JPS63302019A - 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、磁気記録用二軸配向ポリエステルフィルムに
関するーｂの、更に詳しくは、耐削れ性及びスリット性
に優れた磁気記録用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］ ポリエステルフィルムをベースとした磁気記録媒体とし
ては、例えばビデオテープ、オーディオテープ、フロッ
ピーディスク等が知られ、広く用いられている。これら
の用途分野は、近年ますまず高密度記録化、高品質化の
要求か高まり、それに伴って、ベースとなるポリエステ
ルフィルムには、磁気記録媒体とした場合のドロップア
ラ１〜等か少ないこと、つまり耐削れ性及びスリン１〜
性等に優れることの要求が強くなっている。フィルム表
面の酎削れ性を向上さけるために、易滑性をもたせる方
法として、ポリエステルの合成時に、手合系内でカルシ
ウム、リチウムあるいはリンを含む微粒子を析出せしめ
る方法又はポリエステルに炭酸カルシウム、酸化ケイ索
等の無機微粒子を添加する方法か知られている。また、
スリン１〜性を向上させるために、フィルムの平均屈折
率を特定範囲に限定し、面配向度をやや低くし、かつ表
面の突起数を限定する方法等かλ口られている。

［発明が解決しようとする問題点１ しかしなから、従来の微粒子による突起にＪ、って、フ
ィルムの滑り性を改善する方法では、通常フィルム表面
を粗面化するほど、滑り性は向上するが、一方では、該
粗面化に起因して、カレンダー加エエ稈等において、高
い突起部が削り落とされ、ドロップアウトの原因を引き
起こすこと、またフィルムそのもの、あるいはフィルム
上に磁性層がのったものを高速でスリットする時、切り
口からヒゲや粉か出ると、これらが磁性層に何着して、
ドロップアウトの品質欠点になるという問題点があった
。本発明は、かかる問題点を解決し、耐削れ性とスリッ
ト性に優れたポリエステルフィルムを提供することを目
的とする。つまり、本発明の目的は、磁気記録媒体とし
て高密度記録化、かつ繰り返し使用に耐え得るベースフ
ィルムを提供することにあり、さらにはフィルムにおい
て、磁気記録媒体の加工工程におけるスリット性が良好
であり、磁気記録媒体の加工工程及び磁気記録再生装置
の部分との接触によるベースフィルムの削れ性が少なく
、かつ継続的使用におりる耐久性に優れた二軸配向ポリ
エステルフィルムを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、極低速走行時の摩擦係数（μｋ）が０．１８
〜０．２６、突起の粘弾性係数（Ｖｅ）が１．２〜１．
９、面配向係数（χｉ）が０．０３〜０．１１、マイク
ロボイド１固数（Ｎｖ　＞が７＜）　Ｏ〜４０００ｍｍ
−２、結晶サイズ（χＣ（１００））が４５〜６５大、
軸配向比（Ａｘ／Δｙ）が０．７０〜１．１５の範囲に
あ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。

本発明におりるポリエステルとは、フィルムを形成し得
るものであればどのようなものでもよく、例えばポリエ
チレンテレフタレート、ポリテトラメタレンチレフタレ
−１−、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルポキ
シレート等が挙げられる。

もちろん、これらのポリエステルは、ホモポリエステル
であっても］ポリエステルであってもよい。

また、２０モル％未満であれば、他の構成成分としてジ
カルボン酸成分、グリコール成分、Ａキシカルボン酸成
分が共重合されていてもよい。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、そのフィル
ム表面に多数の微細な突起を有している。

それらの微細な突起は、本発明によれば、ポリエステル
中に分散して含有される多数の不活性な固体微粒子に由
来する。固体微粒子としては、好ましくは、無水ケイ酸
、含水ケイ酸、酸化アルミニウム、リン酸−リチウム、
リン酸三リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、酸化チタン、安息香酸リチウム、こ
れらの化合物の複塩、ガラス粉、粘土、タルク、炭酸カ
ルイウム等が例示される。更に好ましくは、二酸化ケイ
素、炭酸力リシウム等か挙げられる。これらの微粒子は
、その平均粒径が０．２〜０．８μｍが好ましく、更に
は０．４〜０．６μｍがより好ましい。またその添加量
は、０．０１〜３重足％が好ましく、更には０．０５〜
２重量％であることがより好ましい。なお、本発明でい
う平均粒径とは、フィルム中に存在する粒子状態での平
均径である。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、極低速走行
時の摩擦（μｋ）が０．１８〜０．２６である表面特性
を備えている。

