DE69333329T2

DE69333329T2 - Polyesterfilm

Info

Publication number: DE69333329T2
Application number: DE1993633329
Authority: DE
Inventors: Yuzo Otani; Toshifumi Kawasaki-shi Takisawa; Shin-ichi Machida-shi Kinoshita; Masato Machida-shi Fujita
Original assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp
Current assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp
Priority date: 1992-01-07
Filing date: 1993-01-04
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2013-01-05
Also published as: DE69333329D1; EP0554654B1; US5391429A; EP0554654A1; KR930016477A; MX9300019A; CA2086771A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polyesterfolie, insbesondere eine Polyesterfolie mit hoher Festigkeit und einer Überzugsschicht auf mindestens einer Oberfläche davon und einem verbesserten Adhäsionsverhalten.
Polyesterfolien, wobei ein typisches Beispiel davon eine Polyethylenterephthalatfolie ist, besitzen gute physikalische und chemische Eigenschaften und werden als ein Material der graphischen Kunst, ein Displaymaterial, eine Verpackungsfolie und dergleichen verwendet. Ferner wird die Polyesterfolie in breitem Umfang als eine Grundfolie eines magnetischen Aufzeichnungsmediums oder eines dielektrischen Materials eines Kondensators eingesetzt.
Um die Aufzeichnungszeit eines magnetischen Bandes zu verlängern, war in letzter Zeit eine Folie, welche dünner ist und eine höhere Festigkeit aufweist, auf dem Gebiet einer Basisfolie eines magnetischen Aufzeichnungsmediums erforderlich. Die Folie mit hoher Festigkeit kann hergestellt werden, indem eine biaxial orientierte Folie erneut gereckt wird, wie es in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 5887/1961 beschrieben ist. Da die Oberfläche der Folie mit hoher Festigkeit in starkem Maße kristallin orientiert ist, besitzt ihre Oberfläche jedoch eine große Kohäsivität, so dass sie eine schlechte Adhäsion mit einem magnetischen Anstrich, einem Klebstoff oder einer Tinte besitzt.
Eines der in letzter Zeit angewandten Verfahren zur Verbesserung des Adhäsionsverhaltens einer solchen Folie umfasst das Beschichten einer Oberfläche der Polyesterfolie mit einem bestimmten Material bei dem Herstellungsverfahren, um eine Beschichtungsschicht mit adhäsiven Eigenschaften auszubilden, wie es in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8470/1966 beschrieben ist. Zum Beispiel wird eine Überzugsflüssigkeit auf wässriger oder Lösungsmittelbasis auf eine nicht orientierte oder uniaxial orientierte Folie aufgetragen, und die beschichtete Folie wird uniaxial oder biaxial orientiert.
Da ein Walzenrecken für gewöhnlich bei dem erneuten Reckschritt zur Erhöhung der Festigkeit zur Anwendung kommt, adhäriert die Überzugsschicht an der Heizwalze, so dass die Folie häufig gebrochen wird. Deshalb wird die beschichtete Folie nicht in stabiler Weise produziert.
Die EP-A-0 188 620 beschreibt eine einfach adhäsiv wirkende Polyesterfolie, die eine Polyesterbasisfolie und eine Überzugsschicht umfasst, umfassend einen wasserlöslichen Copolyester und ein höheres Fettsäurewachs, das für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium brauchbar ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer neuen biaxial orientierten Polyesterfolie mit einer darauf befindlichen Überzugsschicht, welche ein gutes Oberflächenadhäsionsverhalten und hohe Festigkeit besitzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Polyesterharzfolie bereitgestellt, welche biaxial orientiert und erneut in der Maschinenrichtung orientiert ist und eine Überzugsschicht besitzt, die auf mindestens einer Oberfläche der Folie ausgebildet ist, wobei die Überzugsschicht mindestens 50 Gew.-% eines wasserlöslichen oder Wasser-dispergierbaren Polyesterharzes mit einer anionischen Gruppe und einer Glasübergangstemperatur von 20°C bis 70°C enthält. Die Polyesterfolie besitzt einen F₅-Festigkeitswert von mindestens 127,4 N/mm² in der Maschinenrichtung.
Der hierin verwendete Polyester der Polyesterfolie ist ein Polyethylenterephthalat, wobei mindestens 80% der sich wiederholenden Einheiten Ethylen-Terephthalat-Einheiten sind.
Zusätzlich zu den obigen essentiellen Monomerkomponenten kann der Polyester mindestens ein anderes copolymerisierbares Monomer umfassen. Beispiele der anderen Glykolkomponente sind Diethylenglykol, Propenglykol, Neopentylglykol, Polyethylenglykol, Polytetramethylenglykol und dergleichen. Beispiele für eine andere aromatische Dicarbonsäure sind Isophthalsäure, 2,6-Naphthalindicarbonsäure, 5-Natriumsulfoisophthalsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure und ihre Ester bildenden Derivate und Hydroxymonocarbonsäure (z. B. Hydroxybenzoesäure) und ihre Ester bildenden Derivate.
Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Polyesterfolie kann Teilchen enthalten, welche zur Bildung von Protuberanzen auf der Folienoberfläche verwendet werden, und kann präzipitierte Teilchen oder einen Rückstand eines Katalysators in einer Menge enthalten, so dass die unten beschriebenen elektromagnetischen Umwandlungscharakteristika nicht verschlechtert werden. Zusätzlich zu den Protuberanzen bildenden Teilchen, kann der Polyester, sofern erforderlich, andere Additive enthalten, wie ein antistatisches Mittel, ei nen Stabilisator, ein Gleitmittel, ein Vernetzungsmittel, ein Anti-Blocking-Mittel, ein Antioxidant, ein Färbemittel, ein Lichtschutzmittel oder ein UV-Licht-Absorber.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Beschichtungsschicht durch Auftragen einer Überzugsflüssigkeit, welche ein wasserlösliches oder Wasser-dispergierbares Polyesterharz mit einer anionischen Gruppe und einer Glasübergangstemperatur von 20 bis 70°C enthält, ausgebildet und die aufbeschichtete Flüssigkeit getrocknet.
Wenn die Glasübergangstemperatur des Polyesterharzes zu hoch ist, wird die Adhäsion der Überzugsschicht mit dem magnetischen Anstrich, dem Klebstoff oder der Tinte verschlechtert. Wenn die Glasübergangstemperatur zu gering ist, neigt die Überzugsschicht dazu, an der Heizwalze, die in dem erneuten Reckschritt eingesetzt wird, anzuhaften, so dass die Folie nicht in stabiler Weise hergestellt werden könnte.
Der Gehalt des wasserlöslichen oder Wasser-dispergierbaren Polyesterharzes in der Überzugsschicht beträgt mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 60 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht der Überzugsschicht. Wenn der Gehalt des wasserlöslichen oder Wasser-dispergierbaren Polyesterharzes geringer als 50 Gew.-% ist, wird die Haftung der Überzugsschicht mit dem magnetischen Anstrich, dem Klebstoff oder der Tinte verschlechtert, oder die Überzugsschicht neigt dazu, an der in dem erneuten Reckschritt verwendeten Heizwalze zu haften, so dass die Folie nicht in stabiler Weise produziert werden könnte.
Als Komponenten zur Herstellung von solchem wasserlöslichen oder Wasserdispergierbaren Polyesterharz können die folgenden mehrwertigen Carbonsäuren und mehrwertigen Alkohole verwendet werden. Beispiele für die mehrwertigen Carbonsäuren sind Terephthalsäure, Isophthalsäure, Orthophthalsäure, Phthalsäure, 4,4'-Diphenydicarbonsäure, 2,5-Naphthalindicarbonsäure, 2,6-Naphthalindicarbonsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, 2-Kaliumsulfoterephthalsäure, 5-Natriumsulfoisophthalsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandicarbonsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure, Trimellitsäure, Trimesinsäure, Trimellitsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, p-Hydroxybenzoesäure, Monokaliumtrimellitat und ihre Ester bildenden Derivate. Beispiele für die mehrwertigen Alkohole sind Ethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 2-Methyl-1,5-pentandiol, Neopentylglykol, 1,4-Cyclohexandimethanol, p-Xylylenglykol, Bisphenol-A-ethylenglykol-Additiv, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polytetramethylenglykol, Polytetramethylenoxidglykol, Dimethylolpropionsäure, Glycerol, Trimethylolpropan, Natriumdimethylolethylsulfonat und Kaliumdimethylolpropionat. Von den obi gen Verbindungen werden mindestens eine mehrwertige Carbonsäure und mindestens ein mehrwertiger Alkohol gewählt und durch ein herkömmliches Verfahren polykondensiert, um das Polyesterharz mit der Glasübergangstemperatur im obigen Bereich zu erhalten.
