JPH04266933A - 磁気記録媒体用ポリエチレンテレフタレートフィルム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表面が平坦であり、易滑
性、耐摩耗性、耐突出変形性に優れたポリエステルフィ
ルムに関する。さらに詳しくは、本発明は長時間記録に
適する高強度化フィルムとしたときの耐摩耗性、とりわ
け磁気テープ加工時のカレンダー処理工程での摩耗粉の
発生が少なく、電特、ドロップアウトに優れた高密度磁
気記録用ベースフィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ポリ
エチレンテレフタレートフィルムは、物理的、化学的性
質に優れ、特に平面性、機械的強度および寸法安定性等
において、他のフィルムに比べ極めて優れたものであり
、磁気記録媒体用の基材として今や不可欠なものとなっ
ている。近年、ビデオテープを中心とする磁気記録媒体
は小型化、高密度記録化へと急速なテンポで進行してい
る。高密度記録は短波長でなされるため、磁性層厚みの
出力損失を低減すべく磁性層の薄膜化が進んでいる。

【０００３】例えば、汎用のビデオテープは通常、５μ
ｍ程度の磁性層厚みであるが、純鉄を主成分とするメタ
ルパウダーテープにおいては、２μｍ前後の磁性層厚み
となっている。磁性層の薄膜化に伴い、ベースフィルム
の表面性状がビデオテープの電磁気特性へ与える影響は
大きくなり、ベースフィルムの表面は可能な限り平坦な
ものが望まれる。

【０００４】しかしながら従来の技術では、フィルム表
面が平坦になるに従って、フィルムの滑り性、耐摩耗性
、耐擦り傷性および耐突出変形性等が悪化し重大な支障
を来すことになる。例えばフィルム製造工程の段階でフ
ィルムと各種ロール間での摩擦摩耗で生じた白粉が発生
すると、磁性層の塗布抜けや磁性面への白粉の転着によ
りドロップアウトの原因となるし、磁気テープ化工程の
段階では、特に磁性層表面の平坦化を主目的で行うカレ
ンダー処理工程で摩耗粉が生ずると、カレンダーロール
表面に白粉となって付着し、磁性層表面を粗面化し電特
の低下を招くことになる。こうした摩耗粉の発生を抑制
する方法としてフィルム中に不活性な微粒子を配合すれ
ば良いことが知られている。しかしながら従来の方法で
十分満足する耐摩耗性を得るにはフィルムの平坦性を犠
牲にせざるをえず、要求される電特と両立するものは得
られない状況であった。

【０００５】一方、ベースフィルムの製造工程で要求さ
れる主要な特性の１つにいわゆる耐突出変形性がある。 この突出変形という現象は張力をかけてフィルムを巻き
上げる際、ゴミ等の異物の混入、あるいは高速巻き上げ
のために生ずる随伴空気の抱き込みによってフィルムが
盛り上がる現象である。突出変形部では通常、フィルム
が円形突起状に変形し、磁性層を形成する際、ドロップ
アウトの原因となる。

