JPH07235039A - 二軸配向ポリエステルフィルムおよびその製造方法 - Google Patents

二軸配向ポリエステルフィルムおよびその製造方法

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JPH07235039A
JPH07235039A JP22038694A JP22038694A JPH07235039A JP H07235039 A JPH07235039 A JP H07235039A JP 22038694 A JP22038694 A JP 22038694A JP 22038694 A JP22038694 A JP 22038694A JP H07235039 A JPH07235039 A JP H07235039A
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film
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Kwang-Hyung Lee
李光炯
Joon-Hee Han
韓俊煕
Young-Jin Lee
李栄珍
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Abstract

(57)【要約】 【目的】二軸配向ポリエステルフィルムおよびその製造
方法を提供する。 【構成】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは0.
01乃至3μmの平均粒径を有する軽質炭酸カルシウ
ム、0.005乃至3μmの平均粒径および7以上のモ
ース硬度を有するアルミナおよび0.01乃至3μmの
平均粒径を有するメラミンホルムアルデヒド縮合物をポ
リエステルの重量を基準として各々0.01乃至4重量
%を含むことを特徴とする。 【効果】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは改善
された表面特性、耐スクラッチ性および耐摩耗性を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、二軸配向ポリエステル
フィルムおよびその製造方法に関するものであり、さら
に詳細には、表面特性、耐スクラッチ性および耐摩耗性
が改善された二軸配向ポリエステルフィルム、およびポ
リエステルに特定の無機滑剤と有機滑剤を共に添加する
ことによって前記改善されたポリエステルフィルムを製
造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般的にポリエチレンテレフタレート
(polyethylene terephthala
te)で代表されるポリエステルは、良好な化学的安定
性、機械的強度、耐熱性、耐久性及び耐薬品性等を有
し、コンデンサー、医療器具、包装材料、写真フィル
ム、ラベル材料、および、特に磁気記録媒体の基材等の
製造に幅広く使用されている。
【0003】このようなポリエステルから製造されたフ
ィルムに、優れた走行性、加工性および表面特性を付与
するために、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、カオ
リン等の無機滑剤をポリエステルフィルムに添加してそ
の表面に凸凹を形成させている。このような無機滑剤の
中で、軽質炭酸カルシウムはポリエステルフィルムの表
面特性を効果的に調節し、アルミナはポリエステルフィ
ルムに優れた耐スクラッチ性を付与する。しかしなが
ら、これらはポリエステルとの親和力が足りないため、
延伸により孔洞(void)を形成するようになり後続
工程および走行中に粒子が脱落する現象が発生すること
がある。このようなポリエステルフィルムで磁気テープ
を製造する場合、ドロップアウト(drop−out)
を誘発させるなどの問題点がある。
【0004】ポリエステルフィルムの耐スクラッチ性を
改善させるための従来の製造技術として、例えば、日本
国公開特許公報第90−185533号には重質炭酸カ
ルシウムとアルミナの混合物を使用してフィルムの表面
特性および耐スクラッチ性を向上させる方法が提案され
ている。
【0005】なお、ポリエステルフィルムの製造時、ポ
リエステルの無機粒子等との親和力不足による摩耗性を
