KR930008598B1

KR930008598B1 - 배향 폴리에스테르 필름

Info

Publication number: KR930008598B1
Application number: KR1019870000498A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 니시노; 가쓰아끼 구제; 유우지로오 마쓰야마; 오사무 마끼무라
Original assignee: 도오요오보오세끼 가부시끼가이샤; 다끼사와 사부로오; 가부시끼가이샤 닛뽄 마구판; 와끼무라 하루오
Priority date: 1986-01-24
Filing date: 1987-01-22
Publication date: 1993-09-10
Also published as: US4778708A; EP0231095A3; EP0231095A2; KR870006979A; JPH0475811B2; EP0231095B1; JPS62196121A

Abstract

내용 없음.

Description

배향 폴리에스테르 필름

제 1 도는 필름 조면(粗面)의 반복주행성능을 측정하는 테이프 시험기의 모식도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 크랭크 2,4,6,8 : 프리로울러

3,7 : 장력검출장치 5 : 시판 VTR 가이드핀

9 : 하중

본 발명은 배향 폴리에스테르필름에 관한 것이다. 더 자세히 말하면, 특히 자기기록재료의 기체용도에 있어서 이활성(易滑性), 내구주행성이 뛰어나고, 또한 조대(粗大)돌기수가 적은 배향 폴리에스테르 필름에 관한 것이다. 일반적으로 폴리에틸렌텔레프탈레이트로 대표되는 바와같은 폴리에스테르는, 그 뛰어난 물리적 및 화학적 제특성때문에, 섬유용, 성형품용외에 자기테이프용, 프로피디스크용, 사진용, 콘덴서용, 포장용, 렌트겐필름, 마이크로필름 등의 필름용으로 다양한 용도로 널리 사용되고 있다.

이들 필름용으로서 사용되는 경우, 그 미끄럼성 및 내마모 특성은 필름의 제조공정 및 각 용도에 있어서의 가공공정의 작업성의 양부(良否), 그리고 그 제품품질의 양부를 좌우하는 커다란 요인이 되고 있다.

특히, 폴리에스테르필름에 자성층을 도포하여 자기테이프로 사용하는 경우에는, 자성층 도포시에 있어서의 코오팅 로울러와 필름표면과의 마찰 및 마모가 극히 심해서, 필름표면에 주름 및 마찰상처가 발생하기 쉽다.

또, 자성층 도포후의 필름을 슬릿하여 오디오, 비디오 또는 컴퓨터용 테이프 등으로 가공한 후에도, 릴이나 카세트 등으로부터 꺼내기, 감기 그밖의 조작때에 많은 가이드부, 재생헤드 등과의 사이에 마찰 및 마모가 현저히 생겨, 찰과상, 우그러짐, 또는 폴리에스테르필름 표면의 깎임 등에 의한 흰가루 모양의 물질을 석출시키는 결과, 자기기록신호의 결락, 즉 드롭아웃의 커다란 원인이 되는 수가 많다.

또, 첨가입자의 폴리에스테르에의 분산성 불량에 의한 응집입자의 생성 및 이 입자체가 큰것에 기인하는 조대돌기도 드롭아웃 등의 결점발생이 되는 수가 많다.

종래, 필름의 미끄럼성 및 내구주행성의 개량에는 필름표면에는 凹凸을 부여함으로써 가이드로울러 등과의 사이의 접촉면적을 감소시키는 방법이 채용되어 있다. 이 표면 凹凸을 형성시키는 방법으로서 필름원료로 사용하는 고분자의 촉매잔재로부터의 불용성의 입자를 석출시키는 방법(U.S.P.No. 4,067,855)이나, 불활성의 무기입자나 유기입자를 첨가시키는 방법등(U.S.P.No. 3,980,611)이 사용되고 있다. 이들 원료고분자중의 입자는 그 크기가 클수록, 미끄럼성의 개량효과가 큰것이 일반적이지만, 자기테이프용과 같은 정밀용도에는 그 입자가 큰것 자체가 드롭 아웃등의 결점발생이 원인이 되고, 또한 전자변환특성도 현저히 악화하기 때문에 필름표면의 凹凸은 그 형상, 밀도, 높이 등을 정밀히 조정할 필요가 있다.

종래는 입자의 입도분포가 평균입경만의 관점에서만 파악되어 있고, 입자의 입도분포, 형상이 제어되어 있지 않으므로, 설계대로의 필름표면형태를 얻기 어렵다는 결점도 있었다.

본 발명은 특히 자기테이프용 기재로서 배향폴리에스테르필름을 사용한 경우에 있어서의 상기 종래기술의 겸점을 해소하여, 외부첨가입자의 폴리에스테르로의 분산성을 개선하고, 또한 뛰어난 이활성 및 내구 주행성을 가지며, 또 조대 돌기수가 적은 배향 폴리에스테르필름을 제공하려고 하는 것이다.

