JPS61236852A - 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】 （産業上の利用分野ン 本発明は、フィルムの巻き特性が良好であり、かつ滑シ
性、耐摩耗性および耐久走行性に優れた配向ポリエステ
ルフィルムに関する。

（従来の技術） 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
ポリエステルは、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、７０フ
ビーデイスク用、写真用、コンデンサー用、包装用、レ
ントゲンフィルム、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、その滑シ性および耐摩
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Ｋはその製品品質の良否を左
右する大きな要因となっている。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ルとフィ
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シ傷が発生しやすい。また磁気層
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７）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、擦シ傷、歪の発生さらにはポリエ
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
ドローラー等との耐擦係数が増大し、極端な場合にはガ
イドローラーがテープを巻き込んだシ、テープと再生ヘ
ッドおるいはテープとガイドローラーの間で、いわゆる
鳴きが生じたシして、要因となっている。

一般にフィルムの滑シ性、耐摩耗性および耐久走行性の
改良には、フィルム表面に凹凸を付与することＫよシガ
イドロール等との間の接触面積を減少せしめる方法が採
用されており、この表面凹る方法や、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、滑シ性の改良
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なシ、さらに電磁変換特性
も著しく悪化するため、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、相反する物性を同時に満足す
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、特に磁気テープ用基材として配向ポリ
エステルフィルムを用いた場合、巻き特性が良好であ夛
、かつ滑シ性、耐摩耗性および耐久走行性が極めて優れ
た配向ポリエステルフィル　　勘ムを提供することであ
る。

（問題点を解決するための手段］ および０．１μｍ以上０．５μｍ未満の範囲であルかつ
粒ボリエ９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滑フ性および耐摩
耗性等の加工性に優れているので、擦少傷および白物発
生量が著しく少なく、また巻き特性も良好であり、かつ
多数回繰返し使用しても極めて良好な走行特性を有して
いる。

本発明における配向ポリエステルフィルムの特徴は、２
種類の平均粒径の異なる特定成分粒子を特定量ずつ併用
する点におる。即ち特定平均粒径を有するシリカ粒子の
特定量と、シリカ粒子の平均粒径以下の特定平均粒径を
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、それぞれの粒子の単独使用や
他の粒子類の添加によっては到達し得なめ優れた効果を
発揮し得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はポリエチレン
テレフタレート、ポリアルキレンナフタレート等との結
晶性ポリエステルでらυ特に限定はされないがとりわけ
ポリエチレンテレフタレートが適しておシ、なかんずく
その繰ル返し単位の８０モルチ以上がエチレンテレフタ
レートからなるものでアシ、他の共重合成分としてはイ
ソフタル酸、ｐ−β−オキシエトキシ安息香酸、２，６
−ナフタレンジカルボン酸、４．４’−ジカルボキシル
ジフェニール、４．４’−ジカルボキシルベンゾフェノ
ン、ビス（Ａ−カルボキシルフェニール］エタン、アジ
ピン酸、セパシン酸、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、
ネオペンチルクリコール、ジエチレングリコール、シク
ロヘキサンジメタツール、ビスフェノールＡのエチレン
オキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等の
グリコール成分、ｐ−オキシ安息香酸などのオキシカル
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ルエステルとグリコールと
を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、添加すべき不活性粒子の第１成分であ
るシリカ粒子の平均粒径は０．１〜５．０μｍである必
要があシ、より好ましくは０．３〜Ｌ５μｍであシ特に
好ましくは０．５〜１．０μｍである。０．１μｍ未満
では滑夛性、耐摩耗性および耐久走行性が不充分となる
ので好ましくない。また、巻き特性も不良である。逆に
５．０μｍを超えると磁気テープ用としては表面平滑性
が不充分となるので好ましくない。

また添加量は該ポリエステルに対して０．０５〜０．４
重量−とする必要があり、より好ましくは０．０８〜０
．３５重量％でちシ特に好ましくは０．１〜０．３重量
−である。０．０５重量％未満では巻き特性、滑り性、
耐摩耗性および耐久走行性が悪化するので好ましくない
。逆に０．４重量％を超えると磁気テープ用としては表
面平滑性が低下し、かつドロップアウトの原因となる粗
大突起の生成が多くなるので好ましくない。

