JP2519345B2

JP2519345B2 - コンピュ―タメモリ―用二軸延伸ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JP2519345B2
Application number: JP2226385A
Authority: JP
Inventors: 敬原田; 親和川口
Original assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp
Current assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1990-08-28
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JPH04106716A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、コンピュータメモリー用二軸延伸ポリエス
テルフィルムに関する。更に詳しくは、本発明はフィル
ム表面の耐擦傷性に極めて優れ、かつ滑り性が良好なコ
ンピュータメモリー用フィルムに関するものである。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕ポリエステルフィルム、特に二軸延伸ポリエチレンテ
レフタレートフィルムは、電気的性質、機械的性質、加
工性および耐薬品性などに優れ、磁気テープの基材フィ
ルムとして使用されている。

磁気テープの中でもコンピュータメモリー用、特にデ
ータカートリッジ用磁気テープは、耐久性と記録−読み
取りの信頼性が強く要求されるものであり、耐久性と信
頼性を得るために、従来、磁気テープの磁性面における
改良が行われてきた。例えば、磁性層にα−Al₂O₃を含
有させ、磁性層と磁気ヘッドやガイドピンとの耐磨耗性
（すなわち耐久性）を向上させる方法が知られている
が、磁性層の耐磨耗性の向上に伴って磁性面が硬くなる
ため、磁性層の反対面であるポリエステルフィルム表面
に擦り傷が発生し、ドロップアウトや読み取りエラーの
増加等の問題があった。

従来、フィルムの耐擦傷性や滑り性の改良方法とし
て、磁性層の反対面に塗布層を設け、フィルム表面の耐
擦傷性や滑り性を改良する方法が提案されている。しか
しながら、このような方法ではコストアップもさること
ながらフィルム製造時に生じる擦り傷を防止することは
できない。また、モース硬度の高い微粒子をポリエステ
ルに配合し、フィルムの耐擦傷性を改良する方法（例え
ば特開平１−306220号公報，特開平２−60937号公報
等）が提案されているが、モース硬度の高い粒子であっ
てもフィルム厚みが20μｍ以上であり、より高度な耐擦
傷性が要求されるコンピュータメモリーの用途では、耐
擦傷性は不十分なものであった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結
果、フィルムにある特定の２種類の粒子を含有させるこ
とにより、優れた特性を有するコンピュータメモリー用
フィルム基材とすることができることを見いだし、本発
明を完成するに至った。

すなわち本発明の要旨は、平均粒径が0.10〜0.40μｍ
であり、モース高度が９以上である粒子（Ａ）を0.10〜
0.50重量％、平均粒径が粒子（Ａ）より0.40μｍ以上大
きい。モース硬度が６以下の粒子（Ｂ）を0.05〜2.0重
量％含有し、フィルム厚さ方向の屈折率が1.492以上で
あることを特徴とするコンピュータメモリー用二軸延伸
ポリエステルフィルムに存する。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明でいうポリエステルとは、テレフタル酸、2,6
−ナフタレンジカルボン酸のような芳香族ジカルボン酸
またはそのエステルとエチレングリコールを主たる出発
原料として得られるポリエステルを指すが、他の第三成
分を含有しても構わない。この場合、ジカルボン酸成分
としては、例えば、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナ
フタレンジカルボン酸、テレフタル酸、アジピン酸、セ
バシン酸またはＰ−オキシエトキシ安息香酸などのオキ
シカルボン酸成分の一種または二種以上を用いることが
できる。いずれにしても、本発明のポリエステルは繰り
返し構造単位の80％以上がエチレンテレフタレート単位
またはエチレン−2,6−ナフタレン単位を有するポリエ
ステルであることが好ましい。また、本発明の要旨を損
なわない範囲で耐光剤、耐候剤、帯電防止剤、遮光剤、
抗酸化剤、熱安定剤、着色剤などを配合してもよい。

