JP2004071030A - 磁気記録媒体用ポリエステルフィルム及び磁気記録テープならびに磁気記録媒体用ポリエステルフィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】MRヘッドでの読取りで、ドロップアウトの発生が無いデジタル記録方式の磁気テープを安定に供給することができる磁気記録媒体用ポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】ポリエステルフイルムの片側表面Aに、微細粒子と有機化合物を含有する被膜が形成されてなる磁気記録媒体用ポリエステルフィルムであって、該被膜の表面の微細表面突起の直径が5〜60nm、個数が300万〜1億個/mm2 であり、かつ、高さ80nm以上のフィルム内の異物起因の表面突起個数が100cm2 あたり40個以下である磁気記録媒体用ポリエステルフィルムである。
【選択図】 なし
【解決手段】ポリエステルフイルムの片側表面Aに、微細粒子と有機化合物を含有する被膜が形成されてなる磁気記録媒体用ポリエステルフィルムであって、該被膜の表面の微細表面突起の直径が5〜60nm、個数が300万〜1億個/mm2 であり、かつ、高さ80nm以上のフィルム内の異物起因の表面突起個数が100cm2 あたり40個以下である磁気記録媒体用ポリエステルフィルムである。
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体用ポリエステルフィルム、特にデジタルビデオカセットテープ用、データストレージテープ用等のデジタルデータを記録し、MRヘッドで再生する強磁性金属薄膜型磁気記録媒体を高品質で製造するために好適な磁気記録媒体用ポリエステルフィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】
1995年に実用化された民生用デジタルビデオテープは厚さ6〜7μmのベースフィルム上にCoの金属磁性薄膜を真空蒸着により設け、その表面にダイヤモンド状カーボン膜をコーティングしてなり、DVミニカセットを使用したカメラ一体型ビデオの場合には基本仕様(SD仕様)で1時間の録画時間をもつ。
【0003】
このデジタルビデオカセット(DVC)は、家庭用で世界で初のデジタルビデオカセットであり、a.小型ボディながら、膨大な情報が記録できる、b.信号が劣化しないから、何年たっても画質・音質が劣化しない、c.雑音の妨害を受けないから高画質・高音質が楽しめる、d.ダビングを繰り返しても映像が劣化しない、等のメリットを持ち、市場の評価は高い。
【0004】
そのベースフィルムとしては、
▲1▼ポリエステルフィルムと、該フィルムの少なくとも片面に密着されたポリマーブレンド体と粒径50〜500オングストロームの微細粒子を主体とした不連続皮膜とからなり、該不連続皮膜には水溶性ポリエステル共重合体が含有され、微細粒子により不連続皮膜上に微細突起が形成されたポリエステルフィルム(例えば特公昭63−57238号公報)等が用いられている。
【0005】
しかしながらこのようなベースフィルムでは、使用するポリエステル内に存在する異物とか、製膜の過程で入った表面傷、製膜の過程で付着した表面コンタミ物等による表面欠陥が存在しがちであり、該ベースフィルムより作製されるテープのドロップアウト(DO)が増加しがちであった。
【0006】
そこで、
▲2▼ドロップアウトの少ないDVCテープとなる磁気記録媒体用ポリエステルフィルムを与える事を目的として、特開2000−25105号公報において、ポリエステルフイルムの一方の片側表面Aに高さ10〜50nmの微細表面突起が300万〜9000万個/mm2設けられてなるポリエステルフイルムであって、該ポリエステルフイルムの片側表面Aに存在する高さ50〜120nmの表面突起が4万個/mm2以下、高さ120nm以上の表面欠陥が400個/100cm2以下であることを特徴とする磁気記録媒体用ポリエステルフィルムおよび該ポリエステルフィルムの表面に強磁性金属薄膜層を設けてなる磁気記録テープが提案されている。このようなベースフィルムから作製した磁気テープは、DVC用テープとして用いた場合、ドロップアウトが低下し1分間のDO個数をほぼ零個の水準まで低減させることができた。
【0007】
ところで、小型、軽量のビデオカメラであって、持ち運びが楽で、インターネットにパソコン経由ではなく直接接続できるカメラ一体型ビデオとして、2001年秋にMICRO MV規格の、DVミニカセットに比べ容積比30%の大きさで1時間の録画時間を有するビデオ規格が登場した。この新しいビデオ規格はDVCと同じ蒸着テープを用いるデジタル記録であるが、画像圧縮方式はDVC規格のDV圧縮ではなくMPEG2圧縮であり、テープ幅は6.35mmから3.8mmに、最短記録波長は0.49μmから0.29μmに、トラックピッチはDVの10μm、DVLPの6.7μmから5μmと変わり、大幅に高密度化されている。蒸着テープの磁性層はDVCのCo酸化膜厚さの160〜220nmからMICRO MVテープではCo酸化膜厚さが50nmと大幅に薄膜化されている。
【0008】
このような高密度記録、再生が可能となったのは、再生用にハードディスクに使われているMRヘッド(磁気抵抗ヘッド)を採用したからである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、MRヘッドは金属の薄膜に磁界をかけるとその電気抵抗値が変化する現象を利用したヘッドであって、再生出力が大であるので、MRヘッドに誘導される読みとり出力が飽和してしまい易いという特性があり、このため、MRヘッド対応の磁気テープの磁性層は30〜70nmと薄くしなければならない。
【0010】
このように磁性層が非常に薄膜化される場合、前記▲2▼の様な従来のベースフィルムから作製したMICRO MVテープでは、ドロップアウトが多発しがちであることが明らかになってきた。
【0011】
そこで、本発明は、上記した問題点を解消するために、MICRO MVテープ等の磁性層が非常に薄膜化されたデジタル記録用磁気テープの場合でも画像欠陥(ドロップアウト)が少ない磁気テープを与えることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明は以下の通りである。すなわち、
1.ポリエステルフイルムの片側表面Aに、微細粒子と有機化合物を含有する被膜が形成されてなる磁気記録媒体用ポリエステルフィルムであって、該被膜の表面の微細表面突起の直径が5〜60nm、個数が300万〜1億個/mm2 であり、かつ、高さ80nm以上のフィルム内の異物起因の表面突起の個数が100cm2 あたり40個以下である磁気記録媒体用ポリエステルフィルム。
2.ポリエステルがポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレン−2、6−ナフタレートである上記1に記載の磁気記録媒体用ポリエステルフィルム。
3.デジタル記録方式の磁気テープ用に用いられる上記1〜2のいずれかに記載の磁気記録媒体用ポリエステルフィルム。
4.上記1〜3のいずれかに記載のポリエステルフィルムの片側表面Aの被膜上に強磁性金属薄膜層を設けてなる磁気記録テープ。
5.強磁性金属薄膜層の厚みが30〜70nmである上記4に記載の磁気記録テープ。
6.ポリエステルチップを乾燥し、溶融押出し、二軸延伸して上記1〜3のいずれかに記載のポリエステルフィルムを製造する際に、原料のポリエステルチップを移送する方式として空気輸送方式を用い、その移送に使用する空気を取り込むための風送エアー取り込み口に、粒径1μm以上の粒子を捕集するフィルターを設置する磁気記録媒体用ポリエステルフィルムの製造方法。
7.風送エアー取り込み口に設けたフィルターを通過した後の空気の塵埃度がクラス千〜10万である上記6記載の磁気記録媒体用ポリエステルフィルムの製造方法。
とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明において用いるポリエステルは、分子配向により高強度フィルムとなるポリエステルであればよいが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートが好ましい。即ち、その構成成分の80%以上がエチレンテレフタレート又はエチレンナフタレートであるポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートが好ましい。エチレンテレフタレート、エチレンナフタレート以外のポリエステル共重合体成分としては、例えばジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、p−キシリレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどのジオール成分、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸などのジカルボン酸成分、トリメリット酸、ピロメリット酸などの多官能ジカルボン酸成分、p−オキシエトキシ安息香酸などが挙げられる。
