JPH0231322A - 磁気記録媒体用二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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としたときに優れた走行性、電磁
変換特性及び耐摩耗性を与えるポリエステルフィルムに
関する。更に詳しくはテープ走行時の擦シ傷や摩耗粉の
発生が極めて少なくドロップアウトの発生が抑制された
、特に高密度磁気記録用媒体に適したベースフィルムに
関するものである。

／ 〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕ポ
リエステルフィルムは物理的、化学的特性に優れ産業用
基材として広く用いられている。

就中、二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムは
特に機械的強度、寸法安定性、平面性等に優れることか
ら磁気記録媒体のベースフィルムとして今や必要不可欠
なものとなりている。

ところで近年特に長時間記録媒体においては、単位体積
当シの記録容量の増大を計るため、よシ薄いベースフィ
ルムが要求されている。この場合機械的特性の脆弱化を
補うために、単位断面積当シの強度のより大きいフィル
ムを用いることもしばしば行なわれる。

しかしながら、本発明者らの知見したところによると、
上記した磁気記録媒体用ベースフィルムに要求される諸
特性、就中耐擦傷性はそのフィルムの厚みが薄くなれば
なるほど、又機械的強度が強くなるほど悪化する傾向に
あシ、かかる高密度記録用のベースフィルムにおける特
性の改良が特に望まれていた。

従来、ポリエステルフィルムの走行性及び耐摩耗性を改
良する手段として、フィルム中に不活性な微粒子を存在
させフィルム表面を適度に粗らす方法が知られており、
ある程度その改良が為されているが、特に耐擦傷性につ
いては必ずしも充分な結果は得られていない。特にフィ
ルム厚みが薄く機械的強度の大きいフィルムについては
その改良が強く望まれていた。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明者らは上記実情に鑑みて、特に高密度磁気記録媒
体用のポリエステルフィルムに関して鋭意検討を行なっ
た結果、ある特定の粒径、硬度を有する無機粒子を一定
量含有して成るフィルムが該用途に有用であることを見
出し本発明を完成するに至った。

即ち本発明の要旨は、厚さ／２．０３ｍ以下、長手方向
のＦ−ｊ値が／　２　、０　Ｋｇ／ｍ”以上であるポリ
エステルフィルムであって、該フィルム中にモース硬度
が３以上であり、かつ平均粒径が５μｍ以下である無機
粒子を０．０／−５重量％含有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ィルムに存スル。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明でいうポリエステルとは、テレフタル酸、コ、６
−ナフタレンジカルボン酸の如き芳香族ジカルボン酸又
はそのエステルと、エチレングリコールを主たる出発原
料として得られるポリエステルを指すが他の第三成分を
含有していてもかまわない。この場合、ジカルボン酸成
分としては例えば、イソフタル酸、フタル酸、コ、６−
ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、アジピン酸、
セバシン酸、及びオキシカルボン酸成分、例えばｐ−オ
キシエトキシ安息香酸などの一種又は二種以上を用いる
ことができる。グリコール成分としては、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、／
、４’−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグ
リコールなどの一種又は二種以上を用いることができる
。いずれにしても、本発明のポリエステルとは繰り返し
構造単位のｇｏ％以上がエチレンテレフタレート単位又
はエチレンーコ、６−ナフタレン単位を有するポリエス
テルを指す。

本発明においては、かかるポリエステルフィルムにある
特定の粒子を配合することにより、磁気記録用ベースフ
ィルムとして必要な緒特性を改良するが、その効果はフ
ィルムの厚みが７２．０３ｍ以下、就中７０．０μｍ以
下、また縦方向のＦ−１値が／コ、ＯＫｇ／ｒＩＩ１１
２以上、就中／　’ＩＫｆ’ｍｓ２以上の時最大限に発
揮される。このようなフィルムは公知の製膜方法を採用
することにより得ることができる。

例えば、２７０℃〜３００℃でポリエステルチップをフ
ィルム状に溶融押出し後、ｌＩＯ℃〜７０℃で冷却後固
化し、無定形シートとした後、縦横に逐次二軸延伸ある
いは同時二軸延伸した後さらに／１０℃〜／ｇＯ℃の温
度で縦方向に／、０！；−２，０倍再延伸を行なった後
、／／、０℃〜２’ｌＯ℃で熱処理する方法等がある。

この際、再縦延伸前熱固定、再縦延伸後継弛緩、再縦延
伸前又は後微小倍率縦延伸等の手法を適宜採用すること
ができる。また、ポリエチレンーコ、６−ナフタレート
の場合は延伸温度が異なるだけで同様な手法をとってフ
ィルム長手方向のＦ。

