JP2959697B2

JP2959697B2 - 積層ポリエステルフイルム

Info

Publication number: JP2959697B2
Application number: JP27733393A
Authority: JP
Inventors: 晃一阿部; 徹三宅; 巌岡崎
Original assignee: TORE KK
Current assignee: TORE KK
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH07108662A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、積層ポリエステルフイ
ルムに関し、とくにフレキシブル磁気ディスク用に用い
て好適な積層ポリエステルフイルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】積層ポリエステルフイルムとしては、表
層の薄膜積層部の粒子濃度を他層よりも高くしたフイル
ムが知られている（例えば、特開平２−７７４３１号公
報等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の積層ポリエステルフイルムは、各層に含有する粒子
の濃度に大きな差があるため、例えば、磁気媒体用途に
おけるフロッピーディスク用途などでの打ち抜き工程
（シートから所定の大きさのディスクを打ち抜く工程）
で、特に、フイルムの全厚さが厚い場合に、積層部分が
界面から劈開、剥離しやすいという欠点があった。

【０００４】また、表層が薄層であり、その薄層に対し
比較的多量の粒子が含有されているため、磁性塗料など
の塗布工程において粒子が脱落するおそれがあるという
問題も残されていた。

【０００５】本発明は、上記のような問題点に鑑み、積
層部分の劈開、界面剥離を防止し得るとともに、粒子の
脱落しにくい、フレキシブル磁気ディスクに用いて最適
な積層ポリエステルフイルムを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
積層ポリエステルフイルムは、粒子を含有するポリエス
テルＡよりなる層（Ａ層）をポリエステルＢよりなる層
（Ｂ層）の少なくとも片面に積層してなるフイルムであ
って、Ａ層とＢ層の粒子濃度の差が０．０２重量％以上
５重量％未満であり（Ａ層濃度＞Ｂ層濃度）、かつ、Ａ
層の厚さが３μｍ以上でフイルム全厚さの１／２未満、
フイルム全厚さが３０μｍ以上、低分子量物含有量が
１．５重量％以下であることを特徴とするものからな
る。

【０００７】本発明の積層ポリエステルフイルムは、未
延伸フイルム、一軸配向フイルムの形態とすることも可
能であるが、本発明で目標とする特性、さらにはフレキ
シブル磁気ディスクに適した特性を得るためには、二軸
配向積層フイルムであることが好ましい。

【０００８】本発明の積層ポリエステルフイルムは、粒
子を含有するポリエステルＡよりなる層（Ａ層）をポリ
エステルＢよりなる層（Ｂ層）の少なくとも片面に積層
したフイルムである。すなわち、少なくとも２層の積層
構成を有する積層ポリエステルフイルムである。これら
各層のうち少なくとも一層が二軸に配向していることが
好ましく、全ての層が二軸に配向していることが特に好
ましい。

【０００９】本発明を構成するポリエステルは特に限定
されないが、エチレンテレフタレート、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、エチレン２，６─ナフタレート単位
から選ばれた少なくとも一種の構造単位を主要構成成分
とする場合に特に好ましい。中でもエチレンテレフタレ
ートを主要構成成分とするポリエステルの場合が特に好
ましい。なお、本発明を阻害しない範囲内で、２種以上
のポリエステルを混合しても良いし、共重合ポリマを用
いても良い。

