― —― 曰月 田 β ポリエステルフィルム
技術分野
本発明は、 ポリエステルフィルムに関するものである 特に、 本発明は、 スリ ッ 卜性及び滑り性の良好なポリェ ステルフィルムに関するものである。
背景技術
ポリエチレンテレフタ レー 卜フィルムに代表されるポ リエステルフィルムは、 その優れた機械的、 熱的及び電 気的性質により、 磁気記録用途、 電気用途をはじめ、 種 々の用途で広く用いられている。
かかるポリエステルフィルムの用途分野の一つとして 磁気記録テープ、 磁気記録ディスク用など、 表面が平滑 で滑り性が良く 、 かつ塗工時の削れ性が良好なことが必 要な分野がある。 なかでもビデオテープ用の場合、 Ί Ζ
2インチ幅、 8 m m幅等に細断スリ ツ 卜して製品化され るため、 スリ ツ 卜端面形状が重要な品質要素の一つであ り、 良好なスリ ッ ト性を兼ね備えることも必要である。 即ち、 磁気テープは、 一般に、 まず、 ロール状に巻き取 られたポリエステルフィルムを巻き出しながら、 片面に 磁気材料を塗布し、 乾燥して溶剤を除去した後、 磁気 ¾ 料表面を鏡面化 るため力 レンダー工程を経て巻き取ら れ、 その後所定の幅に細断スリ ッ 卜 して製品化されるが f 来、 このスリ ッ 卜の際に、 切り口にヒゲが発生し、 製
品の性能を悪化させる原因になつていた。 例えば、 スリ ッ 卜性が悪いと、 磁気テープとして使用したときにドロ ップアゥ 卜ゃビデオテープレコーダーのへッ ドの目詰ま りの原因となることがある。
また、 磁気テープの一般的製法におけるカレンダ一ェ 程は、 弾性ロールと加温された金属ロールをそれぞれ複 数本数ずつ交互に配置し高圧でニップしながら回転駆動 させた状態で、 磁気材料塗布乾燥済みポリエステルフィ ルムを通過させる工程であり、 一般には磁気材料塗布面 が金属ロールに、 反対面のポリエステルフィルム面が弾 性ロールに接するように通過させる。 この力-レンダ一ェ 程を磁気材料塗布乾燥済みポリエステルフィルムが通過 する際、 弾性ロール側に接するポリエステルフィルム表 面が高い剪断力を受けた結果、 削れが発生し、 カレンダ 一工程を高速化すると削れ物の発生量が増加する傾向に ある。 カレンダ—工程で発生したポリエステルフィルム 表面の削れ物は、 ポリエステルフィルム表面に再付着し て巻き込まれた後、 磁気材料塗布面に付着転写して、 磁 気テ プの重要な電磁変換特性欠点の一つであるドロッ プアゥ 卜の原因になるため、 出来る限り、 削れ物の発生 量を少なくすること、 即ち削れ性の改良が必要である。
ポリエステルフィ /レムの滑り性を改良したものとして 例えば、 特公昭 5 5 - 2 0 4 9 6号公報には、 いわゆる 内部粒子といわゆる不活性外部粒子を併用したポリエス テルフィルムが開示されている s しかし、 この公報に記
載されたポリエステルフィルムは、 スリ ツ 卜性の点にお いて満足できるものではなかった。
また、 ポリエステルフィルムのスリ ッ ト性を改良した ものとして、 例えば、 特開昭 5 4— Ί 1 1 7 9号公報に 縦方向ヤング率と横方向ヤング率を特定することにより スリ ツ 卜性を改良したポリエステルフィルムが開示され ており、 また、 特開昭 5 7— Ί 5 9 6 Ί 9号公報には、 フィルムの厚さ方向の屈折率とフィルムの固有粘度との 間で特有な関係式を満足させることにより、 スリ ッ 卜性 を改良したポリエステルフィルムが開示されており、 ま た、 特開昭 5 7— Ί 6 2 Ί 2 6号公報には、 フィルムの 厚さ方向の屈折率、 長手方向と幅方向の屈折率差及びフ イルムの固有粘度が特定の関係式を満足するようにする ことにより, スリ ヅ 卜性を改良したポリエステルフィル ムが開示されている。 しかしながら、 これらの公報に記 載されたポリエステルフィルムは、 いずれも、 滑り性の 点において満足できるものではなかつた。
ポリエステルフィルムの削れ性を改良したものとして . 例えば、 特開昭 6 Ί — 2 5 4 3 2 8号公報には、 一次粒 子の結台した二次粒子であって内部表面積の大きい酸化 ケィ素粒子をポリエステル中に分散含有することにより . 削れ性を改良したポリエステルフィルムが開示されてい る。 しかし、 この公報に記載されたポリエステルフィル ムは、 スリ ツ 卜性の点において満足できるものではなか つた。 ·
即ち、 従来、 良好なスリ ッ ト性と良好な滑り性の両方 を満足するポリエステルフィルムはなかった。 勿論、 良 好なスリ ツ 卜性、 良好な滑り性及び阜好な削れ性のすべ てを満足するポリエステルフィルムは、 従来、 存在しな かった。
発明の開示
本発明の目的は、 スリ ッ 卜性及び滑り性の良好なポリ エステルフィルムを提供することにある。 本発明の別の 目的は、 スリ ッ 卜性及び滑り性が良好であり且つ削れ性 も良好.なポリエステルフィルムを提供することにある。
すなわち、 この出願の発明は、 微細粒子として少なく とも炭酸カルシウム粒子を 0, 005重量%以上含有し かつポリエステル $吉晶の粒径 Sc ( n m ) 、 結晶性面配 向指数; C j ; ^び縦方向と横方向の屈折率差 Δ nが、 関係 式
5≤- 6.36- 0.284 χ 2.54S C 26Δ n 伹し、 X i = [ I (110) I (ioo) ] χ loo
Δ n n KD n TD
I : 広角 X線回折による強度
n HD: 縦方向屈折率
n TD: 潢方向屈折率
を満足することを特徴とするポリエステルフィルムであ る。
また、 この出願の別の発明は、 微細粒子として少なく とも炭酸カルシウム粒子を 0. 005≡ 量%以上含有し
かつ内部ヘイズ H ( % ) 、 面配向係数 f n 及び縦方向と 橫方向の屈折率差 Δ ηが、 関係式 ノ
