JPS61179721A - 配向ポリエステルフイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、平滑性、滑り性、耐摩耗性、および耐久走行
性に優れた配向ポリエステルフイルム、とりわけ磁気記
録用基材に適した配向ポリエステルフィルムに関する。

一般にポリエチレンテレフタレートに代表されるごとき
ポリエステ〃は、その優れた物理的および化学的緒特性
の故に、繊維用、成型品用の他、磁気テープ用、フロッ
ピーディスク用、写真用、コンデンサー用、包装≧でン
トゲンフイｐム、マイクロフィルムなどのフィルム用と
しても多種の用途で広く用いられている。これらフィル
ム用として用いられる場合、その滑り性および耐摩耗特
性はフィルムの製造工程および各用途における加工工程
の作業性の良否、さらにはその製品品質の良否を左右す
る大きな要因上なっている。特に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は
、磁性層塗布時におけるコーティングロー〃とフィルム
表面との摩擦および摩耗が極めて激しく、フィルム表面
へのしわおよび擦り傷が発生しやすい。また磁性層塗布
後のフィルムをスリットしてオーディオ、ビデオまたは
コンピューター用テープ等に加工した後でも、リールや
カセット等からの引き出し巻き上げその他の操作の際に
、多くのガイド部、再生ヘッド等との間に摩擦および摩
耗が著しく生じ、擦り傷、歪の発生さらにｉポリエステ
ルフィルム表面の削れ等による白粉状物質を析出させる
結果、磁気記録信号の欠落、即ちドロップアウトの大き
な原因となることが多い。また磁気テープとして繰り返
し使用した場合には、その使用回数と共に金属ガイドロ
ーラー等との摩擦係数が増大し、極端な場合にはガイド
ローラーがテープを巻き込んだり、テープと再生ヘッド
あるいはテープとガイドローラーの間で、いわゆる鳴き
が生じたりして、走行特性が悪化する。

一般にフィルムの滑り性、耐摩耗性および耐久性等の走
行特性の改良には、フィルム表面に凹凸を付与すること
によりガイドロール等との間の接触面積を減少せしめる
方法が渾用されており、この表面凹凸を形成させる方法
としてフィルム原料に用いる高分子の触媒残渣から不溶
性の粒子を析出せしめる方法や、不活性の無機粒子を添
加せしめる方法等が用いられている。これら原料高分子
中の粒子は、その大きさが大きい程、滑り性の改良効果
が大であるのが一般的であるが、磁気テープ、特にビデ
オ用のごとき精密用途にはその粒子が大きいこと自体が
ドロップアウト等の欠点発生の原因ともなり得るため、
フィルム表面の凹凸は出来るだけ微細である必要があり
、相反する特性を同時に満足すべき要求がなされている
のが現状である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、特に近年磁気記録の高密度化が一段と
促進され、磁気テープ用ベースフィルムの滑り性、耐摩
耗性および耐久走行性の改良がより要求されつつある状
況下に鑑み、表面が平滑でかつ滑り性、耐摩耗性および
耐久走行性に優れ、ドロップアウト等の欠点発生の少な
い磁気テープ用ベースフィルムを提供せんとするもので
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、ポリエステル中に平均粒径が０．０１ｐｍ以
上０．２ｐｍ以下の範囲であるシリカおよび酸化チタン
から選ばれた少なくとも１種の粒子を０・０１〜０．５
重量襲および帆１ｐｍ以上０．５ｐｍ未満の範囲である
炭酸カルシウム粒子を０．０１〜０．３重量囁含有して
なる配向ポリエステルフィルムである。

本発明゛の配向ポリエステルフィルムは表面平滑性に優
れ、かつ滑り性および耐摩耗性に優れているので擦り傷
および白粉発生量が著しく少なく、かつ多数回繰り返し
使用しても極めて良好な走行特性を有しており、特に磁
気記録用基材とりわけ磁気テープ用、なかんづ〈ビデオ
テープ用として用いた場合極めて有用である。