【００１０】本発明においては、ポリエステルＡ中に粒
子が含有される。この粒子含有により、Ａ層表面に、磁
気ディスク用等として好適な表面突起が形成される。こ
の含有粒子の種類は特に限定されないが、上記の好まし
い粒子特性を満足するにはアルミナ珪酸塩、１次粒子が
凝集した状態のシリカ、内部析出粒子などは好ましくな
く、コロイダルシリカに起因する実質的に球形のシリカ
粒子、架橋高分子による粒子（たとえば架橋ジビニルベ
ンゼン、架橋ポリスチレン）などが好ましい。特に１０
重量％減量時温度（窒素中で熱重量分析装置（株）島津
製作所製ＴＧ−３０Ｍを用いて測定。昇温速度２０℃／
分）が３８０℃以上になるまで架橋度を高くした架橋高
分子粒子の場合にＡ層表面の耐クラッチ性、磁気ディス
クとした場合の耐トラッキング性等がより一層良好とな
るので特に望ましい。なお、コロイダルシリカに起因す
る球形シリカの場合にはアルコキシド法で製造された、
ナトリウム含有量が少ない、実質的に球形のシリカが特
に望ましい。しかしながら、その他の粒子、例えば球形
炭酸カルシウム、二酸化チタン、アルミナ等の粒子でも
フイルム厚さと平均粒径の適切なコントロールにより十
分使いこなせるものである。

【００１１】Ｂ層（基層）には、特に粒子を含有させる
必要はないが、例えば２層積層フイルムにおいて、Ａ層
と反対側のＢ層表面に良好な走行性等をもたせたい場
合、通常、粒子添加により表面粗さを適切な範囲にコン
トロールする。本発明においては、Ａ層に粒子を含有さ
せることにより、Ａ層表面側に、磁気ディスク等に適し
た表面突起を効率よく形成しようとするものであるが、
前述したように、Ａ層とＢ層との粒子濃度差が大きくな
りすぎると、Ａ層が劈開、剥離しやすくなる。

【００１２】そこで本発明フイルムにおいては、Ａ層と
Ｂ層との粒子濃度差が０．０２重量％以上５重量％未満
にコントロールされる。粒子濃度差を５重量％未満に抑
えることにより、Ａ層の劈開、剥離が効果的に抑制され
る。なお、上記０．０２重量％という値は、粒子濃度差
を定量するための分解能の最小値として掲げたものであ
る。すなわち、粒子濃度差が無ければ、つまり０であれ
ば、基本的に劈開、剥離の問題はなくなるわけである
が、それでは、Ａ層に集中的に粒子を含有させてＡ層表
面に効率よく表面突起を形成するという目的が達せられ
ない。そこで、最小限の粒子濃度差を規定したわけであ
る。

【００１３】このＡ層の粒子含有量自身についても、５
重量％以下に抑えることが好ましい。粒子含有量が５重
量％を越えると、上記Ｂ層との粒子濃度差を達成するこ
とが困難となり、かつその粒子濃度差を達成しようとす
ると、相対的に、Ｂ層の粒子含有量が不必要に多くなる
からである。

【００１４】本発明フイルムにおいては、積層部の厚
さ、すなわちＡ層の厚さが３μｍ以上とされ、かつフイ
ルム全厚さの１／２未満とされる。積層厚さが３μｍよ
りも小さいと、Ｂ層との界面で劈開しやすくなる。ま
た、厚すぎると、つまりフイルム全厚さの１／２以上と
なると、この積層Ａ層と内層との物性差によって、やは
り劈開しやすくなる。

【００１５】また、本発明フイルムにおいては、劈開を
抑制し、かつ、積層部Ａ層への粒子含有によりその表面
に効率よく表面突起を形成するという両目標を同時に達
成するために、フイルムの全厚さを３０μｍ以上として
いる。このようなフイルム全厚さとすることによって、
上記両目標が効果的に達成される。また、フレキシブル
磁気ディスク用としても最適なフイルムとなる。

【００１６】さらに、本発明フイルムにおいては、低分
子量物含有量が１．５重量％以下に抑えられる。低分子
量物含有量が１．５重量％を越えると、それがＡ層とＢ
層の界面に集中しやすくなり、界面での劈開が起こりや
すくなる。

【００１７】さらにまた、より一層劈開が生じにくくす
るためには、Ａ層とＢ層のポリマーの固有粘度差が０．
５以下であることが有効である。固有粘度差を０．５以
下とすることにより、両ポリマー間の物性差を小さく抑
えることができ、界面剥離を生じにくくすることができ
る。

