JPS63284231A - 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ニスデルフィルムに関し、更に詳
し《は優れた走行性及び耐摩耗性に加えて、光線透過軍
の低い磁気記録媒体用二軸配向ポリエステルフィルムに
関する。

〔従来技術〕

ポリエチレンテレ７タレートフイルムに代表される二軸
配向ポリエステルフィルムは、その慣れた物理的、化学
的特性の故、広い用途に用いられ、妹にビデオ、オーデ
ィオ、コンピュータ及び７０ツビーデイスク等の磁気記
録媒体用のベースフィルムに広く用いられている。近年
、これら用途においてＡｉＷｊ［＋ｆｆｉ録化がめざま
しく、電磁変換特性を向上させるため磁気デーゾに用い
られる伍性粉宋が微粉末化してきている。磁性粉が微粉
末化して（ると、ｔｌＬ長の黄い光は磁性粉によって散
乱されに（くなり、光透過率が高くなる。このため、促
米非出性支持体と磁性配録層の光線透過率の差を利用し
て終端検出等を行なっていた磁性記録媒体では不具合が
生じ、ベースフィルムの光線透過率の低減が要望されて
いる。

遮光性付与に関して従来よりベースフィルム中にカーボ
ンブラックを添加する多くの考案がなされているが、磁
気記録媒体として要求される平坦性、走行性、耐摩耗性
等で十分な性能を保持しているとはいえず、未だに工業
化はされていない。

また、カーボンブラックと、炭酸カルシウム。

酸化チタン尋との２成分系范加剤を添加するφにより上
記改善を図ろうとする試みもなされているが、今−歩で
ある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、この様な欠点を補える光線透過率の低
い且つ出猟デープ用として用いるに十分な平坦性、走行
性及び耐摩耗性を有する二軸配向ポリエステルフィルム
な提供することにある。

〔発明のｍ成、効果〕

本発明の目的は、本発明によれば、平均粒径０．０１〜
０．６　ａｍ　　のカーボンブラック？：０．１５〜７
．０重麓％含有し、且つ平均粒径が０．１〜１．２μｍ
　でかつ長径／短径で定義される粒径比が１．０〜１．
４である球状シリカを０．００５〜１．０重電％含有す
ることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムによ
り達成される。

本発明におけるポリエステルとは芳香族ジカルボン酸を
主たる酸成分とし、脂肪族グリコールを主たるグリコー
ル成分とするポリニスデルである。かかるポリエステル
は夾質的に線状であり、そしてフィルム形成性特に溶融
成形によるフィルム形成性を有する。芳香族ジカルボン
酸としては、例えばテレフタル酸、ナフタレンジカルボ
ン酸、インフタル酸＃ジフェニルエタンジカルボン寂、
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、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェニルケ
トンジカルボン酸、７ンスラセンジカルポンｒＲ等を挙
げることができる。脂肪派グリコールとしては、例エバ
エチレングリコール、トリメチレングリコール、デトラ
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。

デカメチレングリコール等の如き炭素ｖＬ２〜１０のフ
ルキレングリコール、あるいはシクロヘキサンジメタツ
ールの如き脂環族ジオール尋を挙げることができる。

本発明に２いて、ポリエステルとしては例えばフルキレ
ンテレフタレート及び／又はアルキレンナフタレートを
主たる構成成分とするものが好ましく用いられる。

かかるポリニスデルのうちでも、例えばポリエチレンテ
レフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレートは
もちろんのこと、例えば全ジカルボン酸成分の８０モル
％以上がテレフタル域及び／又は２，６−す７タレンジ
カルポン酸であり、全グリー−ル成分の８０モル以上が
エチレングリコールである共！分体が好ましい。そ芳香
族ジカルボン酸であることができ、また例えば７ジピン
酸、セパチン酸等の如＠脂肪族ジカルボン酸；シクロヘ
キサン−１，４−ジカルボン酸の如き脂環族ジカルボン
酸等であることができる。また、全グリコール成分の２
０モル％以下は、エチレングリコール以外の上記グリコ
ールであることができ、あるいは例えばハイドロキノン
、レゾルシン、２．２−ビス（４−ヒドロキシフェニル
）プロパン等の如き芳香族ジオール；１，４−ジヒドロ
キシメチルベンゼンの如き芳香環を有する脂肪族ジオー
ル；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル、ポリテトラメチレングリコール等の如きポリアルキ
レングリコール（ポリオキシアルキレングリコール）等
であることもできる。

