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Die vorliegende Erfindung betrifft eine biaxial orientierte Folie mit einheitlicher Oberfläche und
ausgezeichnetem Gleitvermögen und ausgezeichneter Abriebfestigkeit.
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Polyesterfolien, welche ausgezeichnete physikalische und chemische Eigenschaften besitzen,
werden im breiten Umfang als ein industrielles Material eingesetzt. Vor allem biaxial orientierte
Polyethylenterephthalatfolien werden für Grundfolien magnetischer Aufzeichnungsmedien und
dielektrischer Materialien für Kondensatoren aufgrund ihrer ausgezeichneten mechanischen Festigkeit
und Dimensionsstabilität und Flachheit verwendet. Unter Ausnutzung der ausgezeichneten
Transparenz werden sie in breitem Umfang im Bereich des Graphikgewerbes, der Anzeigen, der
Verpackungsmaterialien etc, eingesetzt.
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Bei der praktischen Anwendung dieser Folien müssen sie ein gutes Laufvermögen und eine hohe
Abriebfestigkeit besitzen, jedoch können diese Eigenschaften bei herkömmlichen Polyesterfolien
nicht als befriedigend bezeichnet werden.
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Wenn z.B. eine Folie mit einer anderen Folie oder einem Teil, wie einem Metallstift, mit hoher
Geschwindigkeit kontaktiert wird, erhöht sich der Abrieb, wodurch sich ein Kratz- oder
Abriebstaub auf der Folie bildet. Bei der magnetischen Aufzeichnung z.B. erzeugt der Abriebstaub eine
Fehlstelle im Aufzeichnungssignal, d.h. einen Aussetzer, wodurch der kommerzielle Wert der
Folie in starkem Maße verschlechtert wird.
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Es ist allgemein bekannt, daß, wenn die Oberfläche der Folie in gewissem Maße grob bzw. rauh
gemacht wird, die Laufeigenschaft und die Abriebfestigkeit verbessert werden. Zu diesem Zweck
wird ein Verfahren des Hinzusetzens von feinen Teilchen zu einem Polyestermaterial gewählt und
teilweise praktisch eingesetzt, jedoch ist die Qualität des derart hergestellten Polyesters noch
immer unzureichend bezüglich der gleichzeitigen Verbesserung der Laufeigenschaft und der
Abriebfestigkeit.
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Zum Beispiel werden sogenannte präzipitierte Teilchen, die von einem zurückbleibenden
Katalysator zum Zeitpunkt der Herstellung eines Polyesters herrühren, leicht während des
Reckverfahrens abgelöst, und eine durch Verwendung solcher Teilchen erhaltene Folie ist bezüglich der
Laufeigenschaft und der Abriebfestigkeit schlechter und ist darüber hinaus schwierig
wiederzuverwenden. Wenn andererseits inerte anorganische oder organische Teilchen einem Polyester
hinzugesetzt werden und damit vermischt werden, gleiten die Teilchen häufig von der Oberfläche der
Folie in Form eines weißen pulverförmigen Materials weg.
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Als ein Ergebnis der von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung durchgeführten
Untersuchungen zur Lösung der oben beschriebenen Probleme und zur Bereitstellung einer
ausgezeichneten Folie, welche gleichzeitig die Anfordernisse der Laufeigenschaft und der Abriebfestigkeit und
ebenfalls andere Anfordernisse der Folie in ausreichendem Maße erfüllt, wurde herausgefunden,
daß eine Folie, enthaltend mehrschichtige, hochmolekulargewichtige Teilchen, gebildet durch die
Beschichtung der Oberfläche von spezifischen vernetzten hochmolekulargewichtigen Teilchen mit
einem spezifischen vernetzten Polymer, alle obenstehend erforderlichen Eigenschaften erfüllt. Die
vorliegende Erfindung wurde auf der Basis dieser Erkenntnis bewerkstelligt.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine biaxiale orientierte Polyesterfolie bereit, enthaltend 0,01 bis
4 Gew.-% mehrschichtiger, hochmolekulargewichtiger Teilchen mit einer gewichtsmittleren
Teilchengröße von 0,05 bis 3 µm, welche vernetzte, hochmolekulargewichtige Teilchen mit einer
Glasübergangstemperatur von nicht weniger als 100ºC umfassen, die mit einem vernetzten
Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von weniger als 100ºC beschichtet sind, wobei das
Verhältnis Dw/Dn der gewichtsmittleren Teilchengröße (Dw) und der zahlenmittleren Teilchengröße
(Dn) nicht mehr als 1,3 beträgt.
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Die Fig. 1 zeigt ein Laufsystem zur Beurteilung des Koeffizienten der dynamischen Reibung mit
einem Metall, wobei die Bezugsziffer (I) einen mit Hartchrom plattierten fixierten Stift von 6 mm
Durchmesser repräsentiert, (II) ein Einlaß-Spannungsmesser und (III) ein
Auslaß-Spannungsmesser repräsentieren und θ 135º ist.
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Die Fig. 2 zeigt ein Laufsystem zur Beurteilung der Abriebfestigkeit, wobei (IV) einen mit
Hartchrom plattierten fixierten Stift mit 6 mm Durchmesser und (V) einen Spannungsmesser
repräsentiert und θ 135º ist.