Zusätzlich zu den oben erwähnten Polyesterharzen kann ein komplexes Polymer, welches die Polyesterkomponente enthält, wie ein sogenannter Acryl-gepfropfter Polyester, welcher in der japanischen Patentveröffentlichung Kokai Nr. 165633/1989 beschrieben ist, oder ein Polyesterpolyurethan, welches durch Kettenverlängerung von Polyesterpolyol mit einem Isocyanat hergestellt wird, als das Polyesterharz gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Das Polyesterharz wird in Form einer Wasser als ein Medium umfassenden Überzugsflüssigkeit aufgetragen. Die Überzugsflüssigkeit ist eine, die ein selbst dispergierendes, wasserlösliches oder Wasser-dispergierbares Polyesterharz mit einer anionischen Gruppe umfasst.
Der Polyester mit der anionischen Gruppe steht für einen Polyester, an den eine Verbindung mit einer anionischen Gruppe durch Copolymerisation oder Pfropfung gebunden ist. Beispiele für eine solche Verbindung sind Sulfonsäure, Carbonsäure, Phosphorsäure und ihre Lithium-, Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze.
Die Menge der anionischen Gruppe in dem Polyesterharz liegt zwischen 0,05 und 8 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Harzes. Wenn die Menge der anionischen Gruppe geringer als 0,05 Gew.-% ist, besitzt das Polyesterharz eine schlechte Wasserlöslichkeit oder Wasser-Dispergierbarkeit. Wenn diese Menge 8 Gew.-% übersteigt, wird die Wasserbeständigkeit der gebildeten Überzugsschicht verschlechtert, oder die Folien absorbieren Feuchtigkeit und haften in nicht bevorzugter Weise aneinander.
Die Überzugsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt Aufsteh-Protuberanzen, vorgesehen durch ein wasserlösliches Polymer, gewählt aus der Gruppe, die aus Cellulose, Gelatine, Polyacrylsäure oder ihren Salzen und Polystyrolsulfonsäure oder ihren Salzen besteht, um eine Adhäsion der Folie an der Heizwalze zu verhindern und eine stabile Produktion aufrechtzuerhalten.
Die Aufsteh-Protuberanzen können durch Auftragen einer Überzugsflüssigkeit, welche ein spezifisches Polymer enthält, das gekennzeichnet ist durch eine spezifische Phasentrennung oder Orientierungseigenschaften in der Überzugsschicht auf der Folie, und Recken der beschichteten Folie in dem Produktionsverfahren der Polyesterfolie gebildet werden, wie es in den japanischen Patentveröffentlichungen Kokai Nr. 43017/1979, 18254/1982 und 62826/1983 vorgeschlagen ist.
Die Menge des Polymers, welche die Aufsteh-Protuberanzen vorsieht, liegt vorzugsweise bei 1 bis 50 Gew.-%, stärker bevorzugt bei 5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Überzugsschicht. Wenn die Menge dieses Polymeren geringer als 1 Gew.-% ist, neigt die Überzugsschicht dazu, an der Heizwalze zur erneuten Reckung zu haften. Wenn diese Menge 50 Gew.-% übersteigt, kann die Festigkeit der Überzugsschicht verschlechtert werden, so dass die Überzugsschicht leicht abgelöst werden könnte.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform enthält die Überzugsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gleitmittel. Spezifische Beispiele für das hierin verwendete Gleitmittel sind anionische Tenside, kationische Tenside, amphotere Tenside, nichtionische Tenside, fluorhaltige Tenside, organische Carbonsäuren oder ihre Derivate, höhere aliphatische Alkohole, Paraffine und Wachse. Besonders bevorzugte Gleitmittel sind Polyolefin- oder Silicongleitmittel.
Beispiele für das Polyolefingleitmittel sind ein Wachs, Harz oder Kautschuk, umfassend ein Homo- oder Copolymer von 1-olefinisch ungesättigten Kohlenwasserstoffen wie Ethylen, Propylen, 1-Buten, 4-Methyl-1-penten, zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen, Poly-1-buten, Poly-4-methyl-1-penten, Ethylen-propylen-Copolymer, eine aliphatische Dicarbonsäure (z. B. Azelainsäure, Sebacinsäure), eine Hydroxycarbonsäure (z. B. Hydroxybenzoesäure) oder ihre Ester bildenden Derivate.
Als Silicongleitmittel können nicht modifiziertes Silicon oder Silicon, welches mit einer Fettsäure, einem Polyether, einem Alkohol oder einer polaren Gruppe wie einer A1kylgruppe, modifiziert worden ist, verwendet werden. Das mit der polaren Gruppe modifizierte Silicon ist bevorzugt, da es eine gute Kompatibilität mit einem Bindemittelharz aufweist.
Ein bevorzugtes Gleitmittel ist ein Material, welches auf der Überzugsschicht exudiert wird, wenn es in dem Harz compoundiert wird, auf der Polyesterfolie aufbeschichtet wird und gereckt wird. Das Gleitmittel, welches auf der Oberfläche der Überzugsschicht exudiert wird, verhindert die Adhäsion der Überzugsschicht an der Heizwalze in dem erneuten Reckschritt. Darüber hinaus wird die Überzugsschicht aufgrund einer Gleitfunktion des exudierten Gleitmittels während ihres Weges unter Kontakt mit einer Zuführwalze weniger beschädigt.
Die Menge des Gleitmittels liegt vorzugsweise bei 0,5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Harzes in der Überzugsschicht. Wenn die Menge des Gleitmittels geringer als 0,5 Gew.-% ist, ist die Menge des Gleitmittels, welche auf der Überzugsschichtoberfläche exudiert wird, zu gering, so dass ein ausreichender Anti-Blocking-Effekt nicht erhalten werden kann. Wenn diese Menge 20 Gew.-% übersteigt, wird zuviel Gleitmittel exudiert, so dass das Gleitmittel das Vermögen der einfachen Haftung des Harzes an der Überzugsschicht stören könnte.
Wenn Moleküle des exudierten Gleitmittels mit einer außen liegenden hydrophoben Gruppe koordiniert werden, wird ein maximaler Anti-Blocking-Effekt erreicht. Ein Maß für diese Koordination ist der Kontaktwinkel von Wasser. Wenn der Kontaktwinkel von Wasser im Bereich von 70 bis 85 Grad liegt, wird der Anti-Blocking-Effekt realisiert.
Die Dicke (t) der Überzugsschicht von 0,03 bis 2 μm, vorzugsweise von 0,05 bis 1 μm, stärker bevorzugt von 0,06 bis 0,2 μm im Hinblick auf die endgültige Trockendicke. Wenn die Überzugsschicht eine Dicke von mehr als 2 μm besitzt, neigen die Folien dazu, aneinander zu haften, oder die Folie neigt dazu, an einer Walze in dem Produktionsprozess zu haften. Wenn die Überzugsschicht eine kleinere Dicke als 0,03 μm aufweist, kann sie eine unzureichende Haftung mit dem magnetischen Anstrich, dem Klebstoff oder der Tinte aufweisen.
Um die Haftung der Überzugsschicht an der Heizwalze zur erneuten Reckung zu verhindern, ist es bei der Überzugsschicht bevorzugt, dass sie Teilchen mit einer spezifischen Teilchengröße aufweist. Solche Teilchen werden die Anti-Blocking- oder Gleiteigenschaften verbessern.
