JPS6198530A - 基板用フイルム及び機能性積層体の製造方法 - 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］ 本発明は機能性積層体に用いる非常に平滑な表面を有し
、且つ易滑性も良い基板用フィルム及び該基板用フィル
ムを用いて機能性積層体を製造する方法に関する。

［従来技術１ 熱可塑性合成樹脂からなるフィルム、特にポーノエステ
ルフイルムは、優れた機械的性質、耐熱性あるいは耐薬
品性等を有するため、磁気テープ。

フロッピーディスク、写真フィルム、透明導電性フィル
ム、熱線反射フィルム、コンデンサー用メタライジング
フイルム、電気絶縁フィルムあるいは書写フィルム等機
能性積層体の基板として、その需要の伸びは最近特に著
しい。

しかしながら、このフィルムの生産および上記機能性、
積層体の生産を円滑に行うためには、フィルムの滑り性
を改善することが必至である。

すなわち、フイ・ルムの滑り性が不足すると、例えば捲
取り、捲返し、Ｒ面性膜の形成あるいはスリット等の作
業に重大な支障を及ぼし、例えば捲き皺の発生あるいは
発生した静電気による塵埃吸着などの好ましからざる現
象をもたらす。

ところで、従来、フィルムの滑り性を改善する手段とし
て、例えば酸化珪素、カオリン、タルク。

炭酸カルシウムあるいはアルミナ等の種々のフィラーの
微小粒子を添加したポリマーを用いて製膜し、次いで延
伸工程でフィルム厚みが減る際にフィラーがフィルム面
に微小突起として突出する現を 象を利用することが実用化されている。同様に微小突起
を利用する滑り性の改善技術としては、重合時に用いる
触媒を重合体に不溶性の粒子に変換させる方法も知られ
ている。

これらの技術は、フィルムの滑り性を改善する点では事
実ある程度の成功をおさめているが、フィルム組成内に
微小粒子が存在するため当然のことながらフィルムの透
明度を低下させたりあるいはフィルム組成内にボイドを
生成するなどの改善されるべき問題を残している。特に
、ジアゾフィルム、メタライジングフィルム、写真フィ
ルム。

透明導電性フィルム、熱１線反射フィルム、あるいは磁
気記録媒体の磁気テープやフロッピーディスク等の基板
としてのフィルムにとって、フィルムの透明度の低下お
よびボイドの生成は重大な障害となる。例えば、最近と
みに需要の伸びが著しいビデオ用磁気テープやフロッピ
ーディスクは、ドロップアウト（記録損失）あるいはノ
イズの如き望ましくない現象の発生を防止すること、高
密度記録化等のため、特に優れた電磁特性を持つことを
要求されている。このような磁気記録媒体のための基板
としてのフィルムに、それ故、フィラーに基づく微小突
起がフィルムの両面にほぼ等しく発生する上記の如きフ
ィルムを用いることは磁気記録媒体の滑り性を改善する
ことにはなってもボイドが生成してドロップアウトやノ
イズを発生することが少なくなく望ましくない。

さらに磁気層に凹凸を有する磁気記録媒体はヘッドとの
接触に際し、スペースロスを発生し、記録信号の低下を
もたらす。

一方、微小粒子をポリエステルに添加してフィルム面に
微小突起を形成せしめる上記方法とは異なり、そのよう
な微小粒子を含有しないポリエステルから製造したフィ
ルムの両面に特定の塗布液を塗布する方法によって、フ
ィルムの両面にミミズ状皮膜構造を形成せしめてフィル
ムに易滑性を付与する方法が提案されている。

この方法は、シリコーンあるいはスチレン−ブタジェン
ゴムの少なくとも１つと水溶性高分子化合物を含む特定
の塗布液を用いるものではあるが、フィルムに後処理に
よって易滑性を付与する点で、ポリマーに微粒子を添加
してフィルムに易滑性を付与する方法とは相違する。

しかしながら、上記方法はフィルムの両面に塗布液を塗
布しフィルムの両面にミミズ状皮膜構造を形成しなけれ
ば十分な易滑性を得られない点及びミミズ状の皮膜に基
づく凹凸がある点が難点である。

