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JPH0771819B2 - 二軸配向ポリエチレンテレフタレ−トフィルム - Google Patents
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JPH0771819B2 - 二軸配向ポリエチレンテレフタレ−トフィルム - Google Patents

二軸配向ポリエチレンテレフタレ−トフィルム

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JPH0771819B2
JPH0771819B2 JP62114830A JP11483087A JPH0771819B2 JP H0771819 B2 JPH0771819 B2 JP H0771819B2 JP 62114830 A JP62114830 A JP 62114830A JP 11483087 A JP11483087 A JP 11483087A JP H0771819 B2 JPH0771819 B2 JP H0771819B2
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film
weight
biaxially oriented
polyethylene terephthalate
tape
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紘一 足立
理恵 匹田
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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気記録媒体用二軸配向ポリエチレンテレフ
タレートフィルムに関するものであり、さらに詳しく
は、主としてビデオテープ用の基材として用いる場合に
適した二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムに
関するものである。
〔従来の技術〕
二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムで特にビ
デオテープ用基材に適したものとして、フィルム表面の
構造を特定化したもの(特開昭61-68727、61-66627、60
-254415、61-5431号公報など)が知られており、また、
熱収縮率、ヤング率、F-5値などの物理特性を特定化し
たもの(特開昭60-195727、59-45327、59-48125、59-82
629号公報など)も知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記従来の二軸配向ポリエチレンテレフタレー
トフィルムはこれをビデオテープ用基材としてビデオテ
ープを作る過程においてカレンダー工程で金属ロールと
の間で強いシェアーがかかり該フィルムの表面が削れ
て、その削れ粉が磁性表面に付着しビデオテープのドロ
ップアウト(信号欠落)などの品質欠点になる。この意
味のフィルム表面のけずれ性改良が強く要望され、ベー
スフィルム表面設計の基本問題となっている。
本発明は、かかる問題点を改善し、ドロップアウトの少
ないビデオテープを提供するための二軸配向ポリエチレ
ンテレフタレートフィルムに関する。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、表面削れ指数が0.1〜2.0、表面突起数が5〜
60個/mm2(高さ0.54μm以上)、表面平均粗さ(Ra)
が0.01〜0.03μm、結晶(100)面の面配向係数が0.03
〜0.11であることを特徴とする二軸配向ポリエチレンテ
レフタレートフィルムをその骨子とするものである。
本発明ポリエチレンテレフタレート(以後PETと略称す
る)フィルムの削れ指数は0.1〜2.0の範囲内にあること
が必要である。この削れ指数の値は固定金属ロールとの
走行摩耗によってフィルム表面が削れる程度を示すパラ
メータである。この削れ値が上記範囲より大きくなる
