JPH0430973B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は磁気記録用二軸配向ポリエステルフイ
ルムに関し、更に詳しくは高密度記録の磁気記録
媒体特にメタルテープのベースフイルムとして有
用な二軸配向ポリエステルフイルムに関する。 従来技術 従来より、テレフタル酸を主たる酸成分とする
ポリエステルからなる二軸配向フイルムは磁気テ
ープのベースフイルムとして広く用いられてい
る。近年、磁気テープは小型化および高画質化の
ために益々高密度記録化が要求され、また８ミリ
ビデオに代表されるようにテープの薄手化が要求
されるようになつた。このため、磁気テープの磁
性層側の表面性はますます平滑化が要求されかつ
厚さも薄いものが要求されるようになつている。
これに伴ない磁気テープのベースフイルムとして
用いられるポリエステルフイルムも表面の平坦化
と薄手化が要求されている。このような状況にお
いて、従来の家庭用VTRの磁気テープに供され
るポリエステルフイルムでは表面が粗く、上述の
要求特性を満足して実用に供されるようなものは
見出されない。そこで、高密度記録用には、表面
粗度を非常に低下させたものとする必要がある。
しかし、一般に表面粗度を減少させると、フイル
ムとフイルムの滑り性が悪くなり、またフイルム
間に存在する空気層の逃げが悪くなり、フイルム
をロール状に巻き上げることは非常に難しくなつ
てくる。また、巻き上げの難しさは、フイルムが
薄くなればなるほど著しくなつてくる。さらにフ
イルムが薄くなると高いヤング率のものが要求さ
れるが、一方高いヤング率のものほど、一般的に
は熱収縮率が大きく、磁気テープとした後の寸法
安定性が劣るばかりでなく、磁気層を塗布して表
面を平滑処理したあとの熱処理工程での裏移り現
象（ロール状に巻かれた磁気テープを熱硬化させ
る熱処理工程において、仕上げられた磁性面とベ
ースフイルム面が相対して巻き締まるため、仕上
げられた磁性面が粗化する現象）が大きくなり、
電磁変換特性を悪化させる。従来このような高密
度記録用テープに供されるポリエステルフイルム
の要求を充分満足するものは見出せなかつた。 発明の目的 本発明の目的は、上記欠点を解消せしめ、高密
度磁気記録用テープとしたときの電磁変換特性が
良く、しかもロール状に巻き上げるのに容易な磁
気記録媒体用二軸配向ポリエステルフイルムを提
供することにある。 発明の構成・効果 本発明の目的は、本発明によれば、小粒径粒子
として平均粒径0.03〜0.3μｍの不活性な固体粒子
を0.1〜0.5重量％、さらに大粒径粒子として平均
粒径0.2〜0.8μｍの不活性な固体粒子を0.001〜
0.05重量％含有しかつ大粒径粒子と小粒径粒子と
の平均粒径の差が0.15μｍ以上であり、テレフタ
ル酸を主たる酸成分とするポリエステルからな
り、フイルムの表面粗さRaが0.003〜0.012μｍで
あり、長手方向のヤング率が650Kg／mm²以上であ
り、かつ70℃で１時間無荷重で熱処理したときの
熱収縮率が0.06％以下であることを特徴とする磁
気記録用二軸配向ポリエステルフイルムによつて
達成される。 本発明においてポリエステルはテレフタル酸を
主たる酸成分とするポリエステルであり、該酸成
分は少量の他のジカルボン酸成分を併用してもよ
いし、またグリコール成分はエチレングリコール
を主たる成分とするが、少量の他のグリコール成
分を併用してもよい。テレフタル酸以外のジカル
ボン酸として、たとえばこはく酸、アジピン酸、
セバシン酸、ドデカンジカルボン酸などの脂肪族
ジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、１，
３−アダマンタンジカルボン酸などの脂環族ジカ
ルボン酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン
酸、ジフエニルスルホンジカルボン酸、ベンゾフ
エノンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸を
あげることができる。またエチレングリコール以