いずれにしても微小突起によるこのような欠点を改善す
るため、微小粒子の粒径を一層小さくする工夫もなされ
ているが、結局、磁気記録再生特性等の機能面から要求
される表面平滑性と滑り性との妥協の産物であって本質
的な解決法でなかった。

［発明の目的］ 本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、その目的は
非常に平滑な表面性を有し、且つ易滑性も十分な積層体
基板用フィルムを提供することにある。

又、本発明の別の目的は、上述の基板用フィルムを用い
て工業的に極めて有利に連続的に線面性積層体を製造す
る方法を提供することにある。

［発明の構成］ 上述の目的は以下の本発明により達成される。

すなわち本発明は、機能性積層体の基板となる熱可塑性
高分子樹脂からなる基板用フィルムにおいて、その略全
面に熱処理により略消滅する凹凸変形を形成し、易滑性
を付与したことを特徴とする基板用フィルムを特定発明
とし、該基板用フィルムを基板とし、該基板を熱処理し
つつその上に膜形成することを特徴とする積層体の製造
方法を第２発明とするものである。

上述の本発明は、種々検討の結果、熱可塑性高分子樹脂
のフィルムはその表面が平滑になると易滑性が低下する
が、フィルム上に機能性膜を形成した積層体構成ではそ
の表面に係わらす易滑性は全く問題にならない場合が多
いことを見出し、従来の表面性と易滑性の問題はフィル
ムに積層体とした時には消滅する一時的な易滑性を付与
することにより解決できることに想到し、なされたもの
である。

以下、本発明の詳細な説明する。

上述の通り、本発明は熱処理により略消滅できる凹凸変
形を形成するもので、かかる凹凸変形はナーリング技術
によって達成される。この加工法としては以下のものが
知られている。

■　冷間でフィルムを機械的に厚み出しをする方法（米
国特許第１６５１７４４号明細書）；■　厚み出し加工
直前にフィルムを予熱し、次いで非加熱のエンボスロー
ルにより押圧して厚みを出す方法（特公昭４７−１６０
６４号）；■　０項のエンボス加工後さらにエンボス部
を′　　ガラス転移温度（Ｔｏ　）〜Ｔｇ＋６０℃の温
度域に於て熱処理することにより、エンボス部の巻取後
の経時変化をなくす方法（特開昭５４−　８７７６２号
）： ■　エンボスロールを融点以上に加熱して厚み出しを行
う方法（特開昭５２−９６６７８号）：が知られている
。

本発明にはこれらエンボス加工が好ましく適用されるが
、なかでも形成された凹凸変形が熱処理により容易に消
滅できるものがより好ましい。

以下に本発明の加工法の一例を図面を用いて説明する。

第１図はフィルムＦへの厚み出し装置である。

加熱装置をそなえ表面上にエンボス加工を施されたホイ
ール１をアーム２によりシャフト３を介して保持される
。アーム２はシャフト８を支点として自由に上下回転可
となるようにする。サポート５はシャフト３に固定され
て回転不可とされており、スプリング４（エアーシリン
ダー又はアーム２、サポート５を同一軸とし、錘を使用
すること゛　　　も可能）を固定する。スプリング４の
張力は自由に変化出来るようになっておりホイール１の
押付力すなわち厚み出し高さの変化で必要に応じ調整さ
れる。ロール６はホイール１の受は及びフィルムＦの送
りロールであり、厚み出し目的により材質変更可能とし
ておく。この装置においてホイール１の温度は機能性膜
形成時の熱処理条件（通常、１００〜１７０℃）におい
て厚み出し高さが容易に消滅する温度以下に設定する。

下地ロールは金属ロール、ゴムロール等で構成されるが
、フィルムの性質又は二次加工時の目的別により変更す
る。

なお、熱処理により略消滅できる凹凸変形とは、フィル
ムに溶断等の障害が発生しない温度以下の適当な張力下
で加熱処理した時、処理後の表面性が変形前のフィルム
表面性と同程度になることを云う。

