JPH03199238A - 磁気記録媒体用二軸延伸ポリエステルフィルム - 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） 本発明はフィルムの表面に微細突起が多く、易滑性及び
耐磨耗性が優れた磁気記録媒体用二軸延伸ポリエステル
フィルムに関する。

（従来の技術） 一般に、ポリエチレンテレフタレートで代表されるポリ
エステルは、優れた物理的、化学的特性によりフィルム
成形特、磁気テープ用、写真用、グラフィックアート用
、コンデンサ用及び包装用として、多種の用途で広く用
いられている。しかし、その優れた特性にもかかわらず
、ポリエチレンテレフタレートはフィルム成形特に易滑
性が不足し、耐磨耗性が不良であって製膜工程及び加工
段階において作業性が不良であった。

また、易滑性及び耐磨耗性が不良であると、加工工程に
おいてフィルム表面とロールとの摩擦磨耗による傷が生
じて多量の白粉が発生する等の製品に大きな影響を及ぼ
す問題点があった。

（発明が解決しようとする課題） 特にポリエステルフィルム表面に磁性層を塗布して磁気
テープ用に使用する場合、磁気テープに記録を蓄積する
時もしくは記録を再生する時に記録装置と再生装置との
接触が多く、この接触によるフィルム表面の損傷及び白
粉発生により磁気信号にドロップアウト等の悪影響を及
ぼし、さらに長時間使用する場合には摩擦係数が増加し
て走行性が悪くなる。

一般的にポリエステルフィルムの易滑性及び耐磨耗性を
改善する目的でフィルムの表面に凹凸を付与してフィル
ムとフィルム及びフィルムとロールとの接触面積を減少
させることが知られている。

この様な凹凸の付与方法としては、ポリエステル製造中
に触媒残渣成分から不活性微粒子を析出させる内部粒子
生成方式と、ポリエステル製造中に不活性微粒子成分を
添加させる外部粒子方式が知られている。

内部粒子生成方式は、粉砕、分級等の操作が不必要であ
り、生成粒子とポリマーとの親和性が良く、生成粒子の
硬度が少なくて耐磨耗性が優れているが、析出粒子の粒
径調節がむずかしく、分布むらが生し易い。

一方、外部粒子添加方式は、炭酸カルシウム、硝酸カル
シウム、硝酸バリウム、カオリーン、シリカ、タルク、
二酸化チタン等の不活性無機粒子をポリエステル合成時
或いは成型時添加する方式で粒子量と粒子径の選択が容
易であり、長期運転時にもポリマー特性及び粒子状態を
安定させることができて有利である。

しかし、この方法は粒子の種類及び粒径に従って粒子等
の凝集による粗大粒子が生威し、磁気テープに使用時、
ドロップアウト等の欠点が生じ易いために粒子の大きさ
、密度、形状等の調節が必要である。

一般的に、ポリエステル重合体内に含まれた粒子が大き
い程ポリエステルフィルムの易滑性の改善効果が大きい
が、易滑性を改善するため粒径が大きい粒子を添加した
ポリエステルフィルムは高密度磁気記録媒体のような精
密産業分野に使用される時、電子変換特性の悪化により
製品の品質が良くなかった。

高密度磁気記録媒体用ポリエステルフィルムの場合、表
面の突起が微細であって表面平坦性が優秀であると共に
易滑性と耐磨耗性が優秀でなければならない。本発明者
は、フィルム表面に微細突起が多く、かつ易滑性及び耐
磨耗性に優れ、表面特性が優秀な磁気記録媒体用ベース
フィルムの開発に研究を重ねた結果本発明に至った。

従って、本発明は表面に微細突起が多く、易滑性、耐磨
耗性、表面特性に優れた磁気記録媒体用二軸延伸ポリエ
ステルフィルムを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、樹脂の８０重量％以上の化学構造的反復単位
がエチレンテレフタレート及び／又はエチレン２．６−
ナフタレンジカルボキシレートからなるポリエステル中
に平均粒径が２０〜５００ｒ＋ｍであり、実質的に球形
であるコロイド状シリカ粒子を０．０５〜５．０重量％
含有し、下記式（Ｉ）にて定義される粒子の平均粒径比
（Ｒ）が３．０〜１５．０の範囲を満足する不活性無機
粒子を０．００５〜１．０重量％含有することを特徴と
する磁気記録媒体用二輪延伸ポリエステルフィルムであ
る。

