JP2009221278A - 二軸配向ポリエステルフィルムおよび磁気記録媒体 - Google Patents

二軸配向ポリエステルフィルムおよび磁気記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】 剛性や寸法安定性に優れ、磁気記録媒体用、電気絶縁用、コンデンサー用、回路材料、太陽電池用材料などに好適に用いることができ、中でも磁気記録媒体とした際に温度や湿度の環境変化や保存による寸法変化を小さくすることができ、エラーレートが少なく、かつ、磁気ヘッドや磁気テープの削れが少なく走行耐久性に優れた高密度磁気記録媒体とすることができる二軸配向ポリエステルフィルムを提供すること。
【解決手段】 ポリエステル(A)を70〜99質量部、ポリイミド(B)を1〜30質量部の割合で含み、かつ、溶融結晶化ピーク温度が200〜240℃である二軸配向ポリエステルフィルムとする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、剛性や寸法安定性に優れた二軸配向ポリエステルフィルムに関するものである。特に、磁気記録媒体用、電気絶縁用、コンデンサー用、回路材料、太陽電池用材料などに好適に用いることができるが、中でも磁気記録媒体とした際に温度や湿度の環境変化や保存による寸法変化を小さくすることができ、エラーレートが少なく、かつ、磁気ヘッドや磁気テープの削れが少なく走行耐久性に優れた高密度磁気記録媒体とすることができる二軸配向ポリエステルフィルムに関するものである。
二軸延伸ポリエステルフィルムはその優れた熱特性、寸法安定性、機械特性および表面形態の制御のし易さから各種用途に使用されており、特に磁気記録媒体などの支持体としての有用性がよく知られている。近年、磁気テープなどの磁気記録媒体は、機材の軽量化、小型化、大容量化のため、ベースフィルムの薄膜化や高密度記録化が要求されている。高密度記録化のためには、記録波長を短くし、記録トラックを小さくすることが有用である。しかしながら、記録トラックを小さくすると、テープ走行時における熱やテープ保管時の温湿度変化による変形により、記録トラックのずれが起こりやすくなるという問題がある。したがって、テープの使用環境および保管環境における寸法安定性といった特性の改善に対する要求がますます強まっている。また一方で、磁気テープとしたときの走行耐久性の改善要求がますます強くなっている。しかしながら、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、長手方向に伸びやすく、幅方向に縮みやすくなるため、トラックずれを起こしたり、ヘッドタッチが悪化し電磁変換特性が低下したり、ヘッドやテープが削れたりするといったような問題点がある。
この観点から、支持体には、強度、寸法安定性の点で二軸延伸ポリエステルフィルムよりも優れた剛性の高い芳香族ポリアミドが用いられることがある。しかしながら芳香族ポリアミドは、剛性が高くすぎてヘッド削れを引き起こしたりすることがある。さらに高価格でコストがかかり、汎用記録媒体の支持体としては現実的ではない。ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどを用いたポリエステルフィルムにおいても、延伸技術を用いて高強度化した磁気記録媒体用支持体が開発されている。しかしながら、温度や湿度に対する寸法安定性などの厳しい要求を満足することはいまだ困難である。
近年、ポリエステルフィルムの耐熱性を高めるために、ポリエステルに他の熱可塑性樹脂をブレンドするなどの方法が検討されている。
例えば、ポリエステルとポリエーテルイミドからなる二軸配向ポリエステルフィルムについて開示されている(例えば特許文献1、2など)。しかし、結晶核剤を用いたり、溶融結晶化温度が200〜240℃の結晶化速度のはやい樹脂組成物を用いたりした二軸延伸フィルムの具体的な方法や技術思想が開示されていない。また、結晶化速度の速い樹脂組成物を用いたポリエステルフィルムとして、モンタン酸アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩などからなる結晶核剤を含むポリエステルフィルムについて開示されている(例えば特許文献3など)。しかし、ヤング率などの機械物性も低く、また、温度膨張や湿度膨張を制御する具体的な方法は開示されていない。
特開2000−309650号公報 特開2000−141475号公報 特開昭61−85468号公報
本発明の目的は、上記の問題を解決し、剛性や寸法安定性に優れた二軸配向ポリエステルフィルムを提供することにあり、特に、磁気記録媒体用、電気絶縁用、コンデンサー用、回路材料、太陽電池用材料などに好適に用いることができるが、中でも磁気記録媒体とした際に温度や湿度の環境変化や保存による寸法変化を小さくすることができ、エラーレートが少なく、かつ、磁気ヘッドや磁気テープの削れが少なく走行耐久性に優れた高密度磁気記録媒体とすることができる二軸配向ポリエステルフィルムを提供することにある。
上記課題を解決するための本発明は、以下を特徴とするものである。
(1)ポリエステル(A)を70〜99質量部、ポリイミド(B)を1〜30質量部の割合で含み、かつ、溶融結晶化ピーク温度が200〜240℃である二軸配向ポリエステルフィルム。
(2)結晶核剤を0.2〜1質量%含む、上記(1)に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
(3)結晶核剤がモンタン酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩である、上記(2)に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
(4)ポリエステル(A)がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートおよびそれらの変性体からなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマを含んでいる、上記(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)ポリイミド(B)がポリエーテルイミドである、上記(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)フィルム幅方向の温度膨張係数が−5.0〜8.0ppm/℃である、上記(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。
(7)フィルム幅方向の湿度膨張係数が0〜6.0ppm/%RHである、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
(8)上記(1)〜(7)のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルムを用いてなる磁気記録媒体。
本発明によれば、剛性や寸法安定性に優れた二軸配向ポリエステルフィルムを得ることができ、特に、磁気記録媒体用、電気絶縁用、コンデンサー用、回路材料、太陽電池用材料などに好適に用いることができるが、中でも磁気記録媒体とした際に温度や湿度の環境変化や保存による寸法変化を小さくすることができ、エラーレートが少なく、かつ、磁気ヘッドや磁気テープの削れが少なく走行耐久性に優れた高密度磁気記録媒体とすることができる二軸配向ポリエステルフィルムを得ることができる。
本発明において、ポリエステル(A)としては、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を構成単位(重合単位)とするポリマーで構成されたものを用いることができる。
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。
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、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好ましく用いることができ、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。
ポリエステル(A)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。
ポリエステル(A)としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましい。また、これらの共重合体や変性体でもよく、他の熱可塑性樹脂とのポリマーアロイでもよい。ここでいうポリマーアロイとは高分子多成分系のことであり、共重合によるブロックコポリマーであってもよいし、混合などによるポリマーブレンドでもよい。本発明においては、これらポリマーの少なくとも1種を含んでいることが好ましい。
特に、上記ポリエステル樹脂とポリイミド系樹脂のポリマーアロイは混合割合によって耐熱性(ガラス転移温度)を制御できるため、使用条件に合わせたポリマー設計ができるため好ましい。ポリマーの混合割合は顕微FT−IR法(フーリエ変換顕微赤外分光法)を用いて調べることができる。
たとえば、ポリエステルとポリイミドの場合、ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)70質量部/重クロロホルム30質量部の混合溶液に溶解しH核のNMRスペクトルを測定する。得られたスペクトルで、ポリエステルとポリイミドに特有の吸収(例えば、ポリエステルがポリエチレンテレフタレートであればテレフタル酸の芳香族プロトン、ポリイミドがポリエーテルイミドであればビスフェノールAの芳香族のプロトン)のピーク面積強度を求め、その比率とプロトン数よりブレンドのモル比を算出する。さらにポリマーの単位ユニットに相当する式量より質量比を算出する。このようにしてポリエステル成分およびポリイミド成分の混合割合が特定できる。
ポリイミドとしては、例えば、下記一般式で示されるような構造単位を含有するものが好ましい。
Figure 2009221278
ただし、式中のRは、
Figure 2009221278
Figure 2009221278
などの脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基から選ばれた一種もしくは二種以上の基を表している。また、式中のRは、
Figure 2009221278
などの脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基から選ばれた一種もしくは二種以上の基を表している。
溶融成形性やポリエステルとの親和性などの点から、下記一般式で示されるような、ポリイミド構成成分にエーテル結合を含有するポリエーテルイミドが特に好ましい。ポリエーテルイミド(B)は、イミド基からなるポリイミド構成成分にエーテル結合を含有する樹脂であり、下記一般式で示される。
Figure 2009221278
(ただし、上記式中Rは、6〜30個の炭素原子を有する2価の芳香族または脂肪族残基、Rは6〜30個の炭素原子を有する2価の芳香族残基、2〜20個の炭素原子を有するアルキレン基、2〜20個の炭素原子を有するシクロアルキレン基、および2〜8個の炭素原子を有するアルキレン基で連鎖停止されたポリジオルガノシロキサン基からなる群より選択された2価の有機基である。)
上記R、Rとしては、例えば、下記式群に示される芳香族残基を挙げることができる。
Figure 2009221278
