JP2550236B2

JP2550236B2 - 磁気記録媒体用二軸配向ポリエステルフイルム

Info

Publication number: JP2550236B2
Application number: JP22243991A
Authority: JP
Inventors: 純生加藤; 真飯田; 学木村
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1991-08-08
Filing date: 1991-08-08
Publication date: 1996-11-06
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: JPH0542593A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録媒体用二軸配向
ポリエステルフイルムに関し、更に詳しくは特定の形状
を有する炭酸カルシウム粒子を含有し、かつ該粒子によ
ってフイルム表面に形成される突起の分布が特定の範囲
にあることによって、電磁変換特性が極めて優れた特性
を有する磁気記録媒体を製造でき、かつ磁気記録媒体加
工工程での耐削れ性に優れた磁気記録媒体用二軸配向ポ
リエステルフイルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートフイルムに
代表される二軸配向ポリエステルフイルムは、その優れ
た物理的・化学的特性の故に、磁気記録媒体用として広
く用いられている。

【０００３】磁気記録媒体用として用いる場合には、磁
性層をもうける工程でのハンドリング性のための滑り性
を確保するために表面突起の大きさ、頻度をアップする
と磁性層への突起つき出しが発生し、電磁変換特性が低
下する問題があった。このため、生産速度を下げ、滑り
性や巻取り性の低いフイルムを用いて、Ｓ−ＶＨＳや８
ミルの如く記録波長の短いシステムに対応した磁気記録
媒体を提供しているのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、磁気
記録媒体、特にＳ−ＶＨＳや８ミリの磁気テープ用途に
おいてその製造工程の生産性向上を可能とする磁気記録
媒体用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、かかる目的を
達成するために次の構成をとる。

【０００６】粒径比（長径／短径）が１．５〜１０で、
面積円相当径の平均粒径が０．１〜０．５μｍであり、
下記式（１）で表わされる相対標準偏差が０．５以下で
ある防錘状炭酸カルシウム粒子０．００５〜１．０重量
％を含有し、該粒子によってフイルム表面に形成される
突起の分布曲線が、高さＸ（μｍ）が０．０２μｍ以上
で突起の数Ｙ（個／mm²）が１０個／mm²以上の範囲に
おいて、下記式（２）を満足することを特徴とする磁気
記録媒体用二軸配向ポリエステルフイルム。

【０００７】

【数２】

【０００８】 -71.4 Ｘ+5＜log Ｙ＜-32.4 Ｘ+5.5 …（２）［但し、Ｘは基準レベルからの高さ方向の距離（μｍ）
であり、Ｙは高さＸでカットした時にカウントされる突
起の数（個／mm²）である。］

【０００９】本発明におけるポリエステルは、芳香族ジ
カルボン酸を主たる酸成分とし、脂肪族グリコールを主
たるグリコール成分とするポリエステルである。かかる
ポリエステルは実質的に線状であり、そしてフイルム形
成性特に溶融成形によるフイルム形成性を有する。芳香
族ジカルボン酸としては、例えばテレフタル酸、ナフタ
レンジカルボン酸、イソフタル酸、ジフェノキシエタン
ジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエ
ーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン
酸、ジフェニルケトンジカルボン酸、アンスラセンジカ
ルボン酸等を挙げることができる。脂肪族グリコールと
しては、例えばエチレングリコール、トリメチレングリ
コール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレング
リコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレング
リコール等の如き炭素数２〜１０のポリメチレングリコ
ールあるいはシクロヘキサンジメタノールの如き脂環族
ジオール等を挙げることができる。

【００１０】本発明において、ポリエステルとしては例
えばアルキレンテレフタレートおよび／又はアルキレン
ナフタレートを主たる構成成分とするものが好ましく用
いられる。

