JPH02129232A - 二軸配向ポリエステルフィルム - 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
ある。

［従来の技術］ 二軸配向ポリエステルフィルムとしては、ポリエステル
にアナターゼ型二酸化チタンを含有せしめたフィルムが
知られている（たとえば、特開昭５９−１７８２２４号
公報）。

［発明が解決しようとする課Ｈ］ しかし、上記従来の二軸配向ポリエステルフィルムは、
フィルムの加工工程、たとえば包装用途における印刷工
程、磁気媒体用途における磁性層塗布・カレンダー工程
などの工程速度増大にともない、接触するロールなどで
（１）フィルム表面に傷がつきやすい。（２）フィルム
の表面が削られることによりロール上に粉がつく、とい
うことにより加工工程上、製品性能上のトラブルとなる
という欠点が、最近、問題となってきている。

本発明は、かかる問題点、すなわち、工程速度増大にと
もない接触するなどで、（１）フィルム表面に傷がつき
やすいという問題、（２）フィルム表面が削られること
によりロール上に粉がつくという問題を解決し、表面の
耐スクラッチ性、耐削れ性のすぐれたフィルムを提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ルチル型二酸化チタンを０．０５〜５重量％
含有してなるポリエステルフィルムであつて、該二酸化
チタンの平均粒径が０．０５〜２μｍ、球状係数が０．
８〜１であることを特徴とする二軸配向ポリエステルフ
ィルムとしたものである。

本発明におけるポリエステルは、エチレンテレフタレー
ト、エチレンα、β−ビス（２−クロルフェノキシ）エ
タン−４，４′−ジカルボキシレート、エチレン２．６
−ナフタレート単位から選ばれた少なくとも一種の構造
単位を主要構成成分とする。ただし、本発明を阻害しな
い範囲内、好ましくは１５モル％以内であれば他成分が
共重合されていてもよい。

また、エチレンテレフタレートを主要構成成分とするポ
リエステルの場合に滑り性、耐スクラッチ性、耐削れ性
がより一層良好となるので特に望ましい。

本発明における二酸化チタン粒子（以下粒子と略記する
）は、ルチル型であることが必要である。

アナターゼ型では、本発明の目的である高いレベルの耐
削れ性を満足できないので好ましくない。

本発明における粒子の含有量は０．０５〜５重量％、好
ましくは０．１〜３重量％である。含有量が上記の範囲
より少ないとフィルムの耐スクラッチ性が不良となり好
ましくない。逆に含有量が上記の範囲より多いとフィル
ムの耐削れ性が不良となり好ましくない。

本発明における粒子の平均粒径は０．０５〜２μｍ、好
ましくは０．１〜１μｍの範囲である。

平均粒径が上記の範囲より小さいとフィルムの耐スクラ
ッチ性が不良となり好ましくない。平均粒径が上記の範
囲より大きいと耐削れ性が不良となり好ましくない。

本発明における粒子の球状係数は０．８〜１であること
が必要である。球状係数が上記の範囲より小さいと耐ス
クラッチ性が不良となり好ましくない。球状係数の上限
は１でありこの時粒子は真球である。

本発明におけるフィルムの表面突起偏平度は、７〜１６
である場合に耐スクラッチ性、耐削れ性が良好となるの
で望ましい。

本発明において、本発明の目的を阻害しない範囲内で、
ルチル型二酸化チタン粒子以外の無機粒子あるいは内部
析出粒子を併用してもよい。

本発明フィルムは、上記組成物を主要成分とするが、本
発明の目的を阻害しない範囲内で、他種ポリマをブレン
ドしてもよいし、また酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、紫
外線吸収剤、核生成剤などの無機または有機添加剤が通
常添加される程度添加されていてもよい。

本発明フィルムは上記組成物を二軸配向せしめたフィル
ムである。未延伸フィルム、−軸配向フィルムでは、耐
スクラッチ性、耐削れ性が不良となるので好ましくない
。

また、その二軸配向の程度を表わす面配向指数は特に限
定されないが、０．９３５〜０．９７５、特に０．９４
０〜０．９７０の範囲である場合に、耐スクラッチ性、
耐削れ性がより一層良好となるので特に望ましい。

本発明フィルムの密度指数は０．０２〜０．０５の範囲
である場合に、耐スクラッチ性、耐削れ性がより一層良
好となるので特に望ましい。

また、本発明フィルムは、幅方向の表面平均粗さＲａが
０．００５〜０．０３０μｍ、特に０゜００７〜０．０
２５μｍの範囲である場合に、耐スクラッチ性がより一
層良好となるので特に望ましい。