改善するための方法として、シリコンポリアミド若しく
はシリコンポリイミド、架橋されたスチレン−ジビニル
ベンゼン共重合体、架橋されたポリエステルまたはテフ
ロン等の有機粒子と炭酸カルシウム等の無機滑剤等とを
ポリエステルに添加することによって優れた表面特性お
よび耐スクラッチ性を有するポリエステルフィルムを製
造する方法が日本国公開特許公報第90−11640号
に記載されている。
【0006】しかしながら、前記方法等で製造されたポ
リエステルフィルム等は、優れた表面特性および耐スク
ラッチ性を有しているが、依然として無機粒子または有
機粒子とポリエステルの親和力不足により高速走行中に
耐摩耗性が低下して粒子脱落が発生する問題点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、ポリエ
ステルフィルムの表面特性、耐スクラッチ性および耐摩
耗性を改善するために鋭意研究した結果、ポリエステル
に無機滑剤として軽質炭酸カルシウムおよびアルミナ並
びに有機滑剤としてメラミンホルムアルデヒド縮合物を
共に添加して前記条件を満足するフィルムを製造できる
ことを見出だし、本発明を完成した。
【0008】したがって、本発明の目的は、ポリエステ
ルと粒子等の間に優れた親和性を有し高速走行時にも粒
子が脱落せず、優れた表面特性、耐スクラッチ性および
耐摩耗性を有する二軸配向ポリエステルフィルムを提供
することにある。
【0009】本発明のさらに他の目的は、ポリエステル
と粒子等の間に優れた親和性を有し高速走行時にも粒子
が脱落せず、優れた表面特性、耐スクラッチ性および耐
摩耗性を有する二軸配向ポリエステルフィルムの製造方
法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様によ
って、0.01乃至3μmの平均粒径を有する軽質炭酸
カルシウム、0.005乃至3μmの平均粒径および7
以上のモース(Mohs)硬度を有するアルミナおよび
0.01乃至3μmの平均粒径を有するメラミンホルム
アルデヒド縮合物をポリエステルの重量を基準として各
々0.01乃至4重量%を含むことを特徴とする二軸配
向ポリエステルフィルムが提供される。本発明のさらに
他の態様によって、0.01乃至3μmの平均粒径を有
する軽質炭酸カルシウム、0.005乃至3μmの平均
粒径および7以上のモース(Mohs)硬度を有するア
ルミナおよび0.01乃至3μmの平均粒径を有するメ
ラミンホルムアルデヒド縮合物をポリエステルの重量を
基準として各々0.01乃至4重量%の量でポリエステ
ルに混入させ、生成混合物をシート形態に溶融押出させ
た後、前記シートを二軸延伸させることを包含する二軸
配向ポリエステルフィルムの製造方法が提供される。
【0011】
【作用】本発明によれば、二軸配向ポリエステルフィル
ムの製造において、フィルム形成用ポリエステルに、無
機滑剤として0.01乃至3μmの平均粒径を有する軽
質炭酸カルシウムと、0.005乃至3μmの平均粒径
および7以上のモース(Mohs)硬度を有するアルミ
ナ、および、有機滑剤として0.01乃至3μmの平均
粒径を有するメラミンホルムアルデヒド縮合物を、ポリ
エステルの重量を基準として各々0.01乃至4重量%
の量で添加することにより、これらの滑剤粒子等とポリ
エステルの間の親和力が顕著に向上され、このポリエス
テルから製造されるフィルムの表面特性、耐スクラッチ
性および耐摩耗性が著しく改善される。
【0012】メラミンホルムアルデヒド縮合物は、メラ
ミンとホルムアルデヒドとの縮合によって製造される熱
硬化性樹脂であり、300℃の温度でも優れた耐熱性を
有する。このメラミンホルムアルデヒド縮合物を軽質炭
酸カルシウムおよびアルミナと共にポリエステルに添加
すれば、高速走行条件下でのポリエステルフィルムの表
面特性、耐スクラッチ性およぴ耐摩耗性が飛躍的に向上
される。
【0013】本発明のポリエステルは、少なくとも80
モル%のエチレンテレフタレート反復単位が含まれる。
残量には他の共重合成分が含まれる。この共重合成分と
しては、ジカルボン酸またはオキシカルボン酸およびジ
オール成分等を含む。ジカルボン酸またはオキシカルボ
ン酸としてはイソフタル酸、パラーオキシ安息香酸、パ
ラ−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ェニル、
