JPH0531860A - 複合配向ポリエステルフイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 少なくとも２層以上から構成され、最外層の
少なくとも一方の層に断面の平均粒子径が０．２μｍ以
下で、軸比が５以上のウィスカーを含有し、かつ該最外
層に隣接する層中に平均粒子径が０．１μｍ以上の不活
性粒子を含有することを特徴とする、複合配向ポリエス
テルフィルム。また、最外層の厚さ（Ｔａ）とフィルム
全体の厚さ（Ｔｆ）とが以下の関係 Ｔａ＜０．２Ｔｆ を満足することを特徴とする、複合配向ポリエステルフ
ィルム。 【効果】 本発明の複合配向ポリエステルフィルムは、
フィルム加工工程における耐摩耗性と、フィルム走行過
程における耐擦傷性の両方が著しく向上するという効果
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に耐摩耗性に優れた
磁気記録用などとして使用しえる複合配向ポリエステル
フィルムに関する。

【０００２】

【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、成形品用の他、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
などの多種の用途に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
性の良否は、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形成し、磁気テープとして用
いる場合には、フィルム表面に凹凸を付与することによ
りガイドロールなどとの間の接触面積を減少させ、走行
性および耐摩耗性を改善しているが、かかる凹凸の付与
に際しては、フィルム原料に用いる高分子の触媒残査か
ら不溶性の粒子を析出させる方法や、不活性の無機粒子
を添加させる方法等が用いられている。

【０００３】しかしながら、近年の急激な加工工程の高
速化によって、滑り性を改良するために付与したフィル
ム表面上の突起が削れ落ち、白粉となって現れる現象が
顕著になっている。特に、磁性層塗布時においてカレン
ダーロール表面上に、ポリエステルフィルム表面突起の
削れによる白粉状物質が析出するために、磁気テープ製
造工程の生産性の向上に大きな障害となっている。

【０００４】一方、磁性層形成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
などに加工した後でも、リールやカセットなどからの引
き出し、巻き上げその他の操作の際に、多くのガイド
部、再生ヘッドなどとの間に摩擦および摩耗が著しく生
じ、擦傷、歪みの発生、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。

【０００５】カレンダー工程における白粉状物質の析出
は、不活性無機粒子を添加させる方法の場合に特に顕著
である。即ち、有機成分であるポリエステルと当該不活
性無機粒子との親和性が十分でないため、磁性層形成時
のカレンダー工程において突起表皮が容易に削れ落ち、
不活性無機粒子が脱落する。このような表面突起の脱落
を回避し、耐摩耗性を改良する手段として、無機粒子
表面にグリコールをグラフトしてポリエステルと無機粒
子表面の親和性を改良したもの（特開昭６３−２８０７
６３）、フィルム表層の結晶化係数をコントロールす
ることにより耐摩耗性を改良したもの（特開昭６２−２
０１９３８）などが開示されている。しかしながら、フ
ィルムの加工工程における削れ粉発生の防止とオーディ
オ、ビデオテープに加工後のガイド部、磁気ヘッドなど
との摩擦に対する耐擦傷性の両方を同時に満足させるこ
とは極めて困難であり、この点の改良が強く要望されて
いるのが現状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フィ
ルムの加工工程、特に磁気テープの磁性層形成時のカレ
ンダー工程における耐摩耗性に優れるとともに、磁気テ
ープ走行時のガイド部、磁気ヘッドなどとの耐擦傷性に
も優れた磁気記録用などにも使用しえる複合配向ポリエ
ステルフィルムを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、少なくとも
２層以上から構成される複合配向ポリエステルフィルム
であって、最外層の少なくとも一方の層に断面の平均粒
子径が０．２μｍ以下で、軸比が５以上のウィスカーを
含有し、かつ該最外層に隣接する層中に平均粒子径が
０．１μｍ以上の不活性粒子を含有することを特徴とす
る、複合配向ポリエステルフィルムによって達成され
る。

【０００８】本発明で用いられるポリエステルは、当該
技術分野において使用しえるものであれば特に制限はな
く、例えば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が例示され、特
にその繰り返し単位の主な成分がエチレンテレフタレー
トからなるものが好適である。他の共重合成分としては
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、テレフタル酸、４，４’
−ジカルボキシルジフェニール、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ノール、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
ングリコール等のグリコール成分、ｐ−オキシ安息香酸
など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いてもよい。

【０００９】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反応させる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、一軸配向フィルム、二軸配向フィルムいずれでも
よいが、二軸配向フィルムが特に好適である。

