JPH0449170B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ビデオ用磁気テープ、磁気ビデオデ
イスク、フロツピーデイスク等、磁気記録材料用
途に好適なポリエステルフイルムに関する。更に
詳しくは、従来より格段に電気特性に優れた平坦
かつ易滑な磁気記録体用ポリエステルフイルム及
びより高密度記録が可能でかつ走行性に優れた磁
気記録体用ポリエステルフイルムに関する。 近年磁気記録体の記録密度の上昇には、目覚ま
しいものがあり、今後更により高密度記録化をは
かる努力が続けられている。 現在まで記録密度を増すために、磁性材料の改
良が行なわれてきた。例えば、一般のオーデイオ
やフロツピーデイスク等に用いられているγ−
Fe₂O₃から、より高性能を有するCrO₂へ、更にメ
タル磁性体と通称される純鉄を主成分とする磁性
粉へと改良が行なわれている。このような磁性材
料の改良に伴い、純鉄を主成分として含む磁性層
をその表面に塗布したいわゆるメタル塗布型の磁
気記録体や、磁性層に全く余分な媒体を含まない
100％磁性体の金属薄膜層を蒸着等により表面に
形成した磁気記録体等が開発されつつある。 従来の磁気テープと同様、これらの磁気記録体
においても、その耐熱性が良いこと、機械的強
度、耐候性に優れていること、比較的安価である
ことなどから、通常二軸延伸かつ熱固定されたポ
リエチレンテレフタレートフイルムが高密度記録
体用の基体フイルムとして用いられつつある。 このようなポリエステルフイルム表面に、純鉄
を主成分とする磁性層を塗布又は蒸着により形成
して磁気記録材料を製造する場合には、これまで
使用されてきた磁気テープ用ポリエステルフイル
ムよりも格段に優れた表面特性をもつポリエステ
ルフイルムが要求されることとなる。つまり磁気
テープの記録密度をあげる為には記録波長をさら
に短かくする必要が有る。それに伴い磁性層の厚
みは更に薄くしなければならない。例えば、従来
のγ−Fe₂O₃を主体とした磁性材を用いた場合と
比べて、純鉄を主体とした磁性材を用いる場合に
は、塗布で行なうときでも塗布厚さを約半分以下
にする必要がある。さらに蒸着等により磁性金属
薄膜層を基体表面に直接設けた磁気記録体の場合
では、磁性層の厚さは、更に一桁薄くなり、高々
0.5μ程度にまでしなければならない。 このように磁性層の厚さが薄い場合には、基体
フイルムの表面の凹凸が、従来以上に磁性層表面
の凹凸に反映する。このため高密度記録をめざし
た磁気記録媒体用ポリエステルフイルムの表面
は、従来にも増して、平坦かつ易滑な表面にする
必要がある。例えば1μmのような短い波長で記録
する際、磁気ヘツドと磁性層表面との間隔損失を
1dB以下にするためには、磁気ヘツドと磁性層と
の間隔を200〓以下とする必要がある。このよう
にベースのポリエステルフイルム表面の平坦性
は、直接ビデオ出力、出力の時間変化、信号や出
力の欠落等の電気的特性に大きな影響を及ぼすこ
ととなる。 一方、従来型の磁気テープにおいても、その基
体であるポリエステルフイルムの突起の凹凸の1/
３は磁気テープの磁性層の凹凸に反映することが
知られており、今後共、ますます平坦かつ易滑性
に優れたフイルムが望まれている。現在使われて
いる磁気テープ特にビデオテープにおいて、その
基材フイルムであるポリエステルフイルムの表面
を更に平坦かつ易滑性に優れたものとすること
は、ビデオテープの電気特性を向上させ、よりハ
イグレードな磁気テープを製造する際の必須の条
件である。 一方、磁気記録体用としてポリエステルフイル
ムを基体フイルムとして使用する場合の他の必要
条件として、そのフイルム表面に、しわや傷が生
じてはならないということがある。そのために
は、基材フイルムは平坦性と同時に、滑り性が良
いこと、即ち摩擦係数が小さいことが要求され
る。何故なら、滑り性の良くないフイルムは、フ
イルムの製造時や、塗布又は蒸着その他による磁
性層の形成時、その他フイルムを取り扱う際に、
フイルム表面が傷ついたり、しわが発生したりし
易く、基材フイルムとして使用し得ないか、敢え
て無理に使用しても、製品歩留まりが極めて悪化
