコールとを、エ
ステル交換触媒として酢酸マンガンを、重合触媒として
三酸化アンチモンを、安定剤として亜燐酸を、更に滑剤
として第1表に示す添加粒子を添加して、常法により重
合し、固有粘度(オルソクロロフェノール、35℃)0
.62のポリエチレンテレフタレートを得な。
このポリエチレンテレフタレートのペレットを170℃
で3時間乾燥後押出機ホッパーに供給し、溶融温度28
0〜300℃で溶融し、この溶融ポリマーを1rlII
T+のスリット状ダイを通して表面仕上げ0.3S程度
、表面温度20℃の回転冷却ドラム上に押出し、200
μmの未延伸フィルムを得な。
このようにして得られた未延伸フィルムを75℃にて予
熱し、更に低速、高速のロール間で15mm上方より9
00℃の表面温度のIRヒーター1本にて加熱して3.
6倍に延伸し、急冷し、続いてステンターに供給し、1
05℃にて横方向に3.9倍に延伸した。得られた二軸
配向フィルムを205℃の温度で5秒間熱固定し、厚み
14.2μmの熱固定二軸配向フィルムを得た。
このようにして得られた14.2μmの二軸配向ポリエ
ステルフィルムの特性を第1表に示す。
なお、得られたフィルムの突起分布曲線を調べたところ
、実施例1,2のもの及び比較例1,2゜4のものは下
記(A)式を満たしているものの、比較例3のものは突
起の数y(個/rlIIT+2)がlog y<−10
,Ox+5の関係を規程全範囲については満足していな
かった。
−11,4x+4<log y<−10,Ox+5 −
A第1表で明らかなように、本発明によるものは磁気記
録媒体用として優れた表面性を有するとともに易滑性に
優れ、かつ表面が十分に仕上げられていない金属ガイド
及びプラスチックガイドでも優れた耐削れ性、耐スクラ
ッチ性を有しており、磁気記録媒体用二軸配向ポリエス
テルフィルムとして、極めて優れた特性を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、フィルムの走行摩擦係数を測定する装置の概
略図である。図中の記号は次の通りである。 に巻出しリール、2:テンションコントローラ、4:テ
ンション検出機〈入口)、7:固定棒。 】0:テンション検出機(出口)、13:巻取りリール
。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、二軸配向されたポリエステルフィルムであって、該
    フィルム中に平均粒径が0.03〜1.5μmである耐
    熱性高分子粒子を0.001〜0.5重量%、及び独立
    存在率が80%以上、平均粒径が0.30μm以下であ
    るコロイダルシリカ粒子を0.05〜2.0重量%存在
    させ、これら粒子によってフィルム表面に形成された突
    起の、高さ(x:μm)が0.05μm以上で突起の数
    (y:個/mm^2)が30個/mm^2以上の範囲に
    おける分布曲線が下記式Aを満足し、かつフィルムの走
    行摩擦係数の変化(Δμk)が0.15未満であること
    を特徴とする磁気記録媒体用二軸配向ポリエステルフィ
    ルム。 −11.4x+4<logy<−10.0x+5・・・
    A[式中、xは基準レベルからの高さ(μm)であり、
    yは高さxでカットしたときにカウントされる突起の数
    (個/mm^2)である。]2、耐熱性高分子粒子の体
    積形状係数(f)及び粒度分布比(γ)が下記式B、C
    を満足することを特徴とする請求項1記載の磁気記録媒
    体用二軸配向ポリエステルフィルム。 0.4<f≦π/6・・・B [式中、f=V/D^3であり、Vは粒子1個当りの平
    均体積(μm^3)であり、Dは粒子の平均最大粒径(
    μm)である。] 1<γ<1.4・・・C [式中、γ=D_2_5/D_7_5であり、D_2_
    5、D_7_5はそれぞれ粒子の積算重量が25%、7
    5%のときの平均粒径(μm)である。] 3、コロイダルシリカ粒子が粉体重量比100〜300
    0ppmのNaを含有することを特徴とする請求項1記
    載の磁気記録媒体用二軸配向ポリエステルフィルム。
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