JP2635217B2 - 磁気記録ディスク用二軸配向コポリエステルフィルムとそれから製造された磁気記録ディスク - Google Patents

磁気記録ディスク用二軸配向コポリエステルフィルムとそれから製造された磁気記録ディスク

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JP2635217B2 JP6514078A JP51407894A JP2635217B2 JP 2635217 B2 JP2635217 B2 JP 2635217B2 JP 6514078 A JP6514078 A JP 6514078A JP 51407894 A JP51407894 A JP 51407894A JP 2635217 B2 JP2635217 B2 JP 2635217B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の範囲 本発明は、優れた機能の磁気記録ディスクを製造する
ための高融点、高強度の二軸配向PENBBコポリエステル
フィルムの使用と、それによって製造された磁気記録デ
ィスクとに関する。
背景 一定容量中により多くの情報を含む電子記憶媒体(me
dia)に対する増大する要望が、磁気記録被膜(magneti
c recording coating)を付着することができる代替え
物質の必要性を生じている。基板の必要条件には記録用
媒体(例えば、磁性酸化物被膜又は薄フィルム金属付着
物)が充分な平滑さで付着することができる超平滑な表
面の必要性を含み、記録された情報の消失を防止するた
めに清浄さが必要である。記録された情報を最適に読み
取るためには、曲げによる歪みを阻止するほど剛性であ
ることが必要である。他方では、厚さをあまり増加する
ことは実行可能な解決法ではないので、軽量のディスク
材料が望ましい。したがって、曲げに対する剛性に関連
し、フィルム面全体に均一である引張り弾性率を有する
フィルム基板材料が必要とされる。さらに、この基板か
ら製造されたディスクは使用中に厳しい遠心応力を受
け、完全な円環状(circularity)からのディスクの歪
みが生ずる。このような歪みは記録トラックの変化と、
記録された情報のミス−ローケーションとを生ずる。こ
れは電子的に補償することができるが、ディスク駆動の
費用を増大させる。
同様に、例えば温度及び湿度のような環境の変化は基
板の寸法変化を生じ、信号損失(signal loss)又は歪
みをも生ずる。これらの寸法変化は固有のポリマー膨張
係数又は、フィルム製造プロセスの結果として生ずるフ
ィルム中の残留応力の除去に起因すると考えられる。
情報記録の分野における傾向は装置の縮小化である
が、これは装置が発生する熱による操作温度の上昇をも
たらす。高い温度は上記寸法変化を生じるか又は劣化さ
せる。したがって、寸法安定性の大きい製品が必要であ
る。周囲湿度の変化時の吸湿性の膨張収縮によっても同
ような、問題のある寸法変化が生ずる可能性がある。そ
れ故、環境からの吸水性を減じた製品が必要とされる。
発明の説明 本発明は磁気記録ディスクのベース(base)としての
PENBBコポリエステル二軸配向フィルムの使用に関す
る。PENBB樹脂は通常の二軸配向系を用いてフィルムに
押出成形することができる。このフィルム製品はポリエ
チレンテレフタレートよりも高融点であり、高いガラス
転移温度、高い固有弾性率及び高い引張り特性を有す
る。ここに述べるPENBBは、その少なくとも25モル%が
ビベンゾエート単位である酸誘導単位を含むコポリエス
テルである。酸誘導単位の残部は例えば、好ましい2,6
−ジカルボキシナフタレート若しくはテレフタレート、
イソフタレート、アジピン酸のような二官能単位、又は
例えばトリメリット酸、ピロメリット酸及びp−ヒドロ
キシ安息香酸のような多官能単位である。コポリエステ
ルのジオール単位はエチレングリコール、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコ
ール、1,4−シクロヘキサンジメタノール及びp−キシ
レングリコールから選択される。
好ましいコポリエステルは酸誘導単位として40〜60モ
ル%の範囲内の4,4′−ビベンゾエートと、60〜40%の
