JPH036238A - 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〕 本発明は優れた耐摩耗性を存するポリエステルフィルム
に関する。更に詳しくは、本発明はフィルムの走行特性
に優れ、しかも擦り傷や摩耗粉の発生が極めて少なく、
金属蒸着用あるいは磁気記録媒体用等に適した改良され
た配向ポリエステルフィルムに関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕ポリ
エステルフィルムは物理的、化学的特性に優れ、卒業用
基材として広く用いられている。就中、少くとも一軸方
向に配向したポリエチレンテレフタレートフィルムは、
特に機械的強度、寸法安定性、平面性等に優れることか
ら磁気記録媒体のベースフィルムやコンデンサー誘電体
を始めとする各種の用途に使用されている。

ところで、これらのフィルムを実際に取り扱うに際して
は走行性、更には耐摩耗性が要求されるが、従来この事
は充分には達成されていなかった。

例えば硬度の高い金属ビンとフィルムとが高速で接触す
ると両者の間の摩擦、摩耗が大きくなりフィルムに擦り
傷が発生したり、摩耗粉が生成するようになる。

本発明者らは、この耐摩耗性の改良につき鋭意検討を行
なった結果、先に特願昭６３−１３８０５１号明細書そ
の他においてモース硬度の高い、例えば酸化アルミニウ
ムの粒子をフィルムに配合する方法を提案した。

しかしながら本発明者らは、かかる酸化アルミニウムの
ような粒子を配合することにより、新たな問題が発生し
得ることも知見した。すなわち該粒子を含有して成るフ
ィルムは、金属ピンとの接触においてはフィルム自身の
傷つきや摩耗粉の発生の点で、確かに極めて優れた効果
を発揮するが、−労咳フィルムにアルミニウム等の比較
的硬度の低い金属を蒸着あるいは重ね合わせて同心円状
に巻き上げた場合、金属面に接触するフィルム表面に存
在する粒子がしばしば該金属面を傷つけてしまう。同様
な現象はかかる金属層の代りに磁性層を設けた場合にも
観察され、往々にして磁性層表面に傷が入り電磁気特性
を悪化させてしまう。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は、この点の改良につき鋭意検討を加えた結果
、酸化アルミニウム粒子の中でもある特定の結晶型を有
するものを特定量用いるならば、いずれの組成のピンと
の接触においても摩耗粉の発生のほとんどない、優れた
配向ポリエステルフィルムを得ることができることを見
出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明の要旨は、平均粒径が０．５μｍ以下の
ガンマ型酸化アルミニウムを０．０１〜２重量％含有す
ることを特徴とする配向ポリエステルフィルムに存する
。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明でいうポリエステルとは、テレフタル酸、２．６
−ナフタレンジカルボン酸のような芳香族ジカルボン酸
又はそのエステルと、エチレングリコールを主たる出発
原料として得られるポリエステルを指すが、他の第三成
分を含有していてもかまわない。この場合、ジカルボン
酸成分としては例えば、イソフタル酸、フタル酸、２．
６−ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、アジピン
酸、セバシン酸、及びオキシカルボン酸成分、例えばｐ
−オキシエトキシ安息香酸などの一種又は二種以上を用
いることができる。グリコール成分としては、ジエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール
、■、４−シクロヘキサンジメタツール、ネオペンチル
グリコールなどの一種又は二種以上を用いることができ
る。いずれにしても、本発明のポリエステルとは繰り返
し構造単位の８０％以上がエチレンテレフタレート単位
又はエチレン−２，６−ナフタレン単位を有するポリエ
ステルを指す。

また本発明のポリエステルフィルムとは、かかるポリエ
ステルを出発原料とする少くとも一軸に配向されたポリ
エステルフィルムを指すが、その製造法としては公知の
方法を用いることができる。

例えば通常２７０〜３２０℃でシート状に溶融押出しし
た後、４０〜８０℃で冷却固化し、無定形シートとした
後、縦、横方向に逐時二軸延伸あるいは同時に延伸し、
１６０〜２５０℃で熱処理する等の方法（例えば特公昭
３０−５６３９号公報記載の方法）を利用することがで
きる。縦及び横方向に延伸するに際しては、各々−段で
延伸してもよいし、また必要に応じ多段で延伸したり多
段延伸の間に配向緩和のための熱処理区間を設けたりす
ることもできる。また二軸延伸後、次工程の熱処理工程
に供する前に再度延伸してもよい。この再延伸は縦横い
ずれの方向に行なうこともできるし、また両方向に行な
ってもよい。

