JP2004136563A - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】磁気記録媒体としたときに、テープ特性、走行耐久性、電磁変換特性に優れた、特に高記録容量のヘリカルスキャン記録方式磁気記録媒体のベースフィルムとして有用な二軸配向ポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートを主たる構成成分とするポリエステルフィルムにおいて、該ポリエステルフィルムの長手方向のヤング率が４．６ＧＰａ以上８．０ＧＰａ以下、幅方向のヤング率が１２．５ＧＰａ以上１８．２ＧＰａ以下であり、長手方向の引張応力−歪み曲線における再増加点の引張応力が１２７Ｎ／ｍｍ^２以上であって、厚みが２．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。
【選択図】　　　　なし

Description

【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に関し、更に詳しくはヘリカルスキャン記録方式の磁気記録媒体としたときに、テープ特性、走行耐久性、電磁変換特性に優れた、特に高記録容量のヘリカルスキャン記録方式磁気記録媒体のベースフィルムとして有用な、二軸配向ポリエステルフィルムを提供する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ヘリカルスキャン記録方式の磁気記録媒体においては、大容量化のため磁性材料の改良、線記録密度の向上が図られている。記録媒体を更に大容量にするためには、長尺化が必須であり、規格化されたカートリッジケースの中に収めるためには磁気記録媒体の厚みを薄くする必要がある。このような要求に対し、各種のポリエステルフィルムが提案されている（例えば、特開２００１−３３５６４７号公報）。
【０００３】
しかしながら、磁気記録媒体厚みを薄くするためにベースフィルムの厚みを薄くすると、磁気記録媒体全体の強度が低下し、テープ特性、走行耐久性、電磁変換特性に問題が生じる。フィルムの長手方向の強度が低下すると、磁気テープが使用中に伸びる問題や、切断する問題が生じ、テープとしての特性を損なう。また、フィルムの幅方向の強度が低下すると、磁気テープを繰り返し走行させる場合にテープの端部が損傷を受け、ワカメ状に変形する問題や、テープの横規制ガイドに当たった時にテープ端部が折れ曲がったりする問題が生じる等、走行耐久性が損なわれる。更に、テープのヘッド当たりが不良となり、電磁変換特性の劣化を招く。
【０００４】
フィルムの強度を上げる手段としては、フィルムの延伸倍率を上げる手段が広く知られているが、二軸延伸よる製造方法においては一方の延伸倍率を上げるとその方向の強度が上がるが、他方の直交する方向の強度は逆に下がる問題が発生する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３３５６４７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ヘリカルスキャン記録方式の磁気記録媒体としたときに、テープの伸びや切断が少なく、かつ、テープ端部の損傷が少なく、電磁変換特性に優れた、高記録容量のヘリカルスキャン記録方式磁気記録媒体のベースフィルムとして有用な、二軸配向ポリエステルフィルムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、本発明によれば、（１）ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートを主たる構成成分とするポリエステルフィルムにおいて、該ポリエステルフィルムの長手方向のヤング率が４．６ＧＰａ以上８．０ＧＰａ以下、幅方向のヤング率が１２．５ＧＰａ以上１８．２ＧＰａ以下であり、長手方向の引張応力−歪み曲線における再増加点の引張応力が１２７Ｎ／ｍｍ^２以上であって、厚みが２．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムにより達成される。
【０００８】
更に本発明の目的は、（２）ヘリカルスキャン記録方式の磁気記録媒体用に用いる（１）に記載の二軸配向ポリエステルフィルムにより好ましく達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】
［ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート］
本発明においてポリエステルフィルムを構成する主成分であるポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートは、全繰返し単位の８０モル％以上がエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートのポリエステルである。
【００１１】
ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートは、２０モル％以内で２，６−ナレフタレンジカルボン酸成分以外のジカルボン酸成分を共重合してもよく、２０モル％以内でエチレングリコール成分以外のグリコール成分を共重合していてもよい。