【0014】
さらに、上記のポリエステルは、他にポリエステルと非反応性のスルホン酸のアルカリ金属塩誘導体、該ポリエステルに実質的に不溶なポリアルキレングリコールなどの少なくとも一つを5重量%を越えない程度に混合してもよい。
【0015】
本発明のポリエステルフィルムの片側表面Aには、微細粒子と有機化合物を含有する被膜が形成されており、該被膜表面に、微細粒子による微細表面突起が存在し、その直径が5〜60nmであり、その個数が300万〜1億個/mm2、より好ましくは500万〜8000万個/mm2 であり、かつ、高さ80nm以上のフィルム内の異物起因の表面突起の個数が100cm2あたり40個以下、好ましくは1〜40個/100cm2 、より好ましくは1〜30個/100cm2 、更に好ましくは1〜20個/100cm2である。
【0016】
この微細表面突起により、被膜表面上に真空蒸着により形成される強磁性金属薄膜層の記録・再生時の磁気ヘッドによる磨耗が少なくなる。微細表面突起の直径が5nmより小さいと、あるいは、その個数が300万個/mm2より少ないと、磁気テープの磁性層表面が平滑すぎて、強磁性金属薄膜層が平滑となりすぎて、磁気テープの磁気ヘッドとの走行耐久性が低下するので適していない。微細表面突起の直径が60nmより大きいと、あるいは、その個数が1億個/mm2 より多いと、磁気テープの磁性層表面が粗れすぎて磁気テープのドロップアウトが増加しがちとなり適していない。
【0017】
高さ80nm以上のフィルム内の異物起因の表面突起(以下、異物起因の表面突起と略す)は、フィルムの被膜表面に存在する高さ80nm以上の表面突起であって、フィルム内に存在する異物を主体として形成されたものである。このフィルム内に存在する異物としては、 植物の花粉状、種子状のもの、ならびに砂状のものが多く、SEM−XMA分析を行うと、C、Oが主体に検出される有機物異物と、Si、Al、Caを主体とする砂異物とが観察されるものである。例えば、長径が1μm程度以上の大気中の花粉、種子等の有機異物や、大気中の浮遊砂塵が挙げられる。
【0018】
この異物起因の表面突起は、磁性膜の厚さ30〜70nmよりも高い突起をもつので、磁性膜が設けられた磁気テープとしたときに、磁性膜表面より10〜50nmの高さで表面突起が突き出ることになる。突き出た突起部分は磁性膜で被覆されてなく、しかも、突き出た突起の存在によってMRヘッドと磁性膜との間に10〜50nm程度の隙間があくので、2〜10dB程度の出力低下が生じてくる。特に、高さ80nm以上のフィルム内の異物起因の表面突起個数が40個/100cm2 を超える場合には、磁気テープのドロップアウトの増加という問題が顕在化する。また、この異物起因の表面突起は一般に個数が少ないほど好ましいが、1個/100cm2 より少ない水準まで低下させるためには、フィルム内の異物を徹底的に軽減させることが必要であって多大な費用がかかるので現実的ではなく、しかも、磁気テープのドロップアウト個数はもはや殆ど低減しないので、異物起因の表面突起の個数の好ましい下限値は1個/100cm2である。
【0019】
被膜表面の微細表面突起は、粒径が5〜60nmの微細粒子を有機化合物に含有させた被膜層を、ポリエステル表面に形成させることにより設けられる。微細粒子の粒子種としては、ポリアクリル酸、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアクリル酸エステル、ポリメチルメタクリレート、ポリエポキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、アクリル−スチレン共重合体、アクリル系共重合体、各種変成アクリル系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、各種変成スチレン−ブタジエン共重合体等の有機化合物粒子、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム等の無機粒子を核として、有機高分子で被覆した粒子等が使用できるが、これらに限定されない。有機化合物としては末端基がエポキシ、アミン、カルボン酸、水酸基等で変成された自己架橋性のものが好ましい。なお微細粒子としてはシリカ、アルミナ等の無機粒子でもかまわないが、有機粒子の方が発現する表面突起の径に比べて突起高さが低くなりがちでありより好ましい。
【0020】
被膜層に使用される有機化合物としてはポリビニルアルコール、トラガントゴム、カゼイン、ゼラチン、セルロース誘導体、水溶性ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、アクリル−ポリエステル樹脂、イソフタル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂等の有極性高分子これらのブレンド体が使用できるが、これらに限定されない。
【0021】
本発明のポリエステルフィルムの片側表面Aの被膜表面のRa値は、その表面上に真空蒸着により形成される強磁性金属薄膜が記録・再生時に磁気ヘッドによって受ける磨耗を極力少なくし、磁気テープの出力特性を良好に保つために、0.5〜5nmが好ましく、より好ましくは1〜3nmである。Ra値が0.5nm未満であると、被膜表面上に真空蒸着により形成される強磁性金属薄膜層が平滑すぎて、ビデオカメラ内での録画、再生時に磁気ヘッドとの接触走行により磁気テープの強磁性金属薄膜が磨耗してしまい易く好ましくない。Ra値が5nmを超えると、強磁性金属薄膜層が粗面すぎて、磁気テープの出力特性が低下し易く好ましくない。
【0022】
本発明のポリエステルフィルムの片側表面B(上記した片側表面Aとは反対側の表面である)のRa値は、ポリエステルフィルムを製膜した後、ポリエステルフィルムを所定の幅にスリットする際、巻姿の良い製品を採取しやすくし、ポリエステルフィルムの片側の被膜表面上に強磁性薄膜を設けた後にロール状の巻取りにより片側表面Bの粗さが反対側の表面側に転写されて強磁性薄膜層にうねり状の変形が起きることを最小限に抑えるために、5〜50nm、より好ましくは8〜30nmが望ましい。
【0023】
本発明のポリエステルフィルムの片側表面B側には、シリコーン等の潤滑剤が含まれたより粗い被覆層が設けられるか、より大きな微細粒子を含有するポリエステルフィルム層が積層されて形成されたものが好ましく用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。なおここで用いられる微細粒子としては炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、ポリスチレン等が例示される。この微細粒子としては、平均粒子径が好ましくは100〜1000nm、より好ましくは120〜500nmのものが用いられ、その添加量としては好ましくは0.05〜1.0重量%、より好ましくは0.08〜0.8重量%が望ましい。
【0024】
本発明のポリエステルフィルムはフィルム厚さ10μm未満が好ましく、さらに好ましくは厚さ3.5〜9.0μmが望ましい。
【0025】
本発明の磁気記録媒体用ポリエステルフィルムを、ポリエステルチップを乾燥し、溶融押出し、二軸延伸するというポリエステルフィルムの製造方法によって製造する際には、ポリエステルチップを乾燥機に移送する方式として空気輸送方式を用い、その移送に使用する空気を取り込むための風送エアー取り込み口に、粒径1μm以上の粒子を捕集するフィルターを設置することが好ましく、これにより、そのフィルター通過後の空気の塵埃度をクラス千〜10万とすることが好ましい。
【0026】
ポリエステルフィルムを製造するためにポリエステルチップ原料を用いるが、ポリエステルチップ原料をサイロ等の原料保管庫に移動させる際に、またサイロ等に保管されたチップ原料をポリエステルフィルム製造用のポリエステルチップ乾燥機に移送させる際には、空気輸送方式が採用される。この空気輸送には、外気から取り込まれた空気が使用されるが、外気中には、日による変動がかなり大きいものの、意外に多くの浮遊塵埃類が含まれている。例えば、長径が1μm程度以上の大気中の花粉、種子等の有機異物や、大気中浮遊砂塵が含まれている。これらの浮遊塵埃類の一部は、ポリエステルチップ原料を風送する途中でチップ表面に付着し、付着したチップともにフィルム原料中に取り込まれ、結果的に、フィルム表面に表れる高さ80nm以上の表面突起の主要な原因となっている。
【0027】
よって、前記ポリエステルチップ原料を空気輸送方式で移動、移送する時に、長径が1μm程度の大気中の花粉、種子等の有機異物や、砂塵のような空気中の浮遊塵埃がポリエステルチップ表面に付着しないようにすることが、本発明のフィルムを製造するために有効である。
【0028】