また、本発明で用いるポリエステルには、例えばヒドロ
キシ安息香酸の如き芳香族オキシ酸；ω−ヒドロキシカ
プロン酸の如き脂肪族オキシ酸等のオキシカルボン酸に
白米する成分を、ジカルボン酸成分およびオキシカルボ
ン酸成分の１量に対し２０モル％以下で共重合或は結合
するものも包含される。

さらに本発明におけるポリエステルには実質的に線状で
ある範囲の量、例えば全＃＊分に対し２モル％以下の量
で、３官能以上のポリカルボン酸又はポリヒドロキシ化
合物１例えばトリメリット酸、ペソタエリスリトール等
を共重合したものをも包含される。

上記ポリエステルは、それ自体公知であり、且つそれ自
体公知の方法で装造することができる。

上記ポリエステルとしてを工、−ｏ−クロロフェノール
中の浴液として３５℃で測定して求めた固有粘度が約０
．４〜約０．９のものが好ましい。

本発明においては、かかるポリエステル中に平均粒径０
．０１　Ａ−０，６μｍ　のカーボンブラックを０．１
５〜７．０重量５含有させる。カーボンブラックの含有
量が０．１５電輩％禾満では、光緘透過率の低下が一般
に磁気記録媒体用として用いられるフィルムとしては不
十分となる。又、カーボンブラックの含有量が７．Ｏｍ
ｔ％を超えると、フィルム表向の平坦性が悪化して磁気
記録媒体用として安水される電磁変換特性の悪化につな
がる。カーボンブラックの含有量は、フィルムの厚みに
より必＊麓が変るが、光總透過軍で４０％以下、好まし
くは３０％以下となるように、上記範凹内で設定すれば
よい。

本発明においては、ポリニスデル中にカーボンブラック
とともに平均粒径がＯ９１〜１．２μ翼でかつ一＆径／
短径で定義されろ粒径比が１．０〜１．４である球状シ
リカ粒子を０．００５〜１．０重櫨％含有させる。この
球状シリカ粒子は個々の形状が極めて真珠に近い球状で
あって、従来か、４− ら滑剤として知られているシリカ粒子かｌＯμｍ程度の
煙微細な塊状粒子か、これらが凝集して０．５μｍ　程
匿の凝集物（凝集粒子）を形成しているのとは著しく異
なる点に特徴がある。

球状シリカ粒子の平均粒径は０．１−１．２μｍ、好ま
しくは０．２〜１．０μｍ　であることが必偵である。

平均粒径が０．１μｍ　未（宵では、フィルムの走行性
や耐摩耗性の向上効果が不十分であり、好ましくない。

また平均粒径が１．２μｍ　　を越えると、フィルム表
面が粗れすぎて好ましくない。

球状シリカの粒径比は１．０〜１．４、好ましくは１．
０〜１．２である事が必要である。この粒径比が１．４
を越えると二軸延伸後のフィルムにおいて球状シリカ周
辺に大きなボイドが発生し、走行性や耐Ｎ１粍性の同上
効果が低下する。また、球状シリカの平均粒径は同時に
添加されるカーボンブラックの平均粒径に比べ等しいか
、又は大きい事が望ましく、爽にまた球状シリカの粒径
分布はシャープであることが好ましく、分布の急峻度を
表わす相対標準偏差が０．５以下、更゛には０．３以下
、特ＫＯ，１５以下であることが好ましい。この相対標
準偏差は次式で表わされる。

ここで、Ｄｌ−個々の粒子の面槓円相当径（μ講） Ｄ＝面面積円相径径平均値 ｎ：粒子の測定個数 である。

なお、球状シリカ粒子の長径、短径９面積円相当径は粒
子表面に金鵜を蒸着してのち電子顕徴鏡にて例えば１万
〜３万倍に拡大した像から求め、平均粒桃、ｒｉ径比は
次式で水める。

平ηｍ径 唆 ＝測定粒子の面積円相当径の総和／測定粒子ｒ！１４返 ＝シリカ粒子の平均長径／核粒子の平均短径球状シリカ
粒子を含有する事により、カーボンブラックのみ６加し
たフィルムに比べ、Ｈ付性。

