JP2527259B2

JP2527259B2 - 二軸配向ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JP2527259B2
Application number: JP16759390A
Authority: JP
Inventors: 秀仁南沢; 聡西野; 晃一阿部
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JPH0462137A

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、更に詳し
くは、磁気テープ用ベースフィルム及び、コンデンサー
用、包装用などとして好適な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
ルにシリカ粒子を含有せしめたフィルム（例えば、特開
昭59−171623号公報など）が知られている。

［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、磁気媒体用途における製品巻き取り工程で製
品の磁性面に傷が発生するという問題が起こっている。
また磁気媒体用途において、近年ビデオカセットのコス
トダウンを目的にカセットハーフ中のガイドピンに樹脂
製のピンが用いられはじめており、上記従来の二軸配向
ポリエステルフィルムでは樹脂製のピンとの摩擦特性が
不良であるため、樹脂製ガイドピンとの摩擦特性の良好
な二軸配向ポリエステルフィルムが求められている。

本発明の目的は、かかる課題を解消せしめ、製品の磁
性面に傷がつきにくく（以下磁性面傷良好）、更に樹脂
製ガイドピンとの摩擦特性の良好な二軸配向ポリエステ
ルフィルムを提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段］本発明は上記目的を達成するために、フィルム中での
真球度が1.5以下、平均粒径が0.010μｍ以上5.00μｍ以
下である球状の炭酸カルシウム粒子を0.002重量％以上1
0.0重量％以下含有し、かつ、厚さ配向指数が1.20以下
であることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム
を骨子とするものである。

本発明のポリエステルは特に限定されないが通常ポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレン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、ポリエチレン2,6−ナフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート等が用いられる。中でもポリエチレン
テレフタレートが好ましい。

本発明フィルムに用いる球状炭酸カルシウム粒子のフ
ィルム中での真球度は1.5以下、好ましくは1.3以下であ
る必要がある。球状炭酸カルシウム粒子の真球度が上記
範囲より大きい場合、樹脂製ガイドピンとの摩擦特性が
不良となるため好ましくない。

またフィルム中における球状炭酸カルシウムの平均粒
径は0.010μｍ以上5.00μｍ以下、好ましくは0.050μｍ
以上3.00μｍ以下であることが必要である。フィルム中
での平均粒径が上記の範囲より小さい場合樹脂製ガイド
ピンとの摩擦特性が不良となるので好ましくない。また
フィルム中での平均粒径が上記範囲より大きいと磁性面
傷が不良となるので好ましくない。

本発明フィルムに用いる球状炭酸カルシウム粒子のフ
ィルム中の含有量は0.002重量％以上10.0重量％以下、
好ましくは0.005重量％以上5.0重量％以下である必要が
ある。フィルム中での含有量が上記範囲より少ない場合
樹脂製ガイドピンとの摩擦特性が不良となるので好まし
くない。またフィルム中での含有量が上記範囲より多い
場合磁性面傷が不良となるので好ましくない。

本発明フィルムの厚さ配向指数は、1.20以下、好まし
くは1.15以下である必要がある。フィルムの厚さ配向指
数が1.20を越えると、本発明の効果が得られないため好
ましくない。

本発明フィルム中の粒子の相対標準偏差が0.7以下、
好ましくは0.5以下、更に好ましくは0.4以下であること
は、樹脂製ガイドピンとの摩擦特性を良好とするために
望ましい。

本発明フィルムの表面の突起最大高さRtと突起十点平
均高さP10の比（Rt/P10）が2.0以下であると、磁性面
傷、樹脂製ガイドピンとの摩擦特性の両方を良好とする
のに好ましい。

本発明における球状炭酸カルシウムの結晶形態はバテ
ライト構造であることは磁性面傷、樹脂製ガイドピンと
の摩擦特性の両方を良好とするのに有効である。

尚、上記球状炭酸カルシウム粒子以外の不活性粒子お
よび、内部析出粒子を本発明の効果を阻害しない範囲で
あれば併用してもかまわない。ここでいう不活性粒子と
しては、酸化アルミニウム、二酸化チタン、架橋エチル
スチレン−ジビニルベンゼン共重合体などが挙げられ
る。特に微細な不活性粒子を併用することは、フィルム
の特性を更に向上させる上で好ましい。