Vorzugsweise erfüllt die mittlere Teilchengröße d (μm) solcher Teilchen die Beziehung 0,5 ≤ d/t ≤ 3, stärker bevorzugt 0,7 ≤ d/t ≤ 2,5, insbesondere 0,8 ≤ d/t ≤ 2, wobei "t" die Trockendicke der Überzugsschicht (μm) ist.
Wenn das Verhältnis d/t kleiner als 0,5 ist, neigt die Überzugsschicht dazu, an der Heizwalze zur erneuten Streckung zu haften, so dass die kontinuierliche Produktion der Folie gestört werden könnte. Wenn das Verhältnis d/t 3 übersteigt, könnte die Folie opak werden, oder weißes Pulver könnte aufgrund von den abgefallenen Teilchen erzeugt werden. Wenn ferner die Folie als Basisfolie eines magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet wird, können die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristika, wie das S/N-Verhältnis, verschlechtert werden, oder die Anzahl an Dropouts bzw. Aussetzern könnte erhöht werden.
Der Gehalt der Teilchen liegt für gewöhnlich bei 0,1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise bei 1 bis 15 Gew.-%, stärker bevorzugt bei 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Überzugsschicht. Wenn der Gehalt der Teilchen geringer als 0,1 Gew.-% ist, kann die Überzugsschicht einen unzureichenden Anti-Blocking-Effekt aufweisen. Wenn der Gehalt 20 Gew.-% übersteigt, wird die Folie opak, oder ein weißes Pulver könnte aufgrund von herausgefallenen Teilchen erzeugt werden. Wenn die Folie als Basisfolie für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium verwendet wird, könnten ferner die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristika, wie das S/N-Verhältnis, verschlechtert werden, oder die Anzahl von Dropouts bzw. Aussetzern könnte erhöht werden.
Die Teilchen können anorganische oder organische sein. Beispiele für die anorganischen Teilchen sind Silica, Silicasol, Aluminiumoxid, Aluminiumoxidsol, Zirkoniumsol, Kaolin, Talkum, Calciumcarbonat, Calciumphosphat, Titanoxid, Bariumsulfat, Ruß, Molybdensulfid und Antimonoxidsol. Beispiele für die organischen Teilchen sind Polystyrol, Polyethylen, Polyamid, Polyester, Polyacrylat, Epoxyharz, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Copolymere von den die obigen Polymere aufbauenden Monomere, wobei die Polymere ein Vernetzungsmittel, Siliconharz und Fluorharze enthalten können.
Für die Zwecke der Verbesserung des Blockingverhaltens, der Wasserbeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit und mechanischen Festigkeit der Überzugsschicht und zur Verhinderung der Haftung an der Heizwalze zur erneuten Reckung kann die Überzugsschicht als ein Vernetzungsmittel eine methylolierte oder alkylolierte Harnstoff-, Melamin-, Guaniamin-, Acrylamid- oder Polyamidverbindung, eine Epoxyverbindung, eine Aziridinverbindung, ein blockiertes Polyisocyanat, ein Silankupplungsmittel, ein Titanatkupplungsmittel, ein Zirco-Aluminatkupplungsmittel, ein Peroxid, eine wärme- oder lichtreaktive Vinylverbindung oder ein lichtempfindliches Harz enthalten.
Sofern erforderlich, kann die Überzugsschicht einen Schauminhibitor, einen Überzugsverbesserer, einen Klebrigmacher, ein antistatisches Mittel, ein organisches Gleitmittel, ein Antioxidant, einen UV-Lichtabsorber, ein Schäumungsmittel, einen Farbstoff oder ein Pigment enthalten.
Zusätzlich zu dem essentiellen Polyesterharz kann die Überzugsschicht ein anderes Harz, wie ein anderes Polyesterharz, ein Polyurethanharz, ein wässriges Acrylharz oder ein Vinylharz, enthalten, um die Eigenschaften der Überzugsflüssigkeit und/oder der Überzugsschicht zu verbessern.
Typische Beispiele für Hauptkomponenten dieses Polyurethans, welches die Überzugseigenschaften verbessern kann, sind ein Polyisocyanat, ein Polyol, ein Kettenverlängerer und ein Vernetzungsmittel.
Beispiele für das Polyisocyanat sind Tolylendiisocyanat, Phenylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, 4,4'-Dicyclohexylmethandüsocyanat oder Isophorondiisocyanat.
Beispiele für das Polyol sind Polyether wie Polyoxyethylenglykol, Polyoxypropylenglykol und Polyoxytetramethylenglykol; Polyester wie Polyethylenadipat, Polyethylenbutylenadipat und Polycaprolacton; Acrylpolyole oder Castoröl.
Beispiele für den Kettenverlängerer oder das Vernetzungsmittel sind Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Trimethylolpropan, Hydrazin, Ethylendiamin, Diethylentriamin, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan oder Wasser.
Um eine wässrige Lösung oder Dispersion des Polyurethanharzes herzustellen, kann das Polyurethanharz unter Einsatz eines Tensids gezwungen werden zu dispergieren. Vorzugsweise wird ein Überzugsmaterial vom Selbst-Dispersions-Typ mit einer hydrophilen nichtionischen Komponente wie Polyether oder einer kationischen Gruppe wie einem quaternären Ammoniumsalz oder ein wasserlösliches oder Wasser-dispergierbares Polyurethanharz mit einer anionischen Gruppe eingesetzt.
Das Polyurethanharz mit der anionischen Gruppe kann hergestellt werden durch Umsetzung eines Polyols, einer Polyisocyanatverbindung und eines Kettenverlängerers, wobei mindestens eine davon die anionische Gruppe aufweist; und zwar durch Umsetzen einer nicht umgesetzten Isocyanatgruppe eines Polyurethans mit einer Verbindung mit der anionischen Gruppe; oder durch Umsetzen einer Gruppe mit einem aktiven Wasserstoff in dem Polyurethan mit einer spezifischen Verbindung.
Wenn die Verbindung mit der anionischen Gruppe als eine der Komponenten zur Herstellung von Polyurethan verwendet wird, kann eine Verbindung, die durch Sulfonieren einer aromatischen Isocyanatverbindung, eines Diaminocarbonsäuresalzes, eines Schwefelsäuresalzes eines Aminoalkohols hergestellt wird, verwendet werden.
Bei dem Verfahren zur Umsetzung der nichtumgesetzten Cyanatgruppe des Polyurethans und der Verbindung mit der anionischen Gruppe kann ein Bisulfit, eine Aminosulfonsäure oder ihr Salz, eine Aminocarbonsäure oder ihr Salz, ein Schwefelsäureester eines Aminoalkohols oder sein Salz, eine Hydroxyessigsäure oder ihr Salz verwendet werden.
Bei dem Verfahren zur Umsetzung der Gruppe mit einem aktiven Wasserstoff in dem Polyurethan mit der spezifischen Verbindung kann eine zyklische Verbindung wie ein Dicarbonsäureanhydrid, ein Tetracarbonsäureanhydrid, Sulton, Lacton, eine Epoxycarbonsäure, eine Epoxysulfonsäure, 2,4-Dioxo-oxazolin, Isatoinsäureanhydrid oder Carbylsulfat verwendet werden.
Vorzugsweise besitzt das Polyurethanharz, welches wahlweise verwendet wird, ein [Zahlen] mittleres Molekulargewicht von 300 bis 20 000 und umfasst das Polyol, das Polyisocyanat, den Kettenverlängerer mit einem reaktiven Wasserstoffatom und eine Verbindung mit mindestens einer Gruppe, die mit der Isocyanatgruppe reaktiv ist, und mindestens einer anionischen Gruppe.
Beispiele für die anionische Gruppe in dem Polyurethanharz sind -SO₃H, -OSO₃H und -COOH, welche in einer Salzform mit Lithium, Natrium, Kalium oder Magnesium vorliegen können. Unter diesen sind die Sulfonatsalzgruppe und die Carboxylatsalzgruppe bevorzugt.
