JPS63225632A - 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］ 二軸配向ポリエステルフィルムとしては、ポリエステル
に不活性無機粒子を含有せしめたフィルムが知られてい
る（たとえば、特開昭５９−１７８２２４号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記従来の二軸配向ポリエステルフィルムは、
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・カレンダ一工程
などの工程速度の増大にともない、接触するロールなど
でフィルムの表面が削れることにより、加工工程上、製
品性能上のトラブルとなるという欠点が、最近、問題と
なってきている。

本発明はかかる問題点を改善し、どの用途にも必要なフ
ィルムの「滑り性」を維持しつつ、表面の「耐削れ性」
のすぐれたフィルムを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ポリエステルと、少なくとも一種類の不活性
無機粒子からなる組成物を主たる成分とする二軸配向フ
ィルムであって、該不活性無機粒子の結晶化促進係数α
と、表面突起の偏平度βが、下式を満足することを特徴
とする二軸配向ポリエステルフィルムに関するものであ
る。

α≦２．５β−５−−−（１） β≦２０　　　　　　　−一−（２＞ 本発明におけるポリエステルは、エチレンテレフタレー
ト、エチレンα、β−ビス（２−クロルフェノキシ）エ
タン−４，４゛−ジカルボキシレート、エチレン２，６
−ナフタレート単位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。ただし、本発明を阻害しな
い範囲内、好ましくは５モル％以内であれば他成分が共
重合されていてもよい。

また、エチレンテレフタレート、エチレンα。

β−ビス（２−クロルフェノキシ）エタン−４，４°−
ジカルボキシレートを主要構成成分とするポリエステル
の場合に滑り性、耐削れ性がより一層良好となるので特
に望ましい。

本発明における不活性無機粒子の種類は特に限定されな
いが、合成炭酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、α−
アルミナが好ましく、特にコロイド状シリカに起因する
実質的に球形のシリカである場合に、滑り性、耐削れ性
がより一層良好となるので特に望ましい。ここでいうコ
ロイド状シリカとはケイ酸ナトリウムを原料とし、アル
カリ分を除去してゆく過程で生成した粒子であるのが望
ましい。

本発明における不活性無機粒子の含有量は特に限定され
ないが、０．００１〜０．８重量％、特に０．００２〜
０．５重口％である場合に滑り性、耐削れ性がより一層
良好となるので特に望ましい。

本発明における不活性無機粒子の平均粒径は特に限定さ
れないが、０．１〜１．５μｍ１特に０゜３〜１．２μ
ｍである場合に滑り性、耐削れ性がより一層良好となる
ので特に望ましい。

本発明における不活性無機粒子は２種類以上でもよいし
、また、同種類で平均粒径の異なる２種類以上のものを
組合せて用いても、内部析出粒子と併用してもよい。

本発明フィルムは、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、核生成剤などの無機または有機添加剤が通
常添加される程度添加されていてもよい。

本発明フィルムは上記組成物を二軸配向せしめたフィル
ムである。未延伸フィルム、−軸配向フィルムでは、滑
り性、耐削れ性が不良となるので好ましくない。

また、その二軸配向の程度を表わす面配向指数は特に限
定されないが、０．９３５〜０．９７５、特に０．９４
０〜０．９７０の範囲である場合に、滑り性、耐削れ性
がより一層、良好となるので特に望ましい。

本発明は、少なくとも一種類の不活性無機粒子の結晶化
促進係数αと後述する方法によって測定される表面突起
の偏平度βが下式（１）と（２）を、好ましくは式（１
−１＞と式（２）を満足することが必要である。

α≦２．５β−５−一−（１） α≦２β−５−−一（１−１） β≦２０　　　　　　　−−−　（２）α、βが式（１
）、好ましくは（１−１）を満足しない場合は、耐削れ
性が不良となり、βが式（２）を満足しない場合は滑り
性が不良となるので好ましくない。

αの値は特に限定されないがＯ≦α≦２０、ざらに好ま
しくはＯ≦α≦１５である場合に、耐削れ性がより一層
良好となるので特に望ましい。またβの値は１６以下で
ある場合に、滑り性がより一層良好となるので特に望ま
しい。また、本発明フィルムの表面に存在する突起の高
さは特に限定されないが、高さが０．０６〜０．３μｍ
の場合に、滑り性、耐削れ性がより一層良好となるので
特に望ましい。

また、本発明フィルムの密度指数は、０．０２〜０．０
５の範囲である場合に、滑り性がより一層良好となるの
で特に望ましい。

本発明フィルムは、幅方向の表面平均粗ざＲａが０１Ｏ
Ｏ５〜０．０３０μｍ１特に０．００７〜０．０２５μ
ｍの範囲である場合に、滑り性がより一層良好となるの
で特に望ましい。