凹凸変形は消滅し易いものであるため、途中での応力変
形等で消滅しないようにするため、必ずしもフィルム全
面に設ける必要はないが、フィルム面の広範囲に亙って
設ける必要があり、実用面からは７０％以上の略全面に
設けてあれば十分である。しかし、膜形成時の条件均一
化等の面からは全面に設けたものが好ましい。

与える凹凸変形の高さは、移送１巻取り等の取扱いに支
障のない易滑性をフィルムに付与するものであれば良く
、特に限定されない。その選定には前記公知資料等の記
載が参考となる。又、凹凸変形はフィルムの片面のみで
も両面に設けても良い。

なお、本発明が適用できる線面性積層体も、特に限定さ
れず、前述した各種鏝面性積層体に適用可能である。な
かでも、高密度記録、高信頼性面から表面平滑性に対す
る要求が厳しい磁気記録媒体、特にその基板の表面性が
媒体の表面性を左右すると云われる金属薄膜を記録層と
する薄膜型磁気記録媒体には有利に適用できる。

又、本発明に適用できる熱可塑性樹脂は製膜性を有する
ものであれば特゛に制約されない。例えばポリエチレン
、ポリアミド、ポリ塩化ビニルのホモポリマーや共重合
体、ポリエチレンやポリプロピレンの様なオレフィンの
重合体又は共重合体。

及び二塩基性の芳香族カルボン酸と二価アルコールから
縮合されたポリエステル等に適用できる。

更に、本発明が適用できる熱可塑性樹脂のフィルムの表
面性も特に限定されないが、巻取り、移送等の取扱いが
特に困難となる表面性がＣＬＡで０．９２０μｍ以下の
フィルムには本発明では最終製品の積層体での表面性を
損うことなく加工等中間工程での易滑性を確保できるの
で非常に有利となる。この点でも上述の薄膜型磁気記録
媒体には特に本発明は有利となる。

次に、本発明の第２発明を説明する。第２発明は前記の
通り第１発明の基板用フィルムを基板とし、基板を熱処
理しつつ膜形成し、機能性積層体を製造することを特徴
とするものである。

すなわち、基板を熱処理することにより基板に易滑性を
付与するために形成した凹凸変形を消滅させつつ膜形成
するもので、よって得られる積層体は凹凸変形が消滅し
た平滑な基板用フィルム・上に形成されることになり、
表面性の良い積層体を１４ることができる。

従って熱処理は、フィルムに溶断、しり発生等の損傷を
与えることなくその凹凸変形を消滅させる条件であれば
良く、その条件はフィルムの特性。

凹凸変形の形成条件、膜形成速度等と関係し、実テスト
により決めるべきである。なお、温度は通常フィルムの
ガラス転移温度以上で耐熱温度以下の範囲で選定する。

熱処理は、特別に熱処理手段を膜形成手段の前又は後に
設けて行なっても良く、又熱処理手段を設けることなく
、膜形成時の加熱をそのまま利用しても良い。

膜形成手段も特に限定されないが、真空中での基板全面
の均一加熱・冷却から表面性の良い基板が要求される真
空蒸着法、スパッタリング法、イオンブレーティング法
等の物理堆積法、あるいは化学的堆積法等の真空薄膜形
成手段に特に有利に適用される。

［発明の効果］ 本発明は上述の通り、凹凸変形をフィルム全面に行うこ
とにより巻き取り性のすぐれた基板用フィルムを提供す
るものである。かかるフィルムはその上普通一般に機能
性膜、例えば磁気記録媒体を形成する過程において通常
はガラス転移点以上の温度で熱処理をすることにより、
表面の凹凸変形が減少乃至消滅する。即ち基板用フィル
ムとしては表面に凹凸変形を有する易滑フィルムである
が、磁気記録媒体等の積層体となしたときには凹凸変形
のない平滑な表面を有するものとなり、磁気記録媒体の
場合磁気特性のすぐれた媒体となる。

このように本発明は表面に微小な突起状の凹凸変形加工
を施したフィルムであって、二次加工時においてその凹
凸変形が減少乃至消滅しうる基板用フィルム、および該
フィルムを用いた機能性積層体の製造法である。

