JPH11320793A - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた電磁変換特性を発現する磁気記録媒体
用として有用な二軸配向ポリエステルフィルムを得る。 【解決手段】 ポリプロピレンテレフタレートを主成分
とするポリマからなるフィルム層（Ａ層）を少なくとも
一方の表面に有する積層ポリエステルフィルムであっ
て、長手方向と幅方向のヤング率がともに５ＧＰａ以上
であり、かつ長手方向と幅方向のヤング率の比（長手方
向のヤング率／幅方向のヤング率）が０．７〜１．２で
あ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。

【０００２】

【従来の技術】二軸配向ポリエステルフィルムとしては
二軸配向積層ポリエステルフィルムが知られている（例
えば特開平２−７７４３１号公報）。また、二軸配向ポ
リプロピレンテレフタレートフィルムも知られている
（例えば特開平９−１７５０５５号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
デジタルビデオテープ用やコンピュータ用のデータスト
レージ用テープなどの高性能磁気記録媒体として、小型
で高記憶容量高性能メタル塗布型テープが必要とされて
いる。小型化、記憶容量増加のためには、体積記録密度
を向上させるため、テープの薄膜化が有効である。さら
に、このような薄膜化したテープを磁気記録媒体として
用いるためには、そのベースフィルムには高い強度が必
要となる。しかし、このような強力化薄膜フィルムを用
いた場合、テープスティフネスが減少し、ヘッド当たり
が悪くなり、電磁変換特性が低下してしまうという問題
があった。本発明はかかる課題を解決し、高い強度を有
しながら、尚かつ、ヘッド当たりが良く、磁気テープと
して用いた場合に、電磁変換特性に優れる二軸配向ポリ
エステルフィルムを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の前記課題は、ポ
リプロピレンテレフタレートを主成分とするポリマから
なるフィルム層（Ａ層）を少なくとも一方の表面に有す
る積層ポリエステルフィルムであって、長手方向と幅方
向のヤング率がともに５ＧＰａ以上であり、かつ長手方
向と幅方向のヤング率の比（長手方向のヤング率／幅方
向のヤング率）が０．７〜１．２である二軸配向ポリエ
ステルフィルムにより達成される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の二軸配向ポリエステルフ
ィルムはポリプロピレンテレフタレート（ＰＰＴ）を主
成分とするポリマからなるフィルム層（Ａ層とする）を
少なくとも一方の表面に有する積層フィルムである。

【０００６】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを
構成するポリエステルとして、粒子を含有する層はヘッ
ド当たりの点から、少なくとも一方の最外層にポリプロ
ピレンテレフタレートからなる層を有する必要がある。
なお、本発明の目的を阻害しない範囲内で、２種以上の
ポリマを混合してもよいし、共重合ポリマを用いてもよ
い。また、本発明の目的を阻害しない範囲内で酸化防止
剤、熱安定剤、紫外線吸収剤などの添加剤が通常添加さ
れる程度添加されていてもよい。

【０００７】また、本発明の二軸配向ポリエステルフィ
ルムを構成するポリエステルとして、他の層は特に限定
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−ナフタレンジカル
ボキシレート単位から選ばれた少なくとも一種の構造単
位を主要成分とするポリマが好ましく例示される。中で
も、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ（エ
チレンー２，６−ナフタレンジカルボキシレート）（Ｐ
ＥＮ）が特に好ましい。なお、本発明の目的を阻害しな
い範囲内で、２種以上のポリマを混合してもよいし、共
重合ポリマを用いてもよい。また、本発明の目的を阻害
しない範囲内で酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤な
どの添加剤が通常添加される程度添加されていてもよ
い。

【０００８】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの
Ａ層厚み（Ａ層が２層以上ある場合にはそれぞれの層の
厚み）は特に限定されないが、耐摩耗性の点から０．０
１〜３μｍが好ましく、より好ましくは０．０２〜２μ
ｍ、さらに好ましくは０．０３〜１μｍである。

【０００９】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は、長手方向と幅方向のヤング率が５ＧＰａ以上であ
り、好ましくは６ＧＰａ以上、さらに好ましくは７ＧＰ
ａ以上である。長手方向と幅方向のヤング率が５ＧＰａ
より小さいと、フィルムのスティフネスが低下し、磁気
テープに加工した際の電磁変換特性が悪化する。