添加すべき不活性粒子の第２成分である炭酸カルシウム
粒子の平均粒径は０．１μｍ以上０．５μｍ未満の範囲
が必要であり、より好ましくは０．２〜０．４８μｍで
最も好ましくは０．２５〜０．４５μｍ″′Ｃある。０
．１μｍ未満では巻き特性、滑シ性、耐摩耗性および耐
久走行性が不充分となるので好ましくない。逆に０．５
μｍ以上では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。また添加量は該ポリエステルに対して０
．０５〜０．４重量％とする必要があり、より好ましく
は０．０８〜０．３５重量−１最も好ましくは０．１〜
０．３重量−である。０．０５重量−未満では巻き特性
、滑り性、耐摩耗性および耐久走行性が悪化するので好
ましくない。逆に０．４重量−を超えると磁気テープ用
としては表面平滑性が低下し、かつドロップアウトの原
因となる粗大突起の生成が多くなるので好ましくない。

なお５、粒径の大きい方のシリカ粒子と粒径の側かい方
の炭酸カルシウムの平均粒径の差は少なくとも０．０５
μｍ以上であることが、滑シ性および耐摩耗性、巻き特
性向上のために好ましい。

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。たとえば重質炭酸カルシウム、
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Ｆｉ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、体積形状係数では次式で表わされる。

ｆ　＝　Ｖ／Ｄ’ 式中Ｖは粒子体積（μｍ八りは粒子の投影面における最
大径（μｍ）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、π／
６に近づくほど塊状もしくは球状に近づく。

なおここに言う平均粒径とは、ストークスの式に基づい
て算出された等制球径粒度分布の積算５゜チ点における
径ｔさす。

本発明における微粒子のポリエステル中への添加方法は
、該ポリエステル製造過程における任意の段階で添加す
ることができるが、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
子の添加方法線スラリー状および粉末状のいずれの状態
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Ｌ＜、特にエチレングリコール（ＫＧ　）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
シ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。

該粒子をスリラーとして添加する時は、スラリー中の５
μｍ以上の粒子の割合が全粒子に対して０．５重量−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。

ま九、該粒子をスリラ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スラリーと炭酸カルシウムスラリ
ーとを同時に添加してもよ−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、ま九ポリエステル製造過程へ添加する前に両
スラ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、次いで所定の粒子濃度に
なる様にブレンドしてもよい。

粗大粒子数を増加させず、かつ表面平滑性に対し悪い影
響をおよぼさない程度の平均粒径および含有量でおれば
、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―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。

本発明のフィルムは先に述べ九ように磁気テープ用、特
にオーディオ用ベースフィルムに用いるのが特に好まし
いが、これに限定されるものではなく、電気用途、蒸着
用フィルム等の他の分野へも広く適用することができる
。

（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シすべで重量部を意味する。

ｔ′ｆｉ−１用いた測定法を以下に示す。

（１）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性
ガイドロールにこすルっけて高速、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ル擦過後のテー
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。

ビ）滑り性 １級・・・張　力　大（擦シ傷多い） ２級・・・張力やや大（擦ル傷かなシ多い）３級・・・
張　力　中（擦シ傷ややあシン４級・・・張力やや小（
擦シ傷はとんどなし）５級・・・張　力　小（擦シ傷ま
ったくなし〕仲）　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・・・白粉発生ややあシ ４級・・・白粉発生はとんどなし ５級・・・白粉発生まったくなし く２）耐久走行性 第１図に示した装置を用い、２３°Ｃ１相対湿度６５チ
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のガイドピン（触針式表両粗さ計で測
定した最大突起高さが０．１５μｍ１中心線平均粗さが
ｏ、ｏｏｓμｍ）に角度３／４π（単位ラジアン）で接
触させ、一定荷重５０グラムの張力を与えクランクを角
速度８．Ｏｒｐｍで回転させ、１００回フィルムを往復
させ九時の動摩擦係数および静摩擦係数のそれぞれ初期
動摩擦係数および初期静摩擦　　　４係数からの増加分
（Δμｋ（ｌおよびΔμｋｇ）を５段階に評価し、次の
ランク付けで表す。

