JPH04126729A - 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
に詳しくは極めて凝集が少いコロイダルシリカを含有し
、磁気テープ用ベースフィルムに好適な二軸配向ポリエ
ステルフィルムに関するものである。

（従来の技術） 一般にポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート
はその優れた力学特性、化学特性を有するためフィルム
、繊維等に広く用いられている。

しかしながら、その透明性、平滑性を十分に生かしたフ
ィルムあるいは繊維を製造する場合には、その成形過程
および加工工程において、往々にして工程不良をひきお
こしていた。その原因は多くの場合高い摩擦係数による
ものである。

従来、ポリエステルの摩擦係数を低下させる方法として
は、ポリエステル中に微粒子を存在させる方法が数多（
提案されている。

それらは大別すると次の２つの手段に分けられる。

■　ポリエステル合成時に使用する触媒などの一部また
は全部を反応工程で析出させる方法（内部粒子析出方式
）。

■　カオリン、炭酸カルシウム、コロイダルシリカなど
の微粒子を重合時または重合後に添加する方法（外部粒
子添加方式）。

しかしながら、■の内部粒子析出方式は、反応中に粒子
を生成させる方法であるため、粒子量、粒子径のコント
ロール及び粗大粒子の生成防止などが困難である。

一方■の方法は粒子径、添加量などを適切に選定する事
により容易に摩擦係数を低下できるので広く採用されて
いる。

一方、近年ポリエステルフィルムの用途の一つである磁
気テープ用ベースフィルムの分野では磁気テープの記録
密度の高度化に伴い非常に平坦でかつ易滑性のベースフ
ィルムが要望されており微小でかつ単分散である球状の
コロイダルシリカを利用する機会が増加してきているが
、微小の粒子をポリエステルの製造工程に添加すると微
小な粒子は凝集を起こしやすく、目的とする平坦なフィ
ルムが得られないのが現状である。

従って、微小な粒子を均・で凝集がない状態て含有した
二軸配向ポリエステルフィルムが磁気テープ分界で切望
されている。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はこうした事情に着［１してなされたものであっ
て、特に磁気テープ用ベースフィルムトシて用いること
のできる配向ポリエステルフィルムにおいて上記問題点
を解消し、高度に平滑で易滑性に優れた高品質の二軸配
向ポリエステルフィルムを提供しようとするものである
。

（課題を解決するためのｆ段） 即ち、本発明の二、軸配向ポリエステルフィルムは特殊
なコロイダルシリカを−・定量含有させることにより前
記した課題を解決したものであり、更に詳しくはコロイ
ダルシリカ１００ｇ当り、アルカリ金属化合物をアルカ
リ金属酸化物（Ｍ２Ｏ）として０．００４モル〜０．０
２モル含有したコロイダルシリカを０．０１〜２重社％
含有してなる二軸配向ポリエステルフィルムを要旨とす
るものであって、好ましくはコロイダルシリカの平均粒
子径が０．１５／ｊＪ〜１戸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によって達成される。

以ド、本発明につき詳細に説明する。

本発明で用いられるポリエステルとはポリアルキレンテ
レフタレート、ボリアフレキレンナフタレート等の結晶
性ポリエステルであり特に限定はされないがとりわけポ
リアルキレンテレフタレートが適しており、なかんずく
その繰り返し弔位の８０モル％以上カエチレンテレフタ
レートからなるものが好ましい。他の共重合成分として
はイソフタル酸、ｐ−β−オキシエトキシ安息香酸、２
゜６−ナフタレンジカルボン酸、４．４’−ジカルボキ
シルジフェニール、４．４’　−ジカルボキシルベンゾ
フェノン、ビス（４−カルボキシルフェニール）エタン
、アジピン酸、セバシン酸、５−ナトリウムスルホイソ
フタル酸、シクロヘキサン−１，４−ジカルボン酸等の
ジカルボン酸成分、プロピレングリコール、ブタンジオ
ール、ネオペンチルグリコール ロヘキサンジメタ／−ル、ビスフェ／−ルＡのエチレン
オキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等の
グリコール成分、ｐ−オキシ安息香酸などのオキシカル
ボン酸成分等を任意に選択使用することができる。この
他共重合成分として少黴のアミド結合、ウレタン結合、
エーテル結合、カーボネート結合等を含有する化合物を
含んでいてもよい。

