JPH04198328A - ポリエチレン―２，６―ナフタレートフィルム - 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〕 本発明はスリット性、耐摩耗性および易滑性に優れ、特
に磁気記録媒体用ヘースフィルムとして好適なポリエチ
レン−２，６−ナフタレートフィルムに関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕現在、工
業用フィルム、特に磁気記録媒体のヘースフィルムとし
てはポリエチレンテレフタレートフィルムが広く用いら
れている。しかし、近年、より小型化、長時間化、高記
録密度化が要望されるようになり、これに答え得るもの
としてポリエチレン−２，６−ナフタレートフィルムが
注目を浴びている。

しかしながら本発明者らの知るところによると、かかる
フィルムはポリエチレンテレフタレートフィルムと比ベ
スリット性が悪（、スリット時の端部の盛り上りや粉落
ちのため、しばしば電磁気特性が悪化する。また、フィ
ルムの滑り性や耐摩耗性を向上させるためにこれまでさ
まさまな粒子を配合することが提案されているが、必ず
しも実用的なレベルには到達していない。

（課題を解決するための手段〕 本発明者らはかかる問題に鑑み、鋭意検討を進めた結果
、フィルムの面配向度をある特定範囲に保ち、同時にあ
る特定の２種類の粒子を配合して成るポリエチレン−２
，６−ナフタレートフィルムが、かかる目的を達成し得
ることを知見し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は、面配向度が０．２５５〜０
．２８０であるポリエチレン−２，６−ナフタレートフ
ィルムであって、該フィルムが、（ｉ）平均粒径が０．
００５から０．０８μｍである一次粒子の凝集体であっ
て、その平均粒径が０゜０３〜０．２μｍである酸化ケ
イ素および酸化アルミニウムから選ばれた粒子の一種以
上を０．０２〜１．０重量％、および（ｉｉ）平均粒径
が０．２〜０．８μｍの架橋高分子および炭酸カルシウ
ムから選ばれた粒子の一種以上を０．００５〜０．３重
量％ 含有して成ることを特徴とするポリエチレン−２，６−
ナフタレートフィルムに存する。

以下、本発明をより詳細に説明する。

本発明におけるポリエチレン−２，６−ナフタレートと
は、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸またはそのアル
キルエステルを主たる酸成分とし、エチレングリコール
を主たるグリコール成分としてエステル化反応あるいは
エステル交換反応を行った後、重縮合反応を行うことに
より得られるポリエステルを指すが、その一部を他の成
分で置き換えてもよい。例えば、酸成分の一部をナフタ
レン−２，７−ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、フクル酸、アジピン酸、セバシン酸、Ｐ−ヒドロ
キシ安息香酸もしくはその低級アルキルエステルで置き
換えてもよいし、また、グリコール成分の一部をトリメ
チレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサ
メレングリコール、ネオペンチルグリコール、１．４−
シクロヘキサンジメタツール等で置換してもよい。いず
れにしても本発明でいうポリエチレン−２，６−ナフタ
レートとは８０モル％以上、好ましくは９０モル％以上
がエチレン−２，６−ナフタレート単位であるポリエス
テルを指す。

また、本発明のポリエチレン−２，６−ナフタレートフ
ィルムとは、かかるポリエステルを出発原料とする二軸
に配向されたフィルムを指すが、その製造方法としては
、次のような公知の方法を採用し得る。

すなわち、通常２８０〜３２０℃でポリエステルを押出
機よりシート状に押出し、９０℃以下に急冷して実質的
に無定形のシートとし、縦横に逐時二軸延伸あるいは同
時二軸延伸する。この場合、ナフタレン環がフィルム面
により平行に配列するよう、面積倍率で１０倍以上、好
ましくは１３倍以上、さらに好ましくは１５倍以上とな
るよう延伸すると良い。

この場合、各々の延伸を多段で行ってもよいし、いわゆ
る再延伸を採用してもよい。

いずれにしても、本発明においては、これらの中からス
リット性を改良するため、ある限られた面配向度を有す
るフィルムが得られるよう延伸条件を選定する。面配向
度とは、ナフタレン環がフィルム面にどの程度平行に配
列しているかを表す指標であるが、この値が０．２５５
未満の場合には、スリット性が不十分でＮＭｉ気特性が
改良されない。

