JPS63278940A - 二軸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、二軸配向ポリエステルフィルムに関するもの
であり、更に詳しくは耐摩耗性及び走行安定性に優れた
磁気記録用二軸配向ポリエステルフィルムに関するもの
である。

［従来の技術］ ポリエステルフィルムをベースとした磁気記録媒体とし
て例えばビデオテープ、オーディオテープ、フロッピー
ディスク等が知られている。これらの用途分野は、近年
基々高密度記録化、高品質化の要求が高まり、それに伴
なってベースとなるポリエステルフィルムには表面が平
坦で、しかも滑り性に優れ、かつ耐摩耗性、走行安定性
に優れていることが要求されている。

従来、易滑性を向上させる方法としてポリエステルの合
成時に重合系内でカルシウム、リチウムあるいはリンを
含む微粒子を析出せしめる方法、またはポリエステルに
炭酸カルシウム、酸化ケイ素等の無機微粒子を添加する
方法が知られている。

いずれの方法もポリエステルを製膜した際に微粒子に由
来してフィルム表面に突起を形成し、フィルムの易滑性
を向上させるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記従来の微粒子による突起によってフィルム
の滑り性を改善する方法では、通常フィルム表面を粗面
化するほど滑り性は向上するが、一方では、該粗面化に
起因してカレンダー加工工程等において、高い突起部が
削り落されドロップアウトの原因を引き起こすこと、更
に添加粒子の分イ５が制御し難いことから、フィルム表
面の突起が設計どおりに調製し難いという問題点があっ
た。

本発明は、かかる問題点を解決し、平坦性と易滑性、耐
摩耗性及び走行安定性に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。すなわち、本発明の目的は
、磁気記録媒体として高密度記録化かつ繰り返し使用に
耐え得るベースフィルムを提供することにあり、更には
フィルムにおいて、０表面に粗大突起はなく、平坦であ
るが、微少な突起が多く存在しており、■繰り返し走行
時の摩擦係数が小さく、■磁気記録媒体の加工工程及び
磁気記録再生装置の部分との接触によるベースフィルム
の削れ性が極めて少なく、継続的使用における耐久性が
優れた二軸配向ポリエステルフィルムを提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、表面粗さ（Ｒａ＞が０．００８〜０゜０２５
μｍ、５００回線り返し走行後の摩擦係数（μｋ）が０
．１４〜０．３８、突起高さ（ｘ）が０．７５μｍ以上
のものは実質的に含まず、かつ突起の柔軟係数（、ｓ　
ｆ　）が１．３〜２．０であることを特徴とする二軸配
向ポリエステルフィルムをその骨子とするものである。

本発明におけるポリエステルとは、フィルムを形成し１
ｑるものであれば、どのようなものでもよく、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、ポリエチレン−２゜６−ナフタレンジカルボ
キシレート等が挙げられる。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っても、コポリエステル
であってもよい。また、２０モル％未満であれば、他の
構成成分としてジカルボン酸成分、グリコール成分、オ
キシカルボン酸成分等が共重合されていてもよい。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、そのフィル
ム表面に多数の微細な突起を有している。

それらの微細な突起は、本発明によれば、ポリエステル
中に分散して含有される多数の固体微粒子に由来する。

固体微粒子としては、好ましくは、無水ケイ酸、含水ケ
イ酸、酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、リン酸
−リチウム、リン酸三リチウム、リン酸ナトリウム、リ
ン酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、安息香酸
リチウム、これらの化合物の複塩、ガラス粉、粘土、タ
ルク、炭酸力ルレウム等が例示される。更に好ましくは
、二酸化ケイ素、炭酸カルシウムが挙げられる。これら
微粒子は、その平均粒径が０．２〜０．８μｍが好まし
く、より好ましくは０．４〜０．６μｍである。また、
その添加量は、０．０１〜３重量％が好ましく、より好
ましくは０．０５〜２重量％である。なお、本発明でい
う平均粒径とは、フィルム中に存在する粒子状態での平
均径である。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、フィルム表
面特性として、表面粗さ（Ｒａ＞が００ＯＯ８〜０．０
２５μｍであり、５００回線り返し走行後の摩擦係数（
μｋ）が０．１４〜０．３８であり、突起高さ（ｘ）が
０．７５μｍ以上のものは、実質的に含まない特性を備
えている。ポリエステルフィルムの表面粗さ（Ｒａ＞が
０．０２５μｍより大きくなると、ベースフィルムの表
面が荒れすぎ、電磁変換特性が悪化するので好ましくな
い。一方、表面粗さ（Ｒａ＞がｏ、ｏｏａμｍより小さ
いと滑らず、走行性不良となる。また、５００回線り返
し走行後の摩擦係数（μｋ）が０．３８より大きいと、
走行安定性、特に滑り性が悪く、一方０．１４より小さ
いと、滑りすぎるため好ましくない。摩擦係数（μｋ）
は好ましくは０．２０−０．３０である。フィルム表面
に０．７５μｍ以上の突起があるとテープの走行性は向
上するが、カレンダー加工工程での突起削れの原因にな
ると共に、その部分がドロップアウトの原因にもなるの
で好ましくない。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、上述したフ
ィルム表面特性を備えると同時に、突起の柔軟係数（ｓ
ｆ）が１．３〜２．０でなければならない。カレンダー
加工工程時において、表面突起は、圧縮、剪断等複雑な
力を受は変形する。

