JP2667211B2

JP2667211B2 - 磁気記録用シート及びその製造法

Info

Publication number: JP2667211B2
Application number: JP63173686A
Authority: JP
Inventors: 玉樹金井; 政博由田
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1988-07-14
Publication date: 1997-10-27
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JPH0224830A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は磁気記録用シート及びその製造法に関し、更
に詳しくは電磁気記号を記録しうる耐久性に富む磁気カ
ード、即ちプリペイド，クレジット，キャッシュカード
や証券類に有用な二層積層構造からなる磁気記録用シー
ト及びその製造法に関する。

［従来の技術］近年、カード類の伸びは目覚ましいが、その主体をな
すものとしては磁気カードが挙げられる。この種のカー
ドは、一般にカードパンチ，エンボス文字を読みとると
同時に、形成された磁気層（磁気ストライプ転写，全面
磁気コート）に記憶させた信号や、暗証番号を読みとる
形で実用に供されている。例えば、クレジットカード類
は、押型エンボスが刻された塩ビ基盤の裏面に、磁気ス
トライプを施したものが一般的であり、一方電話カード
などは、白色ポリエステルフイルム上に複数層の磁性膜
を塗設し、そのあと反対面に印刷を施して製品に仕上る
方法で製造されている。両者に共通する部分はプラスチ
ック材料に塗布，スタンピング転写と云う手段の違いは
あるものの、磁性膜を形成し、これに磁気記録させて必
要な信号を読みとると云う点にある。

［発明が解決しようとする課題］これらの磁気カード製品は、カードの基体を提供する
側と、このベースに美装の為の印刷を施したり、磁気層
を形成せしめる加工専業者とが全く分業する形で行われ
ているのが通常で、このために流通経費も嵩み、コスト
アップ要因を招いていることも事実である。また磁気ス
トライプを有するクレジットカード類では、磁気ストラ
イプ用テープ専業メーカーと、これを受入れてスタンピ
ング転写を専門とする加工業者とにさらに細かく分業さ
れ、日本独特の広い職種を創出することにはつながって
はいるものの、カード一枚あたりの単価を必然的に押上
げる結果となっている。

［課題を解決するための手段］本発明者は、かかる問題、すなわち何段階もの流通を
経てコストアップを招いてゆく現状システムの問題を改
善すべく鋭意検討を重ねた結果、カード用プラスチック
シート製造時に該シートに磁気記録特性を付与する手段
を開発し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は 1.二層積層構造の二軸延伸ポリエステルシートであっ
て、その一層に強磁性体粉を10重量％以上微分散含有さ
せたことを特徴とする磁気記録用シート； 2.溶融粘度の小さいポリエステルに強磁性体粉を分散含
有させたマスターポリマーと溶融粘度の大きいポリエス
テルとを溶融混練して該強磁性体粉の濃度を10重量％以
上に希釈した強磁性体粉含有ポリエステルを得、これと
強磁性体粉を含有しない溶融粘度の大きいポリエステル
とを用いて共押出し法で成膜して二層積層構造の未延伸
シートとし、次いで該未延伸シートを二軸延伸すること
を特徴とする磁気記録用シートの製造法である。

二層構造の記録シートは、特にカードに限定されるこ
となく、コンピューターテープ，オーディオテープ，ビ
デオテープ，フロッピーディスク及びビテオフロッピー
などに於て充分熟知されるところであるが、そのベース
材料を製造する過程で磁性膜を同時に形成することは、
アイディアとして夫々の当該業者の間で暖められてきた
ものと考えられるが、現実の実施段階で、均一な記録密
度を確保するための技術手段が追従せず開花していない
状況にある。その最も大きな障害点は、一定の記録密度
をうる為の磁性膜層の形成にある。一般に、ポリエチレ
ン，ポリプロピレンの如きポリオレフィンの共押出し製
膜はよく知られ汎用されているが、ポリエステル系フイ
ルムの場合は、溶融吐出温度が極めて高いため、他の異
種ポリマーとの組合せによる二層構造積層体は、流動特
性が大巾に異なる故に実質的に、共押出法では極めて困
難となる。従って、ポリエステルフイルムの場合は、例
えば色の異る同種フイルムの積層体であったり、さらに
は、一面が粗で、他の一面が超平坦のデュアルカーフェ
ース構造を有する積層体であったり、特別に一層が光線
の選択吸収性を持つと云ったような比較的機能性が高い
と思えない範囲の二層及び三層フイルムの域にとどまっ
ている。とりわけ、磁気カードの如くその一層に多量の
強磁性体粉を包含させて共押出し製膜を行う場合には、
容易に且つ安定的に磁性層膜を形成することが至難であ
るがために、これらアイディアは実質上放置され、充分
に育成されなかったきらいがある。

