JPH06320616A - ポリエステルフイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリエステルＡを主成分とする二軸配向フィ
ルムであって、該ポリエステルＡは、その一部または全
部が、結晶性パラメータΔＴｃｇが７０℃よりも大きい
値を有する熱可塑性樹脂からなり、該フィルムの少なく
とも一方の表面の表面粗さＲａとＲｔの比、Ｒｔ／Ｒａ
が２０以下であることを特徴とするポリエステルフィル
ム。 【効果】 突起強度の向上と優れた電磁変換特性とを両
立せしめることができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリエステルフイルムに
関し、特に、表面に微細な突起を形成したポリエステル
フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】フィルム表面に微細な突起を形成するた
めに、コロイド状シリカに起因する実質的に球形のシリ
カ粒子を含有せしめたポリエステルフィルムが知られて
いる（例えば特開昭５９−１７１６２３号公報）。ま
た、表面突起形成のための粒子を含有する薄層を基層に
積層したポリエステルフィルムも知られている（例えば
特開平２−７７４３１号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ポリエステルフイルム
は、種々の用途に幅広く用いられている。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
用途における磁性層塗布工程、ＶＴＲ走行、あるいは感
熱転写用途における感熱転写層塗布などの工程における
加工速度の増大に伴い、あるいは最終製品の要求品質の
高度化に伴い、ポリエステルフィルムには一層良好な走
行性、耐摩耗性などの表面特性が要求されつつある。

【０００４】しかしながら、上記のような粒子添加によ
り突起を形成したポリエステルフィルムの場合、ポリエ
ステルにとって粒子は本質的に異物であるため、延伸に
よって粒子周りにボイド（亀裂、空隙）が発生しやすい
という欠点を有する。このボイドが、各フィルム用途に
おける様々なトラブル、例えば、透明性の悪化、電気絶
縁破壊電圧の低下、表面突起が脆弱になることによる表
面削れ等、を引き起こす。

【０００５】さらに、特に磁気記録媒体用途において
は、高い電磁変換特性を得るためにフィルム表面の平坦
化が強く望まれている。フィルム表面に形成される突起
は、高さが増すことにより、フィルム表面の摩擦係数は
低下し、走行性やハンドリング性の向上が認められる
が、今後ますます高性能化が予測される磁気記録媒体用
途（例えばデジタルＶＴＲやハイビジョン対応など）に
おいては、突起高さの増大に伴って、表面粗さが大きく
なることは、ベースフィルムの磁性層供与面であれ、あ
るいは走行面であっても、電磁変換特性（出力、Ｃ／
Ｎ）に大きな影響を及ぼす。

【０００６】本発明の目的は、本質的に含有粒子に頼る
ことなくポリエステルの結晶化を利用して、表面に所望
の突起高さを有する微細突起を形成したポリエステルフ
ィルムを提供することにあり、究極的には、破壊されに
くい均一な表面突起が形成された、耐摩耗性が良好な、
かつ、磁気記録媒体用途に用いた場合に、きわめて優れ
た電磁変換特性を与えることを可能としたポリエステル
フィルムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
ポリエステルフィルムは、ポリエステルＡを主成分とす
る二軸配向フィルムであって、該ポリエステルＡは、そ
の一部または全部が、結晶性パラメータΔＴｃｇが７０
℃よりも大きい値を有する熱可塑性樹脂からなり、該フ
ィルムの少なくとも一方の表面の表面粗さＲａとＲｔの
比、Ｒｔ／Ｒａが２０以下であることを特徴とするもの
からなる。

【０００８】ポリエステルＡの一部または全部を構成す
る熱可塑性樹脂の種類は特に限定されないが、結晶化パ
ラメータΔＴｃｇが７０℃よりも大きい値を有すること
が必要である。好ましくは７５℃以上８５℃以下の範囲
である場合に、突起強度が大きく（すなわち、耐摩耗性
に優れる）、優れた電磁変換特性を有するフィルムが得
られるので望ましい。結晶化パラメータΔＴｃｇが上記
の範囲より小さいとフイルム表面に形成される突起の高
さが大きくなり過ぎ、走行性などは向上するものの、平
坦性に劣り、結果的に電磁変換特性を低下させる要因と
なる。また、本発明を阻害しない範囲内で、２種以上の
ポリエステルを混合しても良いし、共重合ポリマを用い
ても良い。