本発明における配向ポリエステルフィルムの特徴は、少
なくとも２種類の特定成分粒子の特定粒径の粒子を特定
量ずつ併用する点にある。即ち特定粒径を有するシリカ
および／または酸化チタンの特定量と、特定粒径を有す
る炭酸カルシウム粒子の特定量とがフィルム中に共存す
る場合においてのみ、それぞれの粒子の拳独使用や他の
粒子類の添加によっては到底達し得ない優れた効果即ち
鍛細な表面粗度を有しかつ優れた耐久走行性、滑り性お
よび耐摩耗性を有し、ドロップアウト等の欠点発生の少
ないフィルムが得られる事実を見出したものである。本
発明方法で用いられるポリエステルとハホリエチレンテ
レフタレート、ボリア〃キレンナフタレート等の結晶性
ポリエステμで。

あり特に限定はされないが、とりわけポリエチレンテレ
フタＶ−）が適しており、なかんずくその繰り返し単位
の８０七〃哄以上がエレレンテレフタレートからなるも
のであり、他の共重合成分としてはイソフタμ酸、ｐ−
β−オキシエトキシ安息香酸、２，６−す７りＶンジカ
〃ポン酸、４．４’−ジカルボキシルシフエニーＩＷ、
４．４’−ジカルボキＶμベンゾフェノン、ビス（４−
カ〜ボキシルフェニーＡ／）エタン、アジピン酸、セバ
シン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、シクロヘ
キサン−１，４−ジカルボン酸等のジカルボン酸成分、
プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチル
グリコ−μ、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジ
メタツール、ビスフェノ−Ａ／Ａのエチレンオキサイド
付加物、ホリエ＋Ｖンクリコール、ポリプロピレングリ
コ−〃、ポリテトツメチレンクリコーｐ等のグリコ−〃
成分ｓ　ｐ　−’　キ’安息香酸などのオキシカμボン
酸成分等を任意に選択使用することができる。この他共
重合成分として少量のアミド結合、ウレタン結合、エー
テル結合、カーボネート結合等を含有する化合物を含ん
でいてもよい。該ポリエステルの製造法としては、芳香
族ジカルボン酸とグリコールとを直接反応させるいわゆ
る直接重合法、芳香族ジカルボン酸のジメチ〃エヌ５−
／ｌ／、！−グリコ−μトｔ−エステル交換反応させる
いわゆるエステル交換法など任意の製造法を適用するこ
とができる。なおフィルムとしては一軸配向フイルム、
二軸配向フィルムいずれでもよいが二軸配向フィルムが
特に好適である。

本発明においてシリカおよび酸化チタン粒子から選ばれ
たすくなくとも１種の粒子の平均粒径は０．０１〜０．
２　ａｍである必要があり０−０３〜０．１５ｐｒｎが
より好ましい。特に好ましくは０．０４〜０．１ｐｍで
ある。０．ＯＩＰｍ未満では滑り性、耐摩耗性および耐
久走行性の向上効果が不充分となるので好ましくない。

逆に０．２　ｐｍを超えると表面平滑性が不充分となる
ので好ましくない。また添加量は該ボリエ・ステルに対
して０．０１〜０．５重量％とする必要があり、０．１
〜０．３重量％がより好ましい。０．０１重量％未満で
は滑り性、耐摩耗性および耐久走行性の向上効果が不充
分となるので好ましくない。

逆に０．５重量％を超えると表面平滑性が不充分となる
ので好ましくない。

炭酸カルシウム粒子の平均粒径は帆ｌＰｗ以上０．５μ
ｍ未満の範囲が必要であり、０．２μｍ以上０．５μｍ
未満の範囲がより好ましい。特に好ましくは帆４μｍ以
上０．５μｍ未満の範囲である。００−０１ｐ未満では
滑り性、耐摩耗性および耐久走行性の向上効果が不充分
となるので好ましくない。逆ＫＯ，５ｐｍ以上では表面
平滑性が不充分となるので好ましくない＠ま九添加量＃
：を該ポリエステルに対して０．０１〜０．３重量％と
する必要があり、０．０２〜０．１重量％がより好まし
い。Ｏ，，０１重量％未満では滑り性、耐摩耗性および
耐久走行性の向上効果が不充分となるので好ましくない
。逆に帆３重量襲を超えると表面平滑性が不充分となる
ので好ましくない。