本発明では、ポリエステル(A)との親和性、コスト、溶融成形性等の観点から、2,2−ビス[4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物とm−フェニレンジアミン、またはp−フェニレンジアミンとの縮合物である、下記式で示される繰り返し単位を有するポリマーが好ましい。
Figure 2009221278
または
Figure 2009221278
(nは2以上の整数、好ましくは20〜50の整数)
このポリエーテルイミドは、“ウルテム”(登録商標)の商品名で、SABICイノベーティブプラスチック社より入手可能であり、「Ultem1000」、「Ultem1010」、「Ultem1040」、「Ultem5000」、「Ultem6000」および「UltemXH6050」シリーズや「Extem XH」および「Extem UH」の登録商標名等で知られているものである。
本発明のフィルムは、ポリエステル(A)とポリイミド(B)とを含み、ポリエステル(A)およびポリイミド(B)の総和に対して、ポリエステル(A)が70〜99質量%、ポリイミド(B)が1〜30質量%含有することが好ましい。ポリエステル(A)のさらに好ましい含有量は80〜97質量%であり、特に好ましい範囲は85〜95質量%である。また、ポリイミド(B)のさらに好ましい含有量は3〜20質量%であり、特に好ましい含有量は5〜15質量%である。ポリイミド(B)の含有量が1質量%未満であると、フィルムのガラス転移温度上昇が十分でないため、耐熱性、耐湿熱性や寸法安定性に十分でないことがある。また、30質量%を超えると、フィルムの製膜性が悪化し、生産コストが高くなり、また、ポリエステル(A)中のポリイミド(B)の平均分散径を、以下に記載するような本発明の好ましい範囲に制御することが困難になりやすい。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、ポリイミド(B)がポリエステル(A)中で分散相を形成する。ポリエステル(A)中のポリイミド(B)の平均分散径は1〜50nmの範囲であることが好ましい。ポリイミド(B)の平均分散径が上記範囲未満または上記範囲より大きい場合は、本発明のポリエステルフィルムのガラス転移温度(Tg)を十分に上昇させることができず、フィルムに優れた耐熱性、耐湿熱性を付与することができないことがある。ポリイミド(B)の平均分散径は40nm以下であることがより好ましい。さらに好ましくは、30nm以下である。最も好ましくは、20nm以下である。ポリイミド(B)の平均分散径は3nm以上であることがより好ましい。さらに好ましくは5nm以上である。最も好ましくは8nm以上である。ポリイミド(B)の平均分散径は3〜40nmであることがより好ましい。さらに好ましくは5〜30nmである。最も好ましくは8〜20nmである。ポリイミド(B)の平均分散径が上記範囲内であることにより、製膜性がより安定しやすくなる場合がある。
ここで、平均分散径とは、複数の観察面において得られる平均の円相当径である。
ポリイミド(B)のポリエステル(A)中の平均分散径は、まずフィルムの切断面を透過型電子顕微鏡を用いて、加圧電圧100kVの条件下で観察し、倍率2万倍で写真を撮影する。次に得られた写真をイメ−ジアナライザ−に画像として取り込み、任意の100個の分散相を選択し、必要に応じて画像処理を行うことにより、分散径を求め、その数平均をもって平均分散径とする。
より詳細には、平均分散径は次の通り求める。フィルムを(ア)長手方向に平行かつフィルム面に垂直な方向、(イ)幅方向に平行かつフィルム面に垂直な方向、(ウ)フィルム面に対して平行な方向に切断し、サンプルを超薄切片法で作製する。分散相のコントラストを明確にするために、オスミウム酸やルテニウム酸などで染色してもよい。切断面を透過型電子顕微鏡(日立製H−7100FA型)を用いて、加圧電圧100kVの条件下で観察し、倍率2万倍で写真を撮影する。得られた写真をイメ−ジアナライザ−に画像として取り込み、任意の100個の分散相を選択し、必要に応じて画像処理を行うことにより、次に示すようにして分散相の大きさを求める。(ア)の切断面に現れる各分散相のフィルム厚み方向の最大長さ(la)と長手方向の最大長さ(lb)、(イ)の切断面に現れる各分散相のフィルム厚さ方向の最大長さ(lc)と幅方向の最大長さ(ld)、(ウ)の切断面に現れる各分散相のフィルム長手方向の最大長さ(le)と幅方向の最大長さ(lf)を求める。次いで、分散相の形状指数I=(lbの数平均値+leの数平均値)/2、形状指数J=(ldの数平均値+lfの数平均値)/2、形状指数K=(laの数平均値+lcの数平均値)/2とし、分散相の平均分散径を(I+J+K)/3とする。さらに、I,J,Kの中から、最大値を平均長径L、最小値を平均短径Dと決定する。
なお、画像解析を行う場合の方法を示す。各試料の透過型電子顕微鏡写真をスキャナーにてコンピューターに取り込んだ。その後、専用ソフト(プラネトロン社製 Image Pro Plus Ver. 4.0)にて画像解析を行った。トーンカーブを操作することにより、明るさとコントラストを調整し、その後ガウスフィルターを用いて得た画像の高コントラスト成分の円相当径のうちをランダムに100点観察し、その平均値を平均分散径とした。ここで、透過型電子顕微鏡写真のネガ写真を使用する場合には、上記スキャナーとして日本サイテックス社製 Leafscan 45 Plug-Inを用い、透過型電子顕微鏡のポジを使用する場合には、上記スキャナーとしてセイコーエプソン製 GT-7600Sを用いるが、そのいずれでも同等の値が得られる。
画像処理の手順及びパラメータ:
平坦化1回
コントラスト+30
ガウス1回
コントラスト+30、輝度−10
ガウス1回
平面化フィルター:背景(黒)、オブジェクト幅(20pix)
ガウスフィルター:サイズ(7)、強さ(10)
また、ポリエステル中に形成された分散ドメインのうち、電界放出型電子顕微鏡を用いてエネルギー分散型X線分光法(TEM−EDX法)(energy dispersive X-ray spectroscopy)により、窒素原子(N)が検出されたドメインをポリイミド(B)のドメインとする。
本発明において、例えば、ポリエステルとポリイミドとを混合する方法としては、溶融押出前に、ポリエステルとポリイミドの混合物を予備溶融混練(ペレタイズ)してマスターチップ化する方法や、溶融押出時に混合して溶融混練させる方法などがある。中でも、二軸押出機などのせん断応力のかかる高せん断混合機を用いて予備混練してマスターチップ化する方法などが好ましく例示される。その場合、通常の一軸押出機に該混合されたマスターチップ原料を投入して溶融製膜してもよいし、高せん断を付加した状態でマスターチップ化せずに直接にシーティングしてもよい。二軸押出機で混合する場合、分散不良物を低減させる観点から、3条二軸タイプまたは2条二軸タイプのスクリューを装備したものが好ましい。また、ポリエステルとポリイミドとを混合する場合、溶融粘度の差があるため、ポリイミド樹脂を高濃度に混合したマスターチップを作製することが好ましく、特に、ポリエステル/ポリイミドの混合質量比率を10/90〜70/30とするのが好ましく、より好ましい範囲は30/70〜60/40の範囲である。
混練部ではポリエステル樹脂の融点+10〜65℃の温度範囲が好ましい。さらに好ましい温度範囲はポリエステル樹脂の融点+15〜55℃であり、より好ましい温度範囲はポリエステル樹脂の融点+20〜45℃である。混練部の温度範囲を好ましい範囲にすることは、せん断応力を高めやすく、分散不良物の低減に寄与する。そのときの滞留時間は1〜5分の範囲が好ましい。また、スクリュー回転数を100〜500回転/分とすることが好ましく、さらに好ましくは200〜400回転/分の範囲である。スクリュー回転数を好ましい範囲に設定することでも、高いせん断応力が付加され易く、分散不良物を低減しやすくなる。また、二軸押出機の(スクリュー軸長さ/スクリュー軸径)の比率は20〜60の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは30〜50の範囲である。
さらに、二軸スクリューにおいて、混練力を高めるためにニーディングパドルなどによる混練部を設けることが好ましく、その混練部を好ましくは2箇所以上、さらに好ましくは3箇所以上設けたスクリュー形状にするとよい。この際、原料の混合順序には特に制限はなく、全ての原材料を配合後上記の方法により溶融混練する方法、一部の原材料を配合後上記の方法により溶融混練し更に残りの原材料を配合し溶融混練する方法、あるいは一部の原材料を配合後単軸あるいは2軸の押出機により溶融混練中にサイドフィーダーを用いて残りの原材料を混合する方法など、いずれの方法を用いてもよい。また、プラスチック成形加工学会誌「成形加工」第15巻第6号、382〜385頁(2003年)に記載された超臨界流体を利用する方法なども好ましく例示することができる。
フィルム化する場合、通常の一軸押出機に該混合されたマスターチップ原料を投入して溶融製膜してもよいし、高せん断を付加した状態でマスターチップ化せずに直接にシーティングしてもよい。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの溶融結晶化ピーク温度は200〜240℃である。好ましくは、205〜240℃、さらに好ましくは、210〜230℃である。溶融結晶化ピーク温度が200℃未満であると、本願の効果である高ヤング率と温度膨張係数や湿度膨張係数の大幅な低下を引き起こすことがあり、寸法安定性を制御することが困難となることがある。また、溶融結晶化ピーク温度が240℃を超えると、フィルムの溶融押出工程において結晶化が進行することがあり、ろ圧上昇して粗大異物が発生したり、フィルム破れが発生したりすることがある。例えば、磁気記録媒体用に使用する場合に、電磁変換特性が不良となることがある。溶融結晶化ピーク温度は、ポリエステルの溶融状態から冷却されるシーティングにおいて結晶化しやすさの指標となる。
本発明の好ましい溶融結晶化ピーク温度を制御するためには、結晶核剤を0.2〜1質量%含有することが好ましい。さらに好ましい含有量は0.2〜0.7質量%であり、より好ましい含有量は0.3〜0.5質量%である。この結晶核剤の含有量として、0.1質量%未満では溶融結晶化ピークを制御するのに十分ではなく、一方、1質量%を超えると結晶化が進行しすぎて、フィルム延伸性が不良になったり、表面特性が不良となったりすることがある。ここで、結晶核剤とはポリエステルフィルムに用いられる樹脂組成物の溶融結晶化ピークを高温化することで、溶融状態からの結晶化が促進させる効果のある添加剤である。
結晶核剤として、例えば、モンタン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩が挙げられる。また、4−第三ブチル安息香酸アルミニウム塩、アジピン酸ナトリウムなどのカルボン酸金属塩、ナトリウムビス(4−第三ブチルフェニル)ホスフェート、ナトリウム−2,2’−メチレンビス(4,6−ジ第三ブチルフェニル)ホスフェートなどの酸性リン酸エステル金属塩、ジベンジルソルビトール、ビス(4−メチルベンジリデン)ソルビドールなどの多価アルコール誘導体なども好ましく例示される。本発明のポリエステルに適用する場合、中でも、モンタン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩が好ましく、特に、モンタン酸ナトリウムが相溶性や本発明の効果を発現する上で好ましい。
