JPH0670149B2 - 磁気記録媒体用ポリエステルフイルム - Google Patents

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ポリエステルフイルムに関す
る。更に詳しくは遮光性，平坦性に優れ、かつ電磁変換
特性が良好な磁気記録媒体の製造に有用なポリエステル
フイルムに関する。

従来技術及びその問題点 ポリエステル特にポリエチレンテレフタレートもしくは
ポリエチレンナフタレートはその優れた力学特性，化学
的特性等を備えているため、フイルム，繊維等に広く用
いられている。特に近年めざましい発展を遂げているオ
ーディオテープ，ビデオテープ，コンピューターテープ
等の磁気記録分野ではポリエチレンテレフタレートやポ
リエチレンナフタレートの二軸延伸フイルムが好んで使
用されている。

磁気テープは通常、光学的にリーダーテープを感知し、
磁気テープの開始，終了を判定しているため、優れた遮
光性を有する必要がある。

近年、磁気記録媒体特にビデオテープに対して記録密度
の向上及び磁性層の薄層化が強く求められている。これ
らの要求を満たす目的で、磁性粉の微細化，磁性層中の
磁性粉の充填率の増加等が試みられている。しかしなが
ら、これらの方策を行なうと、テープの遮光性の低下を
伴なう問題を生じる。そこで、遮光性を維持するため磁
性層中のカーボンブラックの量を増大させる方法が考え
られるが、これは耐久性の悪化，磁性粉充填率の減少を
伴なうため実質的に限界がある。

これら問題を解消する方法として、ベースフイルム中に
カーボンブラック粒子を含有させ、該フイルム自体に遮
光性を付与する方法が提案されている（特開昭51-52808
号，特開昭53-139511号，特開昭59-71357号，特開昭63-
43931号等）。しかしながら、カーボンブラック粒子は
凝集性が強く、ポリマー中に均一微分散させることが難
しい。特に遮光性を充分に付与する量のカーボンブラッ
ク粒子をフイルム中に含有させると、多量の凝集粒子に
よって該フイルムの表面が著しく粗れるという問題が生
じる。そこで、フイルム表面の平坦性を維持するためフ
イルム中のカーボンブラック粒子量を低減すると、遮光
性を充分付与することができない。特にビデオテープの
うち、8mmビデオ用テープ，放送局等で使用するプロ用
テープ等では高磁気記録密度が要求されるため、ベース
フイルムは平坦なものが要求され、かつ長時間録画のた
めベースフイルムは薄いものが要求されるが、薄いフイ
ルムは厚いフイルムに比較して同じ光透過率にするため
にはカーボンブラック粒子の含有量を多くする必要があ
り、フイルム表面は粗れた状態にならざるを得ない状況
にある。

このため、カーボンブラック等の遮光性を有する層の両
面もしくは片面に粒子を含有しない層を複合したフイル
ム等が提案されているが、該方法は共押出し装置の設備
が必要である、再生フイルムの使用が困難である、例え
ば15μ以下のフイルムを製造するには均一性等の技術的
課題がある等々のコストアップ要因，技術要因があるた
め、大量供給は困難であった。

発明の目的 本発明者らは、上述の実情にかんがみ、遮光性と平坦性
との両者に優れた単層ベースフイルムを開発すべく鋭意
研究したところ、カーボンブラック粒子と赤外線吸収能
を有する有機化合物との両者を含有させることで優れた
ベースフイルムが得られることを見い出し、本発明に到
達した。

従って、本発明の目的は遮光性を充分に有しかつ表面の
平坦性に優れた磁気記録媒体用ポリエステルフイルムを
提供することにある。

発明の構成・効果 本発明の目的は、本発明によれば、フイルム中にカーボ
ンブラック粒子と赤外線吸収能を有する有機化合物とを
含有し、かつ下記式１〜３を満足する特性を有すること
を特徴とする磁気記録媒体用ポリエステルフイルムによ
って達成される。

本発明の特異的な点は、カーボンブラック粒子と赤外線
吸収能を有する有機化合物の両者をポリエステルに均一
含有させていることにある。そして、カーボンブラック
のみの含有もしくは赤外線吸収能を有する有機化合物の
みの含有では得られない特性を有するポリエステルフイ
ルムを提供することにある。

