JPH06210721A - 二軸配向積層ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】少なくとも２層以上の積層構造からなるエチレ
ンナフタレートを主要構成成分とするポリエステルフィ
ルムにおいて、少なくとも片側の最表層に粒子を含有
し、該最表層の厚さｔと該粒子の平均粒径ｄの関係が ０．２≦ｔ／ｄ≦５ の範囲にあり、フィルム幅方向のヤング率が６００ｋｇ
／ｍｍ² 以上であることを特徴とする二軸配向積層ポリ
エステルフィルム。 【効果】従来のポリエステルフィルムでは実現の難しか
った磁気テープとした時の高い電磁変換特性と走行時の
テープエッジのダメージの受け難さを両方同時に向上さ
せることができるため、これら特性が問題となる、磁気
記録媒体用ベースフィルムとして特に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二軸配向積層ポリエス
テルフィルム、詳しくは磁気記録媒体用、コンデンサー
用、包装用などとして好適な二軸配向積層ポリエステル
フィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エチレンナフタレートを主要構成成分と
するポリエステルフィルムとしては、特公昭４８−４１
７００、特開昭６２−１３５３３９等が従来より知られ
ている。これらエチレンナフタレートを主要構成成分と
するポリエステルフィルムは、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フィルムに比べ機械
的強度に優れており、フィルムの薄膜化に対応できる高
い弾性率を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のポ
リエステルフィルムの場合、高い機械的強度が得られ、
フィルムの薄膜化には対応できるものの、フィルム表面
形態の制御が不十分なために、特に磁気記録媒体用途に
おいて重要な特性である磁気テープとした時の電磁変換
特性（ＲＦ出力）を満足なものとすることは難しかっ
た。また、近年のテープの薄膜化に伴い、特にテープ幅
方向のこしが弱くテープの走行性が不足なために、テー
プ走行中にテープが蛇行しテープのエッジがダメージを
受け削れ粉が発生したり、磁性面がダメージを受けると
いうトラブルに対応できなかった。本発明はこれら欠点
を改良し、磁気テープとしたときの電磁変換特性（ＲＦ
出力）とテープエッジダメージを高い次元で両立し得る
フィルムを提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも２
層以上の積層構造からなるエチレンナフタレートを主要
構成成分とするポリエステルフィルムにおいて、少なく
とも片側の最表層に粒子を含有し、該最表層の厚さｔと
該粒子の平均粒径ｄの関係が ０．２≦ｔ／ｄ≦５ の範囲にあり、フィルム幅方向のヤング率が６００ｋｇ
／ｍｍ² 以上であることを特徴とする二軸配向積層ポリ
エステルフィルムに関するものである。

【０００５】本発明フィルムは少なくとも２層以上の積
層構造である必要がある。２層以上であれば３層でも４
層でもかまわないが、特に２層あるいは３層の積層構造
の場合、本発明の効果を得るのに有効である。

【０００６】本発明フィルムの少なくとも片側の最表層
は粒子を含有し、該最表層の厚さｔと該最表層に含有す
る粒子の平均粒径ｄの関係が ０．２≦ｔ／ｄ≦５ の範囲である必要がある。ｔ／ｄが上記範囲から外れた
場合、走行性、電磁変換特性を両立することはできな
い。また最表層に含有される粒子として、架橋ポリジビ
ニルベンゼン、コロイダルシリカ、炭酸カルシウム、酸
化ジルコニウム、酸化アルミニウム等が挙げられるが特
に限定されるものではない。これら粒子の中から選ばれ
た１種類の粒子を用いても、２種類以上の粒子を併用し
てもかまわない。特に限定されないが含有する粒子の平
均粒径は０．０１〜２μｍ、含有量は０．１〜２０重量
％の場合本発明の効果を得るのに特に有効である。

【０００７】本発明フィルムの主要構成成分はエチレン
ナフタレートである必要がある。主要構成成分がエチレ
ンナフタレート以外の場合、本発明の効果を得ることは
難しい。なお、本発明の効果を阻害しない範囲内であれ
ば他の成分が混合あるいは共重合されていてもかまわな
い。

【０００８】本発明フィルムの幅方向のヤング率は６０
０ｋｇ／ｍｍ² 以上である必要がある。また幅方向のヤ
ング率が好ましくは６５０ｋｇ／ｍｍ² 以上、より好ま
しくは６８０Ｋｇ／ｍｍ² 以上の場合、本発明の効果を
得るのにより有効である。更に、フィルム長手方向のヤ
ング率は［幅方向のヤング率−５０ｋｇ／ｍｍ² ］以下
の場合、特に好ましい。

