JPH0822931B2

JPH0822931B2 - 磁気記録媒体用フイルム

Info

Publication number: JPH0822931B2
Application number: JP1026639A
Authority: JP
Inventors: 正広細井; 達也小川; 久浜野; 秀雄加藤
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH02208323A

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フイルムに関し、更に詳しく
は電磁変換特性，走行性，耐久性にすぐれ、しかも長時
間記録可能な磁気テープ殊にVTR用磁気テープの製造に
有用な二軸配向フイルムに関する。

［従来技術］従来から、VTR用磁気テープとして二軸配向ポリエチ
レンテレフタレートフイルムを支持体とし、その少なく
とも一表面に主として磁性体と高分子バインダーよりな
る磁性層を形成した磁気テープが用いられている。しか
し、この技術は次のような欠点を有していた。

（１）電磁変換特性が低い。

（２）テープ厚みを薄くするとテープの走行性や耐久
性が不良となるので該厚みに限界があり、その結果所定
の大きさのカセットに巻けるテープ量に限界があり、記
録の長時間化が出来ない。

これらの改良には磁気テープの表面をできるだけ平坦
にして磁気ヘッドとの接触を良くすることが必要であ
り、このためには磁性層の支持体であるベースフイルム
の表面を平坦化することが有効である。ところが、ベー
スフイルムを平坦化しすぎると磁気テープの走行が困難
になるという問題が生じる。

この問題の解決法とてベースフイルムを平坦面とよ
り粗い面とを持った異面フイルムとして、より粗い面で
走行性を確保する方法が提案され、この代表的なフイル
ムとして共押出しによる積層フイルムが提案されてい
る。この方法では表裏の表面粗さをほぼ自由に設計でき
るけれども、ポリマー原料を何種類も準備するとか、共
押出し用のダイを準備するとかが必要で、フイルムの製
造が煩雑になるという問題がある。また両面ともに非
常に平坦な表面となし、テープの磁性層の反対面にバッ
クコートを付与することによって走行性を改良する方法
が実施されている。バックコートにより滑り改良は可能
となるが、テープの厚みを極力薄くして記録の容量を上
げたい場合、従来のカセットにはそのままでは入らない
という問題もある。また両面が平坦でかつ薄いベースフ
イルムを製造する場合には、ロール状に巻取る際にしわ
が発生したり、ロール端面がハイエッジ状になり易いと
いう問題がある。

また近年、家庭用VTRの小型化に伴い、テープ幅が12.
7mmから8mmと小さくなりかつカセットも小型化してきて
いるが、上記欠点により、これに対応し得るテープ厚み
の薄い磁気テープとして満足出来るものがなかった。

［発明の目的］本発明の目的は、上記欠点を解消せしめ、電磁変換特
性がよく、しかも薄くしてもテープの走行性や耐久性が
極めて良好な磁気テープの製造に有用な二軸配向フイル
ムを提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、フイルムのしわやハイエ
ッジを防止したロール状巻取りフイルムを提供すること
にある。

［発明の構成］本発明は、不活性固体微粒子を含有するポリエチレン
−2,6−ナフタレートからなり、フイルムの幅方向ヤン
グ率が670Kg/mm²以上であり、フイルムの長さ方向ヤン
グ率が該幅方向ヤング率よりも30Kg/mm²以上大きく、フ
イルムの一つの面の表面粗さ（Ra）が0.002〜0.010μｍ
であり、もう一方の面の表面粗さ（Ra）が0.007〜0.030
μｍでありかつ両面の表面粗さの差が0.005μｍ以上で
あることを特徴とする磁気記録媒体用二軸配向フイルム
である。

本発明におけるポリエチレン−2,6−ナフタレートは
ホモポリマーは勿論のこと、第三成分が小割合共重合さ
れたものや小割合の他のポリマーを混合したものを包含
する。かかるポリエチレン−2,6−ナフタレートの極限
粘度数は0.45〜0.75であることが好ましい。かかるポリ
エチレン−2,6−ナフタレートは公知の方法で製造でき
る。

