JPH048459B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ポリエステルフイルムに関するもの
で、更に詳しくは、主として磁気テープ、磁気デ
イスク用に適したポリエステルフイルムに関する
ものである。 ［従来の技術］ 今日、工業的に使用されているポリエステル、
特にポリエチレンテレフタレートの２軸延伸フイ
ルムは優れた性質を有しており、産業上広く利用
されている。しかし近年生産量の伸びの著しい磁
気テープ、磁気デイスク用のフイルムでは、ポリ
エステルフイルムとガイドピン、ヘツドあるいは
ロール部との耐摩耗性が弱く、実用上しばしば問
題であつた。このためにポリエステルに特定の無
機や有機の添加剤を含有させ、その添加粒子の径
や量、さらに添加後のフイルム表面粗さなどを特
定して耐摩耗性の向上が計られてきた。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記従来のポリエステルフイルムでは
下記のような問題点を有している。 易滑性すなわち、フイルム同士間での滑り性
に優れていても、テープ走行性すなわち金属ヘ
ツドとテープの滑り性が悪く、何回も繰り返し
てテープを走行すると走行トルクが上昇し、走
行スピードが低下し、最終的にはテープが走行
しなくなる 見掛上走行性が優れている様にみえる場合で
も、フイルムがヘツドなどの摩耗によつて白粉
状物質が脱落し、オーデイオやビデオテープに
は致命的な欠陥である音声や画像等の信号の乱
れを引き起こす。 また、室温では走行特性に優れていても、高
温高湿（例えば40℃、95RH％）下での走行性
が悪化する。 易滑性に優れたフイルムの場合、巻き取つた
フイルム同士が滑り、フイルム端面が不揃いに
なりいわゆる迷い巻きになりやすい。 本発明はかかる問題点を解決し、上記欠点のな
い優れたポリエステルフイルムを提供することを
目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、比表面積が200m²／ｇ以上の多孔質
無機粒子を含有してなるポリエステルフイルムで
あつて、該フイルムの断面粗さ曲線から求めた中
心線平均粗さRa及びピークの平均高さRmsが次
式を満足することを特徴とするポリエステルフイ
ルム、に関する。 Rms／Ra（0.025）＝1.4〜2.2 Ra（0.80）／Ra（0.25）＝1.5〜3.0 （ただし、該多孔質無機粒子が酸化ケイ素から
なる場合を除く。） 本発明におけるポリエステルとは、ジカルボン
酸とジオールから縮重合により得られるエステル
結合を有したポリマーであり、ジカルボン酸成分
としては、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル
酸、アジピン酸、セバチン酸、ナフタレンジカル
ボン酸、及びその誘導体などがあり、また、ジオ
ール成分としては、エチレングリコール、ジエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ブチレ
ングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ジ
ヒドロキシシクロヘキサン、レゾルシン、ハイド
ロキノン、ジヒドロキシナフタレン、ポリエチレ
ングリコールなどがあり、更にＰ−（βヒドロキ
シエトキシ）安息香酸、Ｐ−オキシ安息香酸、な
どのようなエキシ酸からもポリエステルが得られ
る。ポリエステルの極限粘度は0.4以上、好まし
くは0.6〜1.0の範囲のものがよい。本発明に適し
たポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタ
レートなどがある。勿論、該ポリエステルに任意
の添加剤、例えば、滑り剤、熱安定剤、ブロツキ
ング剤、酸化防止剤、着色剤、帯電防止剤、紫外
線吸収剤、増（減）粘剤などを含有させてもよ
い。 本発明にかかるフイルムは、カツトオフ0.025
mmで測定した中心線平均粗さRa（0.025）と、ピ
ークの平均高さRmsとの比Rms／Ra（0.025）は、
1.4〜2.2、好ましくは、1.5〜2.0の範囲になけれ
ばならない。この値が上記範囲未満、あるいは越
えるときには、金属ガイドとの滑り性が悪く、特
に何回も繰り返して走行させると走行トルクが上
昇し、走行スピードが低下し、最終的にはテープ
が走行しなくなるのみならず、ヘツドとフイルム
との摩耗によつて白粉状物質が脱落し、ドロツプ
アウト現象を起こすようになる。すなわち、
Rmsの値かRaの値より大きい時は、該フイルム
