JPH11320792A - 二軸配向複合ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 主としてポリプロピレンテレフタレートから
なるフィルム層を少なくとも１層有する二軸配向複合ポ
リエステルフィルムであって、該フィルム層（Ａ層）が
平均粒径０．３〜２μｍの粒子を０．００５〜１重量％
含有し、少なくとも片面の表面粗さＲａが５〜３０ｎｍ
である二軸配向複合ポリエステルフィルム。 【効果】 本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは特
定のポリエステルを用い、また、フィルムの表面粗さを
制御したもので優れた耐摩耗性を得ることができた。磁
気記録媒体用としても十分良好な特性を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は二軸配向複合ポリエ
ステルフィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】二軸配向ポリエステルフィルムとして
は、二軸配向積層ポリエステルフィルムが知られている
（例えば特開平２−７７４３１号公報）。また、二軸配
向ポリプロピレンテレフタレートフィルムも知られてい
る（例えば特開平９−１７５０５５号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の二軸配向ポリエステルフィルムでは磁気記録媒体と
した場合の電磁変換特性が向上したが、表面の耐摩耗性
が不十分なために、粒子が脱落し粉が発生する問題、さ
らに磁気テープとした場合にその粉のために信号が欠落
するといった問題があった。また、さらなる高密度磁気
記録媒体とした場合に、より粒子が脱落しにくい特性が
求められるようになってきている。本発明はかかる課題
を解決し、特に耐摩耗性に優れる二軸配向ポリエステル
フィルムを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、主としてポリ
プロピレンテレフタレートからなるフィルム層を少なく
とも１層有する二軸配向複合ポリエステルフィルムであ
って、該フィルム層（Ａ層）が平均粒径０．３〜２μｍ
の粒子を０．００５〜１重量％含有し、少なくとも片面
の表面粗さＲａが５〜３０ｎｍである二軸配向複合ポリ
エステルフィルムである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の二軸配向複合ポリエステ
ルフィルムを構成するポリエステルとして、少なくとも
１層は主としてポリプロピレンテレフタレートからなる
フィルムである。ポリプロピレンテレフタレートは１，
３−プロピレングリコールをモノマーとして重合された
ものであることが耐摩耗性の点で好ましい。なお、本発
明の目的を阻害しない範囲内で、２種以上のポリマを混
合してもよいし、共重合ポリマを用いてもよい。また、
本発明の目的を阻害しない範囲内で酸化防止剤、熱安定
剤、紫外線吸収剤などの添加剤が通常添加される程度添
加されていてもよい。

【０００６】また、本発明の二軸配向複合ポリエステル
フィルムを構成するポリエステルとして、他の層は特に
限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリ（エチレンー２，６−ナフタレンジカルボキ
シレート）（ＰＥＮ）等が好ましく例示される。なお、
本発明の目的を阻害しない範囲内で、２種以上のポリマ
を混合してもよいし、共重合ポリマを用いてもよい。ま
た、本発明の目的を阻害しない範囲内で酸化防止剤、熱
安定剤、紫外線吸収剤などの添加剤が通常添加される程
度添加されていてもよい。

【０００７】本発明の二軸配向複合ポリエステルフィル
ムは、耐摩耗性の点から主としてポリプロピレンテレフ
タレートからなるフィルム層（Ａ層）は粒子を含有す
る。本発明で用いる粒子の平均粒径は、耐摩耗性の点か
ら０．３〜２μｍが好ましく、より好ましくは０．３〜
１.５μｍ、さらに好ましくは０．４〜１μｍである。
さらに該粒子粒径の相対標準偏差が好ましくは０．５以
下、より好ましくは０．３以下、さらに好ましくは０．
２以下の場合に耐摩耗性が特に良好となる。また、該粒
子含有量は耐摩耗性の点から好ましくは０．００５〜１
重量％、より好ましくは０．０１〜１重量％、さらに好
ましくは０．０２〜０．８重量％である。かかる粒子と
しては、特に限定されないが耐摩耗性の点から、ケイ酸
アルミニウム、炭酸カルシウム、アルミナ、シリカ、リ
ン酸カルシウム、酸化チタン、有機粒子等から選ばれる
粒子が好ましく例示される。これらの粒子を複数併用し
て用いてもよい。

