JPH06126831A - 磁気記録媒体用ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平坦易滑性、走行耐久性、耐削れ性、及び耐
スクラッチ性に優れた磁気記録媒体用ポリエステルフィ
ルムを提供する。 【構成】 平均粒径が０．３〜１．５μｍの合成炭酸カ
ルシウムの０．０５〜２．０重量％と、熱伝導率が０．
０１ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以上でありかつ突起形成
能が１０個／ｍｍ² 未満である高熱伝導性微粒子の０．
０５〜２．０重量％とを含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体用ポリエ
ステルフィルムに関し、より詳しくは平坦易滑性、走行
耐久性、耐削れ性及び耐スクラッチ性に優れた磁気記録
媒体用ポリエステルフィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にポリエステルに代表されるポリエ
ステルはその優れた物理的及び化学的諸特性の故に、繊
維用、成形品用のほか磁気テープ用、フロッピーディス
ク用、写真用、コンデンサー用、包装用ならびにレント
ゲンフィルム及びマイクロフィルムなどのフィルム用と
しても多種の用途で広く用いられている。

【０００３】フィルム用として用いられる場合その滑り
性及び耐摩耗特性はフィルムの製造工程及び各用途にお
ける加工工程の作業性の良否、さらにはその製品品質の
良否を左右する大きな要因となっている。特にポリエス
テルフィルム表面に磁性材料を塗布した磁気テープとし
て用いる場合には、磁性材料塗布時におけるコーティン
グロールとフィルム表面との摩擦及びこれによるフィル
ムの摩耗が極めて激しく、フィルム表面へのシワ及び擦
り傷が発生しやすい。

【０００４】さらに生産性を高めるために、塗布工程及
びカレンダー工程でのフィルムの送り速度を早くする
と、磁気記録信号の欠落、すなわちドロップアウトが増
加する。また磁性層塗布後のフィルムをスリットして、
オーディオ、ビデオまたはコンピュータ用テープ等に加
工した後でも、リールやカセット等からの引き出しや巻
き上げその他の操作の際に、多くのガイド部、再生ヘッ
ドとの間に摩擦及び摩耗が著しく生じる。その結果、擦
り傷、歪みの発生さらにはポリエステルフィルム表面の
削れ等による白粉状物質が析出し、ドロップアウト等の
原因となることが多い。

【０００５】また、近年需要が増加してきたソフト用ビ
デオテープの場合、マスターテープから高速でダビング
する工程で、ガイドピンによりテープにスクラッチが入
り白粉が発生する。その結果、Ｓ／Ｎ比が低下し画質が
悪化するという問題も出てきている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
ら従来の問題点を解消し、平坦易滑性、耐削れ性及び耐
スクラッチ性に優れた高品質の磁気記録媒体用ポリエス
テルフィルムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に従う磁気記録
媒体用ポリエステルフィルムは、平均粒径が０．３〜
１．５μｍである合成炭酸カルシウムの０．０５〜２．
０重量％と、熱伝導率が０．０１ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
・℃以上でありかつ突起形成能が１０個／ｍｍ²未満で
ある高熱伝導性微粒子の０．０５〜２．０重量％とを含
有することを特徴としている。

【０００８】本発明で用いられるポリエステルは、主た
る繰り返し単位がエチレンテレフタレートである結晶性
ポリエステルであるのが好ましいが、これに特に限定さ
れるものではない。しかしながら、その繰り返し単位の
８０モル％以上がエチレンテレフタレートからなるもの
が特に好ましい。

【０００９】他の共重合成分としては、イソフタル酸、
ｐ−β−オキシエトキシ安息香酸、２，６−ナフタレン
ジカルボン酸、４，４′−ジカルボキシルジフェニー
ル、４，４′−ジカルボキシルベンゾフェノン、ビス
（４−カルボキシルフェニール）エタン、アジピン酸、
セバシン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、シク
ロヘキサン−１，４−ジカルボン酸等のジカルボン線成
分、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペン
チルグリコール、ジエチレングリコール、シクロヘキサ
ンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイ
ド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、ポリテトラメチレングリコール等のグリコー
ル成分、ｐ−オキシ安息香酸などのオキシカルボン酸成
分等を任意に選択使用する事ができる。このほか共重合
成分として少量のアミド結合、ウレタン結合、エーテル
結合、カーボネート結合等を含有する化合物を含んでも
よい。