本発明において用いられる芳香族ポリエステルは、８０
モル％以上のテレフタル酸及び／又は２゜６−ナフタレ
ンジカルボン酸から構成されたジカルボン酸成分と８０
モル％以上のエチレングリコールで構成されたグリコー
ル成分との共重合体が望ましい。これら以外の共重合成
分としては、２０モル％以下のイソフタル酸、ジフェニ
ルメタンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフ
ェニルエーテルジカルボン酸等の酸成分と、２０モル％
以下のトリメチレングリコール、テトラメチレングリコ
ール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリ
コールのような２〜１０個の炭素原子を有するアルキレ
ングリコール成分或いはシクロヘキサンジメタツールの
ような脂環式ジオール等が挙げられる。

本発明に使用される球形コロイド状シリカは珪酸ナトリ
ウムを原料としてアルカリ成分を除去して製造すること
ができるが、実質的に球形の粒子である。この粒子の平
均粒径は２０〜５００ｎｍである。

この平均粒径は、粒子の走査型電子顕微鏡写真もしくは
フィルム中の粒子の透過型顕微鏡により下記式（ＩＩ）
によって求めることができる。又、粒子の形状も容易に
観察できる。

（Ｘ、：測定粒子の粒径、ｎ：測定粒子の総数）一方、
球形のシリカの平均粒径が２０ｎｍ未満であるとフィル
ムの易滑性が不足する。ポリエステルフィルム中の球形
コロイド状シリカ粒子の添加量は、生成ポリマーに対し
て０．０５〜５．０重量％が適当である。球形のシリカ
粒子の添加量が０．０５重量％未満であると、フィルム
の易滑性と耐磨耗性が不足し、５．０重量％を越えると
、フィルムの表面粗度が大きくなってフィルムの表面平
坦性が不良になり、ドロップアウトの原因となる凝集粒
子の生成が増加してフィルムの品質を低下させるので好
ましくない。

又、本発明において添加すべき不活性無機粒子は、上記
式（Ｉ）で表示される粒子の平均粒径比（Ｒ）が３．０
〜１５．０の範囲のものが良い。Ｒ値が３．０未満であ
るとフィルムの耐磨耗性が不良になってドロップアウト
の原因になる凝集粒子の生成が増加するので好ましくな
い。ポリエステルフィルム中の不活性無機粒子の添加量
は生成ポリマーに対して０．００５〜１．０重量％の範
囲が適当である。

不活性無機粒子の添加量が０．００５重量％未満である
と耐磨耗性が不良になり、１．０重量％を越えるとフィ
ルムの表面粗度が大きくなって表面平坦性が不良になり
、ドロップアウトの原因となる凝集粒子の生成が増加す
るので好ましくない。

本発明の不活性無機粒子は炭酸カルシウム、硝酸カルシ
ウム、硝酸バリウム、カオリン、シリカ、タルク、二酸
化チタンの中から選択するのが良い。

本発明において使用される球形のコロイド状シリカ及び
不活性無機粒子は、エチレングリコールに分散された状
態、水に分散された状態及び水とエチレングリコールに
分散された状態中のどの状態のスラリーでも投入が可能
である。二軸延伸フィルムは上記で得られたポリエステ
ルにより公知の方法によって製造される。

本発明の二軸配向フィルムは、優れた表面特性により高
密度磁気記録媒体の分野で非常に良く、コンデンサ用、
包装用等多様な用途に使用される。

本発明において、それぞれの性質及び特性は下記の方法
で測定した。

（１）粒子の粒径 イ）粉末状の球形コロイド状シリカ粒子の平均粒径ニ シリカの粉末を電子顕微鏡のサンプル台上に可能な限り
重ならないようにして分散させ、分散された粉末の表面
上に金スパツタリング装置により２００〜３００人の厚
さに金装着をさせた後、１０．０００〜２０，０００倍
率の走査電子顕微鏡で測定した。

口）フィルム中の球形コロイド状シリカ粒子の平均粒径
： エポキシ樹脂を使用してフィルムの表面を固定して棒状
に底形し、マイクロトムを使用して厚さ５０〜１１００
ｎの超薄膜切片を製造する。サンプルフィルム切片の切
断部に存在する微粒子を加速電圧１００ＫＶの透過型電
子顕微鏡を使用して粒子写真を得てこの写真から平均粒
径を求めた。

ハ）不活性無機粒子の平均粒径： 遠心沈降法により粒子等の粒径累積曲線を得て５０重量
％に該当する粒径を平均粒径とした。

（２）フィルムの表面平坦性 二次元粗度径（ＫＯ３ＡＫＡ　５Ｅ−３）１）を使用し
て中心線平均粗度（Ｒａ）を測定した。

（３）　　フィルムの易滑性及び耐磨耗性ポリエステル
フィルムを一定幅のロールテープにした後、金属製ガイ
ドロールに高速で長時間接触しながら走行させた後、フ
ィルム表面の傷の程度を顕微鏡で観察して次のように判
定した。

