JPH061864A

JPH061864A - ポリエステルフイルム

Info

Publication number: JPH061864A
Application number: JP15946692A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Minobe; 信夫見延; Tetsuo Ichihashi; 哲夫市橋
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1992-06-18
Filing date: 1992-06-18
Publication date: 1994-01-11

Abstract

(57)【要約】【目的】耐削れ性、耐スクラッチ性に優れ、さらに表
面仕上げの良好な金属ガイド、表面仕上げの十分でない
金属ガイド及びプラスチックガイドを傷つけない磁気記
録媒体のベースフイルムとして有用なポリエステルフイ
ルムを提供する。【構成】比表面積５０〜１５０ｍ²／ｇで、平均粒子
径が０．０５〜０．３μｍの不活性粒子Ａをポリエステ
ルに対して０．０５〜１重量％含有し、平均粒子径が
０．１〜０．３μｍのα型アルミナを該不活性粒子Ａに
対して３〜３０重量％含有し、さらに平均粒径が０．３
μｍを超え１．２μｍ以下の不活性粒子Ｂをポリエステ
ルに対して０．００５〜５重量％含有することを特徴と
するポリエステルフイルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリエステルフイルムに
関し、さらに詳しくは耐削れ性、耐スクラッチ性に優
れ、さらに種々のガイドを傷つけない磁気記録媒体のベ
ースフイルムとして有用なポリエステルフイルムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフ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イルムはその優れた
物理的、化学的特性の故に、磁気記録媒体用として広く
用いられている。

【０００３】二軸配向ポリエステルフイルムにおいて
は、その滑り性や耐削れ性がフイルムの製造工程および
加工工程の作業性の良否、さらにはその製品品質を左右
する大きな要因となっている。これらが不足すると、例
えば二軸配向ポリエステルフイルム表面に磁性層を塗布
し磁気テープとして用いる場合にコーティングロールと
フイルム表面との摩擦が激しく、削れ粉が発生したり、
フイルム表面にスクラッチが発生する。またＶＴＲやデ
ータカートリッジ用として用いる場合にも、カセットに
高速で巻き込む工程で削れ粉やスクラッチが発生しＤ／
Ｏの原因となる。

【０００４】特にＶＴＲ用途では最近コストダウンを目
的としてカセット内に固定されたガイドポストに、表面
を十分に仕上げていない金属ガイドやプラスチックガイ
ドを用いる場合があるが、該ガイドポストの表面は極め
て粗い。このため、従来のフイルムの易滑性、削れ性を
向上させる技術、例えば酸化ケイ素、二酸化チタン、炭
酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン等の無機
粒子を添加する方法（例えば、特開昭５４―５７５６２
号）、又は重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（例えば、特公昭５
２―３２９１４号）を適用した、バックコートを設けな
い磁気テープでは、カセットに高速で巻き込む工程にお
いて削れ粉やスクラッチが発生し、Ｄ／Ｏレベルがアッ
プする。

【０００５】このような問題に対して、モース硬度の高
い微細な粒子を添加し、傷付きを減少させる方法（例え
ば、特開平１―３０６２２０号、特開平２―１８５５３
３号）が提案されているが、この方法ではコストダウン
用ガイドポストに対しては効果が認められるものの、従
来より使用されてきた表面仕上げの良好な金属ガイドに
対しては改善効果は不充分であった。また表面仕上げの
良好な金属ガイドに対するスクラッチの発生に対して
は、微細な粒子より、やや大きな不活性粒子を併用して
改善する方法もあるが、逆に削れ粉の発生という弊害も
見出されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記実
情に鑑み、従来から使用されている表面仕上げの良好な
金属ガイドに対してはもちろんのこと、新たに出てきた
粗い金属ガイドやプラスチックガイドに対しても良好な
耐削れ性、耐スクラッチ性を有する磁気記録媒体用ポリ
エステルフイルムを開発すべく鋭意研究した結果、本発
明に到達した。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は比表
面積が５０〜１５０ｍ²／ｇで、平均粒径が０．０５〜
０．３μｍの不活性粒子Ａをポリエステルに対して０．
０５〜１重量％含有し、平均粒径が０．１〜０．３μｍ
のα型アルミナを該不活性粒子Ａに対して３〜３０重量
％含有し、さらに平均粒径が０．３μｍを超え１．２μ
ｍ以下の不活性粒子Ｂをポリエステルに対して０．００
５〜５重量％含有することを特徴とするポリエステルフ
イルムである。