の比表面は、微細な表面あれがなく、ただ単に大
きなうねりのものある形状をしたフイルムとなる
か、あるいは、うねりがほとんどなく、ただ単に
微細な表面あれのあるフイルムとなる場合であ
り、いずれの場合も上述したように走行性に劣
る。ところが、本発明のフイルムの場合、Rms
とRaとの比とを特定の範囲に限定することによ
り、大きなうねりの上に微細な表面あれを有した
２段階表面あれを有したフイルムになり、その結
果、走行性に優れるようになるのである。 またカツトオフ値を0.25mmと0.80mmとで測定し
た中心線平均粗さRaの比Ra（0.80）／Ra（0.25）
は、1.5〜3.0の範囲になくてはならない。すなわ
ち、Raの比が３を越える場合、表面の周期的な
突起、すなわちうねりの間隔が広くなり、しかも
うねり上に微細な表面あれが少なくなり、その結
果、走行耐久性に劣るようになるのである。逆
に、中心平均粗さRaの比が1.5未満のときは、走
行性改良に最適なうねりがほとんど認められず、
その結果、滑り性、走行性に劣つたものにしかな
らないのである。カツトオフ値の0.25mmと0.80mm
との間でRaに大きな差の生じることが本発明の
重要なポイントである。 かかる表面粗さを得るための方法として、本発
明では多孔質無機粒子を添加する。すなわち、平
均粒径が好ましくは0.6〜2.0μm、より好ましくは
0.8〜1.5μmで、かつ比表面積が200m²／ｇ以上、
より好ましくは300m²／ｇ以上の多孔質粒子を少
なく１種以上含有させることが望ましい。 ポリエステルフイルムの易滑性や走行性、更に
はスリツト端面の均一性を考慮した場合、0.6μm
の粒径の粒子が好ましい。一方、平均粒径が2μm
を超えると、ポリエステルフイルムの表面平滑性
が低下し、磁気記録用フイルムとして用いた場
合、スペーシングロスによるドロツプアウトや電
磁変換特性が悪化するのみならず、ヘツドなどの
摩耗によつてポリエステルフイルム表面から脱落
する表層粒子によつてドロツプアウトを起すので
好ましくない。 また、比表面積が200m²／ｇ以上、好ましくは
300m²／ｇ以上の多孔質粒子なら本発明の特定の
表面を有したポリエステルフイルムを得易い。比
表面積が200m²／ｇ未満の場合はRmsとRaとの関
係を満足させることが難しく、その結果、走行特
性、特に高温高湿下での走行性が大幅に低下する
のみならず、フイルムとヘツドとなどとの摩耗に
よつて、白粉状物質が脱落し、ドロツプアウト現
象を起こすことがある。 このような無機質粒子は、ポリエステルフイル
ムに対して0.001〜１重量％、好ましくは、0.002
〜0.5重量％含有されるように添加する。含有量
が0.001重量％未満だと、易滑性、走行性が劣り、
特に高温高湿下での走行性が急激に悪化する。ま
た、含有量が１重量％を超えると、該ポリエステ
ルフイルムの平滑性が低下し、摩耗によつてポリ
エステルフイルム表面から白粉の粒子が脱落しや
すく耐摩耗性に劣つたものになるのみならず、該
脱落粒子とが多数凝集して成長しドロツプアウト
の原因になる。 本発明ポリエステルフイルムに最適な多孔質無
機粒子の代表的なものとしては、特公昭54−6251
号公報で代表される界面反応法により得られた多
孔質粒子や、アルコキシドの加水分解法により得
られる多孔質粒子などがあり、素材としては、酸
化チタン、酸化ジルコニウムなどが用いられる。 本発明においては、上記条件を満足する粒子の
他にも均一な粒子を含有せしめることができる
が、この場合、他の均一粒子の平均粒径は上記粒
子の平均粒径の1/2よりも小さいものが好ましい。
その例としては、コロイダルシリカ、酸化チタン
等がある。 本発明ポリエステルフイルムの表面結晶化係数
Axは、0.50〜0.70、好ましくは、0.55〜0.67の範
囲が好ましい。Axの値が0.50未満だとフイルム
同士の滑り性や金属とフイルム間の走行性が悪く
なるためであり、逆にAxの値が0.7を超えると、
たとえ添加している粒子が多孔質の特定粒子であ
つても、フイルム走行時に、表層近傍にある粒子
がそのままの形状、大きさでフイルムから脱落、
剥離し、その脱落した粒子に起因するドロツプア
ウト現象を起こすのみならず、走行性も大幅に悪
化するためである。 更に本発明フイルムの密度ｄは1.385〜1.398
（ｇ／cm³）と比較的低密度のものが好ましい。本
発明の効果であるドロツプアウトのない、優れた
走行性を得ることができるからである。また、面
配向係数も0.130／0.170の範囲のものも本発明の
効果を顕著にする。 次に本発明のポリエステルフイルムの製造方法
