JPS62267333A - 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、ポリエステルフィルムに関するもので、更に
詳しくは、主として磁気テープ、磁気ディスク用に適し
たポリエステルフィルムに関するものでおる。

［従来の技術］ 今日、工業的に使用されているポリエステル、特にポリ
エチレンテレフタレートの２軸延伸フイルムは優れた性
質を有しており、産業上広く利用されている。しかし近
年生産量の伸びの著しい磁気テープ、磁気ディスク用の
フィルムでは、ポリエステルフィルムとガイドピン、ヘ
ッドあるにはロール部との耐摩耗性が弱く、実用上しば
しば問題であった。このためにポリエステルに特定の無
機や有職の添加剤を含有させ、その添加粒子の径や量、
ざらに添力旧変のフィルム表面粗さなどを特定して耐摩
耗性の向上が計られてきた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記従来のポリエステルフィルムでは下記のよ
うな問題点を有している。

■　易滑性すなわち、フィルム同土間での滑り性に優れ
ていても、テープ走行性すなわち金属ヘッドとテープの
滑り性が悪く、何回も５繰り返してテープを走行すると
走行トルクが上昇し、走行スピードが低下し、最終的に
はテープが走行しなくなる ■　見掛上走行性が浸れている様にみえる場合でも、フ
ィルムがヘッドなどの摩耗によって白粉状物質か脱落し
、オーディオ゛＼ｂヒデオテープには致命的な欠陥でお
る音声や画像等の信号の乱れを引き起こす。

■　また、空温では走行特性に優れていても、高温高湿
（例えば４０’Ｃ１９５ＲＨ％）下での走行性が悪化す
る。

■　易滑性に優れたフィルムの場合、巻き取ったフィル
ム同士が滑り、フィルム端面が不揃いになりいわゆる迷
い巻きになりやすい。

本発明はかかる問題点を解決し、上記欠点のな゛い優れ
たポリエステルフィルムを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、断面粗さ曲線から求めた中心線平均粗ざＲａ
及びピークの平均高ざＲｍＳが次式を満足することを特
徴とするポリエステルフィルム、に関する。

Ｒｍｓ／Ｒａ（０，０２５）　〜１．４〜２．２Ｒａ（
０，８０）／Ｒａ（０，２５）〜１．５〜３．０本発明
におけるポリエステルとは、ジカルボン酸とジオールか
ら縮重合により得られるエステル結合を有したポリマー
でおり、ジカルボン酸成分としでは、テレフタル酸、フ
タル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セパチン酸、ナフ
タレンジカルボン酸、及びその誘導体などがあり、また
、ジオール成分としては、エチレングリコール、ジエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリ
コール、シクロヘキサンジメタツール、ジヒドロキシシ
クロヘキサン、レゾルシン、ハイドロキノン、ジヒドロ
キシナフタレン、ポリエチレングリコールなとがあり、
更にＰ−（βヒドロキシエトキシ）安息香酸、Ｐ−オキ
シ安息香酸、などのようなエキシ酸からもポリエステル
が得られる。ポリエステルの極限粘度は０．４以上、好
ましくは０．６〜１．０の範囲のものがよい。本発明に
適したポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレ
ートなどがある。勿論、該ポリエステルに任意の添加剤
、例えば、滑り剤、熱安定剤、ブロッキング防止剤、酸
化防止剤、着色剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、増（減
）粘剤などを含有させてもよい。

本発明にかるフィルムは、カットオフ０．０２５ｍｍで
測定した中心線平均粗さＲａ　（０，０２５）と、ピー
クの平均高ざＲｍｓとの比Ｒｍｓ／　Ｒａ　（０，０２
５）は、１．４〜２．２、好ましくは、１．５〜２゜０
の範囲になければならない。この値が上記範囲未満、お
るいは越えるときには、金属ガイドとの滑り性が悪く、
特に何回も繰り返して走行させると走行トルクが上昇し
、走行スピードが低下し、最終的にはテープが走行しな
くなるのみならず、ヘッドとフィルムとの摩耗によって
白粉状物質が脱落し、ドロップアウト現象を起こすよう
になる。