本発明のコロイダルシリカとは例えばアルフキジシラン
を出発原料とし、これを加水分解及び縮合させて製造す
るアルコキシ金属加水分解法や硅酸ナトリウムの脱アル
カリにより製造される硅酸ソーダ法によるものが挙げら
れるが、本発明のアルカリ金属化合物を含有させる目的
から後者の方がより好ましい。

また、アルカリ金属化合物の含有量は、脱アルカリの程
度を変える事により制御することが容易であるが、特に
これに限定されない。

本発明で用いられるコロイダルシリカは通常、その平均
粒子径が２戸以トのものが用いられるが、凝集防１トに
対してより顕著な効果が現われ、かつ磁気テープとして
好適な・Ｖ．均粒子径はＩＱ以Ｆであり、特にメタル塗
布型８ミリメートルビデオ用ベースフィルムきしては０
．５．ＩＪＪ以ド、好ましくは０．３−以下で、かつ０
．１５７−１１１以上のものが望ましい。平均粒子径か
、０．１５−未清では滑り性向上効果が不充分となるの
で好ましくない。

なおここに言う平均粒子径とは、ストークスの式に基づ
いて算出された等価球径拉度分布の積算５０％点におけ
る径をさす。

該コロイダルシリカの添加−歌は生成ポリエステルに対
し０．０１〜２．０重量％が好ましい。添加量が０．０
１重酸％未溝では、滑り性向上効果が不充分となるので
好ましくない。逆に２．０重量％を越えると、フィルム
の平滑性が悪くなるので好ましくない。

本発明で言うアルカリ金属化合物とはリチウム、ナトリ
ウム、カリウム、ルビジウムなどの水酸化物及び／又は
酸化物であって、中でもナトリウム又はカリウム化合物
が凝集防止の観点から好ましい。アルカリ金属化合物は
コロイダルシリカと共に存在させる必要かあり、その存
在にはコロイダルシリカ１００ｇにχ１して０．００４
モル以ｌ。

０．０２モル以下好ましくはｏ、ｏｏｅモルからｏ、ｏ
ｔｅモルである。

アルカリ金属化合物の晴が０．００４モル以Ｆでは凝集
防止の効果か小さくまた、０．０２モルを越えるとポリ
エステルの品質特に色調や製膜時の静電密着性が悪（な
り好ましくない上に、それ以上存在しても粒子分散効果
は大きくならない。

本発明のフィルム用ポリエステルの製造方法は芳香族ジ
カルボン酸のジメチルエステルとグリコールとをエステ
ル交換反応させるいわゆるエステル交換法および芳香族
ジカルボン酸とグリコールとを直接反応させるいわゆる
直接重合法のどちらの製造法にも適用することができる
。また、回分式および連続式のとちらの製造法にも適用
することができる。エステル交換法で実施する場合には
エステル交換触媒は特に限定されず、従来公知のものは
いずれも使用可能である。直接重合法で実施する場合に
は、ＤＥＧ生成の抑制剤としてアミン類や第４級アンモ
ニウム塩Ｍ″５を用いることは何ら制約を受けない。さ
らにコロイダルシリカを高濃度で含有するマスターチッ
プを該微粒子を含有しないチップで希釈し適切な濃度に
調整しても構わない。

また、製膜時の静電密着性の改善のためマグネシウム化
合物、カルシウム化合物、リン化合物などを含有させる
ことも必要により採用できる。

本発明においては滑剤としてコロイダルシリカ以外の不
活性微粒子を併用してもかまわない。これらの不活性微
粒子としては生成ポリエステルに対して不溶性でかつ不
活性なものであれば無機および有機のいずれの微粒子を
用いてもよい。

併用してもよい他の無機微粒子としては炭酸カルシウム
、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、
カオリナイト、タルク等の金属酸化物、硫酸カルシウム
、硫酸バリウム等の硫酸塩、炭酸マグネシウム等の炭酸
塩、硫化亜鉛等の硫化物等があげられる。また有機微粒
子としては、スチレンージビニールベンゼン共電合体簿
の架橋高分子−化合物の微粒ｒ・等があげられる。