5≥ 383,3- 2000† 2.76Η + 840Δ ΙΊ
但し f . = ( n HD + n TD 2] n ZD
Δ n = n MD n TD
nMD: 縦方向屈折率
n TD: 横方崗屈折率
n ZD: 厚み方向屈折率
を満足することを特徴とするポリエステルフィルムであ る。
また、 この出願の更に別の発明は、 微細粒子として少 なく とも炭酸カルシウム粒子を 0. 005重量%以上含 有し、 中心線平均粗さ R aが 0. 004〜0. 030 ^ mであり、 两配向係数 f n が 0. 1 600〜0. 1 75 0であり、 縦方向と横方向の屈折率差 Δ nがー 0. 05 5〜一 0. 025であり、 かつ橫方向の F— 5値が Ί 3 〜つ 7 k g Zmm 2 であることを特徴とするポリエステ ルフィルムである。
図面の簡単な説明
第 Ί図は、 実施例のポリエステルフイルムの製造の一 工程において用いた縱延伸装置の概略図を示す。
第 2図は、 実施例において滑り性の評価に用いた装置 の概略図.を示す。
第 3図は、 実施例において削れ性の評価に用いた装置 の概略図を示す。
本発明を実施するための最良の形態
、 この出願の第 Ίの発明は、 ポリエステルフィルムのス リ ツ 卜性が、 ボリエステル結晶の粒径 Se 、 結晶性面配 向指数; C j および縦方向と横方向の屈折率差 Δ ηに大き く依存することを見出し、 これら 3つの物性値 (; C j 、 S, 、 Δ n ) が特定の関係式を満足するようにすること により、 スリツ 卜性の良好なポリエステルフィルムを得 ることがでぎたちのである。
この特定の関係式とは、
5≤- 6.36- 0.284X j +2.54SC -26Δ n …① であり、 X j 、 Se 及び△ nがこの関係式を満足するポ リエステル'フィルムは、 スリ ッ 卜性が良好である。
ここで、 ポリエステルの結晶性面配向指数 χ j とは、 次の式により定義されるものである。
X j = [ I (110) / I (100) ] X 100 但し、 1 (110) 及び I (100) は、 広角 X線回折による 回折強度であり、 I (110) はポリエステル結晶の ( Ί 0 ) 面の回折角に相当する 26. 0° での回折強度、 I (100) はポリエステル結晶の ( Ί 00〉 面の回折角に相 当する 22 5 ° での回折強度である。
回折強度は、 ポリエステルフィルム ¾ 50 mの厚み に積層して X線回折装置 (例えば、 理学電気社の Geiger f !ex) の試料ホルダにセッ 卜し、 フィルム長手方向に垂 直な面内で X線の照射角を変え、 次の測定条件で、 反射 法で測定することができる::
時定数… 2秒
走引速度… Ί 度ノ分
Divergency Sl it — ' , 5 mm0
Scattering Sl it ·'· Ί 度
X線… C u対陰極による C u— Kひ線 因みに、 面配向が進むほど、 は小さくなる。
また、 ポリエステル結晶の粒径 (結晶サイズ) Se 単位 n m ) とは、 次の式により定義されるものであ る。
S λ / [ ( Β -- b ) cos^ ]
ここで、 B 回折ピークの半価幅
b 0, 1 2
λ C uの K 線波長 ( 0.15418n m〉 θ ピークの回折角
なお、 ポリエステル結晶の粒径 Se は、 次のようにし て算出する。 gpち、 X線個折装置を用い、 フィルム幅方 向と X線の入射方向との角度を変えながら反射法で回折 ピークを観測し、 これにより測定される入射角約 Ί 3 ° の回折ピークから同ピークの回折結晶方向の粒径 Se を 箅出する。
また、 縦方向と横方向の屈折率差 Δ π とは、 次の式に より定義されるものである。
Δ n n n TD
ここで、 n MD: 縱方向屈折率
n T[): 横方向屈折率
- &一
縱方向屈折率 n MD及び横方向屈折率 n TDは、 J I S K 7 1 0 5 - 1 9 8 Ί に従い、 アッベ屈折計を用いて, 測定することができる。
また、 この発明のポリエステルフィルムを構成するポ リエステルには、 通常のポリエステルが使用できるが、 好ましくはエチレンテレフタ レー 卜を主要構成単位とす るポリエステルであり、 エチレンテレフタ レー 卜成分が 9 5モル%以上のポリエステルが機械特性及び熱特性の 点でより好ましい。 本発明に使用するポリエステルは、 本発明の目的を損わない範囲で、 エチレングリコール以 外のジオール成分 (例えば、 ジエチレングリコール、 卜 リエチレングリコールなど) 又はテレフタル酸以外のジ カルボン酸成分 (例えば、 2 , 6 —ナフタレンジカルボ ン酸、 パラ才キシェ卜キシ安息香酸、 イソフタル酸、 ~ ジピン酸など〉 が共重合され いてもよいし、 ポリェチ レンテレフタ レー 卜以外のポリエステル又はポリエステ ル以外のポリマーが少量混 ¾されていてもよい。
この発明において、 微細粒子とは、 通常、 ポリエステ ルフィルムに使用されているものであり、 ポリエステル に対し化学的に不活性な粒子 (いわゆる不活性外部粒子 と呼ばれるもの) 、 及び触媒残渣に起因しポリエステル の重合の際に生成してくる粒子 (いわゆる内部粒子と呼 ばれるもの) の 2種類がある。
. また、 この発明のポリエステルフィルムには、 微細粒 子として少なく とも炭酸カルシウム粒子が 0 . 0 0 5重
