KR930000667B1 - 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름 - Google Patents

폴리에틸렌 나프탈레이트 필름 Download PDF

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Abstract

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Description

폴리에틸렌 나프탈레이트 필름
본 발명은 내열성, 기계적 특성, 평탄도 및 취급성이 우수한 자기기록매체의 기재로 적당한 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 용융상태에서 측정된 1×107내지 5×108Ω.㎝의 저항을 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트로부터 정전 냉각법(electrostatic cooling method)에 의해 제조된 2축 연신 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름에 관한 것이다. 상기 필름은 하기 식을 만족하는 필름두께 T(㎛) 및 중심선 평균 조도(roughness) Ra(㎛)를 갖는다:
Figure kpo00001
현재 공업적으로 주로 사용되는 필름중 하나는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름은 열적 성질, 기계적 특성, 화학 내성, 및 내후성이 우수하기 때문에 널리 이용되고 있다.
통상, 자기 기록 매체는 피복법 또는 진공 증발법에 따라 필름기재의 표면에 자기층을 형성함으로써 제조된다.
자기 기록매체는 오디오, 비디오 및 컴퓨터 기억장치의 자기 디스크 또는 자기 테이프의 기재로 사용된다. 피복법에 의해 필름기재에 자기층을 형성하는 경우에, γ－철산화물; 코발트, 이산화크롬 및 철로 피복된 γ－철 산화물; 결합제 수지; 분산제; 연마제; 감전방지제; 윤활제; 경화제등으로 구성된 자기입자를 함유하는 분산액이 필름기재의 표면에 피복된후 자기 연신 처리되며, 그결과 얻어진 자기테이프는 건조된다.
또한, 진공증발법의 경우에, 코발트－니켈 합금의 자기 박층은 연속 진공 증발기를 사용함으로써 형성된다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름은 타필름에 비해 강도, 영률 및 치수안정성이 매우 높기 때문에 자기기록 매체의 기재에 없어서는 아니되는 것이다.
최근, 자기기록 매체는 매우 급속히 발전되고 있으며 필름 기재에 대한 필요조건은 더 엄격해져왔다. 예를들면, 비디오 기록 장치의 경우에, 소형화되어가고 있다. 이러한 경향 때문에 종래의 0.5인치 폭 필름 기재 대신에 8－mm폭 기재 필름을 개발하게 되었다.
자기기록 매체용 신규 필름기재는 기계적 강도를 증가시키고 얇게할 필요가 있다. 그러나, 가로 및 세로 방향의 순차 2축 연신에 의해 폴리에틸렌 테레프탈레이트로부터 제조된 종래의 2축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 상기 조건을 만족시킬 수 없었다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름은 소망치보다 낮은 400－600㎏/㎟의 영률을 통상 갖는다. 소위 재연신법에 의해 얻어진 필름은 개량된 영률 600－900㎏/㎟ 및 기계적 특성을 갖지만 고온에서 치수 안정성이 너무 나쁘기 때문에 그 필름은 실제로 사용할 수가 없다.
최근, 폴리에틸렌 나프탈레이트의 2축 연신필름은 일반적으로 알려져 있다. 2축연신 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름보다 고온에서의 치수안정성 및 영률이 우수하다. 자기기록 매체용 필름기재로서 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름을 사용하는 기술은 일본특허공고 제48-29541호(1973), 제56-19012호(1981) 및 일본특허공개 제50-45877호(1975)에 기재되어 있다.
폴리에틸렌 나프탈레이트 필름이 좋은 기계적 특성과 고온에서의 좋은 치수 안정성을 갖고 있다는 사실은 공지되어 있다. 특히 얇은 필름의 경우에, 공지방법에 의해 제조되면 필름평탄도 및 취깁용이성이 나쁘기 때문에 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름을 실제로 사용하기가 어렵다. 이들 단점만 해결된다면 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름은 공업적 가치가 매우 커질 것이다.