範囲内の2,6−ジナフトエ酸とを含む。ジオール成分は
好ましくは少なくとも80重量モル%、より好ましくは95
〜100%のエチレングリコール誘導単位を含む。
米国特許第3,008,934号は酸誘導単位として4,4′−ビ
ベンゾエートと、2,6−ナフタリンジカルボキシレート
を含めた、他のジカルボキシレートの群とを包含するコ
ポリエステルを開示する。この特許はこれらのコポリエ
ステルから製造される配向した繊維及びフィルムをも開
示するが、二軸配向PENBBフィルムは開示されない、す
なわち包含されない。特に、PETフィルムに比べて改良
された、MDとTDの両方における剛性(引張り弾性率)と
引張り強度、並びに熱安定性、UV安定性、疎水性、寸法
安定性及びガスに対する不透性を有する二軸配向PENBB
フィルムは米国特許第3,008,934号に開示されない。
対応二酸若しくは低級ジアルキルジエステルと対応ジ
オールとの重縮合によって、コポリエステルが得られ
る。両成分は通常、等モル比で用いるべきである。しか
し、例えば、反応速度(reaction kinetics)に影響を
与えるために又は溶媒として作用させるために、合成中
に成分の1つ(特にジオール)を過剰に用いることが有
利である。重縮合は、例えばポリエチレンテレフタレー
ト(PET)の製造に用いられる周知の方法によって実施
される。通常、約100モル%のジカルボン酸又はジアル
キルジカルボキシレート混合物を>100モル%の対応ジ
オール(1種類又は数種類)と混合する。この混合物を
次に約200℃に、好ましくはエステル交換反応(transes
terification)触媒の存在下で、蒸留によって混合物か
ら充分な低級アルキルアルコール又は水が除去されるま
で加熱する。この反応はオリゴマー又は低分子量ポリエ
ステルを生じ、これはその後に好ましくは安定剤及び/
又は触媒の存在下で重縮合を受ける。有用な安定剤又は
触媒はポリホスフェート、トリオーガニルホスフェート
(triorganyl phosphate)、三酸化アンチモン又はテト
ラアルコキシチタネート(IV)或いはトリフェニルホス
フェートと三酸化アンチモンとの混合物でありうる。こ
のようなコポリエステルの好ましい製造方法は米国特許
出願第07/735,553号に述べられており、この特許出願は
本明細書に援用される。分子量のこれ以上の増加は、真
空下又は乾燥空気流若しくは不活性ガス流中での融点よ
り僅かに低い温度における固相重縮合によって達成する
ことができる。二軸配向PENBBフィルムの所望の機械的
性質を得るためには、押出成形後のPENBBポリマーのIV
値(内部粘度、ペンタフルオロフェノールとヘキサフル
オロイソプロパノールとの1:1重量比混合物中で0.2g/dl
の濃度及び25℃の温度において測定)が>0.5dl/g、好
ましくは>0.55dl/gであることが望ましい。
フィルムを製造するためには、ポリマー溶融物をダイ
に通して冷却ロール上に押出し、そこで凝固させ、二軸
配向させ、熱硬化させ、任意に後処理し、次にロールに
巻き取る。冷却ロール上に押し出したままの凝固したフ
ィルムは本質的に非晶質状態で得られるべきである。こ
れを達成するためには、例えば静電ピンニング(electr
ostatic pinning)、真空、エアナイフ等のような、周
知の方法によって、溶融フィルムを冷却ロールにピンニ
ングしなければならない。
フィルムを機械方向(MD)及び横断方向(TD)に高温
において延伸することによって、フィルムの二軸配向が
得られる。この延伸は同時でも逐次でもよい。逐次延伸
の場合には、第1延伸工程はMDでもTDでもよく、その後
に他方の方向への延伸を実施する。TDにおける延伸の前
に逐次又はTD延伸の前後に、MDにおける配向を数工程で
実施することもできる。延伸のための好ましい温度は、
使用するPENBBコポリマー組成物のガラス転移温度か
ら、低温結晶化温度よりも約30℃高い温度までの範囲で
ある(両方の温度は非晶質フィルム上でDSCによって測
定可能である)。MDとTDとにおける適当な総延伸比は1:
2から1:10まで、好ましくは1:2.5から1:5までの範囲で
ある。MDとTDの総延伸比の積(product)は1〜30、好
ましくは5〜20の範囲であるべきである。充分な等方性