また、ポリエステルの製造過程で析出した微粒子１いわ
ゆる内部粒子を併用してもかまわない。

更に粒子径の異なる２種類以−［−のコロイダルシリカ
を併用してもかまわない。

このような２種類以−ヒの滑剤を併用する方法は、製品
であるフィルムの表面特性の制御幅を広げることができ
るので有用な方法の一つである。

しかし極めて平滑なフィルムを生産する一Ｌで球杖単分
散コロイダルシリカの粒子径の異なる２種類以りの組み
合わせがより好ましい。

更に他の分散剤を併用しても良いが、その効果はあまり
発現しない。

該コロイダルシリカのスラリーの溶媒としてはエチレン
グリコール（ＥＧ）が好ましいが５０重量％以下であれ
ば、たとえば水やアルコール類等の他の溶媒を混合して
もかまわない。

該スラリーは、初期縮合反応が終了するまでの任意の段
階でポリエステル製造過程に添加すればよいが凝集防止
の観点から、できるだけ低温の反応器へ添加することが
好ましい。

なお初期縮合反応が終でした時点とは固有粘度が約０．
２に達した時をさし、これ以後では反応系の粘度が高す
ぎるために添加成分の混合か不均一になり均質な製品が
得られなくなる。またオリゴマーの解重合が起こり、生
産性の低下やンエチレングリフール（ｒ）ＥＧ）副生電
の増大をひき起こすので好ましくない。

（実施例） 次に本発明の実施例および比較例を示す。実施例中の部
は特にことわらないかぎりすべて重量部を意味する。

また、用いた測定法を以下に示す。

（１）　　平均粒子径 島原製作所製遠心沈降式粒度分布測定器（ＳＡ−ＣＦ２
）によって得た等硼珪径分布における積算５０％点の値
を用いる。

■　フィルムの表面平滑性（ＴＡＲ） フィルム表面を小坂研究所社製触釧式３次元表面粗さ計
（ＳＥ−３ＡＫ）を用いて、釦の半径２Ｉ」、荷ｉａ　
３０−ｇの条件ド、フィルム長Ｔ方向にカットオフ値０
．２５．１１で測定長１　＋ｓｍにわたって測定し、２
１おきに高さ方向のデータを量子化幅０．００３１２ｐ
で外部記憶装置に取り込ませる。

このような測定をフィルムの横手方向についても２ｍ間
隔で連続的に１５０回、つまりフィルムの横手方向０．
３１の幅にわたって測定する。このときの高さ方向のデ
ータを ｈ　　（ｉ、　　ｊ）　　［ｉ＝１〜５００．　　ｊ＝
１〜１５０コとしたとき、次式の計算をおこなって得ら
れたものをｐｓ−１位で表わしたものかＴＡＲ［スリー
・ディメンジョナル・アベレージ・ラフネス］である。

・・・　■ （３）　　フィルムの易滑性 ＡＳＴＭ−Ｄ−１８９４−６３Ｔに京じ、２３°Ｃ，６
５％ＲＨ１引張速度２００ｍ／分の条件で測定した動摩
擦係数（μｄ）で大小する。

（４）　　フィルム表面の粗大突起数 フィルム表面をアルミニウムにて蒸着し、２光束干渉顕
微鏡を用いて５　ｍｍ以上の視野を観察する。

２次以トの干渉リングの個数をカウントし、１ｍに当り
の個数に換算して表示する。

（５）　　コロイダルシリカ中のアルカリ金属化合物含
有量 試料０．４ｇに６規定塩酸２０１ＩＩＱを加え、更に水
を加えてＩＱとし攪拌抽出後、原子吸光光度計で定砥す
る。

実施例１ エステル化反応缶を冷却しながらテレフタル酸８５部、
エチレングリコール６５部を仕込み撹拌をしなから三酸
化アンチモン０．０３部を仕込んで反応缶の温度が８０
℃まで冷却されるのを待った。

一方、ｔめ硅酸ナトリウムの脱アルカリ法で製造した、
濃度２０重μパーセントの平均粒子径０．２０μｍの球
状コロイダルシリカ（触媒化成丁業銖製、Ｎａ２Ｏとし
てｏ、ｏｏｓモル含有）のエチレングリコールスラリー
を目開き２戸の金属フィルターで濾過処理を行った。

