JPH09302110A - 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】 【課題】 表面が平坦で、かつ滑れ性、耐スクラッチ性
および走行耐久性に優れ、高密度記録のベースフィルム
として、特に薄手の長時間記録のベースフィルムとして
有用な磁気記録媒体用二軸配向ポリエステルフィルムを
提供する。 【解決手段】 平均一次粒径が０．０５μｍ以下、平均
凝集度が５未満、モース硬度が６以上である粒子を０．
０１〜２．０重量％、さらに平均粒径が０．２〜０．８
μｍの不活性粒子を０．００５〜０．１重量％含有し、
かつ赤外吸収スペクトルのエステル基の伸縮振動に由来
する１３００〜１０５０ｃｍ^-1の間に現れるピークの二
色指数が０．４以上０．７以下であ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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体用二軸
配向ポリエステルフィルムに関し、更に詳しくは表面が
平坦で、かつ滑り性、耐スクラッチ性および走行耐久性
に優れ、高密度記録のベースフィルムとして、特に薄手
の長時間記録のベースフィルムとして有用な磁気記録媒
体用二軸配向ポリエステルフィルムに関する。

【０００２】

【従来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に代表される二軸配向ポ
リエステルフィルムは、その優れた物理的および化学的
特性の故、磁気記録媒体例えば、磁気テープ、フロッピ
ーディスク等のベースフィルムとして今や不可欠なもの
となっている。

【０００３】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に進行している。
このため、高密度記録化により磁性層の薄膜化、テープ
の薄手化が要求されている。

【０００４】磁性層薄膜化は高密度記録では短波長で記
録されるため、磁性層厚みの出力損失の低減等のため必
要となる。例えば、汎用のビデオテープは通常、２〜３
μｍの磁性層厚みであるが、８ｍｍテープに代表される
純鉄を主成分とするメタルパウダーテープにおいては１
〜２μｍの磁性層厚みとなっている。この磁性層の薄膜
化に伴い、ベースフィルムの表面性がビデオテープの電
磁変換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。

【０００５】また、テープの薄手化はヤング率が減少す
ることで、ヘッドへの押し付け力が低下し、電磁変換特
性に悪影響を引き起こすと共に、ＶＴＲ中での走行耐久
性の低下となる。

【０００６】従来の技術ではフィルムの表面が平坦にな
るに従って、フィルムの滑り性、耐スクラッチ性が悪化
し、重大な支障をきたすことになる。例えば、二軸配向
ポリエステルフィルムの表面に磁性層を塗布し磁気テー
プとして用いる場合に、コーティングロールとフィルム
表面との摩擦摩耗により削れ性が発生したり、フィルム
表面にスクラッチが発生する。また、ＶＴＲやデータカ
ートリッジ用として用いる場合にも、カセットに高速で
巻き込む工程が削れ粉やスクラッチが発生し、Ｄ／Ｏの
原因となる。

【０００７】二軸配向ポリエステルフィルムの滑り性改
良の技術として、例えば二酸化ケイ素、二酸化チタン、
炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン等の無
機質微粒子を添加する方法（例えば、特開昭５４―５７
５６２号）、またポリエステルを製造する重合系内で、
カルシウム、リチウムあるいはリンを含む微粒子を析出
させる方法（例えば、特公昭５２―３２９１４号）など
が知られている。しかし、これら方法では磁気テープを
カセットに高速で巻き込む工程において、削れ粉やスク
ラッチが発生し、Ｄ／Ｏレベルがアップするという問題
があり、また滑り性に関しても、十分に満足する滑り性
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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の問
題を解消するため、フィルム表面が平坦であり、かつ滑
り性、耐スクラッチ性に優れ、しかも走行耐久性に優れ
た磁気記録媒体用ポリエステルフィルムを開発すべく鋭
意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち、本発明は平均一次粒径が５０ｎ
ｍ以下であり、平均凝集度が５未満、モース硬度が６以
上である粒子（粒子Ａ）を０．０１〜２．０重量％、さ
らに平均粒径が０．２〜０．８μｍの不活性粒子（粒子
Ｂ）を０．００５〜０．１重量％含有し、かつ赤外吸収
スペクトルのエステル基の伸縮振動に由来する１３００
〜１０５０ｃｍ^-1の間に現れるピークの二色指数が０．
４以上０．７以下であ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である。

【００１０】本発明におけるポリエステルとは、芳香族
ジカルボン酸を主たる酸成分とし、脂肪族グリコールを
主たるグリコール成分とするポリエステルである。かか
るポリエステルは実質的に線状であり、そしてフィルム
形成性、特に溶融成形によるフィルム形成性を有する。