即ち、使用する空気の塵埃度は、なるべく低い方が望ましい。一般的な外気の塵埃度は10万をはるかに超えるものであるので、風送エアー中の浮遊塵埃類に起因する上記問題点を解消するためには、外気からの取り込み時に、外気中の塵埃を効果的に除去するための手段を設置することが必要である。そのためには、粒径1μm以上の粒子を捕集するフィルターを風送エアー取り込み口に設置することが好ましく、これによって、得られるフィルムの異物起因の表面突起の個数を40個/100cm2 以下とすることができる。取り込み口に設置するフィルターは、1μm以上の粒子を効果的に捕集除去できる性能を有するフィルターであり、例えば、粒径1μmの粒子を90%程度カットできる中性能フィルターを風送エアー取り込み口に設置し、そのフィルターが詰まらないように、詰まって破れがおきないように半年に1回程度の定期的な交換をする方法をとればよい。
【0029】
このようなフィルターを取り込み口に設置することによって、チップ風送に用いるエアーの清浄度をクラス千から10万に管理することができ、フィルム表面における高さ80nm以上の表面突起の個数を100cm2 あたり40個以下の水準まで低減させることができる。
【0030】
なお、フィルム表面における高さ80nm以上の表面突起の個数を100cm2 あたり40個以下の水準まで低減させるためには、上記した方法以外の手段を用いてもよく、例えば、溶融後のポリエステル溶融体の濾過に0.7μmカットのポリマーフィルターを設置する手段をとって目的を達成してもよい。
【0031】
本発明のポリエステルフィルムは、上記方法によって空気輸送されたポリエステルチップ原料を用いて製膜することによって製造されるが、その製膜方法の一例を説明する。
【0032】
本発明のポリエステルフィルムは、そのA面側原料として含有粒子を可能な限り除いたポリエステル原料チップを用い、乾燥、溶融、成形、二軸延伸、熱固定からなる通常のプラスチックフィルム製造工程で製造されるが、その延伸工程では90〜140℃で、縦、横方向に、2.7〜5.5倍、3.5〜7.0倍に延伸され、190〜220℃の温度で熱固定される。そして、下記の操作を行うことによりフィルムの片側表面Aに被膜を形成し、被膜表面に、所定範囲内の直径及び個数を有する微細表面突起を形成させる。
【0033】
一方向に延伸後の平滑なポリエステルフィルムの表面A側に、前記記載の微細粒子を0.5〜12.0重量%、好ましくは0.6〜10.0重量%含む有機化合物からなる塗液を塗布して表面A側に被覆層を形成させ、表面A側に微細表面突起を形成する。被覆層に使用される有機化合物としてはポリビニルアルコール、トラガントゴム、カゼイン、ゼラチン、セルロース誘導体、水溶性ポリエステル、ポリウレタン、イソフタル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂等の有極性高分子、これらのブレンド体が使用できるが、これらに限定されない。
【0034】
該微細表面突起の直径は前記微細粒子の種類、平均粒径、横延伸温度を調整することにより調節することができる。また、該微細表面突起の個数は前記微細粒子の種類、平均粒径、固形分塗布濃度を調整することにより調節することができる。
【0035】
なお、共押出し技術の使用により、前記原料をA層用の原料とし、このA層用原料と積極的により大きな微粒子を含有させたB層用の原料とを用いてA/B積層フィルムを溶融押出しし製膜してもよいし、B層を用いなく、前記表面A側と反対の表面B側に滑剤を含む塗液を塗布し表面B側に易滑処理をしてもよい。B層を用い、更に滑剤を含む塗液を塗布し表面B側の易滑処理をしてもよい。
【0036】
二軸延伸は、例えば逐次二軸延伸法、同時二軸延伸法で行うことができるが、所望するならば熱固定前にさらに縦あるいは横方向あるいは縦と横方向に再度延伸させ機械的強度を高めた、いわゆる強力化タイプとすることもできる。
【0037】
本発明のポリエステルフィルムは、読み取りヘッドとしてMRヘッドを用いる磁気記録媒体のベースフィルムとして、特にデジタルビデオテープ用途、またデータストレージテープ用途に使用すると優れた結果を得ることができ好適である。
【0038】
本発明のポリエステルフィルムを磁気記録媒体用に用いるためには、被膜の表面上に強磁性金属薄膜層が設けられるが、さらに、表面B上に、固体微粒子および結合剤からなり必要に応じて各種添加剤を加えた溶液を塗布することにより形成されるバックコート層を設けることが好ましく、固体微粒子、結合剤、添加剤は公知のものを使用でき、特に限定されない。バックコート層の厚さは0.3〜1.5μm程度が好ましい。
【0039】
本発明の磁気記録テープは、本発明のポリエステルフィルムの表面Aの被膜上に、真空蒸着により形成される強磁性金属薄膜層を設け、そしてテープ状にしたものであり、使用する金属薄膜としては公知のものを使用でき、特に限定されないが、鉄、コバルト、ニッケル、またはそれらの合金の強磁性体からなるものが好ましい。MRヘッド対応のために、すなわちMR読み取り出力の飽和を防ぐために、金属薄膜層の厚さは30〜70nmが好ましい。30nmを下回ると磁気テープからの再生出力信号が弱すぎ、記録信号が読みとり難い。70nmを上回ると再生出力信号が強すぎ、MRヘッド読み取り信号強度が飽和してしまい、記録の読み取りが不可能となり好ましくない。
【0040】
即ち、本発明の磁気記録テープは、本発明のポリエステルフィルムの片側表面Aの被膜上に、Co等からなる強磁性金属薄膜を、真空蒸着により膜厚み30〜70nm程度で形成し、この金属薄膜上に10nm程度の厚みのダイヤモンド状カーボン膜をコーティングし、さらにその上に、潤滑剤を塗布し、他方、片側表面Bに固体微粒子および結合剤からなり必要に応じて各種添加剤を加えた溶液を塗布することによりバックコート層を設け、そして、所定のテープ幅に切断することにより、製造することができる。
【0041】
【実施例】
本実施例で用いた測定法を下記に示す。
(1)フィルム上の微細表面突起の個数
フィルムの表面に形成された微細突起の個数は、走査型電子顕微鏡により5万倍の拡大倍率でフィルム表面を10視野以上観察し、突起状に見える突起が1mm2あたり何個あるかを求めることにより測定した。
(2)フィルム上の微細表面突起の直径
フィルムの表面に形成された微細突起の直径は走査型電子顕微鏡により5万倍の拡大倍率でフィルム表面を5視野観察し、各視野より突起状に見える突起をランダムに10個選び各突起の最大直径、最小直径の平均値を各突起の直径とし、50個の突起の直径の平均値をフィルム上の微細表面突起の直径とした。
(3)フィルム上の高さ80nm以上のフィルム内の異物起因の表面突起の個数
光学顕微鏡(観測倍率:100倍)を用いて、フィルムA側の被膜表面を観察し、突起状に見えるものをマーキングし、マーキングされたそれら突起の高さをキーエンス社製のレーザー顕微鏡(表面形状測定顕微鏡 VF−7500)を用いて測定し、高さ80nm以上であるものを選択する。選択した突起の総数を、観測した面積より、面積100cm2あたりの個数に換算し、高さ80nm以上の表面突起個数(個/100cm2)とする。次にこれらマーキングした突起を走査型電子顕微鏡−X線微小解析(SEM−XMA解析)し、その表面突起がフィルム内の異物起因かどうかを、異物がフィルム内に存在するか否かにより判断した。表面突起個数にフィルム内異物割合を掛け合わせ、高さ80nm以上のフィルム内異物起因表面突起個数とした。
【0042】
なお、磁気テープからの上記個数の測定は、磁気テープに磁気記録した後に、磁性コロイドを磁気テープ表面に塗布し、光学顕微鏡(観測倍率:100倍)により塗布表面観察することにより行うことができる。すなわちこの塗布表面観察において、塗布表面上の磁気記録が抜けた箇所をマーキングし、マーキングされたそれら欠陥の高さをキーエンス社製のレーザー顕微鏡(表面形状測定顕微鏡VF−7500)を用いて測定し、高さ80nm以上であるものを選択し、これを、高さ80nm以上の表面突起とし、上記フィルムからの測定と同様にフィルム内の異物起因表面突起個数を換算して求めた。
(4)Ra値
磁気記録媒体用フィルムの表面粗さRa値は、原子間力顕微鏡(走査型プローブ顕微鏡)を用いて測定した。セイコーインスツルメント社製の卓上小型プローブ顕微鏡(Nanopics 1000)を用い、ダンピングモードでフィルムの表面を4μm角の範囲で原子間力顕微鏡計測走査を行い、得られる表面のプロファイル曲線よりJIS・B0601・Raに相当する算術平均粗さよりRaを求めた。面内方向の拡大倍率は1万〜5万倍、高さ方向の拡大倍率は100万倍程度とした。
【0043】
(5)磁気テープ(MICRO MVテープ)の特性
市販のMICRO MV方式ビデオカメラ(MICRO MVビデオカメラ)を用いて静かな室内で録画し、1分間の再生をして画面にあらわれたブロック状のモザイク個数(ドロップアウト(DO)個数)を数えることによって、磁気テープ(MICRO MVテープ)の特性を評価した。
DO個数は常温(25℃)でテープ製造後の初期特性を最初に調べた。次にテープの再生を全長にわたり200回くり返し、200回目のDO個数を測定し、MICRO MVテープのDOレベル、走行耐久性を評価した。
(6)空気の塵埃度
米国連邦規格・Fed’Std−209Dにのっとり、1立方フィートあたり0.5μm径以上の微粒子の個数を空気の塵埃度クラスとした。微粒子濃度の測定は光散乱式粒子計数機法とした。
【0044】
次に実施例に基づき、本発明を説明する。
