이러한 목적은, 두 표면이 외부 층 (A) 및 (C)에 의해 형성되고 기재 층(B)이 이들 외부 층들 사이에 존재하는 공압출된 3층 이상의 이축 연신 폴리에스테르 필름에 있어서, 외부 층(A)의 Ra 값이 15nm 이하이고 Rz 값이 150nm 이하이고 0.36mm2당 돌기의 갯수(Na)가 수학식 1에서와 같이 이들 각각의 높이(ha)와 관계가 있고, 외부 층(C)가 외부 층(A)의 Ra 값보다 큰 Ra 값을 갖고 0.36mm2당 돌기의 갯수(Nc)가 수학식 3에서와 같이 이들 각각의 높이(hc)와 관계가 있고, 외부 층(C)의 표면 조도 프로파일에서의 기체 유동이 550초를 초과하고, 0.3 내지 0.6㎛의 범위 내의 2종의 상이한 입자 직경(d50)과 각 입자 직경의 입자 농도 0.1 내지 1중량%로 구성되는 안료 시스템들이 적어도 사용되고, 이와 같이 수득된 필름의 비 헤이즈도가 0.4%/㎛ 이하인, 공압출된 3층 이상의 이축 연신 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.
수학식 1
위의 수학식 1 및 3에서,
A1은 300이고, A2는 7,000이고,
B1은 7.0이고, B2는 8.0이고,
ha는 0.01㎛ 내지 1.0㎛이고,
삭제
삭제
삭제
F1은 8,000이고, F2는 12,000이고,
G1은 8.0이고, G2는 12.0이고,
hc는 0.01㎛ 내지 1.0㎛이다.
본원에서, 돌기/돌출부는 평편한 필름 표면으로부터 돌출된 원추형 돌기/돌출부를 의미하는 것으로 이해된다. 돌기와 돌출부는 둘 다 같은 의미를 갖는다. 이들 용어는 당해 기술분야에서 서로 바꾸어 사용된다.
자기 피막을 갖는 외부 층(A)의 조도는 전자기적 특성을 양호하게 하기 위해서 Ra 값이 15nm 이하이고, Rz 값이 150nm 이하이어야 한다. 또한, 수학식 1에 따라 0.36mm2당 돌기/돌출부의 갯수(Na)가 수학식 1에 기재된 범위 내에 포함되어야 외부 층(A)의 바람직한 전자기적 특성을 얻을 수 있다. 이러한 범위는 수학식 1에 의해 돌기/돌출부의 다양한 높이에 대해 특정화된다.
외부 층(A)의 양호한 전자기적 특성을 얻기 위해서는, 자기 물질을 도포시킬 필름 표면 위에 0.36mm2당 돌기/돌출부의 밀도(Na)가 한정되어야 한다. 당해 밀도가 다양한 높이(ha)에 대해 수학식 1에서 기재한 상한보다 큰 경우, 전자기적 특성[예: 시그널/노이즈(S/N) 비]이 불량해질 것이다. 당해 밀도가 수학식 1에 기재된 하한보다 작은 경우, 테이프를 도포시키는 동안 문제가 발생한다.
양호한 작업성과 양호한 내마모성을 얻기 위해서 조도가 높은 배면[외부 층(C)]이 필요한다. 이러한 외부 층의 조도는 외부 층(A)의 조도보다 커야 한다. 배면 피막을 갖지 않는 자기 테이프의 경우, 비교적 조도가 높은 배면의 0.36mm2당 돌기의 갯수(Nc)가 수학식 3에 기재된 범위 내에 존재하는 경우, 배면의 양호한 작업성과 내마모성을 손상시키지 않고 자기층의 전자기적 특성을 향상시킬 수 있다. 이러한 범위는 수학식 3에 의해 돌기/돌출부의 다양한 높이에 대해 특정화된다.
자기층의 전자기적 특성을 향상시키는 데 기여하는, 권취된 자기 테이프의 매끄러운 자기층[외부 층(A) 위에 압출되어 있음] 위에 배면 피막을 갖지 않는 자기 테이프의 경우, 양호한 작업성과 양호한 내마모성을 수득하고 조도가 높은 배면 위의 돌기의 전사 효과를 방지하기 위해서는, 배면[외부 층(C)]의 0.36mm2당 돌기/돌출부의 밀도(Nc)가 한정되어야 한다. 당해 밀도가 다양한 높이(hc)에 대해 수학식 3에서 기재한 상한보다 더 큰 경우, 배면의 작업성과 내마모성이 불량해진다. 당해 밀도가 다양한 높이(hc)에 대해 수학식 3에 기재된 하한보다 작은 경우, 비교적 조도가 높은 배면의 전사 효과가 전자기적 특성(예: S/N 비)에 악영향을 미친다.
