JP6158672B2 - 積層ポリエステルフィルムおよび強磁性金属薄膜型磁気記録テープ - Google Patents
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しかしながら、近年の要求は、単に記憶容量を高めるだけでなく、生産性を向上させ、単位記憶容量当りの原価を低減することも求められている。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、強磁性金属薄膜型磁気記録テープのベースフィルムに用いるポリエステルフィルムであって、少なくともA層とB層の2層からなる。
そして、磁性層を形成する側のA層は、平均粒子径0.03−0.20μmの粒子Aを0.005−0.07重量%の範囲で含有することが必要である。粒子Aの平均粒子径が下限未満では、後述する粒子B1を含有させても、スリット性向上効果が乏しく、他方上限を超えると電磁変換特性が損なわれる。好ましい粒子Aの平均粒子径の下限は0.06μm、さらに0.08μm、他方上限は0.16μm、さらに0.15μmである。また、粒子AのA層の重量を基準としたときの含有量が下限未満では、後述する粒子B1を含有させても、スリット性向上効果が乏しく、他方上限を超えると電磁変換特性が損なわれる。好ましい粒子Aの含有量の下限は0.010重量%、さらに0.030重量%、他方上限は0.065重量%、さらに0.060重量%である。
ところで、本発明の積層ポリエステルフィルムは、B層の厚さ(tB)と粒子B1の平均粒子径(dB1)との比(tB/dB1)が、5〜12の範囲であることが好ましい。tB/dB1が上記範囲にあることで、高速でスリットしたときに粒子の脱落などを抑制しつつ、電磁変換特性を高度に維持することができる。好ましいtB/dB1の下限は5.5、さらに6.0、他方上限は11.5、さらに11.0である。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、A層の厚さ(tA)と粒子Aの平均粒子径(dA)との比(tA/dA)が、8〜30の範囲であることが好ましい。上記範囲にあることで、電磁変換特性をより高度に発現させることができる。好ましいtA/dAの下限は9、さらに10、他方上限は、29、さらに28である。
得られたポリエステルの固有粘度は、前述のとおり、o−クロロフェノール、35℃で測定し、o−クロロフェノールでは均一に溶解するのが困難な場合は、p−クロロフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン(40/60重量比)の混合溶媒を用いて35℃で測定して求めた。
フィルム表面層のポリエステルをプラズマ低温灰化処理法(例えばヤマト科学製、PR−503型)で除去し、粒子を露出させる。処理条件は、ポリエステルは灰化されるが粒子はダメージを受けない条件を選択する。これをSEM(走査型電子顕微鏡)にて1万倍程度の倍率で粒子を観察し、粒子の画像(粒子によってできる光の濃淡)をイメージアナライザー(例えば、ケンブリッジインストルメント製、QTM900)に結びつけ、観察箇所を変えて少なくとも5,000個の粒子の面積円相当径(Di)を求める。この結果から粒子の粒径分布曲線を作成した。なお、粒子種の同定はSEM−XMA、ICPによる金属元素の定量分析などを使用して行うことができる。また、添加する粒子の平均粒子径は、同様な測定を行って各粒子の粒径を求め、数平均を平均粒子径とした。
(3−1)各層中の粒子の総含有量
積層二軸配向ポリエステルフィルムからポリエステルA層、ポリエステルB層を各々100g程度削り採ってサンプリングし、ポリエステルは溶解し粒子は溶解させない溶媒を選択して、サンプルを溶解した後、粒子をポリエステルから遠心分離し、サンプル重量に対する粒子の比率(重量%)をもって各層中の粒子総含有量とする。
積層ポリエステルフィルムの無機粒子が存在する場合は、ポリエステルA層、ポリエステルB層を各々削り採って100g程度サンプリングし、これを白金ルツボ中にて1,000℃程度の炉の中で3時間以上燃焼させ、次いでルツボ中の燃焼物をテレフタル酸(粉体)と混合し50グラムの錠型のプレートを作成する。このプレートを波長分散型蛍光X線を用いて各元素のカウント値をあらかじめ作成してある元素毎の検量線より換算し各層中の無機粒子の総含有量を決定する。蛍光X線を測定する際のX線管はCr管が好ましくRh管で測定してもよい。X線出力は4KWと設定し分光結晶は測定する元素毎に変更する。材質の異なる無機粒子が複数種類存在する場合は、この測定により各材質の無機粒子の含有量を決定する。