外のグリコール成分として、たとえば１，３−プ
ロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，
６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ｐ−
キシリレングリコールなどをあげることができ
る。また、ポリマ中に安定剤、着色剤等の添加剤
を配合したものでもよい。 このようなポリエステルは通常溶融重合法によ
つて製造される。例えば、テレフタル酸又はその
低級アルキルエステルとエチレングリコールとを
エステル化又はエステル交換反応せしめて単量体
又は初期重合体を形成し、次にこれをその融点以
上の温度で真空下又は不活性ガス流通下において
撹拌を加えながら、固有粘度が0.45〜0.75程度に
なるまで重縮合反応を行なう。この際、触媒等の
添加剤は必要に応じて任意に使用することができ
る。 本発明におけるポリエステルフイルムは前記し
たエチレングリコールを主たるグリコール成分と
するポリエステル以外のポリエステルを包含す
る。このポリエステルとしては例えばシクロヘキ
サンジメタノール成分とテレフタル酸成分よりな
るポリエステル等があげられる。 本発明において、上述のポリエステルに含有さ
せる不活性な固体粒子としては、好ましくは二
酸化ケイ素（水和物、ケイソウ土、セイ砂、石英
等を含む）；アルミナ；SiO₂分を30重量％以
上含有するケイ酸塩（例えば非晶質或は結晶質の
粘土鉱物、アルミノシリケート（焼成物や水和物
を含む）、温石綿、ジルコン、フライアツシユ
等）；Mg、Zn、Zr及びTiの酸化物；Ca、及
びBaの硫酸塩；Li、Na、及びCaのリン酸塩
（１水素塩や２水素塩を含む）；Li、Na、及び
Ｋの安息香酸塩；Ca、Ba、Zn、及びMnのテ
レフタル酸塩；Mg、Ca、Ba、Zn、Cd、Pb、
Sr、Mn、Fe、Co及びNiのチタン酸塩；Ba、
及びPbのクロム酸塩；炭素（例えばカーボン
ブラツク、グラフアイト等）；ガラス（例えば
ガラス粉、ガラスビーズ等）；Ca、及びMgの
炭酸塩；ホタル石及びZnSが例示される。更
に好ましくは、二酸化ケイ素、無水ケイ酸、含水
ケイ酸、酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム
（焼成物、水和物等を含む）、燐酸１リチウム、燐
酸３リチウム、燐酸ナトリウム、燐酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、酸化チタン、安息香酸リチウ
ム、これらの化合物の複塩（水和物を含む）、ガ
ラス粉、粘土（カオリン、ベントナイト、白土等
を含む）、タルク、ケイソウ土、炭酸カルシウム
等が例示される。特に好ましくは、二酸化ケイ
素、酸化チタン、炭酸カルシウムが挙げられる。
これら不活性な固体粒子のうち、小粒径粒子とし
てはその平均粒径が0.03〜0.3μｍ、好ましくは
0.05〜0.3μｍのものを、その添加量が0.1〜0.5重
量％、好ましくは0.1〜0.3重量％を満足する範囲
で用い、かつ大粒径粒子としてはその平均粒径が
0.2〜0.8μｍ、好ましくは0.3〜0.6μｍのものを、
その添加量が0.001〜0.05重量％、好ましくは
0.005〜0.03重量％を満足する範囲で用いる。大
粒径粒子は電磁変換特性上多くを添加しない方が
望ましいが、添加しないと巻取性が困難となる。
したがつて、大粒径粒子は極く少量添加し、巻取
性を良化させるのが好ましい。しかし、0.05重量
％より多く添加すると電磁変換特性が悪化するの
で好ましくない。一方、小粒径粒子は、0.1重量
％以上添加しないと、大粒径粒子を添加しても巻
取性が難しく、また0.5重量％より多く添加する
と、電磁変換特性上好ましくない。このとき、大
粒径粒子と小粒径粒子との平均粒径との差は
0.15μｍ以上が必要であり、好ましくは0.25μｍ以
上である。この差が0.15μｍより小さいと、巻取
性と電磁変換特性との両方とも満足するものは得
られない。 本発明のポリエステルフイルムは上述した二種
の不活性な固体粒子を含有するポリエステルから
なるが、更にフイルム表面粗さ（Ra）は0.003〜
