JPS62158726A - 磁気テ−プ用二軸配向ポリエステルフイルム - Google Patents

磁気テ−プ用二軸配向ポリエステルフイルム

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JPS62158726A
JPS62158726A JP29881185A JP29881185A JPS62158726A JP S62158726 A JPS62158726 A JP S62158726A JP 29881185 A JP29881185 A JP 29881185A JP 29881185 A JP29881185 A JP 29881185A JP S62158726 A JPS62158726 A JP S62158726A
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JP
Japan
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particles
film
polyester
biaxially oriented
average particle
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Application number
JP29881185A
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English (en)
Inventor
Yoen Ichikawa
市川 容圓
Masahiko Mogi
正彦 茂木
Katsumi Kida
木田 克己
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐摩耗性、走行安定性が改良されたポリエス
テルフィルムであって、特に走行時ガイド等接触部にお
ける耐摩耗性に優れ、くり返し使用後も安定した走行性
を有する磁気テープ用二軸配向ポリエステルフィルムに
関する。
〔従来の技術〕
ポリエステル特にポリエチレンテレフタレートは、その
優れた特性から広く用いられており、特に磁気記録媒体
としての需要は著しく拡大して来ている。しかしながら
、磁気記録媒体、特に磁気テープは、その製造工程、使
用過程において各種の固定ロール、ガイド類との摺動が
避Cプられず、その摺動の安定性を欠くと画像のゆらぎ
、きめの粗れ等磁気特性の悪化を惹起する。また、摺動
時フィルム表面の摩耗が生ずると発生した削れ粉が磁性
層面に転写するなどしてドロップアウトの欠点を生ずる
。したがって、摺動面における走行の安定性、耐摩耗性
の向上は、該用途における宿命的課題として改善が望ま
れている。
摺動は、被摺動面とフィルムの表面突起との接触によっ
て行われるので、フィルム表面の突起のあり方が非常に
重要な因子となる。一方このフィルム表面突起は磁性層
面の表面粗さ、すなわち、磁気テープの電磁変換特性に
も影響するため、制約を受けることになる。
従来から、この適切なる突起を求めて非常に多くの提案
がある。例えば、突起の高さと個数を定めるもの(特開
昭54−73877号公報、特開昭59−184621
号公報等)、突起の勾配を定めるもの(特開昭56−4
1525号公報)、異種の反応系析出粒子を含むもの(
特開昭57−192453号公報)などの提案があるが
、いずれも改善効果は不十分である。
一方、本発明者らも、リチウム元素、カルシウム元素、
リン元素を含有する反応系析出内部粒子と無機不活性外
部粒子の併用を提案(特公昭55−20496号公報)
しているが、磁気テープとした場合、ガイドとの回動時
の摩耗、走行安定性がかなり改善されたものの、未だ不
十分であった。
しかしながら、磁気テープの走行性は、走行速度の均一
性に関する性質であり、走行の安定性が悪いと、色のに
ごり、きめの粗さ、画像のゆらぎ等画質、変質に関する
基本特性である。従来、提案の改善により、当初の走行
性は一応の安定性を得ているが、一般にテープのくり返
し使用の頻度が高まり、くり返し使用時の走行性維持の
必要性が益々高まっている。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上記問題を解決すべくなされたものであり、耐
摩耗性を改善し、耐久走行性を有する磁気テープ用二軸
配向ポリエステルフィルムを提供することを目的とする
