JPS59127730A

JPS59127730A - ２軸配向ポリエチレンナフタレ−トフイルム

Info

Publication number: JPS59127730A
Application number: JP44883A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Tanaka; 一博田中; Kenichi Kawakami; 河上　憲市; Toshiya Yoshii; 吉井　俊哉
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1983-01-07
Filing date: 1983-01-07
Publication date: 1984-07-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は異方性が少なく、かつ優れた機械的性質と良好
な寸法安定性を有する２軸配向ポリエチレンナフタレー
ト７メルムに関するものである。

磁気記録材料、たとえば、磁気記録テープまたは磁気記
録ディスクは、ベースフィルムの表面に磁性粒子をバイ
ンダーとともに塗布するか、磁性金属を真空蒸着、スパ
ッタリング、メッキなどの方法によって固着するなどし
て、磁性層を積層してなっているが、かか名磁気記録イ
オ料は、記録再生時などで瞬間的に相当大きい引張りカ
が加わっても記録に歪が生じないように機械的強度が大
きいことと、蒸着時の熱や記録再生時の不測の熱での寸
法変化をきたさないように耐熱寸法安定性が要求される
。機械的強度については、最近、磁気記録材料のパッケ
ージを小型化にする要請や、長時間記録化のために薄膜
化する要請のため、高引張強度・高ヤング率の要求に拍
車がかかつている。

さらにまた、高密度化記録の要請に伴ない、記録材料物
性（５％伸長時の引張強度、ヤング率、熱収縮率など）
の面内での等方性が重視されはじめている。面内等方性
に欠ける。すなわち１面内異方性の強い記録材料は、ツ
イストしたシ、熱歪みが生じたり６強靭性が悪かったり
して、高密度記録再生に不適となり、たとえば、再生時
に画像の乱れや音質の悪化となる。

以上の磁気記録材料への諸要求は、そのままベースフィ
ルムへの諸要求に一致する。従って９以上の諸要求、す
なわち１機械的強度、耐熱寸法安定性２面内等方性の向
上を目的として、従来から種々のベースフィルムの提案
がなされ、そのひとつに、ポリエチレンナフタレートの
延伸フィルムが知られている。しかし、従来提案されて
きたポリエチレンナフタレートフィルムは、以下に述べ
るような欠点があり、上記の諸要求を満足させるには程
遠い。たとえば５（１）逐次二軸延伸製膜法で得られたフィルムは機械的
強度が不足し、かつ面内等方性に欠ける。

（２）　　同時２軸延沖が１回なされたフィルｌ、は。

面内等・、方性は良いものの１機械的強度が不足する。

（３）　　同時２軸延坤して１次いでヨコ方向に延伸し
たフィルムは、ヨコ方向の機械的強度は太きくなるもの
の、タテ方向の機械的強度が不足し、異方性を有したも
のであめ。

本発明の目的は、」二占己欠点を解消せしめ、異方性が
少なく、かつ優れた機械的強度と１側熱寸法安定性を有
するポリエチレンナフタレートフィルムを提供せんとす
るものである。

本発明は、上呂己目的を達成するため１次の構成すなわ
ち、ポリエチレンナフタレートを主体とする２軸配向フ
イルムであって、該フィルムは、面内のあらゆる方向に
おいて。

（イ）　Ｆ−ｙ５値が２２〜３５ｋｇ／ＩＴ］１１′１
２゜（ロ）　ヤング率が６５０〜１１ｏＯ鞄／ｍｍ’　
。

ムの熱膨張係数および湿度膨張係数の各位は、何れも面
内偏差が２０％以下であシ、かつフィルムは、複屈折が
００２以下、非晶配向係数が−［）２〜０２　の範囲に
あることを特徴とする２軸配向ポリエチレンナフタレー
トフイルムを特徴とするものである。　　。

本発明のポリエチレンナフタレートとは、ポリエチレン
ナフタレート、好ましくはポリエチレン−２，６−ナフ
タレ−１・そのもの、またはポリエチレンナフタレート
、好壕しくはポリエチレン−２，６−ナフタレートを７
０重量係以上含む重合体を意味する。また、これを主成
分とする共重合体、混合体で本質的にポリエチレンナフ
タレートの性質を失わないポリエステル組成物等も用い
ることができる。捷た該ポリエチレンナフタレートにリ
ン酸、亜リン酸およびそれらのエステルなどの安定剤、
酸化チタン、微粒子シリカ、炭酸カルシウムなどの滑剤
等が含まれていてもよい。なお。