を保証するためには、二軸延伸を複屈折が<0.2、好ま
しくは<0.1であるように実施する。ここに述べる複屈
折は例えばアッベ(Abbe)の屈折計、オプティカルベン
チ又はコンペンセータ(compensator)のような通常の
機器で測定して、フィルム面内の最大屈折率と最小屈折
率との差の絶対値である。
磁気記録ディスクにおける使用に望ましいフィルム特
性を得るためには、スリップ及び取り扱い特性と、最高
密度の情報記憶のために要求される非常に平滑な面との
最適バランスを生じるように、樹脂及びフィルムを改質
することが必要である。この改質は下記方法の1つ以上
を含むことができる。
ポリマー中への微粒子の混入。このような粒子はポリ
マー製造中に加えられる、重合中の触媒残渣の沈殿によ
って形成される及び/又は押出し溶融物流に重度負荷マ
スターバッチ中で加えられる。
好ましくはフィルムの製造中にベースフィルムに連続
層又は不連続層として被膜を塗布する被膜の使用は、電
子記録性質に不利な影響を与えずに、良好なスリップ及
び取り扱い性を生じるために充分な、表面突起又は凹凸
の組合せを形成しうる。これらの被膜は適当な表面特徴
を形成するために不活性粒状物質を含むことができる。
同時押出し又は積層によるフィルムにおける多層状ポ
リマーの使用。このような多層は全てPENBBであるか、
又は例えばポリエチレンテレフタレート、PEN等のよう
な、他のポリマーの層を含むことができる。これらの層
の少なくとも1つが良好なスリップを与えるために充分
な表面粗さ(surface rough)を形成する手段を含むこ
とが好ましい。このことは粒子の添加又は被膜によって
達成される。
少なくとも1つの面は磁気感受性層のための優れたベ
ースを与えるほど平滑であるべきである。この面上の突
起は0.75μm未満であることが好ましい。このことは添
加粒子を含まない又は非常に小さい粒子のみを含むPENB
Bの少なくとも1層を有することによって最も良く達成
される。例えば、スリップ被膜はディスクの1面にのみ
与えることができ、他の表面層はこのような被膜を有さ
ず、磁気記録のために充分に平滑である。
本発明の二軸配向PENBBフィルムは、150℃において30
分間測定した場合に、機械方向(MD)と横断方向(TD)
の両方において<0.5%の熱収縮率を特徴とする。その
引張り弾性率は20℃において測定して、機械方向(MD)
と横断方向(TD)の両方において約5〜10GPaの範囲内
である。平衡吸水性は50%相対湿度及び23℃において0.
1%未満である。上記の望ましいパラメータ組合せを有
するフィルムは特有であり、今までに知られていなかっ
たものである。
実施例1 ジメチル2,6−ナフタレンジカルボキシレート289重量
部と、ジメチル4,4′−ジベンゾエート322重量部と、エ
チレングリコール368重量部とから二軸配向フィルムを
製造する。281℃の融点を有する、このポリマーの顆粒
を単軸押出機中で280℃〜320℃の温度において溶融し、
シートダイを通して30℃に維持した冷却ローラ上に押し
出す。得られるフィルムは1.31g/cm3の密度を有する。
このフィルムを3x3の延伸比において逐次二軸配向す
る。このフィルムを260℃において抑制作用下で(under
restraint)10秒間熱硬化させる。得られるフィルム
は、150℃において30分間測定して、MDにおいて0.3%、
TDにおいて0.3%の非抑制(unrestrained)熱収縮率を
有する。このフィルムはスリップを殆ど有さず、巻き取
り又は解き出しは非常に困難である。
実施例2 下記の点を除いて、実施例1と同じポリマーから二軸
配向フィルムを製造する: 実施例1による反応混合物にエステル交換反応後にシ
リカを加えることによって製造した、3%シリカ(グレ
ース社(Grace GmbH),ドイツ,ウォームスからのシロ
ブロック(Syloblock)44)のマスターバッチをPENBBコ
ポリマーに、押出成形フィルム中にシリカの約2000ppm
の希薄濃度を生ずるように加える。実施例1と同じ条件
下で二軸配向及び熱硬化を実施して、実質的に同じ物理
的性質のフィルムを得る。しかし、この生成物が良好な
スリップを有し、容易に取り扱うことができた。
実施例3 磁気記録ディスクのために適当なベースを製造するた