Die Menge der anionischen Gruppe in dem Polyurethanharz beträgt vorzugsweise 0,05 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polyurethanharzes. Wenn die Menge der anionischen Gruppe zu klein ist, besitzt das Polyurethanharz eine schlechte Wasserlöslichkeit oder Wasser-Dispergierbarkeit. Wenn die Menge der anionischen Gruppe zu groß ist, kann die Überzugsschicht eine verschlechterte Wasserbeständigkeit besitzen oder Feuchtigkeit absorbieren, so dass die Folien dazu neigen, aneinander zu haften.
Das wässrige Acrylharz steht für ein wasserlösliches oder Wasser-dispergierbares Acrylharz und umfasst vorzugsweise ein Alkylacrylat oder Alkylmethacrylat. Im Allgemeinen umfasst das wasserlösliche oder Wasser-dispergierbare Acrylharz 30 bis 90 Mol-% des Alkylacrylats oder Alkylmethacrylats und 70 bis 10 Mol-% eines copolymerisierbaren Vinylmonomeren mit einer funktionellen Gruppe.
Das Vinylmonomer mit der funktionellen Gruppe und Copolymerisierbarkeit mit dem Alkylacrylat oder Alkylmethacrylat besitzt vorzugsweise eine funktionelle Gruppe, welche das Harz mit Hydrophilizität ausstattet, um die Wasser-Dispergierbarkeit der Harze zu verbessern, die Haftung der Überzugsschicht an einer auf der Überzugsschicht gebildeten anderen Schicht zu verbessern oder die Kompatibilität des Acrylharzes mit dem Polyester harz, das als essentielles Harz in der Überzugsschicht verwendet wird, zu steigern. Beispiele für solche funktionelle Gruppen sind eine Carboxylgruppe oder ihre Salzform, eine Säureanhydridgruppe, eine Sulfonsäuregruppe oder ihre Salzform, eine Amidogruppe, eine alkylolierte Amidogruppe, eine substituierte oder nichtsubstituierte Aminogruppe, welche alkyloliert oder in ihrer Salzform sein kann, eine Hydroxylgruppe oder eine Epoxygruppe. Unter diesen sind die Carboxylgruppe oder ihre Salzform, die Säureanhydridgruppe und die Epoxygruppe bevorzugt. Zwei oder mehr Gruppen können in dem Acrylharz vorliegen.
Wenn der Gehalt des Alkylacrylats oder Alkylmethacrylats mindestens 30 Mol-% beträgt, werden das Beschichtungsverhalten und die Festigkeit und das Anti-Blocking-Vermögen der Überzugsschicht verbessert. Wenn der Gehalt des Alkylacrylats oder Alkylmethacrylats 90 Mol-% nicht übersteigt, verbessert die Einführung der Verbindung mit der spezifischen Gruppe als Comonomer die Wasserlöslichkeit oder Wasser-Dispergierbarkeit des Harzes und stabilisiert den gelösten oder dispergierten Zustand des Harzes für eine lange Zeitdauer. Darüber hinaus kann die Zugabe der Verbindung mit der spezifischen Gruppe die Haftung zwischen der Polyesterfolie und der Überzugsschicht, die Festigkeit, Wasserbeständigkeit und chemische Beständigkeit der Überzugsschicht durch eine Reaktion in der Überzugsschicht und ebenfalls die Haftung der Folie der vorliegenden Erfindung mit einem anderen Material verbessern.
Die Alkylgruppe in dem Alkylacrylat oder Alkylmethacrylat ist eine gerade oder verzweigte oder zyklische Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen.
Beispiele für die Alkylgruppe in dem Alkylacrylat oder Alkylmethacrylat sind eine Methylgruppe, eine n-Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, eine n-Butylgruppe, eine Isobutylgruppe, eine 2-Ethylhexylgruppe, eine Laurylgruppe, eine Stearylgruppe oder eine Cyclohexylgruppe.
Als Vinylverbindung mit der funktionellen Gruppe und mit Copolymerisierbarkeit mit dem Alkylacrylat oder Alkylmethacrylat kann eine Verbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, einer selbst-vernetzenden Gruppe oder einer hydrophilen Gruppe verwendet werden. Beispiele für die copolymerisierbare Vinylverbindung sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, ihre Alkalimetallsalze, Erdalkalimetallsalze oder Ammoniumsalze oder Maleinsäureanhydrid.
Beispiele für die Verbindung mit der Sulfonsäuregruppe oder ihrer Salzform sind Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, ihre Salze mit einem Metall wie Natrium oder ihre Ammoniumsalze.
Beispiele für die Verbindung mit der Amidogruppe oder methylolierten Aminogruppe sind Acrylamid, Methacrylamid, N-Methylmethacrylamid, Methylolacrylamid, Methylolmethacrylamid, Ureidovinylether, β-Ureidovinylether oder Ureidoethylacrylat.
Beispiele für die Verbindung mit der Aminogruppe oder alkylolierten Aminogruppe sind Diethylaminoethylvinylether, 2-Aminoethylvinylether, 3-Aminopropylvinylether, 2-Aminobutylvinylether, Dimethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylvinylether, diese Verbindungen, wobei eine Aminogruppe davon alkyloliert ist, oder ihre quaternären Salze mit Alkylhalogeniden oder Dimethylschwefelsäure oder Sulton.
Beispiele der Verbindung mit der Hydroxylgruppe sind β-Hydroxyethylacrylat, β-Hydroxyethylmethacrylat, β-Hydroxypropylacrylat, β-Hydroxypropylmethacrylat, β-Hydroxyvinylether, 5-Hydroxypentylvinylether, 6-Hydroxyhexylvinylether, Polyethylenglykolmonoacrylat, Polyethylenglykolmonomethacrylat, Polypropylenglykolmonoacrylat oder Polypropylenglykolmonomethacrylat.
Beispiele für die Verbindung mit der Epoxygruppe sind Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat.
Zusätzlich zu den obigen Verbindungen können die folgenden Verbindungen in Kombination eingesetzt werden:
Acrylonitril, Styrolverbindungen, Butylvinylether, Mono- oder Dialkylmaleat, Mono- oder Dialkylfumarat, Mono- oder Dialkylitaconat, Methylvinylketon, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylacetat, Vinylpyridin, Vinylpyrrolidon oder Vinyltrimethoxysilan.
Das Acrylharz kann ein Tensid enthalten. Wenn der Gehalt des Acrylharzes relativ groß im Vergleich mit dem Polyesterharz und dem Polyurethanharz ist, wird ein Tensid mit niedrigem Molekulargewicht, welches in dem Acrylharz enthalten ist, bei dem Folienbildungsprozess konzentriert und an den Grenzflächen zwischen Teilchen akkumuliert oder wandert auf den Grenzflächen der Überzugsschicht, so dass die mechanische Festigkeit oder Wasserbeständigkeit der Überzugsschicht oder die Haftung der Überzugsschicht an der Polyestergrundfolie verschlechtert sein können. Um solche Nachteile zu verhindern, kann ein Acrylharz, das durch ein sogenanntes seifenfreies Polymerisationsverfahren unter Verwendung keines Tensids hergestellt wird, angewendet werden.
Das Herstellungsverfahren des Acrylharzes, welches kein Tensid verwendet, ist zum Beispiel in "Collective Technical Documents of Water-Soluble Polymers and Water-Dispersible Resins", Seite 309 (herausgegeben und veröffentlicht von der Publishing Division of the Business Development Center im Januar 1981) oder dem Textbuch des Vortrags mit dem Titel "Future Views from the Recent Research Results – New Developments of Emulsions and Future Technical Problems" (Dezember 1981) beschrieben.
Zur Herstellung des Wasser-dispergierbaren Acrylharzes in Abwesenheit des Tensids wird ein oligomeres oder polymeres Tensid anstelle eines niedermolekulargewichtigen Tensids verwendet, wird eine hydrophile Gruppe in das Acrylharz durch die Verwendung von Kaliumpersulfat oder Ammoniumpersulfat als ein Polymerisationsinitiator eingeführt, wird ein Monomer mit hydrophiler Gruppe copolymerisiert, wird ein reaktives Tensid verwendet, wird ein sogenanntes Kern-Schalen-Form-Polymer mit unterschiedlichen Strukturen zwischen einem inneren Teil und einem Oberflächenteil jedes Polymerteilchens hergestellt.
