JP2527255B2 - 磁気テ―プ用2軸延伸ポリエステルフイルム - Google Patents

磁気テ―プ用2軸延伸ポリエステルフイルム

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は磁気テープ用2軸延伸ポリエステルフィルム
に関するものであり、さらに詳しくは磁性塗材に用いら
れる溶剤に対して、低いオリゴマー抽出性能を有する磁
気テープ用2軸延伸ポリエステルフィルムに関するもの
である。
[従来の技術] 磁気テープは一般には、ポリエステルフィルム上に磁
性材料を塗布した後乾燥し、鏡面仕上げカレンダー工程
を経て、1/2インチ幅にスリットして製品化される。磁
性材料は磁性金属、バインダー、潤滑剤を溶剤と混合し
て、フイルム上に塗布されるが、その際に使用される溶
剤によるオリゴマー、低分子量物の表面析出の低いこと
が磁気テープ用ポリエステルフィルムに要求される。
遊離オリゴマー、低分子量物を低減させる方法につい
ては各種提案されている。これらは下記に大別される。
溶媒でポリエステルフィルムを洗いオリゴマーを低減
する方法(特公昭43−23348、特公昭44−2120、特開昭4
8−101462等)。
ポリエステルを減圧加熱処理等、特殊な加熱、乾燥処
置を施しオリゴマーを減少させる方法(特開昭48−1014
62、特公昭62−49295等)。
ポリエステルフィルム製造条件を調整して、フイルム
密度、屈折率を一定の範囲に規制することにより低分子
量物の析出を抑制する方法(特開昭53−138477、特開昭
54−34207、特開昭60−63127等)。
また特開昭52−69602には縦方向の屈折率を横方向の
それより大とし、クロロホルム溶媒による低分子量抽出
物を一定以下であることを特徴としたポリエステルフィ
ルムに磁性層を塗布した磁気テープは低分子量体の浸出
によるドロップアウトの発生が少ないことが開示されて
いる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記、及びの方法では、磁気テ
ープ製造時の有機溶剤によるオリゴマー析出の問題は解
決できても、高温高湿下で保存した時に起こる、磁性層
内残留溶剤によるオリゴマー析出問題を解消することは
できなかった。
即ち、磁性塗料に用いられる有機溶剤はベースフイル
ム表面に浸透するとともに、乾燥後磁性層中に残留す
る。この浸透溶剤、残留溶剤は、特に高温高湿下で磁気
テープを長期間放置しておくと、ベースフイルムである
ポリエステルフィルムから、オリゴマー、低分子量成分
を抽出し、その結果として、磁性層とフイルムの接着性
を低下させて、磁性層が剥離し易くなり、また抽出物が
磁性層を通過して、磁性層表面に析出した後結晶化して
微小突起を生じ、電磁変換特性(ドロップアウト、S/N
比など)の悪化の原因になる。
かかる従来技術の欠点は、1年〜10年にわたる長期保
存の後にも使用されるという磁気テープの現状を考える
と極めて由々しき問題であった。
本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し、磁気テー
プ製造直後はもちろん、高温、高湿下での長期保存後で
あってもオリゴマー析出量の極めて少ないポリエステル
フィルムを提供せんとするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、下記式(Ι)で定義するOGが0以上でかつ
0.4以下であることを特徴とする磁気テープ用2軸延伸
ポリエステルフィルムに関するものである。
OG=30.164−0.005△n −0.053fn−1.792n −0.159PΙ ……(Ι) (式中のΔnはフィルムのMD屈折率とTD屈折率の差、fn
は面配向係数、nは平均屈折率、PΙはポリマー結晶
化指数を示す。) 本発明におけるポリエステルとしては、ポリエチレン
テレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、
ポリ−1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレー
ト、ポリエチレン−2,6−ナフタリンジカルボキシレー
ト、ポリエチレン−p−オキシベンゾエート、ポリブチ
レンテレフタレート等を例示することができる。
またかかるポリエステルはホモポリエステル、コポリ
エステル、ブレンド体のいずれでも良い。コポリエステ
