JPH0812793A

JPH0812793A - ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JPH0812793A
Application number: JP14762594A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Kishino; 友行岸野; Hideyori Kurihara; 英資栗原
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1996-01-16

Abstract

(57)【要約】【目的】耐削れ性および耐スクラッチ性に優れ、磁気
記録媒体のベースフィルムとして有用なポリエステルフ
ィルムを提供する。【構成】比表面積が５０〜１５０ｍ²／ｇでかつ平均
粒径が０．０５〜０．３μｍの、Ａｌ、Ｓｉを含有する
非晶質の複合酸化物微粒子を滑剤として０．０５〜１．
０重量％含有していることを特徴とするポリエステルフ
ィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリエステルフィルムに
関し、さらに詳しくは耐削れ性および耐スクラッチ性に
優れ、特に磁気記録媒体のベースフィルムとして有用な
ポリエステルフィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートフィルムに
代表される二軸配向ポリエステルフィルムはその優れた
物理的および化学的特性の故に、種々の用途、特に磁気
記録媒体用として広く用いられている。

【０００３】二軸配向ポリエステルフィルムにおいて
は、その滑り性や耐削れ性がフィルムの製造工程および
加工工程の作業性の良否、さらにはその製品品質を左右
する大きな要因となっている。これらが不足すると、例
えば二軸配向ポリエステルフィ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コーティングロールと
フィルム表面との摩擦が激しく、削れ粉が発生したり、
フィルム表面にスクラッチが発生する。またＶＴＲやデ
ータカートリッジ用として用いる場合にも、カセットに
高速で巻き込む工程で削れ粉やスクラッチが発生しドロ
ップアウトの原因となる。

【０００４】特にＶＴＲ用途では、最近コストダウンを
目的としてカセット内に固定されたガイドポストに、表
面を充分に仕上げていない金属ガイドやプラスチックガ
イドを用いる場合があるが、これらガイドポストの表面
は極めて粗い。このため、従来のフィルムの易滑性およ
び耐削れ性を向上させる技術、例えば酸化ケイ素、二酸
化チタン、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオ
リン等の無機粒子を添加する方法（例えば、特開昭５４
―５７５６２号参照）、又は重合系内でカルシウム、リ
チウムあるいはリンを含む微粒子を析出せしめる方法
（例えば、特公昭５２―３２９１４号参照）を適用して
フィルムを製造しかつバックコートを設けないで磁気テ
ープとした場合は、カセットに高速で巻き込む工程にお
いて削れ粉やスクラッチが発生し、ドロップアウトレベ
ルが上昇する。

【０００５】このような問題に対して、例えば特開昭６
２―４３４５０号公報は空隙率の大きい多孔質のアルミ
ナ、シリカ、チタニア粒子などを添加し、傷付き性を減
少させる方法を提案している。しかしこの公報は本発明
を開示ないし示唆するものではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、粗い
金属ガイドやプラスチックガイドに対しても良好な耐削
れ性および耐スクラッチ性を有し、特に磁気記録媒体に
有用なポリエステルフィルムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、本発明
によれば、比表面積が５０〜１５０ｍ²／ｇでかつ平均
粒径が０．０５〜０．３μｍの、金属成分がＡｌおよび
Ｓｉで構成される非晶質の複合酸化物微粒子を、ポリエ
ステルに対して、０．０５〜１．０重量％含有している
ことを特徴とするポリエステルフィルムによって達成さ
れる。

【０００８】以下、本発明を詳述するが、それにより本
発明の他の目的、構成並びに利点および効果が明かとな
ろう。

【０００９】本発明におけるポリエステルとは、芳香族
ジカルボン酸を主たる酸成分とし、芳香族グリコールを
主たるグリコール成分とするポリエステルである。かか
るポリエステルは実質的に線状であり、そしてフィルム
形成性特に溶融成形によるフィルム形成性を有する。

【００１０】芳香族ジカルボン酸としては、例えばテレ
フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、ジ
フェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルスルホンジ
カルボン酸、ジフェニルケトンジカルボン酸、アンスラ
センジカルボン酸等を挙げることができる。

【００１１】脂肪族グリコールとしては、例えばエチレ
ングリコール、トリメチレングコリール、テトラメチレ
ングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチ
レングリコール、デカメチレングリコールなどの如き炭
素数２〜１０のポリメチレングリコールあるいはシクロ
ヘキサンジメタノールの如き脂環族ジオールなどを挙げ
ることができる。