【００１８】なお、本発明のフイルム中には、本発明の
目的を阻害しない範囲内で、他種ポリマをブレンドして
もよいし、また酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、紫外線吸
収剤などの有機添加剤が通常添加される程度添加されて
いてもよい。

【００１９】次に本発明フイルムの製造方法について説
明する。まず、ポリエステルに所定の粒子を含有せしめ
る方法としては、例えばジオール成分であるエチレング
リコールにスラリーの形で分散せしめ、このエチレング
リコールを所定のジカルボン酸成分と重合せしめる方法
が好ましい。粒子を添加する際には、例えば、粒子を合
成時に得られる水ゾルやアルコールゾルを一旦乾燥させ
ることなく添加すると粒子の分散性が非常によく、目標
とする表面突起を均一に形成することができる。また、
粒子の水スラリーを直接所定のポリエステルペレットと
混合し、ベント方式の２軸混練押出機に供給しポリエス
テルに練り込む方法も本発明の効果をより一層良好とす
るのに非常に有効である。粒子の含有量を調節する方法
としては、上記方法で高濃度の粒子マスターを作ってお
き、それを製膜時に粒子を実質的に含有しないポリエス
テルで希釈して粒子の含有量を調節する方法が有効であ
る。

【００２０】次にこのポリエステルのペレットを用いて
２層以上の積層構造をもったポリエステルフイルムとす
る。上記の方法にて得られたポリエステルのペレットを
所定の割合で混合し、乾燥したのち、公知の溶融積層用
押出機に供給し、スリット状のダイからシート状に押出
し、キャスティングロール上で冷却固化せしめて未延伸
フイルムを作る。すなわち、２台以上の押出機、２層以
上のマニホールドまたは合流ブロック（例えば角型合流
部を有する合流ブロック）を用いて積層し、口金から２
層以上のシートを押し出し、キャスティングロールで冷
却して未延伸フイルムを作る。この場合、ポリマ流路に
スタティックミキサー、ギヤポンプを設置する方法は有
効である。また、最表層積層部側のポリマーを押出す押
出機の溶融温度を基層部側より５〜１０℃低くすること
が有効である。

【００２１】次にこの未延伸フイルムを二軸延伸し、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、長手方向の延伸を３段階以上に分けて、総縦
延伸倍率を３．５〜６．５倍で行なう方法は特に好まし
い。長手方向延伸温度はポリエステルの種類によって異
なり一概には言えないが、通常、その１段目を５０〜１
３０℃とし、２段目以降はそれより高くすることが有効
である。長手方向延伸速度は５０００〜５００００％／
分の範囲が好適である。幅方向の延伸方法としてはステ
ンタを用いる方法が一般的である。延伸倍率は、３．０
〜６．０倍の範囲が適当である。幅方向の延伸速度は、
１０００〜２００００％／分、温度は８０〜１６０℃の
範囲が好適である。次にこの延伸フイルムを熱処理す
る。この場合の熱処理温度は１７０〜２２０℃、特に１
８０〜２００℃、時間は０．２〜２０秒の範囲が好適で
ある。

【００２２】［物性の測定方法ならびに効果の評価方
法］本発明の特性値の測定方法並びに効果の評価方法は
次の通りである。（１）粒子の平均粒径フイルムからポリマをプラズマ低温灰化処理法で除去
し、粒子を露出させる。処理条件はポリマは灰化される
が粒子は極力ダメージを受けない条件を選択する。その
粒子を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、粒子画像
をイメージアナライザで処理する。ＳＥＭの倍率はおよ
そ２０００〜１００００倍、また、１回の測定での視野
は１辺がおよそ１０〜５０μｍから適宜選択する。観察
箇所をかえて粒子数５０００個以上で粒径とその体積分
率から、次式で体積平均径ｄを得る。ｄ＝Σｄｉ・Ｎｖｉここで、ｄｉは粒径、Ｎｖｉはその体積分率である。粒
子がプラズマ低温灰化処理法で大幅にダメージを受ける
場合には、以下の方法を用いても良い。フイルム断面を
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用い、３０００〜１００
０００倍で観察する。ＴＥＭの切片厚さは約１０００オ
ングストロームとし、場所をかえて５００視野以上測定
し、上記式から体積平均径ｄを求める。

