JPS63300423A - 磁気記録媒体用二軸配向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、磁気記録媒体用二軸配向ポリエステルフィル
ムに関し、特に表面平滑性に優れ、かつ作業性番ζ優れ
た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。

〔従来の技術〕

一般憂ζポリエチレンテレフタレートｉこ代表されるご
ときポリエステルは、その優れた物理的、ｇよぴ化学的
特性の故に、繊維用、成型品の他、磁気テープ用、フロ
ッピーディスク用、写真用、フンデンサ用、包装用など
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
。

特に磁気記録媒体用途に関しては、近年の高記録密度化
、高品質化、長時間化、コンパクト化の要求が厳しくな
ってきているＯなかでもメタル塗布型および蒸着型の８
ＩＩＩＩビデオテープ、デジタルオーディオテープ用途
等のごとき高Ｓ／Ｎ比が要求される磁気テープは磁性層
の厚さが薄いため、使用するベースフィルムの表面形態
がそのまま磁性層に転写される。そのためベースフィル
ムの表面粗度が粗いとメタル磁性体を塗布後あるいは蒸
着後のビデオテープの電磁変換特性が著しく悪化する。

さらに汎用グレードのビデオ用ベースフィルムではビデ
オテープの電磁変換特性に影響を与えなかった微細突起
Ｔら、上記のような磁気テープ用途に８いては電磁変換
特性を悪化させる原因となる。この電磁変換特性の面か
ら考えると、不活性の無機粒子および触媒残渣昏こよる
不溶性粒子がない全（平滑な鏡面からなるベースフィル
ムが好ましいが、そのようなベースフィルム上ｌこ形成
された磁性層は、その表面がそのま凍鏡面を保つので作
業性が非常に不良である。一般にフィルムの作業性の改
良には、フィルム表面に凹凸を付与すること暑こよりガ
イドソール等との間の接触面積を減少せしめる方法が採
用されて８つ、この表面凹凸を形成させる方法として従
来より（１）フィルム原料に用いる触媒残渣から不溶性
の粒子を析出せしめる方法（特公昭４９−１３２３４号
公報および特公昭５０−６４９３号公報など）や、（２
）不活性の無機粒子の１種または２種以上をポリエステ
ル製造過程の適当な時期に添加する方法（特公昭５５−
４０９２９号公報およびＵＳＰ　３９８０６１１など）
等非常に多くの提案がなされている。

しかしながらこれら従来技術においてはこｎら原料高分
子中の粒子はその大きさが大きい程滑り性の改良効果が
大であるのが一般的であるカ、磁気テープ物にメタル塗
布型および蒸着型の８ｍビデオテープ用途のような表面
平滑性が強く要求される磁気テープ用途にはその粒子が
大きいこと自体がドロップアウト等の欠点発生の原因と
なり、さらに電磁変換特性も著しく悪化するという欠点
があった。そのためフィルム表面の凹凸を出来るだけ微
細化する必要があり、かつ作業性を損ってはならないと
いう相反する特性を同時に満足Ｔべき要求がなされてい
るのが現状である。

〔発明が解決しようとする間頴点〕

本発明は上記のような事情に着目してなされたものであ
って、その目的は特に磁気テープ用基材とりわけメタル
塗布型８薦ビデオテープおよびデジタルオーディオテー
プ等の表面平滑性を強く要求される磁気テープ用配同ポ
リエステルフィルムにおける前記従来の欠点を解消し、
表面平滑性とフィルム作業性という相反する特性を満足
する磁気記録媒体用二軸配向ポリエステルフィルムを提
供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕　　　。

即ち、本発明は磁気記録媒体用配向ポリエステルフィル
ムであって、その表面が炭酸カルシウムの添加により形
成された微細な突起を有し、かつ該表面の三次元表面粗
さ指数が下記中〜１】式を同時番こ満足する範囲番こあ
ることを特做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。

５Ｒ２１／　ＳＲａ　：　５〜２０　　　　　　（１）
ｓＲｚ　　：　　０．０８　〜０．２０　　　　　１１
）ＳΔａ　：　０．００４〜０．００８　　（１）（式
中、５１１２１は三次元十点平均粗さくμｍ）、ＳＲａ
は三次元中心面平均粗さ（μｍ　）　、Ｓｅａは三次元
平均傾斜勾配を示す。） 本発明の好ましい実施態様は炭酸カルシウムが軽質炭酸
カルシウム菫たはコロイダル炭酸カルシウムであり、さ
らに該炭酸カルシウムが下式で定義する外接円暑こ対す
る面積率が５０％以上であり、かつ平均粒子径が０．１
　＝　０．５　）ｔｒｎ′Ｊ６よび平均粒子径（μｍ）
と添加Ｊｌ（ｐｐｍ）の積が１００以上８００以下の範
囲を満足することである。

