JPS61237623A - 磁気テ−プ用ポリエステルフイルム - 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、磁気テープ用ポリエステルフィルム、とりわ
け高密度磁気テープ用ポリエステルフィルムに関する。

（従来の技術と発明が解決しようとする問題点）近年の
磁気記録媒体の記録密度の向上には、著しいものがあり
、それとあいまって磁気記録システム全体の小型軽量化
が急速に進んでいる。

記録密度の向上には、従来より磁性材料の磁気特性の改
良や新しい磁気記録システム、例えば垂直磁気記録方式
の開発等が行なわれている。

前者の点では、従来オーディオ用やビデオ用、フロッピ
ーディスク用等に用いられているγ−Ｆθ２０３から、
より高い性能ケ有する０ｒ０８や００を併用したγ−Ｆ
θ２０ｓ、更にはメタル磁性体と通称される純鉄を主成
分とする磁性体が使用されるに至っている。

また−万では、磁性体層に全く余分な媒体を含まないＩ
Ｑθ％磁性体の金網薄膜を例えば、蒸着やイオンブレー
ティングなどの手法により設ける方法などが開発され、
天川化検討が行なわれている。−万磁気記録方式として
も、これ迄の面内記録に代り、垂直記録方式が提案され
、実用化に向けての開発研究が活発に進められている。

何れにしても、これらは基体上に磁気記録層を設けるこ
とにより得られる。

これらの基体フィルムとしては、通常二軸延伸されたポ
リエチレンテレフタレートフィルムＣ以下「ポリエステ
ルフィルム」という。）が用いられている。

ポリエステルフィルムは、耐熱性、機械的強度、耐候性
に優れていること、比較的安価であることから、磁気テ
ープ用の基体フィルムとして広く用いられている。

このポリエステルフィルムを磁気テープ用の基体フィル
ムとして用いる為には、種々の要求　−特性を満足する
ことが必要である。なかでも高記録密度の要求に応える
為には、ベースフィルムの平坦易滑性が極めて重要な特
性である。

即ち、記録密度を高くするためには、記録波長を短くす
る必要があり、それに伴ない磁性層の厚みを更に薄くす
ることが必須である。例えば、従来のγ−Ｆｅ、０８を
主体とした磁性材料を用いた場合と比べると、純鉄を主
と１５だ磁性材料を用いる場合には、約半分又はそれ以
下の磁性塗膜の膜厚である。−万、基体表面に磁性金属
薄膜層を設けた磁気記録媒体の場合には、磁性層の厚み
は、更に一桁薄くなり高々Ｏ１！μ程度である。

かくの如く高記録密度化に伴なって、磁性層を薄くする
ことが必須の要件となるために、従来タイプにも増して
基体フィルムの表面の凹凸が磁性層表面に反映され、磁
気テープの性能、例えばビデオ出力、出力の時間変動、
信号の欠落等の電気的性質に大きな影響を及ぼす。

従って、高記録密度用の基体フィルムの開発にあたって
は、従来にも増して、その表面が平坦であることが望ま
れている。

しかしながら、ボリエヌテルフイルム支持体の表面を平
坦にすればする程、逆にフィルムの滑り性が低下し、取
扱いに重大な支障をきたす。

即ち、滑り性の良くないフィルムは、フィルムいたりし
わが発生したりし易く、基材フィルムとして使用し得な
いか、敢えて無理に使用したとしても製品歩留りが低下
しコスト上昇を招く。

従って、平坦であると同時にフィルムの滑り性に優れ【
いることは、磁気テープ用基体フィルムとして必須の要
件である。

一万、磁気記録システムのコンパクト化ニ伴い一定の容
積に蓄えられる情報量を増す為には、磁気記録媒体の高
密度化及び薄層化と共に基体フィルムの薄膜化が要求さ
れるようになった。

しかしながら、薄膜化するとそれに伴いベースフィルム
の力学的強度が不足してくる。これを補う為、一般には
テープの走行方向即ち基体フィルムの縦方向に強度を強
くした、いわゆるテンシライズフイルムが使用されてい
る。しかしながら高記録密度用に製造されたテンシライ
ズフイルムは、特にその製造工程において傷が生起し、
比較的記録密度の低いオーディオ用や汎用ビデオの長時
間用にはかろうじて使用できても、更に高記録密度用の
例えばｔ１ビデオ用やデジタルオーディオ用等に使用で
きず、またかろうじて使用できるものが得られたとして
も製品の歩留りがこれ迄は極めて低かった。