量%以上含有されている。 炭酸カルシウム粒子は、 フィ ルムの滑り性 (フィルムの巻き取り性、 磁気テープとし ての走行性) を満足する上に必要である。 炭酸カルシゥ ム粒子の含有量が 0 . 0 0 5重量%未満であると、 滑り 性が不足し、 フィルムの巻き取りあるいは磁気テープと しての走行性に間題を生じる。 使用する炭酸カルシウム 粒子の平均粒径 (体積基準のメジアン値〉 は 0 . 3〜 2 O ^ mが好ましく、 0 . 5〜 Ί . がより好ましい 平均粒径をこの範囲にすることは、 滑り性、 フィルムの 巻き取り性、 磁気テープとしての走行性、 削れ性すなわ ちロール、 ガイ ド等で白粉の発生が少なくできる等の点 で好ましい。 この炭酸カルシウム粒子は、 ポリエステル に対し化学的に不活性な粒子であり、 いわゆる不活性外 部粒子と呼ばれるものの Ί つに属する。 不活性外部粒子 と対比されるものとし-て、 触媒残渣に起因しポリエステ ルの重台の際に生成してくる粒子 (いわゆる内部粒子と 呼ばれるもの〉 があるが、 この発明のポリエステルフィ ルムは、 炭酸カルシウム粒子とともに、 内部粒子や炭酸 カルシウム粒子以外の不活性外部粒子を、 この発明の目 的効果を損わない範囲で含有してもよい。 炭酸カルシゥ ム粒子以外の不活性外部粒子としては、 二酸化ケイ素、 酸化チタンなどを例示することができる。 内部粒子とし ては、 リチウム元素、 カルシウム元素及びリン元素を含 むものを例示することができ、 より具体的には、 リチウ ム元素 0 . 0 3〜 5重量%、 カルシウム元素 0 . 0 3〜
5重量%及びリシ元素 0. 03〜 Ί 0重量%含むものを 例示することができる。 内部粒子の平均粒径は 0. ^!〜 3. 0 mが好ましく、 0. 2〜1 O^mがより好ま しい。 平均粒径をこの範囲にす-ることは.、 滑り性、 フィ ルムの巻き取り性、 磁気テープとしての走行性、 削れ性 すなわちロール、 ガイ ド等で白粉の発生が少なくできる 等の点で好ましい。 この発明において、 炭酸カルシウム 粒子の含有量のより好ましい範囲は、 内部粒子や炭酸力 ルシゥム粒子以外の不活性外部粒子を併用しない場合と 併用する場合で異なるが、 内部粒子や炭酸カルシウム粒 子以外の不活性外部粒子を併用しない場台は、 炭酸カル シゥム粒子の好ましい含有量は 0. 005〜1. 0重量 %であり、 より好ましい含有量は 0. Ί 0〜0. 50重 量%である。 内部粒子や炭酸カルシウム粒子以外の不活 性外部粒子を併用する場台は、 炭酸カルシウム粒子の好 ましい含有量は 0. 005〜0. 50重量%であり、 よ り好ましい含有量は 0. 0 Ί〜0. 1 5重量%でぁり、 不活性外部粒子 (炭酸カルシウム粒子を含む〉 と内部粒 子の緩含有量は 0. Ο Ί〜Ί . 0重量%が好ましく、 0 Ί〜0. 5重量%がより好ましい。 粒子の含有量をこの 範囲にすることは、 滑り性、 フィルムの巻き取り性、 磁 気テープとしての走行性、 削れ性すなわちロール、 ガイ ド等で白粉の発生が少なくできる等の点で好ましい。 なお、 ポリエステルフィルム中の粒子の含有量は、 次 のようにして測定することができる。 ポリエステルフィ
ルムを タノールで十分洗淨し表面付着物を取り除き水 洗して乾燥する。 該フィルム 3 0 0 gを採取し、 これに 0—クロルフエノール 2 . 7 k gを加えて攪拌しつつ Ί O CTCまで昇温させ、 昇温後さらに 1 時間そのまま放置 してポリエステル部分を溶解させる。 ただし高度に結晶 化している場合などでポリエステル部分が溶解しない場 合には、 一度溶融させて急冷した後に前記の溶解操作を 行なう。 次いでポリエステル中に含有されているゴミぁ るいは添加されている補強剤など内部粒子ならびに不活 性外部粒子以外の粗大不溶物除去のため、 前記溶解溶液 を G— 1 ガラスフィルターで沪別し、 この重量は試料重 量から差し引く。 日立製作所製分離用超遠心機 4 0 P型 ローター R P 3 0を装備し、 セル 1 個当りに前記ガラス フィルター 別後の溶液 3 0 c m 3 を注入後、 ロータ一 を 4 5 0 0 「 p mにて回転させ、 回転異常のないことを 確認後、 ロータ一中を真空にし、 3 0 0 0 0 「 p mに回 転数を上げ、 この回転数にて粒子の遠心分離を行なう。 分離の完了はほぼ 4 0分後であるがこの確認は必要であ れば分離後の液の 3 7 5 n mにおける光線透過率が分離 前のそれに比し、 高い値の一定値になることで行なう。 分離後、 上澄液を傾斜法で除去し分離粒子を得る。 分離 粒子には分離が不十分なことに起因するポリエステル分 の混入があり得るので、 採取した該粒子に常温の◦ ク ロルフ Iノールを加えほぼ均一懸濁後、 再び超遠心分離 機処理を行なう。 この操作は後述の粒子を乾燥後該粒子
を走査型差動熱量分析を行なって、 ボリマに柜当する融 解ビークが検出できなくなるまで線り返す必要がある。 最後に、 このようにして得た分離粒子を Ί 2 Ο Ό、 1 6 時間真空乾燥して秤量する。 こうして得られた分離粒子 は不活性外部粒子と内部粒子の両者を含んでいる。 この ため不活性外部粒子量と内部粒子量を個別に求める必要 があり、 まず前記分離粒子について金属分の定量分析を 行ない C a、 L i の含有量及び C a、 L ί 以外の金属含 有量を求めておく。 次いで該分離粒子を 3倍モルのェチ レング.リコール中で 6時間以上還流加熱したのち、 2 0 0 °C以上になるようにェチレングリコールを留去して解 重合すると内部粒子だけが溶解する。 残った粒子を乾燥 秤量し不活性外部粒子量とし、 最初の合計分離粒子量と の差を内部粒子量とする。 なお前記解重合が完全に行な われたかを確認するため解重合後の分離粒子について金 属分の定量分析を行ない、 これらの操作を繰返すことに より粒子量測定精度を高めることができる。