この時、該突起について微粒子を覆うポリマー表皮が厚
ければ、力を受けた時の変形に対し、衝撃を吸収するク
ッションの役割をするので、突起破壊が生じにくい。逆
に、微粒子を覆うポリマー表皮が薄ければ、力を受けた
際、その力が吸収できないのみならず、ボイドがあった
場合、粒子の脱落すら生じる結果となる。ここで、突起
の柔軟係数（ｓｆ）は次式によって求める。

Ｓ　ｆ　＝ｔ１７５／１２２５ （ここで、μ７５、μ２５はそれぞれ雰囲気温度７５℃
、２５℃でのμに値である。〉 ｓｆが１．３より小さいと突起は硬く、滑り性は向上す
るが、表面削れに関して好ましくない。

一方、ｓｆが２．０より大きいと、削れにくいといえる
が、突起のポリマー的粘弾性変形が大きく、摩擦係数が
大きくなり、走行安定性に関して好ましくない。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、前記緒特性
を同時に満足する必要があり、これによって磁気記録媒
体、特に磁気テープ用媒体として極めて優れた特性を有
する。

次に、本発明にかかる二軸配向ポリエステルフィルムの
製造方法について述べるが、これに限定されるものでは
ない。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを構成するポリ
エステルは、直接エステル化を経て重縮合を行ない、あ
るいはエステル交換反応を経て重縮合を行なって得られ
る。固体微粒子をポリマーに添加する方法としては、重
合時に添加する方法や、押出前にポリマーベレットに混
合する方法を採用できる。

二軸配向ポリエステルフィルムは、前記方法で得られた
外部粒子含有ポリエステルを常法で溶融押出を行なった
後、縦延伸、横延伸及び熱処理工程などを経て得られる
。

その際、フィルム表面特性は、固体微粒子の形状、粒径
、聞及び特性等によって、また延伸温度、倍率、速度及
び熱処理温度、時間等によって変化するので前記特性を
同時に満足する条件を定める。

例えば、固体微粒子について、添加した固体微粒子表面
とポリマの界面での相互作用により、粒子まわりのポリ
マーの結晶化速度等の結晶化特性が異なってくる。突起
の柔軟さは、粒子まわりのポリマーの結晶化速度等の結
晶化特性と密接な関係があり、結晶化が促進されると突
起の柔軟さが損われるので好ましくない。従って、該微
粒子が該ポリマーに対して結晶化促進効果としての作用
を持たない方が好ましい。

ポリマーのＴＣＣ（結晶化温度）とＴｇ　（ガラス転移
温度）の差ΔＴＣＯは、そのポリマーの結晶化の起こり
易さを表わし、このΔＴＣＯが大きいほど結晶化は起こ
りにくい。

更に、粒子まわりのポリマーの結晶化促進の程度として
、固体微粒子含有ポリエステルのΔＴＣ（Ｊと、固体微
粒子を含有しないポリエステルのΔＴｃｇの差が６℃以
下であるのが好ましい。より好ましくは、その差が３℃
以下から選択するとよい。

そのような固体微粒子としては、モース硬度が７以上の
もので、かつエチレングリコール中１７０〜１９０℃で
２時間ボイルしたもの等が一例として挙げられる。

以上のようにして本発明の二軸配向ポリエステルフィル
ムを得ることができる。

［特性の測定方法及び効果の評価方法］本発明の特性値
の測定方法及び効果の評価方法は次のとおりである。

（１）　　フルイム表面粗さ（Ｒａ＞ ＪＩＳ　　Ｂ　　０６０１に準じて測定した。触針式表
面粗さ計を用いて、フィルム表面粗さ曲線からその中心
線の方向に測定長さＬの部分を俵き取り、中心線をＸ軸
とし、縦倍率の方向をｙ軸として、粗さ曲線をｙ−ｆ　
（ｘ）で表わした時、Ｒａは次式で与えられる。