特にベースが平坦になればなる程、製造工程で傷の入る
程度が増える為、傷入りのない平坦、易滑なフィルムを
得ることは、これまで極めて困難であった。

更に、前述の磁気記録システムの小型軽量化、例えば録
画、再生が可能なカメラ一体型のビデオシステムが普及
するにつれて、これ迄の据置型と異なり屋外での使用頻
度が増していく。従って屋内で。使用される場合に比べ
、磁気テープは、温・湿度的にも相当過酷な雰囲気で使
用される。その為、ベースフィルムの熱的寸法安定性は
、従来にも増して重要であり、寸法安定性が劣ると磁気
テープの変形によって、録画した画像が再生時に歪みを
生じる。

従来より縦軸方向にテンシライズされたポリエステルフ
ィルムは、高温下に曝されると、バランスフィルムに比
べ寸法安定性、即ち熱収縮率が更に劣っており、その改
良が望まれていた。

以上詳述した如く、本発明者らは、平坦で縦方向に高強
度化した二軸延伸ポリエステルフィルムであって、フィ
ルムの易滑性、巻き特性に優れ、しかも製造工程での傷
の発生が少なく、ルムな歩留良く得るべく鋭意検討を重
ねた結果、本発明を完成したものである。

Ｃ問題点を解決するための手段） 本発明の要旨は、平均粒子径０．７〜０．４μの実質的
にアナターゼ型の二酸化チタン化合物をθ、０／−／重
ｉｔ％含有し、フィルムの表面粗度としてＲａが０．０
０　ｊ　〜０．０　／　！；　ｆｉ、Ｒｍａｘがθ、Ｉ
ｇμ未満であり、フィルムの縦方向のＦ　−ｊ値が／　
４’　ｋｇ／ｘ♂以上、かつフィルムの熱収縮率とＩＩ
Ｐ−ｊの関係が下記式を満足する磁気テープ用ポリエス
テルフィルムに存する。

日≦０．０りＩ’−ｏ、、ｉｓ 以下本発明を更に詳細に説明する。

本発明におけるポリエステルフィルムは、ポリエチレン
テレフタレートを主体とするポリマー、例えばポリエチ
レンテレフタレートホモポリマー、エチレンテレフタレ
ートが少くとモｇＯモル優以上であるコポリマー、ブレ
ンドポリマー、ブロックコポリマー等を溶融フィルム化
、延伸して得られるものが好ましい。本発明の特徴の一
つは、そのポリエステル中の不活性物質粒子にある。即
ち、よく知られているように、ポリエステルフィルムの
走行性を改良するためにはフィルム中にポリエステルに
対し不活性な微粒子を存在させれば良いが、本発明者ら
は本発明で必要な表面゛粗度を得るためには、かかる−
　７　＝ 粒子を平均粒径Ｑ、ｌ〜０．６μのアナターゼ型の二酸
化チタンをポリエステルに対し０．０１〜ノ重量％、好
ましくは０．Ｏｋ−／重量％、さらに好ましくはＱ、／
〜ノ重量貴兄有すればよいことを知得した。

本発明で使用する二酸化チタンは、実質的にアナターゼ
型のものでなげればならない。

ルチル型の二酸化チタンは粒子の分散性に劣り、またア
ナターゼ型に比べ粒子の硬度が高く、磁気テープ製造工
程中や走行時にベースフィルムの削れが起り、好ましく
ない。また二酸化チタンの製造工程、特に焼成工程にお
いて、結晶形態及び粒子径を保つ為にカリウム化合物や
りん化合物を少量含有していても何ら差しつかえない。

本発明において、二酸化チタンの使用量が０．０／重童
チ未溝の場合は、フィルム表面に発現する突起の個数が
不足し、またＲａがｏ、　ｏ　ｏ　ｚ未満となり好まし
くない。ノ優を越えて用いた場合には、往々にしてポリ
マー中に凝集粒子を発生させ、そのためフィルム表面に
粗大突起によるドロップアウト多発の原因となり好まし
くない。また、二酸化チタンの粒子径がＱ、Ａμを越え
るとフィルムの表面粗度が大きくなり、磁気テープの出
力の低下を招くので好ましくない。

０、　／μ未満では、滑り性が低下し、フィルム製造時
の巻き特性が劣り、好ましくない。

本発明で使用するアナターゼ型二酸化チタン化合物は、
特に縦方向に強化延伸されたフィルム、即ちテンサフイ
ルムの製造時に好ましい効果を有することが判明した。

縦方向に強化されたテンサフイルムＣ以下「タテーテン
サフイルム」と略す。）は、通常、最初に縦方向、つい
で横方向に延伸後、更に再縦延伸が行なわれる。

この再縦延伸は、設備コスト、生産性の点から、一般に
ロール延伸法によって行なわれる。その為ロールによる
傷の発生をいかに抑制するかが重要である。通常のオー
ディオ用や汎用ビデオ用のタテーテンサフィルムでは、
フィルム表面の粗度が高く、そのため比較的傷付きが少
ない。