【００１１】かかるポリエステルのうちでも、特に、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリエチレン―２，６―ナ
フタレートはもちろんのこと、例えば全ジカルボン酸成
分の８０モル％以上がテレフタル酸および／又は２，６
―ナフタレンジカルボン酸であり、全グリコール成分の
８０モル％以上がエチレングリコールである共重合体が
好ましい。その際全酸成分の２０モル％以下はテレフタ
ル酸および／又は２，６―ナフタレンジカルボン酸以外
の上記芳香族ジカルボン酸であることができ、また例え
ばアジピン酸、セバチン酸等の如き脂肪族ジカルボン
酸；シクロヘキサン―１，４―ジカルボン酸の如き脂環
族ジカルボン酸等であることができる。また、全グリコ
ール成分の２０モル％以下はエチレングリコール以外の
上記グリコールであることができ、あるいは例えばハイ
ドロキノン、レゾルシン、２，２―ビス（４―ヒドロキ
シフェニル）プロパン等の如き芳香族ジオール；１，４
―ジヒドロキシジメチルベンゼンの如き芳香環を有する
脂肪族ジオール；ポリエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコール、ポリテトラメチレングリコール等の如
きポリアルキレングリコール（ポリオキシアルキレング
リコール）等であることもできる。

【００１２】また、本発明におけるポリエステルには例
えばヒドロキシ安息香酸の如き芳香族オキシ酸、ω―ヒ
ドロキシカプロン酸の如き脂肪族オキシ酸等のオキシカ
ルボン酸に由来する成分を、ジカルボン酸成分およびオ
キシカルボン酸成分の総量に対し２０モル％以下で共重
合あるいは結合するものも包含される。

【００１３】さらに本発明におけるポリエステルには、
実質的に線状である範囲の量、例えば全酸成分に対し２
モル％以下の量で、３官能以上のポリカルボン酸又はポ
リヒドロキシ化合物、例えばトリメリット酸、ペンタエ
リスリトール等を共重合したものも包含される。

【００１４】上記ポリエステルは、それ自体公知であ
り、かつそれ自体公知の方法で製造することができる。

【００１５】上記ポリエステルとしては、ｏ―クロロフ
ェノール中の溶液として３５℃で測定して求めた固有粘
度が約０．４〜約０．９のものが好ましい。

【００１６】本発明の二軸配向ポリエステルフイルム
は、そのフイルム表面の平坦性を定義する突起分布の説
明から明らかなとおり、フイルム表面に多数の微細な突
起を有している。

【００１７】それらの多数の微細な突起は、本発明によ
れば、ポリエステル中に分散して含有される多数の実質
的に不活性な紡錘状炭酸カルシウム粒子に由来する。

【００１８】ポリエステル中に存在する粒子によって形
成されているフイルム表面の突起の分布曲線が、高さＸ
（μｍ）が０．０２μｍ以上で突起の数Ｙ（個／mm²）
が１０個／mm²以上の範囲において、下記式（２）を満
足することが肝要である。

【００１９】 -71.4 Ｘ+5＜log Ｙ＜-32.4 Ｘ+5.5 …（２）［但し、Ｘは基準レベルからの高さ方向の距離（μｍ）
であり、Ｙは高さＸでカットした時にカウントされる突
起の数（個／mm²）である。］

【００２０】突起分布曲線が上記（２）式の範囲から外
れると、Ｓ−ＶＨＳや８ミリ用途としてはフイルム表面
に存在する大きな突起が磁性層につき出し現象を呈し、
結果として電磁変換特性の低下をきたしたり、磁性層が
あまりにも平坦になりすぎ、ヘッドとの摩擦が高くなり
すぎ摺動ノイズがアップする現象が生じ好ましくない。

【００２１】本発明において、フイルム表面に形成され
る突起は特定の形状を有する紡錘状炭酸カルシウム粒子
によることが肝要である。即ち、粒径比（長径／短径）
が１．５〜１０で面積円相当径の平均粒径が０．１〜
０．５μｍであり、かつ下記式（１）

【００２２】

【数３】

【００２３】で表わされる相対標準偏差が０．５以下で
ある紡錘状炭酸カルシウム粒子０．００５〜１．０重量
％をポリエステル中に存在させることにより、フイルム
表面に突起を形成することが必要である。

【００２４】紡錘状炭酸カルシウム粒子の製法として
は、例えば炭酸ガス吹き込み法、塩の複分解法、アンモ
ニア共存下で塩化カルシウムと炭酸水素ナトリウムの反
応による製法等が挙げられる。例えば、水酸化カルシウ
ムスラリーに炭酸ガスを吹き込み、炭酸化率が６０〜７
０％で該スラリーに水溶性多糖類もしくは硫酸塩等を添
加した後、炭酸化率が実質的に１００％となるまで炭酸
化を行うことにより得られるが、上記の条件を満足する
紡錘状炭酸カルシウム粒子であれば、その製法に限定さ
れない。