また、この値が０．２８０を超えると、スリットは満足
すべきレベルにあるものの、微細なノツチの存在により
容易に引き裂けが生しるようになるので好ましくない。

面配向度の好ましい範囲は０．２５８〜０．２７５　、
さらに好ましい範囲は０．２６２〜０．２７５である。

なお、本発明ムこおいては、上記面配向度を満足すると
同時に、フィルムの平均屈折率が１．６６６〜１６７６
　、好ましくは１．６６８〜１．６７４の範囲にあると
良い。平均屈折率がこの範囲より小さくなると熱収縮率
が大きくなり、また、平均屈折率がこの範囲より大きく
なると耐摩耗性が悪化するようになる。

本発明においては、このようにフィルムの面配向度を通
常より高いある特定の範囲とすることにその特徴の一つ
があるが、この場合、分子鎖が強く配向し、同時に高強
度化が達成される場合が多く好都合であるが、反面、フ
ィルムと粒子との親和性が劣るようになる。これは強い
延伸応力のため粒子周辺に空隙が発生し、フィルム表面
から粒子が脱離しやすくなるためである。しかるに本発
明者らは微細な一次粒子を適度に凝集させた凝集体粒子
を用いるならば、かかる面配向度を有するフィルムにあ
っても、耐摩耗性を損なうことなく、適度な滑り性を付
与し得ることを知見した。この理由は定かではないが、
凝集粒子の場合は、延伸応力が適度に分散されるため粒
子の脱落が起り難く、また、比較的なだらかな突起を与
えるため、単一粒子の場合とは異なる、好ましい摩擦摩
耗特性を与えるものと考えられる。

具体的には、平均粒径が０．００５〜０．０８μｍであ
る一次粒子の凝集体であって、その平均粒径が０．０３
〜０．２μｍである酸化ケイ素および酸化アルミニウム
から選はれた粒子の一種以上を用いる。

これらの粒子（以下「第１群の粒子」と呼ぶ）は、例え
ば、いわゆる熱分解法により得ることができ、その−次
粒径が所望の範囲内にあるものを入手することもできる
が、これらはしばしば１μｍを超える凝集体を形成して
いる。本発明で用いる適度な粒径の凝集体は、例えば、
かかる粗大な凝集体を粉砕することにより簡便に得るこ
とができる。

粉砕処理には、例えば、ロンドミル、ボールミル、振動
ロッドミル、振動ボールミル、パンミル、ローラーミル
、インパクトミル、攪拌摩砕ミル、流体エネルギーミル
等を使用することができる。

また、必要に応じ、超音波分散処理を施してもよいが、
その程度が強力であると、−次粒子あるいはそれに近い
状態まで分散されるので注意を要する。もちろん、本発
明においては分級や濾過等の処理を併用してもよい。

凝集体の平均粒径が、０．０３μｍ未満であると滑り性
がさほど改良されないし、またこの値が０、２μｍを超
えると、しばしは粗大突起が存在するようになると共に
、粒子の硬度が高いためか、フィルムスリット刃の損耗
が著しくなる。

なお、本発明においては、かかる凝集体を構成する一次
粒子の平均粒径は０．００５〜０．０８μｍである。こ
の値が０．００５　μｍ未満であると、凝集体がしばし
ば極めて強固な結合を有し、延伸応力によってもほとん
ど該結合が崩れず、本発明特有の効果を得難くなる。ま
た、この値が０．０８μｍを超える場合には、凝集体粒
子が分離、脱落し電磁気特性を悪化させてしまう。

また、本発明においてはかかる第１群の粒子のフィルム
に対する配合量を０．０２〜１．０重量％、好ましくは
０．０４〜０．７重量％の範囲から選択する。配合量が
０．０２重量％未満では、滑り性や耐摩耗性がほとんど
改良されないし、また、この量が１．０重量％を超える
と表面粗度が大きくなり過ぎてしまう。

