JP2621340B2 - 磁気テープ用ベースフイルム - Google Patents

磁気テープ用ベースフイルム

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JP2621340B2
JP2621340B2 JP63121571A JP12157188A JP2621340B2 JP 2621340 B2 JP2621340 B2 JP 2621340B2 JP 63121571 A JP63121571 A JP 63121571A JP 12157188 A JP12157188 A JP 12157188A JP 2621340 B2 JP2621340 B2 JP 2621340B2
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elongation
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雄二郎 松山
多保田  規
勝朗 久世
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、磁気テープ用として特に縦方向の強度が
大きく、表現平滑性および耐摩耗性に優れ、かつ耐熱性
を有するベースフィルムに関するものである。
(従来の技術) 一般にポリエチレンテレフタレートに代表されるポリ
エステルは、物理的および化学的諸特性に優れているの
で、繊維用、成型品用の他に磁気テープ用、フロッピー
ディスク用、写真用、コンデンサー用、包装用、レント
ゲン用などのフィルムとマても広く用いられている。
特に磁気テープの分野では、ポリエチレンテレフタレ
ートを主成分とするベースフィルムが広い範囲で使用さ
れており、その適用範囲は更に拡がる傾向にある。一
方、技術の高度化に伴い、装置および磁気テープの小型
化が求められ、そのためベースフィルムの一層の薄幕
化、すなわち高強力化が必要になり、ポリエチレンテレ
フタレートからなるベースフィルムを製造する際、一軸
方向に強くし延伸してテープ強度を増加させるテンシラ
イズ化が採用されている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、ポリエチレンテレフタレートを原料と
してテンシライズ化した場合は、得られるベースフィル
ムの5%伸長時応力が最大20kg/mm2程度であり、業界の
要求に対して不十分であった。また、特殊な延伸条件を
採用することにより、強度的に要求を満たすベースフィ
ルムが得られても、強度と他の特性、例えば熱収縮特性
との間には互いに相反する傾向があるため、上記のベー
スフィルムを磁気テープに加工するために金属蒸着法を
採用する場合は、ベースフィルムが100℃以上に加熱さ
れて熱収縮を生じ、品質が低下するという問題があっ
た。
また、磁気テープ用ベースフィルムとして使用するに
は、滑り性および優れた磁気変換特性を付与するため、
フィルム表面に適度な表面突起を形成する必要があり、
そのため微細な無機粒子を添加しなければならず、更
に、上記の表面突起は、これが欠落すると、磁気テープ
に加工するためのプロセスおよび磁気テープとして使用
する際の滑り性が不十分になるので、ベースフィルムに
加工する際のコーティング工程などのプロセスにおいて
外部から摩擦力によって摩耗などの変形が生じないもの
でなければならない。
この発明は、ポリエチレンテレフタレートに代わって
ポリエチレンテレフタレートを使用することにより、ポ
リエチレンテレフタレートフイルムが有する力学的欠点
を解消し、強度および耐摩耗性に優れ、熱収縮が小さ
く、磁気テープ用、特に高級磁気テープ用として好適な
ベースフィルムを提供するものである。
(課題を解決するための手段) 上記の課題を解決するため、この発明の磁気テープ用
ベースフィルムは、ポリエチレンナフタレートを主成分
とする二軸延伸フィルムであり、そのフィルム表面を先
端の曲率半径が50μmのダイヤモンド針によって10gの
荷重下、0.2mm/秒の一定速度で引っ掻いて得られる筋状
痕の最大幅が23μm以下であり、かつフィルム縦方向の
ヤング率が500〜1000kg/mm2、5%伸長時応力が20〜32k
g/mm2であることを特徴とする。
この発明で用いるポリエステルは、酸成分としてナフ
タレン−2,6−ジカルボン酸を主たる成分とし、グリコ
ール成分としてエチレングリコールを主たる成分とする
ものであり、なかんずくその繰返し単位の80モル%以上
がエチレンナ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、テレフタル酸、イソフタル酸、p−β
−オキシエトキシ安息香酸、4,4′−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エノン、
ビス(4−カルボキシルフェニール)エタン、アジピン
酸、セバシン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、
シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸等のジカルボン酸
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
サンジメタノール、ビフェノール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、ポリテオ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安息香酸成分