【０００９】また、本発明フィルムの熱収縮率は特に限
定されないが、フィルム長手方向の１５０℃における熱
収縮率が４．０％未満の場合に本発明の効果が更に向上
する。

【００１０】次に本発明フィルムの製造方法を説明す
る。

【００１１】本発明で用いるエチレンナフタレートを主
要構成成分とするポリエステルは従来から公知の方法に
より得られるものを用いることができる。このポリエス
テルに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、ベント式
の二軸混練押出機を用いて粒子粉末または粒子の水スラ
リー等をポリマと混合する方法が好ましく用いられる。

【００１２】粒子の含有量を調節する方法としては、上
記のような方法で得られた高濃度の粒子マスターペレッ
トを製膜、押出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。

【００１３】次に、これらポリエステルを十分乾燥した
後、２台以上の押出し機、２層以上のマニホールド、合
流ブロックを用いて２６０〜３３０℃の温度で、粒子を
含有するポリエステルが少なくとも片側の最表層になる
ように積層し、スリット状口金から溶融押出し、２０℃
〜６０℃のキャティングドラム上で冷却固化せしめて未
延伸フィルムを作る。

【００１４】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。

【００１５】長手方向の延伸は、通常用いられるロール
を用いて行なわれるが、予熱、延伸ロールは、テフロ
ン、シリコンなどの非粘着性の材質のロールを用いるこ
とが、フィルム表面の平滑性が良好となり、磁気テープ
としたときの電磁変換特性が向上するので好ましい。延
伸温度は１１０〜１６０℃、好ましくは１１５〜１５０
℃で、３．５〜７倍延伸する方法を用いる。なお、延伸
は１段でも、２段以上の段階延伸でもかまわない。延伸
倍率がこの範囲を外れると、延伸むらや破れ等が発生し
良好な特性のフィルムが得られない。

【００１６】幅方向の延伸は、公知のテンターを用い
て、１００〜１６０℃の温度で３〜８倍延伸することが
好ましい。延伸温度、延伸倍率がこの範囲より外れると
延伸むらや破れ等が発生し良好な特性のフィルムが得ら
れない。幅方向の延伸倍率を長手方向の延伸倍率より高
くして、幅方向の配向を大きくするすることは本発明範
囲の幅方向ヤング率を得るのに特に有効である。

【００１７】また、一旦、二軸延伸したフイルムを少な
くとも一方向、特に幅方向に更に延伸しても良い。

【００１８】次に、この延伸フィルムを熱処理する。熱
処理条件としては、定長下で１６０〜２３０℃、好まし
くは１７０〜２２０℃の範囲で０．５〜３０秒間行な
う。このような熱処理を行なうことは本発明の効果を得
るのに有効である。

【００１９】また、必要に応じて、熱処理後に熱処理温
度と同等かそれ以下の温度に加熱した２本以上のロール
の周速差を利用する方法などにより、フィルムを長手方
向に弛緩させることができる。この方法は本発明効果を
得るために有効な手段である。

【００２０】

【物性の測定方法ならびに効果の評価方法】本発明の特
性値は次の測定法、評価基準によるものである。

【００２１】（１）積層厚さ（ｔ） ２次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）を用いて、フィル
ム中の粒子の内で最も高濃度の粒子に起因する元素とポ
リエステルの炭素元素の濃度比（Ｍ⁺ ／Ｃ⁺ ）を粒子濃
度とし、表面から深さ３０００ｎｍまでの厚さ方向の分
析を行なう。表層では表面という界面のために粒子濃度
は低く、表面から遠ざかるにつれて粒子濃度は高くな
る。本発明フィルムの場合は、一旦極大値となった粒子
濃度がまた減少し始める。この濃度分布曲線の粒子濃度
が極大値の１／２となる深さ（この深さは極大値となる
深さよりも深い）を求め、これを積層厚さとした。測定
条件次の通り。

【００２２】測定装置 ２次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ） ＡＴＯＭＩＫＡ製 Ａ−ＤＩＤＡ３０００ 測定条件 １次イオン種 ：Ｏ₂ ⁺ １次イオン加速電圧：１２ｋＶ １次イオン電流 ：２００ｎＡ ラスター領域 ：４００μｍ□ 分析領域 ：ゲート３０％ 測定真空度 ：６．０×１０⁻⁹ Ｔｏｒｒ Ｅ−ＧＵＮ ：０．５ｋＶ−３．０Ａ なお、最表層に含有される粒子が有機粒子の場合はＳＩ
ＭＳでの測定が難しいので、表面からエッチングしなが
ら、Ｘ線光電子分析、赤外分析等により上記同様の深さ
方向分析を行ない積層厚さを求めることができる。