極低速走行とは、走行速度が３．３Ｘ１００−３Ｃ／Ｓ
でのμに走行を表わす。極低速走行時の摩擦係数（μｋ
）が０．２６より大きいと、走行安定性、とくに滑り性
が悪く、一方摩擦係数（μｋ）が０゜１８より小さいと
、すべり過ぎるため、好ましくない。摩擦係数（μｋ）
は、好ましくは０．２０〜０．２４である。フィルム表
面突起は、カレンダー加工工程で剪断、圧縮等苛酷な外
力を受け、複雑な変形挙動をする。その時、表面突起が
より粘弾性的であれば、外力を受けた時にその外力を吸
収するクッションの働ぎをするため、フィルム表面とし
ては、突起が粘弾性的である方がよい。

突起の粘弾性係数（Ｖｅ　）は次式で定義される。

Ｖｅ−μｆ／μｉ ここで、μｆ、μｉはそれぞれ２５℃、７５℃における
走行速度Ｑ、１ｃｍ／ｓでのμに値である。

突起の粘弾性係数（Ｖｅ　）は１．２〜１．９である。

好ましくは１．３〜１．８である。粘弾性係数が１．２
より小さいと表面突起は、無機質的で走行性はよいが、
外力を受Ｃプた場合、それを十分吸収できず、表面破壊
の原因となる。一方、粘弾性係数か１．９より大きいと
、外力を受りた時の変形が大き過ぎ、接触面積が増加す
るため、摩擦係数か人きくなり走行性か悪くなる。

本発明の二軸配向ポリニスデルフィルムは、上記フィル
ム表面特性を倫えると同時に、面配向係数か０．０３〜
０．．１Ｌより好ましくは０．０４〜０．１０の範囲に
ある。この面配向係数は、ポリマー分子かフィルム面に
配向している面配向度の程度を表わし、この値か小さく
なるほど面が配向づる。この面配向係数か上記範囲より
大きくなると、スリブ１〜時にヒゲか出やすくなり、逆
に上記範囲より小さいと、スーツ１〜時に粉が出やすく
なる。

本発明の二軸配向ポリニスプールフィルムの中には、一
定量のマイクロボイドが含まれていることか必要である
。ここでいうマイクロボイドとは、フィルムをその表面
から顕微鏡で観察して、フィルム内部に見える直径１μ
ｍ以上の黒点状物のことであり、フィルムに存在する粒
子（析出粒子、添加粒子のいずれでもよい）及びその周
辺に生成している空隙（ボイド）によって形成されてい
るものである。マイクロボイド個数（ＮＶ　）は、７０
Ｃ）−４０００ｍｍ−２、好ましくは７５０〜３０００
ｍｍ″′２、より好ましくは８００〜２０００ｍｍ−”
の範囲である。マイクロボイド数が上記範囲より少ない
と、スリツｉ〜時にヒゲが出やすく、逆に上記範囲より
多いと粉が出やすい。

結晶サイズ（χＣ（１００）　）　ｔａ、４５〜６５Å
、好ましく　ｔｅｌ　、５０〜６２人の範囲で市る。結
晶サイズか上記範囲より小さいと、スリット時にヒゲが
出やすく、逆に上記範囲より大きいと粉が出やすい傾向
か見られる。

また、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの軸配向
比（ＡＸ／△ｙ）は、０．７０〜１．１５、好ましくは
０．８５〜１．１０の範囲である。り（１配向比がこの
範囲外になると、スリット性が悪化する。本発明の二軸
配向ポリニスアルフィルムは、前記諸性性を同時に満足
する必要かあり、これによって磁気記録媒体、特に磁気
テープ用媒体として極めて優れた特性を右する。

次に本発明にがかる二軸配向ポリエステルフィルムのＩ
Ｗｎ方法について述べる。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを構成するポリ
エステルは、直接エステル化を経る重縮合を行なって、
あるいはエステル交換反応を経る重縮合を行なって得ら
れる。固体微粒子をポリマーに添加する方法としては、
重合時に添加する方法や押出し前にボリマーペレツ１〜
に混合する方法を採用できる。二軸配向ポリエステルフ
ィルムは、上記方法で’＋ＦＪ−られた外部粒子含有ポ
リエステルを常法で溶融押出しを行なった後、縦延伸、
横延伸及び熱処理工程等を経て二軸配向フィルムとする
ことによって得られる。その際、フィルム特性は、固体
微粒子の形状、粒径、量及び特性によって、また延伸の
温度、倍率、速度及び熱処理温度、時間によって変化す
るので、前記特性を同時に満足する条件を定める。