【０００８】本発明の二軸配向複合ポリエステルフィル
ムは、耐摩耗性の点から少なくとも片面の表面粗さＲａ
が５〜３０ｎｍであり、好ましくは５〜２５ｎｍであ
る。また、本発明の二軸配向複合ポリエステルフィルム
は、耐摩耗性の点から少なくとも片面の１０点平均粗さ
Ｒｚ／Ｒａが１２以下、さらに、１０以下が好ましい。
さらに、本発明の二軸配向複合ポリエステルフィルム
は、耐摩耗性の点から少なくとも片面の突起間隔Ｓｍが
１５μｍ以下であることが好ましく、さらに１２μｍ以
下が好ましい。例えば、本発明においては、ポリエチレ
ンテレフタレートにポリプロピレンテレフタレートを積
層し、ポリエチレンテレフタレートの公知の延伸条件
（例えば８０〜１２０℃）で製膜した場合に、ポリエチ
レンテレフタレートより結晶化速度の速いポリプロピレ
ンテレフタレートが高速に結晶化し、フィルム表面が粗
面化する。

【０００９】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの
ポリプロピレンテレフタレート層（Ａ層）の厚みは（Ａ
層が２層以上ある場合にはそれぞれの層の厚み）、特に
限定されないが、耐摩耗性の点から０．０１〜３μｍが
好ましく、より好ましくは０．０２〜２μｍ、さらに好
ましくは０．０３〜１μｍである。

【００１０】本発明の二軸配向複合ポリエステルフィル
ムの８０℃３０分熱収縮率は０．４％以下が好ましく、
より好ましくは０．３５％以下、さらに好ましくは０．
３％以下である。

【００１１】本発明の二軸配向複合ポリエステルフィル
ムは、磁気記録媒体用、包装用、プリペイドカード等の
カード用等、用途は特に限定されない。特に高出力が要
求されるデジタルビデオテープ用二軸配向ポリエステル
フィルムとしても好ましく用いることができる。また、
本発明の二軸配向複合ポリエステルフィルムは、コンピ
ュータ用等のデータストレージ用にも好ましく用いるこ
とができる。さらに、フロッピーディスク用としても用
いることができる。

【００１２】次に本発明の二軸配向複合ポリエステルフ
ィルムの好ましい製造方法を示し説明するが、これに限
定されるものではない。

【００１３】まず、ポリエステルに粒子を含有せしめる
方法としては、重合時にジオール成分の粒子スラリーの
形で重合時添加してもよいし、また、粒子の水スラリー
をベント式２軸混練押出機を用いて、所定のポリエステ
ルペレットと混合し練り込む方法も例示される。

【００１４】粒子の含有量を調節する方法としては、上
記方法で高濃度マスターを作っておき、それを製膜時に
粒子を実質的に含有しないポリマで希釈して調節する方
法が有効である。

【００１５】次に、ポリプロピレンテレフタレートペレ
ットを乾燥したのち、溶融押出機に供給し、他の例えば
ポリエチレンテレフタレート等と合流させ積層状態で、
スリット状のダイからシ−ト状に押出し、キャスティン
グロ−ル上で冷却固化させて未延伸フィルムを作る。こ
の場合、複数の押出し機、複数のマニホ−ルドまたは合
流ブロックを用いて溶融状態のポリエステルを積層する
共押出が好ましく例示される。

【００１６】次にこの未延伸フィルムを二軸延伸し、二
軸配向させる。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が、長手方向、
幅方向の順に延伸を行なう逐次延伸法が特に有効であ
る。長手方向の延伸は３段階以上に分けて、縦延伸温度
８０〜１８０℃、総縦延伸倍率３〜６倍、縦延伸速度
５，０００〜５０，０００％／分の範囲で行なうのが耐
摩耗性の点で好ましい。幅方向の延伸方法としてはテン
タ−を用いる方法が好ましく、延伸温度８０〜１８０
℃、幅方向延伸倍率は場合により縦倍率より大きく３．
５〜６．５倍、幅方向の延伸速度１，０００〜２０，０
００％／分の範囲で行なうのが好ましい。さらに必要に
応じて、再縦延伸、再横延伸を行なう。その場合の延伸
条件としては長手方向の延伸は９０〜１８０℃、延伸倍
率１．１〜２倍、幅方向の延伸方法としてはテンタ−を
用いる方法が好ましく、延伸温度９０〜１８０℃、幅方
向延伸倍率は１．１〜２で行なうのが好ましい。