ポリエチレンナフタレートの好ましい固有粘度は０．５
〜１、口であり更に好捷しく・は０．５５〜０９である
。

また２本発明のポリエチレンナフタレートフィルムは、
２軸配向フイルムで下記（イ）項〜（へ）項の物性値と
構造値を有するものである。

（イ）　フィルム面内のあらゆる方向において、５係伸
長時の引張強度（幼子７Ｆ−５値品展季）が２２〜６５
ｋｇ／ｒ］！Ｉｎ２．好ましくは２５〜３５　ｋｇ／ｍ
ｍ　’でなければならない。２２鞄／匝′、好ましくは
２５鞄／ｍｍ　’　　より小さいと磁気記録材料ベース
としての在靭さ、外力に対する寸法安定性が悪く、正確
さを要求される磁気記録材料としては不適である。

一方、３５ｑ／工′よシ大きいと、製膜時の平面性が悪
化するなど、製膜時の生産性が悪化する。

（ロ）　フィルム面内のあらゆる方向において、ヤング
率が６５０〜１１００　ｋｇ／ｒｍｎ２．好ましくは７
００〜１１０　Ｑｋｇ／ｍｍ２でなければならない。６
５０　ｋｇ／肝２好ましくは７００　ｋｇ／ｍｍ’より
小さいと、外力に対する寸法安定性が悪く、高精度磁気
記録材料ベースとして不適である。一方、　　１１０．
０ｋｇ／＋ｎｍ’より大きいと、製膜時の平面性が悪化
するなど、製膜時の生産性が悪化する。

（ハ）　フィルム面内のあらゆる方向において。

１５０″Ｃにおける熱収縮率が２．５〜３５％、好まし
くは、２５〜６６係でなければならない。熱収縮率が６
５％、好ましくは３６係より太きいと熱に対する寸法安
定性の点で、商精度磁気記録材料ペースとしては不適描
なものになる。熱収縮率は小さければ小さいほど寸法安
定性の点で望ましい。

通常、Ｆ−５値やヤング率を上記本発明の範囲にしよう
としても熱収縮率が大きくなってしまうものである。本
発明では下限［直２．５係が極限である。

に）　フィルム面内のあらゆる方向において、Ｆ−５値
、ヤング率、熱収縮率、熱膨張係数、湿度膨張係数のい
ずれもが１面内偏差２０係以内、好寸しくは、１０係以
内でなければならない。ここで言う面内偏差とは１面内
における最大値から最小値を挙し引き最大値で割って１
０口を乗じて係表示したものである。これらの面内偏差
のいずれかでもが２０係、好捷しくは１０係より大きい
と。

面内等方性を要求される高精度磁気記録材料ベースとし
ては不適当なものになる。

（ホ）　フィルム面内において、複屈折が００２゜好ま
しくは［１，０１以内でなければならない。０．０２好
ましくは００１より太きいと、異方性が犬きくで高精度
磁気記録材料ベースとしては不適当なものとなる。

（へ）　フィルム面内において、螢光法による平行成分
の偏光螢光強度から求める非晶配向係数（Ｆ）が、−０
２〜０２．好ましくは　−０１〜ｏ１　　でなければな
ら々い。−０２，好ましくは　−ｏｌより小さいと、ヨ
コ方向え分子配向が進みすぎており、一方９ロ２．好ま
しくば０１より大きいとタテ方向に分子配向が進みすぎ
ており、いずれも異方性が大きすぎて、高精度磁気記録
材料ベースとしては不適当なものになる。

本発明で言う「異方性の少ないフィルム」とは。

物性値ＣＦ−５値、ヤング率、熱収縮率、熱膨張係数、
湿度膨張係数）と構造値（複屈折、非晶配向係数）が、
単にタテ方向とヨコ方向に同レベルということではなく
、フィルム面内の全ゆる方向で同レベルということを意
味する。すなわち、フィルム面内で角度分布測定（通常
ば５°毎に測定）し１円形グラフ上にプロットシた時、
上記の各物性値と構造値が、上記範囲を６６ｏ０全而内
で満たしていることである。

