(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも片面に塗布層を有する二軸配向ポリエステルフイルムにおいて、
該塗布層はセルロース誘導体を含有し、
該塗布層が島状隆起部を有する海島構造をなし、かつ、長径と短径との比が３．０以下である島状隆起部が全隆起部の５０％以上を占めることを特徴とする二軸配向ポリエステルフイルム。
【請求項２】
ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート又はそれらを主成分とするポリエステルであることを特徴とする請求項１記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項３】
フイルムの１００℃、３０分での熱収縮率が、フィルム長手方向、幅方向ともに−０．５〜０．５％であることを特徴とする請求項１又は２記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項４】
未延伸フイルムに塗布層を形成した後に同時二軸延伸を行い、請求項１〜３のいずれか記載の二軸配向ポリエステルフィルムを製造することを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法。
【請求項５】
フィルムを二軸方向に配向させた後、フィルム長手方向、幅方向ともに１〜１０％の弛緩処理を行うことを特徴とする請求項４記載の二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二軸配向ポリエステルフィルム、詳しくは磁気記録媒体用、光学用、電気絶縁用などに用いられる二軸配向ポリエステルフィルムの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
表面に皮膜構造を持ったポリエステルフイルムとしては、ミミズ状皮膜構造を持ったポリエステルフイルム（特開昭５６−１０４５５号公報）、ポリエステルフイルムと該フイルムの少なくとも片面に密着された不連続皮膜と該皮膜中及び皮膜表面に存在する微粒子からなるポリエステルフイルム（例えば特公昭６２−３０１０５号公報）などが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、磁気記録媒体の高密度記録化などが進み、更に平滑なベースフイルムが求められるようになってきたが、従来の表面構造をもったポリエステルフイルムでは、フイルムの滑りや、巻き取り時の層間の空気抜けなどに問題があり、製品を長尺にて巻き取る際に巻き姿が悪くなり易いという問題が見られた。
【０００４】
本発明の目的は、かかる問題を解決し、平滑であっても、長尺品を巻き取る際の巻き姿を良好にすることができる二軸配向ポリエステルフイルムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、ベースフイルムの表面を特定の形態とすることにより、製品の巻き姿を良好にできることを見いだした。すなわち、少なくとも片面に塗布層を有する二軸配向ポリエステルフイルムにおいて、該塗布層はセルロース誘導体を含有し、該塗布層が島状隆起部を有する海島構造をなし、かつ、長径と短径との比が３．０以下である島状隆起部が全隆起部の５０％以上を占める二軸配向ポリエステルフイルム、としたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のフイルムに用いるポリエステルは、二軸延伸することができるポリエステルであればいずれのポリエステルでもよいが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート又はそれらを主成分とするポリエステルが好ましい。さらに詳しくは、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸及び／又は２，６−ナフタレンジカルボン酸を用い、ジオール成分としてエチレングリコールを主要成分として用いて重縮合し得られるものである。尚、２０重量％以下であれば第３成分が共重合されたり、ブレンドされていてもよい。
【０００７】
本発明のポリエステルフィルムは、少なくとも片面に塗布層を有し、この塗布層において、その成分により形成される島状隆起部が存在する海島構造が形成されている必要がある。ここでいう海島構造とは、表面に塗布層が存在するフイルムの表面において、平坦部と、塗布層成分からなる隆起部とがそれぞれ海、島をなす構造であり、その一例を、図１の電子顕微鏡写真で示す。ここで、図１は、本発明のポリエステルフィルムの一例の塗布層側の表面を示す電子顕微鏡写真であり、島状隆起部は、海をなす平坦部の中に不連続な島として存在し、海をなす平坦部には、塗布層成分による皮膜は実質的に形成されていないものである。
