JPH05261804A

JPH05261804A - 二軸配向ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JPH05261804A
Application number: JP6056192A
Authority: JP
Inventors: Seiji Sakamoto; 征二坂本
Original assignee: Diafoil Co Ltd
Current assignee: Diafoil Co Ltd
Priority date: 1992-03-17
Filing date: 1992-03-17
Publication date: 1993-10-12

Abstract

(57)【要約】【目的】易滑性および耐摩耗性の優れたポリエステルフ
ィルムを提供する。【構成】少なくとも一つの最外層表面に、該層中に含有
する有機粒子に基づく微細な窪みを有する積層ポリエス
テルフィルムであって、該窪みの平均直径が０．１〜７
μｍ、窪みの平均直径の標準偏差値が１〜２．０、窪み
部分の面積分率が０．０５〜１０％であることを特徴と
する積層ポリエステルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐摩耗性および易滑性に
優れ、特に磁気記録媒体のベースフィルム用に適した積
層ポリエステルフィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しょうとする課題】現
在、工業用フィルム、特に磁気記録媒体のベースフィル
ムとしてポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレ
ンナフタレートの二軸配向フィルムが広く用いられてい
る。当該用途においては、近年ますます高密度化、高品
質化の要求が高まり、それに伴ってベースフィルムに対
しても優れた特性を有することが求められている。

【０００３】しかしながら、従来のフィルムは耐摩耗性
が不十分であり、例えば基材とフィルムとが高速で接触
したとき、しばしば摩耗粉が生じ電磁気特性を悪化させ
る。また、滑り性についても十分とは言えず、取扱い作
業性に難がある。従来、これらの問題を解消する有力な
一手段として、フィルム表面を適度に粗面化する方法が
知られており、ある程度効果を上げてきたが、まだ不十
分である。すなわち、かかる粗面化を達成するため、通
常、フィルム中に無機または有機の微粒子を添加し、表
面に突起を形成させる。突起の存在は、かかる表面特性
の改良に寄与するが、反面走行条件が厳しくなったと
き、該突起部分が剥離し白粉状物質が生成する。また、
粗面化によって、磁気記録媒体に加工後の電磁気特性が
悪化する。

【０００４】かかる欠点を改良するため、フィルム表面
に微細な窪みを発現させる工夫も試みられており有効で
あることが知られている。例えば特開昭５７−６６９３
６号公報には特殊な延伸条件を選ぶことにより粒子によ
って生成した突起を核とした窪みを生成させることが、
また特公平２−５７５７３号公報には脂肪族ポリエステ
ルを代表例とする線状高分子をブレンドすることにより
微細な窪みを生成させることが記載されている。

【０００５】しかしながら、前者の方法によると、粒子
に基づく突起が存在することに加え、必ずしも再現性が
十分でなく、後者の方法では、フィルム表面に分布の広
い窪みを与えてしまい、高品質化を達成することは極め
て困難となる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の改
良につき鋭意検討を行った結果、延伸時応力に追随して
変形する有機粒子を用いた場合に、極めて均一微細な窪
みを有するフィルム表面を得ることができ、かかるフィ
ルムは特に耐摩耗性および易滑性に優れることを知見
し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の要
旨は、少なくとも一つの最外層表面に、該層中に含有す
る有機粒子に基づく微細な窪みを有する積層ポリエステ
ルフィルムであって、該窪みの平均直径が０．１〜７μ
ｍ、窪みの平均直径の標準偏差値が１〜２．０、窪み部
分の面積分率が０．０５〜１０％であることを特徴とす
る積層ポリエステルフィルムに存する。