본 발명은 적어도 그 편면이 조면화(粗面化)된 불활성입자를 함유하는 배향 폴리에스테르필름으로서, 이 조면의 3차원표면의 거칠기지수가 하기(Ⅰ)식 내지 (Ⅲ)식을 동시에 만족시키는 범위에 있고, 또한 그후의 본문중에서 정의한 조대돌기수가 4급 이상인 배향 폴리에스테르 필름이다.

0.014

S

a

0.025 ……………………………………… (I)

5.2

Sλa

13.0 ……………………………………… (II)

0.012

SRa

0.050 ……………………………………… (III)

식중, S△a는 3차원 평균경사기울기, Sλa는 3차원표면거칠기의 공간평균파장(㎛), SRa는 3차원 중심면평균거칠기(㎛)를 표시한다.

본 발명에서 사용되는 폴리에스테르라함은, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리알킬렌나프탈레이트 등과의 결정성 폴리에스테르이고, 특히 한정은 되지 않으나, 그중 폴리에틸렌테레프탈레이트가 적합하고, 그중에서도 그 반복단위의 80몰% 이상이 에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 것이며, 다른 공중합 성분으로서는 이소프탈산 p-β-옥시에톡시안식향산, 2,6-나프탈린 디카르본산, 4,4'-디카르복실디페닐, 4,4'-디카르복실벤조페논, 비스(4-카르복실페닐)에탄, 아디핀산, 세바신산, 5-나트륨술포이소프탈산, 시클로헥산-1,4-디카르본산 등의 디카르본산성분, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 시클로헥산디메탄올, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드부가물, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 글리콜성분, p-옥시안식향산 등의 옥시카르본산 성분등을 임의로 선택 사용할 수 있다.

그밖에 공중합 성분으로서 소량의 아미드결합, 우레탄결합, 에테르결합, 카르보네이트결합 등을 함유하는 화합물을 포함하고 있어도 좋다.

이 폴리에스테르의 제조법으로서는, 방향족 디카르본산과 글리콜을 직접 반응시키는 이른바 직접중합법, 방향족 디카르본산의 디메틸에스테르와 글리콜을 에스테르 교환 반응시키는 이른바 에스테르교환법 등 임의의 제조법을 적용할 수 있다.

그리고 필름으로서는 1축배향필름, 2축배향필름 어느것이라도 좋으나, 2축배향필름이 특히 적합하다.

본 발명에 있어서 3차원 표면 거칠기지수의 하나인 3차원 평균경사기울기(S△a)는 0.014 내지 0.025의 범위가 필요하다. 바람직하기는 0.015 내지 0.025이고, 특히 바람직하기는 0.016 내지 0.025이다. S△a가 0.014미만에서는 이활성 및 내구 주행성의 향상효과가 불충분하게 되므로 좋지 않다. 또, S△a가 0.025를 넘으면 급격한 필름표면돌기를 형성시키는 것은 우리들의 지식으로서는 매우 곤란하다. 따라서 본 발명에 있어서, S△a의 상한치는 임계적인 의미가 없고, 하한치만이 임계적인 의미를 갖는다. 또, 3차원 표면거칠기의 또하나의 지수인 공간 평균파장(Sλa)은 5.2 내지 13.0의 범위가 필요하다. 바람직하기는 5.2 내지 11.0이고, 특히 바람직하기는 5.2 내지 9.0이다. Sλa가 13.0을 넘으면 이활성 및 내구주행성의 향상효과가 불충분하게 되므로 좋지 않다. 또, 5.2미만이 되는 필름표면돌기를 형성시키는 것은 우리들의 지식으로서는 매우 곤란하다.

따라서 본 발명에 있어서 Sλa의 하한치는 임계적인 의미가 없고, 상한치만이 임계적인 의미를 갖는다.

또한, 3차원 중심면 평균거칠기(SRa)는 0.012 내지 0.050의 범위가 필요하고, 바람직하기는 0.015 내지 0.035이다. SRa가 0.050을 넘으면 조대돌기의 생성이 많아지므로 좋지 않다. 또 0.012 미만에서는 이활성 및 내구주행성의 향상효과가 불충분하게 되므로 좋지 않다.

본 발명의 폴리에스테르 필름용 폴리머를 제조하는 방법은 임의이고, 특히 한정은 되지 않으나, 바람직하기는 다음과 같은 방법으로 얻을 수 있다.

본 발명에서 사용되는 불활성입자의 입도분포는 다음식(Ⅶ) 및 (Ⅷ)을 동시에 만족시키고 있는 것이 바람직하다.

0.2

D₅₀/D₅

0.6 ……………………………………… (VII)

150

D₅₀×C

10000 ……………………………………… (VIII)

(식중, D₅₀은 적산중량이 50%인 때의 입자경(㎛), D₅는 적산중량이 5%인때의 입자경(㎛), C는 입자의 함유량(ppm)을 표시한다) 입도분포비(D₅₀/D₅)의 값이 클수록 입도분포폭이 좁은 것을 나타내고 있다. 입도분포비(D₅₀/D₅)는 0.2 내지 0.6의 범위가 필요하다. 바람직하기는 0.23 내지 0.6이고 특히 바람직하기는 0.26 내지 0.6이다.

