JPS605183B2 - ポリエステルフイルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表面にミミズ状皮膜を有する平滑性、易滑性を
兼備したポリエステルフィルムで、磁気テープ用、光学
用、コンデンサー用、電子複写用を主体とする表面の故
質されたポリエステルフィルムに関する。

最近の家庭用ビデオテープレコーダのように小型軽量の
磁気記録化にともない使用される磁気テープの磁性体層
表面は、非常に平滑であることが必要となり、また磁性
層コーティング厚みも薄くされるので、フィルム表面も
また非常に平滑なものとしなければならない。しかし、
このような平滑なべースフィルムは、すべり性が非常に
悪く、製膜工程および磁気テープ生産工程での作業性の
悪さ、さらに磁気テープにした時の走行性不良という致
命的な欠点を有している。すなわち、磁気テープでは磁
気記録性能と同時にテープの走行性能が必要不可欠であ
り、また、コンデンサーなどの蒸着用途では蒸着面のす
べり性も必要となる。このほか、光学用、電子複写用ベ
ースについても同様のことが云える。このようなべース
フィルムを得るために、従来から種々の検討がなされて
いる。例えば、平滑フィルム用原料中に微細粒子を添加
する方法、平滑フィルムと表面突起を有する易猪フィル
ムとの複合フィルムによる方法、化学処理して表面を粗
面にする方法などが知られている。しかし、これらの方
法は欠点が多い。平滑フィルム用原料に微細粒子を添加
する方法は、平滑、易滑性に妥協的なものしか得られな
い。

複合フィルムでは、製品として、巻いた状態で易滑面の
突起が、平滑面に転写し、平滑性がそこなわれる。

化学処理では製法がきわめて困難である等の欠点を有す
る。また従釆の片面平滑、他面易猪フィルムでは片面の
スベリ性不良のため、製膜工程においても、テープ製造
等のフィルム加工フィルム使用製品製造工程においても
作業性、操作性が悪い。本発明は、上記欠点を解消する
もので、両面とも平滑性を有し、しかもすべり性、耐摩
耗性の優れたポリエステルフィルムを提供することを目
的とする。本発明は、上記目的を達成するため、次の構
成を有する。すなわち、平滑なポリエステルフィルムの
両面に、シリコーン、スチレンーブタジェンゴムの少な
くとも一つと、水溶性高分子とからなるものを主成分と
する長径０．５〜１５仏、短径０．１〜１０ムのミミズ
状皮膜が１び〜１ぴケ／地形成されてなるポリエステル
フィルムである。本発明でいうポリエステルとは、飽和
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、ボリ−１・４ーシクロヘキシレン
ジ〆チレンテレフタレート、ポリエチレン−２・６ーナ
フタリンジカルボキシレート、ポリエチレン−ｐーオキ
シベンゾェ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、ホモポリヱステルであっても、
コポリエステルであってもよい。

コポリェステルの場合、共重合する成分としては、例え
ばジヱチレングリコール、プロピレングリコール、ネオ
ベンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ｐーキ
シレングリコール、１・４−シクロヘキサンジメタノー
ル、などのジオール成分、ァジピン酸、セバシン酸、フ
タル酸、ィソフタル酸、２・６−ナフタリンジカルボン
酸、５ーナトリウムスルホィソフタル酸などのジカルボ
ン酸成分、トリメリツト酸、ピロメリツト酸などの多官
能ジカルボン酸成分、ｐーオキシェ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。また、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、フィルム表面突記の原
因となる重合残査からなる内在粒子、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３０仏以下で、１枚当りのへ
ィズ５％以下のポリエステルフィルムを形成するものが
よい。