【０００７】以下、本発明をさらに詳細に説明する。本
発明でいうポリエステルとは、芳香族ジカルボン酸また
はそのエステルとグリコ−ルとを主たる出発原料として
得られるポリエステルであり、繰り返し構造単位の８０
％以上がエチレンテレフタレ−ト単位またはエチレン−
２，６−ナフタレ−ト単位を有するポリエステルを指
す。そして、上記の範囲を逸脱しない条件下に他の第三
成分を含有していてもよい。芳香族ジカルボン酸成分と
しては、例えば、テレフタル酸および２，６−ナフタレ
ンジカルボン酸以外に、例えば、イソフタル酸、フタル
酸、アジピン酸、セバシン酸、オキシカルボン酸（例え
ば、ｐ−オキシエトキシ安息香酸等）等を用いることが
できる。グリコ−ル成分としては、エチレングリコ−ル
以外に、例えば、ジエチレングリコ−ル、プロピレング
リコール、ブタンジオ−ル、１，４−シクロヘキサンジ
メタノ−ル、ネオペンチルグリコ−ル等の一種または二
種以上を用いることができる。

【０００８】また、本発明のポリエステルフィルムと
は、かかるポリエステルを出発原料とする、少なくとも
一軸に配向された積層ポリエステルフィルムを指す。積
層フィルムの製造方法として、ドライラミネート方式を
採用することもできるが、製造コストや品質の安定性の
点から、特に共押出法が好ましく用いられる。これらの
いずれの方法においても、フィルムので製造方法として
は公知の方法を採用すればよい。例えば、通常、２７０
〜３２０℃でシート状に溶融押出しした後、４０〜９０
℃で冷却固化し、無定形シートとした後、縦、横方向に
逐時二軸延伸あるいは同時に延伸し、１６０〜２５０℃
で熱処理する等の方法（例えば特公昭３０−５６３９号
公報記載の方法）を利用することができる。縦および横
方向に延伸するに際しては、各一段で延伸してもよい
し、必要に応じて、多段で延伸したり多段延伸の間に配
向緩和のための熱処理区間を設けたりすることもでき
る。また、二軸延伸後、次工程の熱処理工程に供する前
に再度延伸してもよい。この再延伸は縦横いずれの方向
に行うこともできるし、また両方向に行ってもよい。

【０００９】本発明の特徴は、有機粒子に基づく均一微
細な窪みを、少なくとも一つのフィルム表面に発現させ
ることにある。なお、本発明のフィルムにおける窪みは
端部が多少盛り上ることもあるが、特開昭５７−１８９
８２２号公報あるいは特開昭６１−２１７２２９号公報
に記載されているような陥没部と突起部とを併せ持つも
のとは異なり、窪み部分には実質的に突起部分を有しな
いものである。

【００１０】本発明のフィルム表面に存在する窪みの平
均直径は０．１〜７μｍ、好ましくは０．３〜５μｍ、
その面積分率は０．０５〜１０％、好ましくは０．１〜
５％の範囲である。これらの値が下限に満たない場合
は、耐摩耗性や走行性がほとんど改良されないし、また
逆に上限を超えた場合は、表面粗度が大きくなり過ぎ、
電磁気特性を悪化させてしまう。

【００１１】また、かかる窪みの平均直径の標準偏差値
は１〜２．０好ましくは１〜１．５の範囲である。この
値が２．０を越えると、窪みの分布が広くなり、フィル
ム表面特性が悪化する。本発明におけるかかる表面形態
は、例えば製膜原料たるポリエステルに、あらかじめ比
較的シャープな粒度分布を有する、平均粒径０．０５〜
５μｍ程度の有機粒子を配合しておくことによって達成
される。

【００１２】この場合、好適な有機粒子はフィルムの延
伸条件や熱処理の条件によっても変わり得るが、通常、
分子中に脂肪族の不飽和結合を有するモノマーの一種以
上を重合させることにより得られる、ガラス転移温度が
１００℃以下、好ましくは５０℃以下、特に好ましくは
１０℃以下の線状もしくは比較的架橋度の低いポリマー
から選択される。本発明で用い得るモノマーを例示する
と、エチレン、プロピレン、スチレン、アクリル酸、メ
タクリル酸およびこれらのアルキル誘導体、ヒドロキシ
エステルまたはグリシジルエステル；マレイン酸、無水
マレイン酸およびこれらのアルキル誘導体；アクリロニ
トリル；ジビニルベンゼン；トリビニルベンゼン；ジア
リルフタレート；エチレングリコールジメタクリレート
などが挙げられる。