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Der in der vorliegenden Erfindung bezeichnete "Polyester" steht für einen Polyester, der aus einer
aromatischen Dicarbonsäure, wie einer Terephthalsäure, 2,6-Naphthalindicarbonsäure und einem
Ester davon, und Ethylenglykol als Hauptausgangsmaterialien erhalten wurde, jedoch kann er
unter Verwendung eines anderen Cornonomeren als Drittkomponente hergestellt werden. Als
Carbonsäure für das Comonomer ist rnindestens eines geeignet, welches aus der aus
Isophthalsäure, Phthalsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und einer Hydroxycarbonsäure, wie
p-Hydroxyethoxybenzoesäure, bestehenden Gruppe gewählt wird. Als Glykol für das Comonomer ist
mindestens eines aus der aus Diethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol
und Neopentylglykol bestehenden Gruppe gewähltes brauchbar. In jedem Fall bedeutet der
Polyester der vorliegenden Erfindung ein Polyester, bei dem nicht weniger als 80% der
konstitutionellen wiederkehrenden Einheiten Ethylenterephthalateinheiten oder Ethylen-2,6-naphthalateinheiten
sind. Der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Polyester besitzt bevorzugtermaßen eine
Grenzviskosität von 0,55 bis 0,70.
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Das charakteristische Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß scharfe Erhebungen
auf einer Folie durch Recken gebildet werden, indem mehrschichtige, vernetzte,
hochmolekulargewichtige Teilchen, welche eine gute Affinität für einen Polyester besitzen, verwendet werden.
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Die anorganischen oder organischen Teilchen, welches üblicherweise als ein Zusatzstoff bei einem
Polyester verwendet werden, erzeugen scharfe Erhebungen auf der Oberfläche einer Folie ohne
Deformation, wenn eine starke Spannung während des Reckverfahrens angewendet wird. Eine
diese Teilchen erhaltende Folie weist deshalb ein ausgezeichnetes Laufvermögen auf Obgleich
allerdings solche organischen Teilchen eine vergleichsweise gute Affinität für einen Polyester
besitzen, werden Poren um die Teilchen herum erzeugt, wenn die Folie gereckt wird, so daß,
wenn die Oberfläche der Folie verschlissen wird, die Teilchen leicht von der Folie abgleiten.
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Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben herausgefünden, daß wenn Teilchen, erhalten
durch das Beschichten der Oberflächen der vernetzten hochmolekulargewichtigen Teilchen,
welche wahrscheinlich nicht durch die Anwendung einer starken Spannung zum Zeitpunkt des
Reckens deformiert werden, mit einem flexiblen vernetzten Polymer beschichtet werden, es
möglich ist, eine Folie mit einer guten Laufeigenschaft und einer hohen Abriebfestigkeit zu erhalten.
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Als ein Beispiel für die vernetzten hochmolekulargewichtigen Teilchen, welche den Kern der
mehrschichtigen, vernetzten, hochmolekulargewichtigen Teilchen bilden, wird ein feines Pulver
eines Polymeren mit vernetzter Struktur angeführt; genauer, ein Copolymer von einer
Monovinylverbindung (A) mit nur einer aliphatisch ungesättigten Bindung im Molekül und einer Verbindung
(B) mit mindestens zwei aliphatisch ungesättigten Bindungen im Molekül als ein
Vernetzungsmittel. Das Copolymer kann eine Gruppe aufweisen, welche mit einem Polyester reagiert.
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Als Verbindung (A) sind Methacrylsäuren und Methyl- oder Glycidylester davon,
Maleinsäureanhydrid und Alkylderivate davon, wie Alkylester, Vinylglycidylether, Styrole, Alkyl-substituierte
Styrole, verwendbar.
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Als Verbindung (B) sind Divinylbenzol, Divinylsulfon, Ethylenglykoldimethacrylat etc,
verwendbar. Mindestens eine Verbindung (A) bzw. mindestens eine Verbindung (B) werden zum
Erhalt des Copolymeren verwendet, und Ethylen oder eine Verbindung mit einem Stickstoffatom
im Molekül kann damit copolymerisiert werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere notwendig, die Komponenten dieser
Verbindungen so zu wählen, daß Teilchen, welche wahrscheinlich nicht durch eine zum Zeitpunkt des
Reckens angelegte starke Spannung deformiert werden, erhalten werden. Aus diesem Grund
werden die Copolymerkomponenten, insbesondere die Verbindung (A) so gewählt, daß die
Glasübergangstemperatur des vernetzten Polymeren hoch ist, in anderen Worten nicht geringer als 100ºC,
vorzugsweise nicht geringer als 110ºC und weiter bevorzugt nicht geringer als 120ºC ist. Die
obere Grenze der Glasübergangstemperatur ist vorzugsweise 130ºC.
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Für diesen Zweck wird eine Verbindung, welche ein Polymer mit einer Glasübergangstemperatur
von nicht weniger als 100ºC bilden kann, wenn sie einzeln polymerisiert wird, bevorzugt
verwendet. Als Beispiele solcher Verbindungen werden Alkylester von Methacrylsäure und
Styrolderivate, repräsentiert durch Styrol, erwähnt, allerdings ist die Verbindung nicht darauf beschränkt.
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Der Vernetzungsgrad beeinflußt ebenfalls die Deformation der Teilchen. Bei der vorliegenden
Erfindung ist ein hoher Vernetzungsgrad solange bevorzugt, wie es kein Problem bei der
Herstellung der Teilchen gibt.