し、コストを押し上げる作用をする。更に磁気テ
ープ等に加工した後も、テープをリールやカセツ
ト等から引き出したり巻き上げたりする際に円滑
に走行させるためには良好な滑り性が必要であ
る。しかも高密度化をはかるために、蒸着ビデオ
等のように磁性層の厚さを薄くした場合には、こ
のような滑り性不良による傷、折れシワ、ツブ跡
等の表面欠陥は、磁気特性、特にビデオ特性の低
下、ドロツプアウトの増大等をひきおこす直接原
因となる。このように滑り性の悪い基体フイルム
で磁気テープを製造することは、走行性悪化によ
る記録・再生への著しい悪影響の原因となる。 以上述べてきたように、磁気記録体の基体フイ
ルムとして用いられるポリエステルフイルムは、
一方で可能な限りの平坦性を、他方で出来る限り
の滑り性の付与をという具合に、互いに相反する
表面特性を満足させなければならない。今日まで
の磁気テープでもこの要求は大なり少なり有つた
訳であるが、特に現在進められている更なるハイ
グレード化、高密度化のためには、以前とは比較
にならない程、過酷な要求がなされている。つま
り従来知られているポリエステルフイルムの表面
特性では、電気特性を向上させるために平坦化さ
せると、それに伴い滑り性が急激に悪化してしま
う。そこで磁気テープのハイグレード化をはかる
ために、基体ポリエステルフイルムの磁性面と反
対面にバツクコートと呼ばれる滑り性付与のため
の塗布が行なわれているが、これは工業的にみて
煩雑で不利である。ところが蒸着テープの場合に
は、何かの方法で磁性層と反対面を易滑化したと
しても、磁性面とヘツド間の走行性が改良されな
ければ磁気テープとしては使用に耐えなくなつて
しまう。このため、表面の平坦性をあげても滑り
性の悪化の度合が小さいフイルムの開発が待たれ
てきた訳である。 そこで本発明者らは、磁気テープのハイグレー
ド化、高密度記録化のための基体フイルムとして
のポリエステルフイルムにつき鋭意研究した結
果、フイルムの平均屈折率（）、面配向度
（ΔP）及びフイルムの表面粗さを特定範囲にする
ことにより、滑り性（走行性）が良好な極めて優
れた表面特性をもつポリエステルフイルムが得ら
れることを知見し、本発明に到達したものであ
る。 すなわち本発明は、縦延伸温度が100〜120℃で
ある縦延伸工程を有する縦−横逐次二軸延伸後、
180℃以上の温度で熱固定することによつて得ら
れるポリエステルフイルムであり、かつ、フイル
ムの平均屈折率と面配向度ΔPが下記式〔〕，
〔〕を満足する二軸配向ポリエステルフイルム
であつて、該フイルムの表面の平均突起高さが
0.015μ以下であることを特徴とする磁気記録体用
ポリエステルフイルム ≧1.605 ……〔〕 ΔP≦1.43・−2.128 ……〔〕 に関する。 本発明のポリエステルフイルムを形成するがポ
リエステルとは、酸成分としてテレフタル酸もし
くは２，６−ナフタレンジカルボン酸を主たる対
象とするが、テレフタル酸もしくは２，６−ナフ
タレンジカルボン酸を80モル％、好ましくは90モ
ル％以上と、例えば、イソフタル酸、フタル酸、
アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、シユウ酸、
マロン酸、Ｐ−ヒドロキシ安息香酸、ω−ヒドロ
キシカプロン酸等のような二官能性の酸の一種ま
たは二種以上の20モル％以下、好ましくは10モル
％以下を併用してもよい。さらにテレフタル酸と
２，６−ナフタレンジカルボン酸の双方を使用し
たポリエステルであつてもよい。 またグリコール成分としては、エチレングリコ
ールを主たる対象とするが、エチレングリコール
80モル％、好ましくは90モル％以上と、例えば、
トリメチレングリコール、ヘキサメチレングリコ
ール、シクロヘキサンジメタノール（１，４）、
２，２，４，４−テトラメチルシクロブタンジオ
ール（２，４）、ハイドロキノンや、ポリエチレ
ングリコール、ポリテトラメチレングリコール等
のようなジオール化合物の一種または二種以上の
20モル％、好ましくは10モル％以下を併用しても
よい。またこれら重合体の混合物であつてもよ
い。 前記ポリエステル中には、エステル交換触媒、
重合触媒以外にリン酸、亜りん酸及びそれらのエ