〔作用〕

不発明は上述の如く構成されるが、粒子形状が球形に近
い合氏炭醸カルシウムの平均径と添加量をある範囲内に
規制し、その結果得らｎたフィルムの突起の高さ、形状
および分布が精密に調整することにより、従来の問題息
下なわち表面平滑性と作業性といった相反する特性を満
足させたものである。

本発明方法で用いらｎるポリエステルとはポリエチレン
テレフタレート、ポリアルキレンナフタレート等との結
晶性ポリエステルであり特に限定はされないかとりわけ
ポリエチレンテレフタレートが適しており、なかんずく
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であり、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、４．４１−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−カルポキシルフエニー〜）エタン、アジ
ピン醜、セバシン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル
醜、シクロヘキサン、１．４−ジカルボン酸等のジカル
ボン僧成分、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
ロヘキサンジメタツール、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
ボン醗成分等を任意に選択便用することができる。この
他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
含んでいてもよい。

該ポリエステルの製造法としては為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、
芳香族ジ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
任意の製造法を適用することができる。

本発明に８いて、三次元表面粗さ指数の一つである三次
元十点平均粗さＬ　５Ｒｓａ　）は０．０８〜０．２０
の範囲が必要である。５Ｒｓａは好ましくは０．０９〜
０．１７であり、特に好ましくは０．１０〜０１６であ
る。ＳＲｚが０．２０を超えると特にメタル塗布型８ｍ
ビデオテープ等のような表面平滑性が強く要求される磁
気テープ用としては電磁変換特性が不充分であり、好ま
しくない。

逆に、ＳＲｚが０．０８未満では作業性が著しく悪化す
るので好ましくない。また三次元表面粗さ指数の一つで
ある三次元平均傾斜勾配Ｌ　５Ｉ６ａ　）は０００４〜
ｏ、ｏｏｓの範囲が必要である。３Ｑａは好才しくは０
．００４２〜ｏ、　ｏ　ｏ　ｓであり、特に好ましくは
０．　ＯＯ４４〜０．００８である。込ａがＯ，ＯＯ４
未満では作業性が著しく悪化するので好ましくない。逆
に表面平滑性がつよく要求されるメタル塗布型８■ビデ
オテープ等の用途では、込ａがｏ、ｏｏｓを超えるよう
な急峻なフィルム表面突起を形成させることは我々の知
見では非常番こ困難である。したがって、不発明番こ８
いて、ＳＡａの上限値は臨界的意味がなく、下限値のみ
が臨界的な意味を有する。また三次元十点平均粗さく８
Ｒｓｓ　）と三次元中心面平均粗さく　ＳＲａ　）との
比（ＳＲｚ　／　ＳＲａ　）はフィルム表面突起の高さ
の均一さを示Ｔ尺度であり、このＳＲｚ／　８Ｒａは５
〜２０の範囲が必要である。ＳＲｚ　／ＳＲａが２０を
超えるようなフィルム突起高さ分布が広い場合、かりに
先に定義したＳＲｇが本発明の範囲内であっても作業性
が著しく悪化し、好ましくない。逆に、ＳＲｚ　／　Ｓ
Ｒａが５未満の極めて均一な突起高さ分布を有するフィ
ルム表面突起を形成させることは我々の知見では非常に
困難である。したがって、不発明番こおいて、ＳＲｘ／
　ＳＲａの下限値は臨界的な意味がなく、上限値のみが
臨界的な意味をＮする。本発明において、表面突起を形
成させる不活性粒子として炭酸カルシウムを選定した理
由は特定粒径を有する種々の単−滑剤系を特定量添加し
た場合、理由は定かではないが炭酸カルシウムは他の滑
剤系よりも作業性が優れていることを見出したこと５こ
よる。本発明においてフィルム表面に凹凸を形成させる
ため憂こ添加される炭酸カルシウムは天然品（重質炭酸
カルシウム）ではなく合成品（軽質炭酸カルシウムおよ
びコ四イダル炭酸カルシウム］８使用することが好まし
い。重質炭酸カルシウムの場合、（１）粒度分布が広い
、（２）粒子形状が不規則、（３ン粗大粒子の混入等の
問題があり、好菫しくない。