Die Beschichtungsflüssigkeit, welche wie oben beschrieben hergestellt wird, wird auf die bereits biaxial orientierte Polyesterfolie oder auf die Polyesterfolie in den Reckschritten mittels beliebiger herkömmlicher Beschichtungsvorrichtungen, wie einem Umkehr-Walzen-Beschichter, einem Gravurbeschichter, einem Stabbeschichter oder einem Luft-Rakel-Beschickter aufgetragen.
Um die Beschichtungsflüssigkeit auf die Polyesterfolie in den Reckschritten aufzutragen, wird die Beschichtungsflüssigkeit auf den Polyester, welcher in der Maschinenrichtung uniaxial orientiert wurde, aufgetragen, und die Folie wird in einer Richtung gereckt, die im rechten Winkel zu der vorhergehenden Orientierungsrichtung steht, und zwar mit oder ohne Trocknen der Beschichtungsflüssigkeit, und unter Behandlung mit Wärme. Dieses Verfahren wird vorzugsweise im Hinblick auf die Kostengünstigkeit angewandt, da das Folienrecken und das Trocknen der Beschichtungsflüssigkeit gleichzeitig durchgeführt werden.
Die Folie wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 60 bis 130°C und einem Zugverhältnis von mindestens 4-fach, vorzugsweise 6- bis 20-fach im Hinblick auf das Flächenverhältnis gereckt.
Die orientierte Folie wird bei einer Temperatur von 150 bis 250°C wärmebehandelt. Vorzugsweise wird die Folie um 0,1 bis 20% in den Maschinen- und Querrichtungen in der maximalen Temperaturzone und/oder einer Kühlzone bei dem Wärmebehandlungsschritt schrumpfen gelassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Polyesterfolie in der Maschinenrichtung durch das Walzenrecken bei einer Temperatur von 60 bis 130°C bei einem Zugverhältnis vom 2- bis 6-fachen gereckt, die Überzugsschicht wird auf die uniaxial orientierte Folie aufgetragen und gegebenenfalls getrocknet. Dann wird die Polyesterfolie, die die getrocknete oder nichtgetrocknete Überzugsschicht trägt, in einer Richtung gereckt, die im rechten Winkel zu der obigen Reckrichtung steht, und zwar bei einer Temperatur von 80 bis 150°C bei einem Zugverhältnis vom 2- bis 6-fachen und weiter in der Maschinenrichtung bei einer Temperatur von 85 bis 180°C bei einem Zugverhältnis von 1,01- bis 1,9-fachen gereckt, und die orientierte Folie wird bei einer Temperatur von 150 bis 250°C 1 bis 600 Sekunden lang wärmebehandelt. Vor der Wärmebehandlung kann die Folie erneut in der Querrichtung bei einer Temperatur von 85 bis 180°C bei einem Zugverhältnis vom 1,01- bis 1,9-fachen gereckt werden, wobei die Festigkeit in der Querrichtung erhöht wird.
Durch das obige Verfahren werden das Recken und Trocknen der aufbeschichteten Flüssigkeit gleichzeitig durchgeführt, und die Dicke der aufbeschichteten Schicht wird gemäß dem Zugverhältnis der Folie dünn gemacht. Deshalb wird die als eine Basisfolie geeignete Polyesterfolie mit niedrigen Kosten hergestellt.
Die Beschichtungsflüssigkeit kann auf eine oder beide der Oberflächen der Polyesterfolie aufgetragen werden. Wenn die Beschichtungsflüssigkeit auf einer Oberfläche aufgetragen wird, kann eine andere Überzugsschicht als die der vorliegenden Erfindung auf der anderen Oberfläche ausgebildet werden, um die Polyesterfolie mit einigen anderen Eigenschaften auszustatten.
Die Oberfläche der Polyesterfolie kann chemisch behandelt oder mit einer elektrischen Entladung vor der Auftragung der Überzugsschicht behandelt werden, um so das Beschichtungsvermögen und die Haftung der Beschichtungsflüssigkeit zu verbessern. Ferner kann die gebildete Überzugsschicht mittels elektrischer Entladung behandelt werden, um die Haftung der Schicht an der Polyesterfolie und die Beschichtungseigenschaften der Oberfläche der Überzugsschicht zu verbessern.
Die Polyesterfolie ist eine Polyethylenterephthalatfolie mit einem F₅-Festigkeitswert von mindestens 127,4 N/mm² (13 kgf/mm⁵), insbesondere von mindestens 18 kgf/mm², bei einer 5%-Verlängerung in der Maschinenrichtung. Wenn der F₅-Wert weniger als 13 kgf/mm² beträgt, wird die Folie zu stark verlängert, wenn beim Einsatz Spannung angelegt wird. Insbesondere wenn die Polyesterfolie als eine Basisfolie des magnetischen Aufzeich nungsmediums verwendet wird, führt eine zu große Verlängerung zu einer Deformation eines Bildes, was als Schräglauf bezeichnet wird, oder verschlechtert den Tonklang.
Vorzugsweise besitzt die Überzugsschicht, die wie oben gebildet wird, eine Mittellinien-Durchschnittsrauhigkeit (Ra) von 0,002 bis 0,020 μm, stärker bevorzugt von 0,004 bis 0,018 μm, am meisten bevorzugt von 0,006 bis 0,015 μm. Wenn Ra weniger als 0,002 μm beträgt, besitzt die Folie ein unzureichendes Gleitvermögen, so dass die Bearbeitbarkeit verschlechtert ist. Wenn Ra 0,020 μm übersteigt, wird die Oberfläche zu rauh, so dass, wenn die Folie als Basisfolie des magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet wird, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristika wie das S/N-Verhältnis verschlechtert werden und die Anzahl an Aussetzern erhöht wird.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert, welche den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken. In den Beispielen beziehen sich "Teile" auf das Gewicht.
In den Beispielen werden die Eigenschaften und Charakteristika wie folgt gemessen oder evaluiert:
(1) Glasübergangstmperatur (Tg)
Ein Differential-Scanningkalorimeter (SSC 580 DSC 20, hergestellt von der Seiko Electronics Industries, Ltd.) wird verwendet.
Eine gefriergetrocknete Probe (10 mg) eines Polymeren wird in den DSC hineingestellt und auf 200°C mit einer Heizrate von 10°C/min erhitzt, mit flüssigem Stickstoff gelöscht und erneut von –50°C bis 200°C mit einer Heizrate von 10°C/min erhitzt, um die Glasübergangstemperatur zu bestimmen. Die Glasübergangstemperatur wird durch eine parallele Verschiebung einer Basislinie bedingt durch die Krümmung einer DSC-Kurve, verursacht durch eine Änderung der spezifischen Wärme, nachgewiesen. Als Krümmungs-Startpunkt wird ein Punkt der Überschneidung einer tangentialen Linie mit der Basislinie bei einer niedrigeren Temperatur als dem obigen Krümmungspunkt und einer Tangentiallinie an einem Punkt, bei dem die Steigung in dem gebogenen Teil maximal ist. Dieser Krümmungs-Ausgangspunkt wird als eine Glasübergangstemperatur verwendet.
(2) Mittellinien-Durchschnittsrauhigkeit (Ra)
Unter Verwendung eines Oberflächenrauhigkeitstesters (SE-3F, hergestellt von Kosaka Kenkyusho, Ltd.) wird die Mittellinien-Durchschnittsrauhigkeit Ra gemäß JIS B-0601-1976 mit den notwendigen Modifikationen gemessen. Die Messbedingungen sind die Verwendung einer Kontaktnadel mit einem Spitzenradius von 2 μm, einem Sondenkontaktdruck von 30 mg, einem Cutoff von 0,08 mm und einer Messlänge von 2,55 mm.
Die Messung wird an 10 Punkten auf der Folie durchgeführt, und die Oberflächenrauhigkeiten werden gemittelt.
(3) Zugfestigkeit (F₅-Wert)
Unter Verwendung eines Zugtestgerätes (Intesco Modell 2001, hergestellt von Intesco, Ltd.) wird eine Probefolie mit einer Länge von 50 mm und einer Breite von 15 mm mit einer Rate von 50 mm/min bei 23°C, 50% RH gezogen, und die Festigkeit bei einer Verlängerung von 5% wird als F₅-Wert aufgezeichnet.