本発明者らは、くり返し使用時の走行安定性を与える基
材としてのポリエステルフィルムについて鋭意研究の結
果、走行安定性は、摺動部材とフィルム面との当初の摩
擦係数および、くり返し走行後の摩擦係数が共に低けれ
ばよいという当然の結果に縫着し、それを達成するため
には、フィルム表面突起の最高部高さ、最高部高さ〜平
均高さ、数分イ5を相互の関係において特定化せねばな
らないことを知り、本発明に到達したものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、ポリエステルを主体とした重合体に、■ リ
チウム元素0.005〜0.025重早四重カルシウム
元素0.01〜0.04重世%、リン元素0.02〜0
.05重四部、アンチモン元素0.02〜0.04@聞
%と、上記4種の元素の内の一種または二種以上の元素
であって、かつ、該元素の含有量の少なくとも一部を含
む平均粒径0.3〜3μの反応系析出内部粒子と、 ■ 粗面化剤として配合された平均粒径0゜1〜3μの
無機不活性外部粒子0.005〜0゜2重量% とが含有された組成物からなる二軸配向フィルムであっ
て、該フィルムの少なくとも一表面には微細な突起が形
成され、かつ、該突起の分布パラメータ(PD値)が0
.5以上である磁気テープ用二軸配向ポリエステルフィ
ルムを特徴とする。
本発明におけるポリエステルは、公知のものいずれでも
良く、具体的には芳香族ジカルボン酸のエステルからな
るポリエステル(少♀の第3成分が共重合されていても
よい)例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチ
レン−2,トナフタレンジカルボキシレート、ポリテト
ラメチレン−2゜6−ナフタレンジカルボキシレートな
どが挙げられるが、主たる繰返しψ位、好ましくは80
モル%以上がエチレンプレフタレートであるポリエチレ
ンテレフタレートが好ましい。
また、本発明にお【ブる二軸配向フィルムは、上記のポ
リエステルを主体とした重合体を、シート化し、これを
二軸方向に延伸して配向せしめ二軸配向フィルムとした
ものであって、該フィルムの少なくとも一表面には微細
な突起が形成され、がっ、該突起の分布パラメータ(P
D値)が0.5以上のフィルムである。
PD値とは、突起分布パラメーターで、次式で定義され
る。
PD= 1 / ((CvRMCvp(Rp−11a)
) /CvN )式中CVRI) : II械力方向フ
ィルムの縦方向)’lrnm間の粗さの中心線から最高
突起高さ同距 離(I?p)の変動率(−) CVD(R1)−11a) : 114Fi方向1 n
wn、幅方向0.125mmの面積内において、機械方
向i rnm間の粗さの平均値(Ra)の平均値からR
1)の平均値間にピークを有する突起の粗さの 中心線からの高さの変動率(−) CvN   :機械方向1画間に存在する粗さの中心線
よりも高い突起の数(N>の変動率 なお、PD値≧0.5であるが、PD値≧0゜6である
ことがより好ましい。PD値く0.5では耐久走行性が
不十分である。
この特定の突起分布を得るには、ポリエステルを主体と
した重合体に、 ■ リチウム元素0.005〜0.025重量%、カル
シウム元素0.01〜0.04重ffi%、リン元素0
.02〜0.05重量%、アンチモン元素0.02〜0
.04重量%と、上記4種の元素の内の一種または二種
以上の元素でおって、かつ、該元素の含有量の少なくと
も一部を含む平均粒径0.3〜3μの反応系析出内部粒
子と、 ■ 粗面化剤として配合された平均粒径0゜1〜3μの
無機不活性外部粒子0.005〜0゜2重量% とを含有させる必要がある。
この場合、反応系析出内部粒子の大きさは、フィルム中
に存在する場合の大きざである。なお、平均粒径0.7
〜3.0μの内部粒子(A>と、平均粒径0.3〜1.
5μの内部粒子(B)とを共存させ、両者の平均粒径の
関係を(A>> (B)となる如く配合するのがより好
ましい。
また、無機不活性外部粒子の平均粒径(C)はフィルム
中に存在する場合の大きざで、反応系析出内部粒子の平
均粒径との関係は(A>< (C)あるいは(B)> 
(C)となる如く用いるのが好ましく、(A>≧(C)
≧(B)となる如く用いるのは好ましくない。
ここで用いられる(A)あるいは(C)の最大大きさは
、所望される表面粗さとの関係で選択されるべきである
反応系析出内部比粒子の存在旦比(A)/(B)を0.