【００１０】この発明において用いるポリエステルの製
造法は芳香族ジカルボン酸とグリコールとを直接反応さ
せる、いわゆる直接重合法、芳香族カルボン酸のジメチ
ルエステルとグリコールとをエステル交換反応させる、
いわゆるエステル交換法など任意の製造法によることが
できる。なお、フィルム自体は常法により調製すればよ
いが、特に二軸配向フィルムとするのが好適である。

【００１１】この発明で用いられる合成炭酸カルシウム
の平均粒径は０．３〜１．５μｍであるが、好ましくは
０．４〜１．０μｍ、さらに好ましくは０．５〜０．９
μｍである。平均粒径が０．３μｍ未満では、フィルム
の易滑性が不十分となる。逆に、１．５μｍを越える
と、特にビデオテープ用の場合、得られるフィルムの表
面平坦性が低下し、また電磁変換特性が悪化する。さら
に耐削れ性も悪化する。

【００１２】合成炭酸カルシウムの生成ポリエステルに
対する添加量は、０．０５〜２．０重量％であるが好ま
しくは、０．１〜１．５重量％、さらに好ましくは０．
２〜１．０重量％である。添加量が０．０５重量％未満
では、フィルム表面の突起密度が低くなり、滑り性、走
行耐久性及び耐削れ性が不十分となる。逆に添加量が
２．０重量％を越えると、特にビデオテープ用の場合、
得られるフィルムの表面平坦性が低下し、また電磁変換
特性も悪化する。さらに、耐削れ性も悪化する。

【００１３】またこの発明で使用する合成炭酸カルシウ
ムは、カルサイト型及びバテライト型の構造を有する合
成炭酸カルシウムが特に好ましい。

【００１４】さらにこの発明において合成炭酸カルシウ
ムの粒子形態は、易滑性、走行耐久性及び巻き性の点か
ら、球状に近くかつ粒径が均一に近いものが好適であ
る。ここで、いう「球状に近い粒子」とは下記（Ｉ）式
で定義される「粒子の外接円に対する面積率」が、７５
〜１００％の範囲にある粒子を指す。また「粒径が均一
に近い粒子」とは、下記（II）式及び（III ）式で定義
される「粒径のばらつき度」が２０％以下の粒子を指
す。粒径のばらつき度が２０％を越えると、フィルム表
面の突起形態は不規則なものとなり、フィルム表面の突
起形態を精密に調整することが困難になる。

【００１５】

【００１６】また、ポリエステルと合成炭酸カルシウム
との親和性を一層高めるために、例えば特開平２−１７
８３３３に開示されているポリエーテル系アクリル共重
合体塩等の化合物を用いて合成炭酸カルシウムの表面を
処理しても良い。

【００１７】フィルムの易滑性、走行耐久性、耐削れ性
等の特性改良のために含有させる粒子としては、上記合
成炭酸カルシウムを単独で使用する以外にも、本発明の
効果を損なわない程度の量の、不活性無機微粒子及び／
又は耐熱性の良好な有機微粒子を併用しても構わない。

【００１８】この発明において、フィルムに含有されて
いる微粒子として、上記の合成炭酸カルシウム以外に高
熱伝導性微粒子がある。高熱伝導性微粒子は、突起形成
によるフィルム特性の改良が目的ではなく、特に耐スク
ラッチ性の改良のためにポリエステルフィルムに添加さ
れる。この高熱伝導性微粒子の特徴としては、第１に突
起形成能が実質的に無いこと、第２に粒子の熱伝導性が
高いことが挙げられる。