イ）易滑性 １級ニガイドロールとの摩擦後、フィルム表面に傷が殆
ど生じなかった。

２級ニガイドロールとの摩擦後、フィルム表面に傷が少
量生した。

３級ニガイドロールとの摩擦後、フィルム表面に傷が多
量発生した。

口）耐磨耗性 １級：白色粉末が殆どない。

２級：白色粉末が少量生成。

３級：白色粉末が多量生成。

（４）　　フィルム表面の粗大突起の評価フィルム表面
を多重干渉￥ａ徽鏡を使用して高さ１ｊＭ以上の粗大突
起数（測定面積ｌｆｆ１Ｉ１１２中の個数）をカウント
して次のように判定した。

１級：１〜３個 ２級：４〜７個 ３級二８〜１１個 ４級＝１２個以上 （実施例） 以下、実施例及び比較例に基づき本発明を具体的に説明
する。

実施例１〜３ 通常の方法でジメチルテレフタレート１００部とエチレ
ングリコール６４部を精留塔を備えた反応管に投入した
後、表１に記載された球形のコロイド状シリカと不活性
無機粒子をエチレングリコールに分散させ、所定量（表
１参照〉を添加した後、直ちにエステル交換反応触媒と
して酢酸マンガン０．０７部を投入した後、反応管温度
１８０℃〜２４０℃でエステル交換反応を行った。メタ
ノール流出が完了した後に、重合触媒として二酸化アン
チモン０．０３５部及びトリノチルホスフエイト０．０
４部を添加して２４０〜２９０℃の温度にて重縮合反応
を行った。重縮合反応で得られた固有粘度０．６３のポ
リエチレンテレフタレートを１７５℃で３時間乾燥させ
、押出機内で２９０℃の温度で溶融させた。溶融したポ
リエステルを回転する冷却ドラム上にスリットダイを介
して押出して、厚さ２０５−の未延伸フィルムを得た。

この未延伸フィルムを通常の方法で縦倍率３．７５倍、
横倍率３．７倍に延伸し、２００℃で５秒間熱固定して
、厚さ１５−の二輪延伸ポリエステルフィルムを得た。

このフィルムを走査型電子顕微鏡で分析した結果、フィ
ルム表面に多数の微細突起が生成されたことが観察でき
、またフィルムの物性を評価した結果は、表１に示すよ
うに易滑性、耐磨耗性に優れていることが判明した。

比較例１ 不活性無機粒子を添加しなかったこと以外は、実施例１
と同じ方法で得られた二軸延伸フィルムの物性を表１に
示した。

比較例２ 平均粒径が２００部ｍである球形のシリカ０．２重量％
と、不活性無機粒子として平均粒径４００ｎＩＩ＋であ
るカオリン０．０１重量％とを添加した以外は、実施例
１と同じ方法で得られた二軸延伸フィルムの物性を表１
に示した。

比較例３ 平均粒径が７０部ｍである球形のシリカ０．４重量％と
、不活性無機粒子として平均粒径が１３００ｎｍである
炭酸カルシウム０．０１重量％とを添加した以外は、実
施例１と同じ方法で得られた二軸延伸フィルムの物性を
表１に示した。

比較例４ 平均粒径が６０部ｍである乾式法シリカ０．３重量％と
、不活性無機粒子として平均粒径が７００部ｍである炭
酸カルシウム０．０２重量％とを添加した以外は、実施
例１と同じ方法で得られた二軸延伸フィルムの物性を表
１に示した。

（発明の効果） 本発明によって得られた二軸延伸ポリエステルフィルム
は、フィルムの表面に微細突起が多く、易滑性及び耐磨
耗性が優秀で、かつ粗大突起が少なく、磁気記録媒体用
ベースフィルムとして表面平坦性が優れた特徴を有して
いる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂の８０重量％以上の化学構造的反復単位がエ
   チレンテレフタレート及び／又はエチレン２，６−ナフ
   タレンジカルボキシレートからなるポリエステル中に平
   均粒径が２０〜５００ｎｍであり実質的に球形であるコ
   ロイド状シリカ粒子を０．０５〜５．０重量％含有し、
   下記式（ I ）にて定義される粒子の平均粒径比（Ｒ）
   が３．０〜１５．０の範囲を満足する不活性無機粒子を
   ０．００５〜１．０重量％含有することを特徴とする磁
   気記録媒体用二軸延伸ポリエステルフィルム。 不活性無機粒子の平均粒径（ｎｍ） Ｒ＝不活性無機粒子の平均粒径（ｎｍ）／球形コロイド
   状シリカ粒子の平均粒径（ｎｍ）・・・（ I ）