更に、本発明フィルムの平均表面粗さは特に限定され
ないが、少なくとも片面の平均表面粗さが0.003〜0.060
μｍの範囲にある場合に樹脂製ガイドピンとの摩擦特性
が良好となるので望ましい。

次に本発明フィルムの製造方法を説明する。

まず、所定のポリエステルに球状炭酸カルシウム粒子
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を用いるのが好まし
い。分散方法としては、微細なガラスビーズなどをメデ
ィアとして分散させた後、ガラスビーズを除去するメデ
ィア分散法などが好ましい。

また、ベント式の二軸混練押し出し機を用いて、球状
炭酸カルシウムの粉体、または水スラリーとしたもの
を、粒子の添加されていないポリエステルのペレットと
混練する方法も粒子を均一に分散添加させる方法として
好ましい。

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。

次に、このポリエステルを十分乾燥した後、公知の溶
融押出機に供給し、濾過フィルターを経た後260〜320℃
でスリット状口金から溶融押出し、冷却固化せしめて未
延伸フィルムを作る。

また、キャスト時のドラフト比（口金のスリット幅／
未延伸フィルムの厚み）は５〜30程度の値であること
が、本発明の効果を得るのに有効である。

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。

長手方向の延伸は70〜120℃で、２段または３段に分
けて、４〜５倍延伸する方法を用いる。

幅方向の延伸は、80〜120℃で３〜倍延伸するのが好
ましい。

また、一旦、二軸延伸したフィルムを少なくとも一方
向に更に延伸しても良い。

また必要に応じて、この延伸フィルムを熱処理するこ
ともできる。この場合の熱処理条件としては、定長下で
150〜220℃、好ましくは170〜210℃の範囲で0.5〜30秒
間行なうことが好ましい。

また、溶融押出し時に公知の複合押出し機、すなわ
ち、２台以上の押出し機、２層以上のマニホールド、ま
たは合流ブロックを用いて２層以上の複合二軸配向フィ
ルムとすることは、本発明の効果を得る上でより好まし
い。

［作用］本発明フィルムは、含有する粒子の種類と形状を限定
し、粒子の粒径と添加量を特定の範囲とすることによ
り、粒子の特性が最大限に発揮され本発明の効果が得ら
れたものと推定される。

［特性の測定法］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。

（１）フィルム中での粒子の真球度粒子を含有したフィルムを、フィルム平面に垂直に厚
さ1000Åの超薄切片とし、透過型電子顕微鏡（例えば日
本電子製JEM−1200EXなど）を用いて、10万倍程度で100
視野について粒子を観察し個々の粒子の最長径（D1）、
最短径（D2）を求める。求めた最長径、最短径より下式
にて求められる値を真球度とした。

真球度＝Σ（D1/D2）/N N:粒子総個数（２）フィルム中での平均粒径、相対標準偏差粒子を含有したフィルムを、特性の測定法（１）と同
様に透過型電子顕微鏡にて粒子を観察し、100視野につ
いて円相当径を測定し、その平均粒径、相対標準偏差を
求めた。ここでいう相対標準偏差とは、粒子の標準偏差
を粒子の平均径で割った値を意味する。

（３）粒子含有量析出粒子量の測定：ポリエステルを溶解させ、かつ粒
子を溶解させない溶媒にポリエステル100グラムを加え
て加熱し、完全にポリエステルを溶解させる。この溶液
を日立工機（株）製超遠心機55P−72を用い、30000rpm
で40分間遠心分離を行ない、得られた粒子を真空乾燥す
る。該粒子を走査型差動熱量計にて測定した時、ポリエ
ステル相当する融解ピークが認められる場合には該粒子
に再び溶媒を加え、加熱溶解後、遠心分離操作を行な
う。融解ピークが認められなくなった時、この粒子の重
量を測定する。この重量を100グラムで割り、パーセン
ト表示したものを含有量とした。