ポリイミドを含有しないポリエステルでは、結晶核剤を含むことで未延伸シーティング工程で溶融結晶化が起こりやすくなり、それとともに延伸工程で配向結晶化も起こるため、延伸工程で過度に結晶化が進みすぎてフィルム破れが生じたり、高倍率延伸による高ヤング率化や寸法安定性向上が困難である場合がある。本発明の二軸配向ポリエステルフィルムにおいては、結晶核剤が延伸工程で配向結晶化を抑制して効果的に分子鎖配向を高める効果を奏する。つまり、本発明のポリイミドを含有するポリエステルでは、未延伸シートから延伸倍率が2倍程度までの低倍率領域では結晶化度が高くなりやすいが、それ以上の高倍率延伸領域において、ポリイミドを添加しない場合と比べて延伸における配向結晶化が抑制される傾向にある。したがって、配向結晶化が進むのを抑制しながら非晶分子鎖の緊張を高めやすく、温度膨張係数や湿度膨張係数のような分子鎖緊張に依存する特性を制御することができる。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、幅方向の温度膨張係数が−5.0〜8.0ppm/℃であることが好ましい。温度膨張係数が上記範囲内であることは、例えば磁気記録媒体用に用いた場合に磁気記録媒体の記録再生時の温度変化による寸法安定性や高温条件での保存後の寸法安定性の観点から好ましい。幅方向の温度膨張係数の上限は、好ましくは7.0ppm/℃、さらに好ましくは5.0ppm/℃であり、下限は、好ましくは−3.0ppm/℃、さらに好ましくは0ppm/℃である。幅方向の湿度膨張係数の下限を−5.0ppm/℃より小さくするためには、幅方向の配向をかなり高める必要があり、実質的に二軸配向ポリエステルフィルムを得ることが困難である場合がある。より好ましい範囲としては、−3.0〜7.0ppm/℃、さらに好ましい範囲としては0〜5.0ppm/℃である。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、幅方向の湿度膨張係数が0〜6.0ppm/%RHであることが好ましい。湿度膨張係数が上記範囲内であることは、例えば磁気記録媒体用に用いた場合に磁気記録媒体の記録再生時の湿度変化による寸法安定性や高湿条件での保存後の寸法安定性の観点から好ましい。幅方向の湿度膨張係数の上限は、好ましくは5.5ppm/%RH、さらに好ましくは5.0ppm/%RHである。幅方向の湿度膨張係数の下限を0ppm/%RHより小さくするためには、幅方向の配向をかなり高める必要があり、実質的に二軸配向ポリエステルフィルムを得ることが困難である場合がある。より好ましい範囲としては、0〜5.5ppm/%RH、さらに好ましい範囲としては0〜5.0ppm/%RHである。
さらに、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、長手方向のヤング率と幅方向のヤング率の和が12〜20GPaであることが好ましい。ヤング率の和の好ましい範囲は、13〜20GPaであり、さらに好ましい範囲は14〜18GPaである。ヤング率の和が12GPaより小さい場合、例えば磁気記録媒体用に使用する場合などに、後述するように、長手方向や幅方向のヤング率が不足するために、伸び変形により幅方向に収縮し、記録トラックずれという問題が発生したり、エッジダメージが発生したりしやすくなる。また、ヤング率の和が20GPaより大きい場合、延伸倍率を高めて極度に配向させる必要があり、フィルム破れが頻発して生産性に劣ったり、破断伸度が小さくなり破断しやすくなったりすることがある。
長手方向のヤング率と幅方向のヤング率の和を上述の範囲内とするためには、二軸配向ポリエステルフィルムの長手方向のヤング率を5〜12GPaとすることが好ましい。長手方向のヤング率が5GPaより小さい場合、テープドライブ内での長手方向への張力によって長手方向に伸び、この伸び変形により幅方向に収縮し、記録トラックずれという問題が発生しやすい。長手方向のヤング率の下限は、より好ましくは5.5GPaであり、さらに好ましくは6GPaである。一方、長手方向のヤング率が12GPaより大きい場合、幅方向のヤング率を好ましい範囲に制御することが難しくなり、幅方向のヤング率が不足し、エッジダメージの原因となる傾向がある。長手方向のヤング率の上限は、より好ましくは11GPa、さらに好ましくは10GPaである。より好ましい範囲は5.5〜11GPaであり、さらに好ましい範囲は6〜10GPaである。
また、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、長手方向のヤング率Emと幅方向のヤング率Etの比Em/Etが0.50〜0.95の範囲内であることが好ましく、0.60〜0.90の範囲内であることがより好ましく、0.60〜0.80の範囲内であることがさらに好ましい。特に、長手方向のヤング率より幅方向のヤング率が大きいほうが幅方向の温度膨張係数や湿度膨張係数を本発明の範囲に制御しやすい。
また、幅方向のヤング率は6〜12GPaの範囲とすることが好ましい。幅方向のヤング率が6GPaより小さい場合、エッジダメージの原因となったりすることがある。幅方向のヤング率の下限は、より好ましくは7GPaである。一方、幅方向のヤング率が12GPaより大きい場合、長手方向のヤング率を好ましい範囲に制御することが難しくなり長手方向の張力により変形しやすくなったり、スリット性が悪化したりすることがある。幅方向のヤング率の上限は、より好ましくは11GPa、さらに好ましくは10GPaである。より好ましい範囲は7〜11GPa、さらに好ましい範囲は7〜10GPaである。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、2層以上の積層構成であることが好ましい。特に、本発明のフィルムを磁気記録媒体用支持体として用いる場合、一方の表面には、優れた電磁変換特性を得るための平滑さが求められ、他方の表面には、製膜・加工工程での搬送や、磁気テープの走行性や走行耐久性を付与するための粗さが求められる。そのため、ポリエステルフィルムを2層以上の積層構成にすることが好ましい。
また、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを磁気記録媒体用支持体として用いる場合、磁性層を設ける側の表面(A)の中心線平均粗さRaAが0.5nm〜10nmであることが好ましい。磁性層を設ける側の表面(A)のRaAが0.5nmより小さい場合は、フィルム製造、加工工程などで、搬送ロールなどとの摩擦係数が大きくなり、工程トラブルを起こすことがあり、磁気テープとして用いる場合に、磁気ヘッドとの摩擦が大きくなり、磁気テープ特性が低下しやすい。また、RaAが10nmより大きい場合は、高密度記録の磁気テープとして用いる場合に、電磁変換特性が低下することがある。磁性層を設ける側の表面(A)のRaAの下限は、より好ましくは1nm、さらに好ましくは2nmであり、上限は8nm、さらに好ましくは6nmである。より好ましい範囲としては、1〜8nm、さらに好ましい範囲としては、2〜6nmである。
一方、バックコート層側の表面(B)の中心線平均粗さRaBは3〜30nmであることが好ましい。バックコート層側の表面(B)のRaBが3nmより小さい場合は、フィルム製造、加工工程などで、搬送ロールなどとの摩擦係数が大きくなり、工程トラブルを起こすことがあり、磁気テープとして用いる場合に、ガイドロールとの摩擦が大きくなり、テープ走行性が低下することがある。また、RaBが30nmより大きい場合は、フィルムロールやパンケーキとして保管する際に、表面突起が反対側の表面に転写し、電磁変換特性が低下する傾向がある。バックコート層側の表面(B)のRaBの下限は、より好ましくは5nm、さらに好ましくは7nmであり、上限は20nm、さらに好ましくは15nmである。より好ましい範囲としては、5〜20nm、さらに好ましい範囲としては7〜15nmである。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムには、その表面に易滑性や耐摩耗性、耐スクラッチ性などを付与するため、無機粒子、有機粒子、例えば、クレー、マイカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、カリオン、タルク、湿式シリカ、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、ジルコニア等の無機粒子、アクリル酸類、スチレン系樹脂、熱硬化樹脂、シリコーン、イミド系化合物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粒子(いわゆる内部粒子)などを含有せしめてもよい。粒子の粒径はTEMなどによって調べることができ、粒子の添加量はX線マイクロアナライザーや熱分解ガスクロマト質量分析などによって調べることができる。
また、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの厚みは、2〜6μmであることが好ましい。この厚みが2μmより小さい場合は、磁気テープにした際にテープに腰がなくなるため、電磁変換特性が低下することがある。ポリエステルフィルムの厚みの下限は、より好ましくは3μm、さらに好ましくは4μmである。一方、ポリエステルフィルムの厚みが6μmより大きい場合は、テープ1巻あたりのテープ長さが短くなるため、磁気テープの小型化、高容量化が困難になる場合がある。ポリエステルフィルムの厚みの上限は、より好ましくは5.8μm、さらに好ましくは5.6μmである。より好ましい範囲としては3〜5.8μm、さらに好ましい範囲としては4〜5.6μmである。
上記したような本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、たとえば次のように製造される。
二軸配向ポリエステルフィルムを製造するには、たとえばポリエステルのペレットを、押出機を用いて溶融し、口金から吐出した後、冷却固化してシート状に成形する。このとき、繊維焼結ステンレス金属フィルターによりポリマーを濾過することが、ポリマー中の未溶融物を除去するために好ましい。また、ポリエステルフィルムの表面に易滑性や耐摩耗性、耐スクラッチ性などを付与するため、無機粒子、有機粒子、例えば、クレー、マイカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、カリオン、タルク、湿式シリカ、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、ジルコニア等の無機粒子、アクリル酸類、スチレン系樹脂、熱硬化樹脂、シリコーン、イミド系化合物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粒子(いわゆる内部粒子)などを添加することも好ましい。さらに、本発明を阻害しない範囲内であれば、各種添加剤、例えば、相溶化剤、可塑剤、耐候剤、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、帯電防止剤、増白剤、着色剤、導電剤、紫外線吸収剤、難燃剤、難燃助剤、顔料、染料、などが添加されてもよい。
続いて、上記シートを長手方向と幅方向の二軸に延伸して、熱処理する。延伸工程は、各方向において2段階以上に分けることが好ましい。すなわち再縦、再横延伸を行う方法が高密度記録の磁気テープとして最適な高強度のフィルムが得られ易いために好ましい。
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などの逐次二軸延伸法や、同時二軸テンター等を用いて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。