【０００８】
塗布層成分により形成される隆起部が海島構造を形成していない場合としては、例えば、図２に示すミミズ状皮膜構造があり、長尺品を巻き取る際の巻き姿を良好とすることが困難である。図２は、従来技術によりミミズ状皮膜構造が形成された二軸配向ポリエステルフィルムの塗布層側の表面を示す電子顕微鏡写真であり、ミミズ状に連続した部分が隆起部である。
【０００９】
島状隆起部の形状は、ひとつの隆起部の長径と短径との比が３．０以下である島状隆起部が全隆起部の５０％以上を占めることが必要があり、特に７０％以上が好ましい。長径と短径との比が３．０以下である隆起部が全隆起部の５０％未満では巻き姿を良好とすることが困難である。
【００１０】
隆起部の島の大きさは特に限定されないが、平均径が０．１〜５μｍの範囲にあることが好ましい。
【００１１】
また、隆起部の高さが５〜５０ｎｍの範囲であると、巻き姿を更に良好とすることができるので特に好ましい。隆起部の高さが５０ｎｍより高い場合でも巻き姿をより良好とすることができるが、高密度磁気記録媒体のベースフイルムとして用いる場合には出力が低下することもありうる。
【００１２】
隆起部は塗布層成分をなす高分子物質で構成され、その組成は特に限定されないが、セルロース誘導体等の有極性高分子これらのブレンド体が使用できる。特にメチルセルロースは、フイルムの表面形態を本発明の範囲内とするために含有させることが好ましい。その分子量は特に限定されないが、１×１０4〜１×１０6g/molの範囲が好ましく、１×１０5〜５×１０5g/molの範囲が特に好ましい。更にこの塗布層の中に微細粒子を微量含有させることも出来る。
【００１３】
本発明のポリエステルフィルムの表面粗さＳＲａは、特に限定されないが、１〜５０ｎｍの範囲であることが望ましい。特に１〜２０ｎｍの範囲であれば一層好ましい。また、両面とも同等の表面粗さでもよいし、両面の表面粗さが異なっていてもよい。
【００１４】
本発明のポリエステルフィルムの厚さは特に限定されないが、１〜５０μｍの範囲が好ましく、磁気記録媒体のベースフイルムとして用いる場合には、３〜１０μｍの範囲が好適である。
【００１５】
本ポリエステルフィルムのヤング率は、長手方向と幅方向の和が１１ＧＰａ以上であることがいっそう好ましい。
【００１６】
本ポリエステルフィルムの１００℃、３０分での熱収縮率は、フィルム長手方向、幅方向とも−０．５〜０．５％であると磁気記録媒体としたときの電磁変換特性をいっそう良好と出来るので好ましい。更に好ましい範囲は、フィルム長手方向、幅方向とも−０．２〜０．４％である。
【００１７】
次に本発明のフィルムの製法を説明する。
【００１８】
まず、前述のポリエステルをその融点を超える温度で常法の押出機にて溶融押出しし、ガラス転移点以下に冷却し、未延伸シートとする。
【００１９】
次に、この未延伸シートの少なくとも片面に塗布層を形成する。延伸前に塗布層を形成することは、表面形態を本発明の範囲内とするために極めて有効である。その塗布方法には、メタリングバーコート法、グラビアコート法、スプレーコート法などがあるが、メタリングバーコート法、グラビアコート法が好ましい。
【００２０】
更にこの塗布層を形成した未延伸フイルムを二軸延伸するが、その延伸前に塗布された塗布層形成液を乾燥させておくことが、本発明の表面形態を得るのに有効である。
【００２１】
延伸方法には、同時二軸方向延伸法と逐次二軸延伸法があるが、同時二軸延伸法を用いることが本発明の表面形態を得るために極めて有効である。また、同時二軸延伸と逐次二軸延伸を組み合わせて延伸することも出来る。また、延伸は一挙に所定の倍率まで延伸することも出来るが、２回以上に分け、それぞれの延伸温度を変えることも出来る。延伸条件は特に限定されないが８０〜１１０℃で、２．５〜４倍の範囲で長手方向、幅方向同時に延伸することが好ましい。更に２回に分けて延伸する場合には、２回目の延伸温度は１回目の延伸温度より高いことが好ましく、１２０〜１８０℃で１．０５〜２．０倍の範囲で同時、または逐次に延伸する方法が好ましい。
【００２２】
この後、引き続き熱処理を行う。熱処理温度はフィルムの温度にして１８０℃〜２３０℃の範囲で、２〜３０秒間行うのが熱収縮率を本発明の範囲内とするために特に好ましい。
【００２３】
熱処理に引き続き、弛緩処理を行う。フィルム長手方向、幅方向ともに１〜１０％の範囲で弛緩処理を行うことは、熱収縮率を好ましい範囲内とするために好ましい。弛緩処理は一度に行ってもよいが、２回以上に分けて弛緩処理を異なる温度で行うとより好ましい。また、長手方向、幅方向はどちらかを先に行ってもよいし、同時に行ってもよい。１回目を長手方向、幅方向とも２００〜１６０℃で１〜３％弛緩処理し、２回目を長手方向、幅方向とも１５０〜１００℃で０．１〜１％弛緩処理することが好ましい。