また該炭醜カルシウムの平均粒子径Ｌ　Ｄｓ・　）は０
．１〜０．５声ｍの範囲が好ましい。更に好ましくは０
．１５〜０．４５声ｍであり、特に好Ｉしくは０．２０
〜０．４０声鶏である。平均粒子径（Ｄｓｏ　）が０．
５声ｍを超えると、メタル塗布型８ｍビデオテープ等の
ような表面平滑性が強く要求される磁気テープ用として
は電磁変換特性が不充分であり、好ましくない。逆６ζ
０．　ｌ声ｍ未満では作業性が要化するので好ましくな
い。また該炭酸カルシウムの平均粒子径（Ｄｓ＠）とｐ
ｐｍで表わさｎる添加＆　（０）との積（ＤＳＯＸ　Ｏ
）はｌＯＯ〜８００の範囲であるのが好ましい。更に好
ましくは２００〜７００であり、特に好ましくは３００
〜６００であるｏ　（ＤｓｏＸｃ　）が１００未満では
、たとえ平均粒子径（Ｄｓｏ）が上記範囲を満足してい
ても作業性が悪化し、好ましくない。逆に（ＤｓｏＸＣ
）が８００を超えると、メタル塗布型８■ビデオテープ
等のような表面平滑性が強く要求される磁気テープ用と
しては電磁変換特性が不充分となるので好１しくない。

また該炭僧カルシウムの粒子形状は本発明において重要
な要件の一つであり、本発明者らは粒子形状を定量的に
把握するために粒子形状を粒子の投影断面積と粒子の投
影図に外接する円の面積との比を、外接円に対する面積
率を定義した。面積率は１００％に近づくほど塊状もし
くは球状暑こ近づく。該炭酸カルシウムの外接円に対す
る面積率は５０％以上であるのが好ましい。更に好まし
くは５５％以上、特に好１しくは６０％以上である。面
積率が５０％未満では、粒子はかなり球形とは異なった
形態をしており、かかる粒子を添加した場合得られるフ
ィルム表面の突起形態は不規則なものとなり、フィルム
表面突起を精密に調整することを意図とする不発明の目
的には合致しない。

また該炭酸カルシウムは表面処理をしないものを用いて
もよいが、粒子のエチレングリコール中およびポリマー
中への分散性の同上およびポリマーとの親和性の同上の
ために該炭ヤカルシウムは表面処理したものを用いるの
がより好ましい。さらに凝集防止剤や分散助剤の使用の
有無も特に限定されない。

本発明における微粒子のポリエステル中への添加は、該
ポリエステル製造過程における任意の段階で行うことが
できるが、初期縮合が終了するまでに添加するのが特に
好ましい。またポリエステル製造過程での微粒子の添加
はスラリー状および粉末状のいずれの状態で行ってもよ
いが、粒子の飛散防止、供給精度や均一性の向上の点か
らスラリー状に分散させて添加するのが好ましく、特に
エチレングリフール（ＫＧ）のスラリーとして添加する
のが好ましい。スラリー状に分散させる場合には、それ
ぞｎの粒子本来の一次粒子を出来る限り再現するような
均一な分散を行う必要がある。また所定の平均粒径の粒
子を得るために、市販微粒子の粉砕処理や分級、および
沖過等の処理をしてもよい。微粒子をスラリーとして添
加する時は、スラリー中のｌ声ｍ以上の粒子の割合を全
粒子番こ対し、実質上Ｏｗｔ％ｉこして添加させるのが
、電磁変換特性に悪影暢を与える突起を低下させる点着
こより特に好ましい。

また、凝集しない範囲内で個々の粒子を高濃度に含有す
るポリエステルを予め別個に製造し、次いで所定の粒子
濃度番こなるようにブレンドしてもよい。

粗大粒子数を増加させず、かつ褒面平滑性番こ対し悪い
影響をおよぼさない程度の平均粒径および含有量であれ
ば、ポリエステルの製造過程で析出した微粒子、いわゆ
る内部粒子を含んでいてもかまわない。なお、フィルム
の用途が、その片面だけと金属ｐ−ルが接触するような
場合は、接触面のみを本発明の不活性無機粒子を含有せ
しめ、他面は目的に応じ不活性無機粒子を含有せしめて
も良いし、含有せしめない別の層であってもかまわない
。

