JPH0788953A

JPH0788953A - 二軸配向熱可塑性樹脂フイルム

Info

Publication number: JPH0788953A
Application number: JP26566693A
Authority: JP
Inventors: Toru Miyake; 徹三宅; Koichi Abe; 晃一阿部; Iwao Okazaki; 巌岡崎
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1995-04-04

Abstract

(57)【要約】【構成】不活性粒子を含有する熱可塑性樹脂Ａからな
るフイルムであって、該粒子の平均粒径がフイルム厚さ
の０．１〜１０倍であり、かつ、該粒子に起因して形成
されるフイルム表面突起の高さ分布の相対標準偏差が
０．６以上あることを特徴とする二軸配向熱可塑性樹脂
フイルム。【効果】所望の表面突起を効率よく成形しつつ、ロー
ル状態でのオリゴマ析出量を小さく抑えることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二軸配向熱可塑性樹脂
フイルムに関し、特に、フイルムをロール状に巻き取っ
た状態にてオリゴマ析出量の少ない二軸配向熱可塑性樹
脂フイルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】二軸配向熱可塑性樹脂フイルムとして
は、少なくとも片面に粒子に起因する突起を形成したフ
イルムが知られている（例えば、特開平２−７７４３１
号公報等）。このような表面突起を有するフイルムは、
特に磁気記録媒体用のベースフイルム等として適してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の二軸配向熱可塑性樹脂フイルムにあっては、フイル
ムの表面層に粒子を集中的に含有させて、効率よく均一
な高さの表面突起を形成できるものの、突起高さの均一
度が高いため、フイルムをロール状に巻き取ると、隣接
するフイルム巻層に接触する表面突起の数が非常に多く
なる。この表面突起の接触面には、オリゴマが析出しや
すい。したがって、上記フイルムには、ロール状態で放
置しておくと、オリゴマ析出量が多くなるという問題が
残されている。

【０００４】本発明は、このような問題点に着目し、磁
気記録媒体用のベースフイルム等として好適な表面突起
を形成しつつ、ロール状態でのオリゴマ析出量の少ない
二軸配向熱可塑性樹脂フイルムを提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
二軸配向熱可塑性樹脂フイルムは、不活性粒子を含有す
る熱可塑性樹脂Ａからなるフイルムであって、該粒子の
平均粒径がフイルム厚さの０．１〜１０倍であり、か
つ、該粒子に起因して形成されるフイルム表面突起の高
さ分布の相対標準偏差が０．６以上あることを特徴とす
るものからなる。

【０００６】本発明に係る二軸配向熱可塑性樹脂フイル
ムは、もちろん単層でも構成可能であるが、とくに２層
以上の積層フイルム構成とすることが好ましい。すなわ
ち、熱可塑性樹脂Ｂからなるフイルムの少なくとも片面
に、上記熱可塑性樹脂Ａからなるフイルムが積層された
構成である。このような積層フイルムにおいては、上記
熱可塑性樹脂Ａからなる積層フイルムの厚さは、３μｍ
以下で、かつ、フイルム全体の厚さの３０％以下である
ことが好ましい。このような積層フイルム構成とするこ
とにより、薄層の表層フイルム層である熱可塑性樹脂Ａ
からなるフイルム層に所定の不活性粒子を所定量含有さ
せ、所望の表面突起を効率よくかつ効果的に形成するこ
とができる。

【０００７】積層フイルムとする場合には、これを構成
する各層の少なくとも一層、とくに熱可塑性樹脂Ａから
なるフイルム層が二軸に配向している必要がある。２層
以上の積層構造の内、全部の層が二軸に配向していると
特に好ましい。全ての層が無配向や一軸配向では本発明
の特性を満足することはできない。

【０００８】本発明フイルムを構成する熱可塑性樹脂と
しては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、
ポリフェニレンスルフィドなど特に限定されるものでは
ないが、磁気記録媒体のベースフイルム用としては、と
くにポリエステルが好ましい。ポリエステルとしては、
特に限定されないが、エチレンテレフタレート、エチレ
ンα，β−ビス（２−クロルフェノキシ）エタン−４，
４’−ジカルボキシレート、エチレン２，６−ナフタレ
ート単位から選ばれた少なくとも一種の構造単位を主要
構成成分とする場合に特に好ましい。中でもエチレンテ
レフタレートを主要構成成分とするポリエステルの場合
が特に好ましい。なお、本発明を阻害しない範囲内で、
２種以上のポリエステルを混合しても良いし、共重合ポ
リマを用いても良い。