【0045】
[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原料Aと、同一のポリエチレンテレフタレートと平均粒径300nmのケイ酸アルミニウムを0.15重量%含有させた原料Bとを厚み比5:1の割合で共押出し、冷却ドラムに密着させシート化し、ロール延伸法で110℃で3.0倍に縦延伸した。
【0046】
共押し出しに供する前に、原料Aと原料Bとは、押し出し時の加水分解を防ぐために真空乾燥処理を行ったが、原料Aの製膜室外の保管サイロから真空乾燥機への移送は、エアーブロアーによる空気輸送方式を用いて行った。その際のエアーには、エアー取り込み口に電気集塵機を設け、そのあとに1μm粒子を90%程度除去できる中性能フィルターを通して外気から取り込んだ空気を使用した。エアー取り込み口前の空気の塵埃度はクラス250万であり、フィルター通過後の空気の塵埃度はクラス1万であった。
【0047】
縦延伸の後の工程で、片側表面Aの外側に下記組成の水溶液を固形分塗布量が20mg/m2 となるように塗布した。
【0048】
その後、ステンターにて横方向に110℃で4.2倍に延伸し、215℃で熱処理し中間スプールに巻き、スリッターで小幅にスリットし、円筒コアーにロール状に巻取り、厚さ6.3μmのロール状ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は1.8nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0049】
このポリエステルフィルムの表面Aの被膜上に真空蒸着によりコバルト−酸素薄膜を50nmの膜厚で形成した。次にコバルト−酸素薄膜層上に、スパッタリング法によりダイヤモンド状カーボン膜を10nmの厚さで形成させ、フッ素含有脂肪酸エステル系潤滑剤を3nmの厚さで塗布した。続いて表面B上に、カーボンブラック、ポリウレタン、シリコーンからなるバックコート層を500nmの厚さで設け、スリッターにより幅3.8mmにスリットしリールに巻き取り磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。
【0050】
得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。
【0051】
なお、ポリエステルフィルムの製造を連続的に行ない、1年後に前記中性能フィルターの状況を調べたが、破れ等の外観異常はなく、フィルター前後の空気の塵埃度はクラス280万、クラス1万2000であった。
【0052】
[実施例2]
実施例1のベースフィルム製造において、塗布水溶液中の極微細シリカを、平均粒径23nmのポリスチレン球(ガラス転移温度:107℃、固形分10重量%、エマルジョン状態 pH7.8)0.03重量%、と変更し、全体の塗布液のpHを8.0に調整し、その他は実施例1と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は2.0nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0053】
[実施例3]
実施例2のベースフィルム製造において、塗布水溶液中のポリスチレン球を、平均粒子径50nmのポリメチルメタクリレート球(ガラス転移温度:118℃、固形分40重量%、エマルジョン状態 pH=5.6)に変更し、塗布水溶液全体のpHを5.0に調整し、横方向の延伸温度を122℃と変更した。その他は実施例2と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は2.2nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0054】
[実施例4]
実施例1のベースフィルム製造において、ポリエチレンテレフタレートをポリエチレン−2,6−ナフタレートに変更し、原料B内のケイ酸アルミニウムの含有量を1.1重量%とし、縦延伸温度、倍率を135℃で5.0倍とし、固形分塗布量を50mg/m2とし、横延伸温度、倍率を135℃、6.5倍とし、200℃の熱処理に変更し、その他は実施例1と同様にして、厚さ4.8μmのポリエステルフィルムのロールを作製した。得られたポリエステルフィルムから、実施例1と同様にして幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は1.9nm、表面BのRa値は12nmであった。
【0055】
[比較例1]
実施例1のベースフィルム製造において、固形分塗布量を6mg/m2と変更した。その他は実施例1と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は0.4nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0056】
[比較例2]
実施例1のベースフィルム製造において、固形分塗布量を95mg/m2と変更し、ポリスチレン球濃度を0.10重量%と変更した。その他は実施例1と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は5.9nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0057】
[比較例3]
実施例1のベースフィルム製造において、塗布水溶液中の極微細シリカを、粒径4nmのものに変更し、横方向の延伸温度を102℃と変更した。その他は実施例1と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は0.3nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0058】
[比較例4]
実施例2のベースフィルム製造において、塗布水溶液中のポリスチレン球を、粒径90nmのものに変更した。その他は実施例1と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は6.0nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0059】
[比較例5]
実施例1のベースフィルム製造において、原料Aの製膜室外の保管サイロから真空乾燥機への移送において、電気集塵機を作動させず、かつ、中性能フィルターを50μm程度の粗い塵埃を10%程度捕集するラフフィルターに変更した。フィルター通過後の空気の塵埃度はクラス55万であった。その他は実施例1と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は1.8nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0060】
[比較例6(請求項6の比較例)]
実施例1のベースフィルム製造において、中性能フィルターを、0.3μmの塵埃を99.97%捕集可能なHEPAフィルターに切り替えた。フィルター通過後の空気の塵埃度はクラス800であった。その他は実施例1と同様にして厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅6.35mmの磁気テープを作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は1.8nm、表面BのRa値は20nmであった。
【0061】
ポリエステルフィルムの製造を連続的に行っていたが、3週間後以降に製造されたフィルムは、高さ80nm以上のフィルム内異物起因の表面突起個数は50個/100cm2 を超えた、このフィルムから製造された磁気テープのDO個数も20個/分を超えた。そこで、フィルターの状況を調べたところフィルターに破れが発生していることが判り、フィルターの交換が必要な状況であった。
【0062】
【表1】
【0063】
表1の特性から明らかな様に、本発明によるポリエステルフィルムを用いて製造された磁気テープ(MICRO MVテープ)は、MRヘッドで再生されるMICRO MVテープにおいても、DOが発生せず、画質、走行耐久性の良好なMICRO MVテープであった。
【0064】
【発明の効果】
本発明によると、画質が良好で、DOの発生が無い、MRヘッド対応の磁気テープを製造することができる磁気記録媒体用ポリエステルフィルムを与えることができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体用ポリエステルフィルム、特にデジタルビデオカセットテープ用、データストレージテープ用等のデジタルデータを記録し、MRヘッドで再生する強磁性金属薄膜型磁気記録媒体を高品質で製造するために好適な磁気記録媒体用ポリエステルフィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】
1995年に実用化された民生用デジタルビデオテープは厚さ6〜7μmのベースフィルム上にCoの金属磁性薄膜を真空蒸着により設け、その表面にダイヤモンド状カーボン膜をコーティングしてなり、DVミニカセットを使用したカメラ一体型ビデオの場合には基本仕様(SD仕様)で1時間の録画時間をもつ。