また、本発明において、平滑なフィルムとは、任意のフ
ィルム表面において、触針式粗さ計のカットオフ値０．
０８肋で、Ｒａ値０．０１５山未満のものをいう。

なお、通常の易滑フィルムはＲａ値が０．０２〃〜０．
０３仏程度である。ここに、Ｒａ値とは、断面曲線から
適当なカットオフ値を用いて、うねりを除いた粗さ曲線
において中心線（粗さ曲線の山を削って谷にうずめた地
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。（ＤＩＭ４７６８）本発明におけ
る面の表面粗度は、成分の重量比の違いにより若干異な
るが、Ｒａ値は０．００４〜０．０１５仏の範囲のもの
である。

本発明のミミズ状皮膜とは第１図の写真（微分干渉顕微
鏡写真、倍率１２００倍）に示したように、ミミズ状の
突起の表われているもの、すなわち、細長い形状で、か
つ、フィルムに密着した皮膜を指す。

このミミズ状突起は、フィルム機械方向に優先的に配向
し、フィルム表面に長径０．５〜１５仏、短径０．１〜
１０ム、好ましくは０．１〜３仏、高さ０．００５〜０
．３〃、好ましくは０．０１〜０．１〃好ましくは０．
０１〜０．１山、密度１ぴ〜１びケノの、好ましくは、
１び〜１ぴケ／地の構造を有する、ミミズのような形状
が好ましい。なお、上記の長径、短径は、第１図の一部
拡大図である第２図に示したＬ（長径）、Ｓ（短径）を
指すものとする。なお、第３図は第２図のＡ一Ａ′断面
を示めした図、第２、第３図における１はポリエステル
フィルム、２はミミズ状皮膜である。本発明のミミズ状
皮膜が形成される面の摩擦係数は、ＡＳＴＭ−Ｄ−１８
９４−６３去により測定されるが、静摩擦係数（山ｓ）
／動摩擦係数（ムｋ）は０．１５／０．１０〜０．５６
／０．４９である。

これは通常の易滑フィルムの仏ｓ／仏ｋ（０．４５／０
．４０〜２．０／１．０）に〈らべてきわめて低い。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方のものであり、好ましくは、鎖状成分と
して、ただし、Ｒ，：ＣＨ３、Ｃ６日５、日． Ｒ２：ＣＨ３、Ｃ６日５、日、または官能性基（例えば
、ェポキシ基、アミノ基、水酸基） ｎ：１００〜７０００でＲ，、Ｒ２によって上記分子量
を満足させる整数を有するシリコーン化合物である。

さらには、これに、ェポキシ基、アミノ基、水酸基、そ
の他架橋性官能末端基を有するのが望ましい。必要なら
ば、存在する官能基に応じて架橋剤、架橋促進触媒など
が使用される。例えば、ェポキシ基を有する場合には、
塩化マグネシウムを用いて架橋促進させたりする。架橋
剤、架橋促進剤は当量あるいはそれ以上用いる。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−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
ーの混合体であってもよい。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方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、３０万を越えると
逆に皮膜がもろくなる。また、スチレソ、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１０
０方を越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・ブタジェンゴムとしては、例えば、スチ
レン成分の含有量が１０〜２肌ｔ％の低スチレン・ブタ
ジェン共重合体、２０〜４机九％の中スチレン・ブタジ
ェン共重合体、４０〜８肌ｔ％の高スチレン・ブタジェ
ン共重合体が挙げられる。さらに、少量、例えば２〜１
肌ｔ％であれば、３成分が共重合されてもよく、例えば
、スチレン・ブタジェン・ビニルピリジン三元共重合体
などがあげられる。これらの中で、とくに、スチレン含
量４０〜８肌ｔ％の高スチレン・ブタジェン共重合体が
好ましい。これらに、必要に応じて架橋剤としてメラミ
ン、ィ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・ブタジェンゴムの５〜１肌ｔ％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方
を上まわると皮膜が固くなりすぎ、もろくなって耐久性
も悪くなる。かかる水綾性高分子としては、メチルセル
ロース、ヒドロキシエチルセルロース、力ルボキシメチ
ルセルロース、ポリビニルアルコール、トラガントゴム
、アラビアゴム、カゼイン、ゼラチン等を使用する。