通常、各物性は９円形グラフ上で点対称とな゛るゆえ１
代表値として、角度（θ）がＯ’　（タテ方向）。

４５°、９０°（ヨコ方向）の時の物性値を用いること
にする。以下１図面に基づいて説明する。

第１図において、１は、従来のフィルム、２は異方性が
大きい典型例であシ、また。２は異方性が極めて少ない
典型例であり、しかもＦ−５値の絶対値が１より格段に
高くなっている。

なお、螢光法による平行成分の偏光螢光強度（Ｉ）が多
く、まれには４５°方向にふくらむ。本発明では下式（
１）で示される。４５°方向偏光螢光強度の比率Ｒ（４
５°）が、０．７〜１３．好ましくは０，８〜１．２さ
らに好ましくは０９〜１１の範囲に設定するのが等方性
の点で望ましい。

たたし。

■（０°）　：タテ方向の偏光螢光強度■（９０°）：
タテ方向に対し９０°回転した方向の偏光螢光強度 ■（４５°）：タテ方向に対し４５°回転した方向の偏
光螢光強度次に本発明のポリエチレンナフタレートフィルムの製造
方法について説明する。ただし製造方法は、これに限定
疹れるものでは々い。

（ａ）３００〜ろ１０°Ｃで溶融押出し、急冷した後の
、実質的に無配向のポリエチレンナフタレートの未延伸
シートを１ろｏ　’ａ　、好寸しくは１４０°Ｃ以上の
温度で各方向６〜４倍に１段目の同時２軸延伸（タテ、
ヨコ両方向に同倍率）シ、さらに１４０’Ｏ，好ましく
は１５０　’Ｏ以」−の温度で、かつ最初の同時２軸延
伸温度より高い温度で１８５〜２５倍２段目の同時２軸
延伸する。なお上限の延伸温度はほぼ１７０　’ｃであ
る。以上の延伸温度と延伸倍率範囲を外れるとフィルム
は破れやすくなったり１強度が不足したり、あるいは平
面性が悪化したりして１本発明目的に合致しなくなる。

（ｂ）　　未延伸シートをまず、タテ３〜４倍、ヨコ２
〜３５倍に逐次２軸延坤し、タテ、ヨコ両方向の強度を
ほぼ等しくしたフィルムをつくり、さらに１４０′Ｃ１
好ましくは１５０　’ｃ以上の温度で１．３〜２巨倍同
時２軸延伸する。なお上限の延伸温度はほぼ１７０°Ｃ
である。以上の延伸温度と延伸倍率の範囲を外れると強
度不足や破れや平面性り悪化となり１本発明目的に合致
しなくなる。逐次２軸延伸で強度がほぼ等しくできない
ときは。

同時２軸延伸をタテ、ヨコ異倍率で行ムい最終的に機械
的特性を面内で等方的にさせてもよい。

（ａ）、（ｂ）のいずれかの方法でつくった２軸延伸フ
イルムを次いで２００乃至２５０℃の範囲で熱固定する
ことによって十分な耐熱寸法性を付与する。

こうしてできた２軸配向ポリエチｔ／ンナフタレートフ
イルムは、厚み５〜１００μであり面内の各方向にほぼ
等方性の物性をもち、かつ耐熱寸法安定性の優れたもの
である。

本発明のフィルムは、各種の用途に用いることができる
が、好ましくは磁気記録媒体用、より好ましくは強磁性
金属薄膜を形成するためのベースフィルムとして用いる
のが望ましい。