【０００９】本発明における熱可塑性樹脂Ａからなるフ
イルムには、不活性粒子が含有される。不活性粒子の種
類としては、特に限定されず、炭酸カルシウム、α型、
γ型、δ型、θ型アルミナ、ジルコニア、シリカ、チタ
ン粒子等の無機粒子、あるいは、架橋ポリスチレン、ジ
ビニルベンゼン、シリコーン粒子等の有機粒子から選ぶ
ことができる。

【００１０】この不活性粒子の熱可塑性樹脂Ａからなる
フイルム中での含有量は、とくに限定されず、０．００
１重量％以上２０重量％未満程度の広い範囲から選ぶこ
とができる。ただし、０．００１重量％未満では、粒子
含有の効果が小さく、目標とする表面突起が形成されな
い。２０重量％以上になると、粒子含有量が多くなりす
ぎ、フイルム層自身が脆くなるおそれがある。

【００１１】本発明においては、所望の表面突起を効率
よくを形成するために、粒子の平均粒径とフイルム厚さ
を所定の範囲にコントロールする必要がある。

【００１２】すなわち、粒子の平均粒径を、フイルム厚
さ（熱可塑性樹脂Ａからなるフイルムの厚さ）の０．１
〜１０倍に、フイルム厚さを３μｍ以下に制御する必要
がある。このように、比較的に薄いフイルム層に、該フ
イルム層の厚さと同等かそれに近い平均粒径の粒子を含
有させることにより、含有粒子を表面突起形成に有効に
作用させることができ、効率よく、しかも極めて効果的
に所望高さの表面突起が形成される。

【００１３】積層フイルム構成とする場合、熱可塑性樹
脂Ｂからなるフイルム層には、とくに粒子が含有されて
いる必要はないが、粒子を含有させる場合には、薄層の
熱可塑性樹脂Ａからなるフイルム層に悪影響を及ぼさな
いよう、その含有量を２重量％以下に抑えることが好ま
しい。

【００１４】本発明フイルムにおいては、熱可塑性樹脂
Ａからなるフイルムの表面粗さＲａは、５ｎｍ以上であ
ることが好ましい。Ｒａが５ｎｍ未満であると、表面突
起形成による効果が少なく、表面が平坦になりすぎて、
走行性不良等の不都合が生じる。

【００１５】そして、本発明フイルムにおいては、熱可
塑性樹脂Ａからなるフイルム層に含有される粒子によっ
て形成される表面突起の高さ分布がブロードなものとさ
れる。つまり、フイルム表面突起の高さ分布の相対標準
偏差が０．６以上とされる。このような高さ分布とされ
ることにより、相対的に高い突起と低い突起とが混在す
ることになる。フイルムをロール状に巻いた際には、隣
接巻層には、主として相対的に高い突起のみが接触す
る。したがって、高い突起と低い突起の混在により、表
面突起の隣接巻層への接触部分（接触突起数）が少なく
なり、それだけオリゴマ析出量が小さく抑えられる。

【００１６】このような突起高さ分布の相対標準偏差の
値を満足させるためには、たとえば、平均粒径の異なる
粒子、たとえば２種類以上の平均粒径の粒子を混在させ
る方法が有効である。

【００１７】なお、本発明のフイルム中には、本発明の
目的を阻害しない範囲内で、他種ポリマをブレンドして
もよいし、また酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、紫外線吸
収剤などの有機添加剤が通常添加される程度添加されて
いてもよい。

【００１８】また、本発明の熱可塑性樹脂Ａからなるフ
イルムの層（Ａ）のポリマＩＶは、０．４〜０．９の範
囲であると、ロール状に巻いた際の巻姿が良好となるの
で好ましい。さらに積層フイルムにおける他の層（Ｂ）
とのポリマＩＶの差が０．１以内であるとより一層巻姿
が良好となるので非常に好ましい。