本発明における二軸配向フイルムはかかるポリエチレ
ン−2,6−ナフタレートからなり、フイルムの幅方向ヤ
ング率が670Kg/mm²以上、好ましくは680Kg/mm²以上であ
り、フイルムの長さ方向ヤング率が該幅方向ヤング率よ
りも30Kg/mm²以上大きい。長さ方向のヤング率は好まし
くは750Kg/mm²以上である。幅方向ヤング率が670Kg/mm²
より小さいと、ビデオテープの場合回転シリンダーヘッ
ドとテープの当りが充分でなく電磁変換特性が低下する
ので好ましくない。また長さ方向ヤング率が700Kg/mm²
より小さくなると、テープ走行系でトラブルを起こし、
繰返し走行に耐えられなくなり、また幅方向ヤング率と
の差が30Kg/mm²未満であるとヘッド当りが充分でなく電
磁変換特性が充分でない結果となり、好ましくない。

更に、この二軸配向フイルムは、単層構造をとりなが
ら、一つの面（Ｉ）の表面粗さ（Ra）が0.002〜0.010m
であり、もう一方の面（II）の表面粗さ（Ra）が0.007
〜0.030μｍでありかつ両面の表面粗さの差が0.005μｍ
以上である。平坦な側の表面粗さ（Ra）が0.010μｍよ
り大きくなると、磁性面の表面は高級品質の磁気記録テ
ープとして必要な電磁変換特性を維持することができな
いため好ましくない。この面（Ｉ）の好ましい表面粗さ
は0.007μｍ以下、0.002μｍ以上である。また、フイル
ムのもう一つの面（II）の表面粗さはより粗れている必
要がある。そうでない場合にはテープとした時の滑りが
悪く、走行耐久性が充分でなくなる。この面（II）の表
面粗さは0.007〜0.030μｍの範囲、より好ましくは0.01
0〜0.025μｍの範囲である。

上記表面粗さは、基本的には、ポリエチレン−2,6−
ナフタレート中に不活性固体微粒子を分散含有させるこ
とによって形成させることができる。

この不活性固体微粒子としては、好ましくは二酸化
ケイ素（水和物，ケイソウ土，ケイ砂，石英等を含
む）；アルミナ；SiO₂分を30重量％以上含有するケ
イ酸塩（例えば非晶質或は結晶質の粘度鉱物，アルミノ
シリケート（焼成物や水和物を含む），温石綿，ジルコ
ン，フライアッシュ等）；Mg,Zn,Zr及びTiの酸化物；
Ca及びBaの硫酸塩；Li,Na及びCaのリン酸塩（１水
素塩や２水素塩を含む）；Li,Na及びＫの安息香酸
塩；Ca,Ba,Zn及びMnのテレフタル酸塩；Mg,Ca,Ba,Z
n,Cd,Pb,Sr,Mn,Fe,Co及びNiのチタン酸塩；Ba及びPb
のクロム酸塩；炭素（例えばランプブラック，サーマ
ルブラック，ファーネスブラック，アセチレンブラック
等のカーボンブラック，グラファイト等）；ガラス
（例えばガラス粉，ガラスビーズ等）；Ca及びMgの炭
酸塩：ホタル石及びZnSが例示される。更に好まし
くは、無水ケイ酸，含水ケイ酸，酸化アルミニウム，ケ
イ酸アルミニウム（焼成物，水和物等を含む），燐酸１
リチウム，燐酸３リチウム，燐酸ナトリウム，燐酸カル
シウム，硫酸バリウム，酸化チタン，安息香酸リチウ
ム，これらの化合物の複塩（水和物を含む），ガラス
粉，粘土（カオリン，ベントナイト，白土等を含む），
タルク，ケイ藻土，炭酸カルシウム等が例示される。特
に好ましくは、炭素質微粒子，二酸化ケイ素，酸化チタ
ン，炭酸カルシウムが挙げられる。これらの不活性固体
微粒子はその平均粒径が0.01〜0.6μｍ、更には0.05〜
0.6μｍ、特に0.08〜0.4μｍであることが好ましく、ま
たその添加量は0.01〜1.5重量％（対ポリマー）、更に
は0.03〜1.0重量％（同）、特に0.05〜1.0重量％
（同）、就中0.05〜0.6重量％（同）であることが好ま
しい。これら特性は二軸配向フイルムの平坦な面（Ｉ）
の表面粗さ（Ra）を規定する点から定めるのが好まし
い。また二軸配向フイルムの粗れた面（II）の表面粗さ
（Ra）は不活性固体微粒子の特性と後述する延伸処理条
件との組合せによって制御することができる。