【００１９】この発明に用いられる高熱伝導性微粒子の
第１の特徴は、突起形成能が実質的にないことである。
ここでいう「突起形成能が実質的にない微粒子」とは、
二光束干渉顕微鏡で測定したフィルム表面に一次以上の
干渉リング（突起高さ：０．２７μｍ以上）が１０個／
ｍｍ² 未満のものを指す。すなわち、粒子をフィルム中
に添加しても、実質的にフィルム表面に突起を形成しな
い微粒子をいう。このような微粒子としては、例えば
平均粒径が０．０１〜０．１μｍの球形もしくは塊状の
超微粒子、厚みが０．１μｍの層状構造を有する微粒
子、短径が０．１μｍのウィスカーもしくは繊維等が
列挙される。この高熱伝導性微粒子によって形成される
高さが０．２７μｍ以上の突起数は、耐スクラッチ性改
良の点から１０個／ｍｍ² 未満である必要があり、好ま
しくは５個／ｍｍ² 以下であり、最も好ましくは０個／
ｍｍ² である。０．２７μｍ以上の突起数が１０個／ｍ
ｍ² 以上になると、逆に耐スクラッチ性の改良効果が不
十分となる。

【００２０】高熱伝導性微粒子の第２の特徴である微粒
子の熱伝導率は、０．０１ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以
上である必要がある。熱伝導率が０．０１ｃａｌ／ｃｍ
・ｓｅｃ・℃未満の微粒子では、たとえ突起形成能が実
質的に無くても、耐スクラッチ性の改良効果が得られな
い。熱伝導率が０．０１ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以上
の微粒子としては、ベリリア、炭化ケイ素、窒化アルミ
ニウム、チタニア、スピネル、アルミナ、マグネシア、
窒化ホウ素等が挙げられる。

【００２１】上記の高熱伝導性微粒子の生成ポリエステ
ルに対する添加量は、０．０５〜２．０重量％、好まし
くは０．１〜１．５重量％、さらに好ましくは０．２〜
１．０重量％である。添加量が０．０５重量％未満で
は、耐スクラッチ性の改良効果が不十分となり好ましく
ない。逆に、添加量が２．０重量％を越えると、ポリエ
ステル中での微粒子の凝集により、フィルム表面に粗大
突起が発生し、電磁変換特性やドロップアウトの悪化原
因となるので好ましくない。

【００２２】ポリエステル重合反応系への合成炭酸カル
シウム及び高熱伝導性微粒子の添加方法は、粒子の飛散
防止、供給精度や粒子分散性の点からスラリー状に分散
させて添加するのが好ましく、特にエチレングリコール
のスラリーとして添加するのが好ましい。スラリー濃度
としては、５〜２０重量％が適当である。

【００２３】スラリー状に分散させる場合には、フィル
ム表面への粗大突起を低減させるために、公知の分散方
法（高圧式均質分散法、メディア分散法及び超音波分散
法等）、遠心分離、濾過を採用するのが好ましい。

【００２４】またスラリーの分散時に、燐酸、ヘキサメ
タ燐酸ナトリウム、ポリ燐酸ナトリウム、トリポリ燐酸
ナトリウム、燐酸アンモニウムなどの燐元素含有化合
物、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド、ヒ
ドロキシルアミン、アクリル系共重合体のアンモニウム
塩等の窒素原子含有化合物、ナトリウムイオン、カリウ
ムイオンなどのアルカリイオン含有化合物などの陽イオ
ン性、陰イオン性、両性もしくは非イオン性の界面活性
剤あるいは水溶性高分子等の分散剤を使用すると、スラ
リー及びポリマー中の粒子の分散性がさらに向上する。
これらの分散剤の添加により、微粒子表面に電荷が生
じ、スラリー及びポリマー中の微粒子の分散性がさらに
改良され、ドロップアウト等の欠点発生の原因となる粗
大粒子の発生が抑制される。

