JP3048737B2 - 二軸配向ポリエチレン―2,6―ナフタレートフィルムの製造法 - Google Patents

二軸配向ポリエチレン―2,6―ナフタレートフィルムの製造法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は二軸配向ポリエチレン―
2,6―ナフタレートフィルムの製造法に関し、更に詳
しくは、高ヤング率であり、厚み斑が少なくかつ厚みが
薄いにもかかわらずテープの変形、損傷が少ない二軸配
向ポリエチレン―2,6―ナフタレートフィルムを切断
を生じることなく製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気記録テープとしては、二軸配向ポリ
エチレンテレフタレートフィルムの表面に磁性層を形成
したものが、従来から広く用いられている。しかしなが
ら、このような従来の磁気記録テープでは、磁気記録の
保磁力が小さく、カセットに巻くテープの長さを長くし
て記録、再生の長時間化を図るためにテープの厚みを薄
くすると、テープの走行性や耐久性が悪化するという問
題がある。
【0003】そこで、このようなポリエチレンテレフタ
レートフィルムを用いた磁気記録テープの問題点を解消
するために、高ヤング率、低熱収縮率の二軸配向ポリエ
チレン―2,6―ナフタレートフィルムを支持体として
用いた磁気記録テープが提案されている。
【0004】しかしながら、近年、磁気記録テープの多
様化は目覚ましく、種々の高性能磁気記録テープが開発
されており、更には、苛酷な条件下で使用されることも
多くなっていることから、より高ヤング率でより薄い磁
気記録テープ用フィルムの出現が待望されている。
【0005】一般に、高ヤング率のフィルムを得ようと
する場合は、高倍率多段延伸を行うが、延伸中にフィル
ムが破断し易く、安定な状態で生産することが困難であ
り、特に厚さの薄いフィルムを製造しようとする場合に
は、この傾向が一層顕著になる。
【0006】更にこのような高倍率延伸を行うと、得ら
れたフィルムの厚み斑が大きくなり、このフィルムを用
いた磁気記録テープは、電磁特性の変動が大きくなると
いう問題も生じる。
【0007】従って、高ヤング率で、薄く、厚み斑の小
さい磁気記録テープ用フィルムは、これまで得られてい
なかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従
来、得られていなかった、高ヤング率で、厚みが薄く、
かつ厚み斑の小さい二軸配向ポリエチレン―2,6―ナ
フタレートフィルムを、フィルムの破断なしに安定に製
造する方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、実質的に無配
向のポリエチレン―2,6―ナフタレートフィルムを縦
方向に延伸して、縦方向の屈折率(nM)と横方向の屈
折率(nT)の差(nM−nT)を0.05〜0.18
とし、次いで横方向に延伸した後、緊張下又は横方向制
限収縮下において150〜170℃の温度で中間熱固定
して横方向の屈折率(nT)と縦方向の屈折率(nM)
の差(nT−nM)を0.03〜0.10とし、次いで
再度縦方向に150〜190℃で1.8〜2.4倍に延
伸した後、再度横方向に170〜190℃で1.4〜
2.4倍に延伸し、その後、190〜250℃で熱固定
することを特徴とする二軸配向ポリエチレン―2,6―
ナフタレートフィルムの製造法である。
【0010】本発明においてフィルムを構成するポリエ
チレン―2,6―ナフタレートは、ナフタレンジカルボ
ン酸を主たる酸成分とするが、少量の他のジカルボン酸
成分を共重合してもよく、またエチレングリコールを主
たるグリコール成分とするが、少量の他のグリコール成
分を共重合してもよいポリマーである。ナフタレンジカ
ルボン酸以外のジカルボン酸としては、例えばテレフタ
ル酸、イソフタル酸、ジフェニルスルホンジカルボン
酸、ベンゾフェノンジカルボン酸などの芳香族ジカルボ
ン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジ
カルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸、ヘキサヒドロテ
レフタル酸、1,3―アダマンタンジカルボン酸などの
脂環族ジカルボン酸をあげることができる。またエチレ
ングリコール以外のグリコール成分としては、例えば
1,3―プロパンジオール、1,4―ブタンジオール、