これらの粒子成分は先に規定した条件を満たせば製法そ
の他になんら限定はない。また各粒子成分のそれぞれの
平均粒径および添加量の関係は、先に規定した条件を満
たす範囲であれば任意に選ぶことができる。炭酸カルシ
ウムとしては、天然品および合成品のいずれも使用可能
である。たとえば重質度酸カルシウム、軽質炭酸カルシ
ウムおよび膠質炭酸カルシウムのいずれを用いてもよい
。

これらの粒子は表面処理をしないものを用いてもよいし
、表面処理したものを用いてもよい。さらに分散助剤や
凝集防止剤の使用の有無も特に限定されない。また、各
粒子の結晶形状も特に限定はないが体積形状係数が０．
０８〜π／６の範囲のものを用いるのが好ましい。

〔ただし、体積形状係数ｆは次式で表わされる。

ｆ　＝＝　ｖ　／　Ｄ３ 式中マは粒子体積（ｐｍ）、Ｄは粒子の投影面における
最大径（ｐｍ）を示す。〕 体積形状係数は粒子の塊状の程度を表わすもので、ｔ／
６に近づくほど塊状もしくは球状に近づ〈。

炭酸カルシウム粒子の平均粒径はシリカ粒子および酸化
チタン粒子の平均粒径より大きくても小さくても何等さ
しつかえないが、シリカ粒子および酸化チタン粒子より
大きい方がより好ましい。なおここに言う平均粒径とは
、ストークスの式に基づいて算出された等価球径粒度分
布の積算５０襲点における径をさす。

更に前記の範囲の平均粒径および添加量を有するシリカ
および酸化チタンから選ばれた少なくとも１種の粒子と
炭酸力μシウム粒子を含有してなるポリエステルフィル
ムをガイドピンに接触させながら１００回該フシルムを
往復させた時の動摩擦係数および静摩擦係数のそれぞれ
の初期動摩擦係数および初期静摩擦係数からの増加分Δ
ｐｋｄ訃よび△μｋｇは０．１以下であることが必要で
あり、０゜０５以下がより好ましい。△−ｋｄ、ΔＰｋ
１１が０．１を超えると耐久走行性の向上効果が不充分
となるので好ましくない。

本発明に訃ける微粒子のポリエステル中への添加力法は
、該ポリエステル製造過程における任意の段階で添加す
冬ことができるが、初期縮合が終了するまでに添加する
のが特に好ましい。またポリエステル製造過程への微粒
子の添加方法はスラリー状および粉末状のいずれの状頗
で添加してもよいが、粒子の飛散防止、供給精度や均一
性の向上の点からスラリー状に分散させて添加するのが
好ましく、特にエチレングリコ−１ｖ（ＥＧ　）のスラ
リーとして添加するのが好ましい。スラリー状に分散さ
せる場合には、それぞれの粒子本来の一次粒子を出来る
限り再現するような均一な分散を行なう必要がある。ま
た所定の平均粒径の粒子を得るために、市販微粒子の粉
砕処理や分級操作等を採用してもかまわない。

該粒子をスラリーとして添加する時は、スラリー中の５
ｐｍ以上の粒子の割合が全粒子に対して０．５重量幅以
下にして添加するのが粗大粒子を低下させる点より特に
好ましい。

また、該粒子をスラリーとしてポリエステル製造過程へ
添加する場合はシリカや酸化チタンスラリート炭酸カル
シウムスラリーとを同時に添加してもよいし、また別個
に添加してもよい。同時に添加する場合は別個の供給口
から添加してもよいし、またポリエステル製造過程へ添
加する前に両スフリーを均一に混合してから添加しても
よい。

また、凝集しない範囲内で個々の粒子を高濃度に含有す
るポリエステルを予め別個に製造し、次い丁 で所定の粒子濃度になる様にてレンドしてもよい。

粗大粒子数を増加させず、かつ表面平滑性（対し悪い影
響をおよぼさない程度の平均粒径および含有量であれば
、ポリエステルの製造過程で析出した微粒子、いわゆる
内部粒子を含んでいてもかまわない。なお、フィルムの
用途が、その片面だけと金属ロールが接触するような場
合は、接触面のみを本発明の不活性無機粒子を含有せし
め、他面は目的に応じ不活性無機粒子を含有せしめても
良いし、含有せしめない別の層であってもかまわない。