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Der Gewichtsanteil der Verbindung (B) bei den copolymerisierenden Komponenten beträgt nicht
weniger als 1%, vorzugsweise nicht weniger als 5%, weiter bevorzugt nicht weniger als 10%. Die
obere Grenze für den Gewichtsanteil liegt vorzugsweise bei 30%.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird die Oberfläche der vernetzten, hochmolekulargewichtigen
Teilchen, welche den Kern aufbauen, mit einem vernetzten Polymer mit einer
Glasübergangstemperatur von weniger als 100ºC beschichtet. Ein Beispiel des vernetzten Polymeren ist ein
Copolymer einer Monovinylverbindung (C) mit nur einer aliphatischen ungesättigten Bindung im
Molekül und einer Verbindung (D) mit mindestens zwei aliphatischen ungesättigten Bindungen im
Molekül als ein Vernetzungsmittel. Ein solches Copolymer kann eine Gruppe aufweisen, die mit
einem Polyester reagieren kann.
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Als Verbindung (C) sind Acrylsäureester, Methacrylsäureester und Derivate davon,
Maleinsäureanhydrid und Alkylderivate davon, wie Alkylester, Vinylglycidylether, Vinylacetat, Styrol,
Alkylsubstituierte Styrole, verwendbar.
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Als Verbindung (D) sind Divinylbenzol, Divinylsulfon, Ethylenglykoldiemethacrylat etc,
verwendbar. Mindestens eine Verbindung (A) und mindestens eine Verbindung (B) können für die
Herstellung des Copolymeren verwendet werden, und Ethylen oder eine Verbindung mit einem
Stickstoffatom im Molekül kann damit copolymerisiert werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere notwendig, die Zusammensetzung dieser
Verbindungen dahingehend auszuwählen, so daß das Copolymer die erforderliche Flexibilität besitzt.
Aus diesem Grund werden die Copolymerkomponenten, insbesondere die Verbindung (C), so
gewählt, daß die Glasübergangstemperatur des vernetzten Polymeren gering ist, mit anderen
Worten, so, daß sie geringer als 100ºC, vorzugsweise nicht höher als 90ºC, weiter bevorzugt
nicht höher als 80ºC, ist. Die untere Grenze der Glasübergangstemperatur liegt bevorzugterweise
bei 50ºC.
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Um ein vernetztes Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von unter 100ºC zu erhalten, ist es
bevorzugt, als Comonomer eine Verbindung zu verwenden, welche ein Polymer mit einer
Glasübergangstemperatur von unter 0ºC erzeugen kann, wenn es einzeln polymerisiert wird. Genauer
gesagt, können C&sub2;-C&sub4;-Alkylester von Acrylsäure, C&sub6;-C&sub1;&sub2;-Alkylester von Methacrylsäure und
Styrolderivate mit einer C&sub6;-C&sub1;&sub2;-Alkylgruppe an der para-Position erwähnt werden, allerdings ist
die Verbindung nicht darauf beschränkt.
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Der Vernetzungsgrad beeinflußt ebenfalls das Deformationsvermögen. Bei der vorliegenden
Erfindung ist ein relativ niedriger Vernetzungsgrad für das vernetzte Polymer für die
Beschichtung bevorzugt, solange wie die Wärmebeständigkeit desselben nicht zu niedrig ist.
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Der Gewichtsanteil der Verbindung (D) in den copolymerisierenden Komponenten beträgt 0,5 bis
20%, vorzugsweise 0,7 bis 15%, weiter bevorzugt 1 bis 10%. Der Grad der Wärmebeständigkeit
hängt vom Typ der Monomere ab, jedoch ist es bevorzugt, daß die Gewichtsverrringerung nach
2-stündigem Erhitzen in Stickstoffgas bei 300ºC nicht mehr als 20 Gew. -%, weiter bevorzugt
nicht mehr als 10 Gew.-%, beträgt.
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Das vernetzte Polymer für das Beschichten enthält vorzugsweise eine Gruppe, welche mit einem
Polyester reagieren kann, wie eine Estergruppe, Carboxylgruppe, Hydroxylgruppe und
Epoxygruppe.
Allerdings muß eine solche Gruppe nicht notwendigerweise enthalten sein, solange die
Dispergierbarkeit in dem Polyester ausgezeichnet ist.
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Die Überzugsschicht kann porös sein, braucht es jedoch nicht. Die Dicke der Überzugsschicht
beträgt 1/100 bis 1/2, vorzugsweise 1/50 bis 1/2, weiter bevorzugt 1/30 bis 1/2, des Durchmessers
der vernetzten Kernteilchen. Wenn die Dicke unter 1/100 liegt, ist der elastische Effekt der
Überzugsschicht unzureichend, so daß es unmöglich ist, eine starke Reckspannung zu absorbieren und
das Problem des Abgleitens der Teilchen, wie im Fall eines einzelnen Überzugs mit einem
Silankupplungsmittel oder dergleichen, zu eliminieren. Wenn andererseits die Dicke 1/2 überschreitet,
ist der elastische Effekt so stark, daß die Laufeigenschaft einer resultierenden Folie in ungünstiger
Weise unzureichend wird.