이와같은 사실을 염두에 두고 본 발명자들이 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름에 관한 백방의 노력 끝에, 용융상태에서 측정될때 특정범위위 저항을 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트로부터 정전냉각법에 의해 필름을 제조하는 경우와 필름의 표면 조도와 필름의 두께가 특정상관 관계식을 만족하는 경우에, 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름은 필름의 평탄성 및 취급 용이성이 매우 개량된다는 사실을 알아내고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은, 제1특징으로서 용융상태에서 측정된 1×107내지 5×108Ω·㎝의 저항을 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트로부터 정전냉각법에 의해 제조된 2축연신 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름을 제공하며, 상기 필름은 하기식을 만족하는 필름두께 T(㎛) 및 중심선 평균조도 Ra(㎛)를 갖는다.
Figure kpo00002
본 발명은, 제2특징으로서 용융상태에서 측정된 1×107내지 5×108Ω·㎝의 저항을 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트로부터 정전냉각법에 의해 제조된 2축 연신 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름을 갖고 그 필름 위에 자기층을 피복한 자기 테이프를 제공하며, 상기 필름은 하기식을 만족하는 필름두께[T(㎛)] 및 중심선 평균조도[Ra(㎛)]를 갖는다.
Figure kpo00003
폴리에틸렌 나프탈레이트 필름은 이들 특성 때문에 얇은 필름의 경우에도 높은 영률을 갖고 평탄도 및 취급 용이성이 우수하므로, 이러한 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름은 자기기록 매체용 필름기재로서 유용한다.
본 발명에서 사용된 폴리에틸렌 나프탈레이트는 구성단위체로서 에틸렌－2, 6－나프탈레이트로 거의 조성된 중합체, 또한 소량, 이를테면 10몰%이하(바람직하기로는 5몰% 이하)의 제3성분에 의해 개선된 에틸렌－2, 6－나프탈레이트 중합체를 나타낸다.
폴리에틸렌 나프탈레이트는 나프탈렌－2, 6－디카르복실산 또는 그의 관능기유도체(예, 디메틸 나프탈렌－2, 6－디카르복실레이트)와 에틸렌글리콜을 촉매 존재하에 적당한 반응조건하에서 중축합함으로써 보통 제조된다. 제3성분으로서는 아디프산, 세바스산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 및 나프탈렌－2, 7－디카르복실산과 같은 디카르복실산과 그의 저급 알킬 에스테르; p－히드록시벤조산과 같은 히드록시카르복실산 및 그의 저급알킬 에스테르; 그리고 프로필렌 글리콜, 트리메틸렌 글리콜, 테트라메틸렌 글리콜, 펜타메틸렌 글리콜 및 헥사메틸렌 글리콜과 같은 2가 알콜이 있다.
본 발명에서 사용된 폴리에틸렌 나프탈레이트로서, 0.40이상의 고유점도(양호하기로는 0.45 내지 0.90, 더욱 양호하기로는 0.55 내지 0.85)로 나타내지는 적당한 중합도를 갖는 중합체가 바람직한데, 그이유는 폴리에틸렌 나프탈레이트는 중합도가 너무 낮은 경우 기계적 특성이 나쁘기 때문이다.(고유점도 측정법 : 폴리에틸렌 나프탈레이트 팁(tip) 또는 필름 1g을 페놀/1, 1, 2, 2－테트라클로로에탄(중량비 50/50)용액 100ml에 가한후, 그 혼합물을 140℃에서 30분동안 가열한 다음, 폴리에틸렌 나프탈레이트 팁 또는 필름을 용해시킨 후 고유점도를 30.0℃에서 측정한다.)
본 발명에 따라, 상기 폴리에틸렌 나프탈레이트는 다음 방법에서 2축 연신 필름으로 제조된다.