【0003】
このデジタルビデオカセット(DVC)は、家庭用で世界で初のデジタルビデオカセットであり、a.小型ボディながら、膨大な情報が記録できる、b.信号が劣化しないから、何年たっても画質・音質が劣化しない、c.雑音の妨害を受けないから高画質・高音質が楽しめる、d.ダビングを繰り返しても映像が劣化しない、等のメリットを持ち、市場の評価は高い。
【0004】
そのベースフィルムとしては、
▲1▼ポリエステルフィルムと、該フィルムの少なくとも片面に密着されたポリマーブレンド体と粒径50〜500オングストロームの微細粒子を主体とした不連続皮膜とからなり、該不連続皮膜には水溶性ポリエステル共重合体が含有され、微細粒子により不連続皮膜上に微細突起が形成されたポリエステルフィルム(例えば特公昭63−57238号公報)等が用いられている。
【0005】
しかしながらこのようなベースフィルムでは、使用するポリエステル内に存在する異物とか、製膜の過程で入った表面傷、製膜の過程で付着した表面コンタミ物等による表面欠陥が存在しがちであり、該ベースフィルムより作製されるテープのドロップアウト(DO)が増加しがちであった。
【0006】
そこで、
▲2▼ドロップアウトの少ないDVCテープとなる磁気記録媒体用ポリエステルフィルムを与える事を目的として、特開2000−25105号公報において、ポリエステルフイルムの一方の片側表面Aに高さ10〜50nmの微細表面突起が300万〜9000万個/mm2設けられてなるポリエステルフイルムであって、該ポリエステルフイルムの片側表面Aに存在する高さ50〜120nmの表面突起が4万個/mm2以下、高さ120nm以上の表面欠陥が400個/100cm2以下であることを特徴とする磁気記録媒体用ポリエステルフィルムおよび該ポリエステルフィルムの表面に強磁性金属薄膜層を設けてなる磁気記録テープが提案されている。このようなベースフィルムから作製した磁気テープは、DVC用テープとして用いた場合、ドロップアウトが低下し1分間のDO個数をほぼ零個の水準まで低減させることができた。
【0007】
ところで、小型、軽量のビデオカメラであって、持ち運びが楽で、インターネットにパソコン経由ではなく直接接続できるカメラ一体型ビデオとして、2001年秋にMICRO MV規格の、DVミニカセットに比べ容積比30%の大きさで1時間の録画時間を有するビデオ規格が登場した。この新しいビデオ規格はDVCと同じ蒸着テープを用いるデジタル記録であるが、画像圧縮方式はDVC規格のDV圧縮ではなくMPEG2圧縮であり、テープ幅は6.35mmから3.8mmに、最短記録波長は0.49μmから0.29μmに、トラックピッチはDVの10μm、DVLPの6.7μmから5μmと変わり、大幅に高密度化されている。蒸着テープの磁性層はDVCのCo酸化膜厚さの160〜220nmからMICRO MVテープではCo酸化膜厚さが50nmと大幅に薄膜化されている。
【0008】
このような高密度記録、再生が可能となったのは、再生用にハードディスクに使われているMRヘッド(磁気抵抗ヘッド)を採用したからである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、MRヘッドは金属の薄膜に磁界をかけるとその電気抵抗値が変化する現象を利用したヘッドであって、再生出力が大であるので、MRヘッドに誘導される読みとり出力が飽和してしまい易いという特性があり、このため、MRヘッド対応の磁気テープの磁性層は30〜70nmと薄くしなければならない。
【0010】
このように磁性層が非常に薄膜化される場合、前記▲2▼の様な従来のベースフィルムから作製したMICRO MVテープでは、ドロップアウトが多発しがちであることが明らかになってきた。
【0011】
そこで、本発明は、上記した問題点を解消するために、MICRO MVテープ等の磁性層が非常に薄膜化されたデジタル記録用磁気テープの場合でも画像欠陥(ドロップアウト)が少ない磁気テープを与えることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明は以下の通りである。すなわち、
1.ポリエステルフイルムの片側表面Aに、微細粒子と有機化合物を含有する被膜が形成されてなる磁気記録媒体用ポリエステルフィルムであって、該被膜の表面の微細表面突起の直径が5〜60nm、個数が300万〜1億個/mm2 であり、かつ、高さ80nm以上のフィルム内の異物起因の表面突起の個数が100cm2 あたり40個以下である磁気記録媒体用ポリエステルフィルム。
2.ポリエステルがポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレン−2、6−ナフタレートである上記1に記載の磁気記録媒体用ポリエステルフィルム。
3.デジタル記録方式の磁気テープ用に用いられる上記1〜2のいずれかに記載の磁気記録媒体用ポリエステルフィルム。
4.上記1〜3のいずれかに記載のポリエステルフィルムの片側表面Aの被膜上に強磁性金属薄膜層を設けてなる磁気記録テープ。
5.強磁性金属薄膜層の厚みが30〜70nmである上記4に記載の磁気記録テープ。
6.ポリエステルチップを乾燥し、溶融押出し、二軸延伸して上記1〜3のいずれかに記載のポリエステルフィルムを製造する際に、原料のポリエステルチップを移送する方式として空気輸送方式を用い、その移送に使用する空気を取り込むための風送エアー取り込み口に、粒径1μm以上の粒子を捕集するフィルターを設置する磁気記録媒体用ポリエステルフィルムの製造方法。
7.風送エアー取り込み口に設けたフィルターを通過した後の空気の塵埃度がクラス千〜10万である上記6記載の磁気記録媒体用ポリエステルフィルムの製造方法。
とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明において用いるポリエステルは、分子配向により高強度フィルムとなるポリエステルであればよいが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートが好ましい。即ち、その構成成分の80%以上がエチレンテレフタレート又はエチレンナフタレートであるポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートが好ましい。エチレンテレフタレート、エチレンナフタレート以外のポリエステル共重合体成分としては、例えばジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、p−キシリレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどのジオール成分、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸などのジカルボン酸成分、トリメリット酸、ピロメリット酸などの多官能ジカルボン酸成分、p−オキシエトキシ安息香酸などが挙げられる。
【0014】
さらに、上記のポリエステルは、他にポリエステルと非反応性のスルホン酸のアルカリ金属塩誘導体、該ポリエステルに実質的に不溶なポリアルキレングリコールなどの少なくとも一つを5重量%を越えない程度に混合してもよい。
【0015】
本発明のポリエステルフィルムの片側表面Aには、微細粒子と有機化合物を含有する被膜が形成されており、該被膜表面に、微細粒子による微細表面突起が存在し、その直径が5〜60nmであり、その個数が300万〜1億個/mm2、より好ましくは500万〜8000万個/mm2 であり、かつ、高さ80nm以上のフィルム内の異物起因の表面突起の個数が100cm2あたり40個以下、好ましくは1〜40個/100cm2 、より好ましくは1〜30個/100cm2 、更に好ましくは1〜20個/100cm2である。
【0016】
この微細表面突起により、被膜表面上に真空蒸着により形成される強磁性金属薄膜層の記録・再生時の磁気ヘッドによる磨耗が少なくなる。微細表面突起の直径が5nmより小さいと、あるいは、その個数が300万個/mm2より少ないと、磁気テープの磁性層表面が平滑すぎて、強磁性金属薄膜層が平滑となりすぎて、磁気テープの磁気ヘッドとの走行耐久性が低下するので適していない。微細表面突起の直径が60nmより大きいと、あるいは、その個数が1億個/mm2 より多いと、磁気テープの磁性層表面が粗れすぎて磁気テープのドロップアウトが増加しがちとなり適していない。
【0017】
高さ80nm以上のフィルム内の異物起因の表面突起(以下、異物起因の表面突起と略す)は、フィルムの被膜表面に存在する高さ80nm以上の表面突起であって、フィルム内に存在する異物を主体として形成されたものである。このフィルム内に存在する異物としては、 植物の花粉状、種子状のもの、ならびに砂状のものが多く、SEM−XMA分析を行うと、C、Oが主体に検出される有機物異物と、Si、Al、Caを主体とする砂異物とが観察されるものである。例えば、長径が1μm程度以上の大気中の花粉、種子等の有機異物や、大気中の浮遊砂塵が挙げられる。
【0018】