なお、本発明のフィルムにおいて、特に酸化アルミニウ
ムが含まれている場合は、滑り性や耐摩耗性に加え、耐
擦傷性、すなわちフィルム表面の傷付き難さの程度も著
しく向上するので好ましい。

さらに、本発明においては、製膜時の巻き特性を向上さ
せるため、第２群の粒子を一定量存在させる。すなわち
平均粒径が０．２〜０．８μｍ、好ましくは０．３〜０
．７μｍ架橋高分子および炭酸カルシウムから選ばれた
粒子の一種以上を０．００５〜０．３重量％、好ましく
は０．０１〜０．２重量％配合する。

フィルム表面に比較的急峻な一定レベルの突起を与える
ために、これらは単一粒子でなければならず、その形状
は球状、塊状、偏平状等のいずれであってもよいが、単
分散に近いものが好ましい。

このためには、これらの粒子の重量平均粒径と数平均粒
径との比が１．２０以下、好ましくは、１．１０以下、
さらに好ましくは１．０５以下であるものを用いれば良
い。

架橋高分子粒子の例としては、例えば、特公昭５９−５
２１６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、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、ヘン
ヅグアナミン樹脂等も挙げることができる。これらの粒
子はポリエステルと反応し得る基を有していることが好
ましい。また、かかる粒子の製造方法についても特に制
限はなく、例えば懸濁重合により得られたものを粉砕、
分級してもよいし、また乳化重合法によるものでもよい
。また、多層構造になっていてもよいし１、延伸時多少
変形するものでもよい。典型的な例として、（１）アク
リル酸、メタクリル酸およびこれらのアルキルエステル
、スチレンおよびこのアルキル誘導体から選ばれた１種
以上の化合物と（２）ジビニルベンゼンおよびエチレン
グリコールジメタクリレートから選ばれた１種以上の化
合物とを共重合させた架橋高分子粒子が好ましく用いら
れる。

また、炭酸カルシウム粒子としては、特に合成法による
ものが好ましく、例えば、特開昭５９−６９４２５号公
報に記載されているように、水酸化カルシウムの液に二
酸化炭素含有ガスを反応させで得られるカルサイト型炭
酸カルシウム粒子の外、同様な反応をアルコール中で行
うことにより得られるバテライト型炭酸カルシウム粒子
を好適に使用し得る。もちろん、本発明で必要な要件を
満す限り、その製造法は限定されない。

これらの炭酸カルシウムは、ポリエステルへの溶解度の
減少、分散性向上、親和性向上等のためにその表面を処
理しておいてもよい。例えば、特開昭５９−６９４２６
号公報あるいは特開平１−２５６５５８号公報に記載し
であるような表面処理剤、特に高分子ポリカルボン酸あ
るいはそれらのナトリウム塩、アンモニウム塩等を効果
的に用いることができる。

これら第２群の粒子のポリエステルフィルムに対する配
合量は、０．００５〜０．３重量％、好ましくは０．０
０６〜０．１重量％の範囲である。この量が少な過ぎて
は巻き特性が改良されないし、また多過ぎてはフィルム
表面粗度が大きくなり電磁気特性が悪化する。

なお、本発明においては、第２群の粒子を第１群の粒子
に対し２〜２０〜０．０１５用量とするとその効果を最
大限に発揮することができる。

また、本発明においては、その趣旨を損なわない限り、
他の易滑剤を併用することもできるし、着色剤、帯電防
止剤、耐候剤等を併用してもよい。

特に磁気記録媒体用として好適な本発明のフィルムは、
特定の面配向度と２組の粒子群とを組み合わせることに
より初めて得られるものであるが、そのフィルムの表面
粗度は、中心線平均粗さ（Ｒａ）で、通常０．００４〜
０．０１５　μｍ、好ましくは０．００５〜０．０１３
μｍの範囲から選択される。

また、フィルム厚みは磁気テープ用の場合は通常３〜２
５μｍ、好ましくは４〜１５μｍの範囲から選択される
。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、
本発明はその要旨を超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、本発明の諸物性の測定は以下の方法によって行っ
た。