本発明におけるフィルムの摩擦係数μｋが０゜２０〜０
．３５の範囲にある場合に、耐スクラッチ性がより一層
良好となるので特に望ましい。

また、本発明フィルムの表面固有抵抗が１×１１０１４
Ω以下である場合に、耐スクラッチ性、耐削れ性が一層
良好となるので特に望ましい。

次に本発明フィルムの製造方法について説明する。

まず、所定のポリエステルにルチル型二酸化チタンを含
有せしめる方法としては、重合前、重合中、重合後のい
ずれに添加してもよいが、ポリエステルのジオール成分
であるエチレングリコールに、スラリーの形で混合、分
散せしめて添加する方法が有効である。また、粒子の含
有量を調節する方法としては、高濃度のマスターペレッ
トを製膜時に稀釈する方法が有効である。ルチる型二酸
化チタンを用いて、高濃度、好ましくは１〜５重景置部
マスターペレットの溶融粘度、共重合成分を調節して、
ガラス転移点Ｔｇと冷結晶化温度Ｔｃｃとの差（Ｔｃｃ
−Ｔｇ）を、６５〜１１０℃、特に７５〜１００℃にし
ておくことが、きわめて有効である。

かくして、所定量の不活性無機粒子を含有するペレット
を十分乾燥したのち、公知の溶融押出機に供給し、２７
０〜３３０℃でスリット状のダイからシート状に押出し
、キャスティングロール上で冷却固化せしめて、未延伸
フィルムを作る。

この未延伸フィルムを作る場合、キャスト時のドラフト
化く口金のスリット幅／未延伸フィルムの厚み）は１６
倍以上の高い値であることが好ましい。含有粒子が球状
粒子であるゆえ、高ドラフトキャストを行なうと、粒子
が表層部へ集中するという特異な現象がおこるため、こ
のような高ドラフトキャストを行なうことが本発明にお
いて、特に有効である。

次にこの未延伸フィルムを二軸延伸し、二軸配向せしめ
る。延伸方法としては、逐次二軸延伸法、または同時二
軸延伸法を用いることができる。逐次二軸延伸法の場合
は、長平方向、幅方向の順に延伸するのが一般的である
が、この順を逆にして延伸してもよい。二軸延伸の条件
は延伸方法、ポリマの種類などによって必らずしも一定
ではないが、通常長手方向、幅方向ともに８０〜１６０
℃、好ましくは９０℃〜１５０℃の範囲で、延伸倍率は
、それぞれ３．０〜５．０倍、好ましくは３８２〜４．
５倍の範囲が、また延伸速度は１０００〜７００００％
／分の範囲が好適である。

次にこの延伸フィルムを熱処理する。熱処理条件は、定
長下、および１〜１５％、好ましくは２〜１０％の弛緩
下で１５０〜２３０℃、好ましくは１７０〜２２０℃の
範囲で０．５〜６０秒間が好適である。

［物性の測定方法ならびに効果の評価方法］本発明の特
性値の測定方法ならびに効果の評価方法は次の通りであ
る。

（１）無機微粒子の含有量（重量％） ポリエステル１００ｇに０−クロルフェノール１、Ｏａ
を加え１２０℃で３時間加熱した後、日立工機■製超遠
心機５５Ｐ−７２を用い、３０゜０００ｒｐｍで４０分
間遠心分離を行ない、得られた粒子を１００°Ｃで真空
乾燥する。微粒子を走査型差動熱１計にて測定した時、
ポリマに相当する溶解ピークが認められる場合には微粒
子に０゜クロルフェノールを加え、加熱冷却後再び遠心
分離操作を行なう。溶解ピークが認められなくなった時
、微粒子を析出粒子とする。通常遠心分離操作は２回で
足りる。かくして分離された粒子の全体量に対する比率
（重量％）を微粒子の含有量とする。

（２）無機微粒子の平均粒径（μｍ） 大和化学製プラズマリアクター（ＰＲ−５０３型〉を用
いて、酸素供給ｆｆ１５０ｃｃ／分、処理時間２０分で
フィルム表面をプラズマエツチングした。このサンプル
を白金蒸着後、電子顕微鏡にて倍率２０００〜５０００
倍で観察し、粒子の短径と長径を測定した。