4,4′−ジカルボキシルベンゾフェノン、ビス(4−
カルボキシルジフェニル)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等を挙げるこ
とができる。ジオールとしては、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等を挙げ
ることができる。
【0014】本発明で使用されるポリエステルは、典型
的に、ジメチルテレフタレートとエチレングリコールを
重縮合させて得たポリエチレンテレフタレートである。
このようなポリエステルの製造時にはエステル交換反応
法および直接重合反応法いずれのものでも適用可能であ
り、反応器は回分式または連続式いずれのものでも使用
できる。
【0015】エステル交換方法でポリエステルを製造す
る場合、エステル交換触媒に対する制限は特になく、従
来から公知であるいずれのものでも使用可能である。エ
ステル交換触媒は、例えば、マグネシウム、カルシウム
およびバリウム化合物等のアルカリ土類金属化合物、並
びに、ジルコニウム化合物、ナトリウム化合物、カリウ
ム化合物、コバルト化合物、亜鉛化合物およびマンガン
化合物であって、反応系内で可溶性であるものが好まし
い。
【0016】一方、重合触媒もまた制限されないが、好
ましくは、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物およ
びチタン化合物の中から適宜選択して使用される。
【0017】無機滑剤として使用される軽質炭酸カルシ
ウムの平均粒径は、0.01乃至3μm、好ましくは
0.05乃至1.5μmの範囲内である。軽質炭酸カル
シウムの平均粒径が0.01μmより小さければ、フィ
ルムの表面粗度が低くなって摩擦係数が増大するため走
行性が低下し、3μmより大きいければ、磁気テープを
製造する場合に電子特性が低下するので望ましくない。
【0018】この無機滑剤として使用される軽質炭酸カ
ルシウムの添加量は、ポリエステルの重量を基準として
0.01乃至4重量%、好ましくは0.05乃至2重量
%である。この無機滑剤を0.01重量%より少なく添
加すれば走行摩擦係数が高くなって加工性が不良とな
り、4重量%より多く投入したときには滑剤の凝集現象
による粗大粒子が生成され、磁気テープの製造時にドロ
ップアウト現象が表れるので好ましくない。
【0019】また、他の無機滑剤添加剤としてのアルミ
ナの平均粒径は、0.005乃至3μm、好ましくは
0.01乃至2.0μmの範囲内である。その添加量
は、ポリエステルの重量を基準として0.01乃至4重
量%、好ましくは0.05乃至2重量%である。この無
機滑剤の平均粒径が前記範囲を外れると、収得したポリ
エステルフィルムの表面特性が不良となって好ましくな
く、その添加量がまた前記範囲を外れると、フィルムの
物理的特性が低下する。
【0020】有機滑剤として使用するメラミンホルムア
ルデヒド縮合物の平均粒径は、0.01乃至3μm、好
ましくは0.05乃至1.5μmの範囲である。この有
機滑剤の平均粒径が0.01μmより小さければ、収得
されたフィルムの表面粗度が低くなって摩擦係数が増大
するため走行性が低下し、3μmより大きいければ磁気
テープを製造する場合に表面粗度が高くなって電子特性
が低下するので好ましくない。
【0021】この有機滑剤の添加量は、ポリエステルの
重量を基準として0.01乃至4重量%、好ましくは
0.05乃至2重量%である。この滑剤を0.01重量
%より少なく添加したときには走行摩擦係数が高くなり
加工性が不良となり、4重量%より多く投入した時には
分散性が不良となりフィルムの物理的特性が低下する。
【0022】一方、無機滑剤および有機滑剤粒子を含有
するエチレングリコールのスラリーを製造するために分
散剤を使用することもできる。種々の分散剤のうち、エ
チレングリコールに可溶な、アクリル系化合物(例え
ば、ナトリウムポリアクリルレート、メタアクリル酸ナ
トリウムおよびアクリル酸アンモニウム)およびベンゼ
ンスルホネート系化合物等を有利に使用することができ
る。
【0023】前述した無機および有機粒子等以外に、本
発明のポリエステルフィルムは他の通常的な添加剤、例
えば、酸化防止剤、帯電防止剤、熱安定化剤、染料等を
また含有できることもある。
【0024】本発明のポリエステルフィルムの製造方法