なお本発明では溶媒組成物を用いないため、工程的、経
済的及び安全上の点からもすぐれた利点を有する。すな
わち従来技術にあっては、ポリエステルフィルム表面の
易滑性表面への変性方法は、多くの場合、有機溶剤に溶
解せしめた組成物をフィルム表層部に塗設することによ
って達成されてきた。しかし、かかる方法をフィルム製
膜中に施す場合、逸散有様溶剤による周囲環境の汚染、
安全および衛生上好ましからざる悪影響を及ぼす。

また従来技術の易滑性付与は表面に設けた微小突起が例
えば磁気記録媒体となしたあとでもそのまま残るため、
磁気特性としては悪い結果を示しているが、本発明では
かかる問題が解消される。

以下、実施例、比較例を掲げて本発明を更に説明する。

［実施例１］ ２５℃のオルソクロロフェノール中で測定した極限粘度
数が０．６２の、無機質フィラーを全く含まないポリエ
チレンテレフタレート（結晶融解熱９．８　ｃａｌ／　
ｇ）をエクストルーダーで口金から押出し、これを４０
℃に冷却したドラム上で静電印加を行いながら厚さ６３
０μｍの押し出しフィルムとし、続いてこれを９３℃に
加熱した金属ロール上で長手方向に３．６倍に延伸した
。次いで、テンター内に導き９８℃の予熱ゾーンを通過
せしめ、１０５℃で横方向に３．９倍に延伸し、更に２
２５℃で６．３秒間熱固定を行い、結晶配向を完結させ
たあと、１対のエンボスロールにより塑性変形させた。

エンボス加工する前のフィルムは膜厚４９．８μ０表面
性はＪＩＳ規定のＣＬＡ値（中心線平均粗さ）、で０、
（）０７μｍであったが、エンボス加工する前・にｔま
皺の発生により巻きとることはできなかった。

この実施例で下地ロールはフィルムの硬度とほぼ同程度
のゴムロールを使用し、エンボスロールとしては外径：
　　２００ａｏ＋、表面粗度１０Ｓのものを用いた。ニ
スボス０−ルの加熱はニクロム線と−タを内蔵して行い
、エンボスホイールによる押圧は５９に９一定で行った
。そのあと工・ツジをスリットしながら巻取テンション
９．８幻の条件において５００Ｍ幅で捲取りを行った。

最終的にフィルムは平均５０．１μｍの厚さを有してい
た。またエンボス加工した凹凸の高さは平均して２゜３
６〜６．０８μであった。

かくして、二輪延伸されたフィルムは９．８Ｎ９のテン
ションでしわの発生もなく捲取ることができた。

このフィルムを基板として第２図に示す対向ターゲット
方式のスパッタリング装置で特公昭５８−９１号公報等
で公知のパーマロイ、Ｃｏ　Ｃｒの二層膜構成の垂直磁
気記録媒体を形成した。

先ず、第２図により本発明の実施に用いた対向ターゲッ
トスパッタ装置を説明する。

図から明らかな通り、本装置は特開昭５７−１５８３８
０号公報等で公知の対向ターゲット式スパッタ装置と基
本的に同じ構成となっている。

すなわち、図において１０は真空槽、２０は真空槽１０
を排気する真空ポンプ等からなる排気系、３０は真空槽
１０内に所定のガスを導入して真空槽１０内の圧力を１
０＝１〜１０→ＴＱｒｒ程度の所定のガス圧力に設定す
るガス導入系である。

そして、真空槽１０内には、図示の如く真空槽１０の側
板１１．１２に絶縁部材１３．１４を介して固着された
ターゲットホルダー１５．１６により１対の基板４０に
面する辺が長い長方形のターゲットＴ＋　、Ｔ２が、そ
のスパッタされる面ＴＩＳ、Ｔ２Ｓを空間を隔てて平行
に対面するように配設しである。そして、ターゲットＴ
＋　、Ｔ２とそれに対応するターゲットホルダー１５．
１６は、冷却パイプ１５１．　１６１を介して冷却水に
より永久磁石１５２．　１６２と共に冷却される。磁石
１５２．　１６２はターゲットＴＩ、、Ｔ２を介してＮ
極、Ｓ極が対向するように設けである。