ルの場合、共重合する成分としては例えばジエチレング
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、2,6−ナフタリ
ンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソタル酸など
のジカルボン酸成分、トリメリット酸、ピロメリット酸
などの多官能性ジカルボン酸成分、p−オキシエトキシ
安息香酸などが挙げられる。なお共重合する成分は20モ
ル%以下が好ましい。
さらに上記のポリエステルに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
を、本発明の作用効果を損なわない範囲で、例えば5重
量%を越えない範囲で混合しても良い。
本発明のポリエステルフイルムの下記式(Ι)で示さ
れるOGは0以上、0.4以下でなければならない。
OG=30.164−0.005△n −0.053fn−1.792n −0.159PΙ ……(Ι) 上記(Ι)式において、△nは △n=(nMD−nTD)×103 ……(ΙΙ) で示される。nMD、nTDはそれぞれMD(フイルムの長手方
向)、TD(フイルムの幅方向)の屈折率を示す。
また、面配向係数fn、平均屈折率nは下式(ΙΙ
Ι)(ΙV)によって得られる。
fn={(nMD+nTD)/2−nZD}×102 …(ΙΙΙ) n={(nMD+nTD+nZD)/3}×10 …(ΙV) nZDはフイルムの厚み方向の屈折率を示す。
上記屈折率nMD、nTD、nZDは、JIS K 7105−1981に
従いアッベ屈折計を用いて測定する。
またポリマー結晶化指数PIは Tc−Tg≧60℃ の場合PI=0 Tc−Tg<60℃ の場合PI=1 …(V) で定義する指標である。Tcは結晶融解温度、Tgはガラス
転位温度であり、ポリエステルフイルムを示差熱分析
(DSC)装置で測定した2ndランの値を用いて算出する。
上記式(Ι)のOGが0未満であると、フイルム自身が
脆くなり、カレンダー工程でのフイルム表面削れによる
ドロップアウトが著しく増加する。一方、0.4を超える
と、磁気テープ製造時の有機溶剤によるオリゴマーの析
出及び高温高湿下で保存した時に起こる磁性層内残留溶
剤によるオリゴマー析出が著しくなり、ドロップアウト
が増加する。
なお、OGの好ましい範囲は、0.20〜0.35である。
次に本発明のポリエステルフィルムの製造法について
説明する。
所定のポリエステル原料に、所定の微細粒子を所定量
添加し、通常の製膜機により溶融押出しし、冷却固化
後、70〜140℃で3〜6倍に一軸延伸し、次いで直角方
向に90〜140℃の温度で、3〜5倍の延伸を行い、210〜
230℃の温度で熱処理する。但し、本発明のポリエステ
ルフィルムを得るためには、かかる製造条件を適宜選択
してOGが本発明の範囲内となるよう制御しなければなら
ない。種々の条件が絡み合ってOGが変化するため、上記
条件の組合せを一義的に決めることは難しいが、大略次
の規則に従って、条件変更を行ない最終的に最適条件に
制御することができる。
フイルムのMD、TDの屈折率差△nは、nMDを上げ、nTD
を下げることによって上昇させることができ、逆にする
ことによって下降させることができる。nMDは、縦方向
の延伸倍率を上げることにより上げることができ、逆に
下げることにより下げることができる。nTDは、横方向
の延伸倍率を下げることにより下げることができ、逆に
上げることにより上げることができる。また、nMDは、
縦方向延伸温度を下げることによっても上げることがで
き、逆に上げることにより下げることもできる。n
TDは、横方向延伸温度を上げることにより下げることも
でき、逆に下げることにより上げることができる。
パラメータ△nのみに着目すれば、前記(Ι)式にお
いて、この式を満足させるには、△nを高くするとよい
ということがわかる。
面配向係数fnは、延伸時の面積倍率を上げることによ
り上昇させることができ、逆に下げることにより下降さ
せることができる。これは、縦方向の延伸倍率あるいは
横方向の延伸倍率のみにはかかわらない。また、面配向
係数は、同一面積倍率で比べた場合、低温で延伸を行う
ことにより上昇させることができ、逆に高温で延伸を行
うことにより下降させることができる。
パラメータfnのみに着目するれば、前記(Ι)式にお
いて、この式を満足させるには、面配向係数を高くすれ
ばよいことがわかる。