本発明は、かかる点も上述した構成をとることで解消
するものであり、磁気記録特性を有するシートをポリエ
ステルの共押出法で一気に製造するものである。磁性層
膜を円滑に且つ均質に製造するポイントは、二層構造体
中の一層即ち磁性層膜形成のポリマーに固有粘度の小さ
いポリエステル殊にポリエチレンテレフタレートかもし
くは溶融粘度の小さい共重合体ポリエステルを用い、こ
れに強磁性体粉の均一なる混練分散を行うことにある。
そして高濃度マスターポリマー（マスターチップ）を確
保すると共に、支持体となる磁性体粉非含有ポリエステ
ル殊にポリエチレンテレフタレートの溶融粘度挙動とが
大巾にズレないように保つことが、積層体の製膜品質を
安定化させる上で重要である。

磁気カードのように記録密度は低位なものにあっても
記録の信頼性向上をはかるためには、強磁性体粉の性能
としては、少くともHcが400Oe以上のものが好ましい。
強磁性体粉は、混練機例えば二軸押出機で混練分散され
るときの被熱と二軸延伸後の結晶化熱処理の被熱の影響
を少からず受けることとなるので、熱によって磁性特性
が極度に低下しないγ−FeO₃,Coドープドγ−Fe₂O₃,マ
グネシウムフェライト，亜鉛フェライト，バリウムフェ
ライト等が特段に望ましい。一般的に磁気テープに用い
られるγ−ヘマタイトも使用出来ない訳ではないが、先
の理由でより好ましくはCo−γFe₂O₃がよい。またより
安定した記録を可能にするには、これら強磁性体粉は、
膜中に少くとも10wt％以上含まれていることが必要で、
これを下まわると記録再生時の出力が弱くなり、信頼性
に欠ける結果を招き易い。本発明で用いる強磁性体粉
は、粒径が余りに小さすぎると嵩高となり分散しにくく
なるので、20m²/g〜45m²/g程度のものがよい。また粒径
は特に限定されるものではないが、通常混練機、例えば
二軸押出機での分散混和性を考え、磁気層面が極度にザ
ラつかないと云うことでは0.3μ〜4.5μ程度が好適であ
る。

次に、これら強磁性体粉を分散させるビヒクルについ
ては、溶融粘度の小さいポリエステル又はコポリエステ
ル例えば固有粘度0.45〜0.54のポリエチレンテレフタレ
ートの溶融ドープを二軸ルーダー中に導き、これに別口
から磁性粉を供給混和し、スクリューで充分に練り上げ
てマスターチップ化をはかる。この際固有粘度が小さす
ぎると混練は十分なるも、共押出製膜中に磁性層膜が脆
くなり、一体膜として製膜しがたい。一方、固有粘度が
高すぎると、混練が行いにくくなり、比容（m²/g）が大
きい強磁性粉については、この混和割合はたかだか数％
限界となる。好ましい分散法として、ポリエチレンテレ
フタレート重合中で固有粘度が0.45〜0.54に達した時
に、重合釜から溶融ポリマーを二軸押出機に導き、該押
出機中で磁性体粉を充分に混練する方法をとれば、分散
性に優れた混和体（マスターポリマー）が得られる。ま
た、比表面積の大きい磁性体粉については、例えばイソ
フタル酸，セバシン酸，ネオペンチールグリコール，ヘ
キサンジオールなどを組合せて得た低粘度共重合ポリエ
ステルをビヒクルとして用い、高濃度添加マスターチッ
プを作る方法が有効である。より実際的に使用しうる共
重合ポリエステルの例としては、テレフタル酸が60〜80
mol％，セバシン酸40〜20mol％，エチレングリコール40
〜60mol％，ネオペンチルグリコール60〜40mol％の範囲
にあるものが挙げられ、より好ましくはテレフタル酸71
mol％，セバシン酸29mol％，エチレングリコール53mol
％，ネオペンチルグリコール47mol％からなる共重合ポ
リエステルが挙げられる。その際の溶融粘度は、260℃
で160〜220ポイズ,280℃で40〜100ポイズ位が好適であ
る。磁性体粉の分散をより良好にするために、潤滑剤，
分散剤，活性剤等を添加することは勿論，バインダーの
熱分解を抑止する添加剤の使用は磁気性能を妨げない限
り差支えない。さらにまた、巻取，アンワインド，印
刷，打抜き時にハンドリング性を良好に保っための磁気
層への制電防止剤らの添加も、非磁気層側のポリエチレ
ンテレフタレートの溶融粘度挙動が大巾に変らない範囲
では好ましい方向である。