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Die Dicke der Überzugsschicht wird leicht erhalten, indem die Teilchendurchmesser vor und nach
der Beschichtung mittels eines Elektronenmikroskops bestimmt werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung beträgt die gewichtsmittlere Teilchengröße der mehrschichtigen,
vernetzten, hochmolekulargewichtigen Teilchen 0,05 bis 3 µm, vorzugsweise 0,1 bis 2 µm. Wenn
die gewichtsmittlere Teilchengröße geringer als 0,05 µm ist, sind das Laufvermögen und die
Abriebfestigkeit unzureichend. Wenn sie andererseits 3 µm überschreitet, wird die
Oberflächenrauhigkeit der Folie in ungünstiger Weise zu groß.
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Um eine einheitliche Oberfläche für die Folie der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, ist es
notwendig, daß die Teilchengrößenverteilung der mehrschichtigen, vernetzten,
hochmolekulargewichtigen Teilchen scharf ist. Um eine scharfe Teilchengrößenverteilung zu erreichen, beträgt
das Verhältnis Dw/Dn der gewichtsmittleren Teilchengröße (Dw) zu der zahlenmittleren
Teilchengröße (Dn) nicht mehr als 1,3, vorzugsweise nicht mehr als 1,2, stärker bevorzugt nicht mehr
als 1,1.
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Um das vernetzte Polymer, welches leicht deformiert werden kann, auf der Oberfläche der
vernetzten hochmolekulargewichtigen Kernteilchen, welche schwierig zu deformieren sind, zu bilden,
wird z.B. ein Keimemulsionspolymerisationsverfahren angewandt. Die hierin angeführte
Keimemulsionspolymerisationsmethode steht in breitem Sinne für die Emulsionspolymerisation,
einschließlich die sogenannte seifenfreie Emulsionspolymerisation. Das heißt, daß das
Keimemulsionspolymerisationsverfahren ein Verfahren zur Polymerisierung von Monomeren auf der
Oberfläche der vernetzten, hochmolekulargewichtigen Teilchen ist, welche durch die seifenfreie
Emulsionspolymerisation oder durch die Polymerisation unter Verwendung einer geringen Menge an
Emulgiermittel zur Verhinderung von Agglomeration erhalten werden.
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Ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung der mehrschichtigen, vernetzten,
hochmolekulargewichtigen Teilchen der vorliegenden Erfindung ist wie folgt. Nach dem Lösen einer geringen
Menge an Emulgiermittel und einer vorbestimmen Menge an wasserlöslichem Initiator, wie
Wasserstoffperoxid und Kaliumpersulfat in Wasser, wird eine Lösung einer Mischung aus der
Verbindung (A) und der Verbindung (B) hinzugesetzt. Danach wird die resultierende Lösung bei einer
Temperatur von nicht weniger als der Zersetzungstemperatur des Polymerisationsinitiators, für
gewöhnlich 40 bis 90ºC, unter Rühren während etwa 3 bis 10 Stunden erhitzt, um die
Polymensation auszuführen. Nach der Beendigung der Polymerisation wird eine vorbestimmte Menge der
Verbindung (C) und der Verbindung (D) zugegeben, um sie unter Rühren etwa 3 bis 10 Stunden
lang bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 90ºC zu polymerisieren, wodurch die
Polymerisation vervollständigt wird. Die mehrschichtigen, vernetzten, hochmolekulargewichtigen Teilchen
werden in Form einer einheitlich dispergierten Wasseraufschlämmung erhalten, und die
Wasseraufschlämmung wird bevorzugterweise in eine Ethylenglykolaufschlämmung umgewandelt oder in
die Form von trockenen Teilchen überführt, um die vernetzten, hochmolekulargewichtigen
Teilchen mit einem Polyester zu mischen.
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Da die Neigung besteht, daß Agglomerate unter gewissen Bedingungen der Bad-Rate und der
Monomerzusammensetzung erzeugt werden, kann ein Dispersionsstabilisator oder dergleichen
bei der Polymerisation verwendet werden. Das Verfahren zur Herstellung der mehrschichtigen,
vernetzten, hochmolekulargewichtigen Teilchen ist nicht spezifiziert, solange die Anfordernisse
der vorliegenden Erfindung erfüllt sind.
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Der Gehalt der mehrschichtigen, vernetzten, hochmolekulargewichtigen Teilchen in der Folie der
vorliegenden Erfindung beträgt 0,01 bis 4 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 Gew.-% . Wenn der
Gehalt geringer als 0,01 Gew.-% ist, verschlechtert sich die Gleitfähigkeit der Folie in
ungünstigem Maße, wohingegen bei einem Gehalt von über 4 Gew. -%, die Oberfläche der Folie für die
praktische Anwendung zu grob wird.
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Das Verfahren des Mischens der mehrschichtigen, vernetzten, hochmolekulargewichtigen
Teilchen mit einem Polyester, welches ein foliebildendes Material ist, ist nicht spezifiziert, und
jedwedes bekannte Verfahren kann gewählt werden. Zum Beispiel können sie einem Polyester in
jeder Stufe der Herstellung des Polyesters hinzugegeben werden. Vorzugsweise können sie dem
Polyester nach der Veresterung oder der Esteraustauschreaktion und vor dem Start der
Polykondensation in Form einer Ethylenglykolaufschlämmung hinzugegeben werden, oder die Teilchen
mit den Polyesterschnitzeln direkt vermischt werden.
