JP2003082202A - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

二軸配向ポリエステルフィルム

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JP2003082202A
JP2003082202A JP2002172721A JP2002172721A JP2003082202A JP 2003082202 A JP2003082202 A JP 2003082202A JP 2002172721 A JP2002172721 A JP 2002172721A JP 2002172721 A JP2002172721 A JP 2002172721A JP 2003082202 A JP2003082202 A JP 2003082202A
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JP2002172721A
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Takuji Toudaiji
卓司 東大路
Tetsuya Tsunekawa
哲也 恒川
Masahito Horie
将人 堀江
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルムのヤング率などの機械特性や寸法安
定性を向上させた、特に、磁気記録媒体用として、電磁
変換特性、走行耐久性、保存安定性などに優れて、さら
に感熱転写リボン用、コンデンサー用、印刷用などに好
適な高品質の二軸配向ポリエステルフィルムとその製造
方法を提供する。 【解決手段】 カーボンナノチューブを含有し、示差走
査熱分析により求められる結晶化度が30〜60%であ
ることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、従来のポリエステ
ルフィルムよりも物性・品質を大幅に向上させ得る二軸
配向ポリエステルフィルムに関する。具体的には、剛
性、強靱性などに優れ、例えば、磁気記録媒体用、熱転
写リボン用などの各種の工業材料用フィルムとして非常
に適した二軸配向ポリエステルフィルムに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】ポリエステルフィルムは、他の素材から
は得られないような大面積のフィルムの連続生産が可能
であり、その強度、耐久性、透明性、柔軟性、表面特性
の付与が可能などの特長を活かして、磁気記録媒体用、
コンデンサー用、感熱転写リボン用、感熱孔版印刷用原
紙用などの各種工業材料用、農業用、包装用、建材用な
どの大量に需要のある各種分野で用いられている。
【0003】その中でも、二軸配向ポリエステルフィル
ムは、機械特性や寸法安定性の観点などから様々な分野
で利用されていて、特に磁気記録媒体用ベースフィルム
として有用である。磁気記録媒体用において、特に、近
年は、機材の軽量化、小型化と長時間記録化のために、
ベースフィルムの一層の薄膜化が要求されている。ま
た、熱転写リボン用、コンデンサー用、あるいは感熱孔
版印刷原紙用においても、近年、薄膜化の傾向が非常に
強い。
【0004】しかしながら、フィルムを薄膜化すると、
機械的強度が不十分となって、フィルムの腰の強さが弱
くなったり、伸びやすくなったりするため、例えば、磁
気記録媒体用では、テープダメージを受けやすくなった
り、ヘッドタッチが悪化して電磁変換特性が低下したり
する。また、フィルムを薄膜化すると、熱転写リボン用
では、印字する際のリボンの平坦性が保たれず、印字ム
ラや過転写が発生し、また、コンデンサ用では、絶縁破
壊電圧が低下するといった問題点がある。
【0005】このような薄膜化志向の中で、ヤング率に
代表されるような引張特性などの機械特性の向上が望ま
れている。そのため、従来から種々の方法でフィルムの
高強度化が検討されてきた。一般に知られてきた、二軸
延伸ポリエステルフィルムの高強度化の手法としては、
例えば、縦・横二方向に延伸したフィルムを再度縦方向
に延伸し、縦方向に高強度化する、いわゆる再縦延伸法
が一般的である(例えば、特公昭42−9270号公
報、特公昭43−3040号公報、特公昭46−111
9号公報、特公昭46−1120号公報など)。
【0006】また、さらに横方向にも強度を付与したい
場合には、上述の再縦延伸を行なった後、再度横方向に
延伸するという再縦再横延伸法が提案されている(例え
ば、特開昭50−133276号公報、特開昭55−2
2915号公報など)。また、一段目の延伸をフィルム
の縦方向に2段階以上で行い、引き続き、フィルムの横
方向に延伸を行う縦多段延伸法が提案されている(例え
ば、特公昭52−33666号公報、特公昭57−49
377号公報など)。
【0007】しかし、このような従来技術で得られた高
強度化ポリエステルフィルムは、例えば磁気記録媒体用
において、応力伸び変形あるいは環境条件によって寸法
変化し、記録トラックにずれが生じて記録再生時にエラ
ーが発生したりするために、所望の電磁変換特性が得ら
れなかったりする等の問題があり、大容量の高密度磁気
記録テ−プへの適用に際して課題が残されているのが現
状である。
【0008】高強度ポリエステルフィルムの寸法安定性
を向上させるためには、例えば、フィルム構造中の剛直
非晶鎖の割合を増加させることが提案されている(特開
平10−217410号公報、特開平10−21741
1号公報など)。そのための製造法として、二軸延伸後
に段階的に冷却する工程が記載されている。しかし、製
膜速度が低速の場合のみに有効であり、工業的実施には
問題がある。
【0009】一方、近年、印刷用部材、例えば、電子写
真方式の受像紙として、フィルムの体積比抵抗値が小さ
い二軸配向ポリエステルフィルムが望まれている。従
来、体積比抵抗値を低下させるためには、カーボンブラ
ックや帯電防止剤などの添加剤が添加されてきたが、こ
の従来法では、添加剤がフィルムから脱落したり、熱処
理時に表面に析出したり、高湿度下での耐久性に劣った
りするなどの問題が発生することがあり、また、体積比
抵抗値の低下が不十分で、二軸配向ポリエステルフィル
ムを印刷部材として用いた場合、印刷時の印加電圧が高
くて画質低下などが発生することがある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ヤン
グ率などの機械強度や寸法安定性に優れた高品質の二軸
配向ポリエステルフィルムとその製造方法を提供するこ
とであり、特に磁気記録媒体用ベースフィルムして使用
したときに、電磁変換特性、走行耐久性、保存安定性に
優れた磁気記録媒体を製造することができるので、高密
度磁気記録テープ用ベースフィルムに好適であり、さら
に、感熱転写リボン用、コンデンサー用、印刷用として
も好適な二軸配向ポリエステルフィルムとその製造方法
を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的に沿う本発明の
二軸配向ポリエステルフィルムは、カーボンナノチュー
ブを含有し、示差走査熱分析により求められる結晶化度
が30〜60%であることを特徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の二軸配向ポリエステルフ
ィルムを構成するポリエステルは、例えば、芳香族ジカ
ルボン酸、脂環族ジカルボン酸または脂肪族ジカルボン
酸などの酸成分やジオール成分から構成される成分の重
合生成物である。
【0013】芳香族ジカルボン酸成分としては、例え
ば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、1,4−
ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボ
ン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4'−ジフ
ェニルジカルボン酸、4,4'−ジフェニルエーテルジカ
ルボン酸、4,4'−ジフェニルスルホンジカルボン酸等
を用いることができ、なかでも好ましくは、テレフタル
酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸を用い
ることができる。脂環族ジカルボン酸成分としては、例
えば、シクロヘキサンジカルボン酸等を用いることがで
きる。脂肪族ジカルボン酸成分としては、例えば、アジ
ピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸等
を用いることができる。これらの酸成分は一種のみを用
いてもよく、二種以上を併用してもよい。
【0014】また、ジオール成分としては、例えば、エ
チレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−
プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,3−
ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペン
タンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−シク
ロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメ
タノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、ポリアル
キレングリコール、2,2'−ビス(4'−β−ヒドロキ
シエトキシフェニル)プロパン等を用いることができ、
なかでも好ましくは、エチレングリコール、1,4−ブ
タンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、
ジエチレングリコール等を用いることができ、特に好ま
しくは、エチレングリコール等を用いることができる。
これらのジオール成分は一種のみを用いてもよく、二種
以上を併用してもよい。
【0015】また、ポリエステルには、ラウリルアルコ
ール、イソシアン酸フェニル等の単官能化合物が共重合
されていてもよいし、トリメリット酸、ピロメリット
酸、グリセロール、ペンタエリスリトール、2, 4−
ジオキシ安息香酸、等の3官能化合物などが、過度に分
枝や架橋をせずポリマーが実質的に線状である範囲内で
共重合されていてもよい。さらに酸成分、ジオール成分
以外に、p−ヒドロキシ安息香酸、m−ヒドロキシ安息
香酸、2,6−ヒドロキシナフトエ酸などの芳香族ヒド
ロキシカルボン酸およびp−アミノフェノール、p−ア
ミノ安息香酸などを本発明の効果が損なわれない程度の
少量であればさらに共重合せしめることができる。
【0016】本発明のポリエステルは、特に限定されな
いが、機械強度、生産性および取り扱い性等の点から、
エチレンテレフタレートおよび/またはエチレン−2,
6−ナフタレンジカルボキシレート単位が構成成分の
70モル%以上を占めるポリエステルおよびそれらの変
性体よりなる群から選ばれた少なくとも一種であること
が好ましい。
【0017】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムで
は、示差走査熱分析(DSC)により求められる結晶化
度が30〜60%である。本発明では、温度変調DSC
を用いて測定された結晶融解ピーク面積から、ポリエス
テル100%結晶化度の理論値を除算して、結晶化度
(%)を求めた。結晶化度の好ましい範囲は、35〜5
5%であり、さらに好ましい範囲は、ポリエステルの種
類によっても異なるが、例えば、ポリエチレンテレフタ
レートが80重量%以上含まれる場合には40〜55%
であり、ポリエチレン−2,6−ナフタレートが80重
量%以上含まれる場合には35〜50%である。結晶化
度が30%未満であると、フィルムのヤング率や強度な
どの機械的特性や寸法安定性に劣ったりすることがあ
る。また、結晶化度が60%を超える二軸配向ポリエス
テルフィルムは工業的な製造が困難となりがちである。
【0018】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの
長手方向または幅方向の少なくとも一方向の屈折率は、
特に限定されないが、1.55〜1.80の範囲である
ことが好ましい。さらに好ましくは、1.58〜1.7
8の範囲であり、さらに好ましくは、1.60〜1.7
6の範囲である。両方向の屈折率が1.55未満である
と、フィルムの配向が不十分なので、強度が不十分であ
ったりして、本発明の効果が得られないことがある。ま
た、両方向の屈折率が1.80より大きい二軸配向ポリ
エステルフィルムは、工業的に製造が困難であったり、
熱収縮が大きくなったりすることがある。
【0019】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は、カーボンナノチューブを含有する。カーボンナノチ
ューブとは、繊維直径が1〜1000nm程度、長さが
0.1〜1000μm程度、L/Dが100〜1000
0程度という、大きなアスペクト比を有する径の細長い
炭素からなるチューブ状の炭素であり、種々の方法によ
り製造される。
【0020】カーボンナノチューブの製法としては、ア
ーク放電法、レーザー蒸着法、触媒化学気相成長法(C
VD法)などが知られており、斎藤弥八、板東俊治著
「カーボンナノチューブの基礎」(コロナ社)などに記
載されている。特に限定されないが、その中でも、CV
D法、特に、熱CVD法が気相で連続生産できるため、
工程がスムーズに進むので好ましい。その場合、600
℃から1200℃の高温で触媒と炭素源を接触させる方
法で触媒を連続的に供給すれば連続的にカーボンナノチ
ューブを回収することができる。カーボンナノチューブ
には、単層ナノチューブと多層ナノチューブの2種類が
ある。単層ナノチューブは1枚のグラフェン(単原子層
の炭素六角網面)が円筒状に閉じた単原子層厚さのチュ
ーブである。本発明で用いる場合、特に限定されない
が、単層ナノチューブの方が、カーボン繊維本数が10
14本/gと多く、本発明の効果が得られやすいことから
好ましい。具体的なカーボンナノチューブとしては、H
yperion社製のGraphite fibri
l、昭和電工(株)製のVapor Grown Ca
rbon Fiber、さらにはASISH社製のPy
rograf III などがあるが、本発明の場合、アス
ペクト比が500〜2000程度の大きな値を有するH
yperion社製Graphite fibrilが
特に好ましい。
【0021】単層カーボンナノチューブは、種々の方法
で液中に分散したり溶解(ChemicalPhysics Letters
342(2001)265−271)したりできること
が知られている。カーボンナノチューブをポリエステル
に分散させるためには、特に限定されないが、カーボン
ナノチューブの表面を修飾することが、好ましい例とし
て例示される。しかしながら、単層カーボンナノチュー
ブの表面を修飾すると体積比抵抗値を低下させる特性が
減少するので、この点からは、多層カーボンナノチュー
ブを用いることがより好ましい。多層カーボンナノチュ
ーブは最表面が修飾されていても内部のグラファイト層
は残っており、また電子はグラファイト層間を飛び越え
ながら移動できるので体積比抵抗値を低下させる特性等
の性質は保たれたままである。さらに、多層カーボンナ
ノチューブであれば、機械的強度も表面修飾の影響は受
けにくい。
【0022】表面修飾したカーボンナノチューブとし
て、カーボンナノチューブ外表面に少なくとも1種類以
上の官能基を有するカーボンナノチューブが例示され
る。官能基の種類は特に限定されないが、例えば、水酸
基、カルボニル基、カルボキシル基、ニトロ基、スルホ
ン基、エーテル基、などを挙げることができる。カーボ