（３）　　無機微粒子の球状係数 大和化学製プラズマリアクター（ＰＲ−５０３型〉を用
いて、酸素供給量５０ｃｃ／分、処理時間２０分でフィ
ルム表面をプラズマエツチングした。このサンプルを白
金蒸着後、電子顕微鏡にて倍率２０００〜５０００倍で
観察し、粒子の短径と長径を測定し、短径と長径の比の
平均値でもって、微粒子の球状係数とした。

（４）表面突起偏平度 ２検出方式の走査型電子顕微鏡［ＥＳＭ−３２００、エ
リオニクス■製］と断面測定装置［ＰＭＳ−１、エリオ
ニクス■製において、フィルム表面の平滑面の高さを０
として走査した時の高さ測定値を２５６５６階調レー値
として画像処理装置［ＩＢＡＳ２０００、カールツァイ
ス■製］に送り、このグレー値を基にＩＢＡＳ２０００
上にフィルム表面突起画像を再構築する。次にこの表面
突起画像で１０階調以上のものを２値下して得られた個
々の突起の面積から円相光径を求めこれを表面突起径と
した。次に同様にして測定された個々の突起部分の中で
最も高い値をその高さとしな。

この測定を１ｍｍ２について行ないこの平均値を、それ
ぞれ表面突起径ｄ、表面高さｈとし、上記方法で求めら
れた表面突起径ｄと表面突起高さｈを用いて、ｄ／ｈを
表面突起偏平度としな。

なお、走査型電子顕微鏡の倍率は、通常３０００倍であ
るが、突起の大きさに応じて２０００〜５０００倍の範
囲の間で最適な倍率を選択することができる。

（５）面配向指数 ナトリウムＤ線（波長５８９ｎｍ）を光源としてアツベ
屈折率計を用いて、二軸配向フィルムの厚さ方向の屈折
率（Ａとする）および溶融プレス後１０℃の水中へ急冷
して作った無配向くアモルファス）フィルムの厚さ方向
の屈折率（Ｂとする）を測定し、Ａ／Ｂをもって・面配
向指数とした。マウント液にはヨウ化メチレンを用い、
２５℃、６５％ＲＨにて測定した。

（６）ガラス転移点Ｔｇ、冷結晶化温度Ｔｃｃパーキン
エルマー社製のＤＳＣ（示差走査熱量計）■型を用いて
測定した。ＤＳＣの条件は次の通りである。すなわち、
試料１０■をＤＳＣ装置にセットし、３００℃の温度で
５分間溶融した後、液体窒素中に急冷する。この急冷試
料を１０℃／分で昇温し、ガラス転移点Ｔｇを検知する
。さらに昇温を続け、ガラス状態からの結晶化発熱ピー
ク温度をもって冷結晶化温度Ｔｃｃとした。

（７）密度指数 ｎ−へブタン／四塩化炭素からなる密度勾配管を用いて
測定したフィルムの密度をｄｌ（ｇ／ｃｓｉ３）とし、
このフィルムを溶融プレス後、１０℃の水中へ急冷して
作った無配向（アモルファス）フィルムの密度ｄ２どの
差、（ｄｌ−ｄ２　）をもって密度指数とした。

（８）　　摩擦係数（μｋ） テープ走行性試験機ＴＢＴ−３００型（■横浜システム
研究新製）を使用し、２０℃、６０％ＲＨ雰囲気で走行
させ、初期のμｋ（摩擦係数）を下記の式より求めた。

μに＝０．７３３　ｌ　ｏｇ　（Ｔ１／Ｔｏ　）ここで
Ｔｏは入側張力、Ｔ１は出側張力である。

ガイド径は６ｍｍφであり、ガイド材質は５ＵＳ２７（
表面粗度０．２Ｓ）、巻き付は角は１８０°走行速度は
３．３ｃｎ／秒である。

（９）表面固有抵抗 超絶縁計（月日電機製作所■製）ＶＥ−４０型を使用し
て測定した。

＜１０）　　耐スクラッチ性 フィルムを幅１／２インチのテープ状にスリットし、張
力３００ｇ、走行速度２００ｍ／分で、ビデオカセット
のテープガイドビン（表面粗さがＲｔで２５００ｎｍ程
度の表面を持ったステンレス性ガイドビン）上を巻き付
は角９０°で走行させ、その時につく傷の量を次の基準
にしたがい目視で判定した。