と、削れた白粉がフィルム表面に付着しさらに塗布した
磁性層に転写してドロップアウトの原因となる。この値
は小さければ小さいほどビデオテープ性能の向上につな
がる。しかしながら、削れ指数を小さくするためには、
一般的には表面の凹凸を大きくし摩擦係数を小さくする
必要があり、この場合にはテープの出力は低下すること
となり好ましくない。
次に本発明PETフィルムの表面突起数は高さが0.54μm
以上の突起数(突起密度)を5〜60個/mm2、好ましく
は5〜40個/mm2、更に好ましくは5〜20個/mm2にする
ことが必要である。突起密度が上記範囲より大きくなる
と、それに伴って突起高さも増大してテープのS/N比が
不良となり好ましいといえない。また突起密度が5個/
mm2未満になるとテープの走行性不良といった欠点が目
立ち不適となる。
次に本発明PETフィルムの表面平均粗さ(Ra)は0.01〜
0.03μm、好ましくは0.013〜0.028μmの範囲内にある
ことが必要である。この範囲よりRaが大きい場合には、
この上に磁性層を塗布した時、ビデオ出力が低下する。
また逆にRaが小さい場合には、これをビデオテープにし
た時、ビデオテープの走行性が悪くなってしまう。
次に本発明PETフィルムの結晶面配向係数は0.03〜0.1
1、好ましくは0.04〜0.10の範囲内にあることが必要で
ある。この結晶面配向係数という値は、PET結晶の(10
0)面がどの程度フィルム面に並び揃っているかを示す
パラメータである。これが小さくなるほど結晶面がフィ
ルム面に並び揃うことになる。この面配向係数が上記範
囲より大きくなると、テープ強度が弱くなったり、また
寸法変化が大きくなり、画像歪が生じたりして好ましく
ない。また上記範囲より小さくなると、テープの製造工
程でのテープスリット時に切り粉、ヒゲが出易くなり、
ドロップアウトが発生し易くなる。
本発明フィルムを基材としてビデオテープを作った時、
該ビデオテープのドロップアウトの数を減少させること
が出来、さらに高出力のものを得ることが出来る。
本発明フィルムの製造方法は特に限定されるものではな
く、いかなる方法を用いても良いが、好ましい製造法の
1例を以下に述べる。
まず、本発明フィルムを製造するのに好適なPET原料は
テレフタル酸もしくはエステル形成性誘導体とエチレン
グリコールを用い、エステル交換もしくはエステル化反
応を行なう。引続き重縮合反応を行ってポリエステルを
製造するのに際し重縮合開始前の任意の時点で、系に不
溶な微粒子状物質、例えば粒径範囲0.3〜3.0μm、平均
粒径0.5〜1.5μmφ、好ましくは0.6〜1.0μmφの合成
炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン、フッ化マグネシ
ウムなどを添加し、さらに重縮合反応時にリン酸トリメ
チルおよび重合触媒としてのアンチモンを構成成分の一
部とする粒子を析出させ、さらに重縮合反応終了直前に
分散剤、例えばドデシルベンゼンスルホン酸、ポリエチ
レングリコール、エチレンオキサイドプロピレンオキサ
イドブロック共重合体などを、または可塑剤、例えばフ
タル酸ジ2−エチルヘキシル、セバチン酸ポリエステ
ル、アジピン酸ポリエステルなどを添加して、ポリマー
中に含まれる微細な無機粒子の分散性を向上させる。分
散剤と可塑剤の両者を組み合わせても良いことは勿論で
ある。このポリマーの中に添加した微粒子状物質は、0.
03〜0.08重量%、分散剤等は0.05〜0.20重量%含有され
ている。
このようにして作られたPET原料を常法通り十分に真空
乾燥した後、これを押出機に供給して溶融押出し、溶融
ポリマーを過し、口金でシート状に成型し、冷却ドラ
ムに巻き付けて冷却固化することにより、未延伸シート
を作る。この未延伸シートを延伸温度85〜100℃で、シ
ートの両縁部をクリップで把持し、クリップの長手方向
間隔を元の間隔の3.0〜3.8倍に広げて、フィルムを長手
方向に延伸する。次いで、フィルムの両縁部をクリップ
で把持したまま、次の熱風加熱ゾーンの中に導き入れ熱
風温度90〜130℃にして、対向するクリップ同志の幅方
向間隔を、元の幅の3.0〜3.8倍に広げることにより、フ