【００１７】次にこの二軸配向フィルムを熱処理する。
この場合の熱処理温度は１７０〜２２０℃、特に１７０
〜２１０℃で時間は０．５〜６０秒の範囲が好適であ
る。

【００１８】［物性の測定方法ならびに効果の評価方
法］本発明における特性値の測定方法並びに効果の評価
方法は次のとおりである。

【００１９】（１）粒子の平均粒径 フィルムからポリエステル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
が粒子は極力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２０００〜１００００倍、また１回の測定での視野
は一辺がおよそ１０〜５０μｍから適宜選択する。観察
箇所を変えて粒子数５０００個以上で、粒径との体積分
率から、次式で体積平均径ｄを得る。

【００２０】

【数１】

【００２１】ここでｄiは粒径、Ｎｖiはその体積分率で
ある。

【００２２】粒子が有機粒子等で、プラズマ低温灰化処
理法で大幅にダメージを受ける場合には、以下の方法を
用いてもよい。

【００２３】フィルム断面を透過型電子顕微鏡を用い、
３０００〜１０００００倍で観察する。ＴＥＭの切片厚
さは約１００ｎｍとし、場所を変えて５００視野以上測
定し、上記の式から体積平均径ｄを求める。

【００２４】（２）粒子の含有量 顕微ＦＴ−ＩＲ法（フーリエ変換顕微赤外分光法）で組
成分析を行い、ポリエステルのカルボニル基に起因する
ピークと、ポリエステル以外の物質に起因するピークの
比から求めた。なお、ピーク高さ比を重量比に換算する
ために、あらかじめ重量比既知のサンプルで検量線を作
成してポリエステルとそれ以外の物質の合計量に対する
ポリエステル比率を求めた。また、必要に応じてＸ線マ
イクロアナライザーを併用した。また、ポリエステルは
溶解し粒子は溶解させない溶媒が選べる場合は、ポリエ
ステルを溶解し、粒子をポリエステルから遠心分離し、
粒子の重量百分率を求めた。

【００２５】また、フィルムの表層部分の粒子含有量は
次のようにして求めた。フィルムを幅1/2インチにテー
プ状にスリットしたものを用い、ポリエステルＡが積層
されている側の表面に片刃を垂直に押しあて、さらに
０．５ｍｍ押し込んだ状態で２０ｃｍ走行させる（走行
張力：５００ｇ、走行速度：６．７ｃｍ／秒）。このと
き片刃の先に付着したフィルム表面の削れ物の粒子含有
量を上記粒子含有量の測定法に従って求めた。

【００２６】（３）平均粗さＲａ、１０点平均粗さＲ
ｚ、突起間隔Ｓｍ 小坂研究所製の高精度薄膜段差測定器ＥＴ−１０を用い
て、平均粗さＲａ、１０点平均粗さＲｚ、突起間隔Ｓｍ
を測定した。条件は下記のとおりであり、フィルム幅方
向に走査して２０回測定を行った平均値をもって値とし
た。

【００２７】 ・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、Ｒｚ、Ｓｍなどの定義は、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、１９８３）に示されているものである。

【００２８】（４）熱収縮率 長さ１５ｃｍ、幅１ｃｍのフィルムの端を固定せず、８
０℃３０分の寸法変化を測定した。寸法変化が少量でそ
の定量化のために０．１％以下の精度で求める場合、万
能投影機で拡大して測定する。

【００２９】（５）フィルム積層厚み 透過型電子顕微鏡（日立製Ｈ−６００型）を用いて、加
速電圧１００ｋＶで、フィルム断面を、超薄切片法（Ｒ
ｕＯ₄染色）で観察し、その界面をとらえ、その積層厚
さを求める。倍率は、判定したい積層厚さによって選ぶ
ことが通常であり、特に限定されないが、１万〜１０万
倍が適当である。