本発明におけるポリエステルはフイルム形成能を有する
ものであり、ホモポリマーでもコポリマーでもよい。好
ましくは主な酸成分がテレフタル酸または2,6−ナフタ
レンジカルボン酸からなり、主なグリコール成分がエチ
レングリコールからなるポリエステルが挙げられる。こ
のポリエステルの共重合成分としては、例えばイソフタ
ル酸，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,p−ヒドロキシ安息香酸等の二官能性カルボ
ン酸およびトリメチレングリコール,1,4−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等のグリコ
ールが挙げられる。通常は酸成分の80モル％以上、好ま
しくは95モル％以上がテレフタル酸または2,6−ナフタ
レンジカルボン酸であり、グリコール成分の80モル％以
上、好ましくは95モル％以上がエチレングリコールであ
るポリエステルが用いられる。特に好ましいのはテレフ
タル酸とエチレングリコールとからエステル化および重
縮合を経て製造されるポリエステルまたはジメチルテレ
フタレートとエチレングリコールとからエステル交換お
よび重縮合を経て製造されるポリエステルである。ま
た、所望ならば、これらのポリエステルに、ポリエチレ
ングリコールやポリフェニレンサルファイド等の他の熱
可塑性樹脂を、５（重量）％以下の少量配合したものを
用いることができる。

かかるポリエステルには、必要に応じて、不活性微粒子
等を本発明の効果を損なわない範囲内で含有させてもよ
い。この不活性微粒子としては、例えばポリエステルの
溶融成膜時に不溶な高融点有機化合物，架橋ポリマー，
ポリエステル製造時に使用する金属化合物触媒（例えば
アルカリ金属化合物，アルカリ土類金属化合物等）によ
って当該製造時にポリマー内部に形成されるいわゆる内
部析出粒子、および例えばMgO,ZnO,MgCO₃,CaCO₃,CaSO₄,
BaSO₄,Al₂O₃,SiO₂,TiO₂,SiC,LiF,粘土鉱物（例えばタル
ク，カオリン等），ゼオライト，雲母，テレフタル酸塩
（例えばCa塩,Ba塩,Zn塩,Mn塩等）等の不活性外部添加
粒子などを挙げることができる。また金属石けん，デン
プン，カルボキシメチルセルロース等の不活性有機化合
物等も不活性微粒子の例として挙げることができる。勿
論これらの粒子に加え、安定剤，帯電防止剤，酸化防止
剤，消泡剤等を混合してもよい。

更に、フイルムの易滑性を向上させるために、有機滑剤
を含有させることも好ましい。有機滑剤の種類として
は、特に限定されるものではないが、脂肪酸，脂肪酸エ
ステル，脂肪酸アミド，芳香族アミド等が例示できる。
この脂肪酸エステルとしては高級脂肪酸エステルが好ま
しく、この具体例としてモンタン酸エチレングリコール
エステルが好ましく挙げられる。また、芳香族アミドと
してはヘキサメチレンビスステアリルアミド等が好まし
く例示できる。

本発明におけるカーボンブラック粒子は特に限定されな
いが、ファーネスブラック，チャンネルブラック，サー
マルブラック，ランプブラック等が好ましい。またカー
ボンブラック粒子の大きさも特に限定されないが、１次
粒径は10〜50μｍが好ましく、15〜40μｍが更に好まし
い。なおカーボンブラックは、分散性を向上させるため
分散剤，改質剤等で表面処理を行ない、表面状態を改質
したものも使うことができる。

また、本発明における赤外線吸収能を有する有機化合物
は特に限定されないが、下記の化合物が好ましく例示で
きる。

（１） もしくは ここで、式中（1-1），（1-2）のMeは有効なIR吸収剤で
ある錯塩を提供する、ニッケル，コバルト，銅，パラジ
ウムからなる群から選ばれ、各Ｘは同一かまたは異って
いる芳香族または複素環式環、またはこれらの環の置換
誘導体、例えば、ハロニトロ，アルコキシ−アルキル，
アルキルおよび／またはアルコキシ置換芳香族および複
素環式環を完成するため必要な原子を示す。

芳香族環の置換誘導体を包含する、有用な芳香族環の例
として、フェニル，ナフチル，メチルフェニル，メチル
ナフチル，アルコキシフェニルおよびアルコキシナフチ
ル、例えばドデシロキシフェニル，ハロー置換特にフル
オロ置換，−Ｓ−アルキル置換，アミノ（ジアルキルア
ミノを包含する）−置換，ハロアルキル−置換、例えば
トリフルオロメチル−置換フェニルおよびナフチル基等
が示される。

有用な複素環式環の例として、式 ［式中Ｇは窒素，炭素，酸素または硫黄である。］の
環、およびベンツ−置換誘導体を包含するこれらの環の
置換誘導体が示される。

上記式において、Ｚは−１または−２であり、したがっ
て、この錯塩はモノアニオン性かまたはジアニオン性で
あってよい。ＹはＺの値に依存して一価または二価のカ
チオンである。Ｙの作用はこの錯塩上の荷電Ｚを中和す
ることであり、したがって、ＹはNa⁺,K⁺,Ca⁺⁺または類
似物のようなカチオンであってよい。しかしながら、本
発明の好ましい具体例において、ＹはもしＺが２である
ならばテトラフェニルアルソニウムカチオンであり、か
つもしＺが１であるならばテトラブチルアンモニウムカ
チオンである。