本発明では、特に同時二軸延伸法を用いることが好ましい。本発明では、結晶核剤を含むポリエステルとポリイミドの組成物からなる未延伸フィルムにおいて、通常のポリエステルフィルムより結晶化を高めているため、逐次二軸延伸では最初の長手方向または横方向の延伸において結晶化が進みやすく、その次の延伸工程における延伸、および結果的にトータルの延伸倍率として高倍率化、高配向化が困難になることがある。同時二軸延伸では、長手方向と幅方向に一気に配向結晶化と分子配向が進みやすくなるため好ましい。さらに、逐次二軸延伸法に比べて同時二軸延伸法は、製膜工程で長手方向、幅方向に結晶が均一に成長するため、安定して高倍率に延伸しやすい。なお、ここでいう同時二軸延伸とは、長手方向と幅方向の延伸が同時に行われる工程を含む延伸方式である。必ずしも、すべての区間で長手方向と幅方向が同時に延伸されている必要はなく、長手方向の延伸が先にはじまり、その途中から幅方向にも延伸を行い(同時延伸)、長手方向の延伸が先に終了し、残りを幅方向のみ延伸するような方式でもよい。延伸装置としては、例えば同時二軸延伸テンターなどが好ましく例示され、中でもリニアモータ駆動式の同時二軸テンターが破れなくフィルムを延伸する方法として特に好ましい。
延伸工程後の熱処理は、1段階で実施してもよいが、温度膨張係数や湿度膨張係数を本発明の範囲に制御するには、過度な熱処理による分子鎖配向の緩和を起こさず、効果的に熱処理を施すことが望ましいので、熱処理温度を制御して多段階で実施することが好ましい。多段階とは、熱処理温度を変更して2段階以上で実施することである。
熱処理温度はポリエステルの融点を目安にして決定することができる。熱処理温度は、[ポリエステル(A)の融点(Tm)−100]〜(Tm−50)℃が好ましく、熱処理時間は0.5〜10秒の範囲で行うのが好ましい。特に、1段目の熱処理温度を好ましくは(Tm−75)〜(Tm−50)℃、さらに好ましくは(Tm−75)〜(Tm−60)℃に設定して、2段目の熱処理温度を1段目より低温に設定するとよい。好ましくは(Tm−100)〜(Tm−75)℃、さらに好ましくは(Tm−100)〜(Tm−85)℃に設定する。さらに、1段目または/および2段目の熱処理工程において幅方向に1〜5%の弛緩率で弛緩処理するとさらに好ましい。
そして、このようにして製造されたポリエステルフィルムはロールに巻き取られる。さらに、本発明の効果である寸法安定性や保存安定性を高めるために、巻き取られたフィルムをロールごと一定の温度条件下で熱処理することも好ましい。一定の温度条件下とは、ある温度条件に設定された熱風オーブンやゾーンにフィルムをロールごと設置することである。フィルムをロールのまま熱処理することで、フィルムの内部構造のひずみが除去されやすく、クリープ特性等の寸法安定性が改良されやすい。例えば、フィルムを巻き取って保存したり、磁気テープなどの磁気記録媒体用に使用された場合にテープに巻き取った状態で保存したり、テープを走行させて使用したりするときには、フィルムの長手方向に張力が付加され、長手方向にクリープ変形などを起こすことがあるが、クリープ特性等の寸法安定性が改良されると、保存安定性が格段に向上しやすい。
なお、本発明においては、ポリエステルフィルムやそのポリエステルフィルムに、必要に応じて、熱処理、マイクロ波加熱、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。
以下、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法について、ポリエチレンテレフタレート(PET)をポリエステルとして用いた例を代表例として説明する。もちろん、本願はPETフィルムを用いた支持体に限定されるものではなく、他のポリマーを用いたものものでもよい。例えば、ガラス転移温度や融点の高いポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートなどを用いてポリエステルフィルムを構成する場合は、以下に示す温度よりも高温で押出や延伸を行えばよい。
まず、ポリエチレンテレフタレートを準備する。ポリエチレンテレフタレートは、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。
フィルムを構成するポリエステルに不活性粒子を含有させる場合には、エチレングリコールに不活性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重合時に添加する方法が好ましい。不活性粒子を添加する際には、例えば、不活性粒子の合成時に得られる水ゾルやアルコールゾル状態の粒子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、不活性粒子の水スラリーを直接PETペレットと混合し、ベント式二軸混練押出機を用いて、PETに練り込む方法も有効である。不活性粒子の含有量を調節する方法としては、上記方法で高濃度の不活性粒子のマスターペレットを作っておき、それを製膜時に不活性粒子を実質的に含有しないPETで希釈して不活性粒子の含有量を調節する方法が有効である。
PETとポリイミドとを混合する場合、溶融粘度の差があるため、ポリイミド樹脂を高濃度に混合したマスターチップを作製することが好ましく、特に、PET/ポリイミドの混合質量比率を10/90〜70/30とするのが好ましく、より好ましい範囲は30/70〜60/40の範囲である。
混練部ではPET樹脂の融点+10〜65℃の温度範囲が好ましい。さらに好ましい温度範囲はPET樹脂の融点+15〜55℃であり、より好ましい温度範囲はPET樹脂の融点+20〜45℃である。混練部の温度範囲を好ましい範囲にすることは、せん断応力を高めやすく、分散不良物の低減に寄与する。そのときの滞留時間は1〜5分の範囲が好ましい。また、スクリュー回転数を100〜500回転/分とすることが好ましく、さらに好ましくは200〜400回転/分の範囲である。スクリュー回転数を好ましい範囲に設定することでも、高いせん断応力が付加され易く、分散不良物を低減しやすくなる。また、二軸押出機の(スクリュー軸長さ/スクリュー軸径)の比率は20〜60の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは30〜50の範囲である。
次に、得られたPETおよびPETとポリイミドの組成物のペレットを、180℃で3時間以上減圧乾燥した後、固有粘度が低下しないように窒素気流下あるいは減圧下で、270〜320℃に加熱された押出機に供給し、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得る。この際、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。フィルムを積層する場合には、2台以上の押出機およびマニホールドまたは合流ブロックを用いて、複数の異なるポリマーを溶融積層する。
次に、たとえば同時二軸延伸テンターに導いて、長手および幅方向に同時に二軸延伸を行う。延伸速度は長手、幅方向ともに100〜20,000%/分の範囲で行うのが好ましい。より好ましくは、500〜10,000%/分、さらに好ましくは2,000〜7,000%/分である。延伸速度が100%/分よりも小さい場合には、フィルムが熱にさらされる時間が長くなるため、特にエッジ部分が結晶化して延伸破れの原因となり製膜性が低下したり、十分に分子配向が進まず製造したフィルムのヤング率が低下したりすることがある。また、20,000%/分よりも大きい場合には、延伸時点で分子間の絡み合いが生成しやすくなり、延伸性が低下して、高倍率の延伸が困難となることがある。
延伸温度は、用いるポリマーの種類によって異なるが、未延伸フィルムのガラス転移温度Tgを目安として決めることができる。長手方向および幅方向それぞれの1段目の延伸工程における温度は、Tg〜Tg+30℃の範囲であることが好ましく、より好ましくはTg+5℃〜Tg+20℃である。上記範囲より延伸温度が低い場合には、フィルム破れが多発して生産性が低下したり、再延伸性が低下して高倍率に安定して延伸することが困難となったりすることがある。また、上記範囲よりも延伸温度が高い場合には、特にエッジ部分が結晶化して延伸破れの原因となり製膜性が低下したり、十分に分子配向が進まず製造したフィルムのヤング率が低下したりすることがある。
そして、ポリエステルフィルムの製造工程が多段延伸、すなわち再延伸工程を含む場合、1段目の延伸温度は上述のとおりであるが、2段目の延伸温度はTg+40℃〜Tg+120℃が好ましく、さらに好ましくはTg+60℃〜Tg+100℃である。延伸温度が上記範囲を外れる場合には、熱量不足や結晶化の進みすぎによって、フィルム破れが多発して生産性が低下したり、十分に配向を高めることができず強度が低下したりする場合がある。
一方、延伸倍率は、用いるポリマーの種類や延伸温度によって異なり、また多段延伸の場合も異なるが、総面積延伸倍率(総縦延伸倍率×総横延伸倍率)が、20〜40倍の範囲になるようにすることが好ましい。より好ましくは25〜35倍である。長手方向、幅方向の一方向の総延伸倍率としては、2.5〜8倍が好ましく、より好ましくは、3〜7倍である。延伸倍率が上記範囲より小さい場合には、延伸ムラなどが発生しフィルムの加工適性が低下することがある。また、延伸倍率が上記範囲より大きい場合には、延伸破れが多発して、生産性が低下する場合がある。
各方向に関して延伸を多段で行う場合、1段目の長手、幅方向それぞれにおける延伸倍率は、2.5〜4倍が好ましく、より好ましくは3〜4倍である。また、1段目における好ましい面積延伸倍率は6.25〜16倍であり、より好ましくは、9〜16倍である。これらの延伸倍率の値は、特に同時二軸延伸法を採用する場合に好適な値であるが、逐次二軸延伸法でも適用できる。
また、再延伸を行う場合の一方向における延伸倍率は、1.05〜2.5倍が好ましく、より好ましくは1.2〜1.8倍である。再延伸の面積延伸倍率としては、1.4〜4倍が好ましく、より好ましくは1.9〜3倍である。
続いて、この延伸フィルムを緊張下または幅方向に弛緩しながら熱処理する。熱処理条件のうち、熱処理温度は、155℃〜205℃が好ましく、熱処理時間は0.5〜10秒の範囲で行うのが好ましい。熱処理工程を2段階以上の多段階で行うことが好ましく、特に、1段目の熱処理温度を好ましくは180〜205℃、さらに好ましくは180〜195℃に設定して、2段目の熱処理温度を1段目より低温にして、好ましくは155〜180℃、さらに好ましくは155〜170℃に設定するとよい。さらに、2段目の熱処理工程のみを幅方向に1〜5%の弛緩率で弛緩処理するとさらに好ましい。上述の多段階の熱処理工程によると、ヤング率や温度・湿度変化に対する寸法安定性を高めつつ、分子鎖緩和が効果的に進行するので、本発明の効果である荷重が負荷された状態で保存したときの寸法変化を表す保存安定性を高めやすくなる。
その後、フィルムエッジを除去し、ロールに巻き取る。そして、本発明の寸法安定性や保存安定性の効果をさらに高めるために、フィルムをコアに巻いた状態(ロール状フィルム)で、熱風オーブンなどで加熱処理することも好ましい。加熱処理の雰囲気温度は、二軸延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)を目安にして決定することができ、(Tg−80)〜(Tg−30)℃の範囲、より好ましくは(Tg−75)〜(Tg−35)℃の範囲、さらに好ましくは(Tg−70)〜(Tg−40)℃の範囲である。好ましい処理時間は、10〜360時間の範囲、より好ましくは24〜240時間の範囲、さらに好ましくは72〜168時間の範囲である。多段階で行うロール状フィルムの加熱処理の合計時間が上記範囲内となるようにすることが好ましい。
