JPH1036527A - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻き取り作業性や平坦易滑性に優れ、二軸配
向ポリエステルフィルムを提供する。 【解決手段】 粒度分布値（ｒ）が１．５を超え４．０
未満であり、平均粒子径が０．１〜３．０μｍの球状シ
リカ粒子を０．０１〜３．０重量％含有することを特徴
する二軸配向ポリエステルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二軸配向ポリエス
テルフィルムに関するものであり、詳しくは、巻き取り
作業性や、平坦易滑性に優れた、二軸配向ポリエステル
フィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルフィルム、とりわけポリエ
チレンテレフタレートに代表される二軸配向フィルム
は、優れた物理的および科学的特性を有し、磁気記録媒
体のベースフィルム、コンデンサー誘導体、包装用、製
版用、電気絶縁用、写真用等の基材として広く用いられ
ている。

【０００３】これらの用途にポリエステルが用いられる
場合、各用途に応じてその要求特性は異なるが、普遍的
に要求される特性は、フィルム取り扱い時の作業性の改
善、平坦易滑性の向上である。これらの特性を改良する
方法は、従来種々提案されているが、最も確実な方法は
ポリエステル中に不活性粒子を配合する方法である。こ
の方法は、ポリエステル独特の方法であり、重合中に系
内で金属化合物微粒子を沈殿させる方法と、外部から炭
酸カルシウム、カオリン、シリカ、架橋高分子等の無機
または有機の微粒子を添加する方法とに大別される。

【０００４】これらの中でも外部から球状シリカ粒子を
用いる試みもなされている。しかしながら、球状シリカ
は粒度分布がシャープすぎるため、各フィルム厚み等に
応じた最適粒子径の選択が困難であり、巻き取り作業性
や、平坦易滑性を充分満足させるものではなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、巻き取り作業性や、平坦易滑
性に優れた、二軸配向ポリエステルフィルムを提供する
ことを解決課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み、外部より添加する球状シリカ粒子について鋭意
検討した結果、特定の球状シリカ粒子を特定量含有する
二軸配向フィルムが、巻き取り作業性や、平坦易滑性を
同時にかつ十分に満足できることを見いだし、本発明を
完成するに至った。

【０００７】すなわち本発明の要旨は、粒度分布値
（ｒ）が１．５を超え４．０未満であり、平均粒子径が
０．１〜３．０μｍの球状シリカ粒子を０．０１〜３．
０重量％含有することを特徴とする二軸配向ポリエステ
ルフィルムに存ずる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明でいうポリエステル樹脂とは二官能性酸成分が芳
香族ジカルボン酸もしくはそのエステル形成性誘導体を
主とするものであり、具体的にはテレフタル酸、２，６
−ナフタレンジカルボン酸、そのエステル形成誘導体と
してはテレフタル酸ジメチル、２，６−ナフタレンジカ
ルボン酸ジメチルなどが挙げられ、使用用途に応じて選
ばれる。これらの中でもテレフタル酸、テレフタル酸ジ
メチルが好ましく選ばれる。

【０００９】またグリコール成分としてはエチレングリ
コール、ブチレングリコール、プロピレングリコール、
ポリエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメ
タノールなどが挙げられ、エチレングリコール、ブチレ
ングリコールが好ましい。かかるポリエステル樹脂は、
１種の芳香族ジカルボン酸もしくはそのエステル形成性
誘導体と、１種のグリコール成分とを出発原料とするポ
リエステルでもよいし、２種以上の成分を含む共重体で
あってもよい。共重合する成分として上記のほかに例え
ば、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、
ポリアルキレングリコールなどのジオール成分、アジピ
ン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸などのジカ
ルボン酸成分、トリメリット酸、ピロメリット酸などが
挙げられ、用途に応じて選択される。

【００１０】本発明は、数多い無機または有機の微粒子
の中から特定の球状シリカ粒子を選択し用いることを特
徴とする。なお、本発明に適用し得る球状シリカの製造
法は特に制限がなく、各種製造法で製造された球状シリ
カを用いることができる。典型的な例としては、アルコ
キシシランを出発原料として、アミン系触媒を用いて加
水分解及び縮合反応によって球状微粒子を合成し、粒子
径は反応温度、反応時間でコントロールする方法や、酸
素を含有させた雰囲気中で金属珪素粉末に着火し、燃焼
火炎を形成し、金属珪素粉末を連続的に酸化燃焼させて
球状微粒子を合成し、粒子径は燃焼炎の大きさ等でコン
トロールする方法等が挙げられる。