먼저, 폴리에틸렌 나프탈레이트를 압출기에 의해 280℃ 내지 320℃에서 쉬트로 압출한다. 압출된 쉬트를 80℃ 이하로 냉각하여 무정형이 되도록 한다. 냉각된 쉬트를 130℃ 내지 160℃ 및 면적 연신비(area draw ratio) 4에서 가로 및 세로방향으로 연신 시킨다. 마지막으로, 2축 연신 필름을 120℃ 내지 250℃에서 열처리한다.
2축 연신 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름은 용융상태에서 측정된 1×107내지 5×108Ω·㎝의 저항을 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트로부터 제조되어야 한다. 그 이유는 하기에서 설명된다. 종래의 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름은 평탄도가 만족스럽지 못하기 때문에 고도의 정밀도를 요하는 자기기록매체의 필름기재에 적당한 필름을 제조할 수 없다. 2축 연신 필름의 평탄도는 무정형 필름의 균일성에 따라 크게 달라진다. 이는 30㎛ 이하의 얇은 필름의 경우에 명백하게 나타난다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 경우에 평탄도는 정전냉각법에 의해 개선될 수 있음을 알아냈다. 이 방법에 따라서, 용융된 중합체 쉬트가 정전기로 하전되어 쉬트는 정전력에 의해 회전 냉각드럼쪽으로 강하게 끌린다. 이 방법은 용융한 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 저항이 낮은 경우에 유효하다는 것이 밝혀졌다. 그러나, 정전법이 폴리에틸렌 나프탈레이트에 대해서도 유효한지의 여부는 아직 확인되지 않았다. 바람직한 작동범위에 대해서는 아무것도 보고되지 않았다.
본 발명자가 용융상태에서 폴리에틸렌 나프탈레이트의 저항에 관해 연구한 결과 다음과 같은 사실을 알아냈다.
(1) 인 화합물이 폴리에틸렌 나프탈레이트에 용해된 에스테르 교환 촉매와 같은 금속 화합물의 양에 비해서 점증적으로 첨가될때, 용융상태에서의 폴리에틸렌 나프탈레이트의 저항은 최소치에 달하고;
(2) 금속화합물 및 인화합물의 종류 및 양에 따라 값이 달라질지라도 최소치는 약 107Ω·㎝이고;
(3) 용융상태에서 측정된 저항은 인화합물이 금속화합물의 양에 대해서 과량으로 첨가될때, 1010Ω·㎝이상이다.
이러한 자료를 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 자료와 비교할때, 용융상태에서 폴리에틸렌 나프탈레이트의 저항은 보통 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 저항보다 더 높으며, 똑같은 양의 똑같은 이온이 함유된 경우의 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 저항보다 더 높다는 사실을 알아냈다.
본 발명자가 알고있는한, 정전냉각법이 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름의 제조에 이용된 예는 아직 없다. 폴리에틸렌 나프탈레이트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 비해서 용융상태에서 저항이 클뿐만아니라 용융점도 및 용융온도가 높은 단점이 있기 때문에, 정전냉각법을 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름의 제조에 효과적으로 이용하기가 매우 어렵다. 또한, 용융점도 및 용융온도가 높기 때문에, 폴리에틸렌 나프탈레이트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 보다 크게 다른 성형 조건하에서 가공되어야 한다.
본 발명자들은, 원료로서 폴리에틸렌 나프탈레이트가 용융상태에서의 저항 1×107내지 5×108Ω·㎝를 갖는 경우 얇고 균일한 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름의 제조에 이용될 수 있다는 사실을 알아냈다.