内部粒子の平均粒径は、 -次のようにして測定すること ができる。 試料 2 O m gを 2 7 0 °Cに加熱されたプレー 卜上でプレー 卜内にはさみ、 溶融プレスし、 それを接眼 1 0倍、 対物 Ί 0倍の遮光板を揷入した顕微鏡で内部粒 子径を観察し、 試料内の内部粒子の長径をスケールで測 定し、 3枚の平均値を求め、 これを平均粒径とする。
また、 本発明者らは、 ポリエステルフイルムのスリ ッ 卜性の改良について別の観点からも検討を続けた結果、
内部ヘイズという物性値をとらえて検討した場合には、 ポリエステルフィルムのスリ ッ ト性は、 次に示す関係式 ②を適用して判断すると好ましいこともわかった。 特に 内部ヘイズの比較的大きなポリエステルフィルム (例え ば、 内部ヘイズが 2 %以上のポリエステルフィルム) に は、 関係式②を適用することが好ましい。 しかしながら このことは、 決して前述の関係式①の適用を否定するも のではなく、 即ちこの出願の第 Ί の発明の効果を否定す るものではなく、 内部ヘイズが周一の場合には、 関係式 ①を満足するポリエステルフィルムは、 関係式①を満足 しないポリエステルフィルムに比べ、 スリ ツ 卜性が良好 である。 さらに、 内部ヘイズの比較的小さなポリエステ ルフィルム (例えば、 内部ヘイズが 2 %未満のポリエス テルフィルム) には、 関係式①を適用した方が好ましい 第 2の発明に用いられる関係式②は、 次の式である。
5≥ 383. 3— 20ひ O f n — 2. 76 H + 840Δ Π …② ここで、 Hは内部ヘイズ、(単位 : % ) であり、 "Γ n は 面配向係数であり、 厶 πは縦方向と横方向の屈折率差で ある。
内部ヘイズとは、 フィルム全体のヘイズ (曇価ともい う。 〉 から表面の荒れによるヘイズ (外部ヘイズ) の寄 与を差引いたものをいう。 内部ヘイズ Hは、 J I S K 7 1 0 5 - 1 9 8 Ί に従い、 拡散透過率及び全光線透 過率の測定値より算出することができる。
また、 面配向係数 ΐ η とは、 次の式により定義される
¾のである。
f n = [ ( nHD+ nTD) / 2] - nZD し しで、 nMD 縦方向屈折率 nTD 横方向屈折率
n ZD 厚み方向屈折率
なお、 厚み方向屈折率 nZDは、 縱方向屈折率 nMD及び 横方向屈折率 nTDと同様に、 J I S K 7 05- 1 98 Ίに従い、 アッベ屈折計を用いて、 測定することが できる。
この発明に使用するポリエステル及ぴ炭酸カルシウム 粒子は、 この出願の第 Ίの発明に使用されるものと同様 のものを使用することができる。
この出願の第 3の発明は、 微細粒子として少なくとも 炭酸カルシウム粒子を 0. 005重量%以上含有し、 中 心線平均粗さ が 0. 004〜0. 030^mであり 面配向係数 f n が 0. Ί 600〜0. 1 750であり、 縱方向と横方向の屈折率差 Δ ηがー 0. 055〜一 0. 025であり、 かつ横方向の F— 5値が 1 3〜Ί 7 kg Zmm 2であることを特徴とするポリエステルフィルム であ 。
この第 3の発明のポリエステルフィルムは、 良好なス リ ツ 卜性及び滑り性とともに良好な削れ性をも有する。
スリ ッ 卜性及び渭り性とともに削れ性が良好であるた めには、 中心線平均粗さ R a、 面配向係数 ΐη 、 縦方向 と横方向の屈折率差△ π及び横方向の F— 値がそれぞ
れ特定の数値範囲にあることが必要である。 特に、 スリ ッ 卜性には、 面配向係数 f n 及び縦方向と横方向の屈折 率差 Δ nが大きく寄与するが、 良好な削れ性を得るには ΐ η 及び Δ ηがその特定の数値範囲にあり、 かつ中心線 平均粗さ R a及び横方向の F— 5値 (以下 「 F 5 TD」 と もいう。 ) がそれぞれ特定の数値範囲にあることが必要 でめる。
この発明において、 フィルム表面の中心線平均粗さ R aは 0. 004〜〇. 030 mであり、 好ましくは〇 006〜〇. 028 jwmである。 なお、 中心線平均粗さ R aは、 D I N 4768に準じ、 触針式表面粗さ計 (小坂研究所製 S E— 3 C〉 を用い、 カッ トオフ値 0. 25 m mで測定したものである。
また、 面配向係数 f n は 0. Ί 600〜0. Ί 750 であり、 好ましくは 0. Ί 62〇〜0. Ί 720である, なお、 ここで用いる面配向係数 ΐ η の定義及び測定法は. 前述の第 2の発明の場台と同一である。
また、 縦方向と横方向の屈折率差 Δ ηは一 0. 055 〜一〇 . 025であり、 好ましくは一〇 . 055〜一 0, 030である。 なお、 ここで用いる縦方向と横方向の屈 折率差 Δ πの定義及び測定法は、 前述の第 1及び第 2の 発明の場合と同一である。
また、 横方向の F— 5値は 1 3〜Ί 7 k g Zmm 2 で あり、 好ま しくは Ί 3. 5〜 1 6 k g Zmm2である。 なお、 ここで用いる F— 5値とは、 フィルムをテンシロ
ン等で引張り、 フィルムの伸びが 5 %の時のフィルムに かかる応力 ( kgZmm2 ) のことである。 F— 5値の 測定は、 ASTM D 882— 67に従って行なうこ とができる。
この発明に使用するポリエステル及び炭酸カルシウム 粒子は、 前述の第 Ί及び第 2の発明に使用されるものと 同様のものを使用することができる。
この発明において、 炭酸カルシウムとともに二酸化ケ ィ素を併用すると、 さらに削れ性が向上するので好まし い。 この場合、 使用する二酸化ケイ素の好ましい平均粒 径 (体積基準のメジアン値) は 0. 3〜 1 . 5 j«mであ り、 二酸化ケイ素の好ましい含有量は 0. 005〜0. 1 0重量%である。
この出願 発明のポリエステルフイルムは、 例えば、 次のようにして製造することができる。