【００２３】（２）粒子の含有量ポリエステルは溶解し粒子は溶解させない溶媒を選択
し、粒子をポリエステルから遠心分離し、粒子の全体重
量に対する比率（重量％）をもって粒子含有量とする。
場合によっては赤外分光法の併用も有効である。

【００２４】（３）積層ポリエステル層の厚さ２次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）を用いて、表層か
ら深さ３０００ｎｍの範囲のフイルム中の粒子の内、最
も高濃度の粒子に起因する元素とポリエステルの炭素元
素の濃度比（Ｍ⁺／Ｃ⁺）を粒子濃度とし、表面から深
さ３０００ｎｍまでの厚さ方向の分析を行なう。表層で
は表面という界面のために粒子濃度は低く、表面から中
に入るにつれて粒子濃度は高くなる。本発明フイルムの
場合、一旦極大値となった粒子濃度がまた減少し始め
る。この濃度分布曲線をもとに表層粒子濃度が極大値の
１／２となる深さ（この深さは極大値となる深さよりも
深い）を求め、これを積層厚さとした。条件は次の通り
である。測定装置２次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）西独、ＡＴＯＭＩＫＡ社製Ａ−ＤＩＤＡ３０００測定条件１次イオン種：Ｏ₂ ⁺ １次イオン加速電圧：１２ＫＶ１次イオン電流：２００ｎＡラスター領域：４００μｍ□ 分析領域：ゲート３０％測定真空度：６．０×１０^-9ＴｏｒｒＥ−ＧＵＮ：０．５ＫＶ−３．０Ａなお、表層から深さ３０００ｎｍの範囲に最も多く含有
する粒子が有機高分子粒子の場合はＳＩＭＳでの測定が
難しいので、表面からエッチングしながらＸＰＳ（Ｘ線
光電子分析法）、ＩＲ（赤外分光法）などで上記同様の
デプスプロファイルを測定し積層厚さを求めてもよい
し、また、電子顕微鏡等による断面観察で粒子濃度の変
化状態やポリマの違いによるコントラストの差から界面
を認識し積層厚さを求めることもできる。さらには、積
層ポリマを剥離後、薄膜段差測定機を用いて積層厚さを
求めることもできる。

【００２５】（４）ポリマの固有粘度（ＩＶ）ｏ−クロロフェノールを溶媒として２５℃にて測定し
た。

【００２６】（５）低分子量物含有量試料フイルムを粉砕しソックスレー抽出器を用いて、ク
ロロホルムを溶媒として、還流下で２４時間抽出を行
う。クロロホルムを蒸発させて得られた抽出物の重量の
もとの試料の重量に対する比率（重量％）をもって低分
子成分含有量とした。

【００２７】（６）積層部劈開性（劈開強さ）フイルムのＡ層の表面に粘着テープ（ニチバン（株）製
セロファンテープ）をはりつけ、十分粘着させた後、一
気に剥離し、そのあとを薄膜段差測定器（小坂研究所製
ＥＴ−１０）で劈開の有無を評価し、全く劈開がないも
のは劈開強さ：優、劈開が起こったものは不良と判定し
た。