【００２５】また、紡錘状炭酸カルシウム粒子の結晶形
態としては、カルサイト、アラゴナイト、バテライト等
が挙げられるが、これらの中でもバテライト炭酸カルシ
ウムがより好ましく用いられる。

【００２６】本発明において紡錘状炭酸カルシウム粒子
の粒径比が１．５未満の場合、フイルム延伸方向に粒子
が応力緩和を示さずポリエステルの親和性が不良となっ
たり、形成される突起がシャープになりすぎテープ製造
工程でのダイコーターのごとき衝撃的な力が加わった時
脱落しやすい等の問題がでる。一方、粒径比が１０を越
えると、フイルム表面に形成される突起がなだらかにな
りすぎ、電磁変換特性を向上させる目的で式（２）のご
とき表面性を追及するとフイルム間のハリつき現象が発
生し、好ましくない。

【００２７】また、粒子の面積円相当径の平均粒径が
０．５μｍを越えると、フイルム表面が粗くなってしま
い磁気テープ化後の電磁変換特性の低下をきたす。一
方、粒子の面積円相当径の平均粒径が０．１μｍ未満で
は、磁気テープとした時、あまりにも平坦になりすぎ摺
動ノイズが発生し好ましくない。

【００２８】また、粒子の粒径の相対標準偏差は０．５
以下、より好ましくは０．４以下であるが、相対標準偏
差が０．５を越えると突起の高さが不揃いになり、磁気
テープ化後の電磁変換特性の低下につながる。さらにま
た添加量が０．００５重量％未満ではフイルム表面に形
成される突起数が不充分になり、滑り性が不足する。一
方添加量が１．０重量％より多くなるとフイルム表面が
粗くなり、磁気テープ化後の電磁変換特性が低下する。
好ましい添加量は０．０１〜０．６重量％である。

【００２９】これらの紡錘状炭酸カルシウム粒子は、各
種の表面処理剤でその表面が変性されていてもよい。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％以下の量を適用されるが、その例として、例え
ばシランカップリング剤やチタンカップリング剤、ポリ
アクリル酸等を挙げることができる。

【００３０】本発明の二軸配向ポリエステルフイルム
は、例えば、融点（Ｔｍ：℃）ないし（Ｔｍ＋７０）℃
の温度でポリエステルを溶融して固有粘度０．３５〜
０．９dl／ｇの未延伸フイルムを得、該未延伸フイルム
を一軸方向（縦方向又は横方向）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）で２．５〜５．０倍の倍率で延伸し、
次いで上記延伸方向と直角方向（一段目延伸が縦方向の
場合には、二段目延伸は横方向となる）にＴｇ（℃）−
（Ｔｇ＋７０）℃の温度で２．５〜５．０倍の倍率で延
伸することで製造できる。この場合、面積延伸倍率は９
〜２２倍、更には１２〜２２倍にするのが好ましい。延
伸手段は同時二軸延伸、逐次二軸延伸のいずれでもよ
い。

【００３１】更に、二軸配向フイルムは、（Ｔｇ＋７
０）℃〜Ｔｍ（℃）の温度で熱固定することができる。
例えばポリエチレンテレフタレートフイルムについては
１９０〜２３０℃で熱固定することが好ましい。熱固定
時間は例えば１〜６０秒である。

【００３２】本発明の二軸配向ポリエステルフイルム
は、特定の形状の炭酸カルシウム粒子によってフイルム
表面に突起が形成され、かつ、その突起分布が特定の範
囲にあることによって、極めて優れた電磁変換特性を有
するとともに磁気記録媒体加工工程での耐削れ性に優れ
ており、磁気記録媒体のベースフイルムとして極めて有
用である。