【００１２】本発明においてポリエステルとしては、例
えばアルキレンテレフタレート及び／又はアルキレンナ
フタレンジカルボキシレートを主たる繰り返し単位とす
るものが好ましく用いられる。

【００１３】かかるポリエステルのうちでも、特にポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレン―２，６―ナフ
タレンジカルボキシレートはもちろんのこと、例えば全
ジカルボン酸成分の８０モル％以上がテレフタル酸及び
／又は２，６―ナフタレンジカルボン酸であり、全グリ
コール成分の８０モル％以上がエチレングリコールであ
る共重合体が好ましい。その際全酸成分の２０モル％以
下は、テレフタル酸及び／又は２，６―ナフタレンジカ
ルボン酸以外の上記芳香族ジカルボン酸であることがで
き、また例えばアジピン酸、セバチン酸などの如き脂肪
族ジカルボン酸；シクロヘキサン―１，４―ジカルボン
酸の如き脂環族ジカルボン酸などであることができる。
また、全グリコール成分の２０モル％以下は、エチレン
グリコール以外の上記グリコールであることができ、ま
た例えばハイドロキノン、レゾルシン、２，２―ビス
（４―ヒドロキシフェニル）プロパンなどの如き芳香族
ジオール；１，４―ジヒドロキシジメチルベンゼンの如
き芳香環を有する脂肪族ジオール；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
グリコールなどの如きポリアルキレングリコール（ポリ
オキシアルキレングリコール）などであることもでき
る。

【００１４】また、本発明におけるポリエステルには、
例えばヒドロキシ安息香酸の如き芳香族オキシ酸、ω―
ヒドロキシカプロン酸の如き脂肪族オキシ酸等のオキシ
カルボン酸に由来する成分を、ジカルボン酸成分および
オキシカルボン酸成分の総量に対し２０モル％以下で共
重合或は結合するものも包含される。

【００１５】さらに本発明におけるポリエステルには実
質的に線状である範囲の量、例えば全酸成分に対し２モ
ル％以下の量で、３官能以上のポリカルボン酸又はポリ
ヒドロキシ化合物、例えばトリメリット酸、ペンタエリ
スリトール等を共重合したものも包含される。

【００１６】上記ポリエステルは、それ自体公知であ
り、かつそれ自体公知の方法で製造することができる。

【００１７】上記ポリエステルとしては、ｏ―クロロフ
ェノール溶媒中、３５℃で測定して求めた固有粘度が約
０．４〜約０．９ｄｌ／ｇのものが好ましい。

【００１８】本発明においてポリエステルに含有させる
微粒子は、比表面積が５０〜１５０ｍ²／ｇでかつ平均
粒径が０．０５〜０．３μｍの、金属成分がＡｌおよび
Ｓｉで構成される非晶質の複合酸化物微粒子である必要
があり、該微粒子を用いることにより耐スクラッチ性お
よび耐削れ性に優れたポリエステルフィルムを得ること
が可能となる。更に該微粒子は、複合酸化物としての表
面組成が光電子分光法（ＥＳＣＡとも言われる）により
求めた値で、Ａｌ／Ｓｉ（原子比）が１〜５でありかつ
（Ａｌ＋Ｓｉ）／Ｏ（原子比）が０．５７〜０．６３で
あることが好ましい。かかる範囲を外れた微粒子は粒子
硬度が不足することにより耐スクラッチ性が不足したり
あるいは逆に粒子硬度が大きすぎて耐削れ性が悪化した
りするため好ましくない。

【００１９】かかる複合酸化物微粒子は、例えば塩化ア
ルミニウムおよび四塩化ケイ素を原料として、それぞれ
の蒸気を同時に酸水素炎中に供給し、高温加水分解法、
いわゆる火焔加水分解法により合成することが出来る。
この火焔加水分解法は２つの原料の供給量を調整するこ
とにより、Ａｌ、Ｓｉ、Ｏの原子比と変えることが出来
るメリットがあるが、本発明においては製造方法は特に
限定されるものではない。

【００２０】なお前記微粒子の平均粒径はポリエステル
フィルム中に存在している状態で測定される値として定
義される。しかしながら、多く場合、ポリエステルに混
合する前の粉体について測定された値で代表され得る。
更に該微粒子は、好ましくは平均粒径が０．１μｍ以下
の一次粒子が凝集したものであり、このような微粒子の
使用は分散性が良いこと、添加量が少くて済むこと、削
れ粉が発生しにくいなどの利点を有する。