本発明における二軸配向フイルムは、例えば次のよう
にして製造することができる。

極限粘度数が0.45〜0.65の公知のポリエチレン−2,6
−ナフタレートを約300℃の温度で溶融押出し、鏡面ド
ラムに密着させて実質的に無配向のフイルムを得、続い
て該無配向のフイルムを従来公知の方法で縦方向，横方
向の順に或は横方向，縦方向の順に所望倍率で逐次延伸
する。次いで得られるフイルムの片面を他の面よりも５
〜30℃高温、好ましくは10〜30℃高温、更に好ましくは
20〜30℃高温に加熱して再度縦方向に延伸する。その際
加熱ロール上をフイルムの高温側表面がある程度スリッ
プするようにするのが好ましい。高温側表面が粗れた表
面粗さ（Ra）を示す。再縦延伸時の加熱方法としては、
フイルムの両面に上述した温度差が生じるものであれば
特に限定されず、例えば輻射加熱，液体，固体による接
触加熱，熱風加熱等を挙げることができる。このうち接
触加熱法、特にロール加熱法が好ましい。再縦延伸に用
いる加熱ロールとしては例えばテフロンコーティングロ
ール，セラミックコーティングロール，シリコンゴムコ
ーティングロール等を挙げることができる。この再度の
縦方向の延伸終了後ステンターにて再度横方向に延伸
し、更に熱固定してフイルムロールとして巻取る。この
フイルムを所望の幅にスリットして製品ロールとする。
第１段の縦延伸は温度120〜135℃，延伸倍1.8倍以上、
更には1.8〜2.5倍で行うのが好ましい。第１段の横延伸
は温度135〜140℃、延伸倍率3.5倍以上、更には3.5〜4.
3倍で行うのが好ましい。第１段の横延伸後は通常熱固
定処理を行うが、この処理は該横延伸の温度より高温で
かつフイルムで白化しない温度で行う。第２段の縦延伸
（再縦延伸）は表面（Ｉ）を形成する側の温度を160〜1
80℃、更には170〜180℃として行うのが好ましい。再縦
延伸倍率は縦方向ヤング率を700Kg/mm²以上とする点か
ら定められるが、少なくとも2.0倍とするのが好まし
い。トータルの縦延伸倍率は4.7倍以上とするのが好ま
しい。また第２段の横延伸（再横延伸）は温度170〜210
℃、更には180〜210℃で行うのが好ましい。再横延伸倍
率は横方向ヤング率を670Kg/mm²以上とする点から定め
られるが、少なくとも1.5倍とするのが好ましい。トー
タルの横延伸倍率は5.1倍以上とするのが好ましい。最
終熱固定処理は再横延伸温度より高温で行う。

［実施例］以下実施例に基いて本発明を更に説明する。なお、本
発明における種々の物性値および特性は以下の如くして
測定されてものであり、かつ定義される。

（１）ヤング率フイルムを試料巾10mm,長さ15cmに切り、チャック間1
00mmにして引張速度10mm/分，チャート速度100mm/分に
インストロンタイプの万能引張試験装置にて引張り、得
られた荷重−伸び曲線の立上り部の接線よりヤング率を
計算する。