本発明においては、ポリエステルフィルムに配合する
粒子の硬度、粒径および添加量に特徴を有する。

本発明で用いるモース硬度９以上の粒子（Ａ）として
は、例えばAl₂O₃,SiC,ダイヤモンド,TiN等が挙げられる
が、モース硬度が９以上の粒子であれば、これらに限定
されるものではない。これらの中でもAl₂O₃、特にα−A
l₂O₃が好ましく用いられる。粒子（Ａ）の平均粒径は、
0.10〜0.40μｍの範囲である。平均粒径が0.10μｍ未満
であるとフィルム表面の突起が小さく、耐擦傷性の改良
が不十分となるし、0.40μｍを越えるとフィルム表面の
突起が大きくなり、耐擦傷性の効果は十分あるものの、
フィルム製造工程において縦延伸ロールや搬送ロールを
磨耗し、安定した生産が出来なくなる。また、コンピュ
ータメモリー用カートリッジとして使用したとき、磁性
面と磨耗させ、電磁変換特性の低下やドロップ・アウト
の増加を招き商品価値を著しく低下させてしまう。

粒子（Ａ）の粒度分布は、粒径の大きい方から積算し
た重量分率の25％と75％の点の粒径比（d₂₅/d₇₅）が、
2.0未満、すなわちシャープであることが好ましく、さ
らに好ましくは、d₂₅/d₇₅は1.7以下である。粒子（Ａ）
のフィルムへの配合量は、0.10〜0.50重量％の範囲であ
り、好ましくは0.10〜0.40重量％の範囲である。配合量
が0.10重量％未満では、フィルム表面の突起が少なく、
耐擦傷性の改良が不十分であり、0.50重量％を超えると
凝集による粗大突起が生じ、コンピュータメモリー用デ
ータカットリッジとして使用したときの電磁変換特性の
低下やドロップアウトの増加を招き好ましくないものと
なる。

本発明では、上記粒子（Ａ）とモース硬度が６以下の
粒子（Ｂ）とを併用する。粒子（Ｂ）としては、ポリエ
ステルに対し実質的に不活性な無機または有機系粒子、
例えばカオリン，タルク,SiO₂,CaCO₃,以下、架橋高分子
が挙げられるが、モース硬度が６以下であればこれらに
限定されるものではない。これら各種粒子の配合は、一
種類に限定されるものではなく、二種以上を配合しても
よい。

粒子（Ｂ）の平均粒径は、粒子（Ａ）の平均粒径より
0.40μｍ以上大きくなければならない。粒子（Ａ）およ
び粒子（Ｂ）の平均粒径の差が0.40μｍ未満では、フィ
ルムの滑り性が悪く、フィルムの取扱い作業性が劣った
ものとなる。粒子（Ｂ）の平均粒径の上限は特に限定さ
れないが、好ましくは0.8μｍ以下、さらに好ましくは
0.6μｍ以下である。粒子（Ｂ）の粒度分布は特に限定
されるものではないが、よりシャープなもの、例えばd
₂₅/d₇₅の値が2.0以下、好ましくは1.5以下、より好まし
くは1.3以下のものが使用される。

粒子（Ｂ）のフィルム中の含有量は0.05〜2.0重量％
の範囲であり、好ましくは0.10〜1.5重量％、さらに好
ましくは0.10〜1.0重量％の範囲である。粒子（Ｂ）の
含有量が0.05重量％未満の場合には、フィルムの滑り性
が不十分となり好ましくない。逆に2.0重量％を超える
ようになると凝集による粗大突起が生じ、コンピュータ
メモリー用として使用したときに電磁変換特性が低下し
たり、ドロップ・アウトが増加したりして好ましくな
い。

粒子（Ａ）および粒子（Ｂ）の形状については、特に
制限はないが、通常、塊状もしくは球形に近いものが用
いられる。具体的には、例えば特開昭52−11246号公報
に示されている体積形状係数が0.1〜π/6、好ましくは
0.2〜π/6である粒子が良い。