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Auf diese Weise ist es bei der vorliegenden Erfindung möglich, eine Folie mit ausgezeichneten
Eigenschaften zu erzeugen, welche im Stand der Technik nicht durch Recken eines die
mehrschichtigen, vernetzten, hochmolekulargewichtigen Teilchen enthaltenden Polyesters erhalten
werden kann. Es ist ebenfalls möglich, andere Teilchen, wie Teilchen aus Kaolin, Talk,
Calciumcarbonat, Titandioxid und Aluminiumoxid in einer Menge hinzuzusetzen, welche die Merkmale
der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Laufeigenschaft und die Abriebfestigkeit
auf ein höheres Niveau zu verbessern oder die mechanische Festigkeit und das
Längsschneidverhalten von einer Folie, welche bezüglich anderer Eigenschaften ausgezeichnet ist, zu
verbessern. Somit kann eine Folie erhalten werden, welche als eine Basisfohe für z.B. ein
Magnetband besser geeignet ist.
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Eine der bevorzugten physikalischen Eigenschaften einer Polyesterfolie ist ein Brechnungsindex
von nicht weniger als 1,492 in der Dickenrichtung. Wenn dieser Wert geringer als 1,492 ist, wird
das Gleitvermögen und die Abriebfestigkeit einer Folie unzureichend, selbst wenn die Teilchen
gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Der stärker bevorzugte Wert ist 1,494 bis
1,505. Eine Folie mit einer solchen physikalischen Eigenschaft kann z.B. durch das Recken in der
Maschinenrichtung bei einer Temperatur von 105 bis 115ºC, was 5 bis 30ºC höher als die gängige
Recktemperatur ist, wenn die Folie durch sukzessives biaxiales Recken erzeugt wird, erhalten
werden. In alternativer Weise kann eine Folie durch ausgeprägtes Relaxieren in der Querrichtung
nach dem biaxialen Recken und vor der Wärmebehandlung erhalten werden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform einer Polyesterfolie mit den mehrschichtigen, vernetzten,
hochmolekulargewichtigen Teilchen gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine biaxial orientierte
Folie, welche stark in der Maschinenrichtung orientiert wurde und eine Dicke von nicht mehr als
12,0 µm besitzt.
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Die Folie der vorliegenden Erfindung kann insbesondere als eine Basisfohe eines magnetischen
Aufzeichnungsmediums bevorzugterweise verwendet werden, unter Nutzung einer hohen
Abriebfestigkeit. Diese Charakteristik zeigt sich in vollständigem Maße, wenn sie als eine dünne
Folie mit hoher Festigkeit für ein Aufzeichnungsmedium hoher Dichte verwendet wird. Um dieses
genauer auszuführen, eine solche Folie ist wirksam, wenn eine Folie einen F-5-Wert von nicht
weniger als 12,0 kg/mm², insbesondere 14,0 kg/mm², eine Dicke von nicht mehr als 12,0 µm,
insbesondere nicht mehr als 10,0 µm, und eine hohe Abriebfestigkeit besitzen muß.
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Wenn bei
der vorliegenden Erfindung der Unterschied Δn (NTD - nMD) zwischen dem
Brechungsindex nTD in der Querrichtung und dem Brechungsindex nMD in der Maschinenrichtung
nicht geringer als 0,010 ist, ist die Folie als Basisfohe für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium
geeignet, welche besonders hervorragend bezüglich des Längsschneidevermögens ist. Das
Längsschneidevermögen ist eine Eigenschaft, die sich auf das mit einer Magnetschicht beschichtete
Band bezieht, wenn dieses mit einem Scherschneider oder dergleichen geschnitten wird, und wenn
das Längsschneidevermögen schlecht ist, zieht sich das geschnittene Ende nach oben oder bildet
sich Whisker oder ein Pulver am geschnitten Ende. Wenn ein solches Phänomen auftritt, haftet ein
weißes Pulver am Band, wodurch sich die elektromagnetischen Transduktionscharakteristika
verschlechtem oder Aussetzer hervorgerufen werden. Unter Einstellen des Δn auf nicht weniger als
0,010, vorzugsweise nicht weniger als 0,020, stärker bevorzugt nicht weniger als 0,025, ist es
möglich, das Längsschneidevermögen wirksam zu verbessern. Da, wenn Δn zu groß ist,
Unangenehmes bezüglich der Wärmeschrumpfüng oder dergleichen auftritt, beträgt Δn vorzugsweise
nicht mehr als 0,060.
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Die biaxial orientierte Folie mit solchen physikalischen Eigenschaften kann z.B. durch Recken
einer amorphen ungereckten Polyesterfolie, erhalten aus einer die mehrschichtigen, vernetzten,
hochmolekulargewichtigen Teilchen enthaltenden Polyester, 3- bis 4-fach in der
Maschinenrichtung bei etwa 90º und 3,5- bis 6-fach (üblicherweise bei einem höheren Reckverhältnis als in der
Maschinenrichtung) in der Querrichtung bei 90 bis 150ºC und Wärmebehandeln der gereckten
Folie bei 170 bis 230ºC erzeugt werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nun genauer mit Bezug auf die nachfolgenden nicht beschränkten
Beispiele erläutert.
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Die Beurteilung und Bestimmung der physikalischen Eigenschaften und Charakteristika einer
Polyesterfolie und eines Magnetbandes wurden in folgender Weise durchgeführt. In den
nachfolgenden Beispielen bedeutet "Teil" "Gewichtsteil".