【００１０】本発明に用いられる不活性粒子としては、
Ｃａ，Ｍｇ，ＳｒおよびＢａの炭酸塩、Ｎａ，Ｋ，Ｍ
ｇ，Ｃａ，ＢａおよびＡｌの硫酸塩、Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，
Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ａｌ，ＴｉおよびＺｒのリン酸塩、
二酸化ケイ素、アルミナ、複合ケイ酸化合物（非晶質域
は結晶質の粘土鉱物、アルミノシリケート化合物な
ど）、温石綿（ジルコン、フライアッシュなど）、Ｚｒ
およびＴｉの酸化物、Ｃａ，Ｂａ，ＺｎおよびＭｎのテ
レフタル酸塩、ＢａおよびＰｂのクロム酸塩、炭素（カ
ーボンブラック、グラファイトなど）、ガラス（ガラス
粉、ガラスビーズなど）、ホタル石およびＺｎＳ等の無
機粒子と、架橋ポリスチレン樹脂、架橋アクリル樹脂、
ベンゾグアナミン樹脂、シリコン樹脂、および架橋ポリ
エステル樹脂などの有機粒子が例示される。好ましく
は、炭酸カルシウム、無水ケイ酸、含水ケイ酸、酸化ア
ルミニウム、ケイ酸アルミニウム、硫酸バリウム、リン
酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、酸化チタン、安息
香酸リチウム、ガラス粉、粘土（カオリン、ベントナイ
ト、白土など）、タルクおよびケイ藻土などが例示され
る。これらの不活性粒子は天然品であっても合成品であ
っても構わない。また、単独で用いてもよいし、２種以
上を併用してもよいし、複合塩の形で用いてもよい。

【００１１】当該不活性粒子の平均粒子径は０．１μｍ
以上、好ましくは０．１５μｍ以上である。０．１μｍ
未満ではフィルム表面に突起を形成する能力が不十分と
なり、フィルムの走行性が低下する。また、不活性粒子
の平均粒子径は２．５μｍ以下であることが好ましい。
２．５μｍ以下であれば適度のと大きさの突起が形成さ
れてドロップアウトしにくいので好ましい。

【００１２】本発明で用いられるウィスカーとしては、
セラミック、金属、高分子などが挙げられる。好ましく
は、サファイア、炭化珪素、炭化ボロン、窒化珪素、窒
化ボロン、グラファイト、チタン酸カリウム、ポリオキ
シメチレン、ポリ（ｐ−オキシベンゾイル）、ポリ（２
−オキシ−６−ナフトイル）等が例示される。該ウィス
カーの断面の平均直径は０．２μｍ以下であるが、好ま
しくは０．０５〜０．２μｍである。平均直径が０．２
μｍより大きいと、ウィスカーによって形成される突起
が大きくなりすぎ、カレンダー削れに悪影響を及ぼす。
また、ウィスカーの軸比は５以上、好ましくは１０〜５
０であることを要する。軸比が５を下回ると、ウィスカ
ーによる補強効果が十分に発揮されない。

【００１３】当該ウィスカーは少なくとも一方の最外層
に、不活性粒子は当該最外層に隣接する層中に配合され
る。そのためには当該層を形成するための、それぞれの
樹脂中にウィスカーまたは不活性粒子を配合する。これ
らを樹脂中に分散させる方法は、特に限定されるもので
はなく、溶融樹脂中にウィスカーまたは不活性粒子を添
加する方法や重合時添加法が用いられる。重合時添加法
を用いる場合、添加時期は特に限定されるものではな
く、重合反応を阻害しない範囲において、重合の任意の
段階で添加することができる。特にポリエステルの製造
過程で添加する場合は、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、粒子の飛沫防止、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
できる限り再現するような均一な分散を行う必要があ
る。また、所定の平均粒子径の粒子を得るために、市販
微粒子の分級および濾過などの手段を用いてもよい。ま
た、重合時添加に際して、ポリエステルと不活性粒子と
の結着性を増大させるのに少量の他の化合物（含有機化
合物）を併用したり、不活性粒子表面に物理的・化学的
な処理を施してもよい。また、従来公知のシランカップ
リング剤やチタネートカップリング剤などを併用しても
かまわない。

【００１４】当該ウィスカーを最外層樹脂中に含有させ
る量は、特に限定されるものではないが、ポリエステル
１００重量部に対して通常０．０５〜２重量部であり、
好ましくは、０．１〜１重量部である。また、当該不活
性粒子の、最外層に隣接する樹脂中への含有量について
も特に限定はないが、ポリエステル１００重量部に対し
て通常０．０５〜２重量部であり、好ましくは、０．１
〜１重量部である。