平均屈折率nは、フイルムの密度に比例するパラメ
ータであり、同一原料処方のフイルムの場合、薄膜時の
熱固定温度を高くすることによって数値を上昇させるこ
とができ、逆に下げることにより、下降させることがで
きる。パラメータnのみに着目すれば前記(Ι)式に
於て、この式を満足させるにはnを高くすればよいこ
とがわかる。
ポリマー結晶化指数PIは、フィルムの結晶化速度に対
応したパラメータであり、使用する原料(ベースポリマ
ー、マスターフィラーポリマー)の結晶化特性に依存す
る。ベースポリマーに関しては、重合触媒として添加す
る金属量に依存し、マスターフィラーポリマーに関して
はフィラーの種類に依存する。
パラメータPIのみに着目すれば前記(Ι)式に於て、
この式を満足させるには、PI=1とする原料処方を採用
すれば良いことがわかる。
MDにテンシライズしたポリエステルフイルムの場合、
△nが30以上になるためOG値を0.4以下にすることは比
較的容易であるが、通常バランスタイプ及びTDセミテン
シライズタイプは△nが10以下となるため、面配向fn、
平均屈折率nを高目に設定しなければならないが、こ
のようにして作られたフィルムは表面の削れ性が急速に
悪化するため、ポリマー結晶化指数PI値が1となる原料
処方を適用して、fn、n値レベルを高くなりすぎない
ように調整することが望ましい。
なお、ポリマー結晶化指数PIを算出するのに用いるT
c、Tgは、以下の示差熱(DSC)分析装置設定条件で求め
た。
[試料フィルム10mmg、昇降温速度1stRun32℃/分、2ud
Run16℃/分] また、オリゴマー抽出量は20℃の塩化メチレンにフィ
ルムを片面、2.5分間浸漬した後の塩化メチレン中のオ
リゴマー量を液体クロマトグラフィーによりあらかじめ
作成したオリゴマー量〜液体ガスクロマトグラム検量線
より求め、塩化メチレン浸漬面積で割って定量する方法
により決定する。なお、オリゴマー量〜液体クロマトグ
ラム検量線がポリエステルの環状3量体を用いて作成す
る。
上述の如く、各条件を最適なものとなるよう選択する
のであるが、一般的には通常よりも延伸温度を低温に
し、熱処理温度を上げる方向で制御するのが好ましい。
例えば上記条件の組合わせの一具体例として、重合反
応において実質上粒子が析出されない無粒子原料に平均
粒径10mμ〜1.5μのシリカ、炭酸カルシウム、カオリ
ン、クレイ、アルミナ、酸化チタン等の無機微粒子を0.
01〜0.5%程度添加し、前記製膜条件において最初の延
伸温度、倍率を120℃、5倍とし、次の直角延伸を110
℃、4倍とし、熱処理温度を210℃とし、2分間処理で
製膜することにより、所定の要件のポリエステルフィル
ムが得られる。
しかし、これは具体例の一つであり、原料、製膜条件
は任意に選択されるものであり、上記に特に限定される
ものでないことはもちろんである。
[評価方法] (Ι)磁気テープの作成方法 本発明ポリエステルフィルムに下記組成の磁性塗料を
グラビアロールにより塗布し、磁気配向させ乾燥させ
る。更に小型テストカレンダー装置(スチールロール/
ナイロンロール、5段)で、温度:70℃、綿圧:200kg/cm
でカレンダー処理した後、70℃、48時間キュアリングす
る。このテープ原反を1/2インチにスリットし、ビデオ
テープとしてカセットに組み込みビデオテープとした。
磁性塗料 ポリエステルポリウレタン樹脂 35重量部 塩ビ・マレイン酸共重合体 30重量部 α−アルミナ 15重量部 カーボンブラック 3重量部 オレイン酸 5重量部 アミルステアレート 4重量部 トリイソシアネート化合物 22重量部 強磁性金属粉末 300重量部 酢酸ブチル 300重量部 メチルイソブチルケトン 300重量部 (2)磁気テープのS/N比、ドロップアウトの測定 上記ビデオテープに市販の家庭用ビデオテープレコー
ダー(VTR)を用いてシバソク製のテレビ試験波形発生
器(TG7/U706)により100%クロマ信号を記録し、その
再生信号からシバソク製カラービデオノイズ測定器(92
5D/1)でクロマS/Nを測定した。4.4MN の信号を記録し
たビデオテープを再生して、シバソク製VTRドロップア
ウトカウンターVH01BZを用いて再生信号の減衰が16dB以
上、長さが15μsec以上のドロップアウトを測定した。
(3)磁気テープの保存特性 上記ビデオカセットテープを温度70℃、湿度80%RHに
保った恒温恒湿槽に1年間放置した。その後常温常湿で