値を２０　Ｋｑ／ａｎ”以上のフィルムを得ることがで
きる。例えば、ｓｇｏ℃〜３２０℃で溶融押出し冷却固
化された、ポリエチレン一二、６−ナフタレートの実質
的に無配向の未延伸シートを縦横に逐次二軸延伸あるい
は同時二軸延伸した後縦方向に／’１０℃〜２００℃で
再度７．０５倍以上ｑ、ｏ倍以下再縦延伸する。更に、
得られたフィルムを７１０℃以上２６０℃以下の温度で
熱処理を行なう。この際、同じく再縦延伸前熱固定、再
縦延伸後継弛緩、再縦延伸前又は後微小倍率縦延伸等の
手法を採用できる。

ところで、本発明における最大の特徴はかかるフィルム
に配合させる無機粒子にある。即ち本発明に用いる粒子
はモース硬度が３以上、平均粒径は５μｍ以下の無機粒
子であることが必要であり、その配合量は０．０　／〜
、ｔｉｉ％でなければならない。

かかる粒子としては、具体的に酸化アルミニウム、炭化
珪素、炭化チタン、チタンブラック等を挙げることがで
きるが、これらの中でも工業的に入手が容易な酸化アル
ミニウム又は炭化珪素、就中酸化アルミニウムが好まし
く用いられる。

モース硬度の高いこれらのフィルムがフィルム中に存在
するとき、走行性、耐摩耗性の改良に加えて耐擦傷性が
著しく高まる。しかしながら、その量がポリエステルフ
ィルムに対して０．０　／重量％未満あるいはモース硬
度がｇ未満、特に６未満の場合にはその効果は急激に低
下してしまう。なお、モース硬度がざ以上の粒子を５重
量％を越えて存在させたとしても、最早耐擦傷性はより
改善されることはないし、逆に粗大突起が頻発するよう
になるので好ましくない。

特に好ましい範囲はＯ，ＯＳ〜３重量％、就中り、／〜
ｏ、ｇ重量％である。

なお、本発明で用いるかかる粒子の平均粒径は５μｍ以
下、好ましくは７３ｍ以下、特に好ましくはＯ，Ｓμｍ
以下である。この値が５μｍを越えると、しばしば該粒
子がフィルム表面から脱離して耐摩耗性がかえって悪化
してしまうし、また表面突起が大きくなり過ぎていわゆ
るスペーシングロスが大きくなり電磁気特性が低下して
しまう。

これらの要件を満たす粒子の一例としては、例えばいわ
ゆる熱分解法による酸化アルミニウムを挙げることがで
きる。この粒子は通常無水塩化アルミニウムを原料とし
て火焔加水分解によって製造され、その粒径は１０μｍ
から７００μｍ程度である。また、本発明においてはア
ルコキシドの加水分解法による酸化アルミニウム粒子も
好適に使用し得る。この場合、通常Ａ７　（ＱＣ３Ｈ，
）またはＡＪ　（ＱＣ４Ｈ，）を出発原料とし、加水分
解の条件を適宜選択することにより５μｍ以下の微粒子
を得る。勿論この場合、合成したスラリーに酸を添加し
て透明なゾルを得、次いでこのゾルをゲル化した後！ｆ
ＯＯ℃以上に加熱することにより焼結体とする等の方法
を採用することもできる。また、別の方法、即ちアルミ
ン酸ナトリウム溶液に酢酸メチルや酢酸エチルを加え攪
拌しＡ１００Ｈを得、次いでこれを加熱することＫよっ
て得られた酸化アルミニウム微粉末を用いてもよい。い
ずれにしても本発明においては平均粒径１μｍ以下の酸
化アルミニウムが特に好ましく用いられる。本発明にお
いては他の添加粒子と同様かかる酸化アルミニウム粒子
の場合も一次粒子まで完全に分散させて使用することが
好ましいが、フィルムの表面状態に悪影響を及ぼさない
限り多少凝集し二次粒子として挙動しても差しつかえな
い。但しこの場合も見かけ上の平均粒径は７３ｍ以下が
好ましく用いられる。

この場合酸化アルミニウムの一部例えば３０重量％未満
がＳｉ　、Ｔｉ　、Ｆｅ　＋Ｎａ及びに等の酸化物で置
換されていても差しつかえない。

いずれにしても本発明においては、析出粒子と共に平均
粒径が３μｍ以下で且つモース硬度がｇ以上である無機
粒子を特定量用いることにその特徴を有するが、該無機
粒子の粒度分布は特に制限されるものではない。しかし
ながら、本発明においてはよりシャープなもの、具体的
には粒径の小さい方から積算した場合、重量分率７ｊ％
と２５チの粒径の比が２．０以下、好ましくはハタ以下
のものが好適に用いられる。