【００２１】複合酸化物微粒子の含有量は、ポリエステ
ルに対して、０．０５〜１．０重量％であることが本発
明のポリエステルフィルムの耐スクラッチ性および耐削
れ性の観点から好ましい。０．１〜０．５重量％である
とより好ましい結果を生じる。

【００２２】複合酸化物微粒子は、必要に応じてポリエ
ステルに添加する前に、エチレングリコールなどグリコ
ール類に分散してスラリーとした後に、媒体攪拌型ミル
を用いて微粉砕したり、あるいは湿式分級器、フィルタ
ーなどで粗大粒子を除去して所定の平均粒径とすること
ができる。このとき、上記の処理前に分散剤などを添加
することもできる。また、乾式法により解砕処理あるい
は分級処理を施し、所定の平均粒径とすることができ
る。

【００２３】本発明では、所望により、上記複合酸化物
微粒子以外に０．３〜２．０μｍの平均粒径を有する不
活性粒子をポリエステルフィルムに配合することができ
る。前記複合酸化物微粒子以外の不活性粒子の存在によ
りポリエステルフィルムの耐スクラッチ性および耐削れ
性においてより優れた結果を得ると共に該フィルムを製
造する工程での取扱い性が向上し、さらには該フィルム
を磁気記録媒体用ベースフィルムとして用いた場合の走
行性が向上する。しかしながら、平均粒径があまりに大
きい不活性粒子の配合は表面平坦性を悪化させて磁気記
録媒体の電磁変換特性が低下するので好ましくない。

【００２４】このような不活性粒子の量は、ポリエステ
ルに対して０．０１〜２．０重量％であることにより好
ましい結果を生じる。

【００２５】前記不活性粒子はその種類について特に限
定されるものでなく、例えば炭酸カルシウム、二酸化ケ
イ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、カオリン等の無
機不活性粒子、シリコーン樹脂、架橋ポリスチレン等の
有機不活性粒子、および重合触媒による内部析出粒子等
を用いることができる。

【００２６】本発明のポリエステルフィルムは、例え
ば、Ｔｍ〜（Ｔｍ＋７０）℃の温度（ここで、Ｔｍはポ
リエステルの融点である）でポリエステルを押出して固
有粘度０．３５〜０．９ｄｌ／ｇの未延伸フィルムを
得、該未延伸フィルムを一軸方向（縦方向又は横方向）
に（Ｔｇ−１０）〜（Ｔｇ＋７０）℃の温度（ここで、
Ｔｇ：ポリエステルのガラス転移温度である）で２．５
〜５．０倍の倍率で延伸し、次いで上記延伸方向と直角
方向（一段目延伸が縦方向の場合には、二段目延伸は横
方向となる）にＴｇ〜（Ｔｇ＋７０）℃の温度で２．５
〜５．０倍の倍率で延伸することで製造できる。この場
合、面積延伸倍率は９〜２２倍、さらには１２〜２２倍
にするのが好ましい。延伸手段は同時二軸延伸、逐次二
軸延伸のいずれでもよい。

【００２７】更に、得られたフィルムは、（Ｔｇ＋７
０）〜Ｔｍ（℃）の温度で熱固定することができる。例
えばポリエチレンテレフタレートフィルムについては１
９０〜２３０℃で熱固定することが好ましい。熱固定時
間は例えば１〜６０秒である。

【００２８】本発明のポリエステルフィルムが、耐削れ
性、耐スクラッチ性に優れる理由は明らかでないが、特
に粒子の形状、硬さが適度であることが主な理由と思わ
れる。

【００２９】本発明のポリエステルフィルムは、耐削れ
性、耐スクラッチ性に優れ、特に磁気記録媒体のベース
フィルムとして有用である。

【００３０】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。また実施例での各特性値は、下記の方法に
よる。

【００３１】（１）粒子の平均粒径（ｉ）粒体から平均粒径を求める場合島津製作所製ＣＰ―５０型セントリフュグルパーティ
クルサイズアナライザー（Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ
ＰａｒｔｉｃｌｅＳｉｚｅＡｎａｌｙｓｅｒ）を
用いて得られる遠心沈降曲線を基に算出した粒径とその
粒径を有する粒子の存在量との積算曲線から、５０マス
パーセントに相当する粒径を読み取り、この値を上記平
均粒径とする（単行本「粒度測定技術」日刊工業新聞社
発行、１９７５年、頁２４２〜２４７参照）。