입도분포비(D₅₀/D₅)가 0.6을 넘으면 입도분포를 실용적 범위내에서 만들어내는것은 우리들의 지식으로서는 매우 곤란하다. 따라서, 본 발명에 있어서 입도분포비(D₅₀/D₅)의 상한치에는 임계적 의미는 없다.

입도분포비(D₅₀/D₅)가 0.2미만의 경우에 있어서, D₅₀이 작을 때에 이활성 및 내구주행성이 불충분하게 되고, D₅가 클때에 드롭아웃 등의 결점발생의 원인이 되는 조대돌기수가 증대하는 등의 문제가 생겨, 본 발명이 목적으로 하는 효과를 얻을 수 없게 된다.

또, 입도분포의 적산 5%인때의 입자경(D₅)은 1 내지 6㎛의 범위일 필요가 있다. 바람직하기는 1.2 내지 5.5㎛이고, 특히 바람직하기는 1.4 내지 5㎛이다. D₅가 1㎛미만에서는 이활성 및 내구주행성이 불충분하여 좋지 않다. 반대로, D₅가 6을 넘으면, 드롭아웃 등의 결점발생의 원인이 되는 조대돌기수가 증가하므로 좋지 않다. 또, 불활성입자의 첨가량 C(ppm)은 평균입경 D₅₀(㎛)과의 조합에서 결정할 필요가 있고, (Ⅶ)식에서 나타낸 바와같이 C와 D₅₀의 적이 150 내지 10000의 범위를 선택할 필요가 있다. 바람직하기는 250 내지 8000의 범위이고, 특히 바람직하기는 500 내지 6000의 범위이다. 150미만이면 이활성 및 내구주행성의 향상효과가 불충분하게 되므로 좋지 않다.

반대로, 10000을 넘으면 조대 돌기수가 많아지므로 좋지 않다.

본 발명에서 사용되는 불활성 입자로서는 무기입자, 유기입자 어느것이나 상기의 (Ⅶ),(Ⅷ)식을 만족시킨다면 특히 한정은 되지 않지만, 탄산칼슘, 실리카, 황산바륨, 산화티탄이 바람직하고, 특히 탄산칼슘이 가장 좋다.

이들 불활성입자의 입자성분은 앞에 규정한 조건을 만족시키면 제법 기타에 아무런 한정은 없고, 천연품 및 합성품의 어느것이나 사용 가능하다. 예컨대, 탄산칼슘으로서는 중질탄산칼슘, 경질탄산칼슘 및 콜로이드상 탄산칼슘의 어느것을 사용하여도 좋다.

또, 상기 불활성입자는 1종이라도 좋고, 필름 감는 특성을 개선하기 위하여 2종 이상 사용하여도 상관없다.

또, 각 입자의 결정형상도 특히 한정은 없으나, 체적형상계수가 0.08 내지 Π/6의 범위의 것을 사용하는 것이 좋다.

(다만, 체적 형상계수 f는 다음식으로 나타낸다.

f=V/D³

식중, V는 입자체적(㎛³), D는 입자의 투영면에 있어서의 최대경(㎛)을 표시한다.) 체적형상계수는 입자의 덩어리의 정도를 표시하는 것으로서, II/6에 가까워질수록 덩어리 또는 공모양에 가까워진다.

그리고, 여기서 말하는 평균입경이란, 스토오크스의 식에 의거하여 산출된 등가구경입도분포의 적산 50점에 있어서의 직경을 말한다.

본 발명에 있어서의 불활성입자의 폴리에스테르중에의 첨가방법은 이 폴리에스테르 제조과정에 있어서의 임의의 단계에서 첨가할 수 있으나, 초기축합이 종료하기까지에 첨가하는 것이 특히 바람직하다.

또, 폴리에스테르 제조과정에의 불활성입자의 첨가방법은 슬러리상 및 분말상의 어느상태에서 첨가하여도 좋으나, 입자의 비산방지, 공급정밀도나 균일성의 향상의 점에서, 슬러리상으로 분산시켜 첨가하는 것이 좋고, 특히 에틸렌글리콜(EG)이 슬러리로서 첨가하는 것이 바람직하다.

슬러리상으로 분산시키는 경우에는, 각각의 입자본래의 1차 입자를 될 수 있는대로 재현하도록 하는 균일한 분산을 행할 필요가 있다. 또, 소정의 평균입경의 입자를 얻기 위해서는 시판되고 있는 미립자의 분쇄처리나 분급 및 여과 등의 처리를 채용하여도 좋다.

또, 상기 불활성입자를 인산 및/또는 아인산류의 알칼리금속염과 공중시켜 미분산시킨 슬러리로서 폴리에스테르 제조과정에 첨가하는 것이 바람직하다.

