JP2625686B2 - 磁気記録媒体用ベースフイルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁気記録媒体用ベースフィルムに関するもの
である。

［従来の技術］ 磁気記録媒体用ベースフィルムとしては、ポリエステ
ルに不活性無機物質微粒子を含有せしめた二軸配向フィ
ルムが知られている（例えば、特公昭55−40929号公
報）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記従来の磁気記録媒体用ベースフィルム
は、電磁変換特性（ドロップアウト）を向上させようと
すると走行性が不良となり、走行性を向上させようとす
るとドロップアウトが不良となるという欠点があった。

本発明はかかる問題点を改善し、電磁変換特性（ドロ
ップアウト）と走行性がともに優れた磁気記録媒体用ベ
ースフィルムを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ ポリエステルと、少なくとも一種類の不活性無機粒子
からなる組成物を主たる成分とする二軸配向フィルムで
あって、該不活性無機粒子の含有重量Φ（重量％）、平
均粒径Ｄ（μｍ）、フィルムの表層粒子濃度Ｃが下記関
係式（１）および（２）を満足することを特徴とする磁
気記録媒体用ベースフィルムとしたものである。

0.01≦Φ・Ｄ≦0.15 ……（１） 0.002≦Ｃ・D²≦0.07 ……（２） 本発明におけるポリエステルは、エチレンテレフタレ
ート、エチレンα，β−ビス（２−クロルフェノキシ）
エタン−4,4′−ジカルボキシレート、エチレン2,6−ナ
フタレート単位から選ばれた少なくとも一種の構造単位
を主要構成成分とする。ただし、本発明を阻害しない範
囲内、好ましくは５モル％以内であれば他成分が共重合
されていてもよい。

また、エチレンテレフタレート、エチレンα，β−ビ
ス（２−クロルフェノキシ）エタン−4,4′−ジカルボ
キシレートを主要構成成分とするポリエステルの場合に
走行性、電磁変換特性がより一層良好となるので特に望
ましい。

本発明における不活性無機粒子の種類は特に限定され
ないが、シリカ、特にコロイド状シリカに起因する実質
的に球形のシリカである場合に、電磁変換特性、走行性
がより一層良好となるので特に望ましい。ここでいうコ
ロイド状シリカとはケイ酸ナトリウムを原料とし、アル
カリ分を除去してゆく過程で生成した粒子であるのが望
まし。

本発明における不活性無機粒子の含有量Φ（重量％）
とその平均粒径Ｄ（μｍ）の積、Φ・Ｄは下記（１）
式、好ましくは（１）＊式、さらに好ましくは（１）＊
＊式を満足する必要がある。

0.01≦Φ・Ｄ≦0.15 ……（１） 0.02≦Φ・Ｄ≦0.13 ……（１）＊ 0.03≦Φ・Ｄ≦0.10 ……（１）＊＊ Φ・Ｄが上記の範囲より小さいと走行性が不良とな
り、逆に大きいと電磁変換特性が不良となるので好まし
くない。

本発明における不活性無機粒子の含有量Φは特に限定
されないが、0.01〜0.8重量％、特に0.02〜0.5重量％で
ある場合に走行性、電磁変換特性がより一層良好となる
ので特に望ましい。

本発明における不活性無機粒子の平均粒径Ｄは特に限
定されないが、0.05〜1.5μｍ、特に0.08〜1.2μｍであ
る場合に走行性、電磁変換特性がより一層良好となるの
で特に望ましい。

本発明における不活性無機粒子は２種類以上でもよい
し、また、同種類で平均粒径の異なる２種類以上のもの
を組合せて用いてもよいが、少なくとも一種類の粒子に
ついて上式を満足していることが必要である。ここで無
機組成が同種類で平均粒径の異なる２種類以上のものを
含有する場合はその全部の粒子についての平均粒径をＤ
とし、合計含有量をΦとする。

本発明フィルムは、上記組成物を主要成分とするが、
本発明の目的を阻害しない範囲内で、他種ポリマをブレ
ンドしてもよいし、また酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、
紫外線吸収剤、格生成剤などの無機または有機添加剤が
通常添加される程度添加されていてもよい。

本発明フィルムは上記組成物を二軸配向せしめたフィ
ルムである。未延伸フィルム、一軸配向フィルムでは走
行性が不良となるので好ましくない。

また、その二軸配向の程度を表わす面配向指数は特に
限定されないが、0.935〜0.975、特に0.940〜0.970の範
囲である場合に、走行性、電磁変換特性がより一層良好
となるので特に望ましい。