すなわち、Ｒｍｓの値かＲａの値より大きい時は、該フ
ィルムの比表面は、微細な表面必れがなく、ただ単に大
きなうねりのものある形状をしたフィルムとなるか、あ
るいは、うねりがほとんどなく、ただ単に微細な表面お
れのめるフィルムとなる場合であり、いずれの場合も上
述したように走行性に劣る。ところが、本発明のフィル
ムの場合、ＲｍｓとＲａとの比とを特定の範囲に限定す
ることにより、大ぎなうねりの上に微細な表面おれを有
した２段階表面必れを有したフィルムになり、その結果
、走行性に優れるようになるのである。

またカットオフ１直を０．２５ｍｍと０．８０ｍｍとで
測定した中心線平均粗ざＲａの比Ｒａ　（０，８０）／
Ｒａ　（０，２５）は、１．５〜３．０の範囲になくて
はならない。すなわち、Ｒａの比が３を越える場合、表
面の周期的な突起、すなわちうねりの間隔が広くなり、
しかもうねり上に微細な表面あれが少なくなり、その結
果、走行耐久性に劣るようになるのでおる。逆に、中心
平均粗さＲａの比が１．５未満のときは、走行性改良に
最適なうねりがほとんど認められず、その結果、滑り性
、走行性に劣ったものにしかならないのである。カット
オフ１直の０．２５ｍｍとｏ、ａｏｍｍとの間でＲａに
大きな差の生じることが本発明の重要なポイントである
。

かかる表面粗さを得るための方法は種々考えられるが、
１つの手段として、無機質粒子を添加する方法がある。

この場合、平均粒怪０．６〜２゜０μｍ、より好ましく
は０．８〜１．５μｍで、かつ比表面積が２００ｍ２／
Ｑ以上、より好ましくは３００ｍ２／Ｑ以上の多孔質粒
子を少なく１種以上含有させることが望ましい。

ポリエステルフィルムの易滑性や走行性、更にはスリッ
ト端面の均一性を考慮した場合、０．６μｍの粒径の粒
子が好ましい。一方、平均粒径が２μｍを超えると、ポ
リエステルフィルムの表面平滑性が低下し、磁気記録用
フィルムとして用いた場合、スペーシングロスによるド
ロップアウトや電磁変換特性が悪化するのみならず、ヘ
ッドなどの摩耗によってポリエステルフィルム表面から
脱落する表層粒子によってドロップアウトを起すので好
ましくない。

また、比表面積が２００ｍ２／ｇ以上、好ましくは３０
０ｍ２／Ｃｌ以上の多孔質粒子なら本発明の特定の表面
を有したポリエステルフィルムを得易い。比表面積が３
００ｍ２／Ｃｌ未満の場合はＲｍｓとＲａとの関係を満
足させることが難しく、その結果、走行特性、特に高温
高湿下での走行［生が大幅に低下するのみならず、フィ
ルムとヘッドとなどとの摩耗によって、白粉状物質が脱
落し、ドロップアウト現象を起こすことがある。

このような無機質粒子は、ポリエステルフィルムに対し
てＯ，ＱＣ）１〜１重量％、好ましくは、０．００２〜
０．５重量％含有されるように添加する。含有量が０．
００１重量％未満だと、易滑性、走行性が劣り、特に高
温高湿下での走行性が急激に悪化する。また、含有量が
１重量％を超えると、該ポリエステルフィルムの平滑性
が低下し、摩耗によってポリエステルフィルム表面兄＼
ら白粉の粒子が脱落しやすく耐摩耗性に劣ったものにな
るのみならず、該脱落粒子とが多数凝集して成長しドロ
ップアウトの原因になる。

本発明ポリエステルフィルムに最適な多孔質無機粒子の
代表的なものとししては、特公昭５４−６２５１号公報
で代表される界面反応法により得られた多孔質粒子や、
アルコキシドの加水分解法により得られる多孔質粒子な
どがあり、素材としては、酸化チタン、酸化ジルコニウ
ム、酸化ケイ素などが代表的である。