(1) Durchschnittliche Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung
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Die Teilchengröße wurde mittels eines Elektronenmikroskops bestimmt. Die gewichtsmittlere
Teilchengröße (Dw) wurde als der Durchmesser berechnet, welcher der 50%-Gewichtsfraktion
des Kugeläquivalentwertes entsprach.
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Die zahlenmittlere Teilchengröße (Dn) wurde ebenfalls erhalten, und das Verhältnis (Dw/Dn)
beider mittlerer Teilchengrößen wurde als Parameter der Teilchengrößenverteilung angesehen.
(2) Gewichtsverringerung
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Die Gewichtsverringerung wurde erhalten, indem die Folie in einem Strom aus Stickstoffgas (200
milmin) von Raumtemperatur auf 300ºC bei einer Rate von 10ºC/min erhitzt wurde und sie 30
Minuten lang bei 100ºC gehalten wurde, wobei die Thermoanalysemaschine DT-2085, hergestellt
von Shimazu Seisakusho Ltd., verwendet wurde.
(3) Laufeigenschaft
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Die Laufeigenschaft wurde durch das Gleitvermögen der Folie beurteilt. Die Folie wurde mit einer
fixierten, mit Hartchrom plattierten Metalirolle in einem Kontaktwinkel (0) von 135º kontaktiert.
Während eine Belastung von 53 g (T&sub2;) an einem Ende der Folie angelegt war, wurde sie mit einer
Rate von 1 mis laufengelassen, und der Widerstand T&sub1; (g) am anderen Ende wurde bestimmt. Der
dynamische Reibungskoeffizient (µd) wurde aus folgender Formel erhalten.
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µd = 1/θ ln T&sub1;/T&sub2; = 0,424 ln T&sub1;/53
(4) Abriebfestigkeit
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Die Folie wurde über eine Länge von 1000 m mit Hilfe eines in Fig. 2 gezeigten Laufsystems
laufengelassen, und die Menge an Abriebstaub, welche an einem fixierten Stift, der einen
Durchmesser von 6 mm hatte und mit Hartchrom plattiert war, haftete, wurde mit dem Auge auf der Basis
folgender Kriterien beurteilt. Die Laufgeschwindigkeit der Folie betrug 13 m/min, die Spannung
betrug etwa 200 g und θ war 135º.
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Rang A: keine Haftung
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Rang B: leichte Haftung
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Rang C: geringes Ausmaß an Haftung (größeres Ausmaß als Rang B)
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Rang D: großes Ausmaß an Haftung
(5) Beurteilung der elektromagnetischen Transduktionseigenschaft
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Zuerst wurde ein Magnetband hergestellt.
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In einer Kugelmühle wurden 200 Teile magnetisches feines Pulver, 30 Teile Polyurethanharz, 10
Teile Nitrocellulose, 10 Teile eines Vinylchlorid-Celluloseacetat-Copolymeren, 5 Teile Lecithin,
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100 Teile Cyclohexanon, 100 Teile Methylisobutylketon und 30 Teile Methylethylketon 48
Stunden lang gemischt und dispergiert. Danach wurden 5 Teile einer Polyisocyanatverbindung
hinzugesetzt, um eine magnetische Beschichtung zu erzeugen. Nachdem der magnetische Überzug auf
eine Polyesterfolie aufgetragen worden war, wurde die Folie magnetisch orientiert, bevor der
Überzug ausreichend getrocknet und verfestigt war. Danach wurde die Folie getrocknet, wodurch
sich eine magnetische Schicht mit einer Dicke von 2 µm bildete. Nachdem die derart beschichtete
Folie einer Oberflächenbehandlung mittels einer Superkalander unterzogen worden war, wurde sie
auf eine Breite von 12,7 mm (1/2 Inch) längsgeschnitten, um ein Videoband zu erhalten. Die
erhaltene magnetische Folie wurde dann über eine Länge von 200 m mit einer Rate von 4 m/min
laufengelassen, wobei die Oberfläche der Basisfohe mit einem fixierten, mit Hartchrom plattierten
Metallstift (Durchmesser: 6 mm, Oberflächenrauhigkeit 35) in einem Kontaktwinkel von 135º
und einer Spannung von 50 g kontaktiert wurde.
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Die elektromagnetischen Eigenschaften des gewickelten Bandes wurden unter Verwendung eines
Videogerätes, Modell NV-3700, hergestellt von Matshushita Electric Industrial Co., Ltd.,
bestimmt.
S/N (Output des VTR-Kopfes)
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Der Output des VTR-Kopfes bei einer Meßfrequenz von 4 MHz wurde mittels eines
Synchroskops bestimmt, und der relative Wert wurde durch dB ausgedrückt, mit der Annahme, daß eine
Leerstelle 0 dB besaß.
Anzahl der Aussetzer
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Ein Videoband, auf dem mit Signalen von 4,4 MHz aufgezeichnet worden war, wurde abgespult,
und die Anzahl von Aussetzern wurde etwa 20 Minuten mittels eines Aussetzer-Zählers,
hergestellt von Okura Industrial Co., Ltd., gezählt, und die Anzahl wurde in die Zahl von Aussetzern
pro Minute umgewandelt.
(6) Glasübergangstemperatur
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Die Temperatur der Folie wurde mit einer Rate von 16ºC/min unter Verwendung eines
Differentialscanningkalorimeters (DSC-Thermal Analyst Model 200, hergestellt von Du Pont) erhöht, und
der Punkt der DSC-Kurve bei dem der Kalorie-Wert anfing, sich zu ändern, wurde als die
Glasübergangstemperatur angesehen.
