JPH0623261B2

JPH0623261B2 - 配向ポリエステルフイルム

Info

Publication number: JPH0623261B2
Application number: JP6973587A
Authority: JP
Inventors: 勝朗久世; 雄二郎松山; 明人濱野; 隆一村重; 修牧村
Original assignee: NIPPON MAGUFUAN KK; Toyobo Co Ltd
Current assignee: NIPPON MAGUFUAN KK; Toyobo Co Ltd
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1987-03-23
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPS63234039A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は配向ポリエステルフイルムに関する。更に詳し
くは滑剤として特定量のＰ原子を含む炭酸カルシウムを
用いることにより加工性および耐久走行性に優れ、かつ
粗大粒子数の少ない配向ポリエステルフイルムを提供す
ることにある。

（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ごとき
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、成型品用の他、磁気テープ用、写真
用、コンデンサー用、包装用などのフイルム用としても
多種の用途で広く用いられている。これらフイル用とし
て用いられる場合、その滑り性および耐摩耗特性はフイ
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、更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イルム表面に磁性
層を塗布し磁気テープとして用いる場合には、磁性層塗
布時におけるコーティングロールとフイルム表面との摩
擦および摩耗が極めて激しく、フイルム表面へのしわお
よび擦り傷が発生しやすい。また磁性層塗布後のフイル
ムをスリットしてオーディオ、ビデオまたはコーピュー
ター用テープ等に加工した後でも、リールやカセット等
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、再生ヘッド等との間に摩擦および摩耗が著しく
生じ、擦り傷、歪の発生更にはポリエステルフイルム表
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。一般にフイルムの滑り性および耐摩耗性の
改良には、フイルム表面に凹凸を付与することによりガ
イドロール等との間の接触面積を減少せしめる方法が採
用されており、フイルム原料に用いる高分子の触媒残渣
から不溶性の粒子を析出せしめる方法や、不活性の無機
粒子を添加せしめる方法等が用いられている。

これらの粒子としては、その大きさが大きい程滑り性の
改良効果が大であるのが一般的であるが、磁気テープ用
途のごとき精密用途にはその粒子が大きいこと自体がド
ロップアウト等の欠点発生の原因となり更に電磁変換特
性も著しく悪化するためフイルム表面の凹凸はその形
状、密度、高さ等を精密に調整する必要がある。

また、粒子成分としては炭酸カルシウムが他の成分にく
らべ易滑性や耐摩耗性等にすぐれたフイルムを与えるこ
とで注目されている。更に形状としては球形に近いもの
が良好である。

しかし、炭酸カルシウムの場合は所望の形状や粒径分布
のものを工業的に得ることは極めて困難である。たとえ
ば天然の炭酸カルシウムを粉砕および分級して製造され
るいわゆる重質炭酸カルシウムの場合は形状は不定形に
なり、かつ粒径分布のブロードなものしか得られない。
一方、合成法で製造されるいわゆる軽質炭酸カルシウム
の場合は粒径分布は重質炭酸カルシウムよりもシャープ
であり、かつ粒径のコントロールも容易であるが、形状
は針状や紡錘状のものが多いという問題がある。

（発明が解決しようとする問題点）前記従来技術の実情にかんがみ滑剤として特定量のＰ原
子を含む炭酸カルシウムを用いることにより加工性およ
び耐久走行性に優れ、かつ粗大粒子数の少ない配向ポリ
エステルフイルムを提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は平均粒径が０．０５μｍ以上５．０μｍ未満
で、かつ０．０１重量％以上２重量％以下のＰ原子を含
む合成法炭酸カルシウムを０．００５重量％以上１．０
重量％以下を含有する配向ポリエステルフイルムであ
る。

本発明の好ましい実施態様は走査型電子顕微鏡で観察し
て得られる下記式で定義される外接円に対する面積率が
６０％以上１００％以下であるＰ原子を含む合成法炭酸
カルシウムを用いてなる配向ポリエステルフイルムであ
る。

本発明で用いられるポリエステルとはポリエチレンテレ
フタレート、ポリアルキレンナフタレート等との結晶性
ポリエステルであり特に限定はされないがとりわけポリ
エチレンテレフタレートが適しており、なかんずくその
繰り返し単位の８０モル％以上がエチレンテレフタレー
トからなるもりであり、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、４，４′−ジカルボキシルジフ
エニール、４，４′−ジカルボキシルベンゾフエノン、
ビス−（４−カルボキシルフエニール）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、ビスフエノール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。