(4) Haftung an einer Heizwalze zur erneuten Reckung
Die Haftung an einer Heizwalze zur erneuten Reckung wird durch die Stabilität bei dem Folienherstellungsprozess evaluiert. Das heißt, die Anzahl an Brüchen, die durch die Haftung der Folie an der Heizwalze zur erneuten Reckung verursacht wird, wird in einer Stunde gezählt und gemäß den folgenden Kriterien dem Rang nach eingeteilt:
O: weniger als 0,1 mal/h
Δ: 0,1 bis 1 mal/h
X: mehr als 1 mal/h
(5) Blocking-Verhalten
Das Blocking-Verhalten wird evaluiert durch Wärmepressen eines Folienpaares in einem Thermo-Hygrostat bei 40°C, 80% RH unter 10 kgf/cm² während 20 Stunden, und die Ablösefestigkeit der adhärierten Folien wird gemäß ASTM-D-1893 gemessen. Die Ergebnisse werden gemäß den folgenden Kriterien der Reihenfolge nach eingeteilt:
O: weniger als 5 g/cm
Δ: 5 bis 10 g/cm
X: mehr als 10 g/cm
(6) Menge an weißem Pulver
Weißes Pulver, welches an einer Zuführwalze in einem Wickelgerät der orientierten Folie haftete, wird mit dem bloßen Auge begutachtet und gemäß den folgenden Kriterien evaluiert:
O: kein weißes Pulver
Δ: eine geringe Menge an weißem Pulver
X: eine große Menge an weißem Pulver
(7) Adhäsion einer Drucktinte
Eine Drucktinte für Celocolor (CCST 39 Indigo, hergestellt von Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.) wird auf die Überzugsschicht der Folie mit einer Dicke von 1,5 μm nach dem Trocknen aufbeschichtet und bei 80°C eine Minute lang mit heißer Luft getrocknet, um eine Probefolie zur Evaluierung zu erhalten. Dann wird die Probefolie bei 23°C, 50% RH 24 Stunden lang konditioniert. Auf der Tintenschicht wird ein Klebeband mit einer Breite von 18 mm (Celotape, hergestellt von Nichiban Co., Ltd.) adhäriert bzw. geklebt, wobei keine Blasen in einer Länge von 7 cm verblieben, und mit einer manuellen Lastrolle unter einer Last von 3 kg gepresst. Die 180-Grad-Ablösefestigkeit wird gemessen, indem die Folie fixiert wird, ein Ende des Klebebandes an einem Gewicht von 500 g angebracht wird und das Ablösen gestartet wird, wenn das Gewicht spontan eine Distanz von 45 cm fällt. Die Ablösefestigkeit wird gemäß den folgenden Kriterien der Reihenfolge nach eingeteilt:

5: keine Tinte wird an das Klebeband übertragen
4: weniger als 10% der Tintenschicht wird an das Klebeband übertragen
3: 10 bis 50% der Tintenschicht wird an das Klebeband übertragen
2: mehr als 50% der Tintenschicht wird an das Klebeband übertragen
1: die gesamte Tintenschicht wird an das Klebeband übertragen

(8) Charakteristika eines Videobandes
(Charakteristik eines magnetischen Aufzeichnungsmediums)
Ein Videoband wird wie folgt hergestellt:
Magnetisches feines Pulver (200 Teile), ein Polyurethanharz (30 Teile), Nitrocellulose (10 Teile), ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer (10 Teile), Lecithin (5 Teile), Cyclohexanon (100 Teile) und Methylethylketon (300 Teile) werden gemischt und in einer Kugelmühle 48 Stunden lang dispergiert, gefolgt von der Zugabe einer Polyisocyanatverbindung (5 Teile), um einen magnetischen Anstrich zu erhalten.
Der magnetische Anstrich wird auf eine Polyesterfolie bis zu einer Trockendicke von 5 μm aufbeschichtet, magnetisch orientiert, bevor er ausreichend getrocknet wird, und dann getrocknet.
Die beschichtete Folie wird einem Super-Kalandrieren und einem Schlitz bei einer Weite von 1/2 Inch unterzogen, um ein Videoband zu erhalten.
Die Charakteristika des Videobandes werden unter Verwendung eines NV-3700 Videogerätes (hergestellt von Matsushita Electric) bei normaler Geschwindigkeit evaluiert.
Das Output eines Videokopfes bei einer Messfrequenz von 4 MHz wird mittels eines Synchroskops gemessen. Der gemessene Wert wird als ein relativer Wert (dB) zu einem Wert eines Standardbandes (0 dB) ausgedrückt.
O: größer als +2 dB
Δ: +0 bis +2 dB
X: kleiner als 0 dB
Die Schräglaufmenge wird durch Reproduzieren des Videobandes, welches Chroma-Video-Signale aufzeichnet, Durchführen eines verzögerten Durchlaufs (sweeping) mit einem Farbmonitor (CMM 20-11, hergestellt von Shibasoku Co., Ltd.), Auslesen der Schräglaufmenge auf den Bildschirm und Umwandeln der abgelesenen Schräglaufmenge zu einer horizontalen Scanzeit im Vergleich mit der vollen Breite des Monitorbildschirms gemessen, um die Schräglaufmenge in der Einheit "μsec" zu erhalten, welche gemäß den folgenden Kriterien der Reihenfolge nach eingeteilt wird:
O: kürzer als 2 μsec
Δ: 2 bis 5 μsec
X: länger als 5 μsec
(9) Bindekraft einer magnetischen Schicht
Die Bindekraft der magnetischen Schicht an der Folie wird wie folgt gemessen:
Ein doppelbeschichtetes Klebeband (Scotch Tape Nr. 665, hergestellt von Sumitomo 3M) wird auf die magnetische Schicht geklebt, und die 180-Grad-Ablösefestigkeit wird unter Verwendung eines Zugtestgerätes (Intesco Modell 2001, hergestellt von Intesco, Ltd.) mit einer Ziehrate von 500 mm/min in einem bei 23°C, 50% RH gehaltenen Raum gemessen. Die Bindekraft wird gemäß den folgenden Kriterien der Reihenfolge nach eingeteilt:
O: größer als 30 grf
Δ: 15 bis 30 grf
X: kleiner als 15 grf
(10) Kontaktwinkel vom Wassertropfen
Unter Verwendung eines Kontaktwinkel-Testgerätes (CA-D A-Typ, hergestellt von Kyowa Interface Science) wird ein Kontaktwinkel mittels eines Tröpfchenverfahrens gemessen. Wasser wird mit dem MILLI-Q-REAGENT-WASSER-SYSTEM (hergestellt von Millipore) gereinigt. Nach etwa 30 Sekunden des Tropfens eines Wassertropfens wird die Mes sung gestartet. Die Messung wird sechsmal wiederholt, und die Kontaktwinkel werden gemittelt.
(11) Mittlere Teilchengröße
Unter Verwendung eines Teilchengrößen-Verteilungs-Analysators vom Zentrifugations-Sedimentations-Typ (SA-CP 3, hergestellt von Shimadzu, Corporation) werden die Teilchengrößen mittels des Sedimentationsverfahrens basierend auf dem Stokes'schen Gesetz gemessen. Der integrierte Wert von 50%, basierend auf dem Gewicht in der resultierenden Äquivalent-Kugel-Verteilung der Teilchen, wird als mittlere Teilchengröße verwendet.
Referenzbeispiel 1
Eine Masse aus Polyethylenterephthalat mit einer Grenzviskosität von 0,62 und enthaltend 0,3% Silicateilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,12 μm und 0,02% an Teilchen aus vernetztem Polymer mit einer mittleren Teilchengröße von 0,6 μm wurde aus einer Düse eines Extruders bei 290°C extrudiert und auf eine Kühltrommel durch Anwendung des Elektropinningverfahren gegossen, um ein amorphes Polyesterblatt mit einer Dicke von 100 μm zu erhalten. Das Blatt wurde in der Maschinenrichtung bei 95°C bei einem Zugverhältnis vom 3,5-fachen gereckt.