次に、磁気記録媒体を製造する方法を説明する。上記のようにして得られた磁気記録媒体用支持体を、たとえば0.1〜3m幅にスリットし、速度20〜300m/min、張力50〜300N/mで搬送しながら、一方の面(A)に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する。なお、上層に磁性塗料を厚み0.1〜0.3μmで塗布し、下層に非磁性塗料を厚み0.5〜1.5μmで塗布する。その後、磁性塗料および非磁性塗料が塗布された支持体を磁気配向させ、温度80〜130℃で乾燥させる。次いで、反対側の面(B)にバックコートを厚み0.3〜0.8μmで塗布し、カレンダー処理した後、巻き取る。なお、カレンダー処理は、小型テストカレンダー装置(スチール/ナイロンロール、5段)を用い、温度70〜120℃、線圧0.5〜5kN/cmで行う。その後、60〜80℃にて24〜72時間エージング処理し、1/2インチ(1.27cm)幅にスリットし、パンケーキを作製する。次いで、このパンケーキから特定の長さ分をカセットに組み込んで、カセットテープ型磁気記録媒体とする。
ここで、磁性塗料などの組成は例えば以下のような組成が挙げられる。
(磁性塗料の組成)
・強磁性金属粉末 : 100質量部
・変成塩化ビニル共重合体 : 10質量部
・変成ポリウレタン : 10質量部
・ポリイソシアネート : 5質量部
・2−エチルヘキシルオレート : 1.5質量部
・パルミチン酸 : 1質量部
・カーボンブラック : 1質量部
・アルミナ : 10質量部
・メチルエチルケトン : 75質量部
・シクロヘキサノン : 75質量部
・トルエン : 75質量部
(バックコートの組成)
・カーボンブラック(平均粒径20nm) : 95質量部
・カーボンブラック(平均粒径280nm): 10質量部
・アルミナ : 0.1質量部
・変成ポリウレタン : 20質量部
・変成塩化ビニル共重合体 : 30質量部
・シクロヘキサノン : 200質量部
・メチルエチルケトン : 300質量部
・トルエン : 100質量部
磁気記録媒体は、例えば、データ記録用途、具体的にはコンピュータデータのバックアップ用途(例えばリニアテープ式の記録媒体(LTO4やLTO5など))や映像などのデジタル画像の記録用途などに好適に用いることができる。
(物性の測定方法ならびに効果の評価方法)
本発明における特性値の測定方法並びに効果の評価方法は次の通りである。
(1)温度膨張係数
フィルムの幅方向に対して、下記条件にて測定を行い、3回の測定結果の平均値を本発明における温度膨張係数とする。
・測定装置:島津製作所製熱機械分析装置TMA−50
・試料サイズ:フィルム長手方向10mm×フィルム幅方向12.6mm
・荷重:0.5g
・測定回数:3回
・測定温度:窒素をフローした状態で温度25℃から昇温速度2℃/分で温度50℃まで昇温して、5分間保持した後、温度25℃まで降温速度2℃/分で降温し、温度40〜30℃のフィルム幅方向の寸法変化量ΔL(mm)を測定する。次式から温度膨張係数(ppm/℃)を算出する。
・温度膨張係数(ppm/℃)=10×{(ΔL/12.6)/(40−30)}
(2)湿度膨張係数
フィルムの幅方向に対して、下記条件にて測定を行い、3回の測定結果の平均値を本発明における湿度膨張係数とする。
・測定装置:島津製作所製熱機械分析装置TMA−50(湿度発生器:アルバック理工製湿度雰囲気調節装置HC−1)
・試料サイズ:フィルム長手方向10mm×フィルム幅方向12.6mm
・荷重:0.5g
・測定回数:3回
・測定温度:30℃
・測定湿度:40%RHで6時間保持し寸法を測定し時間40分で80%RHまで昇湿し、80%RHで6時間保持したあと支持体幅方向の寸法変化量ΔL(mm)を測定する。次式から湿度膨張係数(ppm/%RH)を算出する。
・湿度膨張係数(ppm/%RH)=10×{(ΔL/12.6)/(80−40)}
(3)ヤング率
ASTM−D882(1997年)に準拠してフィルムのヤング率を測定する。なお、インストロンタイプの引張試験機を用い、条件は下記のとおりとする。5回の測定結果の平均値を本発明におけるヤング率とする。
・測定装置:インストロン社製超精密材料試験機MODEL5848
・試料サイズ:
フィルム幅方向のヤング率測定の場合
フィルム長手方向2mm×フィルム幅方向12.6mm
(つかみ間隔はフィルム幅方向に8mm)
フィルム長手方向のヤング率測定の場合
フィルム幅方向2mm×フィルム長手方向12.6mm
(つかみ間隔はフィルム長手方向に8mm)
・引張り速度:1mm/分
・測定環境:温度23℃、湿度65%RH
・測定回数:5回測定し、平均値から算出する。
(4)中心線平均粗さRa
触針式表面粗さ計を用いて下記条件にてフィルムの中心線平均粗さRaを測定する。フィルム幅方向に20回走査して測定を行い、得られた結果の平均値を本発明における中心線平均粗さRaとする。
・測定装置 :小坂研究所製高精度薄膜段差測定器ET−10
・触針先端半径:0.5μm
・触針荷重 :5mg
・測定長 :1mm
・カットオフ値:0.08mm
・測定環境 :温度23℃湿度65%RH
(5)ガラス転移温度(Tg)
下記装置および条件で比熱測定を行い、JIS K7121(1987年)に従って決定する。
・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
・試料質量 :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、ガラス転移温度は下記式により算出する。
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
(6)融点(Tm)、溶融結晶化ピーク温度
示差走査熱量計としてセイコーインスツルメンツ社製DSC(RDC220)、データ解析装置として同社製ディスクステーション(SSC/5200)を用いて、サンプル約5mgをアルミニウム製受皿上300℃で5分間溶融保持し、急冷固化した後、室温から昇温速度20℃/分で昇温する。そのとき、観測される融解の吸熱ピークのピーク温度を融点(Tm)とする。
続けて、300℃で5分間溶融保持した後、20℃/分の速度で温度低下させる。そのとき、観測される発熱ピークが溶融結晶化ピークであり、そのピーク温度を溶融結晶化ピーク温度とする。
(7)幅寸法測定
1m幅にスリットしたフィルムを、張力200Nで搬送させ、支持体の一方の表面(A)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し(上層が磁性塗料で、塗布厚0.2μm、下層が非磁性塗料で塗布厚0.9μm)、磁気配向させ、乾燥温度100℃で乾燥させる。次いで反対側の表面(B)に下記組成のバックコートを塗布した後、小型テストカレンダー装置(スチール/ナイロンロール、5段)で、温度85℃、線圧2.0×10N/mでカレンダー処理した後、巻き取る。上記テープ原反を1/2インチ(12.65mm)幅にスリットし、パンケーキを作成する。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、カセットテープとする。
(磁性塗料の組成)
・強磁性金属粉末 : 100質量部
〔Fe:Co:Ni:Al:Y:Ca=70:24:1:2:2:1(質量比)〕
〔長軸長:0.09μm、軸比:6、保磁力:153kA/m(1,922Oe)、飽和磁化:146Am /kg(146emu/g)、BET比表面積:53m /g、X線粒径:15nm〕
・変成塩化ビニル共重合体(結合剤) : 10質量部
(平均重合度:280、エポキシ基含有量:3.1質量%、スルホン酸基含有量:8×10−5当量/g)
・変成ポリウレタン(結合剤) : 10質量部
(数平均分子量:25,000,スルホン酸基含有量:1.2×10−4当量/g、ガラス転移点:45℃)
・ポリイソシアネート(硬化剤) : 5質量部
(日本ポリウレタン工業(株)製コロネートL(商品名))
・2−エチルヘキシルオレート(潤滑剤) : 1.5質量部
・パルミチン酸(潤滑剤) : 1質量部
・カーボンブラック(帯電防止剤) : 1質量部
(平均一次粒子径:0.018μm)
・アルミナ(研磨剤) : 10質量部
(αアルミナ、平均粒子径:0.18μm)
・メチルエチルケトン : 75質量部
・シクロヘキサノン : 75質量部
・トルエン : 75質量部
(非磁性塗料の組成)
・変成ポリウレタン : 10質量部
(数平均分子量:25,000、スルホン酸基含有量:1.2×10−4当量/g、ガラス転移点:45℃)
・変成塩化ビニル共重合体 : 10質量部
(平均重合度:280、エポキシ基含有量:3.1質量%、スルホン酸基含有量:8×10−5当量/g)
・メチルエチルケトン : 75質量部
・シクロヘキサノン : 75質量部
・トルエン : 75質量部
・ポリイソシアネート : 5質量部
(日本ポリウレタン工業(株)製コロネートL(商品名))
・2−エチルヘキシルオレート(潤滑剤) : 1.5質量部
・パルミチン酸(潤滑剤) : 1質量部
(バックコートの組成)
・カーボンブラック : 95質量部
(帯電防止剤、平均一次粒子径0.018μm)
・カーボンブラック : 10質量部
(帯電防止剤、平均一次粒子径0.3μm)
・アルミナ : 0.1質量部
(αアルミナ、平均粒子径:0.18μm)
・変成ポリウレタン : 20質量部
(数平均分子量:25,000、スルホン酸基含有量:1.2×10−4当量/g、ガラス転移点:45℃)
・変成塩化ビニル共重合体 : 30重量部
(平均重合度:280、エポキシ基含有量:3.1質量%、スルホン酸基含有量:8×10−5当量/g)
・シクロヘキサノン : 200質量部
・メチルエチルケトン : 300質量部
・トルエン : 100質量部
カセットテープのカートリッジからテープを取り出し、下記恒温恒湿槽内へ図1のように作製したシート幅測定装置を入れ、幅寸法測定を行う。なお、図1に示すシート幅測定装置は、レーザーを使って幅方向の寸法を測定する装置で、磁気テープ9をフリーロール5〜8上にセットしつつ荷重検出器3に固定し、端部に荷重となる分銅4を吊す。この磁気テープ9にレーザー光10を照射すると、レーザー発振器1から幅方向に線状に発振されたレーザー光10が磁気テープ9の部分だけ遮られ、受光部2に入り、その遮られたレーザーの幅が磁気テープの幅として測定される。3回の測定結果の平均値を本発明における幅とする。
・測定装置:(株)アヤハエンジニアリング社製シート幅測定装置
・レーザー発振器1、受光部2:レーザー寸法測定機 キーエンス社製LS−5040
・荷重検出器3:ロードセル NMB社製CBE1−10K
・恒温恒湿槽:(株)カトー社製SE−25VL−A
・荷重4:分銅(長手方向)
・試料サイズ:幅1/2inch×長さ250mm
・保持時間:5時間
・測定回数:3回
(幅寸法変化率)
2つの条件でそれぞれ幅寸法(l、l)を測定し、次式にて寸法変化率を算出する。次の基準で寸法安定性を評価する。A条件で24時間経過後lを測定して、その後B条件で24時間経過後にlを測定する。テープカートリッジのはじめから30m地点から切り出したサンプル、100m地点から切り出したサンプル、170m地点から切り出したサンプルの3点を測定した。×を不合格とする。
A条件:10℃10%RH 張力0.85N
B条件:29℃80%RH 張力0.55N