この異物起因の表面突起は、磁性膜の厚さ30〜70nmよりも高い突起をもつので、磁性膜が設けられた磁気テープとしたときに、磁性膜表面より10〜50nmの高さで表面突起が突き出ることになる。突き出た突起部分は磁性膜で被覆されてなく、しかも、突き出た突起の存在によってMRヘッドと磁性膜との間に10〜50nm程度の隙間があくので、2〜10dB程度の出力低下が生じてくる。特に、高さ80nm以上のフィルム内の異物起因の表面突起個数が40個/100cm2 を超える場合には、磁気テープのドロップアウトの増加という問題が顕在化する。また、この異物起因の表面突起は一般に個数が少ないほど好ましいが、1個/100cm2 より少ない水準まで低下させるためには、フィルム内の異物を徹底的に軽減させることが必要であって多大な費用がかかるので現実的ではなく、しかも、磁気テープのドロップアウト個数はもはや殆ど低減しないので、異物起因の表面突起の個数の好ましい下限値は1個/100cm2である。
【0019】
被膜表面の微細表面突起は、粒径が5〜60nmの微細粒子を有機化合物に含有させた被膜層を、ポリエステル表面に形成させることにより設けられる。微細粒子の粒子種としては、ポリアクリル酸、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアクリル酸エステル、ポリメチルメタクリレート、ポリエポキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、アクリル−スチレン共重合体、アクリル系共重合体、各種変成アクリル系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、各種変成スチレン−ブタジエン共重合体等の有機化合物粒子、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム等の無機粒子を核として、有機高分子で被覆した粒子等が使用できるが、これらに限定されない。有機化合物としては末端基がエポキシ、アミン、カルボン酸、水酸基等で変成された自己架橋性のものが好ましい。なお微細粒子としてはシリカ、アルミナ等の無機粒子でもかまわないが、有機粒子の方が発現する表面突起の径に比べて突起高さが低くなりがちでありより好ましい。
【0020】
被膜層に使用される有機化合物としてはポリビニルアルコール、トラガントゴム、カゼイン、ゼラチン、セルロース誘導体、水溶性ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、アクリル−ポリエステル樹脂、イソフタル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂等の有極性高分子これらのブレンド体が使用できるが、これらに限定されない。
【0021】
本発明のポリエステルフィルムの片側表面Aの被膜表面のRa値は、その表面上に真空蒸着により形成される強磁性金属薄膜が記録・再生時に磁気ヘッドによって受ける磨耗を極力少なくし、磁気テープの出力特性を良好に保つために、0.5〜5nmが好ましく、より好ましくは1〜3nmである。Ra値が0.5nm未満であると、被膜表面上に真空蒸着により形成される強磁性金属薄膜層が平滑すぎて、ビデオカメラ内での録画、再生時に磁気ヘッドとの接触走行により磁気テープの強磁性金属薄膜が磨耗してしまい易く好ましくない。Ra値が5nmを超えると、強磁性金属薄膜層が粗面すぎて、磁気テープの出力特性が低下し易く好ましくない。
【0022】
本発明のポリエステルフィルムの片側表面B(上記した片側表面Aとは反対側の表面である)のRa値は、ポリエステルフィルムを製膜した後、ポリエステルフィルムを所定の幅にスリットする際、巻姿の良い製品を採取しやすくし、ポリエステルフィルムの片側の被膜表面上に強磁性薄膜を設けた後にロール状の巻取りにより片側表面Bの粗さが反対側の表面側に転写されて強磁性薄膜層にうねり状の変形が起きることを最小限に抑えるために、5〜50nm、より好ましくは8〜30nmが望ましい。
【0023】
本発明のポリエステルフィルムの片側表面B側には、シリコーン等の潤滑剤が含まれたより粗い被覆層が設けられるか、より大きな微細粒子を含有するポリエステルフィルム層が積層されて形成されたものが好ましく用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。なおここで用いられる微細粒子としては炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、ポリスチレン等が例示される。この微細粒子としては、平均粒子径が好ましくは100〜1000nm、より好ましくは120〜500nmのものが用いられ、その添加量としては好ましくは0.05〜1.0重量%、より好ましくは0.08〜0.8重量%が望ましい。
【0024】
本発明のポリエステルフィルムはフィルム厚さ10μm未満が好ましく、さらに好ましくは厚さ3.5〜9.0μmが望ましい。
【0025】
本発明の磁気記録媒体用ポリエステルフィルムを、ポリエステルチップを乾燥し、溶融押出し、二軸延伸するというポリエステルフィルムの製造方法によって製造する際には、ポリエステルチップを乾燥機に移送する方式として空気輸送方式を用い、その移送に使用する空気を取り込むための風送エアー取り込み口に、粒径1μm以上の粒子を捕集するフィルターを設置することが好ましく、これにより、そのフィルター通過後の空気の塵埃度をクラス千〜10万とすることが好ましい。
【0026】
ポリエステルフィルムを製造するためにポリエステルチップ原料を用いるが、ポリエステルチップ原料をサイロ等の原料保管庫に移動させる際に、またサイロ等に保管されたチップ原料をポリエステルフィルム製造用のポリエステルチップ乾燥機に移送させる際には、空気輸送方式が採用される。この空気輸送には、外気から取り込まれた空気が使用されるが、外気中には、日による変動がかなり大きいものの、意外に多くの浮遊塵埃類が含まれている。例えば、長径が1μm程度以上の大気中の花粉、種子等の有機異物や、大気中浮遊砂塵が含まれている。これらの浮遊塵埃類の一部は、ポリエステルチップ原料を風送する途中でチップ表面に付着し、付着したチップともにフィルム原料中に取り込まれ、結果的に、フィルム表面に表れる高さ80nm以上の表面突起の主要な原因となっている。
【0027】
よって、前記ポリエステルチップ原料を空気輸送方式で移動、移送する時に、長径が1μm程度の大気中の花粉、種子等の有機異物や、砂塵のような空気中の浮遊塵埃がポリエステルチップ表面に付着しないようにすることが、本発明のフィルムを製造するために有効である。
【0028】
即ち、使用する空気の塵埃度は、なるべく低い方が望ましい。一般的な外気の塵埃度は10万をはるかに超えるものであるので、風送エアー中の浮遊塵埃類に起因する上記問題点を解消するためには、外気からの取り込み時に、外気中の塵埃を効果的に除去するための手段を設置することが必要である。そのためには、粒径1μm以上の粒子を捕集するフィルターを風送エアー取り込み口に設置することが好ましく、これによって、得られるフィルムの異物起因の表面突起の個数を40個/100cm2 以下とすることができる。取り込み口に設置するフィルターは、1μm以上の粒子を効果的に捕集除去できる性能を有するフィルターであり、例えば、粒径1μmの粒子を90%程度カットできる中性能フィルターを風送エアー取り込み口に設置し、そのフィルターが詰まらないように、詰まって破れがおきないように半年に1回程度の定期的な交換をする方法をとればよい。
【0029】
このようなフィルターを取り込み口に設置することによって、チップ風送に用いるエアーの清浄度をクラス千から10万に管理することができ、フィルム表面における高さ80nm以上の表面突起の個数を100cm2 あたり40個以下の水準まで低減させることができる。
【0030】
なお、フィルム表面における高さ80nm以上の表面突起の個数を100cm2 あたり40個以下の水準まで低減させるためには、上記した方法以外の手段を用いてもよく、例えば、溶融後のポリエステル溶融体の濾過に0.7μmカットのポリマーフィルターを設置する手段をとって目的を達成してもよい。
【0031】
本発明のポリエステルフィルムは、上記方法によって空気輸送されたポリエステルチップ原料を用いて製膜することによって製造されるが、その製膜方法の一例を説明する。
【0032】
本発明のポリエステルフィルムは、そのA面側原料として含有粒子を可能な限り除いたポリエステル原料チップを用い、乾燥、溶融、成形、二軸延伸、熱固定からなる通常のプラスチックフィルム製造工程で製造されるが、その延伸工程では90〜140℃で、縦、横方向に、2.7〜5.5倍、3.5〜7.0倍に延伸され、190〜220℃の温度で熱固定される。そして、下記の操作を行うことによりフィルムの片側表面Aに被膜を形成し、被膜表面に、所定範囲内の直径及び個数を有する微細表面突起を形成させる。
【0033】
