JPH02194030A - 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】 本発明は、ポリエステルフィルム、更に詳しくは、磁気
テープ用ベースフィルム及び、コンデンサー用、包装用
などとして好適な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
に不活性無機粒子を含有せしめたフィルム（例えば、特
開昭６１−２３７６２３号公報など）が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の二軸配向ポリエステルフィル
ムでは、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剤塗布・カレン
ダー工程などの工程速度の増大、磁気媒体用途での製品
としたときの使用条件の苛酷化にともない、フィルムに
要求される耐摩耗性、走行性は益々厳しくなっている。

上述の如き従来のポリエステルフィルムでは、加工工程
中、あるいは製品として使用中に接触するロール、ピン
などでフィルムの表面が削られることにより、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。

本発明の目的は、かかる課題を解消せしめ、耐摩耗性（
特に耐スクラッチ性）、走行性の両方に優れたポリエス
テルフィルムを提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、元素周期表■族、
Ｉｂ族、ｎｂ族、ｍｂ族、ＩＶｂ族の少なくとも一種以
上の元素からなる平均粒径０．０１〜３μｍの金属粒子
を０．００５〜５重量％含有することを特徴とする二軸
配向ポリエステルフィルムにより構成される。

本発明のポリエステルは特に限定されないが通常ポリエ
チレンテレフタレート、ポリエチレン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、ポリエチレン２，６−ナフタレート
、ポリブチレンテレフタレート等が用いられる。中でも
ポリエチレンテレフタレートが好ましい。

本発明フィルムに用いる金属粒子は、平均粒径がフィル
ム中において０．０１〜３μｍ１好ましくは０．０１〜
２μｍであることが必要である。

平均粒径が上記の範囲より小さいと走行性が不良となる
ので好ましくない。また、平均粒径が上記の範囲より大
きくなると耐スクラッチ性が不良となるので好ましくな
い。

本発明のポリエステルフィルムに用いる金属粒子のフィ
ルム中の含有量は０．００５〜５重量％、好ましくは０
．０１〜３重量％である必要がある。

金属粒子の含有量が上記範囲より少ないと走行性が不良
となるので好ましくない。また、含有量が上記範囲より
多いと耐スクラッチ性が不良となるので好ましくない。

本発明における元素周期表■族、Ｉｂ族、ｎｂ族、ｍｂ
族、ＩＶｂ族の少なくとも一種以上の元素からなる金属
粒子としては、鉄、コバルト、ニッケル、パラジウム、
スズ、銅、銀、金、アルミニウム、鉛などが挙げられる
。本発明における金属粒子は、これら元素の中の一つの
元素からなるか、あるいは二種以上の元素からなる合金
でも構わない。また、ある金属粒子の表面に別の金属で
コーティングを施したような複合金属粒子でも良い。

なお、金属粒子は酸化防止および、大気中での取り扱い
性を良好とするために、本発明の効果を阻害しない範囲
であれば、表面の徐酸化処理、あるいは有機物によるコ
ーティングがなされていても構わない。

本発明のポリエステルフィルムの表面に生成する突起の
高さ標準偏差は、２０〜６５０ｎｍであることが好まし
い。また、標準偏差が３０〜５８０ｎｍであればさらに
好ましい。突起の標準偏差が上記範囲より小さいと走行
性が不良となり、大きいと耐スクラッチ性が不良となる
ので好ましくない。

本発明において金属粒子と同時に用いる不活性無機粒子
、及び不活性有機粒子としてはシリカ、酸化チタン、ア
ルミナ、架橋スチレン−ジビニルベンゼン共重合体など
が挙げられるが、これら粒子のフィルム中における平均
粒径は、０．０１〜０．８μｍであることが好ましい。

平均粒径が上記範囲よりも小さいと走行性が不良となる
ので好ましくない。なお、ここで言う不活性無機粒子と
は、本発明における金属粒子を除く無機物質からなるも
のである。また、平均粒径が上記の範囲より大きくなる
と耐スクラッチ性が不良となるので好ましくない。また
、フィルム中の含有量は、０゜０１〜５重量％が好まし
い。含有量が上記範囲より少ないと走行性が不良となる
ので好ましくない。

また、含有量が上記範囲より多いと耐スクラッチ性が不
良となるので好ましくない。

また、内部析出粒子を併用しても良い。

また粒子と共に分散剤を添加することは、粒子の凝集を
防ぎ、耐スクラッチ性をより一層良好とするのに好まし
い。

更に、本発明フィルムの平均表面粗さは特に限定されな
いが、少なくとも片面の平均表面粗さが０．００３〜０
．０６０μｍ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望ましい。

次に本発明フィルムの製造方法を説明する。

まず、所定のポリエステルに金属粒子、不活性無機粒子
、不活性有機粒子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などに
、スラリーの形で混合、分散せしめて添加する方法を用
いる。分散方法としては、微細なガラスピーズなどをメ
ディアとして分散させた後、ガラスピーズを除去するメ
ディア分散法などが好ましい。このとき金属粒子は酸化
を防止するため、エレングリコールに添加する直前まで
窒素シール下、あるいは真空状態であることが金属粒子
の効果を発揮するのに好ましい。また、エチレングリコ
ールは１１０℃以上に加熱した状態であることが好まし
い。

