JPH0781020B2

JPH0781020B2 - 磁気記録媒体用ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JPH0781020B2
Application number: JP63142419A
Authority: JP
Inventors: 親和川口; 義男目黒; 俊文滝澤; 敬原田
Original assignee: ダイアホイルヘキスト株式会社
Priority date: 1988-06-09
Filing date: 1988-06-09
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPH01311131A

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とした時の電特、走行性、耐摩耗性
に優れたポリエステルフィルムに関する。更に詳しく
は、テープ走行時の擦り傷や、摩耗粉の発生が極めて少
なく、且つ磁気テープ裁断性に優れた高密度磁気記録用
のベースフィルムに関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

ポリエステルフィルムは物理的、化学的性質に優れた特
性を有し、産業上広く用いられている。就中、二軸延伸
ポリエチレンテレーフタレートフィルムは他のフィルム
に比べ、特に平面性、機械的強度及び寸法安定性に優れ
るので磁気記録媒体の基材として今や不可欠なものとな
っている。

一方、近年磁気記録媒体の改良が急速な勢いで行なわれ
ており、これに伴ないベースフィルムへの要求も一段と
厳しいものとなってきている。例えば、ビデオテープの
ような高密度の記録を要するものでは、ベースフィルム
の表面はより平坦なものが必要とされる。しかしながら
良く知られているようにフィルム表面が平坦になると、
フィルムと接触する部分との摩擦、摩耗が大となり、フ
ィルムの傷付きや摩耗粉の発生が大きくなり種々の弊害
を引き起こすようになる。

例えばフィルム製造工程を含む磁性層塗布工程以前の段
階で摩耗粉が発生すると磁性層塗布抜けや磁性層表面へ
の摩耗粉転着によりドロップアウト増加の原因となる
し、また、磁性層表面の平坦化を目的に行なわれるカレ
ンダー処理工程で摩耗粉が生ずるとカレンダーロール表
面に白粉となって付着してしまい磁性層表面と粗らし電
特低下を招くことになる。更に製品となった後も耐摩耗
性が悪いとテープデッキ内の走行系で発生した摩耗粉が
電特低下やドロップアウトを多発させるようになる。

また、近年ベースフィルムには耐摩耗性に加え耐擦傷性
改良の要求が高まっている。これはテープダビング工程
等でテープが接触する部分から傷つけられたり、発生し
た摩耗粉からフィルムに傷が入ったりするためである。
これらの傷は外観上好ましくないということもさること
ながら、工程の汚染やドロップアウトの増加を引き起こ
すようになる。

こうしたフィルムあるいはテープの耐摩耗性、耐擦傷性
を改良するためには、ポリエステルフィルム中に不活性
な微粒子を存在させフィルム表面を適度に粗らせば良い
ことが知られている。こうした適度な粗面化は耐摩耗性
や、耐擦傷性の改良のみならず、フィルムの取扱い作業
性や磁気テープとしての走行性の改良にも寄与し得る
が、昨今の厳しい要求に充分応え得るものではなかっ
た。というのは、これら特性を充分満足するには微粒子
の配合量を増加したり、粒子の径を増加したりせねばな
らないが、こうした方法は平均粗度を高め過ぎたり、粗
大粒子の混在による粗大突起の増加を招いたりして磁気
テープの電磁変換特性の低下やドロップアウトを増加さ
せることになる。このように二律背反のこの事象を達成
することは極めて困難である。唯一、効果的な方法とし
て磁性層と反対の面に適当なコーティングを施す、いわ
ゆるバックコート法が知られているが、著しくコストが
高くなる上、特性上の諸問題もあり、実用上優れた方法
ではなかった。

一方、磁気記録材料のベースフィルムとして要求される
主要な特性の一つに易裁断性がある。これは磁気テープ
を一定サイズの幅に裁断する際、裁断性の悪いベースフ
ィルムの場合、裁断面がスジ状にめくれてしまい、場合
によっては切り粉となってはがれ落ちる現象である。こ
の現象が更に悪化すると磁性層からの粉落ちも生じてこ
れらの脱落粉はドロップアウトの原因となる。