（実施例） 次に本発明の実施例および比較例を示す。実施例中の部
は特にことわらないかぎりすべて重量部を意味する。

また、用いた測定法を以下に示す。

（１）平均粒径 島津製作所製遠心沈降式粒度分布測定器（ＣＰ−５０型
）によって得た等価球径分布における積算５０％点の値
を用いる。

（２）耐久走行性 第１図に示した装置を用い、２３℃、相対湿度６５％の
雰囲気下で、ポリエステルフィルムの粗面側の面を、市
販家庭用ＶＴＲ（松下電器産業製ＮＮ３３００）のガイ
ドピン（触針式表面粗さ計で測定した最大突起高さが０
．１５　ｓｍ　ｓ中心線平均粗さが０．００８ｐｍ）に
角度３７４ｔＣ１ｌＬ位ラジアン）で接触させ、一定荷
重５０グラムの張力を与え回転半径４２■のクランクを
角速度８−Ｏｒｐｍで回転させ、１００回フィルムを往
復させた時の動摩擦係数の初期動摩擦係数からの増加分
△−ｋｄおよび静摩擦係数の初期静摩擦係数からの増加
分Δμｋｇを測定し５段階に評価し、次のランク付けで
表わす。

１級・・・△ｐｋｄｓ△ｐｋｓ　：　０．２０以上２級
・・・　　ｐ　　　　：０．１５〜０．２０３級・・・
　　ｏ　　　　：０−１０〜０．１５４級・・・　　ｔ
ｐ　　　　：Ｑ、０５〜０．１０５級・・・　　〃：０
．０５未満 （３）　　フィルムの表面平滑性 サーフコム３００Ａ型表面粗さ計（東京精密製）を用い
、針径１　ｐｍ　ｓ加重０．０７？　、測定基準長０．
８■、カットオフ０．０８−の条件で測定した中心平均
粗さく　ＲＡ　（ａｍ））で表示する。

（４）　　フィルムの加工性 フィルムを細幅にスリットしたテープ状ロールを金属製
ガイドローｐにこすりつけて高速、長時間走行させると
き、一定の供給張力に対してガイドロー〃擦過後のテー
プ張力の大小およびガイドロール表面に発生する白粉量
の多少をそれぞれ５段階に評価し次のランク付けで表わ
す。

に）滑り性 １級・・・張力穴（擦り傷多い） ２級・・・張力やや大（擦り傷かなり多い）３級・・・
張力中（擦り傷ややあり） ＪＩｌ＆・・・張力やや小（擦り傷はとんどなし）５級
・・・張力小（擦り傷まったくなし）（ロ）耐摩耗性 １級・・・白粉発生非常に多い ２級・・・白粉発生多い ３級・・・白粉発生ややあり ４級・・・白粉発生はとんどなし ５Ｒ・・・白粉発生まったくなし く５）　　フィルム中の粗大粒子数 フィルムの少量を２枚のカバーグラス間にはさんで２８
０℃で溶融プレスし、急冷したのち位相差顕微鏡を用い
て観察し、画像解析処理装置μ−ゼックス５００（日本
レギュレーター製）ヲ用いて処理し、粒子像内の最大長
が５ｐｍ以上の粒子数（測定面積４．８−当りの個数）
をカウントし、粒子数の多少によって次のランク付けで
表わす。

１級・・・５１個以上／４．８ｍｍ” ２級・・・２１〜５０個／４−８ｍ１ ３級−１１〜２０個／４．８ｆｎＩｆ？４級・・・４〜
１０個／４．８ｍｍ’ Ｓｆｉ＆・・・Ｏ〜３個／４．８ｍｍ”実施例１ 攪拌装置、分縮器、原料仕込口および生成物取り出し口
を設けた２段の完全混合槽よりなる連続エステル化反応
装置を用い、その第１エステル化叉応缶のエステμ化反
応生成物が存在する系へテレフタル酸（ＴＰＡ　）に対
するＥＧの七μ比率１．７に調整し、かつ三酸化アンチ
モンをアンチモン原子としてＴＰＡ単位当り２８９ｐｐ
ｍを含むＴＰＡのＫＧスラリーを連続的に供給した。