について説明する。 ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナ
フタレートなどで代表されるポリエステルを常法
のエステル交換法（DMT法）あるいは直接重合
法により、ジカルボン酸成分とジオール成分とか
ら縮重合反応により得る。 多孔質の無機質微粒子は、ポリエステルの縮重
合反応前、反応中または反応後に添加することが
できるが、特に縮重合反応前にエチレングリコー
ルなどのジオール成分にスラリーとして均一に分
散させた状態で添加するのが該微粒子のポリエス
テル中での均一分散及び相溶性にとつて好まし
い。このとき必要に応じて高速撹拌、超音波分
散、メデイア分散などを併用することにより粗大
粒子のない効果的な分散が可能となる。もちろ
ん、ポリエステルに該添加剤を練り込んでマスタ
ーチツプとして他のポリエステルで希釈してフイ
ルム中の含有量が0.001〜１重量％になる様にし
てもよい。 次に、該ポリエステルを十分乾燥させ、溶融押
出時に実質上加水分解反応や熱分解反応が進行し
ない様にして溶融押出を行い、次に該溶融ポリマ
ーを口金から吐出し、キヤストする。本発明の場
合、特に静電荷を荷電させた電気的に絶縁された
キヤストドラム上に落下密着させ帯電状態のまま
冷却固化させ、キヤストシートを得るのが好まし
い。次に該シートを長手方向に85〜130℃で１段
又は多段階で３〜８倍延伸し、続いて幅方向に80
〜200℃で３〜６倍延伸し、100〜240℃で熱処理
をする。 必要に応じて、さらに長手方向及び／又は幅方
向に再度延伸後熱処理を行なつてもよい。 かくして得られたポリエステルフイルムの表面
粗さRaとRmsとが特定の範囲にあるように製膜
することが大切である。このために、特に製膜条
件としては、ロール式縦延伸を採用する場合、縦
延伸の終了を冷却ロールで行なわず、ポリエステ
ルのガラス転移温度Tg以上に保たれたニツプ式
の加熱ロールを用いることや前述した様な特殊キ
ヤスト法を採用するのが好ましい。また、得られ
たフイルムを火炎処理や、コロナ放電処理のよう
な表層のみを加熱する処理も本発明の効果を大き
くする。またポリエステルフイルムの厚さは４〜
125μm、好ましくは５〜80μm程度のものがよく
用いられる。 ［用途］ かくして得られた本発明のポリエステルフイル
ムは、磁気テープ、磁気デイスク用のベースフイ
ルムとして、走行性、特に高温高湿下での走行
性、耐摩耗性に優れたドロツプアウトのない磁気
記録用ベースフイルムとして用いるのが好まし
い。 ［発明の効果］ 本発明にかかるポリエステルフイルムは、走行
性、特に高温高湿下での走行性に優れ、しかも耐
摩耗性にも優れ、その結果、ドロツプアウトが極
めて少なくなるのみならず、スリツト適性にも優
れたフイルムとなるのである。 ［特性の測定方法、評価方法］ 本発明に関する測定方法及び評価方法は次のと
おりである。 滑り性：ASTM−1894−63の方法に従い、
スリツプテスターを用いて、静摩擦係数（μs）及
び動摩擦係数（μd）を測定した。 通常、フイルムとして易滑性に優れているとさ
れる範囲は、μsで1.0以下、μdで0.8以下である。 滑り性（μs） 1.6以上 × 1.0〜1.6未満 △ 0.7〜1.0未満 〇 0.7未満 ◎ 走行耐久性 テープ走行性試験機TBT−300型（株式会社横
浜システム研究所製）を使用し、25℃、50RH％
及び40℃85RH％雰囲気で100回繰り返し走行さ
せ、初期のμkと100回繰り返し走行後のμkを過去
の式より求め、これら２つの値の差（100回繰り
返し走行後のμk−初期μk）で走行耐久性を表わ
した。 μk＝0.733log（T₁／T₀） ここでT₀は入側張力、T₁は出側張力である。
ガイド径は８mmφであり、ガイド材質はSUS27
（表面粗度0.2S）、巻き付け角は180゜、走行速度は
3.3cm／秒である。 走行耐久性（耐摩耗性） （100回繰り返し後のμkと初期μkとの差） 0.03未満 ◎ 0.03〜0.06未満 〇 0.06〜1.2未満 △ 1.2以上 × 表面粗さ：Ra（μm） 触針式表面粗さ計による測定値で示した（カ
ツトオフ値0.25mm及び0.80mm）、測定長４mm、
但しJIS−Ｂ−0601に従つた） 白粉量（耐摩耗性を示す評価法） テープ走行性試験機TBT−300（株式会社横
浜システム研究所製）を使用し、25℃、50RH
％の雰囲気で300回繰り返し走行させた後、ガ
イド部に付着した白色の削れ粉（白粉）を目視
にて判定する。 ここで、ガイド径は８mmφであり、ガイド材