本発明フィルムは、２９０℃、２００ｓｅｃ−１での溶
融粘度が１０００〜１００００ボイズ、待に２０００〜
７０００ポイズの範囲である場合に、耐削れ性がより一
層良好となるので特に望ましい。

次に本発明フィルムの製造方法について説明する。

まず、所定のポリエステルに不活性無機粒子を含有せし
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に、スラリーの形で混合、分散せし
めて添加する方法が本発明の関係式を満足させるのに有
効である。また、不活性無機粒子の含有量を調節する方
法としては、高濃度のマスターペレットを製膜時に稀釈
する方法が本発明の突起偏平度を）ｑるのに有効である
。この場合、モース硬度が３以上の不活性無機粒子を用
いて、エチレングリコール分散時に、１５０〜１９５℃
で２時間熱処理する方法、あるいは、無機粒子に対し０
．５〜２０重量％のリン酸アンモニウム塩を添加する方
法が、結晶促進係数αど突起偏平度βを本発明範囲とす
るのにきわめて有効である。

かくして、所定量の不活性無機粒子を含有するペレット
を十分乾燥したのち、公知の溶融押出機に供給し、２７
０〜３３０℃でスリット状のダイからシート状に押出し
、キャスティングロール上で冷却固化せしめて未延伸フ
ィルムを作る。

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、逐次二輪延伸法または同時二輪
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、（ポリマのガラス転移点−１０℃）〜
（ポリマのガラス転移点＋１０℃）の狭い範囲で、かつ
、１０００〜１００００％／分という比較的小さな延伸
速度で行なうことが、結晶促進係数αと突起偏平度βを
本発明範囲とするのに望ましい。幅方向の延伸温度、速
度は、８０〜１６０℃、１０００〜２００００％／分の
範囲が好適である。延伸倍率は長手・幅方向ともに３〜
４倍が好適である。

次にこの延伸フィルムを熱処理する。この場合の熱処理
条件としては、定長下で１８０〜２５０℃、特に１９０
〜２３０℃の範囲で０．５〜６０秒間が好適である。

［作用］ 本発明は、不活性無機粒子の結晶化促進係数とフィルム
表面の突起偏平度との関係を特定範囲としたので、フィ
ルム表面の微細な粘弾性挙動をコントロールできた結果
、本発明の効果が得られたものと推定される。

［物性の測定方法ならびに効果の評価方法コ本発明の特
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
。

（１）　　無機微粒子の平均粒径 フィルムからポリエステルをプラズマ灰化処理法あるい
はＯ−クロルフェノール溶解法で除去し、これをエタノ
ールに分散させ、遠心沈降法（堀場製作所、ＣＡＰＡ５
００使用）で測定した体積平均径である。

（２）無機微粒子の含有量 ポリエステル１００ｇに０−クロルフェノール１゜００
を加え１２０℃で３時間加熱した後、日立工機■製超遠
心機５５Ｐ−７２を用い、３０，００Ｑ　ｒｐｍで４０
分間延伸分離を行ない、得られた粒子を１００℃で真空
乾燥する。微粒子を走査型差動熱■計にて測定した時、
ポリマに相当する溶解ピークが認められる場合には微粒
子にＯ−クロルフェノールを加え、加熱冷却侵再び延伸
分離操作を行なう。溶解ピークが認められなくなった時
、微粒子を析出粒子とする。通常延伸分離操作は２回で
足りる。

（３）　　ガラス転移点Ｔｇ、冷結晶化温度Ｔｃｃパー
キンエルマー社製のＤＳＣ（示差走査熱ｍ計）■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１０ｍａ＠ＤＳＣ装置にセットし、３００
℃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。ざらに昇温を続け、ガラス状態からの結晶
化発熱ピーク温度をもって冷結晶化温度Ｔｃｃとした。

ここでＴＣＣとＴｇの差（Ｔｃｃ−Ｔｌを結晶化パラメ
ータΔＴＣｇと定義する。

（４）　　結晶化促進係数α（単位は℃）上記方法で１
重量％の不活性無機粒子を含有するポリエステルの６１
０ｇ（１）、およびこれと同粘度の不活性無機粒子を含
有しないポリエステルのΔＴＣにｌ　（ＩＩ＞を測定し
、６１０ｇ（Ｉ［）とΔＴＣＱ　（Ｉ）の差［ΔＴｃｑ
　（ＩＩ）−６１０ｇ（■）］をもって、その不活性無
機粒子の結晶化促進係数とした。