また多少価があってもそれ程大きな問題とはならないが
、高密度記録用の例えば純鉄や磁性金属薄膜を用いる磁
気テープ用ベースの場合には、特に表面が平坦である為
、フィルム表面に傷が入り易く、またフィルム表面の傷
の程度も許容限度が極めて厳しいものである。

これに対し、本発明のアナターゼ型の二酸化チタンを用
いた場合には、フィルムの表面粗度が低いにもかかわら
ず、再延伸時の傷の付き具合が極めて少なく、製品の歩
留りがこれまでに比べて飛躍的に向上する。この原因は
明らかではないが、粒子の有している硬さ、及び突起の
形状、分布等の複合的な効果によるものと推定される。

本発明のタテーテンサフイルムの縦方向のＦ−５値は、
ｌダゆ／ｗ”以上、更に好ましくは、’　！；　’Ｑ／
ｍ”以上がよい。また得られるフィルムの表面粗度は、
平均突起高さＲａとしてｏ、ｏｏｓ〜０．０１ｓｔｔが
好ましい。Ｒ＆がｏ、ｏｏｚμ未満では、フィルムの巻
き特性や加工工程での工程通過性が劣り好ましくない。

Ｒａ　ｆＪ’　ｏ、ｏ　ｔ　１μを越えると磁気テープ
とした時の出力の低下を招き好ましくない。また、Ｒｍ
ａｘが０．１ｇμを越えると出力低下やドロップアウト
が増すため好ましくない。

本発明において使用する二酸化チタンは、通常、一般に
行なわれている分級処理や、濾過処理を施して、粗大粒
子を取り除くことが必要である。その為には周知の風力
分級や遠心分級、静止沈降法による分級方法が採用され
、これらとフィルターによる濾過が適宜組み合わせて用
いられる。

更に本発明は、上記フィルムの特性に加えて、フィルム
の縦方向の熱収縮率０日％）とＦ−、ｌ−値（ｗゆ／韻
２）が以下の関係を満足することが必要である。

Ｓ≦Ｏ１θりｖ−ｏ、３ｇ 更に好ましくはＳ≦０．０’１Ｆ−０，！；ｋ　がよ（
ｌ　。

縦方向の収縮率が上記規定の範囲を越えた場合には、磁
気テープとした際の録画再生時の画像の歪みが大きくな
り好ましくない。

縦方向の熱収量率を本発明の範囲内にする為には、即ち
、縦方向のＦ−、ｌ−値を低下させないで収縮率のみ小
さくする為には、弛緩処理を行なうとよい。

一般に熱収縮率を下げる為に、熱固定温度を高くしたり
、いったん熱処理後、再度熱処理を施す方法等が用いら
れるが、前者はフィルムの結晶化度が高（なり、フィル
ムの副摩耗性やＦ−！値が下るので好ましくない。後者
はフィルムの？−、ｉ値の低下や設備・工程費用がかさ
み好ましくない。

本発明のベースフィルムの厚みは、ｑ〜コＳμ好ましく
はｔ〜７ｇμがよい。本発明に係るフィルムの横方向の
Ｆ−ｊ値は特に限定されないが、通常ｇ〜／　ｒ　ｋｇ
／ａｄである。また横方向の熱収縮率は特に制限はない
が、好ましくはｌ装具下、更に好ましくはＯ，Ｓ％以下
である。

本発明では、必要であれば、アナターゼ型の二酸化チタ
ン以外に例えば炭酸カルシウムやりん酸カルシウム、ア
ルミナ、シリカ、カオリン、クレイ、合成ゼオライト等
の微粒子を併用してもよい。その添加量は、ｏ、ｏｏｓ
〜０．コ貴兄係である。また上記微粒子以外に反応系で
触媒残渣とりん化合物との反応により析出させた微細る
。

粒子量は、ポリエステル中にＯ０θ！〜ｏ、１７重量％
である。

本発明における二酸化チタンのポリエステル中への添加
は、重縮合開始前、重縮合中、重縮合後の何れでもよい
が、重縮合前または重縮合反応初期が特に好ましい。重
縮合反応触媒としては、通常用いられる＋３ｂ、　Ｇｏ
、　Ｔｉ、ｓｎ、　Ｓｉ化合物が使用できる。