（２）フイルム表面粗さ（Ra）中心線平均粗さ:Ra（単位μｍ）としてJIS−B0601で
定義される値である。

本発明では、（株）小坂研究所の触針式表面粗さ計
（SURFCORDER SE−30C）を用いて、触針半径:2μm,測
定朝:0.03g,カットオフ値:0.25mmの条件下にフイルム表
面粗さ曲線をかかせ、得られるフイルム表面粗さ曲線か
らその中心線の方向に測定長さＬの部分を抜き取り、こ
の抜き取り部分の中心線をＸ軸とし、縦倍率の方向をＹ
軸として、粗さ曲線をＹ＝ｆ（ｘ）で表わすとき、次の
式で与えられる値（Ra:μｍ）をフイルム表面粗さとし
て定義する。

Ra＝（1/L）▲∫^Ｌ _０▼|f（ｘ）|dx 本発明では、基準長を2.5mmとして５個測定し、値の
大きい方から１個除いた４個の平均値としてRaを表わ
す。

（３）磁気テープの走行性家庭用ビデオテープレコーダ（ヘリカルスキャン）に
磁気テープをセットし、走行開始，停止を繰り返しなが
ら100時間走行させ、走行状態を調べるとともに出力測
定を行なった。この走行において下記項目を全て満足す
る場合を走行性：良好，そうでない場合を走行性：不良
と判定した。

テープの端が折れたり、ワカメ状にならない。

走行中にテープ鳴きが生じない。

テープが裂けたり、破断したりしない。

（４）磁気テープの電磁変換特性ビデオ特性は、記録再生ヘッドをセンダスト合金に改
造したVHS方式VTR（日本ビクター（株）製造商品名
「HR 7300」）を用いて4MHzの再生出力を測定した値で
ある。標準テープは市販されているγ−Fe₂O₃層塗布タ
イプの1/2VHS用テープである。

C/N比は、4MHzのキャリヤー信号を記録し、再生され
た振幅変調信号の30MHzのところのレベルをノイズレベ
ルとするこのとC/N比である。

実施例１及び比較例１平均粒径0.27μｍの真球状シリカを0.15重量％含有し
てなる極限粘度数0.65のポリエチレン−2,6−ナフタレ
ート（PEN）のペレットを180℃で４時間乾燥した後、押
出機ホッパーに供給し、溶融温度300〜305℃で溶融し、
この溶融ポリマーを0.8mm開度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70℃の回転冷却ドラム
上に成形押出し、厚み354μｍの未延伸のフイルムを得
た。

このようにして得られた未延伸フイルムを公知のロー
ル延伸法により125℃に加熱しながら縦方向に2.3倍に延
伸し、更に公知のステンター法により135℃に加熱しな
がら横方向に3.7倍に延伸し、その後155℃で熱固定し
た。引続き、フイルム両面をハードクロムメッキロール
で155℃まで加熱し、次いでテフロンコーティングロー
ルでフイルムの片面のみを190℃まで加熱し（このと
き、フイルムの他の面の温度は170℃であった）て縦方
向に2.6倍に延伸した。なお、フイルムの表面温度は放
射温度計にて測定した。続いて再縦延伸したフイルムを
ステンター法にて200℃に加熱しながら横方向に1.65倍
に延伸し、その後220℃で熱固定して厚み9.7μｍの二軸
配向PENフイルムを得た（実施例１）。

また比較としてテフロンコーティングロール加熱時フ
イルム両面の温度を170℃に加熱し延伸する以外は全て
実施例１と同様にしてPENフイルムを得た（比較例
１）。

実施例1,比較例１のフイルムをスリッターにてそれぞ
れ巾500mmで2000mの長さにスリットし、ロール状に巻上
げた。実施例１のフイルムロールはハイエッジもしわも
全く発生せず、良好な巻姿であった。一方、比較例１の
フイルムではエッジが立上がりハイエッジとなった。こ
のロールからフイルムを引出して両端部を観察したがい
わゆるワカメ状となっていた。

