JPS6050150B2 - ポリエステルフイルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気テープ用、コンデンサー用、光学用、電
子複写用等の各用途を主体とする表面改質されたポリエ
ステルフィルムに関する。

磁気記録媒体の記録密度の高密度化やコンデンサーの高
容量化にともない、使用されるポリエステルフィルムの
表面はますます平滑なものが要求されている。

一方、かかるポリエステルフィルムは、製膜工程、磁気
テープやコンデンサーの製造工程等ての作業性を良くす
るため、フィルム表面は易滑性のよいものが要求され、
さらに、磁気テープを形成した場合においても易滑性の
よいものが要求されている。これらの要求は光学用、電
子複写用ベースフィルムにおいても同様である。すなわ
ち、ベースとなるポリエステルフィルムには、フィルム
表面の平滑性と易滑性が共に優れていることが要求され
ている。しかし、この要求に対し、平滑フィルム用原料
に微細粒子を添加するという手段等をとつていた従来技
術ては、平滑性と易滑性は一方が向上すれば他方が低下
し、両者を共に向上させることがてきないという欠点が
あつた。本発明の目的は、上記の欠点を解消し平滑でか
つ広範囲の温度領域にわたり易滑性、耐久性が共にすぐ
れたポリエステルフィルムを提供するものである。上記
目的達成のため、本発明はつぎの構成を有する。

すなわち、平滑なポリエステルフィルムの少なくとも片
面にシリコーン、スチレン−プタジエンゴムの少なくと
も一つと、水溶性高分子およびシランカップリング剤を
主成分とするミミズ状皮膜構造が形成されてなるポリエ
ステルフィルムを特徴とするものである。

本発明でいうポリエステルとは、線状ポリエステルを主
体とするものであれば、どのようなものでもよい。

例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラメチ
レンテレフタレート、ポリー１、４−シクロヘキシレン
ジメチレンテレフタレート、ポリエチレンー２、６−ナ
フタリンジカル・ボキシレート、ポリエチレンーｐ−オ
キシベンゾエートなどがその代表例である。もちろん、
これらのポリエステルは、ホモポリエステルであつても
、コポリエステルであつてもよい。

コポリエステルの場合、共重合する成分と・しては、例
えば、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、
ネオペンチルグリコール、ポリエステルグリコール、ｐ
−キシリレングリコール、１，４ーシクロヘキサンジメ
タノ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、２，６−ナフタリンジカル
ボン酸、５−ナトリウムスルホ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の
多官能ジカルボン酸成分、ｐ−オキシエトキシ安息香酸
などが挙げられる。なお共重合の場合、共重合する成分
は２０モル％以下とする。基体となるポリエステルは他
にポリエステルと非反応性のスルホン酸のアルカリ金属
塩誘導体、該ポリエステルに実質的に不溶なポリアルキ
レングリコールなどの少なくとも一つを、５重量％を越
えない程度に混合してもよい。また、その中に、延伸し
た際に、フィルム表面突起の原因となる重合残渣からな
る内在粒子、あるいは外部から加えられた不活性粒子等
の含有量は、それらのポリマーを２軸延伸した場合、厚
さ３０μ以下で、１枚当りのヘイズ５％以下のポリエス
テルフィルムを形成する程度までであれば含有させても
よい。

また、本発明において平滑なフィルムとは、フィルム表
面において、触針式粗さ計のカットオフ値０．０８順で
、Ｒａ値０．０１５ｐ以下のものをいう（なお、通常の
易滑フィルムはＲａ値が０．０２ｐ以上である）。

ここにＲａ値とは触針式粗さ計から得られる断面曲線か
ら適当なりツトオフ値を用いて、うねりを除いた粗さ曲
線において中心線（粗さ曲線の山を削つて谷にうずめた
地ならしした曲線）からの粗さ曲線の高さ（低さ）の絶
対値の算術平均であ！る（ＤＩＮ４７６８）。

本発明における表面のＲａ値は０．００２〜０．０１０
μの範囲か好ましい。

本発明のミミズ状皮膜構造とは、第１図の写真（微分干
渉顕微鏡写真、倍率３０Ｃ＠）に示したよう３に、ミミ
ズ状の突起の密集したものを指し、同図の点線で囲んだ
部分を拡大しこれを模式的に表わしたのが第２図で図中
、１はミミズ状突起を示すものである。