【０００９】また、ポリエステルＡとして、重合時の触
媒組成を工夫することにより、ΔＴｃｇの値を所定の範
囲内としたポリエチレンテレフタレートを用いること
は、本発明の目的に沿うフィルムを得る上で特に有効で
ある。

【００１０】本発明のポリエステルフィルム中には無機
あるいは有機粒子などの粒子を含有している必要はない
が、含有していても良い。ただしその時の濃度は、ポリ
エステルＡの総重量に対して１％以下、好ましくは０．
５％以下である場合に突起強度が向上し耐摩耗性がより
良好となるので望ましい。

【００１１】本発明のフイルムは上記組成物を主要成分
とするが、本発明の目的を阻害しない範囲内で、他種ポ
リマをブレンドしてもよいし、また酸化防止剤、熱安定
剤、滑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤などの有機添加剤
が通常添加される程度添加されていてもよい。

【００１２】本発明のポリエステルフィルムは、ポリエ
ステルＡを主成分とする二軸配向フィルム単層で用いら
れてもよいし、ポリエステルＢを主成分とするフィルム
の少なくとも片面に積層された積層フィルムとして用い
られてもよい。

【００１３】この場合Ｂ層（基層部）を構成するポリエ
ステルＢは特に限定されないが、エチレンテレフタレ−
ト、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−ト、エチレン2,6-ナフタレ−
ト単位等から選ばれた少なくとも一種の構造単位を主要
構成成分とする場合に耐摩耗性が一層良好となるので望
ましい。また、本発明を構成するポリエステルＢは結晶
性である場合に機械強度、寸法安定性などがより一層良
好となるので望ましい。

【００１４】上記のようなポリエステルＢ層の少なくと
も片面にポリエステルＡを主成分とするＡ層を積層して
なるフイルムを二軸配向せしめたフイルムの場合にフイ
ルムの耐摩耗性、電磁変換特性がより一層良好となるの
で望ましい。この配向の程度は特に限定されないが、高
分子の分子配向の程度の目安であるヤング率が長手方
向、幅方向ともに３５０ｋｇ／ｍｍ² 以上である場合に
耐摩耗性がより一層良好となるので特に望ましい。

【００１５】積層フィルムとして用いる場合、Ａ層の厚
さｔは０．０２〜３μｍ、好ましくは０．０５〜２μ
ｍ、さらに好ましくは０．１〜１μｍであることが望ま
しい。Ａ層の厚さｔが上記の範囲より小さいとフイルム
の耐摩耗性が不良となり、逆に大きいと電磁変換特性が
不良となるので好ましくない。

【００１６】また、本発明フイルムの少なくとも一方の
表面の表面粗さＲａとＲｔの比、Ｒｔ／Ｒａが２０以
下、好ましくは１５以下であることが必要である。Ｒｔ
／Ｒａが上記の範囲より大きいと、耐摩耗性が不良とな
るので好ましくない。

【００１７】また、ポリエステルＡを主成分とするフィ
ルムにおいて、二軸延伸前の未延伸フィルム中に存在す
る球晶の直径ｄは０．０３〜０．４５μｍにあることが
望ましい。より好ましくは０．０５〜０．３０μｍ、さ
らに好ましくは０．０８〜０．２０μｍの場合に電磁変
換特性が特に良好となるので望ましい。

【００１８】本発明フイルムは、少なくとも一方の表面
の粗大突起数Ｈ１が２００個／２００ｃｍ² 以下、特に
１００個／２００ｃｍ² 以下の場合にフイルムの耐摩耗
性、電磁変換特性が特に良好になるので望ましい。

【００１９】次に本発明フィルムの製造方法について説
明する。

【００２０】結晶化パラメータΔＴｃｇが７０℃よりも
大きい値を有する熱可塑性樹脂がその一部または全部を
構成するポリエステルＡのペレットを、乾燥したのち、
公知の溶融押出機に供給し、スリット状の口金から押し
出し、キャスティングロールで冷却して未延伸フイルム
を作る。また、積層フィルムとする場合は、ポリエステ
ルＡのペレットとポリエステルＢのペレットを乾燥した
後、それぞれ別の溶融押出機に供給し、２または３層の
マニホールドまたは合流ブロックを用いて、ポリエステ
ルＡをポリエステルＢの少なくとも片面に積層し、スリ
ット状の口金から２または３層のシートを押し出す。こ
の場合、合流断面が矩形の合流ブロックを用いて積層す
る方法が、樹脂を薄く均一に積層するのに有効である。