酸成分としてテレフタル酸を、 グ コール成分として エチレングリコールを用い、 これらに炭酸カルシウム粒 子を、 さらに必要に応じて二酸化ケイ素粒子を加え、 常 法により重縮合し、 ポリエステルを得る。 この時、 内部 粒子を生成させる必要がある場合は、 重合触媒として酢 酸カルシウム、 酢酸リチウム、 酸化アンチモン、 卜リメ チルホスへ一 卜のようなものを用いることが好ましい。 内部粒子を生成させるにはこ:れに限定されるものではな く、 公知の各種手段が適用でき、 例えば典型的な例とし て U S P 4 , 067, 855、 U S P 4 , 38 , 38
6等が挙げられる。 このポリエステルを常法により、 乾 燥、 押し出しをして未延伸シー 卜とする。 この未延伸シ 一 卜を、 第 1の縦延伸工程で 90〜 Ί 35 °Cで縦方向に 3. 0〜5. 5倍に延伸し、 引続いて、 第 Ίのテンター で 9〇〜 1 35 °Cで横方向に 3, 0〜4. 〇倍に延伸し さらに第 2のテンターで Ί 80〜230°0で横方向に 1 1〜1. 3倍に延伸し、 次いで、 1 80〜 230°Cで 2 〜 6 %リラックスし熱固定して、 ポリエステルフィルム を得る。 なお、 本発明のポリエステルフィルムの製造方 法はここに記載した方法に限定されるものではないが、 横延伸は少なく とも Ί 80〜 230°Cで Ί . Ί〜Ί . 3 倍の再延伸を含む 2段階以上の延伸を施すのが好ましい, また、 得られるポリエステルフィルムの物性値 ( Se 、 X j 、 △ n H、 f n 、 R a及び F 5 TD) は、 延伸時の 温度及び倍率等の製膜条件に左右されるので、 それらの 製造条件を次に記載する目安に基づいて適宜に設定すれ ばよい。
ポリエステル結晶の粒径 Se は、 一般に、 面配向又は 熱による結晶化を進めるほど大きくなる。 従って、 延伸 時の面積倍率を上げて面配向を進めることにより Se を 大きくすることができ、 逆に面積倍率を下げることによ り S e を小さくすることができる u さらに、 製造時の熱 処理の温度を高く して、 結晶化を進めるほど Se を大き くすることができ、 逆に熱処理温度を低くすることによ り S e を小さくすることができる。 この出願の第 Ίの発
明におい 、 3つの物性値 S c 、 χ j 及び Δ ηは互いに 関連させて関係式①を満足させるものではあるが、 S e のみについて着目すれば、 関係式①を漪足させるには、 ポリエステル結晶の粒径 S e を大きくすればよい。
結晶性面配向指数 は、 延伸時の面積倍率を上げる ことにより下降させることができ、 逆に下げることによ り上昇させることができる。 これは、 縦方向の延伸倍率 あるいは横方向の延伸倍率のみにはかかわらない。 また. X i は、 同一面積倍率で比べた場合、 低温で延伸を行う ことにより下降させることができ、 逆に高温で延伸を行 うことにより上昇させることができる。 にのみ着目 すれば、 関係式①を満足させるには、 c j を低くすれば よい。
縱方向と椽方向の屈折率差 Δ nは、 n MDを上げ、 n TD を下げることによって上昇させることができ、 逆にする ことによって下降させることができる。 n M Dは、 縦方向 の延伸倍率を上げることにより上げることができ、 逆に 下げることにより下げることができる。 n TDは、 横方向 の延伸倍率を下げることにより下げることができ、 逆に 上げることにより上げることができる。 また、 n M l)は、 縦方向延伸温度を下げることにより上げることができ、 逆に上げることにより下げることができる。 n T Dは、 横 方向延伸温度を上げることにより下げることができ、 逆 に下げることにより上げることができる。 .Δ πにのみ着 目すれば、 関係式①又は関係式②を満足させるには、 Δ
nを低くすればよい。 '
内部ヘイズ Hは、 フィルム内に t: - 炭酸カルシウム粒子、 内都粒子〉 の:
り上昇させることができ、 減らすこ —
ことができる。 また、 Hは、 未延 ^
りその延伸方法を選ぶことによって
とができる。 Hにのみ着目すれば、 . るには、 Hを高くすればよい。
面配向係数 f π は、 延伸時の面積 - :
より上昇させることができ、 逆に下
させることができる。 これは、 縱方「- は横方向の延伸倍率のみにはかか t
向係数は、 同一面積倍率で比べた場:
うことにより上昇させることができ
行うことにより下降させることがて
目すれば、 関係式②を満足させるに
ばよい。
横方向の F— 5値は、 例えば、 核、一
げることにより上げることができ、 ―
り下げることができる。
以下、 実施例に基づいて本発明を
発明はこれらの実施例に限定される
種々の製造条件で 7種類のポリ二
料 1 〜 7 ) をつく り、 各試料の物性
n 〉 を測定し、 かつスリ ッ 卜性及 C -
結果を第 Ί 表に示す。 なお、 スリ ッ 卜性及び滑り性の評 価 法並びに各ポリエステルフィルムの製造方法は、 次 のとおりである。 '
(スリ ツ'卜性の評価方法 その 1 〉
試料をスリ ツ 卜したのち積層し、 切断端面のヒゲの数 を 5 0倍の光学顕微鏡で視野観察して数え、 下表の基準 に従って、 スリ ツ ト性をランク付けした。 スリ V 卜性パ ラメ一タ yの数字が大きいほどスリ ッ 卜性は良好である 因みに、 判定の◎は ^常に優れている、 〇は良好、 △は 普通、 Xは悪いをそれぞれ示している。 ス リ ッ ト 性 切断端面の 判 定
パラメータ y ヒゲの数
6 1 1 以下
5 Ί 2〜 Ί 5 〇
4 Ί 6〜 Ί 9 〇〜△
3 2 0〜 2 5 △
2 2 6〜 3 0 △〜 X
1 3 1 以上 X
(滑り性の評価方法〉 .