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を用いると本発明の
効果がいっそう大きくなるので好ましい。

次に、このポリエステルを十分乾燥した後、公知の溶融
押出機に供給し、高精度３段濾過フィルターを経た後２
６０〜３２０℃でスリット状口金から溶融押出し、冷却
固化せしめて未延伸フィルムを作る。ここでいう高精度
３段濾過フィルターとは１段目の９５％カットオフ粒径
が１０〜２０μｍ、２段目の９５％カットオフ粒径が５
〜１０μｍ、３段目の９５％カットオフ粒径が３〜５μ
ｍとしたフィルターを直列にならべたものであり、９５
％カットオフ粒径が１段目〉２段目〉３段目としたもの
である。高精度３段濾過フィルターを用いることは、本
発明の突起の高さ標準偏差を得るのに有効である。

また、キャスト時のドラフト比（口金のスリット幅／未
延伸フィルムの厚み）は５〜３０程度の値であることが
、本発明の効果を得るのに有効である。

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。ただし、最初に長手方向
、次に幅方向の延伸を行なう逐次二軸延伸法を用いた方
が好適である。

長手方向の延伸は７０〜１２０℃で、２段または３段に
分けて、４〜５倍延伸する方法を用いる。

幅方向の延伸は、８０〜１２０℃で３〜４倍延伸するの
が好ましい。また、−旦、二軸延伸したフィルムを少な
くとも一方向に更に延伸しても良い。

また必要に応じて、この延伸フィルムを熱処理すること
もできる。この場合の熱処理条件としては、定長下で１
５０〜２２０℃、好ましくは１７０〜２１０℃の範囲で
０．５〜３０秒間行なうことが好ましい。

［作用］ 本発明フィルムは、含有する粒子を元素周期表■族、Ｉ
ｂ族、ｍｂ族、ｍｂ族、ＩＶｂ族の元素からなる金属粒
子に限定し、かつ粒子の粒径と添加量を特定の範囲とし
、表面に生成する突起の標準偏差を最適な値としたもの
であり、金属粒子の特性が最大限に発揮され本発明の効
果が得られたものと推定される。また、元素周期表■族
、Ｉｂ族、ｍｂ族、ｒＩｌｂ族、ＩＶｂ族の元素からな
る金属粒子と不活性無機粒子及び／または不活性有機粒
子を併せてフィルム中に含有させることによりそれぞれ
の粒子の特性が最大限に発揮され本発明の効果が得られ
たものと推定される。

［特性の測定法］ 本発明の特性値は次の測定法、評価基準によるものであ
る。

（１）平均粒径 粒子を含有したフィルムを、フィルム平面に垂直に厚さ
１０００人の超薄切片とし、透過型電子顕微鏡（例えば
日本電子製ＪＥＭ−１２００ＥＸなど）を用いて粒子を
観察し、１００視野について平均した値を平均粒径とし
た。但し、ここで、平均粒径とは一次粒子の平均粒径で
あり、粒子が凝集状態にある場合でも個々の一次粒子の
実効径から求めたものを言う。

（２）粒子含有量 粒子量の測定：ポリエステルを溶解させ、かつ粒子を溶
解させない溶媒にポリエステル１００グラムを加えて加
熱し、完全にポリエステルを溶解させる。この溶液を日
立王様（株）製超遠心機５５Ｐ−７２を用い、３０００
０ｒｐｍで４０分間遠心分離を行ない、得られた粒子を
真空乾燥する。

該粒子を走査形差動熱量計にて測定した時、ポリエステ
ルに相当する融解ピークが認められる場合には該粒子に
再び溶媒を加え、加熱溶解後、遠心分離操作を行なう。

融解ピークが認められなくなった時、この粒子の重量を
測定する。この重量を１００グラムで割り、パーセント
表示したものを含有量とした。

なお、通常遠心分離操作は３回程度で十分である。

また、必要に応じて熱分解ガスクロマトグラフィーや赤
外吸収、ラマン散乱、ＳＥＭ−ＸＭＡなどを利用して定
量する。

（３）走行性 フィルムを１／２インチにスリットし、テープ走行性試
験機ＴＢＴ−３００型（（株）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を下記の式より求めた。

μに＝０．　７３３　ｌ　ｏ　ｇ　　（ＴＩ　／Ｔ２　
）ここでＴ２は入側張力、Ｔ１は出側張力である。

ガイド径は（３ｍｍφ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３．３ｃｍ／秒である。

上記μＫが０．３５以下であるものを走行性良好とした
。μＫが０．３５という値はフィルム加工時または、製
品としたときの走行性が極端に悪くなるかどうかの臨界
の値である。

（４）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３０ｇ１走行速度２５０ｍ／分で、ビデオカセットの
テープガイドピン（表面粗さがＲｔで２５００ｎｍ程度
の表面を持ったステンレス製ガイドピン）上を巻き付は
角６０°で６０ｍ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・・・・・５点 浅い傷のあるもの・・・・・・・３点 深い傷が多数あるもの・・・・・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
時や製品としたとき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。