【００２１】また、本発明の目的に沿うフィルムをより
効率的に得るために、キャスト後の未延伸フィルムの少
なくとも片面に熱処理を施し、その後に二軸延伸を行な
うことが特に有効な手段である。ここで、未延伸フィル
ムとは、口金から押し出された直後の冷却固化される前
の状態から、一軸方向にわずかに微延伸（２倍程度ま
で）されたものまでをさす。熱処理方法としては、特に
限定されないが、キャスティングドラム上で、該ドラム
と接触しない方の面をラジエーションヒーターなどを用
いて熱処理する方法や、ロール／ロール間でラジエーシ
ョンヒーターなどで熱処理する方法が好ましい。処理条
件としては、１００〜２５０℃の温度下で、０．５〜１
５０秒間熱処理することが望ましい。

【００２２】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、長手方向の延伸を２段階以上に分けて、総縦
延伸倍率を３．５〜５．５倍で行なう方法は延伸破れな
く、本発明範囲の表面形態、望ましい範囲の球晶直径を
得るのにも有効である。長手方向延伸温度は、ポリエス
テルＡ（積層フィルムの場合はポリエステルＢ）のガラ
ス転移点Ｔｇより１０〜３０℃高い温度が本発明範囲
の、表面形態、望ましい範囲の球晶直径を得るのにも有
効である。長手方向延伸速度は５０００〜５００００％
／分の範囲が好適である。

【００２３】幅方向の延伸も２段階で行なうのが、本発
明範囲の表面形態、また望ましい範囲の球晶直径を得る
のにも有効である。方法としてはステンタを用いる方法
が好適である。延伸倍率は、合計で、３．０倍〜４．５
倍の範囲が、本発明範囲の表面形態、また望ましい範囲
の球晶直径を得るのにも有効である。幅方向の延伸速度
は、１０００〜２００００％／分の範囲が好適である。

【００２４】幅方向の延伸温度は、ポリエステルＡ（積
層フィルムの場合はポリエステルＢ）のガラス転移点Ｔ
ｇより１０〜３０℃高い温度が本発明範囲の、表面形
態、望ましい範囲の球晶直径を得るのにも有効である。
また、いったん二軸延伸されたフイルムを少なくとも一
方向にさらに延伸しても良い。

【００２５】次にこの延伸フィルムを熱処理する。この
場合の熱処理温度はポリエステルＡの融点より２０〜８
０℃低い温度の範囲で、時間は０．５〜６０秒の範囲
が、本発明範囲の、表面形態、望ましい範囲の球晶直径
を得るのにも有効である。

【００２６】

【作用】本発明のポリエステルフィルムによれば、該ポ
リエステルの結晶性を特定なものとし、適切な製造条件
とすることにより、含有粒子に頼ることなく、該フィル
ム表面に結晶化によって突起が形成し、かつ突起の高さ
を低く、均一に揃えることにより、ボイドの生成も抑制
された結果、本発明の効果が得られたものと推定され
る。

【００２７】

【物性の測定方法ならびに効果の評価方法】本発明の特
性値の測定方法並びに効果の評価方法は次の通りであ
る。

【００２８】（１）球晶の平均直径 フィルムの断面を光学または電子顕微鏡で観察し、いず
れも合計１００個の球晶が観察できるまで測定を繰り返
し、得られた値を平均して球晶の平均直径とした。

【００２９】（２）粒子の含有量 熱可塑性樹脂は溶解し、粒子は溶解させない溶媒を選択
し、粒子をポリエステルから遠心分離し、粒子の全体重
量に対する比率（重量％）をもって粒子含有量とする。
場合によっては赤外分光法の併用も有効である。

【００３０】（３）結晶化パラメータΔＴｃｇ、融解熱 パ−キンエルマ−社製のＤＳＣ（示差走査熱量計）II型
を用いて測定した。ＤＳＣの測定条件は次の通りであ
る。すなわち、試料１０mgをＤＳＣ装置にセットし、３
００℃の温度で５分間溶融した後、液体窒素中に急冷す
る。この急冷試料を１０℃／分で昇温し、ガラス転移点
Ｔｇを検知する。さらに昇温を続け、ガラス状態からの
結晶化発熱ピ−ク温度をもって冷結晶化温度Ｔｃｃとし
た。さらに昇温を続け、融解ピークから融解熱を求め
た。ここでＴｃｃとＴｇの差（Ｔｃｃ−Ｔｇ）を結晶化
パラメータΔＴｃｇと定義する。