同時にＴＰＡのＫＧスラリー供給口とは別の供給口より
酢酸マグネシウム四水塩のＥＧ温溶液酢酸ナトリウムの
ＥＧ温溶液反応缶内を通過する反応生成物中のポリエス
テル単位ユニット当りそれぞれＭｇ原子およびＮａ原子
として１００　ｐｐｍおよび１０　ｐｐｍとなるように
連続的に供給し、常圧にて平均滞留時間４．５時間、温
度２５５℃で反応させた。

この反応生成物を連続的に系外に取り出して、第２エス
テ〜化反応缶に供給した。第２エステ〃化反応缶を通過
する反応生成物中のポリエステル単位ユニットに対して
０．５重量部のＥＧ、）’Ｊ’メチルホスフェートのＥ
Ｇ温溶液Ｐ原子として６４ｐｐｍおよび平均粒径が帆０
４ｅｍのシリカのＥＧスラリーと平均粒径がＯｏ−４７
ｐの炭酸力／Ｉ／ＶクムのＥＧスヲリーを、シリカおよ
び炭酸力〃シウムとしてそれぞれ０．２５重量％および
帆０５重量％となるようにそれぞれ別個の供給口より連
続的に供給し、常圧にて平均滞留時間５．０時間、温度
２６０℃で反応させた。

該エステμ化反応生成物を攪拌装置、分縮器、原料仕込
口および生成物取り出し口を設けた２段の連続重縮合反
応装置に連続的に供給して重縮合を行ない、固有粘度０
．６２０のポリエステルを得た。

該ポリマーを２９０℃で溶融押出しし、９０℃で縦方向
に３．５倍、１３０℃で漬方向に３．５倍延伸した後２
２０℃で熱処理して得られた１　５　ｐｍのフィルムの
フィルム特性を表ＩＫ示した。本実施例で得たフィルム
は表面平滑性、滑り性、耐摩耗性、粗大粒子数および耐
久走行性のいずれの特性も極めて良好であり高品質であ
ることがわかる。

比較例１および２ 平均粒径が０−０４７１１１１のシリカを０．２５重量
％および平均粒径が００−４７ｐの炭酸力μシウムを０
．０５重量％づりをそれぞれ単独で用いる以外は実施例
１と同じ方法で得たフィルムのフィルム物性を表１に示
した。これらの比較例で得られたフィルムは耐久走行性
、滑り性および耐摩耗性が劣っており、いずれも特にビ
デオ用としては充分とはいえ　・ない品質である。

比較例３ クリ力の平均粒径を０．５２ｐｍに変更する以外、実施
例１と同じ方法で得たフィルムのフィルム物性を表１に
示した。本比較例で得られたフィルムは表面平滑性、粗
大粒子数の点で劣っており特にビデオ用としては充分と
はいえない品質である。

比較例４ シリカの添加量を１．２重量％に変更する以外、実施例
１と同じ方法で得九フィ〃ムのフィルム物性を表１に示
した。本比較例で得られたフィルムは表面平滑性、粗大
粒子数の点で劣っており、特にビデオ用としては充分と
はいえない品質である。

実施例２ シリカの添加量を０．１５重量％に、炭酸力〜シウムの
平均粒径および添加量を０−４２　ｐｍおよび帆０９重
量茶に変更する以外、実施例１と同じ方法で得たフィル
ムのフィルム物性を表１に示した。本実施例で得たフィ
ルムは特にビデオ用として非常に好ましい品質であった
＠ 比較例５ シリカと炭酸力〃シウムの平均粒径をそれぞれ０．２μ
ｍおよび０．１５ｐｍに変更する以外、実施例２と同じ
方法で得たフィルムのフィルム物性を表１に示した。本
比較例で得たフィルムは耐摩耗性に劣っており、多数回
繰り返し使用した場合、充分とはいえない走行特性を示
す。