裁断性を向上させる方法としては例えばフィルムの結晶
化度を増加させる方法が知られている。しかしながら結
晶化度の増加は耐摩耗性を悪化させるため実用上、極端
な結晶化度の増加は出来ず、ある程度、裁断性を犠牲に
してベースフィルムの設計が行なわれているのが実情で
ある。

このように磁気記録媒体用のベースフィルムにおいて耐
摩耗性、耐擦傷性及び易裁断性を簡便な手段で効果的に
改良することが出来るならば工業的に極めて有用であ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記実情に鑑みて、磁気記録媒体用のポリ
エステルフィルムについて鋭意検討を行なった結果、あ
る特定の微粒子を含有するポリエステルフィルムが耐摩
耗性、耐擦傷性及び易裁断性に優れることを見出し本発
明に到達した。

即ち本発明の要旨は、下記定義の粒度分布が2.0以下、
下記定義の体積形状係数（ｆ）が0.1〜π/6、平均粒径
が0.005〜0.1μｍのAl₂O₃粒子（ａ）を0.05〜5.0wt％、
及び粒子（ａ）よりも大きい平均粒径を有しかつ平均粒
径が0.1〜３μｍの不活性粒子（ｂ）を0.05〜2.0wt％含
有するポリエステルフィルムであり、該フィルムの厚さ
方向の屈折率が1.492以上であり、かつ該フィルムの極
限粘度が0.52〜0.62の範囲であ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に存する。

粒度分布：粒径の大きい方から積算した場合の重量分率
が75％（d75）と25％（d25）の時の粒径比（d25/d75）体積形状係数（ｆ）:V/D³（Ｖは不活性微粒子の体積、
Ｄは不活性微粒子の直径を表す）以下本発明を更に詳細に説明する。

本発明でいうポリエステルとは、テレフタル酸又はその
エステルとグリコールとを重縮合させて得ることのでき
るポリエステルである。

このポリエステルはテレフタル酸とグリコールとを直接
反応させて得られる他、テレフタル酸のアルキルエステ
ルとグリコールとをエステルとをエステル交換反応させ
た後重合縮合せしめるか、あるいはテレフタル酸のグリ
コールエステルを重縮合せしめる等の方法によっても得
ることができる。

本発明においてはポリエステルに配合する粒子の硬度の
点、及び粒径の異なる２種以上の粒子を併用すること、
更にフィルムと成したときの極限粘度の点に特徴を有す
る。即ちポリエステルフィルムの取扱い作業性や耐摩耗
性を改良するため、及び磁気テープ化後の走行性、耐摩
耗性、及び耐擦傷性を改良するためには、ポリエステル
に対し不活性な微粒子を含有させれば良いことは既に知
られている。本発明者らはかかる粒子として特定の平均
粒径、粒度分布、体積形状係数を有するAl₂O₃粒子
（ａ）とそれより粒径の大なる他の粒子（ｂ）を併用す
るならば、これらの特性が顕著に改良でき、特に耐擦傷
性が極めて顕著に改良できることを見出した。更に、こ
れらの特性以外に磁気テープを一定幅に裁断する際の裁
断性を改良するにはフィルムの極限粘度を0.52〜0.62に
すれば良いことを見出し本発明に到達した。

本発明において特に好適に用いられるAl₂O₃は通常いわ
ゆる熱分解法により得られるものであり、一般に10mμ
から100mμ程度の粒径を有するものである。この場合Al
₂O₃の一部例えば30重量％未満がSiやNa、Ｋ、等の酸化
物で置換されていても良い。

本発明で用いる粒子（ａ）の粒度分布（d25/d75）は2.0
以下であり、好ましくは1.5以下、より好ましくは1.3以
下である。粒度分布が2.0を超えと、フィルムの耐擦傷
性、耐摩耗性が劣るようになり、磁気テープとしたとき
にドロップアウトが増加したり、出力の低下、変動が大
きくなり、好ましくない。