【００１０】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は、長手方向と幅方向のヤング率の比が、０．７〜１．
２であり、好ましくは０．７５〜１．１５、さらに好ま
しくは０．８〜１．１である。この範囲を外れると、特
にヘリカルスキャン方式の記録ヘッドを用いた磁気テー
プでは、ヘッド当たりが不均一となり、電磁変換特性が
低下する。

【００１１】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は、ポリプロピレンテレフタレート層に粒子を含有する
必要はないが、加工時のハンドリング性（摩擦特性）の
点からポリプロピレンテレフタレート層に粒子を含有し
てもよい。その場合、用いる粒子の平均粒径は、０．０
１〜２μｍが好ましい。さらに好ましくは０．０２〜
１．５μｍ、最も好ましくは０．０２〜１μｍである。
また、該粒子含有量は０．０１〜３重量％が好ましい。
さらに好ましくは０．０２〜２重量％、最も好ましくは
０．０５〜１重量％である。粒子の粒径が２μｍより大
きかったり、添加量が３重量％より多い場合には電磁変
換特性が低下する場合がある。また、粒子の粒径が０．
０１μｍより小さかったり、添加量が０．０１重量％よ
り少ないと、加工工程における金属ガイド等に対する摩
擦係数が大きくなり、ハンドリング性が低下する場合が
ある。該粒子粒径の相対標準偏差は好ましくは０．５以
下、さらに好ましくは０．３以下、最も好ましくは０．
２以下である時に、特に磁気テープに加工した際の、電
磁変換特性やハンドリング性に優れたフィルムを得るこ
とが出来る。かかる粒子としては、特に限定されない
が、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、アルミナ、
シリカ、リン酸カルシウム、酸化チタン、有機粒子等か
ら選ばれる粒子が好ましく例示される。これらの粒子を
複数併用して用いてもよい。

【００１２】Ａ層に粒子を含有する場合、本発明の二軸
配向ポリエステルフィルムのＡ層厚みｔとＡ層含有粒子
の平均粒径ｄの関係は特に限定されないが、耐摩耗性の
点から、０．２ｄ≦ｔ≦１０ｄが好ましく、より好まし
くは０．３ｄ≦ｔ≦５ｄ、さらに好ましくは０．５ｄ≦
ｔ≦３ｄの場合に、特に耐摩耗性が良好となる。Ａ層が
２層以上ある場合にはそれぞれの層について上記の関係
を満たすことが好ましい。

【００１３】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの
Ａ層以外のポリエステルフィルム層（Ｂ層）は粒子を含
有していてもかまわない。平均粒径は０．０５〜２μ
ｍ、含有量は０．０５〜３重量％であるのが好ましい。
かかる粒子としてはケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウ
ム、アルミナ、シリカ、リン酸カルシウム、酸化チタ
ン、有機粒子等から選ばれる粒子が好ましく例示され
る。

【００１４】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は、磁気記録媒体用、包装用、プリペイドカード等のカ
ード用等、用途は特に限定されない。特に高出力が要求
されるデジタルビデオテープ用二軸配向ポリエステルフ
ィルムとしても好ましく用いることができる。また、本
発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、コンピュータ
用等のデータストレージ用にも好ましく用いることがで
きる。

【００１５】次に本発明の二軸配向ポリエステルフィル
ムの好ましい製造方法を示し説明するが、これに限定さ
れるものではない。

【００１６】まず、テレフタル酸ジメチルと１，３−プ
ロパンジオールからエステル交換反応、重縮合反応を行
いＰＰＴを重合し、ＰＰＴペレットを製造する。

【００１７】Ａ層には粒子を含有しない方が好ましい
が、粒子を含有させる場合、フィルムを構成するポリプ
ロピレンテレフタレートに粒子を含有せしめる方法とし
ては、特に限定されないが、粒子の水スラリーをベント
式２軸混練押出機を用いて、所定のＰＰＴペレットと混
合し練り込む方法が例示される。

【００１８】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マで希釈して調節する方
法が有効である。

【００１９】次に、ＰＰＴペレットを乾燥したのち、溶
融押出機に供給し、スリット状のダイからシ−ト状に押
出し、キャスティングロ−ル上で冷却固化させて未延伸
フィルムを作る。この時、複数の押出し機、複数のマニ
ホ−ルドまたは合流ブロックを用いて溶融状態のポリエ
ステルを積層する。