フィルムを Ί / 2インチ幅にスリ ッ 卜し、 第 2図に示 すように、 スリ ッ 卜したフイルム 6を巻付角 Sが 7Γ ( 「 a d ) になるように金属ガイ ドピン 7に接触させ、 該フ ィ /レムの一方の端に T 1 ( g ) の荷重 8をかけ、 他方の
端を引張ったときの張力丁 2 ( g ) を測定する。 そのと きの金属ガイ ドピンとの摩擦係数^ k は下式によって与 えられる。
^k ^ ( 1 /^ ) l n ( T i /T 2 ) 上式によって得られた k 値を下表によってランク分 けした。 ランク 3以上がフィルム及び磁気テープとして 満足できるレベル (実害のないレベル〉 である。 滑り性のランク 摩擦係数^ k
1 0. 45以上
9 0. 40以上 0. 45未満
3 0. 35以上 0. 40未満
4 0. 3〇以上 0. 35未响
5 0. 30未^
(試料 Ί )
テレフタル酸ジメチル及ぴエチレングリコールに、 酢 酸カルシウム 0, 08重量%、 酢酸リチウム◦ . Ί 5重 量%、 酸化アンチモン 0. 04重量%、 卜リメチルホス へ一 卜 0. Ί 5重量%及び平均粒径 Ί . 1 mの炭酸力 ルシゥム 0. 03重量%を加え、 常法によって重縮合し 平均粒径 0. 6 / mの内部粒子成分を〇 . 20重量%及 び不活性外部粒子として炭酸カルシウムを 0. 03重量 %含む固有粘度 0. 62のポリエステルを得た。 このポ リエステルを常法によって、 乾燥、 押し出しをして未延
伸シ一 卜とし、 これを、 第 1 図に示されているロール ^] Ί〜 Ί 9、 1 1 ' 、 Ί 6 Λ 、 Ί ' 、 9 r の群に通し て縦方向に延伸した。 図中、 5は縦方向に延伸されたポ 、 リエステルフィルムを示している。 ロールの温度は、 口 ール Ί Ί 、 Ί 2を 78 °C、 ロール 1 3、 I 4を 1 20°C ロール Ί 5を Ί 25 °C、 ロール Ί 6を Ί 25 °C、 ロール
7を 1 4 °Cとした。 そして、 ロール Ί 5〜 1 6間で 延伸倍率が 1 . Ί倍、 ロール Ί 6〜 Ί 7間で 1 . 2 1倍 ロール 1 7〜 Ί 8間で 2. 4倍になるようにして延伸し た。 次に、 第 Ί のテンタ一内で Ί Ί 0°Cの熟風下に 3.
7倍に横方向に延伸した。 こののち、 フィルムを第 2の テンターに導き、 205 °Cの熱風下に、 3. 3 %リラッ クスさせながら 205 Όで熟固定してポリエステルフィ ルムを得た。
(試料 2〉
ロール Ί 5、 1 6及ぴ Ί 7の温度を、 それぞれ、 Ί 2 8で、 1 28 °C、 Ί 5 °Cとし、 第 2のテンターにおい て Ί . Ί 5倍に横方向に延伸するようにしたほかは、 試 料 1 と同様にして、 ポリエステルフィルムを得た。
(試料 3 )
炭酸カルシウムを 0. 03 5重量%用いるようにした ほかは、 試料 Ί と同様にして、 ポリエステルフィルムを 得た。
(試科 4 )
炭酸カルシウムを 0. 04重量%甩いるようにし、 口
ール Ί 7〜 1 8間で 2 , 0倍に延伸するようにしたほか は、 試料 Ί と周様にして、 ポリエステルフイルムを得た (試料 5 〉
ロール 1 3 、 Ί 4を 1 2 3 °Cとし、 ロール Ί 7〜 Ί 8 間で 2 . 0倍に延伸するようにしたほかは、 試料 Ί と同 様にして、 ポリエステルフィルムを得た。
(試料 6 )
第 2のテンターにおいて Ί . 0 5倍に横方向に延伸す るようにしたほかは、 試料 Ί と同様にして、 ポリエステ ルフィノ.レムを得た。
(試料 7 )
炭酸カルシウムを 0 5重量%用いるようにし、 口 ール 1 7〜 Ί 8間で 2 0倍に延伸するようにし、 第 2 のテンターにおいて 1 0 5倍に横方向に延伸するよう にしたほかは、 試料 Ί と同様にして 、 ポリエステルフィ ルムを得た。
第 1 表
辨 ¾ Δ η 関係式①の スリッ卜性 滑り性
( n m ) 満足の有無 の判定 ランク
1 4. 39 Ί 2. 5 0. 0074 満足しない X 3
2 5. " 8. 1 — 0. 0531 満足する ◎ 3
3 5. 23 Ί 2, 5 — 0, 0257 満足しない Δ 3
4 4, 79 Ί 2, 8 - 0. 0134 満足しない 厶 4
4. 48 15, 2 0, 0112 満足しない X 3
6 4. 58 15. 5 一 0. 0115 満足しない X 3
7 5, 76 8. 6 - 0. 0240 満足する ◎ 4
次に、 さらに異なる製造条件で 3種類のポリエステル フィルム (試料 8〜 Ί 0 ) をつく り、 試料 1 〜 1 0の物 性値 ( Η、 ΐ π 、 Δ η ) を測定し、 かつスリ ツ 卜性及び 滑り性を評価した。 結果を第 2表に示す。 尚、 スリ ツ 卜 性の評価及び試料 8〜 1 0の製造は、 次の通り行なった (スリ ツ 卜性の評価方法 その 2 )
試料をスリ ツ 卜したのち、 切断端面のヒゲの数を 2 0 0倍の光学顕微鏡で数え、 この測定値より 5 c m (長さ 方向 > 当たりに対応する値を得た。 切断端面のヒゲの数 が小さいほどスリ ッ ト性は良好である。
(試料 8 )
炭酸カルシウム.を 0 . 0 8重量%用いるようにし、 第 2のテンターにおいて 2 〇倍に横方向に延伸するよ うにしたほかは、 試料 Ί と同様にして、 ポリエステルフ イルムを得た。
(試料 9 )