【００３３】なお、本発明における種々の物性値および
特性は以下の如く測定されたものであり、かつ定義され
る。

【００３４】（１）紡錘状炭酸カルシウム粒子の面積円
相当径、粒径比等粒子の面積円相当径等の測定には次の手法がある。１）粉体から、面積円相当径の平均粒径、粒径比等を求
める場合２）フイルム中粒子の面積円相当径の平均粒径、粒径比
等を求める場合。

【００３５】１）粉体からの場合電子顕微鏡試料台上に粉体を個々の粒子ができるだけ重
ならないように散在させ、金スパッター装置により、こ
の表面に金薄膜蒸着層を厚み２００〜３００オングスト
ロームで形成し、走査型電子顕微鏡にて、例えば１００
００〜３００００倍で観察し、日本レギュレーター
（株）製ルーゼックス５００にて、少なくとも１００個
の粒子の長径、短径、および面積円相当径を求める。そ
して、これらの値から平均粒径、粒径比を算出する。

【００３６】２）フイルム中粒子からの場合試料フイルム小片を走査型電子顕微鏡用試料台に固定
し、日本電子（株）製スパッターリング装置（ＪＦＣ―
１１００型イオンエッチング装置）を用いてフイルム表
面に下記条件にてイオンエッチング処理を施す。条件
は、ベルジャー内に試料を設置し、約１０^-3Ｔｏｒｒの
真空状態まで真空度を上げ、電圧０．２５ｋＶ、電流１
２．５ｍＡにて約１０分間イオンエッチングを実施す
る。更に同装置にてフイルム表面に金スパッターを施
し、走査型電子顕微鏡にて１００００〜３００００倍で
観察し、１）と同様に平均粒径、粒径比等を算出する。

【００３７】（２）フイルム表面の平坦性Ｒａ（中心線平均粗さ）をＪＩＳＢ０６０１に準じ
て測定する。東京精密社（株）製の触針式表面粗さ計
（SURFCOM3B ）を用いて、針の半径２μｍ、荷重０．０
７ｇの条件下にチャート（フイルム表面粗さ曲線）をか
かせ、得られるフイルム表面粗さ曲線からその中心線の
方向に測定長さＬの部分を抜き取り、この抜き取り部分
の中心線をＸ軸とし、縦倍率の方向をＹ軸として、粗さ
特性Ｙ＝ｆ（ｘ）で表わしたとき、次の式で与えられる
値（Ｒａ：μｍ）をフイルム表面の平坦性として定義す
る。

【００３８】

【数４】本発明では、基準長を０．２５mmとして８個測定し、値
の大きい方から３個除いた５個の平均値としてＲａを表
わす。

【００３９】（３）突起分布小坂研究所製三次元粗さ計（ＳＥ―３０Ｋ）を用いて針
径２μｍＲ、針圧３０mg、測定長１mm、サンプリングピ
ッチ２μｍ、カットオフ０．２５mm、縦方向拡大倍率２
万倍、横方向拡大倍率２００倍、走査本数１５０本の条
件にてフイルム表面の突起のプロファイルを三次元的
（立体的）にイメージさせる。

【００４０】そのプロファイルをフイルムの厚さ方向と
直角方向の平面でカットした場合に、各突起のプロファ
イルの断面積の合計が、フイルムの測定領域の面積の７
０％となる平面を基準レベル（０レベル）とし、その基
準レベルの平面と平行に突起の高さ方向に距離Ｘ（μ
ｍ）だけ離れた平面でカットしたときにカウントされる
突起の数をＹ（個／mm²）とする。Ｘを順次増加又は減
少させ、そのときのＹの数を読み取り、グラフにプロッ
トすることにより、突起分布曲線を描く。

【００４１】（４）ブレード削れ性図１に示した装置を用いて下記のようにして測定する。
図１中、１は巻出しリール、２はテンションコントロー
ラー、３，５，６，８はフリーローラー、４はテンショ
ン検出機、７はブレード（米国ＧＫＩ製工業用カミソリ
試験機用ブレード）、９はガイドローラー、１０は巻取
リールをそれぞれ示す。

【００４２】１／２インチ幅にスリットしたサンプルフ
イルムをブレード刃先に６度の角度であたるようにして
張力５０ｇ、走行速度１００ｍ／分で１００ｍ走行さ
せ、ブレード刃先に付着する削れ粉量で削れ性を評価す
る。