【００１１】また、本発明で用いられる球状シリカの平
均粒子径は０．１〜３．０μｍ、好ましくは０．３〜
２．５μｍ、さらに好ましくは０．４〜２．０μｍであ
る。平均粒子径が０．１μｍ未満では、ポリエステルを
フィルム化する際、その走行性が悪いためフィルムの巻
き取りでロールにシワが入り、取り扱い作業性が改良さ
れない。また、平均粒子径が３．０μｍを超えると表面
粗度が大きくなりすぎ、例えば感熱孔版印刷用において
は熱伝達にムラが生じ、穿孔が不均一となり解像度の低
下が見られたり、さらに磁気記録媒体用においては電磁
気特性が悪化し、コンデンサー誘電体用においては耐電
圧特性が悪化し、好ましくない。

【００１２】本発明の最大の特徴は、粒度分布値（ｒ）
が１．５を超え４．０未満、好ましくは１．６を超え
３．５以下、さらに好ましくは１．７を超え３．２以下
の範囲の球状シリカを用いることにある。フィルムの製
造時の巻取性、スリット性が良好で巻取時にシワが入っ
たり、巻きずれを起こさず、良好なロール外観を持つフ
ィルムを得るためには、フィルムの滑り性とともにフィ
ルム間の空気の漏れやすさ等も必要である。そのため、
滑り性と空気の漏れやすさそれぞれを改良するのに応じ
た粒子径の粒子を選択し、添加する必要があるが、フィ
ルム特性を改良するためにフィルム表面に付与する表面
突起の大きさや形状等は、添加粒子の粒子径や形状、硬
さ等だけでなくフィルムの厚さやフィルム製造時の延伸
温度、延伸速度等によっても大きく変化するため、最適
な粒子径はフィルム厚みや製膜条件に大きく左右され
る。

【００１３】フィルム特性を満足するための最適粒子径
を選択する際に、粒度分布値（ｒ）が１．５以下の場
合、平均粒子径以外の粒子径が混在する確率が低いた
め、平均粒子径がフィルム特性に必要な最適粒子径から
ずれてしまうと、フィルム特性が極端に劣ってしまう恐
れがある。特にフィルム厚みが薄い場合は、最適な粒子
径の範囲が狭くなるため、最適粒子径の選択は非常に困
難である。

【００１４】粒度分布値（ｒ）が本発明の範囲の場合
は、平均粒子径以外の粒子が混在するため、平均粒子径
がフィルム特性に最適な粒子径よりずれたとしても、粒
度分布中に最適な粒子径が混在するので、最適なフィル
ム特性が得られる。また、フィルム厚みや、製膜条件等
によりフィルム表面の突起形成が変化しても、極端にフ
ィルム特性が劣ることはなく、良好なフィルム特性を持
つフィルムが得られる。

【００１５】さらに、実用特性として、例えば感熱孔版
原紙用ポリエステルフィルムとして用いる場合は、離形
層の界面活性剤やシリコンオイル、フィルムの溶融カス
等が感熱ヘッドの汚れとして付着しないことや、付着し
た場合は、付着した感熱ヘッドの汚れをクリーニングす
る効果と同時に、感熱ヘッドの磨耗を最小限に抑える効
果などの実用特性も必要である。

【００１６】これらの実用特性の改良は、フィルムと感
熱ヘッドとの接触面積を少なくする目的で、ある程度大
きな突起をフィルム表面に形成させるが、粒度分布値
（ｒ）が１．５以下の場合は、前記した滑り性、空気の
漏れやすさに加え、上記の実用特性に効果のある粒子径
の粒子を添加しなければならない。また、上記実用特性
の改良に最適な粒子径の選択は難しく、平均粒子径が最
適粒子径からはずれた場合はやはり、極端にフィルム特
性が劣ってしまう。

【００１７】粒度分布値（ｒ）が１．５を超えた場合
は、粒度分布中に上記実用特性に効果のある粒子が混在
するため、新たな粒子径の粒子を選択し添加しなくて
も、実用特性の良好なフィルムが得られる。粒度分布値
（ｒ）が４．０以上の場合は、最適な粒子径の混在する
確率が低くなるため、粒子添加量を増やさなければ必要
な特性が得られなかったり、粗大粒子数が増加して、例
えば感熱孔版印刷原紙用に用いた場合は感熱ヘッドの磨
耗が大きくなり好ましくない。

【００１８】本発明は、フィルム厚み０．５〜７．０μ
ｍ、好ましくは０．８〜５．０μｍ、さらに好ましくは
０．８〜５．０μｍの範囲でより効果が期待できる。フ
ィルム厚みが０．５μｍ未満では、フィルム製造の際、
粒度分布中に含まれる粗大粒子が原因で、フィルムが破
断し連続性が劣る傾向がある。また、フィルム厚みが
７．０μｍを超える場合は、本発明の効果が十分発揮で
きないことがある。