また、粒子（ａ）る体積形状係数（ｆ）は0.1〜π/6、
好ましくは0.2〜π/6である。体積形状係数が0.1未満、
すなわち、形状が球状から遠ざかるにつれ、フィルムの
耐擦傷性、易滑性の改良効果が不十分となる。

また用いる粒子（ａ）の比表面積においても特に制限は
ない。例えば平均粒径0.5μの粒子は真球かつ密度を2g/
cm³と仮定した場合6m²/g程度の比表面積を有するが、40
0m²/g程度のポーラスなものまで好適に使用できる。

これらの粒子（ａ）は各種の表面処理剤でその表面が変
性されていてもよい。

通常エチレングリコールやポリエステルとの親和性を改
良する目的で用いられるこれら表面処理剤は、一般に粒
子に対して５重量％以下の量適用されるが、その例とし
て、例えばシランカップリング剤やチタンカップリング
剤を挙げることができる。

粒子（ａ）が耐擦傷性に良好な結果をもたらす作用機構
は明確になっていないが、フィルムが接触する部分の硬
度より高い粒子に効果が顕著であることから、フィルム
表面突起を形成する該粒子が、接触する箇所の鋭利な部
分を摩耗させることによりフィルム表面への傷つきが少
くなるものと考えられる。更に、本発明はこの高硬度の
粒子（ａ）より平均粒径が大きい他の粒子（ｂ）を併用
することに特徴を有する。この粒子（ｂ）としてはポリ
エステルに対し不活性な粒子であれば無機粒子、有機粒
子いづれでもよい。

粒子（ｂ）のモース硬度も特に制限はないが好ましくは
粒子（ａ）の硬度より低い方が良い。また、必要に応じ
て２種以上の粒子を併用してもよい。

本発明は、更にフィルムにした時の極限粘度が0.52〜0.
62の範囲にあることを特徴とする。易裁断性は極限粘度
が低い程良好であるが、極限粘度を0.52未満にすると製
膜時破断が多発し生産性に支障をきたすので好ましくな
い。逆に0.62を越えると易裁断性改良効果が不充分とな
る。特に好ましくは0.54〜0.60の範囲である。

なお、本発明では粒子（ａ）として、平均粒径が0.005
〜0.1μｍのものを用い、その含有量はポリエステルに
対し0.05〜5wt％、好ましくは0.1〜2wt％であり、これ
と併用する粒子（ｂ）として、平均粒径が0.1〜3.0μ
ｍ、好ましくは0.3〜1.5μｍのものを用い、含有量はポ
リエステルに対し0.05〜2.0wt％、好ましくは0.1〜1.0w
t％である。粒子（ａ）の平均粒径が0.1μｍを越えると
併用する大粒子の効果が不充分となる易滑性、耐摩耗性
に劣り、一方、粒子（ａ）の平均粒径が0.005μｍ未満
では、耐擦傷性の改良効果が劣り好ましくない。また、
該粒子の含有量が0.1wt％未満では耐擦傷性の改良効果
が見られず好ましくなく、逆に含有量が5wt％を越える
と、凝集による粗大突起が生じ磁気テープの電磁変換特
性の低下やドロップアウトの増加を招き好ましくないも
のとなる。

一方、粒子（ｂ）の平均粒径が0.1μｍ未満ではフィル
ムの取扱い性、耐摩耗性、磁気テープとしたときの走行
性及び耐摩耗性が劣るようになり、粒径が３μｍを越え
るとフィルム粗面度が必要以上に高くなってしまい磁気
テープ化後の電磁変換特性の低下を招き好ましくない。
該粒子の含有量が0.05wt％未満ではフィルムの取扱い
性、耐摩耗性、磁気テープの走行性及び耐摩耗性が劣る
ようになり、2wt％を越えるとフィルム粗面度が高くな
り過ぎたり、粒子凝集による粗大突起が生成するように
なり、磁気テープの電特低下やドロップアウト増加を招
き好ましくないものとなる。