は特に限定されないが、上述の添加剤等を含む分子量2
万内外のポリエステルをT−ダイ法等によって溶融押出
された未延伸シートで作った後、これを二軸延伸させて
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを製造する。延
伸は通常的なポリエステルフィルムの延伸法と同一であ
り、上述の添加剤等による工程の変化はない。延伸温度
は60乃至150℃であり、延伸倍率は縦方向が2.5
乃至6.0倍であり横方向が2.5乃至6.0倍であ
る。
【0025】本発明によって製造されたポリエステルフ
ィルムは、用途によって適切な厚さの設計が可能である
が、通常的は2.0乃至200μmの厚さである。
【0026】
【実施例】以下、本発明を実施に基づいて詳細に説明す
るけれども、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。本発明の実施例および比較例において、製造さ
れたポリエステルフィルムの各種性能評価は次のような
方法で実施した。
【0027】(1)粒子の平均粒径 有機または無機滑剤粒子の平均粒径は、島津社(日本)
の遠心分離型粒度測定器(SA−CP2)を用いて、こ
れらの滑剤粒子を含有するエチレングリコールのスラリ
ーの体積平均粒径として測定した。
【0028】(2)分子量 ポリエステルの分子量は、ウォータース社(米国)の分
子量測定装置(150C)を用いて測定した。前記装置
中の移動相はメタ−クレゾールであり、その流速は1m
l/分である。カラム温度は100℃である。
【0029】(3)表面の平滑性 小坂研究所(日本)の接触式表面粗度計 (SURFCORDER S
E-30D)を使用して長さ30mm,幅20mmおよび厚さ
50μmのフィルムの表面粗度を測定した。
【0030】中心線平均粗度(Ra):粗度曲線の平均
線に平行である直線を引いた時、該直線の両側面積が同
じくなる直線の高さをいう。
【0031】中心線最大高さ(Rt):測定区間中で最
高点と最低点間の距離値をいう。平均粗度および最大高
さは、低いほど平滑性および凝集性が優れている。
【0032】(4)耐摩耗性 横浜システム研究所(日本)のテープ走行性試験機(T
BT−300F)を用いて、フィルムを1/2インチ幅
でスリットして形成したテープを走行速度3.3cm/
sec,走行回数2回で走行させ、ガイドピンの表面上
の白粉の発生程度を顕微鏡で観察した。フィルムの耐摩
耗性は次のような基準で評価した。
【0033】A:ガイドピン上に白粉が全くない場合 B:ガイドピン上に白粉がガイドピン面積の1/5程度
発生した場合 C:ガイドピン上に白粉がガイドピン面積の1/2程度
発生した場合 D:ガイドピン上に全体的に白粉が発生した場合 (5)耐スクラッチ性 横浜システム研究所(日本)のテープ走行性試験機(T
BT−300F)を用いて、フィルムを1/2インチ幅
でスリットして形成したテープを走行速度3.3cm/
sec,走行回数2回で走行させた後、スクラッチによ
るフィルム表面上の損傷程度を顕微鏡で観察した。フィ
ルムの耐スクラッチ性は次のような基準で評価した。 ◎:フィルム表面上にスクラッチされた線が2線以上の
場合 ○:フィルム表面上にスクラッチされた線が3線乃至4
線の場合 △:フィルム表面上にスクラッチされた線が5線乃至6
線の場合 ×:フィルム表面上にスクラッチされた線が7線以上の
場合。
【0034】実施例1〜4 ジメチルテレフタレート7500gおよびエチレングリ
コール4780gを、エステル交換触媒として酢酸亜鉛
0.0224重量%および酢酸カルシウム0.0404
重量%の存在下で、下記表1に示す平均粒径および量を
各々有するメラミンホルムアルデヒドおよび軽質炭酸カ
ルシウムと連続式反応器内で1次エステル交換反応をさ
せた。一方、一般的に市販されているアルミナとその4
倍重量のエチレングリコールをホモジネーター内で混合
し、この混合物を高速撹拌させてエチレングリコールス
ラリーを収得した。このスラリーを上述の1次エステル
交換反応生成物と2次エステル化重合させ、得られた生
成物を重合触媒として三酸化アンチモン0.0444重
量%の存在下で重縮合反応させ、分子量約2万のポリエ
ステル重合体を得た。
【0035】このようにして得られた重合体を、通常の
方法のT−ダイを通して溶融押出し、未延伸シートを作
製した。このシートを、90℃で縦方向に3.0倍、横