実施例３ 炭酸カルシウムの平均粒径および添加量をそれぞれ帆１
５μｍ、　０．１５重量％に変更した以外、実施例１と
同じ方法で得たフィルムのフィルム物性を表１に示した
。本実施例で得たフィルムはいずれの特性も極めて良好
であり、高品質であることがわかる。

実施例４ シリカのかわりに平均粒径０−１５　ｐｍの酸化チタン
を０．１０重量％添加する以外、実施例２と同じ方法で
得たフィルムのフィルム物性を表１に示した。

本実施例で得たフィルムはいずれの特性も極めて良好で
あり、高品質であることがわかる。

（発明の効果） このように本発明で得られたフィルムは優れた耐久走行
性、表面平滑性、滑り性および耐摩耗性を有していて、
磁気テープ製造時におけるコーティング加工時や磁気テ
ープ使用時等において金属ロール面を走行するに際し発
生する擦り傷や白粉発生量が著しく少なく、繰り返し使
用しても摩擦係数の増加が極めて少ないという特徴があ
り、更にビデオ用として用いた場合に問題となるドロッ
プアウトの欠点発生の原因となる粗大粒子の生成が原め
て少ないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図１はフィルム粗面の繰り返し走行性能を測定するテー
プ試験機の模式図である。以下各部の説明を開眼に行う
。 １：クランク ２．４，６，８：フリーロール ３．７：張力検出装置 ５：市販ＶＴＲ用ガイドピン ９：荷重 Ｊ％　１　図 手　　続　　補　　正　　ｉ！ｆ（自発）昭和６１年５
月２日 １、　事件の表示 昭和６０年特許願第２０５７１号 ２　発明の名称 配向ポリエステルフィルム ｌ　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 大阪市北区堂島浜二丁目２番８号 （３１Ｂ）東洋紡績株式会社 明細書の発明の詳細な説明の欄 ■　同第１９頁第１３行目 ｒＯ’、２μｍおよび０．１５μｍＪをｒ　０．５２μ
ｍおよび０．８０μｍ」を訂正する。 ■　同′Ｍ１８頁第１５行目〜第１７行目「耐摩耗性に
劣っており、・・・走行性特性を示す。」を「粗大粒子
数の点で劣っており、特にビデオ用としては充分とはい
えない品質である。」と訂正する。 ■　同ｍ２１頁表１の比較例５のシリカの平均粒径のデ
ータ、ｒ　０．２０Ｊをｒ　Ｏ，５２Ｊと訂正する。 ■　同第２１頁表１の比較例５の炭酸カルシウムの平均
粒径のデータ、ｒｏ、１５Ｊをｒ　０．８０Ｊと訂正す
る。 ■　同第２１頁表１の比較例５の耐久走行性のデータ、
「３」を「５」と訂正する。 ■　同第２１頁表１の比較例５の表面平滑性ＲＡのデー
タ、ｒＯ，００９Ｊをｒ　０．０３０Ｊと訂正する。 ■　同第２１頁表１の比較例５の粗大粒子数のデータ、
「４」を「１」と訂正する。 ■　同第２１頁表１の比較例１の耐久走行性おかび耐摩
耗性のデータ、「３」および「４」を夫々「１」および
「３」と訂正する。 ■　同第２１頁表１の比較例２の滑り性および耐摩耗性
のデータ、「２」および「５」を夫々「４」および「４
」と訂正する。 ［相］　同第２１頁表１の比較例４の耐久走行性のデー
タ、「４」を「５」と訂正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエステル中に、平均粒径が０．０１μｍ以上
   ０．２μｍ以下の範囲であるシリカ及び酸化チタンから
   選ばれた少なくとも１種の粒子を０．０１〜０．５重量
   ％および０．１μｍ以上０．５μｍ未満の範囲である平
   均粒径を有する炭酸カルシウム粒子を０．０１〜０．３
   重量％含有してなる配向ポリエステルフィルム。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載した配向ポリエステ
   ルフィルムにおいて、その耐久走行性が４級以上である
   配向ポリエステルフィルム。