説明

二軸配向ポリエステルフィルムおよびそれを用いた磁気記録媒体

【課題】極めて低い湿度膨張係数を具備させることができる高密度磁気記録媒体用ベースフィルムとして好適な二軸配向ポリエステルフィルムおよびそれを用いた磁気記録媒体の提供。
【解決手段】少なくとも1つのフィルム層が(1)ポリエステル共重合体と(2)融点が200〜280℃の範囲のポリオレフィンとを重量比(前者:後者)60:40〜95:5の割合で含有し、該ポリエステル共重合体が芳香族ジカルボン酸成分およびジオール成分からなるポリエステルであって、(i)ジカルボン酸成分が5モル%以上50モル%未満の6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分および50モル%を超え95モル%以下の他の芳香族ジカルボン酸、(ii)ジオール成分が90〜100モル%の炭素数2〜10のアルキレングリコールを含有することを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、二軸配向ポリエステルフィルムおよびそれを用いた磁気記録媒体に関する。特に高密度磁気記録媒体用ベースフィルムとして好適な二軸配向ポリエステルフィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートに代表される芳香族ポリエステルは、優れた機械的特性、寸法安定性および耐熱性を有するのでフィルムなどに幅広く使用されている。特にポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートは、ポリエチレンテレフタレートよりも優れた機械的特性、寸法安定性および耐熱性を有し、それらの要求の厳しい用途、例えば高密度磁気記録媒体などのベースフィルムなどに使用されている。しかしながら、近年の高密度磁気記録媒体などでの寸法安定性の要求はますます高くなってきており、さらなる特性の向上が求められている。
【0003】
一方、特許文献1〜4には6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸を主とする酸成分と、ジオール成分とのエステル単位からなるポリエステルが提案されている。該文献には、結晶性で、融点が294℃のポリエステルが開示されている。これらの特許文献1〜4に開示されたポリエステルは、融点が非常に高く、また結晶性も非常に高く、フィルムなどに成形しようとすると、溶融状態での流動性が乏しく、押出しが不均一化したり、押出した後に延伸しようとしても結晶化が進んで高倍率で延伸すると破断したりするなどの問題があった。
【0004】
また、特許文献5には、シンジオタクチックポリスチレンなどのポリオレフィンをブレンドすることで湿度膨張係数を低減できることが提案されているが、さらなる寸法安定性向上が求められていた。
【0005】
【特許文献1】特開昭60−135428号公報
【特許文献2】特開昭60−221420号公報
【特許文献3】特開昭61−145724号公報
【特許文献4】特開平6−145323号公報
【特許文献5】特開2006−2142号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明者は、まず寸法安定性、特に温度や湿度が変化したときの環境変化に対する寸法安定性を高めるために、αt(温度膨張係数)およびαh(湿度膨張係数)が低いフィルムを提供することを鋭意検討した結果、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などをジカルボン酸成分とするポリエステルに、所定量の6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸(以下、ANAと称することがある。)を共重合させたポリエステルは、製膜性に優れ、該共重合ポリエステルから外観および機械的強度に優れたフィルムが得られ、しかもANAの特性である低いαh値を示すことを見出し、先に出願した。
【0007】
ただ、このように優れた寸法安定性を有するフィルムではあるものの、高容量化されたデータストレージ用磁気記録媒体として用いるには、さらなる湿度膨張係数が求められ、それを解消したのが本発明である。
【0008】
したがって、本発明の課題は、かかる問題を改善し、極めて低い湿度膨張係数を具備させることができる高密度磁気記録媒体用ベースフィルムとして好適な二軸配向ポリエステルフィルムおよびそれを用いた磁気記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定のポリエステル共重合体に特定のポリオレフィンを配合して得られるポリエステル樹脂組成物からなる二軸配向ポリエステルフィルムを使用した磁気テープであれば、目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0010】
すなわち、本発明の目的は、以下の構成によって達成される。
〔1〕 少なくとも一つのフィルム層が(1)ポリエステル共重合体と(2)融点が200〜280℃の範囲のポリオレフィンとを重量比で(前者:後者)60:40〜95:5の割合で含有したポリエステル樹脂組成物からなる二軸配向ポリエステルフィルムであって、
該ポリエステル共重合体が芳香族ジカルボン酸成分およびジオール成分からなるポリエステルであって、(i)ジカルボン酸成分が5モル%以上50モル%未満の下記式(A)および50モル%を超え95モル%以下の下記式(B)で表される繰り返し単位を含有し、(ii)ジオール成分が90〜100モル%の下記式(C)で表される繰り返し単位を含有する二軸配向ポリエステルフィルム。