本発明フィルムは、フィルムが含有する不活性無機粒
子の平均粒径（μｍ）の２乗D²とその粒子の表層粒子濃
度Ｃとの積、Ｃ・D²が下記（２）式、好ましくは（２）
＊式、さらに好ましくは（２）＊＊式を満足することが
必要である。Ｃ・D²が上記の範囲より小さいと走行性が
不良となり、逆に大きいと電磁変換特性が不良となるの
で好ましくない。

0.002≦Ｃ・D²≦0.07 ……（２） 0.004≦Ｃ・D²≦0.06 ……（２）＊ 0.006≦Ｃ・D²≦0.055 ……（２）＊＊ ここで、無機組成の異なる２種類以上の不活性無機粒
子を含有する場合は、そのうち少なくとも１種類、好ま
しくは２種類以上の粒子について上記関係式を満足する
ことが必要である。なお、平均粒径が異なる２種以上の
同無機組成の不活性無機粒子を含有する場合は、その粒
子の表面粒子濃度Ｃ（表層粒子濃度測定の原理上、粒子
の無機組成が同じ場合は平均粒径が異なっても区別され
ない）と、先に定義した平均粒径の２乗D²との積、Ｃ・
D²が上記の範囲を満足することが必要である。

また、本発明フィルムの密度指数は、0.02〜0.05の範
囲である場合に、走行性がより一層良好となるので特に
望ましい。

本発明フィルムは、幅方向の表面平均粗さRaが0.004
〜0.025μｍ、特に0.005〜0.020μｍの範囲である場合
に、走行性、電磁変換特性がより一層良好となるので特
に望ましい。

本発明フィルムは、290℃、200sec^-1での溶融粘度が8
00〜10000ポイズ、特に1000〜7000ポイズの範囲である
場合に、走行性、電磁変換特性がより一層良好となるの
で特に望ましい。

次に本発明の磁気記録媒体用ポリエステルフィルムの
製造方法について説明する。

まず、所定のポリエステルに不活性無機粒子を含有せ
しめる方法としては、重合前、重合中、重合後のいずれ
に添加してもよいが、ポリエステルのジオール成分であ
るエチレングリコールに、スラリーの形で混合、分散せ
しめて添加する方法が本発明の関係式を満足させるのに
有効である。また、不活性無機粒子の含有量を調節する
方法としては、最初から所定量添加する方法、高濃度の
マスターペレットを製膜時に希釈する方法のいずれでも
よい。

かくして、所定量の不活性無機粒子を含有するペレッ
トを十分乾燥したのち、公知の溶融押出機に供給し、27
0〜330℃でスリット状のダイからシート状に押出し、キ
ャスティングロール上で冷却固化せしめて未延伸フイル
ムを作る。この場合、押出時のドラフト比（口金スリッ
ト間隙／未延伸フィルム厚さ）を５〜30、好ましくは８
〜20の範囲にすることが本発明の関係式（２）を満足さ
せるのに有効である。

次にこの未延伸フィルムを二軸延伸し、二軸配向せし
める。延伸方法としては、逐次二軸延伸法または同時二
軸延伸法を用いることができる。

逐次二軸延伸法の場合は長手方向、幅方向の順に延伸
するのが一般的であるが、この順を逆にして延伸しても
よい。二軸延伸の条件は延伸方法、ポリマの種類などに
よって必ずしも一定ではないが、通常、長手方向、幅方
向ともに80〜160℃、好ましくは90〜150℃の範囲で、延
伸倍率はそれぞれ3.0〜5.0倍、好ましくは3.2〜4.5倍の
範囲が好適である。また、延伸速度は１×10³〜７×10⁴
％／分の範囲が好ましい。

ここで、延伸する前に未延伸フイルムを150〜200℃
で、0.1〜60秒間熱処理することは、本発明の関係式
（２）を満足させるのに極めて有効である。特に蒸気中
での熱処理がより一層有効である。

次にこの延伸フィルムを熱処理する。この場合の熱処
理条件としては、定長下で180〜250℃、好ましくは190
〜230℃の範囲で0.5〜60秒間熱処理するのが好適であ
る。

［作用］ 本発明はポリエステルと不活性無機粒子とからなるフ
ィルムにおいて、不活性無機粒子の含有量、平均粒径、
フィルムの表層粒子濃度との関係が特定の関係式を満足
するようにしたので、フィルム表面突起の粘弾性挙動を
コントロールできた結果、本発明の効果が得られたもの
と推定される。