一方、６％のコバルトを含有する針状のα−FeOOHを
加熱分解して得たα−Fe₂O₃を水素還元して、平均針状
長さ0.23μｍの強磁性鉄粉を得た。

上記強磁性鉄粉100重量部（以下単に「部」と記す）
と下記の組成物をボールミルで12時間混練分散した。

ポリエステルポリウレタン 12部塩化ビニル−酢酸ビニル− 無水マレイン酸共重合体 10部 α−アルミナ 5部カーボンブラック 1部酢酸ブチル 70部メチルエチルケトン 35部シクロヘキサノン 100部分散後更にを添加してなお15〜30分混練する。更に、トリイソシア
ネート化合物の25％酢酸エチル溶液７部を加え、１時間
高速剪断分散して磁性塗布液を調整した。

得られた塗布液を実施例1,比較例１のPENフイルム上
の平坦な面の上に夫々乾燥膜厚が3.4μｍとなるように
塗布した。

次いで直流磁場中で配向処理した後、100℃で乾燥し
た。乾燥後、カレンダリング処理を施して1/2インチ巾
にスリットして厚み13.7μｍのビデオ用磁気テープを得
た。

かくして得られた磁気テープを評価した結果は表１に
示した通りであった。

実施例１のフイルムを用いた磁気テープは再生出力,C
/Nともに大きく更に耐久性も良好であった。一方、比較
例１のフイルムを用いた磁気テープは再生出力,C/Nとも
に大きく優れているにもかかわらず、５回の繰返し走行
でエッジ部が折れ曲がり耐久性が不良であった。これは
テープが滑りにくいことによるものである。

なお、市販のVHSビデオ用カセットに収納可能な最大
テープ長は1.5倍に増大した。

実施例２〜４及び比較例2,3 実施例１と同様にして得た未延伸フイルムを公知のロ
ール延伸法により130℃に加熱しながら縦方向に2.3倍に
延伸し、更に公知のステンター法により135℃に加熱し
ながら横方向に3.6倍延伸した。引続きフイルム両面を
ハードクロムメッキロールで155℃まで加熱した。次い
でセラミックコーティングロールによりフイルムの片面
のみをロールの温度を変えることによって表２に示す所
定温度まで加熱した。この際延伸倍率も表２に示すよう
に変えた。なお、フイルムの表面温度は放射温度計にて
測定した。このフイルムを更にステンター（ST）にて20
0℃に加熱しながら横方向に1.70倍まで延伸し、次いで2
10℃で熱固定を行ない厚み9.7μｍの二軸配向PENフイル
ムを得た。これらのフイルムをベースとして実施例１と
同様に行って磁気テープを作成した。かくして得られた
磁気テープを評価した結果は表２に示した通りであっ
た。

実施例2,3及び４の磁気テープは再生出力,C/N及び耐
久性の全てが良好であった。一方比較例２の磁気テープ
はフイルムのヤング率が実施例とほぼ同じであったが、
走行面（磁性層塗布の反対面）が平坦であるため走行耐
久性が不良であった。

また、比較例３の磁気テープは走行耐久性には優れて
いたが、フイルムの表面粗さが粗いため再生出力,C/Nが
不充分であった。この原因はベースフイルムの粗れた面
が磁性層の平坦面に転写されたためである。

実施例５及び比較例４平均粒子径0.46μｍの真球状シリカを0.55重量％含有
してなる極限粘度数0.60のPENのペレットを170℃で５時
間乾燥後溶融押出しして未延伸フイルムを得た。続いて
該未延伸フイルムをロール延伸法により130℃に加熱し
ながら縦方向に2.3倍に延伸し、更に公知のテンター法
により135℃に加熱しながら横方向に3.7倍延伸した。引
続きフイルム両面をハードクロムメッキロールで160℃
まで加熱し、次いでセラミックコーティングロールによ
りフイルムの片面のみをロールの温度を変えることによ
って表３に示す所定温度まで加熱し。この際延伸倍率も
表３に示すように変えた。このフイルムをさらにステン
ター（ST）にて200℃に加熱しながら横方向に延伸し、
次いで220℃で熱固定を行ない厚み9.7μｍの二軸配向PE
Nフイルムを得た。これらのフイルムをベースとして実
施例１と同様の方法で磁気テープを作成した。かくして
得られた磁気テープを評価した結果は表３に示した通り
であった。