【化1】

(式(A)中、Rは炭素数2〜10のアルキレン基、式(B)中、Rはフェニレン基またはナフタレンジイル基、式(C)中、Rは炭素数2〜10のアルキレン基である。)
〔2〕 前記式(A)で表されるジカルボン酸成分が、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分である〔1〕記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
〔3〕 前記式(B)で表されるジカルボン酸成分が、2,6−ナフタレンジカルボン酸成分である〔1〕記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
〔4〕 ポリオレフィンがシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体である〔1〕記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
〔5〕 フィルムの製膜方向および幅方向のヤング率がともに4GPa以上で、かつ両者の合計が高々22GPaである〔1〕記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
〔6〕 フィルムの幅方向の湿度膨張係数が0.1×10−6〜7×10−6/%RHの範囲にある〔1〕記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
〔7〕 フィルムの幅方向の温度膨張係数が−10×10−6〜15×10−6/℃の範囲にある〔1〕記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
〔8〕 フィルム厚みが2〜10μmの範囲にある〔1〕記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
〔9〕 磁気記録媒体の支持体に用いる〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
〔10〕 〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルムと、その片面に設けられた磁性層とからなる磁気記録媒体。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、湿度変化に対する優れた寸法安定性を具備することができる二軸配向ポリエステルフィルムを得ることができ、例えばそれを磁気記録媒体の支持体として用いることで、湿度変化に対する優れた寸法安定性を具備する磁気記録媒体が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明を詳細に説明する。
〔ポリエステル共重合体〕
本発明に用いられる(1)ポリエステル共重合体(以下『CoPEs』ということがある)は、下記の芳香族ジカルボン酸成分およびジオール成分からなるポリエステルである。
【0013】
即ち、芳香族ジカルボン酸成分およびジオール成分からなるポリエステルであって、(i)ジカルボン酸成分が5モル%以上50モル%未満の前記式(A)および50モル%を超え95モル%以下の前記式(B)で表される繰り返し単位を含有し、(ii)ジオール成分が90〜100モル%の前記式(C)で表される繰り返し単位を含有するポリエステルである。
【0014】
〔ジカルボン酸成分〕
前記式(A)で表される繰り返し単位の含有量の上限は、好ましくは45モル%、より好ましくは40モル%、さらに好ましくは35モル%、特に好ましくは30モル%である。下限は、好ましくは5モル%、より好ましくは7モル%以上、さらに好ましくは10モル%、特に好ましくは15モル%である。従って、式(A)で表される繰り返し単位の含有量は、好ましくは5〜45モル%、より好ましくは7〜40モル%、さらに好ましくは10〜35モル%、特に好ましくは15〜30モル%である。
【0015】
式(A)で表される繰り返し単位は、好ましくは6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸、6,6’−(トリメチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸および6,6’−(ブチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸由来の単位が好ましい。これらの中でも式(A)におけるRの炭素数が偶数のものが好ましく、特に6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸由来の単位が好ましい。
【0016】
本発明におけるCoPEsは、ジカルボン酸成分が5モル%以上50モル%未満の式(A)で示される単位を含有することを特徴とする。式(A)で示される単位の割合が下限未満では湿度膨張係数の低減効果が発現し難い。また上限よりも少なくすることで製膜性を向上できるという利点もある。
【0017】
つぎに、式(B)中、Rはフェニレン基またはナフタレンジイル基である。このうち、Rがナフタレンジイル基であることが、フィルムの耐熱寸法安定性が優れるので好ましい。
【0018】
また、式(B)で表される繰り返し単位として、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸に由来する単位、またはこれらの組み合わせが挙げられる。これらのうち、2,6−ナフタレンジカルボン酸が上記と同じ理由で好ましい。
【0019】