【００４３】この評価はフイルム表面に形成される突起
の衝撃強さと関係し、磁気テープ製造工程におけるカレ
ンダーやダイコーターでの削れ粉発生とよく対応してい
る。＜判定＞ ◎：ブレード刃先に付着する削れ粉付着幅が０．５mm未
満 ○：ブレード刃先に付着する削れ粉付着幅が０．５mm以
上で１．０mm未満 △：ブレード刃先に付着する削れ粉付着幅が１．０mm以
上で２．０mm未満 ×：ブレード刃先に付着する削れ粉付着幅が２．０mm以
上

【００４４】

【実施例】以下、実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。

【００４５】

【実施例１〜２、比較例１〜３】ジメチルテレフタレー
トとエチレングリコールとを、エステル交換触媒として
酢酸マンガンを、重合触媒として三酸化アンチモンを、
安定剤として亜燐酸を、更に滑剤として表１に示す添加
粒子を添加して常法により重合し、固有粘度（オルソク
ロロフェノール、３５℃）０．６２のポリエチレンテレ
フタレートを得た。

【００４６】このポリエチレンテレフタレートのペレッ
トを１７０℃で３時間乾燥後押出機ホッパーに供給し、
溶融温度２８０〜３００℃で溶融し、この溶融ポリマー
を１mmのスリット状ダイを通して表面仕上げ０．３ｓ程
度、表面温度２０℃の回転冷却ドラム上に押出し、２０
０μｍの未延伸フイルムを得た。

【００４７】このようにして得られた未延伸フイルムを
７５℃にて予熱し、更に低速、高速のロール間で１５mm
上方より９００℃の表面温度のＩＲヒーター１本にて加
熱して３．６倍に延伸し、急冷し、続いてステンターに
供給し、１０５℃にて横方向に３．９倍に延伸した。得
られた二軸配向フイルムを２０５℃の温度で５秒間熱固
定し、厚み１４μｍの熱固定二軸配向フイルムを得た。

【００４８】このようにして得られた二軸配向ポリエス
テルフイルムの特性を表１に示す。なお、得られたフイ
ルムの突起分布を調べたところ、実施例１，２、比較例
２のものは前記式（２）を満足していたが、比較例１，
３のものについては規定範囲より高突起が多い方に外れ
ており、８ミリやＳ―ＶＨＳ用途向けの磁気記録媒体と
しては電磁変換特性が懸念されるレベルになっている。

【００４９】表１においてブレード削れ性の判定として
は○以上レベルであれば実用上なんら懸念はないが、△
レベルになると磁気テープ製造工程で削れ粉が発生し、
塗布トラブルや製品でのドロップアウト増が発生し、好
ましくない。

【００５０】表１から明らかなように本発明によるもの
は、磁気記録媒体用として優れた表面性を有するととも
に、極めて優れた耐削れ性を有したものになっている。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、表面平坦性に優れかつ
耐削れ性に優れた磁気記録媒体用二軸配向ポリエステル
フイルムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フイルムのブレード削れ性を測定する装置の模
式図である。

【符号の説明】１繰出しリール２テンションコントローラー３，５，６，８フリーローラー４テンション検出機（入口）７ブレード９ガイドローラー１０巻取りリール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 67:00 105:16 Ｂ２９Ｌ 7:00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】粒径比（長径／短径）が１．５〜１０
で、面積円相当径の平均粒径が０．１〜０．５μｍであ
り、下記式（１）で表わされる相対標準偏差が０．５以
下である紡錘状炭酸カルシウム粒子０．００５〜１．０
重量％を含有し、該粒子によってフイルム表面に形成さ
れる突起の分布曲線が、高さＸ（μｍ）が０．０２μｍ
以上で突起の数Ｙ（個／mm²）が１０個／mm²以上の範
囲において、下記式（２）を満足することを特徴とする
磁気記録媒体用二軸配向ポリエステルフイルム。【数１】 -71.4 Ｘ+5＜log Ｙ＜-32.4 Ｘ+5.5 …（２）［但し、Ｘは基準レベルからの高さ方向の距離（μｍ）
であり、Ｙは高さＸでカットした時にカウントされる突
起の数（個／mm²）である。］