【００３０】または、２次イオン質量分析装置、Ｘ線光
電子分光法、赤外分光法、あるいはコンフォーカル顕微
鏡などで粒子濃度の深さ分布を測定する。表面を基準と
し、深さ方向で極大値を得た後、その極大値の１／２と
なる深さを積層厚みと定義する。

【００３１】（６）耐摩耗性 フィルムを１／２インチ幅にスリットしたものをテープ
走行性試験機を使用してガイドピン（表面粗度Ｒａ１０
０ｎｍ）上を走行させる（走行速度５００ｍ／分、走行
回数１回、巻き付け角６０°、走行張力３０ｇ）。この
時フィルムに入った傷を顕微鏡で観察し幅２．５μｍ以
上の傷がテープ幅あたり３本未満は○、３〜１０本未満
は△、１０本以上は×と判定した。

【００３２】

【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。

【００３３】実施例１（表１） テレフタル酸ジメチルと１，３−プロパンジオールから
エステル交換反応、重縮合反応を行いポリプロピレンテ
レフタレート（ＰＰＴ）を重合した。次いで、水系で湿
式法によりケイ酸ナトリウムとアルミン酸ナトリウムの
反応により合成された、アルミニウム比率が酸化アルミ
ニウム換算で２０重量％のケイ酸アルミニウム粒子の水
スラリーを準備した。この水スラリーをベント式２軸混
練押出機を用いて、ＰＰＴペレットに混合し練り込ん
だ。

【００３４】この粒子含有ＰＰＴペレットと実質的に粒
子を含有しないＰＰＴポリマペレットを適当量混合し、
１２０℃で８時間減圧乾燥（３Torr）した後、ポリマ
Ａ：０．３５μｍ径ケイ酸アルミニウム粒子０．１５重
量％含有ＰＰＴポリマ、ポリマＢ：０．８μｍ径炭酸カ
ルシウム粒子０．１重量％含有ＰＥＴポリマをそれぞれ
押出機１、押出機２に供給し２４５℃、２８０℃で溶融
した。これらのポリマを高精度瀘過した後、矩形合流部
にて２層積層とした（Ａ／Ｂ）。

【００３５】これを静電印加キャスト法を用いて表面温
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。この時、口金スリット
間隙／未延伸フィルム厚さの比を１０とした。また、そ
れぞれの押出機の吐出量を調節し総厚さ、およびＡ層の
厚さを調節した。

【００３６】この未延伸フィルムを温度９５℃にて長手
方向に３．５倍延伸した。この延伸は２組ずつのロ−ル
の周速差で、３段階で行なった。この一軸延伸フィルム
をテンターを用いて１００℃で幅方向に３．６倍延伸し
た。このフィルムを定長下で２００℃にて３秒間熱処理
し、総厚さ６μｍ、Ａ層厚さ０．４μｍの二軸配向フィ
ルムを得た。この二軸配向ポリエステルフィルムの特性
は表１に示したとおりであり、耐摩耗性が良好であっ
た。

【００３７】実施例２〜３、比較例１〜４（表１） 実施例１と同様にして、粒子の種類、粒径、含有量、積
層厚み等を変更した二軸配向ポリエステルフィルムを得
た。表１に示すように本発明範囲の二軸配向ポリエステ
ルフィルムは耐摩耗性が良好であるが、そうでないもの
は耐摩耗性が良好でないことがわかる。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】本発明の二軸配向複合ポリエステルフィ
ルムは特定のポリエステルを用い、また、フィルムの表
面粗さを制御したもので優れた耐摩耗性を得ることがで
きた。磁気記録媒体用としても十分良好な特性を得るこ
とができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主としてポリプロピレンテレフタレート
   からなるフィルム層を少なくとも１層有する二軸配向複
   合ポリエステルフィルムであって、該フィルム層（Ａ
   層）が平均粒径０．３〜２μｍの粒子を０．００５〜１
   重量％含有し、少なくとも片面の表面粗さＲａが５〜３
   ０ｎｍである二軸配向複合ポリエステルフィルム。
2. 【請求項２】 ポリプロピレンテレフタレートからなる
   フィルム層（Ａ層）の厚みが０．０１〜３μｍである請
   求項１記載の二軸配向複合ポリエステルフィルム。