【００２０】次にこの未延伸フィルムを二軸延伸し、二
軸配向させる。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が、特に、熱収
縮率の小さなフィルムを得るためには、未延伸フィルム
を一旦ガラス転移温度以上の温度に上げ、次いでガラス
転移温度以下に下げ、長手方向、幅方向の延伸を行なう
のが特に有効である。長手方向の延伸は３段階以上に分
けて、縦延伸温度８０〜１８０℃、総縦延伸倍率３〜６
倍、縦延伸速度５，０００〜５０，０００％／分の範囲
で行なうのが好ましく例示される。幅方向の延伸方法と
してはテンタ−を用いる方法が好ましく、延伸温度８０
〜１８０℃、幅方向延伸倍率は場合により縦倍率より大
きく３．５〜６．５倍、幅方向の延伸速度１，０００〜
２０，０００％／分の範囲で行なうのが好ましい。さら
に必要に応じて、再縦延伸、再横延伸を行なう。その場
合の延伸条件としては長手方向の延伸は９０〜１８０
℃、延伸倍率１．１〜２倍、幅方向の延伸方法としては
テンタ−を用いる方法が好ましく、延伸温度９０〜１８
０℃、幅方向延伸倍率は１．１〜２で行なうのが好まし
い。

【００２１】次にこの二軸配向フィルムを熱処理する。
この場合の熱処理温度は１７０〜２２０℃、特に１７０
〜２１０℃で時間は０.５〜６０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
次のとおりである。

【００２３】（１）粒子の平均粒径 フィルム断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用い、１
万倍以上の倍率で観察する。ＴＥＭの切片厚さは約１０
０ｎｍとし、場所を変えて１００視野以上測定する。粒
子の平均粒径ｄは重量平均径（等価円相当径）から求め
る。

【００２４】（２）粒子の含有量 ポリマは溶解し粒子は溶解させない溶媒を選択し、粒子
をポリマから遠心分離し、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。

【００２５】（３）ヤング率 ＪＩＳ−Ｚ−１７０２に規定された方法に従って、イン
ストロングタイプの引っ張り試験機を用いて、２５℃、
６５ＲＨにて測定した。

【００２６】ここで長手方向とは、測定するサンプルが
テープなどのロール状である場合、テープ走行方向であ
る。サンプルが磁気ディスクなどのシート状である場
合、長手方向はシートの屈折率が最大の方向と規定し
た。

【００２７】（４）フィルム積層厚み ２次イオン質量分析装置、Ｘ線光電子分光法、赤外分光
法、あるいはコンフォーカル顕微鏡などで粒子濃度の深
さ分布を測定する。表面を基準とし、深さ方向で極大値
を得た後、その極大値の１／２となる深さを積層厚みと
定義した。また、粒子濃度の深さ分布からでなく、フィ
ルムの断面観察あるいは薄膜段差測定器等によっても決
定することができる。なお、下記の実施例においては、
２次イオン質量分析装置を用いて測定した。

【００２８】（５）電磁変換特性（Ｓ／Ｎ） フィルムに下記組成の磁性塗料をグラビヤロールにてＡ
層側に塗布し、磁気配向させ乾燥させる。さらに、小型
テストカレンダー装置（スチールロール／ナイロンロー
ル、５段）で温度７０℃、線圧２００kg/cmでカレンダ
ー処理した後、７０℃、４８時間キュアリングする。上
記テープ原反をインチにスリットし、長さ２５０ｍの長
さをＶＴＲカセットに組み込みＶＴＲカセットテープと
した。

【００２９】（磁性塗料の組成） ・Ｃｏ含有酸化鉄（ＢＥＴ値５０ｍ２／ｇ）：１００重
量部 ・エスレックＡ（積水化学製塩化ビニル／酢酸ビニル共
重合体：１０重量部 ・ニッポラン２３０４（日本ポリウレタン製ポリウレタ
ンエラストマー）：１０重量部 ・コロネートＬ（日本ポリウレタン製ポリイソシアネー
ト）：５重量部 ・レシチン：１重量部 ・メチルエチルケトン：７５重量部 ・メチルイソブチルケトン：７５重量部 ・トルエン：７５重量部 ・カーボンブラック：２重量部 ・ラウリン酸：１．５重量部 このテープに家庭用ＶＴＲを用いてシバソク製のテレビ
試験波形発生器（ＴＧ７／Ｕ７０６）により１００％ク
ロマ信号を記録し、その再生信号からシバソク製カラー
ビデオノイズ測定器（９２５Ｄ／Ｉ）でクロマＳ／Ｎを
測定した。

