JPS62177035A - 2軸配向フイルム - Google Patents

2軸配向フイルム

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JPS62177035A
JPS62177035A JP61017889A JP1788986A JPS62177035A JP S62177035 A JPS62177035 A JP S62177035A JP 61017889 A JP61017889 A JP 61017889A JP 1788986 A JP1788986 A JP 1788986A JP S62177035 A JPS62177035 A JP S62177035A
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film
titanium nitride
biaxially oriented
average particle
oriented film
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JP61017889A
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Kiyohiko Ito
喜代彦 伊藤
Kenji Tsunashima
研二 綱島
Shoji Nakajima
彰二 中島
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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)

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92軸配向フィルムに関し、さらに詳しくは表
面の均一性、平坦性に優れた遮光性2軸配向フィルム、
特に磁気記録媒体用遮光性2軸配向フィルムに関するも
のである。
〔従来技術〕
磁気記録媒体、特にフレキシブルディスクにおいては、
情報記録位置の検出に光センサーを用いておシ、最近の
ように、高密度記録化の要求に伴い磁性層が薄膜化する
と光透過性が高くなシ、光センサーの誤検出を招くおそ
れがある。したがって遮光性の良好な磁気記録媒体用ベ
ースフィルムが待望されているのが現状である。上記の
光センサーには9通常800nm〜1100nmの近赤
外域の波長の光に感するものが使用されている。
したがって、この用途のベースフィルムとしては特に9
00nm前後の波長の光に対する遮光性が重要となって
くる。
従来の遮光性に優れた高分子二軸配・向フィルムは9例
えば特開昭59−186124号公報のよウニ、ポリエ
ステルにカーボンブラックを添加したシ、あるいは、特
開昭56−83841号公報のように、ポリエステルに
カーボンブラックを添加した遮光層の少なくとも片面に
カーボンブラックを添加していないポリエステル層を積
層せしめたものがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記従来の遮光性フィルムに用いているカーボ
ンブラックは、極めて凝集性が強く熱可塑性高分子に添
加した時9分散が不十分となシフィルム製膜時に粗大凝
集粒子に起因する粗大突起が発生したり9表面の平坦性
が悪化したりする。
一方、磁気記録媒体、特に磁気テープならびにフレキシ
ブルディスクにおいては、電磁変換特性を良くするため
に磁性層の表面を平坦化することも必要である。
しかしながら、前述したように、高密度記録化に伴い磁
性層厚みが薄くなっているためベースフィルムの表面の
平坦性が悪いと9磁性層表面の平坦性に悪影響を及ぼす
度合が高くなる。
また、逆に、ベースフィルムの表面を平坦にすると一般
には、滑シ性が悪くなり磁気記録媒体を製造する際に支
障をきたすようになる。
すなわち、ベースフィルムは、平坦化には限度があシ、
平坦性を優先すれば滑シ性′f:ある程度犠牲にせざる
を得す、逆に、滑シ性を優先すれば平坦性をある程度犠
牲にせざるを得ないという欠点を有していた。
このように、遮光性と平坦性さらには滑り性をも同時に
満足させることは、極めて難しい。たとえば、前記のよ
うにカーボン粉末を添加した高分子2軸配向フィルムで
は、遮光性と滑り性を同時に満足することは出来ても、
平坦性をも同時に満足させることは、極めて難しく、マ
たシリカ、タルク、カオリナイト、炭酸カルシウムなど
一般に用いられる微粒子では、たとえ平坦性と滑り性を
同時に満足することは出来ても、遮光性をも同時に満足
することは、極めて難しいという欠点を有していた。
本発明は、かかる問題点を改善し遮光性、滑シ性、平坦
性が共に優れた2軸配向フィルムを提供することを目的
とする。
〔問題を解決するだめの手段〕
本発明は、熱可塑性樹脂に、平均粒径2.5μm以下の
微粒子状窒化チタンを混合した2軸配向フィルムであっ
て、かつ、該微粒子状窒化チタンの混合量を下記(1)
〜(2)式が同時に満足する範囲内としだ2軸配向フィ
ルムを特徴とするものである。
0.02≦AXB≦3.0  ・・曲・・・曲・・・・
・・曲(1)025≧17 (B   x C)   
曲、、、曲イ2)〔但し、Aは微粒子状窒化チタンの平
均粒径(μm)、Bは微粒子状窒化チタンの含有量(重
量%)、Cは2軸配向フィルムの厚み(μm)ヲ示す。
〕本発明における熱可塑性樹脂は、フィルム形成能があ
れば公知の樹脂の倒れでもよいが9強度や伸度特性9寸
法安定性に優れる線状芳香族ポリエステル、ポリフェニ
レンサルファイドが、特に好ましい。
前記熱可塑性樹脂はポリマー・ブレンドであってもよい
。腟−ポリマー・ブレンドは、1種類のポリマーが90
重量%以上を占めるものが好ましい。
また線状芳香族ポリエステルにおける芳香族カルボン酸
の具体例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2.