炭酸カルシウムを〇 . 0 5重量%用いるようにし、 第 2のテンターにおいて 1 . 2 〇倍に横方向に延伸するよ うにしたほかは、 試料 1 と同様にして、 ポリエステルフ イルムを得た。
(試料 0 )
炭酸カルシウムを 0 . 0 4重量%用いるようにし、 第 2のテンターにおいて つ . 1 5倍に横方向に延伸 るよ うにしたほかは、 試料 つ と同様にして、 ポリエステルフ イルムを得た。 ·
1 G
第 2 表
II f n Δ η 関係式②の 切断端面の 滑り性 満足の有無 ヒゲの数 ζ ランク
1 2, 30 0, 1577 - 0, 0074 満足しない 70 3
2 2. b 0 0, 1 Ί -" 0. 053 Ί 満足する 5 3
3 2. 34 0, Ί 599 ■0. 0257 満足しない Ί 6 3
3. 32 0. 1559 0, 0134 満足しない 46 4
5 2, 71 0. 1492 0, 01 2 満足しない 70 3
6 2. 0. 93 0115 満足しない 70 3
7 9, 66 0. 1647 -0, 0240 満足しない 6 4
8 4. 79 0. Ί 667 0. 0499 満足する 2 4
9 3. 77 0, 16 ϊ) 2 • 0. 0484 満疋 る 2 4
Ί 0 2, 53 0. 1652 -- 0, 0428 満足しない 8 '
次に、 さらに異なる製造条件でつ 3種類のポリエステ ルフイルム (試料 Ί 1 〜 2 3 〉 をつく り、 各試料の物性 値 ( R a △ n f n F 5 T D ) を測定..し、 かつスリ ツ 卜性、 滑り性及び削れ性を評価した。 結果を第 3表に示 す。 なお、 スリ ツ 卜性及び削れ性の評価及び試料 1 Ί 〜 2 3のポリエステルフィルムの製造は、 次のとおり行な つた。
(スリ ッ ト性の評価方法 その 3 )
試料を速度 3 0 O m Z分で Ί Z 2インチ幅にスリ ツ 卜 し、 スリ ッ ト後の端面のヒゲ数をカウン 卜し、 1 0 c m 当りのヒゲの個数で表した。 ヒゲの個数は少ないほどス リ ツ 卜性が良く、 以下のようなランクづけを行なった。 ランク 4 〜 5が使用上問題のない合格レベルであり、 ラ ンク 〜 3が不合格レベルである。 フ り 、、/ ト ' の " ラ、ノ 々 教 ΜΙίΙ κ 1 C) r. m )
' 1 7 1 以上
2 3 ■! 〜 7 0
3 1 Ί 〜 3 0
4 5 〜 Ί 0
4以下
(削れ性の評価方法 )
^れ 1-ポ り τ フ -— /1ノ -) ィ )\, !、 ^ r ^ \ .†- のカ レンダ一 ロー ルに通し、 カ レンダ一 ロールでのフ ィ
ルムの削れを測定する。 第 3図中、 1はポリエステルフ イルム、 3は金属ロール、 4はカレンダ一ロールである この測定は、 下記条件でフィルムを走行させた後、 弾性 ロール上に付着した削れ粉を超純水 ( 3 以上の粒子 が 0個 1 Om I ) で洗ぃ落とし、 この洗浄液中の微粒 子のうち 3 m以上の微粒子の個数を H I ACXRO Y GO 微粒子カウンタ一で測定し、 その個数を走行させ たフィルムの単位面積当りの個数に換算して表示した。 削れ粉の個数は少ない程、 削れ性が良く、 以下のランク づけとし、 ランク 4〜5が実用上問題のない合格レベル 1〜 3が不合格レベルである。 力レンダ一走行条件一
フィルム速度 300mZ分
フィルム走行長 50ひ Om
カレンダ—口一ル温度 8〇 ± 3 °C
カレンダー圧 200 ka/'cm 削れ性のランク 削れ粉数 (個 Zm≥ )
-1
1 20 Ί以上
2 Ί 51〜 200
" 3 CM〜 50
4 5 Ί〜 Ί 00
5 50以下
(試料 Ί Ί )
テレフ.タル酸ジ チル及びエチレングリコールに、 酢 酸カルシウム 0. 08重量%、 酢酸リチウム 0, Ί 5重 量%、 酸化アンチモンひ. 04重量? 、 卜リメチルホス へ一 卜 0. Ί 5重量%及び平均粒径 0, 8 ^mの炭酸力 ルシゥム 0. 05重量%を加え、 常法によって重縮合し 平均粒径 0, 6 i«mの内部粒子成分を 0. 20重量%及 び不活性外部粒子として炭酸カルシウムを 0. 05重量 %含む固有粘度 0. 62のポリエステルを得た。 このポ リエステルを常法によって、 乾燥、 押し出しをして未延 伸シー 卜とし、 これをまず第 1の縱延伸工程で Ί 25 °C で縦方向に 5. 0倍に延伸し、 引続いて、 第 Ίのテンタ —で 1 1 5°Cで横方向に 3. 8倍に延伸した。 こののち - フィルムを^ 2のテンターで 205 °Cの熱風下に 3 , 3 %リラックスし熟固定することによって、 厚さ 1 5 m のポリエステルフィルムを得た。
(試料 Ί 2 )
平均粒径 0. 8 ^mの炭酸カルシウムを 0. Ί Ί重量 %用い、 第 1の縦延伸工程で Ί 28 °Cで縦方向に 4. 2 倍に延伸し、 第 Ίのテンタ - で Ί 05 °Cで横方向に 3 , 8倍に延伸、 更に第 2のテンターで 205 °Cの熱風下で 橫方向に . Ί 8倍に延伸して後 3. 3 ?/0リラックスす る様にした他は試料 Ί と同掭にしてポリエステルフィ ルムを得た。
(試料つ 3 )
平均粒径 2 の炭酸カルシウムを 0. 03重量 %用い、 第 Ίの縦延伸工程で 30°Cで縦方向に 4. 0 倍に延伸し、 第 Ίのテンターで 1 25 °Cで横方向に 3. 8倍に延伸、 更に第 2のテンターで 205 °Cの熟風下で 横方向に 1. 05倍に延伸して後 3. 3%リラックスす る様にした他は試料 Ί Ί と同様にしてポリエステルフィ ルムを得た。 '