マスターポリマーの中の強磁性体粉の濃度は15重量％
以上が好ましい。このマスターポリマーは溶融粘度の大
きいポリエステルでは混合希釈し、磁性層膜形成ポリエ
ステルとする。マスターポリマーを希釈するポリエステ
ルは基体層を形成するポリエステルと同じものが好まし
く、例えば固有粘度0.60〜0.67のポリエチレンテレフタ
レートが好ましく挙げられる。

磁気記録性能を安定化させるためには、磁性体粉を如
何に均一に分散させるかが重要であるため、前例の共重
合ポリエステルをトルエン−酢酸エチル−メチルエチル
ケトン（混合重量比＝2:1:1）に20〜30wt％の濃度で溶
解し、この溶液ドープ中に磁性体粉を20〜30wt％となる
よう混和したあとサンドグライダーで充分に微分散し、
該混和溶液をポリエステルフイルム上にキャストして乾
燥成膜し、このあとをフイルムのままプラストコンパク
ター（西独;condux社）に供給して造粒し、次いで造粒
体を溶融混練機、例えば同軸二軸ルーダーで混和してチ
ップ化すれば、より好ましい形の磁性層形成ポリマー又
はマスターポリマーが得られることとなる。尚ここで用
いる共重合ポリエステルとポリエチレンテレフタレート
は、同種のポリエステルであるため、基体となるポリエ
チレンテレフタレートフイルムが造粒段階で混和されて
も、溶融混練機で混和する際に充分相溶する。この方法
を用いれば、基体ならびに、磁性体粉混入膜の分離は全
く行う必要がないので極めて経済的である。

本発明において、非磁性層側のポリエステルは通常の
二軸配向フイルムの成膜に供するポリエステルであるこ
とができ、例えば固有粘度0.60〜0.67のポリエチレンテ
レフタレートを好ましく挙げることができる。このポリ
エステルは、シートの要求機械特性を保証する。固有粘
度が保たれているかぎり透明であっても着色されていて
もよいが、カード，チケット，証券，切符などに用いる
場合には美装のための印刷が必要なことから、チタン
白，硫酸バリウム，亜鉛華，酸化マグネシウム，炭酸カ
ルシウムなどの顔料を含有させて紙の色合いをもたせる
ことは、より広汎な用途を拡大しうることとなり、その
ような組合せは極めて好ましい。

ポリエステルフイルムを共押出し法で製造する方法は
公知であり、例えば英国特許第1,096,064号，特開昭48
−10177号，特公昭47−7633号，特公昭48−41020号，特
公昭46−14551号などで公知とされたものが、そのまま
応用又は原理が利用出来る。

また、二軸延伸処理も従来から知られている磁気記録
媒体ベースフイルムの製造手段，条件で行うことができ
る。例えば逐次二軸延伸法，同時二軸延伸法のいずれで
行つてもよい。形成する磁性層の膜厚は、その磁気記録
特性によっても異るが、通常は１〜12μであり、２〜７
μ位が更に好ましい。磁性層膜か、非磁気層より厚くな
りすぎると、屈曲に対しクラックが生じ欠点を生じるこ
とがあるので、非磁気層と磁性層の割合は、前者１に対
し、後者が0.008〜0.028位が欠陥の生じない好適範囲と
なる。