なお、これらの粒子は、各種の表面処理剤でその表面
が変性されてもよい。通常、エチレングリコールやポリ
エステルとの親和性を改良する目的で用いられる表面処
理剤は、一般に粒子に対して５重量％以下の量が適用さ
れるが、かかる目的で用いられる表面処理剤としては、
シランカップリング剤やチタンカップリング剤を挙げる
ことができる。

本発明において使用する粒子は、一般的に用いられる
解砕処理，分級処理，濾過処理等を施して粗大粒子を除
去したものが好ましい。解砕処理には、例えば、ロッド
ミル，ボールミル，振動ロッドミル，振動ボールミル，
パールミル，ローラミル，インパクトミル，、円盤形ミ
ル，攪拌摩砕ミル，流体エネルギーミル等を利用するこ
とができ、分級処理には、半自由うず式，強制うず式，
ハイドロサイクロン式，遠心分離法の一種以上を利用す
ることができる。

本発明における粒子のポリエステル中への添加時期
は、重縮合開始前，重縮合中，重縮合後いずれの時期で
もよいが、特に好ましくは重縮合前および重縮合反応初
期である。粒子をフィルム中に含有させるためには、粒
子を高濃度含有する、いわゆるマスターバッチポリエス
テルと粒子未添加のポリエステルをフィルム製造時に所
定量配合してフィルム中の含有量を調整してもよいし、
あらかじめ所定量の粒子を含有させたポリエステルを用
いて製膜を行ってもよい。

さらに粒子を配合する他の方法として、粒子末添加ポ
リエステルに混練押出機を使用して粉体粒子を高濃度に
ポリエステル中に配合する方法も採用し得る。

本発明のフィルムは、フィルムの厚さ方向の屈折率
を、1.492以上とする必要があり、それにより、滑性，
耐擦傷性および耐摩耗性をさらに向上させることができ
る。また、フィルムの複屈折率Δｎ（定義は後述）を−
2.5×10^-2以下とすることにより、フィルムのスリット
性が向上し、切り粉の発生を抑えることができる。

このような物性を有するフィルムを得るには、例えば
以下のような方法を採用する。

ポリエステルチップを公知の手段で乾燥し、ダイスよ
りTm（融点）〜320℃の温度で押出し、キャスティング
ドラム上で冷却固化させる。その際、フィルムをドラム
に密着保持する手段として静電密着法を用いることが好
ましい。

得られた未延伸フィルムを次の延伸工程に供し、80〜
110℃で長手方向に2.5〜4.0倍、次いで90〜150℃にて幅
方向に4.0〜6.0倍、長手方向よりも高倍率にて延伸した
後、170〜230℃にて熱処理し、製品として巻き取る。以
上の工程で、必要に応じ、再延伸処理を施したり、塗布
工程を付加したりすることもできる。

本発明のポリエステルフィルムの厚みは20〜50μｍの
範囲が好ましく、さらに好ましくは20〜35μｍの範囲で
あり、かかる範囲内でフィルムの耐擦傷性に最も効果が
ある。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本
発明は、その要旨を越えない限り以下の実施例に限定さ
れるものではない。なお、本発明における諸特性の測定
および評価は以下に示す方法で行った。また、実施例中
「部」または「％」はそれぞれ「重量部」「重量％」を
意味する。

（１）粒子の平均粒径（株）島津製作所社製遠心沈降式粒度分布測定装置SA
−CP3型を用いてストークスの抵抗則に基づく沈降法に
よって粒子の大きさを測定した。平均粒径は、測定した
粒子の等価球形分布における積算（重量基準）50％の値
を用いた。

（２）滑り性固定した硬質クロムメッキ金属ロール（直径6mm）に
フィルムを巻き付け角135゜（θ）で接触させ、53g
（T₂）の荷重を一端にかけて、1m/minの速度でこれを走
行させ、他端の抵抗力（T₁（ｇ））を測定し、次式によ
り走行中の摩擦係数（μｄ）を求めた。