【００３１】（４）表面突起の平均高さ ２検出器方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［ＩＢＡＳ２０００、カ―ルツァイス（株）
製］に送り、画像処理装置上にフイ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、突起個数を求め、測定された
全突起についてその高さの平均値を平均高さとした。ま
た個々の突起の高さデータをもとに、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
〜８０００倍の間の値を選択する。なお、場合によって
は、高精度光干渉式３次元表面解析装置（ＷＹＫＯ社製
ＴＯＰＯ−３Ｄ、対物レンズ：４０〜２００倍、高解像
度カメラ使用が有効）を用いて得られる高さ情報を上記
ＳＥＭの値に読み替えて用いてもよい。

【００３２】（５）中心線平均表面粗さＲａ、最大高さ
Ｒｔ 小坂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
の平均値をもって値とした。 ・触針先端半径：０．５μｍ ・触針荷重 ：５ｍｇ ・測定長 ：１ｍｍ ・カットオフ値：０．０８ｍｍ なお、Ｒａ、Ｒｔの定義は、たとえば、奈良治郎著「表
面粗さの測定・評価法」（総合技術センター、１９８
３）に示されているものである。

【００３３】（６）ヤング率 ＪＩＳ−Ｚ−１７０２に規定された方法にしたがって、
インストロンタイプの引っ張り試験機を用いて、２５
℃、６５％ＲＨにて測定した。

【００３４】（７）Ａ層の積層厚さ ＡＴＲ−ＩＲ（全反射赤外分光法）などでポリエステル
ＡとポリエステルＢの違いを利用して積層厚さを求めて
も良いし、また、光学、あるいは、電子顕微鏡等による
断面観察で界面を認識し積層厚さを求めることもでき
る。

【００３５】（８）表面粗大突起数Ｈ１ 測定面（１００ｃｍ² ）同士を２枚重ね合わせて静電気
力で密着させる（印化電圧５．４ｋＶ）。２枚のフイル
ム間で粗大突起部分の光の干渉によって生じるニュート
ン環から粗大突起の高さを判定し、１重環以上の粗大突
起数をＨ１とした。Ｈ１の単位は、１００ｃｍ² を２枚
重ねているため個／２００ｃｍ² となる。なお、光源は
ハロゲンランプに５６４ｎｍのバンドパスフィルターを
かけて用いた。

【００３６】（９）突起破壊強度 フィルムを幅１／２インチのテープ状にスリットしたも
のを、テープ走行試験機を（横浜システム製ＴＢＴ３０
０Ｄ／Ｈ）を使用して、ガイドピン上を繰り返し走行さ
せる（ガイド材質：ＳＵＳ、表面粗度：０．３Ｓ）。フ
ィルムの一端に２００ｇの荷重を掛け、巻き付け角：９
０度、走行速度３．３ｃｍ／秒で２０パス走行させた
後、ガイドピン上に付着した白粉量を評価し、さらにフ
ィルム表面を微分干渉顕微鏡で観察し、突起破壊および
粒子の脱落状況の評価を行なった。倍率１０００倍で１
０視野について観察を行ない、全突起数に対する粒子脱
落箇所の割合をもって、優（突起破壊がほとんど認めら
れない）、良（突起破壊が若干認められるが白粉付着量
はごく微量）、不良（突起破壊が多数認められ、白粉付
着量も多い）の３段階評価とした。