本発明によれば、カード等に必要な磁気記録特性を有
するシートをポリエステルの共押出法で一気に製造する
ことができ、この為製造工程の短縮化、コストダウンを
図ることができる。更に今迄特定の磁気層及び美装印刷
を一に専業としてとりくんできた所謂カードメーカーに
とどまらず、多くの一般軽印刷業者への参入機会を促す
ことにもなり種々の経済効果をひきだしうる。

［実施例］本発明の態様をより明確にするため、以下実施例を示
して更に詳しく説明する。

実施例１固有粘度（オルソクロロフェノール,35℃）0.46のポ
リエチレンテレフタレートの溶融物を同軸方向に回転す
る二軸ルーダーに導き、これに強磁性体粉としてHcが45
0Oe,平均粒軽が0.9μ，非表面積が23m²/gのCO−γFe₂O₃
を添加，分散混合し、濃度が16.3重量％のマスター粒状
物（Ｉ）を得た。

同様の方法で固有粘度が0.37のポリエチレンテレフタ
レートに平均粒径が0.3μの酸化チタンを24重量％含ま
せた白色マスターポリマー（II）を得た。

強磁性粉体（磁性粉）を先含するマスターポリマー
（Ｉ）と固有粘度が0.67の通常のポリエチレンテレフタ
レートポリマーをＶ型ブレンダーで混和し、磁性粉の濃
度が最終的に10.7重量％になるよう希釈した。また酸化
チタンを含む白色ポリマー（II）も、何も含まない、上
述の固有粘度が0.67の通常ポリマーとドライブレンド
し、酸化チタンの濃度が最終的に17重量％になるよう稀
釈した。夫々を窒素気流中で170℃×4.2hrsの乾燥を行
った。

次に、壁をへだてて、押出された溶融ポリマーが直ち
に接合して表裏を形成しうるように設計された口金を連
結部分とし、これを挟む形で左右に配列された夫々の押
出機に、上記で調製した酸化チタン含有ポリエチレンテ
レフタレート並びに磁性体粉含有ポリエチレンテレフタ
レートを導き、前者については290〜300℃で、後者につ
いては302〜307℃で押出し、二層メルトがキャスティン
グドラムに接地する前に磁性粒子の配向を与えた。この
メルトをキャスティングドラムで充分に冷却したあと、
常法に従い縦方向に2.95倍，横方向に3.07倍に延伸し、
更に190℃での結晶化処理を行い、トータル厚みが252μ
の二軸延伸シートを得た。なお、ポリマー供給量とダイ
スのクリアランス調節から、磁性粉含有層は6.7μとな
るようにし、この層が、キャスティングドラム面に接触
するように条件を設定した。

かくして得た二層構造体シートは片面が白色で、他の
面が茶褐色のものであったが、これから8.5cm×5.3cmの
長方形カードを打ちぬき、90゜以上の折り曲げを50回以
上繰り返したが全く磁性層側が損傷することもなく、耐
久性に富むものであった。

この磁性層側の特性を評価する目的で、上記ポリマー
供給量をダイスのクリアランスを調節する以外は上記と
同様に行って磁性粉含有層6.7μ，磁性粉非含有層６μ
からなる二層構造体フイルムを得た。この二層構造体フ
イルムを巾6.35mmのリボン状に裁断し、オーディオ固定
ヘッドを搭載した磁気記録再生装置を用いて9.5cm/sec
のスピードで走行させ、1KHzの信号を記録再生した。出
力レベルはオーディオレベル計（リーダー電子（株）:L
FR−5602）を用いて測定した。オーディオオープンテー
プの出力をO dBとした時、この二層構造体フイルムの出
力レベルは−4.4dBであった。