S/N比、ドロップアウトを測定し、テープ製造後の初期
特性よりの悪化度合から保存特性をみた。
[実施例] 次に実施例に基づき本発明を説明する。
実施例1 重合触媒残査etc.に基づき形成される微細粒子、即ち
内部粒子をできる限り含まない実質的に無配向、非晶質
の固有粘度0.60のポリエチレンテレフタレートに、平均
粒径200mμのシリカ粒子を0.4重量%、平均粒径1.0μの
シリカ粒子を0.03重量%含有させた原料を約20℃に維持
された回転ドラムナに溶融押出しし、次に120℃で5倍
の機械方向への延伸を施し、次に110℃で3.8倍の横方向
への延伸を実施し、225℃の熱風下4%リラックスさせ
て厚さ15μmのポリエステルフィルムを得た。
このポリエステルフィルムに磁性体を塗布し、磁気テ
ープとし、そのS/N比、ドロップアウトをテープ製造
後、100回繰り返し走行後ならびに70℃、80%RH1年間保
存後に測定した。ポリエステルフィルム特性値ならびに
磁気テープ性能を表−1に示した。
実施例2 実施例1において機械方向の延伸を温度120℃、倍率
4倍とし、次に115℃で3.5倍の横方向に延伸した後、20
0℃でさらに1.2倍横方向に延伸した後230℃の熱風下4
%リラックスさせて厚さ15μmのポリエステルフィルム
を得た。実施例1と同様のポリエステルフィルム特性質
ならびに磁気テープ性能を表−1に示した。
実施例3 重合触媒残査etc.に基づき形成される微細粒子、即ち
内部粒子を含む固有粘度0.60のポリエチレンテレフタレ
ートに、平均粒径1.0μの炭酸カルシウム粒子を0.05%
含有させた原料を、約20℃に維持された回転ドラム上に
溶融押出しし、次に120℃で3倍の機械方向への延伸を
施し、次に115℃で3.5倍の横方向への延伸をし、その後
130℃で1.6倍の機械方向への第2段延伸を実施し、225
℃の熱風下で4%リラックスさせて厚さ11μmのポリエ
ステルフィルムを得た。実施例1と同様のポリエステル
フィルム特性値ならびに磁気テープ性能を表−1に示し
た。
比較例1 実施例1に於て、200℃熱風下4%リラックスさせて
厚さ15μmのポリエステルフィルムを得た。実施例1と
同様のポリエステルフィルム特性値ならびに磁気テープ
性能を表−1に示した。
比較例2 実施例2に於て、115℃で3.5倍の横延伸をし、225℃
の熱風下で4%リラックスさせて厚さ15μmのポリエス
テルフィルムを得た。実施例1と同様のポリエステルフ
ィルム特性値ならびに磁気テープ性能を表−1に示し
た。
比較例3 実施例3の原料組成で実施例1の延伸、熱処理を実施
し15μmのポリエステルフィルムを得た。実施例1と同
様のポリエステルフィルム特性値ならびに磁気テープ性
能を表−1に示した。
[発明の効果] 本発明のポリエステルフィルムは、磁性体塗布工程に
おいてオリゴマーが抽出されにくいため、磁性層の接着
性能の低下はない。また、磁性層形成後の磁気テープの
段階で長期間の保存においても、磁性層残留溶媒がベー
スフィルム中に進入することがなく、従ってオリゴマー
の経時的抽出も少ない。
本発明のポリエステルフィルムの表面に磁性体を塗布
し、磁気テープとした場合、その電磁変換特性、長時間
にわたる保存性能が良好であるという優れた効果を発揮
する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−193327(JP,A) 特開 平3−137814(JP,A) 特開 昭61−91247(JP,A) 特開 平2−160533(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記式(Ι)で定義するOGが0以上でかつ
    0.4以下であることを特徴とする磁気テープ用2軸延伸
    ポリエステルフィルム。 OG=30.164−0.005△n −0.053fn−1.792n −0.159PΙ ……(Ι) (式中のΔnはフィルムのMD屈折率とTD屈折率の差、fn
    は面配向係数、nは平均屈折率、PΙはポリマー結晶
    化指数を示す。)
  2. 【請求項2】PΙが1でありかつ△nが10以下であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の磁気テープ用2軸延伸ポ
    リエステルフィルム。
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