（５）突起高さ標準偏差 ２検出器力式の走査型電子顕微鏡［ＥＳＭ−３２００、
エリオニクス（株）製］と断面測定装置［ＰＭＳ−１、
エリオニクス（株）製］においてフィルム表面の平坦面
の高さを０として走査した時の突起の高さ測定値を画像
処理装置［Ｉ　ＢＡＳ２０００、カールツアイス（株）
製］に送り、画像処理装置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突起部分を２値
化して得られた個々の突起の面積から円相当径を求めこ
れをその突起の平均径とする。また、この２値化された
個々の突起部分の中で最も高い値をその突起の高さとし
、これを個々の突起について求める。この測定を場所を
かえて５００回繰返し、測定された突起についてその高
さ分布を正規分布（高さ０の点を中心とする正規分布）
とみなして最小２乗法で近似して高さ分布の標準偏差を
求めた。また走査型電子顕微鏡の倍率は、１０００〜８
０００倍の間の値を選択する。

（６）表面粗さ 小板研究所製の高精度薄膜段差測定器ＥＴ−１０を用い
て測定した。条件は下記のとおりであり、２０回の測定
の平均値をもって表面粗さとした。

・触針先端半径：Ｏ，°５μｍ ・触針荷重　　：　５ｍｇ ・測定長　　　：１ｍｍ ・カットオフ値：０．０８ｍｍ ［実施例］ 次に実施例に基づき、本発明の実施態様を説明する。

実施例１（第１表） 充分な真空乾燥後、Ｎ２シールしておいたＣｕ粒子を、
１２０℃に加熱したエチレングリコール中に均一に分散
させ、ジメチルテレフタレートと重合して、ポリエチレ
ンテレフタレートのペレットを得た。ポリエステルに対
する粒子の含有量は、１．０重量％であった。この粒子
含有マスターペレットと、実質的に粒子を含有しないポ
リエチレンテレフタレートのペレットを粒子含有量が０
゜３重量％となるよう混合した。このペレットを、１８
０℃で３時間減圧乾燥（３Ｔｏｒｒ）した後、押出機に
供給し、高精度３段階濾過した後３００℃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１５０
μｍの未延伸フィルムを作った。この時の口金スリット
間隙／未延伸フィルム厚さの比（ドラフト比）は１０．
５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−軸フイルムをステツクを用いて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１２．５μｍのフィルムを得た。

このフィルムに含有されるＣｕ粒子の平均粒径を測定し
たところ、０．６０μｍであった。また、このフィルム
表面の突起高さ標準偏差を測定したところ、１７５　ｎ
ｍであった。さらに、このフィルムの平均表面粗さは、
０．０１１５μｍであった。

次にこのフィルムの走行性を測定すると０６２６、であ
り非常に良好であった。また耐スクラッチ性も３点で良
好であった。

このように、金属粒子の平均粒径と含有量を特定の範囲
とし、表面の突起高さ標準偏差を最適な値とすることに
より、走行性と耐スクラッチ性を共に満足する優れたフ
ィルムとなり得ることが分る。

実施例２〜５、比較例１〜４（第１表）含有する粒子の
種類１、平均粒径、含有量、製膜条件などを変えて、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。

含有粒子の平均粒径、含有量、フィルム表面の突起高さ
標準偏差の全てが本発明の範囲内であるものは、走行性
と耐スクラッチ性が共に良好であった。また架橋スチレ
ン−ジビニルベンゼン共重合体、コロイダルシリカを併
用した場合も耐スクラッチ、走行性共に良好となること
がわかった（実施例２〜５）。

しかし含有粒子の平均粒径、含有量、フィルム表面の突
起高さ標準偏差のいずれかが本発明外であるときは、走
行性と耐スクラッチ性を共に満足させることはできなか
った（比較例１〜４）。

［発明の効果］ 本発明は、含有する金属粒子および、不活性無機粒子、
不活性有機粒子の平均粒径、含有量を特定の範囲として
、フィルム表面に生成する突起の標準偏差を最適な値と
し、フィルム加工時、あるいは製品として使用時の耐摩
耗性（特に耐スクラッチ性）、および走行性が共に良好
な二軸配向ポリエステルフィルムとしたのであり、各種
用途での加工工程、使用状況の苛酷化に対応できるもの
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、製品としての使用時において走行性および、
表面の摩耗によるキズが製品性能上の問題となる磁気記
録媒体用ベースフィルムとして有用である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）元素周期表VIII族、 I ｂ族、IIｂ族、IIIｂ族、
   IVｂ族のうち少なくとも一種以上の元素からなる平均粒
   径０．０１〜３μｍの金属粒子を０．００５〜５重量％
   含有す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）さらに平均粒径０．０１〜０．８μｍの不活性無
   機粒子および／または平均粒径０．０１〜０．８μｍの
   不活性有機粒子を０．０１〜５重量％含有することを特
   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。
3. （３）フィルム表面に生成する突起の高さ標準偏差が２
   ０〜６５０ｎｍであることを特徴とする請求項（１）ま
   たは（２）記載の二軸配向ポリエステルフィルム。