［物性の測定方法ならびに効果の評価方法］ 本発明の特性値の測定方法並びに効果の評価方法は次
の通りである。

（１） 無機微粒子の平均粒径 フィルムからポリエステルをプラズマ灰化処理法ある
いはｏ−クロルフェノール溶解法で除去し、これをエタ
ノールに分散させ、延伸沈降法（堀場製作所、CAPA500
使用）で測定した体積平均径である。

（２） 無機微粒子の含有量 ポリエステル100gにｏ−クロルフェノール1.0を加
え120℃で３時間加熱した後、日立工機（株）製超遠心
機55P−72を用い、30,000rpmで40分間延伸分離を行な
い、得られた粒子を100℃で真空乾燥する。微粒子を走
査型差動熱量計にて測定した時、ポリマに相当する融解
ピークが認められる場合には微粒子にｏ−クロルフェノ
ールを加熱冷却後再び延伸分離操作を行なう。融解ピー
クが認められなくなった時、微粒子を析出粒子とする。
通常延伸分離操作は２回で足りる。

（３） 表層粒子濃度 ２次イオン質量分析装置（SIMS）を用いて、不活性無
機粒子が含有する金属元素とポリエステルの炭素元素の
濃度比を粒子濃度とし、該測定で得られるフィルム表面
〜深さ100Åの濃度平均値ＣSと、深さ5000〜10000Åの
濃度平均値ＣBとの比、ＣS/CBを表層粒子濃度とした。
測定装置、条件は下記のとおりである。

測定装置 ２次イオン質量分析装置（SIMS）西独、ATOMIKA社製
Ａ−DIDA3000 測定条件 １次イオン種:O₂ ⁺ １次イオン加速電圧:12KV １次イオン電流:200nA ラスター領域:400μｍ□ 分析領域：ゲート30％ 測定真空度:6.0×10^-9Torr Ｅ−GUN:0.5KV−3.0A （３） 面配向指数 ナトリウムＤ線（波長589nm）を光源としてアツベ屈
折率計を用いて、二軸配向フィルムの厚さ方向の屈折率
（Ａとする）および溶融プレス後10℃の水中へ急冷して
作った無配向（アモルファス）フィルムの厚さ方向の屈
折率（Ｂとする）を測定し、A/Bをもって面配向指数と
した。マウント液にはヨウ化メチレンを用い、25℃、65
％RHにて測定した。

（５） 密度指数 ｎ−ヘプタン／四塩化炭素からなる密度勾配管を用い
て測定したフィルムの密度をd₁（g/cm³）とし、このフ
ィルムを溶融プレス後、10℃の水中へ急冷して作った無
配向（アモルファス）フィルムの密度d₂との差、（d₁−
d₂）をもって密度指数とした。

（６） 溶融粘度 高化式フローテスターを用いて、温度290℃ずり速度2
00sec^-1で測定した。

（７） 表面平均粗さRa 触針式表面粗さ計を用い、JIS−Ｂ−0601にしたがっ
て測定した。ただし、カットオフは0.08mm、特定長は1m
mとした。

（８） 電磁変換特性 γ−Fe₂O₃100重量部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体15重量部、ポリウタンエラストマー15重量部、カーボ
ンブラック８重量部、メチルエチルケトン120重量部、
メチルイソブチルケトン130重量部、ミリスチル酸２重
量部の混合物をサンドミルで十分に混合分散させて磁性
塗料を作り、この磁性塗料にポリイソシアネート（コロ
ネートＬ）を15重量部添加し、これをサンプルのポリエ
ステルフィルムに厚さ4.0μｍ（乾燥厚さ）塗布し、カ
レンダー処理（温度90℃、線圧200kg/cm）後、1/2イン
チ幅にスリットしてテープとした。このテープをVHS方
式のビデオカセット（120分）に組込み、ビデオカセッ
トテープを作った。

このテープにVTRを用い、TV試験信号発生機（（株）
シバソク製TG−7/1型）からの信号を録画させたのち、2
5℃、50％RHで100パス（120分×100パス）走行させた。
このテープをドロップアウトカウンターを用いて、ドロ
ップアウトの幅が５μ秒以上で、再生された信号の減衰
がマイナス16dB以上のものをピックアップしてドロップ
アウトした。測定はビデオカセット10巻について行な
い、１分間当りに換算したドロップアウト個数が10個未
満の場合は電磁変換特性良好、10個以上の場合を不良と
した。