ステル等の安定剤、紫外線吸収剤、二酸化チタ
ン、微粒子状シリカ、カオリン、炭カル等の艶消
剤、滑剤など必要に応じて含まれていてもよい。 本発明において、フイルムの平均屈折率と面配
向度を特定範囲に限定すると、平坦かつ易滑性に
優れたハイグレード化もしくは高密度化された磁
気記録材料用テープに適したフイルムが得られ
る。 平均屈折率は、厚み方向の屈折率n〓、主配向
方向の屈折率n〓、主配向方向と直角な方向の屈折
率n〓とすると ＝1/3（n〓＋n〓＋n〓） で与えられる。 一方面配向度ΔPは上記のn〓，n〓，n〓を用いて ΔP＝n〓＋n〓／２−n〓 で与えられる。 平均屈折率は1.605以上であることが必要であ
る。好ましくは1.605以上、1.610以下である。 平均屈折率が1.605よりも低い場合には、塗
布後のカレンダリング工程時、蒸着工程時等での
耐熱性に劣り、熱負け等を引きおこし好ましくな
い。特に蒸着による高密度化磁気記録体を製造す
る場合には、この熱負けはより厳しい条件にあ
る。平均屈折率は1.6050以上であることが好まし
い。一方1.610を越えるとフイルムの機械的強度
が劣るようになる傾向がある。 一方、面配向度との関係は下記式 ΔP≦1.43・−2.128 ……〔〕 を満足しなければならない。 驚くべきことに、同一の平均突起高さを有する
フイルムにおいて、ΔPが上式を満足する範囲の
フイルムの摩擦係数は、上式の範囲外にあるフイ
ルムの摩擦係数に比べて格段に優れていることが
分つた。言いかえれば、同一の摩擦係数を与える
フイルムにおいて上式を満足するフイルムの平均
突起高さは、ΔPが上式の範囲外のフイルムの平
均突起高さに比べて、格段に小さい、つまりは平
坦になることを見出した。 また、よりハイグレード化された磁気テープ又
は高密度化された磁気テープの基体フイルムとし
てポリエステルフイルムを用いる場合には、表面
の平均突起高さが0.008μ以下でなければならな
い。表面突起高さが0.008μより大きい場合には、
突起高さが高すぎて、電磁気的特性その他に悪影
響を及ぼす。 発明のフイルムは、従来のものより電磁気特性
に優れたハイグレード用ビデオテープとして用
い、一方、その平均突起高さが低い部類のもの例
えば0.008μ以下のフイルムのものを、真空蒸着、
スパツタリング、イオンプレーテイングなどによ
り磁性金属薄膜を形成した磁気記録体またはメタ
ル塗布型の磁気記録体に適用することが好まし
い。 かくして本発明のフイルムは、平均屈折率、面
配向度、表面突起高さを本発明で規定する範囲に
することにより、走行性に優れ、かつ従来の磁気
テープの電気特性の向上に寄与すると共に、高密
度化磁気テープの電気特性向上に貢献するフイル
ムが得られる。 本発明のポリエステルフイルムを製造する方法
は任意であるが、具体的に説明すると、極めて微
細な粒子を有するか、実質的に粒子を含有しない
原料ポリマーを用いることが好ましい。極めて微
細な粒子を含有する原料レジンとしては、例え
ば、ポリエステルの重合による製造工程中にカル
シウム化合物又はカルシウム化合物およびリチウ
ム化合物ならびに燐化合物による触媒残渣に基づ
く微細粒子を形成させる方法、200mμ以下の不活
性添加剤粒子、例えば超微細シリカ等、極めて微
細な無機粒子を添加してフイルム中に存在せしめ
る方法および重合時の燐成分その他の添加物の量
を変えてそれぞれ重合を行ない、二種以上のポリ
エステルをブレンドする方法などが好ましく用い
られる。 本発明のポリエステルフイルム素材であるポリ
エステルに不活性添加剤粒子を添加する場合の添
加時期は、ポリエステル重合前でもよく、重合反
応中でもよく、また重合終了後ペレタイズする時
に押出機中で混練させてもよく、さらにシート状
に溶融押出する際に添加し、押出機中で分散して
押出してもよいが、重合前に添加するのが好まし
い。 他方、粒子を実質的に含有しないポリエステル
樹脂としては、例えばマグネシウム化合物、マン
ガン化合物、亜鉛化合物等のエステル交換触媒を
用いて燐化合物よりの触媒残渣の析出を防いだ
り、又はエステル化触媒を用いないで、製造され
た直重法でのポリエステル等が好適に用いられ