本発明の最大の特徴は平均粒径０．５μｍ以下のガンマ
（γ）型の結晶形態を有する酸化アルミニウムを用いる
ことにある。

酸化アルミニウムは良く知られているように、通常ジブ
サイト、バイアライト、ベーマイト等のアルミナ水和物
を加熱分解することによって得られるが、この時の原料
の種類、加熱分解条件、特に温度条件によりα型を始め
β、γ、に、Ｏ１δ、η、χ、η型等の１０種類近い、
異なる結晶型を有する酸化アルミニウムが生成する。ま
た、塩化アルミニウムを酸水素炎中で燃焼加水分解する
方法によっても酸化アルミニウムを得ることができるが
、この場合、処理条件によってα、Ｔ、δ等の各種の結
晶型の酸化アルミニウムが得られる。

これらの酸化アルミニウムは各々特有の性状を有してお
り、例えばα型は比表面積が小さく、はとんど触媒活性
を示さないのに対し、Ｔ型やη型は通常１５０〜３００
ｙｒｒ／ｇ程度の比表面積を有し高い触媒活性を有して
いる。またそれぞれの結晶型によって密度も約２．５〜
４ｇ／−まで変り得るし、硬度も微妙に変化する。

本発明者はこれら性状を異にする多くの酸化アルミニウ
ムについて仔細に検討を加えた結果、γ型のそれが本発
明の目的に適うことを見出し、本発明を完成するに至っ
た。すなわちγギ酸化アルミニウムを配合したフィルム
は金属製のピンやガイドロールとの接触においてほとん
ど摩耗粉を発生することが無く、しかも例えば金属蒸着
層と重ねて巻き上げた場合、それらを傷つけることが少
なく全工程を通して好適に使用することができる。

γギ酸化アルミニウムの場合にかかる優れた摩耗特性が
発現される理由は定かではないが、恐らく該粒子のポリ
エステルに対する馴じみが良いこと及び硬度が適度であ
ることが主な理由と思われる。

γギ酸化アルミニウムの平均粒径は０．５μｍ以下であ
り、就中０．１μｍ以下が好ましい。この結晶型の酸化
アルミニウムは、例えばアンモニウム・アルミニウム・
カーボネート・ハイドロオキサイドを熱分解することに
より得ることができるが、その平均粒径は０．１μｍ以
下として得られることが多いので好都合である。本発明
においてはかかる酸化アルミニウム粒子を一次粒子まで
完全に分散させて使用することが好ましいが、フィルム
の表面状態に悪影響を及ぼさない限り、多少量ｓした二
次粒子として挙動しても差しつかえない。但し、この場
合も見かけ上の平均粒径が０．５μｍ以下が好ましく用
いられる。

なお本発明においては、フィルムに配合する酸化アルミ
ニウムの７０重量％以上、好ましくは９０重量％以上が
γ型のそれであれば所望の効果を充分に発揮することが
できる。

γギ酸化アルミニウムのポリエステルに対する配合量は
、０．０１〜２重量％の範囲から選択される。この量が
０．０１重量％未満では耐擦傷性、耐摩耗性の効果が不
充分となるし、一方２重量％を越えると金属蒸着層や磁
性層と接触した場合、しばしばそれらを傷つけてしまう
。

このように本発明においては、ある特定の結晶型を有す
る酸化アルミニウムを配合することにより、これまで達
成し得なかった優れた摩耗特性を有するフィルムを得る
ことが可能となった。しかしながら、かかる酸化アルミ
ニウム粒子のみでは、フィルムの滑り性が不足し取り扱
い作業性が劣るので、他の粒子を併用することが好まし
い。

かかる粒子の一つとしていわゆる析出粒子を挙げること
ができる。この析出粒子とはポリエステル製造工程中で
金属化合物を微細な粒子として析出させたものであり、
例えばエステル交換反応あるいはエステル化反応あるい
はその前後にアルカリ金属またはアルカリ金属化合物を
存在させ、リン化合物の存在下あるいは非存左下平均粒
径０５〜５μｍ程度の不活性微粒子として沈殿させるも
のである。この場合、該粒子をポリエステルフィルムに
対し０．０１〜１重世％存在させることにより特に走行
性を改善することができる。