このミミズ状突起１は、フィルム延伸機械方向クに優先
的に配向し、フィルム表面に長径（Ｌ）が１μ以上、好
ましくは３〜３０ｐ１短径（Ｓ）が０．１〜１０μ、好
ましくは０．５〜５μのものを指す。

またミミズ状皮膜構造はミミズ状突起が１０３〜１ＣＰ
個／ｄ１好ましくは１伊〜ｌ伊個／ｄ密集したものであ
る。なお、ミミズ状皮膜構造は、ミミズ状の突起の形成
された面に通常のベルジヤー内でのアルミ蒸着を施し、
１００〜５０唯の拡大倍率で微分干渉顕微鏡を用いて観
察する。本発明のミミズ状皮膜構造（以下、単に皮膜と
略称する）が形成される面の摩擦係数は、ＡＳＴＭ−Ｄ
−１８９４−６３法により測定されるが、静摩擦係数（
Ｐｓ）／動摩擦係数（μｋ）は０．１）５ノ０．１０〜
２．０１１．５の範囲内が好ましい。

本発明の皮膜形成樹脂の一つであるシリコーンは、分子
量が３万〜３０万のものであり、好ましくは、鎖状成分
としてただし、Ｒ１：ＣＨ３，Ｃ６Ｈ５，Ｈ Ｒ２：ＣＨ３，Ｃ６Ｈ５，Ｈまたは官能性基
（例えば、エポキシ基、アミノ 基、
水酸基） ｎ ：１００〜７０００てＲｌ，Ｒ２に
よつて上 記分子量を満足させる整数を有
するシリコーン化合物であり、末端にエポキシ基、アミ
ノ基、水酸基、その他の官能性末端基を有する。

本発明においてシリコーン化合物は必ずしもホモポリマ
ーである必要はなく、コポリマーあるいは、数種のホモ
ポリマーの混合体であつても良い。シリコーンの分子量
は３万〜３０万のものが好ましい。

分子量が３万を下まわると皮膜は柔らかくなりすぎ、ま
た、構造が変形しやすくなる。一方、３０万を超えると
逆に皮膜がもろくなる。また、スチレン−ブタジエンゴ
ムについては、分子量２万〜１００万、好ましくは１０
万〜５０万のものを用いる。分子量が２万を下まわると
皮膜を柔らかくし、構造の保持が難しくなる。分子量が
１００万を超えると皮膜が固くもろくなり、耐久性も悪
化する。スチレン−ブタジエンゴムとしては、例えばス
チレン成分の含有量が１０−頷Ｍ％の低スチレン−ブタ
ジエン共重合体、２０〜４０Ｗｔ％の中スチレン−ブタ
ジエン共重合体、４０〜ａ県％の高スチレン−ブタジエ
ン共重合体があげられる。更に、少量、例えば２〜１０
Ｗｔ％であれば、第３成分が共重合されても良く、例え
ばスチレンーブタジエンービニルピリジン三元共重合体
があげられる。これらに必要に応じて架橋剤として、メ
ラミン、イオウ等を使用することもある。また架橋剤と
しては、スチレン−ブタジエンゴムの５〜１０ＷＬ％が
好ましい。また、水溶性高分子としては、分子量１万〜
２００万、好ましくは１０万〜１００万のものが使用さ
れる。

分子量が１万を下まわると皮膜が柔らかくなり、構造保
持が難しくなり、耐久性も悪くなる。分子量が２００万
を上まわると皮膜が固くなりすぎ、もろくなつて耐久性
を悪くなる。かかる水溶性高分子としては、ポリビニル
アルコール、トラガントゴム、アラビアゴム、カセイン
、ゼラチン、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセル
ロース、カルボキシメチルセルロース等を使用する。ま
た、シランカップリング剤については、その分子中に２
個以上の異なつた反応基をもつ有機けい素単量体であり
、反応基の一つはメトキシ基、エトキシ基、シラノール
基などであり、もう一つの反応基はビニル基、エポキシ
基、メタアクリル基、アミノ基、メルカプト基などであ
る。

反応基はシリコーン側鎖基、末端基、ＳＢＲｌ水溶性高
分子側鎖、末端基およびポリエステルと結合するものを
選ぶが、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン
、τ−グリシｐキシプロピルトリメトキシシラン、γー
メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β
（アミノエチル）τ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、Ｎ−β（アミノエチル）τ−アミノプロピルメチ
ルジメトキシシラン、τ−クロロプロピルトリメトキシ
シラン、τ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、
τ−アミノプロピルトリエトキシシラン等を使用する。
フィルムの易滑性を更に増すためには、該組成物にワッ
クスが添加されるが、シナロウ、鯨ロウ、カルナウバワ
ツクス、密ロウ等が用いられる。