【００２３】また、電子顕微鏡等による断面観察で粒子
濃度の変化や、ポリマの違いによるコントラストの差か
らも積層界面を認識し積層厚み比率を求めることができ
る。

【００２４】（２）平均粒径（ｄ）、粒子個数 フィルムからポリマをプラズマ灰化処理法で除去し、粒
子を露出させる。処理条件はポリマは灰化されるが粒子
はダメージを受けない条件を選択する。その粒子を走査
型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、粒子画像をイメージ
アナライザーで処理する。ＳＥＭの倍率は、およそ２０
００〜１０００００倍、また、１回の測定視野が１辺が
およそ１０〜５０μｍから適宜選択する。観察箇所を変
えて粒子個数５０００個以上で粒径とその体積分率か
ら、次式で平均粒径（ｄ）を得た。

【００２５】ｄ＝Σｄｉ・Ｎｖｉ ここでｄｉは粒径、Ｎｖｉはその粒径の粒子の体積分率
である。粒子個数は、積層厚さと平均粒径の関係を満足
するものについて、体積分率から求め、１ｍｍ²当たり
に換算する。

【００２６】また、上記プラズマ灰化処理法では粒子が
ダメージを受ける場合は、フィルム断面を透過型電子顕
微鏡（ＴＥＭ）を用い、３０００〜１０００００倍で観
察する。ＴＥＭの切片厚さは約１０００オングストロー
ムとし、場所を変えて１００視野以上測定し、上記の式
から平均粒径（ｄ）を求めた。

【００２７】（３）ヤング率 ＡＳＴＭ−Ｄ−８８２にしたがって、インストロン式の
引張試験機を用いて、２５℃、６５％ＲＨにて測定し
た。

【００２８】（４）熱収縮率 試料フィルムを幅１０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ切り出し、
約２００ｍｍの間隔で２本の標線を入れ、その間隔を正
確に測定する（これをＡｍｍとする。）。この試料フィ
ルムを無張力下で１５０℃の熱風オーブン中に３０分間
放置したのち標線間の間隔を測定し（これをＢｍｍとす
る。）、１００×（Ａ−Ｂ）／Ａをもって熱収縮率とし
た。

【００２９】（５）ＲＦ出力 下記組成物をボールミルで４８時間混合分散した後、硬
化剤６部を添加して得られた混練物をフィルターで瀘過
して磁性塗布液を準備し、フィルム上に塗布、磁場配向
させ、１１０℃で乾燥しさらにカレンダー装置（スチー
ルロール／ナイロンロール、５段）で温度７０℃、線圧
２００ｋｇ／ｃｍでカレンダー処理した後、ロール状に
巻取って７０℃で２４時間キュアリングし、さらに４０
℃で７２時間エージングして磁気記録テープを得た。得
られた磁気記録テープ原反を１／２インチにスリット
し、パンケーキを作成し、パンケーキから２５０ｍの長
さをＶＨＳカセットに組み込みカセットテープとした。
このカセットテープに家庭用のＶＴＲを用いて、テレビ
試験波形発生器により輝度信号を記録し、再生したとき
の輝度信号の出力（ＲＦ出力）を測定した。実験水準の
中で最も出力の小さいものを標準の０ｄＢとして相対的
に表示した。

【００３０】 ・Ｆｅ １００部 平均粒子サイズ 長さ ：０．３μｍ 針状比：１０／１ 抗磁力 ２０００ Ｏｅ ・ポリウレタン樹脂 １５部 ・塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体 ５部 ・ニトロセルロース樹脂 ５部 ・酸化アルミニウム粉末 ３部 平均粒子径：０．３μｍ ・カーボンブラック １部 ・レシチン ２部 ・メチルエチルケトン １００部 ・メチルイソブチルケトン １００部 ・トルエン １００部 ・ステアリン酸 ２部

【００３１】（６）テープエッジダメージ ＲＦ出力の測定と同様にカセットに組み込んだビデオテ
ープ、２５０ｍを市販のビデオデッキで早送り、巻戻し
を繰り返し５０回行ない、テープ端面を走査型電子顕微
鏡等で観察し、測定前のテープ端面と比較を行ない、次
の基準で判定した。