以下実施例によって本発明を更に詳細に説明するが５本
発明はこれらの実施例のみに限定きれるものではない。

なお実施例中のベースフィルムのＦ−５値、ヤング率、
熱収縮率、複屈折、熱膨張係数、湿度膨張係数、非晶配
向係数はそれぞれ次の測定法によって求めた。

Ｆ−５値：チャック間長Ｉ　Ｑ　、Ｑ　ｍｍ、フィルム
幅ＩＱｍｍの短冊型の試料を引張速度２０　ｍｍ　／　
ｍｉｎ　。

温度２５°Ｃで引張試験機により５幅伸長した時の応力
で示される値である。

ヤング率：チャック間長１［ＩＱ＋ｎｍ、フィルム幅Ｉ
Ｑｍｍの短冊型の試料を引張速度２０　ｍｍ　／　ｍｉ
ｎ　。

温度２５”Ｃにて測定した引張初期弾性率のことである
。

熱収縮率：オーブン中で、無緊張状態、１５Ｄ°Ｃに１
時間放置して測定した。原長をｌｏ、測定した長さをｌ
とするとＣ１０−／り／　１０〕ｘ　１００　（係）で
表わす。

複屈折：偏光顕微鏡にベレツクコンペンセータを使角し
て、サンプル採取後温度２５　’ｃ　、相対湿度６５係
で測定したものである。

熱膨張係数（α）：１ｇ１５ｍｍ幅の荷重下２０〜７０
゛Ｃの範囲で、２°Ｃ／分の昇温速度で伸びを測定し、
傾きから求めた。

湿度膨張係数（β）　：　１０＋ｎｍ幅にフィルムを切
り出し、恒温恒湿槽（犬栄科学：　ｐ　Ｋ　Ｌ−５０Ｄ
）にセットされた定荷重伸び量試験機（日本自動制御■
）のチャック間（距離Ｌ　＝’　ｉ　５　Ｑ　ｍｍ　）
にフィルムを把持し、２０’０で湿度５％Ｒｎから８５
チＲＨに変化させた時の寸法変化量ΔＬから下記（２）
式を使って求めた。

ΔＨただし。

Ｌ＝１５０＋ｎｍ ΔＨ＝　８５−５＝８０係ＲＨ非晶配向係数：フィルムサンプルを、螢光剤”Ｍｉｋｅ
ｐｈｏｒ　’ＥＴ　Ｎ　”　（三井東圧化学製）を含む
水浴中に５５゛Ｃで浸漬、風乾し、このサンプルを日本
分光製ＦＯＭ−１偏光螢光強度を求め。

下記（３１式の定義に従って非晶配向係数Ｆを求める。

ただし。

Ｆ：非晶配向係数工（０°〕　：タテ方向の偏光螢光強度１（９０’）：
ヨコ方向の偏光螢光強度実施例１〜５常法により得られたポリエチレン−２，６−ナツタレー
ト（チツブエｖ　０６５　）からなる未延伸シートを、
まず温度１４０°Ｃで１段目の同時２軸延坤した。延伸
倍率（タテ×ヨコ）は３．　Ｑ　ｘ　３．　Ｑ倍である
。次いでそのフィルムを１６０〜１６５°Ｃで２段目の
同時２軸延沖を行なった。延伸倍率は１．８　ｘ　ｉ、
　８倍〜２．［ｌｘ２．Ｑ倍である。さらに温度２２０
　’ｃで熱固定した（表１．実施例１〜乙の方法）。

また、未延坤ポリエチレンナフタレートシートを、まず
温度１５０°Ｃで４０倍タテ延伸し１次いでヨコ方向に
温匿１４５°Ｃで２．５倍延坤した後。

さらに１６０’Ｏで１．６　ｘ　１．６〜１．８　ｘ　
１．８倍量時２軸延沖し、続いて２２０°Ｃで熱固定し
た（表１実施例４．５の方法）。

このようにして得られたポリエチレンナフタレートフィ
ルム（８μの厚み）を使用し１次のようにして磁気テー
プを作成した。

磁性塗料は次のようにして調製し、フィルム上に塗布し
た。塗料組成は以下のとおりである。

強磁性合金粉末　　　　　　　　　ろ００部亜鉛粉末　
　　　　　　　　　　　　２５部セルロースアセテート
ブチレート　　６０部エポキシ樹脂　　　　　　　　　
　　２５部シリコーン油（滑剤）　　　　　　　　４部
レシチン（分散剤）　　　　　　　　　５部トルエン（
溶剤）　　　　　　　　　２００部メチルエチルケトン
（溶剤）　　　２００部酢酸エチル（溶剤）　　　　　
　　１００部上記組成物をボールミルで十分混練した後
、ポリイソシアイ・−ト化合物を１８０部加え、３０分
間攪拌混合した後、８μのポリエチレスナフタレートの
片面に磁場を印加しつつ乾燥厚みが６μになるようにフ
ィルムに塗布し、乾燥した。しかる後、硬化処理、鏡面
処理をした後、１／２インチ幅にスリットし所定のビデ
オテープを得た。