【００１１】芳香族ジカルボン酸としては、例えばテレ
フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、ジ
フェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン
酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスル
ホンジカルボン酸、ジフェニルケトンジカルボン酸、ア
ンスラセンジカルボン酸等を挙げることができる。

【００１２】脂肪族グリコールとしては、例えばエチレ
ングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレ
ングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチ
レングリコール、デカメチレングリコール等の如き炭素
数２〜１０のポリメチレングリコールあるいはシクロヘ
キサンジメタノールの如き脂環族ジオール等を挙げるこ
とができる。

【００１３】本発明においては、ポリエステルとしては
アルキレンテレフタレートおよび／またはアルキレンナ
フタレートを主たる構成成分とするものが好ましく用い
られる。

【００１４】これらポリエステルのうちでも、特にポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレン―２，６―ナフ
タレートをはじめとし、例えば全ジカルボン酸成分の８
０モル％以上がテレフタル酸および／または２，６―ナ
フタレンジカルボン酸であり、全グリコール成分の８０
モル％以上がエチレングリコールである共重合体が好ま
しい。

【００１５】その際、全酸成分の２０モル％以下はテレ
フタル酸および／または２，６―ナフタレンジカルボン
酸以外の上記芳香族ジカルボン酸であることができ、ま
た、例えばアジピン酸、セバチン酸等の如き脂肪族ジカ
ルボン酸；シクロヘキサン―１，４―ジカルボン酸の如
き脂環族ジカルボン酸等であることができる。

【００１６】また、全グリコール成分の２０モル％以下
は、エチレングリコール以外の上記グリコールであるこ
とができ、また例えばハイドロキノン、レゾルシン、
２，２―ビス（４―ヒドロキシフェニル）プロパン等の
如き芳香族ジオール；１，４―ジヒドロキシジメチルベ
ンゼンの如き芳香族環を有する脂肪族ジオール；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如きポリアルキレングリコ
ール（ポリオキシアルキレングリコール）等であること
もできる。

【００１７】本発明におけるポリエステルには、例えば
ヒドロキシ安息香酸の如き芳香族オキシ酸、ω―ヒドロ
キシカプロン酸の如き脂肪族オキシ酸等のオキシカルボ
ン酸に由来する成分を、ジカルボン酸成分およびオキシ
カルボン酸成分の総量に対し２０モル％以下で共重合あ
るいは結合するものも含まれる。

【００１８】更に、本発明におけるポリエステルには、
実質的に線状である範囲の量、例えば全酸成分に対し２
モル％以下の量で、３官能以上のポリカルボン酸又はポ
リヒドロキシ化合物、例えばトリメリット酸、ペンタエ
リスリトール等を共重合したものも包含される。

【００１９】これらポリエステルは、それ自体公知であ
り、かつそれ自体公知の方法で製造することができる。
このポリエステルとしては、ｏ―クロロフェノール中の
溶液として３５℃で測定して求めた固有粘度が約０．４
〜約０．９のものが好ましい。

【００２０】本発明において、ポリエステルフィルムに
含有させる粒子は、平均一次粒径が５０ｎｍ（０．０５
μｍ）以下で、モース硬度が６以上の粒子（粒子Ａ）と
平均粒径が０．２〜０．８μｍの不活性粒子（粒子Ｂ）
の２種である。

【００２１】粒子Ａの平均一次粒径が５０ｎｍより大き
いと、フィルムの平坦性が損なわれるようになり、また
モース硬度が６未満であるとフィルム地肌の補強効果が
小さくなり、所望の耐スクラッチ性が得られなくなる。
さらに、フィルム中の粒子Ａは平均凝集度が５未満であ
る必要があるが、この凝集度が５以上になるとフィルム
の平坦性が損なわれ、電磁変換特性の低下を招くように
なる。

【００２２】また、粒子Ｂの平均粒径が０．２μｍ未満
であると、滑り性向上効果がなく、一方０．８μｍを超
えると表面性を損ない、電磁変換特性の低下を招くよう
になる。

【００２３】本発明において粒子Ａの添加量は０．０１
〜２．０重量％、好ましくは０．２〜０．５重量％であ
る。この添加量が０．０１重量％未満ではフィルムの耐
スクラッチ性に改良の効果が認められず、一方２．０重
量％を超えると含有物が多くなりすぎ、フィルム自身が
削られやすくなったり、粒子が脱落しやすくなったり、
またフィルムの平坦性が損なわれるため好ましくない。