【００３２】（ii）フィルム中の粒子の場合試料フィルム小片を走査型電子顕微鏡用試料台に固定
し、日本電子（株）製スパッターリング装置（ＪＦＣ―
１１００型イオンエッチング装置）を用いてフィルム表
面に下記条件にてイオンエッチング処理を施す。条件
は、ベルジャー内に試料を設置し、約１０^-3Ｔｏｒｒの
真空状態まで真空度を上げ、電圧０．２５ＫＶ、電流１
２．５ｍＡにて約１０分間イオンエッチングを実施す
る。更に同装置にて、フィルム表面に金スパッターを施
し、走査型電子顕微鏡にて５０，０００〜１０，０００
倍で観察し、日本レギュレーター（株）製ルーゼックス
５００にて少なくとも１００個の粒子の等価球径分布を
求め、その重量積算５０％の点より算出する。

【００３３】（２）粉体の比表面積カンタクローム社製オートソーブ―１を使用し、ＢＥＴ
法により比表面積を測定する。

【００３４】（３）粉体の表面組成日本電子（株）製ＴＥＳＣＡ―４Ｘ線光電子分光装置
で、励起Ｘ線はＭｇ―Ｋα線を用いて測定する。その
際、粉体を厚さ１ｍｍ直径１０ｍｍの円形プレート化し
て測定資料とし、検出ピーク面積より、計算でＡｌ、Ｓ
ｉ、Ｏの原子比を求める。

【００３５】（４）フィルムの走行摩擦係数（μｋ）図１に示した装置を用いて下記のようにして測定する。
図１中、１は巻出しリール、２はテンションコントロー
ラー、３，５，６，８，９および１１はフリーローラ
ー、４はテンション検出機（入口）、７はステンレス鋼
ＳＵＳ３０４製の固定棒（外径５ｍｍφ，表面粗Ｒａ＝
０．０２μｍ）、１０はテンション検出機（出口）、１
２はガイドローラー、１３は巻取りリールをそれぞれ示
す。

【００３６】温度２０℃、湿度６０％の環境で、巾１／
２インチにスリットしたフィルムを固定棒７に角度θ＝
（１５２／１８０）πラジアン（１５２°）で接触させ
て毎分２００ｃｍの速さで移動（摩擦）させる。入口テ
ンションＴ₁が３５ｇとなるようにテンションコントロ
ーラー２を調整した時の出口テンション（Ｔ₂：ｇ）を
フィルムが９０ｍ走行したのちに出口テンション検出機
で検出し、次式で走行摩擦係数μｋを算出する。

【００３７】

【数２】 μｋ＝（２．３０３／θ）ｌｏｇ（Ｔ₂／Ｔ₁）＝０．８６８ｌｏｇ（Ｔ₂／３５）

【００３８】（５）フィルム表面の平坦性Ｒａ（中心線平均粗さ）をＪＩＳＢ０６０１に準じ
て測定する。東京精密社（株）製の触針式表面粗さ計
（ＳＵＲＦＣＯＭ３Ｂ）を用いて、針の半径２μ、荷重
０．０７ｇの条件下にチャート（フィルム表面粗さ曲
線）をかかせ、得られるフィルム表面粗さ曲線からその
中心線の方向に測定長さＬの部分を抜き取り、この抜き
取り部分の中心線をＸ軸とし、縦倍率の方向をＹ軸とし
て、粗さ曲線Ｙ＝ｆ（ｘ）で表わしたとき、次の式で与
えられる値（Ｒａ：μｍ）をフィルム表面の平坦性とし
て定義する。

【００３９】

【数３】

【００４０】本発明では、基準長を０．２５ｍｍとして
８個測定し、値の大きい方から３個除いた５個の平均値
としてＲａ（μｍ）を表わす。

【００４１】（６）耐スクラッチ性、削れ性走行摩擦係数μｋの測定に使用した図１と同様の装置に
おいて、巻き付け角度を３０度として毎分３００ｍの速
さで入口張力が５０ｇとなるようにして２００ｍ走行さ
せる。走行後に固定棒７上に付着した削れ粉および走行
後テープのスクラッチを評価する。このとき固定棒７と
して、ＳＵＳ焼結板を円柱形に曲げた表面仕上げ不十分
な６φのテープガイド（表面粗さＲａ＝０．１５μｍ）
を用いる。