等を任意に選択使用することができる。その他の共重合
成分としてアミド結合、カーボネート結合等を含有する
少量の化合物を含むことができる。
上記ポリエステルの製造方法としては、芳香族ジカル
ボン酸とグリコールとを直接反応させる直接重合法、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。そして、上記のポリエステ
ルからフィルムを製造する方法としては、一般的なロー
ルテンターを用いて縦横同時に延伸する方法、および縦
横に逐次延伸する方法があるが、特に二軸方向に延伸し
た後に一軸方向に再延伸してスーパーテンシライズドタ
イプの二軸延伸フィルムとするのが好適である。例え
ば、上記のポリエステルを280〜320℃で溶融押出し、急
冷固化させて実質的に無配向の未延伸シートを得、この
未延伸シートを延伸温度110〜180℃、好ましくは115〜1
50℃、延伸倍率3〜7.5培で縦方向および横方向にそれ
ぞれ延伸し、170〜260℃の温度で熱固化して製造され
る。この場合の延伸倍率は、縦倍率を横倍率よりも大き
くしても、また小さくしてもよく、更に2段以上に分け
てもよい。
なお、フイルム表面に適度に突起を形成してフィルム
走行時の滑り性を改善するため、重合反応中に複数の可
溶性無機化合物から不溶性の粒子、いわゆる内部粒子を
生成させたり、重合系に不活性無機粒子、いわゆる外部
粒子を添加したり、またこれらを併用したりすることが
できるのは従来と同様であり、外部粒子としては、カオ
リン、酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、硫酸
バリウム等が例示され、その添加手段としては、エチレ
ングリコールスラリーとして行なうのが分散性および取
扱い性の点で好ましい。
(作用) この発明のフィルムは、ポリエチレンナフタレートを
主成分としているので、ポリエチレンテレフタレートを
主成分とするものに比べてフィルム表面硬度が向上し、
フィルム表面に突起を形成すの内部粒子や外部粒子を覆
うフィルム皮膜が堅牢になり、前記ダイヤモンド針によ
る引っ掻き試験で得られる筋状痕の幅が、上記フィルム
の製膜条件、例えば延伸倍率や熱固定温度によるもの
が、約20%狭くなる。したがって、製膜後のスリットや
コーティングの際、更に磁気テープとした後の録画、再
生の際にフイルム表面が強い摩擦を繰返し受けても上記
の表面突起の欠落することが無く、そのため磁気信号の
欠落、いわゆるドロップアウトが大幅に減少し、かつ長
期間にわたって良好な滑り性が保持される。そして、フ
ィルム表面突起の堅牢度を知るため、後記するモデル的
なフィルム耐久走行性テストを行なったところ、このテ
スト結果と上記ダイヤモンド針による引っ掻き試験の結
果との相関性が極めて高く、引っ掻き試験による筋状痕
の幅が狭いものは、フイルム耐久走行性テストにおいて
も良好な結果の得られることが判明した。すなわち、ダ
イヤモンド針を用いた引っ掻き試験による筋状痕の幅
は、23μ以下、好ましくは21μ以下が必要であり、上記
の幅が23μよりも広く、表面硬度が低いと、テープとし
た際の耐摩耗性が不十分となり、テープの走行中に突起
が欠落し、これが粉末になってフィルム表面に付着し、
ドロップアウトを生じさせ、かつフィルム走行時の滑り
性を低下させる。
また、この発明のフィルムは、各種の力学的特性中、
少なくとも縦方向のヤング率と5%伸長時応力を前記の
値に限定するので、磁気テープ用として必要な特性を比
較的容易に実現することができる。ただし、上記のヤン
グ率が500kg/mm2未満であったり5%伸長時応力が20kg/
mm2未満であったりした場合は、弾性特性が不十分とな
り、ベースフィルムの厚さを目的とする水準まで下げる
ことができず、反対にヤング率が1000kg/mm2を超えたり
5%伸長時応力が32kg/mm2を超えたりした場合は、フィ
ルムの熱収縮率および厚さむらが過大になる。
(実施例) ナフタレン−2,6−ジカルボン酸ジメチル100部(重量
基準、以下同じ)、エチレングリコール60部、酢酸マグ
ネシウム0.085部および三酸化アンチモン0.035部を反応
器に取付け、エステル交換反応を行なった。反応温度は
反応の進行に伴い160℃から220℃に調節し、流出するメ
タノール量により反応の完結を確認した。エステル交換
反応終了後、平均粒径0.15μmのコロイダルシリカのエ
チレングリコールスラリーを酸化ケイ素として0.25部、
およびトリメチルホスフェートのエチレングリコール溶
液をリン原子として0.0064部それぞれ添加した後、常法
により最終温度285℃、最終圧力0.08mmHgで重縮合を行
ない、極限粘度0.585のポリエチレンナフタレートを得
た。
上記ポリエチレンナフタレートポリマーのチップを乾
燥した後、温度298℃で溶解押出し、厚み150μmの未延
伸原反を作成し、この未延伸原反を小型モデル延伸機
(米国TM−long社製)の使用により縦方向に5.0培、横
方向に3.2培それぞれ延伸し、200℃で30秒間熱固定して
実施例1の二軸延伸フィルム(厚み9μm)を得た。
一方、通常の方法で得られるポリエチレンテレフタレ
ートを原料とし、上記実施例1と同様の方法で同じ厚み
の比較例の二軸延伸フィルムを得た。
また、実施例1において、滑剤として平均粒径0.9μ
mの炭酸カルシウムのエチレングリコールスラリーを0.