ンナノチューブを表面修飾する方法として、例えば、プ
ラズマ処理が好ましく例示される。プラズマ処理として
は、特に制限されないが、例えば公知の低温プラズマ処
理があり、処理空間内にカーボンナノチューブと処理す
るガスを供給した状態で高電圧を印可して発生するプラ
ズマにより、カーボンナノチューブを処理する方法であ
る。プラズマ発生ガスとしては、特に限定されないが、
有機、無機ガスが目的に応じ単独あるいは混合されて用
いられる。たとえば、酸素、窒素、水素、アンモニア、
メタン、エチレン、4フッ化炭素などが挙げられる。処
理装置としては、特に限定されるものではなく、公知の
内部電極方式または外部電極方式が使用されるが、電極
の汚染のない点から外部電極方式が好ましい。処理圧
力、電源周波数、処理出力などの処理条件は特に限定さ
れるものではなく目的に応じ好ましく選定すればよい。
【0023】プラズマ処理、特に酸素プラズマ処理が好
ましい理由は、現時点で明らかではないが、以下のよう
に推察される。プラズマとは荷電粒子を含む気体で、荷
電粒子がカーボンナノチューブと衝突することにより炭
素−炭素の結合が切れることによって処理される。ある
いは、炭化水素がデポジットされることにより処理され
る。プラズマ処理により、炭素−炭素の結合が切れた場
合は、酸素と接触することにより、その部分にカルボキ
シル基などの官能基が生じると考えられる。カーボンナ
ノチューブ外表面にカルボキシル基が存在することで、
隣接するこれとは別のカーボンナノチューブ外表面に存
在するカルボキシル基と反発し合うようになり、絡まり
合っていたカーボンナノチューブがほぐれ、この結果、
ポリエステル樹脂中へ溶融混練させる際の分散性が向上
するものと考えられる。
【0024】プラズマ処理には、種々の処理があるがと
りわけ酸素ガスプラズマ処理が好ましい。その理由は、
通常カーボンナノチューブは、アモルファスカーボンな
どが表面に付着しており、そのアモルファスカーボン成
分を酸化して二酸化炭素にして除去することができ、カ
ーボンナノチューブの親水化などの修飾だけでなく、同
時に精製もできるからである。酸素ガスプラズマ処理の
条件は、装置、放電形態によって異なるが外部電極方式
の場合、圧力は5〜100Paが好ましい。また、プラ
ズマ処理中にカーボンナノチューブをかき混ぜることが
より好ましい。カーボンナノチューブは、通常カーボン
ナノチューブ同士が絡まり合った固まりで構成された粉
末状である。粉末状の試料を静置状態でプラズマ処理す
る場合、粉末全体にプラズマが行き渡らない欠点がある
が、プラズマ処理中にカーボンナノチューブをかき混ぜ
ることによりカーボンナノチューブ全体にプラズマ処理
を行き渡らせることができるので、より好ましい。かき
混ぜるとは、ひっくり返したり、攪拌したりする事を言
い、均一にプラズマ処理を行うために、処理中に処理す
る材料を動かすことを言う。最も簡単には、プラズマ処
理した後、一度取り出してかき混ぜて、再度プラズマ処
理にかける。好ましくは、かき混ぜながらプラズマ処理
する。この処理は、カーボンナノチューブに限らず粉末
状試料に対するプラズマ処理には有効である。特にカー
ボンナノチューブと同質の炭素系材料、例えば活性炭、
カーボンブラック、グラファイト、アモルファスカーボ
ン、炭素繊維などの処理に同様に適用できる。
【0025】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムに
おけるカーボンナノチューブ含有量は、特に限定されな
いが、0.01〜30重量%であることが好ましい。よ
り好ましい含有量は0.05〜20重量%であり、さら
に好ましい含有量は0.1〜10重量%である。カーボ
ンナノチューブの含有量が0.01重量%未満である
と、本発明の効果が得られないことがある。また、30
重量%を超えると、溶融成形が困難であったりすること
がある。
【0026】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は、特に限定されないが、体積比抵抗値が1×107
1×1013(Ω・cm)であることが好ましい。より好
ましくは、1×108〜1×1012(Ω・cm)であ
る。さらに好ましくは、1×109〜1×1011(Ω・
cm)である。体積比抵抗値が、1×1013(Ω・c
m)より大きいと、カーボンナノチューブが、ポリエス
テル中で、互いに絡まりあった、大きさの不均一なかた
まり状に存在して、分散が不十分であったりすることが
あり、本発明の効果が十分に得られ難い。また、体積比
抵抗値が、1×107(Ω・cm)より小さい二軸配向
ポリエステルフィルムを得るには、カーボンナノチュー
ブを多量に添加する必要があり、工業的な実施が困難な
ことがある。
【0027】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの
長手方向または幅方向の少なくとも一方向のヤング率
は、特に限定されないが、7〜12GPaの範囲である
ことが好ましい。より好ましくは、7.5〜11.5G
Paであり、さらに好ましくは、8〜11GPaであ
る。長手方向、幅方向のいずれのヤング率も、7GPa
未満であると、例えば、磁気記録媒体用などに用いる場
合、走行時の磁気記録ヘッドやガイドピンから受ける張
力のため、磁気テープに伸び変形が生じやすくなり、さ
らに電磁変換特性(出力特性)に悪影響を与えたりし
て、実用上使用に耐えないことがある。さらに、長手方
向および幅方向のヤング率ともに上記の範囲内であるこ
とが好ましく、長手方向または幅方向のいずれかの方向
のヤング率が12GPaを越える場合はもう一方向のヤ
ング率が低くなり過ぎたり、寸法安定性が著しく低下し
たりすることがある。
【0028】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの
長手方向のヤング率と幅方向のヤング率の和は、特に限
定されないが、11〜25GPaの範囲であることが好
ましく、より好ましくは13〜22GPa、さらに好ま
しくは14〜20GPaである。該ヤング率の和が11
GPa未満であれば、例えば、磁気記録媒体用などに用
いる場合、走行時の磁気記録ヘッドやガイドピンから受
ける張力のため、磁気テープに伸び変形が生じやすくな
り、さらに電磁変換特性(出力特性)に悪影響を与えた
りして、実用上使用に耐えないことがある。また、該ヤ
ング率の和が25GPaを越えるフィルムは工業的に製
造が困難であったり、フィルムの耐引裂性や寸法安定性
が著しく低下したりすることがある。
【0029】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの
長手方向と幅方向の温度100℃、30分における熱収
縮率は、特に限定されないが、テープの伸び変形性およ
び保存性の観点から、いずれも0.01〜2.0%であ
ることが好ましい。より好ましくは、0.01〜1.5
%であり、さらに好ましくは、0.01〜1.0%であ
る。温度100℃の熱収縮率が2.0%を越える場合
は、寸法安定性が損なわれやすくなることがあり、例え
ば磁気記録媒体用においては、ベースフィルムの磁気層
を塗布するなどのフィルム加工工程における熱履歴や走
行時の磁気テープと磁気記録ヘッドとの摩擦熱による磁
気テープの昇温時にテープの熱変形が起こりやすくなっ
たり、テープの保存性が悪化することがある。また、温
度100℃の熱収縮率が0.01%未満の場合には、フ
ィルムが膨張して、しわが発生したりすることがある。
【0030】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は、特に限定されないが、温度50℃、荷重28MPa
の条件下で30分経過後のクリープコンプライアンス
が、長手方向および幅方向のうちの少なくとも一方向に
対して、0.10〜0.35GPa-1であることが好ま
しい。クリープコンプライアンスのより好ましい範囲