Auf einer Oberfläche des Blattes wurde eine Beschichtungsflüssigkeit, enthaltend 1 900 Teile Wasser und 100 Teile eines Wasser-dispergierbaren Polyesters, welcher eine Tg von 61°C besaß und aus 92 Mol-% Terephthalsäure und 8 Mol-% Natriumsulfoisophthalat als Dicarbonsäurekomponenten und 75 Mol-% Ethylenglykol und 25 Mol-% Diethylenglykol als Glykolkomponenten bestand, aufbeschichtet.
Dann wurde die Folie, welche die aufgetragene Beschichtungsflüssigkeit trug, in der Querrichtung bei 110°C bei einem Zugverhältnis vom 3,5-fachen und erneut in der Maschinenrichtung bei 120°C bei einem Zugverhältnis vom 1,1-fachen gereckt, gefolgt von einer Wärmebehandlung bei 230°C, um eine biaxial orientierte Polyesterfolie zu erhalten, die aus der Polyesterbasisfolie mit einer Dicke von 7,5 μm und der Überzugsschicht mit einer Dicke von 0,06 μm bestand.
Die Eigenschaften der erhaltenen beschichteten Folie sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. Die Folie besaß eine gute Adhäsion und Prozessstabilität.
Referenzbeispiel 2
In gleicher Weise wie in Beispiel 1 wurde, außer dass als eine Beschichtungsflüssigkeit eine Mischung aus 1 900 Teilen Wasser und 100 Teilen eines Wasser-dispergierbaren Po lyesters, der als Dicarbonsäurekomponenten aus 75 Mol-% Terephthalsäure, 17 Mol-% Isophthalsäure und 8 Mol-% Natriumsulfoisophthalat und als Glykolkomponenten aus 65 Mol-% Ethylenglykol und 35 Mol-% Diethylenglykol bestand, verwendet wurde, eine beschichtete Polyesterfolie hergestellt.
Die Eigenschaften der erhaltenen beschichteten Folie sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. Die Folie besaß eine gute Adhäsion und Prozessstabilität.
Referenzbeispiel 3
Eine Masse aus Polyethylenterephthalat mit einer Grenzviskosität von 0,62 wurde aus einer Öffnung eines Extruders bei 290°C extrudiert und auf eine Kühltrommel unter Anwendung des Elektropinningverfahren gegossen, um ein amorphes Polyesterblatt mit einer Dicke von 100 μm zu erhalten. Das Blatt wurde in der Maschinenrichtung bei 95°C bei einem Zugverhältnis vom 3,5-fachen gereckt.
Auf einer Oberfläche des Blattes wurde eine Beschichtungsflüssigkeit aufbeschichtet, die 1 900 Teile Wasser, 5 Teile Silicasol mit einer mittleren Teilchengröße von 0,07 μm und 95 Teile eines in Wasser dispergierbaren Polyesters, welcher eine Tg von 61°C besaß und aus 92 Mol-% Terephthalsäure und 8 Mol-% Natriumsulfoisophthalat als Dicarbonsäurekomponenten und aus 75 Mol-% Ethylenglykol und 25 Mol-% Diethylenglykol als Glykolkomponenten bestand, enthielt.
Dann wurde die Folie, welche die aufgetragene Beschichtungsflüssigkeit trug, in der Querrichtung bei 110°C bei einem Zugverhältnis vom 3,5-fachen und erneut in der Maschinenrichtung bei 120°C bei einem Zugverhältnis vom 1,1-fachen gereckt, gefolgt von einer Wärmebehandlung bei 230°C, um eine biaxial orientierte Polyesterfolie, die aus der Polyestergrundfolie mit einer Dicke von 7,5 μm und der Überzugsschicht mit einer Dicke von 0,06 μm bestand, zu erhalten.
Die Eigenschaften der erhaltenen beschichteten Folie sind in Tabelle 1 und 2 gezeigt. Die Folie besaß eine gute Adhäsion und Prozessstabilität.
Vergleichsbeispiel 1
In gleicher Weise wie in Beispiel 3, außer dass keine Überzugsschicht ausgebildet wurde, wurde eine biaxial orientierte Polyesterfolie hergestellt.
Die Eigenschaften der erhaltenen Folie sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. Die Folie besaß eine schlechte Adhäsion und Bearbeitbarkeit und war praktisch unakzeptabel.
Vergleichsbeispiel 2
In gleicher Weise wie in Beispiel 1, außer dass als eine Beschichtungsflüssigkeit eine Mischung aus 1 900 Teilen Wasser und 100 Teilen eines in Wasser dispergierbaren Polyesters, welcher eine Tg von 3°C besaß und aus 50 Mol-% Terephthalsäure, 45 Mol-% Sebacinsäure und 5 Mol-% Natriumsulfoisophthalat als Dicarbonsäurekomponenten und aus 75 Mol-% Ethylenglykol und 25 Mol-% Diethylenglykol als Glykolkomponenten bestand, verwendet wurde, wurde eine biaxial orientierte Polyesterfolie hergestellt.
Die Eigenschaften der erhaltenen Folie sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. Die Folie haftete an den Heizwalzen zur erneuten Reckung und konnte nicht kontinuierlich erneut gereckt werden. Darüber hinaus besaß die Folie ein schlechtes Blocking-Verhalten und war praktisch unakzeptabel.
Vergleichsbeispiel 3
In gleicher Weise wie in Beispiel 1, außer dass die extrudierte Menge des Polyethylenterephthalats gesenkt wurde und die Folie nicht erneut in der Maschinenrichtung gereckt wurde, wurde eine biaxial orientierte Polyesterfolie mit einer Dicke von 7,5 μm hergestellt.
Die Eigenschaften der erhaltenen Folie sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. Die Folie war schlecht bezüglich der Schräglaufcharakteristik und praktisch unakzeptabel.
Tabelle 1
Tabelle 2
Beispiel 1
Eine Masse aus Polyethylenterephthalat mit einer Grenzviskosität von 0,62 wurde aus einer Öffnung eines Extruders bei 290°C extrudiert und auf eine Kühltrommel durch Anwendung des Elektropinningverfahren gegossen, um ein amorphes Polyesterblatt mit einer Dicke von 100 μm zu erhalten. Das Blatt wurde in der Maschinenrichtung bei 95°C bei einem Zugverhältnis vom 3,5-fachen gereckt.
Auf einer Oberfläche des Blattes wurde eine Beschichtungsflüssigkeit aufbeschichtet, die 1 900 Teile an Wasser, 10 Teile an Polynatriumacrylat und 90 Teile eines wasserlöslichen Polyesters enthielt, welcher aus 92 Mol-% Terephthalsäure und 8 Mol-% Natriumsulfoisophthalat als Dicarbonsäurekomponenten und aus 75 Mol-% Ethylenglykol und 25 Mol-% Diethylenglykol als Glykolkomponenten bestand.
Dann wurde die Folie, welche die aufgetragene Beschichtungsflüssigkeit trug, in der Querrichtung bei 110°C bei einem Ziehverhältnis vom 3,5-fachen und erneut in der Maschinenrichtung bei 120°C bei einem Ziehverhältnis vom 1,1-fachen gereckt, gefolgt von einer Wärmebehandlung bei 230°C, um eine biaxial orientierte Polyesterfolie zu erhalten, die aus der Polyestergrundfolie mit einer Dicke von 7,5 μm und der Überzugsschicht mit einer Dicke von 0,05 μm bestand.
Die Eigenschaften der erhaltenen beschichteten Folie sind in den Tabellen 3 und 4 gezeigt. Die Folie besaß eine gute Adhäsion und Prozessstabilität.
Beispiel 2
In gleicher Weise wie in Beispiel 6, außer dass als eine Beschichtungsflüssigkeit eine Mischung aus 1 900 Teilen Wasser, 5 Teilen Silicasol mit einer mittleren Teilchengröße von 0,05 μm, 85 Teilen eines wasserlöslichen Polyesters, welcher als Dicarbonsäurekomponenten aus 92 Mol-% Terephthalsäure und 8 Mol-% Natriumsulfoisophthalat und als Glykolkomponenten aus 75 Mol-% Ethylenglykol und 25 Mol-% Diethylenglykol bestand, und 10 Teilen Polynatriumacrylat verwendet wurde, wurde eine beschichtete Polyesterfolie hergestellt.