めに、充填剤添加(filled)樹脂(実施例2参照)と充
填剤無添加(unfilled)樹脂(実施例1参照)とのA/B
型同時押出しを実施する。充填剤添加ポリマー層は総フ
ィルム重量の25重量%であり;充填剤無添加ポリマー層
は75重量%である。完成した配向熱硬化同時押出しフィ
ルムの75μmの全体厚さにおいて、充填剤添加ポリマー
層中の充填剤粒子は充填剤無添加層の表面を通って突出
しない。このフィルムは良好なスリップを示し、磁気感
受性被膜に適する充填剤無添加面上に優れた平滑さを有
する。
実施例4 実施例1からのフィルムに、前方延伸(forward dra
w)段階と横断延伸(transverse draw)段階との間で、
米国特許第4,302,506号に述べられているような、メチ
ルメタクリレート−エチルアクリレート−メタクリルア
ミドターポリマーとステアリルアミドプロピル−ジメチ
ル−B−ヒドロキシ−エチルアンモニウムニトレートと
を含むラテックスを15mg/cm2の被膜重量でイン−ライン
塗布する。この生成物は磁気被覆装置(magnetic coati
ng equipment)によって容易に加工可能であるために充
分なスリップを有する。
全てのフィルムは<0.5%の熱収縮率(MD及びTDにお
いて)を示し;それらの引張り弾性率は5〜10GPaの範
囲内であり、それらの平衡吸水性は50%相対湿度におい
て<0.1%である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 9:00 (72)発明者 チュー,エ−ウォン アメリカ合衆国ニュージャージー州 07869,ランドルフ,ラドトケ・ロード 130 (72)発明者 フリント,ジョン・アンソニー アメリカ合衆国ニュージャージー州 07922,バークリー・ハイツ,レナピ・ レーン 150 (72)発明者 クーマン,ボド ドイツ連邦共和国デー―6258 ルンケル 5,リンデンシュトラーセ 5

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二軸配向単層若しくは多層状被覆又は非被
    覆コポリエステルフィルムであって、該コポリエステル
    がPENBBであり、フィルムの熱収縮率が150℃において30
    分間測定した場合に機械方向と横断方向の両方において
    <0.5%である前記フィルム。
  2. 【請求項2】20℃において測定して、機械方向と横断方
    向の両方において5〜10GPaの弾性率を有する請求項1
    記載の二軸配向コポリエステルフィルム。
  3. 【請求項3】50%相対湿度及び23℃において0.1%未満
    の平衡吸水性を有する請求項1又は2に記載の二軸配向
    コポリエステルフィルム。
  4. 【請求項4】不活性粒状物質を含む請求項1又は2に記
    載の二軸配向コポリエステルフィルム。
  5. 【請求項5】0.75μmより大きい突起を有さない表面を
    少なくとも1つ有する請求項1又は2に記載の二軸配向
    コポリエステルフィルム。
  6. 【請求項6】60〜100μmの範囲内の厚さを有する請求
    項1又は2に記載の二軸配向コポリエステルフィルム。
  7. 【請求項7】単層状フィルムであることを特徴とする請
    求項1又は2に記載の二軸配向コポリエステルフィル
    ム。
  8. 【請求項8】二層状フィルムであることを特徴とする請
    求項1又は2に記載の二軸配向コポリエステルフィル
    ム。
  9. 【請求項9】フィルムの少なくとも片面が被覆される請
    求項1又は2に記載の二軸配向コポリエステルフィル
    ム。
  10. 【請求項10】被膜がアクリル系被膜である請求項9記
    載の二軸配向コポリエステルフィルム。
  11. 【請求項11】フィルムの複屈折が<0.2であり、PENBB
    のIVが>0.5dl/gである請求項1又は2に記載の二軸配
    向コポリエステルフィルム。
  12. 【請求項12】請求項1記載のフィルムを含む磁気記録
    媒体。
  13. 【請求項13】請求項11記載の媒体を含む磁気記録ディ
    スク。
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