は、0.10〜0.30GPa-1であり、さらに好まし
い範囲は、0.10〜0.25GPa-1である。クリー
プコンプライアンスが、0.35GPa-1を超えると、
荷重下でフィルム変形が起こりやすく、例えば、磁気記
録媒体用に用いる場合、磁気テープの走行時あるいは保
存時の張力によるテープの伸び変形が起こりやすく、記
録再生時にトラックずれを発生する懸念が生じることが
ある。また、クリープコンプライアンスが、0.10G
Pa-1未満であると、フィルムの破断が生じやすく、例
えば、磁気記録媒体用として用いる場合、磁気テープの
破断が生じることがある。
【0031】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は、単層でも2層以上の積層構造でもよい。特に限定さ
れないが、2層以上の積層構造である方がより好まし
い。単層であると、例えば、磁気記録媒体用として用い
る場合、粒子を含有させると、表面の突起がそろわず、
電磁変換特性や走行性が悪化する場合がある。さらに、
3層の場合に本発明の効果がより一層良好となり好まし
い。最外層の厚みは、特に限定されないが、最外層に含
有された粒子の平均径の0.1〜10倍であることが、
本発明の効果がより一層良好となり好ましい。なぜなら
ば、この範囲の下限値を下回ると、電磁変換特性の不良
となる恐れがあり、一方、この範囲の上限値を超えると
走行性の不良の恐れがあるからである。また、カーボン
ナノチューブは、少なくとも1層に含有していればよ
く、特に限定されないが、3層以上の場合に中央層に含
有しているとより好ましい。
【0032】本発明で用いるポリエステルの固有粘度
は、特に限定されないが、フィルム成形加工の安定性の
観点から、0.55〜3.0(dl/g)の範囲である
ことが好ましく、さらに好ましくは、0.60〜2.0
(dl/g)である。また、二軸配向ポリエステルフィ
ルムの固有粘度は、特に限定されないが、フィルム成形
加工の安定性や寸法安定性などの観点から、0.50〜
2.0(dl/g)の範囲であることが好ましく、さら
に好ましくは0.55〜1.0(dl/g)である。
【0033】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は、本発明を阻害しない範囲内で、熱安定剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料、染料、
脂肪酸エステル、ワックスなどの有機滑剤などが添加さ
れてもよい。また、フィルム表面に易滑性や耐磨耗性、
耐スクラッチ性等を付与するために、積層フィルムの最
外層に無機粒子、有機粒子などを添加すると、例えば、
磁気記録媒体用などにおいて有用である。該添加物とし
ては、クレー、マイカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、
カオリン、タルク、湿式または乾式シリカ、コロイド状
シリカ、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナお
よびジルコニア等の無機粒子、アクリル酸類、スチレン
等を構成成分とする有機粒子、ポリエステル重合反応時
に添加する触媒等によって析出する、いわゆる内部粒子
や、界面活性剤などがある。
【0034】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの
用途は、特に限定されないが、磁気記録媒体用、コンデ
ンサー用、感熱転写リボン用、感熱孔版印刷原紙用など
に用いられる。特に、磁気記録媒体用では、高密度磁気
記録用テープ、例えば、データストレージ用のベースフ
ィルムに適したものであり、該データ記録容量として
は、好ましくは30GB(ギガバイト)以上、より好ま
しくは70GB以上、さらに好ましくは100GB以上
である。また、リニア記録密度としては、好ましくは2
5キロバイト/cm以上、より好ましくは34キロバイ
ト/cm以上、さらにより好ましくは39キロバイト/
cm以上である。
【0035】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの
厚みは、特に限定されないが、1000μm以下が好ま
しく、さらに好ましくは0.5〜500μmの範囲であ
る。後述のように用途、目的に応じて適宜決定できる
が、例えば、0.5〜20μmの範囲が好ましい。
【0036】このフィルム厚みは、通常磁気記録材料用
では1〜15μm、データ用またはデジタルビデオ用塗
布型磁気記録媒体用では2〜10μm、データ用または
デジタルビデオ用蒸着型磁気記録媒体用では3〜9μm
の範囲が好ましい。また、コンデンサー用には、好まし
くは0.5〜15μmのフィルムが適用され、絶縁破壊
電圧および誘電特性の安定に優れたものとなる。熱転写
リボン用途には、好ましくは1〜6μmのフィルムが適
用され、印字する際のしわがなく、印字むらやインクの
過転写を生じることなく、高精細な印刷が行うことがで
きる。
【0037】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は、これに他のポリマー層、例えば、ポリオレフィン、
ポリアミド、ポリ塩化ビニリデンまたはアクリル系ポリ
マーからなる層を直接、あるいは接着剤などの層を介し
て積層してもよい。
【0038】本発明の二軸配向ポリエステルフィルム
は、必要に応じて、熱処理、成形、表面処理、ラミネー
ト、コーティング、印刷、エンボス加工、エッチングな
どの任意の加工を行ってもよい。
【0039】本発明の二軸延伸ポリエステルフィルム
は、カーボンナノチューブを含有するポリエステルをシ
ート状に溶融押出させて冷却固化させた後、この冷却固
化されたシート状ポリエステル成形物を、長手方向に
2.5〜10倍、幅方向に3〜10倍の倍率で延伸して
二軸配向させることにより製造できるものである。
【0040】ポリエステルにカーボンナノチューブを添
加する時期は、特に限定されないが、ポリエステルの重
合前、例えば、エステル化反応前に添加してもよいし、
重合後に溶融押出前に添加してもよい。中でも、溶融押
出前に、ポリエステルとカーボンナノチューブをペレタ
イズして、マスターチップにすることが溶融成形性の観
点から好ましい。該ペレタイズには、ポリエステルとカ
ーボンナノチューブを二軸混練押出機に供給して溶融押
出するのが、ポリエステル中にカーボンナノチューブを
分散混合させやすく、本発明のフィルムを得る上で、特
に好ましい。
【0041】より好ましい延伸条件は、長手方向に3.
0〜9倍、幅方向に3.5〜9倍の倍率であり、さらに
好ましい条件は、長手方向に3.3〜8倍、幅方向に4
〜8倍の倍率である。また、特に限定されないが、延伸
工程後、熱処理工程前に、必要に応じて、180℃〜2
50℃の温度で長手方向および幅方向のうちの少なくと
も一方向に対して1.1〜2倍に延伸してもよい。その
延伸条件として、より好ましくは190〜240℃、さ
らに好ましくは200〜230℃の温度範囲で、長手方
向または幅方向の少なくとも一方向に対して、より好ま
しくは1.15〜1.8倍、さらに好ましくは1.2〜
1.5倍に延伸するものである。
【0042】本発明の二軸延伸ポリエステルフィルムを
製造する際の延伸形式としては、長手方向に延伸した後
に幅方向に延伸を行う方法などの一方向ずつの延伸を組
み合わせた逐次二軸延伸法や、長手方向と幅方向を同時
に延伸する同時二軸延伸法、さらに、逐次二軸延伸法と
同時二軸延伸法を組み合わせた方法などが包含される。
【0043】本発明において、ポリエステルフィルムに
対して延伸を施す場合の延伸温度は、特に限定されない
が、未延伸フィルムに対して延伸を施す場合は、(ポリ
エステルフィルムのガラス転移温度(Tg℃))〜(T
g+120)℃に保つことが好ましく、(Tg+10)
℃〜(Tg+80)℃がより好ましい。 延伸温度がT
g℃未満では、延伸による配向が進みすぎて高倍率まで
延伸しにくくなる。