배면 피막을 갖지 않는 자기 테이프의 경우, 자기층의 전자기적 특성을 향상시키는 데 기여하는, 권취된 자기 테이프의 매끄러운 자기층[외부 층(A)에 압출되어 있음]에 대한 조도가 높은 배면의 전사 효과를 방지하면서 양호한 작업성과 양호한 내마모성을 수득하기 위해서는, 조도 프로파일에서의 기체 유동과 관련된 필름 토포그래피의 최적화가 또한 필요하다. 조도 프로파일에서의 기체 유동이 550초를 초과하는 경우, 필름의 작업성에 악영향을 미치지 않으면서 전자기적 특성에 특히 적합한 것으로 밝혀졌다.
조도 프로파일에서의 기체 유동에 대한 측정값이 위에 기재된 범위보다 작으면, 전사 효과의 결과로서 전자기적 특성은 실질적으로 불량하다.
양호한 작업성과 양호한 내마모성을 얻는 데 필요하고 수학식 3에 기재된 범위 내에 존재해야 하는, 비교적 조도가 높은 배면의 0.36mm2당 돌기의 갯수(Nc)와 분명하게 전자기적 특성을 향상시키는 권취된 자기 테이프의 매끄러운 자기층[외부 층(A) 위에 압출되어 있음]에 대한 배면 피막을 갖지 않는 자기 테이프의 조도가 높은 배면의 전사 효과를 방지하기 위해서 조도 프로파일에서 요구되는 550초를 초과하는 기체 유동은 0.3 내지 0.6㎛의 범위 내의 2종 이상의 상이한 입자 직경(d50) 및 각 입자 직경의 입자 농도 0.05 내지 1중량%로 구성되는 안료 시스템을 특별히 사용하는 것에 의해서만 달성될 수 있다.
입자 직경들과 입자 농도들의 적합한 조합은 비교적 조도가 높은 배면의 0.36mm2당 필요한 돌기의 갯수(Nc)(수학식 3)와 조도 프로파일에서의 기체 유동을 조합하여 미리 결정된다.
외부 층(C)의 조도 프로파일에서의 기체 유동에 대한 측정값이 600초 초과, 특히 650초를 초과하는 경우, 특히 적합한 것으로 입증되었다.
유사한 작용을 위해서는, AB형의 "이중 표면" 필름은 다량의 입자들을 사용하여 제조되어야 하며, 이것은 필수적으로 헤이즈도 증가와 관련되어 있다. 적어도 이러한 작용을 하는 본 발명에 따르는 필름은 상당히 적은 양의 입자들을 사용하여 제조할 수 있으며, 이로써 제조 비용을 낮추고 헤이즈도 값을 감소시킬 수 있다. 본 발명에 따르는 필름의 비 헤이즈도 값은 0.4%/㎛ 이하이고, 비 헤이즈도는 표준 ASTM-D 1003-61에 따르는 필름의 헤이즈도를 측정 필름의 총 두께(단위: ㎛)로 나눈 값으로서 정의된다.
외부 층(A)의 Ra 값이 바람직하게는 13nm 이하, 특히 11nm 이하인 경우, 특히 용이한 것으로 입증되었다. 이러한 표면의 Rz 값은 바람직하게는 130nm 이하, 특히 바람직하게는 110nm 이하이다. 수학식 1로 나타낸 외부 층(A)의 토포그래피는 A1이 500, 특히 600이고/이거나, A2가 바람직하게는 6,000, 특히 5,000이고/이거나, B1이 바람직하게는 6.8, 특히 6.6이고/이거나, B2가 바람직하게는 7.9, 특히 7.8인 경우가 바람직하다.
외부 층(C)의 조도(Ra)는 바람직하게는 25nm 이하, 특히 20nm 이하, 매우 특히 바람직하게는 18nm이고, 단 외부 층(C)의 조도(Ra)가 외부 층(A)의 조도(Ra)보다 항상 더 크다는 조건이 충족되어야 한다. 수학식 3으로 나타낸 외부 층(C)의 토포그래피는 F1이 8,500, 바람직하게는 9,000이고/이거나, F2가 바람직하게는 11,500, 특히 11,000이고/이거나, G1이 바람직하게는 8.5, 특히 9.0이고/이거나, G2가 바람직하게는 11.5, 특히 11.0인 경우가 바람직하다.
본 발명에 따르는 필름에 대한 바람직한 비 헤이즈도는 0.35%/㎛ 이하, 특히 0.30%/㎛ 이하이다.
바람직한 양태와 특히 바람직한 양태에서, 놀랍게도 본 발명에 따르는 필름은 전사 효과의 감소로 인해 향상된 전자기적 특성을 특징으로 한다.
양호한 전자기적 특성, 높은 내마모성 및 외부 층들 내의 입자들에 의한 개선된(더 낮은) 전사 효과를 얻기 위해, 본 발명에 따르는 필름은 입자들을 함유한다. 수학식 1 및 3으로 나타낸 토포그래피 특성은 용이하게는 안료 농도 및/또는 이의 메디안 입자 크기(median particle size)(d50)를 변화시켜 조절한다. 수학식 1에 따르는 외부 층(A)의 토포그래피를 달성하기 위해서는, 입자 농도가 500 내지 10,000ppm, 바람직하게는 800 내지 8,000ppm, 특히 1,000 내지 6,000ppm이고, 메디안 입자 크기(d50)가 0.1 내지 2.0㎛, 바람직하게는 0.2 내지 1.5㎛, 특히 0.3 내지 1.0㎛인 것이 적합한 것으로 입증되었다.