【０００６】この耐突出変形性を向上させるためには、
通常、滑り性改良に有効な粒子を配合し、フィルムを粗
面化すれば良いことが知られているが、従来手法では表
面平坦性を損なわずに改良することは困難であった。さ
らに、近年の磁気記録システムの小型化に伴い、一定の
容積に蓄えられる情報量を増すために高密度記録化する
と共に、テープの薄膜化が進行している。テープの薄膜
化、すなわちベースフィルムを薄膜化するに従って力学
的強度が不足するため、一般にフィルムの縦方向または
縦横両方向に高強度化した、いわゆるテンシライズドフ
ィルム、タテヨコテンシライズドフィルムが用いられる
。高強度化フィルムはその製造工程において擦り傷が生
起しやすく、フィルム表面が平坦になるに従い、傷の発
生が増加する。従って傷入りのない平坦なフィルムを得
ることは従来極めて困難なことであった。こうした傷の
発生は磁気テープとしたときの出力低下を招き、大きな
傷入りはドロップアウトとなり好ましくないものとなる
。また、耐摩耗性の点においても高強度化の方向は好ま
しくなく、高強度化フィルムを得るため、縦方向および
／または横方向に高倍率の延伸を行うが、こうした高倍
率の延伸は、フィルム中に配合した粒子界面で大きな空
隙を形成し、粒子が脱落しやすくなり、前述のカレンダ
ー処理工程での白粉の付着等を引き起こすようになる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、フィルム
の表面が平坦であり、かつ高強度化したときの耐摩耗性
、耐擦り傷性、耐突出変形性に優れたフィルムを得るべ
く鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち本発明の要旨は、一次粒子の平均
粒径が０．００５〜０．０５μｍの凝集体であって、そ
の平均粒径が０．０３〜０．２μｍである酸化ケイ素お
よび酸化アルミウニウムをそれぞれ０．１〜１．０重量
％、平均粒径が０．２〜０．８μｍの架橋高分子粒子を
０．００５〜０．３重量％含有してなるポリエチレンテ
レフタレートフィルムであって、該フィルム表面の中心
線平均粗さが０．００３〜０．０１５μｍ、フィルム縦
方向と横方向のＦ−５値の和が２５．０ｋｇ／ｍｍ２　
以上であることを特徴とする磁気記録媒体用ポリエチレ
ンテレフタレートフィルムに存する。

【０００９】以下、本発明をさらに詳細に説明する。本
発明でいうポリエチレンテレフタレートとは、主たる構
成成分がポリエチレンテレフタレート単位であるものを
指し、通常、テレフタル酸またはその誘導体とグリコー
ルとの重合により得られる。テレフタル酸の誘導体とし
ては、ジメチルテレフタレートのような炭素数１〜４の
アルキルエステルが用いられ、これらのほか、イソフタ
ル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸のよ
うなジカルボン酸やｐ−ヒドロキシエトキシ安息香酸、
アジピン酸のようなオキシカルボン酸またはこれらの酸
成分の低級アルキルエステル等も本発明のポリエチレン
テレフタレートの酸成分を形成する原料の一部として使
用することができる。グリコールとしてはエチレングリ
コールが用いられ、このほか、トリメチレングリコール
、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコー
ル、１，４−シクロヘキサンジメタノール等も一部使用
可能である。

【００１０】本発明のフィルムは上記ポリエチレンテレ
フタレートからなるフィルムであり、該フィルムは、耐
摩耗性、耐擦り傷性、耐突出変形性等を改良するために
、一次粒子の平均粒径が０．００５〜０．０５μｍの凝
集体であって、その平均粒径が０．０３〜０．２μｍで
ある酸化ケイ素および酸化アルミニウムをそれぞれ０．
１〜１．０重量％、平均粒径０．２〜０．８μｍの架橋
高分子粒子を０．００５〜０．３重量％配合したもので
ある。

【００１１】本発明で用いる酸化ケイ素および酸化アル
ミニウムの一次粒径は０．００５〜０．０５μｍのもの
でなければならず、一次粒径が０．００５μｍ未満のも
のを使用しても耐擦り傷性、耐突出変形性の改良効果が
認められず、０．０５μｍを超えるものを使用すると、
フィルムの平坦性が損なわれるようになる。また、この
粒子の凝集体の平均粒径は０．０３〜０．２μｍの範囲
であり、０．０３μｍ未満では耐擦り傷性、耐突出変形
性の改良効果が発現せず好ましくない。また、凝集体の
平均粒径が０．２μｍを超えると、フィルムの平坦性が
損なわれるため電特低下を招くので好ましくない。これ
ら粒子の添加量は０．１〜１．０重量％、好ましくは０
．２〜０．５重量％の範囲であり、添加量が０．１重量
％未満では、フィルムの耐擦り傷性、耐突出変形性に改
良効果が認められず、１．０重量％を超えるとフィルム
の平坦性が損なわれる。