(試料 Ί 4 )
平均粒径 Ί , 2 の炭酸カルシウムを 0 , 03重量 %、 平均粒径 0. 6^mの二酸化ケイ素を 0. 03重量 %用い、 第 Ίの縦延伸工程で Ί 29 °Cで縦方向に 4. 5 倍に延伸し、 第 Ίのテンターで Ί 05 °Cで横方向に 3. 8倍に延伸、 更に第 2のテンターで 205 °Cの熱風下で 横方向に Ί . Ί 5倍に延伸して後 3. 3%リラックスす る様にした他は試料 1 Ί と同様にしてポリエステルフィ ルムを得た„
(試料 Ί 5〉
平均粒径 6^mの炭酸カルシウムを 0. 02重量 96、 平均粒径 0. の二酸化ケイ素を Q. 03重量 96用い、 第 Ίの縦延伸工程で Ί 2.9°Cで縦方向に 4. 5 倍に延伸し、 第 Ίのテンターで 1 05 °Cで横方向に 3. 8倍に延伸、 更に第 2のテンタ -で 205 Vの熟風下で 横方向に Ί . Ί 6倍に延伸した後 3. 3%リラックスす る様にした他は試料 Ί 1 と.同様にしてボリエス亍ルフィ ルムを得た。
(試料 Ί 6 )
平均粒径 1 , 5 mの炭酸カルシウムを 0. 03重量 %用い、 第 Ί の縦延伸工程で Ί 30°Cで縦方向に 5. 0 倍に延伸し、 第 Ί のテンターで Ί 25 °Cで横方向に 3. 8倍に延伸した他は試料 Ί Ί と同様にしてポリエステル フィルムを得た。
〈試料 1 7〉
平均粒径 0. 8 mの炭酸カルシウムを〇 . 1 5重量 %、 平均粒径 0. 6〃mの二酸化ケイ素を 0. 〇 3重量 %用い ¾ 第 Ί の縦延伸工程で Ί 29 °Cで縦方向に 4. 5 倍に延伸し、 第 Ί のテンターで Ί 05 °Cで横方向に 3. 8倍に延伸、 更に第 2のテンタ—で 205 °Cの熱風下で 横方向に 1 . Ί 5倍に延伸した後 3. 3 %リラックスす る様にした他は試科 Ί と同様にしてポリエステルフィ ルムを得た。 „
(試料 Ί 8 )
平均粒径 Ί . 2 mの炭酸カルシウムをひ. 04重量 %用い、 第 1 の縦延伸工程で Ί 20°Cで縦方向に 3. 5 倍に延伸し、 第 Ί のテンターで Ί 05 °Cで横方向に 3. 5倍に延伸、 更に第 2縦延伸工程で Ί 40°Cで縦方向に 1 . 7倍に延伸した他は試料 Ί Ί と同様にしてポリエス テルフィルムを得た。
(試料 9 )
テレフタル酸ジメチル及びェチレングリコールに、 三 酸化アンチモン 0. 04重璗%、 酢酸マグネシウム 0.
02重量%及び平均粒径 1. O^mの炭酸カルシウム 0, 01重量%を加ぇ、 常法によって重縮合し、 不活性外部 粒子としての炭酸カルシウム以外にはできるだけ内部粒. _ 子成分を含まないようにして固有粘度 0. 60のポリエ ステルを得た。 このポリエステルを常法によって、 乾燥- 押し出しをして未延伸シ一 卜とし、 これをまず索 Ίの縦 延伸工程で Ί 23°Cで縦方向に 4, 5倍に延伸し、 引続 いて、 第 Ίのテンターで Ί 05 °Cで横方向に 3. 8倍に 延伸、 更に第 2のテンターで 205 Όの熱風下で橫方向 に 6倍に延伸した後 3. 3%リラックスし熱固定 することによって、 厚さ 1 5 mのポリエステルフィル ムを得た 0
(試斜 20 )
平均粒径 0. 8 πηの炭酸カルシウムを 0. Ί Ί重量 %用い、 第 Ίの縦延伸'工程で Ί 28 Όで縦方向に 4. 2 倍に.延伸し、 第 Ίのテンターで Ί 05 °Cで横方向に 3. 8倍に延伸、 更に第 2のテンターで 205°Cの熟風下で 横方向に 1. 25倍に延伸した後 3. 3%リラックスす る様にした他は試料 Ί 1 と同様にしてポリエステルフィ ル厶を得た。
(試料 2 Ί ) .
テレフタル酸ジメチ /レ及ぴエチレングリコールに、 三 酸化アンチモン 0. 〇 4重量%、 酢酸マグネシウム 0. 02重量%及び平均粒径 Ί . O^mの炭酸カルシウム 0 0 Ί重量%を加え、 常法によって重縮台し、 不活性外部
粒子としての炭酸カルシウム以外にはできるだけ内部粒 子成分を含まないようにして固有粘度 0. 60のポリエ ステルを得た。 このポリエステルを常法によつ 、 乾燥 押し出しをして未延伸シー トとし'、 これをまず第- Ίの縦 延伸工程で 1 20°Cで縦方向に 4. 5倍に延伸し、 引続 いて、 第 Ίのテンターで Ί 05 °Cで横方向に 3. 8倍に 延伸した。 こののち、 フィルムを第 2のテンターで 20 5°Cの熱風下に 3 , 3 %リラックスし熱固定することに よって、 厚さ Ί 5 mのポリエステルフィルムを得た。 (試料 2 2 〉
平均粒径 0. 8 mの二酸化ケイ素を 0. 重量% 用い、 第 Ίの縦延伸工程で Ί 28 °Cで縦方向に 4, 2倍 に延伸し、 第 Ίのテンターで Ί 05 °Cで横方向に 3, 8 倍に延伸、 更に第 2のテンターで 205 °Cの熱風下で橫 方向に Ί . つ 8倍に延伸して後 3 , 3 %リラックスする. 様にした他は試料 Ί と同様にしてポリエステルフィル ムを得た。
(試料 23 )
平均粒径 0. 8 / mの炭酸カルシウムを 0. 30重量 %用いた他は試料 Ί 2と同様にしてポリエステルフィル ムを得た。
第 3 表
産業上の利用可能性
本発明のポリエステルフィルムは、 スリ ッ 卜性及び滑 り性が良好であり、 磁気記録媒体用べ一スフイルムとし て使用できる。 特に、 磁気テープ甩べ一スフイルムとし て好適に使用できる。