ィルムを幅方向に延伸する。フィルムの面倍率を上げる
ため、次の同時二軸延伸ゾーンへ導き、延伸温度を105
〜155℃に上げて、再度、長手方向幅方向同時に1.05〜
1.30倍延伸する。再延伸によって面倍率を上げること
は、ポリマー中の凝集粒子を減少させる効果がある。次
いで、このフィルムを熱処理ゾーンへ導き、190〜220℃
で1〜10秒間熱処理する。この熱処理ゾーンの中で長手
方向および幅方向に0.5〜5%弛緩させ、次いでフィル
ムをオーブンの外へ導き出す。オーブンから外へ出る過
程でフィルムは除冷され、オーブンから出た時点でフィ
ルムの温度はほぼ室温まで冷却している。
かくして得られた二軸配向PETフィルムの表面には外部
添加剤として加えられた無機粒子、さらには重合残渣か
らなる内在粒子が微少な突起を形成している。ポリマー
中の内在粒子の平均径は0.1〜0.8μm(最大径1.5〜3.0
μm)と無機粒子の平均径は0.3〜1.5μm(最大径2.2
〜3.5μm)の2山分布であることが好ましい。なお、
外部添加する無機粒子をPETにブレンドした時のPETの結
晶化温度の低下が大きいもの、例えばΔTcgが50〜70℃
であるフィラーが表面削れ向上に好ましい。
本発明フィルムは、ビデオテープ用基材として、極めて
優れたものである。このフィルムの片面にアンカーコー
ト剤を塗布したのち、その上に磁性塗料を乾燥後、厚み
として3〜5μmになるように塗布し、磁場で配向処理
を施した後、乾燥し、スーパーカレンダー処理し、これ
を必要なテープ幅(例えば1/2インチ幅)にスリットし
て巻き上げ、いわゆるパンケーキを作る。このパンケー
キから適当な長さをリールに巻き上げ、これをカセット
の中に納めることにより、実用化しうるカセット入りビ
デオテープが得られる。
〔特性の測定方法および効果の確認〕
本発明で用いる各特性の測定方法および効果の評価方法
を以下にまとめて示しておく。
(1)削れ指数 フィルム幅1/2インチ、長さ127cmのテープ状に切断して
ループ状にしたものを、横浜システム研究所製テープ走
行試験器を用いて走行させる。系内の摩擦シリンダーは
金属製の固定ピン(SUS,0.2S仕上げ,直径8mmφ)を用
いると、フィルムの走行によってフィルム表面が削れて
摩耗する。走行条件は次の通り。
雰囲気温湿度:40℃,80RH% 初期荷重:25g 摩擦シリンダーの接触角度:180度 走行速度:3.3cm/sec 走行回数:100回 走行試験した後の摩擦シリンダーピンの表面には摩耗に
よって発生した削れ物が白く斑点状になって見える。こ
れにセロテープを貼付けて転写させて削れ物をピンから
取除き、スライドグラスの上に貼付ける。これを引伸機
のネガ設置部に貼付けたスライドガラスを置き、印画紙
に焼付け削れ物の状態を拡大(14倍)し定量し易いよう
にした。印画紙上で白く見える削れ物の全面積を画像処
理機(ケンブリッジインストルメント製、イメージアナ
ライジングコンピュータ、“コンチメット"720)を用い
て求めmm2(A)で表わした。
一方、走行したフィルムは真空蒸着機でアルミニウム蒸
着を行ない、反射型微分干渉顕微鏡(日本光学製“オプ
チフォト”)を用いて観察するとフィルム表面に削れ粉
が点在して付着している。その削れ粉の面積、数は接眼
レンズを入れたマイクロメータを使って求めた。1/2イ
ンチ幅、15mmを測定面積とし、2.4μmφ以上の削れ物
を定量した。頻度の少ない26.4μ以上の大きい削れ物は
誤差を生じるため測定結果から外した。削れ物の分布の
結果から削れ物の面積分率を求め、テープ全長(127c
m)の面積に換算してmm2(B)で表わした。(A)と
(B)の合計を削れ指数とした。
(2)突起密度 日本光学製サーフェイスフィニッシュマイクロスコープ
を用い、多重干渉法により、2次以上の干渉縞の個数を
数えて、これをフィルム面積1mm2当りの個数に換算し
て表示する。
測定に用いる光の波長は0.54μm、ミラーの反射率65
%、顕微鏡倍率は200倍である。
(3)表面平均粗さ 万能表面形状測定装置(小坂研究所製)を用いてフィル
ム表面の粗さを測定した。測定方法およびRaの算出原理