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いわゆる直接重合法、
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いわゆ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、フイルム
としては一軸配向フイルム、二軸配向フイルムいずれで
もよいが二軸配向フイルムが特に好適である。

本発明に用いられる炭酸カルシウムとしては、合成法で
製造されたもので、かつ０．０１重量％以上２重量％以
下のＰ原子を含むものである必要がある。Ｐ原子含有量
が０．０１重量％未満では本発明の目的を達成できるよ
うな粒子形状とならないので好ましくない。逆に２重量
％を越えると粒子形状の球形化に対する効果が飽和し、
かつ炭酸カルシウムとポリエステルフイルムとのなじみ
が悪化し、延伸等により炭酸カルシウムとポリエステル
との界面で剥離が起こり炭酸カルシウム粒子の囲りに発
生するボイドが大きくなりフイルムの耐摩耗性等が低下
するので好ましくない。Ｐ原子含有量としては０．０２
重量％以上、１重量％以下がより好ましく、０．０３重
量％以上、０．５重量％以下が特に好ましい。該Ｐ原子
含有の炭酸カルシウムは、炭酸カルシウムの製造時にポ
リリン酸類を共存させることにより得ることができる。

炭酸カルシウムの合成法としては水酸化カルシウム水溶
液と炭酸ガスを反応させるいわゆる炭酸ガス法が好まし
い。共存させるポリリン酸類としては水溶性の酸、アン
モニウム塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、亜
鉛塩等が用いることができ、特にアルカリ金属塩が好ま
しい。たとえば、ピロリン酸、トリポリリン酸およびヘ
キサメタリン酸等のナトリウム塩をあげることができ
る。これらのポリリン酸類の共存量は炭酸カルシウムに
対して０．１〜１０重量％程度が好ましい。炭酸ガスと
の反応温度は５〜７０℃の範囲が好ましい。

本発明の目的に対しては該合成法炭酸カルシウムの平均
粒子径は０．０５μｍ以上で５．０μｍ未満が好ましい
が、０．１μｍから２．５μｍの範囲が特に好ましい。
平均粒子径が０．０５μｍ未満では滑り性および耐摩耗
性の向上効果が不充分となるので好ましくない。逆に
５．０μｍ以上ではフイルム表面に粗大突起を生ずる可
能性があるため好ましくない。また、該合成法炭酸カル
シウムの添加量はポリマーに対し０．００５重量％以上
で１．０重量％以下であることが好ましい。特に好まし
くは０．０１重量％以上で０．５重量％以下である。添
加量が０．００５重量％未満であればポリマー中の粒子
量が少なすぎるためフイルム表面の突起密度が低くなり
滑り性および耐摩耗性が不充分である。逆に添加量が
１．０重量％を越えた場合は、粒子のポリマー中での凝
集の原因となり粗大突起数の面より不適である。

該合成炭酸カルシウム粒子の形状に関しては真球状に近
いものほど好ましい。粒子の形状をかかる背景のもとに
正確に規定するためには走査型電子顕微鏡による観察と
画像解析装置の組み合せが有効であり、本発明者らは粒
子の投影面積に対する粒子の投影図に外接する円の面積
の割合いを、外接円に対する面積率として定めた。粒子
の投影形状が円に極めて類似しておれば、当然該粒子は
球状に極めて類似していることになるが、外接円に対す
る面積率は１００％に近くなる。本発明では、以上のよ
うにして求めた面積率が６０％以上、好ましくは７０％
以上であることが望ましい。面積率が６０％未満である
ときは易滑性や耐摩耗性が低下するので好ましい。

該合成法炭酸カルシウムは単独で用いてもよいし平均粒
径の異なるものを２種以上併用してもよい。また他の滑
剤を併用してもよい。

本発明における不活性粒子のポリエステル中へり添加方
法は、該ポリエステル製造過程における任意の段階で添
加することができるが、所期縮合が終了するまでに添加
するのが特に好ましい。またポリエステル製造過程への
不活性粒子の添加方法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、粒子の飛散防止、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出
来る限り再現するような均一な分散を行なう必要があ
る。