6−ナフタリンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカ
ルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテ
ルジカルボン酸、ジフェニルサルホンジカルボン酸、ジ
フェニルケトンジカルボン酸、アンスラセンジカルボン
酸、α、β−ビス(2−クロロフェノキシ)エタン−4
,4’−ジカルボン酸などが挙げられ、これらのうち、
特にテレフタル酸が好ましい。
まだ、アルキレングリで一ルの具体例としては。
エチレングリコール、11メチレンクリコール。
テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール
、ヘキサメチレ′ングリコール、ヘキシレンクリコール
などが挙げられ、とれらのうちで、特にエチレングリコ
ールが望ましい。
本発明にいう2軸配向フィルムは、圧延によっても、2
軸延伸(同時2軸延伸でも逐次2軸延伸でもよい。)に
よったものでもよい。2軸延伸においては9通常9面積
倍率(縦延伸倍率と横延伸倍率との積)が4倍以上のも
のが特に好ましい。
なお、2軸配向の程度は特に限定されないが。
その程度は9面内複屈折Δnが0〜0.15.好ましく
は0〜0.10.面内屈折率の和が6.2〜3.42゜
厚さ方向屈折率比が0.935〜0.980が望まし6
一 い。ここで云う面内複屈折Δnとは、ナトリウムD線を
用いたアタゴ■製のアツベ屈折計で25℃・65%RH
で測定したフィルムの縦方向と横方向と厚さ方向の各屈
折率のうち、縦方向と横方向の屈折率の差の絶対値であ
シ、また9面内屈折率の和とは、縦方向屈折率と横方向
屈折率の和であり、また、厚さ方向屈折率比とは、フィ
ルムの厚さ方向の屈折率(J)と、そのフィルムを溶融
プレス後10℃水中で急冷した非晶フィルムの厚さ方向
の屈折率(K)の比、すなわち、(、T)/(K)であ
る。なお9本発明二軸配向フィルムの上記配向の程度は
特に面配向が高い必要は力<、いわゆる面配向指数(1
/2x(縦方向屈折率+横方向屈折率)−厚さ方向屈折
率〕は0.145以上以上下よい。
本発明で用いる微粒子状窒化チタンは9通常。
金属チタンまたは二酸化チタンを窒素気流中で加熱する
ことによシ得られる窒化チタンを粉砕・分級するか、あ
るいは、四塩化チタンと窒素と水素を高温下で気相反応
することによシ得られる。なお前記微粒子状窒化チタン
の平均粒径は2.5μ以下、好ましくは1.5μm以下
であることが望ましい。平均粒径が2.5μm、好まし
くは1.5μmを越えると特許請求の範囲にある(1)
式と(2)式を同時に満足することが極めて難しいだけ
でなく、たとえ(1)式と(2)式を同時に満足しても
フィルムをスリット加工した場合にフィルム端部断面が
平坦とならず凹凸面となり、さらには磁気記録媒体とし
た後の電磁変換特性も不十分なため好ましくない。
まだ、下限は特に限定されないが0.01μm以上が望
ましい。
微粒子状窒化チタンの含有量B(重量係)は。
平均粒径A(μm)ならびに2軸配向フィルムの厚みC
(μm)との組合せにおいて決定する必要があり、(1
)式で示したようにAとBの積が0.02〜6.0.好
ましくは0.04〜2.0の範囲を選ぶ必要がある。A
とBの積が0.02.好ましくは0.04未満では、滑
り性が不十分となるので好ましくない。逆にAとBの積
が6.0.好ましくは2.0を越えると平坦性が不十分
となシ磁気記録媒体とじたまた(2)式で示した微粒子
状窒化チタンの含有量B(重量係)と遮光性2軸配向フ
ィルムの厚みC(μm)との関係は9発明者らが、80
0〜1200nmの波長の光に対する光線透過率が60
係以下。
好ましくは、50%以下になるような含有量Bとフィル
ムの厚みCの関係を鋭意研究した結果、含有量Bの0.