はJIS-B0601-1986年に準じてある。
曲線の種類:粗さ(R)曲線 カットオフ値:0.08mm 高さ方向の倍率:50,000倍 測定面方向の倍率:100倍 測定距離:4mm(フィルム幅方向に測定) 繰返し測定数:5〜10 (4)面配向係数 フィルムを約50μmの厚さを積層してX線回折用試料と
し、X線回折装置(理学電気(株)製Geigerflex)の試
料ホルダーに設置する。フィルムの長手方向に垂直な面
内で、X線の照射角を変え、反射法で回折強度を測定す
る。測定条件は次の通りである。
時定数:2秒 走行速度:1度/分 Divergency Slit:1.5mmφ Scattering Slit:1度 Receiveing Slit:0.3mm X線:Cn対陰法によるCn-Kα線 (35KV,15mA,Niフィルター) PET結晶の(100)、(110)面の回折角に相当する26.0
°、22.5°での回転強度をそれぞれI1、II2とすると、
面配向係数は、それらの比(I1/II2)で与えられる。
(5)ビデオテープの製造と性能評価 下記の混合組成物を、ボールミルおよびサンドミルで混
合分散処理し、その後、ポリイソシアネート(日本ポリ
ウレタン(株)製“コロネートL")を固型分換算で25重
量部加えて磁性塗料とする。
Co被覆γ−Fe2O3 300重量部 ニトロセルロース 35重量部 ポリウレタン樹脂 26重量部 カーボンブラック 18重量部 アルミナ粒子 5重量部 ミリスチン酸 7重量部 ステアリン酸ブチル 1重量部 メチルエチルケトン 220重量部 酢酸ブチル 530重量部 二軸配向PETフィルムの片面に、ポリエステル共重合体
を乾燥後厚み0.05μmの厚さにアンカーコートし、この
上に、上記の磁性材料を乾燥後の厚さが5μmとなるよ
うに塗布し、磁場をかけて配向処理を施した後、100℃
の熱風で乾燥する。次いで、これをスーパーカレンダー
処理し、1/2インチ幅にスリットしてビデオテープと
し、これをカセットに組込む。
このようにして得たビデオテープのドロップアウトとビ
デオ出力を測定し、性能評価する。
(a)ドロップアウト ドロップアウトの評価法は家庭用VHS方式VTRを用い、4M
Hzの単一信号を記録し、これを再生した場合の信号が平
均再生レベルより12dB以上低下する時間が5μsec以上
のものの個数を1分間当りで数える。
(b)ビデオ出力 家庭用のVHS方式VTRを用いて、4MHzの単一信号を記録
し、その再生出力を測定した。なお、標準は、各実験水
準の中で、最も出力の小さいものをOdBとして相対的に
表示する。
〔実施例〕
本発明を以下の実施例、比較例に示す。なお、本発明が
これらの実施例に限定されるものではないことは言うま
でもない。
実施例1 [固体粒子のエチレングリコールスラリーおよび分散剤
の調整] スラリーA:平均粒径0.80μmの合成炭酸カルシウム粒子
10重量部とエチレングリコール100重量部およびリン酸
0.4部を混合しホモゲナイザーで撹拌して、シリカ粒子
のエチレングリコールスラリーを調整した。このスラリ
ー100容量部に、平均粒子径0.09mmのガラスビーズ100容
量部を加え、翼径16cmの十字翼を用いて、3000rpmで2
時間撹拌した。分散終了後、400メッシュの金網で過
してガラスビーズを除去し、分離して得たシリカ粒子の
スラリーを、さらに3μカットのフィルターで過し
た。かくして得られた合成炭酸カルシウム含有のスラリ
ーとする。
分散剤:ドデシルベンゼンスルホン酸60重量%と分子量
4000のポリエチレングリコール40重量%の混合物を分散
剤とする。
[PETポリマーの製造] ジメチルテレフタレート100重量部に、エチレングリコ
ール60重量部および酢酸マンガン0.04重量部を加え、15
0〜240℃で4時間、メタノールを除去しつつ、エステル
交換反応を行なった。次いで、リン酸0.02重量部、三酸
化アンチモン0.03重量部を加え、さらに、スラリーAを
加えた後、1mmHg以下の高真空中で3時間重縮合反応を
行ない、反応終了直前に分散剤を加えて合成炭酸カルシ
ウム粒子(平均粒子径0.80μ)0.05重量%、分散剤0.13
重量%を含有するPETポリマーを得た。このポリマーの