Die Eigenschaften der erhaltenen beschichteten Folie sind in den Tabellen 3 und 4 gezeigt. Die Folie besaß eine gute Adhäsion und Prozessstabilität.
Tabelle 3
Tabelle 4
Referenzbeispiel 4
Eine Masse aus Polyethylenterephthalat mit einer Grenzviskosität von 0,62 wurde aus einer Öffnung eines Extruders bei 290°C extrudiert und auf eine Kühltrommel durch Anwendung des Elektropinningverfahren gegossen, um ein amorphes Polyesterblatt mit einer Dicke von 100 μm zu erhalten. Das Blatt wurde in der Maschinenrichtung bei 95°C bei einem Ziehverhältnis vom 3,5-fachen gereckt.
Auf einer Oberfläche des Blattes wurde eine Beschichtungsflüssigkeit aufbeschichtet, welche 1 900 Teile Wasser, 5 Teile eines Polyolefinwachses (einem Gleitmittel) (Nopcoat PEM-17, hergestellt von Sunnopco) und 100 Teile des wasserlöslichen Polyesters enthielt, welcher aus 92 Mol-% Terephthalsäure und 8 Mol-% Natriumsulfoisophthalat als Dicarbonsäurekomponenten und aus 75 Mol-% Ethylenglykol und 25 Mol-% Diethylenglykol als Glykolkomponenten bestand.
Dann wurde die Folie, welche die aufgetragene Beschichtungsflüssigkeit trug, in der Querrichtung bei 110°C bei einem Ziehverhältnis vom 3,5-fachen und erneut in der Maschinenrichtung bei 120°C bei einem Ziehverhältnis vom 1,1-fachen gereckt, gefolgt von einer Wärmebehandlung bei 230°C, um eine biaxial orientierte Polyesterfolie zu erhalten, die aus der Polyesterbasisfolie mit einer Dicke von 7,5 μm und einem F₅-Wert von 18,5 kgf/mm² bestand, und wobei die Überzugsschicht eine Dicke von 0,06 μm aufweist.
Die Eigenschaften der erhaltenen beschichteten Folie sind in Tabelle 5 gezeigt. Die Folie besaß eine gute Adhäsion und Prozessstabilität.
Ein Videoband, welches die obenstehende biaxial orientierte Polyesterfolie als eine Basisfolie verwendete, war ausgezeichnet bezüglich des Outputs des Videokopfs und bezüglich dem Schräglaufverhalten.
Referenzbeispiel 5
In gleicher Weise wie in Beispiel 12, außer dass eine wässrige Dispersion von Polyethylen (Hiteck E4B, hergestellt von Toho Chemical Co., Ltd.) als ein Gleitmittel verwendet wurde, wurde eine biaxial orientierte Polyesterfolie hergestellt.
Die Eigenschaften der erhaltenen beschichteten Folie sind in Tabelle 5 gezeigt. Die Folie besaß eine gute Adhäsion und Prozessstabilität.
Referenzbeispiel 6
In gleicher Weise wie in Beispiel 12, außer dass ein wasserlösliches Polyalkylenglykol (PAG)-modifiziertes Silicon (YF 3842, hergestellt von Toshiba Silicone Co., Ltd.) als Gleitmittel verwendet wurde, wurde eine biaxial orientierte Polyesterfolie hergestellt.
Die Eigenschaften der erhaltenen beschichteten Folie sind in Tabelle 5 gezeigt. Die Folie besaß eine gute Adhäsion und Prozessstabilität.
Tabelle 5
Referenzbeispiel 7
In gleicher Weise wie in Beispiel 3, außer dass Silicasol mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 μm verwendet wurde, wurde eine biaxial orientierte Polyesterfolie hergestellt.
Die Eigenschaften der erhaltenen beschichteten Folie sind in den Tabellen 6 bis 8 gezeigt.
Die Folie besaß eine gute Adhäsion und Prozessstabilität.
Referenzbeispiel 8
In gleicher Weise wie in Beispiel 3, außer dass die Dicke der Überzugsschicht auf 0,1 μm abgeändert wurde und die mittlere Teilchengröße des Silicasols auf 0,1 μm abgeändert wurde, wurde eine biaxial orientierte Polyesterfolie hergestellt.
Die Eigenschaften der erhaltenen beschichteten Folie sind in den Tabellen 6 bis 8 gezeigt.
Die Folie besaß eine gute Adhäsion und Prozessstabilität.
Referenzbeispiel 9
In gleicher Weise wie in Beispiel 3, außer dass vernetzte Polyethylenteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 μm anstelle des Silicasols verwendet wurden, wurde eine biaxial orientierte Polyesterfolie hergestellt.
Die Eigenschaften der erhaltenen beschichteten Folie sind in den Tabellen 6 bis 8 gezeigt. Die Folie besaß eine gute Adhäsion und Prozessstabilität.
Tabelle 6
Tabelle 7
Tabelle 8

Claims

Polyesterharzfolie, welche biaxial orientiert und erneut in der Maschinenrichtung orientiert ist und eine Überzugsschicht einer Dicke (t) von 0,03 bis 2 μm besitzt, die auf mindestens einer Oberfläche der Folie ausgebildet ist, wobei der Polyester der Polyesterharzfolie ein Polyethylenterephthalat ist, von dem mindestens 80% der wiederkehrenden Einheiten Ethylenterephthalat-Einheiten sind, und wobei die Überzugsschicht mindestens 50 Gew.-% eines wasserlöslichen oder wasser-dispergierbaren Polyesterharzes mit einer anionischen Gruppe in einer Menge von 0,05 bis 8 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Harzes, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserlösliche oder wasser-dispergierbare Polyesterharz eine Glasübergangstemperatur von 20°C bis 70°C besitzt, dass die Überzugsschicht Aufsteh-Protuberanzen, vorgesehen durch ein wasserlösliches Polymer, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cellulose, Gelatine, Polyacrylsäure oder deren Salze oder Polystyrolsulfonsäure oder deren Salze, in einer Menge von 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Überzugsschicht, aufweist und dass die Polyesterfolie einen F₅-Festigkeitswert von mindestens 127,4 N/mm² (13 kgf/mm²) in der Maschinenrichtung besitzt.
Polyesterharzfolie nach Anspruch 1, wobei die Überzugsschicht 0,5 bis 20 Gew.-% eines Gleitmittels enthält.
Polyesterharzfolie nach Anspruch 2, wobei das Gleitmittel aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus anionischen Tensiden, kationischen Tensiden, amphoteren Tensiden, nichtionischen Tensiden, fluorhaltigen Tensiden, organischen Carbonsäuren oder deren Derivaten, höheren aliphatischen Alkoholen, Paraffinen und Wachsen.
Polyesterharzfolie nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche des Überzugsharzes einen Kontaktwinkel zu einem Wassertropfen von 70 bis 85° aufweist.
Polyesterharzfolie nach Anspruch 1, wobei die Überzugsschicht 0,1 bis 20 Gew.-% Teilchen enthält, die eine durchschnittliche Teilchengröße (d, μm) besitzen, welche der folgenden Beziehung genügt: 0,5 ≤ d/t ≤ 3.
Polyesterharzfolie nach Anspruch 5, wobei die Teilchen anorganische Teilchen sind, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Silica, Silicasol, Aluminiumoxid, Aluminiumoxidsol, Zirconiumsol, Kaolin, Talk, Calciumcarbonat, Calciumphosphat, Titanoxid, Bariumsulfat, Ruß, Molybdänsulfid und Antimonoxidsol, oder organische Teilchen, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polystyrol, Polyethylen, Polyamid, Polyester, Polyacrylat, Epoxyharz, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Copolymere von Monomeren, welche die obigen Polymeren aufbauen, welche Polymere ein Vernetzungsmittel enthalten können, Siliconharz und Fluoroharzen.