実施例５の磁気テープは再生出力,C/N,耐久性とも良
好であった。一方比較例４の磁気テープは横のヤング率
が低いためにテープをくり返し走行させた際にテープの
エッジ部にワカメ状の欠点を発生した。

実施例６平均粒径0.35μｍのカーボンブラック0.4重量％を添
加してPENを常法により溶融し、冷却された鏡面ドラム
上に押出し、冷却して未延伸フイルム（厚み425μｍ）
を得た。続いてこの未延伸フイルムをロール延伸法によ
り128℃に加熱して縦方向に2.2倍延伸し、更に公知のス
テンター法により135℃に加熱しながら横方向に3.6倍延
伸し、次いで165℃で熱固定した。引続きフイルム両面
をハードクロムメッキロールで160℃まで加熱した。そ
の後フイルムの片面のみを赤外線ヒーターで195℃まで
加熱しながら2.8倍まで延伸した。更にステンター（S
T）にて180℃に加熱しながら1.25倍、次いで200℃で加
熱しながら1.35倍延伸し最後に210℃で熱固定した。得
られたPENフイルムの厚みは10.5μであった。このフイ
ルムをスリッターにて巾300mmで4000mにスリットしてロ
ール状に巻いた。このもののしわ並びにハイエッジは全
く発生しなかった。得られたフイルムのヤング率は縦方
向800Kg/mm²,横方向750Kg/mm²,表面粗さ（Ra）は平坦な
面が10nm、この反対の面は18nmであった。

このフイルムをベースとして実施例１と同様の方法で
平坦面に磁気層を塗布し磁気テープを作成した。テープ
の厚みは14.5μであった。かくして得られた磁気テープ
の評価結果は良好であった。すなわち本実施例のテープ
は再生出力＋8.0dB,C/N＋7.3dBで耐久性も極めてすぐれ
たものであった。なお、ビデオ用カセットに収納可能な
最大テープ長は1.5倍に増大させることができた。

［発明の効果］本発明の磁気記録媒体用二軸配向フイルムは従来のベ
ースフイルムより厚みを薄くしても即ち磁気テープのベ
ースフイルムの厚みを薄くしてもテープのヘッドタッ
チ，走行耐久性が良好であり、従来並のテープと同様の
特性を有することから長時間記録が可能であるという特
長を有する。また、バックコートなしでも走行耐久性に
すぐれたテープ製造することが可能であるという特長を
有する。更にまた本発明のベースフイルムは磁性層を塗
布する面が平坦ではあるが、その反対の面がより粗れて
いるので、スリットロールに巻上げる際にしわの発生や
ハイエッジが発生しないという特長を有する。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不活性固体微粒子を含有するポリエチレン
−2,6−ナフタレートからなり、フイルムの幅方向ヤン
グ率が670Kg/mm²以上であり、フイルムの長さ方向ヤン
グ率が該幅方向ヤング率よりも30Kg/mm²以上大きく、フ
イルムの一つの面の表面粗さ（Ra）が0.002〜0.010μｍ
であり、もう一方の面の表面粗さ（Ra）が0.007〜0.030
μｍでありかつ両面の表面粗さの差が0.005μｍ以上で
あることを特徴とする磁気記録媒体用二軸配向フイル
ム。
【請求項２】不活性固体微粒子は平均粒径が0.01〜0.60
μｍの微粒子である請求項１記載の二軸配向フイルム。
【請求項３】不活性固体微粒子が炭素質微粒子である請
求項１または２記載の二軸配向フイルム。
【請求項４】不活性固体微粒子の含有量が0.05〜１重量
％である請求項1,2または３記載の二軸配向フイルム。