【００２４】
［物性の測定方法ならびに効果の評価方法］
本発明における特性値の測定方法、並びに評価方法は次のとおりである。
（１）隆起部の形状
塗布層が形成されたフイルム表面をレプリカ法透過型電子顕微鏡（倍率２０００〜１００００倍）で写真を撮影する。この写真から、隆起部の輪郭線を判定し、一定範囲内にある隆起部の長径と短径とを測定する。フイルムの任意の場所を２０カ所測定し、長径と短径との比が３．０以下である島状隆起部の個数の割合を求める。ここで、長径は隆起部の輪郭線のなす形状のうちの最も離れた２点間の距離であり、また、短径は、輪郭線のなす形状面積を長径で除して求める値である。
（２）表面粗さ（ＳＲａ）
小坂研究所製の光触針式（臨界角焦点エラー検出方式）の３次元粗さ計（ＥＴ−３０ＨＫ）を使用して測定した。ＳＲａはＪＩＳ  Ｒａに相当する中心線面平均の表面粗さである。試験片は測定表面にＡｌ蒸着を施した。測定方向は幅方向とし、カットオフ値は０．０８ｍｍ、測定長は０．１〜０．２５ｍｍ、送りピッチは０．２μｍ、測定スピードは２０μｍ／ｓ、測定本数は１００本とした。単位はｎｍとした。
（３）ヤング率
引張試験測定により得られる応力−ひずみ曲線におけるスタート点の立ち上がり勾配からＡＳＴＭ  Ｄ−８８２−６７に準じて求める。サンプル幅、実効長さは１０ｍｍ、１００ｍｍとした。引張速度は１００ｍｍ／ｍｉｎとした。
（４）１００℃、３０分での熱収縮率
１００℃の温度のオーブン中で、幅１０ｍｍ、長さ１０〜３０ｃｍの試料を３０分、熱処理し、原長から熱処理後の長さの差をとり、原長で割り、１００倍し、熱収縮率の値とした。なお試料には１０ｍｍ幅あたり３ｇｒの荷重をかけて、熱処理した。
【００２５】
【実施例】
次に実施例に基づき、本発明を説明する。
【００２６】
［実施例１］
実質的に不活性粒子を含有しないポリエチレンテレフタレートのペレットに平均粒径０．２μｍのシリカを含有するポリエチレンテレフタレートのペレットを混合し、シリカ粒子の濃度が０．２重量％のポリエチレンテレフタレートのペレッットを調整した。このペレットを１６０℃で６時間真空乾燥した後、押出機に供給し、２８０℃で溶融させ、Ｔダイよりシートを吐出させ、２３℃の冷却ドラムにて冷却固化せしめ未延伸のシートを作成した。
【００２７】
次にこの未延伸シートの片面側に下記組成の高分子水溶液を、固形分塗布濃度が２０ｍｇ／ｍ2となるように塗布した。
【００２８】
メチルセルロース            ０．３重量％
水溶性ポリエステル樹脂（テレフタル酸、スルホイソフタル酸ナトリウムとエチレングリコール共重合体）    ０．３重量％
その後、パンタグラフ方式の同時二軸延伸機にて、まず延伸前に１００℃で乾燥を行った後、９０℃で長手方向に３．５倍、幅方向に４．２倍同時に延伸した。引き続いて２０５℃で４秒間緊張下で熱処理を行った後、１８０℃で２％、１３０℃で０．２％の同時弛緩処理を行った。この後、エッジ部分を取り除いて、一旦中間製品として巻き取った後、幅１０００mmにスリットし、１００００ｍ巻取った。
【００２９】
得られたフイルムの塗布面側には、塗布層が島状隆起部を有する海島構造を形成しており、長径と短径との比が３．０以下である島状隆起部は隆起部全体の９８％であった。隆起部の平均高さは３０ｎｍ、隆起部の平均径は１．２μｍであり、また、隆起部の占める面積はフィルム表面全体の９％であった。
【００３０】
またこのフイルムの表面粗さ（ＳＲａ）は、塗布面が１０ｎｍ、非塗布面が８ｎｍであった。
【００３１】
このフイルムの厚みは４．５μｍであった。またこのフイルムの１００℃、３０分の熱収縮率は長手方向に０．２％、幅方向に０．１％であり、ヤング率は長手方向４．５ＧＰａ、幅方向７．１ＧＰａであった。
【００３２】
このフイルムは平滑性に優れているにもかかわらず、１００００ｍ巻き取った後の巻き姿は極めて良好であり、シワ、ズレなどの欠点は見られなかった。
【００３３】
［実施例２］
実施例１と同様にして得た未延伸シートの両面側に、実施例１と同じ高分子水溶液を同じ塗布方法で塗布した。延伸前の乾燥温度を１０５℃にした以外は、実施例１と同様にして乾燥、延伸、熱処理、弛緩処理を行った。
【００３４】
得られたフイルムは、両面とも塗布層が島状隆起部を有する海島構造を形成しており、長径と短径との比が３．０以下である島状隆起部は両面とも隆起部全体の９８％であった。このフイルムを１００００ｍ巻き取った後の巻き姿は極めて良好であり、シワ、ズレなどの欠点は見られなかった。