1,6―ヘキサンジオール、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、p―キシリレン
グリコールなどをあげることができる。また、ポリマー
中に安定剤、着色剤、帯電防止剤等の添加剤を配合した
ものでもよい。
【0011】また、フィルム表面を粗にして、フィルム
の滑り性を改良するために、ポリマー中に各種不活性固
体微粒子を配合することもできる。
【0012】このようなポリエチレン―2,6―ナフタ
レートは通常溶融重合法によって公知の方法で製造され
る。この際、触媒等の添加剤は必要に応じて任意に使用
することができる。
【0013】ポリエチレン―2,6―ナフタレートの固
有粘度は0.45〜0.90の範囲にあることが好まし
い。
【0014】本発明の二軸配向ポリエチレン―2,6―
ナフタレートフィルムは、縦方向のヤング率(EM)が
650kg/mm2 以上、横方向のヤング率(ET)が
900kg/m2 以上であり、両者の差(ET−EM)
が200kg/mm2 以上であることが好ましい。
【0015】縦方向のヤング率(EM)が650kg/
mm2 未満では、磁気記録テープにした場合、テープに
強い応力がかかったときにテープが伸びて変形するので
不適当である。縦方向のヤング率(EM)のより好まし
い値は、700kg/mm2以上である。
【0016】また、横方向のヤング率(ET)が900
kg/mm2 未満、あるいは縦方向のヤング率(EM)
と横方向のヤング率(ET)との差(ET−EM)が2
00kg/mm2 未満である場合は、特殊な状態あるい
は苛酷な条件下でテープの走行を繰り返すと、テープの
エッジが伸びてわかめ状に変形し、更にはテープの横規
制ガイドに当ったときにテープ端部が折れ曲ったりし
て、テープの特性が損なわれることになる。更には、磁
気ヘッドへのテープの接触が不良となり、電磁出力が低
下する。横方向のヤング率(ET)のより好ましい値
は、950kg/mm2 以上、ET−EMのより好まし
い値は、250kg/mm2 以上である。
【0017】更に、本発明における二軸配向ポリエチレ
ン―2,6―ナフタレートフィルムは、厚み斑が15%
であることが好ましい。厚み斑が15%を越えると、テ
ープの電磁特性の変動が大きくなるので不適当である。
厚み斑は、好ましくは10%以下、更に好ましくは5%
以下である。
【0018】本発明における二軸配向ポリエチレン―
2,6―ナフタレートフィルムは、カセット内に収納す
るテープの長さをより長くして、記録、再生時間を長く
するために、厚みを12μm以下、さらには7μm以下
とするのが好ましい。
【0019】また、本発明における二軸配向ポリエチレ
ン―2,6―ナフタレートフィルムは、良好な電磁特性
とロール巻き上げ性を得るうえで表面粗さRaが5〜1
0nmであることが望ましい。
【0020】上記のような二軸配向ポリエチレン―2,
6―ナフタレートフィルムは、本発明においては、次の
ような方法により製造する。
【0021】即ち、前記ポリエチレン―2,6―ナフタ
レートを融点〜融点+70℃で溶融押出し、冷却固化し
て、実質的に無配向のポリエチレン―2,6―ナフタレ
ートフィルムを得る。次いで、この実質的に無配向のポ
リエチレン―2,6―ナフタレートフィルムを、縦方向
の屈折率(nM)と横方向の屈折率(nT)の差(nM
−nT)が0.05〜0.18となるように、縦方向に
延伸する。nM−nTがこの範囲外では、所望のヤング
率が得られず、フィルムの厚み斑が大きくなり、後で行
う最終横方向の延伸時にフィルムの切断が多発する。n
M−nTを上記範囲内とするには、通常、Tg+10℃
〜Tg+50℃の温度で縦方向に1.5〜3.0倍に延
伸すればよい(但し、Tgはポリエチレン―2,6―ナ
フタレートのガラス転移点である)。
【0022】このように縦方向に延伸した後、横方向の
屈折率(nT)と縦方向の屈折率(nM)の差(nT−
nM)が0.03〜0.10となるように、横方向に延
伸し、更に中間熱固定を150〜170℃で実施する。
nT−nMがこの範囲外では、所望のヤング率が得られ
ず、フィルムの厚み斑が大きくなり、最終の横方向の延
伸時にフィルムの切断が多発する。nT−nMを上記範
囲内とするには、通常、115〜130℃の温度で横方
向に3.7〜5.2倍に延伸し、更に150〜170℃
で熱固定すればよい。
【0023】この後、再度縦方向に150〜190℃で
1.8〜2.4倍に延伸し、更に再度横方向に170〜
190℃で1.4〜2.4倍に延伸する。
【0024】この条件で延伸することにより、本発明に
おいて特定した高ヤング率で厚み斑の小さいポリエチレ