層中に無機粒子が存在しない場合は、前記(2)により求めたピークを構成する各粒子の個数割合と平均粒子径と粒子の密度から各ピーク領域に存在する粒子の重量割合を算出、これと前記(3−1)で求めた各層中の粒子の総含有量とから、各ピーク領域に存在する粒子の含有量(重量%)を求める。
なお、代表的な微粒子の密度は下記のとおりである。
架橋シリコーン樹脂の密度 : 1.35g/cm3
架橋ポリスチレン樹脂の密度: 1.05g/cm3
架橋アクリル樹脂の密度 : 1.20g/cm3
なお、樹脂の密度は(3−1)の方法でポリエステルから遠心分離した粒子をさらに分別し、例えば、ピクノメーターにより「微粒子ハンドブック:朝倉書店、1991年版、150頁」に記載の方法で測定することができる。
層中に無機粒子が存在する場合は、前記(3−1)で求めた各層中の粒子の総含有量と
前記(3−2)で求めた各層中の無機粒子の総含有量とから層中の有機粒子と無機粒子の
含有量をそれぞれ算出し、有機粒子の含有量は上記(3−3)の方法で、無機粒子の含有
量は上記(3−2)の方法で、それぞれ含有量(重量%)を求める。
(4−1)フィルムの厚み
ゴミが入らないようにフィルムを10枚重ね、打点式電子マイクロメータにて厚みを測
定し、1枚当たりのフィルム厚みを計算する。
2次イオン質量分析装置(SIMS)を用いて、表層から深さ3,000nm迄の範囲のフィルム中の粒子の内もっとも高濃度の粒子に起因する元素とポリエステルの炭素元素の濃度比(M+/C+)を粒子濃度とし、表面から深さ3,000nmまで厚さ方向の分析を行う。表層では表面という界面のために粒子濃度は低く表面から遠ざかるにつれて粒子濃度は高くなる。そして一旦極大値となった粒子濃度がまた減少し始める。この濃度分布曲線をもとに表層粒子濃度が極大値の1/2となる深さ(この深さは極大値となる深さよりも深い)を求め、これを表層厚さとする。そして、先ほどのフィルムの厚みと表層厚みとから、各層の厚みを算出する。
条件は次のとおりである。
(a)測定装置:2次イオン質量分析装置(SIMS)
(b)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 :0.8Pa(6.0×10−3Torr)
E−GUN :0.5KV−3.0A
なお、表層から深さ3000nm迄の範囲にもっとも多く含有する粒子が有機高分子粒
子の場合はSIMSでは測定が難しいので、表面からエッチングしながらXPS(X線光
電子分光法)、IR(赤外分光法)などで上記同様のデプスプロファイルを測定し、表層
厚さを求めてもよい。
磁性層を形成する側のA層は、Digital Instruments社製の原子間力顕微鏡(NanoScopeIII、AFM)を用いて、30μm×30μm(=0.0009mm2)の条件にて測定した中心面平均粗さをRaとし、十点平均粗さをRzとした。なお、測定は測定箇所を変えて10回行い、それらの平均値を中心面平均粗さ(Ra)、十点平均粗さ(Rz)とした。また積層ポリエステルフィルムの磁性層を形成する側(A層側)の表面の粗さをRaAとRzAとした。
磁性層を形成しない側のB層は、非接触式三次元表面粗さ計(ZYGO社製:New View5022)を用いて測定倍率25倍、測定面積283μm×213μm(=0.0603mm2)の条件にて測定し、該粗さ計に内蔵された表面解析ソフトMetro Proにより算出した中心面平均粗さをRaとし、十点平均粗さをRzとした。なお、測定は測定箇所を変えて10回行い、それらの平均値を中心面平均粗さ(Ra)、十点平均粗さ(Rz)とした。また積層ポリエステルフィルムの磁性層を形成しない側(B層側)の表面の粗さをRaBとRzBとした。
製膜した積層二軸配向ポリエステルフィルムの親ロールを、幅624mm、長さ1000mに、レザー刃方式のスリッターにて、搬送速度を変えてスリットし、巻取り時の皺や巻きずれ無く、巻取りできる最大速度をスリット速度とし、実施例1を100とした相対値を求め、以下の基準で評価した。
評価基準 ◎ : 80以上
○ : 60以上、80未満
× : 60未満
フィルムを幅12.7mm、長さ100mに裁断し、横浜システム製高速巻取り試験機にて、張力50g/12.7mm、巻取り速度、60m/分(低速)、および300m/分(高速)の条件で、外径5mmで表面粗さRa20nmのステンレス鋼SUS304製固定棒へ、抱き角90°で接触させて移動(摩擦)させたのちに、フィルムの摩擦させた面にアルミ蒸着を施し、光学顕微鏡で対物レンズ50倍(測定面積140μm×105μm×8枚=0.118mm2)の条件にて粒子脱落痕の凹個数を計測したのち、以下の基準で評価した。