【００１２】さらに、本発明のフィルムは、これら粒子
のほかに０．２〜０．８μｍの架橋高分子粒子を配合し
たものである。用いる架橋高分子粒子は、その体積形状
係数（体積形状係数ｆは次式で表わされる；ｆ＝Ｖ／Ｄ
３　、ここで、Ｖは粒子体積（μｍ３　）、Ｄは粒子の
投影面における最大径（μｍ））が０．４以上の球形状
で均一な粒度分布のものが好ましく、かつ延伸により適
度に変形し得る架橋高分子粒子が好ましい。かかる粒子
の添加量は０．００５〜０．３重量％であり、０．３重
量％を越える添加量では、フィルムの平坦性を損なうた
め磁気テープの出力低下を招き、また、０．００５重量
％未満の添加量では、フィルムの耐摩耗性、耐突出変形
性の改良効果が認められず好ましくない。

【００１３】本発明で使用する酸化ケイ素および酸化ア
ルミニウム粒子は通常、一般的に用いられる解砕処理、
分級処理、濾過処理を施すことによって凝集体の平均粒
径を調整する。こうした処理は、同時に不必要な粗大粒
子をも除去することを可能とする。

【００１４】本発明で用いる架橋高分子粒子の例として
は次のような方法により製造した粒子を挙げることがで
きる。すなわち、特公昭５９−５２１６号公報に記載さ
れているような、分子中に唯一個の脂肪族の不飽和結合
を有するモノビニル化合物と架橋剤として分子中に二個
以上の脂肪族の不飽和結合を有する化合物との共重合体
を例示することができるが、これらに限定されるわけで
はなく、例えば熱硬化性フェノール樹脂、熱硬化性エポ
キシ樹脂、熱硬化性尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等
もその例として挙げることができる。これらの粒子はポ
リエステルと反応し得る基を有していることが好ましい
。また、かかる粒子の製造方法についても特に制限はな
く、例えば懸濁重合により得られたものを粉砕、分級し
てもよいし、乳化重合法によるものでもよい。また、多
層構造になっていてもよいし、延伸時多少変形するもの
でもよい。典型的な例として、（１）アクリル酸、メタ
クリル酸およびこれらのアルキルエステル、スチレンお
よびこのアルキル誘導体から選ばれた１種以上の化合物
と（２）ジビニルベンゼンおよびエチレングリコールジ
メタクリレートから選ばれた１種以上の化合物とを共重
合させた架橋高分子粒子が挙げられる。

【００１５】本発明では、これらの中から、粒子に易変
形性が得られるよう、特にその組成を選定することが好
ましいが、そのためには架橋高分子のガラス転移温度（
Ｔｇ）が低くなるよう、具体的にはＴｇが１１０℃以下
、好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは９０℃以
下となるよう共重合成分を選定する。

【００１６】架橋高分子粒子の架橋度も易変形性に大き
な影響を与えるが、本発明においては耐熱性が許容され
る範囲で比較的架橋度を低くしたものが好ましい。具体
的には架橋剤としての役割を果す化合物、すなわち、分
子中に２個以上の脂肪族の不飽和結合を有する化合物の
成分比を５〜２０％とすることが好ましく、さらに好ま
しくは７〜１５％の範囲とする。

【００１７】本発明のフィルムは、上記３種の粒子を含
有することによって、以下の特長が付与されたものであ
る。

【００１８】■フィルムの縦延伸時に生じるフィルム傷
が極めて少ない。■粒子とポリエチレンテレフタレート
との界面に生じる空隙が極めて少ないため、粒子の脱落
がない。本発明で用いる粒子のポリエチレンテレフタレ
ート中への配合方法は、特に限定されるものではなく、
公知の方法を採用し得る。例えば、ポリエチレンテレフ
タレート製造工程のいずれかの段階、好ましくはエステ
ル化またはエステル交換反応終了後、重縮合反応開始前
の段階で添加してもよいし、粒子とポリエチレンテレフ
タレートチップとを直接ブレンドしてもよい。