인산 및 아인산류의 알칼리금속염으로서는 정인산, 피로인산, 폴리메타인산, 폴리인산, 정아인산, 피로아인산, 폴리아인산, 폴리메타아인산의 나트륨 염 및 칼륨염 등이고, 구체적으로는 제 1 인산 나트륨, 제 1 인산칼륨, 제 2 인산나트륨, 제 3 인산나트륨, 제 3 인산칼륨, 피로인산나트륨, 아인산나트륨, 피로아인산나트륨, 피로아인산칼륨, 메타아인산나트륨, 메타아인산칼륨 등을 들 수 있다. 이 알칼리염은 단독으로 사용하여도 좋고, 또 2종 이상을 병용하여도 좋다.

이 알칼리염의 첨가량은 슬러리중의 불활성입자에 대하여 알칼리금속량으로서 0.04 내지 20중량%이고, 또한 생성폴리에스테르에 대하여 알칼리금속량으로서 3 내지 50ppm을 동시에 만족시키는 양이 바람직하다. 상기 범위 미만에서는 폴리에스테르의 제조과정에서의 불활성입자의 응집방지효과가 적어지므로 좋지 않다.

한편, 상기 범위를 넘은 경우에는, 폴리에스테르의 제조과정에서의 불활성입자의 응집방지효과가 억제될 뿐 아니라, 알칼리금속염에 의한 부반응이 증가하여, 폴리머 착색의 증대 등의 악영향이 나타나므로 좋지 않다.

이 알칼리금속염은 불활성입자를 미분산시킨 슬러리에 공존시켜 폴리에스테르의 제조과정에 첨가할 필요가 있다.

불활성입자의 슬러리 조정시의 분산방법에 대해서는 특히 한정은 없고, 회전식 고속교반법, 고압식균질분산법 및 초음파분산법 등 어느방법 또는 이들의 조합을 채용하여도 좋다.

불활성입자의 슬러리의 용매로서는 에틸렌글리콜(EG)의 단독사용이 바람직하나, 50중량% 이하이면 예컨대 물이나 알코올류 등의 다른 용매를 혼합하여도 상관 없다.

상기의 인산 또는 아인산류의 알칼리염의 이 슬러리에의 첨가는 슬러리 조정개시때부터 폴리에스테르의 제조과정에 첨가까지의 어느단계에서 행하여도 좋다.

이 슬러리는 초기축합반응이 종료할때까지의 임의단계에서 폴리에스테르 제조과정에 첨가하면 된다.

그리고, 초기축합반응이 종료할때까지의 임의단계에서 폴리에스테르 제조과정에 첨가하면 된다.

그리고, 초기축합반응이 종료한 시점이란, 고유점도가 약 0.2에 달한때를 가리키며, 그 이후에서는 반응계의 점도가 너무 높기 때문에 첨가성분의 혼합이 불균일하게 되어 균질의 제품을 얻을 수 없게 된다.

또, 올리고머의 해중합이 일어나, 생산성의 저하나 디에틸렌글리콜(DEG) 부생량의 증대를 야기시키므로 좋지 않다.

방향족 디카르본산과 글리콜을 직접 반응시키는 이른바, 직접중합법으로 실시하고 또한 불활성입자로서 탄산칼슘을 사용하는 경우에는, 에스테르반응의 종료전에 이 슬러리를 첨가하면 탄산칼슘이 방향족 디카르본산과 반응하여, 폴리에스테르에 불용성의 칼슘염이 생성되고, 또한 이 생성염은 응집 경향이 강하여, 조대입자의 생성을 야기시키기 쉬우므로, 이 슬러리는 에스테르화 반응이 종료한 후 초기축합 반응이 끝날때까지의 사이에 첨가하는 것이 특히 바람직하다.

또 불활성입자로서 탄산칼슘을 사용하는 경우에는 탄산칼슘을 인산 및/또는 아인산류의 알칼리금속염과 공존시켜 미분산시킨 슬러리로서 폴리에스테르 중합반응계에 첨가하고 다시 금속염을 함유하지 않은 인화합물을 폴리에스테르중합반응계에 첨가하는 것이 보다 바람직하다.

이 인화합물로서는 금속을 함유하지 않고, 또한 반응계에 녹을 수 있는 것이면 모두 사용할 수 있다. 예컨대, 인산, 아인산, 포스폰산 및 그들의 유도체 등을 들수 있고, 구체예로서는 인산, 인산트리메틸에스테르, 인산트리에틸에스테르, 인산트리부틸에스테르, 인산트리페닐에스테르, 인산모노메틸에스테르, 인산디메틸에스테르, 인산모노부틸에스테르, 인산디부틸에스테르, 아인산, 아인산트리메틸에스테르, 아인산트리에틸에스테르, 아인산트리부틸에스테르, 아인산트리페닐에스테르, 메틸포스폰산, 메틸포스폰산디메틸에스테르, 에틸포스폰산디메틸에스테르, 페닐포스폰산디메틸에스테르, 페닐포스폰산 디에틸에스테르, 페닐포스폰산디페닐에스테르 등이다.