【０００８】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エステルである。かか
るポリエステルは実質的に線状であり、そしてフイルム
形成性特に溶融成形によるフイ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、イソフタル酸、ジフェノキシエタ
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、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、アンスラセンジカ
ルボン酸等を挙げることができる。脂肪族グリコールと
しては、例えばエチレングリコール、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、デカメチレング
リコール等の如き炭素数２〜１０のポリメチレングリコ
ールあるいはシクロヘキサンジメタノールの如き脂環族
ジオール等を挙げることができる。

【０００９】本発明においてはポリエステルとして例え
ばア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。

【００１０】かかるポリエステルのうちでも特にポリエ
チレンテレフタレート、ポリエチレン―２，６―ナフタ
レートをはじめとして、例えば全ジカルボン酸成分の８
０モル％以上がテレフタル酸及び／又は２，６―ナフタ
レンジカルボン酸であり、全グリコール成分の８０モル
％以上がエチレングリコールである共重合体が好まし
い。その際全酸成分の２０モル％以下はテレフタル酸及
び／又は２，６―ナフタレンジカルボン酸以外の上記芳
香族ジカルボン酸であることができ、また例えばアジピ
ン酸、セバチン酸等の如き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
２０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、また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
シジ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。

【００１１】また、本発明におけ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
ルボン酸に由来する成分を、ジカルボン酸成分およびオ
キシカルボン酸成分の総量に対し２０モル％以下で共重
合あるいは結合するものも包含される。

【００１２】本発明においてポリエステルに添加含有さ
せる不活性粒子Ａは、比表面積が５０〜１５０ｍ²／
ｇ、好ましくは５０〜１３０ｍ²／ｇであり、かつ平均
粒径（二次粒子の平均粒径）が０．０５〜０．３μｍの
不活性粒子である。この比表面積が５０ｍ²／ｇ未満で
あると、一次粒子径が大きくなりすぎ、耐スクラッチ性
は良好であるが、削れ粉が発生しやすくなり、また、ガ
イドを傷付けることが多くなる。他方、比表面積が１５
０ｍ²／ｇを越えると、一次粒子径が小さくなりすぎ、
もはや充分な突起を形成せず、耐スクラッチ性の効果が
無くなってしまう。また、平均粒径０．０５μｍ未満で
あると、微粒子が細かくなりすぎてしまい、耐スクラッ
チ性、耐削れ粉性に必要な微細突起を形成しえなくな
り、他方０．３μｍよりも大きいと、滑剤の凝集が大き
すぎて削れ粉が発生しやすくなる。

【００１３】かかる不活性粒子Ａとしては、二酸化チタ
ン及び／又は二酸化ケイ素を好ましく用いることができ
る。また二酸化チタン、二酸化ケイ素及び酸化アルミニ
ウムの群から選ばれる２種以上の成分からなる複合酸化
物も好ましく用いることができる。

【００１４】前記不活性粒子Ａは、その製法によって限
定されることはなく、各種の方法で製造されたものを用
いることができる。例えば、二酸化ケイ素については、
ケイ酸ナトリウムの如きケイ酸塩を加水分解して固体の
一次粒子を水中に分散させ、その後コロイド状粒子を乾
燥し、多孔質粒子を生成させる方法（ケイ酸塩ゾルゲル
法）、四塩化ケイ素を気化し、酸水素中で燃焼分解を行
なう方法（気相法）等で製造されたものを用いることが
できる。また、二酸化チタンについては、硫酸チタンの
如き硫酸塩を熱分解して酸基を分離し、焼成を行なう方
法（酸法）、四塩化チタンを気化し、酸水素中で燃焼分
解を行なう方法（気相法）等で製造されたものを用いる
ことができる。これらの中、気相法にて合成された二酸
化チタンが、効果が高く好ましい。さらにまた、複合酸
化物については、例えば塩化アルミニウム、四塩化チタ
ン及び四塩化ケイ素から選ばれる２種以上の蒸気を同時
に酸水素炎中に供給し、高温加水分解する方法で製造さ
れたものを用いることができる。不活性粒子Ａの添加含
有量はポリエステルに対して、０．０５〜１重量％であ
る。この添加量が０．０５重量％未満では、微細粒子の
添加効果が小さくなり、他方１重量％より多くなると、
粒子の重なりが見られ、削れ粉が発生しやすくなる。

【００１５】本発明においては前記不活性粒子Ａと併用
するα型アルミナは平均数径が０．１〜０．３μｍのも
のである。この平均粒径が０．１μｍ未満であると微粒
子が細かくなりすぎてしまい、耐スクラッチ性に必要な
微小突起を形成しえなくなり、他方０．３μｍよりも大
きいと、突起が大きくなりすぎ、ガイドを傷つけること
が多い。