幅寸法変化率(ppm)=10×((l−l)/l
◎:幅寸法変化率の最大値が500(ppm)未満
○:幅寸法変化率の最大値が500(ppm)以上600(ppm)未満
△:幅寸法変化率の最大値が600(ppm)以上700(ppm)未満
×:幅寸法変化率の最大値が700(ppm)以上
(8)保存安定性
上記(7)と同様に、作製したカセットテープのカートリッジからテープを取り出し、次の2つの条件でそれぞれ幅寸法(l、l)を測定し、次式にて寸法変化率を算出する。次の基準で寸法安定性を評価する。23℃65%RHで24時間経過後lを測定して、40℃20%RHの環境下で10日間カートリッジを保管後、23℃65%RHで24時間経過後にlを測定する。テープカートリッジのはじめから30m地点から切り出したサンプル、100m地点から切り出したサンプル、170m地点から切り出したサンプルの3点を測定した。×を不合格とする。
幅寸法変化率(ppm)=10×(|l−l|/l
○:幅寸法変化率の最大値が100(ppm)未満
△:幅寸法変化率の最大値が100(ppm)以上150(ppm)未満
×:幅寸法変化率の最大値が150(ppm)以上
(9)電磁変換特性
上記(7)と同様にカセットテープ作製し、C/Nの測定にはリールtoリールテスタを用い、市販のMRヘッドを搭載して下記の条件で実施した。
相対速度:2m/sec、記録トラック幅:18μm、再生トラック幅:10μm
シールド間距離:0.27μm
記録用信号発生器:HP社製 8118A
再生信号処理:スペクトラムアナライザ
このC/Nを市販のLTO4テープ(富士フィルム社製)と比較して、−1dB以上は○、−2以上−1dB未満は△、−2dB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。
次の実施例に基づき、本発明の実施形態を説明する。なお、ここでポリエチレンテレフタレートをPET、ポリ(エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート)をPENと表記する。
(実施例1)
テレフタル酸ジメチル194質量部とエチレングリコール124質量部とをエステル交換反応装置に仕込み、内容物を140℃に加熱して溶解した。その後、内容物を撹拌しながら酢酸マグネシウム四水和物0.3質量部および三酸化アンチモン0.05質量部を加え、140〜230℃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、リン酸トリメチルの5質量%エチレングリコール溶液を1質量部(リン酸トリメチルとして0.05質量部)添加した。
トリメチルリン酸のエチレングリコール溶液を添加すると反応内容物の温度が低下する。そこで余剰のエチレングリコールを留出させながら反応内容物の温度が230℃に復帰するまで撹拌を継続した。このようにしてエステル交換反応装置内の反応内容物の温度が230℃に達した後、反応内容物を重合装置へ移行した。
移行後、反応系を230℃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。最終温度、最終圧力に到達した後、2時間(重合を始めて3時間)反応させたところ、重合装置の撹拌トルクが所定の値(重合装置の仕様によって具体的な値は異なるが、本重合装置にて固有粘度0.62のポリエチレンテレフタレートが示す値を所定の値とした)を示した。そこ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、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PETペレット(X)を得た。
一方、温度290℃に加熱されたニーディングパドル混練部を3箇所設けた同方向回転タイプのベント式2軸混練押出機(日本製鋼所製、スクリュー直径30mm、スクリュー長さ/スクリュー直径=45.5)に、得られたPETペレット(X)の50質量%とSABICイノベーティブプラスチック社製のポリエーテルイミド“Ultem1010”のペレット50質量%を供給し、スクリュー回転数300回転/分で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてブレンドチップ(I)を作製した。
温度290℃に加熱されたニーディングパドル混練部を1箇所設けた同方向回転タイプのベント式2軸混練押出機(日本製鋼所製、スクリュー直径30mm、スクリュー長さ/スクリュー直径=45.5)に、得られたPETペレット(X)の98.5質量%とクリアントジャパン社製のモンタン酸ナトリウムからなる結晶核剤“リコモントNaV101”1.5質量%を供給し、スクリュー回転数200回転/分で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてブレンドチップ(II)を作製した。
また、280℃に加熱された同方向回転タイプのベント式2軸混練押出機に、PETペレット(X)を98質量部と平均径0.3μmの球状架橋ポリスチレン粒子の10質量%水スラリーを20質量部(球状架橋ポリスチレンとして2質量部)供給し、ベント孔を1kPa以下の減圧度に保持し水分を除去し、平均径0.3μmの球状架橋ポリスチレン粒子を2質量%含有する固有粘度0.62のPETペレット(Z−1)を得た。
さらに、平均径0.3μmの球状架橋ポリスチレン粒子ではなく平均径0.8μmの球状架橋ポリスチレン粒子を用いたこと以外、PETペレット(Z−1)を作製する方法と同様の方法にて、平均径0.8μmの球状架橋ポリスチレン粒子を2質量%含有する固有粘度0.62のPETペレット(Z−2)を得た。
押出機E1、E2の2台を用い、295℃に加熱された押出機E1には、PETペレット(X)68.5質量部、PETペレット(Z−1)1.5質量部、ブレンドチップ(I)10質量部およびブレンドチップ(II)20質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給し、同じく295℃に加熱された押出機E2には、PETペレット(X)62質量部、PETペレット(Z−1)7質量部、PETペレット(Z−2)1質量部、ブレンドチップ(I)10質量部およびブレンドチップ(II)20質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給した。これらを2層積層するべくTダイ中で合流させ(積層比E1(A面側)/E2(B面側)=5/1)、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。なお、未延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は90℃であった。
この積層未延伸フィルムをリニアモータ式クリップを有する同時二軸テンターを用いて、二軸延伸した。長手方向および幅方向に同時に、温度105℃、延伸速度6,000%/分で3.1倍×3.1倍延伸し、70℃まで冷却した。続いて、温度180℃で長手方向および幅方向に同時に1.4×1.7倍に再延伸した。その後、温度200℃で5秒間熱処理後、温度160℃で幅方向に2%の弛緩処理を行い、厚さ5μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。なお、二軸延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は115℃であり、融点(Tm)は255℃であった。
得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価したところ、表1、表2に示すように、磁気テープとして使用した際に寸法安定性や保存安定性、電磁変換特性に優れた特性を有していた。
(実施例2)
実施例1で得られたPETペレット(X)、PETペレット(Z−1)、PETペレット(Z−2)、ブレンドチップ(I)およびブレンドチップ(II)を用いた。
押出機E1、E2の2台を用い、295℃に加熱された押出機E1には、PETペレット(X)48.5質量部、PETペレット(Z−1)1.5質量部、ブレンドチップ(I)10質量部およびブレンドチップ(II)40質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給し、同じく295℃に加熱された押出機E2には、PETペレット(X)42質量部、PETペレット(Z−1)7質量部、PETペレット(Z−2)1質量部、ブレンドチップ(I)10質量部およびブレンドチップ(II)40質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給した。これらを2層積層するべくTダイ中で合流させ(積層比E1(A面側)/E2(B面側)=5/1)、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。なお、未延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は90℃であった。
得られた未延伸フィルムは、実施例1と同様に延伸して二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価したところ、表1、表2に示すように、磁気テープとして使用した際に寸法安定性や保存安定性、電磁変換特性に優れた特性を有していた。
(実施例3)
実施例1で得られたPETペレット(X)、PETペレット(Z−1)、PETペレット(Z−2)、ブレンドチップ(I)およびブレンドチップ(II)を用いた。
押出機E1、E2の2台を用い、295℃に加熱された押出機E1には、PETペレット(X)75.2質量部、PETペレット(Z−1)1.5質量部、ブレンドチップ(I)10質量部およびブレンドチップ(II)13.3質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給し、同じく295℃に加熱された押出機E2には、PETペレット(X)68.7質量部、PETペレット(Z−1)7質量部、PETペレット(Z−2)1質量部、ブレンドチップ(I)10重量部およびブレンドチップ(II)13.3重量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給した。これらを2層積層するべくTダイ中で合流させ(積層比E1(A面側)/E2(B面側)=5/1)、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。なお、未延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は90℃であった。
得られた未延伸フィルムは、実施例1と同様に延伸して二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価したところ、表1、表2に示すように、磁気テープとして使用した際に寸法安定性や保存安定性、電磁変換特性に優れた特性を有していた。
(実施例4)
実施例1で得られたPETペレット(X)、PETペレット(Z−1)、PETペレット(Z−2)、ブレンドチップ(I)およびブレンドチップ(II)を用いた。