（実施例）次に本発明の実施例および比較例を示す。実施例中の部
は特にことわらないかぎりすべて重量部を意味する。

また、用いた測定法を以下に示す。

(1)炭酸カネシウム中のＰ含有量の定量法炭酸カルシウ
ムを酸分解し、モリブデンブルー法比色分析することに
より求めた。

(2)平均粒子径不活性粒子を走査型電子顕微鏡（日立Ｓ−５１０型）で
観察、写真撮影したものを拡大コピーし、更にトレース
を行なってランダムに２００個の粒子を黒く塗りつぶし
た。この像を画像解析装置（ニレコ株式会社製ルーゼ
ックス５００型）を用いて、水平方向のフエレ径を測定
し、その平均値を平均粒子径とした。

(3)外接円に対する面積率平均粒子径の測定に用いたトレース像より任意に２０の
粒子を選び、それぞれの粒子について投影断面積を、
(2)で用いた画像解析装置で測定した。また、それらの
粒子に外接する円の面積を算出することによりか下式を
用いて面積率を求めた。

(4)フイルムの表面平滑性サーフコム３００Ａ型表面粗さ計（東京精密製）を用
い、針径１μｍ、加重０．０７ｇ、測定基準長０．８m
m、カットオフ０．０８mmの条件で測定した中心線平均
粗さ（ＲＡ（μｍ））で表示する。

(5)フイルムの加工性（滑り性および耐摩耗性）フイル
ムを細幅にスリットしたテープ状ロールを金属製イドロ
ールにこすりつけて高速、長時間走行させるとき、一定
の供給張力に対しガイドロール擦過後のテープ張力の大
小およびガイドロール表面に発生する白粉量の多少をそ
れぞれ５段階に評価し次のランク付けで表わす。

(イ)滑り性１級…張力大（擦り傷多い）２級…張力やや大（擦り傷かなり多い）３級…張力中（擦り傷ややあり）４級…張力やや小（擦り傷ほとんどなし）５級…張力小（擦り傷まったくなし） (ロ)耐摩耗性１級…白粉発生非常に多い２級…白粉発生多い３級…白粉発生ややあり４級…白粉発生ほとんどなし５級…白粉発生まったくなし (6)耐久走行性第１図に示した装置を用い、２３℃、相対湿度６５％の
雰囲気下で、ポリエステルフイルムの粗面側の面を、市
販家庭用ＶＴＲのガイドピン（触針式表面粗さ計で測定
した最大突起高さが０．１５μｍ、中心線平均粗さが
０．００８μｍ）に角度３／４π（単位ラジアン）で接
触させ、一定荷重５０グラムの張力を与えクランクを角
速度８．０rpmで回転させ、１００回フイルムを往復さ
せた時の動摩擦係数および静摩擦係数のそれぞれ初期動
摩擦係数および初期静摩擦係数からの増加分（Δμｋｄ
およびΔμｋｓ）を５段階に評価し、次のランク付けで
表わす。

１級…摩擦係数増加分０．２０以上２級…０．１５〜０．２０３級…０．１０〜０．１５４級…０．０５〜０．１０５級…０．０５未満 (7)フイルム表面の粗大突起数フイルム表面にアルミニウムを薄く蒸着したのち、二光
束干渉顕微鏡を用いて四重環以上の粗大突起数（測定面
積１mm²当りの個数）をカウントし、粗大突起数の多少
により次のランク付けで表わす。

１級…１６個以上／mm² ２級…１２〜１５個／mm² ３級…８〜１１個／mm² ４級…４〜７個／mm² ５級…０〜３個／mm² 実施例１攪拌装置、分縮器、原料仕込口および生成物取り出し口
を設けた２段の完全混合槽よりなる連続エステル化反応
装置を用い、その第１エステル化反応缶のエステル化反
応生成物が存在する系へテレフタル酸（ＴＰＡ）に対す
るエチレングリコール（ＥＧ）のモル比１．７に調整
し、かつ三酸化アンチモンをアンチモン原子としてＴＰ
Ａ単位当り２８９ppmを含むＴＰＡのＥＧスラリーを連
続的に供給した。

同時にＴＰＡのＥＧスラリー供給口とは別の供給口より
酢酸マグネシウム四水塩のＥＧ溶液を反応缶内を通過す
る反応生成物中のポリエステル単位ユニット当りMg原子
として１００ppmとなるように連続的に供給し、常圧に
て平均滞留時間４．５時間、温度２５５℃で反応させ
た。