〔ジオール成分〕
ジオール成分は、90〜100モル%の前記式(C)で表される繰り返し単位を含有する。式(C)で表される繰り返し単位の含有量の下限は、好ましくは95モル%、より好ましくは98モル%である。
【0020】
式(C)中、Rは炭素数2〜10のアルキレン基である。Rのアルキレン基として、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基等が挙げられる。これらの中でも式(C)で表されるジオール成分として、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等に由来する単位が好ましく挙げられ、中でもエチレングリコール由来の単位が特に好ましい。ジオール成分のエチレングリコール由来の単位の含有量は、好ましくは90モル%以上、より好ましくは95〜100モル%、最も好ましくは98〜100モル%である。
【0021】
〔CoPEs〕
本発明におけるCoPEsは、式(A)で表される繰り返し単位と、式(C)で表される繰り返し単位で構成されるエステル単位(−(A)−(C)−)の含有量は、全繰り返し単位の好ましくは5モル%以上50モル%未満、より好ましくは5〜45モル%、さらに好ましくは10〜40モル%である。
【0022】
他のエステル単位として、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレート単位、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、ポリトリメチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、ポリブチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートなどのポリアルキレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート単位が好ましく挙げられる。これらの中でも機械的特性などの点からエチレンテレフタレート単位やエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート単位が好ましく、特にエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート単位が好ましい。
【0023】
また、式(A)で表される成分が下記式(A−1)であるポリエステルが特に好ましい。
【化2】

【0024】
本発明におけるCoPEsは、P−クロロフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン(重量比40/60)の混合溶媒を用いて35℃で測定した固有粘度が0.4〜3、好ましくは0.4〜1.5dl/g、さらに好ましくは0.5〜1.2dl/gである。
【0025】
本発明におけるCoPEsの融点は、200〜260℃の範囲、好ましくは205〜255℃の範囲、より好ましくは210〜250℃の範囲である。融点はDSCで測定する。
【0026】
融点が上限を越えると、溶融押出して成形する際に、流動性が劣り、吐出などを安定化するために高温にすると熱劣化などが生じやすくなる。一方、下限未満になると、製膜性は優れるものの、ポリエステルの持つ機械的特性などが損なわれやすくなる。
【0027】
一般的に共重合体は単独重合体に比べ融点が低く、機械的強度が低下する傾向にある。しかし、本発明のCoPEsは、式(A)の単位および式(B)の単位を含有する共重合体であり、式(A)の単位を有する単独重合体に比べ、融点が低いが機械的強度は同じ程度であるという優れた特性を有する。
【0028】
本発明におけるCoPEsのDSCで測定したガラス転移温度(以下、Tgと称することがある。)は、好ましくは80〜125℃、より好ましくは95〜123℃、さらに好ましくは110〜120℃の範囲にある。Tgがこの範囲にあると、耐熱性および寸法安定性に優れたフィルムが得られる。融点やガラス転移温度は、共重合成分の種類と共重合量、そして副生物であるジアルキレングリコールの制御などによって調整できる。
【0029】
〔ポリオレフィン〕
本発明におけるポリオレフィンとしては、ポリ−3−メチルブテン−1、ポリ−4−メチルペンテン−1、ポリビニル−t−ブタン、1,4−トランス−ポリ−2,3−ジメチルブタジエン、ポリビニルシクロヘキサン、ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリジメチルスチレン、ポリブチルスチレンなどが挙げられる。これらの中でも、耐熱性および力学特性の点から、シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体(以下、シンジオタクチックスチレン系重合体、あるいは『SPS』と称することがある。)が好ましい。
【0030】
〔シンジオタクチックスチレン系重合体〕
本発明で用いるシンジオタクチックスチレン系重合体は、立体化学構造がシンジオタクチック構造を有するポリスチレンであり、核磁気共鳴法(13C−NMR法)により測定されるタクティシティーが、ダイアッド(構成単位が2個)で75%以上、好ましくは85%以上、ペンタッド(構成単位が5個)で30%以上、好ましくは50%以上である。
【0031】
かかるSPSとしては、ポリスチレン、ポリ(アルキルスチレン)として、ポリ(メチルスチレン)、ポリ(エチルスチレン)、ポリ(プロピルスチレン)、ポリ(ブチルスチレン)、ポリ(フェニルスチレン)が挙げられ、これらのうち、ポリスチレン、ポリ(p−メチルスチレン)、ポリ(m−メチルスチレン)、ポリ(p−ターシャリーブチルスチレン)が好ましく例示される。本発明におけるシンジオタクチックスチレン系重合体は、単独であっても、2種以上併用であってもよい。