【００２５】この発明における合成炭酸カルシウム及び
高熱伝導性微粒子のエチレングリコールスラリーのポリ
エステル中への添加方法は、該ポリエステル製造過程に
おける任意の段階で添加することができるが、エステル
交換反応後又はエステル化反応後から初期重縮合が終了
するまでに添加するのが特に好ましい。さらに、各微粒
子を別々に高濃度で含有するマスターチップを調整し、
これらのマスターチップを粒子を含有していないポリエ
ステル（ブライトレジン）に配合・希釈して、適切な濃
度に調整してもよい。

【００２６】

【実施例】次に、この発明の実施例及び比較例を示す。
なお、本発明は以下の実施例により制限されるものでは
ない。実施例および比較例中の部は特に断らないかぎり
すべて重量部を意味する。

【００２７】以下に実験において用いた測定法を説明す
る。 （１）平均粒径 エチレングリコールスラリー中で十分に分散して得られ
た微粒子の粒度分布を、光透過型遠心沈降式粒度分布測
定機（ＳＡ−ＣＰ３型：島津製作所製）を用いて測定
し、その積算値が５０％となる値を用いた。

【００２８】（２）熱伝導率 微粒子粉体をホットプレス成型後、非定常熱線法により
測定した。熱伝導率の単位は、ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・
℃である。

【００２９】（３）突起形成能 高熱伝導性微粒子のみをポリエステルに対し１重量％含
有したフィルムを作成する。そしてフィルム表面をアル
ミニウムで蒸着し、二光束干渉顕微鏡を用いて１０ｍｍ
² 以上の視野を観察する。一次以上の干渉リング（突起
高さ：０．２７μｍ以上）の個数をカウントし、１ｍｍ
² 当りの個数に換算したものを突起形成能と定義する。

【００３０】（４）平均表面粗さ サーフコム３００Ａ型表面粗さ計（東京精密製）を用
い、針径１μｍ、加重０．０７ｇ、測定基準長０．８ｍ
ｍ、カットオフ０．０８ｍｍの条件で測定し、中心線平
均粗さ（Ｒａ：μｍ）を測定した。

【００３１】（５）滑り性 ＡＳＴＭ Ｄ−１８９４−６３に準拠し、スレッド式ス
リップテスターを用い、２３℃、６５ＲＨ％の環境条件
下でフィルム／フィルム間の静摩擦係数を測定した。

【００３２】（６）走行耐久性 図１に示した装置を用い、走行耐久性を測定する。図１
において、１はフィルム、１１はクランク、１２はフリ
ーローラー、１３は張力検出装置、１４は市販ＶＴＲ用
ガイドピン、１５はウエイトを示す。

【００３３】２３℃、相対湿度６５％の雰囲気下で幅１
／２インチにスリットしたポリエステルフィルムを、市
販ＶＴＲ用固定ガイドピン（触針式表面粗さ計で測定し
た最大突起高さが０．１５μｍ、中心線平均粗さが０．
００８μｍ）に１３５°の角度で接触させる。フィルム
の片端にウエイトを装着し、一定荷重５０ｇの張力を与
える。次いでその反対側の片端にクランクを装着し、１
０ｒｐｍ／分で回転させる。１５０回フィルムを往復さ
せた後の摩擦係数を測定し、初期摩擦係数からの増加分
（Δμｋ）を５段階に評価し、次のランク付けで表す。

【００３４】摩擦係数増加分 ◎ ： ０．０２未満 ○ ： ０．０２〜０．０５未満 △ ： ０．０５〜０．１０未満 △〜×： ０．１０〜０．１５未満 × ： ０．１５以上

【００３５】（７）耐削れ性 幅１／２インチにスリットしたフィルムを市販の剃刀に
接触させ、刃と垂直な方向に１００ｍ／分の速度で１０
ｍ走行させる。そして、剃刀に付着した白粉の量によ
り、下記のように耐摩耗性を５段階にランク付けする。