【００１５】本発明の複合配向ポリエステルフィルムに
おいて、最外層と当該最外層に隣接する不活性粒子含有
層はポリエステルよりなる層であり、両層は同一のポリ
エステルよりなる層であっても、互いに異なるポリエス
テルよりなる層であってもよい。上記以外の層（即ち、
第３層目以上）としては、ポリエステル以外よりなる層
としてもかまわない。

【００１６】本発明において、ウィスカーを含有させる
最外層の厚さＴａは０．２Ｔｆ以下（Ｔｆ：フィルム全
体の厚さ）であることが好ましい。Ｔａがこの厚さを越
えると、最外層の被覆効果によりフィルム表面の突起形
状が平坦になるため、走行性に悪影響を及ぼす。一方、
該最外層により十分な突起保護効果を確保し、カレンダ
ー削れを防止しなければならない。よって、Ｔａはより
好ましくは０．０１〜２μｍであり、特に好ましくは
０．０５〜１μｍである。また、Ｔｆは好ましくは３〜
３００μｍであり、特に好ましくは、５〜２０μｍであ
る。

【００１７】また、本発明の効果を阻害しない範囲にお
いて、ポリエステル製造工程で粒子を析出させるいわゆ
る内部粒子法を併用してもよい。更に、例えば静電密着
性向上のための添加剤、着色防止等の副反応を防止する
ための安定剤、着色剤、静電防止剤、紫外線吸収剤等を
併用しても何ら差し支えない。また、不活性粒子の凝集
を抑えるために、凝集防止剤を併用することも制限を受
けない。

【００１８】また、複合配向ポリエステルフィルムを製
造するための製造方法も何ら制限を受けない。複合の方
法は、ダイス中で樹脂の積層を行う共押出法であって
も、別々に用意したフィルムを接着剤を用いて張り合わ
せる方法であっても構わない。また、１軸配向フィルム
であっても２軸配向フィルムであっても構わない。２軸
配向フィルムの場合、同時に２方向に配向させてもよい
し、逐次に配向させてもよい。逐次に配向させる場合
は、先に縦方向に配向させた後横方向に配向させてもよ
いし、その逆であってもよい。また、２段以上の多段で
延伸し配向させてもよい。延伸温度も特に限定されな
い。

【００１９】本発明の複合配向ポリエステルフィルムに
おいて、例えば磁性層を設けたものは磁気テープとして
使用される。磁性層は、ウィスカーを含有する最外層と
は反対側の最外層に設けることが好ましい。

【００２０】

【実施例】

実施例１〜４、比較例１〜５ ポリエステルは次の通りにして製造した。即ち、常法
によりポリエステルを重合するに際し、重合時に表１に
示したように、各粒子を添加し、固有粘度０．６２０の
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ−１〜ＰＥＴ−
７）を作成した。 かくして製造されたポリエステルを使用して、次の通
りにして複合配向ポリエステルフィルムを製造した。表
２に示したＡ層・Ｂ層・Ｃ層の各層を構成するポリエス
テルをそれぞれ乾燥した後、それぞれ別個の押出機に供
給した。そして、各押出機の吐出量の比率を表２に示し
た各層の厚さ比率となるように調整し、２９０℃で溶融
し、Ａ，Ｂ，Ｃ層の順にＴダイを用いて積層し、３０℃
に調節された冷却ドラム上に共押出し、厚さ２２０μｍ
の未延伸複合配向ポリエステルフィルムを得た。このよ
うにして得られた未延伸フィルムを、７５℃に加熱した
ロール、および表面温度６００℃の赤外線ヒーター（フ
ィルムから２０ｍｍ離れた位置に設置）を用いて加熱
し、低速ロールと高速ロールとの間で縦方向に３．３倍
延伸した。更にこのフィルムをテンター中に導き、１０
０℃で横方向に４．４倍延伸し、２２０℃で５秒間の熱
処理を施して、表２に示した複合配向ポリエステルフィ
ルムを作成した。なお、同表に示した各層の厚さは、各
層のポリエステルの吐出比率と得られたフィルム全体厚
さから算出したものである。

【００２１】表１中のウィスカーの断面平均径と軸比な
らびに不活性粒子の粒子径の測定は次の通りにして行っ
た。 ウィスカーの断面平均径と軸比 ウィスカーを走査型電子顕微鏡によって観察し、得られ
た画像を画像処理することによって、断面平均径及び軸
比を算出した。 不活性粒子の粒子径 粉体をＥＧスラリー中に高速撹拌により十分に分散し、
得られたスラリー中における粒度分布を、島津製作所製
光透過型遠心沈降式粒度分布測定機ＳＡ−ＣＰ３型を用
いて測定した。この分布における、積算５０％の値を用
いる。