耐摩耗性が向上するが、球状シリカ粒子の平均粒径をカ
ーボンブラックの平均粒径よりも等しいか又を工大きく
する事により、その効果はより大きくなる。また、球状
シリカ粒子の分布が急峻になると、フィルム表面の球状
シリカ粒子による大突起の高さが均一となり、カーボン
ブラックによる突起の高さが不均一となってい【も走行
性、耐ｊＪＩＩｇ性の向上効果が大きくなる。

Ｒ状シリカ粒子は、上述の条件を満たせば、その製法そ
の他に何ら限定されるものではない。

例えば球状シリカ粒子は、オルトケイ酸エチル（５ｔ（
ｏｃｔＬ）ｎ　）　　の山水分解から含水シリカ（８１
（Ｏｆ（入〕　単分散法をつくり、更にこの含水シリカ
単分散法を脱水化処理してシリカ結合（ＷＥＭＳｔ　−
０−８ｔミ〕を三次元的に成長させることにより製造で
きる（日本化学会誌°８１．ム９゜Ｐ１５０３）。

８１（ＱＣ，Ｈ，）、　＋４　）Ｉ、Ｏ→Ｓ　ｉ　（Ｏ
）Ｉ）、　＋　４　Ｃ，Ｈ，０１（ＥＭｓｉ　−ｏａ＋
ｕｏ−８ｉｓａ→ざ８ｌ−０−８ｔ日十ル０本発明の二
軸配向ポリエステルフィルムは、従来から蓄積された二
軸配向フィルムの袈遺法に順じて製造できる。例えば、
カーボンブラック粒子及び球状シリ゛力粒子を含有する
ポリエステルを溶融製膜して非晶質の未延伸フィルムと
し、久いで該未延伸フィルムを二軸方向に延伸し、熱固
定し、会費であれば弛緩熱処理することによって製造さ
れる。その除、フィルム表面特性は、カーボンブラック
粒子や球状シリカ粒子の粒径、含有ｉｉ等によって、ま
た延伸条件によって変化するので従来の延伸条件から適
宜選択する。また密度、熱収縮率等も延伸、熱処理時の
温度１倍率、速度等によって変化するので、これらの特
性を同時に満足する条件を定める。

例えば、延伸温度は１段目延伸温度（例えば縦方向延伸
温度二Ｔ１）が（Ｔｇ−１０）〜（Ｔｇ＋４５）℃の範
囲（但し、Ｔｇ：ポリエステルのガラス転移温度）から
、２段目延伸温度（例えば横方向延伸温＊：’ｒｔ）が
（Ｔ、＋１５）〜（Ｔ、＋４０）℃の範囲から選択する
とよい。また、延食 伸倍率は一幀方向の延伸倍率か２．５以上、時に３倍１
表上でかつ面積倍率が８倍以上、特に１０倍以上となる
範囲から選択するとよい。史にまた、熱固定温度は１８
０〜２５０℃、史には２００〜２３０℃の範囲から逮択
するとよい。

本発明の二軸配向ポリニスグルフィルムは。

従来のものに比べてカーボンブラックを含有スることに
より連成される優れた遮光性を有するだけでなく、カー
ボンブラックの突起以外に粒径分布が極めてシャープで
ある球状シリカ粒子による均一性の高い突起を有し、走
行性、耐摩耗性が優れている。このため、本発明の二軸
配向ポリエステルフィルムは磁気記録媒体のベースフィ
ルムとして用いると、電磁変換特性が昼（、走行性、耐
摩耗性等に浚れ、かつ特定の処理を施さなくても終端検
出のできる遮光特性を備えた磁気記録媒体を製造するこ
とができる。