シリコーンまたは、スチレン−ブタジエンゴムあるいは
その混合体Ａと水溶性高分子Ｂとシランカップリング剤
Ｃの使用割合は、通常重量比にして、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１０
〜１００：１０〜２００：５〜５０の範囲である。

また、シリコーンまたはスチレン−ブタジエンゴムと水
溶性高分子とシランカップリング剤とワックスＤの重量
比は、Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄ＝１０〜１００：１０〜２００：
５〜１００：５〜２００の範囲である。上記においてシ
リコーンまたはスチレン−ブタジエンゴムあるいはその
混合体の割合が、上記範囲より少なすぎても、多すぎて
も耐摩耗性の低下をきたすおそれがある。

また水溶性高分子の量が少ないと、ミミズ状皮膜構造が
できにくくなるばかりでなく、易滑性も低下し、多すぎ
ると耐摩耗性が低下する。シランカップリング剤の量が
少ないと、皮膜とポリエステルフィルムとの間での結合
ができなくなり、また多すぎると皮膜がもろくなり耐久
性を低下させる。ワックスの量が前記範囲より少なすぎ
ると、易滑性に実質的に寄与しない。多すぎると耐摩耗
性が低下して好ましくない。本発明の皮膜形成面の易滑
性、すなわち走行性は、金属固定ガイドとの動摩擦係数
により評価する。

耐久性は金属の固定ガイドとの５００回繰り返し摩擦に
よつてフィルム表面の摩耗状態を評価する。評価は室温
（２５゜Ｃ）、製品の高温使用条件の近似として４０′
Ｃ、ベース加工プロセス条件の近似として８０゜Ｃの三
条件で行なう。なお、本発明のポリエステルフィルムは
通常のバランスタイプ、一方向に強力化されたタイプ、
あるいは二軸方向ともに強力化されたタイプの各ノフイ
ルムを包含する。

つぎに本発明の製法について説明する。

通常の方法で一方向に延伸後の平滑なポリエステルフィ
ルムの少なくとも片面に、分子量３万〜３０万のシリコ
ーン、分子量２万〜１００万のスチレン−プタ７ジエン
ゴムの少なくとも一つと、分子量１万〜２００万の水溶
性高分子およびシランカップリング剤を主成分とし、必
要であれば、ワックスを加えてなる水性エマルジョン液
を塗布し、乾繰したのち、直角方向延伸を行なうか、あ
るいは直角方向延伸後、さらに前記一方向に再延伸し熱
処理する。具体的には前記説明のポリエステル原料を用
い、通常の製膜機により、溶融押出し、冷却後３〜５倍
に一軸延伸した縦延伸フィルムに、その後、予熱延伸前
の工程において、シリコーンエマルジヨンまたはスチレ
ン−ブタジエンゴムエマルジョンまたはその混合物、必
要に応じてその硬化剤と、水溶性高分子およびシランカ
ップリング剤あるいはワックスを添加したものを主成分
とする水性エマルジョンを各種コーティング法によつて
少なくとも片面に塗布を施す。なお、水性エマルジョン
の中に、そのほかに界面活性剤としては、陰イオン、陽
イオン、ノニオン型界面活性剤を使用することがてきる
。

上記水性エマルジョンの塗布量は、１個の面につき固形
分量として３〜１５００ｍｇ／イがよい。

つぎに、このエマルジョン液塗布縦延伸フィルムを横延
伸するが、横延伸前に高分子エマルジョン皮膜を完全に
形成するため、エマルジョン構成水分を完全に蒸発乾固
する必要がある。これは二軸延伸機のステンター予熱部
で５％／Ｓｅｃ〜１００％／Ｓｅｃの水分乾燥速度とな
るよう、熱風温度１００〜１５０′Ｃで予熱することに
よつてなされる。予熱後９０〜１２０゜Ｃの延伸温度て
２．５〜４市倍に横延伸する。乾燥完結後、横延伸する
ことによつてフィルムー表面に特徴的なミミズ状皮膜構
造が形成され、これがフィルムの易滑性に寄与する。さ
らにこの横延伸フィルムを１８０〜２２０℃て熱処理あ
るいは１．１〜１．８倍に再縦延伸後、１８０〜２２０
′Ｃて熱処理すると、平滑なポリエステルフィルムの少
なくとも片＝面に易滑なミミズ状皮膜構造の形成された
二軸延伸ポリエステルフィルムが得られる。本発明は、
上述したように、平滑なポリエステルフィルムの少なく
とも片面にミミズ状皮膜構造を形成したポリエステルフ
ィルムとしたので、平こ滑性と広範囲な温度領域におけ
る易滑性とを共に向上させることができた。