0.012μｍであることが必要である。Raが0.012μｍ
より大きくなると、最早高密度記録用の磁気テー
プとして必要な電磁変換特性を維持することは難
しく、また、Raが0.003より小さくなると、摩擦
係数が大きくなりフイルムの取扱性およびロール
状に巻き上げることが非常に難しくなる。更に、
ポリエステルフイルムの長手方向ヤング率は650
Kg／mm²以上が必要であり、好ましくは750Kg／mm²
以上である。特にベースフイルムの厚みが10μｍ
以下でかつテープの厚みが14μｍ以下の磁気テー
プでは650Kg／mm²より低いヤング率ではテープの
走行中にテープエツジが折れ曲つたり、テープが
伸びてしまう場合がある。またヤング率が低いと
ビデオ回転ヘツドへのテープの押し付けが弱くな
り、電磁変換特性が悪化する。かかるヤング率を
得る手段としては、一般的なロールやステンター
を用いて、縦横同時に延伸してもよく、又縦横方
向に各々逐次に延伸してもよいが、少なくとも縦
方向に２段以上延伸する方法が特に望ましい。更
にまた、ポリエステルフイルムは、70℃で無荷重
下で１時間熱処理したときに生ずる熱収縮率は
0.06％以下である必要がある。好ましくは、0.04
％以下である。この熱収縮率が0.06％より大きい
と、テープにしたあとも熱的非可逆変化が生じ、
またVTRで記録と再生の温度が異なる画面にス
キユー歪を生じる。また熱収縮率が大きいと、磁
性表面へのベースフイルム面の裏移り効果が生
じ、磁性面の表面粗度が粗くなつてしまう。70
℃、１時間の熱収縮率を下げる手段としては、延
伸後のフイルム熱処理温度を上げることが一般的
であるが、あまり上げすぎると機械的特性が悪化
する結果となり、また磁気テープ加工工程中での
すりキズ発生が多くなり、その削れ粉が磁気テー
プの磁性面に付着して、ドロツプアウトの原因と
なる。この問題を解決する手段としては速度差を
持つた２つロール間にフイルムを通し、ポリエス
テルのガラス転移温度（Tg）以上の温度をかけ
て、弛緩処理をする方法があるが、これに限定さ
れるものではない。 本発明のポリエステルフイルムは、その厚さに
特に制限がないが、15μｍ以下の厚さのものが好
ましく、特に数μｍから10μｍの厚さのものが好
ましい。 本発明の二軸配向ポリエステルフイルムを用い
て磁気記録テープを作成すると、磁性面の表面粗
度が低く、またテープとビデオデツキ中のヘツド
との押し付け圧力が増すために高密度磁気記録に
必要な電磁変換特性が得られる。更にビデオデツ
キ走行中に生ずるテープエツジの折れやテープの
伸び等の異常が少なく、かつ熱的安定性が良いの
でスキユー歪が少ない。従つて、本発明の二軸配
向ポリエステルフイルムは高密度磁気記録テープ
特にメタルテープのベースフイルムとして有用で
ある。 実施例 以下実施例に基いて本発明を更に説明する。 なお、本発明における種々の物性値および特性
は以下の如くして測定されたものであり、かつ定
義される。 (1) ヤング率 フイルムを試料巾10mm、長さ15cmに切り、チ
ヤツク増100mmにして引張速度10mm／分、チヤ
ート速度500mm／分にインストロンタイプの万
能引張試験装置に引張つた。得られた荷重−伸
び曲線の立上り部の接線よりヤング率を計算し
た。 (2) フイルム表面粗さ（Ra） 小坂研究所(株)製の触針式表面粗さ計（サーフ
コーダ30C）を用いて針の半径2μｍ、触針圧30
mgの条件下にチヤート（フイルム表面粗さ曲
線）をかかせた。フイルム表面粗さ曲線から、
その中心線の方向に測定長さＬの部分を抜き取
り、この抜き取り部分の中心線をＸ軸とし、縦
倍率の方向Ｙ軸として、粗さ曲線をＹ＝ｆ（ｘ）
で表わしたとき、次の式で与えられる（Ra：
μｍ）をフイルム表面粗さとして定義する。 Ra＝１／Ｌ∫^L _p｜ｆ（ｘ）｜dx 本発明では、測定長を1.25mmとし、カツトオ
フ値を0.08mmとして、５回測定した平均値を
Raとした。 (3) 電磁変換特性 ジバソク(株)製ノイズメーターを使用し、ビデ
オ用磁気テープＳ／Ｎ比を測定した。また表１
に示す比較例１のテープに対するＳ／Ｎ比を差