〔実施例〕

以下、実施例を掲げて本発明を更に説明する。

なお本発明における檜々の物ａ値および特性は以下の如
く測定されたものである。

（１）　粒子の粒径 粒子粒径の測定には久の状態がある。

ｌ）粉体から、平均ａ径１粒径比等を水める場合 ２）フィルム中粒子の平均粒径、籾径此等を求める場曾 ｌ）粉体からの場合 電顧貴科台上に粉体な個々の粒子ができるだけ重うない
ように散在せしめ、金スパッター装置によりこの表面に
金薄膜蒸′ＪＩ層を厚み２００Ａ〜３００Ａで形成せし
め、走査型電子顕微鏡にて例えばｌ　Ｏ，０００〜３０
，０００倍で観察し、日本レギュレーター■製ルーゼツ
クス　５００にて、少なくとも１００個の粒子の長径（
Ｄｌｉ）、＊径（Ｄｓｌ　）及び面績円相当（Ｄｉ）を
求める。そして、これらの次式で表わされる数平均値を
もって、粒子の長径（ＤＩ）、短径（Ｄａ）、平均粒径
（Ｄ）を嵌わす。

Ｄ＝（ΣＤｉ）／ｎ ！＋＋１ ２）フィルム中の粒子の場合 試料フィルム小片を走査慮電子顕微緯用試料台に固定し
、日本電子＠製スパッターリング装置ｉｔ（ＪＦ’Ｃ−
１１００ａｌイオンエツチング装置ｉ）を用いてフィル
ム：表面に下記条件にてイオンエツチング処理を施す。

条件は、ペルジャー内に試料を設置し、約１０−３Ｔｏ
ｒｒの真空状態まで真空度を上げ、電圧０．２５ｋＶ、
電流１２．５　ｍＡ　　にて約１０分間イオンエツチン
グな実施する。史に同装置にて、フィルム表面に金スパ
ッターを施し、走査型電子顕微鏡にて例えばｌ　Ｏ，０
００〜３０．０００倍で観察し、日本レギュレーター■
裏ルーゼンクス　５００にて少なくとも１００個の粒子
の長径（Ｄｌｉ）。

短径（Ｄｇｉ　）及び面積用相当径（Ｄｉ）を釆める。

以下、上記ｌ）と同様に行なう。

（２）フィルム表面粗さく　Ｒａ　） 中心線平均粗さく　Ｒａ　）としてＪＩＳ−Ｂａ２Ｏ３
で定義される値であり、本発明では■小板研究所の触針
式表面粗さ針（５ＵＲＦＣＯＲＤＥＲ８Ｅ−３０Ｃ）を
用いて６１Ｑ定する。測定条件号は久の通りである。

ｔａ＋　　触針先端半径＝２μｍ （ｂｌ　　測定圧力　　：３０ダ （ｅ）　　カットオ’　　：０．２５ｍ（ｄｉ　　測定
長　　　：２，５ｍｍ （・）　データーのまとめ方 同−試料について５回繰返し６＋ｌｊ定し、最も大きい
値を１つ除き、残り４つのデーグーの平均値の小数点以
下４桁目な四捨五入し、小数点以下３桁目まで表示する
。

（３）　　フィルムの摩擦係数（μｋ）＠匿り０℃、湿
匿６０％の環境で、巾１７２インチに裁断したフィルム
を、固定桿（表面粗さ０．３　ｐｍ　）に角度θ＝（１
５２／ｌ　８すにラジアン（１５２°）で接触させて毎
分２００αの速さで移ｈｈ＜＊擦）させる。入ロデンシ
ョンＴ１が３５ｙとなるようにテンションコントローラ
ーを調擬した時の出口テンション（Ｔ、：、Ｖ）をフィ
ルムが９０ｍ走行したのちに出口テンション検出機で検
出し、次式で走行＃！擦猟政μｋ　を算出する。

μに＝（２，３０３／θ）　＋ｏｇ　（Ｔｌ／　ＴＩ　
）＝Ｏｊ１６８１■（Ｔｔ／　ａ　ｓ　）（４）　　耐
摩耗性 フィルムの足行面の削れ性を５段のミニスーパーカレン
ダーを使用して評価する。カレンダーはナイロンロール
とスチールロールの５段カレンダーであり、処理温匿は
８０℃、フィルムにかかる線圧は２００１ｔｇ／α、フ
ィルムスピードは５０ｍ／分で走行させる。走行フィル
ムは全長２０００ｍ走行させた時点でカレンダーのトッ
プローラ−に付滑する汚れでベースフィルムのａｔ摩耗
性を＃１１１［ｉする。

く４段階判定〉 ◎　ナイロンロールの汚れ全くなし ０　ナイロンロールの汚れほとんどなしＸ　ナイロンク
ールが汚れる ××　ナイロンロールがひどく汚れる （５）　　光線ａ過単 島津マルチパーパス自記分光光度計（ＭＰＳ−５０００
）を用い、フィルムの波ｉ９００ｎｍにおける光線透過
率を測定する。