極限粘度は0.635であった。
[フィルムの製造] 得られたポリマーのペレットを180℃で6時間、真空乾
燥した後、押出機に供給して、285℃で溶融押出し、溶
融ポリマーをギアポンプを通して流動変動を抑制し、次
いで、3μm以上の固体を89重量%以上補足できる金属
繊維焼結型フィルターを通して、過した後、T型口金
へ導き、この口金からシート状溶融体として吐出せしめ
た。
このシート状溶融体を、表面温度60℃の冷却ドラムに巻
きつけ、静電荷を付与してドラムと溶融シート間の密着
性を向上させつつ冷却固化させ、表面温度が約70℃の未
延伸フィルムを作った。この未延伸フィルムを、ただち
に85℃の熱風循環ゾーンの中へ導き入れ、フィルムの両
縁部をクリップで把持し、クリップの長手方向間隔を元
の幅3.4倍に広げることにより、フィルムを長手方向に
延伸した。次いで、フィルム両縁部をクリップで把持し
たまま次の熱風循環ゾーンへ導き入れ、熱風温度を100
℃にして、対向するクリップ同志の幅方向間隔を、元の
幅の3.5倍に広げることにより、フィルムを幅方向に延
伸した。次に同時二軸延伸ゾーンへ導き、延伸温度を11
0℃に上げて、再度、二軸方向同時に1.15倍延伸した。
かくして得られた二軸方向同時に弛緩させ、次いで、再
び緊張状態で205℃で5秒間熱処理した。次いで、緊張
状態のまま、熱風温度120℃のゾーンへ導き入れて、こ
の温度まで冷却し、次いで100℃のゾーンへ導き入れ
て、ここで長手方向に元の長さの1%を弛緩させ、次い
で、フィルムを室温まで除冷した。このフィルムの厚さ
は約15μmであった。このフィルムを2.5kg/m幅の張力
で搬送し、マイクロウェーブでフィルム巻取部を誘電的
に加熱しながら、コアに巻取った。
約6000m巻上げた大径のフィルムロール(巻き硬度65°
ショア。巻き内部のフィルム温度や約70℃)を、70℃に
温調した部屋の中に入れて24時間放置し、次いで、室温
雰囲気中に24時間置いて除冷した後、スリッターにかけ
て巻き返し、フィルム幅500mmのフィルム製品ロール
(巻き硬度90°ショア)とした。
かくして得られたフィルムの特性およびこのフィルムを
基材として作ったビデオテープの特性を表1に示す。こ
の結果から、本発明特性を有するフィルムを基材として
用いると、極めて削れ性の優れたビデオテープが得られ
ることがわかる。
実施例2,3および比較例1〜4 実施例1において、PETポリマー中に加える炭酸カルシ
ウムの種類、添加量の変更、さらにはフィルム製膜時の
延伸温度、延伸倍率、熱固定温度を種々変更することに
より、削れ指数、突起密度、Ra、面配向係数の値が異な
るフィルムを作った。これらのフィルムの評価結果を表
1に示す。これらの結果から本発明範囲内の特性値を有
するフィルムが、そのフィルムを基材とするビデオテー
プのビデオ出力、C-S/N比、ドロップアウトが優れてい
ることがわかる。
〔発明の効果〕 本発明は、二軸配向PETフィルムの表面削れ指数、突起
密度、表面平均粗さ(Ra)、結晶面配向係数の範囲を適
正化することによって、そのフィルムを基材とするビデ
オテープの特性、特にドロップアウト特性を良好にする
ことに成功したものである。これらの効果は、必ずしも
ビデオテープに限られるものではないので、本発明フィ
ルムは、その他のテープ、例えば、コンピュータのメモ
リー用テープやオーディオテープにも利用できるもので
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面削れ指数が0.1〜2.0、表面突起数が5
    〜60個/mm2(高さ0.54μm以上)、表面平均粗さ(R
    a)が0.01〜0.03μm、結晶(100)面の面配向係数が0.
    03〜0.11であることを特徴とする二軸配向ポリエチレン
    テレフタレートフィルム。
JP62114830A 1987-05-13 1987-05-13 二軸配向ポリエチレンテレフタレ−トフィルム Expired - Lifetime JPH0771819B2 (ja)

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