【００１３】本発明で使用される有機粒子の例をより具
体的に挙げると、スチレン・ｎ−ブチルアクリレート・
ジビニルベンゼン共重合体、ｎ−ブチルアクリレート・
エチレングリコールジメタクリレート共重合体、ｎ−ブ
チルアクリレート・ポリエチレングリコールジメタクリ
レート共重合体等がある。なお、これらの粒子は、表層
が異種の構造を有する、いわゆる多層構造を有していて
もよいし、また化学的もしくは物理的表面処理が施され
ていてもよい。

【００１４】本発明においては、これらの粒子の形状
は、ポリエステル配合時、球状もしくは塊状に近いもの
であることが好ましい。また、均一なフィルム表面を与
えるため、その粒度分布の標準偏差値は１．５以下、好
ましくは１．４以下とするのが良い。なお、本発明で用
いられる粒子は、通常、高度な耐熱性を有していないこ
とが多く、ポリエステルに配合するに際しては、製膜前
直接ポリエステルにブレンドして熱履歴を短くする方法
が好ましく採用される。もちろんこの場合、あらかじめ
ポリエステルに高濃度に練り込んだ、いわゆるマスター
バッチを用いる方法を採ってもよい。

【００１５】なお、本発明においては、かかる窪みを与
える粒子のみではしばしば滑り性が不足するので突起を
形成する、他の粒子を併用してもよい。突起を与える粒
子としては、公知の無機または有機の微粒子、たとえば
カオリン、カーボン、硫化モリブデン、炭酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、フッ化リチウム、フッ化カルシウ
ム、ゼオライト、リン酸カルシウム、二酸化ケイ素、二
酸化チタン等を挙げることができる。この場合、有機粒
子の例としては、例えば特公昭５９−５２１６号公報に
記載されているような、分子中に唯一個の脂肪族の不飽
和結合を有するモノビニル化合物と架橋剤として分子中
に二個以上の脂肪族の不飽和結合を有する化合物との共
重合体を例示することができる。この共重合体の中でも
より好ましい例として、例えば特開昭５９−２１７７５
５号公報に記載されているような乳化重合法による単分
散性の粒子を挙げることができる。いずれにしても、こ
れらの架橋高分子粒子は架橋度やガラス転移温度が高
く、無機粒子と同様、フィルムに配合したときに突起を
形成するものである。

【００１６】本発明においては、突起を与えるこれらの
粒子の平均粒径は、通常、０．１〜３μｍの範囲から選
択され、またその量は、窪みを与える有機粒子に対し同
量以下、好ましくは１／２量以下の範囲から選ぶと良
い。このように本発明においてはフィルム表面に窪みを
形成する有機粒子を用いることにより、耐摩耗性や易滑
性を改良するが、得られるポリエステルフィルムがある
物性を満足しているとき、これらの特性をより高度に改
良することができ、さらに接着性の改良や機械的強度の
改善も達成できるので、例えば磁気テープ用のベースフ
ィルムとしてより適したものとなる。

【００１７】本発明の積層フィルムは、上述表面形態を
有する層（Ａ層）に特徴があり、残りの層（Ｂ層）につ
いては特に限定はなく、多層構造となっていてもよい
が、実質的にポリエステル層で構成されていることが好
ましい。本発明の積層フィルムの厚みは、通常１〜３０
０μｍ、好ましくは４〜１００μｍであり、Ａ層は全厚
みの１〜５０％、好ましくは３〜３０％の範囲とするの
がよい。Ａ層の厚みが薄くなると、フィルムの厚みコン
トロールが困難となり、逆に厚すぎると、多量の有機粒
子を必要とするので不経済であり、また、フィルムの透
明性や熱安定性が損なわれるようになる。