（３）フィルムの厚さシチズン時計社製ミューメトロンを用い、フィルムを
10枚重ねて厚みを測定し、重ねた枚数で除してフィルム
厚みを求めた。

（４）フィルムの屈折率の測定アタゴ光学社製アッベ式屈折計を用い、フィルム面内
の屈折率の最大値ｎγ，それを直交する方向の屈折率ｎ
βおよびフィルムの厚さ方向の屈折率ｎαを測定し、下
記式から複屈折率を算出した。屈折率の測定は、ナトリ
ウムＤ線を用い、23℃で行った。

複屈折率Δｎ＝ｎγ−ｎβ （５）耐擦傷性（Ｉ） 1/2インチにスリットした試料フィルムを直径6mmの硬
質クロム製固定ピンに張力50g、巻き付角90゜、走行速
度4m/secで１回擦過させた後、試料フィルムの擦過面に
アルミニウムを約1000Å厚蒸着し、キズの量を目視判定
し、以下の５段階で評価した。

1. 傷の量が極めて多い。

2. 傷の量が多い。

3. 傷の量が2,4の中間 4. 傷の量が少ない。

5. 傷が付かない。

この中で３以上が実用上、使用に耐えうる領域であ
り、特に４以上が好ましい領域である。

（６）耐擦傷性（II） 32mmφの円筒に磁気テープに加工したサンプル（下記
（８）項に記載の方法で製造）の磁性面を上にして巻き
付け、この円筒上に試料フィルムを巻き付け角180゜で
接触させ、100gの荷重を一端にかけ、磁気テープを巻き
付けた32mmφの円筒を295rpmで１分間回転させ、試料フ
ィルムに付いた擦傷を約1000Å厚のアルミ蒸着を施し
て、目視判定し以下の５段階で評価した。

1. 傷の量が極めて多い。

2. 傷の量が多い。

3. 傷の量がランク２と４の中間 4. 傷の量が少ない。

5. 傷が付かない。

この中で３以上が実用上使用に耐える領域であり、特
に４以上が好ましい領域である。

（７）磁性面傷上記（６）項の方法と同様に測定を行い、32mmφの円
筒に巻き付けた磁気テープの傷付き具合を1000Å厚のア
ルミ蒸着を施した後、目視判定し、以下の５段階で評価
した。

1. 傷の量が極めて多い。

2. 傷の量が多い。

3. 傷の量がランク２と４の中間 4. 傷の量が少ない。

5. 傷が付かない。

この中でランク４以上が実用上使用に耐える領域であ
る。

（８）コンピュータメモリーの構造および特性評価まず、次に示す磁性塗料をポリエステルフィルムに塗
布し、乾燥後の膜厚が５μｍとなるよう磁性層を形成し
た。

磁性塗料の組成；磁性微粉末200部、ポリウレタン樹
脂30部、ニトロセルロース10部、塩酢ビ共重合体10部、
レシチン５部、シクロヘキサノン100部およびメチルエ
チルケトン300部をボールミルにて48時間混合分散後ポ
リイソシアネート化合物５部を加えたもの塗料が十分乾燥固化する前に磁気配向させ、その後乾
燥させた。さらに磁性塗料塗布フィルムをスーパーカレ
ンダーにて表面処理を施し、1/2インチ幅にスリットし
て磁気テープとした。この磁気テープをデータカートリ
ッジ用のカートリッジケースに巻き込み、IBM社製磁気
テープドライブシステム3480を用いて下記の磁気テープ
特性を評価した。

狭帯域信号とノイズの比率（NB−SNR）スペクトル分析器を用いて46m長のテープ上で最低150
のサンプルを取り基本波の平均読み取り信号パワーをワ
ット単位で測定し、信号基本波の周りの100kHzの帯域幅
で平均の統合サイドバンドノイズパワーを測定して、平
均の統合サイドバンドノイズパワーに対する平均の信号
振幅パワーの率をデシベルで表した。

広域信号ノイズの比率（BB−SNR）スペクトル分析器を用いて、46m長のテープ上で最低1
50のサンプルを取り、基本波の平均読み取り信号振幅パ
ワーをワット単位で測定し、信号および高周波を持つ30
kHzから1MHzまでの平均の統合フロアーノイズパワーを
測定して、平均の統合フロアーノイズパワーに対する平
均の信号振幅パワーの率をデシベルで表した。