本発明においては、上記条件を満足する粒子の他にも粒
子を含有せしめることができるが、この場合、他の粒子
の平均粒径は上記粒子の平均粒径の１／２よりも小さい
ものが好ましい。その例としては、コロイダルシリカ、
酸化チタン等がある。

本発明ポリエステルフィルムの表面結品化係数ＡＸは、
０．５０−０．．７０、好ましくは、０゜５５〜０．６
７の範囲が好ましい、、Ａｘの値が０゜５０未満だとフ
ィルム同士の滑り性ヤ全屈とフィルム間の走行性が悪く
なるためであり、逆にＡＸの値が０．７を超えると、た
とえ添加している粒子が多孔質の特定粒子でおっても、
フィルム走行時に、表層近傍にある粒子がそのままの形
状、大きざでフィルムから脱落、剥離し、その脱落した
粒子に起因するドロップアウト現象を起こすのみならず
、走行性も大幅に悪化するためである。

更に本発明フィルムの密度ｄは１．３８５〜１゜３９８
（Ｑ／ｃｒ７＞と比較的低密度のものが好ましい。本発
明の効果であるドロップアウトのない、優れた走行性を
得ることができるからである。また、面配向係数も０．
１３０１０．１７０の範囲のものも本発明の効果を顕著
にする。

次に本発明のポリエステルフィルムの製造方法について
説明する。

ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
トなどで代表されるポリエステルを常法のエステル交換
法（ＤＭＴ法）あるいは直接重合法により、ジカルボン
酸成分とジオール成分とから縮重合反応により得る。

多孔質の無殿質微粒子は、ポリエステルの縮重合反応前
、反応中または反応後に添加することかできるが、持に
縮重合反応前にエチレングリコールなどのジオール成分
にスラリーとして均一に分散させた状態で添加するのが
該微粒子のポリエステル中での均−分散及び相溶性にと
って好ましい。

このとき必要に応じて高速撹拌、超音波分散、メディア
分散などを併用することにより粗大粒子のない効果的な
分散が可能となる。もちろん、ポリエステルに該添加剤
を練り込んでマスターチップとして他のポリエステルで
希釈してフィルム中の含有量が０．００１〜１重最％に
なる様にしてもよい。

次に、該ポリエステルを十分乾燥させ、溶融押出時に実
質上加水分解反応゛■熱分解反応が進行しない様にして
溶融押出を行い、次に該溶融ポリマーを口金から吐出し
、キャストする。本発明の場合、特に静電荷を荷電させ
た電気的に絶縁されたキャストドラム上に落下密着させ
帯電状態のまま冷却固化させ、キャストシートを得るの
が好ましい。次に該シートを長手方向に８５〜１３０’
Ｃで１段又は多段階で３〜８倍延伸し、続いて幅方向に
８０〜２００　’Ｃで３〜６倍延伸し、１００〜２４０
’Ｃで熱処理をする。

必要に応じて、さらに長手方向及び／又は幅方向に再度
延伸後熱処理を行なってもよい。

かくして得られたポリエステルフィルムの表面粗さＲａ
とＲｍｓとが特定の範囲にあるように製膜することが大
切である。このために、特に製膜条件としては、ロール
式縦延伸を採用する場合、縦延伸の終了を冷却ロールで
行なわず、ポリエステルのガラス転移温度下Ｑ以上に保
たれたニップ式の加熱ロールを用いることや前述した様
な特殊キャスト法を採用するのが好ましい。また、得ら
れたフィルムを火炎処理や、コロナ放電連理のような表
層のみを６口熱する処理も本発明の効果を大きくする。

またポリエステルフィルムの厚さは４〜１２５μｍ、好
ましくは５〜８０μｍ程度のものがよく用いられる。

［用途］ かくして１ｑられた本発明のポリエステルフィルムは、
磁気テープ、磁気ディスク用のベースフィルムとして、
走行性、特に高温高湿下での走行性、耐摩耗性に優れた
ドロップアウトのない磁気記録用ベースフィルムとして
用いるのが好ましい。