【0044】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの
製造方法の例について説明するが、これに限定されるも
のではない。ここでは、ポリエステルとして、ポリエチ
レンテレフタレートを用いた例を示すが、用いるポリエ
ステルにより製造条件の詳細は異なる。
【0045】ポリエチレンテレフタレートは、通常、次
のいずれかのプロセスで製造される。すなわち、(1)
テレフタル酸とエチレングリコールを原料とし、直接エ
ステル化反応によって低分子量のポリエチレンテレフタ
レートまたはオリゴマーを得、さらにその後の三酸化ア
ンチモンやチタン化合物を触媒に用いた重縮合反応によ
ってポリマーを得るプロセス、(2)ジメチルテレフタ
レートとエチレングリコールを原料とし、エステル交換
反応によって低分子量体を得、さらにその後の三酸化ア
ンチモンやチタン化合物を触媒に用いた重縮合反応によ
ってポリマーを得るプロセスである。ここで、エステル
化は無触媒でも反応は進行するが、エステル交換反応に
おいては、通常、マンガン、カルシウム、マグネシウ
ム、亜鉛、リチウム、チタン等の化合物を触媒に用いて
進行させ、またエステル交換反応が実質的に完結した後
に、該反応に用いた触媒を不活性化する目的で、リン化
合物を添加する場合もある。
【0046】ここで例示する製法においては、まず、常
法に従い、テレフタル酸とエチレングリコールとをエス
テル化させ、または、テレフタル酸ジメチルとエチレン
グリコールをエステル交換反応することにより、ビス−
β−ヒドロキシエチルテレフタレート(BHT)を得
る。次にこのBHTを重合槽に移送し、真空下で280
℃に加熱して重合反応を進める。ここで、固有粘度が
0.5程度のポリエステルを得る。得られたポリエステ
ルをペレット状で減圧下において固相重合する。固相重
合する場合は、あらかじめ180℃以下の温度で予備結
晶化させた後、190〜250℃で1mmHg程度の減
圧下、10〜50時間固相重合させる。また、フィルム
を構成するポリエステルに粒子を含有させる方法として
は、エチレングリコールに粒子を所定割合にてスラリー
の形で分散させ、このエチレングリコールをテレフタル
酸と重合させる方法が好ましい。粒子を添加する際に
は、例えば、粒子を合成時に得られる水ゾルやアルコー
ルゾルを一旦乾燥させることなく添加すると粒子の分散
性がよい。また、粒子の水スラリーを直接所定のポリエ
ステルペレットと混合し、ベント式2軸混練押出機を用
いて、ポリエステルに練り込む方法も有効である。粒子
の含有量、個数を調節する方法としては、上記方法で高
濃度の粒子のマスタを作っておき、それを製膜時に粒子
を実質的に含有しないポリエステルで希釈して粒子の含
有量を調節する方法が有効である。
【0047】次に、該ポリエチレンテレフタレートのペ
レットとカーボンナノチューブを、一定の割合で混合し
て、270〜320℃に加熱されたベント式の2軸混練
押出機に供給して、溶融押出する。このときの滞留時間
は0.5〜15分が好ましく、より好ましくは1〜10
分の条件である。さらに、上記条件にて分散混合しない
場合は、得られたチップを再び二軸押出機に投入し相溶
するまで押出を繰り返してもよい。上記混練によって、
ポリエチレンテレフタレート中にカーボンナノチューブ
が分散混合したポリエステルのペレットを得ることがで
きる。
【0048】次に、ポリエステルのペレットを、180
℃で3時間以上真空乾燥した後、固有粘度が低下しない
ように窒素気流下あるいは真空下で280〜320℃に
加熱された押出機に供給し、通常の方法により製膜す
る。また、この押出機内で異物や変質ポリマーを除去す
るために各種のフィルター、例えば、焼結金属、多孔性
セラミック、サンド、金網などの素材からなるフィルタ
ーを用いることが好ましい。また、必要に応じて、定量
供給性を向上させるためにギアポンプを設けてもよい。
積層フィルムの場合には、2台以上の押出機、マニホー
ルドまたは合流ブロックを用いて、溶融状態のポリエス
テルを積層したシートをスリット状のダイから押出し、
キャスティングロール上で冷却して未延伸フィルムを作
る。
【0049】次に、この未延伸フィルムを二軸延伸し、
二軸配向させる。延伸方法としては、逐次二軸延伸法ま
たは同時二軸延伸法を用いることができる。ここでは、
最初に長手方向、次に幅方向の延伸を行う逐次二軸延伸
法を用いる。延伸温度については、ポリエステルの構造
成分や、積層の構成成分により異なるが、例えば、単層
でポリエチレンテレフタレートである場合を例にとって
以下説明する。
【0050】未延伸フィルムを80〜150℃の加熱ロ
ール群で加熱し、長手方向に2.5〜10倍に1段もし
くは2段以上の多段で延伸し、20〜50℃の冷却ロー
ル群で冷却する。長手方向延伸速度は1000〜500
00%/分の範囲で行うのが好ましいが、特に限定され
ない。続いて、幅方向の延伸方法としては、例えば、テ
ンターを用いる方法が一般的である。幅方向の延伸倍率
は3〜10倍、延伸速度は1000〜20000%/
分、温度は80〜150℃の範囲で行うのが好ましい
が、特に限定されない。さらに必要に応じて、再縦延伸
および/または再横延伸を行う。その場合の延伸条件と
しては、長手方向の延伸は、温度80〜180℃、延伸
倍率1.1〜2.0倍、幅方向の延伸方法としてはテン
ターを用いる方法が好ましく、温度80〜200℃、延
伸倍率1.1〜2.0倍で行うのが好ましいが、特に限
定されない。トータルの延伸倍率は、長手方向に2.5
〜10倍、幅方向に3〜10倍であることが好ましい。
より好ましくは、長手方向に3.0〜9倍、幅方向に
3.3〜9倍であり、さらに好ましくは、長手方向に4
〜8倍、幅方向に4〜8倍である。また、延伸工程の後
半では、延伸温度を2段階以上で徐々に高めながら延伸
することが好ましい。
【0051】次に、緊張下または幅方向に弛緩しながら
熱処理する。この場合の熱処理温度は、150℃〜25
0℃、好ましくは、170〜230℃、さらに好ましく
は180〜220℃で、時間は0.2〜30秒の範囲で
行うのが好ましいが、特に限定されない。さらに、熱処
理温度からの冷却過程で、好ましくは100〜220℃
の温度範囲で長手および幅方向に、好ましくは幅方向に
対して1〜6%の範囲で弛緩処理を行う。弛緩処理は1
段でもよいし、多段で行ってもよく、温度分布の変化を
設けてもよい。
【0052】また、延伸工程の後、熱処理工程の前に、
特に限定されないが、180℃〜250℃の温度で長手
方向および幅方向のうちの少なくとも一方向に対して、
1.1〜2倍に延伸してもよい。その温度条件として、
より好ましくは190〜240℃、さらに好ましくは2
00〜230℃の温度範囲で、長手方向または幅方向の
少なくとも一方向に対して、より好ましくは1.15〜
1.8倍、さらに好ましくは1.2〜1.5倍に延伸を
施す。
【0053】加熱処理した後、フィルムを室温まで、必
要ならば、長手および幅方向に弛緩処理を施しながら、
フィルムを冷やして巻き取り、目的とする二軸配向ポリ
エステルフィルムを得る。
【0054】[物性の測定方法ならびに効果の評価方
法]特性値の測定方法ならびに効果の評価方法は次の通
りである。
【0055】(1)示差走査熱分析による結晶化度 擬似等温法にて下記装置および条件で比熱測定および結
晶融解測定を行い、JIS K7121に従って決定し
た。
【0056】装置 :TA Instrument社
製温度変調DSC 測定条件: 加熱温度 :270〜570K(RCS冷却法) 温度校正 :高純度インジウムおよびスズの融点 温度変調振幅:±1K 温度変調周期:60秒 昇温ステップ:5K 試料重量 :5mg 試料容器 :アルミニウム製開放型容器(22mg) 参照容器 :アルミニウム製開放型容器(18mg) なお、ガラス転移温度(Tg)は下記式 ガラス転移温度=(補外ガラス転移開始温度+補外ガラ
ス転移終了温度)/2 により算出した。
【0057】測定された結晶融解ピーク面積から、ポリ