また、これらの粒子の形状についても特に制限はないが
、通常よシ塊状もしくは球に近いものが好ましく用いら
れる。具体的には例えば特公昭！；３−／’１３；ｇ３
号公報に定義しである体積形状が０．／−“／６、好ま
しくはθ、コ〜”／６であるような粒子が好ましい。

また、用いる粒子の比表面積においても特に制限はない
。例えば、平均粒径Ｏ，Ｓμ、密度λη−の真球の粒子
は、４　ｒｒ？／１１程度の比表面積を有するが、！ｒ
　００　ｒｒ？／Ｉ程度のものまで好適に使用できる。

なお、これらの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。通常、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これら
の表面処理剤、例えばいわゆるシランカップリング剤や
チタンカップリング剤は一般に粒子に対して５重量％以
下の量適用される。

本発明において使用するこれら無機粒子は必要に応じ粉
砕、分級及び濾過等の操作を経てポリエステルに配合さ
れる。粉砕処理には例えばロッドミル、ボールミル、振
動ロッドミル、振動ボールミル、パンミル、ローラーミ
ル、インパクトミル、攪拌摩砕ミル、流体エネルギーミ
ル等を使用することができるし、また分級処理には例え
ば半自由うず式、強制うず式、ハイドロサイクロン式、
遠心分離法等を採用することができる。

粒子をポリエステルに配合させる方法としては、通常、
該粒子をエチレングリコールスラリーとしてポリエステ
ル製造の初期段階で反応系に添加する方法が分散性の点
から好ましく採用されるが、もちろん製膜前ポリエステ
ルに直接ブレンドする方法を用いてもよい。

なお、本発明においては、その要旨を越えない限り本発
明で必須とするモース硬度ざ以上の無機粒子以外の粒子
を含んでいてもよく、その方がより好ましい場合もある
。というのは、例えばモース硬度が３以上の無機粒子の
平均粒径が０．０　／μｍ以下の場合忙は耐擦傷性は改
良されるものの、それのみでは表面粗度が低すぎて走行
性がやや劣り、また耐摩耗性も不充分となることがある
〇 このように本発明においては必要に応じ該粒子とそれ以
外のポリエステルに対し不活性な粒子を併用することも
可能である。併用すべき粒子としては例えば■ポリエス
テル反応系で触媒残渣等をリン化合物の存在下あるいは
非存在下０、／　−３；μｍの粒子として析出させたい
わゆる析出粒子■モース硬度ｇ未満の無機または有機の
粒子、例えばカオリン、タルク、炭酸カルシウム、リン
酸カルシウム、二酸化珪素、二酸化チタン及び耐熱性有
機架橋高分子等の粒子■平均粒径の異なるモース硬度ｇ
以上の粒子、を挙げることができる。

このように、本発明においては主としてフィルム表面の
粗度を調節する目的でこれら■〜■の粒子、特に■の粒
子を併用することもあシ得るが、いずれにしても本発明
においては、そのフィルム表面の中心線平均粗さはｏ、
ｏｏｔｔ〜０、ＯＪ　０μｍ１好ましくは０．００　ｊ
　〜０．０２０μｍ１更に好ましくは０．００６〜０．
０　／　！μｍの範囲であることが好ましい。この値が
ｏ、ｏｏｅμｍ未満では走行性や耐摩耗性が不充分であ
るし、また、この値が０．０３０μｍを越えると電磁気
特性が劣るようになり高密度記録用ベースフィルムとし
て適さなくなる。

なお、本発明においては必要に応じ耐候剤、耐光剤、帯
電防止剤、潤滑剤、遮光剤、抗酸化剤、熱安定剤等を配
合してもよい。

また、本発明における磁気記録媒体としてはテープ状の
ものがその効果を有効に享受できる。

この場合磁性層を形成させる手段としては、いわゆる塗
布型と蒸着型のいずれであってもよい。

磁性層塗布型磁気テープは、磁性粉、バインダー樹脂、
帯電防止剤、研摩剤、潤滑剤、分散剤、可塑剤等より成
る組成物をポリエステルフィルムに塗布することＫより
製造されるが、本発明においてはこれらの種類によりそ
の効果が低減することはない。即ち、磁性粉としてはガ
ンマ−酸化鉄、コバルト被着ガンマ−酸化鉄、二酸化ク
ロム、鉄等を用い得るし、また、バインダー樹脂として
はビニル系樹脂、繊維素系樹脂、ウレタン系樹脂、エポ
キシ系樹脂、フェノキシ系樹脂等の一種以上を用いるこ
とができる。