인산, 아인산 및 이들의 에스테르유도체의 사용이 특히 바람직하다. 이들 인 화합물은 단독으로 사용하여도 좋고, 또 2종이상을 병용하여도 좋다. 이 인화합물의 첨가량은 탄산칼슘에 대하여 몰비로 0.01 내지 50의 범위로 할 필요가 있다. 특히 바람직하기는 0.05 내지 20의 범위이다. 0.01미만에서는 폴리에스테르의 제조과정에서의 탄산칼슘의 응집방지효과가 적어지므로 좋지 않다. 한편 50을 넘는 경우에는 폴리에스테르의 제조과정에서의 탄산칼슘의 응집방지효과가 억제될 뿐만 아니라, DEG 부생량이 증가하는 등의 문제가 생기므로 좋지 않다.

이 인화합물은 초기축합반응이 종료하기까지의 임의의 단계에서 폴리에스테르 제조과정에 첨가하면 된다.

이 인화합물과 상기 탄산칼슘슬러리와의 첨가순서는 특히 한정은 없으나, 탄산칼슘슬러리와 동시 또는 탄산칼슘슬러리의 첨가전에 첨가하는 것이 본 발명 효과가 보다 현저히 발현될 수 있으므로 보다 바람직하다.

동시에 첨가하는 경우에는, 인화합물을 에스테르로서 사용할 때에는 탄산칼슘슬러리와 혼합하여 첨가하여도 또는 탄산칼슘슬러리와는 별개의 공급구로부터 첨가하여도 상관 없으나, 인화합물을 산으로서 첨가할 때에는 탄산칼슘슬러리와 혼합하여 첨가하는 방법은 피하는 것이 좋다.

본 발명의 필름용 폴리에스테르를 중합함에 있어서는 정전밀착성의 향상을 도모하기 위하여 알칼리금속화합물이나 알칼리토류금속화합물을 첨가하여도 상관 없다.

또 Mg화합물이나 Ca화합물을 사용하여 폴리에스테르의 정전밀착성의 향상을 도모할때에는, 이 인화합물은 2회 이상으로 분할하여 폴리에스테르 제조과정에 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 필름용 에스테르 제조방법은 방향족 디카르본산의 디메틸에스테르와 글리콜을 에스테르 교환반응시키는 이른바 에스테르 교환법 및 방향족 디카르본산과 글리콜을 직접 반응시키는 이른바 직접 중합법의 어느제조법에도 적용할 수 있다.

또, 회분식(回分式) 및 연속식의 어느 제조법에도 적용할 수 있다. 에스테르 교환법으로 실시하는 경우에는, 에스테르교환 촉매의 한정은 특히 없고, 종래 공지의 것은 어느것이나 사용 가능하다.

직접중합법으로 실시하는 경우에는, DEG 생성의 억제제로서 아민류나 제 4 급 암모늄 염류등을 사용하는 것은 아무런 제약을 받지 않는다.

중축합 촉매도 각별한 제약을 받는 것은 아니나, Sb화합물, Ge화합물 및 Ti화합물중에서 적당히 선택사용하는 것이 좋다.

또, 폴리에스테르의 정전밀착성의 향상을 도모하기 위하여, 알칼리금속화합물, 알칼리토류금속화합물, Co화합물 및 Zr화합물 등을 사용하는 것도 아무런 제약을 받지 않는다.

다음에 본 발명의 실시예 및 비교예를 설명한다.

실시예중의 부는 특히 언급이 없는한 모두 중량부를 의미한다.

또, 사용한 측정법을 다음에 설명한다.

(1) 평균입경

시마즈(鳥律)제작소제의 원심침강식 입도분포측정기(Cp-50형)에 의하여 얻은 동가구경분포에 있어서의 적산 50% 점의 값을 사용한다.

(2) 필름의 표면 평활성

서어프컴 300A형 표면 조도(粗度)계(도오꼬오 세이마쓰제)를 사용하여 침경 1㎛, 가중 0.07g, 측정기준 길이 0.8㎜, 커트오프 0.08㎜의 조건으로 측정한 중심선 평균조도(RA(㎛))로 표시한다.

(3) 내구 주행성

제 1 도에 도시한 시험기를 사용하여 내구주행성을 평가하였다. 제 1 도에 있어서, 폴리에스테르필름(10)의 한쪽끝은 크랭크(1)의 끝에 부착되어 있다. 폴리에스테르필름(10)은 프리로울러(2,4,6,8)에 통해지고, 그 도중에서 시판되고 있는 가정용 VTR 가이드핀(5)에 접속되어 있다. 폴리에스테르필름(10)의 다른쪽끝에는 하중(9)이 부착되어 있다. 또, 프리로울러(2,4)간 및 프리로울러(6,8)간에는 장력검사장치(3,7)가 설치되어 있다.