実施例中、「部」および「％」とあるのは、各１重量部
」および「重量％ｊを意味する。

（１）平均粒径および粒度分布 乾粉およびスラリー中の粒子は電子顕微鏡を用いてその
粒径を測定した。平均粒径は、等価球換算値の重量分率
５０％の点の粒径（直径）として算出した。なお、この
値は重量平均粒径であるが、同時に数平均粒径も求め、
粒度分布のシャープさの尺度とした。

また、フィルム中の凝集体の粒径はフィルムの断面を電
子顕微鏡で観察することにより確認した。

（２）巻き特性 フィルムロール状に巻き上げた際のフィルムロール表面
および端面の外観を以下の基準で判定した。

（イ）ロール表面にほとんどシワやツブ状欠陥を有さす
端面がそろっているも の　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　○（ロ）
ロール表面にシワはほとんどないがツブ状欠陥が若干発
生し、端面が少 し不ぞろいのもの　　　　　　△ （ハ）ロール表面にシワやツブ状欠陥が発生したり、ま
たは端面が著しく不ぞ ろいのもの　　　　　　　　　× （３）　　フィルムの屈折率の測定 アタゴ光学社製アツベ弐屈折計を用い、フィルム面内の
屈折率の最大（＋！ｎｒ、それに直角の方向の屈折率ｎ
β、およびフィルムの厚さ方向の屈折率ｎαを測定し、
次式に従って面配向度および平均屈折率を算出した。な
お、屈折率の測定は、ナトリウムＤ線を用い、２３°Ｃ
で行った。

平均屈折率　ｎ−□ （４）フィルム表面粗度 Ｊ　Ｉ　Ｓ　　ＢＯ６０１に記載されている方法に従い
、中心線平均粗さ（Ｒａ）を測定した。

（５）走行性 固定した硬質クロムメツキ金属ピン（直径６ｍｍ）にフ
ィルムを巻き付は角１３５°Ｃで接触さセ、一端に５３
ｇの荷重をかけて１ｍ／分の速度で走行させ他端の抵抗
力を測定し、オイラーの式によりフィルムの摩擦係数を
求め、走行性の尺度とした。

（６）耐摩耗性 固定した硬質クロニン・ツキ金属ピン（直径６ａｎ）に
フィルムを巻き付は角１３５°で接触させ、速度１０ｍ
／分、張力２００ｇでフィルムを１０００ｍにわたって
走行させ、ピンに付着した白粉の量を目視で次の４ラン
クに分けた。

ランクＡ：全く付着しない ランクＣ：少量付着する ランクＣ：少量（ランクＢより多い）付着する ランクＤ＝極めて多量に付着する （７）スリット性 まず、次に示す磁性塗料をポリエステルフィルムに塗布
し、乾燥後の膜厚が２μｍとなるように磁性層を形成し
た。すなわち磁性微粉末２００部、ポリウレタン樹脂３
０部、ニトロセルロース１０部、塩酢ビ共重合体１０部
、レシチン５部、シクロへキサノン１００部、メチルイ
ソブチルケトン１００部及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、塗料が充分乾燥固化する前
に磁気配向させ、その後乾燥した。

次にこの塗布フィルムをスーパーカレンダーにて表面処
理し、２インチ幅にスリットしてビデオテープとした。

このときのスリット性をスリット部分の断面を電子顕微
鏡で観察することにより、下記の３ランクに分けた。

ランクＣ：少量に盛り上りがほとんどなく巻き姿も良好
。

ランクＣ：少量に０．１〜０゜３μ程度の盛り上りがあ
ったり、また粉状ある いは細長いスリットくずが少量 認められる。

ランクＣ：断面に０．３μ以上の盛り上りがあったり、
スリットくずがかな り明確に認められる。

（８）電磁気特性 得られたビデオテープを松下電器銖製ＮＶ−３７００型
ビデオデツキにかけ、常連にて下記の磁気テープ特性を
評価した。

ＶＴＲヘッド出力； シンクロスコープにより測定周波数４メガヘルツにおけ
るＶＴＲヘッド出力を測定し、基準サンプルに対する相
対値をデシベル（ｄＢ）で表示した。

ドロップアウト数； ４．４メガヘルツの信号を記録したビデオテープを再生
し、大意インダストリー■製ドロップアウトカウンター
にて１５μｓｅｃ　−２０ｄＢにおけるドロップアウト
数を約２０分間測定し、１分間当りのドロップアウト数
（個／分）に換算した。