사용된 입자가 응집성 입자, 예를 들면, Al2O3 또는 SiO2인 경우, "메디안 입자 크기"는 이들의 2차 입자 크기를 의미한다. 일반적으로, 이러한 입자의 1차 입자 크기는 10 내지 100nm이다. 사용된 입자 시스템은 일정 분포 또는 둘 이상의 입자 시스템의 혼합물로서 이정 또는 다정 분포를 가질 수 있으며, 이정 분포의 경우, 이들 시스템은 이들 각각의 d50 값이 상이하다. 입자 크기 분포가 좁은 입자들이 바람직하게 사용된다.
수학식 3에 따르는 외부 층(C)의 토포그래피를 달성하기 위해서, 입자 농도가 1,000 내지 15,000ppm, 바람직하게는 2,000 내지 12,000ppm, 특히 3,000 내지 10,000ppm인 동시에, 메디안 입자 크기(d50)가 0.1 내지 2.0㎛, 바람직하게는 0.2 내지 1.8㎛, 특히 0.3 내지 1.5㎛인 것이 적합한 것으로 입증되었다. 사용된 입자가 응집성 입자, 예를 들면, Al2O3 또는 SiO2인 경우, "메디안 입자 크기"는 이들의 2차 입자 크기를 의미한다. 일반적으로, 이들 입자의 1차 입자 크기는 10 내지 100nm이다. 사용된 입자 시스템은 일정 분포 또는 둘 이상의 입자 시스템의 혼합물로서 이정 또는 다정 분포를 가질 수 있으며, 이정 분포의 경우, 이들 시스템은 이들 각각의 d50 값이 상이하다. 입자 크기 분포가 좁은 입자들이 바람직하게 사용된다.
본 발명에 따르면, 당해 필름은 3층 이상으로 이루어지고 층(B)(=기재 층)의 한 면 위에 외부 층(A)을 갖고 층(B)의 다른 면 위에 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 또 다른 외부 층(C)을 갖는다. 외부 층 둘 다는 필름의 토포그래피를 달성하는 데 필요한 입자를 함유한다.
기본적으로 상이한 원료를 각종 층 재료용으로 사용할 수 있다. 그러나, 폴리에스테르 원료를 기본으로 하여 각각의 층들을 제조하는 것이 바람직하다.
필름의 기재 층(B)은 바람직하게는 열가소성 폴리에스테르 90중량% 이상을 포함한다. 이를 위해서는, 에틸렌 글리콜과 테레프탈산의 폴리에스테르(= 폴리에틸렌 테레프탈레이트, PET), 에틸렌 글리콜과 나프탈렌-2,6-디카복실산의 폴리에스테르(=폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트, PEN), 1,4-비스하이드록시메틸사이클로헥산과 테레프탈산의 폴리에스테르[= 폴리(1,4-사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트), PCDT] 및 에틸렌 글리콜, 나프탈렌-2,6-디카복실산 및 비페닐-4,4'-디카복실산의 폴리에스테르(= 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트 비벤조에이트, PENBB)가 바람직하다. 에틸렌 글리콜과 테레프탈산 단위 또는 에틸렌 글리콜과 나프탈렌-2,6-디카복실산 단위 90mol% 이상, 바람직하게는 95mol% 이상을 포함하는 폴리에스테르가 특히 바람직하다. 나머지 단량체 단위는, 층(A)[또는 층(C)]에서 나타날 수도 있는 기타 지방족, 지환족 또는 방향족 디올, 또는 디카복실산으로부터 유래된다.
적합한 기타 지방족 디올은, 예를 들면, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 화학식 HO-(CH2)n-OH의 지방족 글리콜(여기서, n은 3 내지 6의 정수이다)(특히 프로판-1,3-디올, 부탄-1,4-디올, 펜탄-1,5-디올 및 헥산-1,6-디올) 또는 탄소수 6 이하의 측쇄 지방족 글리콜이다. 지환족 디올 중에서는 사이클로헥산디올(특히, 사이클로헥산-1,4-디올)을 예로 들 수 있다. 적합한 기타 방향족 디올은, 예를 들면, 화학식 HO-C6H4-X-C6H4-OH의 화합물[여기서, X는 -CH2-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -O-, -S- 또는 -SO2-이다]에 상응한다. 추가로, 화학식 HO-C6H4-C6H4-OH의 비스페놀도 매우 적합하다.