方向に3.0倍延伸して厚さ50μmの二軸延伸フィル
ムを製造して、このフィルムの性能評価を行った。
【0036】フィルムの性能評価結果は表1に示した。
【0037】比較例1〜9 無機滑剤と有機滑剤との混合物の代わりに、単独の軽質
炭酸カルシウムまたはアルミナ或るいは軽質炭酸カルシ
ウムおよびアルミナの混合物を、下記表1に示した量で
使用したものを除いては、実施例1〜4と同一の方法で
ポリエステルフィルムを製造し、その性能評価を実施し
た。この結果を下記表1に示した。
【0038】
【表1】 表1から分かるように、本発明の二軸配向ポリエステル
フィルムは、2つの特定の無機滑剤および有機滑剤の併
用により、無機滑剤単独またはこれらの混合物のみを使
用した場合に比べて、表面平滑性に優れ、耐スクラッチ
性および耐摩耗性も著しく改善された。従って、本発明
によれば、高温においても粒子形態が変化することな
く、優れたフィルム表面特性、耐スクラッチ性および耐
摩耗性を有する二軸配向ポリエステルフィルムを製造す
ることができ、このポリエステルフィルムは磁気記録媒
体テープに非常に有用に使用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 67/00 LPK G11B 5/84 Z 7303−5D // B29K 67:00 105:16 B29L 7:00

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 0.01乃至3μmの平均粒径を有する
    軽質炭酸カルシウム、0.005乃至3μmの平均粒径
    および7以上のモース(Mohs)硬度を有するアルミ
    ナおよび0.01乃至3μmの平均粒径を有するメラミ
    ンホルムアルデヒド縮合物をポリエステルの重量を基準
    として各々0.01乃至4重量%を含むことを特徴とす
    る二軸配向ポリエステルフィルム。
  2. 【請求項2】 前記軽質炭酸カルシウムが0.05乃至
    1.5μmの範囲内の平均粒径を有することを特徴とす
    る請求項1記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
  3. 【請求項3】 前記軽質炭酸カルシウムの量がポリエス
    テルの重量を基準として0.05乃至2重量%であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の二軸配向ポリエステルフ
    ィルム。
  4. 【請求項4】 前記アルミナが0.01乃至2.0μm
    の範囲内の平均粒径を有することを特徴とする請求項1
    記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
  5. 【請求項5】 前記アルミナの量がポリエステルの重量
    を基準として0.05乃至2重量%であることを特徴と
    する請求項1記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
  6. 【請求項6】 前記メラミンホルムアルデヒド縮合物が
    0.05乃至1.5μmの範囲内の平均粒径を有するこ
    とを特徴とする請求項1記載の二軸配向ポリエステルフ
    ィルム。
  7. 【請求項7】 前記メラミンホルムアルデヒド縮合物の
    量がポリエステルの重量を基準として0.05乃至2重
    量%であることを特徴とする請求項1記載の二軸配向ポ
    リエステルフィルム。
  8. 【請求項8】 0.01乃至3μmの平均粒径を有する
    軽質炭酸カルシウム、0.005乃至3μmの平均粒径
    および7以上のモース(Mohs)硬度を有するアルミ
    ナおよび0.01乃至3μmの平均粒径を有するメラミ
    ンホルムアルデヒド縮合物をポリエステルの重量を基準
    として各々0.01乃至4重量%の量でポリエステルに
    混入させ、生成混合物をシート形態に溶融押出させた
    後、前記シートを二軸延伸させることを包含する請求項
    1記載の二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法。
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