【００１２】
２，６−ナレフタレンジカルボン酸成分以外のジカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、２，７−ナレフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、１，３−アダマンタンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸をあげることができる。
【００１３】
またエチレングリコール以外のグリコール成分としては、例えばジエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ｐ−キシリレングリコールなどをあげることができる。
【００１４】
また、フィルムを構成する成分として、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート以外のポリエステルやポリエステル以外の熱可塑性樹脂を２０重量％以内で含むことができる。更に、ポリマー中に安定剤、着色剤等の添加剤を配合したものでもよい。
【００１５】
このようなポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートは通常溶融重合法によって公知の方法で製造される。この際、触媒等の添加剤は必要に応じて任意に使用することができる。ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートの固有粘度は０．４５〜０．９０ｄｌ／ｇの範囲にあることが好ましい。
【００１６】
［二軸配向ポリエステルフィルム］
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、その長手方向のヤング率（以下、『ＭＤヤング率』ということがある。）が４．６ＧＰａ〜８．８ＧＰａであることが必要であり、好ましくは４．９〜６．４ＧＰａである。このＭＤヤング率が８．８ＧＰａを超えるとフィルム製造工程でフィルムが破れやすくなり生産性が悪化する。一方、このＭＤヤング率が４．６ＧＰａ未満であると磁気記録媒体としたとき、伸びや切断が発生しやすくなり、テープとしての特性を損ねる。
【００１７】
また幅方向のヤング率（以下、『ＴＤヤング率』ということがある。）は１２．５〜１８．２ＧＰａであることが必要であり、好ましくは１３．５〜１７．７ＧＰａである。このＴＤヤング率が１８．２ＧＰａを超えるとフィルム製造工程で破れやすくなり生産性が悪化する。一方このＴＤヤング率が１２．５ＧＰａ　未満であると、磁気記録媒体として、繰り返し走行させた場合にテープの端部が損傷を受け、ワカメ状に変形したり、あるいはテープの横規制ガイドに当たった時にテープ端部が折れ曲がったりして、走行耐久性が損なわれる。また、テープのヘッド当たりが不良となり電磁変換特性の劣化を招く。
【００１８】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、更に、長手方向の引張応力−歪み曲線における再増加点の引張応力が１２７Ｎ／ｍｍ^２以上であることが必要であり、好ましくは１３０Ｎ／ｍｍ^２である。
【００１９】
ポリエステルフィルムの引張試験における試験片の形状は、製膜の延伸倍率を下げていくと、引張によるくびれ（ネッキング）の発生後直ちに破断することなく、未延伸的構造が引張に伴いすべて延伸相になった後、破断する。すなわち、引張応力−歪み曲線において、歪みの増加に対して、応力が増加しなくなる降伏点を持ち、さらなる歪みの増加に対して、応力増加に再び転じる点が存在する。本発明においては、この応力増加に再び転じる点を再増加点という。この長手方向の再増加点の引張り応力が１２７Ｎ／ｍｍ^２未満であると、磁気記録媒体としたときに、伸びや切断が発生して、テープとしての特性を損なう。
【００２０】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、厚みが２．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることを必要とし、好ましくは４．０μｍ以上９．０μｍ以下である。この厚みが２．０μｍ未満であると、磁気記録媒体としたときに、テープが伸びる不都合や、切断する不都合が生じる。一方、１０．０μｍより厚いと、長尺のテープ用として規格化されたカートリッジケースの中に収めることができず、高容量化が難しくなる。
【００２１】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、従来から知られている、あるいは当業界に蓄積されている方法に準じて製造することができる。例えば、先ずポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートを押出機より溶融フィルムとして押出し、冷却ドラムにて急冷して未配向フィルムを製造する。次いで、未配向フィルムを長手方向及び幅方向に延伸し、二軸配向フィルムを製造することができる。
【００２２】
