JPH04130139A

JPH04130139A - ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JPH04130139A
Application number: JP25129090A
Authority: JP
Inventors: Hidehito Minamizawa; 南沢　秀仁; Satoshi Nishino; 聡西野; Koichi Abe; 晃一阿部
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1990-09-19
Filing date: 1990-09-19
Publication date: 1992-05-01
Anticipated expiration: 2015-05-22
Also published as: JP3044765B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は、ポリエステルフィルム、更に詳しくは、磁気
テープ用ベースフィルム及び、コンデンサー用、包装用
などとして好適なポリエステルフィルムに関するもので
ある。

［従来の技術］ポリエステルフィルムとしては、ポリエステルに炭酸カ
ルシウム粒子を含有せしめたフィルム（例えば、特開昭
６０−１９７７５５号公報など）が知られている。

［発明が解決しようとする課題］近年、磁気媒体用途における磁気テープ製造工程での磁
性側塗布工程やスリット工程、包装用途における印刷工
程などの高速化により、ベースフィルムの高速走行時の
表面の削れ性良好なポリエステルフィルムが求められて
いる。しかし、上記従来のポリエステルフィルムでは高
速での削れ性が不足なために、各工程においてトラブル
発生の原因となっている。

また、近年は磁気媒体用途でのソフトテープの需要か増
える傾向にあり、ソフトテープダビング工程の高速化か
進み、高速ダビングにおける画質劣化か問題となってお
り、高速ダビングを行なっても画質劣化の少ない磁気テ
ープヘース用ポリエステルフィルムか求められている。

本発明の目的は、かかる課題を解消せしめ、高速でのフ
ィルムの削れ性か良好で、高速でのダビングにおいても
画質劣化の少ない（以下高速ダビング性）ポリエステル
フィルムを提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段］本発明は上記目的を達成するために、フィルム中ての粒
子偏平度が１，５より大きく１０以下、平均粒径が０．
０１μｍ以上５μｍ以下である楕円体の炭酸カルシウム
粒子を０．００２重量％以上１０重量％以下含有し、か
つ、厚さ配向指数が１．２以下であることを特徴とする
ポリエステルフィルムを骨子とするものである。

本発明のポリエステルは特に限定されないが通常ポリエ
チレンテレフタレート、ポリエチレンα。

β−ビス（２−クロルフェノキシ）エタン４，４ジカル
ボキシレート、ポリエチレン２．６ナフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート等が用いられる。中でもポリエ
チレンテレフタレートが好ましい。

本発明フィルムに用いる炭酸カルシウム粒子のフィルム
中での粒子偏平度は１．５より大きく１０以下、好まし
くは１．５より大きく５．０未満、更に好ましくは１．
５より大きく２．５未満の楕円体である必要がある。楕
円体炭酸カルシウム粒子の粒子偏平度が上記範囲より小
さい場合、フィルム表面上に好ましい形状の突起が得ら
れず高速での削れ性が不良となるため好ましくない。ま
た粒子偏平度が上記範囲より大きい場合には走行性が不
足し、高速ダビング性が不良となるので好ましくない。

またフィルム中における楕円体炭酸カルシウムの平均粒
径は０．０１μｍ以上５μｍ以下、好ましくは０．０５
μｍ以上３μｍ以下であることが必要である。フィルム
中での平均粒径が上記の範囲より小さい場合高速ダビン
グ性が不良となるので好ましくない。またフィルム中で
の平均粒径が上記範囲より大きいとフィルム表面か粗れ
過ぎるため高速削れ性が不良となるので好ましくない。

本発明フィルムに用いる楕円体炭酸カルシウム粒子のフ
ィルム中の含有量は０．００２重量％以上１０重量％以
下、好ましくは０．００５重量％以上５重量％以下であ
る必要がある。フィルム中での含有量が上記範囲より少
ない場合高速ダビング性が不良となるので好ましくない
。またフィルム中での含有量が上記範囲より多い場合高
速削れ性が不良となるので好ましくない。

本発明フィルムの厚さ配向指数は１．２以下、好ましく
は１．１以下である必要がある。フィルムの厚さ配向指
数が上記範囲より大きい場合本発明の効果が得られない
ため好ましくない。