押出機E1、E2の2台を用い、295℃に加熱された押出機E1には、PETペレット(X)35.2質量部、PETペレット(Z−1)1.5質量部、ブレンドチップ(I)10質量部およびブレンドチップ(II)53.3質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給し、同じく295℃に加熱された押出機E2には、PETペレット(X)28.7質量部、PETペレット(Z−1)7質量部、PETペレット(Z−2)1質量部、ブレンドチップ(I)10質量部およびブレンドチップ(II)53.3質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給した。これらを2層積層するべくTダイ中で合流させ(積層比E1(A面側)/E2(B面側)=5/1)、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。なお、未延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は90℃であった。
得られた未延伸フィルムは、実施例1と同様に延伸して二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価したところ、表1、表2に示すように、磁気テープとして使用した際に寸法安定性や保存安定性、電磁変換特性に優れた特性を有していた。
(実施例5)
結晶核剤として“リコモントNaV101”の代わりに、リン酸−2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−第3ブチルフェニル)ナトリウムのADEKA製“アデカスタブNA−11”を用いる以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価したところ、表1、表2に示すように、磁気テープとして使用した際に寸法安定性や保存安定性、電磁変換特性に十分な特性を有していた。
(実施例6)
実施例1で得られたPETペレット(X)、PETペレット(Z−1)、PETペレット(Z−2)、ブレンドチップ(I)およびブレンドチップ(II)を用いた。
押出機E1、E2の2台を用い、295℃に加熱された押出機E1には、PETペレット(X)38.5質量部、PETペレット(Z−1)1.5質量部、ブレンドチップ(I)40質量部およびブレンドチップ(II)20質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給し、同じく295℃に加熱された押出機E2には、PETペレット(X)32質量部、PETペレット(Z−1)7質量部、PETペレット(Z−2)1質量部、ブレンドチップ(I)40質量部およびブレンドチップ(II)20質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給した。これらを2層積層するべくTダイ中で合流させ(積層比E1(A面側)/E2(B面側)=5/1)、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。なお、未延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は90℃であった。
この積層未延伸フィルムをリニアモータ式クリップを有する同時二軸テンターを用いて、二軸延伸した。長手方向および幅方向に同時に、温度125℃、延伸速度6,000%/分で3.1倍×3.1倍延伸し、70℃まで冷却した。続いて、温度190℃で長手方向および幅方向に同時に1.4×1.7倍に再延伸した。その後、温度200℃で5秒間熱処理後、温度160℃で幅方向に2%の弛緩処理を行い、厚さ5μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。なお、二軸延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は115℃であり、融点(Tm)は255℃であった。
得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価したところ、表1、表2に示すように、磁気テープとして使用した際に寸法安定性や保存安定性、電磁変換特性に十分な特性を有していた。
(実施例7)
実施例1で得られたPETペレット(X)、PETペレット(Z−1)、PETペレット(Z−2)、ブレンドチップ(I)およびブレンドチップ(II)を用いた。
押出機E1、E2の2台を用い、295℃に加熱された押出機E1には、PETペレット(X)28.5質量部、PETペレット(Z−1)1.5質量部、ブレンドチップ(I)50質量部およびブレンドチップ(II)20質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給し、同じく295℃に加熱された押出機E2には、PETペレット(X)22質量部、PETペレット(Z−1)7質量部、PETペレット(Z−2)1質量部、ブレンドチップ(I)50質量部およびブレンドチップ(II)20質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給した。これらを2層積層するべくTダイ中で合流させ(積層比E1(A面側)/E2(B面側)=5/1)、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。なお、未延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は90℃であった。
この積層未延伸フィルムをリニアモータ式クリップを有する同時二軸テンターを用いて、二軸延伸した。長手方向および幅方向に同時に、温度130℃、延伸速度6,000%/分で3.1倍×3.1倍延伸し、70℃まで冷却した。続いて、温度190℃で長手方向および幅方向に同時に1.4×1.7倍に再延伸した。その後、温度200℃で5秒間熱処理後、温度160℃で幅方向に2%の弛緩処理を行い、厚さ5μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。なお、二軸延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は115℃であり、融点(Tm)は255℃であった。
得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価したところ、表1、表2に示すように、磁気テープとして使用した際に寸法安定性や保存安定性、電磁変換特性に十分な特性を有していた。
(実施例8)
実施例1で得られた積層未延伸フィルムをリニアモータ式クリップを有する同時二軸テンターを用いて、二軸延伸した。長手方向および幅方向に同時に、温度105℃、延伸速度6,000%/分で3.1倍×3.1倍延伸し、70℃まで冷却した。続いて、温度180℃で長手方向および幅方向に同時に1.5×1.5倍に再延伸した。その後、温度200℃で5秒間熱処理後、温度160℃で幅方向に2%の弛緩処理を行い、厚さ5μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。なお、二軸延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は115℃であり、融点(Tm)は255℃であった。
得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価したところ、表1、表2に示すように、磁気テープとして使用した際に寸法安定性や保存安定性、電磁変換特性に十分な特性を有していた。
(実施例9)
実施例1で得られた積層未延伸フィルムをリニアモータ式クリップを有する同時二軸テンターを用いて、二軸延伸した。長手方向および幅方向に同時に、温度105℃、延伸速度6,000%/分で3.1倍×3.1倍延伸し、70℃まで冷却した。続いて、温度180℃で長手方向および幅方向に同時に1.7×1.4倍に再延伸した。その後、温度200℃で5秒間熱処理後、温度160℃で幅方向に2%の弛緩処理を行い、厚さ5μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。なお、二軸延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は115℃であり、融点(Tm)は255℃であった。
得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価したところ、表1、表2に示すように、磁気テープとして使用した際に寸法安定性や保存安定性、電磁変換特性に十分な特性を有していた。
(実施例10)
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル100質量部とエチレングリコール60質量部の混合物に、酢酸マンガン・4水和物塩0.03質量部を添加し、150℃の温度から240℃の温度に徐々に昇温しながらエステル交換反応を行った。途中、反応温度が170℃に達した時点で三酸化アンチモン0.024質量部を添加した。また、反応温度が220℃に達した時点で3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩0.042質量部(2mmol%に相当)を添加した。その後、引き続いてエステル交換反応を行い、トリメチルリン酸0.023質量部を添加した。次いで、反応生成物を重合装置に移し、290℃の温度まで昇温し、30Paの高減圧下にて重縮合反応を行い、重合装置の撹拌トルクが所定の値(重合装置の仕様によって具体的な値は異なるが、本重合装置にて固有粘度0.65のポリエチレン−2,6−ナフタレートが示す値を所定の値とした)を示した。そこ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、直ちにカッティングして固有粘度0.65のPEN(ポリエチレン−2,6−ナフタレート)ペレット(P)を得た。
一方、温度300℃に加熱されたニーディングパドル混練部を1箇所設けた同方向回転タイプのベント式2軸混練押出機(日本製鋼所製、スクリュー直径30mm、スクリュー長さ/スクリュー直径=45.5)に、得られたPENペレット(P)の50質量%とSABICイノベーティブプラスチック社製のポリエーテルイミド“Ultem1010”のペレット50質量%を供給し、スクリュー回転数300回転/分で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてブレンドチップ(III)を作製した。
温度300℃に加熱されたニーディングパドル混練部を1箇所設けた同方向回転タイプのベント式2軸混練押出機(日本製鋼所製、スクリュー直径30mm、スクリュー長さ/スクリュー直径=45.5)に、得られたPENペレット(P)の98.5質量%とクリアントジャパン社製のモンタン酸ナトリウムからなる結晶核剤“リコモントNaV101”1.5質量%を供給し、スクリュー回転数200回転/分で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてブレンドチップ(IV)を作製した。
また、280℃に加熱された同方向回転タイプのベント式2軸混練押出機に、PENペレット(P)を98質量部と平均径0.3μmの球状架橋ポリスチレン粒子の10質量%水スラリーを20質量部(球状架橋ポリスチレンとして2質量部)供給し、ベント孔を1kPa以下の減圧度に保持し水分を除去し、平均径0.3μmの球状架橋ポリスチレン粒子を2質量%含有する固有粘度0.62のPENペレット(R−1)を得た。
さらに、平均径0.3μmの球状架橋ポリスチレン粒子ではなく平均径0.8μmの球状架橋ポリスチレン粒子を用いたこと以外、PENペレット(R−1)を作製する方法と同様の方法にて、平均径0.8μmの球状架橋ポリスチレン粒子を2質量%含有する固有粘度0.62のPENペレット(R−2)を得た。