【0032】
また、本発明におけるSPSは、数平均分子量が10,000以上、さらに50,000以上であることが好ましい。数平均分子量が下限に満たない場合、耐熱性や機械特性が不十分である。一方、数平均分子量の上限は500,000以下であることが好ましい。かかる上限を超える場合、製膜性に乏しくなることがある。
【0033】
本発明におけるSPSの融点は、230℃〜280℃であることが好ましく、更には240〜275℃であることが好ましい。融点が下限に満たないと得られる二軸配向ポリエステルフィルムの耐熱性が不十分な場合がある。また融点が上限を超える場合は芳香族ポリエステルとの混合が難しくなることがある。
【0034】
〔ポリエステル組成物〕
本発明におけるポリエステル組成物は、(1)CoPEsと(2)上記ポリオレフィンとを重量比(CoPEs:ポリオレフィン)で60:40〜95:5の割合で含有する。ポリオレフィンが下限未満では、湿度膨張係数の抑制効果が乏しくなり、上限を超えると製膜が困難になる。好ましい重量比は、70:30〜90:10、さらに75:25〜85:15である。
【0035】
〔二軸配向ポリエステルフィルム〕
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、前述のポリエステル組成物からなる2軸に配向したフィルムである。二軸配向ポリエステルフィルムが2層以上のフィルム層を有する積層フィルムの場合は、これを構成する少なくとも1つのフィルム層が本発明の二軸配向ポリエステルフィルムからなる層であればよい。
【0036】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、前述のポリエステル組成物を溶融製膜して、シート状に押出すことで得られる。そして、前述のポリエステルは、溶融時の流動性、その後の結晶性、製膜性に優れ、厚み斑の均一なフィルムとなる。さらに本発明のフィルムは、6、6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸以外の芳香族ジカルボン酸を含有する芳香族ポリエステルの優れた機械的特性を有する。
【0037】
本発明において、フィルムの面方向とは二軸配向ポリエステルフィルムの厚みに直交する面の方向である。フィルムの製膜方向(縦方向)を長手方向、あるいはMachine Direction(MD)方向と称することがあり、フィルムの幅方向(横方向)すなわち、フィルムの製膜方向(MD)に直交する方向をTransverse Direction(TD)方向と称することがある。
【0038】
<ヤング率>
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、フィルムの製膜方向および幅方向のヤング率がともに4GPa以上であることが好ましい。どちらか一方でもヤング率が下限よりも小さいと、湿度変化による寸法変化が小さくても、磁気記録媒体としたときに係る張力による寸法変化や、温度変化による寸法変化が大きくなってしまうことがある。また、製膜方向と幅方向のヤング率の和は、高々22GPaであることが好ましい。製膜方向のヤング率と幅方向のヤング率の和が、上限を超えると、フィルム製膜時、延伸倍率が過度に高くなり、フィルム破断が多発し、製品歩留りが著しく悪くなる。好ましい製膜方向と幅方向とのヤング率の和の上限は、20GPa以下、さらに18GPa以下である。
【0039】
ところで、リニアトラック方式の磁気テープ用として供する場合、製膜方向の伸びを少なくする観点からは、製膜方向のヤング率が4.5GPa以上、5GPa以上、特に6GPa以上であることが好ましい。また、幅方向の環境変化に対する寸法安定性を高める観点から、幅方向のヤング率は、7GPa以上、8GPa以上、特に9GPa以上であることが好ましい。
【0040】
<湿度膨張係数>
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、フィルムの幅方向の湿度膨張係数αhが0.1×10−6〜7×10−6/%RHの範囲にあることが好ましい。好ましいαhは、0.5×10−6〜6×10−6/%RH、特に1×10−6〜5×10−6/%RHの範囲である。αhを下限よりも小さくするには、過度にポリオレフィンを存在させたりすることになり、製膜性が低下し、一方上限を超えると、湿度変化によってフィルムが伸びてしまい、トラックずれなどを惹起することがある。このようなαhは、測定方向のヤング率を延伸により向上させ、かつポリオレフィンを混在させ、さらに前記式(A)の成分を共重合することによって達成される。
【0041】
<温度膨張係数>
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、フィルムの幅方向の温度膨張係数αtが−10×10−6〜15×10−6/℃の範囲にあることが好ましい。好ましいαtは、−8×10−6〜10×10−6/℃、特に−5×10−6〜8×10−6/℃の範囲である。αtが、上記範囲内にあることで、温度変化に対して磁気記録テープとして用いたときの磁気ヘッドとのフィルム幅方向の位置のズレを小さくでき、トラックずれなどを抑制することができる。このようなαtは、測定方向のヤング率を延伸により向上させ、かつ前記式(A)の成分やポリオレフィンの存在量を前述の上限以下にすることによって達成される。
【0042】
〔ポリエステル共重合体(CoPEs)の製造方法〕