本発明のフィルム中の粒子の相対標準偏差が０゜７以下
、好ましくは０．５以下、更に好ましくは０．４以下で
あることは、高速削れ性と高速ダビング性の両方を良好
とするために望ましい。

本発明におけるフィルム表面の突起高さの標準偏差σと
平均突起高さｈ＊の比（σ／ｈ＊）が１゜０以下、好ま
しくは０．８以下であることは高速削れ性と高速ダビン
グ性の両方を良好とするために更に望ましい。

本発明における楕円体炭酸カルシウムの結晶形態はバテ
ライト構造であることは本発明の効果を得るのに有効で
ある。

尚、上記楕円体炭酸カルシウム粒子以外の不活性粒子お
よび、内部析出粒子を本発明の効果を阻害しない範囲で
あれば併用してもかまわない。ここでいう不活性粒子と
しては、酸化アルミニウム、二酸化チタン、架橋エチル
スチレン−ジビニルベンゼン共重合体などが挙げられる
。特に微細な不活性粒子を併用することは、フィルムの
特性を更に向上させる上で好ましい。

更に、本発明フィルムの平均表面粗さは特に限定されな
いが、少なくとも片面の平均表面粗さが０．００３〜０
．０６０μｍの範囲にある場合に高速削れ性が良好とな
るので望ましい。

次に本発明フィルムの製造方法を説明する。

まず、所定のポリエステルに楕円体炭酸カルシウム粒子
を含有せしめる方法としては、重合前、重合中、重合後
のいずれに添加してもよいが、ポリエステルのジオール
成分であるエチレングリコルなどに、スラリーの形で混
合、分散せしめて添加する方法を用いるのが好ましい。

分散方法としては、微細なガラスピーズなどをメディア
として分散させた後、ガラスピーズを除去するメディア
分散法などが好ましい。

また、ベント式の二軸混練押し出し機を用いて、楕円体
炭酸カルシウムの粉体、または水スラリとしたものを、
粒子の添加されていないポリエステルのペレットと混練
する方法も粒子を均一に分散添加させる方法として好ま
しい。

粒子の含有量を調節する方法としては、高濃度のマスタ
ーペレットを製膜時に稀釈する方法を用いると本発明の
効果がいっそう大きくなるので好ましい。

次に、このポリエステルを十分乾燥した後、公知の溶融
押出機に供給し、濾過フィルターを経た後２６０〜３２
０°Ｃでスリット状口金から溶融押出し、冷却固化せし
めて未延伸フィルムを作る。

また、キャスト時のドラフト比（口金のスリット幅／未
延伸フィルムの厚み）は５〜３０程度の値であることが
、本発明の効果を得るのに有効である。

次にこの未延伸フィルムを二軸延伸し、二軸配向せしめ
る。延伸方法としては、逐次二軸延伸法または同時二軸
延伸法を用いることかできる。ただし、最初に長手方向
、次に幅方向の延伸を行なう逐次二軸延伸法を用いた方
が好適である。

長手方向の延伸は７０〜１５０℃で、２段または３段に
分けて、４〜５倍延伸する方法を用いる。

２段延伸の場合は、１段目を１００〜１５０℃で１．２
〜２倍延伸し、２段目を１段目よりも低温で１．５〜４
倍に延伸を行なう方法が、また３段延伸の場合１段目、
２段目を１００〜１５０℃で２段目の延伸倍率が１段目
よりも高くなるように１．２〜３倍に延伸し、続いて３
段目を１段目、２段目よりも低温で１．５〜４倍に延伸
する方法が特に好ましい。このような延伸方法は、フィ
ルムの配向を上げることなく延伸倍率が上がり、フィル
ム表面の突起の高さを揃えることができるため、本発明
の効果を得るのに有効である。

幅方向の延伸は、８０〜１２０°Ｃで３〜４倍延伸する
のが好ましい。

また、−旦、二軸延伸したフィルムを少なくとも一方向
に更に延伸しても良い。

また必要に応じて、この延伸フィルムを熱処理すること
もできる。この場合の熱処理条件としては、定長下で１
５０〜２２０°Ｃ１好ましくは１７０〜２１０℃の範囲
で０．　５〜３０秒間行なうことが好ましい。