例えば、固体微粒子について、添加した固体機粒子表面
とポリマーの界面での相互作用により、粒子まわりのポ
リマーの結晶化速度等結晶化特性が異なってくる。突起
の柔軟さは、表面突起を形成する粒子まわりのポリマー
の結晶化特性と密接な関係がある。結晶化が促進される
と、突起の柔軟さか損なわれ好ましくない。従って、該
微粒子が該ポリマーに苅して、結晶化促進効果としての
作用をもたない方が好ましい。ポリマーのＴｃｃ（結晶
化温度）と王（Ｊ＜ｊｊシラス移温度）の差△Ｔｃｇは
、そのポリマーの結晶化の起こり易さを表わし、このΔ
丁ｃｇが大ぎいほど結晶化は起こりにくい。粒子まわり
の結晶化促進の程度として、固体微粒子含有ポリエステ
ルの△Ｔｃｇと、固体微粒子を含有しないポリエステル
の△ＴＣ（］の差が５°Ｃ以下であるのか好ましい。よ
り好ましくは、その差か３°Ｃ以下から選択づるとよい
。このような固体微粒子として、モース硬度か７以上の
もので、なａ′３かつエチレングリコール中１７０〜１
９０°○で２時間ボイルしたものが一例として挙げられ
る。

更に、延伸条イ′−１について、口金からシー１〜状に
成形し、冷却ドラムに巻き付は冷却固化した未延伸シー
トを、同時二軸延伸用ステンターへ送り込み、シートの
両端部をクリップで把持し、延伸温度８０〜９５°Ｃで
、長手方向及び幅方向同時にそれぞれ３．０５〜３．３
０倍延伸する。引き続いて、このフィルムを冷却するこ
となく、次の同時二軸延伸ゾーンへ導き、延伸温度を１
１０〜１５０′Ｃに上げて、再度二軸方向同時に１．０
５〜１゜２５倍延伸する。次いで、このフィルムを熱処
理ゾーンへ導き、１９５〜２２０℃で２〜８秒間熱処理
する。この熱処理ゾーンの中で、長手方向及び幅方向と
もに、原長の１〜６％の弛緩を与えるのが好ましい。熱
処理されたフィルムを８５〜１１５°Ｃの中間冷却ゾー
ンに導いて、ある程度冷却した後室温まで冷却するとよ
い。

以上のようにして、本発明の二軸配向ポリエステルフィ
ルムを得ることができる。

［特性の測定方法及び効果の評価方向］〈１）　　動摩
擦係数（μｋ） 標準条件として、２５°Ｃ相対湿度５０％の雲間振下で
、外径８ｍｍφの固定軸（表面粗度０．２８＞に１／２
インチ幅のテープ状フィルムを角度θ−７Ｃ／　２　ｒ
ａｄで接触させ、１．Ｑｃｍ／ｓの速さで走行させる。

入口テンションＴ１を１００ＣＩとした時の出口テンシ
ョンＴ２を測定し、次式から動摩擦係数を算出する。

μに−（１／θ）ｆｆｎ　（Ｔ２／ＴＩ　＞−（２／ｌ
　ｕｎ　（Ｔ２／１００） （２）　　削れ性 （１）項と同様にして、５００回固定軸上を走行させた
フィルム上の摩耗粉（白粉）＠を評価するため、金属で
蒸着し、微分干渉付光学顕微鏡で観察した。白粉及びス
ジ状の傷がほとんど認められないものを○、多いものを
Ｘ、その中間を△で表示する。

（３）　　面配向係数（χｉ）　′ フィルムを約５０μｍの厚さに積層して、Ｘ線回折用試
料とし、Ｘ線回折装置（理学電気（株）製Ｇｅｉｇｅｒ
ｆｌｅｘ）の試料ホルダーに設置する。

フィルムの長手方向に垂直な面内でＸ線の照射角を変え
、反射法で回折強度を測定する。測定条件は、次のとお
りである。

時定数：２ｓｅｃ 掃引速度：１°／ｍｉｎ Ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｙ　５ｌｉｔ　：　１　、５ｍｍφ
Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ　５ｌｉｔ　　：　１゜Ｒｅｃｅ
ｉｖｉｎｇＳｌｉｔ　：　０．３ｍｍＸ線　　：Ｃｕ対
陰極によるＣｕ−にα線（３５ｋＶ、１５ｍＡ、Ｎｉフ
ィルター）ＰＥＴ結晶の［１００］、［１ＴＯ］の回折
角に相当する２６．０’　、２２．５°での回折強度を
それぞれ１１、Ｉ２とすると、面配向係数は、それらの
比（Ｉ２／１１　）で与えられる。