상기의 장치를 사용하여 23℃, 상대습도 65%의 분위기하에서, 폴리에스테르필름의 조면측의 면을 시판되고 있는 가정용 VTR의 가이드핀(촉침식 표면 조도계로 측정한 최대 돌기높이가 0.15㎛, 중심선 평균조도가 0.008㎛)에 각도 3/4II(단위 래디안)로 접촉시켜, 일정하중(50g)의 장력을 주어, 길이 40㎜의 크랭크를 각속도 8.0rpm으로 회전시켜, 100회 필름을 왕복시킨 때의 동마찰계수 및 정마찰계수의 각각 초기동마찰계수 및 초기정마찰계수로부터의 증가분(△μ kd 및 △μ ks)을 5단계로 평가하여 다음의 급별로 표시하였다.

1급…마찰계수 증가분 0.15이상

2급…0.10 내지 0.15

3급…0.05 내지 0.10

4급…0.02 내지 0.05

5급…0.02미만

(4) 필름의 미끄러성

폭이 좁게 슬릿한 필름을 금속성 드럼에 닿게하여 고속, 장시간 주행시킬때, 일정한 공급장력에 대하여 드럼찰과 후의 장력의 미소 및 드럼표면에 발생하는 백분량의 다소를 각각 5단계로 평가하여, 다음의 급별로 표시하였다.

[미끄럼성]

1급…장력큼(찰과상 많음)

2급…장력 약간 큼(찰과상 상당히 많음)

3급…장력 보통(찰과상 약간 있음)

4급…장력 작음(찰과상 거의 없음)

5급…장력 극히 작음(찰과상 전혀 없음)

(5) 필름의 3차원 표면조도지수

필름표면을 고사까(小坂)연구사제 촉침식 3차원 표면조도계(SE-3AK)를 사용하여 침의 반경 2㎛, 하중 70mg의 조건하에, 필름 긴쪽방향으로 커트오프 값 0.25㎜, 측정길이 1㎜에 걸쳐 측정하여, 2㎛마다 높이방향의 데이타를 양자화 폭 0.00312㎛로 외부 기억장치에 잡아 넣는다. 이러한 측정을 필름의 가로쪽 방향으로 2㎛간격으로 연속적으로 150회, 즉 필름의 가로쪽방향 0.3㎜의 폭에 걸쳐 측정한다.

SRa : 거치른 곡면으로부터 그 중심면상에 면적(S_M)의 부분을 빼내어, 이 빼낸부분의 중심면상에 직교좌표계, X축, Y축을 놓고, 중심면에 직교하는 축을 Z축으로 표시하면 다음식으로 주어진 값을 ㎛로 표시한다.

다만, L_XL_Y=S_M

Sλa : 측정길이 ℓ, 공간각 주파수 wo, 진폭 A인 정현관수 y=Asinw_ox인 표면형상을 상정하여 아래의 계산을 행하면,

로 되어 공간파장 λo가 구해진다.

여기서 측정한 표면거칠기의 중심선을 X축으로 하여 그 관수 y=f(x)로 표시하면, f(x)에 대하여

인 관계를 만족시키는 정현관수의 공간파장 λa를 관수 f(x)의 공간평균파장이라고 정의한다. 따라서 3차원의 표면조도의 공간평균파장(Sλa라고 한다)은 다음과 같이 정의한다.

다만, SRa : 3차원중심면 평균거칠기

S

a : 3차원 평균경사 기울기

S

a : 표면형상(평균면 기준에 의함)의 각 절단평면에 의하여 절단하여 구해지는 파아티클의 면적과 개수의 평균원반경 γ의 변화를 △γ로 하여, △Z/△γ를 각 레벨의 절단평면으로 구하여, 각 값을 평균해서 3차원 평균경사기울기로 한다.

(6) 필름 조대돌기수

필름표면에 알루미늄을 엷게 증착한 후, 2광속 간섭 현미경을 사용하여 4중환이상의 조대돌기수(측정면적 1㎜²당의 개수)를 카운트하여, 조대돌기수의 다소에 의하여 다음의 급별로 표시하였다.

1급…16개이상/㎜²

2급…12개 내지 15개/㎜²

3급…8개 내지 11개/㎜²

4급…4개 내지 7개/㎜²

5급…0개 내지 3개/㎜²

[실시예 1]

교반장치, 분축기, 원료공급구 및 생성물 인출구를 설치한 2단의 완전 혼합조로 된 연속 에스테르화 반응장치를 사용하여, 그 제 1 에스테르화 반응통의 에스테르화 반응생성물이 존재하는 계로 테레프탈산(TPA)에 대한 EG의 몰비율(17)로 조성하고, 또한 3산화아티몬을 안티몬원자로 하여 TPA 단위당 289ppm을 함유한 TPA의 EG의 슬러리를 연속적으로 공급하였다.

동시에 TPA의 EG 슬러리 공급구와는 별도의 공급구로부터, 아세트산 마그네슘 4수염의 EG 용액을 반응통내를 통과하는 반응생성물중의 폴리에스테르 단위 유니트당 각각 Mg 원자로서 100ppm이 되도록 연속적으로 공급하여, 상압에서 평균체류시간 4.5시간, 온도 255℃로 반응시켰다.