6乗とフィルム厚みCの08乗の積の逆数が0.25以
下、好ましくは0,2以下の時に満足することを見い出
した。
上記(1)式と(2)式を同時に満足させる微粒子状窒
化チタンの含有量Bを選ぶ必要がある。なお、この(1
)式と(2)式を同時に満足させ、さらに含有量Bを2
0重重量以下にすると、2軸配向フィルムは強度特性が
著しく向上するので好ましい。
微粒子状の窒化チタンの添加は、任意の段階。
任意の方法で行なわれ1例えば熱可塑性樹脂の製造原料
中に添加したシ、熱度塑性樹脂の重合中にてペレット化
してもよい。特にポリエステルの場合は1重合開始前エ
ステル化又はエステル交換反応で比較的低分子量の中間
体を製造する段階、あるいはこれらを更に減圧または不
活性気流中で反応させてフィルム形成能を有する高重合
体を得る段階等のポリエステル重合開始前から重合反応
中の段階で添加するのが操作上有利である。この特種々
の分散媒、一般にはエチレングリコールに均一に分散さ
せたスラリー状態で添加するのが好ましい。
エチレングリコール等の分散媒への分散には。
種々の分散法例えば高速分散機(H9S、D)、超音波
分散機、コロイドミル、ウルトラ・フーレツクス、ホモ
ジナイザー、サンドミル、アトライタ。
ロールミル等を用いて分散するのが好ましい。特に、超
音波分散機やサンドミル、ロールミル等の分散が、凝集
粒子を微分散させるために有効であり好ましい。最も好
ましくは、0.5mm以下のメディアを用いて分散する
方法である。また分散時には、リン酸、アルカリ化合物
、ポリアルキレングー1〇− リコール等の分散剤を使用するとスラリーおよびポリエ
ステル中での微粒子状の窒化チタンの再凝集を防止でき
特に好ましい。ポリーP−フェニレンサルファイドの場
合には1重合により得られたポリーP−フェニレンサル
ファイド粉末に微粒子状の窒化チタンを添加し、均一に
分散させてから溶融押出してペレット化するのが好まし
い。
本発明においては、更に微粒子状〜窒化チタン以外の平
均粒径25μm以下の不活性微粒子を含有せしめること
ができる。この場合不活性微粒子の添加量は、平坦性を
損わ々い範囲内であることが好ましく9通常、微粒子状
の窒化チタンとの合計量がフィルム全体の20重量係、
好ましくは。
10重重量以内であることが望ましい。このような不活
性微粒子の例としては、シリカ、無水ケイ酸アルミニウ
ム、炭酸カルシウム、二酸化チタン等があげられるが、
この限シではない。
また本発明の2軸配向フィルム(あるいは、フィルム原
料用熱可塑性樹脂)には、必要に応じて着色剤、酸化防
止剤、側熱安定剤、耐候安定剤。
帯電防止剤等の添加剤を含有してもよい。
熱可塑性樹脂を2軸配向フィルムに製膜するには常法に
従えばよい。すなわち前記の方法で得られた微粒子状へ
窒化チタンを含有しだ熱可塑性樹脂のマスターペレット
、あるいは、このマスターペレットと微粒子状へ窒化チ
タンを含有していない熱可塑性樹脂のペレットを最終含
有量が所望の濃度になるようにトライブレンドし、これ
を常法により乾燥後、押出機にて溶融し、冷却ドラム上
にキャストし、得られたフィルムを2軸配向させればよ
い。こうして製造された本発明の2軸配向フィルムの厚
みは、2〜200μm、好ましくは5〜100μmが望
ましい。配向方法は圧延でも延伸でも9両者の併用でも
よい。また同時2軸配向、逐次2軸配向の伺れを採用し
てもよい。2軸配向の条件をポリエステル、特にはポリ
エチレンテレフタレート、またはこれを主成分とするポ
リエステルフィルムを例として説明すると、未延伸フィ
ルムを縦横両方向共、延伸温度70〜160℃、延伸倍
率2〜5倍で延伸し、160〜250°Cで熱処理する