押出機E1、E2の2台を用い、295℃に加熱された押出機E1には、PENペレット(P)68.5質量部、PENペレット(R−1)1.5質量部、ブレンドチップ(III)10質量部およびブレンドチップ(IV)20質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給し、同じく295℃に加熱された押出機E2には、PENペレット(P)62質量部、PENペレット(R−1)7質量部、PENペレット(R−2)1質量部、ブレンドチップ(III)10質量部およびブレンドチップ(IV)20質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給した。これらを2層積層するべくTダイ中で合流させ(積層比E1(A面側)/E2(B面側)=5/1)、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、PEIを5質量%およびPEEKを0.5質量%含有する積層未延伸フィルムを作製した。なお、未延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は120℃であった。
また、得られた未延伸フィルムに対して、リニアモータ式クリップを有する同時二軸テンターを用いて、二軸延伸した。長手方向および幅方向に同時に、温度135℃、延伸速度6,000%/分で3.3倍×3.3倍延伸し、70℃まで冷却した。続いて、温度180℃で長手方向および幅方向に同時に1.5×1.9倍に再延伸した。その後、温度200℃で5秒間熱処理後、温度170℃で幅方向に2%の弛緩処理を行い、厚さ5μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。なお、二軸延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は135℃であり、融点(Tm)は265℃であった。
得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価したところ、表1、表2に示すように、磁気テープとして使用した際に寸法安定性や保存安定性に十分な特性を有していた。
(比較例1)
実施例1で得られたPETペレット(X)、PETペレット(Z−1)、PETペレット(Z−2)およびブレンドチップ(I)を用いた。
押出機E1、E2の2台を用い、295℃に加熱された押出機E1には、PETペレット(X)88.5質量部、PETペレット(Z−1)1.5質量部およびブレンドチップ(I)10質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給し、同じく295℃に加熱された押出機E2には、PETペレット(X)82質量部、PETペレット(Z−1)7質量部、PETペレット(Z−2)1質量部およびブレンドチップ(I)10質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給した。これらを2層積層するべくTダイ中で合流させ(積層比E1(A面側)/E2(B面側)=5/1)、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。なお、未延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は90℃であった。
この積層未延伸フィルムをリニアモータ式クリップを有する同時二軸テンターを用いて、二軸延伸した。長手方向および幅方向に同時に、温度105℃、延伸速度6,000%/分で3.1倍×3.1倍延伸し、70℃まで冷却した。続いて、温度180℃で長手方向および幅方向に同時に1.4×1.7倍に再延伸した。その後、温度200℃で5秒間熱処理後、温度160℃で幅方向に2%の弛緩処理を行い、厚さ5μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。なお、二軸延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は115℃であり、融点(Tm)は255℃であった。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価した結果を表1および2に示した。
(比較例2)
実施例1で得られたPETペレット(X)、PETペレット(Z−1)、PETペレット(Z−2)を用いた。
押出機E1、E2の2台を用い、295℃に加熱された押出機E1には、PETペレット(X)98.5質量部およびPETペレット(Z−1)1.5質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給し、同じく295℃に加熱された押出機E2には、PETペレット(X)92質量部、PETペレット(Z−1)7質量部およびPETペレット(Z−2)1質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給した。これらを2層積層するべくTダイ中で合流させ(積層比E1(A面側)/E2(B面側)=5/1)、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。なお、未延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は80℃であった。
この積層未延伸フィルムをリニアモータ式クリップを有する同時二軸テンターを用いて、二軸延伸した。長手方向および幅方向に同時に、温度95℃、延伸速度6,000%/分で3.1倍×3.1倍延伸し、70℃まで冷却した。続いて、温度160℃で長手方向および幅方向に同時に1.4×1.7倍に再延伸した。その後、温度200℃で5秒間熱処理後、温度160℃で幅方向に2%の弛緩処理を行い、厚さ5μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。なお、二軸延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は105℃であり、融点(Tm)は255℃であった。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価した結果を表1および2に示した。
(比較例3)
実施例1で得られたPETペレット(X)、PETペレット(Z−1)、PETペレット(Z−2)、ブレンドチップ(I)およびブレンドチップ(II)を用いた。
押出機E1、E2の2台を用い、295℃に加熱された押出機E1には、PETペレット(X)81.9質量部、PETペレット(Z−1)1.5質量部、ブレンドチップ(I)10質量部およびブレンドチップ(II)6.6質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給し、同じく295℃に加熱された押出機E2には、PETペレット(X)75.4質量部、PETペレット(Z−1)7質量部、PETペレット(Z−2)1質量部、ブレンドチップ(I)10質量部およびブレンドチップ(II)6.6質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給した。これらを2層積層するべくTダイ中で合流させ(積層比E1(A面側)/E2(B面側)=5/1)、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。なお、未延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は90℃であった。
得られた未延伸フィルムは、実施例1と同様に延伸して二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価した結果を表1および2に示した。
(比較例4)
実施例1で得られたPETペレット(X)、PETペレット(Z−1)、PETペレット(Z−2)、ブレンドチップ(I)およびブレンドチップ(II)を用いた。
押出機E1、E2の2台を用い、295℃に加熱された押出機E1には、PETペレット(X)8.5質量部、PETペレット(Z−1)1.5質量部、ブレンドチップ(I)10質量部およびブレンドチップ(II)80質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給し、同じく295℃に加熱された押出機E2には、PETペレット(X)2質量部、PETペレット(Z−1)7質量部、PETペレット(Z−2)1質量部、ブレンドチップ(I)10質量部およびブレンドチップ(II)80質量部を180℃で3時間減圧乾燥した後に供給した。これらを2層積層するべくTダイ中で合流させ(積層比E1(A面側)/E2(B面側)=5/1)、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。なお、未延伸フィルムのガラス転移温度(Tg)は90℃であった。
得られた未延伸フィルムは、実施例1と同様に延伸して二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムを評価した結果を表1および2に示した。
Figure 2009221278
Figure 2009221278
幅寸法を測定する際に用いるシート幅測定装置の模式図である。
符号の説明
1:レーザー発振器
2:受光部
3:荷重検出器
4:荷重
5:フリーロール
6:フリーロール
7:フリーロール
8:フリーロール
9:磁気テープ
10:レーザー光

Claims (8)

  1. ポリエステル(A)を70〜99質量部、ポリイミド(B)を1〜30質量部の割合で含み、かつ、溶融結晶化ピーク温度が200〜240℃である二軸配向ポリエステルフィルム。
  2. 結晶核剤を0.2〜1質量%含む、請求項1に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
  3. 結晶核剤がモンタン酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩である、請求項2に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
  4. ポリエステル(A)がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートおよびそれらの変性体からなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマを含んでいる、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. ポリイミド(B)がポリエーテルイミドである、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. フィルム幅方向の温度膨張係数が−5.0〜8.0ppm/℃である、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。
  7. フィルム幅方向の湿度膨張係数が0〜6.0ppm/%RHである請求項1〜6のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
  8. 請求項1〜7のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルムを用いてなる磁気記録媒体。
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