る。重合触媒としては、アンチモン化合物、ゲル
マニウム化合物、チタン化合物、スズ化合物等が
用いられるが特に制限はない。 本発明における特徴は、微細突起を表面に有す
る場合はもちろんのこと、驚くべきことに上記の
ような粒子を実質的に含まないフイルムについて
もΔPを本発明の範囲にすると極めて易滑なフイ
ルムになる点である。 本発明の二軸延伸ポリエステルフイルムを製造
するには、ポリエステルを常法で押出して、縦延
伸温度が100〜120℃である縦延伸工程を有する縦
−横逐次二軸延伸を行い、更に必要に応じて再度
縦又は横方向に延伸を行つた後、180℃以上の温
度で熱固定することによつて得られるものである
が、その最大の特徴は、該フイルムの平均屈折率
と面配向度の関係がある特定範囲内にあることで
ある。 一般に平均屈折率を増せば増す程、面配向度は
高くなる。通常の延伸条件のもとでは、両者の関
係は一義的に定まり、表面の平坦性が増すと共に
滑り性が急激に悪化してしまう。 しかしながら本発明者らが初めて明らかにした
ところによれば、ある特定範囲内にあるフイルム
を用いるときは、理由は明白ではないが、表面の
平均突起高さが0.008μ以下という平坦なフイルム
においても滑り性が良好なフイルムが得られるこ
とを知見した。 本発明のかかるフイルムを得る方法は、通常の
延伸条件では達成することが出来ず、縦−横逐次
二軸延伸において縦延伸温度を通常の延伸温度よ
りも５〜30℃高い100〜120℃とした縦延伸工程を
付加することにより達成できる。また、この方法
のほかにも、熱固定前、熱固定後に大幅な縦また
は横あるいは双方の弛緩を行なうことによつても
達成できる。 一方、熱固定温度を235℃以上にすると、平均
屈折率は一定のまま面配向度ΔPが急激に低下
する挙動を示す。このような方法により本発明の
範囲の平均屈折率と面配向度ΔPのフイルムを
得ることも出来る。 もちろんこれらの方法を採用した場合に、その
全てが本発明の要件を満たす訳ではなく、しかも
製膜機の条件、例えば製膜速度や延伸幅、あるい
はポリエステル原料の条件、例えば共重合量の多
寡、結晶化速度等によつてこれらの値は左右され
るので、本発明においては、これらの条件を適宜
選択することにより本発明の要件を満たさなけれ
ばならない。 熱固定をする方法としては、テンター内で空気
又は不活性ガスを循環させて加熱する方式、加熱
物質の近辺を通過させたり、加熱したロール表面
に接触させたりする方法等、種々の方法を取るこ
とが出来る。又熱固定を同一温度で行うだけでな
く、熱固定の間に冷却過程をもうけて何段かに分
けて熱固定するのも好ましい方法である。 本発明のポリエステルフイルムは、従来より電
気特性に優れたよりハイグレード化された磁気記
録体や、純鉄を主成分として含む磁性層をその表
面に塗布したいわゆるメタル塗布型の磁気記録
体、磁性金属薄膜を設けた磁気記録体の基体フイ
ルムに好適に用いられる。フイルムの厚さは２〜
50μが好ましい。 磁性金属薄膜の形成方法としては、例えば、真
空蒸着、スパツタリング、イオンプレーテイング
などによる方法が好ましい。また強磁性金属材料
としては、鉄、コバルト、ニツケル又はこれらの
合金が好適に用いられる。 これら磁気記録層を設けた製品としては磁気テ
ープ、フロツピーデイスク、ビデオデイスク等が
挙げられる。 以下、本明細書で用いる各物性値の測定法を説
明する。 １ 溶液ヘーズ ポリマー2.7ｇをフエノール／テトラクロロエ
タン＝60／40（重量比）の混合溶媒20mlに溶解し、
日本電色製濁度計ヘーズメーター（SRタイプ）
で１cmセルを用いて測定した。 ２ 表面あらさと平均突起高さ 小坂研究所(株)製ET−10型薄膜段差測定器を用
い、縦倍率500000倍、横倍率200倍、針圧50mg以
下で断面曲線をかかせ、JIS−B0601に定義され
た方法に準じて平均突起高さ（Ra）を示した。 ３ 摩擦係数の測定 直径４mm、表面仕上げ0.2S、材質SUS420の金
属ピンにフイルムの巻き付け角を135°（θ）で接
触させ、22.3ｇ（Ｗ）の荷重を一端にかけて、
880mm／minの速度で走行させて、他端の抵抗力