上記の未配向フィルムは、従来から蓄積されたフィルムの製造法で製造することができる。例えば、ポリエステルの融点（Ｔｍ：℃）ないし（Ｔｍ＋７０）℃の温度でポリエステルを溶融・押出して未延伸フィルムを得、この未延伸フィルムを一軸方向（長手方向または幅方向）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）にて２．６〜４．４倍で延伸し、次いで上記延伸方向と直角方向にＴｇ〜（Ｔｇ＋７０）℃の温度で４．８〜８．０倍の倍率で延伸するのが好ましい。更に、二軸配向フィルムは（Ｔｇ＋７０）℃〜（Ｔｍ−１０）℃の温度にて熱固定することができ、例えば１８０〜２５０℃で熱固定するのが好ましい。熱固定時間は１〜６０秒が好ましい。
【００２３】
［磁気記録媒体］
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、上記した特性から、特にヘリカルスキャン記録方式の磁気記録媒体用として使用すると、優れた結果を得ることができる。
【００２４】
本発明における磁気記録媒体としては、以下のものが例示される。即ち、二軸配向ポリエステルフィルムの上に鉄または鉄を主成分とする針状微細磁性粉を塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等のバインダーに均一分散し、乾燥膜厚みが０．２〜２．０μｍ、好ましくは０．２〜１．０μｍとなるように塗布し、更に上記磁性層塗布面の反対側表面に公知の方法でバックコート層を設けることにより、特にドロップアウトの少ない、電磁変換特性に優れた、塗布型磁気記録媒体とすることができる。また、必要に応じて、磁性層を塗布する側のポリエステルフィルムの上に、該磁性層の下地層として、微細な酸化チタン粒子等を含有する非磁性層を磁性層と同様の有機バインダー中に分散、塗設することもできる。この塗布型磁気記録媒体は、Ｄ−ＶＨＳ等のヘリカルスキャン記録方式の高容量磁気記録媒体として有用である。
【００２５】
【実施例】
次に実施例をあげて本発明を更に説明する。尚、本発明における種々の物性値及び特性は以下の如く測定したものであり、かつ定義される。
【００２６】
（１）ヤング率
フィルムを試料幅１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍに切り出し、チャック間隔を１００ｍｍとし、引張速度１０ｍｍ／分、チャート速度５００ｍｍ／分の条件でインストロンタイプの万能引張試験装置にて引張試験をおこなった。得られた引張応力−歪み曲線の立上り部の接線よりヤング率を計算した。
【００２７】
（２）再増加点の引張応力
ヤング率と同様に引張り測定を行ない、引張応力−歪み曲線において、歪みの増加に対して、応力が増加しなくなる降伏点を持ち、さらなる歪みの増加に対して、応力増加に再び転じる点を、再増加点の引張応力（Ｎ／ｍｍ^２）とした。
【００２８】
（３）フィルム厚み
フィルムを層間の空気を排除しながら１０枚重ね、打点式電子マイクロメータで厚みを測定し、１枚当りのフィルム厚みを計算した。
【００２９】
（４）磁気テープの切断試験
１／２インチ幅のテープを長さ７０ｃｍに切り、一方端を固定し、他方端に錘をつけて３回落下させた。１度も切断しなくなる錘の重さを切断限界力とし、下記のように３段階で評価した。
＜判定等級＞
○：２．４５Ｎでも切断しない。
△：２．４５Ｎ未満、１．４７Ｎ以上で切断。
×：１．４７Ｎ未満で切断する。
【００３０】
（５）磁気テープの走行耐久性
日本ビクター製ＨＭ−ＤＲ１００００で再生−巻き戻しを繰り返しながら１００時間走行させ、このときの磁気テープの走行耐久性を下記のように３段階で評価した。
＜判定等級＞
○：テープの折れや、ワカメ状の発生が無い。
△：若干テープの端の折れやワカメが発生する。
×：テープの折れやワカメの発生が著しい。
【００３１】
（６）磁気テープの電磁変換特性
日本ビクター製ＨＭ−ＤＲ１００００で再生し、出力信号（ヘッド当り波形）を一垂直画面分で観察して、下記のように３段階で評価した。
＜判定等級＞
○：再生出力信号が高く、フラットで良好（ヘッド当たり良）。
△：再生出力信号のどちらか片側が低く、緩やかな斜め。
×：再生出力信号が低く、両側又は片側が変形して不良（ヘッド当たり不良）。
【００３２】
（７）ガラス転移点（Ｔｇ）
サンプル約１０ｍｇを測定用のアルミニウム製パンに封入して示差熱量計（デュポン社製・Ｖ４．ＯＢ２０００型ＤＳＣ）に装着し、２５℃から２０℃／分の速度で３００℃まで昇温させ、３００℃で１分間保持した後取出し、直ちに氷の上に移して急冷する。このパンを再度示差熱量計に装着し、２５℃から２０℃／分の速度で昇温させてガラス転移温度（Ｔｇ：℃）を測定する。
【００３３】
（８）融点（Ｔｍ）
サンプル約１０ｍｇを測定用のアルミニウム製パンに封入して示差熱量計（デュポン社製・Ｖ４．ＯＢ２０００型ＤＳＣ）に装着し、２５℃から２０℃／分の速度で３００℃まで昇温させ、３００℃で５分間保持した後取出し、直ちに氷の上に移して急冷する。このパンを再度示差熱量計に装着し、２５℃から２０℃／分の速度で昇温させて融点（Ｔｍ：℃）を測定する。
【００３４】
（９）固有粘度