エステル100%結晶化度の理論値を除算して、結晶化
度(%)を求めた。ポリエステル100%結晶化度の結
晶融解熱量は、ポリエチレンテレフタレートの場合、1
40.1(J/g)であり、ポリエチレン−2,6−ナ
フタレートの場合、170.0(J/g)である。
【0058】(2)屈折率 JIS−K7105に規定された方法にしたがって、ナ
トリウムD線を光線としてアッベ屈折率計を用いて、2
5℃、65%RHにて測定した。マウント液としてはヨ
ウ化メチレンを用いた。但し、ポリエチレン−2,6−
ナフタレートフィルムの場合は硫黄ヨウ化メチレンを用
いた。
【0059】(3)ヤング率 ASTM−D882に規定された方法に従って、インス
トロンタイプの引張試験機を用いて測定した。測定は下
記の条件とした。 測定装置 :オリエンテック(株)製フイルム強伸度自
動測定装置“テンシロンAMF/RTA−100” 試料サイズ:幅10mm×試長間100mm 引張り速度:10mm/分 測定環境 :温度23℃、湿度65%RH
【0060】(4)熱収縮率 JIS−C2318に従って、測定した。 試料サイズ:幅10mm、標線間隔200mm 測定条件:温度100℃、処理時間30分、無荷重状態 100℃熱収縮率を次式より求めた。 熱収縮率(%)=[(L0−L)/L0]×100 L0:加熱処理前の標線間隔 L:加熱処理後の標線間隔
【0061】(5)クリープコンプライアンス 下記の測定装置および測定条件に基づき、30分後のフ
ィルム伸び量を測定した。 測定装置 :真空理工(株)製TMA TM−3000
(加熱制御部TA−1500) 試料サイズ:幅4mm、試長15mm 温度 :50℃ 荷重 :28MPa
【0062】フィルムの伸縮量(ΔL:%表示)は、カ
ノープス電子(株)製ADコンバーターADX−98E
を介して、日本電気(株)製パーソナルコンピューター
PC−9801により求め、次式からクリープコンプラ
イアンスを算出した。 クリープコンプライアンス(GPa-1)=(ΔL/10
0)/0.028
【0063】(6)固有粘度 オルトクロロフェノール中、25℃で測定した溶液粘度
から下式から計算される値を用いる。 ηsp/C=[η]+K[η]2・C ここで、ηsp=(溶液粘度/溶媒粘度)−1、 Cは
溶媒100mlあたりの溶解ポリマ重量(g/100m
l、通常1.2)、Kはハギンス定数(0.343とす
る)である。また、溶液粘度、溶媒粘度はオストワルド
粘度計を用いて測定した。
【0064】(7)磁気テープの電磁変換特性(C/
N) 二軸配向ポリエステルフィルムの表面に、下記組成の磁
性塗料および非磁性塗料をエクストルージョンコーター
により重層塗布(上層は磁性塗料で塗布厚0.1μm、
非磁性下層の厚みは適宜変化させた)し、磁気配向さ
せ、乾燥させる。次いで反対面に下記組成のバックコー
ト層を形成した後、小型テストカレンダー装置(スチー
ル/スチールロール、5段)で、温度:85℃、線圧:
200kN/mでカレンダー処理した後、60℃で、4
8時間キュアリングする。上記テープ原反を8mm幅に
スリットし、パンケーキを作製した。次いで、このパン
ケーキから長さ200m分を、カセットに組み込んでカ
セットテープとした。
【0065】このテープに、市販のHi8用VTR(S
ONY社製 EV−BS3000)を用いて、7MHz
+1MHzのC/N(キャリア対ノイズ比)の測定を行
った。このC/Nを市販のHi8用ビデオテープ(SO
NY社製120分MP)と比較して、+2dB以上は
○、+1以上+2dB未満は△、+1dB未満は×と判
定した。○が望ましいが、△でも実用的には使用可能で
ある。
【0066】 (磁性塗料の組成) ・強磁性金属粉末 : 100重量部 ・スルホン酸Na変成塩化ビニル共重合体 : 10重量部 ・スルホン酸Na変成ポリウレタン : 10重量部 ・ポリイソシアネート : 5重量部 ・ステアリン酸 : 1.5重量部 ・オレイン酸 : 1重量部 ・カーボンブラック : 1重量部 ・アルミナ : 10重量部 ・メチルエチルケトン : 75重量部 ・シクロヘキサノン : 75重量部 ・トルエン : 75重量部
【0067】 (非磁性下層塗料の組成) ・酸化チタン : 100重量部 ・カーボンブラック : 10重量部 ・スルホン酸Na変成塩化ビニル共重合体 : 10重量部 ・スルホン酸Na変成ポリウレタン : 10重量部 ・メチルエチルケトン : 30重量部 ・メチルイソブチルケトン : 30重量部 ・トルエン : 30重量部
【0068】 (バックコートの組成) ・カーボンブラック(平均粒径20nm) : 95重量部 ・カーボンブラック(平均粒径280nm): 10重量部 ・αアルミナ : 0.1重量部 ・酸化亜鉛 : 0.3重量部 ・スルホン酸Na変成ポリウレタン : 20重量部 ・スルホン酸Na変成塩化ビニル共重合体 : 30重量部 ・シクロヘキサノン : 200重量部 ・メチルエチルケトン : 300重量部 ・トルエン : 100重量部。
【0069】(8)磁気テープの走行耐久性および保存
性 二軸配向ポリエステルフィルムの表面に、下記組成の磁
性塗料を塗布厚さ2.0μmになるように塗布し、磁気
配向させ、乾燥させる。次いで反対面に下記組成のバッ
クコート層を形成した後、カレンダー処理した後、70
℃で、48時間キュアリングする。上記テープ原反を1
/2インチ幅にスリットし、磁気テープとして、長さ6
70m分を、カセットに組み込んでカセットテープとし
た。
【0070】 (磁性塗料の組成) ・強磁性金属粉末 : 100重量部 ・変成塩化ビニル共重合体 : 10重量部 ・変成ポリウレタン : 10重量部 ・ポリイソシアネート : 5重量部 ・ステアリン酸 : 1.5重量部 ・オレイン酸 : 1重量部 ・カーボンブラック : 1重量部 ・アルミナ : 10重量部 ・メチルエチルケトン : 75重量部 ・シクロヘキサノン : 75重量部 ・トルエン : 75重量部
【0071】 (バックコートの組成) ・カーボンブラック(平均粒径20nm) : 95重量部 ・カーボンブラック(平均粒径280nm): 10重量部 ・αアルミナ : 0.1重量部 ・変成ポリウレタン : 20重量部 ・変成塩化ビニル共重合体 : 30重量部 ・シクロヘキサノン : 200重量部 ・メチルエチルケトン : 300重量部 ・トルエン : 100重量部
【0072】作製したカセットテープを、IBM社製M
agstar3590 MODELB1A Tape
Driveを用い、100回往復走行させ、次の基準で
テープの走行耐久性を評価した。○を合格品とした。 ○:テープ端面の伸び、折れ曲がりがなく、削れ跡が見
られない。 △:テープ端面の伸び、折れ曲がりがないが、一部削れ
跡が見られる。 ×:テープ端面の一部が伸び、ワカメ状の変形が見ら
れ、削れ跡が見られる。
【0073】また、上記作製したカセットテープをIB
M社製Magstar3590 MODELB1A T
ape Driveに、データを読み込んだ後、カセッ
トテープを40℃、80%RHの雰囲気中に100時間
保存した後、データを再生して次の基準で、テープの保
存性を評価した。○を合格品とした。
【0074】○:トラックずれもなく、正常に再生し
た。 △:テープ幅に異常がないが、一部に読みとり不可が見
られる。 ×:テープ幅に変化があり、読みとり不可が見られる。
【0075】(9)体積比抵抗値 JIS−2151に規定された方法にしたがって、体積
比抵抗測定装置R8340(アドバンテック社製)を用
いて、温度23℃、湿度65%RHの条件下で、電圧5
00Vを付加して測定した。フィルムを装置試料台にの
せて、1分間充電後の体積抵抗値を読み取り、次式によ
り体積比抵抗値を求めた。 体積比抵抗値(Ω・m)=(電極有効面積(cm2)/
フィルム厚さ(cm))×絶縁抵抗(Ω)
【0076】
【実施例】次の実施例に基づき、本発明の実施形態を説
明する。
【0077】参考例1 K.Hernadi、A.Fonsecaらによる報告