【００１８】本発明の積層フィルムのＡ層がエチレンテ
レフタレ−ト単位を８０モル％以上含む場合、その厚み
方向の屈折率を１．４９２以上とすることが好ましい。
フィルムの厚み方向の屈折率を１．４９２以上とするこ
とにより、磁性層との接着性を向上することができる。
厚み方向の屈折率は、好ましくは１．４９４〜１．５０
５である。かかる物性を有するフィルムは、例えば逐次
二軸延伸の場合、縦延伸温度を通常の延伸温度よりも５
〜３０℃高い１０５〜１１５℃程度とすることによって
得ることができる。

【００１９】また、本発明のフィルムの好ましい態様の
一つとして縦方向に強く配向されたものを挙げることが
できる。すなわち、フィルム縦方向のＦ5値と横方向の
Ｆ5値との差（絶対値）が３Ｋｇ／ｍｍ²以上、好ましく
は４Ｋｇ／ｍｍ²以上のとき、、特にスリット性に優
れ、磁気記録媒体用ベースフィルムとして適したものと
なる。このスリット性とは磁性層を塗布したテープをシ
ェアーカッター等でスリットするときの特性で、程度が
低い場合には、切り口が筋状にめくれ上ったり、切り口
からヒゲや粉が発生したりする。かかる現象が生じる
と、テープに白粉がが付着し、電磁変換特性を悪化させ
たり、ドロップアウトを誘起したりする。なお、Ｆ5値
の差はあまり大きすぎると熱収縮率等の点で不都合が生
じるので、この差は１０Ｋｇ／ｍｍ²以下に留めるのが
よい。

【００２０】さらに、本発明のフィルムはその高度な耐
摩耗性を生かして特に磁気記録媒体用のベースフィルム
として好適に用いることができるが、その特徴は高強
度、薄手の高記録密度用のときに特に発揮することがで
きる。具体的には、１２μｍ以下のフィルムが好まし
く、ポリエチレンテレフタレートを主たる構成成分とす
るフィルムの場合、縦方向のＦ−５値が１２．０ｋｇ／
ｍｍ²以上、就中１４．０ｋｇ／ｍｍ²以上で、かつフィ
ルム厚みが１２．０μｍ以下、就中１０．０μｍ以下と
いう特に耐摩耗性が要求される用途において効果的であ
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げてさらに詳細に
説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り以下の
実施例によって限定されるものではない。なお、実施例
における種々の物性および特性の測定方法、定義は下記
の通りである。実施例および比較例中「部」とあるのは
「重量部」を示す。（１）粒子の平均粒径電子顕微鏡にて粒径を測定した。平均粒径は等価球換算
値の重量分率５０％の点の粒径（直径）として算出し
た。

【００２２】（２）窪みの平均直径および標準偏差値光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡にてフィルム表面を観察
し、任意の窪み１００個について窪みの面積を円に換算
した等価直径Ｘｉを求めた。平均直径および標準偏差値
は次式で与えられる。

【００２３】

【数１】

【００２４】

【数２】（上記式中、Ｘｉはｉ個目の等価直径を示し、ｎは１０
０である）

【００２５】（３）窪みの面積分率窪み部の面積を合計し、フィルム全面に対する割合を求
めた。（４）耐摩耗性固定した硬質クロムメッキ金属ピン（直径６ｍｍ）にフ
ィルムを巻き付け角１３５°で接触させ、速度１０ｍ／
分、張力２００ｇでフィルムを１０００ｍにわたって走
行させ、ピンに付着した白粉の量を目視で次の４ランク
に分けた。ランクＡ：全く付着しないランクＢ：微量付着するランクＣ：少量（ランクＢより多い）付着するランクＤ：極めて多量に付着する

【００２６】（５）走行性固定した硬質クロムメッキ金属ピン（直径６ｍｍ）にフ
ィルムを巻き付け角１３５°で接触させ、一端に５３ｇ
の荷重をかけて１ｍ／分の速度で走行させて他端の抵抗
力を測定し、オイラーの式によりフィルムの摩擦係数を
求め、走行性の尺度とした。