본 발명에 따라서, 필름을 제조하기 위한 원료로서 폴리에틸렌 나프탈레이트는 용융상태에서의 저항 1×107내지 5×108Ω·㎝(양호하기로는 1×107내지 1×108Ω·㎝)를 가져야 한다. 저항이 1×107Ω·㎝이하인 경우, 폴리에틸렌 나프탈레이트는 평탄도가 좋은 필름으로 제조될 수 있지만 열안정성이 나쁘다. 열안정성이 나쁘면 건조 또는 용융가공동안 분자량을 감속시킨다. 이는 필름의 기계적 특성을 나쁘게하는 원인이 된다. 한편, 저항이 5×108Ω·㎝ 이상인 경우에 폴리에틸렌 나프탈레이트는 정전냉각법에 의해서 효과적으로 가공되지 않으며 얻어진 필름의 평탄도는 나쁘다. 이러한 역효과는 회전냉각드럼이 고속으로 작동되어 생상률을 높힐때 분명히 나타난다.
폴리에틸렌 나프탈레이트의 저항은 다음방법으로 조절될 수 있다. 저항을 감소하기 위해서, 폴리에틸렌 나프탈레이트는 가용성 금속성분과 혼합되어야 한다. 이는, 에스테르교환반응용 촉매로서 사용된 금속원소 또는 에스테르 교환반응 또는 에스테르화반응후 필요한 경우 첨가될 금속원소에 소량(예, 등몰량 이하)의 인 화합물을 가함으로써 달성된다.
한편, 저항을 증가시키기 위해서는 폴리에틸렌 나프탈레이트에 용해되는 금속원소의 함량을 줄여야 한다. 이는, 금속화합물이 다량 사용되는 경우에 금속을 폴리에틸렌 나프탈레이트에 불용성인 카르복실레이트, 포스페이트 및 포스파이트 같은 금속염으로 전환시키거나, 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트에 용해된 금속화합물의 양을 감소시킴으로써 달성된다. 구체적으로 설명하면, 상기 목적은 에스테르 교환촉매로서 사용되는 칼슘 및 망간과 같은 금속원소에 대해서 등몰량 이상의 인 화합물을 첨가함으로서 달성된다.
2종 이상의 폴리에틸렌 나프탈레이트가 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름의 원료로서 사용되는 경우에, 혼합물의 용융상태에서 측정된 저항이 이용되어야 한다.
본 발명에 따라서, 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름은 특정의 표면조도를 가져야 한다. 그 이유는 하기에서 설명된다. 지금까지 자기 테이프의 기재로서 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름을 사용하는 것에 대해서는 알려졌지만, 그의 화학적 구조로부터 유래된 기계적 및 열적 특성에의 큰 관심과는 대조적으로 그의 취급용이성에 관한 연구는 거의 없었다. 취급 용이성은 필름의 실제적 사용에 중요하다. 이러한 사실을 염두에 두고 본 발명자들은 폴리에틸렌 나프탈레이트의 취급 용이성에 대해 조사한 결과 취급 용이성이 중심선 평균조도[Ra/(㎛)]와 밀접한 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. Ra의 양호한 범위는 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름의 두께에 따라 달라진다는 사실, 즉 필름두께[T(㎛)]는 더 작아지고 그 결과 조도가 더 커야된다는 사실을 알아냈다.
본 발명에 따라서, 중심선 평균 조도[Ra(㎛)]와 필름두께[T(㎛)]는 다음식을 만족해야할 필요가 있다.
Figure kpo00004
바람직하기로는, Ra(㎛) 및 T(㎛)는 다음식을 만족해야 할 필요가 있다.
Figure kpo00005
Ra(㎛)의 값이
Figure kpo00006
보다 적으면, 그 필름은 필름과 필름의 점착이 심해지며 필름 안내소자등과의 마찰이 심해진다. 한편, Ra(㎛)의 값이
Figure kpo00007
보다 크면, 취급 용이성이 일정수준에서 증가되지 않으며 자기 테이프의 기재로서 사용된 필름은 과대한 표면 조도 때문에 전자(electromagnetic) 전환같은 자기테이프의 성능을 약화시킨다. 그외에 본 발명에서 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름의 두께는 4 내지 40㎛(바람직하기로는 4－20㎛, 더욱 바람직하기로는 4－12㎛)이다.