【００２４】また、粒子Ｂの添加量は０．００５〜０．
１重量％である。この量が０．１重量％を超えた添加量
では、フィルムの平坦性を損ない磁気テープの出力低下
を招き、一方０．００５重量％未満の添加量ではフィル
ムの滑り性に改良の効果が見られない。

【００２５】粒子Ａの素材としては、例えば、ジルコニ
ア、二酸化ケイ素、二酸化チタン、窒化チタン、αアル
ミナ、θアルミナ、γアルミナ、アルミン酸マグネシウ
ム、アルミン酸亜鉛等が挙げられる。

【００２６】粒子Ｂの素材としては、例えば、カオリ
ン、タルク、カーボン、硫化モリブデン、石膏、岩塩、
炭酸カルシウム、硫酸バリウム、フッ化リチウム、フッ
化カルシウム、ゼオライト、リン酸カルシウム、二酸化
珪素、二酸化チタン等の無機化合物、架橋シリコーン樹
脂粒子、架橋アクリル樹脂粒子、架橋ポリスチレン粒
子、架橋スチレン―アクリル樹脂粒子、架橋ポリエステ
ル粒子、テフロン粒子、ポリイミド粒子、ポリイミド―
アミド粒子、メラミン樹脂粒子等の耐熱性の高分子など
を挙げることができる。

【００２７】本発明において、ポリエステルフィルムは
赤外吸収スペクトルのエステル基の伸縮振動に由来する
１３００〜１０５０ｃｍ^-1の間に現れるピークの二色指
数が０．４以上０．７以下である必要がある。この指数
が０．７より大きいと、走行耐久性の効果がみられず、
一方０．４未満であると、ヘッド当りが悪くなり、電磁
変換特性に悪影響を与えるので、好ましくない。

【００２８】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は、基本的には、例えば、融点（Ｔｍ：℃）ないし（Ｔ
ｍ＋７０）℃の温度でポリエステルを溶融押出して固有
粘度０．３５〜０．９ｄｌ／ｇの未延伸フィルムを得、
該未延伸フィルムを一軸方向（縦方向又は横方向）に
（Ｔｇ−１０）〜（Ｔｇ＋７０）℃の温度（ただし、Ｔ
ｇ：ポリエステルのガラス転移温度）で４．０〜７．０
倍の倍率で延伸し、次いで上記延伸方向と直角方向（一
段目延伸が縦方向の場合には、二段目延伸は横方向とな
る）にＴｇ（℃）〜（Ｔｇ＋７０）℃の温度で２．０〜
４．０倍の倍率で延伸することで製造できる。延伸手段
は逐次二軸延伸、同時二軸延伸のいずれでも良い。更
に、二軸配向フィルムは、（Ｔｇ＋７０）℃〜Ｔｍ
（℃）の温度で熱固定することが好ましい。例えばポリ
エチレンテレフタレートフィルムについては１９０℃〜
２３０℃で熱固定することが好ましい。熱固定時間は例
えば１〜６０秒である。

【００２９】この製造方法、条件のうちから、上記特性
を与える方法、条件を選択すると良い。

【００３０】

【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り、以下の実施
例に限定されるものではない。また、本発明で用いた測
定法は次の通りである。

【００３１】（１）粒子Ａの平均一次粒径 粒子を含有したフィルムを断面方向に厚さ１００ｎｍの
微薄切辺とし、透過電子顕微鏡（例えば、日本電子製Ｊ
ＥＭ―１２００ＥＸ）を用いて、１０万倍程度の倍率で
粒子を観察すると、これ以上粒子を分割できない最小の
粒子（一次粒子）を観察できる。この写真を用いて個々
の粒子の面積円相当の直径を画像解析装置等を用いて粒
子１０００個について測定し、平均した粒子径を粒子Ａ
の平均一次粒径とする。

【００３２】（２）粒子Ａの平均凝集度 前記平均一次粒径の測定にて得られた写真より観察され
た約１０００個の粒子について、特に凝集粒子（二次粒
子）についてはいくつかの一次粒子からできているのか
数え、一次粒子の総和を測定した粒子の数で割った値を
平均凝集度とする。