【００１９】次に本発明フイルムの製造方法について説
明するが、これに限定されるものではない。まず、所定
のポリマ、たとえばポリエステルに粒子を含有せしめる
方法としては、例えばジオール成分であるエチレングリ
コールにスラリーの形で分散せしめ、このエチレングリ
コールを所定のジカルボン酸成分と重合せしめる方法が
好ましい。粒子を添加する際には、例えば、粒子を合成
時に得られる水ゾルやアルコールゾルを一旦乾燥させる
ことなく添加すると粒子の分散性が非常によく、所望の
表面突起を均一に形成することができる。また粒子の水
スラリーを直接所定のポリエステルペレットと混合し、
ベント方式の２軸混練押出機に供給しポリエステルに練
り込む方法も本発明の効果をより一層良好とするのに非
常に有効である。粒子の含有量を調節する方法として
は、上記方法で高濃度の粒子マスターを作っておき、そ
れを製膜時に粒子を実質的に含有しないポリエステルで
希釈して粒子の含有量を調節する方法が有効である。

【００２０】上記の方法にて得られたポリエステルのペ
レットを所定の割合で混合し、乾燥したのち、公知の溶
融押出機に供給し、スリット状のダイからシート状に押
出し、キャスティングロール上で冷却固化せしめて未延
伸フイルムを作る。積層フイルムとする場合には、２台
以上の押出機、２層以上のマニホールドまたは合流ブロ
ック（例えば角型合流部を有する合流ブロック）を用い
て積層し、口金から２層以上のシートを押し出し、キャ
スティングロールで冷却して積層未延伸フイルムを作
る。この場合、ポリマ流路にスタティックミキサー、ギ
ヤポンプを設置する方法は有効である。また、最表層積
層部側のポリマーを押出す押出機の溶融温度を基層部側
より５〜１０℃低くすることが有効である。

【００２１】次にこの未延伸フイルムを二軸延伸し、二
軸配向せしめる。延伸方法としては、逐次二軸延伸法ま
たは同時二軸延伸法を用いることができる。ただし、最
初に長手方向、次に幅方向の延伸を行なう逐次二軸延伸
法を用い、長手方向の延伸を３段階以上に分けて、総縦
延伸倍率を３．５〜６．５倍で行なう方法は特に好まし
い。長手方向延伸温度はポリエステルの種類によって異
なり一概には言えないが、通常、その１段目を５０〜１
３０℃とし、２段目以降はそれより高くすることが有効
である。長手方向延伸速度は５０００〜５００００％／
分の範囲が好適である。幅方向の延伸方法としてはステ
ンタを用いる方法が一般的である。延伸倍率は、３．０
〜６．０倍の範囲が適当である。幅方向の延伸速度は、
１０００〜２００００％／分、温度は８０〜１６０℃の
範囲が好適である。次にこの延伸フイルムを熱処理す
る。この場合の熱処理温度は１７０〜２２０℃、特に１
８０〜２００℃、時間は０．２〜２０秒の範囲が好適で
ある。

【００２２】［物性の測定方法ならびに効果の評価方
法］本発明の特性値の測定方法並びに効果の評価方法は
次の通りである。（１）粒子の平均粒径フイルムからポリマをプラズマ低温灰化処理法で除去
し、粒子を露出させる。処理条件はポリマは灰化される
が粒子は極力ダメージを受けない条件を選択する。その
粒子を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、粒子画像
をイメージアナライザで処理する。ＳＥＭの倍率はおよ
そ２０００〜１００００倍、また、１回の測定での視野
は１辺がおよそ１０〜５０μｍから適宜選択する。観察
箇所をかえて粒子数５０００個以上で粒径とその体積分
率から、次式で体積平均径ｄを得る。ｄ＝Σｄｉ・Ｎｖｉここで、ｄｉは粒径、Ｎｖｉはその体積分率である。粒
子がプラズマ低温灰化処理法で大幅にダメージを受ける
場合には、以下の方法を用いても良い。フイルム断面を
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用い、３０００〜１００
０００倍で観察する。ＴＥＭの切片厚さは約１０００オ
ングストロームとし、場所をかえて５００視野以上測定
し、上記式から体積平均径ｄを求める。

【００２３】（２）粒子の含有量ポリエステルは溶解し粒子は溶解させない溶媒を選択
し、粒子をポリエステルから遠心分離し、粒子の全体重
量に対する比率（重量％）をもって粒子含有量とする。
場合によっては赤外分光法の併用も有効である。