を求めた。また使用したVTRはソニー(株)製EV
−S700である。 (4) 磁気テープの耐久性 ソニー(株)製EV−S700で走行開始、停止を繰
り返しながら100時間走行させ、走行状態を調
べるとともに出力測定を行なつた。この走行に
おいて下記項目を全て満足する場合を走行性：
良好、そうでない場合を走行性：不良と判定し
た。 テープの端が折れたり、ワカメ状にならな
い。 走行中にテープ鳴きが生じない。 テープが裂けたり、破断したりしない。 (5) 熱収縮率 70℃に設定されたオーブンの中にあらかじめ
正確な長さを測定した長さ約30cm、巾１cmのフ
イルムを無荷重で入れ、１時間熱処理する。そ
の後オーブンよりサンプルを取り出し、室温に
戻してからその寸法の変化を読みとる。熱処理
前の長さ（L₀）と熱処理による寸法変化量
（△Ｌ）より、次式で熱収縮率を求める。 熱収縮率＝△Ｌ／L₀×100 (6) スキユー スキユー特性は常温（20℃）常湿下で録画し
たビデオテープを70℃で１時間熱処理した後、
再び常温常湿下で再生し、ヘツド切換点に於る
ズレ量を読み取る。 (7) 巻き上がり良品率 フイルムを500mm巾で4000ｍ、ロール状に100
本巻き取つたときに得られる良品数を百分率で
示した。このとき良品とは、次のものを言う。 フイルムが円筒状に巻き上げられており、
角ばつたり、たれさがつたりしていない。 フイルムロールにしわの発生がない。 (8) 不活性粒子の平均粒径 島津製作所製CP−50型セントリフユグルパ
ーテイクル サイズ アナライザー（Centri−
fugal Particle Size Analyzer）を用いて測定
した。得られた遠心沈降曲線をもとに算出した
各粒径の粒子とその存在量との累積曲線から、
50マスパーセント（mass percent）に相当す
る粒径を読み取り、この値を上記平均粒径とし
た。 実施例 １ 平均粒径0.2μｍの酸化チタン粒子を0.2重量パ
ーセント、平均粒径0.5μｍの炭酸カルシウム粒子
を0.02重量パーセント含有した極限粘度数0.65
dl／ｇ（オルソクロロフエノールを溶媒として用
い、35℃で測定した値）のポリエチレンテレフタ
レートを160℃で乾燥した後280℃で溶融押出しを
し、20℃で保持したキヤステイングドラム上に急
冷固化せしめて250μｍの未延伸フイルルを得た。 引き続き、この未延伸フイルムを速度差を持つ
た２つのロール間で80℃の温度で縦方向に3.5倍
延伸し、さらにテンター法によつて90℃で4.0倍
に横方向に延伸した。そして、さらに、速度差を
持つた２つのロール間で、110℃の温度で1.6倍縦
方向に再度延伸し、220℃のオーブンで両端を把
持したまま５秒間熱処理を行ない、巻き取つた。
その後、100℃のオーブン内を、巻出しに付して
巻き取りを0.3％減速させて弛緩処理し、巻き取
つた。このようにして得られた二軸配向ポリエス
テルフイルムの厚は10μｍであつた。 一方、下記に示す組成物をボールミルに入れ、
16時間混練、分散した後、イソシアネート化合物
（バイエル社製のデスモジユールＬ）５重量部を
加え、１時間高速剪断分散して磁性塗料とした。 磁性塗料の組成 針状Fe粒子 100重量部 塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（積水化学製の
エスレツク7A） 15重量部 熱可塑性ポリウレタン樹脂 ５ 〃 酸化クロム ５ 〃 カーボンブラツク ５ 〃 レシチン ２ 〃 脂肪酸エステル １ 〃 トルエン 50 〃 メチルエチルケトン 50 〃 シクロヘキサノン 50 〃 この磁性材料を上述のポリエステルフイルムの
片面に、塗布厚3μｍとなるように塗布し、次い
で2500ガウスの直流磁場中で配向処理を行ない、
100℃で加熱乾燥後、スーパーカレンダー処理
（線圧200Kg／cm、温度80℃）を行ない、巻き取つ
た。この巻き取つたロールを55℃のオーブンで３
日間放置させた。 さらに下記組成のバツクコート層を厚さ1μｍ
に塗布し、乾燥させ、さらに８mmに裁断し、磁気
テープを得た。 バツクコート層組成 カーボンブラツク 100重量部 熱可塑性ポリウレタン樹脂 60 〃 イソシアネート化合物（日本ポリウレタン工業社