具体的な例としては、下記の化合物等が挙げられる。

（２） ここで、式（２）中のMeはニッケル，パラジウムおよび
白金の金属よりなる群から選ばれ、Ｒはそれぞれ水素，
炭素原子１乃至６個を有するアルキル基，フェニル基，
アルキル−またはアルコキシ−置換フェニル，およびチ
エニル基よりなる群より選ばれる。

具体的な例としては、下記の化合物等が挙げられる。

本発明において、ポリエステルにカーボンブラックおよ
び赤外線吸収能を有する有機化合物を含有させるには各
種の方法を用いることができる。その代表的な方法とし
ては、下記のような方法を挙げることができる。

ア）ジメチルテレフタレートとエチレングリコールとの
エステル交換反応物，またはテレフタル酸とエチレング
リコールとのエステル化反応物にカーボンブラックおよ
び赤外線吸収能を有する有機化合物をそれぞれ所定量添
加し、その後重縮合してポリエステルとする方法。

イ）ポリエステルにカーボンブラックおよび赤外線吸収
能を有する有機化合物をそれぞれ所定量添加して混練す
る方法。

ウ）上記（ア），（イ）の方法においてカーボンブラッ
クおよび／または赤外線吸収能を有する有機化合物を多
量に添加してマスターポリマーを製造し、これらの添加
物を含有していないポリエステルと混練して所定量のカ
ーボンブラックおよび赤外線吸収能を有する有機化合物
を含有するポリエステルとする方法。

なお上記（ア）のようにポリエステル製造時にカーボン
ブラックを添加する場合には、カーボンブラックにエチ
レングリコールを吸着させ、ロールミル，ボールミル等
で混練し、更にエチレングリコールを加えてサンドミル
等で解砕，分散処理したスラリーとして反応系に添加す
ることが好ましい。

本発明においてフイルムの波長900nmでの光線透過率
は、フイルム厚み15μ（換算）において10％以下であ
り、好ましくは８％以下である。

磁気テープ等の、磁性層とベースフイルムとの積層され
た磁気記録媒体自身の波長900nmでの光線透過率は１％
以下であることが望ましい。このため、ベースフイルム
のT₉₀₀（15μ）が10％を越えると、磁気記録媒体自身の
波長900nmでの光線透過率を１％以下にするには磁性層
の遮光性付与のためのカーボンブラック等を多量に磁性
層中に含有しなければならなくなり、好ましくない。特
に高磁気記録密度が要求されるプロ用ビデオテープ,8mm
ビデオテープ等においては、カーボンブラックの量を多
量に磁性層に含有させることは、実質的に磁性粉体の体
積含有率を減少させることになるため、本来の高磁気記
録密度が達成できなくなる。

また本発明において、フイルムの平均表面粗さRaは0.00
5〜0.020μにある必要があり、好ましくは0.008〜0.015
μである。Raが0.005μより小さいとフイルムの易滑性
が悪化し、またRaが0.020μを越えると良好な電磁変換
特性が得られず、やはり好ましくはない。

カーボンブラックおよび赤外線吸収能を有する有機化合
物の添加含有量とフイルムの波長900nmでの光線透過率
の関係はランバートベールの法則に従う。従って、カー
ボンブラックの含有量は多い方が光線透過率が低くなる
が、反面フイルムの表面が粗面化する。このためカーボ
ンブラックの量は、得ようとするフイルムの平均表面粗
さ，摩擦係数に対応した量となり、例えばフイルムの厚
みが15μの場合にはカーボンブラックの含有量を大略1.
5重量％以下とすることが、フイルムの平均表面粗さの
面より好ましい。フイルムの用途である磁気記録媒体の
うちビデオテープ等に適した表面粗さ，摩擦係数とする
ためには、カーボンブラックの含有量は1.5重量％に満
たない量が好ましく、特に1.0重量％以下が好ましい。
またビデオテープ等においてベースフイルムの厚さは通
常25μ以下であり、特に15μ程度のものが多く使用され
ている。この領域の厚みのフイルムにおいては、上記の
カーボンブラック含有量では得られたフイルムの光線透
過率は不充分となる。このため、赤外線吸収能を有する
有機化合物を、カーボンブラックの含有量に応じて含有
させ、波長900nmにおける光線透過率が所定の値となる
よう調整する 赤外線吸収能を有する有機化合物の含有量は、化合物の
光線吸収特性およびカーボンブラックの含有量により左
右されるため一義的な値とならないが、0.1〜３重量％
が好ましい。