【００１６】かかるα型アルミナは例えばアルミニウム
アルコキシドを加水分解してアルミナ水和物ゲルを生成
させ、その後乾燥、焼成を行なう方法（アルミニウムオ
キシド法）、硫酸アルミニウム等を熱分解により酸基を
分離し、焼成を行なう方法（酸法）、塩化アルミニウム
等を気化し、酸水素中で燃焼分解を行なう方法（気相
法）等で製造することができる。

【００１７】α型アルミナの添加含有量は、不活性粒子
Ａに対して、３〜３０重量％である。この量が３重量％
未満であると、耐スクラッチの向上効果が発現されず、
他方３０重量％を超えると、耐スクラッチは良好である
が、削れ粉が発生しやすくなり、またガイドを傷つける
ことが多くなり、好ましくない。

【００１８】本発明において前記不活性粒子Ａ及びα型
アルミナと併用する不活性粒子Ｂは平均粒径が０．３μ
ｍを超え１．２μｍ以下の不活性粒子である。この不活
性粒子Ｂ（換言すると、不活性粒子Ａ及びα型アルミナ
より大きい粒径の不活性粒子）が存在しないと、各種ガ
イドに対する摩擦係数が高くなり、耐スクラッチ性、耐
削れ粉性を悪化させるばかりでなく、二軸配向ポリエス
テルフイルムの製造工程での取扱い性が難しくなり、ま
た磁気記録媒体用ベースフイルムとして使用した場合の
走行性が悪化する、ことになる。しかし、１．２μｍよ
の大きい不活性粒子Ｂを使用した場合には、表面平坦性
の十分でないフイルムしかえられず、電磁変換特性等の
点で好ましくない。

【００１９】不活性粒子Ｂの添加含有量は、ポリエステ
ルに対して、０．００５〜５重量％、さらに０．０１〜
２重量％であることが好ましい。この添加量が少なすぎ
ると、摩擦係数が高くなり、該微粒子の作用が十分でな
く、他方多すぎると、ポリマー中での分散性が十分でな
く、耐削れ粉性が悪化する。

【００２０】前記不活性粒子Ｂはその種類について特に
限定されるものでなく、例えば炭酸カルシウム、二酸化
ケイ素、酸化チタン、カオリン等の無機不活性粒子、シ
リコーン樹脂、架橋ポリスチレン等の有機不活性粒子、
および重合触媒による内部析出粒子等を用いることがで
きる。

【００２１】本発明のポリエステルフイルムは、例え
ば、融点（Ｔｍ：℃）ないし（Ｔｍ＋７０）℃の温度で
ポリエステルを溶融押出し、急冷して固有粘度０．３５
〜０．９dl／ｇの未延伸フイルムを得、該未延伸フイル
ムを一軸方向（縦方向又は横方向）に（Ｔｇ−１０）〜
（Ｔｇ＋７０）℃の温度（但し、Ｔｇ：ポリエステルの
ガラス転移温度）で２．５〜５．０倍の倍率で延伸し、
次いで上記延伸方向と直角方向（一段目延伸が縦方向の
場合には、二段目延伸は横方向となる）にＴｇ（℃）−
（Ｔｇ＋７０）℃の温度で２．５〜５．０倍の倍率で延
伸することで製造できる。この場合、面積延伸倍率は９
〜２２倍、更には１２〜２２倍にするのが好ましい。延
伸手段は同時二軸延伸、逐次二軸延伸のいずれでもよ
い。

【００２２】更に、得られたフイルムは、（Ｔｇ＋７
０）℃〜Ｔｍ（℃）の温度で熱固定することができる。
例えばポリエチレンテレフタレートフイルムについては
１９０〜２３０℃で熱固定することが好ましい。熱固定
時間は例えば１〜６０秒である。

【００２３】本発明のポリエステルフイルムが耐削れ
性、耐スクラッチ性に優れる理由は明らかでないが、α
型アルミナは硬度が高く、不活性粒子Ａより強い突起を
フイルム表面に形成し、かつこの突起が該不活性粒子Ａ
により形成される突起の中に適度に散在することから、
これらの相互作用により、例えばα型アルミナによる突
起がアンカーとなる等により、全体として突起が安定す
ることによると考えられる。

【００２４】本発明のポリエステルフイルムは、表面仕
上げの良好な金属ガイド、表面仕上げの十分でない金属
ガイドおよびプラスチックガイドの全てにわたって耐ス
クラッチ性、耐削れ性に優れ、特に磁気記録媒体のベー
スフイルムとして特に有用である。