（Ｆ）を測定し、次式により摩擦係数を求めた。 μ＝１／θln（Ｆ／Ｗ）＝0.424ln（Ｆ／22.3） ４ 屈折率 アツペの屈折計を用いて23℃にてナトリウムＤ
線に対する測定値である。 以下、実施例によつて本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定
されるものではない。 比較例 １ ジメチルテレフタレート100部、エチレングリ
コール60部及び酢酸カルシウムの一水塩0.09部、
酢酸リチウムの二水塩0.18部を反応器にとり、エ
ステル交換反応を行つた。内温が150℃に達した
点を反応開始時として２時間後200℃に昇温し、
更に２時間後230℃とした。 エステル交換反応終了後、Ｐ／Ca＋１／２Li（そ れぞれ元素のモル数）が１となる様に正燐酸およ
びトリエチルホスフエート（但し、正燐酸とトリ
エチルホスフエートのモル比は１：６）を加え、
さらに三酸化アンチモン0.04部を加え常法に従い
重縮合反応を行なつた。即ち反応温度は、反応開
始230℃より徐々に昇温し、最終的に285℃とし、
一方、圧力は徐々に減じて最終的に0.5mmHgとし
た。4.5時間後反応を停止し、系内を復圧したの
ちポリマーを抜き出しチツプとした。このチツプ
のチツプヘーズを測定したところ13.8％であつ
た。 このチツプを160℃で10時間真空乾燥後、290℃
で溶融し、Ｔダイから押出して急冷して未延伸フ
イルムを得た。この未延伸フイルムをまず88℃で
1.4倍縦方向に延伸し、ついでさらに107℃で熱処
理して配向緩和を行ない最後の縦延伸で115℃で
1.7倍延伸したのち、横方向に130℃で3.8倍延伸
を行ない225℃で10秒間熱固定し、厚さ14.5μの二
軸延伸フイルムを得た。 得られたフイルムの電磁気特性は悪く、磁気テ
ープとして供することができなかつた。 比較例２、実施例１，２ エステル交換触媒に酢酸カルシウム−水塩
0.095部とエチルアシツドホスフエート0.069部を
用い比較例１と同様の方法で未延伸フイルムを製
造した。この時の溶液ヘーズは２％であつた。 該フイルムをまず比較例１と同様に延伸温度94
℃で縦方向に3.7倍ついで横方向に105℃で3.8倍
延伸を行ない235℃５秒間熱固定して、厚さ12μ
のフイルムを得、この平均屈折率（）、面配向
度（ΔP）、平均突起高さ（Ra）、摩擦係数（μ）
を測定し第２表で比較例２として示した。 一方、上記未延伸フイルムを実施例１と同様に
まず88℃で1.4倍縦延伸し、107℃で熱処理後、再
度100℃で1.7倍縦方向に延伸したのち横方向に
130℃で3.5倍延伸を行ない、235℃で５秒間熱固
定して厚さ12μのフイルムを得た。このフイルム
についても平均突起高さ（）、面配向度（ΔP）、
表面突起高さ（Ra）及び摩擦係数（μ）を測定
し、第２表実施例２として示した。 次に最終縦延伸の延伸温度を115℃にする以外
には、実施例２と同様に縦延伸、横延伸、熱固定
して二軸延伸熱固定フイルムを得た。 実施例３、比較例３ 比較例１で用いた原料(A)と実施例１で用いた原
料(B)をＡ：Ｂ＝１：３（重量比）でブレンドして
比較例１と同様に製膜して12μのフイルムを得た
（実施例３）。 一方、実施例３において延伸条件を実施例１と
して同様にし、熱固定温度を220℃として12μの
フイルムを得た（比較例３）。得られたフイルム
は耐熱性に劣り、磁気テープとして供することが
できなかつた。 以上、得られたフイルムの物性を下記表−１に
示す。 【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 縦延伸温度が100〜120℃である縦延伸工程を
   有する縦−横逐次二軸延伸後、180℃以上の温度
   で熱固定することによつて得られるポリエステル
   フイルムであり、かつ、 平均屈折率と面配向度ΔPが下記式〔〕
   〔〕を満足する二軸配向ポリエステルフイルム
   であつて、該フイルムの表面の平均突起高さが
   0.008μ以下であることを特徴とするハイグレード
   磁気記録体及び高密度磁気記録体用ポリエステル
   フイルム。 ≧1.605 ……〔〕 ΔP≦1.43・−2.128 ……〔〕