本発明にて使用する粒子は一般的に用いられる解砕処
理、分級処理、過処理を施して粗大粒子を除去するこ
とが好ましい。解砕処理には例えばロットミル、ボール
ミル、振動ロッドミル、振動ボールミル、パンミル、ロ
ーラーミル、インパクトミル、円盤形ミル、撹拌摩砕ミ
ル、流体エネルギーミル等を利用することができるし、
また、分級処理には半自由うず式、強制うず式、ハイド
ロサイクロン式、遠心分離法等の一種以上を利用するこ
とができる。

本発明における粒子のポリエステル中への添加方法は重
縮合開始前、重縮合中、重縮合後、何れでもよいが、特
に好ましくは重縮合前、及び重縮合反応初期が良い。本
発明にてフィルム中に２種以上の粒子を共存させるに
は、各々の粒子を単独にポリエステル中へ添加し、フィ
ルム製膜時に各ポリエステルを所定量配合して得るか、
又はポリエステル中へ添加する際、各粒子を所定量配合
して得るか、いづれでもよい。また、用いる重縮合反応
触媒としては通常Sb、Ti、Sn、Si化合物が挙げられる。

本発明において、フィルムの厚さ方向の屈折率が1.492
以上であると走行性、耐摩耗性及び耐擦傷性は更に向上
する。

かかる物性を有するフィルムを得るためには、例えば縦
−横逐次二軸延伸の場合、縦延伸温度を通常の延伸温度
よりも５〜30℃高い105〜115℃程度とすることによって
得ることができるが、あるいはまた二軸延伸後熱処理前
に大幅な横弛緩を行なうこと等によっても得ることもで
きる。本発明においてはｎ_αの上限は1.510程度である
ことが好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例を挙げて更に詳細に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例によっ
て限定されるものではない。なお実施例における種々の
物性および特性の測定方法、定義は以下の通りである。
また実施例中「部」または「％」はそれぞれ「重量
部」、「重量％」を意味する。

（１）滑り性第１図の装置を用いて測定した。即ち固定した硬質クロ
ムメッキ金属ロール（直径6mm）にフィルムを巻き付け
角135゜（θ）で接触させ、53g（T₂）の荷重を一端にか
けて1m/minの速度でこれを走行させ、他端の抵抗力
（T₁,g）を測定し、次式により走行中の摩擦係数（μ
ｄ）を求めた。

（２）耐摩耗性第２図に示す装置を用いて、フィルムを200m走行させ、
固定ピンに付着する白粉量の多寡を目視判定し、耐摩耗
性のランクをＡ（付着量が極めて少なく優れている）、
Ｂ（付着量が少なく実用上、問題ない）、Ｃ（付着量が
多く実用性に乏しい）の３ランクに分けた。

（３）極限粘度〔η〕ポリマー1gをフェノール／テトラクロロエタン＝50/50
（重量比）の混合溶媒100ml中に溶解し、30℃で測定し
た。

（４）フィルム厚さ方向の屈折率（ｎ_α）アタゴ光学社製アツベ式屈折計を用いて23℃にてナトリ
ウムＤ線に対するフィルム厚さ方向の屈折率を測定し
た。

透過型電子顕微鏡によって得た倍率20万倍の粒子観察写
真10視野をライカ社製クォンティメット500型の画像解
析を用い、測定を行った。平均粒径（d50）は、ここの
粒子を透過球換算し、粒径の大きい方から積算し、重量
分率が50％の時の粒径をもって表した。また、粒度分布
は重量分率が25％、75％の時の粒径（それぞれd25、d7
5）の比（d25/d75）で表した。体積形状係数ｆは個々の
粒子の最大径を計測し、この平均値をＤとし、下記式に
て算出した。