のが通例である。まだ、ポIJ  p−フェニレンサル
ファイドフィルムの場合には。
未延伸フィルムを縦方向に、延伸温度95〜105℃、
延伸速度30,000%/分以上、延伸倍率6.9〜4
9倍で延伸後、この縦1軸延伸フィルムを延伸温度95
〜110℃、延伸倍率3.5〜3.9倍に横延伸し、必
要に応じて200〜250℃で熱固定することによシ得
られる。
本発明で得られる2軸配向フィルムは、フィルム製膜工
程中の任意の時点で低温プラズマ処理。
コロナ放電処理等による表面改質、あるいは、滑剤コー
ティング等の易滑処理、あるいはポリエステルエーテル
やスルホイソフタル酸等を共重合した水溶性ポリエステ
ルを塗布してもよい。
ここで言う低温プラズマ処理とは、低圧下のガス雰囲気
に高電圧を印加することによって開始。
持続する放電、いわゆるグロー放電に、熱可塑性高分子
からなるシートあるいはフィルムをさらし。
グロー放電中に生成した電子、イオン、励起原子。
ラジカル、紫外線などの活性粒子で前記シートあ−1ス
ー るいはフィルムを処理するものである。また、低温プラ
ズマ処理したシートおよびフィルムは、さらに1回以上
延伸されることが好ましい。
以上のようにして本発明の2軸配向フィルムを得ること
ができる。なお9本発明のフィルムは。
微粒子状〜窒化チタンを特定量含有せしめることによシ
、平坦性、滑シ性、さらには遮光性をも満足するため、
磁気記録媒体、特には磁気テープ。
フレキシブルディスク等のベースフィルムとして適用す
ることができる。
〔作用〕
本発明フィルムは、微粒子状や窒化チタンを混合しだの
で、その粒子の屈折率が大きいことと。
反射率が高いととならびに粒子が微細で平均粒径が一定
していることから下記の効果が得られるものと推測する
〔発明の効果〕
本発明の2軸配向フィルムは、800〜1l100nの
波長の光に対する遮光性に優れ、さらにフィルム表面の
滑シ性、平坦性が共に優れているという効果を奏し、こ
のフィルムを磁気記録媒体用のペースとして用いたとき
、優れた電磁変換特性を示す。また滑シ性に優れている
ためフィルム取り扱い中に問題を生ずることもなく、フ
ィルムの巻き姿も良好である。
〔特性の測定方法、評価基準〕
(1)表面粗さ〔中心線平均粗さ; Ra (μm)〕
:触針式表面粗さ計による測定値を示す(カットオフ値
0.25 mm、測定長4mm、ただし、JIS−B−
0601による)。
なお、測定値を次の基準で区分した。
[1,036μを越える:× 0035〜0020μ:△ 0、020μ未満二〇 通常、△、○であれば磁気記録媒体用に使用できる。
(2)滑シ性: ASTM−D−1894B−63に従い、スリップテス
ターを用い静摩擦係数(μB)ならびに動摩擦係数(μ
d)全測定した。通常、フィルムとして易滑性に優れて
いるとされる範囲は、 μBで1.6以下、μdで1,
2以下である。
(3)光線透過率: 日立製作所■自記記録型分光光度計を用いて波長を80
0〜1l100nと変え平行光線透過率を光線透過率が
か寸%以下であれば遮光性にすぐれているとされる。
(4)電磁変換特性: 下記の磁性塗料を本発明の2軸配向フィルムの片面に塗
布し、乾燥、硬化することによって磁性層を形成せしめ
た。このようにして製造した磁気記録媒体に7000H
zの信号を記録し再生した時の出力信号を一画面分で見
た場合に、出力信号が強く、かつ信号波形がフラットで
あるものを「良好」、出力信号が弱いか信号波形が変形
しているものを「不良」と判定した。
〔磁性塗料〕
強磁性合金粉末(Fe−Co )   300重量部亜
鉛粉末(平均粒径2μm)  25重量部セルロースア
セテートブチレート   60  Iポリイソシアネー
ト化合物  180 l(デイスモデュールr、−75