まったく傷のないもの一−−−−５点 浅い傷のあるものミーーーーーー３点 深い傷のあるもの一−−−−−−１点 また、５点と３点の中間を４点、３点と１点の中間を２
点とした。この時、３点以上を耐スクラッチ性良好、３
点未満を耐スクラッチ性不良とした。この時の判定で３
点未満のフィルムは、フィルムの加工時や製品とした時
の走行時にフィルム表面が摩耗して深い傷が発生するた
め、製品の品質が著しく悪くなる。

０１）耐削れ性 フィルムを幅１／２インチにテープ状にスリットしたも
のに片刃を垂直に押しあて、さらに０゜５＋＋ｕｎ押し
込んだ状態で２０ａｍ走行させる（走行張カニ５００ｇ
、走行速度：６．７ｃｎ／秒）。この時片刃の先に付着
したフィルム表面の削れ物の高さを顕微鏡で読みとり、
削れ量としたく単位はμｍ〉。この削れ量の両面の平均
値が５μｍ以下の場合は耐削れ性：非常に良好、５〜７
μｍの場合は耐削れ性：良好、７μｍを越える場合は耐
削れ性：不良と判定した。この７μｍという値は、印刷
工程や、カレンダー工程などの加工工程で、フィルム表
面が削れることによって、工程上、製品性能上のトラブ
ルがおこるか否かを厳しく判定するための臨界点である
。

［実施例］ 本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１ 平均粒径０．３μｍ、球状係数０．９５のルチル型酸化
チタンを２重量％エチレングリコール中に均一分散させ
、１９５℃で２時間加熱処理した後、ジメチルテレフタ
レートと重合して、粒子を２重量％含有するポリエチレ
ンテレフタレートの粒子マスターペレットを作った。こ
の粒子マスターペレットと、粒子を含有していないポリ
エチレンテレフタレートのペレットを、粒子含有量が所
定量となるように混合したペレットを１８０℃で３時間
減圧乾燥（３Ｔｏｒｒ）した。このペレットを押出機に
供給し、２９０℃で溶融押出し、静電印加キャスト法を
用いて表面温度３０℃のキャスティング・ドラムに巻き
つけて冷却固化し、厚さ約１８０μｍの未延伸フィルム
を作った。この時のドラフト比は２２であった。

この未延伸フィルムを９０℃にて長手方向に３゜４倍延
伸した。この−軸フィルムをステンタを用いて１００℃
で幅方向に３．６倍延伸し、定長下で２１０℃にて５秒
間熱処理し、厚さ１５μｍの二軸配向フィルムを得た。

このフィルムの面配向指数は０．９５０であり密度指数
は０．０３であった。

またこのフィルムの表面平均粗さＲａは０．０１５５μ
ｍであり、摩擦係数μには０．２２であった。

このフィルムの表面突起偏平度は１１であった。

次にこのフィルムの耐スクラッチ性を測定すると５点で
あり非常に良好であった。また耐削れ性を測定すると３
．０μｍであり非常に良好であった。（第１表）。

実施例２〜３．比較例１〜５ 含有する粒子の種類、平均粒径、含有量、粒子の球状係
数、製膜条件などを種々かえて、実施例１と同様にポリ
エチレンテレフタレートの二軸配向フィルムとした。含
有粒子と粒子の球状係数、ドラフト比、表面突起偏平度
の全てが本発明の範囲内であるものは、耐スクラッチ性
と耐割れ性が良好であった。（実施例２〜４）。

しかし、粒子の種類、平均粒径、含有量、粒子の球状係
数のいずれかが、本発明外であるときは、耐スクラッチ
性、耐削れ性を共に満足させることはできなかった（比
較例１〜７）。

［発明の効果］ 本発明は、ルチル型二酸化チタン粒子を用いてその平均
粒径、含有量、球状係数を特定の範囲とした二軸配向ポ
リエステルフィルムとしたので、滑り性を維持しつつ、
最近の苛酷な使用条件にも耐えうる、耐スクラッチ性、
耐削れ性のすぐれたフィルムが得られたものである。

本発明フィルムの用途は特に限定されないが、加工工程
で■フィルム表面に傷がつく。■フィルム表面が削れる
。ということによる製品性能への影響が特に大きい磁気
記録媒体用ベースフィルムとして特に有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ルチル型二酸化チタン粒子を０．０５〜５重量％
   含有してなるポリエステルフィルムであって、該二酸化
   チタン粒子の平均粒径が０．０５〜２μｍ、球状係数が
   ０．８〜１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。
2. （２）フィルムの表面突起偏平度が７〜１６であること
   を特徴とする請求項１記載の二軸配向ポリエステルフィ
   ルム。