なお、１７．１８はシールドカバーである。

図の４０は長尺のフィルム等の基板で、送出ロール４１
ａ、支持Ｏ−ル４１ｂ、及び巻取ロール４１ｃよりなる
基板移送手段４１により矢印の方向及びその逆方向に連
続的に移送できるようになっている。

又、５０はスパッタ電力を供給する直流電源である。

６０は本発明の実施のための基板４０を熱処理する熱処
理手段で、赤外線ヒーターを用いている。

なお、プレスパッタ時基板４０を保護するため、基板４
０とターゲットＴ＋　、Ｔ２との間に出入するシャッタ
ー（図示省略）が設けである。

以上の通り、前述の特開昭５７−１５８３８０号公報の
ものと基本的には同じ構成であり、公知の通り高速低温
スパッタが可能となる。

本装置を用い、以下の条件１手順により前述の垂直磁気
記録媒体を作成した。

Ａ、装置条件 Ａ−１，低保磁力層 ａ、ターゲットＴ＋　、Ｔ２材：共ニＭ　ｏ−４ｗｔ％
　。

Ｎ　１−７８ｗｔ％、　Ｆ　ｅ−１８ｗｔ％のバーｖｏ
イｂ、ターゲットＴ＋　、７２間隔：　　１２０ｍｍＣ
，ターゲット表面の磁界二１００〜２００ガウスｄ、タ
ーゲットＴ＋　、Ｔ２形状 ：　　１００１１１１１１　Ｌ　Ｘ　１５０ｍｗ　Ｘ　
１２ｓ＋　ｔの矩形ｅ、基板４０とターゲットＴ＋　、
Ｔ２端部の距離：　２０Ｍ Ａ−２，Ｇｏ−Ｃｒ垂直磁化層 ａ、ターゲットＴ１．ＴＺ材：共ニＧ　ｏ−８０ｗｔ　
％　。

Ｃ：、　ｒ−２０ｗｔ％の合金 す、ターゲットＴ貫、Ｔｚｌ！ｉｌ隔：　　１６０ａｗ
Ｃ，ターゲット表面の磁界：１００〜２００ガウスｄ、
ターゲットＴ＋　、Ｔ２形状 ：　　１００ｍ　Ｌ　Ｘ　１５０ｇｗ　Ｘ　１２，１＋
１１　ｔの矩形ｅ、基板４０とターゲットＴ＋　、Ｔ２
端部の距離：２０ＩＭ＆ Ｂ、操作手順 Ａ−１の条件のもとて順次次の如く行なった。

ａ、基板を設備後、真空槽１０内を到達真空度が１　ｘ
　１０’　Ｔ　ｏｒｒ以下まで排気する。

ｂ、Ａｒ（アルゴン）ガスを所定の圧力まで導入し、基
板４０を図示の通りターゲットＴ＋。

Ｔ２の対向方向に移送しつつ３〜５分０間のプレスパツ
タを行なった。なお、スパッタ時の八「ガス圧は４　ｘ
　１０’　Ｔ　ｏｒｒとした。

Ｃ，プレスパツタ開始と同時に赤外線ヒーター６０を点
灯した。フィルムの温度は赤外線のパワーを調節して目
視による観察でエンボス加工による凹凸変形が消滅する
約１２０℃に保持した。次いでシャッターを開けてフィ
ルム上にパーマロイ層を形成した。

ｄ、スパッタ時投入電力は３ＫＷで行なった。

パーマロイ層が形成されたフィルムを巻取ロール４１Ｃ
に巻きとったままで、装置条件をＡ−２の条件に設定す
ると共にフィルムの送行方向を逆にし、巻取ロール４１
０から送出ロール４１ａヘフイルムを送りつつ、パー７
０４層形成と同様の手順でＣｏ　Ｃｒ層を形成し２層膜
媒体とした。