기타 방향족 디카복실산은 바람직하게는 벤젠디카복실산, 나프탈렌디카복실산(예: 나프탈렌-1,4-카복실산 또는 -1,6-디카복실산), 비페닐-x,x'-디카복실산(특히, 비페닐-4,4'-디카복실산), 디페닐아세틸렌-x,x'-디카복실산(특히, 디페닐아세틸렌-4,4'-디카복실산) 또는 스틸벤-x,x'-디카복실산이다. 지환족 디카복실산 중에서는 사이클로헥산디카복실산(특히, 사이클로헥산-1,4-디카복실산)을 예로 들 수 있다. 지방족 디카복실산 중에서는 (C3-C19) 알칸디옥산이 특히 적합하고, 알칸 잔기는 직쇄 또는 측쇄일 수 있다.
폴리에스테르의 제조는 에스테르 교환반응에 의해 수행할 수 있다. 디카복실산 에스테르와 디올을 출발 물질로서 사용하고, 통상적인 에스테르 교환반응 촉매, 예를 들면, 아연, 칼슘, 리튬, 마그네슘 및 망간 염을 사용하여 반응시킨다. 이어서, 중간체를 일반적으로 통상의 중축합 반응 촉매, 예를 들면, 삼산화안티몬 또는 티탄염의 존재하에 중축합시킨다. 중축합 반응 촉매의 존재하에 직접 에스테르 교환반응시킴으로써 마찬가지로 양호하게 제조할 수 있다. 여기서, 출발 물질로서 디카복실산과 디올을 직접 사용한다.
필름 표면에 단지 수 개 및/또는 단지 작은 돌기/돌출부를 형성시키는 에스테르 교환반응 촉매를 사용하는 방법들이 유리한 것으로 입증된 방법들이다. 여기서는 마그네슘염 및 망간염이 특히 바람직하다. 이들 에스테르 교환반응 촉매는 유리하게는 기본 원료의 제조에 사용되지만, 특히 유리하게는 외부 층용 원료의 제조에 사용된다.
일반적으로, 외부 층에 사용되는 중합체는 기재 층에 사용되는 중합체와 동일할 수 있다. 추가로, 다른 물질들도 외부 층에 함유될 수 있으며, 이 경우, 바람직하게는 외부 층은 에틸렌 2,6-나프탈레이트 단위와 에틸렌 테레프탈레이트 단위를 함유하는, 중합체의 혼합물, 공중합체 또는 단독중합체로 이루어질 수 있다. 중합체의 10mol% 이하는 추가의 공단량체로 이루어질 수 있다(위 참조).
존재하는 임의의 중간 층의 경우, 일반적으로, 기재 층과 외부 층에 대해 위에서 기재한 바와 같은 동일한 중합체를 사용할 수 있다.
기재 층과 외부 층은 추가로 통상적인 첨가제, 예를 들면, 안정화제 및/또는 점착방지제를 함유할 수 있다. 이들은 용이하게는 용융 전에 중합체 또는 중합체 블렌드에 가한다. 사용되는 안정화제는, 예를 들면, 인 화합물, 예를 들면, 인산 또는 인산 에스테르이다.
전형적인 점착방지제(본원에서는 입자라고도 함)는 무기 및/또는 유기 입자, 예를 들면, 탄산칼슘, 무정형 실리카, 탈크, 탄산마그네슘, 탄산바륨, 황산칼슘, 황산바륨, 인산리튬, 인산칼슘, 인산마그네슘, 알루미나, LiF, 사용된 디카복실산의 칼슘, 바륨, 아연 또는 망간 염, 카본 블랙, 이산화티탄, 카올린 또는 가교결합된 폴리스티렌 또는 아크릴레이트 입자이다.
둘 이상의 상이한 점착방지제들의 혼합물 또는 조성은 동일하지만 입자 크기가 상이한 점착방지제들의 혼합물을 첨가제로서 선택할 수 있다. 이들 입자는, 예를 들면, 압출 동안 마스터 배치를 통해, 각각 유리한 농도로 각각의 층에 가할 수 있다. 0.1 내지 5중량%의 안료 농도가 특히 적합한 것으로 입증되었다. 사용할 수 있는 점착방지제에 대한 상세한 사항은, 예를 들면 EP-A 제0 602 964호에 기재되어 있다.
본 발명에 따르는 필름의 기재 층은 본질적으로는 입자를 함유하지 않지만, 재생 제품(재순환 가능한 필름 잔사)의 도입에 의해 안료를 외부 층의 돌기/돌출부의 갯수에 악영향을 미치지 않도록 선택된 양으로 그 양을 조절하면서 함유시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 폴리에스테르 필름은 3층 이상의 층들로 이루어지며 2개의 외부 층 (A) 및 (C)를 함유한다. 제2 외부 층(C)의 두께와 조성은 외부 층(A)와는 독립적으로 선택할 수 있고, 제2 외부 층은 또한 위에 언급한 중합체 또는 중합체 블렌드를 함유할 수 있지만, 이들이 제1 외부 층과 동일할 필요는 없다. 제2 외부 층은 기타 통상적인 외부 층 중합체를 함유할 수도 있다. 바람직하게는, 2개의 외부 층들은 두께가 동일하다. 본 발명에 따르는 필름의 이점은, 명확하게는 필수적으로 동일한 외부 층 두께와 조합하여 입자 농도 및/또는 입자 크기를 조절하면서 변화시켜, 상이한 외부 층 토포그래피를 확립할 수 있다는 것이다.