【００１９】また、フィルム中に上記３種の粒子を共存
させるためには、それぞれの粒子を、単独でポリエチレ
ンテレフタレート中へ添加したものをフィルム製膜時に
所定量混合してもよいし、ポリエチレンテレフタレート
中へ３種の粒子を同時に所定量配合する方法も採用し得
る。

【００２０】本発明のフィルムは、縦方向と横方向Ｆ−
５値の和が２５．０ｋｇ／ｍｍ２　以上のものであり、
好ましくは２７．０ｋｇ／ｍｍ２　以上である。また、
フィルムの表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）は、０．００
３〜０．０１５μｍの範囲であり、Ｒａが０．０１５μ
ｍを超えると磁気テープとしたときの出力低下が大とな
り好ましくない。一方、Ｒａが０．００３μｍ未満では
フィルムの取扱い性が悪くなり、加工工程通過性が劣る
ようになる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施
例によって限定されるものではない。なお、本発明のフ
ィルムの諸物性は以下の方法によって測定した。

【００２２】（１）粒子の平均粒径 酸化ケイ素および酸化アルミニウムの一次粒子の粒径は
、ポリエチレンテレフタレートに添加する前に透過型電
子顕微鏡で測定した。また、凝集粒子の平均粒径は、フ
ィルム内部に存在する凝集粒子径を透過型電子顕微鏡で
測定した。

【００２３】架橋高分子粒子の粒径はポリエチレンテレ
フタレートに添加する前に走査型電子顕微鏡で測定した
。 （２）中心線平均粗さ 小坂研究所（株）製表面粗さ測定機、モデルＳＥ−３Ａ
を用いＪＩＳ　　Ｂ０６０１−１９７６記載の方法に準
じて行った。測定条件は触針径５μｍ、触針圧３０ｍｇ
、カットオフ値８０μｍ、測定長２．５ｍｍとし、１２
点測定を行い、最大値、最小値を除く１０点の平均値で
示した。

【００２４】（３）Ｆ−５値の測定 （株）インテスコ社製引張試験機インテスコモデル２０
０１型を用いて、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの室内で
長さ５０ｍｍ、幅１５ｍｍの試験片を５０ｍｍ／分の速
度で引張り、５％伸長時の強度をＦ−５値とした。

【００２５】（４）フィルム表面の傷入り評価延伸後の
フィルムに暗室内でスポット光（白色光）を当て、傷入
りの程度を目視で判定し、下記の３ランクに分け評価し
た。

【００２６】ランクＡ；フィルム表面の傷入りがほとん
ど観察されない ランクＢ；フィルムの一部に傷が観察されるランクＣ；
フィルムの全面に傷が観察される（５）耐突出変形性の
評価 フィルムを巻き取る際、故意に約５μｍの粒子を一定量
加えて生じたフィルムの部分的なふくらみが消失するに
要する巻数を数え、Ａ，Ｂ，Ｃの３ランクに分け、最も
巻き数の少ないもの、すなちわち耐突出変形性の優れて
いるものをＡランクとした。

【００２７】（６）カレンダー汚れの評価鏡面仕上げさ
れた金属ロールとポリエステル系複合樹脂ロールとから
構成されている５段のミニスーパーカレンダーを使用し
評価した。各ロールの表面温度を８５℃、線圧を２５０
ｋｇ／ｃｍ、走行速度を８０ｍ／分として、フィルム５
０００ｍを７回、繰り返し走行させ、樹脂ロールに付着
した白粉量を目視で判定し、下記の３ランクに分け、カ
レンダー汚れの評価を行った。