質はSUS27（表面粗度0.2S）、巻き付け角は
180゜、テープ走行速度は3.3cm／秒である。 白粉量判定基準 非常に少ない ◎ 少ない 〇 やや多い △ 非常に多い × 平均粒径：粒子を走査型電子顕微鏡にて粒子
の画像をキヤツチし、その粒子によつてできる
光の濃淡をイメージアナライザー（例えば
QTM900：ケンブリツジインストラメント製）
に結びつけ、次の数値処理によつて求めた数平
均径φnである。 Σdn／Σn＝φn 但し、ｎは個数、ｄは実孔径である。 表層結晶化係数Axとは、FT−IRを用いて、
幅方向にATRスペクトルを測定する。 光線の入射角をフイルム面に対して45゜に設
定し、積算回数300回で、波数1350〜1400cm^-1
の領域を拡大して測定し、1386カイの結晶バン
ドと1370カイの非晶バンドとの吸光度Ａを求
め、その比（A₁₃₈₆／A₁₃₇₀）を表層結晶化係数
Axとする。 密度は、ASTM D1505に従い、23℃で密度
勾配配管法で測定する（単位ｇ／cm³）。 極限粘度［η］は、ASTM D1601に従い測
定する（単位dl）。 ピークの平均高さRmsは、断面曲線から、
隣り合う山と谷の高さの差hiを二乗し、その平
均値の平方根をミクロン単位で表わす。 ［実施例］ 以下、本発明の効果を明確にするために実施例
によつて説明する。 実施例 １ 多孔質粒子として、平均粒径0.7μm、比表面積
380m²／ｇの酸化チタンからなる粒子位（住友金
属鉱山(株)製）を0.01重量％と、均一粒子として平
均粒径200mμのコロイダルシリカ（SiO₂）0.15重
量％とエチレングリコールに分散させて、ガラス
ビーズを入れたメデイア分散装置及び超音波法で
均一に分散させ、6μ以上の粗粒を除去したエチ
レングリコール液とジメチルテレフタレートとを
酢酸リチウムをエステル交換反応触媒として混合
させ、加熱昇温し、脱メタノール反応でエステル
交換反応を行なつた。次にこの反応生成物にリン
酸、トリエチルホスフエートと共に三酸化アンチ
モンを添加し、常法に従つて重合を完了し、極限
粘度［η］＝0.65のポリエチレンテレフタレート
を得た。 該ポリエチレンテレフタレートを180℃で２時
間真空乾燥させた後、押出機に供給し、285℃で
溶融させ、Ｔダイ口金から吐出した。このとき電
気的に絶縁され高電圧を印加されたキヤステイン
グドラム（冷媒にフロンガス使用）に密着冷却さ
せた。即ち、溶融体コートに帯電させた状態のま
までポリエチレンテレフタレートのガラス転移温
度70℃以下に冷却させた。 かくして得られたキヤストシートをニツプされ
た２対の加熱ロール間で125℃で1.4倍、さらに同
方向に90℃で3.1倍延伸し、続いて幅方向に95℃
で４倍延伸後、150℃で３秒間熱固定し、更に同
時２軸延伸テンター内で、長手方向に1.7倍、幅
方向に1.3倍同時２軸延伸後、185℃で長手方向、
幅方向にも２％のリラツクスをさせながら、２秒
間熱固定した。かくして得られた厚さ9μmのポリ
エチレンテレフタレートのフイルム品質は第１表
の通りである。 第１表に示したように、本発明品は、優れた滑
り性、走行性、表面平滑性を有するもので、更に
走行時に削れが殆ど起こらず、従つて、ドロツプ
アウトのないフイルムであることが判る。 比較例 １ 実施例１で用いた比表面積380m²／ｇの多孔質
粒子の代りに、比表面積55m²／ｇの非多孔質の粒
子を用いる以外は、実施例１と全く同様にして厚
さ9μmの二軸延伸フイルムを得た。かくして得ら
れたフイルムの特性を第１表に示したが、Rms
値が大きくなり、その結果特に金属との繰り返し
走行性に劣ることが判る。 比較例 ２ 実施例１で用いた多孔質粒子の添加量を0.01重
量％から0.0008重量％にする他は、実施例１と全
く同様にして9μmの二軸延伸フイルムを得た。か
くして得られたフイルムの特性を第１表に示した
が、Ra（0.80）／Ra（0.25）の値が小さくなり、
走行性のみならず、易滑性にも劣つたものになる
ことが判る。 【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 比表面積が200m²／ｇ以上の多孔質無機粒子
   を含有してなるポリエステルフイルムであつて、
   該フイルムの断面粗さ曲線から求めた中心線平均
   粗さRa及びピークの平均高さRmsが次式を満足
   することを特徴とするポリエステルフイルム。 Rms／Ra（0.025）＝1.4〜2.2 Ra（0.80）／Ra（0.25）＝1.5〜3.0 （ただし、該多孔質無機粒子が酸化ケイ素から
   なる場合を除く。）