KR0157177B1

KR0157177B1 - 자기기록 매체용 기재 필름 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR0157177B1
Application number: KR1019950015770A
Authority: KR
Inventors: 이재웅; 한준희
Original assignee: 안시환; 주식회사에스.케이.씨
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR970002914A

Abstract

본 발명은 자기기록 매체용 기재 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 무기활제를 함유하고 있는 자기기록 매체용 기재 필름에 있어서, 이축배향 폴리에스테르 필름의 양면중, 자성체가 도포될 면의 표면 결정화도가 50 내지 70%이고, 도포되지 않는 면의 표면결정화도가 40 내지 60%이며, 상기 양면의 표면결정화도 차이가 5% 이상이 되는 것을 특징을 하는 자기기록 매체용 기재 필름은 자성체와의 접촉강도와 비도포면의 내마모성 모두가 우수하다.

Description

자기기록 매체용 기재 필름 및 그 제조 방법

본 발명은 자기기록 매체용 기재 필름 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 자성층과의 접착력이 우수하면서 내마모성도 뛰어난 자기기록 매체용 기재 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

현재 자기기록 매체 기재 필름으로서는 물리적, 화학적 특성이 우수한 폴리에스테르 필름중, 특히 이축배향 폴리에스테르 필름이 널리 이용되고 있는데, 이러한 필름은 각종 후공정시 접착성 및 내마모성 등과 같은 표면특성이 우수해야 한다. 즉, 기재 필름에 자성층을 도포하여 비디오나 컴퓨터용 테이프 등으로 가공하여 사용될 경우, 기재 필름의 접착성이 좋지 않으면 도막 표면의 자성체가 탈락되어 드롭아웃(drop out)이 발생하는 문제점이 있다.

이와 같이 자기기록 매체의 성능에 중요한 역할을 하는 필름의 접착특성은 그 결정화도의 증가에 따라 향상되는 것이 일반적이다. 반면, 기재 필름의 결정화도가 증가하면, 내마모성이 불량해지기 때문에 필름 자체에서 발생되는 백분으로 인하여 드롭아웃이 유발되는 문제점도 있다.

한편, 폴리에스테르 필름에 적절한 결정화도를 부여하여 자기기록 매체의 기재 필름으로서 사용할 수 있도록 하기 위하여, 이축연신된 필름의 양면을 150 내지 250℃의 범위에서 1 내지 200초 동안 열고정하는 것이 일반적이다. 그러나, 필름의 양면을같은 온도에서 열고정 시킬 경우, 결정화도 향상에 의한 우수한 접착효과와 결정화도 감소에 의한 내마모성 향상효과를 모두 얻기 힘들다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하여 자성체 도포면의 접착특성과 자성체가 도포되지 않는 면의 내마모성이 모두 우수한 자기기록 매체용 기재 필름을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 무기활제를 함유하고 있는 자기기록 매체용 기재 필름에 있어서, 이축배향 폴리에스테르 필름의 양면중, 자성체가 도포될 면의 표면결정화도가 50 내지 70%이고, 도포되지 않는 면의 표면결정화도가 40 내지 60%이며, 상기 양면의 표면결정화도가 차가 5% 이상이 되는 것을 특징으로 하는 자기기록 매체용 기재 필름이 제공된다.

본 발명의 다른 목적은 자성체 도포면의 접착특성을 향상시키면서, 도포되지 않는 면의 내마모성이 양호한 자기기록 매체용 기재 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는,

무기활제를 함유하는 폴리에스테르 수지를 용융압출하여 폴리에스테르 쉬트를 제조하는 단계;

상기 폴리에스테르 쉬트를 종, 횡방향으로 2.5 내지 6.0배 연신하는 단계; 및

상기 이축연신된 필름을 열고정하는 단계를 포함하는 자기기록 매체용 기재 필름의 제조 방법에 있어서,

상기 열고정은 자성체가 도포될 면에 대해 170 내지 270℃의 범위에서 1 내지 50초 동안, 자성체가 도포되지 않는 면에 대해 150 내지 250℃의 범위에서 1 내지 200초 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.

본 발명에서 사용되는 폴리에스테르는 특별히 한정되지는 않지만 폴리알킬렌테레프탈레이트와 같은 결정성 폴리에스테르가 바람직하다. 특히, 폴리알킬렌테레프탈레이트 또는 주반복 단위의 80몰% 이상이 에틸렌테레프탈레이트인 공중합 폴리에스테르가 더욱 바람직하다.