【００２５】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。また実施例での各特性値は、下記の方法に
よる。

【００２６】（１）粒子の平均粒径１）粉体から平均粒径を求める場合島津製作所製ＣＰ―５０型セントリフュグルパーティ
クルサイズアナライザー(Centrifugal Particle Si
ze Analyzer)を用いて測定する。得られる遠心沈降曲線
を基に算出した各粒径の粒子とその存在量との積算曲線
から、５０マスパーセントに相当する粒径を読み取り、
この値を上記平均粒径とする(Book 「粒度測定技術」日
刊工業新聞社発行、１９７５年、頁２４２〜２４７参
照）。

【００２７】２）フイルム中の粒子の場合試料フイルム小片を走査型電子顕微鏡用試料台に固定
し、日本電子（株）製スパッタリング装置（ＪＦＣ―１
１００型イオンエッチング装置）を用いてフイルム表面
に下記条件にてイオンエッチング処理を施す。条件は、
ベルジャー内に試料を設置し、約１０^-3Ｔｏｒｒの真空
状態まで真空度を上げ、電圧０．２５ＫＶ、電流１２．
５ｍＡにて約１０分間イオンエッチングを実施する。更
に同装置にて、フイルム表面に金スパッターを施し、走
査型電子顕微鏡にて５０．０００〜１０．０００倍で観
察し、日本レギュレーター（株）製ルーゼックス５００
にて少なくとも１００個の粒子の等価球径分布を求め、
その重量積算５０％の点より算出する。

【００２８】（２）粉体の比表面積、全細孔容積カンタクローム社製オートソーブ―１を使用し、ＢＥＴ
法により比表面積および全細孔容積を測定する。

【００２９】（３）フイルムの走行摩擦係数（μｋ）図１に示した装置を用いて下記のようにして測定する。
図１中、１は巻出しリール、２はテンションコントロー
ラ、３、５、６、８、９及び１１はフリーローラー、４
はテンション検出機（入口）、７はステンレス鋼ＳＵＳ
３０４製の固定棒（外径５mmφ、表面粗さＲａ＝０．０
２μｍ）、１０はテンション検出機（出口）、１２はガ
イドローラー、１３は巻取りリールをそれぞれ示す。

【００３０】温度２０℃、湿度６０％の環境で、巾１／
２インチにスリットしたフイルムを７の固定棒に角度θ
＝（１５２／１８０）πラジアル（１５２°）で接触さ
せて毎分２００cmの速さで移動（摩擦）させる。入口テ
ンションＴ₁が３５ｇとなるようにテンションコントロ
ーラー２を調整した時の出口テンション（Ｔ₂：ｇ）を
フイルムが９０ｍ走行したのちに出口テンション検出機
で検出し、次式で走行摩擦係数μｋを算出する。

【００３１】

【数１】

【００３２】（４）フイルム表面の平坦性Ｒａ（中心線平均粗さ）をＪＩＳＢ０６０１に準じ
て測定する。東京精密社（株）製の触針式表面粗さ計
（ＳＵＲＦＣＯＭ３Ｂ）を用いて、針の半径２μｍ、荷
重０．０７ｇの条件下にチャート（フイルム表面粗さ曲
線）をかかせ、得られるフイルム表面粗さ曲線からその
中心線の方向に測定長さＬの部分を抜き取り、この抜き
取り部分の中心線をＸ軸とし、縦倍率の方向をＹ軸とし
て、粗さ曲線Ｙ＝ｆ（ｘ）で表わしたとき、次の式で与
えられる値（Ｒａ：μｍ）をフイルム表面の平坦性とし
て定義する。

【００３３】

【数２】

【００３４】本発明では、基準長を０．２５mmとして８
個測定し、値の大きい方から３個除いた５個の平均値と
してＲａを表す。

【００３５】（５）耐スクラッチ性、削れ性走行摩擦係数μｋの測定に使用した図１同様の装置にお
いて、巻付け角度を３０度として毎分３００ｍの速さで
入口張力が５０ｇとなるようにして下記に示す長さ走行
させる。走行後に固定棒上７に付着した削れ粉および走
行後テープのスクラッチを評価する。

【００３６】このとき固定棒として、ＳＵＳ３０４製で
表面を十分に仕上げた６φのテープガイド（表面粗さＲ
ａ＝０．０１５μｍ）を使った場合Ａ法（３００ｍ走
行）、ＳＵＳ焼結板を円柱形に曲げた表面仕上げが不十
分な６φのテープガイド（表面粗さＲａ＝０．１５μ
ｍ）を使った場合をＢ法（２００ｍ走行）、カーボンブ
ラック含有ポリアセタール製の６φのテープガイドを使
った場合をＣ法（２００ｍ走行）とする。