但しＣｏ　Ｃｒ形成時においては赤外線ヒーターによ３
加熱は行わなかった。

パーマロイ層、　Ｃｏ　Ｃｒ層の膜形成は、共に非常に
安定しており、得られた２層膜垂直磁気記録媒体は表面
平滑であり、問題となるような凹凸は全く見られなかっ
た。又２層膜媒体の表面粗度を測定したところＪＩＳ規
定のＣＬＡ値（中心線平均粗さ）で０．００７　（、表
裏とも；磁性面およびフィルム面）であり、平滑性にお
いてすぐれていることが判った。又、磁気記録再生特性
もＣＬＡ値の大きなものに比べ、スペーシングロスが小
さく、出力が大となった。

［比較例１］ 実施例１と同じ条件で製膜したのち、エンボス加工しな
いで捲取った。条件は実施例１と同じである。

この場合フィルム間相互の滑りが悪いためフィルムロー
ルに皺が発生した。一度この皺が発生すると、それが次
々と表層部へ伝播集中して、ロール端部の一方側は固（
、中央部が柔かくｄると云った側底商品形態をなさない
捲姿となった。

別に捲取テンションを極度におとし４．６６に’ｊで捲
取ったが、端部が不揃いとなる以外に１！皺もみられ、
完全なものが得られなかった。

［比較例２］ 実施例１の易滑性フィルムを用いて実施例１と同じ方法
で２層膜媒体を作成した。ただし比較例２においては実
施例１のスバツタ工程のうちＣの赤外線ヒーターによる
照射は行わなかった。この場合得られた２層媒体の表面
には、細い凹凸が多数残っていた。しかしながら凹凸の
大きさはスパッタ前のベースフィルムに比べてかなり小
さくなっていた。

Ｃ実施例２］ 比較例２と同様の方法で２ｍｍ膜体を形成した。

但しスパッタ電力を３ＫＷから５ＫＷに変えた。

得られた２層ｇ！媒体の表面は凹凸変形が殆ど目視では
観察できない位に少くなっており、磁気特性上も実施例
１と同様であった。

以上実施例、比較例で明らかなようにエンボス加工によ
って表面に微細な凹凸変形を形成し、易滑性を付与した
基板用フィルムは、巻取りが容易であり、又その上に薄
膜を形成する前あるいは薄膜の形成中に加熱することに
より凹凸が消滅し、フィルム本来の平滑な表面に薄膜を
形成したと同じ表面を与えることが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適した加工装置の斜視図である。第２
図は本発明の実施例で用いた対向ターゲット方式スパッ
タリング装置の概略構成図である。 １：ホイール、　　　６：ロール、 ４ニスプリング、　　Ｆ：フィルム、 １０：真空槽、　　　　２０：排気系、３０：ガス導入
系、　　４０：基　板、５０：電　源、　　　　６０：
赤外線ヒータや１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、機能性積層体の基板となる熱可塑性合成樹脂からな
   る基板用フィルムにおいて、その略全面に熱処理により
   略消滅する凹凸変形を形成し易滑性を付与したことを特
   徴とする基板用フィルム。 ２、前記凹凸変形をエンボス加工により形成した特許請
   求の範囲第１項記載の基板用フィルム。 ３、凹凸変形形成前の表面粗さがＣＬＡで０．０２０μ
   ｍ以下である特許請求の範囲第１項若しくは第２項記載
   の基板用フィルム。 ４、前記機能性積層体が磁気記録媒体である特許請求の
   範囲第１項、第２項、若しくは第３項記載の基板用フィ
   ルム。 ５、長尺の熱可塑性合成樹脂フィルムを基板とし、該基
   板を連続的に移送しつつその上に所定の薄膜を形成して
   機能性積層体を製造するに際し、基板を略全面に熱処理
   により略消滅する凹凸変形を形成した熱可塑性合成樹脂
   フィルムとなすと共に、該基板を加熱処理しつつ膜形成
   することを特徴とする機能性積層体の製造方法。 ６、物理的堆積法により磁気記録用の磁性金属薄膜を形
   成する特許請求の範囲第５項記載の機能性積層体の製造
   方法。