【００２８】

【実施例】本発明を実施例に基づいて説明する。実施例１〜４平均径の異なる、架橋ジビニルベンゼン粒子を３重量％
含有するポリエチレンテレフタレートのペレットを作っ
た。この時、重縮合時間を調節し固有粘度を０．６５と
した。また、常法によって、固有粘度０．６２の実質的
に粒子を含有しないポリエチレンテレフタレートを製造
した。これらのポリマをそれぞれ１８０℃で６時間減圧
乾燥（３Ｔｏｒｒ）し、所定割合で混合し、架橋ジビニ
ルベンゼン粒子の濃度を調節したもの（ポリエステル
Ａ）を押出機１に供給し２９０℃で溶融し、さらに、実
質的に粒子を含有しないものあるいは所定量の架橋ジビ
ニルベンゼン粒子を含有するもの（ポリエステルＢ）を
押出機２に供給、２８５℃で溶融し、これらのポリマを
合流ブロック（フィードブロック）で合流積層し、静電
印加キャスト法を用いて表面温度２５℃のキャスティン
グ・ドラムに巻きつけて冷却固化し、３層および２層構
造の未延伸フイルムを作った（Ａ／Ｂ／Ａ、およびＡ／
Ｂ構成のポリエステルフイルム）。それぞれの押出機の
吐出量を調節し、総厚さ、Ａ層の厚さを調節した。この
未延伸フイルムを温度８５℃にて長手方向に３．５倍延
伸した。この延伸は２組ずつのロールの周速差で、４段
階で行った。この一軸延伸フイルムをステンタを用いて
延伸速度５，０００％／分で１００℃で幅方向に４．０
倍延伸し、定長下で、２１０℃にて５秒間熱処理し、総
厚さ３５〜７５μｍの二軸配向積層ポリエステルフイル
ムを得た。表１に結果を示すように、実施例１〜４と
も、本発明で特定した範囲内にあるため、優れた劈開強
さが得られた。

【００２９】比較例１〜４上記実施例と同様に二軸配向積層ポリエステルフイルム
を作製したが、表１に示すように、Ａ層厚さ（比較例
１）、Ｂ層に対するＡ層の厚さ比率（比較例２）、低分
子量物含有量（比較例３）、フイルム全厚（比較例４）
のいずれかの条件が本発明で特定した範囲を外れている
ため、いずれも劈開強さが不良であった。

【００３０】

【表１】

【００３１】実施例５〜１０、比較例５〜１０（表２）上記実施例と同様に二軸配向積層ポリエステルフイルム
を作製したが、Ａ層に含有する粒子の種類を、球形シリ
カ、球形炭酸カルシウム、二酸化チタン等に変更した。
表２に示すように、粒子種を変更した場合にも、本発明
で特定した範囲内にある場合（実施例）はいずれも良好
な劈開強さが得られたが、そうでない場合（比較例）に
は、いずれも劈開強さが不良であった。

【００３２】

【表２】

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の積層ポリ
エステルフイルムによるときは、Ａ層とＢ層の粒子濃度
差を低く抑え、Ａ層のフイルム厚さおよびフイルム全厚
さに対する割合を特定するとともに、フイルム全厚さ自
身、低分子量物含有量も特定したので、Ａ層に粒子を含
有させることにより効率よく表面突起を形成しつつ、Ａ
層が劈開、剥離しにくい、フレキシブル磁気ディスクに
用いて最適なフイルムを得ることができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】粒子を含有するポリエステルＡよりなる
層（Ａ層）をポリエステルＢよりなる層（Ｂ層）の少な
くとも片面に積層してなるフイルムであって、Ａ層とＢ
層の粒子濃度の差が０．０２重量％以上５重量％未満で
あり（Ａ層濃度＞Ｂ層濃度）、かつ、Ａ層の厚さが３μ
ｍ以上でフイルム全厚さの１／２未満、フイルム全厚さ
が３０μｍ以上、低分子量物含有量が１．５重量％以下
であることを特徴とする積層ポリエステルフイルム。
【請求項２】前記Ａ層の粒子含有量が５重量％以下で
ある請求項１の積層ポリエステルフイルム。
【請求項３】前記Ａ層とＢ層のポリマーの固有粘度差
が０．５以下である請求項１又は２の積層ポリエステル
フイルム。
【請求項４】前記フイルムがフレキシブル磁気ディス
ク用フイルムである請求項１ないし３のいずれかに記載
の積層ポリエステルフイルム。