（９） 走行性 上記のテープをVTRにセットし、25℃、50％RHで100パ
ス、40℃、80％RHで100パス走行させたのち、下記項目
をそれぞれ５点満点で５段階にランクづけし、全項目の
合計点が15〜10の場合は走行性：良好、９以下の場合は
走行性：不良と判定した。

なお、５段階のランクづけは、50巻の試料のうち、下
記それぞれの項目を満足しなかったものの個数が０〜１
個の場合を５点、２〜３個の場合を４点、４〜６個の場
合を３点、７〜９個の場合を２点、10個以上の場合を１
点とした。

ａ）テープのエッジが折れない（座屈しない） ｂ）テープが伸びてワカメ状にならない ｃ）テープの摩耗（磁性層およびベースフィルム層）に
よる微粉の発生がない ［実施例］ 本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１〜４、比較例１〜４ 平均粒径が異なる種々のコロイダルシリカのエチレン
グリコールゾルをシリカ濃度を適当量に調整し、テレフ
タル酸ジメチルとエステル交換反応、重縮合した。この
ポリエチレンテレフタレートのペレットを180℃で３時
間減圧乾燥（3Torr）した。このペレットを押出機に供
給し、300℃で溶融押出し、ドラフト比を種々変更し
て、静電印加キャスト法を用いて表面温度30℃のキャス
ティング・ドラムに巻きつけて冷却固化し、厚さ約170
μｍの未延伸フィルムを作った。この未延伸フィルムを
100〜200℃の種々の温度で１分間熱処理したのち、90℃
にて長手方向に3.4倍延伸した。

この延伸は２組のロールの周速差で行なわれ、延伸速
度10000％／分であった。この一軸フィルムをステンタ
を用いて延伸速度2000％／分で100℃で幅方向に3.6倍延
伸し、定長下で210にて５秒間熱処理し、厚さ14μｍの
フィルムを得た。

このフィルムのシリカ含有量Φ、平均粒径Ｄ、表層粒
子温度Ｃ、およびΦ・Ｄ、Ｃ・D²は第１表に示したとお
りである。第１表からもわかるように、上記Φ・Ｄ、Ｃ
・D²がともに本発明の関係式を満足する場合は走行性、
電磁変換特性ともに良好な磁気記録媒体用ベースフィル
ムが得られた（実施例１〜４）。しかし、Φ・Ｄ、Ｃ・
D²のいずれかが本発明範囲外の場合は走行性、電磁変換
特性を両立するフィルムは得られなかった（比較例１〜
４）。

実施例５〜６、比較例５ 平均粒径が異なる種々の不活性無機粒子をエチレング
リコールにスラリーの形で分散させ、不活性無機粒子の
濃度を適当量に調整し、テレフタル酸ジメチルとエステ
ル交換反応、重縮合した。

このポリエチレンテレフタレートのペレットを用い
て、実施例１と同様にして、厚さ14μｍのフィルムを得
た。

このフィルムの不活性無機粒子含有量Φ、平均粒径
Ｄ、表面粒子濃度Ｃ、およびΦ・Ｄ、Ｃ・D²は第２表に
示したとおりである。第２表からわかるように上記Φ・
Ｄ、Ｃ・D²がともに本発明の関係式を満足する場合は走
行性、電磁変換特性ともに良好な磁気記録媒体用ベース
フィルムが得られた（実施例５〜６）。しかし、Φ・
Ｄ、Ｃ・D²のいずれかが本発明範囲外の場合は走行性、
電磁変化特性を両立するフィルムは得られなかった（比
較例５）。

［発明の効果］ 本発明は、ポリエステルと不活性無機粒子とからなる
フィルムにおいて、粒子の含有量、平均粒径、表層粒子
濃度との関係が特定の関係式を満足するようにしたの
で、磁気記録媒体とした時の電磁変換特性（ドロップア
ウト）と走行性が共に優れた磁気記録媒体用ベースフィ
ルムが得られたものである。

本発明フィルムは、各種磁気記録媒体に適用できる
が、特に、ビデオテープ用、フロッピーディスク用ベー
スフィルムとして好適である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエステルと、少なくとも一種類の不活
   性無機粒子からなる組成物を主たる成分とする二軸配向
   フィルムであって、該不活性無機粒子の含有重量Φ（重
   量％）、平均粒径Ｄ（μｍ）、フィルムの表層粒子濃度
   Ｃが下記関係式（１）および（２）を満足することを特
   徴とする磁気記録媒体用ベースフィルム。 0.01≦Φ・Ｄ≦0.15 ……（１） 0.002≦Ｃ・D²≦0.07 ……（２）