〈４）　　マイクロボイド個数（Ｎｖ＞スライドグラス
の上に、長方形に切断したフィルム１枚を載せて、流動
パラフィンをその上に数滴落下させた後、その上にカバ
ーグラスを置き、フィルムを流動パラフィンでマウント
したかたちとする。これを光学顕微鏡（ライツ製“′メ
タロプラン″〉にのせて、透過性で観察（対物レンズ３
２倍、接眼レンズ８倍）すると、フィルム内部に黒点状
物が点在する。この黒点状物の数と面積を画像処理機（
ケンブリッジ・インストルメント製。

イメージアナライジング・コンピューター。コンティメ
ツドア２０）を用いて求める。この直径が１μｍ以上の
黒点状物の、１ｍｍ２当たりの個数をマイクロボイド１
因数とする。

（５）　　結晶サイズ（χＣ） Ｘ線回折装置を用いて、フィルムの幅方向とＸ線の入射
角を変えながら反射法で回折ピークを観察した時、約１
３°の回折ピークから同ピークの回折結晶面方向の結晶
サイズを、下記式に従って算出する。

Ｄ−λ／　（（Ｂ−ｂ）ｃｏｓθ） 但し、Ｂ：回折ピークの半価幅、ｂ＝０．１．２、λ：
Ｃｕのにα線波長（１，５４１８人）、θ−ピークの回
折角。

（６）＠配向比（Ａｘ／Ａｙ） ポリエステル分子鎖の軸配向比の測定は、Ｓｃｈｍｉｄ
ｔの方法（Ｊｏｕｎａｌ　ｏｆ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　５ｃ
ｉｅｎｃｅ、　ＰａｒｔＡ、　１．１２７１（１９６３
））に従った。日立赤外光度分光計２６０−３０型を用
いて、偏光赤外に対する試料の傾きを変え、吸収強度を
測定した。８７５Ｃｍ−１の光で、入射光の電気ベクト
ルがフィルムの幅方向と一致した時の吸収強度をＡＸ、
フィルムの長手方向と一致した時の吸収強度をＡＶとす
ると、軸配向比はＡ　Ｘ／Ａ　Ｖで定義される。

（７）　　スリット性の評価 厚さ１５μｍのポリエステルフィルムの片面に、下記組
成の磁性塗布液を乾燥後膜厚みが２．５μｍとなるよう
に］−ティングする。

ポリエステルポリウレタン樹脂　　３５重量部塩ビ・酢
ビ・マレイン酸共重合体　３０重量部α−アルミナ　　
　　　　　　　　１５重量部カーボンブラック　　　　
　　　　　３重量部オレイン酸　　　　　　　　　　　
　　５重伊部アミルステアレート　　　　　　　　４重
量部トリイソシアネート化合物　　　　２２重量部強磁
性金属粉末　　　　　　　　３００重量部酢酸ブチル　
　　　　　　　　　３００重量部メチルイソブチルケト
ン　　　　３００重量部コーテイング後、直流磁場中で
配向処理し、屹燥した後、カレンダー加工を施す。この
シートをシェアカッターで１／２インチ幅にスリットし
てビデオテープとする。このシェアカッターによるスリ
ット箇所を目視観察して、ヒゲや粉の発生具合の程度を
次の５等級に分けて評価する。