〈５〉　　表面突起径ｄ ２検出力式の走査型電子顕微鏡［ＥＳＭ−３２００、エ
リオニクス■製］と断面測定装置［ＰＭＳ−１、エリオ
ニクス■製］においてフィルム表面の平滑面の高さをＯ
として走査した時の高さ測定値を２５６階調のグレー値
として画像処理装置［ＩＢＡＳ２０００．カールツアイ
スａ製］に送り、このグレー値を基にＩＢＡＳ２０００
−上にフィ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１０階調以上のものを２値化して得られ
た個々の突起の面積から円相白組を求めこれを表面突起
径とした。前記、２５６階調のグレー値において、０階
調口が黒で表わされフィルム表面の平滑面を示し、２５
５階調目が白で表わされる。また１階調の高さは、任意
設定値Ｈを２５６で割った値である。任意設定値Ｈは、
通常、測定するフィルム表面のＲａ（単位二μｍ）に３
０を乗じた値を用いる。また走査型顕微鏡の倍率は、２
０００〜ａｏｏｏ倍の間の値を選択し、フィルム表面の
Ｒａに応じて変更する。測定は、走査型顕微鏡視野で水
平方向に１００〜５００点測定し、これを垂直方向に５
１２列測定し１視野当りの測定値とした。

この測定を１ｍｍについて行ない、表面突起径の分布曲
線の山の最高点が示す表面突起径、すなわち全表面突起
中で頻度（突起個数）のもっとも多い表面突起径を表面
突起径ｄとした。

（６）表面突起高ざ　ｈ 前記、２検出答方式の老香型電子顕微鏡、断面測定装置
、画像処理装置から、得られた２５６階調のグレー値で
表わされた表面突起画像において、２値化された突起部
分のグレー値の最高値を突起高さく単位＝μｍ）に換算
する（グレー値Ｘ任意設定値（Ｈ）ｘ１／２５５＞こと
によって求められる。この測定を１ＴｒＬ１ｄについて
行ない、全表面突起高さ中で頻度のもっとも多い表面突
起高さを、表面突起高さｈとした。

（７）　　突起偏平度 上記方法で求められた突起径ｄと突起高さｈを用いて、
ｄ／ｈを突起偏平度とした。

（８）　　面配向指数 ナトリウムＤ線（波長５８９止）を光源としてアツベ屈
折率計を用いて、二軸配向フィルムの厚さ方向の屈折率
（Ａとする）および溶融プレス後１０℃の水中へ急冷し
て作った無配向（アモルファス）フィルムの厚さ方向の
屈折率（Ｂとする）を測定し、Ａ／Ｂをもって面配向指
数とした。マウント液に゛はヨウ化メチレンを用い、２
５℃、６５％ＲＨにて測定した。

（９）　　密度指数 ｎ−へブタン／四塩化炭素からなる密度勾配管を用いて
測定したフィルムの密度をｄｌ（Ｑ／ａｎｔ）とし、こ
のフィルムを溶融プレス後、１０℃の水中へ急冷して作
った無配向（アモルファス）フィルムの密度ｄ２との差
、（ｄｌ−ｄ２）をもって密度指数とした。

つφ　溶融粘度 高化式フローテスターを用いて、温度２９０℃、ずり速
度２００ｓｅｃ’で測定した。

（Ｉｆ）　　表面平均粗さＲａ 触針式表面粗さ計を用い、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１にした
がって測定した。ただし、カットオフは０．０８ｍｍ、
測定長は１ｍｍとした。

（財）滑り性（金属ガイドとの摩擦係数）テープ走行性
試験機ＴＢＴ−３００型（■横浜システム研究新製）を
使用し、２０℃、６０％ＲＨ雰囲気で走行させ、初期の
μＫ　（摩擦係数）を下記の式より求めた。

μに＝０．７３３ｆｌＯｇ（Ｔ１／Ｔｏ　）ここでＴｏ
は入側張力、Ｔ１は出側張力である。

ガイド径は６ｍｍφであり、ガイド材質は５ＵＳ２７（
表面粘度０．２３）、巻き付は角は１８０°、走行速度
は３．３ｃｍ／秒である。

上記μＫが０．３０以下の場合を滑り性良好、０．３０
を越える場合は滑り性不良と判定した。

このμに値の０．３０は、印刷工程やカレンダ一工程な
どの加工工程、あるいは、磁気テープとした時の走行時
などに滑り不良によるトラブルが発生するか否かの臨界
点である。