評価基準 ◎:粒子脱落痕が40個未満。
○:粒子脱落痕が40個以上、120個未満。
×:粒子脱落痕が120個以上。
平坦層(磁性層)側の表面に、連続真空蒸着装置を用いて、微量の酸素の存在下において、コバルト−酸素薄膜を150nmの膜厚で形成した。次にコバルト−酸素薄膜上にスパッタリング法により、ダイアモンド状カーボン保護膜を10nmの厚みとなるように常法で形成させ、フッ素含有脂肪酸エステル系潤滑剤を3nmの厚みで塗布した。続いて、他方の表面に、カーボンブラック、ポリウレタン、シリコーンからなるバックコート層を500nmの厚みで設け、スリッターにより幅6.35mmにスリットし、リールに巻き取って磁気記録テープを作成した。
電磁変換特性測定には、ヘッドを固定した1/2インチリニアシステムを用いた。記録は、電磁誘導型ヘッド(トラック幅25μm、ギャップ0.1μm)を用い、再生はMRヘッド(8μm)を用いた。ヘッド/テープの相対速度は10m/秒とし、記録波長0.2μmの信号を記録し、再生信号をスペクトラムアナライザーで周波数分析し、キャリア信号(波長0.2μm)の出力Cと、スペクトル全域の積分ノイズNの比をC/N比とし、実施例1を0dBとした相対値を求め、以下の基準で、評価した。
◎ : 0dB以上
○ : −1dB以上、0dB未満
× : −1dB未満
平坦層(磁性層)側に添加する粒子として、平均粒子径0.14μmの真球状シリカ粒子(粒子A)を0.035重量%含有した固有粘度が0.62のポリエステルA層用ポリエチレン−2,6−ナフタレートペレットと、平均粒子径0.5μmのシリコーン粒子(粒子B1)を0.011重量%と平均粒子径0.14μmの真球状シリカ粒子(粒子B2)を0.31重量%含有した、固有粘度が0.62のポリエステルB層用ポリエチレン−2,6−ナフタレートペレットを用意した。そして、それぞれペレットを170℃で6時間乾燥した後、2台の押出機ホッパーにそれぞれ供給し、溶融温度310℃で、A層:B層=3:7の厚み比率でダイから冷却ドラム上にシート状に共押出し、積層未延伸ポリエステルフィルムを得た。
得られた積層二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
含有させる、粒子A、粒子B1および粒子B2ならびにA層およびB層の厚さを、表1に示すように変更した他は、実施例1と同様な操作を繰り返した。
Claims (7)
- 共押し出しによって積層されたポリエステルA層とB層とからなり、A層のB層と接しない側の表面に塗膜層を有さない積層ポリエステルフィルムであって、A層は平均粒子径0.03−0.20μmの粒子Aを0.005−0.07重量%の範囲で含有し、他方B層は平均粒子径0.40−0.90μmの粒子B1を0.001−0.020重量%と平均粒子径0.03−0.20μmの粒子B2を0.20−0.80重量%の範囲で含有し、粒子Aと粒子B2とが同じ粒子であり、かつその粒子量の比(CB2/CA)が5〜25であり、B層の厚さ(tB)と粒子B1の平均粒子径(dB1)との比(tB/dB1)が、5〜12の範囲である強磁性金属薄膜型磁気記録テープ用積層ポリエステルフィルム。
- A層の厚さ(tA)と粒子B1の平均粒子径(dB1)との比(tA/dB1)が、2以上である請求項1記載の強磁性金属薄膜型磁気記録テープ用積層ポリエステルフィルム。
- A層の厚さ(tA)と粒子Aの平均粒子径(dA)との比(tA/dA)が、8〜30の範囲である請求項1記載の強磁性金属薄膜型磁気記録テープ用積層ポリエステルフィルム。
- 厚みが2.8−8.5μmである請求項1記載の強磁性金属薄膜型磁気記録テープ用積層ポリエステルフィルム。
- 粒子A、粒子B1および粒子B2が、それぞれ真球状シリカ粒子、架橋ポリスチレン粒子、シリコーン粒子、シリカーアクリル複合粒子のいずれかである請求項1記載の強磁性金属薄膜型磁気記録テープ用積層ポリエステルフィルム。
- ポリエステルがエチレンテレフタレートまたはエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを主たる繰り返し単位とする請求項1記載の強磁性金属薄膜型磁気記録テープ用積層ポリエステルフィルム。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の積層ポリエステルフィルムと、A層側の表面に蒸着によって形成された強磁性金属薄膜層とからなる強磁性金属薄膜型磁気記録テープ。
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