Ｒａ＝ｆＬｌ　ｆ　（ｘ）　ｌ　ｄｘ／Ｌ（２）　　動
摩擦係数（μｋ） 標準条件として、２５℃、相対湿度５０％の雰囲気下で
、外径Ｆ３　ｍｍ、ｆｆの固定軸（表面粗度０．２Ｓ）
に１／２インチ幅のテープ状フィルムを角度θ−７Ｃ／
　２　ｒａｄで接触させ、ｉ、ＱＣｍ／Ｓの速さで走行
させる。入口テンションＴ１を１００ｇとした時の出・
ロテンションＴ２を測定し、次式から動摩擦係数μｋを
算出する。

、ｃｚｋ＝（１／θ）Ｄ、ｎ　（Ｔ２／ＴＩ　＞＝　（
２／π）Ｄ、ｎ　（Ｔ２／１００）＜３＞　　（２）項
と同様にして、５００回固定軸上を走行させたフィルム
上の摩耗粉（白粉）量を評価するため、金属で蒸着し、
微分干渉光学顕微鏡で観察した。白粉及び筋状の傷がほ
とんど認められないものをＱ、多いものをＸ、中間を△
で表示する。

［実施例］ 本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１〜３ 予め、平均粒径約０．８μｍのα−アルミナをエチレン
グリコールに分散させ、１８５°Ｃで２時間ボイルした
改質α−アルミナを準備する。テレフタル酸ジメチル１
００重量部、エチレングリコール７０重量部に、触媒と
して酢酸カルシウム０゜１垂量部を用いて、常法により
エステル交換反応を行ない、その生成物に三酸化アンチ
モン０．０３重量部、酢酸リチウム０．３重量部、リン
酸トリメチル０．２重ｆｆｉ部及び上記改質α−アルミ
ナを添加し、重合して、極限粘度０．６１５のポリマー
ベレットを得た。このベレットを１８０℃、８時間真空
乾燥した後、押出機に供給して、２８０′Ｃで溶融押出
し、ギアポンプ、フィルターを経由してＴ型口金からシ
ート状に吐出せしめ、この溶融シートを表面温度４０℃
の冷却ドラムに巻き付けて、冷却固化せしめて未延伸シ
ートを作った。

この未延伸シートを延伸ステンターへ導き、長　、手方
向に２．８０倍、幅方向に３．８０倍延伸した。延伸時
の加熱温度は８５℃とした。この延伸されたフィルムを
冷却することなく、そのまま次の延伸ゾーンへ導き、延
伸温度を１３０’Ｃに上げて、再度長手方向、幅方向に
１．１０倍づつ延伸した。次いで、このフルイムを冷却
することなく、そのまま熱処理ゾーンへ導き、２１０’
Ｃで３秒間緊張熱固定し、続いて同温度で長手方向２％
、幅方向３％（各々原長に対して）の弛緩を行ない、再
度同温度で５秒間緊張熱固定し、そのまま１０５℃の中
間冷却室へ導き、ここで中間冷却をした俊、この出口の
所で長手方向に原長の２％分の弛緩を与え、そのまま徐
冷して室温まで冷却させて巻き取ることにより、厚さ１
５μｍの二軸配向ポリエステルフィルムを１ｑた。

実施例４ 実施例１〜３と同様な方法で、固体微粒子としてチッ化
チタン（平均粒径０．４μｍ）を用いた。

これをエチレングリコール中で１８０℃、２時間ボイル
したものをポリエチレンテレフタレートベレットに０．
１５重量％混合し、常法どおり押出し、二軸配向して厚
さ１２μｍのフィルムを得た。

比較例１〜５ 固体微粒子としてシリカ（平均粒径約０．８μｍ）、ま
たは炭酸カルシウム（間約０．５μｍ）をエチレングリ
コールに分散させ、ボイル処理を行なわないものを用い
て、実施例と同様な方法で、二軸配向ポリエステルフィ
ルムを得た。

以上のフィルムについて、まとめたものを表１に示した
。

［発明の効果］ 本発明にかかる二軸配向ポリエステルフィルムの表面突
起は、外力を受けた時、その衝撃を吸収する能力に優れ
るので、耐摩耗性に優れ、かつ走行安定性にも優れたも
のである。

本発明にがかる二軸配向ポリエステルフィルムは、一般
のフィルムあるいは、その他の成型分野において、有効
であるが、特に耐摩耗性、走行安定性の要求される磁気
テープ、蒸着フィルム分野において好ましく用いること
ができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面粗さ（Ｒａ）が０．００８〜０．０２５μｍ、５０
   ０回線り返し走行後の摩擦係数（μｋ）が０．１４〜０
   ．３８、突起高さ（ｘ）が０．７５μｍ以上のものは実
   質的に含まず、かつ突起の柔軟係数（ｓｆ）が１．３〜
   ２．０であることを特徴とする二軸配向ポリエステルフ
   ィルム。