이 반응생성물을 연속적으로 계외로 꺼내어, 제 2 에스테르화 반응통에 공급하였다. 제 2 에스테르화 반응통내 통과하는 반응생성물중의 폴리에스테르 단위 유니트에 대하여 0.5중량부의 EG, 트리메틸포스페이트의 EG 용액을 P원자로하여 64ppm 및 입도분포비(D₅₀/D₅)가 0.35이고, D₅가 3.4㎛인 탄산칼슘의 EG 슬러리에 100g/ℓ의 트리폴리인산나트륨의 수용액을 Na 원자로 하여 슬러리중의 탄산칼슘에 대하여 0.80중량%가 될만큼 첨가하여, 이 트리폴리 인산나트륨함유 슬러리를 탄산칼슘으로서 2500ppm이 되도록 각각 별개의 공급구로부터 연속적으로 공급하고, 상온에서 평균체류시간 5.0시간, 온도 260℃로 반응시켰다.

이 에스테르화 반응생성물을 교반장치, 분축기, 원료공급구 및 생성물인출구를 설치한 2단의 연속중축합 반응장치에 연속적으로 공급하여 중축합을 행하여, 고유점도 0.620의 폴리에스테르를 얻었다.

이 폴리머 및 이 폴리머를 290℃로 용융압출하여 90℃로 세로방향으로 3.5배, 1300℃로 가로방향으로 3.5배 연신한 후 220℃로 열처리하여 얻어진 15㎛의 필름특성을 표 1에 표시하였다.

본 실시예에서 얻은 필름은 조대돌기수가 극히 적고, 또한 이활성 및 내구 주행성이 뛰어나서 극히 고품질인 것을 알 수 있다.

[비교예 1 및 2]

실시예 1의 방법에 있어서 탄산칼슘의 입도분포의 D₅를 2.0㎛ 및 6.5㎛로 하고, 또한 D₅₀/D₅를 0.17 및 0.35로 하는 외에 실시예 1과 같은 방법으로 얻은 필름의 필름특성을 표 1에 표시하였다.

본 비교예에서 얻은 필름은 미끄럼성이나 내구주행성이 떨어지거나 조대돌기수가 많거나 하여 저품질이다.

[비교예 3]

실시예 1의 방법에 있어서 탄산칼슘 슬러리에 대하여 트리폴리인산나트륨의 수용액을 첨가하는 것을 중지하는 외에 실시예 1과 같은 방법으로 얻은 필름의 필름특성을 표 1에 표시하였다.

본 비교예에서 얻은 필름은 미끄럼성이나 내구 주행성은 양호하나, 조대 돌기수가 극히 많아 저품질인것을 알 수 있다.

[비교예 4]

실시예 1의 방법에 있어서, 중합계에서 트리메틸포스페이트의 EG 용액의 첨가를 중지하는 외에 실시예 1과 같은 방법으로 얻은 필름의 필름특성을 표 1에 표시하였다.

본 비교예에서 얻은 필름은 미끄럼성이나 내구 주행성은 양호하나, 조대돌기수가 극히 많아 저품질인것을 알 수 있다.

[비교예 5]

실시예 1의 방법에 있어서, 탄산칼슘의 첨가량을 100ppm으로 하는 외에, 실시예 1과 같은 방법으로 얻은 필름 특성을 표 1에 표시하였다.

본 비교예에서 얻은 필름은 조대돌기수는 양호하나 미끄럼성이나 내구 주행성이 떨어져서 저품질인 것을 알 수 있다.

[비교예 6]

실시예 1의 방법에 있어서 탄산칼슘의 첨가량을 10000ppm으로 하는 외에, 실시예 1과 같은 방법으로 얻은 필름특성을 표 1에 표시하였다.

본 실시예에서 얻어진 필름은 미끄럼성이나 내구 주행성은 양호하나, 조대돌기수가 많아 저품질인 것을 알 수 있다. 또 본 비교예에서 얻어진 필름은 표면평활성의 점에서도 떨어진다.

[실시예 2 내지 4]

실시예 1의 방법에 있어서, 탄산칼슘에 첨가하는 트리폴리인산나트륨 수용액에 대신하여 여러가지 인산류의 알칼리금속염의 수용액을 사용하여 실시한때의 결과를 표 1에 표시하였다.

이들 실시예에서 얻어진 필름은 어느것이나 조대돌기수가 극히 적고, 또한 이활성 및 내구주행성에 뛰어나서 극히 고품질인 것을 알 수 있다.

[실시예 5]

실시예 1의 방법에 있어서, 탄산칼슘의 첨가량을 1000ppm으로 하고, 또한 입도분포비(D₅₀/D₅)가 0.28이고, D₅가 1.9㎛인 탄산칼슘을 2000ppm 첨가하는 것외에, 실시예 1과 같은 방법으로 얻은 필름특성을 표 1에 표시하였다.