一方向に延伸後の平滑なポリエステルフィルムの表面A側に、前記記載の微細粒子を0.5〜12.0重量%、好ましくは0.6〜10.0重量%含む有機化合物からなる塗液を塗布して表面A側に被覆層を形成させ、表面A側に微細表面突起を形成する。被覆層に使用される有機化合物としてはポリビニルアルコール、トラガントゴム、カゼイン、ゼラチン、セルロース誘導体、水溶性ポリエステル、ポリウレタン、イソフタル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂等の有極性高分子、これらのブレンド体が使用できるが、これらに限定されない。
【0034】
該微細表面突起の直径は前記微細粒子の種類、平均粒径、横延伸温度を調整することにより調節することができる。また、該微細表面突起の個数は前記微細粒子の種類、平均粒径、固形分塗布濃度を調整することにより調節することができる。
【0035】
なお、共押出し技術の使用により、前記原料をA層用の原料とし、このA層用原料と積極的により大きな微粒子を含有させたB層用の原料とを用いてA/B積層フィルムを溶融押出しし製膜してもよいし、B層を用いなく、前記表面A側と反対の表面B側に滑剤を含む塗液を塗布し表面B側に易滑処理をしてもよい。B層を用い、更に滑剤を含む塗液を塗布し表面B側の易滑処理をしてもよい。
【0036】
二軸延伸は、例えば逐次二軸延伸法、同時二軸延伸法で行うことができるが、所望するならば熱固定前にさらに縦あるいは横方向あるいは縦と横方向に再度延伸させ機械的強度を高めた、いわゆる強力化タイプとすることもできる。
【0037】
本発明のポリエステルフィルムは、読み取りヘッドとしてMRヘッドを用いる磁気記録媒体のベースフィルムとして、特にデジタルビデオテープ用途、またデータストレージテープ用途に使用すると優れた結果を得ることができ好適である。
【0038】
本発明のポリエステルフィルムを磁気記録媒体用に用いるためには、被膜の表面上に強磁性金属薄膜層が設けられるが、さらに、表面B上に、固体微粒子および結合剤からなり必要に応じて各種添加剤を加えた溶液を塗布することにより形成されるバックコート層を設けることが好ましく、固体微粒子、結合剤、添加剤は公知のものを使用でき、特に限定されない。バックコート層の厚さは0.3〜1.5μm程度が好ましい。
【0039】
本発明の磁気記録テープは、本発明のポリエステルフィルムの表面Aの被膜上に、真空蒸着により形成される強磁性金属薄膜層を設け、そしてテープ状にしたものであり、使用する金属薄膜としては公知のものを使用でき、特に限定されないが、鉄、コバルト、ニッケル、またはそれらの合金の強磁性体からなるものが好ましい。MRヘッド対応のために、すなわちMR読み取り出力の飽和を防ぐために、金属薄膜層の厚さは30〜70nmが好ましい。30nmを下回ると磁気テープからの再生出力信号が弱すぎ、記録信号が読みとり難い。70nmを上回ると再生出力信号が強すぎ、MRヘッド読み取り信号強度が飽和してしまい、記録の読み取りが不可能となり好ましくない。
【0040】
即ち、本発明の磁気記録テープは、本発明のポリエステルフィルムの片側表面Aの被膜上に、Co等からなる強磁性金属薄膜を、真空蒸着により膜厚み30〜70nm程度で形成し、この金属薄膜上に10nm程度の厚みのダイヤモンド状カーボン膜をコーティングし、さらにその上に、潤滑剤を塗布し、他方、片側表面Bに固体微粒子および結合剤からなり必要に応じて各種添加剤を加えた溶液を塗布することによりバックコート層を設け、そして、所定のテープ幅に切断することにより、製造することができる。
【0041】
【実施例】
本実施例で用いた測定法を下記に示す。
(1)フィルム上の微細表面突起の個数
フィルムの表面に形成された微細突起の個数は、走査型電子顕微鏡により5万倍の拡大倍率でフィルム表面を10視野以上観察し、突起状に見える突起が1mm2あたり何個あるかを求めることにより測定した。
(2)フィルム上の微細表面突起の直径
フィルムの表面に形成された微細突起の直径は走査型電子顕微鏡により5万倍の拡大倍率でフィルム表面を5視野観察し、各視野より突起状に見える突起をランダムに10個選び各突起の最大直径、最小直径の平均値を各突起の直径とし、50個の突起の直径の平均値をフィルム上の微細表面突起の直径とした。
(3)フィルム上の高さ80nm以上のフィルム内の異物起因の表面突起の個数
光学顕微鏡(観測倍率:100倍)を用いて、フィルムA側の被膜表面を観察し、突起状に見えるものをマーキングし、マーキングされたそれら突起の高さをキーエンス社製のレーザー顕微鏡(表面形状測定顕微鏡 VF−7500)を用いて測定し、高さ80nm以上であるものを選択する。選択した突起の総数を、観測した面積より、面積100cm2あたりの個数に換算し、高さ80nm以上の表面突起個数(個/100cm2)とする。次にこれらマーキングした突起を走査型電子顕微鏡−X線微小解析(SEM−XMA解析)し、その表面突起がフィルム内の異物起因かどうかを、異物がフィルム内に存在するか否かにより判断した。表面突起個数にフィルム内異物割合を掛け合わせ、高さ80nm以上のフィルム内異物起因表面突起個数とした。
【0042】
なお、磁気テープからの上記個数の測定は、磁気テープに磁気記録した後に、磁性コロイドを磁気テープ表面に塗布し、光学顕微鏡(観測倍率:100倍)により塗布表面観察することにより行うことができる。すなわちこの塗布表面観察において、塗布表面上の磁気記録が抜けた箇所をマーキングし、マーキングされたそれら欠陥の高さをキーエンス社製のレーザー顕微鏡(表面形状測定顕微鏡VF−7500)を用いて測定し、高さ80nm以上であるものを選択し、これを、高さ80nm以上の表面突起とし、上記フィルムからの測定と同様にフィルム内の異物起因表面突起個数を換算して求めた。
(4)Ra値
磁気記録媒体用フィルムの表面粗さRa値は、原子間力顕微鏡(走査型プローブ顕微鏡)を用いて測定した。セイコーインスツルメント社製の卓上小型プローブ顕微鏡(Nanopics 1000)を用い、ダンピングモードでフィルムの表面を4μm角の範囲で原子間力顕微鏡計測走査を行い、得られる表面のプロファイル曲線よりJIS・B0601・Raに相当する算術平均粗さよりRaを求めた。面内方向の拡大倍率は1万〜5万倍、高さ方向の拡大倍率は100万倍程度とした。
【0043】
(5)磁気テープ(MICRO MVテープ)の特性
市販のMICRO MV方式ビデオカメラ(MICRO MVビデオカメラ)を用いて静かな室内で録画し、1分間の再生をして画面にあらわれたブロック状のモザイク個数(ドロップアウト(DO)個数)を数えることによって、磁気テープ(MICRO MVテープ)の特性を評価した。
DO個数は常温(25℃)でテープ製造後の初期特性を最初に調べた。次にテープの再生を全長にわたり200回くり返し、200回目のDO個数を測定し、MICRO MVテープのDOレベル、走行耐久性を評価した。
(6)空気の塵埃度
米国連邦規格・Fed’Std−209Dにのっとり、1立方フィートあたり0.5μm径以上の微粒子の個数を空気の塵埃度クラスとした。微粒子濃度の測定は光散乱式粒子計数機法とした。
【0044】
次に実施例に基づき、本発明を説明する。
【0045】
[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原料Aと、同一のポリエチレンテレフタレートと平均粒径300nmのケイ酸アルミニウムを0.15重量%含有させた原料Bとを厚み比5:1の割合で共押出し、冷却ドラムに密着させシート化し、ロール延伸法で110℃で3.0倍に縦延伸した。
【0046】
共押し出しに供する前に、原料Aと原料Bとは、押し出し時の加水分解を防ぐために真空乾燥処理を行ったが、原料Aの製膜室外の保管サイロから真空乾燥機への移送は、エアーブロアーによる空気輸送方式を用いて行った。その際のエアーには、エアー取り込み口に電気集塵機を設け、そのあとに1μm粒子を90%程度除去できる中性能フィルターを通して外気から取り込んだ空気を使用した。エアー取り込み口前の空気の塵埃度はクラス250万であり、フィルター通過後の空気の塵埃度はクラス1万であった。
【0047】
縦延伸の後の工程で、片側表面Aの外側に下記組成の水溶液を固形分塗布量が20mg/m2 となるように塗布した。
【0048】
その後、ステンターにて横方向に110℃で4.2倍に延伸し、215℃で熱処理し中間スプールに巻き、スリッターで小幅にスリットし、円筒コアーにロール状に巻取り、厚さ6.3μmのロール状ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は1.8nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0049】
このポリエステルフィルムの表面Aの被膜上に真空蒸着によりコバルト−酸素薄膜を50nmの膜厚で形成した。次にコバルト−酸素薄膜層上に、スパッタリング法によりダイヤモンド状カーボン膜を10nmの厚さで形成させ、フッ素含有脂肪酸エステル系潤滑剤を3nmの厚さで塗布した。続いて表面B上に、カーボンブラック、ポリウレタン、シリコーンからなるバックコート層を500nmの厚さで設け、スリッターにより幅3.8mmにスリットしリールに巻き取り磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。