また別の例として、いわゆる添加粒子を挙げることがで
きる。この添加粒子とはポリエステル製造工程に外部か
ら添加する粒子を指すが、具体的にはカオリン、タルク
、カーボン、硫化モリブデン、石膏、岩塩、炭酸カルシ
ウム、硫酸バリウム、フン化リチウム、フッ化カルシウ
ム、ゼオライト、リン酸カルシウム、二酸化ケイ素、二
酸化チタン等を挙げることができる。この場合、これら
添加粒子の平均粒径はγギ酸化アルミニウムのそれより
大きく、０．１〜３μｍの範囲から、またポリエステル
に対する配合量は０．０５〜２重量％の範囲から選択す
ることが好ましい。

なお、かかる添加粒子の例として耐熱性の高分子微粉体
を挙げることもできる。この場合の典型的な例としては
、例えば特公昭５９−５２１６号公報に記載されている
ような、分子中に唯一個の脂肪族の不飽和結合を有する
モノビニル化合物と架橋剤として分子中に二個以上の脂
肪族の不飽和結合を有する化合物との共重合体を例示す
ることができるが、勿論これらに限定される訳ではなく
、例えば熱硬化性フェノール樹脂、熱硬化性エポキシ樹
脂、熱硬化性尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂あるいは
ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系樹脂の微
粉体を用いることもできる。この場合、これら耐熱性高
分子微粉体の平均粒径は０．０５〜５μｍ、そのポリエ
ステルフィルムに対する配合量は０．０１〜３重量％の
範囲から選択される。

以上述べたように、本発明においては、特定量のγ型酸
化アルミニウムに加えて必要に応じ他の粒子を併せ使用
するが、得られるポリエステルフィルムがある物性を満
足しているとき、フィルムの走行性をより高度に改良す
ることができたり、機械的強度の改良やスリット性の改
善が達成でき、例えば磁気記録媒体用のベースフィルム
としてより適したものとなる。

ポリエステルフィルムの好ましい一つの物性として、そ
の厚み方向の屈折率力月、４９２以上であることが挙げ
られる。この値が１．４９２未満では本発明の粒子を用
いたとしても往々にして易滑性、耐摩耗性が不足するよ
うになる。この値は１．４９４以上１．５０５以下が好
ましい。かかる物性を有するフィルムを得るためには、
例えば縦−横逐時二軸延伸の場合、縦延伸温度を通常の
延伸温度よりも５〜３０℃高い１０５〜１）５℃程度と
すればよい。あるいは、二輪延伸後、熱処理前に大幅な
横弛緩を行なうことによってもかかるフィルムを得るこ
とができる。

また、本発明の特定の酸化アルミニウムを含存するポリ
エステルフィルムの好ましい態様の一つとして縦方向に
強く配向された、フィルム厚みが１２．０μｍ以下の二
軸配向フィルムを挙げることができる。すなわち本発明
のフィルムはその高度な耐摩耗特性を生かして特に磁気
記録媒体用のベースフィルムとして好適に用いることが
できるが、その特長は高強度、薄手の高記録密度用のと
きに特に発揮することができる。具体的には縦方向のＦ
−５値が１２．０ｋｇ／歳１２以上、就中１４．０ｋｇ
／ｍｍ”以上で、且つフィルム厚みが１２．０μｍ以下
、就中１０．０μｍ以下という特に耐摩耗特性が要求さ
れる用途において効果的である。

更にまた、本発明においては、幅方向の屈折率ｎＴＤと
長手方向の屈折率ｎ）１０との差Δｎ　（ｎ、ゎｎ、ｏ
）が０．０１０以上のとき、特にスリット性に優れ磁気
記録媒体用ベースフィルムとして適したものとなる。こ
のスリット性とは磁性層を塗布したテープをシェアーカ
ッター等でスリットする時の特性で、程度が低い場合に
は切り口が筋状にめくれ上ったり、切り口からヒゲや粉
が発生したりする。かかる現象が生じるとテープに白粉
が付着し、電磁変換特性を悪化させたり、ドロップアウ
トを誘起したりする。Δｎを０゜０１０以上、好ましく
は０．０２０以上、より好ましくは０．０２５以上とす
ることにより、このスリット性を効果的に改良すること
ができる。このΔｎはあまり大き過ぎても熱収縮率等の
点で不都合が生じるので、このΔｎは０．０６０以下と
することが好ましい。