〔実施例〕

次に本発明の実施例および比較例を示す。実施例中の部
は特にことわらないかぎり丁べて重！１部を意味する〇 なお本発明において用いた測定法は下記のとおりである
。

（１）平均粒子径 エチレングリフールスラリー中で不活性無機粒子を十分
に分散して得られたスラリー中における粒度分布を光透
過型遠心沈降式粒度分布測定機（３Ａ　−ＯＦ　３型島
津製作所製）を用いて測定し、その積算５０％の値を用
いた０（２）外接円に対する面積率 炭酸カルシウム粒子を走査型電子顕微鏡（日立Ｓ−５１
０型）で観察、写真撮影したものを拡大コピーし、さら
にトレースを行ってランダムに２００個の粒子を黒く塗
りつぶした。このトレース像より任意番こ２０個の粒子
を選び、各粒子について投影断面積を画像解析装ｒＩｔ
にレコ株式会社製ルーゼツクス５００型）で測定した。

また、各粒子番こ外１１’する円の面積を算出すること
により下式を用いて面積率を求めた。

（３）三次元表面粗さ指数 フィルム表面を小板研究所社製触針式三次元表面粗さ計
（５ｌｌｊ　−３ＡＫ　）を用いて、針の半径２戸ｍ、
荷重３０岬の条件下に、フィルム長手方向にカットオフ
値０．２５冒で、測定長１ｍにわたって測定し、２／１
風忘きに高さの方向のデータを量子化幅０．００３１２
μ協で外部記憶装置に取り込ませる。このような測定を
フィルムの横手方向について２戸ｍ間隔で連続的に１５
０回、つまりフィルムの横手方向０．３■の幅にわたっ
て測定する。

（インＳＲｍ　（三次元十点平均粗さ）粗さ曲面から基
準面積分だけ抜き取った力換算してｆｉｍ単位で表わＴ
ｏ （ロ）ａａａ　（三次元平均傾斜勾配）表面形状（平均
面基準による）の各切断平面により切断して求まるパー
ティクルの面積と個数の平均円半径ｒの変化をΔｒとし
てΔ２／Δｒ８各レベルの切断平面で求め、６値を平均
して三次元平均傾斜勾配とする。

（ハ）ＳＲａ　（三次元中心面平均粗さ］粗さ曲面から
その中心面上に面積Ｓ工の部分を抜き取り、この抜き取
り部分の中心面上憂こ直交座標系Ｘ軸、Ｙ軸を置き中心
図番こ直交する軸を２軸で表わ丁と次の式で与えられた
値を声ｍ単位で表わ丁。

ただし　ＬｘＬＹ＝ＳＮ （４）静摩擦係数 ＡＳＴＭ　　Ｄ　−１８９４−６３番こ準拠し、スレッ
ド式スリップテスターを用い、２３℃、６５ＲＨ％の環
境条件下フィルム／フィルム間の摩擦係数を求める。

（５）フィルムの作業性 フィルムをスリットし、ロール状に巻取るときに、巻姿
不良、しわ、空気のバブル等を生じないで問題のないス
リットロールが得うｎるかどうかを４段階番こ評価し次
のランク付で表わ丁。

×−ｍ−問題のないスリットロールを得ることは非常に
困難である Δ−−−低速で問題のないスリットロールを得ることが
出来る ０−ｍ−高速で間融のないスリットロールを得ることが
出来る ◎−−−高速で問題のないスリットロールが簡単に得ら
れる （６）電磁変換特性 得られたフィルムをバックフートしたのち磁気塗工し、
８■規格のビデオテープを得たのち、Ｓ／Ｎを測定した
。Ｓ　／　Ｎ　ＣＩＪ測定には、（株）シバツク製ＴＧ
−７／１形ＮＴＳＯＴ’Ｖ試験信号発生器および９２５
Ｄ／１形ＮＴＳＯカラービデオノイズ測定器を用い、標
準テープに対するクロマｓ　／　Ｎを３段階に評価し、
次のランク付で表わす。

Ｘ−−−≦−１１Ｂ Δ−−−−１ａＢ〜＋１ｄＥ ０−ｍ−≧＋ＩＬＢ 実施例　１〜３ 攪拌装置、分縮器、原料仕込口および生成物取り出し口
を設けた２段の完全混合槽よりなる連続エステル化反応
装置を用い、その第１エステル化反応缶のエステル化反
応生成物が存在する系へテレフタル酸（ＴＰＡ　）に対
するＫＧのモル比率１．７に調整し、かつ三酸化アンチ
モンをアンチモン原子として？ＦＡ単位当り２８９　ｐ
ｐｍを含むＴＰＡのＩＣＧスラリーを連続的に供給した
。