상기한 바와같이, 본 발명에서는 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름이 필름두께와의 관계에 의해서 한정되는 특정범위의 중심선 평균 조도를 가져야 할 필요가 있다. 상기에서 한정된 표면조도는 미세한 불활성 화합물 입자와 폴리에틸렌 나프탈레이트를 혼합함으로써 얻어질 수 있다. 이는 소위 입자분리법, 바람직하기로는 소위 입자 부가법에 의해서 달성된다.
입자분리법에 따라, 인 화합물은 폴리에틸렌 나프탈레이트에 대한 반응시스템에 가해진다. 인 화합물은 에스테르 교환반응 또는 에스테르화반응 후에 반응시스템에 용해된 금속화합물과 반응함으로써 미립자를 분리해낸다. 이 방법은 공업적으로 적합하고 간단하지만, 필름의 적당한 표면조도와 중합체의 적당한 저항을 해결하기가 어렵다. 그 이유는 분리된 입자가 용융된 상태에서 중합체의 저항을 변경시키기 때문이다. 다시 말해서 필름의 필요한 표면조도에 악영향을 미치기 때문이다. 그외에, 분리시킬 입자의 양은 제한된다.
한편, 입자부가법에 따라, 불활성 미립자는 폴리에스테르 생성부터 필름 압출까지의 어느 단계에서도 폴리에틸렌 나프탈레이트에 가해진다. 불활성 미립자의 예로는 카올린, 활석, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산바륨, 황산칼슘, 황산바륨, 인산리튬, 인산칼슘, 인산마그네슘, 신화알루미늄, 산화규소 및 산화티탄과 같은 금속화합물과 카아본 블랙이 있다. 이들 불활성 화합물의 형태는 구형 또는 덩어리 형태로 될 수 있다. 이들은 경도, 비중 및 색상에 특히 제한을 받지 않는다. 불활성 화합물은 평균 입경 0.1－10㎛, 바람직하기로는 0.3－3㎛(동일체적 구와 동일한 직경)을 가져야 한다. 불활성 화합물은 0.01 내지 1중량%, 바람직하기로는 0.05 내지 0.8중량%, 더욱 바람직하기로서는 0.1 내지 0.5중량%의 양으로 필름에 가해져야 한다.
본 발명에 따라서, 좋은 필름 평탄도와 취급용이성을 갖는 폴리에티렌 나트탈레이트 필름은 상기와 같이 얻어진다. 필름이 특정범위의 결정도를 갖는다면, 그 필름은 자기 기록매체의 기재로서 더 유용하다. 즉, 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름의 결정도는 28－50%, 바람직하기로는 30－45%, 더욱바람직하기로는 33－40%이다.
자기 기록매체의 제조에서, 필름 기재는 자기층이 적용된후 그 필름기재가 가열건조되기 때문에, 또는 철자기 금속이 고밀도 기록을 위한 수요증대로 인해 고밀도 기록을 위해 축적되기 때문에 고온에 노출된다. 자기기록매체를 제조하기 위해서, 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름은 필름이 가열에의해 수축되지 않고 높은 영률을 갖도록 28% 이상, 바람직하기로는 30% 이상의 결정도를 가져야 한다. 결정도가 높으면 또한 필름의 슬릿성(slittability)이 좋아진다.
한편, 필름의 결정도가 50%를 초과하면, 필름표면이 물체에 마찰될때 백색분말이 발생된다. 이 분말은 전자 전화성능을 약화시키고 기록된 신호의 드롭아웃을 야기시킨다. 그러므로, 이러한 필름은 자기기록매체의 기재로서 부적당한다.
또한, 본 발명에서의 결정도는, 결정상이 1.407의 밀도를 갖고 무정형상이 1.325의 밀도를 갖는다고 가정할때 밀도로부터 계산된 중량기준 결정도이다.
자기기록매체로서의 자기테이프는 피복법 또는 진공증발법에 의해 본 발명에 따라 2축연신 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름의 표면에 자기층을 형성시킴으로써 제조된다.