【００４２】＜削れ粉判定＞ ◎：削れ粉が全く見られない ○：うっすらと削れ粉が見られる △：削れ粉の存在が一見して判る ×：削れ粉がひどく付着している

【００４３】＜スクラッチ判定＞ ◎：スクラッチが全く見られない ○：１〜５本のスクラッチが見られる △：６〜１５本のスクラッチが見られる ×：１６本以上のスクラッチが見られる

【００４４】［実施例１〜５、比較例１〜３］ジメチル
テレフタレートとエチレングリコールとを、エステル交
換触媒として酢酸マンガンを、重合触媒として三酸化ア
ンチモンを、安定剤として亜燐酸を、更に滑剤として表
１、２に示す添加粒子を添加して、常法により重合し、
固有粘度（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６２
ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートを得た。

【００４５】このポリエチレンテレフタレートのペレッ
トを１７０℃で３時間乾燥後、押出機ホッパーに供給
し、溶融温度２８０〜３００℃で溶融し、この溶融ポリ
マーを１ｍｍのスリット状ダイを通して表面仕上げ０．
３ｓ程度、表面温度２０℃の回転冷却ドラム上に押出
し、２００μｍの未延伸フィルムを得た。

【００４６】このようにして得られた未延伸フィルムを
７５℃にて予熱し、更に低速、高速のロール間で１５ｍ
ｍ上方より９００℃の表面温度のＩＲヒーター１本にて
加熱して３．６倍に延伸し、急冷し、続いてステンター
に供給し、１０５℃にて横方向に３．９倍に延伸した。
得られた二軸配向フィルムを２０５℃の温度で５秒間熱
固定し、厚み１４μｍの熱固定二軸配向フィルムを得
た。

【００４７】このフィルムの特性を表１、２に示す。

【００４８】［実施例６］ジメチルテレフタレートの代
りにジメチル―２，６―ナフタレンジカルボキシレート
を用い、回転冷却ドラムの表面温度を６０℃、縦延伸時
の予熱温度を１２０℃、赤外線ヒーターの表面温度を９
５０℃、横延伸温度を１２５℃、さらに熱固定を２１５
℃で１０秒間とする以外は実施例２と同様に行って二軸
配向フィルムを得た。

【００４９】このフィルム特性を表１に示す。

【００５０】［比較例４］滑剤として表２に示す粒子を
用いるほかは実施例７と同様に行って二軸配向フィルム
を得た。その特性を表２に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】表１、２の結果から明らかなように、複合
酸化物微粒子を用いた場合、磁気記録媒体のベースフィ
ルムとして有用な、耐削れ性および耐スクラッチ性に優
れるポリエステルフィルムが得られる。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、耐削れ性および耐スク
ラッチ性に優れ、特に磁気記録媒体のベースフィルムと
して有用なポリエステルフィルムを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】走行摩擦係数（μｋ）を測定する装置の概略図
である。

【符号の説明】１巻出しリール２テンションコントローラー３フリーローラー４テンション検出機（入口）５フリーローラー６フリーローラー７固定棒８フリーローラー９フリーローラー１０テンション検出機（出口）１１フリーローラー１２ガイドローラー１３巻取りリール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】比表面積が５０〜１５０ｍ²／ｇでかつ
平均粒径が０．０５〜０．３μｍの、金属成分がＡｌお
よびＳｉで構成される非晶質の複合酸化物微粒子を、ポ
リエステルに対して、０．０５〜１．０重量％含有して
いることを特徴とするポリエステルフィルム。
【請求項２】複合酸化物が火焔加水分解法により合成
された微粒子である請求項１に記載のポリエステルフィ
ルム。
【請求項３】複合酸化物の表面組成が光電子分光法で
求めた値で【数１】Ａｌ／Ｓｉ（原子比）＝１〜５、（Ａｌ＋Ｓｉ）／Ｏ（原子比）＝０．５７〜０．６３を満足する請求項１記載のポリエステルフィルム。
【請求項４】平均粒径が０．３〜２．０μｍの不活性
粒子の１種以上を０．００５〜２．０重量％含有する請
求項１に記載のポリエステルフィルム。
【請求項５】ポリエステルフィルムが二軸配向フィル
ムである請求項１〜４のいずれかに記載のポリエステル
フィルム。