【００１９】本発明で用いる平均粒子径の範囲で、かつ
本発明の粒度分布値（ｒ）の範囲であるならば、各用途
に応じたフィルム厚みで、フィルムの巻取性、スリット
性が良好で、巻取時にシワが入ったり、巻きずれを起こ
さず、良好なロール外観を持つロールを得ることがで
き、良好なポリエステルフィルムが得られる。本発明で
用いる球状シリカの配合量は０．０１〜３．０重量％、
好ましくは０．０５〜２．５重量％、さらに好ましくは
０．１０〜２．０重量％である。球状シリカの添加量が
０．０１重量％未満では、必要なフィルム特性が得られ
ず、フィルム製造時の巻き取り性が悪く、巻取時にシワ
が入ったり、巻きずれを起こしたり、良好なロール外観
が得られなかったりし好ましくない。また、球状シリカ
の添加量が３．０重量％を超えると、表面粗度が大きく
なりすぎ、例えば感熱孔版印刷用においては熱伝達にム
ラが生じ、穿孔が不均一となり解像度の低下が見られた
り、さらに磁気記録媒体用においては、電磁気特性が悪
化し、コンデンサー誘電体用においては耐電圧特性が悪
化し好ましくない。

【００２０】なお、本発明においてはかかる球状シリカ
の配合方法は特に限定されるものではない。例えば、ポ
リエステルの重縮合反応前、反応中または反応後に添加
することができるが、特に重縮合反応前エチレングリコ
ールスラリーとして良く分散させた状態で添加するのが
良い。この場合必要に応じ高速撹拌あるいは超音波分散
等を行う事により効果的な分散が可能となる。

【００２１】なお、本発明において用いる粒子は上記特
定の粒子径、粒度分布、粒子量の球状シリカ粒子を必須
とするが、それ以外の粒子、添加剤も、要旨を越えない
限りにおいて含有させてもよい。二軸配向ポリエステル
フィルムはポリエステルを常法で溶融押出しを行った
後、逐次または同時二軸延伸を行い、さらに必要に応じ
て再度縦または横方向に延伸を行った後、熱固定あるい
は必要に応じてエージング等をすることによって得られ
る。

【００２２】かくして得られた本発明の二軸配向ポリエ
ステルフィルムは、磁気記録媒体のベースフィルム、コ
ンデンサー誘導体、包装用、製版用、電気絶縁用、写真
用等の基材として用いられ、特に感熱孔版印刷原紙用と
して最適である。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。なお、本発明で用い
た物性測定法を以下に示す。 （１）微粒子の平均粒径 （株）島津製作所製遠心沈降式粒度分布測定装置ＳＡ−
ＣＰ３型を用いてストークスの抵抗則に基づく沈降法に
よって粒子の大きさを測定した。測定により得られた粒
子の等価球形分布における積算（体積基準）５０％の値
を用いて平均粒径とした。なお粒度分布値（ｒ）は下記
式から算出した。

【００２４】

【数１】粒度分布値（ｒ）＝ｄ₂₅／ｄ₇₅ （上記式中、ｄ₂₅、ｄ₇₅は粒子群の積算体積を大粒子側
から計測し、それぞれの総体積の２５％、７５％に相当
する粒径（μｍ）を示す） （２）密度（密度勾配管法） ｎ−へプタンと四塩化炭素の混合液で形成された密度勾
配管に標準密度のフロートを入れ、そのフロートの位置
と、試料が安定する位置との対比により試料の密度を決
定した。なお、測定温度は２５℃で行った。 （３）フィルム厚み 幅Ｗ（ｃｍ）、長さＬ（ｃｍ）のフィルム試片を作成
し、試片の重さをＧ（ｇ）、密度ｄ（ｇ／ｃｍ³ ）とし
たとき、フィルム厚さｔ（μｍ）は、次式により計算し
た。

【００２５】

【数２】ｔ＝Ｇ／（Ｗ×Ｌ×ｄ）×１００００

【００２６】（４）融点 セイコー電子工業（株）製差動熱量計ＳＳＣ５８０ＤＳ
Ｃ２０型を用いて測定した。ＤＳＣ測定条件は以下のと
おりである。すなわち、試料フィルム１０ｍｇをＤＳＣ
装置にセットし、１０℃／分の速度で昇温し、０℃〜３
００℃の範囲で測定し、融点を融解吸熱ピークの頂点と
して測定した。