フイルムの厚みは30μ以下、特に15μ以下であることが
好ましい。また厚みの下限は２μであることが好まし
い。

本発明のフイルムの製膜方法について例を上げて説明す
るが、本発明の必要特性を満足する限り、この例示に限
定されるものではない。

カーボンブラック粒子と赤外線吸収能を有する有機化合
物を含有せしめたポリエチレンテレフタレートを乾燥
後、押出機にて溶融し、ダイよりシート状に冷却ドラム
上に押出し、急冷して実質的に無配向シートとする。次
いで、該シートを縦および横方向にそれぞれ３倍以上に
延伸して二軸配向フイルムを得、更に必要ならば縦およ
び／または横方向に再度延伸を行なった後、熱処理をす
ることにより得る方法が挙げられる。

本発明のポリエステルフイルムによれば、遮光性，平坦
性に優れ、かつ電磁変換特性の良好な磁気記録媒体を製
造することができる。

実施例 以下に実施例を掲げて本発明をさらに具体的に説明する
が、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限
定されるものではない。なお、実施例中の「部」は重量
部を意味する。また各物性値の測定方法は下記の通りで
ある。

（１）光線透過率 日立製作所（製）自記分光光度計を用いて、波長900nm
におけるフイルムの光線透過率を測定した。

（２）フイルム表面粗さ 中心線平均粗さ:Ra（単位μｍ）としてJIS-BO601で定義
される値である。（（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,
測定圧: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、該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）で表わしたとき、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。

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を表わし
た。

（３）フイルムの摩擦係数［μk₍₅₀₎］ 温度20℃，湿度60％の環境で、巾1/2インチに裁断した
フイルムを、固定棒（表面粗さ0.3μｍ）に角度θ＝（1
52/180）πラジアン（152゜）で接触させて毎分200cmの
速さで移動（摩擦）させる。入り口テンションT₁が35g
となるようにテンションコントローラーを調整し、フイ
ルムを50回繰返し走行させる。50回目走行時の出口テン
ション（T₂:g）をフイルムが90m走行したのちに出口テ
ンション検出機で検出し、次式で走行摩擦係数μｋを算
出する。

μk₍₅₀₎＝（2.303/θ）log（T₂/T₁） ＝0.868log（T₂/35） 実施例１ ポリエステルＡの製造 カーボンブラック50部とエチレングリコール50部を予備
混練した後、ロールミルで繰返し混練した。さらにエチ
レングリコールを400部添加し、ディスパースミルにて
希釈分散したのちサンドミル処理を行ない、カーボンブ
ラックを充分に分散させた。

ジメチルテレフタレート100部およびエチレングリコー
ル（以下EGと略す）70部を反応器に添加し、さらに酢酸
マンガン・４水和物0.035部を添加し、加熱昇温すると
共にメタノールを留去させ、エステル交換反応を終了し
た。次に、リン酸トリメチル0.03部および三酸化アンチ
モン0.03部を添加した。次いで、前記カーボンブラック
のEGスラリーを25部（カーボンブラックとして2.5重量
％対ポリマー）を撹拌下添加した後常法通りに重縮合反
応を行ない、固有粘度0.62のポリエチレンテレフタレー
トペレットを得た［以下、ポリエステルＡという］。

ポリエステルＢの製造 ポリエステルＡの製造において、カーボンブラックを無
添加とする以外は、上記と同様にエステル交換反応およ
び重縮合反応を行ない、添加剤が無添加であるポリエチ
レンテレフタレートペレットを得た［以下、ポリエステ
ルＢという］。

ポリエステルＣの製造 ポリエステルB95部とビス−（シス−1,2−ビス−フェニ
ル−エチレン−1,2−チオレート）・ニッケル錯塩５部
を各々乾燥してからブレンドした後、二軸エクストルー
ダータイプ混練機で溶融押出して、赤外線吸収能を有す
る有機化合物含有ポリエチレンテレフタレートペレット
を得た［以下、ポリエステルＣという］。

フイルムの製造 ポリエステルA,ポリエステルB,ポリエステルＣを第１表
に示したカーボンブラックおよび有機化合物の含有率に
なるよう混合した後乾燥した。次いで押出機にて300℃
で溶融押出して未延伸フイルムを得、さらに縦延伸温度
100℃，縦延伸倍率3.5倍，横延伸温度110℃，横延伸倍
率4.6倍で逐次二軸延伸をした後、215℃で熱処理を行な
い厚さ15μのフイルムを得た。

得られたフイルムの特性を第１表に示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 3:04 5:00）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フイルム中にカーボンブラック粒子と赤外
   線吸収能を有する有機化合物とを含有し、かつ下記式１
   〜３を満足する特性を有することを特徴とする磁気記録
   媒体用ポリエステルフイルム。
2. 【請求項２】フイルムの厚みが15μ以下である請求項１
   記載のポリエステルフイルム。