実施例１ （粒子の製造） −次粒径０．０３μｍの酸化ケイ素の凝集体をエチレン
グリコールに分散させ、サンドグラインダーで徐々に解
砕し平均粒径０．１２μｍの凝集体を得た。

一方、脱塩水１５００部に過硫酸カリウム３．２部とラ
ウリル硫酸ナトリウム０．００４部を加えた後、スチレ
ン６０部、エチレングリコールジメタクリシー１２０部
およびジビニルベンゼン２０部を添加し、常法により乳
化重合を行った。得られた粒子の平均粒径は０．４０μ
ｍ、重量平均粒径と数平均粒径との比は１．０５であっ
た。

（ポリエステルの製造） 次いでジメチル−２，６−ナフタレート１００部、エチ
レングリコール６０部および酢酸マグ２シウム０．０８
部を反応器にとりエステル交換反応を行った。次に先に
得た酸化ケイ素凝集体を０．１５部、および架橋高分子
粒子を０．０５部添加し、さらにエチルアシッドホスフ
ェートを０．０４部、三酸化アンチモンを０．０４部加
えた後、常法に従って重合を行い、固有粘度０．５５の
ポリエチレン−２，６−ナフタレートを得た。次いで固
相重合を行い、固有粘度を０．６０まで高めた。

（フィルムの製造） 得られたポリエステルを乾燥後、溶融押出しを行い、静
電印加冷却法を用いて未延伸シートを得た。

次いで、縦方向に、１３０”Ｃで４．５倍横方向に１３
０℃で４．０倍延伸し、さらニ１３０″Ｃで１．１５倍
再縦延伸した。続いて２１０″Ｃで１．１５倍再横延伸
し、２２０°Ｃで熱固定を施して厚さ７μｍのフィルム
を得た。

得られたフィルムに関する結果を他の実施例および比較
例の結果と共に表１に示す。

実施例２，３および比較例１〜３ 表１に示すように添加する粒子およびフィルムの面配向
度、平均屈折率を変える外は実施例１と同様にしてフィ
ルムを得、次いで磁気テープを製造した。

実施例のフィルムが走行性や耐摩耗性、さらには最終的
に得られる磁気テープの電磁気特性に優れているのに対
し、第２群の粒子が存在しない比較例１のフィルムは巻
き特性や走行性、耐摩耗性に劣り、磁気テープの性能も
劣っていた。また、比較例２は、粒子系の要件は満して
いるものの、面配向度が低いためスリット性が悪くドロ
・ツブアウトが多かった。比較例３は、粒子としていず
れも単一粒子を用い、特に酸化ケイ素のポリエステルと
の親和性の欠如のため電磁気特性が悪化した例である。

／ 〔発明の効果］ 本発明のフィルムは面配向度、粒子系をある特定の範囲
とすることにより、スリット性、耐摩耗性や易滑性を向
上させ得たものであり、特に磁気記録用、なかんずく高
密度記録用、例えばいわゆるメタルテープや蒸着テープ
のヘースフィルムとして好適に使用し得るので、その工
業的価値は高い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）面配向度が０．２５５〜０．２８０であるポリエ
   チレン−２，６−ナフタレートフィルムであって、該フ
   ィルムが、 （ｉ）平均粒径が０．００５〜０．０８μｍである一次
   粒子の凝集体であって、その平均粒径が ０．０３〜０．２μｍである酸化ケイ素および酸化アル
   ミニウムから選ばれた粒子の一種 以上を０．０２〜１．０重量％、および （ｉｉ）平均粒径が０．２〜０．８μｍの架橋高分子お
   よび炭酸カルシウムから選ばれた粒子の 一種以上を０．００５〜０．３重量％ 含有して成ることを特徴とするポリエチレン−２，６−
   ナフタレートフィルム。