【００２７】（５）巻き特性 直径１５ｃｍの紙管にラインスピード約１７０ｍ／分で
製造されるフィルムを６０００ｍ巻き取り端面の状態を
観察し、次の３ランクに分けた。 ◎ … 端面がすべて揃っている 〇 … 端面がほぼ揃い、実用可能 △ … 端面の一部が不揃いである × … 端面の下なりの部分が不揃いである

【００２８】（５）感熱孔版印刷原紙実用特性 フィルムに和紙を貼り合わせて原紙を作製した。得られ
た原紙をサーマルヘッドにより、印加エネルギー０．０
９ｍＪおよび０．１２ｍＪにて文字画像および１６段階
の階調画像を製版した。製版された原紙のフィルム側か
ら顕微鏡で階調画像部の穿孔状態を観察し、以下の項目
について評価した。 （ａ）感度 ◎：所定の穿孔が確実に行われ、穿孔の大きさも十分で
あり非常に良好 ○：所定の穿孔がほぼ確実に行われ、穿孔の大きさも十
分であり良好 △：稀に所定の穿孔が得られない部分や穿孔の大きさが
不十分な部分がある ×：所定の穿孔が得られない部分が数多くあり、穿孔の
大きさも不十分であり、実用上支障がある。

【００２９】また、製版原紙を用い、理想科学工業
（株）製リソグラフＡＰ７２００印刷機を用いて実際に
印刷し、得られた文字、画像について、下記の特性を目
視で判定した。 （ｂ）印字品位性 ◎：濃度のムラ、にじみが全くなく、鮮明に印字でき、
非常に良好 ○：濃度のムラ、にじみがなく、鮮明に印字でき、良好 △：わずかに濃淡のムラ、にじみが認められ、やや鮮明
さに欠ける ×：濃淡のムラ、あるいはにじみ、かすれがはっきり出
ている （ｃ）耐刷性 ○：２０００枚以上の連続印刷が可能 ×：感熱ヘッドの汚れなどの原因で、数百枚程度しか連
続印刷できない

【００３０】実施例１ テレフタル酸ジメチル８０重量部、イソフタル酸ジメチ
ル２０重量部とエチレングリコール６０重量部とを出発
原料とし、触媒として酢酸マグネシウム・四水塩０．０
９重量部を反応器にとり、反応開始温度を１５０℃と
し、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇さ
せ、３時間後に２３０℃とした。４時間後実質的にエス
テル交換反応を終了させた。この反応混合物にエチルア
シッドフォスフェート０．０４部、三酸化アンチモン
０．０４部を加えて、４時間重縮合反応を行った。次い
で、エチルアシッドフォスフェート０．０４部を添加し
た後、平均粒子径０．７μｍのエチレングリコールに分
散させた球状シリカ粒子を０．５部、三酸化アンチモン
０．０４部を加えて、４時間重縮合反応を行った。すな
わち、温度を２３０℃から徐々に昇温し２８０℃とし
た。一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には０．
３ｍｍＨｇとした。反応開始後、４時間を経た時点で反
応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させた。得られ
たポリエステルの極限粘度は０．６５、融点は１９８℃
であった。

【００３１】得られたポリエステルを乾燥後、２６５℃
にて押出機よりシート状に押出し、表面温度を３０℃に
設定した回転冷却ドラムで静電印加冷却法を利用して急
冷固化させ、厚み３０μｍの実質的に非晶質のシートを
作成した。次いでこの無定型シートを縦方向に７０℃で
３．７倍縦延伸し、横方向に７５℃で４．０倍延伸し９
０℃で３秒間熱処理を行い、厚さ２μｍの二軸配向フィ
ルムを製造した。次いで得られたフィルムを常法に従
い、多孔性薄葉紙に貼り合わせ感熱孔版印刷用原紙を作
成し、謄写印刷を行った。得られたフィルムの特性およ
び感熱孔版原紙の特性を下記表２に示す。

【００３２】実施例２〜３、比較例１〜７ 実施例１において、球状シリカを下記表１記載の粒子に
変えた以外は実施例１と同様の方法でポリエステルフィ
ルムを得た。得られたフィルムの特性および感熱孔版原
紙の特性を表２に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】本発明のフィルムによれば、巻き特性、
平坦易滑性に優れた二軸配向ポリエステルフィルムが提
供でき、その工業的価値は高い。

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 Ｂ２９Ｌ 7:00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒度分布値（ｒ）が１．５を超え４．０
   未満であり、平均粒子径が０．１〜３．０μｍの球状シ
   リカ粒子を０．０１〜３．０重量％含有することを特徴
   する二軸配向ポリエステルフィルム。