０勇　耐削れ性 フィルムを幅１７２インチにテープ状にスリットしたも
のに片刃を垂直に押しあて、さらに０．５ｍｍ押し込ん
だ状態で２０ｃｒｎ走行させる（走行張カニ５０００、
走行速度：６．７ｃｍ／秒）。この時片刃の先に付着し
たフィルム表面の削れ物の高さを顕微鏡で読みとり、削
れ量としたく一単位はμｍ）。

この削れ量が１５μｍ以下の場合は耐削れ性良好、１５
μｍを越える場合は耐削れ性：不良と判定した。この削
れ量：１５μｍという値は、印刷工程やカレンダ一工程
などの加工工程で、フィルム表面が削れることによって
、工程上、製品性能上のトラブルがおこるか否かの臨界
点である。

［実施例］ 本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１ 平均粒径０．５μｍのコロイダルシリカ（モース硬度７
）を１重量％含有するエチレングリコールゾルを調整し
た。このエチレングリコールゾルを１９５℃で２時間熱
処理した。このゾルを十分かくはんしたのち、テレフタ
ル酸ジメチルとエステル交換反応後、重縮合せしめ、シ
リカを１重量％含有するポリエチレンテレフタレートを
作った。

このシリカの結晶化促進係数は８℃であり、α＝８であ
った。

このベレットと、無機粒子を含有しないポリエチレンテ
レフタレートのベレットとを、シリカ濃度が０．１５ｆ
ｆｌ量％となるよう混合した。

これらのペレットを１８０℃で３時間減圧乾燥（３ＴＯ
ｒｒ）　Ｌ／たのち、押出機に供給し、３００’Ｃで溶
融押出し、静電印加キャスト法を用いて表面温度３０℃
のキャスティングドラムに巻きつけて冷却固化し、厚さ
約１８０μｍの未延伸フィルムを作った。この未延伸フ
ィルムを７５℃（ガラス転移点−５℃）にて長手方向に
３．４倍延伸した。

この延伸は２組のロールの周速差で行なわれ、延伸速度
７０００％／分であった。この−軸延伸フィルムをステ
ンタを用いて延伸速度２０００％／分で１００℃で幅方
向に３．５倍延伸し、定長下で、２１０℃にて５秒間熱
処理し、厚さ１５μｍの二軸配向フィルムを得た。得ら
れたフィルムの表面突起偏平度βは７でめった。したが
って、このフィルムの、α、βは、式（１）、（２〉を
ともに満足するものであった。このフィルムの）ｆｋは
０．２３、削れ量は１０μｍであり、滑り性、耐削れ性
ともに良好であった。

実施例２〜５．比較例１〜５ 平均粒径０．５μｍのモース硬度の異なる不活性無機粒
子を、分散方法を変更して、エチレングリコールに分散
せしめ、これとテレフタル酸ジメチルをエステル交換反
応後、重縮合せしめ、各種粒子を１重量％含有するポリ
エチレンテレフタレートを作った。これらの無機粒子の
結晶化促進係数は第１表に示したとおりであった。

これらのベレットと無機粒子を含有しないポリエチレン
テレフタレートのペレットを、無機粒子濃度が０．１５
ｆｆｉ口％となるようそれぞれ混合した。

これらのペレットを用いて、実施例１と同様にして、た
だし、長手方向の延伸温度は種々変更して厚さ１５μｍ
の二軸配向フィルムを得た。

これらのフィルムのα、β、滑り性、耐削れ性は第１表
に示したとおり、α、βが本発明の関係を満足する場合
には、滑り性、耐削れ性がともに良好であったが、α、
βが本発明の関係式を満足しない場合は、滑り性、耐削
れ性を両立するフィルムは得られなかった。

［発明の効果］ 本発明は、不活性無機粒子の結晶化促進係数とフィルム
表面の突起偏平度との関係を特定範囲としたので、滑り
性・とフィルム表面の耐削れ性のともにすぐれたフィル
ムが得られたものである。

本発明フィルムの用途は特に限定されないが、滑り性と
とともにフィルム表面の耐削れ性が製品性能を大きく左
右する磁気記録媒体用ベースフィルム、とくに、ビデオ
テープベースフィルムとして好適である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポリエステルと、少なくとも一種類の不活性無機粒子か
   らなる組成物を主たる成分とする二軸配向フィルムであ
   って、該不活性無機粒子の結晶化促進係数αと、表面突
   起の偏平度βが、下式を満足することを特徴とする二軸
   配向ポリエステルフィルム。 α≦２．５β−５−−−（１） β≦２０−−−（２）