【0050】
得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。
【0051】
なお、ポリエステルフィルムの製造を連続的に行ない、1年後に前記中性能フィルターの状況を調べたが、破れ等の外観異常はなく、フィルター前後の空気の塵埃度はクラス280万、クラス1万2000であった。
【0052】
[実施例2]
実施例1のベースフィルム製造において、塗布水溶液中の極微細シリカを、平均粒径23nmのポリスチレン球(ガラス転移温度:107℃、固形分10重量%、エマルジョン状態 pH7.8)0.03重量%、と変更し、全体の塗布液のpHを8.0に調整し、その他は実施例1と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は2.0nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0053】
[実施例3]
実施例2のベースフィルム製造において、塗布水溶液中のポリスチレン球を、平均粒子径50nmのポリメチルメタクリレート球(ガラス転移温度:118℃、固形分40重量%、エマルジョン状態 pH=5.6)に変更し、塗布水溶液全体のpHを5.0に調整し、横方向の延伸温度を122℃と変更した。その他は実施例2と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は2.2nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0054】
[実施例4]
実施例1のベースフィルム製造において、ポリエチレンテレフタレートをポリエチレン−2,6−ナフタレートに変更し、原料B内のケイ酸アルミニウムの含有量を1.1重量%とし、縦延伸温度、倍率を135℃で5.0倍とし、固形分塗布量を50mg/m2とし、横延伸温度、倍率を135℃、6.5倍とし、200℃の熱処理に変更し、その他は実施例1と同様にして、厚さ4.8μmのポリエステルフィルムのロールを作製した。得られたポリエステルフィルムから、実施例1と同様にして幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は1.9nm、表面BのRa値は12nmであった。
【0055】
[比較例1]
実施例1のベースフィルム製造において、固形分塗布量を6mg/m2と変更した。その他は実施例1と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は0.4nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0056】
[比較例2]
実施例1のベースフィルム製造において、固形分塗布量を95mg/m2と変更し、ポリスチレン球濃度を0.10重量%と変更した。その他は実施例1と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は5.9nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0057】
[比較例3]
実施例1のベースフィルム製造において、塗布水溶液中の極微細シリカを、粒径4nmのものに変更し、横方向の延伸温度を102℃と変更した。その他は実施例1と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は0.3nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0058】
[比較例4]
実施例2のベースフィルム製造において、塗布水溶液中のポリスチレン球を、粒径90nmのものに変更した。その他は実施例1と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は6.0nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0059】
[比較例5]
実施例1のベースフィルム製造において、原料Aの製膜室外の保管サイロから真空乾燥機への移送において、電気集塵機を作動させず、かつ、中性能フィルターを50μm程度の粗い塵埃を10%程度捕集するラフフィルターに変更した。フィルター通過後の空気の塵埃度はクラス55万であった。その他は実施例1と同様にして、厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅3.8mmの磁気テープ(MICRO MVテープ)を作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は1.8nm、表面BのRa値は10nmであった。
【0060】
[比較例6(請求項6の比較例)]
実施例1のベースフィルム製造において、中性能フィルターを、0.3μmの塵埃を99.97%捕集可能なHEPAフィルターに切り替えた。フィルター通過後の空気の塵埃度はクラス800であった。その他は実施例1と同様にして厚さ6.3μmのポリエステルフィルムを作製し、幅6.35mmの磁気テープを作製した。得られたポリエステルフィルム及び磁気テープの特性を表1に示す。なおポリエステルフィルムの被膜表面のRa値は1.8nm、表面BのRa値は20nmであった。
【0061】
ポリエステルフィルムの製造を連続的に行っていたが、3週間後以降に製造されたフィルムは、高さ80nm以上のフィルム内異物起因の表面突起個数は50個/100cm2 を超えた、このフィルムから製造された磁気テープのDO個数も20個/分を超えた。そこで、フィルターの状況を調べたところフィルターに破れが発生していることが判り、フィルターの交換が必要な状況であった。
【0062】
【表1】
【0063】
表1の特性から明らかな様に、本発明によるポリエステルフィルムを用いて製造された磁気テープ(MICRO MVテープ)は、MRヘッドで再生されるMICRO MVテープにおいても、DOが発生せず、画質、走行耐久性の良好なMICRO MVテープであった。
【0064】
【発明の効果】
本発明によると、画質が良好で、DOの発生が無い、MRヘッド対応の磁気テープを製造することができる磁気記録媒体用ポリエステルフィルムを与えることができる。
Claims (7)
- ポリエステルフイルムの片側表面Aに、微細粒子と有機化合物を含有する被膜が形成されてなる磁気記録媒体用ポリエステルフィルムであって、該被膜の表面の微細表面突起の直径が5〜60nm、個数が300万〜1億個/mm2 であり、かつ、高さ80nm以上のフィルム内の異物起因の表面突起の個数が100cm2 あたり40個以下であることを特徴とする磁気記録媒体用ポリエステルフィルム。
- ポリエステルがポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレン−2、6−ナフタレートであることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体用ポリエステルフィルム。
- デジタル記録方式の磁気テープ用に用いられることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の磁気記録媒体用ポリエステルフィルム。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のポリエステルフィルムの片側表面Aの被膜上に強磁性金属薄膜層を設けてなることを特徴とする磁気記録テープ。
- 強磁性金属薄膜層の厚みが30〜70nmであることを特徴とする請求項4に記載の磁気記録テープ。
- ポリエステルチップを乾燥し、溶融押出し、二軸延伸して請求項1〜3のいずれかに記載のポリエステルフィルムを製造する際に、原料のポリエステルチップを移送する方式として空気輸送方式を用い、その移送に使用する空気を取り込むための風送エアー取り込み口に、粒径1μm以上の粒子を捕集するフィルターを設置することを特徴とする磁気記録媒体用ポリエステルフィルムの製造方法。
- 風送エアー取り込み口に設けたフィルターを通過した後の空気の塵埃度がクラス千〜10万であることを特徴とする請求項6記載の磁気記録媒体用ポリエステルフィルムの製造方法。
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US7410315B2 (en) | 2004-03-12 | 2008-08-12 | Seiko Epson Corporation | Paper discharge mechanism for a printer, and a printer |
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2002
- 2002-08-05 JP JP2002227617A patent/JP2004071030A/ja active Pending
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