Beispiel 1
Herstellung von mehrschichtigen, vernetzten, hochmolekulargewichten Teilchen
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Zuerst wurden vernetzte, hochmolekulargewichtige Teilchen, welche die Kernteilchen darstellen,
hergestellt. Nachdem 0,3 Teile Kaliumpersulfat als ein wasserlöslicher Polymerisationsinitiator
und 0,004 Teile Emal O (Natriumlaurylsulfat, hergestellt von Kao Atlas Co., Ltd.) 120 Teilen
entsalztem Wasser hinzugesetzt worden waren, wurde eine einheitlich gemischte Lösung aus 8,5
Teilen Styrol und 1,5 Teilen Divinylbenzol hinzugesetzt.
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Die Temperatur der resultierenden gemischten Lösung wurde auf 70ºC unter Rühren in einer
Stickstoffatmosphäre erhöht, um die Polymerisation 6 Stunden lang durchzuführen. Das
Reaktionsverhältnis betrug 99%, die gewichtsmittlere Teilchengröße der vernetzten,
hochmolekulargewichtigen Teilchen betrug 0,50 µm, das Dw/Dn-Verhältnis betrug 1,05 und die Glasübergangs
temperatur war 122ºC.
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Danach wurde eine einheitlich gemischte Lösung aus 200 Teilen entsalztem Wasser, 1,2 Teilen n-
Butylacrylat, 2,6 Teilen Ethylenglykolmonomethacrylat und 0,2 Teilen Divinylbenzol zu den oben
erwähnten Teilchen hinzugesetzt, um die Polymerisation 5 Stunden lang bei einer konstanten
Temperatur von 70ºC unter Rühren in einer Stickstoffgasatmosphäre durchzuführen. Das
Reaktionsverhältnis betrug 99%, die gewichtsmittlere Teilchengröße der neu erhaltenen
mehrschichtigen, vernetzten, hochmolekulargewichtigen Teilchen betrug 0,56 µm und das Dw/Dn-Verhältnis
war 1,05. Die Glasübergangstemperaturen lagen bei 75ºC und 121ºC. Ausgehend von der
Tatsache, daß im wesentlichen keine anderen Teilchen im System festgestellt wurden, daß die
Teilchengröße der Ausgangsteilchen zunahm und daß zwei Glasübergangstemperaturen festgestellt
wurden, ist ersichtlich, daß die Teilchen als Ausgangsmaterial einheitlich beschichtet waren. Die
Gewichtsverrringerung der erhaltenen mehrschichtigen, vernetzten, hochmolekulargewichtigen
Teilchen durch das Erhitzen betrug 5,3%.
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Zu der Wasseraufschämmung der gebildeten mehrschichtigen Teilchen wurden 190 Teile
Ethylenglykol hinzugesetzt und das Wasser wurde mittels Erhitzen unter reduziertem Druck abdestilliert.
Herstellung der Polyesterfolie
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In einen Reaktor wurden 100 Teile Dimethylterephthalat, 60 Teile Ethylenglykol und 0,09 Teile
Magnesiumacetattetrahydrat gefüllt und zur Durchführung der Esteraustauschreaktion erhitzt,
wobei die Temperatur erhöht und Methanol abdestilliert wurde. Die Reaktionstemperatur wurde
allmählich auf 230ºC während 4 Stunden nach Start der Reaktion erhöht, um die
Esteraustauschreaktion im wesentlichen zu vervollständigen.
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Danach wurden 4 Teile Ethylenglykolaufschlämmung der mehrschichtigen, vernetzten,
hochmolekulargewichtigen Teilchen mit einer gewichtsmittleren Teilchengröße von 0,56 µm hinzugesetzt,
und weiterhin wurden 0,04 Teile Phosphorsäureethylester und 0,035 Teile Antimontrioxid der
Reaktionsmischung hinzugegeben, um die Polykondensation 4 Stunden lang durchzuführen,
wodurch ein Polyethylenterephthalat mit einer Grenzviskosität von 0,66 erhalten wurde.
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Der erhaltene Polyester wurde 6 Stunden lang bei 180ºC in einer Stickstoffatmosphäre getrocknet
und dann mittels eines Extruders unter Bildung eines Blattes mit einer Dicke von 220 µm
extrudiert. Das Blatt wurde 3,7-fach in der Maschinenrichtung und 4,0-fach in der Querrichtung
gereckt und danach bei 220ºC 5 Sekunden lang wärmegehärtet, um eine biaxial orientierte
Polyesterfohe mit einer Dicke von 15 µm zu erhalten.
Herstellung eines Magnetbandes
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Eine magnetische Überzugsschicht wurde auf die erhaltene Folie aufgetragen, um ein Magnetband
herzustellen, und die Charakteristika wurden bestimmt.
Beispiel 2
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Mehrschichtige, vernetzte, hochmolekulargewichtige Teilchen wurden in gleicher Weise wie in
Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Zusammensetzung eines vernetzten Polymeren zur Beschich
tung zu 30 Teilen Ethylacrylat, 65 Teilen Ethylenglykolmonomethacrylat und 5 Teilen
Divinylbenzol abgeändert wurde. Die gewichtsmittlere Teilchengröße der erhaltenen Teilchen betrug
0,54 µm, das Dw/Dn-Verhältnis betrug 1,05, und die Glasübergangstemperatur belief sich auf
79ºC und 121º. Die Folie wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die
Mischmenge der mehrschichtigen, hochmolekulargewichtigen Teilchen mit dem Polyester zu 0,4
Gew.-% abgeändert wurde, und die Eigenschaften der Folie wurden beurteilt.