【００２４】（３）フイルム積層厚み表面からエッチングしながらＸＰＳ（Ｘ線光電子光
法）、ＩＲ（赤外分光法）あるいはコンフォーカル顕微
鏡などで、その粒子濃度のデプスプロファイルを測定す
る。片面に積層したフイルムにおける表層では、表面と
いう界面のために粒子濃度は低く、表面から遠ざかるに
つれて粒子濃度は高くなる。本発明の片面に積層したフ
イルムの場合は、深さ［Ｉ］で一旦極大値となった粒子
濃度がまた減少し始める。この濃度分布曲線をもとに極
大値の粒子濃度の１／２になる深さ［ＩＩ］（ここで、
ＩＩ＞Ｉ）を積層厚さとした。さらに、無機粒子などが
含有されている場合には、二次イオン質量分析装置（Ｓ
ＩＭＳ）を用いて、フイルム中の粒子のうち最も高濃度
の粒子の起因する元素とポリエステルの炭素元素の濃度
比（Ｍ⁺／Ｃ⁺）を粒子濃度とし、ポリエステルＡ層の
表面からの深さ（厚さ）方向の分析を行う。そして上記
同様の手法から積層厚さを得る。なお、フイルム断面観
察あるいは薄膜段差測定機などによって求めることもで
きる。

【００２５】（４）表面突起の平均高さ、個数、高さ分
布の相対標準偏差２検出器方式の走査型電子顕微鏡［ＥＳＭ−３２００、
エリオニクス（株）製］と断面測定装置［ＰＭＳ−１、
エリオニクス（株）製］においてフィルム表面の平坦部
の高さを０として走査した時の突起の高さ測定値を画像
解析装置［ＩＢＡＳ２０００、カールツァイス（株）
製］に送り、フィルム表面突起画像を再構築する。次に
この表面突起画像で突起部分を２値化して得られた個々
の突起の面積から円相当径を求めこれをその突起の平均
径とする。また、この２値化された個々の突起部分の中
で最も高い値をその突起の高さとし、これを個々の突起
について求める。この測定を場所をかえて５００回繰返
し、突起個数を求め、測定された全突起についてその高
さの平均値を平均高さとした。また個々の突起の高さデ
ータをもとに、高さ分布の標準偏差を求めた。求められ
た標準偏差を上記高さの平均値で割った値を、相対標準
差とした。また走査型電子顕微鏡の倍率は、１０００〜
８０００倍の間の値を選択する。なお、場合によって
は、高精度光干渉式３次元表面解析装置（ＷＹＫＯ社製
ＴＯＰＯ−３Ｄ、対物レンズ：４０〜２００倍、高解像
度カメラ使用が有効）を用いて得られる高さ情報を上記
ＳＥＭの値に読み替えて用いてもよい。

【００２６】（５）中心線平均表面粗さＲａ小坂研究所製の高精度薄膜段差測定器ＥＴ−１０を用い
て測定した。条件は下記とおりであり、２０回の測定の
平均値をもって値とした。・触針先端半径：０．５μｍ・触針荷重：５ｍｇ・測定長：１ｍｍ・カットオフ値：０．０８ｍｍなお、Ｒａの定義は、たとえば、奈良治郎著「表面粗さ
の測定・評価法」（総合技術センター、１９８３）に示
されているものである。

【００２７】（６）ポリマＩＶｏ−クロロフェノールを溶媒として２５℃にて測定し
た。

【００２８】（７）表面オリゴマ析出量３インチ径のコアに１５０ｍｍ巾で１００ｍ巻いたフイ
ルム元巻を１６０℃で３時間オーブン中に放置し、巻き
の中央部から採取したサンプルを４．５×４．５ｃｍの
大きさに数枚切り取り、エタノール系溶媒中に９０秒浸
漬し、高速液体クロマトグラフィーで低分子量体を定量
した（単位：ｍｇ／ｍ²）。

【００２９】

【実施例】次に実施例に基づき、本発明の実施態様を説
明する。実施例１（表１）平均粒径０．３μｍと０．６μｍの架橋ポリスチレン粒
子を含有する各ポリエチレンテレフタレートのペレット
と粒子を含有しないポリエチレンテレフタレートのペレ
ットを混ぜ合わせて、粒子含有量がそれぞれ３重量％
（０．３μｍ径の粒子）、２重量％（０．６μｍ径の粒
子）になるようにコントロールし、ベント式二軸混練押
出機１に供給し、２８０℃で溶解した（ポリマＩ）。更
に、もう一台の押出機２を用意し、実質的に粒子を含有
しないポリエチレンテレフタレートのペレットを１８０
℃で３時間減圧乾燥（３Ｔｏｒｒ）し、押出機２に供給
して２９０℃で溶解した（ポリマII）。この２つのポリ
マを、それぞれ高精度濾過した後、矩形積層部を備えた
２層合流ブロックにて、（Ｂ）層部にポリマIIを、
（Ａ）層部にポリマＩがくるように積層し、フィッシュ
テール型の口金よりシート状にして押し出した後、静電
印加キャスト法を用いて表面温度３０℃のキャスティン
グドラムに巻きつけて冷却固化し、厚さ約１６０μｍの
未延伸フイルムを作った。この時のドラフト比は６．５
であった。