05〜6.Olより望ましくは0.1〜5゜0となる如
く配合させるのが好ましい。
ここで、リチウム元素、カルシウム元素、リン元素、ア
ンチモン元素はポリエステル反応系において添加し、反
応促進触媒および/または反応系における造粒剤である
。生成する粒子の大きさは、反応系におけるかぎまぜ剪
断力および析出速さ、すなわち、エチレングリコールの
留去速さによって調製される。生成する粒子の聞は、ポ
リエステルを溶媒に溶かして遠心分離あるいは濾過して
測定できるが、ポリエステルの溶媒に粒子の1部が溶解
してしまうので正しい結果は得にくい。また、粒子の組
成は、4種の添加元素およびポリエステル溝成成分が複
雑に関連するので定かではない。
しかし、各元素の添加量によって、粒子組成および生成
量は大略決まる。
リチウム元素が0.005fflffi%未満では粒子
数が少な過ぎ、0.025重量%を越えると、前記のか
きまぜ剪断力、析出速さ等の調製をもってしても、凝集
粗大粒の生成が防げず、粗大突起の原因となり、ドロッ
プアウトおよび、集中剪断力が加わることによる摩耗粉
の発生など、好ましくない品質欠陥を生ずる。
カルシウム元素が0.01重量%未満では、粒子の生成
が不十分であり、0.04重量%を越えると凝集粗大粒
が生成し、好ましくない。
リン元素が0.02重凹%未満では、生成する粒子の粗
大化が起こり、0,05重四%を越えると、重縮合反応
速度が遅くなり経済的に好ましくない。
アンチモン元素が0.02重量%未満では生成粒子が少
なく、粗大化し、0.04重楢%を越えると凝集粗大粒
が生じて好ましくない。
反応系析出内部粒子の平均粒径は、上記の如く重縮合反
応条件、特に、かきまぜ剪断速度グリコールの留出速度
によって調整し得るが、反応機の大きざ・形状、かきま
ぜ方式、かきまぜ機の形状、減圧システム、グリコール
留出制御用蒸溜塔形式など反応装置に依存するので、使
用反応装置に適した条件が選ばれるべきである。
粗面化剤として配合される無機不活性外部粒子としては
例えば、炭酸カルシウム、無水硅酸、タルク、カオリナ
イト、酸化チタン等が挙げられる。
その平均粒径はフィルム内において0.1〜3゜0μで
あるが、1次粒子が小さく、その凝集による2次粒子の
平均径が0.1〜3.0であって、製造工程にお【プる
圧力、例えばフィルム張力遮断のためのニップロール、
待にカレンダリングのためのカレンダロールで破壊され
るような凝集粒子は、その破壊時にフィルム表層の破壊
も伴ない易く、該粒子粉、ポリエステル粉を発生し、ド
ロップアウト、走行性不良等の欠点を生ずるので好まし
くない。炭酸カルシウムは、ポリニスケル生成反応時の
凝集が少ないので、好ましく用いられる。
分散装置・配合方法との関連で粒子の選択が必要である
無機不活性外部粒子の平均粒径が0.1μ未満では耐久
走行性を満足する表面構造は得られず、3.0μを越え
るとフィルムの表面粗度が大きくなり過ぎ好ましくない
反応系析出内部粒子(A)(平均粒径0.7〜3.0μ
)と反応系析出内部粒子(B)(平均粒径0.3〜1.