【００２８】ランクＡ；樹脂ロールに白粉の付着は全く
観察されない ランクＢ；ごくわずかに白粉の付着が観察されるランク
Ｃ；明らかに白粉の付着が観察される（７）磁気テープ
特性 超微粉磁性金属粉末２００重量部、ポリウレタン樹脂３
０重量部、ニトロセルロース１０重量部、塩酢ビ共重合
体１０重量部、レシチン５重量部、シクロヘキサノン１
００重量部、メチルイソブチルケトン１００重量部およ
びメチルエチルケトン３００重量部をボールミルにて４
８時間混合分散、濾過後ポリイソシアネート化合物５重
量部を加えて磁性塗料とし、これをポリエチレンテレフ
タレートフィルムに乾燥後の膜厚が２μｍとなるよう塗
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。さらにこの塗布フィルムをスーパー
カレンダーにて表面処理を施こし、１／２インチ幅にス
リットしてビデオテープとした。このビデオテープを松
下電器（株）製ＮＶ−３７００型ビデオレコーダーを用
いて、常速にて測定周波数４ＭＨｚにおけるＶＴＲヘッ
ド出力を測定し、基準テープを０．０デシベル（ｄＢ）
とし、その相対値を（ｄＢ）表示した。

【００２９】ドロップアウト数は、大倉インダストリー
（株）製ドロップアウトカウンターにて１５μｓｅｃ−
２０ｄＢにおけるドロップアウト数を１分間当りのドロ
ップアウト数（ヶ／分）に換算して表した。

【００３０】（８）滑り性 平滑なガラス板上に、幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍに切
り出したフィルムを２枚重ね、その上にゴム板および１
００ｇの荷重を載せ、走行速度２０ｍｍ／分でフィルム
を移動させたときのフィルム間の摩擦力を測定し、動摩
擦係数を算出し、滑り性の指標とした。

【００３１】実施例１ ジメチルテレフタレート１００部とエチレングリコール
６０部および酢酸マグネシウム、四水塩０．０９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し、
エステル交換反応を行い、反応開始後４時間で２３０℃
まで昇温し、実質的にエステル交換反応を終了させた。 次いで、あらかじめ解砕、分級、濾過した、一次粒子の
平均粒径が０．０３μｍの酸化ケイ素粒子を０．４重量
％添加し、さらにエチルアシッドホスフェート０．０４
重量％、三酸化アンチモン０．０４重量％を加えて４時
間重縮合反応を行いポリエステル（Ａ）を得た。また、
別途、酸化ケイ素粒子の代わりに一次粒子の平均粒径が
０．０２μｍ、の酸化アルミニウム粒子を１．０重量％
添加し、同様にしてエステル交換反応、重縮合反応を行
い、ポリエステル（Ｂ）を得た。さらに、上記粒子の代
わりに平均粒径０．５μｍの架橋高分子粒子を０．３重
量％添加し、同様にしてエステル交換反応、重縮合反応
を行い、ポリエステル（Ｃ）を得た。

【００３２】ポリエステル（Ａ）５０％、ポリエステル
（Ｂ）３０％、ポリエステル（Ｃ）１０％および粒子を
添加せずに得たポリエステル（Ｄ）を１０％配合し、均
一ブレンドし、１８０℃の温度にて乾燥後、２９０℃の
温度で押出機よりシート状に押出し、静電密着冷却法に
て１７０μｍの無定形シートを作成した。

【００３３】次いで、この無定形シートを縦方向に４倍
、横方向に４倍延伸し、さらに縦方向に１．２倍再縦延
伸し、厚さ１０μｍの二軸延伸フィルムを得た。得られ
たフィルムの縦方向のＦ−５値（Ｆ５（ＭＤ）　）は１
８．０ｋｇ／ｍｍ２　、横方向のＦ−５値（Ｆ５（ＴＤ
）　）は１０．１ｋｇ／ｍｍ２　で、その和は２８．１
ｋｇ／ｍｍであった。