を参照(Zeolites 17:416−423、1
996)し、酢酸鉄(2g)、酢酸コバルト(2g)、
Y型ゼオライト(10g)を秤量し、メタノール(10
0ml)を加えて、振とう器にて1時間攪拌後、メタノ
ール分を乾燥除去し、触媒を得た。次に、CVD反応装
置を用いて、反応管内の石英ウール上に触媒1gをあら
かじめセットし、窒素(30cc/分)雰囲気下で60
0℃まで昇温後、アセチレン(6cc/分)、窒素(3
0cc/分)雰囲気下で600℃×5時間保持しカーボ
ンナノチューブを合成した。その後、窒素(30cc/
分)雰囲気下で室温まで冷却し、触媒とカーボンナノチ
ューブの混合物を、フッ化水素酸10%水溶液中で3時
間攪拌後、ろ紙(Toyo Roshi Kaish
a、Filter Paper 2号 125mm)を
用いてろ過し、ろ紙上の固形物を、イオン交換水、アセ
トン溶液にて洗浄後、乾燥し、多層カーボンナノチュー
ブを得た。
【0078】参考例2 参考例1で得られたカーボンナノチューブ0.5gを、
ガラス製シャーレー上にうすく広げて、YAMATO化
学製PLASMA CHAMBER MODEL PC
−101Aを用いて、酸素ガス、圧力20Pa、POW
ER300Wの条件で、5分間プラズマ処理を行った。
【0079】実施例1 通常の方法により固有粘度0.62のポリエチレンテレ
フタレートのペレットを製造した。即ち、テレフタル酸
ジメチル194重量部とエチレングリコール124重量
部に、酢酸マグネシウム4水塩0.1重量部を加え、1
40〜230℃でメタノールを留出しつつエステル交換
反応を行った。次いで、リン酸トリメチル0.05重量
部のエチレングリコール溶液、および三酸化アンチモン
0.05重量部を加えて5分間撹拌した後、低重合体を
30rpmで攪拌しながら、反応系を230℃から29
0℃まで徐々に昇温するとともに、圧力を0.1kPa
まで下げた。最終温度、最終圧力到達までの時間はとも
に60分とした。3時間重合反応させ所定の攪拌トルク
となった時点で反応系を窒素パージし常圧に戻して重縮
合反応を停止し、冷水にストランド状に吐出し、直ちに
カッティングして固有粘度0.62のポリエチレンテレ
フタレートのペレットを得た。
【0080】得られたポリエチレンテレフタレートのペ
レットを95重量%に、カーボンナノチューブ5重量%
を混合し、300℃に加熱されたベント式の2軸混練押
出機に供給して、滞留時間1分にて溶融押出し、カーボ
ンナノチューブを5重量%含有するポリエステル組成物
(I)のペレットを得た。カーボンナノチューブとして、
Hyperion社のGraphite Fibril
を用い、その繊維直径は10nm、アスペクト比は10
00、比表面積は1014mm2/gであった。
【0081】押出機2台を用い、280℃に加熱された
押出機Aには、ポリエステル組成物(I)のペレットを
180℃で3時間真空乾燥した後に供給し、同じく28
0℃に加熱された押出機Bには、ポリエチレンテレフタ
レート(PET)(II)(固有粘度0.62、滑り剤と
して平均径0.3μmの球状架橋ポリスチレン粒子0.
2重量%と平均径0.8μmの球状架橋ポリスチレン粒
子0.01重量%配合)のペレットを180℃で3時間
真空乾燥した後に供給し、PET(II)が最外層になる
ように3層積層するべくTダイ中で合流させ(積層比II
/I/II=1/10/1)、表面温度25℃のキャスト
ドラムに静電荷を印加させながら密着冷却固化し、積層
未延伸フィルムを作製した。
【0082】この未延伸フィルムをロール式延伸機にて
長手方向に1段で、温度95℃で3.2倍延伸し、さら
に、テンターを用いて、幅方向に温度95℃で3.8倍
延伸した。続いて、ロール式延伸機で長手方向に2段
で、温度135℃で1.5倍に再延伸し、テンターを用
いて幅方向に温度190℃で1.2倍再延伸した。さら
に、定長下で温度220℃で10秒間熱処理した後、幅
方向に1%の弛緩処理を施し、厚さ6μmの二軸配向ポ
リエステルフィルムを得た。
【0083】得られた二軸配向ポリエステルフィルム、
及び、このフィルムから得られた磁気テープの特性につ
いて測定、評価した結果は、表1および表2に示したと
おりであり、機械特性や寸法安定性に優れ、特に磁気記
録媒体用フィルムとして優れた特性を有していた。
【0084】実施例2〜4 カーボンナノチューブの含有量以外は、実施例1と同様
の方法で二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。得
られた二軸配向ポリエステルフィルム、及び、このフィ
ルムから得られた磁気テープの特性は、表1および表2
に示したとおりであり、機械特性や寸法安定性に優れ、
特に磁気記録媒体用フィルムとして優れた特性を有して
いた。
【0085】実施例5 実施例1と同様の方法により得られたポリエチレンテレ
フタレート(固有粘度0.62)のペレットを95.5
重量%に、参考例1で得られたカーボンナノチューブ
0.5重量%を混合し、300℃に加熱されたベント式
の2軸混練押出機に供給して、滞留時間1分にて溶融押
出し、カーボンナノチューブを0.5重量%含有するポ
リエステル組成物のペレットを得た。実施例2と同様の
方法で二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。
【0086】得られた二軸配向ポリエステルフィルム、
及び、このフィルムから得られた磁気テープの特性は、
表1および表2に示したとおりであり、機械特性や寸法
安定性に優れ、特に磁気記録媒体用フィルムとして優れ
た特性を有していた。
【0087】実施例6 参考例2で得られたカーボンナノチューブを用いたこと
以外は、実施例5と同様の方法で二軸配向ポリエステル
フィルムを作製した。得られた二軸配向ポリエステルフ
ィルム、及び、このフィルムから得られた磁気テープの
特性は、表1および表2に示したとおりであり、機械特
性や寸法安定性に優れ、特に磁気記録媒体用フィルムと
して優れた特性を有していた。
【0088】実施例7 通常の方法により固有粘度0.65のポリエチレン−
2,6−ナフタレートのペレットを製造した。即ち、
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル194重量部
とエチレングリコール124重量部に、酢酸マンガン4
水塩0.1重量部を加え、190〜240℃でメタノー
ルを留出しつつエステル交換反応を行った。次いで、リ
ン酸トリメチル0.05重量部のエチレングリコール溶
液、および三酸化アンチモン0.05重量部を加えて5
分間撹拌した後、低重合体を30rpmで攪拌しなが
ら、反応系を240℃から290℃まで徐々に昇温する
とともに、圧力を0.1kPaまで下げた。最終温度、
最終圧力到達までの時間はともに60分とした。3時間
重合反応させ所定の攪拌トルクとなった時点で反応系を
窒素パージし常圧に戻して重縮合反応を停止し、冷水に
ストランド状に吐出し、直ちにカッティングして固有粘
度0.65のポリエチレン−2,6−ナフタレートのペ
レットを得た。
【0089】得られたポリエチレン−2,6−ナフタレ
ート(固有粘度0.65)のペレットを95重量%に、
カーボンナノチューブ5重量%を混合し、300℃に加
熱されたベント式の2軸混練押出機に供給して、滞留時
間1分にて溶融押出し、カーボンナノチューブを5重量
%含有するポリエステル組成物(III)のペレットを得
た。カーボンナノチューブとして、Hyperion社
のGraphite Fibrilを用い、その繊維直
径は10nm、アスペクト比は1000、比表面積は1
14mm2/gであった。
【0090】押出機2台を用い、290℃に加熱された
押出機Aには、ポリエステル組成物(III)のペレット
を180℃で3時間真空乾燥した後に供給し、同じく2
90℃に加熱された押出機Bには、ポリエチレン−2,
6−ナフタレート(PEN)(IV)(固有粘度0.6
5、平均径0.3μmの球状架橋ポリスチレン粒子0.