본 발명의 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름보다 기계적 및 열적 특성이 우수하다. 본 발명에 따라서, 2축 연신 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름은 용융상태에서 측정된 특정범위의 저항을 갖는 정전냉각법에 의해 제조되므로, 중심선 평균조도[Ra(㎛)]와 필름두께[T(㎛)]는 하기 상관 관계식을 만족할 수 있다.
Figure kpo00008
그러므로, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름은 지금까지 인식되지 못했던 몇가지 특성에 있어 우수하다. 즉, 얇은 필름의 경우에 현저하게 나타나는 취급용이성 및 필름평탄도가 개선된다. 본 발명에 따른 2축 연신 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름은 자기기록매체에 대해 두께 불균일도 0.2이하를 갖는 매우 양호한 필름기재이다. 이는 공업적 가치가 매우 큰 것이다. 필름이 특정범위의 결정도를 갖는다면 실제적이고도 복잡한 요구조건을 만족하기 때문에 그 필름은 가장 유용하다.
본 발명은 다음 실시예를 참고로 더욱 상세히 설명되지만, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 실시예에서, 물리적 성질은 다음 방법에 따라 측정되었다. 중심선 평균 조도(Ra(㎛)] : 고사까 겐뀨쇼 캄퍼니, 리미티드[Kosaka Kenkyusho Co., Ltd.]의 제품인 표면 조도 시험기(SE－3FK)에 의해 다음방법으로 측정. 참고길이 L(2.5㎝)와 동일한 윤곽－굴곡부(profile－curve part)가 쌤플 필름의 윤곽 굴곡으로부터 중심선방향으로 시료로 취해지고 조도곡선은 함수 Y=f(x)로 나타내지는 것을 고려하여 Ra는 하기식으로 주어진 값(㎛)이다. 여기서, x축은 쌤플 윤곡－굴곡부의 중심선을 나타내고, Y－축은 세로방향(세로확장방향)을 나타낸다.
Figure kpo00009
80㎛의 절단치에서 30㎎의 하중하에 2㎛의 팁 반경을 갖는 바늘로 측정을 실시하였다. Ra의 10회 측정치의 평균값을 나타내지며, 가로 및 세로 방향에서 각각 5번씩 측정한다.
용융상태에서의 저항 : “Brit. J. Appl. Phys., Vol. 17. pp 1149-1154 (1966)”에 기재된 방법에 따라 측정. 중합체 시료를 295℃에서 용융시키고 DC전압 (1000V)을 이용한후 즉시 측정을 실시한다.
필름평탄도 : 세로 방향에서 매 1000m 간격의 10지점과 가로 방향에서 매 10㎝ 간격의 10지점에서 필름두께의 100회 측정치를 평균하여 얻어진다.
필름두께 : 안리쯔 덴시 캄퍼니, 리미티드(Anritsu Denshi Co., Ltd)에 의해 제조된 마이크로미터로 측정. 두께를 측정할 지점의 근처로부터 필름의 조작을 취하여 서로 쌓는다. 10m 축적된 필름에 대한 평균치는 단일 필름의 두께로 전환된다. 필름의 두께 불균일도는 다음식으로 나타내진다.
Figure kpo00010
상기에서, Xmax는 측정된 값의 최대치이고, Xmin은 측정된 값의 최소치이며,
Figure kpo00011
는 측정된 값의 산술평균치이다. 두께 불균일도는 가능한한 적은 것이 바람직하다.
취급용이성 : 필름 제조단계 및 그 다음의 필름 취급단계에서 권취작업의 용이성에 따라 다음 3등급으로 구분한다.
A : 필름은 부드럽게 감겨질 수 있고 불편없이 다음단계로 통과될 수 있다.
B : 필름은 다음단계로 권취 및 통과할 수 있지만, A의 경우보다 덜 부드럽다.