【００３４】実施例２ 実施例１において、酸化ケイ素粒子、架橋高分子粒子を
表１に示す添加量、粒径に変えるほかは実施例１の方法
と同様にして厚さ１７０μｍの無定形シートを作成した
。この無定形シートを縦方向に３．５倍、横方向に３．
５倍の延伸を行った後、さらに縦方向に１．４倍の再縦
延伸、横方向に１．５倍の再横延伸を行い、厚さ１０μ
ｍの二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムのＦ５
（ＭＤ）　値は１５．１ｋｇ／ｍｍ２　、Ｆ５（ＴＤ）
　値は１４．３ｋｇ／ｍｍ２　、その和は２９．４ｋｇ
／ｍｍ２　であった。

【００３５】実施例３ 実施例１において、添加粒子の粒径、添加量を表１に示
すように変更する以外は実施例１と同様にして、二軸延
伸フィルムを得た。

【００３６】比較例１〜４ 実施例１において、添加粒子の粒径、添加量を表１に示
すように変更する以外は実施例１と同様にして二軸延伸
フィルムを得た。

【００３７】以上、得られたフィルムの特性、磁気テー
プ化後の特性を下記表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】本発明の用件を満たす実施例１〜３のフィ
ルムは再延伸工程でのフィルム表面の傷入りはほとんど
認められず、ロール状に巻いた際の突出変形やシワ入り
も全く観察されず、ロール外観は極めて良好なものであ
った。さらにフィルム表面の中心線平均粗さは高密度磁
気記録に適する低い値を示し、磁気テープとしたときの
ＶＴＲヘッド出力が高いものが得られ、しかもこうした
低粗度にもかかわらず、カレンダー摩耗性、滑り性が優
れる極めて良好なフィルムであった。

【００４０】これに対し比較例１のフィルムは酸化ケイ
素の平均粒径、凝集径が本発明の範囲外の例であるが、
この場合はフィルム表面の中心線粗さが大となり、その
結果、磁気テープのＶＴＲ出力が低下してしいまい高性
能を要求されるベースフィルムとしては不適当なもので
あった。

【００４１】比較例２，４は酸化ケイ素粒子または酸化
アルミニウム粒子を全く添加しない場合の例であるが、
フィルム表面に傷入りが見られ、カレンダー摩耗性、滑
り性も劣り、磁気テープとしたときのＶＴＲ出力の低下
やドロップアウト数の増加が見られ、高密度用磁気テー
プのベースフィルムとしては不適当なものであった。比
較例３は架橋高分子粒子を添加しない場合の例であるが
、この場合ロールに巻いた時の突出変形が多数見られ、
かつ、ロール端面が不揃いとなり製品としての価値が劣
るものであった。また、このフィルムをカレンダー摩耗
テストすると、カレンダーロール表面の摩耗粉の付着量
が極めて多くなり、その結果、磁気テープ化後のＶＴＲ
出力、ドロップアウト数が劣るものとなりベースフィル
ムとしては好ましくないものであった。

【００４２】

【発明の効果】本発明のポリエステルフィルムは、易滑
性、耐摩耗性、耐突出変形性に優れ、磁気テープ加工工
程および加工後においても優れた特性を有するフィルム
であり、その工業的価値は高い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一次粒子の平均粒径が０．００５〜０
   ．０５μｍの凝集体であって、その平均粒径が０．０３
   〜０．２μｍである酸化ケイ素および酸化アルミニウム
   をそれぞれ０．１〜１．０重量％、平均粒径が０．２〜
   ０．８μｍの架橋高分子粒子を０．００５〜０．３重量
   ％含有してなるポリエチレンテレフタレートフィルムで
   あって、該フィルム表面の中心線平均粗さが０．００３
   〜０．０１５μｍ、フィルムの縦方向と横方向のＦ−５
   値の和が２５．０ｋｇ／ｍｍ２以上であることを特徴と
   する磁気記録媒体用ポリエチレンテレフタレートフィル
   ム。