【００２７】（６）フィルムの屈折率アタゴ光学社製アッベ式屈折計を用いフィルムの屈折率
を測定した。（７）電磁気特性の評価磁性粉微末２００部、ポリウレタン樹脂３０部、ニトロ
セルロース１０部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体１
０部、レシチン５部、シクロヘキサノン１００部、メチ
ルイソブチルケトン１００部およびメチルエチルケトン
３００部をボールミルにて４８時間混合分散後ポリイソ
シアネート化合物５部を加えて磁性塗料とし、これをポ
リエステルフィルムに塗布した後、塗料が十分乾燥固化
する前に磁気配向させ、その後乾燥し、２μｍの膜厚の
磁性層を形成した。さらにこの塗布フィルムをスーパー
カレンダーにて表面処理を施し、１／２インチ幅にスリ
ットした後、巻き上げてエージングを施してビデオテー
プとした。

【００２８】次に得られた磁気テープを硬質クロムメッ
キ金属ピン（直径６ｍｍ、表面粗さ３Ｓ）に巻き付け角
１３５°、張力５０ｇでベースフィルム面を接触させ、
走行速度４ｍ／秒で２００ｍ擦過させた。次いで巻き上
げた該テープの電磁気特性を松下電器製ＮＶ−３７００
型ビデオデッキを用いて測定した。 ° ＶＴＲヘッド出力シンクロスコープにより測定周波数が４メガヘルツにお
けるＶＴＲヘッド出力を測定し、ブランクを０デシベル
としその相対値をデシベルで示した。 ° ドロップアウト数４．４メガヘルツの信号を記録したビデオテープを再生
し、大倉インダストリー（株）ドロップアウトカウンタ
ーでドロップアウト数を約２０分間測定し、１分間当り
のドロップアウト数に換算した。

【００２９】実施例１（有機粒子の製造）脱塩水１２０部に水溶性重合開始剤
の過硫酸カリウム０．３部と分散安定剤としてエマール
Ｏ（ラウリル硫酸ナトリウム；花王アトラス社製）を
０．００４部添加した後、スチレン２部、ｎ−ブチルア
クリレート７部およびジビニルベンゼン１部の均一溶液
を加えた。

【００３０】次に窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら７０
℃に昇温し６時間重合を行った。反応率は９９％で得ら
れた有機粒子の平均粒径は０．４μｍ、粒度分布の標準
偏差値は１．２で優れた単分散性を有していた。次いで
得られた有機粒子の水スラリーを噴霧乾燥機（アシザワ
・ニロアトマイザー（株）製モデル：モービルマイナ
ー）に導き水を蒸発させ、乾燥粒子（Ｉ）を得た。

【００３１】（ポリエステルフィルムの製造）実質的に
粒子を含まない極限粘度０．６５のポリエチレンテレフ
タレート９９部と先に得た平均粒径０．４μｍの有機粒
子（Ｉ）０．６部とを同方向回転型二軸混練押出機（池
貝鉄工所（株）製ＰＣＭ−３０）で混練した。混練温度
は２８５℃、滞留時間は４分間とし、ストランド状に吐
出させた後、水冷、チップ化し有機粒子（Ｉ）を含むポ
リエステルを得た。