2重量%と平均径0.8μmの球状架橋ポリスチレン粒
子0.01重量%配合)のペレットを180℃で3時間
真空乾燥した後に供給し、PEN(IV)が最外層になる
ように3層積層するべくTダイ中で合流させ(積層比IV
/III/IV=1/10/1)、表面温度25℃のキャス
トドラムに静電荷を印加させながら密着冷却固化し、積
層未延伸フィルムを作製した。
【0091】この未延伸フィルムをロール式延伸機にて
長手方向に1段で、温度135℃で5.0倍延伸し、さ
らに、テンターを用いて、幅方向に温度140℃で5.
0倍延伸した。さらに、定長下で温度220℃で10秒
間熱処理後、幅方向に1%の弛緩処理を施し、厚さ6μ
mの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られた二
軸配向ポリエステルフィルム、及び、このフィルムから
得られた磁気テープの特性は、表1および表2に示した
とおりであり、機械特性や寸法安定性に優れ、特に磁気
記録媒体用のフィルムとして優れた特性を有していた。
【0092】実施例8 実施例1と同様の方法により得られたポリエチレンテレ
フタレート(固有粘度0.62)のペレットを95.5
重量%に、参考例1で得られたカーボンナノチューブ
0.5重量%を混合し、300℃に加熱されたベント式
の2軸混練押出機に供給して、滞留時間1分にて溶融押
出し、カーボンナノチューブを0.5重量%含有するポ
リエステル組成物のペレットを得た。280℃に加熱さ
れた押出機に、該ポリエステル組成物のペレットを18
0℃で3時間真空乾燥した後に供給し、Tダイから溶融
押出して、表面温度25℃のキャストドラムに静電荷を
印加させながら密着冷却固化し、未延伸フィルムを作製
した。
【0093】この未延伸フィルムをロール式延伸機にて
長手方向に1段で、温度95℃で3.4倍延伸し、さら
に、テンターを用いて、幅方向に温度100℃で4.0
倍延伸した。続いて、定長下で温度230℃で10秒間
熱処理した後、幅方向に1%の弛緩処理を施し、厚さ2
00μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得ら
れた二軸配向ポリエステルフィルムについて測定、評価
した結果は、表3に示したとおりであり、体積比抵抗値
に優れた特性を有していた。
【0094】実施例9 参考例2で得られたカーボンナノチューブを用いたこと
以外は、実施例8と同様の方法で二軸配向ポリエステル
フィルムを作製した。得られた二軸配向ポリエステルフ
ィルムについて測定、評価した結果は、表3に示したと
おりであり、体積比抵抗値に優れた特性を有していた。
【0095】比較例1 カーボンナノチューブを含有しない以外は、実施例1と
同様にして、厚さ6μmの二軸配向ポリエステルフィル
ムを作製した。この二軸配向ポリエステルフィルムは、
表1に示したとおり、本発明の範囲外であり、その特性
は、表2に示したとおり、機械特性や寸法安定性等に劣
り、磁気記録媒体用フィルムとして劣るものであった。
【0096】比較例2 カーボンナノチューブの含有量を40重量%に変更した
以外は実施例1と同様にして得られた未延伸フィルム
を、ロール式延伸機にて長手方向に1段で、温度95℃
で3.3倍延伸し、さらに、テンターを用いて、幅方向
に温度95℃で4.0倍延伸した。さらに、定長下で温
度220℃で10秒間熱処理後、幅方向に1%の弛緩処
理を施し、厚さ6μmの二軸配向ポリエステルフィルム
を得た。
【0097】得られた二軸配向ポリエステルフィルムの
特性は、表1に示したとおり、本発明の範囲外であり、
その特性は、表2に示したとおり、機械特性や寸法安定
性等に劣り、磁気記録媒体用フィルムとして劣るもので
あった。
【0098】比較例3 カーボンナノチューブを含有しない以外は、実施例8と
同様の方法で二軸配向ポリエステルフィルムを作製し
た。得られた二軸配向ポリエステルフィルムの特性は、
表3に示したとおりであり、体積比抵抗値などの特性に
劣るものであった。
【0099】比較例4 実施例1と同様の方法で作製したポリエチレンテレフタ
レートのペレット(帯電防止剤としてドデシルベンゼン
スルホン酸ナトリウムを1重量%配合)を用いる以外
は、実施例8と同様の方法で二軸配向ポリエステルフィ
ルムを作製した。得られた二軸配向ポリエステルフィル
ムの特性は、表3に示したとおりであり、体積比抵抗値
などの特性に劣るものであった。
【0100】比較例5 カーボンナノチューブを含有しない以外は、実施例7と
同様にして、厚さ6μmの二軸配向ポリエステルフィル
ムを作製した。得られた二軸配向ポリエステルフィルム
の特性は、表1に示したとおり、本発明の範囲外であ
り、その特性は、表2に示したとおり、機械特性や寸法
安定性等に劣り、磁気記録媒体用フィルムとして劣るも
のであった。
【0101】
【表1】
【0102】
【表2】
【0103】
【表3】
【0104】
【発明の効果】本発明によれば、フィルムのヤング率な
どの機械特性や寸法安定性を向上させた二軸配向ポリエ
ステルフィルムを得ることができ、このフィルムは、磁
気記録媒体用、コンデンサー用、感熱転写リボン用、印
刷用などの各種フィルム用途に広く活用が可能である。
具体的には、磁気記録媒体用として、電磁変換特性、走
行耐久性、保存安定性などに優れた磁気記録媒体を得る
ためのベースフィルムとして好適に使用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29K 105:16 B29K 105:16 B29L 7:00 B29L 7:00 Fターム(参考) 4F071 AA44 AA46 AB03 AD07 AF11 AF20 AF31 AF36 AF39 AF43 AF61 BA01 BB08 BC01 4F210 AA24 AB18 AB24 AG01 AG03 AH38 QA02 QA03 QC06 QD13 QG01 QG18 QW11 QW12 4J002 CF031 CF051 DA016 DA026 FA006 GQ00 GS00

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カーボンナノチューブを含有し、示差走
    査熱分析により求められる結晶化度が30〜60%であ
    ることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。
  2. 【請求項2】 長手方向または幅方向の少なくとも一方
    の屈折率が1.55〜1.80であることを特徴とする
    請求項1に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
  3. 【請求項3】 カーボンナノチューブの含有量が0.0
    1〜30重量%であることを特徴とする請求項1または
    2に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
  4. 【請求項4】 体積比抵抗値が1×107〜1×1013
    (Ω・cm)であることを特徴とする請求項1〜3のい
    ずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
  5. 【請求項5】 長手方向と幅方向の少なくとも一方のヤ
    ング率が7〜12(GPa)であり、かつ、長手方向と
    幅方向のヤング率の和が11〜25(GPa)であるこ
    とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の二軸配
    向ポリエステルフィルム。
  6. 【請求項6】 長手方向と幅方向の100℃、30分に
    おける熱収縮率がいずれも0.01〜2.0%であるこ
    とを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の二軸配
    向ポリエステルフィルム。
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