該組成物に、更に好ましくは、天然ワックスが添加され
るが、かかる天然ワックスとしては、カルナゥバワック
ス、シナロウ、鯨ロウ、蜜ロウ等が用いられる。

シリコーンまたは、スチレンーブタジエンゴムと水溶性
高分子の使用割合は、通常重量比にして５〜５０：１〜
１００の範囲である。

また、シリコーンまたはスチレン・ブタジェンゴムと水
溶性高分子と天然ワックスの重量比は、５〜即：１〜１
００：５〜１００の範囲である。上記において、シリコ
ーンまたはスチレン・フタジェ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、水落’性高
分子の量が少ないと、ミミズ状皮膜が形成されにくくな
るばかりでなく、滑り性も低下し、多すぎると耐摩耗性
が低下する。天然ワックスの量が前記範囲より少なすぎ
ると滑り性が不十分となる場合があり、多すぎると耐摩
耗性が低下して好ましくない。本発明により形成された
面の走行性は、金属固定ガイドとの勤マサッ係数により
評価する。

耐久性は金属の固定ガイドとの５０の国繰り返し摩擦に
よってフィルム表面の摩耗状態を評価する。従来品同等
以上の良好な走行性、耐久性を有する。磁気テープ等で
は磁性体をバインダーで塗布するが、塗布面の接着性が
必要である。本発明の易糟性のミミズ状皮膜は接着性を
も満足する。

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両面
に、分子量３万〜３０万のシリコーン、分子量２万〜１
００万のスチレン・ブタジェンゴムの少なくとも一つと
、分子量１方〜２００万の水溶性高分子を主成分とし、
必要であれば、天然ワックスを加えてなる水性ェマルジ
ョン液を塗布し、乾燥したのち、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
延伸し熱処理することにある。さらに、具体的には、前
記説明のポＩＪェステル原料を用い、通常の製腰機によ
り、溶融押出、冷却後、３〜５倍に一軌延伸した縦延伸
フィルムに、その後、子熱横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
ェマルジョン、必要に応じてその硬化剤と、水溶性高分
子あるいは更に天然ワックスを主体とする水性ェマルジ
ョンを各種コーティング法によって両面に塗布を施す。

上記水溶性高分子は、フィルムに塗布するとき、水性ェ
マルジョンの粘度を増し、水性ェマルジョンのポリエス
テルフィルム上へのぬれを与えるためであり、また、皮
膜形成後は、皮膜のポリエステルフィルムへの接着力を
強め、皮膜の耐久性を向上させ、また皮膜が適度な接着
性を有する目的で使用される。水性ェマルジョンの中に
、そのほかに界面活性剤を使用することもできる。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できるが、好ましくは、水性ェマ
ルジョンの安定性を向上せしめるためには陰イオン型が
良い。上記水性ェマルジョンの塗布量は、１ケの面につ
き、３〜１５００の９′めが最適である。つぎにこのェ
マルジョン塗布縦延伸フィルムを横延伸するが、横延伸
前に高分子ヱマルジョン皮膜を完全に形成するため、ェ
マルジョン構成水分を完全蒸発乾固する必要がある。こ
れは、二軸延伸機のステンタ−予熱部で５％／秒〜１０
０％／秒の水分乾燥速度となるよう、熱風温度１００〜
１５０ｑｏで予熱することによってなされる。子熱後９
０〜１２０℃の延伸温度で２．５〜４．３音‘こ横延伸
する。乾燥完結、皮膜完全形成後、横延伸によってフィ
ルム表面に特徴的なミミズ状皮膜が形成され、これがフ
ィルムすべりに寄与する。

さらに、この横延伸フィルムを１８０〜２００ｑ○で熱
処理あるいは１．１〜１・８倍、再縦延伸後、１８０ｏ
ｏ〜２２０００で熱処理すると、両面とも平滑ですべり
性の良い二藤延伸フィルムあるいは強力化フィルムが得
られる。つぎに、実施例について説明する。