したがつて、磁気テープ用、コンデンサー用、光学用、
電子複写用等の各用途のベースフィルムとして適してお
り、加工条件の高温となる蒸着磁気テープ、蒸着コンデ
ン３サーに最適てある。つぎに実施例について説明する
。

実施例１ 重合触媒残渣等に基つく内部粒子をてきる限り含まない
実質的に無配向、非結晶のポリエチレン４テレフタレー
ト原料を、約２０゜Ｃに維持された回転ドラム上に溶融
押出し、つぎに３．０倍の機械方向への延伸を施し、そ
の後メタリングパーコーターを用いて水性エマルジョン
を固形分濃度で８０ｍｇ／ｄ片面塗布する。

該エマルジョンは、次の組成物の調合により得る。◎
エポキシ化ポリジメチルシロキサン（固形分尤憇％）：
０．４０Ｗｔ％◎ メチルセルロースニ０．３０ｗｔ％ ◎ シランカップリング剤、Ｎ−β （アミノエチル）
τ−アミノプロピルメチルジメトキシシランニ０．０５
Ｗｔ％その後ステンターを通し、乾燥、予熱、横延伸ノ
する。

乾燥、予熱温度は１１５゜Ｃ１水分乾燥速度は１５％／
Ｓｅｃとした。横延伸倍率３．皓、熱処理温度２００℃
で、片面になめらかなミミズ状皮膜構造が形成された厚
さ１６μの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィル
ムを得た。

このフィルムの特性を第１表に示した。実施例２ 実施例１において水性エマルジョンを両面塗布すること
以外は同様にして、厚さ１６μの両面ともなめらかなミ
ミズ状皮膜構造が形成された二軸延伸ポリエステルフィ
ルムを得た。

このフィルムの特性を第１表に示した。実施例３ 実施例１の水性エマルジョンのかわりに、次の４成分を
有する水性エマルジョンを調合する。

◎ スチレンブタジエンゴムエマルジョン（スチレン／
ブタジエン共重合比＝８５１１５）（固形分旬憇％）：
０．１５Ｗｔ％◎ メチルセルロースニ０．３０ｗｔ％ ◎Ｎ−β （アミノエチル）γ−アミノプロピルメチル
ジメトキシシランニ０．０５Ｗｔ％◎ カルナウバワツ
クスエマルジヨン（固形分２５Ｗｔ％）：０．２０Ｗｔ
％この水性エマルジョンを用いて実施例１と同様にして
片面になめらかなミミズ状皮膜構造が形成された厚さ１
６μの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。

このフィルムの特性を第１表に示した。比較例１実施例
１において３成分水性エマルションからシランカップリ
ング剤を抜いた２成分水性エマルジョンを用いて、他は
同様にして片面になめらかなミミズ状皮膜構造が形成さ
れた厚さ１６μの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート
フィルムを得た。

このフィルムの特性を第１表に示した。比較例２実施例
３において、４成分水性エマルジョンからシランカップ
リング剤を抜いた３成分水性エマルジョンを用いて他は
同様にして片面になめらかなミミズ状皮膜構造が形成さ
れた厚さ１６ｐの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た
。

このフィルムの特性を第１表に示した。
＊ゝ 以上、実施例１〜３、比較例１，２を対
比すれば明らかなように、本発明の実施例１〜３は両面
ともに非常に平滑であり、またミミズ状皮膜構造形成面
は、室温はもとより高温においても易滑性、耐久性に優
れたポリエステルフィルムとなつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るミミズ状構造皮膜を有するポリ
エステルフィルムの表面写真、第２図は第１図の写真の
１部を拡大した模式図てある。 １ｚミス状突起。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平滑なポリエステルフィルムの少なくとも片面にシ
   リコーン、スチレン−ブタジエンゴムの少なくとも一つ
   と、水溶性高分子およびシランカップリング剤を主成分
   とするミミズ状皮膜構造が形成されてなるポリエステル
   フィルム。