5μ)と無機不活性外部粒子にすると相互作用によって
耐久走行性の優れた表面構造が得られる理由は不明であ
るが、反応系析出内部粒子の結晶化促進効果は一般に無
機不活性外部粒子のそれよりも大きいこと、無機不活性
外部粒子と反応系析出内部粒子(A>あるいは(8)と
の2成分粒子系ではPD値がやや低いこと、反応系析出
内部粒子が小さ過ぎても、大き過ぎても好ましい効果が
得られないことなどから、粒子の大きさと間および結晶
化促進性との関連でより優れた効果を発揮するものと考
えられる。
反応系析出内部粒子の存在量比(A>/CB)は0.0
5〜6.0が好ましく、0.1〜5.0がより好ましい
。これを外れるとより優れた効果が得難いことは上記理
由によるものと考えられる。
本発明のポリエステルフィルムは、磁気テープ用基材フ
ィルムとして用いられる。ざらに本発明の特定突起分布
パラメーターを有する面は磁気テープとした場合に、走
行面を構成すべく適用される。
磁性層構成面側は、必要な電磁変換特性を得るに適した
面粗度、例えば中心線平均粗さ0.007〜0.04μ
を保持しているのが好ましい。
本願の対象である走行面側も磁気テープ製造工程におい
て磁性層が完全固化する前に巻きあげられた場合、およ
び、製品テープ長期保存時の磁性層のクリープ現象等に
よって走行面側粗さが磁性層面に転写されることがある
ため、その表面粗さは、中心線平均粗さとして0.00
7〜0.05μであるのが好ましい。
一方、Rpの値も余り多き過ぎると磁性層面への局所的
転写が大きくなり、また、余りに小さいとCvp(Rp
−Ra)の値を大きくし難いので、その平均値は0.0
5〜0.30μが好ましい。
フィルム両面の粗度を個別に調整する方法としては、例
えば、複合製膜技術が適用され得る。
また、本発明のフィルムは、抗張力性、強度、熱寸法安
定性等を保持すべぎことは当然必要であり、屈折率の機
械方向、幅方向、厚み方向の平均値にnは1.6018
〜1.6030、結晶化度は49.5〜53.5%であ
るのが好ましい。
この物性を得るためには、通常の製膜技術が適用し得る
。具体的には、縦方向に80〜100′Gで2.5〜6
倍、横方向に90〜140℃で2゜5〜5倍に延伸し、
必要に応じて縦方向および/または横方向に120〜1
80℃で1.1〜2゜5倍に再延伸し、次いで、180
〜230℃で3〜15秒間の熱処理を施す。なお、熱処
理時にはフィルムにリラックス率10%以下の弛緩を付
与してもよい。
〔特性の測定方法〕
<1>PD値 小板研究所製三次元表面粗さ計を用い、測定長さ1mm
、 cut off 2.5mm、触針スピード0. 
1mm/5eC1縦倍率10万倍、横倍率100倍、測
定間隔5μ、測定回数n(25回)以上で測定する。
Ra:粗さ曲線からその中心線の方向に、中心線をX軸
、縦倍率の方向をY軸とし、粗さ曲線をY=f (x)
で表わした時、次式で与えられる値Ra=(1/100
0)fIf(x)ldx   <11>ら−(+/zド
にλ2  (汐 4二( Rp:断面曲線において山と谷とを埋めてできる中心線
から最高点までの距離(μ) N:粗さ曲線の中心線に平行でyだけ離れたレベルにピ
ークカウントレベルを設け、中心線を曲線が交叉する2
点間において、ピークカウントが交叉する点が1回以上
存在する時1山として、ピークカウントレベルを0.0
1μずつずらしながらこの山数を数える。
ピークカウントレベルが0.01μのときの山数をNと
する(個/ rnm ) P(Rp−Ra) :ピークカウントレベルが0.01
m(μ)〜0.01 (m+1>(μ)間にピークを有
する山数をφm (個/ n+m >とし、その中心線
からの平均高さを0.01 (m+0.5>(μ)とす
る。
φm = (0,01(m−1) 〜0.01m (μ
)間に存在する山数)−(0,01m〜0゜01 (m
+1>(μ)間に存在する山数)R1)!0.01 (
m+1 > 0.010≦Ra<0. 01  (q+1 >但し、
m、qSrは正の整数を満足する0001q〜0.01
r(μ)間においてピークを有する突起の中心線からの
平均高ざをP(Rp−Ra)PD=1/  ((CvR
p/CvP(Rp−Ra))/CvN )   (−)
<2〉  反応系析出内部粒子の組成 (粒子分離法) ポリエステルまたはポリエステルフィルムをメタノール
で十分洗浄し表面付む物を取り除き水洗して乾燥する。
該フィルム300Qを採取し、これに0−夕日ルフェノ
ール2.7kyを加えて攪拌しつつ100℃まで昇温さ
せ、昇温後ざらに1時間そのまま放置してポリエステル
部分を溶解させる。