공중합 성분으로는 이소프탈산, 파라-베타옥시에톡시 안식향산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산, 4,4'-디카르복실벤조페논, 비스(4-카르복실페닐)에탄, 아디프산, 세바신산, 5-나트륨 설포이소프탈산, 사이클로헥산-1,4-디카르복실산 등의 디카르복실산 성분과 프로필렌글리콜, 브틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 사이클로헥산디올, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드 부가물, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 성분, 파라옥시 안식향산 등의 옥시카르복실산 성분 등이 있다.

매체용 기재 필름에 사용되는 폴리에스테르의 제조 방법으로서는 에스테르교롼법 및 직접 중합법의 어느 것도 가능하며, 또한 회분식 또는 연속식의 어느 것도 이용될 수 있다.

에스테르교환법에 따라 실시하는 경우에는 에스테르 교환 촉매에 대한 특별한 제한은 없으며, 종래의 공지된 것이면 어느 것이나 사용 가능하다.

예를 들면, 나트륨 화합물, 칼륨 화합물 등의 알칼리금속 화합물, 마그네슘 화합물, 칼슘 화합물, 바륨 화합물 등의 알칼리토금속 화합물 및 지르코늄 화합물, 코발트 화합물, 아연 화합물, 망간 화합물중 반응계내에서 가용성인 것을 사용하면 무방하다.

중합 촉매 또한 제한은 없으나, 안티몬 화합물, 게르마늄 화합물, 티타늄 화합물 중에서 적당히 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 무기입자는 비교적 큰 입자의 탄산칼슘과 작은 입자의 구상형 실리카가 동시에 첨가되는 것이 바람직하다.

무기입자 중, 사용가능한 탄산칼슘으로서는 경질탄산칼슘이나 중질탄산칼슘 중에 어느 것이라도 무관하며, 평균입경이 0.05 내지 3.0㎛의 범위이고, 그 함량은 폴리에스테르 수지에 대하여 0.01 내지 0.5중량% 범위가 바람직하다. 이는 탄산칼슘의 평균입경이 3㎛보다 크고, 함량이 0.5중량%보다 많은 경우에는 필름의 주행성은 향상되지만, 필름표면에 큰 돌기의 빈도가 증가되어 전자특성이 저하되고, 조대입자와 작은 입자의 응집에 의한 드롭아웃이 발생될 수 있기 때문이다.

또한 구상형 실리카의 평균입경은 0.05 내지 3.0㎛ 범위이며, 그 함량은 폴리에스테르 수지에 대하여 0.01 내지 0.5중량% 범위가 바람직하다. 이는 구상형 실리카가 0.05㎛보다 적고, 구상형 실리카의 함량이 0.01중량%보다 적은 경우에는 필름의 표면조도가 낮아져서 주행시의 마모가 심하기 때문이다.

본 발명에 있어서, 상기 불활성 입자들은 슬러리상이나 분말상중 어느 상태에서나 폴리에스테르중에 첨가될 수 있지만, 입자의 비산방지, 균일성의 향상 측면에서 에틸렌 글리콜과 같은 슬러리에 분산시켜 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 불활성 입자를 슬러리에 분산시킬 때 나트륨 폴리아크릴레이트, 메타크릴산 나트륨, 아크릴산 암모늄 및 벤젠설포네이트계 화합물 등의 분산제중에서 에틸렌글리콜에 가용성인 것을 더 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 폴리에스테르 필름의 제조 방법은 다음과 같다.

먼저, 상기 비율의 입자들을 함유하는 폴리에스테르 수지를 용융하여 다이로부터 쉬트상으로 압출시켜 미연신 쉬트를 만든다. 상기 쉬트를 60 내지 150℃에서 종방향으로 2.5 내지 6.0배 연신한 다음, 횡방향으로 2.5 내지 6.0배 연신하며, 바람직하기로는 종방향으로 3 내지 5.5배 및 횡방향으로 3 내지 5배로 연신한다.