경우에 따라, 기재 층과 외부 층 사이에 중간 층이 존재할 수도 있다. 당해 중간 층은 또한 기재 층에 대해 기재한 바와 같은 중합체로 이루어질 수 있다. 특히 바람직한 양태에서, 중간 층은 기재 층에 사용한 바와 같은 폴리에스테르로 이루어진다. 외부 층에 대해 기재한 바와 같은 첨가제를 함유할 수도 있다. 중간 층의 두께는 일반적으로 외부 층 두께와 같다.
본 발명에 따르는 3층 필름의 경우, 외부 층 (A) 및 (C)의 두께는 일반적으로 0.2㎛보다 크고, 0.3 내지 2.5㎛의 범위, 바람직하게는 0.5 내지 2.0㎛의 범위, 특히 바람직하게는 0.7 내지 1.8㎛의 범위이고, 외부 층 (A) 및 (C)는 두께가 동일하거나 상이할 수 있다. 바람직하게는, 외부 층 (A) 및 (C)는 본질적으로 동일한 두께를 갖는다.
본 발명에 따르는 폴리에스테르 필름의 총 두께는 광범위한 범위 내에서 변할 수 있다. 5 내지 40㎛, 특히 7 내지 20㎛, 바람직하게는 9 내지 15㎛이다.
층 (A) 및 (C)[외부 층 (A) 및 (C)]를 제조하기 위해, 각각의 경우 폴리에틸렌 테레프탈레이트 과립을 압출기에 공급한다. 이들 물질을 용융시키고 약 300℃에서 압출시킨다.
기재 층용 중합체는 용이하게는 추가의 압출기를 통해 공급한다. 압출시키기 전에, 존재하는 임의의 외부 물질 또는 불순물을 중합체 용융물로부터 여과 제거할 수 있다. 이어서, 용융물을 공압출 다이에서 평편한 용융 필름으로 성형하고 서로 적층시킨다. 이어서, 다층 필름을 취하여 냉각 롤, 경우에 따라, 추가의 롤 을 사용하여 고화시킨다.
일반적으로 이축 연신을 연속적으로 실시한다. 바람직하게는 먼저 길이 방향(즉, 기계 방향)으로 연신시킨 후, 가로 방향(즉, 기계 방향과 수직인 방향)으로 연신시킨다. 이로써 분자 쇄가 배향된다. 길이 방향 연신은 목적하는 연신 비에 따라 달라지는 2개의 고속 롤을 사용하여 수행할 수 있다. 가로 방향의 경우, 적합한 텐터 프레임(tenter frame)이 일반적으로 사용한다.
연신 온도는 비교적 광범위한 범위 내에서 변화시킬 수 있고, 필름에 요구되는 특성에 좌우된다. 일반적으로, 길이 방향 연신은 80 내지 130℃에서 수행하고, 가로 방향 연신은 90 내지 150℃에서 수행한다. 길이 방향으로의 연신 비는 일반적으로 2.5:1 내지 6:1, 바람직하게는 3:1 내지 5.5:1이다. 가로 방향으로의 연신 비는 일반적으로 3.0:1 내지 5.0:1, 바람직하게는 3.5:1 내지 4.5:1이다.
가로 방향으로 연신시키기 전에, 필름의 한 면 또는 양쪽 면(들)을 공지된 방법으로 인-라인(in-line) 도포할 수 있다. 인-라인 도포는, 예를 들면, 자화층의 접착성 뿐만 아니라 대전방지성 또는 가공성을 향상시키는 작용을 할 수 있다.
이후의 열경화시, 필름을 150 내지 250℃의 온도에서 약 0.1 내지 10초 동안 유지시킨다. 이어서, 필름을 통상적인 방법으로 권취시킨다.
이축 연신된 열경화 폴리에스테르 필름을 코로나 또는 섬광 처리한 후, 자화층을 한면 또는 양면에 도포할 수 있다. 처리 강도는 필름의 표면 장력이 일반적으로 45mN/m보다 크도록 선택한다.
경우에 따라, 통상적인 공업 라인에서 자화층을 도포한다.
본 발명의 하나의 이점은 본 발명에 따르는 필름에 대한 생산 비용이 선행 기술에 따르는 필름의 경우보다 낮다는 것이다. 가공성 및 용도와 관련된 본 발명에 따르는 필름의 이러한 특성을 바람직한 특성으로 조정할 수 있다. 필름을 제조하는 동안 수득된 필름 폐기물을 품질 손실없이 재생 제품으로서 재순환시킨다.
당해 필름은 배면 피막을 갖지 않는 자기 테이프용 필름 지지체로서 매우 적합하다.
요컨대, 본 발명에 따르는 필름은 높은 내마모성 및 개선된 미약한 전사 거동과 함께 양호한 전자기적 특성을 특징으로 한다. 게다가, 당해 필름은 양호한 대전방지성을 특징으로 한다. 또한, 당해 필름은 양호한 가공성, 특히 뛰어난 절단성 및 권취성을 갖는다.