１級・・・摩擦係数増加分０．２０以上２級・・・０．
１５〜０．２０ ３級・・・０．ｌＯ〜０．１５ ４級・・・０．０５〜０．１０ ５級・・・０６０５未満 （３）　　平均粒径 島津展作所製遠心沈降式粒度分布測定器（ＣＰ−５０聾
）によって得た等制球径分布における積算ｓｏｂ点の値
を用いる。

（Ａ）フィルムの巻き特性 ポリエステルフィルムの捲取り作業時のロールの巻きず
れ、シワ入りおよび捲き姿等の良否を総合的に判断した
。

（５）　　フィルムの表面平滑性（ＴＡＲ）フィルム表
面を小板研究所社製触針式３次元表面粗さ計（ＢＩ！−
３ＡＫ）を用いて、針の半径２ｐｍ。

荷重７０１９の条件下に、フィルム長手方向にカットオ
フ値０．２５ＭＭで、基準長１ｎにわたって測定し、２
μｍおきに高さ方向のデータを量子化幅０．００３１２
μｍで外部記憶装置に取υ込ませる。このような測定を
フィルムの横手方向について２μｍ間隔で連続的に１５
０回、つまりフィルムの横手方向０．３０の幅にわたっ
て測定する。このときの高さ方向のデータを り、（ｉ、　ｊ　）　（ｉ鱈１〜５００．　ｊ−１〜１
５０〕としたとき、次式の計算を行って得られたものを
μｍ単位で表したものがＴＡＲ（スリー°デイメンジョ
ナル・アベレージ・２７ネス〕である。

ＴＡＲ＝□Σ　ΣΔｈ（ｉ、ｊ）　　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（１）７５０００１
■１ｊ曜１ Δｈ（ｉ、　ｊ）−１ｈ（１，ｊ）−□Σ　Σｈ（ｉ、
ｊ）　１７５０００　ｉ廖１ｊ謬１ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１
）（６）　　フィルム表面の粗大突起数 フィルム表面にアルミニウムを薄く蒸着したのち、二光
束干渉顕微鏡を用いて四重環以上の粗大突起数（測定面
積１−当りの個数）をカウントし、粗大突起数の多少に
より次のランク付けで表わす。

１級・・・１６個以上／− ２級・・・１２〜１５個／− ３級・・・８〜１１個／− ４級・・・４〜７個／− ５級・・・０〜３個／一 実施例１ 攪拌装置、分縮器、原料仕込口および生成物取シ出し口
を設けた２段の完全混合槽よシな本連続エステル化反応
装置を用い、その第１エステル化反応缶のエステル化反
応生成物が存在する系へテレフタル酸（ＴＩ’Ａ）に対
するＫＧのモル比率１．７に調整し、かつ二酸化アンチ
モンをアンチモン原子としてＴＰＡ単位当＃）２８９ｐ
ｐｍ′ｆ：含む’ｒＰＡの１ＣＧスラリーを連続的に供
給した。

同時にＴＰムの１！！Ｇスラリ一供給口とは別の供給口
よシ酢酸マグネシウム四水塩のＫ（）溶液と酢酸ナトリ
ウムのＫＧ浴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ルそれぞれＭｇ原子およびＨ
ａ原子として１００　ｐｐｍおよび１０ｐｐｍ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°Ｃで反りさせ九。

この反ろ生成物を連続的に系外に取り出して、第２エス
テル化反応缶に供給した。第２エステル化反応缶を通過
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ｇＧｓ　　ｌ’　！ｊメチルホスフェー
トのＩＣＧ溶液′ｌｔＰ原子として６４ｐｐｍおよび平
均粒径が０．５０μｍのシリカのｌｌ１Ｇスラリーと平
均粒径が０．４５μｍの炭酸カルシウムの１！！Ｇスラ
リーを、シリカおよび炭酸カルシウムとしてそれぞれ０
．１０重量％および０．２０重量％となるようにそれぞ
れ別個の供給口よシ連続的に供給し、常圧にて平均滞留
時間５，０時間、温度２６０°Ｃで反応させた。