本発明におけるポリエステル共重合体は、以下の方法で製造することができる。例えば、6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸およびナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸もしくはそのエステル形成性誘導体を含有するジカルボン酸成分と、エチレングリコール等のジオール成分とを反応させポリエステル前駆体を製造する。そして、得られたポリエステル前駆体を重合触媒の存在下で重合して製造できる。その後、必要に応じて固相重合などを施しても良い。
【0043】
〔二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法〕
本発明における二軸配向ポリエステルフィルムは、例えば、以下の各工程を含む方法で製造することができる。
【0044】
<混合工程>
本発明において、CoPEsとSPSなどのポリオレフィンとを混合する方法としては、溶融押出前に、CoPEsとSPSの混合物を予備溶融混練(ペレタイズ)してマスターチップ化する方法や、溶融押出時に混合して溶融混練させる方法などがある。これらのうち、二軸押出機などのせん断応力のかかる高せん断混合機を用いて予備混練してマスターチップ化する方法などが好ましく例示される。また、分散性を高めるために、それ自体公知の相溶化剤などを併用しても良い。
【0045】
<押出工程>
まず、前述のCoPEsとSPSなどのポリオレフィンの混合物を乾燥後、該ポリエステル共重合体の融点(Tm:℃)ないし(Tm+50)℃の温度に加熱された押出機に供給して溶融し、例えばTダイなどのダイよりシート状に押出す工程である。
【0046】
<冷却工程>
この押出されたシート状物を回転している冷却ドラムなどで急冷固化して未延伸フィルムとする工程である。
前述のαt、αh、ヤング率などを達成するためには、その後の延伸を進行させやすくすることが必要であり、そのような観点から冷却ドラムによる冷却は非常に速やかに行なうことが好ましい。そのような観点から、特許文献3に記載されるような80℃といった高温ではなく、20〜60℃という低温で行なうことが好ましい。このような低温で行うことで、未延伸フィルムの状態での結晶化が抑制され、その後の延伸をよりスムーズに行うことが可能となる。
【0047】
<延伸工程>
得られた未延伸フィルムを二軸延伸する工程である。二軸延伸としては、逐次二軸延伸でも同時二軸延伸でもよい。ここでは、逐次二軸延伸で、縦延伸、横延伸および熱処理をこの順で行う製造方法を一例として挙げて説明する。まず、最初の縦延伸はポリエステル共重合体のガラス転移温度(Tg:℃)ないし(Tg+40)℃の温度で、3〜10倍、好ましくは3〜8倍に延伸し、次いで横方向に先の縦延伸よりも高温で(Tg+10)〜(Tg+50)℃の温度で3〜10倍に延伸し、さらに熱処理としてポリエステル共重合体の融点以下の温度でかつ(Tg+50)〜(Tg+150)℃の温度で1〜20秒間、さらに1〜15秒間、熱固定処理するのが好ましい。
【0048】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分が共重合されているCoPEsを成分として含むことから極めて延伸性に富む反面、同じ延伸倍率ではヤング率が低くなる傾向があり、目的とするヤング率を得るにはより高めの延伸倍率で延伸することが必要である。通常であれば、延伸倍率を上げると製膜安定性が損なわれるが、本発明では6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分が共重合されているので延伸性が非常に高く、そのような問題は無い。
【0049】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは縦延伸と横延伸とを同時に行う同時二軸延伸でも製造できる。その条件は前述の延伸倍率や延伸温度などを参考にすればよい。
また、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムが積層フィルムの場合、2種以上の溶融ポリエステルをダイ内で積層してからフィルム状に押出すことができる。また2種以上の溶融ポリエステルをダイから押出した後に積層し、急冷固化して積層未延伸フィルムとすることもできる。押し出し温度は、好ましくはそれぞれの層を構成するポリマーの融点(Tm:℃)ないし(Tm+70)℃の温度である。
【0050】
ついで、前述の単層フィルムの場合と同様な方法で二軸延伸および熱処理を行うとよい。また、塗布層を設ける場合、未延伸フィルムまたは一軸延伸フィルムの片面または両面に所望の塗布液を塗布し、後は前述の単層フィルムの場合と同様な方法で二軸延伸および熱処理を行うことが好ましい。
【0051】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの中には、ポリエステル重合時に析出させた内部析出粒子や、製膜までに添加した不活性粒子例えば、炭酸カルシウム粒子、アルミナ粒子、球状シリカ粒子、酸化チタン粒子に代表される不活性無機粒子、架橋シリコーン樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子、架橋アクリル樹脂粒子、架橋ポリエステル樹脂粒子、架橋スチレン−アクリル樹脂粒子、ポリイミド粒子、メラミン樹脂粒子等に代表される有機粒子等を含んでいても良い。
【0052】
〔磁気記録媒体〕
本発明によれば、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムをベースフィルムとし、その片面上に磁性層を有する磁気記録媒体が提供される。