【００３６】◎ ： 白粉がまったく付着しない。 ○ ： 白粉がほとんど付着しない。 △ ： ○と×の中間。 × ： 少量の白粉が付着する。 ××： 多量の白粉が付着する。

【００３７】（８）耐スクラッチ性 図２に示した装置を用い、耐スクラッチ性を測定する。
図２において、１はフィルム、２１はキャプスタン、２
２は張力検出装置、２３は硬質クロムメッキ固定金属ピ
ン（表面粗さ：３Ｓ）を示す。

【００３８】２３℃、相対湿度６５％の雰囲気下で幅１
／２インチにスリットしたポリエステルフィルムを、硬
質クロムメッキ固定金属ピンに９０°の角度で接触さ
せ、張力１００ｇを与えながら１２７ｃｍ／ｓｅｃで９
０ｍ走行させる。走行後のサンプルをアルミニウムで蒸
着した。そして、フィルム全幅を顕微鏡で観察し、スク
ラッチ本数を下記のようにランク付けをした。

【００３９】スクラッチの数 ◎ ： 無し ○ ： 少ない △ ： ○と×の中間 × ： 多い ××： 極めて多い

【００４０】実施例 １ エステル化反応缶を昇温し２００℃に到達した時点で、
テレフタル酸を８６．４部及びエチレングリコールを６
４．６部を仕込み、撹拌をしながら触媒として三酸化ア
ンチモンを０．０３部、酢酸マグネシウム４水和物を
０．０８８部、トリエチルアミンを０．１６部を仕込ん
だ。次いで、加圧昇温を行いゲージ圧３．５ｋｇ／ｃｍ
² 、２４０℃の条件で加圧エステル化反応を行った後エ
ステル化反応缶内を常圧に戻し、リン酸トリメチル０．
０４０部を添加した。さらに２６０℃に昇温しリン酸ト
リメチルを添加３０分後に、平均粒径０．５μｍである
カルサイト型合成炭酸カルシウムのエチレングリコール
スラリーを粒子含有量として２．０部を添加した。３０
分後、得られたエステル化反応生成物を重縮合反応缶に
移送し、２８０℃で減圧下重縮合反応を行い、固有粘度
０．６２０のポリエステルを得た〔ポリエステル
（Ａ）〕。

【００４１】一方、合成炭酸カルシウムの代りに熱伝導
率が０．０４５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃でかつ突起形
成能２個／ｍｍ² である平均粒径が０．０６μｍのδ−
アルミナ微粒子のエチレングリコールスラリーを粒子含
有量として２．０部を添加し、リン酸トリメチルの添加
量を０．０４５部とし、リン酸トリメチル添加後δ−ア
ルミナ微粒子を添加するまでの時間を１５分とする以外
は、上記ポリエステル（Ａ）の製造法と同様にして重合
を行い、固有粘度０．５８のポリエステルを得た〔ポリ
エステル（Ｂ）〕。

【００４２】さらに、上記ポリエステル（Ａ）の製造に
おいて、合成炭酸カルシウムの添加を止め、添加微粒子
を全く含有していない固有粘度０．６２０のポリエステ
ルを得た〔ポリエステル（Ｃ）〕。

【００４３】次いで、ポリエステル（Ａ）、ポリエステ
ル（Ｂ）、ポリエステル（Ｃ）を２５：１２．５：６
２．５の重量比で混合し、乾燥後２９０℃で溶融押出し
し、９０℃で縦方向に３．５倍、１１０℃で横方向に
３．５倍延伸した。その後２２０℃で熱処理して、１５
μｍの配向ポリエステルフィルムを得た。該フィルムの
特性を第１表に示した。

【００４４】比較例 １ 高熱伝導性微粒子を含有するポリエステル（Ｂ）を使用
せず、ポリエステル（Ａ）とポリエステル（Ｃ）を２
５：７５の重量比に混合する以外は、実施例１と同様に
してフィルムを得た。