実施例１（ポリエステルフィルムの製造）ジメチルテレフタレート100部とエチレングリコール6
0部および酢酸マグネシウム四水塩0.09部を加熱昇温す
ると共にメタノールを留去しエステル交換反応を行い、
反応開始から４時間を要して230℃まで昇温し、実質的
にエステル交換反応を終了させた。次いであらかじめ解
砕，分級，濾過した平均粒径0.26μｍのα−Al₂O₃粒子
を1.5部添加し、さらにエチレンアシッドフォスフェー
トを0.04部、三酸化アンチモンを0.04部加えて４時間重
縮合反応を行い、極限粘度0.63のポリエステル（A₁）を
得た。また、別途、平均粒径0.7μｍのCaCO₃粒子を2.0
部添加する外は上記方法と同様にしてエステル交換反応
および重縮合反応を行い極限粘度0.61のポリエステル
（B₁）を得た。さらに、粒子を添加しない外は上記方法
と同様にしてエステル交換反応，重縮合反応を行い極限
粘度0.62のポリエステル（C₁）を得た。

次いで、ポリエステル（A₁）25部とポリエステル
（B₁）15部とポリエステル（C₁）60部とを均一にブレン
ドし180℃の温度で乾燥後、290℃の温度で押出機よりシ
ート状に押出し、静電密着冷却法にて厚さ270μｍの無
定形フィルムを得た。得られた無定形フィルムをフィル
ムの流れ方向に105℃で2.8倍、フィルムの流れと直交す
る方向に120℃で4.0倍延伸し、220℃で３秒間熱処理を
行い、厚さ23.5μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム
（ｎα＝1.495,Δｎ＝2.8×10^-2）を得た。

（磁気テープの製造）得られた二軸延伸ポリエステルフィルムに磁性膜を形
成させ磁気テープとし特性を評価した。

実施例2,3 実施例１においてポリエステルフィルム（A₁）とポリ
エステル（B₁）に添加する粒子種、粒径と下記表−１に
示すように変え、ポリエステル（C₁）と下記表−１に示
す含有量になるようにブレンドする外は実施例１と同様
にしてポリエステルフィルムを得、磁気テープを製造し
た。

比較例１〜４ポリエステル（A₁）とポリエステル（B₁）に添加する
粒子種、粒径を下記表−１に示すように変え、ポリエス
テル（C₁）と下記表−１示す含有量となるようにブレン
ドし、実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを
得、磁気テープを製造した。

比較例６ポリエステル（A1）、ポリエステル（B1）及びポリエ
ステル（C1）を実施例１と同様にブレンドし、180℃の
温度で乾燥後、290℃の温度で押出し、静電密着冷却法
にて、厚さ280μｍの無定形フィルムを得た。得られた
無定形フィルムをフィルムの流れ方向に105℃で3.1倍、
フィルムの流れ方向と直交する方向に120℃で3.9倍延伸
し、210℃で３秒間熱処理を行い、厚さ23.5μｍの二軸
延伸ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの
ｎαは1.491であった。得られたフィルムから、実施例
１と同様にして磁気テープを製造した。

以上、得られた結果をまとめて下記表−１に示す。

〔発明の効果〕本発明のフィルムは優れた耐擦傷性および滑り性を有
しており、コンピュータメモリーとしての特性も優れた
ものであり、その工業的価値は高い。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径が0.10〜0.40μｍであり、モース
硬度が９以上である粒子（Ａ）を0.10〜0.50重量％、平
均粒径が粒子（Ａ）より0.40μｍ以上大きい、モース硬
度が６以下の粒子（Ｂ）を0.05〜2.0重量％含有し、フ
ィルム厚さ方向の屈折率が1.492以上であることを特徴
とするコンピュータメモリー用二軸延伸ポリエステルフ
ィルム。