C : 필름은 권취단계에서 주름이 잡히며 그결과 얻어진 로울은 그 모서리가 울퉁불퉁하다. 필름은 그 다음단계를 부드럽게 통과하지 않고 라인을 종종 멈춘다.
진행특성 : 종래의 카세트 테이프 녹음기를 사용하여 1분동안 카세트 테이프를 진행시킨 다음, 카세트 테이프 길이의 1/2까지 빠르게 전진시킨다. 카세트 테이프의 다른 쪽 반을 진행시키고 정지하는지의 여부를 관찰한다. 10회의 실험결과, “A”는 진행이 정지되지 않는 것을 나타내고, “B”는 진행이 정지되는 것을 나타내며, “C”는 2회이상 정지하는 것을 나타낸다.
[실시예 1]
폴리우레탄 나프탈레이트의 제조:
디메틸 나프탈렌－2, 6－디카르복실레이트(100부) 및 에틸렌 글리콜(60부)를 초산칼슘.1수화물(0.1부) 존재하에 에스테르 교환반응시켰다. 반응을 180℃에서 시작하고 반응온도를 점차적으로 상승시킴으로써 메탄올이 증류되었다. 4시간후 반응온도는 230℃에 달했으며 에스테르 교환반응은 거의 종료되었다.
트리에틸 포스페이트(0.07부), 평균입경 0.9㎛을 갖는 탄산칼슘(0.4부) 및 삼산화 안티몬(0.04부)을 첨가한후 중축합반응을 보통 방법으로 실시하였다. 온도를 서서히 상승시킴에 따라 압력을 상압으로부터 점차적으로 감소시켰다. 2시간후 온도는 290℃에 달했으며 압력은 0.3㎜Hg까지 감소되었다. 반응개시 5시간후 폴리에틸렌 나프탈레이트는 가압질소에 의해 배출되었다.
이와같이 얻어진 폴리에틸렌 나프탈레이트는 용융상태에서 측정된 저항 8.2 ×107Ω·㎝ 및 고유점도 0.64를 갖는다. 현미경 관찰결과 탄산칼슘 입자는 중합체에 매우 균일하게 분산되었다.
폴리에틸렌 나프탈레이트의 제조:
폴리에틸렌 나프탈레이트를 정전냉각법에 의해 295℃에서 압출하여 무정형 쉬트로 만든다. 쉬트의 이동방향과 수직으로 회전드럼위에 놓여있는 텅스텐 와이어(직경 0.1㎜)의 양극에 DC 9KV의 전압을 가함으로써 정전기를 하전시켰다. 회전드럼을 35m/min의 선속도로 주행시켰다. 그결과 얻어진 무정형 필름은 세로 방향으로 3.5배 및 가로방향으로 3.6배 연신시킨 다음 200℃에서 40초동안 열처리하였다. 그결과, 결정도 40%를 갖는 10㎛ 두께의 2축 연신 필름을 얻었다. 필름의 두께 변형비는 0.12정도로 만족스러웠다.
얻어진 필름의 중심선 평균조도는 0.021㎛이었고 부드러웠으며 취급용이성이 좋았다.
표 1은 2축 연신 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름의 특성을 나타내는데, 여기서 자기 기록매체에 대한 기재로서 필름의 유용성을 입증한다.
[실시예 2－4 및 비교실시예 1－3]
트리에틸 포스페이트 및 무기 화합물이 에스테르 교환반응 종료후 첨가되는 것을 제외하고 실시예 1에서와 똑같은 방법으로 폴리에틸렌 나프탈레이트를 제조하였다. 그 결과 얻어진 폴리에틸렌 나프탈레이트를 실시예 1에서와 똑같은 방법에 의해 2축 연신 필름으로 만들었다. 필름제조 조건은 필름이 표 1에서 나타낸 결정도 및 두께를 갖도록 조절되었다. 필름의 성능을 평가하였으며 그 결과를 표 1에 나타냈다.