[비교예 7]

실시예 1의 방법에 있어서, 입도분포비(D₅₀/D₅)가 0.25이고, D₅가 1.0㎛이며 또한 체적형상계수가 0.07인 탄산칼슘을 1500ppm으로 하고, 또 트리폴리인산 Na의 첨가량을 10ppm(폴리에스테르에 대하여)으로 하는 외에, 실시예 1과 같은 방법으로 얻은 필름특성을 표 1에 표시하였다.

본 비교예에서 얻은 필름은 조대돌기수는 양호하나, 미끄럼성이나 내구주행성이 떨어져 저품질인 것을 알 수 있다.

[비교예 8]

실시예 1의 방법에 있어서, 탄산칼슘 대신에 입도분포비(D₅₀/D₅)가 0.17이고 D₅가 4.8㎛이며, 또한 체적형상계수가 0.05인 카오린을 1500ppm으로 하고, 다시 트리폴리인산 Na의 첨가량을 10ppm(폴리에스테르에 대하여) 및 트리메틸포스페이트의 첨가량을 카오린에 대하여 0.02(몰비)로 하는 외에, 실시예 1과 같은 방법으로 얻은 필름특성을 표 1에 표시하였다.

본 비교예에서 필름은 미끄럼성, 내구주행성 및 조대돌기수의 어느점에 있어서도 떨어져 저품질인 것을 알 수 있다.

이상의 본 발명에 따르는 실시예에서 얻은 필름은 조대돌기가 극히 적고, 또한 이활성 및 내구주행성에 뛰어나서, 극히 고품질인 것을 알 수 있다.

[표 1]

Claims

적어도 그 편면이 조면화된, 불활성입자를 함유하는 배향 폴리에스테르필름으로서, 이 조면의 3차원 표면거칠기 지수가 하기(Ⅰ)식 내지 (Ⅲ)식을 동시에 만족시키는 범위에 있고, 또한 명세서중에서 정의한 조대돌기수가 4급 이상인 것을 특징으로 하는 배향 폴리에스테르필름.

0.014
S
a
0.025 ……………………………………… (I)

5.2
Sλa
13.0 ……………………………………… (II)

0.012
SRa
0.050 ……………………………………… (III)

(식중, S
a는 3차원 평균경사기울기, Sλa는 3차원 표면거칠기의 공간 평균파장(㎛), SRa는 3차원 중심면 평균거칠기(㎛)를 표시한다)
제 1 항에 있어서, 3차원 표면거칠기수 SRa가 하기(Ⅳ)식을 만족시키는 범위에 있는 배향 폴리에스테르필름.

0.015
SRa
0.035 ……………………………………… (IV)
제 2 항에 있어서, 3차원 표면거칠기수 S
a 및 Sλa는 하기(Ⅴ)식 및 (Ⅵ)식을 동시에 만족시키는 배향 폴리에스테르필름.

0.016
S
a
0.025 ……………………………………… (V)

5.2
Sλa
10.0 ……………………………………… (VI)
제 1 항에 있어서, 상기 불활성 입자의 입도분포가 하기(Ⅶ)식 및 (Ⅷ)식을 동시에 만족시키는 범위에 있는 배향 폴리에스테르필름.

0.2
D₅₀/D₅
0.6 ……………………………………… (VII)

150
D₅₀×C
10000 ……………………………………… (VIII)

식중, D₅₀은 적산중량이 50%인때의 입자경(㎛), D₅는 적산중량이 5%인때의 입자경(㎛), C는 입자의 함유량(ppm)을 표시한다.)
제 1 항에 있어서, 상기 불활성 입자의 체적형상 계수가 하기(Ⅸ)식을 만족시키는 배향 폴리에스테르필름.

(식중, F는 체적형상계수, V는 입자체적(㎛³), D는 입자의 투영면에 있어서의 최대경(㎛)을 표시한다.)
제 1 항에 있어서, 배향 폴리에스테르필름이 2축 연신필름인 배향 폴리에스테르필름.
제 1 항에 있어서, 배향 폴리에스테르필름이 자기 기록테이프용 베이스필름인 배향 폴리에스테르필름.
제 5 항에 있어서, 상기 불활성입자가 불활성무기입자인 배향 폴리에스테르필름.
제 8 항에 있어서, 1종 또는 2종 이상의 불활성 무기입자를 인산 및/또는 아인산의 알칼리 금속염과 공존시킨 상태로 함유하는 배향 폴리에스테르필름.
제 8 항에 있어서, 1종 또는 2종 이상의 불활성 무기입자중, 적어도 1종 이상의 탄산칼슘이고, 또한 이 탄산칼슘을 인산 및/또는 아인산의 알칼리 금속염과 공존시킨 상태로 함유하고, 또한 금속염을 포함하고 있지 않는 인 화합물을 함유하는 배향 폴리에스테르필름.
제 9 항에 있어서, 상기 인산 및/또는 아인산의 알칼리 금속에서의 첨가량이 상기 불활성 무기입자에 대하여, 알칼리 금속량으로서 0.04 내지 20중량%이고, 또한 생성 폴리에스테르에 대하여 알칼리 금속량으로서 3 내지 50ppm인 배향 폴리에스테르필름.