また、本発明は真空蒸着やメツキによって、より薄膜の
磁性層を形成させる場合にも適用できる。この場合、磁
性材料としては、ガンマ−酸化鉄、コバルト被着ガンマ
−酸化鉄、コバルト−ニッケル、鉄−コバルトーニッケ
ル系等ヲ用いることができる。

以上詳述したように、本発明は特に高密度記録を達成す
るに必要なフィルム厚みが薄く、優れた機械的特性を有
するフィルムの場合に顕著となる耐擦傷性の悪化を改良
すべく注力した結果、ある特定の極めて高硬度の無機粒
子をある量範囲存在させるならば、この事が工業的容易
に達成し得ることを見い出したものである。

本発明のこの効果は該粒子の広い粒径範囲にわたって発
揮されるが、勿論滑り性等を補う目的で他の粒子を存在
させておいてもよい。

なお、本発明の効果が発揮される機構は定かではないが
、恐らくかかる高硬度の粒子がガイドビン等の特に鋭利
な部分を摩耗させるためと考えられる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限シ、以下の実施例に限定さ
れるものではない。なお実施例及び比較例中「部」とあ
るは「重量部」を示す。

また、本発明で用いた測定法は次の通りである０ （１）平均粒径 顕微鏡にて粒径を測定し、等制球換算値の体積分率５０
％の点の粒径（直径）を平均粒径とする。

（２）Ｆ−ｊ ３％伸長時の応力、陵−で表わし、測定はインストロン
引張試験機を用いて行った。

二軸延伸フィルムからフィルムの縦方向の長さ／！；０
ｔａｘ、幅方向の長さ１．２！ｉｔｅｍのサンプル片を
３枚切り出し、引張速度、１０６つかみ間隔及び標点間
隔ｒＯｍにて引張試験を行った。

得られたＳ−８曲線からＳ％伸長時の荷重を読み取り次
式に従ってＦ−、を値を算出し５点の平均値を求めた。

（３）　　中心線平均粗さ ■小板研究所社製表面粗さ測定器（ＳＥ−３ＦＫ）　　
によって次のように求めた。触針の先端半径は２μｍ１
荷重は３０■である。フィルム断面曲線からその中心線
の方向に基準長さＬ　（２，ｓ　ｍ　）の部分を抜き取
り、この抜き取り部分の中心線をＸ軸、縦倍率の方向を
Ｙ軸として、粗さ曲線ｙ＝ｆ（２）で表わした時、次の
式で与えられた値をμｍで表わす。

なおりットオフ値はｏ、ｏｔｒμｍである。

（４）走行性 フィルムの滑シ性により評価した。滑シ性は第１図の装
置を用いて測定した。即ち固定した硬質クロムメツキ金
属ロール（直径Ａｍ）にフィルムを巻き付は角／　３３
″すなわちコ、、？　ｓ　ｂ　ｒａｄ（θ）で接触させ
、ｊ３ｇ（Ｔ２）の荷重を一端にかけて／町−の速度で
これを走行させ、他端の抵抗力（Ｔ、　、　Ｉｉ）を測
定し、次式により走行中の摩擦係数（μｄ）を求めた。

（５）耐摩耗性 第２図に示す装置を用いて、フィルムを２００ｍ走行さ
せ、固定ピンに付着する白粉量の多寡を目視判定し、耐
摩耗性のランクをＡ（付着量が極めて少なく優れている
）〜Ｃ（付着量が多く実用性に乏しい）の３ランクに分
けた。

（６）耐擦傷性 まず磁気テープを製造した。即ち次に示す磁性塗料をポ
リエステルフィルムに塗布し、乾燥後の膜厚が２μｍと
なるよう磁性層を形成した。即ち磁性微粉末２００部、
ボリウレタ：ｉｍ脂３ｏ部、ニトロセルロー７７０部、
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体７０部、レシチンＳ部
、シクロヘキサ７７７００部、メチルイソブチルケトン
１００部およびメチルエチルケトン３００部をボールミ
ルにてｐｒ時時間混合分後後ポリイソシアネート化合物
５部加えて磁性塗料とし、これをポリエステルフィルム
に塗布した後、塗料が十分乾燥固化する前に磁気配向さ
せ、その後乾燥した。更にこの塗布フィルムをスーパー
カレ７　ター　Ｋて表面処理を施こし、４インチ幅にス
リットしてビデオテープとした。