磁気記録媒体としては、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムをベースフィルムとしていれば特に限定されず、例えば、QICやDLTさらには高容量タイプであるS-DLTやLTO等のリニアトラック方式のデータストレージテープなどが挙げられる。なお、ベースフィルムが温湿度変化による寸法変化が極めて小さいので、テープの高容量化を確保するためにトラックピッチを狭くしてもトラックずれを引き起こし難い高密度高容量に好適な磁気記録媒体となる。
【実施例】
【0053】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。また、各特性値は下記の方法によって測定した。
【0054】
〔1〕固有粘度
ポリエステルの固有粘度はP−クロロフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン(40/60重量比)の混合溶媒を用いてポリマーを溶解して35℃で測定して求めた。
【0055】
〔2〕数平均分子量
GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によって測定した。
【0056】
〔3〕ガラス転移点および融点
ポリエステル共重合体またはポリオレフィン10mgを、測定用のアルミニウム製パンに封入し、DSC(TAインスツルメンツ社製、Q100)を用いて25℃から300℃まで20℃/minの昇温速度で測定し、それぞれの融点およびそれぞれのガラス転移点を求めた。
【0057】
〔4〕ヤング率
フィルムを試料幅10mm、長さ15cmに切り、チャック間100mmにして引張速度10mm/min、チャート速度500mm/minで万能引張試験装置(東洋ボールドウィン製、商品名:テンシロン)にて引張り、得られる荷重-伸び曲線の立上り部の接線よりヤング率を計算する。
なお、測定方向が試料の長手方向であり、ヤング率は10回測定し、その平均値を用いた。
【0058】
〔5〕湿度膨張係数(αh)
得られたフィルムから幅5mmのサンプルを切り出し、チャック間長さ15mmとなるように、ブルカーAXS製TMA4000SAにセットし、30℃の窒素雰囲気下で、湿度20%RHと湿度80%RHにおけるそれぞれのサンプルの長さを測定し、次式にて湿度膨張係数(αh)を算出した。なお、測定方向が切り出した試料の長手方向であり、5回測定し、その平均値をαhとした。
αh=(L80−L20)/(L20×△H)
ここで、上記式中のL20は20%RHのときのサンプル長(mm)、L80は80%RHのときのサンプル長(mm)、△H:60(=80−20)%RHである。
【0059】
〔6〕温度膨張係数(αt)
得られたフィルムから幅4mmのサンプルを切り出し、チャック間長さ20mmとなるように、セイコーインスツル製TMA/SS6000にセットし、窒素雰囲気下(0%RH)、80℃で30分前処理し、その後室温まで降温させた。その後30℃から80℃まで2℃/minで昇温して、各温度でのサンプル長を測定し、次式より温度膨張係数(αt)を算出した。なお、測定方向が切り出した試料の長手方向であり、5回測定し、その平均値を用いた。
αt={(L60−L40)/(L40×△T)}+0.5×10−6
ここで、上記式中のL40は40℃のときのサンプル長(mm)、L60は60℃のときのサンプル長(mm)、△Tは20(=60−40)℃、0.5×10−6/℃は石英ガラスの温度膨張係数(αt)である。
【0060】
〔7〕共重合量
(グリコール成分)試料10mgをp−クロロフェノール:1,1,2,2−テトラクロロエタン=3:1(容積比)混合溶液0.5mlに80℃で溶解し、イソプロピルアミンを加えて十分に混合した後に、600MHzのH−NMRを日本電子製、JEOL A600を用いて80℃で測定し、それぞれのグリコール成分量を測定した。
(酸成分)試料60mgをp−クロロフェノール:1,1,2,2−テトラクロロエタン=3:1(容積比)混合溶液0.5mlに140℃で溶解し、同じく日本電子製JEOL A600を用いて、150MHzの13C−NMRを140℃で測定し、それぞれの酸成分量を測定した。
【0061】
〔8〕トラックずれ
下記に示す組成物をボールミルに入れ、16時間混練、分散した後、イソシアネート化合物(バイエル社製のデスモジュールL)5重量部を加え、1時間高速剪断分散して磁性塗料とした。
磁性塗料の組成:
針状F e 粒子 100重量部
塩化ビニル― 酢酸ビニル共重合体 15重量部
( 積水化学製エスレック7 A )
熱可塑性ポリウレタン樹脂 5重量部
酸化クロム 5重量部
カーボンブラック 5重量部
レシチン 2重量部
脂肪酸エステル 1重量部
トルエン 50重量部
メチルエチルケトン 50重量部
シクロヘキサノン 50重量部
この磁性塗料を、得られた二軸配向ポリエステルフィルムの一方の表面に乾燥後の塗布厚さ0.5μmとなるように塗布し、次いで2,500ガウスの直流磁場中で配向処理を行い、100℃で加熱乾燥後、スーパーカレンダー処理(線圧2,000N/cm、温度80℃)を行い、巻き取った。この巻き取ったロールを55℃のオーブン中に3日間放置した。
【0062】
さらに下記組成のバックコート層塗料を、二軸配向ポリエステルフィルムの他方の表面に、乾燥後の厚さが1μmとなるように塗布し、乾燥させ、さらに12.65mm(=1/2インチ)に裁断し、磁気テープを得た。
バックコート層塗料の組成:
カーボンブラック 100重量部