なお、通常遠心分離操作は３回程度で十分である。

また必要に応じて熱分解ガスクロマトグラフィーや赤
外吸収、ラマン散乱、SEM−XMAなどを利用して定量す
る。

（４）表面の粗さパラメータRt、P10、Ra WYKO社製HiRes−TOPO−3D（Videk社製高解像度カメラ
（1024×1024画素に分割）内蔵、20倍レンズ使用）にて
フィルム表面を測定する。この1024×1024の画素を持っ
た画像について、その中心面に平行な平面を10nmおきに
想定し、10画素以上の連続した大きさをもち、かつ突起
と認識できる部分の最大高さをその突起の高さとみな
し、高いほうから10個の突起を平均する。次に凹みにつ
いても同様に、低いほうから10個の凹みを平均し、10個
の突起の平均と10個の凹みの平均の差をとる。これを10
面について行ない平均した値をP10とした。又、この時
各面での最も高い突起の値と、最も低い凹みの値の差を
とり、10面について平均した値をRtとした。

また表面平均粗さRaは下式にて表わされる。

Z_i:画素ｉの高さ N:総画素数 i:1〜Ｎ（５）磁性面傷市販のビデオテープを磁性面を表にして張力100グラ
ムで直径7mmのピンの円周方向にテープの長手方向を巻
き付ける。更に幅1/2インチのテープ状にスリットした
評価フィルムを巻き付け角60度、張力50グラムでビデオ
テープの長手方向に重ね併せて巻き付け、評価フィルム
を走行速度20cm/分で5cmを10往復走行させる。この時、
磁性面に発生した傷を観察し、ほとんど傷が無い場合を
磁性面傷良好、テープ幅あたり10本以上の傷が入ってい
る場合を磁性面傷不良と判定した。

（６）樹脂製ガイドピンとの摩擦特性フィルムを幅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SFT−700型（（株）横浜システム
研究所製）を使用し、40℃、80％RH雰囲気で走行させ、
50パス目の摩擦係数を下式により求めた。

μ＝0.733log（T2/T1）ここでT1は入側張力、T2は出側張力である。ガイド径
は6mmφであり、ガイド材質はポリオキシメチレン（表
面粗さは20〜40nm程度のもの）、巻き付け角は90度、走
行速度は20cm/分、繰り返しのストロークは15cmであ
る。この測定によって得られた摩擦係数μが0.35以下の
場合は摩擦特性良好、0.35を越えるものは摩擦特性不良
と判定した。

摩擦係数μが0.35という値は、製品使用時の走行に耐
え得るかどうかの臨界値である。

（７）炭酸カルシウムの結晶形態特性の測定法（３）と同様の方法でポリエステル中か
ら粒子を分離させ、真空乾燥後の粒子を通常のＸ線回折
法により粒子の結晶構造を測定する。

（８）フィルムの厚さ配向指数ナトリウムＤ線（波長589nm）を光源としてアッブ屈
折率計を用いて、無配向フィルムの厚さ方向の屈折率
（Ａとする）および二軸配向フィルムの厚さ方向の屈折
率（Ｂとする）を測定し、A/Bをもって厚さ配向指数と
した。マウント液にはヨウ化メチレンを用い、25℃、65
％RHにて測定した。

［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。

実施例１（第１表）球状炭酸カルシウム粒子を、ガラスビーズを用いたメ
ディア分散法によりエチレングリコール中に均一に分散
させ、ジメチルテレフタレートと重合して、ポリエチレ
ンテレフタレートのペレットを得た。ポリエステルに対
する粒子の含有量を測定したところ、炭酸カルシウムの
含有量は1.0重量％であった。

球状炭酸カルシウム粒子含有マスターペレット15重量
部、実質的に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85重量部を混合し、このペレットを、18
0℃で３時間減圧乾燥（3Torr）後、押出機に供給し、高
精度濾過（５μカットフィルター）し290℃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180μ
ｍの未延伸フィルムを作った。この時の口金スリット間
隙／未延伸フィルムの厚さの比（ドラフト比）は10であ
った。