【００３２】次いで、得られた有機粒子（Ｉ）含有ポリ
エステルと実質的に粒子を含まないポリエチレンテレフ
タレートとを別々の押出機から押出した後、積層し急冷
する、いわゆる共押出法により、無定型シートを得た。
次に得られたシートを縦方向に１０５℃で３．３倍、横
方向に１１０℃で３．４倍、再度縦方向に１４５℃で
１．１倍延伸し、２２０℃で熱処理を施し、厚さ１１μ
ｍの二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムの粒子
含有層（Ａ）の厚みは２μｍ、実質的に粒子を含有しな
い層（Ｂ）の厚みは９μｍであった。フィルムの評価結
果を、他の結果とともに下記表１および表２に示すが、
ポリエステル層（Ａ）の表面の走行性および耐摩耗性は
ともに優れるものであった。また、ポリエステル層
（Ｂ）の表面に磁性層を塗布し、その特性を評価したと
ころ、優れた特性を示した。実施例２実施例１の有機粒子（Ｉ）の製造において、その組成を
ｎ−ブチルアクリレート８部、エチレングリコールジメ
タクリレート２部と変えるほかは実施例１と同様にして
有機粒子（II）を得た。得られた粒子（II）を用いるほ
かは実施例１と同様にしてフィルムを得、その特性を評
価した。実施例３実施例１において、ポリエステル層（Ａ）に配合する粒
子として、有機粒子（Ｉ）を０．５重量％および平均粒
径０．２μｍの炭酸カルシウム０．１重量％を用いるほ
かは実施例１と同様にしてフィルムを得、その特性を評
価した。比較例１〜３実施例１において、ポリエステル層（Ａ）に添加する粒
子を表１に示すように変更するほかは実施例１と同様に
してポリエステルフィルムを得、その特性を評価した。

【００３３】比較例４実施例１のポリエステル層（Ａ）の製膜原料として実質
的に粒子を含まないポリエチレンテレフタレート９９．
５部とポリヘキサメチレンセバケート０．５部のブレン
ド物を用いるほかは実施例１と同様にして、厚み１５μ
ｍのフィルムを得た。この場合、比較例１〜３の場合と
異なり、（Ａ）層の表面に窪みを有するフィルムが得ら
れたが、該窪みの分布が広く磁気テープ用のベースフィ
ルムとしては不適切なものであった。以上、得られた結
果をまとめて下記表１および表２に示す。

【００３４】

【表１】Ａ層の添加粒子Ａ層表面の窪み ─────────────────────────────────── 粒子の種類平均粒径添加量平均粒径標準面積分率（μｍ）（ｗｔ％）（μｍ）偏差値（％） ─────────────────────────────────── 実施例１有機粒子０．４０．６３．５１．２２．７実施例２有機粒子０．５０．５４．９１．３４．６実施例３有機粒子０．４０．５５．０１．３４．５比較例１二酸化ケイ素０．７０．３ − − − 比較例２二酸化チタン０．３０．１ − − − 比較例３カオリン０．５０．２ − − − 比較例４ − − − ５．７２．１２．５ ───────────────────────────────────

【００３５】

【表２】Ａ層表面特性磁気テープ特性 ──────────────────────────── 耐摩耗性走行性Ｓ／Ｎドロップアウト ──────────────────────────── 実施例１Ａ０．２９＋２．５０．４実施例２Ａ０．３４＋２．４０．６実施例３Ａ０．３０＋２．４０．５比較例１Ｃ〜Ｄ０．２６０．０２．５比較例２Ｃ０．３７ −０．１２．９比較例３Ｃ０．３４ −０．９３．６比較例４Ａ〜Ｂ０．２６ −１．２４．５ ────────────────────────────

【００３６】

【発明の効果】本発明のポリエステルフィルムは、特に
優れたその耐摩耗性、易滑性を生かし、例えば磁気テー
プ、フロッピーディスクを始めとする磁気記録媒体のベ
ースフィルムとして、またコンデンサー用、写真製版
用、電緑用、感熱転写用、包装用、転写マーク用、金銀
糸用等の種々の分野のベースフィルムとして極めて有用
であり、その工業的価値は高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 105:16 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ 9:00 4ＦＣ０８Ｌ 67:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一つの最外層表面に、該層
中に含有する有機粒子に基づく微細な窪みを有する積層
ポリエステルフィルムであって、該窪みの平均直径が
０．１〜７μｍ、窪みの平均直径の標準偏差値が１〜
２．０、窪み部分の面積分率が０．０５〜１０％である
ことを特徴とする積層ポリエステルフィルム。