熱可塑性ポリウレタン樹脂 60重量部
イソシアネート化合物 18重量部
( 日本ポリウレタン工業社製コロネートL)
シリコーンオイル 0.5重量部
メチルエチルケトン 250重量部
トルエン 50重量部
【0063】
このようにして得られた磁気テープを、恒温恒湿槽内へ入れ、長手方向に1Nの張力を掛けた状態で各環境(環境A:10℃10%RH、環境B:29℃80%RH)にて5時間静置した後、それぞれレーザー寸法測定機によって幅を測定した。そして、下記式によりトラックずれ率を算出した。
トラックずれ率(ppm)=((LB−LA)/LA)*10−7×(29−10)
上記式中のLBは環境Bで測定した幅、LAは環境Aで測定した幅、7は磁気ヘッドの温度膨張係数、(29−10)は温度の変化量である。ちなみに、磁気ヘッドの湿度膨張係数は0ppm/%RHである。
そして、トラックずれ率の絶対値が少ないほど良好であり、以下の基準により評価した。
◎ : ずれ幅300ppm未満(トラックずれ極めて良好)
○ : ずれ幅300ppm以上、500ppm未満(トラックずれ良好)
× : ずれ幅500ppm以上(トラックずれ不良)
【0064】
[実施例1]
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸そしてエチレングリコールとを、チタンテトラブトキシドの存在下でエステル化反応およびエステル交換反応を行い、さらに引き続いて重縮合反応を行い、酸成分の80モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の20モル%が6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、グリコール成分の98モル%がエチレングリコール成分、グリコール成分の2モル%がジエチレングリコール成分であるCoPEs1を得た。このCoPEs1の融点は240℃、ガラス転移温度は117℃、固有粘度は0.65dl/gであった。
【0065】
このようにして得られたCoPEs1(90重量部)にSPS(出光石油化学株式会社製、グレード;130ZC、融点272℃、10重量部)を配合したポリエステル組成物を、170℃で6時間乾燥後、押出し機に供給し、300℃まで加熱して溶融状態とし、回転中の温度50℃の冷却ドラム上にシート状に押し出し、未延伸フィルムを作成した。そして、製膜方向に沿って回転速度の異なる二組のローラー間で、上方よりIRヒーターにてフィルム表面温度が135℃になるように加熱して縦方向(製膜方向)の延伸を、延伸倍率4.7倍で行い、一軸延伸フィルムを得た。そして、この一軸延伸フィルムをステンターに導き、140℃で横方向(幅方向)に延伸倍率8.5倍で延伸し、その後200℃で30秒間熱固定処理を行い、150℃の雰囲気下で幅方向に1%弛緩させ、厚さ5μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られた二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
【0066】
[実施例2および3]
CoPEs及びSPSの割合を表1に示す通りとしたポリエステル組成物を用いた以外は実施例1と同様に厚さ5μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られた二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
【0067】
[実施例4]
実施例2において、CoPEs1を、酸成分の88モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の12モル%が6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、グリコール成分の98モル%がエチレングリコール成分、グリコール成分の2モル%がジエチレングリコール成分であるCoPEs2に変更した以外は、実施例2と同様な操作を繰り返した。このCoPEs2の融点は250℃、ガラス転移温度は118℃、固有粘度は0.65dl/gであった。得られた二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
【0068】
[実施例5]
実施例2において、CoPEs1を、酸成分の73モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の27モル%が6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、グリコール成分の98モル%がエチレングリコール成分、グリコール成分の2モル%がジエチレングリコール成分であるCoPEs3に変更した以外は、実施例2と同様な操作を繰り返した。このCoPEs3の融点は227℃、ガラス転移温度は116℃、固有粘度は0.65dl/gであった。得られた二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
【0069】
[比較例1]