（実施例〕 以下、本発明を実施例を挙げて詳述する。

なお、本発明における種々の物性値及び特性は以下の如
くして測定されたものであり、又は定義される。実施例
中、「部」および「％」はそれぞれ「重量部」および「
重量％」を意味する。

（１）　　不活性粒子の平均粒径 粒子を電子顕微鏡を用いて写真法により測定した。

（２）平均突起高３　　Ｒａ、　ＲｍａｘＪＩＳ　ＢＯ
ＡＯ／−１ｑり６記載の方法によった。

測定は、表面粗さ測定機、モデル８ＩＩｌ−３Ｆ〔小坂
研凭所製〕を用いて行なった。触針径コμ、触針圧３θ
１１１９、カットオフ値ｏ、ｏｇμ、測定長はコ−ｔ　
ｍｘとした。測定はノコ点打ない、最大値、最小値をそ
れぞれカットし、１９点の平均値で示した。

（３）Ｆ−ｚ値の測定 テンシロンＤ　Ｔ　Ｍ−■型（東洋ボールドウィン社製
〕を用い室温で測定した。Ｆ−４値は、Ｓ％伸長時に加
えられた力をフィルムの単位断面積当りに加えられた力
（ｋｇ／ｙｓｔｎ２）で表わしたものである。

（４）熱収縮率の測定 長さ／　９００　ｍｍ　、幅２０朋のフィルムを無荷重
で１００℃、３０分エアーオープン中で熱処理した後の
寸法変化を測定し、変化率を求めた。

（５）　　フィルム表面の偏入りの評価暗室でフィルム
面に光を当て、以下に示すように偏入りの程度を評価し
た。

フィルムの全面に目視で観察できる傷が入ったもの：　
　　　　　　　　　　　×フィルムの一部に傷が入った
もの；　　△フィルムの表面の偏入が殆んどないもの二
〇（６）　　白粉の評価 第７図に示す走行系でフィルムを２００＠長にわたって
走行させ（Ｉ）で示した４ｍｍ　ｌの８Ｔ］８ダコＯＪ
コ　の表面仕上げ０．−〇のビン上に付着した摩耗量を
目視評価し、下に示す基準に従って評価した。なおフィ
ルム速度は／　Ｏｍ／ｆｆ１ｉｎとし、張力は約ユｏｏ
ｇ、ビンとの巻き付は角は１３！；°とした。

付着が殆んどない　二　〇 若干付層する　　　：　Δ 付潰量が多い　　　：　× （７）　　巻き上げロール外観 ロール状に巻き上げた際のロール表面及び端面の外観を
以下のように判定した。

ロール表面に殆んどシワやツブ状欠陥 を有さす端面が揃っているもの二　　〇ロール表面にシ
ワは殆んどないが、ツ ブ状欠陥が若干発生し、端面が少し不 揃いのもの：　　　　　　　　　　　△ロール表面にシ
ワが発生したり、また は、端面が不揃のもの：　　　　　　×（８）磁性層の
形成 磁性層の形成は次の方法で作成した。

下記に示す磁性塗料をグラビアロールにより塗布し、コ
θθθガウスの磁場を印加しつつ乾燥膜厚３μになるよ
う塗工した。

Ｉｒｅ系メ系層タル磁性粉　　　　１００部塩化ビニル
−酢酸ビニル共重合体　　　７０部ポリウレタン樹脂　
　　　　　　　１９部レシチン　　　　　　　　　　３
部 トルエン　　　　　　　　　６０部 シクロヘキサノン　　　　　　　　　Ｓ部ＭＩＩＩＫ　
　−レエチル引−ン→　　　　　　　　　　り　。部上
記磁性粉含有粗成物をボールミルで充分混合分散後、コ
ロネー）Ｌ（日本ポリウレタン社Ｈ）Ａ；部を刃口え、
均一に混合して、磁性塗料を作成した。

かくして得られた試料に対して、ヌーバーカレンダー処
理を行なった後、所定幅にスリットしてビデオテープを
作成し、電磁気特性を評価した。

（８）ヌキュー（画鐵の歪み）評価 ビデオテープをデツキにかけて、基準信号を録画し、１
０℃、湿度ｇｏ％の状態で６時間処理後、再生装置にか
けて画像の歪みを測定した。

実施例ノ ジメチルテレフタレートｌｏｏ部、エチレンクリコール
Ａθ部及び酢酸マグネシウム・四水塩０．０９部を反応
器に入れ、加熱昇温するとともにメタノールを留去して
、エステル交換反応を行ない、反応開始から１時間を要
してコ３゜℃に昇温して実質的にエステル交換反応を終
了した。