【００３７】＜削れ粉判定＞ ◎：削れ粉が全く見られない ○：うっすらと削れ粉が見られる △：削れ粉の存在が一見して判る ×：削れ粉がひどく付着している＜スクラッチ判定＞ ◎：スクラッチが全く見られない ○：１〜５本のスクラッチが見られる △：６〜１５本のスクラッチが見られる ×：１６本以上のスクラッチが見られる

【００３８】

【実施例１〜１０、比較例１〜１１】ジメチルテレフタ
レートとエチレングリコールとを、エステル交換触媒と
して酢酸マンガンを、重合触媒として三酸化アンチモン
を、安定剤として亜燐酸を、更に滑剤として表１、２に
示す添加粒子を添加して、常法により重合し、固有粘度
（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６２のポリエ
チレンテレフタレートを得た。

【００３９】このポリエチレンテレフタレートのペレッ
トを１７０℃で３時間乾燥後押出機ホッパーに供給し、
溶融温度２８０〜３００℃で溶融し、この溶融ポリマー
を１mmのスリット状ダイを通して表面仕上げ０．３ｓ程
度、表面温度２０℃の回転冷却ドラム上に押出し、２０
０μｍの未延伸フイルムを得た。

【００４０】このようにして得られた未延伸フイルムを
７５℃にて予熱し、更に低速、高速のロール間で１５mm
上方より９００℃の表面温度のＩＲヒーター１本にて加
熱して３．６倍に延伸し、急冷し、続いてステンターに
供給し、１０５℃にて横方向に３．９倍に延伸した。得
られた二軸配向フイルムを２０５℃の温度で５秒間熱固
定し、厚み１４μｍの熱固定二軸配向フイルムを得た。

【００４１】このフイルムの特性を表１、２に示す。

【００４２】一方、γ―Ｆｅ₂Ｏ₃１００重量部（以下
単に「部」と記す）と下記の組成物をボールミルで１２
時間混練分散した。

【００４３】を添加してなお１５〜３０分混練した。更に、トリイソ
シアネート化合物の２５％酢酸エチル溶液７部を加え、
１時間高速剪断分散して磁性塗布液を調整した。

【００４４】得られた塗布液を前述の厚さ１４μｍのポ
リエステルフイルム上に乾燥厚膜が３５μｍとなるよう
に塗布した。次いで直流磁場中で配向処理した後、１０
０℃で乾燥した。乾燥後、カレンダリング処理を施して
１／２インチ巾にスリットして厚み１７．５μｍの磁気
テープを得た。

【００４５】この磁気テープの特性を表１、２に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】表１、２の結果から明らかなように、結晶
形態がα型の酸化アルミニウムを少量用いた場合、磁気
記録媒体のベースフイルムとして有用な、耐削れ性、耐
スクラッチ性に優れたポリエステルフイルムが得られ
る。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、表面仕上げの良好な金
属ガイド、表面仕上げの十分でない金属ガイドおよびプ
ラスチックガイドの全てにわたって耐スクラッチ性、耐
削れ性に優れ、特に磁気記録媒体のベースフイルムとし
て特に有用なフイルムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】走行摩擦係数（μｋ）を測定する装置の概略図
である。

【符号の説明】

１巻出しリール２テンションコントローラ４テンション検出機（入口）７固定棒１０テンション検出機（出口）１３巻取りリール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 67:00 4ＦＢ２９Ｌ 7:00 4Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】比表面積が５０〜１５０ｍ²／ｇで、平
均粒径が０．０５〜０．３μｍの不活性粒子Ａをポリエ
ステルに対して０．０５〜１重量％含有し、平均粒径が
０．１〜０．３μｍのα型アルミナを該不活性粒子Ａに
対して３〜３０重量％含有し、さらに平均粒径が０．３
μｍを超え１．２μｍ以下の不活性粒子Ｂをポリエステ
ルに対して０．００５〜５重量％含有することを特徴と
するポリエステルフイルム。
【請求項２】不活性粒子Ａが二酸化チタン及び／又は
二酸化ケイ素である請求項１記載のポリエステルフイル
ム。
【請求項３】不活性粒子Ａが二酸化チタン、二酸化ケ
イ素及び酸化アルミニウムの群から選ばれる２種以上の
成分からなる複合酸化物である請求項１記載のポリエス
テルフイルム。
【請求項４】二酸化チタンが四塩化チタンの火焔加水
分解法で合成された二酸化チタンである請求項２記載の
ポリエステルフイルム。