同時にＴＰＡのＥＧスラリー供給口とは別の供給口より
、酢酸マグネシウム四水塩のｌ１ｉＧ溶液を反応缶内を
通過する反応生成物のポリエステル単位ユニット当りそ
れぞれＭ？原子として１００　ｐｐｍとなるように連続
的に供給し、常圧にて平均滞留時間４．５時間、温度２
５５℃で反応させた。

この反応生成物を連続的に県外に取り出して、第２エス
テル化反応缶に供給した。第２エステ・ル化反応缶内を
通過する反応生成物中のポリエステル単位ユニットに対
して０．５重量部のＫＧ１トリメチルホスフェートのＦ
ｉＧ溶液そＰ原子として６４ｐｐｍ：Ｂよび本発明で規
定した範囲内の平均粒子径および外接円に対する面積率
を有する所定の種類の炭酸カルシウムをＫＧスラリー七
して、表１に示Ｔ条件で供給口より連続的に供給して常
圧番こで平均滞留時間５．０時間、温度２６０℃で反応
させた。

該エステル化反応生成物を攪拌装置、分縮器、原料仕込
口および生成物取り出し口を設けた２段の連続重縮合反
応装置に連続的に供給して重縮合を行い、固有粘度０．
６２０のポリエステルを得た。該ポリマー２よび該ポリ
マーを２９０℃で溶融押出しし、９０℃で縦方向に３．
５倍、１３０℃で横方同に３．５倍延伸した後２２０℃
で熱処理して得られた１５声ｍのフィルム特性を表１憂
こ示した。

本実施例で得たフィルムは表面平滑性および作業性に優
れており、磁気テープにした場合電磁変換特性も良好で
あった。

比較例　１〜７ 実施例１〜３番こ示す方法において、表１薔こ示す不活
性無機粒子の構成要件のいずちかが本発明で規定した範
囲外となる次階カルシウムあるいは他の不活性無機粒子
を添加した場合、表面平滑性とフィルムの作業性といっ
た相反する特性をともに満足させることができなかった
。

比較例　８〜１１ 実施例１〜３暑ζ示Ｔ方法において、表１に示すフィル
ムの表面形態が本発明で規定した範囲外となる場合も同
様、表面平滑性フィルムの作業性といった相反する特性
をともに満足させる表　１（その１） 表　１（その２） 〔発明の効果〕 以上述べた如く本発明によれは、粒子形状が球形に近い
合成品の炭酸カルシウムを添加し、急峻でかつ均一な高
さの微細突起を形成させるこ也≦こより、次のような優
れた効果を享受することができる。

（１）表面平滑性とフィルム作業性といった相反する特
性を満足することができる。

ｔ２＋フィルム表面の突起の形状、高さを精密番こ調節
下ることができる。

（３ン磁気テープとした場合、良好な電磁変換特性が得
らｎる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気記録媒体用二軸配向ポリエステルフィルムで
   あつて、その表面が炭酸カルシウムの添加により形成さ
   れた微細な突起を有し、かつ該表面の三次元表面粗さ指
   数が下記（ I ）〜（III）式を同時に満足する範囲にあ
   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。 ＳＲｚ／ＳＲａ：５〜２０（ I ） ＳＲｚ：０．０８〜０．２０（II） ＳΔａ：０．００４〜０．００８（III） （式中、ＳＲｚは三次元＋点平均粗さ（μｍ）、ＳＲａ
   は三次元中心面平均粗さ（μｍ）、ＳΔａは三次元平均
   傾斜勾配を示す。）
2. （２）炭酸カルシウムが軽質炭酸カルシウムおよびコロ
   イダル炭酸カルシウムより選ばれた炭酸カルシウムであ
   る特許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体用二軸配向
   ポリエステルフィルム。
3. （３）炭酸カルシウムが下式で定義する外接円に対する
   面積率が５０％以上であり、かつ平均粒子径が０．１〜
   ０．５μｍおよび平均粒子径（μｍ）と添加量（ｐｐｍ
   ）の積が１００以上８００以下の範囲を満足することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の磁
   気記録媒体用二軸配向ポリエステルフィルム。 〔外接円に対する面積率〕＝（粒子の投影断面積／粒子
   に外接する円の面積）×１００