【００３７】（１０）電磁変換特性（出力特性） 本発明のフィルムをメタル蒸着型テープとした場合の電
磁変換特性の評価を以下のようにして行なった。本発明
のフィルムの結晶による微細突起が形成された表面と反
対側の面に、真空蒸着機内で微量の酸素の存在下にコバ
ルト・ニッケル合金（Ｎｉ２０重量％）高周波スパッタ
リング法により斜め蒸着し、厚さ０．２μｍの蒸着層を
形成させた。続いてテープ幅にスリットし、蒸着テープ
のパンケーキを作成した。このパンケーキから長さ２５
０ｍの長さをＶＴＲカセットに組み込みＶＴＲカセット
テープとした。このテープに家庭用ＶＴＲを用いて、シ
バソク製のテレビ試験波形発生器（ＴＧ７／Ｕ７０６）
により１００％クロマ信号を記録し、その再生信号から
シバソク製カラービデオノイズ測定器（９２５Ｄ／１）
でクロマＳ／Ｎを測定した。このクロマＳ／Ｎを市販さ
れている８ｍｍビデオテープ（１２０分ＭＥ）と比較し
て、同等のもの（差が＋０ｄＢ以下のもの）を出力特
性：不良、差が＋１ｄＢ以下のものを出力特性：良、差
が＋１ｄＢを超えるものを出力特性：優とした。

【００３８】

【実施例】本発明を実施例に基づいて説明する。

【００３９】実施例１〜３ 触媒組成を表１の通りとし、表３に示した結晶性パラメ
ータの異なるいつかの種類のポリエチレンテレフタレー
トのチップ（ポリエステルＡ）を１８０℃で３時間減圧
乾燥（３Torr）し、押出機に供給し２９０℃で溶融押出
しを行ない、静電印加キャスト法を用いて冷媒温度２５
℃のキャスティングドラムに巻きつけて冷却固化し未延
伸フィルムを作った。この未延伸フイルムのキャスティ
ングドラムと接しない方の表面について、公知のラジエ
ーションヒーターを用いて、表１に示した条件で熱処理
を行なった後、温度８０℃にて長手方向に、第１段階で
１．５倍、第２段階で３倍、計４．５倍延伸した。この
一軸延伸フイルムをステンタを用いてまず延伸速度２０
００％／分で１００℃で幅方向に２倍延伸し、次に１１
０℃で２倍延伸した。次に定長下で、２００℃にて５秒
間熱処理し、総厚さ１５μｍの二軸配向ポリエステルフ
ィルムを得た。これらのフィルムの本発明のパラメ−タ
は表３に示したとおりであり、本発明のパラメータが範
囲内の場合は、耐摩耗性、電磁変換特性ともに優れたフ
イルムとなることがわかった。

【００４０】

【表１】 比較例１、２ 結晶性パラメータの異なるポリエチレンテレフタレート
を用いて、実施例と同様のプロセスにより、総厚さ１５
μｍの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。触媒組
成、熱処理条件は下記の通りとした。

【００４１】

【表２】 比較例３ 実施例１のポリエチレンテレフタレートに、平均粒径
０．６μｍの炭酸カルシウムを０．７ｗｔ％含有せしめ
たペレットを用いて、比較例１と同様のプロセスにて、
二軸配向ポリエステルフィルムを得た。

【００４２】

【表３】

【００４３】

【発明の効果】本発明は、結晶化特性の特定されたポリ
エステルを用い、適切な製造条件とすることにより、含
有粒子に頼ることなく、フィルム表面に結晶化による微
細な突起が均一に形成し、かつ形成された突起の高さを
低く抑えることにより、耐摩耗性と優れた電磁変換特性
を両立できたものである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステルＡを主成分とする二軸配向
   フィルムであって、該ポリエステルＡは、その一部また
   は全部が、結晶性パラメータΔＴｃｇが７０℃よりも大
   きい値を有する熱可塑性樹脂からなり、該フィルムの少
   なくとも一方の表面の表面粗さＲａとＲｔの比、Ｒｔ／
   Ｒａが２０以下であることを特徴とするポリエステルフ
   イルム。
2. 【請求項２】 少なくとも一方の表面の表面粗さＲａと
   Ｒｔの比、Ｒｔ／Ｒａが１５以下である請求項１記載の
   ポリエステルフイルム。
3. 【請求項３】 前記二軸配向フィルムの二軸延伸前の未
   延伸フィルム中に存在する球晶の直径ｄが０．０３〜
   ０．４５μｍである請求項１または２記載のポリエステ
   ルフイルム。
4. 【請求項４】ポリエステルＢを主成分とするフィルムの
   少なくとも片面に、請求項１ないし３のいずれかに記載
   のポリエステルフィルムが積層されてなることを特徴と
   するポリエステルフィルム。
5. 【請求項５】ポリエステルＡ層の厚さｔが０．０２〜３
   μｍであることを特徴とする請求項４に記載のポリエス
   テルフィルム。