該エステル化反ろ生成物を攪、押装置、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°Ｃで溶融押出しし、９０°Ｃで縦
方向に３．５倍、１３０°Ｃで横方向に３．５倍延伸し
九後２２０℃で熱処理して得られた１５Ｊｍのフィルム
のフィルム特性を、聚Ｉ　Ｋ示し次。

本実施例で得たフィルムは巻き特性、滑シ性、耐摩耗性
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 実施例１の方法において炭酸カルシウムの添加を取シ止
める以外、実施例１と同じ方法で得之フィルムのフィル
ム特性を表１に示し九。

本比較例で得たフィルムは巻き特性および耐久走行性が
劣っている。

比較例２ 実施例１の方法においてシリカの添加を取シ止める以外
、実施例１と同じ方法で得たフィルムのフィルム特性を
表１に示した。

本比較例で得たフィルムは巻き特性および耐久走行性が
劣っている。

比較例３ シリカの平均粒径を０．０４μｍとする以外、実施例１
と同じ方法で得たフィルムのフィルム特性を表ＩＫ示し
た。

本比較例で得られ光フィルムは巻き特性の点で劣ってお
シ、充分とはいえない品質である。

実施例２ 実施例１の方法において、シリカの平均粒径を０．７７
μｍとし、かつ炭酸カルシウムの添加量ｔＯ，ｌＯ重量
−とする以外、実施例１と同じ方法で得たフィルムのフ
ィルム特性を表ＩＫ示した。

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

比較例４ 炭酸カルシウムの平均粒径を０．０８μｍとする以外、
実施例２と同じ方法で得たフィルムのフィルム特性を表
１に示した。

本比較例で得られたフィルムは巻き特性の点で劣ってお
シ、充分とは−えない品質である。

比較例５ シリカの添加量を０゜５０重量％とする以外、実施例２
と同じ方法で得たフィルムのフィルム特性を表ＩＩｆ−
示した。

本比較例で得られ九フィルムは巻き姿、粗大突起数の点
で劣っており、充分とはいえない品質である。

実施例３ シリカの平均粒径な０．６０μｍとし、かつ炭酸カルシ
ウムの平均粒径および添加量をそれぞれ０．３５μｍお
よび０．１５重量％とする以外、実施例２と同じ方法で
得たフィルムのフィルム特性を表ＩＶＣ示し九。

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

比較例６ シリカの添加量ｔ０．０２重量−とする以外、実施例３
と同じ方法で得喪フィルムのフィルム特性を表ＩＫ示し
た。

本比較例で得られ九フィルムは巻き特性、滑夛性、耐摩
耗性および耐久走行性の点で劣うてお夛、充分とはいえ
ない品質である。

比較例７ 炭酸カルシウムの添加量を０．５０重量％とする以外、
実施例３と同じ方法で得たフィルムのフィルム特性を表
１に示した。

本比較例で得られ次フィルムは巻き特性および粗大突起
数の点で劣っておシ、充分とはいえなり品質である。

（発明の効果） このように本発明で得られたフィルムは巻き特性が良好
でラシ、かつ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シ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
いう特徴がらり、さらに磁気テープ用として用い九場合
に問題となるドロップアウトの欠点発生の原因となるフ
ィルム宍面の粗大突起の生成が極めて少ないという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図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。以下各部の説明を簡単に行
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用ガイドビン ９：荷重 ′ｌｌ−１１！１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリエステル中に、平均粒径が０．１μｍ以上５．０μ
   ｍ以下のシリカ粒子（Ａ）を０．０５〜０．４重量％、
   および０．１μｍ以上０．５μｍ未満の範囲であり、か
   つ粒子（Ａ）の平均粒径以下の平均粒径を有する炭酸カ
   ルシウム粒子（Ｂ）を０．０５〜０．４重量％を含有し
   てなることを特徴とする配向ポリエステルフィルム。