【００３２】 測定前の端面とほとんど変わらない ：○ 若干の削れ粉の付着、磁性層のダメージが見られる：△ 削れ粉の付着が多く、磁性層の破壊も大きい ：×

【００３３】

【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。

【００３４】実施例１ 公知の方法により得られたポリエチレン−２，６−ナフ
タレートのペレットに粒径０．３５μｍのポリジビニル
ベンゼン粒子をベント式二軸混練押出機を用いてをペレ
ット中の粒子含有量が３重量％となるように混合した。
この粒子含有ペレットを１７０℃で６時間真空乾燥しポ
リマＡとした。粒子を含有しないポリエチレン−２，６
−ナフタレートのペレットを１７０℃で６時間真空乾燥
したもの９５重量部と、ポリマＡ５重量部とを混合しポ
リマＢとした。ポリマＡを押出機Ａに、ポリマＢを押出
機Ｂに供給し２９５℃で溶融させ、それぞれを高精度瀘
過後、合流部が矩形の２層合流ブロックで合流積層し
て、スリット幅１ｍｍのフィッシュテール型口金よりシ
ート状に押出し、静電印加キャスト法により３０℃のキ
ャスティングドラムに巻き付けて冷却固化し厚さ約１４
５μｍの未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを
テフロン製のロールにより、ロール表面温度１３０℃に
て長手方向に３．３倍延伸し、ついでシリコン製ロール
でロール表面温度１３５℃で１．３倍延伸した。この一
軸延伸フィルムを公知のテンターにて雰囲気温度１３５
℃で５．０倍延伸し、１９５℃の雰囲気温度で３秒間熱
処理を行ない厚み６．５μｍの二軸配向積層ポリエステ
ルフィルムを得た。このフィルムの各特性は表１の通り
であり、ｔ／ｄ、幅方向ヤング率は本発明の請求範囲を
満たす値であり、長手方向ヤング率、粒子個数、熱収縮
率も好ましい値であった。このフィルムを測定法（６）
記載の方法で磁気テープ化したときの特性は表１の通り
であり、３．６ｄＢと高いＲＦ出力が得られ、かつテー
プエッジダメージもほとんど無く良好であった。

【００３５】実施例２〜実施例６、比較例１〜比較例４ 実施例１と同様にして、ｔ／ｄの比率、粒子個数を変更
し、表１の特性を有する二軸配向積層ポリエステルフィ
ルムを得た。本発明の要件を満足する場合、表１に示す
ＲＦ出力、テープエッジダメージが共に良好であった。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】本発明は、エチレンテレフタレートを主
要構成成分とする２層以上の積層構造からなる二軸配向
積層ポリエステルフィルムであり、少なくとも片側の最
表層の積層厚さとそこに含有される粒子の平均粒径を特
定範囲とし、かつ幅方向のヤング率を一定値以上とした
ことによりエチレンナフタレート特有の高い機械強度
と、フィルム表面形態の制御が実現でき、特に磁気媒体
用途として使用時に、テープの薄膜化に対応でき、高い
電磁変換特性を得ることができ、かつテープ走行時のテ
ープエッジのダメージを受け難くすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ 9:00 4Ｆ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２層以上の積層構造からなる
   エチレンナフタレートを主要構成成分とするポリエステ
   ルフィルムにおいて、少なくとも片側の最表層に粒子を
   含有し、該最表層の厚さｔと該粒子の平均粒径ｄの関係
   が ０．２≦ｔ／ｄ≦５ の範囲にあり、フィルム幅方向のヤング率が６００ｋｇ
   ／ｍｍ² 以上であることを特徴とする二軸配向積層ポリ
   エステルフィルム。
2. 【請求項２】 フィルム長手方向のヤング率が［幅方向
   のヤング率−５０ｋｇ／ｍｍ² ］以下であることを特徴
   とする請求項１に記載の二軸配向積層ポリエステルフィ
   ルム。
3. 【請求項３】 １５０℃におけるフィルム長手方向の熱
   収縮率が４．０％未満であることを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載の二軸配向積層ポリエステルフィ
   ルム。
4. 【請求項４】 最表層の厚さｔと粒子の平均粒径ｄの関
   係が ０．２≦ｔ／ｄ≦５ を満足する粒径の粒子個数が３０００〜１０００万個／
   ｍｍ² である請求項１〜請求項３のいずれかに記載の二
   軸配向積層ポリエステルフィルム。