スリット性Ａニヒゲや粉の発生が非常に少ない。

スリット性Ｂ：ヒゲや粉の発生が少ない。

スリット性Ｃ：ヒグや粉の発生が普通レベル。

スリット性り：ヒグや粉の発生がやや多い。

スリット性Ｅ：ヒゲや粉の発生が多い。

［実施例１ 本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１ 予め、平均粒径約０．８μｍのα−アルミナをエチレン
グリコールに分散させ、１８５℃で２時間ボイルした改
質α−アルミナを準備する。テレフタル酸ジメヂル１０
０重量部、エチレングリ］−ルア０重量部に、触媒とし
て酢酸カルシウムＯ９１重量部を用いて、常法によりエ
ステル交換反応を行ない、その生成物に三酸化アンチモ
ン０．０３重量部、酢酸リチウム０．３重量部、リン酸
トリメチル０．２重量部及び上記改質α−アルミナ０．
１５重量部を添加し、重合して、極限粘度０゜６１５の
ポリマーペレットを得た。このペレットを１８０℃、８
時間真空乾燥した後、押出機に供給して、２８０’Ｃで
溶融押出し、ギアポンプ、フィルターを経由してＴ型口
金からシート状に吐出せしめ、この溶融シートを表面温
度４０℃の冷却ドラムに巻き付けて、冷却固化せしめて
未延伸シートを作った。この未延伸シートを同時二軸延
伸方式のステンターへ導き、シート両端部をクリップで
把持して、長手方向及び幅方向同時に３．３０倍づつ延
伸した。延伸時の加熱温度は、９０’Ｃとした。この延
伸されたフィルムを冷却することなく、そのまま次の同
時二軸延伸ゾーンへ導き、延伸温度を１３０’Ｃに上げ
て、再度二軸方向同時に１．２０倍づつ延伸した。次い
で、このフィルムを冷却することなく、そのまま熱処理
ゾーンへ＝　１７− 導き、２１０’Ｃで３秒間緊張熱固定し、続いて同温度
で長手方向２％、幅方向３％（各々原長に対、して）の
弛緩を行ない、再度同温度で５秒間緊張熱固定し、その
まま１０５℃の中間冷却室へ導き、ここで中間冷却をし
た後、この出口のところで長手方向に原長の２％分の弛
緩を与え、そのまま徐冷して、室温まで冷却させて巻き
取ることにより、厚さ１５μｍの二軸配向ポリエステル
フィルムを得た。このフィルムを基材として、前述の方
法でビデオテープを作り、これをスリットする時のスリ
ット性を評価した。

実施例２〜６及び比較例１〜４ 実施例１の諸条件の中で、重合時、添加する固体微粒子
の種類、♀及び延伸温度、延伸倍率、熱固定温度及び熱
固定時の弛緩の程度を種々変更することにより、特性の
異なるザンプルを作った。

［発明の効果］ 本発明にかかる二軸配向ポリエステルフィルムの表面突
起は、外力を受けた時その衝撃を吸収する能力に優れる
ので、耐摩耗性に優れ、かつ走行安定性も良好である。

また、面配向係数、マイクロボイド個数、結晶サイズ、
軸配向度を最適化することにより、フィルムのスリット
性、特にフィルムの上に磁性層を設りたビデオテープの
スリット性を改良するという効果も示すものである。カ
レンダー加工工程等において、削れ粉の発生が少なく、
またスリット時にヒゲや粉が出にくいという特性は、ビ
デオテープのドロップアウトの減少や、磁気ヘッドの目
詰まり防止に有効であり、その意味で本発明の二軸配向
ポリエステルフィルムは、特にビデオ−テープ用基月と
して有用である。

本発明にがかる二軸配向ポリエステルフィルムは、その
片面又は両面に磁性層を設けることによって、各種の磁
気記録媒体、例えばビデオテープ、オーディオテープ、
フロッピーディスク等に加工されて利用される。磁性層
としては、磁性粉末をバインダーと共に塗布するもので
もよく、あるいは強磁性材料を真空蒸着、スパッタリン
グ、イオンブレーティングあるいはメッキ等の手法で薄
膜化したものでもよい。本発明の二軸配向ポリエステル
フィルムは、上記の各種磁気記録媒体用に用いることか
できるが、特に有効なのは、ビデオテープ用途である。

ビデオテープでは、磁性層塗布の後、カレンダー加工さ
れるが、そこで削れ粉が発生すると、ドロップアウトの
原因となる。更にこれをスリットする時、その端面にヒ
ゲや粉が多く発生すると、ドロップアウトが増えるだけ
でなく、これらのヒゲや粉が磁気ヘッドの目詰まりの原
因となることかあるからである。

なお、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、上記
用途以外にも、例えばグラフィック、スタンピングフォ
イル、電気絶縁材料、コンデンサー用誘電体、包装用等
、削れ性及びスリット性が問題となる用途では、有効に
利用され得るものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　極低速走行時の摩擦係数（μｋ）が０．１８〜０．２
   ６、突起の粘弾性係数（Ｖｅ）が１．２〜１．９、面配
   向係数（χｉ）が０．０３〜０．１１、マイクロボイド
   個数（Ｎｖ）が７００〜４０００ｍｍ＾−＾２、結晶サ
   イズ（χｃ＾（＾１＾０＾０＾））が４５〜６５Å、軸
   配向比（Ａｘ／Ａｙ）が０．７０〜１．１５の範囲にあ
   ることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。