25部添加する以外は、実施例1と同様に重合および製膜
を行ない、実施例2の二軸延伸フィルムを得た。
上記の実施例1、2および比較例の二軸延伸フィルム
について平均表面粗さTAR、ダイヤモンド針を用いた引
っ掻きによる表面硬度およびモデル的フィルム耐久走行
性の試験を行なった。その結果を下記の表に示す。
ただし、表面硬度おび弾性特性等の物性は、次のよう
にして測定した。
(1)ヤング率、5%伸長時応力 フィルムの長さ方向および幅方向とそれぞれ平行に長
さ150mm、幅10mmのタンザク形試料を切り出し、東洋ボ
ールドウィン株式会社製テンシロンを用い、変形速度10
0%/分で引張り試験を実施し、ヤング率および5%伸
長時応力を常法によって算出した。
(2)フィルム表面硬度 15mm×15mmの大きさに切出した試料をスライドグラス
上に固定し、先端の曲率半径が50μmのダイヤモンド針
を10gの荷重で押しつけ、0.2mm/秒の一定速度で試料の
表面を引っ掻き、得られたサンプルにアルミニウム蒸着
を施した後、顕微鏡による観察および写真撮影を行な
い、最終的に400培の拡大写真から上記引っ掻きによる
筋状痕の幅(μm)を測定する。
(3)外部粒子の平均粒径 エチレングリコール中で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(株式会社島津製作所製、SA−CP2型)の使用に
よって測定し、その積算50%の値を用いた。
(4)フイルム表面平均粗さTAR 株式会社小坂研究所製三次元粗さ測定器(SE−3AK)
を用い、フィルム表面を針先端の曲率半径2μm、荷重
30mgの条件下、長さ方向にカットオフ0.25mmで、1mmに
わたって測定し、2μmピッチで500点に分割し、各点
の高さを三次元解析装置(SPA−1)に取込んだ。しか
るのち、これと同様の操作をフィルム幅方向について2
μmピッチで連続的に150回、つまりフィルム幅方向0.3
mmにわたって行ない、上記の解析装置を取込んだ。次
に、解析装置を用いて高さ方向のデータ平均偏差を求
め、これをμm単位で表して平均粗さTARとした。
(5)フィルム耐久走行性 幅12.5mmにスリットしたフイルムを用い、温度23℃、
相対湿度65%の条件下、図示の装置を用いて測定した。
図において、1は上記のスリットにより得られた幅12.5
mmのテープ状フィルム、2は長さ25mmのクランク、3は
回転自在のガイドローラ、4は市販の家庭用VTRのガイ
ドポスト(最大粗さRt=0.15μm、平均粗さRa=0.08μ
m)、5は重さ70gのウエイトであり、図示のようにガ
イドローラ3およびガイドポスト4にテープ状フィルム
1を掛け、ガイドポスト4に対するテープ状フィルム1
の接触角度θを135度に設定し、クランク2の先端のピ
ンにフィルム1の一端のループを掛け、フィルム1の他
端にウエイト5を固定し、クランク2を8rpmの速度で回
転してガイドポスト4にフィルム1を摺接させ、100往
復後にフィルム表面を顕微鏡で観察し、擦り傷の多少で
3段階に評価し、筋の発生が多く見られるものを×、少
量見られるものを△、筋の発生がほとんど見られないも
のを○とした。
(6)熱収縮率 温度150℃のオーブン中に原長l0の試料を無堅張状態
で入れ、1時間後に取出して長さlを測定し、式〔(l0
−l)/l0〕×100(%)で算出する。
上記の表で明らかなように、この発明は実施例1およ
び2の二軸延伸フィルムは、走行時の耐摩擦性に優れ、
かつ高級磁気テープ用ベースフィルムとして十分な弾性
特性を備え、熱収縮率も小さかった。これに対し、ポリ
エチレンテルフタレートからなる比較例のフィルムは、
表面硬度を示す筋状痕の幅が過大であり、またヤング
率、5%伸長時応力も小さく、更に熱収縮率が過大であ
り、そのため実施例1、2に比べて硬度が低く、弾性特
性、熱収縮率も不十分であり、高級磁気テープ用として
不適当であった。
(発明の効果) この発明の磁気テープ用ベースフィルムは、ポリエチ
レンテレフタレートを主成分とする二軸延伸フィルムで
あり、表面平滑性と耐摩擦性に優れ、かつ縦方向の強度
が大きいので、平滑性、耐摩耗性および薄膜化の要求さ
れる蒸着タイプの高級磁気テープ用ベースフィルムとし
て極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
図面は、フィルム耐久走行性試験機の模式図である。 1:テープ状フィルム、2:クランク、3:ガイドローラ、4:
ガイドポスト、5:ウエイト。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−143938(JP,A) 特開 昭63−60731(JP,A) 特開 昭62−135339(JP,A) 特開 昭62−143938(JP,A) 特開 昭63−113931(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエチレンナフタレートを主成分とする
    二軸延伸フィルムであり、そのフィルム表面を先端の曲
    率半径が50μmのダイヤモンド針によって10gの荷重
    下、0.2mm/秒の一定速度で引っ掻いて得られる筋状痕の
    最大幅が23μm以下であり、かつフィルム縦方向のヤン
    グ率が500〜1000kg/mm2、5%伸長時応力が20〜32kg/mm
    2であることを特徴とする磁気テープ用ベースフィル
    ム。
JP63121571A 1988-05-18 1988-05-18 磁気テープ用ベースフイルム Expired - Lifetime JP2621340B2 (ja)

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