実施例２テレフタル酸71mol％，セバシン酸29mol％，エチレン
グリコール53mol％，ネオペンチルグリコール47mol％か
ら成る、ガラス転移温度が10℃で、280℃の溶融温度が7
4ポイズである線状飽和共重合ポリエステルとHcが650Oe
のCO−γ−Fe₂O₃で比表面積が29m²/g,粒径が1.0μの磁
性粉とを二軸ルーダーで混和融合し、磁性粉濃度32重量
％の粒状体マスターポリマーを得た。

一方、固有粘度が0.66のポリエチレンテレフタレート
に0.55μ粒径の硫酸バリウムを同様の二軸ルーダーで練
り込み、濃度28重量％の粒状体マスターポリマーを得
た。前者は固有粘度が0.67のポリエチレンテレフタレー
ト（通常ポリマー）を用い濃度が16.1重量％となるよう
にドライブレンドで稀釈し、一方後者は硫酸バリウム濃
度が12重量％となるよう上記通常ポリマーを用いて稀釈
し、原料（Ｉ）及び（II）を調製した。原料（Ｉ）につ
いては溶融温度293℃，原料（II）は394℃の溶融温度を
適用した以外は、すべて実施例１と同じ条件で共押出
し、磁性層が8.4μ，トータル厚254μのカード用二軸延
伸シートを得た。白いパール光沢調を有する素地面に印
刷を施したあと、タテ8.5cm×ヨコ5.3cmのカードに切り
抜き、90゜以上の折り曲げを50回以上繰返したが、全く
磁性層側を損傷することはなかった。

この磁性層側の特性を評価する目的で、ポリマー供給
量とダイスのクリアランスを調節する以外上記と同様に
行って磁性粉含有層8.4μ，磁性粉非含有層８μからな
る二種構造体フイルムを得た。この二層構造体フイルム
を、巾6.35mmのリボン状に裁断し、実施例１と同様の磁
気記録再生装置とレベル計を用いて、1KHzの出力レベル
を測定した結果、オーディオオープンテープの出力に比
べて−3.3dBの出力が得られた。

比較例１実施例２に於て、原料Ｉの磁性粉濃度を2.7重量％迄
下げた以外は同じ方法で製膜したが、磁気記録能が低
く、信頼性に欠如するものとなった。

比較例２実施例２に於て、比表面積が55（m²/g）,Hcが650Oe,
粒径が0.47μのCo−γFe₂O₃を濃度が11重量％になるよ
うに、固有粘度が0.62のポリエチレンテレフタレートと
二軸ルーダを用いて直接混練をこころみたが、このマス
ターポリマーは分散が悪く、共押出中にしばしば引張り
追従性がなく、脆い膜となって表面欠陥を生じ、満足す
べき構成体とはなり得なかった。

［発明の効果］本発明によれば耐久性に富む磁性層を有する磁気記録
用シート及びこれをポリエステルの共押出法で一気に製
造する方法を提供することができ、該シートはプリペイ
ド，クレジット，キャッシュカードや証券類に有用な磁
気カードを低いコストで製造できる利点を有する。ま
た、該シートは従来の磁気カードメーカーにとどまら
ず、多くの一般軽印刷業者のこの分野への参入機会を促
すことになる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】二層積層構造の二軸延伸ポリエステルシー
トであって、その一層に強磁性体粉を10重量％以上微分
散含有させたことを特徴とする磁気記録用シート。
【請求項２】溶融粘度の小さいポリエステルに強磁性体
粉を分散含有させたマスターポリマーと溶融粘度の大き
いポリエステルとを溶融混練して該強磁性体粉の濃度を
10重量％以上に希釈した強磁性体粉含有ポリエステルを
得、これと強磁性体粉を含有しない溶融粘度の大きいポ
リエステルとを用いて共押出し法で成膜して二層積層構
造の未延伸シートとし、次いで該未延伸シートを二軸延
伸することを特徴とする磁気記録用シートの製造法。
【請求項３】溶融粘度の小さいポリエステルが固有粘度
0.45〜0.54のポリエチレンテレフタレートであり、溶融
粘度の大きいポリエステルが固有粘度0.60〜0.67のポリ
エチレンテレフタレートである請求項２記載の製造法。
【請求項４】強磁性体粉の抗磁力Hcが240Oe以上である
請求項２記載の製造法。