ｆ＝V/D³（ただし、Ｖ＝d50（π/6））（６）磁気テープの製造次に示す磁性塗料をポリエステルフィルムに塗布し、乾
燥後の膜厚が２μｍとなるよう磁性層を形成した。即ち
磁性部粉末200部、ポリウレタン樹脂30部、ニトロセル
ロース10部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体10部、レ
シチン５部、シクロヘキサノン100部、メチルイソブチ
ルケトン100部およびメチルエチルケトン300部をボール
ミルにて48時間混合分散後ポリイソシアネート化合物５
部を加えて磁性塗料とし、これをポリエステルフィルム
に塗布した後、塗料が十分乾燥固化する前に磁気配向さ
せ、その後乾燥した。更にこの塗布フィルムをスーパー
カレンダーにて表面処理を施こし、1/2インチ幅にスリ
ットしてビデオテープとした。このビデオテープを松下
電器（株）製NV−3700型ビデオデッキにより、常速にて
下記の磁気テープ特性を評価した。

VTRヘッド出力シンクロスコープにより測定周波数が４メガヘルツにお
けるVTRヘッド出力を測定し、ブランクを０デシベルと
しその相対値をデシベルで表示した。

ドロップアウト数 4.4メガヘルツの信号を記録したビデオテープを再生
し、大倉インダストリー（株）ドロップアウトカウンタ
ーでドロップアウト数を約20分間測定し、１分間当りの
ドロップアウト数に換算した。

（７）耐擦傷性幅1/2インチに裁断した磁気テープを硬質クロムメッキ
金属ピン（直径6mm、表面粗さ3S）に張力50g、巻き付け
角135゜、走行速度4m/秒で１回擦通させる。その磁気テ
ープ擦過面にアルミニウム蒸着を施し、傷の量を目視判
定し以下のようにランク分けした。

ランク1:傷の量が極めて多い。

ランク2:傷の量が多い。

ランク3:傷の量がランク２と４の間程度。

ランク4:傷の量が少ない。

ランク5:傷が付かない。

実用上の使用限度はランク３以上である。

（８）裁断性広幅で塗布した磁気テープを1/2インチ幅に裁断した時
の磁気テープ裁断面の状態を電子顕微鏡で観察すること
によりＡ、Ｂ、Ｃの３ランクに分けた。

Ａは裁断面のスジ状めくれ、切り粉の発生がなく極めて
良好であるもの、Ｃは裁断面にスジ状めくれが多く、切
り粉の発明も見られたもの、Ｂは両者の中間である。

実施例１（ポリエステルフィルムの製造）ジメチルテレフタレート100部とエチレングリコール60
部及び酢酸マグネシウム・四水塩0.09部を反応器にと
り、加熱昇温すると共にメタノールを留去し、エステル
交換反応を行ない、反応開始から４時間を要して230℃
に昇温し、実質的にエステル交換反応を終了した。次い
で、予め解砕、分級、過した、粒度分布1.30、体積形
状係数0.25、平均粒径0.02μｍのAl₂O₃粒子を0.5％添加
し、更にエチルアシッドフォスフェート0.04部、三酸化
アンチモン0.04部を加えて、４時間重縮合反応を行ない
極限粘度0.61のポリエステル（Ａ）を得た。また、別途
Al₂O₃粒子の代わりに平均粒径0.7μｍのSiO₂粒子を1.0
％添加し、同様にしてエステル交換反応、重縮合反応を
行ない、極限粘度0.60のポリエステル（Ｂ）を得た。

次いでポリエステル（Ａ）80％とポリエステル（Ｂ）20
％とを均一にブレンドし、180℃の温度にて乾燥後、290
℃の温度で押出機よりシート状に押出し、静電密着冷却
法にて200μｍの無定形フィルムを得た。

次いで、該無定形フィルムをフィルムの流れ方向に110
℃で3.5倍、更にフィルムの流れと直交する方向に110℃
で3.5倍延伸し、220℃で３秒間熱処理を行なった後、冷
却して厚み15μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得
た。