また、溶融押出し時に公知の複合押出し機、すなわち、
２台以上の押出し機、２層以上のマニホールド、または
合流ブロックを用いて２層以上の複合ポリエステルフィ
ルムとすることは、本発明の効果を得る上でより好まし
い。

［作用］本発明フィルムは、含有する粒子の種類と形状を限定し
、粒子の粒径と添加量を特定の範囲とし、かつフィルム
の厚み方向の配向状態を限定することにより、粒子の特
性が最大限に発揮され本発明の効果が得られたものと推
定される。

［特性の測定法］本発明の特性値は次の測定法、評価基準によるものであ
る。

（１）フィルム中での粒子の粒子偏平度粒子を含有した
フィルムを、フィルム平面に垂直に厚さ１００ＯＡの超
薄切片とし、透過型電子顕微鏡（例えば日本電子製ＪＥ
Ｍ−１２００ＥＸなど）を用いて、１０万倍程度で１０
０視野について粒子を観察し個々の粒子の最長径（Ｄｌ
）、最短径（Ｄ２）を求める。求めた最長径、最短径よ
り下式にて求められる値を粒子偏平度とした。

粒子偏平度＝Σ（Ｄｉ／Ｄ２）／ＮＮ：粒子総個数（２）フィルム中での粒子の平均粒径、相対標準偏差粒子を含有したフィルムを、特性の測定法（１）と同様
に透過型電子顕微鏡にて粒子を観察し、１００視野につ
いて円相当径を測定し、その平均粒径、相対標準偏差を
求めた。ここでいう相対標準偏差とは、粒子の標準偏差
を粒子の平均径で割った値を意味する。

（３）粒子含有量ポリエステルを溶解させ、かつ粒子を溶解させない溶媒
にポリエステル１００グラムを加えて加熱し、完全にポ
リエステルを溶解させる。この溶液を日立工機（株）製
紐遠心機５５Ｐ−７２を用い、３００００　ｒ　ｐ　ｍ
で４０分間遠心分離を行ない、得られた粒子を真空乾燥
する。該粒子を走査型差動熱量計にて測定した時、ポリ
エステルに相当する融解ピークが認められる場合には該
粒子に再び溶媒を加え、加熱溶解後、遠心分離操作を行
なう。融解ピークか認められなくなった時、この粒子の
重量を測定する。この重量を１００グラムで割り、パー
セント表示したものを含有量とした。

なお、通常遠心分離操作は３回程度で十分である。

また必要に応じて熱分解ガスクロマトグラフィや赤外吸
収、ラマン散乱、ＳＥＭ−ＸＭＡなどを利用して定量す
る。

（４）突起高さ標準偏差σ及び平均突起高さｈ木２検出
器方式の走査型電子顕微鏡［ＥＳＭ−３２００、エリオ
ニクス（株）製］と断面測定装置［ＰＭＳ−Ｌエリオニ
クス（株）製］においてフィルム表面の平坦面の高さを
０として走査した時の突起の高さ測定値を画像処理装置
［ＴＢＡＳ２０００、カールツアイス（株）製］　　（
５１２Ｘ５１−２画素）に送り、画像処理装置上にフィ
ルム表面突起画像を再構築する。この測定された個々の
突起部分の中で最も高い値をその突起の高さとし、個々
の突起について突起高さを求める。この測定を場所をか
えて５００回繰返した平均の高さを平均突起高さｈ＊と
した。

また、上記の測定された突起高さについて標準偏差を求
め、フィルム表面の突起高さ標準偏差σとした。

尚、走査型電子顕微鏡の倍率は、通常３０００倍である
か、突起の大きさに応じて２０００〜５０００倍の範囲
の間で最適な倍率を選択することができる。

（５）高速削れ性フィルムを幅１／２インチにテープ状にスリットしたも
のに片刃を垂直に押しあて、さらに０゜５ｍｍ押し込ん
だ状態で２００ｍ走行させる（走行張カニ　１００ｇ、
走行速度：２５０ｍ／分）。この時片刃の先に付着した
フィルム表面の削れ物の高さを顕微鏡で読みとり、削れ
量とした（単位はμｍ）。少なくとも片面について、こ
の削れ量が１５０μｍ以下の場合は耐削れ性；良好、１
５０μｍを越える場合は耐削れ性：不良と判定した。