なお、かかる物性のフィルムを得るためには、例えば非
晶質の未延伸ポリエステルフィルムを９０℃前後で縦方
向に３〜４倍に延伸した後、９０〜１５０℃で幅方向に
３゜５倍〜６倍（通常縦方向よりも高倍率とする）延伸
し、次いで１７０〜２３０℃にて熱処理する方法が簡便
に採用される。

なお、本発明においては、Ｔ型酸化アルミニウムを用い
るという基本的な技術思想に、これら幾つかの好ましい
特性を複数組合せて使用してもよいのは勿論である。

本発明のフィルムはビデオテープ用のベースフィルムと
して賞用される他、オーディオ用のそれとして用いた場
合にも特に効果を発揮し得る。すなわち該分野において
は、最近ダブルラジカセ、コンポステレオ等、従来の２
倍以上の高速ダビング機能を搭載した機種が普及するよ
うになった結果、ダビング工程及び早送り、巻き戻しの
際、テープと基材がより高速で接触するようになったが
、この場合、本発明の効果が有効に発揮される。

また本発明のフィルムを金属薄着用の基体として使用す
る場合は、その金属がアルミニウム、亜鉛、銅、銀等の
モース硬度が２〜３の場合、効果が最大限に発揮される
。本発明のフィルムに金属蒸着を施した積層体は例えば
金銀系用、装飾用、ホイル用、ラベル用、包装用、コン
デンサー用、エレクトロルミネッセンス用、プリント基
板用等に使用される。

〔実施例〕 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定さ
れるものではない。なお、実施例及び比較例中「部」と
あるは、「重量部」を示す。

また、本発明で用いた測定法は次の通りである。

ｆｌ）　　平均粒径 顕微鏡にて粒径を測定し、等偏球換算値の体積分率５０
％の点の粒径（直径）を平均粒径とした。

（２）走行性 フィルムの滑り性により評価した。滑り性は第１図の装
置を用いて測定した。即ち固定した硬質クロムメツキ金
属ロール（直径６ｗａ）にフィルムを巻き付は角１３５
’すなわち２．３５６　ｒａｄ（θ）で接触させ、５３
ｇ（Ｔｚ）の荷重を一端にかけてｌ　ｍ　／　ｍｍの速
度でこれを走行させ、他端の抵抗力（’ｒ＋、ｇ）を測
定し、次式により走行中の摩擦係数（μｄ）を求めた。

（３）　　耐摩耗特性 （Ａ）金属ビンとの耐摩耗特性 フィルムを金属製のビンと接触、擦過させ、フィルム面
に生じる傷の程度を測定した。

すなわち、フィルムを硬質クロムメツキ金属ビン（直径
６ｍ、表面粗さ３Ｓ）に巻きつけ角１３５″、張力５０
ｇで接触させ、走行速度４ｍ／秒で擦過させた。

次いで該フィルム面にアルミニウムを蒸着し傷の程度を
目視判定し、金属製ビンとの耐摩耗特性を次の５ランク
に分けた。

ランク１　傷の量が多く又しばしば深い傷がある。

ランク２　傷の量が比較的多く所々深い傷がある。

ランク３　傷の程度は比較的少なく深い傷はわずかであ
る。

ランク４　少し傷が認められる。

ランク５　はとんど傷がついていない。

（Ｂ）磁性層との耐摩耗特性 磁性微粉末２００部、ポリウレタン樹脂３０部、ニトロ
セルロース１０部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体１
０部、レシチン５部、シクロヘキサノン１００部、メチ
ルイソブチルケトン１００部およびメチルエチルケトン
３００部をボールミルにて４８時間混合分散後ポリイソ
シアネート化合物５部を加えて磁性塗料とし、これをポ
リエステルフィルムに塗布した後、塗料が十分乾燥固化
する前に磁気配向させ、その後乾燥し、２μｍの膜厚の
磁性層を形成した。更にこの塗布フィルムをスーパーカ
レンダーにて表面処理１ｉこし、１部２インチ幅にスリ
ットしてビデオテープとした。