（磁気テープの製造）得られた二軸延伸ポリエステルフィルムに磁性層を塗布
し、易裁断性、電磁気特性を測定した結果を表−１に示
す。

実施例２および３実施例−１においてポリエステル（Ａ）及びポリエステ
ル（Ｂ）に含有させる粒子種、粒径、粒度分布、体積形
状係数を表１に示すように変え、両ポリエステルを表−
１に示す含有量となるようブレンドし、フィルムの厚さ
方向の屈折率が表−１に示した値になるよう延伸条件を
適宜変更した以外は実施例−１と同様にしてポリエステ
ルフィルム及び磁気テープを製造した。

これらの結果を表−１に示す。

比較例１〜８ポリエステル（Ａ）及び（Ｂ）に添加する粒子、ポリエ
ステルの極限粘度、フィルムの延伸条件を種々変更しポ
リエステルフィルムを得た。得られたポリエステルフィ
ルムの特性及び磁気テープ化後の特性を表−１に示す。

本発明の要件を満たす実施例１〜３のフィルムはいずれ
も走行性、耐摩耗性に優れ、磁気テープとして所定の幅
に裁断する際の粉落ちもなく、特に高速での耐擦傷性は
極めて良好であった。

これに対し比較例１は粒子のモース硬度が本発明の要件
を満たさない場合の例であるが、耐擦傷性に劣り磁気テ
ープに傷つきが多く見られるものであった。

比較例２はフィルムの極限粘度が本発明の範囲の上限を
上まわった例であるが、この場合は裁断性が劣り、切り
粉の発生、磁性層の粉落ちによるドロップアウトの増加
が見られ劣るものであった。

比較例３、４は粒子のモース硬度又は単独粒子の含有と
いう点で本発明の要件を満たさず、しかも厚さ方向の屈
折率が好適範囲を下まわった場合の例である。この場合
は耐摩耗性、耐擦傷性が悪く、摩耗粉の脱落や磁気テー
プへの傷つきが多く見られ劣るものであった。

比較例５および６はAl₂O₃粒子を含有しないため、耐擦
傷性が劣る。

比較例７および８は体積形状係数および粒度分布が本発
明の要件を満たさない場合の例であるが、耐擦傷性、耐
摩耗性が劣り、磁気テープの特性低下が認められた。

本発明のフィルムは、特定の不活性粒子を２種以上含有
させ、更にフィルムの極限粘度を特定範囲とすることに
より、耐擦傷性、易裁断性、耐摩耗性及び易滑性性に優
れたフィルムを提供するものであり、その工業的価値は
高い。

【図面の簡単な説明】

第１図はフィルムの走行性を評価する装置の走行系の概
略図である。図中（Ｉ）は6mmφ、SUS−420−J2固定ピ
ン、（II）は入口テンションメーター、（III）は出口
テンションメータを示し、巻き付け角（θ）は135゜で
ある。第２図は、フィルムの耐摩耗性を評価する装置の
走行系の概略図である。図中、（IV）は6mmφ、SUS−42
0−J2固定ピン、（Ｖ）はテンションメーターを示し、
巻き付け角（θ）は135゜である。

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｃ０８Ｌ 67:02 (72)発明者滝澤俊文神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地ダイアホイル株式会社中央研究所内 (72)発明者原田敬神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地ダイアホイル株式会社中央研究所内 (56)参考文献特開昭52−78953（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−164733（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−293832（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記定義の粒度分布が2.0以下、下記定義
の体積形状係数（ｆ）が0.1〜π/6、平均粒径が0.005〜
0.1μｍのAl₂O₃粒子（ａ）を0.05〜5.0wt％、及び粒子
（ａ）よりも大きい平均粒径を有しかつ平均粒径が0.1
〜３μｍの不活性粒子（ｂ）を0.05〜2.0wt％含有する
ポリエステルフィルムであり、該フィルムの厚さ方向の
屈折率が1.492以上であり、かつ該フィルムの極限粘度
が0.52〜0.62の範囲であ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。粒度分布：粒径の大きい方から積算した場合の重量分率
が75％（d75）と25％（d25）の時の粒径比（d25/d75）体積形状係数:V/D³（Ｖは不活性微粒子の体積、Ｄは不
活性微粒子の直径を表す）