この反応生成物を連続的に系外に取り出して、第２エス
テル化反応缶に供給した。第２エステル化反応缶内を通
過する反応生成物中のポリエステル単位ユニットに対し
て０．５重量部のＥＧ、トリメチルホスフエートのＥＧ
溶液をＰ原子として６４ppmおよびヘキサメタリン酸ナ
トリウムの共存下で炭酸化反応をすることにより製造し
たＰ含有量が０．０８重量％、平均粒子径が１．１μ
ｍ、外接円に対する面積率が７２％である合成法炭酸カ
ルシウム（炭酸カルシウム１部に対して0.0128部のトリ
ポリリン酸ナトリウム添加したスラリー）を炭酸カルシ
ウムとして１５００ppmとなるように連続的に供給し、
常圧にて平均滞留時間５．０時間、温度２６０℃で反応
させた。

該エステル化反応生成物を攪拌装置、分縮器、原料仕込
口および生成物取り出し口を設けた２段の連続重縮合反
応装置に連続的に供給して重縮合を行ない、固有粘度
０．６２０ポリエステルを得た。該ポリマーおよび該ポ
リマーを２９０℃で溶融押出しし、９０℃で縦方向に
３．５倍、１３０℃で横方向に３．５倍延伸した後２２
０℃で熱処理して得られた１５μｍのフイルム特性を第
１表に示した。

本実施例で得たフイルムは粗大突起数が極めて少なく、
かつ易滑性および耐久走行性に優れており極めて高品質
であることがわかる。

比較例１実施例１の方法において、Ｐ含有量が０．００７重量
％、平均粒径が１．０μｍ、外接円に対する面積率が４
８％の天然品炭酸カルシウムの粉砕および分級により得
た重質炭酸カルシウムを用いる以外、実施例１と同様の
方法で得たフイルムの特性を第１表に示した。

本比較例で得たフイルムは加工性、耐久走行性に劣り低
品質である。

比較例２実施例１の方法において、ヘキサメタリン酸ナトリウム
の非共存下で炭酸化反応をすることにより製造したＰ含
有量が０．００５重量％、平均粒径が１．１μｍ、外接
円に対する面積率が３０％未満の軽質炭酸カルシウムを
用いる以外、実施例１と同様の方法で得たフイルムの特
性を第１表に示した。

本比較例で得たフイルムは加工性、耐久走行性および粗
大突起数が劣り低品質である。

実施例２〜４実施例１と同様の方法でＰ含有量０．０６〜０．０９重
量％の合成法炭酸カルシウムを用いて得たフイルム特性
を第１表に示した。

本実施例で得たフイルムは粗大突起数が極めて少なく、
かつ加工性および耐久走行性に優れており極めて高品質
である。なお、実施例４は２種類の炭酸カルシウムを併
用したときの結果である。

（発明の効果）以上のように本発明の方法によって得られた配向ポリエ
ステルフイルムは、粗大粒子数が少なく、かつ加工性お
よび耐久走行性に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図はフイルム粗大の繰り返し走行性能を測定するテ
ープ試験機の模式図である。以下各部の説明を簡単に行
なう。１：クランク２，４，６，８：フリーロール３，７：張力検出装置５：市販ＶＴＲ用ガイドピン９：荷重

───────────────────────────────────────────────────── 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 67:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ (72)発明者村重隆一福井県敦賀市東洋町10番24号東洋紡績株式会社総合研究所敦賀分室内 (72)発明者牧村修福井県敦賀市東洋町10番24号東洋紡績株式会社総合研究所敦賀分室内審査官井出隆一 (56)参考文献特開昭63−161518（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径が０．０５μｍ以上５．０μｍ未
満でかつ０．０１重量％以上２重量％以下のＰ原子を含
む合成法炭酸カルシウムを０．００５重量％以上１．０
重量％以下を含有することを特徴とする配向ポリエステ
ルフイルム。
【請求項２】走査型電子顕微鏡で観察して得られる下記
式で定義される外接円に対する面積率が６０％以上１０
０％以下であるＰ原子を含む合成法炭酸カルシウムを用
いてなる特許請求の範囲第１項記載の配向ポリエステル
フイルム。