こうして得られたベースフィルムおよび磁気テープを評
価した結果を表１に示す。ここで磁気テープでの５％沖
び荷重とは、ベースフィルムに磁性剤を塗布した厚みで
の荷重を比較して評価した。

荷重が大きいほど良い。表１の中で◎は極めて良好、○
はかなり良好、△はあ丑り良くないことを示す。本発明
においてＦ−５値の高いものは、各種磁気テープ特性が
良好であることがわかる。

ヘッド当たりとは、ヘリカルスキャン型ＶＴＲで磁気テ
ープの磁気ヘッドへの接触状態を示し。

薄膜化とともにヘッド当たりが悪くなることが知られて
いる。Ａはテープ再生時の出力信号を一画面分でみた場
合、出力信号が強くてフラットであって良好であること
を示し、Ｂは同出力信号が少し歪んで良くないことを示
し、Ｃは同出力信号自体が弱いことを示している。本発
明の実施例は８μの薄いベースフィルムであるが、Ｆ−
５値が高いゆえにこれらのデーターが良好であることが
わかる。

壕だ１画質およびスタート・ストップ特性（画質の乱れ
を調べる）を６段階に判定し、優劣さを定性的に◎、○
、△で示した。◎は極めて良好。

○はかなシ良好、△はあまり良くないことを示すもので
ある。

実施例のテープはいずれも良好になっている。

以上のように本発明の磁気テープは、ヘッド当たりに優
れ１機械的強度、熱的寸法安定性を有し。

安定した走行性と良好な電磁変換特性を維持するもので
磁気記録材料として好適であった。

比較例１〜５従来公知の方法で製造したポリエチレンナフタレートフ
ィルムの代表例とその磁気テープ特性を表１に比較例と
して示す。

比較例１は等方性であるが°、Ｆ−５値、ヤング率が不
十分であり、高精度薄膜型磁気テープとしては好ましく
ない。比較例２は公知の製法の中でタテ、ヨコ方向のＦ
−５値、ヤング率を比較例１よシ犬きくして、かつ等方
性を保持させた例であるが、比較例１よりヘッド当たり
１画質は改善されているものの、不十分である。比較例
３．４はタテ−ヨコ−再タテ延伸工程によるテンシライ
ズドフィルムであるが、ヨコ方向のＦ−５値、ヤング率
が不足であり、かつ異方性となり、好ましくない。比較
例５はヨコを強力化したフィルムの例であるが、タテ方
向のＦ−５値、ヤング率が劣り。

かつ異方性となり、磁気テープとしてのタテ方向の５ｑ
Ｉ）伸び荷重が不足している。

表１−（３）

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のフィルムと本発明のフィルムの面内各
方向のＦ−５値を示したものである。１：従来のフィルムの特性曲線２、本発明のフィルムの特性曲線ＭＤ、フィルムの縦方向ＴＤ：フィルムの横方向 θ：フイルム面内の角度

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　ポリエチレンナフタレートを主体とする２軸
配向フイルムであって、該フィルムは１面内のあらゆる
方向において。（イ）　Ｆ−５値が２２〜６５鞄／二＝。（ロ）　　ヤング率が６５０〜１１００ｋｇ／＋＋ｎｎ
”　。（ハ）熱収縮率が２．５〜６５係。の各範囲にあり、かつ該（イ）、（ロ）、８項の各物性
値と、フィルムの熱膨張係数および湿度膨張係数の各位
は、倒れも面内偏差が２０係以下であり６かつフィルム
は、複屈折が０．０２以下、非晶配向係数が　−０２〜
０２の範囲にあることを特徴とする２軸配向ポリエチレ
ンナフタレートフイルム。