【００２２】試験例１ 次の通りの要領にて実施例および比較例の複合配向ポリ
エステルフィルムのカレンダー削れ特性、走行性および
耐擦傷性を試験し、その結果を表３に示した。 カレンダー削れ特性 ３０ｃｍ幅のフィルムを、４段のスーパーカレンダー
（線圧力３００Ｋｇ／ｃｍ、走行速度３００ｍ／分）で
４０，０００ｍ処理し、弾性ロールに付着した白粉量を
目視観察して以下のランク付けを行った。 １・・・白粉がまったく認められない ２・・・かすかに白粉が認められるが極めて微量である ３・・・少量の白粉が認められる ４・・・多量の白粉が認められる

【００２３】走行性 温度２３℃，相対湿度６５％の条件下、図１の装置を用
いて試験した。図１において、１は長さ４０ｍｍのクラ
ンク、２は回転自在のガイドローラ、３は張力検出装
置、４は市販の家庭用ＶＴＲの金属製ガイドポスト（最
大粗さＲｔ＝０．１５μｍ、平均粗さＲａ＝０．００８
μｍ）であり、幅１２．５ｍｍのフィルム５をガイドロ
ーラ２、張力検出装置３、ガイドポスト４に通し、この
ガイドポスト４に対する接触角度を３π／４ラジアンに
設定し、上記フィルム５の一端をクランク１に接続し、
他端に重さ５０ｇのウエイト６をつるし、クランク１を
８ｒｐｍの速度で回転させ、フィルム５を１００往復さ
せて摩擦係数（μｋ）を求め、下記のように３段階に評
価し、ランク付けした。 ○・・・μｋ＜０．２５ △・・・０．２５≦μｋ≦０．３５ ×・・・０．３５＜μｋ

【００２４】耐擦傷性評価 横浜システム（株）製テープ走行試験機を使用して、走
行速度１００ｍ／分、テープテンション１００ｇで、日
本ミクロコーティング（株）製の研磨テープ上を９０ｍ
走行させた後のフィルム表面を目視観察し、以下の３段
階に評価した。 Ａ・・・擦傷がほとんどつかない Ｂ・・・擦傷が少しつく Ｃ・・・擦傷が多くつく

【００２５】

【発明の作用・効果】本発明の複合配向ポリエステルフ
ィルムは、最外層に隣接する層に特定の不活性粒子を配
合することによって、フィルム表面に適度の凹凸を付与
し、さらに特定の構成を有する最外層の保護作用によっ
て、フィルム加工工程における摩耗の原因である突起の
凝集破壊が防止され、さらにウィスカーによる表面強化
作用によって、突起以外の平坦部の引っかき削れが防止
されるのではないかと推定される。本発明の複合配向ポ
リエステルフィルムは、フィルム加工工程における耐摩
耗性と、フィルム走行過程における耐擦傷性の両方が著
しく向上するという効果を有し、特に磁気記録用ベース
フィルムとして優れた特性を発揮する。なお、上記した
ように本発明の複合配向ポリエステルフィルムの主たる
用途は磁気記録媒体用であるが、その他の用途、例えば
グラフィクス、スタンピングフォイル、電気絶縁材料、
コンデンサー用誘電体、包装用、フレキシブルプリント
回路基板などの耐磨耗性、走行性が問題とされる用途に
有効に使用されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィルムの走行性を測定するための試験機の模
式図である。

【符号の説明】

１ クランク ２ ガイドローラ ３ 張力検出装置 ４ ガイドポスト ５ 複合配向ポリエステルフィルム ６ ウエイト

【表１】

【表２】

【表３】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２層以上から構成される複
   合配向ポリエステルフィルムであって、最外層の少なく
   とも一方の層に断面の平均粒子径が０．２μｍ以下で、
   軸比が５以上のウィスカーを含有し、かつ該最外層に隣
   接する層中に平均粒子径が０．１μｍ以上の不活性粒子
   を含有することを特徴とする、複合配向ポリエステルフ
   ィルム。
2. 【請求項２】 最外層の厚さ（Ｔａ）とフィルム全体
   の厚さ（Ｔｆ）とが以下の関係 Ｔａ＜０．２Ｔｆ を満足することを特徴とする請求項１記載の複合配向ポ
   リエステルフィルム。