融点が268℃、ガラス転移温度が120℃、固有粘度が0.65dl/gであるポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(PEN1)を170℃で6時間乾燥後、押出し機に供給し、300℃まで加熱して溶融状態とし、回転中の温度60℃の冷却ドラム上にシート状に押し出し、未延伸フィルムを作成した。そして、製膜方向に沿って回転速度の異なる二組のローラー間で、上方よりIRヒーターにてフィルム表面温度が140℃になるように加熱して縦方向(製膜方向)の延伸を、延伸倍率5.2倍で行い、一軸延伸フィルムを得た。そして、この一軸延伸フィルムをステンターに導き、145℃で横方向(幅方向)に延伸倍率7倍で延伸し、その後200℃で30秒間熱固定処理を行い、150℃の雰囲気下で幅方向に1%弛緩させ、厚さ5μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られた二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
【0070】
[比較例2]
実施例4において、SPSの割合を表1に示すとおり変更し、縦延伸を温度140℃で延伸倍率5.2倍に変更し、横延伸を温度145℃で延伸倍率7.0倍に変更したほかは同様な操作を繰り返して、厚さ5μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られた二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
【0071】
[比較例3]
実施例1において、SPSの割合を表1に示すとおり60重量%に変更したところ、ダイからの押し出しの状態が不安定化し、製膜困難であったため、その後の評価は行わなかった。
【0072】
【表1】

【0073】
表1中の、ANA比率は、ポリエステル中の全酸成分を基準としたときの6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分の比率、ポリオレフィンの割合は、二軸配向ポリエステルフィルムの重量を基準としたときのポリオレフィンの割合、SPSはシンジオタクチックポリスチレンをそれぞれ表わす。
【産業上の利用可能性】
【0074】
本発明のポリエステルフィルムは、機械的特性、耐熱寸法安定性、耐湿寸法安定性に優れ、トラックずれの発生が少なく、その工業的価値は極めて高い。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つのフィルム層が(1)ポリエステル共重合体と(2)融点が200〜280℃の範囲のポリオレフィンとを重量比(前者:後者)60:40〜95:5の割合で含有したポリエステル樹脂組成物からなる二軸配向ポリエステルフィルムであって、
該ポリエステル共重合体が芳香族ジカルボン酸成分およびジオール成分からなるポリエステルであって、(i)ジカルボン酸成分が5モル%以上50モル%未満の下記式(A)および50モル%を超え95モル%以下の下記式(B)で表される繰り返し単位を含有し、(ii)ジオール成分が90〜100モル%の下記式(C)で表される繰り返し単位を含有することを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。
【化1】

(式(A)中、Rは炭素数2〜10のアルキレン基、式(B)中、Rはフェニレン基またはナフタレンジイル基、式(C)中、Rは炭素数2〜10のアルキレン基である。)
【請求項2】
前記式(A)で表されるジカルボン酸成分が、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分である請求項1記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項3】
前記式(B)で表されるジカルボン酸成分が、2,6−ナフタレンジカルボン酸成分である請求項1記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項4】
ポリオレフィンがシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体である請求項1記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項5】
フィルムの製膜方向および幅方向のヤング率がともに4GPa以上で、かつ両者の合計が高々22GPaである請求項1記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項6】
フィルムの幅方向の湿度膨張係数(αh)が0.1×10−6〜7×10−6/%RHの範囲にある請求項1記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項7】
フィルムの幅方向の温度膨張係数(αt)が−10×10−6〜15×10−6/℃の範囲にある請求項1記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項8】
フィルム厚みが2〜10μmの範囲にある請求項1記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項9】
磁気記録媒体の支持体に用いる請求項1〜8のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項10】
請求項1〜8のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルムと、その片面に設けられた磁性層とからなることを特徴とする磁気記録媒体。

【公開番号】特開2010−31116(P2010−31116A)
【公開日】平成22年2月12日(2010.2.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−193703(P2008−193703)
【出願日】平成20年7月28日(2008.7.28)
【出願人】(000003001)帝人株式会社 (1,209)
【Fターム(参考)】