) エポキシ樹脂         25 1シリコーン油
           41レシチン        
    51トルエン(溶剤)       200 
 zメチルエチルケトン(溶剤)  200  #酢酸
エチル(溶剤)      100  z(5)平均粒
径: 堀場製作所製遠心沈降式粒度分布測定器CAPA500
によって得た等価球径分布における積算50%点の値を
用いる。
〔実施例〕
以下、実施例に基づいて本発明をよシ詳細に説明するが
本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例1〜16 平均粒径0.03μm、0.2μm、15μm、2.5
μmの4種類の窒化チタンをそれぞれ10部とエチレン
グリコール100部およびテトラエチルアンモニウム水
酸化物0.06部を添加し、0.1mmφのガラスピー
ズを100部添加し、攪拌槽中で300Orpmにて6
時間攪拌した。攪拌終了後400メツシユ金網でガラス
ピーズを分離し、窒化チタンのスラリーP1s p!、
 pM、 p4e調製した。
エチレンクリコールユニット/テレフタル酸ユニットモ
ル比1.29反応率98%のビス−β−ヒドロキシエチ
ルテレフタレートを反応器に240℃で貯留し常圧でテ
レフタル酸、エチレングリコール(エチレングリコール
/テレフタル酸モル比1、20 )のスラIJ−’!&
一定速度で連続的に供給した。スラリー供給終了後9反
応温度245℃で1時間反応後、リン酸40 P P 
m (IJン原子の量として生成するポリマーに基づい
た添加量)を添加した後、上記4種の窒化チタンのスラ
リーを添加し288℃の温度、かつ0.03 mmHg
以下の高真空下で2重合触媒として三酸化アンチモンを
用い重縮合反応を行なった。上記反応において4種の窒
化チタンのスラリーの添加量を調整することによシ9窒
化チタンを081〜1.0重量部含有するP型の各種ポ
リマーを得た。
また、平均粒径0.03μm、0.2μmの窒化チタン
をそれぞれ30部とエチレングリコール100部を添加
し、ホモゲナイザーにて高速攪拌後、五十嵐機械製サン
ドグラインダーにて処理することにより窒化チタンのス
ラリーBを調製した。
次に、ジメチルテレフタレートとエチレングリコールを
酢酸マンガンを触媒として用いエステル交換反応後、前
記窒化チタンのスラIJ  Bを添加し、重合触媒とし
て三酸化アンチモン、安定剤としてリン酸トリメチルを
用い常法にて重縮合反応を行なった。
前記にて、エチレン交換反応後に加える窒化チタンのス
ラリーBの添加量を調整することによシ窒化チタンを1
0〜20重量係含重量るQ型の各種ポリマーを得た。
得られたP型、Q型の各種ポリマーを常法により製膜し
、縦3.4倍9横6.6倍の倍率で延伸後。
200℃で熱固定することによって、厚み7〜200μ
のポリエチレンテレフタレート2軸配向フィルムを得た
これらのフィルムの滑シ性1表面粗さ、電磁変配向フィ
ルムは、滑り性、平坦性、900部mの波長の光に対す
る遮光性ならびに電磁変換特性のいずれもが優れている
ことがわかる。
実施例14〜16 ポリP−フェニレンサルファイドポリマー微粉末に滑剤
としてステアリン酸カルシウム粉末ヲ0゜1重量部添加
し、平均粒径0,2μmの微粒子状窒化チタンを05重
重量部加しミキサーで攪拌混合後、溶融押出ししてペレ
ット(U型ポリマー)を製造した。このペレットをエク
ストルダーのホッパーに投入後、窒素置換し、常法によ
シ溶融押出後キャストすることによシ無延伸フィルムを
得た。
これをフィルム長手方向に延伸温度98℃、延伸速度1
00,000%/分で4.4倍延伸し、続いて延伸温度