【００３５】
［実施例３］
実施例１と同様にして得た未延伸シートの片面側に、実施例１と同様の水溶液の濃度を変えて、固形分塗布濃度が８０ｍｇ／ｍ2となるように塗布を行った。その後、このフイルムを実施例１と同様に乾燥、延伸、熱処理、弛緩処理を行った。
【００３６】
得られたフイルムは、塗布層表面が島状隆起部を有する海島構造を形成しており、長径と短径との比が３．０以下である島状隆起部の割合は９０％であった。このフイルムを１００００ｍ巻き取った後の巻き姿は極めて良好であり、シワ、ズレなどの欠点は見られなかった。
【００３７】
［実施例４］
実施例１のポリエステルをポリエチレン−２，６−ナフタレートにし、かつ、延伸を１２０℃で長手方向に４．０倍、幅方向に４．８倍同時に延伸とした以外は実施例１と同様にして、塗布層を設けたポリエステルフイルムを製造した。
【００３８】
得られたフイルムは、塗布層による隆起部が海島構造を形成しており、長径と短径との比が３．０以下である島状隆起部の割合は９５％であった。このフイルムを１００００ｍ巻き取った後の巻き姿は極めて良好であり、シワ、ズレなどの欠点は見られなかった。
【００３９】
［実施例５］
実施例１と同様にして得た未延伸フイルムに、実施例１と同様の高分子水溶液を片面側に塗布した。このフイルムを実施例１と同様にパンタグラフ方式の同時二軸延伸機にて、まず延伸前に１００℃で乾燥を行った後、長手方向、幅方向とも９０℃で３．０倍同時に延伸した後、１８０℃で幅方向に１．３５倍延伸し、引き続いて２０５℃で４秒間緊張下で熱処理を行った後、１８０℃で２％、１３０℃で０．２％の同時弛緩処理を行った。
【００４０】
得られたフイルムは、塗布層による隆起部が海島構造を形成しており、長径と短径との比が３．０以下である島状隆起部の割合は９５％であった。このフイルムを１００００ｍ巻き取った後の巻き姿は極めて良好であり、シワ、ズレなどの欠点は見られなかった。
【００４１】
［比較例１］
実施例１と同様にして得た未延伸フイルムを、ロールの周速差を用いて９０℃で長手方向に３．５倍延伸した。このフイルムに実施例１と同様の高分子水溶液を塗布した後、１００℃で幅方向に４．２倍延伸した。引き続いて２０５℃で４秒間緊張下で熱処理を行った後、１８０℃で２％、１３０℃で０．２％の幅方向に弛緩処理を行った。この後、エッジ部分を取り除いて、一旦中間製品として巻き取った後、幅１０００mmにスリットし、１００００ｍ巻取った。
【００４２】
得られたフイルムの塗布面側には、塗布層による隆起部が見られたが、ミミズ状の皮膜構造を形成しており、長径と短径との比が３．０以下である隆起部の割は全体の２０％であった。またこのフイルムの１００℃、３０分の熱収縮率は長手方向に０．９％、幅方向に０．５％であった。
【００４３】
このフイルムを実施例１と同様に１００００ｍ巻き取ったが、製品の長手方向に多数のシワが発生し、巻き姿は不良であった。
【００４４】
［比較例２］
実施例１と同様にして得た未延伸シートに何も塗布せず、実施例１と同様に延伸、熱処理、弛緩処理を行った。
【００４５】
得られたフイルムには、塗布層による隆起部は存在しなかった。このフイルムを実施例１と同様に１００００ｍ巻き取ったが、製品には多数のシワが見られ、かつ製品端面がずれて不揃いになり、巻き姿は不良であった。
【００４６】
［比較例３］
実施例１と同様にして得た未延伸シートの片側に、水溶性ポリエステル樹脂（テレフタル酸、スルホイソフタル酸ナトリウムとエチレングリコール共重合体）の０．３重量％水溶液を固形分塗布濃度が２０ｍｇ／ｍ2となるように塗布した。このフイルムを実施例１と同様に乾燥、延伸、熱処理、弛緩処理を行った。
【００４７】
得られたフイルムには、塗布層成分による隆起部は見られず、海島構造は形成されていなかった。このフイルムを実施例１と同様に１００００ｍ巻き取ったが、製品には多数のシワが見られ、かつ製品端面がずれて不揃いになり、巻き姿は不良であった。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、その表面に塗布層成分により形成される隆起部が島状である特定の皮膜構造であることにより、平滑性に優れる二軸配向ポリエステルフイルムを、良好な巻き姿のフィルム巻製品とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の二軸配向ポリエステルフイルムの塗布層側の表面の一例を示す電子顕微鏡写真である。
【図２】  従来技術による二軸配向ポリエステルフイルムの塗布層側表面を示す電子顕微鏡写真である。
【図１】
0004399941.tif 000002
【図２】
0004399941.tif 000003