【００３０】比較例１のＳ／Ｎ値を基準値（±０）とし
て、実施例、比較例の電磁変換特性を基準値からの差で
評価した。

【００３１】 ＋１．０以上 ◎ …高密度磁気記録媒体
用途として、優れた電磁変換特性を示す。

【００３２】＋０．５以上、１．０未満 ○ …高密度
磁気記録媒体用途として、必要な電磁変換特性を満た
す。

【００３３】−０．５以上、０．５未満 △ …高密度
磁気記録媒体用途として、電磁変換特性が不十分であ
る。

【００３４】 −０．５未満 × …磁気記録媒体用途と
しての電磁変換特性としても不十分である。

【００３５】（６）摩擦係数μＫ フィルムを幅１／２インチのテープ状にスリットしたも
のをテープ走行性試験機ＴＢＴ−３００型（（株）横浜
システム研究所製）を使用し、６０℃、８０ＲＨ雰囲気
で走行させ、初期の摩擦係数を下記の式より求めた（フ
ィルム幅は１／２インチとした）。

【００３６】μＫ＝１／πｌｎ（Ｔ２／Ｔ１） ここでＴ１は入側張力、Ｔ２は出側張力である。ガイド
径は６ｍｍφであり、ガイド材質はＳＵＳ２７（表面粗
度０．２Ｓ）、巻き付け角は１８０°、走行速度は３．
３ｃｍ／秒である。この測定によって得られたμＫが
０．３５以下の場合は摩擦係数：良好（○）、０．３５
を越える場合は摩擦係数：不良（×）と判定した。この
μＫはフィルムを磁気記録媒体、コンデンサ、包装用な
どの加工する時のハンドリング性を左右する臨界点であ
る。

【００３７】

【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。

【００３８】実施例１ テレフタル酸ジメチルと１，３−プロパンジオールから
エステル交換反応、重縮合反応を行いＰＰＴを重合し
た。

【００３９】この実質的に粒子を含有しないＰＰＴペレ
ットを１２０℃で８時間減圧乾燥（３Torr）した後、Ｐ
ＰＴポリマ（ポリマＡ）、平均粒径０．８μｍの炭酸カ
ルシウム粒子を０．１重量％含有するＰＥＴポリマ（ポ
リマＢ）をそれぞれ押出機１、押出機２に供給し２４５
℃、２８０℃で溶融した。これらのポリマを高精度瀘過
した後、矩形合流部にて２層積層とした（Ａ／Ｂ）。

【００４０】これを静電印加キャスト法を用いて表面温
度２０℃のキャスティング・ドラムに巻きつけて冷却固
化し、未延伸フィルムを作った。この時、口金スリット
間隙／未延伸フィルム厚さの比を１０とした。また、そ
れぞれの押出機の吐出量を調節し総厚さ、およびＡ層の
厚さを調節した。

【００４１】この未延伸フィルムを温度１２５℃にて長
手方向に３倍延伸した。この延伸は２組ずつのロ−ルの
周速差で、３段階で行なった。この一軸延伸フィルムを
テンターを用いて１００℃で幅方向に３．９倍延伸し
た。この２軸延伸フィルムを温度１５０℃にて長手方向
に１．５倍延伸した。このフィルムをテンターを用いて
２１０℃で幅方向に１．３倍延伸した。このフィルムを
定長下で２００℃にて３秒間熱処理し、総厚さ１１μ
ｍ、Ａ層厚さ０．３μｍの二軸配向フィルムを得た。こ
の二軸配向ポリエステルフィルムの特性は表１に示した
とおりであり、電磁変換特性が良好であった。

【００４２】実施例２ テレフタル酸ジメチルと１，３−プロパンジオールから
エステル交換反応、重縮合反応を行いＰＰＴを重合し
た。

【００４３】次いで、水系で湿式法によりケイ酸ナトリ
ウムとアルミン酸ナトリウムの反応により合成された、
アルミニウム比率が酸化アルミニウム換算で２０重量％
のケイ酸アルミニウム粒子の水スラリーを準備した。こ
の水スラリーをベント式２軸混練押出機を用いて、ＰＰ
Ｔペレットに混合し練り込んだ。