ン―2,6―ナフタレートフィルムを切断をともなうこ
となく生産性良く製造することができる。
【0025】次いで、190〜250℃で熱固定を行
う。熱固定は、通常、定長下で行うが、必要に応じて、
制限収縮下あるいは伸長下で行ってもよい。制限収縮下
で熱固定する場合は、ヤング率が本発明で特定した範囲
よりも低下しないように、収縮率を配慮する必要があ
る。
【0026】本発明における二軸配向ポリエチレン―
2,6―ナフタレートフィルムは、高級グレードの磁気
記録媒体、例えばオーディオ及びビデオ等の長時間録画
用超薄物、高密度記録磁気フィルム、高品質画像記録再
生用の磁気記録フィルム、例えばメタルや蒸着磁気記録
材として好適である。特に特種に形態、苛酷な条件下で
使用する磁気記録フィルムに用いるのに適している。
【0027】本発明における二軸配向ポリエチレン―
2,6―ナフタレートフィルムには、その片側又は両面
に磁性層を設けることができる。
【0028】磁性層、および磁性層をベースフイルム上
に設ける方法はそれ自体公知であり、本発明においても
公知の磁性層およびそれを設ける方法を採用することが
できる。
【0029】例えば磁性層をベースフイルム上に磁性塗
料を塗布する方法によって設ける場合には、磁性層に用
いられる強磁性粉体としてはγ―Fe2 3 、Co含有
のγ―Fe2 3 、Co含有のγ―Fe3 4 、CrO
2 、バリウムフェライトなど、公知の強磁性体が使用で
きる。
【0030】磁性粉体と共に使用されるバインダーとし
ては、公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂
又はこれらの混合物があげられる。これらの樹脂として
は例えば塩化ビニル―酢酸ビニル共重合体、ポリウレタ
ンエラストマー等があげられる。
【0031】磁性塗料は、更に研磨剤(例えばα―Al
2 3 等)、導電剤(例えばカーボンブラック等)、分
散剤(例えばレシチン等)、潤滑剤(例えばn―ブチル
ステアレート、レチシン酸等)、硬化剤(例えばエポキ
シ樹脂等)及び溶媒(例えばメチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、トルエン等)等を含有することが
できる。
【0032】磁性層の形成方法としては、その他、無電
解メッキや電解メッキによる湿式真空蒸着、スパッタリ
ングやイオンプレーティングによる乾式法なども用いる
ことができる。
【0033】また、フイルム支持体の片側に磁性層を形
成する場合、磁性層を形成していない側の表面には、テ
ープとしての走行性を維持するために滑剤を含む有機高
分子の塗膜を塗設してもよい。
【0034】
【実施例】以下、実施例にもとづいて本発明をさらに説
明する。なお、本発明における種々の物性値及び特性
は、以下のようにして測定されたものであり、かつ定義
される。
【0035】(1)ヤング率 フイルムを試料巾10mm、長さ15cmに切り、チャ
ック間100mmにして引張速度10mm/分、チャー
ト速度500mm/分でインストロンタイプの万能引張
試験装置にて引張る。得られた荷重―伸び曲線の立上り
部の接戦よりヤング率を計算する。
【0036】(2)厚み斑 ロール状に巻き取ったフィルムから2mの長さのサンプ
ルを採取し、アンリツ株式会社製フィルム連続厚み測定
装置を用いて、縦方向及び横方向の全長にわたって厚み
を連続的に測定し、チャートに記録する。測定チャート
から厚さの平均値(x)並びに最大値(Max)と最小
値(Min)を求め、下記の式により厚み斑を算出す
る。
【0037】
【数1】
【0038】(3)屈折率 アタゴ株式会社製アッベ型屈折率計を用いて測定する。
屈折率が大きすぎて、この屈折率計では測定できない場
合は、神崎製紙株式会社製、マイクロウエーブ分子配向
計MOA―200IAで測定し、アッベ型屈折計での測
定値との間で予め作成した検量線に従って、光学的屈折
率を求める。
【0039】(4)S/N比(電磁出力変動) ソニー株式会社製ビデオテープレコーダEV―S700
で録画した磁気記録テープについて、シバソク株式会社
製ノイズメーターを使用してS/N比を測定する。
【0040】(5)磁気記録テープの走行性 上記ビデオテープレコーダEV―S700にテープをセ
ットし、走行開始、停止を繰り返しながら26m/分の
高速で300時間走行させ、走行状態を調べる。このと
きのテープの状態を下記のように3段階で判定する。 ○:テープの端が折れたり、わかめ状になったりしな
い。 △:若干テープの端の折れやわかめが発生する。 ×:テープの端の折れやわかめの発生が著しい。