【００３３】（３）不活性粒子Ｂの平均粒径（ＤＰ） 島津製作所製ＣＰ―５０型セントリフュグル パーティ
クルサイズ アナライザーを用いて測定する。得られる
遠心沈降曲線を基に算出した各粒径の粒子とその存在量
との積算曲線から、５０マスパーセントに相当する粒径
を読み取り、この値を上記平均粒径とする（Book「粒度
測定技術」日刊工業新聞社発行、１９７５年、頁２４２
〜２４７参照）。

【００３４】（４）赤外二色指数 フーリエ変換赤外分光法における顕微全反射吸収測定法
（ＦＴ―ＩＲ 顕微ＡＴＲ法）を用い、次の条件で測定
する。

【００３５】プリズム：ゲルマニウム 入射角：４５° 分解能：４ｃｍ^-1 サンプル表面に対し、偏光子を用い、長手方向および幅
方向に偏光を入射し、赤外スペクトルを測定する。１３
００〜１０５０ｃｍ^-1の間に現れる最も強いピークの強
度を長手方向、幅方向でそれぞれ吸光度（Ａ（長手）、
Ａ（幅））で求める。Ａ（幅）／Ａ（長手）の比を赤外
二色指数とする。

【００３６】（５）低速ピンでの削れ性、耐スクラッチ
性 温度２０℃、湿度６０％の環境下で、幅１／２インチに
裁断したフィルムをＳＵＳ焼結板を円柱形に曲げた比較
的仕上げの良い固定ガイドピンに角度θ＝（１８０／１
８０）πラジアン（１８０°）接触させて毎分２ｍの速
さ、出側テンションＴ₂ ＝１００ｇで走行（摩擦）させ
る。フィルムが９０ｍ走行した後、固定ガイドピン上に
付着した削れ粉、およびフィルムのスクラッチを評価す
る。

【００３７】＜削れ粉判定＞ ○：うっすらと削れ粉が見られる △：削れ粉の存在が一見して判る ×：削れ粉がひどく付着している

【００３８】＜スクラッチ判定＞ ◎：０〜２本のスクラッチが見られる ○：３〜５本のスクラッチが見られる △：６〜１５本のスクラッチが見られる×：１６本以上
のスクラッチが見られる

【００３９】（６）電磁変換特性 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
スモジュールＬ）５重量部を加え、１時間高速剪断分散
して磁性塗料とする。

【００４０】磁性塗料の組成物： 針状Ｆｅ粒子 １００重量部（以
下、単に「部」と記す） 塩化ビニル―酢酸ビニル共重合体 １５部 熱可塑性ポリウレタン樹脂 ５部 酸化クロム ５部 カーボンブラック ５部 レシチン ２部 脂肪酸エステル １部 トルエン ５０部 メチルエチルケトン ５０部 シクロヘキサノン ５０部 この磁性塗料をポリエステルフィルムの片面に、乾燥膜
厚２．０μｍとなるように塗布する。次いで２５００ガ
ウスの直流電磁場中で配向処理した後、１００℃で乾燥
する。乾燥後、スーパーカレンダリング処理を施し、更
に下記組成のバックコート塗料を厚さ１μｍに塗布し、
乾燥させ、これを８ｍｍ幅にスリットして磁気テープを
得る。

【００４１】バックコート塗料の組成： カーボンブラック １００部 熱可塑性ポリウレタン樹脂 ６０部 イソシアネート化合物 １８部 シリコーンオイル ０．５部 メチルエチルケトン ２５０部 トルエン ５０部

【００４２】得られた磁気テープの電磁変換特性は、次
の通り測定する。測定器はシバソク（株）製ノイズメー
ターを使用し、ビデオＳ／ＮをｄＢ単位で表し、測定す
る。ＶＴＲとしてはソニー（株）製ＥＶＯ―９８００Ａ
を用い、前述の磁気テープを測定し、ブランクを基準
（±０ｄＢ）として、その相対値を電磁変換特性とす
る。

【００４３】（７）磁気テープの走行耐久性 ＶＴＲとしては、ソニー（株）製ＥＶＯ―９８００を用
い、走行開始、停止を繰り返しながら５０時間走行さ
せ、下記項目を満足する場合を走行性：良好、そうでな
い場合を走行性：不良と判断する。 （ａ）テープ端が折れたり、ワカメ状にならない （ｂ）テープが裂けたり、破断しない

【００４４】［実施例１〜３、比較例２］ジメチルテレ
フタレートとエチレングリコールとを、エステル交換触
媒として酢酸マンガンを、重合触媒として三酸化アンチ
モンを、安定剤として亜燐酸を、更に滑剤として表１に
示す添加粒子を添加して、常法により重合し、固有粘度
（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６２のポリエ
チレンテレフタレートを得た。