製コロネートＬ） 18重量部 シリコーンオイル 0.5 〃 メチルエチルケトン 250 〃 トルエン 50 〃 得られたフイルムおよびテープの特性を表１に
示す。この表から明らかなように巻き上がり良品
率もよく、電磁変換特性、走行耐久性、スキユー
も良好であつた。 実施例 ２ 実施例１における添加不活性粒子に代えて、小
粒径粒子として平均粒径0.1μｍの酸化ケイ素0.3
重量パーセントと大粒径粒子として平均粒径0.4μ
ｍの炭酸カルシウム0.03重量パーセントを使用し
た以外は実施例１と同様にしてフイルムおよびテ
ープを得た。その結果を表１に示すが、実施例１
と同等の良好な結果を得た。 比較例 １ 実施例１における添加不活性粒子の代わりに、
小粒径粒子として平均粒径0.4μｍの酸化チタンを
0.8重量パーセント、大粒径粒子として平均粒径
0.8μｍの炭酸カルシウム0.1重量パーセントを使
用した以外は、実施例１と同様にしてフイルムお
よびテープを得た。その結果を表１に示す。巻き
上がり良品率は良好であつたが、電磁変換特性
は、実施例１に比較して、表面粗さが粗いために
著しく悪い結果であつた。 比較例 ２ 実施例１における添加不活性粒子の代わりに平
均粒径0.02μｍの酸化ケイ素を0.05重量パーセン
ト使用した以外は実施例１と同様にしてフイルム
およびテープを得た。この結果を表１に示す。テ
ープの特性は実施例と同等であるが、表面粗さが
小さすぎるために、巻き上がり良品率はきわめ
て、低い結果となつた。 比較例 ３ 実施例１における添加不活性粒子の代わりに、
小粒径粒子として平均粒径0.15μｍの酸化ケイ素
0.3重量％、大粒径粒子として平均粒径0.2μｍの
炭酸カルシウムを0.03重量％添加した以外は実施
例１と同様にしてフイルムおよびテープを得た。
その結果を表１に示す。テープの電磁変換特性も
悪化しており、また巻き上がり良品率も50％であ
つて実施例１と比べると悪い。 比較例 ４ 実施例１において、再度縦方向に延伸すること
を省略した以外は同様の方法によりフイルムおよ
びテープを得た。その結果を表１に示す。巻き上
がり良品率は実施例１よりやや良化するが、ヤン
グ率が低いために走行耐久性は不良であつた。ま
た電磁変換特性もテープの腰が弱いためにやや悪
化の結果であつた。 比較例 ５ 実施例１において弛緩処理を省略した以外は実
施例１と同様の方法でフイルムおよびテープを得
た。その結果を表１に示す。熱収縮率が高いため
にスキユーが大きく、また裏移り効果のために磁
性面を粗化し、電磁変換特性はやや不良であつ
た。 【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 小粒径粒子として平均粒径0.03〜0.3μｍの不
   活性な固体粒子を0.1〜0.5重量％、さらに大粒径
   粒子として平均粒径0.2〜0.8μｍの不活性な固体
   粒子を0.001〜0.05重量％含有しかつ大粒径粒子
   と小粒径粒子との平均粒径の差が0.15μｍ以上で
   あり、テレフタル酸を主たる酸成分とするポリエ
   ステルからなり、フイルムの表面粗さRaが0.003
   〜0.012μｍであり、長手方向のヤング率が650
   Kg／mm²以上であり、かつ70℃で１時間無荷重で熱
   処理したときの熱収縮率が0.06％以下であること
   を特徴とする磁気記録用二軸配向ポリエステルフ
   イルム。 ２ 小粒径粒子としての不活性な固体粒子が酸化
   チタンであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のポリエステルフイルム。 ３ 小粒径粒子としての不活性な固体粒子が二酸
   化ケイ素であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のポリエステルフイルム。 ４ 大粒径粒子としての不活性な固体粒子が炭酸
   カルシウムであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のポリエステルフイルム。