【００３０】この未延伸フイルムを長手方向に３段階に
分け、１２３℃で１．２倍、１２６℃で１．４５倍、１
１４℃で２．３倍それぞれ延伸した。この一軸フイルム
をステンタを用いて幅方向に２段階に分け、１１１℃で
３．７倍、１１３℃で１．２倍延伸し、定長下で２００
℃にて５秒間熱処理（熱固定）し、全体の厚さとして１
４μｍのフイルムを得た。得られた二軸延伸フイルムの
Ａ層厚さは０．３μｍであった。また、表面突起の平均
突起高さｈは０．２１μｍ、突起高さ分布の標準偏差δ
は０．１９（μｍ）、突起高さ分布の相対標準偏差δ／
ｈは０．９０であった。

【００３１】このフイルムのロール状態での表面オリゴ
マ析出量を測定すると、０．８ｍｇ／ｍ²と少なく、本
発明の目標値を満足した。

【００３２】実施例２〜５実施例１と同様にして二軸配向積層ポリエステルフイル
ムを作製した。但し、実施例２では粒子の含有量を変更
し、さらに実施例３では３層積層（Ａ／Ｂ／Ａ）とし、
実施例４ではさらに粒子種をコロイダルシリカに変更し
た。実施例５では架橋ポリスチレンと炭酸カルシウムを
併用した。実施例２〜５ともに、表１に示すように、本
発明で規定した突起高さ分布の相対標準偏差を満足し、
少ない表面オリゴマ析出量とすることができた。

【００３３】比較例１、２表１に示すように、比較例１では一種類の平均粒径の粒
子としたところ、表面突起の高さが揃いすぎ、突起高さ
分布の相対標準偏差の値が小さくなりすぎて、表面オリ
ゴマ析出量が増大した。また、比較例２では、平均粒径
の大きな方の粒子が、小さな方の粒子に比べ多すぎるの
で、実質的に大径粒子の一粒子系と同等の状態になり、
やはり突起高さ分布の相対標準偏差の値が小さくなり、
また、１表面突起当たりの接触面積も大きいので、表面
オリゴマ析出量が大きく増大した。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】本発明の二軸配向熱可塑性樹脂フイルム
によれば、含有不活性粒子の平均粒径と粒子含有層の厚
さとの関係を特定するとともに、形成される表面突起の
高さ分布の相対標準偏差を特定値以上としたので、所望
の表面突起を効率よく成形しつつ、ロール状態でのオリ
ゴマ析出量を小さく抑えることができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｂ２９Ｋ 105:16 Ｂ２９Ｌ 9:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不活性粒子を含有する熱可塑性樹脂Ａか
らなるフイルムであって、該粒子の平均粒径がフイルム
厚さの０．１〜１０倍であり、かつ、該粒子に起因して
形成されるフイルム表面突起の高さ分布の相対標準偏差
が０．６以上あることを特徴とする二軸配向熱可塑性樹
脂フイルム。
【請求項２】熱可塑性樹脂Ｂからなるフイルムの少な
くとも片面に、請求項１に記載の熱可塑性樹脂Ａからな
るフイルムが積層されてなることを特徴とする二軸配向
熱可塑性樹脂フイルム。
【請求項３】前記熱可塑性樹脂Ａからなる積層フイル
ムの厚さが、３μｍ以下でかつフイルム全体の厚さの３
０％以下である請求項２の二軸配向熱可塑性樹脂フイル
ム。
【請求項４】前記熱可塑性樹脂Ｂからなるフイルム層
に、粒子が２重量％以下含有されている請求項２又は３
の二軸配向熱可塑性樹脂フイルム。
【請求項５】前記熱可塑性樹脂Ａからなるフイルムの
表面粗さＲａが５ｎｍ以上である請求項１ないし４のい
ずれかに記載の二軸配向熱可塑性樹脂フイルム。