［発明の効果１ 本発明にかかるポリエステルフィルムは、走行性、特に
高温高湿下での走行性に優れ、しかも耐摩耗性にも優れ
、その結果、ドロップアウトが極めて少なくなるのみな
らず、スリット適性にも優れたフィルムとなるのである
。

［特性の測定方法、評価方法］ 本発明に関する測定方法及び評価方法は次のとありであ
る。

■　滑り性：ＡＳＴＭ−１８９４−６３の方法に従い、
スリップテスターを用いて、静摩擦係数（μＳ）及び動
摩擦係数（μｄ）を測定した。

通常、フィルムとして易滑性に優れているとされる範囲
は、μＳで１．０以下、μｄで０．８以下である。

滑り性（μＳ） １．６以上　　　　　　　× １．０〜１．６未満　　　△ ０．７〜１．０未満　　　○ ０．７未満　　　　　　　◎ ■　走行耐久性 テープ走行性試験！ａＴ８丁−３００型（株式会社横浜
システム研究所製）を使用し、２５°Ｃ１５０ＲＨ％及
び４０　’Ｃ８５ＲＨ％雰囲気で１００回繰り返し走行
させ、初期のμにと１００回繰り返し走行後のμｋを過
去の式より求め、これら２つの値の差（１００回繰り返
し走行後のμに一初期μｋ）で走行耐久性を表わした。

μｋ　＝０．７３３ＱＯＱ　　（Ｔｔ　／Ｔｏ　）ここ
でＴｏは入側張力、Ｔ１は出側張力である。

ガイド径は８ｍｍφであり、ガイド材質は５ＵＳ２７（
表面粗度０．２３＞、巻き付は角は１８００、走行速度
は３．３０ｍ／秒で必る。

走行耐久性（耐摩耗性〉 （１００回繰り退し後のμにと初期μにとの差）０．０
３未満　　　　　　　◎ ０．０３〜０．０６未満　　０ ０．０６〜１．２未満　　　△ １．２以上　　　　　　　　× ■　表面粗ざ：Ｒａ（μｍ） 触針式表面粗さ計による測定値で示した（カットオフ値
０．２５ｍｍ及び０．８０ｍｍ）　、測定長４ｍｍ、但
しＪ　Ｔ５−８−０６０１　に従った）■　白粉足（耐
摩耗性を示す評価法） テープ走行性試験ＩＸＩＴＢＴ−３００（株式会社横浜
システム研究所製〉を使用し、２５°Ｃ１５０ＲＨ％の
雰囲気で３００回繰り返し走行させた後、カイト部に付
着した白色の削れ粉（白扮〉を目視にて判定する。

ここで、カイト径はＢｍｍφであり、ガイド材質は５Ｕ
Ｓ２７　（表面粗度０．２５＞、巻き付は角は１８０°
、テープ走行速度は３．３ｃｍ／秒である。

白粉母料定基準 非常に少ない　　　　◎ 少ない　　　　　　　○ やや多い　　　　　　△ 非常に多い　　　　　Ｘ ■　平均粒径：粒子を走査型電子顕微鏡にて粒子の画像
をキャッチし、その粒子によってできる光の濃淡をイメ
ージアナライザー（例えばＱＴＭ９００：ケンブリッジ
インストラメント製）に結びつけ、次の数値連理によっ
て求めた数平均径φｎである。

Σｄｎ／Σｎ＝φｎ 但し、ｎは個数、ｄは実孔径でおる。

■　表層結晶化係数ＡＸとは、ＦＴ−ＩＲを用いて、幅
方向にＡＴＲスペクトルを測定する。

光線の入射角をフィルム面に対して４５°に設定し、積
算回数３００回で、波数１３５０〜１４ＱＱｃｍ”の領
域を拡大して測定し、１３８６カイの結晶バンドと１３
７０カイの非晶バンドとの吸光度Ａを求め、その比（Ａ
　１３８６／Ａｌ３７０）を表層結晶化係数ＡＸとする
。