【0041】
【実施例1〜9、比較例1〜5】平均粒径0.1μmの
球状シリカ微粒子を0.3重量%及び平均粒径0.6μ
mの炭酸カルシューム微粒子を0.02重量%含有して
いる固有粘度0.62のポリエチレン―2,6―ナフタ
レートのペレットを、170℃で4時間乾燥した。この
ペレットを、常法により溶融押出し、急冷して実質的に
無配向のフィルムを作成した。
【0042】この無配向フィルムを、表1に示す条件
で、順に、第1段縦方向延伸、第1段横方向延伸、中間
熱固定、第2段縦方向延伸、第2段横方向延伸及び緊張
熱固定に付し、厚み5μmの二軸配向フィルムを得た。
【0043】
【表1】
【0044】
【表2】
【0045】得られたフィルムの特性及び延伸時の1時
間当りのフィルム切断回数は、表3に示す通りであっ
た。
【0046】一方、下記に示す組成物をボールミルに入
れ、16時間混練、分散した後、イソシアネート化合物
(バイエル社製デスモジュールL)5重量部を加え、1
時間、高速剪断分散して磁性塗料とした。
【0047】 この磁性塗料を上述のポリエチレン―2,6―ナフタレ
ートフイルムの片面に、塗布厚3μmとなるように塗布
し、ついで2500ガウスの直流磁場中で配向処理を行
ない、100℃で加熱乾燥後、スーパーカレンダー処理
(線圧200kg/cm、温度80℃)を行ない、巻き
取った。この巻き取ったロールを55℃のオーブン中に
3日間放置した。
【0048】さらに下記組成のバックコート層塗料を厚
さ1μmに塗布し、乾燥させ、さらに8mm裁断し、磁
気テープを得た。
【0049】バックコート層塗料の組成: カーボンブラック 100重量部 熱可塑性ポリウレタン樹脂 60重量部 イソシアネート化合物(日本ポリウレタン工業社製コロ
ネートL) 18重量部 シリコーンオイル 0.5重量部 メチルエチルケトン 250重量部 トルエン 50重量部 得られた磁気記録テープについて、S/N比及びテープ
走行性を測定した。その結果を表3に示す。
【0050】
【表3】
【0051】
【実施例10〜18及び比較例6〜13】実施例2にお
いて、第2段の延伸条件を表4に示すように変更した。
得られたフィルムのヤング率及び厚み斑並びに延伸中の
フィルム切断回数は表4に示す通りである。
【0052】
【表4】
【0053】これらの結果から明らかなように、本発明
の方法で製造された二軸配向ポリエチレン―2,6―ナ
フタレートフィルムを用いた磁気記録テープでは、S/
N比が低くて電磁出力変動が少なく、走行性に優れ、テ
ープの変形、損傷も発生しなかった。
【0054】また、本発明の製造方法によれば、高ヤン
グ率で薄くて厚み斑の少ない二軸配向ポリエチレン―
2,6―ナフタレートフィルムを切断をともなうことな
く、安定に製造することができた。
【0055】
【発明の効果】本発明によれば、電磁変換特性の変動及
び変形、損傷の少ない磁気記録テープとすることのでき
る、高ヤング率で、厚みが薄く、かつ厚み斑の小さい二
軸配向ポリエチレン―2,6―ナフタレートフィルム
を、フィルムの破断なしに安定に製造する方法を提供す
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 家康 神奈川県相模原市小山3丁目37番19号 帝人株式会社 相模原研究センター内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 55/02 - 5/28 C08J 5/18 CFD

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実質的に無配向のポリエチレン―2,6
    ―ナフタレートフィルムを縦方向に延伸して、縦方向の
    屈折率(nM)と横方向の屈折率(nT)の差(nM−
    nT)を0.05〜0.18とし、次いで横方向に延伸
    した後、緊張下又は横方向制限収縮下において150〜
    170℃の温度で中間熱固定して横方向の屈折率(n
    T)と縦方向の屈折率(nM)の差(nT−nM)を
    0.03〜0.10とし、次いで再度縦方向に150〜
    190℃で1.8〜2.4倍に延伸した後、再度横方向
    に170〜190℃で1.4〜2.4倍に延伸し、その
    後、190〜250℃で熱固定することを特徴とする二
    軸配向ポリエチレン―2,6―ナフタレートフィルムの
    製造法。
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