아래의 표(표 1)에 본 발명에 따르는 가장 중요한 필름 특성을 다시 한번 요약한다.
|
본 발명에 따르는 범위 |
본 발명에 따르는 바람직한 범위 |
본 발명에 따르는 특히 바람직한 범위 |
단위 |
측정방법 |
Ra (A) Rz (A) |
≤15 150 |
≤13 ≤130 |
≤11 ≤110 |
nm |
DIN4768 DIN4762 |
A1/A2
|
300/7,000 |
500/6,000 |
800/5,000 |
Na/0.36mm2
|
|
B1/B2
|
7.0/8.0 |
6.8/7.9 |
6.6/7.8 |
|
|
Ra (C) |
<25 |
<20 |
<18 |
|
DIN4768 |
F1/F2
|
8,000/12,000 |
8,500/11,500 |
9,000/11,000 |
Nc/0.36mm2
|
|
G1/G2
|
8.0/12.0 |
8.5/11.5 |
9.0/11.0 |
|
|
기체 유동에 대한 측정값 [외부 층(C)] |
>550 |
>600 |
>650 |
초 |
위에 기재된 바와 같음 |
비 헤이즈도 |
0.4 |
0.35 |
0.3 |
%/㎛ |
ASTM-D 1003-61 |
아래의 방법을 사용하여 원료와 필름을 특징화한다.
조도 측정
0.08mm의 절단물로 DIN 4762에 따라 필름의 조도(Ra)를 측정하였다.
장치: 유리판 위의 퍼토미터(Perthometer) S8P[마흐르 파인프루에프(Mahr Feinpruef) 제조]
트레이서: 러너(runner)가 장착된 RFHTB-50
니들(needle) 직경: 5㎛
하중: 0.4mN
스페이서 러너: -25mm
비 헤이즈도 측정
BYK 가드너(Gardner)사의 측정장치 XL-211 헤이즈미터(hazemeter)를 사용하여 ASTM-D 1003-61(측정방법 A)에 따라 필름의 헤이즈도를 측정하였다. 비 헤이즈도는 수학식 4와 같이 정의한다.
비 헤이즈도 = 헤이즈도/총 층 두께(%/㎛)
음영 토포그래피(shadow topography)에 의한 필름 표면의 돌기 갯수 측정
주사 전자 현미경(scanning electron microscope)과 화상 분석 시스템을 사용하여 필름 표면의 돌기의 크기 분포를 측정한다. 종합 화상 분석 프로그램인 어낼리시스(AnalySIS)[소프트-이미징 시스템(Soft-Imaging System) 제조]와 함께 주사 전자 현미경 XL30 CP[필립스(Philips) 제조]를 사용한다.
이러한 측정을 위해, 필름 샘플을 샘플 받침대에 평편하게 도포한다. 이어서, 여기에 금속(예: 은) 박층을 경사 음영(oblique shadowing) 증착법을 사용하여 각도(a)로 도포한다. 각도(a)는 샘플 표면과 금속 증기의 진행 방향 사이의 각도이다. 이러한 경사 증착은 돌기 뒤쪽에 음영을 형성시킨다. 음영은 전기전도성이 아니므로, 증착 또는 스퍼터링에 의해 샘플에 추가로 제2 금속(예: 금)을 도포하며, 제2 피막은 샘플 표면에 직각으로 스트라이킹(striking)되어 제2 도포 동안 어떠한 음영도 형성되지 않는다.
이러한 방법으로 형성된 샘플 표면을 주사 전자 현미경(SEM)으로 화상을 분석한다. 금속의 물질 콘트라스트(contrast)로 인해 돌기의 음영이 육안으로 관찰된다. SEM 내에서 음영이 화상의 가장자리에 평행하도록 샘플을 연신시킨다. 화상 분석을 위해 SEM 상에서 다음 조건을 설정한다: 제2 전자 검출기, 작동 거리 10mm, 가속 전압 10kV 및 스팟(spot) 4.5. 모든 화상 정보가 그레이 값(gray value)으로 나타나도록 광도와 콘트라스트를 조정하고 배경 노이즈의 강도를 낮추어 음영으로서 검출되지 않도록 한다. 음영의 길이를 화상 분석을 이용하여 측정한다. 음영 검출을 위한 임계 값은, 화상의 그레이 값 분포의 제2 도함수가 0 지점에서 교차되는 지점에서 설정한다. 음영 검출 전에 NxN 필터(크기 3, 1회 반복)를 사용하여 화상을 매끄럽게 한다. 프레임을 고정시켜 화상에 불완전하게 존재하는 돌기가 또한 측정되지 않도록 한다. 0.36mm2의 필름 표면 모두가 평가되도록 확대율, 프레임 크기 및 평가된 화상의 갯수를 선택한다.
각각의 돌기의 높이를 다음 수학식 5를 사용하여 각각의 음영 길이로부터 계산한다.
위의 수학식 5에서,
h는 돌기 높이이고,
α는 증착 각도이고,
L은 음영 길이이다.