次に該磁気テープを硬質クロムメツキ金属ピン（直径１
ｓｍ、表面粗さ、？Ｓ）に巻き付は角／３３°、張力５
０ｇで接触させ走行速度ｌｌ洗／秒で擦過させた。

次いで磁気テープ擦過面にアルミニウムを蒸着し、傷の
程度を目視判定し次の５ランクに分けた。

ランクｌ　傷の量が多く又しばしば深いキズがある。

ランクコ　傷の量が比較的多く所々深いキズがある。

ランク３　傷の程度は比較的少なく深いキズはわずかで
ある。

ランクダ　少し傷が認められるが、満足すべきレベル ランクＳ　はとんど傷がついていない。

（７）電磁気特性 上記（６）に従って得た磁気テープの電磁気特性を、松
下電器製ＮＶ−３７００型ビデオデツキを用いて測定し
た。

ｏＶＴＲヘッド出力 シンクロスコープにより測定周波数がダメガヘルツにお
けるＶＴＲヘッド出力を測定し、ブランクをθデシベル
としその相対値をデシベルで示した。

０ドロツプアウト数 ４Ｚ１メガヘルツの信号を記録したビデオテープを再生
し、大金インダストリー■ドロップアウトカウンターで
ドロップアウト数を約２０分間測定し、７分間当りのド
ロップアウト数に換算した。

比較例１ ジメチルテレフタレート７００部とエチレングリコール
７０部及び酢酸マグネシウム四水塩０、θを部を反応器
にとり、加熱昇温すると共にメタノールを留去させエス
テル交換反応を行ない、反応開始後的を時間を要して２
３０℃に達せしめ実質的にエステル交換反応を終了した
０次に平均粒径０．３３μｍの二酸化チタンＯ，Ｓ　Ｏ
部を添加した後、リン酸トリエチルＯ，ＯＳ部及び三酸
化アンチモンｏ、ｏｌ１部を添加して常法により重縮合
反応を行ない固有粘度０．６５のポリエチレンテレフタ
レートを得た〇二酸化チタンは該ポリエステル中に極め
て均一に分散しており、凝集粒子は実質的に認められな
かった。

次に得られたポリエステルを乾燥した後２９θ℃で押出
機よりシート状に押し出しいわゆる静電印加冷却法を用
いて１００μｍの無定形シートを得た。次いでこの無定
形シートを縦方向に３．３倍、横方向に３．６倍延伸し
、更に縦方向に７．０７倍再延伸し、縦方向に強化され
た厚みり０ｇμｍの二軸延伸フィルムを得た。更に、得
られたフィルムに磁性層を塗布し磁気テープを得た。

実施例１〜３及び比較例２〜３ 比較例／において表−／に示すようにポリエステルフィ
ルムに含有させる粒子を代える他は比較例／と同様にし
て厚み？、ｆｆμｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを
得、更に比較例１と同様にして磁気テープを得た。

以上、得られた結果をまとめて表−／に示す。

本発明の要件を満たす実施例／〜３のフィルムはいずれ
も滑り性、耐摩耗性に優れ、また特に耐擦傷性に優れる
ので電磁気特性において高度に満足すべきレベルにある
。

これに対し比較例１及びコは通常用いられているモース
硬度の低い粒子を配合して成るフィルムの例であるが、
耐擦傷性に劣り、電磁変換特性が不充分でまたドロップ
アウトも多い。また比較例３及びグはモース硬度ざ以上
の粒子を用いた場合でもその粒径や配合量が不適切な場
合の例であるが、いずれもフィルムや磁気テープとして
必要な特性の幾つかが不充分であった。

〔発明の効果〕

本発明のフィルムは耐擦傷性、耐摩耗性、走行性、電磁
気特性の優れた高密度磁気記録媒体のベースフィルムと
して有用であり、その工業的価値は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図はフィルムの走行性を評価する走行系を示す図で
ある。（Ｉ）は直径Ａｍのステンレス製の固定ピン、（
■）および（１）はテンションメーターを示し、θは／
３５・である。 第２図はフィルムの耐摩耗性を評価する走行系を示す図
である。（ＩＶ）は直径Ａｍのステンレス製の固定ピン
、（■）はテンションメーターを示し、θは／　Ｊ　５
’である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）厚さ１２．０μｍ以下、長手方向のＦ−５値が１
   ２．０Ｋｇ／ｍｍ＾２以上であるポリエステルフィルム
   であって、該フィルム中にモース硬度が８以上であり、
   かつ平均粒径が５μｍ以下である無機粒子を０．０１〜
   ５重量％含有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ィルム。