【００４５】比較例 ２ ポリエステル（Ｂ）で使用する高熱伝導性微粒子の代り
に、熱伝導率が０．００４ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃で
あり、かつ突起形成能が３個／ｍｍ² の熱分解法シリカ
微粒子（アエロジル ＯＸ５０）を用いるほかは、実施
例１と同様にしてフィルムを得た。

【００４６】比較例 ３ ポリエステル（Ｂ）で使用する高熱伝導性微粒子とし
て、平均粒径が０．４２μｍでかつ突起形成能が５３個
／ｍｍ² であるγ−アルミナを用いるほかは、実施例１
と同様にしてフィルムを得た。

【００４７】比較例 ４ 合成炭酸カルシウムを含有するポリエステル（Ａ）を使
用せず、ポリエステル（Ｂ）とポリエステル（Ｃ）を１
２．５：８７．５の重量比に混合する以外は、実施例１
と同様にしてフィルムを得た。

【００４８】実施例 ２ ポリエステル（Ａ）で使用する合成炭酸カルシウムとし
て、バテライト型合成炭酸カルシウムを用いるほかは、
実施例１と同様にしてフィルムを得た。

【００４９】比較例 ５ ポリエステル（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）とポリエステ
ル（Ｃ）を２：１２．５：８５．５の重量比に混合し、
フィルム中の合成炭酸カルシウムの含有量を０．０４重
量％とする以外は、実施例２と同様にしてフィルムを得
た。

【００５０】比較例 ６ 実施例２のポリエステル（Ａ）で使用した合成炭酸カル
シウムを、平均粒径０．３５μｍのカオリンに変更する
以外は実施例２と同様にしてフィルムを得た。

【００５１】実施例 ３ ポリエステル（Ｂ）で使用する高熱伝導性微粒子とし
て、熱伝導率が０．０６０ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃で
かつ突起形成能が４個／ｍｍ² である平均粒径が０．０
９μｍの六法晶形窒化ホウ素微粒子を用いるほかは、実
施例１と同様にしてフィルムを得た。

【００５２】比較例 ７ 実施例３のポリエステル（Ａ）で使用した合成炭酸カル
シウムの平均粒径のみを０．２μｍに変更する以外は、
実施例３と同様にしてフィルムを得た。

【００５３】比較例 ８ 実施例３のポリエステル（Ａ）で使用した合成炭酸カル
シウムの平均粒径のみを２．０μｍに変更する以外は、
実施例３と同様にしてフィルムを得た。

【００５４】

【表１】

【００５５】表１から明らかなように、この発明に従う
フィルムは、平坦易滑性、走行耐久性、耐削れ性、及び
耐スクラッチ性のいずれの特性においても良好であり、
高品質であることがわかった。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、この発明の磁気記録媒体
用ポリエステルフィルムは、特定粒径の合成炭酸カルシ
ウムと突起形成能が実質上無くかつ熱伝導率が高い微粒
子とを特定量含有している。そのため、平坦易滑性、走
行耐久性、耐削れ性、及び耐スクラッチ性に極めて優れ
た高品質の磁気記録媒体用ポリエステルフィルムを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のフィルムの走行耐久性を評価するた
めの装置の模式図である。

【図２】この発明のフィルムの耐スクラッチ性を評価す
るための装置の模式図である。

【符号の説明】

１ フィルム １１ クランク １２ フリーローラー １３ 張力検出装置 １４ 市販ＶＴＲ用ガイドピン １５ ウエイト ２１ キャプスタン ２２ 張力検出装置 ２３ 硬質クロムメッキ固定金属ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１１Ｂ 5/704 7215−5Ｄ // Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒径が０．３〜１．５μｍの合成炭
   酸カルシウムの０．０５〜２．０重量％と、熱伝導率が
   ０．０１ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以上でありかつ突起
   形成能が１０個／ｍｍ² 未満である高熱伝導性微粒子の
   ０．０５〜２．０重量％とを含有することを特徴とする
   磁気記録媒体用ポリエステルフィルム。