실시예 2－4에서의 폴리에틸렌 나프탈레이트 시료는 용융상태에서 측정된 적절한 저항을 갖고, 그로부터 제조된 2축 연신필름은 상기 관계식을 만족하는 적절한 필름두께와 적절한 중심선 평균조도를 가졌다. 실시예 2－4에서 얻어진 2축연신 필름은 다른분야에 사용되도록 취급용이성이 좋았다. 그외에도, 그 필름은 적합한 결정도를 갖고, 특히 얇은 필름기재로서 자기기록 매체용 필름기재로서 유용하다.
이와는 달리, 비교실시예 1의 중합체는 용융상태에서 측정된 적합한 저항을 가졌지만, 그로부터 제조된 필름은 중심선 평균높이가 너무 낮았으며, 그 이유는 중합체가 필름에 적합한 표면조도를 부여하는 불활성 미립자와 혼입되지 않았기 때문이다. 그러므로, 필름과 필름이 심하게 달라붙고 필름 안내소자와 마찰이 심했다. 이는 실제로 사용할 수 없었다.
비교실시예 2에서 얻어진 필름은 본 발명에서 명시한 표면조도를 가졌지만, 필름두께 변형률이 지나치게 컸는데 그 이유는 원료로서 중합체가 용융상태에서 측정된 저항이 과대하게 컸기때문이다. 그러므로, 그 필름은 자기기록 매체의 기재로는 적합하지 않았다.
비교실시예 3에서 얻어진 필름은 불충분한 표면 조도때문에 취급용이성이 나빴다. 그외에도, 결정도가 낮기때문에(26%) 가열시의 수축성, 영률 및 슬릿성이 나빴다.
[표 1]
Figure kpo00012
[실시예 5]
실시예 1－4 및 비교실시예 1－3에서 얻어진 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름을 사용하고 다음 방법에 의해 자기 테이프를 제조하였다.
다음 조성으로된 혼합물을 24시간동안 반죽하였다.
γ－Fe2O3로 구성된 철자기재료 250중량부
폴리우레탄 40
니트로셀룰로오스 15
비닐클로라이드－비닐아세테이트 공중합체 25
레시틴 10
메틸 에틸 케톤 250
부틸 아세테이트 250
폴리이소시아네이트 화합물 15중량부를 상기반죽된 혼합물에 가한후 1시간동안 분산처리하여 자기 페인팅 재료를 얻었다. 건조된 자기 페인팅 재료의 두께가 6㎛로 되도록 자기 페이팅 재료를 실시예 1－4 및 비교실시예 1－3에서 제조된 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름의 표면에 피복하였다. 자기 페인팅 재료를 건조하기전에 자기재료를 통상의 방법에 의해 자기 연신처리하였다. 오븐에서 건조 및 경화한 후, 이와같이 처리된 자기테이프 전계물을 카렌다(calender)처리한다음 슬릿처리함으로서 폭1/2인치의 자기테이프를 얻었다.
자기 테이프의 제조공정에서, 자기 테이프의 진행 특성 및 피복 불균일성에 관한 평가를 표 2에서 나타냈다.
[표 2]
Figure kpo00013

Claims (4)

  1. 용융상태에서 측정된 1×107내지 1×108Ω·㎝의 저항을 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트 용융물로 부터 제조된 폴리에틸렌 나프탈레이트 쉬트를 정전 냉각시킴으로써 제조되고 중심선 평균 조도[Ra(㎛)]와 필름 두께[T(㎛)]가 다음 식을 만족하는 자기 테이프용 2축 연신 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름.
    Figure kpo00014
  2. 제1항에 있어서, 두께가 4 내지 40㎛인 필름.
  3. 제1항에 있어서, 폴리에틸렌 나프탈레이트의 고유점도가 0.40이상인 필름.
  4. 제1항에 있어서, 결정도가 28 내지 50%인 필름.
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