実施例 １ 重合触媒残査等にもとづく内部粒子をできる限り含まな
い実質的に無配向、非結晶のポリエチレンテレフタレー
ト原料を、約２０ｏｏに維持された回転ドラム上に溶融
押出し、つぎに、３．４倍の機械方向への延伸を施し、
その後、メタリコンバーコータ一を用いて水性ヱマルジ
ョンを固形分濃度で８０ｍ９／れ両面塗布する。

該水性ェマルジョンは、つぎ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エマルジョン（固
形分２肌ｔ％）；０．４肌ｔ％、塩化マグネシウムェマ
ルジョン（固形分２肌ｔ％）；０，１肌ｔ％、メチルセ
ルロ‐ス：０．３帆【％その後、ステンターを通し、乾
燥、予熱、横延伸する。

乾燥、予熱温度は１１５℃、水分乾燥速度は１５％／秒
とした。横延伸倍率３．４倍、熱処理温度２００ｑｏで
、両面ともに、なめらかなミミズ状皮膜が形成された厚
さ１６仏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。

結果は表１に示す。実施例 ２ 実施例１において、３成分水性ェマルジョンにカルナウ
バワックスェマルジョン（固形分２５ｗｔ％）を０．０
鋤ｔ％加え、他は同様にして厚さ１６仏の両面ともにな
めらかなミミズ状皮膜が形成された二鞠延伸ポリエステ
ルフィルムを得た。

結果は表１に示す。実施例 ３ 実施例１の水性ェマルジョンのかわりに、次の３成分を
有する水性ェ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ヨン（スチレンノブタ
ジェン共重合比＝８５／１５）（固形分４仇Ｋ％）：０
．１５ｗｔ％、カルナウバワツクスェマルジョン（固形
分２５Ｍ％）：０２肌ｔ％、 メチルセルロース：０．３０ｗｔ％ この水性ェマルジョンを用いて実施例１と同様にして両
面ともになめらかなミミズ状皮膜が形成された厚さ１６
仏の二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。

結果は表１に示す。比較例 １ 実施例１において、両面塗布を片面のみ塗布にかえ、片
面のみになめらかなミミズ状皮膜が形成された厚さ１６
仏の二鞠延伸ポリエステルフィルムを得た。

結果は表１に示す。比較例 ２ 実施例２において両面塗布を片面のみ塗布にかえ、片面
のみに、なめらかなミミズ状皮膜が形成された厚さ１６
Ａの二鞠延伸ポリエステルフィルムを得た。

結果は表１に示す。比較例 ３ 実施例３において、両面塗布を片面のみ塗布にかえ、片
面のみになめらかなミミズ状皮膜が形成された厚さ１６
仏の二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。

結果は表１に示す。以上の実施例からわかるように、本
発明は、両面ともに非常に平滑で、かつすべりの良いポ
リヱステルフィルムを与える。

・ 【１）触針式表面粗さ カットオフ値０．０８側、測定
長１．２肌｛２１ 比較例において、非塗布面をＢ面と
した。

｛３｝ ＡＳＴＭ Ｄ−１８９４−６３｛４｝ 金属（
ＳＵＳ）固定ガイド棒にフィルムをテープ状にして１８
０ｑ０の角度で走行させ、その摩擦係数をみる。

｛５ー テープ状にしたフィルムを、金属（ＳＵＳ）固
定ガイドーこ５００回繰り返し接触走行させフィルム上
につくスクラツチを観察し、耐久性をみる。

○ スクラッチ少、× スクラッチ多数本つく

【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
一部を拡大した概略の平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ
′断面を示す断面図である。 １：ポリエステルフィルム、２：ミミズ状皮膜、Ｌ：長
径、Ｓ：短径。 第２図 第３図 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平滑なポリエステルフイルムの両面に、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
   性高分子とからなるものを主成分とする長径０．５〜１
   ５μ、短径０．１〜１０μのミミズ状皮膜が１０＾５〜
   １０＾９ケ／ｃｍ＾２形成されてなるポリエステルフイ
   ルム。