ただし高度に結晶化している場合などでポリエステル部
分が溶解しない場合には、一度溶融させて急冷した後に
前記の溶解操作を行なう。
次いでポリエステル中に含有されているゴミあるいは添
加されている補強材など反応系析出内部粒子(以下、単
に内部粒子という)以外の粗大不溶物除去のため、前記
溶解溶液をG−1ガラスフイルターで)戸別し、この正
損は試料重量から差し引く。
日立製作所分離用超遠心機4OP型ローターRP30を
装置1nシ、セル1個当りに前記ガラスフィルター戸別
後の溶液3Qccを注入後、ローターを450 Orp
mにて回転させ。回転異常のないことを確認後、ロータ
ー中を真空にし、30000 rpmに回転数を上げ、
この回転数にて粒子の遠心分離を行なう。
分離の完了はほぼ/10分後であるがこの確認は必要あ
れば分離後の液の375mμにおける光線透過率が分離
前のそれに比し、高い値の一定値になることで行なう。
分離後、上澄液を傾斜法で除去し分離粒子を得る。
分離粒子には分離が不十分なことに起因するポリエステ
ル分の混入があり得るので、採取した該粒子に常温のO
−クロルフェノールを加えほぼ均−懸濁侵、再び超遠心
分離機処理を行なう。
この操作は後述の粒子を乾燥後該粒子を走査型差動熱量
分析を行なって、ポリマに相当する融解ピークが検出で
きなくなるまで繰り返す必要がある。最後に、このよう
にして得た分離粒子を120℃、16時間真空乾燥して
秤量する。
なお前記操作で得られた分離粒子は内部粒子とポリマに
添加された無機不活性外部粒子(以下、単に外部粒子と
いう)の両者を○んでいる。このため内部粒子量と外部
粒子量を個別に求める必要があり、まず前記分離粒子に
ついて金属分の定量分析を行ないCa、[iの含有最お
よびCa、[i以外の金属S右はを求めておく、次いで
該分離粒子を3倍モルのエチレングリコール中で6時間
以上還流加熱したのち、200’C以上になるようにエ
チレングリコールを密入して解重合すると内部粒子だけ
が溶解する。残った粒子を遠心分離して1qられた分離
粒子を乾燥秤量し外部粒子量とし、最初の合計分離粒子
量との差を内部粒子間とする。
(リチウム元素) 前述した分離方法で得られた内部粒子試料に硫酸を加え
湿式灰化した後600 ’C11時間加熱し、これを塩
酸水溶液に溶解し、原子吸光法にて定量する。
(カルシウム元素) 内部粒子試料を100℃で2時間加熱して灰化した後、
塩酸溶液に溶解し、原子吸光法にて定量する。
(リン元素) 内部粒子試料を硫酸と過塩素酸の存在下で湿式灰化した
後、硫酸酸性溶液中にてモリブデン酸アンモニウムによ
り発色させ、845mμの吸光度を測定し、あらかじめ
作成した検量線を用いて定量する。
(3)  耐久走行 1/2インチ幅磁気テープをNational MV 
650型VTRを用い、室温で100回くり返し走行さ
せる。その前後において、VTR用固定ガイドピンを用
い、巻付は角180”、荷重1000、滑り速度2m/
minで滑らせるに必要な張力TQを測定する。
T/100=eμから!tlFJl?i4係数μを計算
する。
(実施例) 実施例、比較例 テレフタル酸ジメチル100部、エチレングリコール7
0部とから酢酸マンガン0.035部を触媒として常法
によりエステル交換反応を行ない、その生成物に三酸化
アンチモン0.04部、エチルシングリコールに溶解し
た酢酸リヂウム0.15部、酢酸カルシウム0.09部
およびリン酸トリメチル0.13部を添加した後重縮合
反応を行ない固有粘度0.61B、軟化点259.7℃
のポリエチレンテレフタレート(A>を得た。
本ポリエチレンテレフタレート約300C1を用い前記
測定方法で含有粒子を分離したところその間はもとのポ
リエチレンテレフタレートに対して0.5重量%であっ
た。
ついでこの分離粒子について走査型差動熱量分析にてポ
リエチレンテレフタレートの混入のないことを確認した
後、常法により炭素、水素の分析を行なうとともに、前
記測定方法でリチウム、カルシウム、リン、アンチモン
の各元素の定量分析を行ない表1の結果を19だ。
また、生成ポリエチレンテレフタレートをプレパラート
にはさみ溶、融、冷却後顕微鏡でI2察したところ、体
積平均粒径1.8μ程度の多数の粒子が観察された。
表   1 次いで、ポリエチレンテレフタレート(A>と同−処決
で、重縮合反応時のかきまぜ機の回転速度を40%増加
させた他は全く同様にして重縮合を完結させ、固有粘度
0.610、軟化点260゜1°Cのポリエチレンテレ
フタレート(B)を得た。
ポリエチレンテレフタレート(8)中の内部粒子は0.