ポリエステルの固有粘度（ＩＶ：ｄｌ／ｇ）は、２５℃のｏ−クロロフェノール溶液で測定する。
【００３５】
［実施例１］
平均粒径０．６μｍの炭酸カルシウム粒子を０．０１８重量％、平均粒径０．１μｍの球状シリカ粒子を０．３４重量％含有した固有粘度０．６２ｄｌ／ｇ（オルソクロロフェノールを溶媒として用い、２５℃で測定した値）のポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートを１７０℃で６時間乾燥した後３００℃で溶融押出し、６０℃に保持したキャスティングドラム上で急冷固化せしめて未延伸フィルムを得た。続いて、この未延伸フィルムを１２０℃で予熱し、さらに低速、高速のロール間で１５ｍｍ上方より９００℃のＩＲ（赤外線）ヒーターにて加熱して縦方向に３．１倍に延伸し、さらにテンターによって横方向に７．１倍延伸し、その後２１５℃で１０秒間熱処理をし、厚み８．０μｍの二軸配向ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートフィルムを巻取った。
【００３６】
一方、下記に示す組成物をボールミルに入れ、１６時間混練、分散した後、イソシアネート化合物（バイエル社製のデスモジュールＬ）５重量部を加え、１時間高速剪断分散して磁性塗料とした。
【００３７】
［磁性塗料の組成］
針状Ｆｅ粒子（Ｆｅ：Ｃｏ：Ｙ：ＡＩ＝１００：１０：３：１１）１００重量部
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（エスレック７Ａ：積水化学製）　１５重量部
熱可塑性ポリウレタン樹脂（Ｎ２３０５：日本ポリウレタン工業製）　５重量部
カーボンブラック（＃５０：旭カーボン製）　　　　　　　　　　　　５重量部
レシチン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２重量部
脂肪酸エステル　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１重量部
トルエン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０重量部
メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０重量部
シクロヘキサノン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０重量部
この磁性塗料を上述の二軸配向ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートフィルムの片面に、塗布厚１．７μｍとなるように塗布し、ついで２５００ガウスの直流磁場中で配向処理を行ない、１００℃で加熱乾燥後、スーパーカレンダー処理（線圧２００ｋｇ／ｃｍ、温度８０度）を行ない、巻き取った。さらに下記組成のバックコート層塗料を厚さ１．０μｍに塗布し、乾燥させ、さらに１／２インチ幅に裁断し、磁気テープを得た。
【００３８】
［バックコート層塗料の組成］
カーボンブラック（キャボット社製のＢＰ−８００）　　　　　　１００重量部
熱可塑性ポリウレタン樹脂（日本ポリウレタン工業製のＮ２３０５）６０重量部
イソシアネート化合物（日本ポリウレタン工業社製コロネートＬ）　１８重量部
シリコーンオイル　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．５重量部
メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５０重量部
トルエン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０重量部
得られたフィルム及びテープの特性を表１に示す。
【００３９】
［実施例２及び比較例１〜３］
表１に記載した以外は実施例１と同様に製膜して、また実施例１と同様に磁気テープを作成した。これらのテープ特性を表１に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、ヘリカルスキャン記録方式の磁気記録媒体としたときに、テープ特性、走行耐久性、電磁変換特性に優れた、特に高記録容量のヘリカルスキャン記録方式磁気記録媒体のベースフィルムとして有用な、二軸配向ポリエステルフィルムを提供することができる。

Claims (2)

1. ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートを主たる構成成分とするポリエステルフィルムにおいて、該ポリエステルフィルムの長手方向のヤング率が４．６ＧＰａ以上８．０ＧＰａ以下、幅方向のヤング率が１２．５ＧＰａ以上１８．２ＧＰａ以下であり、長手方向の引張応力−歪み曲線における再増加点の引張応力が１２７Ｎ／ｍｍ^２以上であって、厚みが２．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。
2. ヘリカルスキャン記録方式の磁気記録媒体用に用いる請求項１に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。