98°C9延伸速度1000%/分で幅方向に3゜7倍
延伸後、230℃で熱固定して厚さ20μm。
75μm、150μm の6種類のポリーP−フェニレ
ンサルファイド2軸配向フィルムを得た。
これらのフィルムを実施例1〜16と同様の評2軸配向
フィルムは、滑シ性、平坦性、900nmの波長の光に
対する遮光性ならびに電磁変換特性のいずれもが優れて
いることがわかる。
比較例1〜5 平均粒径0,01μm、3.5μmの窒化チタンを用い
る以外は実施例1〜13と同様の方法にて重合し、窒化
チタン全0重量−20重量係含有するR型ポリマーを得
た。
上記のR型ボリマニあるいはP型ポリマーを用い、実施
例1〜13と同様の方法にてフィルム厚みが7〜200
μのポリエステル2軸配向フイルnmの波長の光の光線
透過率の結果を表2に示した。
これより゛チタンの含有量が本発明の範囲外の場合滑り
性9表面粗さ、電磁変換特性、900部mの波長の光に
対する遮光性をすべて満足するものが得られない。
また、平均粒径が001μmあるいは3.5μmの窒化
チタンを用いたものは、その含有量が本発明の範囲内で
あっても、o、oiμmのものは滑り性が十分でなく、
また35μmのものは電磁変換特性が十分でない。また
平均粒径が本発明の範囲内にあっても、窒化チタンの添
加量が20重量%を越えるとフィルム強度(破断強度、
モジュラス)等が30%以上減少するため本発明の用途
に適さないことがわかる。
比較例6〜7 不活性微粒子として微粒子状窒化チタンの代シに、平均
粒径0.6μmの炭酸カルシウムを用いる以外は、実施
例1〜16と同様の方法にて重合してS型ポリマを得、
これを製膜、延伸及び熱固定を行ない厚さ20μmと7
5μmのポリエチレンテレフタレート2軸配向フィルム
を作成し、これらの2軸配向フィルムの滑シ性1表面粗
さ、電磁変換特性、800nm、900nm、1l10
0nの波長の光の光線透過率を表2に示した。
この結果よシネ活性微粒子として微粒子状窒化チタンの
代りに炭酸カルシウムを使用した比較例7〜8の2軸配
向フィルムは、80Dnm、900nm、1,1100
nの波長の光に対する遮光性が悪く1本発明の用途に適
さないことがわかる。
比較例8 不活性微粒子として微粒子状窒化チタンの代シに、平均
粒径01μのカーボンブラックを用いる以外は、実施例
1〜13と同様の方法にて重合してT型のポリマを得、
これを製膜、延伸及び熱固定を行ない、厚さ20μのポ
リエチレンテレフタレート2軸配向フィルムを得た。
得られたフィルムの滑シ性1表面粗さ、光線透過率、電
磁変換特性の評価結果を表2に示した。
この結果から、不活性微粒子として微粒子状窒化チタン
の代シにカーボンブラックを使用した比較例8の2軸配
向フィルムは9表面粗さが本発明の2軸配向フィルムに
比べ大きいため電磁変換特性が悪く1本発明の用途に適
さないことがわi=る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 熱可塑性樹脂に、平均粒径2.5μm以下の微粒子状窒
    化チタンを混合した2軸配向フィルムであって、かつ、
    該微粒子状窒化チタンの混合量を下記(1)〜(2)式
    が同時に満足する範囲内とした2軸配向フィルム。 0.02≦A×B≦3.0・・・・・・・・・・・・・
    ・・(1) 0.25≧1/(B^0^.^6×C^0^.^8)・
    ・・(2) 〔但し、Aは微粒子状窒化チタンの平均粒径(μm)、
    Bは微粒子状窒化チタンの含有量(重量%)、Cは2軸
    配向フィルムの厚み(μm)を示す。〕
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