49重量%であり、その組成は表2のようであった。
また、このポリマをプレパラートにはさみ溶融、冷却後
顕微鏡で1i5!察したところ、体積平均粒径1゜Oμ
程度の多数の粒子が観察された。
表   2 次に、テレフタル酸ジメチル100部、エチレングリコ
ール70部、酢酸マンガン0.035部を反応させて、
エステル交換反応を行ない、その生成物に三酸化アンデ
モ20.03部、エチレングリコールに均一分散させた
平均粒径2.0μの炭酸カルシウム1部を添加し、続い
てリン酸トリメチル0.05部を添加した後重縮合反応
を行ない固有粘度0.620、軟化点259.5℃のポ
リエチレンテレフタレート(C)を得た。
このポリマをプレパラートにはさみ溶融冷却後顕微鏡で
観察したところ、平均粒径2.1μ程度の多数の粒子が
観察された。
ポリエチレンテレフタレート(A>、(B)、(C)の
混合率を変えて混合し、常法によって減圧乾燥溶融押出
しし、3.3倍に縦延伸、次いで3.5倍に横延伸した
後、205℃で熱固定し、厚さ14μのポリエチレンテ
レフタレートフィルムを得た。フィルムの特性を表3に
示した。
なお、表3のNo、/l、5,7.8は比較例である。
ただし、No、8はRaが大ぎ過ぎるため、その他の評
価は中止した。
(発明の効果〕 本発明は、ポリエステルからなるフィルムに、特定の元
素と、その元素に基づく内部粒子と、外部粒子を含有せ
しめ、表面に微細な突起を有する二軸配向ポリエステル
フィルムとし、かつ、該表面の少ムくとも一面のPD値
が0.5以上の突起を有するフィルムとしたことにより
、磁気テープに用いた場合、フィルム1目動面における
耐摩耗性を改善し、耐久走行性を向上させるという優れ
た効果を得ることができたものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリエステルを主体とした重合体に、[1]リチ
    ウム元素0.005〜0.025重量%、カルシウム元
    素0.01〜0.04重量%、リン元素0.02〜0.
    05重量%、アンチモン元素0.02〜0.04重量%
    と、 上記4種の元素の内の一種または二種以上の元素であつ
    て、かつ、該元素の含有量の少なくとも一部を含む平均
    粒径0.3〜3μの反応系析出内部粒子と、 [2]粗面化剤として配合された平均粒径0.1〜3μ
    の無機不活性外部粒子0.005〜0.2重量% とが含有された組成物からなる二軸配向フィルムであつ
    て、該フィルムの少なくとも一表面には微細な突起が形
    成され、かつ、該突起の分布パラメータ(PD値)が0
    .5以上である磁気テープ用二軸配向ポリエステルフィ
    ルム。
JP29881185A 1985-12-29 1985-12-29 磁気テ−プ用二軸配向ポリエステルフイルム Pending JPS62158726A (ja)

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JP (1) JPS62158726A (ja)

Cited By (2)

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