이와 같이 측정한 돌기를 몇개의 부류들로 나누어 진동수 분포를 얻는다. 0 내지 1mm의 범위 내에서 0.05mm 간격의 부류로 나누고, 가장 작은 부류(0 내지 0.05mm)는 추가로 평가하는 데 사용하지 않는다.
전자기적 특성(EMP)의 측정
DIN IEC 60 B (CO) 69에 따라 전자기적 특성을 측정하였다. 각각의 경우, 필름의 외부면[공압출 층(A)]에 공지된 방법으로 자기층을 도포하고 캘린더링(calendering) 하고 평가하여 전자기적 특성을 측정하였다. 자기층의 두께는 전형적으로 2.0 내지 2.8㎛이다. 배면 피막은 도포하지 않았다.
내마모성
도 1에 나타낸 바와 같이, 변환시킨 오디오 테이프기를 사용하여 내마모성을 측정하였다. 이 장치는 테이프 장력을 모니터하기 위한 2개의 측정 장치 (2) 및 (3)와 필름의 한쪽 표면을 한정된 속도와 한정된 각도(θ)로 인장시키는 핀(1)을 포함한다. 핀에 발생한 마모를 광학적 및 현미경적 방법에 의해 분류한다(- = 상당히 마모됨, 0 = 표준보다 마모됨, + = 표준보다 덜 마모됨, ++ = 거의 마모되지 않음).
내마모성을 평가하기 위해, 폭 1cm 및 길이 200m의 상응하는 폭이 좁은 부분을 제조하였다. 각각의 경우, 이후에 자기 테이프 배면으로서 사용되는 필름 면에 대해서만 내마모성을 측정하였다.
테이프 속도: 19cm/초
테이프 장력: 200g
접촉 각도: 135°
핀: SUS 204 2S, 6mm, CrO2 표면
표면 기체 유동 시간
측정방법의 원리는 필름의 한 면과 매끄러운 실리콘 웨이퍼 사이의 기체 유동을 기준으로 한다. 진공 공간 부근으로부터 공기가 유동되고, 필름과 실리콘 웨이퍼 사이의 계면에 의해 유동에 대한 저항성이 제공된다.
중심의 구멍을 통해 수용기에 연결된 실리콘 웨이퍼 위에 원형 필름 샘플을 놓는다. 샘플에 하중을 가한다. 이어서, 수용기를 0.1mbar 미만의 압력으로 탈기시킨다. 공기에 의해 수용기 내에서 56mbar의 압력을 증가시키는 데 필요한 시간(초)을 측정한다.
측정 조건:
측정 면적 45.1cm2
중량 1276g
공기 온도 23℃
대기 습도 상대 습도 50%
공기 압력 1bar
수집된 기체 용적 1.2cm3
압력 차이 56mbar
실시예 1 및 2
폴리에틸렌 테레프탈레이트 칩(에스테르 교환반응 촉매로서 Mn을 사용하여 에스테르 교환반응에 의해 제조, Mn 농도: 100ppm)과 총 입자 농도가 1150ppm인 동일한 유형의 재생 제품(CaCO3 < 1.0㎛; Al2O3 0.06㎛)을 잔류 수분 함량이 50ppm 미만이 될 때까지 135℃에서 건조시키고 기재 층(B)을 제조하기 위한 압출기에 공급하였다.
추가로, 표 2에 따르는 입자를 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 칩(에스테르 교환반응 촉매로서 Mn을 사용하여 에스테르 교환반응에 의해 제조, Mn 농도: 100ppm) 혼합물을 건조시키지 않고, 외부 층 (A) 및 (C)를 제조하기 위한 각각의 이축 압출기에 공급하였다.
공압출시킨 후, 길이 방향과 가로 방향으로 단계적으로 연신시켜 총 두께가 15(13)㎛인 투명한 3층 A/B/C 필름을 제조하였다. 각각의 외부 층의 두께를 공압출기의 압출량에 의해 조절하고 각각의 경우 1㎛로 조정하였다.
기재 층(B):
SV 값이 770인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 50.0중량%,
SV 값이 730인 재생 제품 50.0중량%
각각의 공정 단계에서의 제조 조건은 다음과 같다:
압출: 온도: 층(A): 290℃
층(B): 290℃
층(C): 290℃
길이 방향으로의 연신: 온도: 80 내지 125℃
길이 방향 연신 비: 4.7
가로 방향으로의 연신: 온도: 80 내지 135℃
가로 방향 연신 비: 4.0
경화: 온도: 210 내지 225℃
비교 실시예 1 내지 4
비교 실시예 1 내지 4의 경우, 실시예 1 및 2에 대한 기술적 기재에 따른 방법에 따랐다. 외부 층의 안료 착색은 표 3에 기재되어 있다.