次に得られた磁気テープを８０００部長にわたり速度２
０ｍ／秒、張力１００ｇで巻き取った。

次いで、テープを巻き戻し磁性面の傷の程度を目視で判
定し、次の５ランクに分けた。

ランク１　傷の量が多く又しばしば深い傷がある。

ランク２　傷の量が比較的多く所々深い傷がある。

ランク３　傷の程度は比較的少なく深い傷はわずかであ
る。

ランク４　少し傷が認められるが、満足すべきレベル。

ランク５　はとんど傷がついていない。

（Ｃ）蒸着金属層との耐摩耗特性 １５μｍのポリエステルフィルム表面に２５０±ＩＯ人
厚にアルミニウムを真空蒸着したフィルムを幅３５ｎ＋
にスリットし、アルミニウム蒸着面を上にして移動台上
に貼りつける。このアルミニウム蒸着面の上に同一幅の
試験フィルムの端部を固定して重ね合せ、さらに試験フ
ィルムの上に１ｇ／１６ｃｌ（の荷重をかけ、移動台を
２０　ｍｍ／ｍｉｎのスピードで移動しアルミニウム蒸
着面と試験フィルムを５０〜６０１）１擦り合わせる。

日本重色社製ヘーズメーターＮＤＨ−２０Ｄを用いて試
験前後の全光線透過率を測定しその差を求める。この値
が高いほどアルミニウム面の傷が多い。

実施例１ ジメチルテレフタレー）１００部エチレングリコール７
０部及び酢酸マグネシウム四水塩０．２０部を反応器に
とり、エステル交換反応を行なった。

４時間後、実質的にエステル交換反応の終了したこの系
に、平均粒径０．０２μｍのγ型酸化アルミニウムを１
．０部添加し、更にエチルアシッドホスフェート０．０
６部及び二酸化アンチモン０．０４部を加え、常法に従
って５時間重合反応を行ない、極限粘度０．６３のポリ
エステルを得た。（ポリエステル（Ａ）） 一方、上記ポリエステルの製造において、Ｍ化アルミニ
ウムの代りに平均粒径０．８μｍの炭酸カルシウム０．
４部を添加する他は同様に重合を行ない、極限粘度０．
６３のポリエチレンテレフタレートを得た。（ポリエス
テル（Ｂ）） 次にポリエステル（Ａ）とポリエステル（Ｂ）とを５０
：５０の重量比で混合し、乾燥後２９０℃で押出機より
シート状に押し出し無定形シートを得た。次いで得られ
たシートを縦方向に９０℃で３．５倍、横方向に１）０
℃で４゜３倍延伸し、２１０℃で３秒間熱処理を行ない
厚さ１５μｍの二軸延伸フィルムを得た。

次いで得られたフィルムに磁性層の塗布、あるいはアル
ミニウムの蒸着を施した。

これらの評価結果を他の実施例及び比較例のそれと共に
表１に示す。

実施例２ 実施例１においてγ型酸化アルミニウムの平均粒径とポ
リエステルへの配合量を変える他は実施例１と同様にし
てポリエステル、更にポリエステルフィルムを得、評価
を行なった。

比較例１ 実施例１においてγ−Ａ１２０３を含有せしめない他は
実施例１と同様にしてフィルムを得た。

比較例２ 実施例１において平均粒径０．０２μｍのγ型酸化アル
ミニウムの代りに平均粒径０．３μｍのα型酸化アルミ
ニウムを用いる他は、実施例１と同様にしてフィルムを
得、その特性を評価した。

〔発明の効果〕

本発明のフィルムは各種素材との摩耗特性に優れており
、金属蒸着用や磁気記録媒体用のベースフィルムを始め
とする各用途に好適に用いることが可能であり、その工
業的価値は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図はフィルムの走行性を評価する走行系を示す概略
図である。図中、（１）は直径６龍のステンレス製の固
定ビン、（］）および（Ｉｆｆ）はテンションメーター
を示し、θは１３５°である。 出　願　人　ダイアホイル株式会社 代　理　人　弁理士　長谷用　− ほか１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒径が０．５μｍ以下のガンマ型酸化アルミ
   ニウムを０．０１〜２重量％含有することを特徴とする
   配向ポリエステルフィルム。