ついで、平均粒径０．３μの実質的にアナターゼ型の二
酸化チタンを予め分級ろ過処理したものを０．３重音チ
添加し、更にエチルアシッドフォスフェート０．Ｑ１１
部及び三酸化アンチモンｏ、ｏｙ部を加えて１時間重縮
合を行ない、極限粘度０．Ａｔのポリエチレンテレフタ
レート樹脂を得た。

該ポリマーを真空乾燥後、押出機を通して厚さ７７θμ
の非晶質の原反を作成し、ついで縦方向にダ倍、横方向
に３．９倍延伸し、更に縦方向に１．１倍再延伸し、縦
方向に弛緩処理を施して、縦方向に強化された厚さｌＯ
μの二軸延伸フィルムを得た。該フィルムには再延伸工
程でのフィルムの表面への傷入りは殆んど認められず、
またスリット後ロールに巻いた際の状態も極めて良好で
あった。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。

実施例コ 実施例ノにおいて、粒径０．−μの二酸化チタンを用い
、添加量を０．６重ｉ％とした以外は、実施例ノと同様
にして、縦方向に強化した二軸延伸ポリエステルフィル
ムを得た。特性の評価結果な光ｌに示す。

実施例３ 平均粒径ｏ、ｌＩμの二酸化チタン０．３重量％を添加
して得られたポリエステル樹脂を用い、実施例ノと同様
にして縦方向に強化された二軸延伸フィルムを得た。結
果を表７に示す。

比較例１ 平均粒径Ｏ，Ｓμのルチル型二酸化チタン０．３優を雄
刃ｎしたポリエステル樹脂から実施例７と同様にして縦
方向に強化された二軸延伸ポリエステルフィルムを得た
。但し、弛緩処理は行なわなかった。フィルムの評価結
果を表１に示す。

その結果、ルチル型の二酸化チタンは、フィルム走行試
験時の白粉の付着が多く、特性に劣るものであった。

比較例コ ニスチル交換触媒として酢酸カルシウム−水塩０．０ｇ
部と酢酸リチウム・二水塩θ、θ／ｇ部とを反応器に入
れ、加熱昇温すると共にメタノールを留去してエステル
交換反応を行ない、反応開始からり時間を要してコ、ｙ
ｏ℃に昇温し、実質的にエステル交換反応を終了した。

次に、このエステル交換反応終了物にりん酸０．０２部
、トリエチルホスフェート０．１９部及び三酸化アンチ
モンＯ，Ｏａ部を添加した後、常法に従って重縮合反応
を行なった。４時間後反応を停止し、極限粘度θ、６６
のポリエチレンテレフタレート樹脂を得た。ポリエステ
ル中には微細な析出粒子を数多く含有しており、約０．
３％の粒子量であった。この原料を用いて実施例１と同
様にして縦方向に強化された二軸延伸ポリエステルフィ
ルムを得た。但し弛緩処理は行なわなかった。

該フィルムの評価結果を表７に示す。得られたフィルム
は、表面に傷が多く、また巻き姿もツブ状欠陥が多数見
られ、製品としての価値の劣るものであった。

特開昭６ｌ−２３７Ｇ２３　（７） １７７一 （発明の効果フ 本発明によれば平坦易滑で、縦方向のＦ−３値が高く、
かつ熱収縮率が低く、しかもフィルム表面への傷の入り
が少なく、フィルムの巻き特性や加工工程での工程通過
性に優れた高密度磁気テープ用に適するベースフィルム
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は白粉の付着を評価する走行系を示す図であり、
図中で（１，）は６　ｘｔｘ　ｌの硬質クロム固定ビン
、　　（ＩＤはテンションメーターを示しθは／　ｊ　
Ｏ”である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒子径０．１〜０．６μの実質的にアナター
   ゼ型の二酸化チタン化合物を０．０１〜１重量％含有し
   フィルムの表面粗度としてＲａが０．００５〜０．０１
   ５μ、Ｒｍａｘが０．１８μ未満であり、フィルムの縦
   方向のＦ−５値が１４ｋｇ／ｍｍ＾２以上、かつフィル
   ムの熱収縮率とＦ−５との関係が下記式を満足する磁気
   テープ用ポリエステルフィルム。 Ｓ≦０．０７Ｆ−０．３５ （Ｓ：１００℃で３０分加熱時のフィルムの収縮率（％
   ） Ｆ：Ｆ−５値（ｋｇ／ｍｍ＾２））