이어, 상기 연신된 필름에 있어서, 자성체가 도포될 면에 대해 자성체가 도포되지 않을 면보다 상대적으로 20℃ 높은 온도에서 열고정시켜, 결정화도를 크게 한다. 즉, 자성체가 도포될 면을 170 내지 270℃에서 1 내지 50초 동안, 바람직하기로는 190 내지 250℃에서 1 내지 20초 동안 열고정시킨 다음, 자성체가 도포되지 않는 면을 150 내지 250℃에서 1 내지 200초 동안, 바람직하기로는 170 내지 230℃에서 1 내지 100초 동안 열고정시킨다. 이와 같은 과정을 거치면, 자성체 도포면의 결정화도가 50 내지 70%이고, 자성체 비도포면의 결정화도가 40 내지 60%인 동시에 양면의 결정화도 차이가 5% 이상이 되는 자기기록 매체용 기재 필름이 제조된다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의거 상세히 설명하되, 본 발명이 반드시 이에 한전된 것은 아니다.

본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서 제조된 필름의 각종 성능평가는 다음 방법을 이용하였다.

1) 필름의 결정화도

측정액으로 n-헵탄 및 사염화탄소를 사용하고, 밀도구배관을 이용하여 25℃에서 밀도를 측정하여 다음과 같은 식에 따라 계산하였다.

여기에서, d = 시료의 밀도, d_c= 1.455, d_a= 1.335

2) 필름의 표면 결정화도

DIGI LaB.(미국)의 FT-IR(FTS60)을 사용하여 KRS-5에 입사각 60도의 조건하에서 최대 3㎛의 깊이까지 필름의 표면 결정화도를 8번 측정한 다음, 5개의 낮은 값에 대한 평균치로 나타냈다.

3) 필름의 접착강도

박리시험기(peel tester)를 이용하여, 필름 표면에 아크릴계 접착제를 도포하여 상호 접착시킨 다음, 230㎝/분의 속도로 박리하는데 걸리는 힘을 8회 측정하고, 이중 5개의 낮은 값에 대한 평균치로 나타냈다.

4) 필름의 표면조도

코사카 연구소(일본)의 접촉식 표면조도계(SURFCORDER SE-30D)를 사용하여, 측정길이 5㎜, 커트오프 0.08㎜, 촉침경 0.5㎛의 조건하에서 필름의 표면조도를 8번 측정하고, 이중 5개의 낮은 값에 대한 평균치로 나타냈다.

5) 필름의 주행마찰계수(μ_k)

요코하마 시스템 연구소(일본)의 테이프 주행성 시험기(TBT-300F)를 이용하여, 온도 20℃, 상대습도 60%의 조건하에서 1/2인치 폭으로 자른 필름을 가이드 핀과 180°로 접촉시켜 200(㎝/분)의 속도로 90m 주행시킨 후, 주행마찰계수를 다음과 같은 식에 따라 구하였다.

여기에서, T₁은 입구장력이고, T₂는 출구장력이다.

6) 필름의 내마모성

온도 20℃, 상대습도 60%의 조건하에서 1/2인치 폭으로 자른 필름을 가이드 핀과 180°로 접촉시켜 3.3(㎝/초)의 속도로 2회 주행시켜, 가이드 핀의 표면에 백분이 묻어있는 면적을 현미경으로 관찰하여 아래와 같은 기준에 의해 내마모성을 평가하였다.

A: 가이드 핀에 백분이 전혀 묻어 있지 않은 경우

B: 백분이 1/5 이내의 면적에 묻어 있는 경우

C: 백분이 1/5 이상 1/2 이내의 면적에 묻어 있는 경우

D: 백분이 1/2 이상의 면적에 묻어 있는 경우

E: 백분이 전체적으로 묻어 있는 경우

[실시예 1]

우선, 경질탄산칼슘과 구상형 실리카를 각각 10중량%씩 함유하는 에틸렌글리콜 슬러리를 제조하였다.

별도의 용기에서 디메틸테레프탈레이트와 에틸렌글리콜을 1 대 2의 몰비로 하여 통상의 방법으로 에스테르교환 반응을 실시하였다. 여기에 상기 제조된 에틸렌글리콜 슬러리를 넣고 통상의 방법으로 축중합 반응시켜 폴리에스테르 수지를 만들었다.

이후 통상의 폴리에스테르 필름 제조 방법에 따라 건조, 용융, 압출하여 미연신 쉬트를 만들고, 110℃에서 종방향 및 횡방향으로 각각 4배 연신시켰다. 계속해서 연신 필름의 한쪽 면을 250℃에서 1초 동안 열고정시킨 다음, 다른 면을 230℃에서 25초 동안 열고정시켜 본 발명의 필름을 제조하였다.