■　密度は、ＡＳＴＭ　　Ｄ１５０５に従い、２３°Ｃ
で密度勾配管法で測定する（単位Ｃ１／Ｃｍ３　）■　
極限粘度［η］は、ＡＳＴＭ　　Ｄ１６０１に従い測定
する（単位ｄＤ、）。

■　ピークの平均高さＲｍｓは、断面曲線から、隣り合
う山と谷の高ざの差ｈｉを二乗し、その平均値の平方根
をミクロン単位で表わす。

［実施例］ 以下、本発明の効果を明確にするために実施例によって
説明する。

実施例１ 多孔質粒子として、平均粒径０．７μｍ、比表面積３８
０ｍ２／ｇの酸化チタンからなる粒子位（住友金属鉱山
（株）製）を０．０１重間％と、平均粒径２００ｍμの
コロイダルシリカ（ＳｉＯ２）０．１５重口％とをエチ
レングリコールに分散させて、ガラスピーズを入れたメ
ディア分散装置及び超音波法で均一に分散させ、６μ以
上の粗粒を除去したエチレングリコール液とジメチルテ
レフタレートとを酢酸リチウムをエステル交換反応触媒
として混合させ、加熱昇温し、脱メタノール反応でエス
テル交換反応を行なった。次にこの反応生成物にリン酸
、トリエチルホスフェートと共に三酸化アンチモンを添
加し、常法に従って重合を完了し、極限粘度［η］＝０
．６５のポリエチレンテレフタレートを得た。

該ポリエチレンテレフタレートを１８０℃で２時間真空
乾燥させた１変、押出殿に供給し、２８５°Ｃで溶融さ
せ、Ｔダイロ金から吐出した。このとき電気的に絶縁さ
れ高電圧を印加されたキャスティングドラム（冷媒にフ
ロンガス使用）に密着冷却させた。即ち、溶融体コート
に帯電させた状態のままでポリエチレンテレフタレート
のガラス転移温度７０’Ｃ以下に冷却させた。

かくして１ｑられたキャストシートをニップされた２対
の加熱ロール間で１２５°Ｃで１．４倍、ざらに同方向
に９０’Ｃで３．１倍延伸し、続いて幅方向に９５°Ｃ
で４倍延伸後、１５０’Ｃで３秒間熱固定し、更に同時
２軸延伸テンター内で、長手方向に１．７倍、幅方向に
１．３倍同時２軸延伸後、１８５°Ｃで長手方向、幅方
向にも２％のリラックスをざぜながら、２秒間熱固定し
た。かくして得られた厚さ９μｍのポリエチレンテレフ
タレートのフィルム品質は第１表の通りである。

第１表に示したように、本発明品は、優れた滑り性、走
行性、表面平滑性を有するもので、更に走行時に削れが
殆ど起こらず、従って、ドロップアウトのないフィルム
であることが判る。

比較例１ 実施例１で用いた比表面積３８０ｍ２／Ｃｌの多孔質粒
子の代りに、比表面積５５ｍ２　／Ｃｌの非多孔質の粒
子を用いる以外は、実施例１と全く同様にして厚さ９μ
ｍの二軸延伸フィルムを得た。かくして得られたフィル
ムの特性を第１表に示したが、ＲｍＳ値が大きくなり、
その結果特に金属との繰り返し走行性に劣ることが判る
。

比較例２ 実施例１で用いた多孔質粒子の添加量を０．０１手量％
からｏ、ｏｏｏｓ重量％にする他は、実施例１と全く同
様にして９μｍの二軸延伸フィルムを冑た。かくして得
られたフィルムの特性を第１表に示したが、Ｒａ　（０
，８０）／　Ｒａ　（０，２５）の値が小さくなり、走
行性のみならず、易滑性にも劣ったものになることが判
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 断面粗さ曲線から求めた中心線平均粗さＲａ及びピーク
   の平均高さＲｍｓが次式を満足することを特徴とするポ
   リエステルフィルム。 Ｒｍｓ／Ｒａ（０．０２５）＝１．４〜２．２Ｒａ（０
   ．８０）／Ｒａ（０．２５）＝１．５〜３．０