この未延伸フィルムを90℃にて長手方向に4.2倍延伸
した。この一軸フィルムをステンタを用いて100℃で幅
方向に3.6倍延伸し、定長下で205℃にて５秒間熱処理
し、厚さ11μｍのフィルムを得た。

このフィルム中に含有される炭酸カルシウムは0.15重
量％であり、炭酸カルシウムの結晶形態はバテライト構
造であった。

また、フィルム中の炭酸カルシウム粒子の真球度、平
均粒径、粒子の相対標準偏差を測定したところ、真球度
は1.2、平均粒径は0.65μｍ、相対標準偏差は0.30であ
った。

次に、このフィルムの表面の突起最大高さRt、突起十
点平均高さP10を測定し、その比（Rt/P10）をとったと
ころ1.2であり、フィルムの厚さ配向指数は1.06であっ
た。

また、このフィルムの表面平均粗さは、0.012μｍで
あった。

このフィルムの磁性面傷を測定すると、磁性面につい
た傷の本数は３本であり良好であった。

また、樹脂製ガイドピンとの摩擦特性も、摩擦係数μ
が0.25であり良好であった。

このように、フィルム中の粒子の真球度、平均粒径、
および含有量、厚さ配向指数を特定の範囲とすることに
より、磁性面傷、樹脂製ガイドピンとの摩擦特性の両方
を満足する二軸配向ポリエステルフィルムとなり得るこ
とがわかる。

実施例２〜９、比較例１〜８（第１表）含有する粒子の真球度、平均粒径、含有量、製膜条件
などを変更し、実施例１と同様にポリエチレンテレフタ
レートの二軸配向フィルムとした。含有粒子の真球度、
平均粒径、含有量、厚さ配向指数の全てが本発明の範囲
内であるものは、磁性面傷、樹脂製ガイドピンとの摩擦
特性が共に良好であった。またフィルム中での粒子の相
対標準偏差、突起最大高さRtと突起十点平均高さP10の
比（Rt/P10）、フィルム中の粒子の相対標準偏差を特定
の範囲とすることは、樹脂製ガイドピンとの摩擦特性の
向上に更に望ましいことがわかる。また炭酸カルシウム
の結晶形態がバテライト構造であることは、磁性面傷、
樹脂製ガイドピンとの摩擦特性を共に良好とするのに有
効であることがわかる。（実施例２〜９）しかし含有粒子の種類、真球度、平均粒径、含有量の
いずれかが本発明の範囲をはずれる場合、磁性面傷、樹
脂製ガイドピンとの摩擦特性の両方を良好とすることは
できなかった。（比較例１〜８）［発明の効果］本発明は、含有する粒子の種類、形状、平均粒径、含
有量、厚さ方向の配向を特定の範囲とし、フィルム加工
時、あるいは製品として使用時の磁性面傷、樹脂製ガイ
ドピンとの摩擦特性が共に良好な二軸配向ポリエステル
フィルムとしたのであり、各種用途での加工工程、使用
状況の苛酷化に対応できるものである。本発明フィルム
の用途は特に限定されないが、加工工程、製品としての
使用時において磁性面の傷、ガイドピンとの摩擦特性が
製品性能上の問題となる磁気記録媒体用ベースフィルム
として有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 (56)参考文献特開平４−41534（ＪＰ，Ａ) 特開平３−292354（ＪＰ，Ａ) 特開平１−193327（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−280617（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−71632（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フィルム中での真球度が1.5以下、平均粒
径が0.010μｍ以上5.00μｍ以下である球状の炭酸カル
シウム粒子を0.002重量％以上10.0重量％以下含有し、
かつ、厚さ配向指数が1.20以下であることを特徴とする
二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項２】フィルム中の炭酸カルシウム粒子の相対標
準偏差が0.7以下であることを特徴とする請求項第１項
記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項３】フィルム表面の突起最大高さRtと突起十点
平均高さP10の比（Rt/P10）が2.0以下であることを特徴
とする請求項第１項または第２項記載の二軸配向ポリエ
ステルフィルム。
【請求項４】炭酸カルシウムの結晶形態がバテライト構
造であることを特徴とする請求項第１項〜第３項のいず
れかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。