この削れ量：１５０μｍという値は、印刷工程やカレン
ダー工程などの加工工程で、フィルム表面が削れること
によって、工程上、製品性能上のトラブルがおこるか否
かを判定するための臨界点である。

（６）炭酸カルシウムの結晶形態特性の測定法（３）と同様の方法でポリエステル中から
粒子を分離させ、真空乾燥後の粒子を通常のＸ線回折法
により粒子の結晶構造を測定する。

（７）フィルムの厚さ配向指数ナトリウムＤ線（波長５８９　ｎｍ）を光源としてアツ
ベ屈折率計を用いて、無配向フィルムの厚さ方向の屈折
率（Ａとする）および二軸配向フィルムの厚さ方向の屈
折率（Ｂとする）を測定し、Ａ／Ｂをもって厚さ配向指
数とした。マウント液にはヨウ化メチレンを用い、２５
°Ｃ１６５％ＲＨにて測定した。

（８）高速ダビング性フィルムに磁性塗料をグラビヤロールを用いて塗布する
。磁性塗料は次のようにして調製した。

・γ−Ｆｅ２Ｏ３１００部平均粒子サイズ　長さ　二０．３μｍ針状比：１２／１抗磁力　　　　　６５００ｅ・ポリウレタン樹脂　　　　　　　　１５部・塩化ビニ
ル・酢酸ビニル共重合体　　５部ニトロセルロース樹脂
　　　　　　　５部・酸化アルミ粉末　　　　　　　　
　　３部平均粒径　　　　　　　：０．３μｍ・カーボンブラック　　　　　　　　　１一部・レシチ
ン　　　　　　　　　　　　　２部・メチルエチルケト
ン　　　　　　１００部・メチルイソブチルケトン　　
　　１００部・トルエン　　　　　　　　　　　１００
部・ステアリン酸　　　　　　　　　　　２部上記組成
物をボールミルで４８時間混合分散した後、硬化剤６部
を添加して得られた混線物をフィルターでろ過して磁性
塗布液を準備し、上記フィルム上に塗布、磁場配向させ
、１１０℃で乾燥し、さらに小型テストカレンダー装置
（スチールロール／ポリエステルアミドロール、５段）
で、温度７５℃、線圧２２０　ｋｇ／ｃｍでカレンダー
処理した後、７０℃、４８時間キユアリングし酸化物塗
布型磁気記録媒体を得た。

家庭用ＶＴＲを用いてテレビ試験波形発生器により１０
０％クロマ信号を記録し、その再生信号からカラービデ
オノイズ測定器でクロマＳ、／Ｎを測定しＡとした。ま
た上記と同じ信号を記録したテープのパンケーキを磁界
転写方式のビデオソフト高速プリントシステムを用いて
２５０ｍ、／分の高速で同じ種類の未記録のテープのパ
ンケーキへダビングした後のテープのクロマＳ　、／　
Ｎを上記と同様にして測定しＢ、Ｌした。このダビング
によるクロマＳ／Ｎの低下（Ａ−Ｂ）か４．０ｄＢ未満
の場合は耐ダビング性良好、４．　０ｄＢ以上の場合は
耐ダビング性不良と判定した。

［実施例］次に実施例に基づき、本発明の実施態様を説明する。

実施例１（第１表）楕円体炭酸カルシウム粒子を、カラスビーズを用いたメ
ディア分散法によりエチレングリコール中に均一に分散
させ、ジメチルテレフタレートと重合して、ポリエチレ
ンテレフタレートのペレットを得た。ポリエステルに対
する粒子の含有量を測定したところ、炭酸カルシウムの
含有量は１゜０重量％てあった。

楕円体炭酸カルシウム粒子含有マスターペレット２５重
量部、実質的に粒子を含有しないポリエチレンテレフタ
レートのペレット７５重量部を混合し、このペレットを
、１８０°Ｃで３時間減圧乾燥（３Ｔｏ　ｒ　ｒ）後、
押出機に供給し、高精度濾過（５μカツトフイルター）
Ｌ２９０℃で溶融押出し、静電印加キャスト法を用いて
表面温度３０℃のキャスティングドラムに巻きつけて冷
却固化し、厚さ約１８０μｍの未延伸フィルムを作った
。