【００４５】このポリエチレンテレフタレートのペレッ
トを１７０℃で３時間乾燥後、押出機ポッパーに供給
し、溶融温度２８０〜３００℃で溶融し、この溶融ポリ
マーを１ｍｍのスリット状ダイを通して表面仕上げ０．
３ｓ程度、表面温度２０℃の回転冷却ドラム上に押出
し、２００μｍの未延伸フィルムを得た。

【００４６】このようにして得られた未延伸フィルムを
長手方向に二段階に分けて、それぞれ２．５倍、２．３
倍に延伸した。この一軸延伸フィルムを急冷し、続いて
ステンターに供給し、９０℃にて横方向に３．６倍に延
伸した。得られた二軸配向フィルムを２０５℃の温度で
５秒間熱固定し、８．７μｍの熱固定二軸配向フィルム
を得た。

【００４７】［比較例１］ジメチルテレフタレートとエ
チレングリコールとを、エステル交換触媒として酢酸マ
ンガンを、重合触媒として三酸化アンチモンを、安定剤
として亜燐酸を、更に滑剤として表１に示す添加粒子を
添加して、常法により重合し、固有粘度（オルソクロロ
フェノール、３５℃）０．６２のポリエチレンテレフタ
レートを得た。

【００４８】このポリエチレンテレフタレートのペレッ
トを１７０℃で３時間乾燥後、押出機ポッパーに供給
し、溶融温度２８０〜３００℃で溶融し、この溶融ポリ
マーを１ｍｍのスリット状ダイを通して表面仕上げ０．
３ｓ程度、表面温度２０℃の回転冷却ドラム上に押出
し、２００μｍの未延伸フィルムを得た。

【００４９】このようにして得られた未延伸フィルムを
長手方向に４．０倍に延伸した。この一軸延伸フィルム
を急冷し、続いてステンターに供給し、９０℃にて横方
向に３．５倍に延伸した。得られた二軸配向フィルムを
２０５℃の温度で５秒間熱固定し、８．７μｍの熱固定
二軸配向フィルムを得た。

【００５０】［比較例３］ジメチルテレフタレートとエ
チレングリコールとを、エステル交換触媒として酢酸マ
ンガンを、重合触媒として三酸化アンチモンを、安定剤
として亜燐酸を、更に滑剤として表１に示す添加粒子を
添加して、常法により重合し、固有粘度（オルソクロロ
フェノール、３５℃）０．６２のポリエチレンテレフタ
レートを得た。

【００５１】このポリエチレンテレフタレートのペレッ
トを１７０℃で３時間乾燥後、押出機ポッパーに供給
し、溶融温度２８０〜３００℃で溶融し、この溶融ポリ
マーを１ｍｍのスリット状ダイを通して表面仕上げ０．
３ｓ程度、表面温度２０℃の回転冷却ドラム上に押出
し、２００μｍの未延伸フィルムを得た。

【００５２】このようにして得られた未延伸フィルムを
長手方向に３．０倍に延伸した。この一軸延伸フィルム
を急冷し、続いてステンターに供給し、９０℃にて横方
向に４．５倍に延伸した。得られた二軸配向フィルムを
２０５℃の温度で５秒間熱固定し、８．７μｍの熱固定
二軸配向フィルムを得た。

【００５３】このようにして得られたフィルムおよび磁
気テープの特性を表２に示す。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【表２】

【００５６】この表から明らかなように、本発明による
ものは磁気記録媒体用として表面の平坦性を有しつつ、
優れた耐スクラッチ性、耐削れ性および走行耐久性を有
しており、磁気記録媒体用二軸配向ポリエステルフィル
ムとして極めて優れた特性を有している。

【００５７】

【発明の効果】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は、磁気記録媒体用として優れた表面性を有するととも
に優れた耐スクラッチ性および走行耐久性を有してお
り、磁気記録媒体のベースフィルムとして極めて優れた
特性を有している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:16 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｃ０８Ｋ 7:16

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均一次粒径が０．０５μｍ以下、平均
   凝集度が５未満、モース硬度が６以上である粒子を０．
   ０１〜２．０重量％、さらに平均粒径が０．２〜０．８
   μｍの不活性粒子を０．００５〜０．１重量％含有し、
   かつ赤外吸収スペクトルのエステル基の伸縮振動に由来
   する１３００〜１０５０ｃｍ^-1の間に現れるピークの二
   色指数が０．４以上０．７以下であ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。