Beispiel 3
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Mehrschichtige, vernetzte, hochmolekulargewichtige Teilchen wurden in gleicher Weise wie in
Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Zusammensetzung der Teilchen, welche den Kern bildeten,
zu 10 Teilen Methylmethacrylat, 80 Teilen Styrol und 10 Teilen Divinylbenzol, wie in Tabelle 1
gezeigt, abgeändert wurde. Die gewichtsmittlere Teilchengröße der erhaltenen Teilchen betrug
Übersetzung des Europäischen Patents 0 432 725 -
14 -0,38 µm, das DWIDN-Verhältnis war 1,06, und die Glasübergangstemperaturen beliefen sich auf
75ºC und 1 15ºC. Eine Folie wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die
mehrschichtigen, vernetzten, hochnnolekulargewichtigen Teilchen so mit dem Polyester vermischt
wurden, daß der Gehalt der Teilchen in dem Polyester 0,3 Gew.-% betrug, und die Eigenschaften
der Folie wurden beurteilt.
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Vergleichsbeispiel 1
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Eine Folie wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die in Beispiel 1
ver-10 wendeten mehrschichtigen, vernetzten, hochmolekulargewichtigen Teilchen zu einschichtigen,
vernetzten, hochmolekularen Teilchen mit einer Zusammensetzung von 85 Teilen Styrol und 15
Teilen Divinylbenzol, wie in Tabelle 1 gezeigt, einer gewichtsmittleren Teichen Größe von 0,50
µm und einem Dw/Dn-Verhältnis von 1,06 abgeändert wurden. Die Eigenschaften der Folie
wurden beurteilt. Die Glasübergangstemperatur der Teilchen betrug 121ºC.
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Vergleichsbeispiel 2
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Eine Folie wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die in Beispiel 1
verwendeten mehrschichtigen, vernetzten, hochmolekulargewichtigen Teilchen durch vernetzte
Polymerteilchen mit einer Zusammensetzung von 30 Teilen n-Butylacrylat, 65 Teilen
Ethylenglykolmonomethacrylat und 5 Teilen Divinylbenzol, wie in Tabelle 1 gezeigt, einer gewichtsmittleren
Teichengröße von 0,32 µm und einem Dw/Dn-Verhältnis von 1,06 ersetzt wurden. Die
Eigenschaften der Folie wurden beurteilt. Die Glasübergangstemperatur der Teilchen betrug 73ºC.
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Vergleichsbeispiel 3
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Eine Folie wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß Kaolinteilchen mit
einer gewichtsmittleren Teilchengröße von 0,55 µm und einem Dw/Dn-Verhältnis von 1,25 als
dem Polyester hinzuzusetzende Teilchen verwendet wurden. Die Eigenschaften der Folie wurden
beurteilt.
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Die Ergebnisse der oben erwähnten Beispiele und Vergleichsbeispiele sind zusammenfassend in
Tabelle 1 gezeigt.
TABELLE 1
Mehrschichtige, vernetzte, hochmolekulargewichtige Teichen
Mischmenge mit der Folie (Gew.-%)
Folieneigenschaften
Magnetband-Charakteristika
Kernteilchen
Überzugsschicht
Zusammensetzung*
Teilchengröße (µm)
Dicke (µm)
Größe der mehrschichtigen Teilchen
Laufeigenschaft
Abriebsfestigkeit
Aussetzer
Beispiel
Vergleichsbeispiel
*ST: Styrol
DVB: Divinylbenzol
MMA: Methylmethacrylat
EGMM: Ethylenglykolmonomethacrylat
nBA: n-Butylacrylat
EA: Ethylacrylat
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Wie in Tabelle 1 gezeigt, besitzen alle Folien in den Beispielen 1 bis 3 gemäß der vorliegenden
Erflndung ein ausgezeichnetes Laufermögen und eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit, und sie
sind deshalb z.B. als eine Basisfohe für ein Magnetband sehr brauchbar.
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Dagegen ist im Fall der Verwendung der mehrschichtigen, vernetzten, hochmolekulargewichtigen
Teilchen mit einer Glasübergangstemperatur von 121ºC wie im Vergleichsbeispiel 1, obgleich das
Laufvermögen ausgezeichnet ist, die Abriebfestigkeit schlechter, da sie nicht mit einem vernetzten
Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von unter 100ºC beschichtet sind.
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Im Falle der Verwendung der vernetzten, hochmolekulargewichtigen Teilchen, die nur aus dem
vernetzten Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von 73ºC wie im Vergleichsbeispiel 2
bestehen, ist das Laufvermögen schlechter, obgleich die Abriebfestigkeit ausgezeichnet ist.
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Das Vergleichsbeispiel 3 zeigt den Fall der Verwendung von Kaolin mit einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 0,55 µm als ein Beispiel der Verwendung anorganischer Teilchen. In diesem
Fall besitzt die Folie eine schlechtere Abriebfestigkeit. Da darüber hinaus die Teilchengrößen
verteilung breit ist und grobe Erhebungen auf der Folienoberfläche erzeugt werden, sind die
Magnetbandcharakteristika schlechter.