【００４４】この粒子含有ＰＰＴペレットと実質的に粒
子を含有しないＰＰＴポリマペレットを適当量混合し、
１２０℃で８時間減圧乾燥（３Torr）した後、平均粒径
０．１７μｍのケイ酸アルミニウム粒子を０．２重量％
含有するＰＰＴポリマ（ポリマＡ）、０．８μｍ平均粒
径炭酸カルシウム粒子を０．１重量％含有するＰＥＴポ
リマ（ポリマＢ）をそれぞれ押出機１、押出機２に供給
し２４５℃、２８０℃で溶融した。これらのポリマを高
精度瀘過した後、矩形合流部にて２層積層とした（Ａ／
Ｂ）。

【００４５】実施例１と同様にして、総厚さ１０μｍ、
Ａ層厚さ０．３μｍの二軸配向フィルムを得た。なお、
長手方向、幅方向の延伸倍率は表１に示すように変更し
た。この二軸配向ポリエステルフィルムの特性は表１に
示したとおりであり、電磁変換特性、ハンドリング性が
ともに良好であった。

【００４６】実施例３〜５ 実施例１または粒子を含有する場合は実施例２と同様に
して、長手方向、幅方向のヤング率、積層厚さ、粒子の
種類、粒径、含有量等を変更した二軸配向ポリエステル
フィルムを得た。なお、長手方向、幅方向の延伸倍率は
表１に示すように変更した。実施例３、５では押出機
１、押出機２、押出機３を用いて矩形合流部にて３層積
層とした。表１に示すように本発明の範囲内の二軸配向
ポリエステルフィルムは電磁変換特性、ハンドリング性
がともに良好であった。

【００４７】比較例１、２ 実施例２と同様にして、Ａ層のポリマをポリエチレンテ
レフタレート、ポリエチレンナフタレートに変更し、積
層厚さ、粒子の種類、粒径、含有量等を変更した二軸配
向ポリエステルフィルムを得た。なお、長手方向、幅方
向の延伸倍率は表１に示すように変更した。この二軸配
向ポリエステルフィルムの特性は表２に示したとおりで
あり、高密度磁気媒体用途としては十分な電磁変換特性
は得られなかった。

【００４８】比較例３〜５ 実施例１と同様にして、Ａ層のポリマにＰＰＴを用い、
積層厚さ等を変更した二軸配向フィルムを得た。なお、
長手方向、幅方向の延伸倍率は表２に示すように変更
し、再縦延伸、再横延伸は行わなかった。比較例５は積
層を行わなかった。

【００４９】表２に示すように電磁変換特性、ハンドリ
ング性は不良であった。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】

【発明の効果】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は特定のポリエステルを用い、また、フィルムの長手方
向と幅方向のヤング率を規定したので優れた電磁変換特
性を得ることができた。磁気記録媒体用としても十分良
好な特性を得ることができる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリプロピレンテレフタレートを主成分
   とするポリマからなるフィルム層（Ａ層）を少なくとも
   一方の表面に有する積層ポリエステルフィルムであっ
   て、長手方向と幅方向のヤング率がともに５ＧＰａ以上
   であり、かつ長手方向と幅方向のヤング率の比（長手方
   向のヤング率／幅方向のヤング率）が０．７〜１．２で
   ある二軸配向ポリエステルフィルム。
2. 【請求項２】 フィルム層（Ａ層）の積層厚さが０．０
   １〜３μｍである請求項１記載の二軸配向ポリエステル
   フィルム。
3. 【請求項３】 フィルム層（Ａ層）が実質的に粒子を含
   有しない請求項１または２に記載の二軸配向ポリエステ
   ルフィルム。
4. 【請求項４】 フィルム層（Ａ層）に平均粒径０．０１
   〜２μｍの粒子を０．０１〜３重量％含有する請求項１
   または２に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
5. 【請求項５】 粒子の平均粒径ｄ（ｎｍ）とＡ層の積層
   厚さｔ（ｎｍ）との関係が０．２ｄ≦ｔ≦１０ｄである
   請求項４記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかに記載の二軸配
   向ポリエステルフィルムからなる磁気記録媒体。