この未延伸フィルムを９０℃にて長手方向に４゜２倍延
伸した。この−軸フィルムをステンタを用いて１００℃
で幅方向に３，６倍延伸し、定長下で２０５°Ｃにて５
秒間熱処理し、厚さ１１μｍのフィルムを得た。

このフィルム中に含有される炭酸カルシウムは０．２５
重量％であり、炭酸カルシウムの結晶形態を分析したと
ころ結晶形態はバテライト構造であった。

また、フィルム中の炭酸カルシウム粒子の粒子偏平度、
平均粒径、粒子の相対標準偏差を測定したところ、粒子
偏平度は２．１、平均粒径は０゜５５μｍ、相対標準偏
差は０．４０であった。

このフィルムの表面の突起高さの標準偏差σと平均突起
高さｈ＊の比は０．６０であり、フィルムの厚さ配向指
数は１．０５であった。

また、このフィルムの表面平均粗さは、０．０１４μｍ
であった。

このフィルムを用いたビデオテープの高速ダビング性を
測定すると、ダビングによるＳ／Ｎの低下は０．６ｄＢ
であり良好であった。

また、高速削れ性も、４０！ｉｍであり良好であった。

このように、フィルム中の粒子の粒子偏平度、平均粒径
、および含有量、フィルムの厚さ配向指数を特定の範囲
とすることにより、高速ダビング性、高速削れ性の両方
が良好なポリエステルフィルムとなり得ることがわかる
。

実施例２〜１０、比較例１〜９（第１表）含有する粒子
の種類、粒子偏平度、平均粒径、含有量、製膜条件など
を変更し、実施例１と同様にポリエチレンテレフタレー
トの二軸配向フィルムとした。含有粒子の種類、粒子偏
平度、平均粒径、含有量、厚さ配向指数の全てか本発明
の範囲内であるものは、高速ダビング性、高速削れ性か
共に良好であった。またフィルム中での粒子の相対標準
偏差、突起高さ標準偏差σと平均突起高さｈ＊の比を特
定の範囲とすることは、高速削れ性の向上に更に望まし
いことかわかる。またフィルム中での炭酸カルシウムの
結晶形態かバテライト構造であることは、高速ダビング
性、高速削れ性を共に良好とするのに有効であることが
わかる。

（実施例２〜１０）しかし含有粒子の種類、粒子偏平度、平均粒径、含有量
、フィルム厚さ配向指数のいずれかが本発明の範囲をは
ずれる場合、高速ダビング性、高速削れ性の両方を満足
することはできなかった。

（比較例１〜９）［発明の効果コ本発明は、含有する粒子の種類、形状、平均粒径、含有
量、及びフィルムの厚さ配向指数を特定の範囲とし、フ
ィルム加工時、あるいは製品として使用時の高速削れ性
、磁気テープとした時の高速ダビング性が共に良好なポ
リエステルフィルムとしたものであり、各種用途での加
工工程、使用状況の苛酷化に対応できるものである。本
発明フィルムの用途は特に限定されないが、加工工程、
製品としての使用時において高速での削れ性、磁気テー
プとした時の高速でのダビング性が製品性能上の問題と
なる磁気記録媒体用ベースフィルムとして有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フィルム中での粒子偏平度が１．５より大きく１
０以下、平均粒径が０．０１μｍ以上５μｍ以下である
楕円体の炭酸カルシウム粒子を０．００２重量％以上１
０重量％以下含有し、かつ、厚さ配向指数が１．２以下
であることを特徴とするポリエステルフィルム。
（２）フィルム中の炭酸カルシウム粒子の相対標準偏差
が０．７以下であることを特徴とする請求項（１）記載
のポリエステルフィルム。
（３）フィルム表面の突起高さの標準偏差σと平均突起
高さｈ＾＊の比（σ／ｈ＾＊）が１．０以下であること
を特徴とする請求項（１）または（２）記載のポリエス
テルフィルム。
（４）炭酸カルシウムの結晶形態がバテライト構造であ
ることを特徴とする請求項（１）〜（３）のいずれかに
記載のポリエステルフィルム。