실시예 |
공압출(A) |
공압출(C) |
조도 |
CaCO3 |
Al2O3 d50=0.06㎛ |
CaCO3 |
Al2O3 d50=0.06㎛ |
Ra/Rz A층 (외부) |
Ra/Rz C층 (내부) |
d50 [㎛] |
% |
% |
d50 [㎛] |
% |
% |
[nm] |
[nm] |
1 |
0.6 |
0.2 |
./. |
0.4 0.6 |
0.3 0.3 |
0.3 |
7/56 |
11/78 |
2 |
0.6 |
0.2 |
./. |
0.4 0.6 |
0.35 0.25 |
0.3 |
7/55 |
12/89 |
실시예 1 및 2, ABC(층 두께 A = C = 1㎛, B = 13㎛) 기재된 백분율은 중량%이다. |
비교 실시예 |
공압출(A) |
공압출(C) |
조도 |
CaCO3 |
Al2O3 d50=0.06㎛ |
CaCO3 |
Al2O3 d50=0.06㎛ |
Ra/Rz A층 (외부) |
Ra/Rz C층 (내부) |
d50 [㎛] |
% |
% |
d50 [㎛] |
% |
% |
[nm] |
[nm] |
1 |
0.6 |
0.2 |
./. |
0.4 0.8 |
0.55 0.06 |
0.3 |
7/57 |
12/78 |
2 |
0.6 |
0.45 |
./. |
0.4 0.7 |
0.5 0.4 |
0.45 |
12/81 |
13/89 |
3 |
0.6 |
0.45 |
./. |
0.4 0.7 |
0.5 0.1 |
0.45 |
11/72 |
11/94 |
4 |
0.6 |
0.2 |
./. |
0.4 0.7 |
0.5 0.4 |
0.45 |
7/55 |
13/87 |
비교 실시예 1 내지 4, ABC(층 두께 A = C = 1㎛, B = 13㎛) 기재된 백분율은 중량%이다. |
표 4는 토포그래피가 본 발명에 따르는 범위 내에 존재하는 필름이 양호한 내마모성과 함께, 보다 양호하고(실시예 1) 뛰어난(실시예 2) 전자기적 특성(EMP)을 갖는다는 것을 명백히 나타낸다. 특히, 층(C)의 파라미터 F와 G의 변화와 층(C)에 대한 조도 프로파일에서의 기체 유동의 측정값은 이들이 전자기적 특성에 어떻게 영향을 미치는지를 나타낸다. 본 발명에 따르는 실시예에서, EMP는 표준에 비해 0.5 내지 1dB 이하 만큼 향상되었다(비교 실시예 1 내지 4).
실시예 |
Ra(A) (nm) |
Ra(C) (nm) |
비 헤이즈도 |
A |
B |
F |
G |
공기 유동 A/C |
EMP |
내마모성 |
1 |
7 |
11 |
0.2 |
2050 |
-7.4 |
10,533 |
-9.7 |
930/690 |
++ |
+ |
2 |
7 |
12 |
0.2 |
1900 |
-7.1 |
11,598 |
-10.8 |
930/720 |
++ |
+ |
실시예 |
Ra(A) (nm) |
Ra(C) (nm) |
비 헤이즈도 |
A |
B |
F |
G |
공기 유동 A/C |
EMP |
내마모성 |
1 |
7 |
12 |
0.2 |
2050 |
-7.4 |
14,176 |
-10.9 |
930/570 |
0 |
0 |
2 |
12 |
13 |
0.3 |
4540 |
-8.1 |
10,125 |
-9.0 |
610/480 |
0 |
++ |
3 |
11 |
11 |
0.3 |
4550 |
-8.0 |
14,472 |
-11.7 |
610/730 |
0 |
+ |
4 |
7 |
13 |
0.3 |
2000 |
-7.5 |
10,125 |
-9.0 |
930/480 |
0 |
+ |
- 불량함 0 표준 + 양호함 ++ 매우 양호함 |
표 5는 배면 피막을 갖지 않는 자기 테이프의 경우, 선행 기술에 따르는 필름(ABC)으로는 전자기적 특성을 향상시키고자 하는 목적이 달성되지 않음을 나타낸다.
비교 실시예 1 및 3은 파라미터 F와 G를 사용하여 나타낸 돌기(hc)의 갯수(Nc)가 청구된 범위를 벗어나지만(초과하지만), 조도 프로파일에서의 기체 유동에 대한 측정값이 청구된 범위 내에 존재하는 경우, 전자기적 특성이 필요 조건을 충족시키지 못함을 나타낸다.
비교 실시예 2 및 4는 파라미터 F와 G를 사용하여 나타낸 돌기(hc)의 갯수(Nc)가 청구된 범위 내에 존재하지만, 조도 프로파일에서의 기체 유동에 대한 측정값이 청구된 범위를 벗어나는 경우, 마찬가지로 전자기적 특성이 필요 조건을 충족시키지 못함을 나타낸다.
게다가, 비교 실시예 2 및 4는 파라미터 A와 B를 사용하여 나타낸 돌기(hc)의 갯수(Nc)에 의해 기술된, 배면 피막을 갖지 않는 자기 테이프의 전자기적 특성에 대한 층(A)의 영향이 놀랍게도 덜 중요함을 나타낸다.