実施例１〜３及び比較例１ 平均粒径の異なるカーボンブラックを含有するポリエチ
レンテレフタレートと、平均粒径が０．６０μ気　で、
粒径比が１．１５で、かつ相対標準偏差が０．２５の球
状シリカ粒子を含有するボ、リエチレンデレフタレート
とを、表１に示す添加剤貞度となるように配合し、更に
必要な場合には滑剤を実質的に雷まないポリエチレンテ
レフタレートを、ｖｔｉグレンダーにてブレンドし、常
法罠より厚さ１４μ電　の二翰配同ポリエステルフィル
ムを得た。

このフィルムの％特性測定結果を表１に示す。

ｉｌ 実施例４〜７及び比較例２ 平均粒径が０．３０μｍ　のカーボンブラックを含有す
るポリエチレンテレフタレートと、平均粒径は異なるが
、粒径比、相対ａ卑情差はそれぞれ１．２　、　０．２
５の球状シリカ粒子を含有するポリエチレンテレフタレ
ートとを用いて、実施例１と同様の方法にて厚さ１４μ
ｍ　の二軸配回ポリエチレンテレフタレートフィルムを
得た。

このフィルムの各特性測定結果な嚢２に示す。

嵌　２ 実施例８〜１０及び比較例３．４ 平均粒径が０．３０μｍ　のカーボンブラックを含有ス
るポリエチレンテレフタレートと、平均粒径９粒径比及
び相対標準偏差がそれぞれ０．６０．　１．１５．０．
２５の球状シリカ粒子を含有するポリエチレンプレ７タ
レートとを用いて、カーボンブラックの含有量を変えて
、実施例１と同様の方法にて厚さ７５μｍ　の二噛配向
ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。このフィ
ルムの各特性結果を表３に示す。

表　３ 実施例１１及び比較例５．６ 平均粒径が０．３０μｍ　のカーボンブラックを含有す
るポリエチレンテレフタレートと、平均粒径が０．６０
μｍ　であるか程径比が異なった或は相対係準偏差が異
なった球状シリカ粒子を含有するポリエチレンプレ７タ
レートとを用いて、実施例１と同様の方法にて厚さ１４
μｍ　の二軸Ｍ　ｒＯ］ポリエチレンテレフタレートフ
ィルムを得た。このフィルムの各特性測定結果な犬４に
示すＯ 比較例７ 平均粒径が０．３μｍ　のカーボンブラックを含有する
ポリエチレンテレフタレートのみを用いて、実施例１と
同様の方法にて厚さ１４μｍの二軸配向ポリエチレンテ
レフタレートフィルムを得た。このフィルムのｑ！ｒＩ
＃性測定結果な鍼４に示す。

表　４ 以上、実施例、比較例に示すように、本発明によれば光
線透過率が低く、且つ平坦で優れた走行性を有し、耐摩
耗性にも優れた二軸配向止りエステルフィルムが得られ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平均粒径０．０１〜０．６μｍのカーボンブラック
   を０．１５〜７．０重量％含有し、且つ平均粒径が０．
   １〜１．２μｍでかつ長径／短径で定義される粒径比が
   １．０〜１．４である球状シリカを０．００５〜１．０
   重量％含有することを特徴とする二軸配向ポリエステル
   フィルム。 ２、球状シリカの平均粒径がカーボンブラックの平均粒
   径と同じか、これより大きいことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の二軸配向ポリエステルフィルム。 ３、球状シリカ粒子の下記式で表わされる相対標準偏差
   が０．５以下であることを特徴とする特許請求の範囲第
   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
   。 相対標準偏差＝√［（Σ＾ｎ＿ｉ＿＝＿１）（Ｄｉ−＠
   Ｄ＠）＾２／ｎ］／＠Ｄ＠ここでＤｉ；個々の粒子の面
   積円相当径 （μｍ） ＠Ｄ＠；面積円相当径の平均値で ＠Ｄ＠＝（Σ＾ｎ＿ｉ＿＝＿１）Ｄｉ／ｎ（μｍ）ｎ；
   粒子の個数 を表わす。