제조된 필름 표면의 결정화도를 측정한 다음, 자성 도료를 통상의 방법으로 지자성 지지체 위에 도포 후, 건조, 캘린더링 및 슬리팅하여 자기 테이프를 제작하여 자성체와 접착강도 및 자성도료가 도포되지 않은 면의 내마모성을 측정하였다.

측정된 각종 물성을 표 1에 나타냈는데, 제조된 필름은 자성체 도포면의 결정화도가 10% 가까이 커서 자성체와의 접착강도가 크고, 도포되지 않은 면의 내마모성도 우수했다.

[실시예 2-4]

필름의 열고정 온도 및 열고정 시간을 본 발명의 범위 내에서 변화시키는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 자기테이프를 제조하였다. 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 필름을 제조하면 표면의 결정화도 차이가 5% 이상이 되므로 자기테이프의 접착강도 및 내마모성이 양호하였다.

[비교예 1-6]

필름의 열고정 온도 차 및 열고정 시간중 적어도 어느 하나를 본 발명의 범위 내에서 벗어나게 하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 자기테이프를 제조하였다. 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 조건에서 벗어나게 하여 필름을 제조하면 표면의 결정화도가 비슷하여 자기테이프의 접착강도나 내마모성중 어느 하나가 불량하였다. 특히, 비교예 2에서 제조된 필름은 B면 결정화도가 45.14로서 실시예 2, 3, 4에서 제조된 필름보다 작지만, B면의 내마모성이 좋지 않았는데, 이는 필름의 내마모성은 결정화도 뿐만 아니라, 양면의 결정화도 차이에 의해서도 결정됨을 알 수 있다.

이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 양면의 결정화도의 차이가 5% 이상이 되는 필름은 자성체와의 접촉강도와 비도포면의 내마모성 모두가 우수하다.

단, A면: 자성체가 도포되는 면

B면: 자성체가 도포되지 않는 면

Claims

무기활제를 함유하고 있는 자기기록 매체용 기재 필름에 있어서, 이축배향 폴리에스테르 필름의 양면중, 자성체가 도포될 면의 표면 결정화도가 50 내지 70%이고, 도포되지 않는 면의 표면결정화도가 40 내지 60%이며, 상기 양면의 표면결정화도 차이가 5% 이상이 되는 것을 특징을 하는 자기기록 매체용 기재 필름.
제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르는 주반복 단위의 80% 이상이 에틸렌테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 자기기록 매체용 기재 필름.
제1항에 있어서, 상기 무기활제는 탄산칼슘 및 구상형 실리카로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 자기기록 매체용 기재 필름.
제3항에 있어서, 상기 탄산칼슘은 평균입경이 0.05 내지 3.0㎛이고, 상기 폴리에스테르를 기준으로 0.01 내지 0.5중량%인 것을 특징으로 하는 자기기록 매체용 기재 필름.
제3항에 있어서, 상기 구상형 실리카는 평균입경이 0.05 내지 3.0㎛이고, 상기 폴리에스테르를 기준으로 0.01 내지 0.5중량%인 것을 특징으로 하는 자기기록 매체용 기재 필름.
무기활제를 함유하는 폴리에스테르 수지를 용융압출하여 폴리에스테르 쉬트를 제조하는 단계; 상기 폴리에스테르 쉬트를 종, 횡방향으로 2.5 내지 6.0배 연신하는 단계; 및 상기 이축연신된 필름을 열고정하는 단계를 포함하는 자기기록 매체용 기재 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 열고정은 자성체가 도포될 면에 대해 170 내지 270℃의 범위에서 1 내지 50초 동안, 자성체가 도포되지 않는 면에 대해 150 내지 250℃의 범위에서 1 내지 200초 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 폴리에스테르는 주반복 단위의 80% 이상이 에틸렌테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 자기기록 매체용 기재 필름의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 무기활제는 탄산칼슘 및 구상형 실리카로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 자기기록 매체용 기재 필름의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 탄산칼슘은 평균입경이 0.05 내지 3.0㎛이고, 상기 폴리에스테르를 기준으로 0.01 내지 0.5중량% 첨가되는 것을 특징으로 하는 자기기록 매체용 기재 필름의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 구상형 실리카는 평균입경이 0.05 내지 3.0㎛이고, 상기 폴리에스테르를 기준으로 0.01 내지 0.5중량% 첨가되는 것을 특징으로 하는 자기기록 매체용 기재 필름의 제조 방법.