８０℃に到達後１．ヒ記スラリーを生成ポリエステルに
対してコロイダルシリカが２部となる量たけエステル化
反応缶に仕込み、５分後加圧昇温を行いゲージ圧３　、
５　ｋｇ／ｃｒｉｉ１２４０℃の条件で９０分間エステ
ル化反応後に反応物を重合缶に移送し、その後撹拌しな
から昇温減圧をして２８５℃、０．１＋ｇｍＨｇで３時
間重縮合反応を行い固有粘度０．６２０のポリエステル
（Ａ）を得た。

一方、撹拌装置、分縮器、原料仕込口および生成物取り
出し口を設けた２段の完全混合槽よりなる連続エステル
化反応装置を用い、その第１エステル化反応缶のエステ
ル化反応生成物が存在する系へテレフタル酸（ＴＰＡ）
に対するＥＧのモル比率を１．７に調整し、かつ玉酸化
アンチモンをアンチモン原ｒとしてＴＰｌ＄３−位当り
２８９　ｐｐｍを含むＴＰＡのＥＧスラリーを連続的に
供給した。

同時にＴＰＡのＥＧスラリー供給ＩＩとは別の供給［１
より、゛酢酸マグネシウムの四水塩のＥＧ溶液を反応市
内を通過する反応生成物中のポリエステル単位ユニット
当りそれぞれＭｇ原子として１００　ｐｐｍとなるよう
に連続的に供給し、常圧にて平均滞留時間４．５時間、
温度２５５°Ｃで反応させた。

この反応生成物を連続的に系外に取り出して、第２エス
テル化反応缶に供給した。第２エステル化反応缶内を通
過する反応生成物中のポリエステル単位ユニットに対し
て０．５重量部のＥＧｌ　トリメチルホスフェートのＥ
Ｇ溶液をＰ原子として７５ｐｐｍおよび酢酸ナトリウム
のＥＧ溶液をＮａ原子として１０ｐｐｍとなるようにそ
れぞれ別個の供給口より連続的に供給し、常圧にて平均
滞留時間３．０時間、温度２６０℃で反応させた。

該エステル化反応生成物を撹拌装置、分縮器、原料仕込
［１および生成物取り出し１−１を設けた３段の連続型
綜合反応装置に連続的に供給して重縮合を行ない、固打
粘度０．６２０のポリエステル（Ｂ）を得た。

次いで、このポリエステル（Ｂ）とコロイダルシリカを
３打するポリエステル（Ａ）を重量比で（Ｂ）：　（Ａ
）＝９　：　１の割合で混合し、２９０℃で溶融押出し
し、９５°Ｃで横方向に３．５倍、１３０°Ｃて縦方向
に５．０倍延伸した後２２０°Ｃで熱処理して厚さ７．
５戸の二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。得られた
フィルムの特性を表１に示した。

本実施例で得られたフィルムは１え滑でフィルム表面の
粗大突起数が極めて少ない。また、本実施例で得られた
フィルムは適度の易滑性を保持しており極めて高品質で
あることがわかる。

実施例２〜４および比較例１〜６ 実施例１におけるポリエステル（Ａ）の製造において、
添加する球状コロイダルシリカの平均粒子径および含有
量、アルカリ金属化合物の種類および含有量を変更する
以外は実施例１と同様の条件でポリエステル（Ａ）を製
造し、実施例１と同様の条件で製膜を行い二軸配向フィ
ルムを得た。

得られた結束を表１に示した。

（発明の効果） このように本発明による二軸配向ポリエステルフィルム
はポリエステルの製造過程でコロイダルシリカの二次凝
集が少ないために１１滑でかつフィルム表面の粗大突起
数か極めて少なく、適度な易滑性を保持しているので、
メタル塗布型８ミリメートルビデオテープなとの高級用
途に好適なベース用フィルムである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コロイダルシリカ１００ｇ当り、アルカリ金属化
   合物をアルカリ金属酸化物（Ｍ＿２Ｏ）として０．００
   ４モル〜０．０２モル含有したコロイダルシリカを０．
   ０１〜２重量％含有してなる二軸配向ポリエステルフィ
   ルム。
2. （２）コロイダルシリカの平均粒子径が０．１５μｍ〜
   １μｍであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の二軸配向ポリエステルフィルム。