説明

積層二軸配向ポリエステルフィルム

【課題】寸法安定性と、加工性と、優れた電磁変換特性などを発現できる二軸配向ポリエステルフィルムの提供。
【解決手段】それぞれの表面の表面粗さが1〜3.5nm、4〜9nmの範囲にあり、それぞれの表面を形成するフィルム層は、6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸(ANA)成分を、1.0〜50モル%の範囲で有する芳香族ポリエステルと、ガラス転移温度が190℃以上の樹脂Bとを、重量比で60:40〜98:2の範囲で含有し、かつ、それぞれのフィルム層のANA成分のモル比および樹脂Bの重量比が0.8〜1.2の範囲にある積層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、積層二軸配向ポリエステルフィルムに関し、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】
そこで、特許文献1では、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸を共重合することで湿度膨張係数を低減しつつ、高温加工時の伸びを抑制するために、ガラス転移温度が190℃以上の熱可塑性樹脂を含有させた二軸配向ポリエステルフィルムが提案されている。
【0004】
しかしながら、近年の磁気記録媒体のベースフィルムには、さらに記録密度を高くするために、得られる磁気記録テープに優れた電磁変換特性も具備させることも求められ、特許文献1に記載された二軸配向ポリエステルフィルムのさらなる改良が求められてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2010−24409号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の課題は、かかる問題を改善し、環境変化に対する優れた寸法安定性と、高温加工時に伸びが発生しにくい加工性と、さらに高密度磁気記録媒体用ベースフィルムなどに用いたときに優れた電磁変換特性などを発現できる二軸配向ポリエステルフィルムを提供することにある。
【0007】
また、本発明の他の課題は、加工または使用時にフィルムが裂けてしまうという問題があり、上記課題に加え、さらに耐引裂き性などの点からも加工性を向上させた二軸配向ポリエステルフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
かくして本発明によれば、本発明の目的は、以下の構成によって達成される。
[1] 一方の表面を形成するフィルム層(A)の表面粗さ(RaA)が1〜3.5nmの範囲にあり、他方の表面を形成するフィルム層(B)の表面粗さ(RaB)が4〜9nmの範囲にある積層二軸配向ポリエステルフィルムであって、
それぞれの表面を形成するフィルム層は、6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸(ANA)成分を、全酸成分のモル数を基準として、1.0〜50モル%の範囲で有する芳香族ポリエステルと、ガラス転移温度が190℃以上の樹脂Bとを、重量比で60:40〜98:2の範囲で含有し、かつ、下記式(1)および(2)
0.8≦ANA(A)/ANA(B)≦1.2 (1)
0.8≦樹脂B(A)/樹脂B(B)≦1.2 (2)
(ここで、上記式(1)および(2)中の、ANA(A)およびANA(B)はそれぞれフィルム層(A)および(B)中の芳香族ポリエステルに含まれるANA成分のモル数(モル%)、樹脂B(A)および樹脂B(B)はそれぞれフィルム層(A)および(B)中の樹脂Bの含有量(重量%)を意味する。)を満足する積層二軸配向ポリエステルフィルム。
[2] 芳香族ポリエステルの主たる繰り返し単位が、エチレンテレフタレートまたはエチレン−2,6−ナフタレートからなる群より選ばれる少なくとも一種である上記[1]記載の積層二軸配向ポリエステルフィルム。
[3] 樹脂Bがポリエーテルスルホン、ポリスルホンおよびポリエーテルイミドからなる群より選ばれる少なくとも一種である上記[1]または[2]のいずれかに記載の積層二軸配向ポリエステルフィルム。
[4] フィルム層(A)とフィルム層(B)層とが、直接積層されている上記[1]〜[3]のいずれかに記載の積層二軸配向ポリエステルフィルム。
[5] フィルム層(A)とフィルム層(B)層と間に、フィルム層(C)およびフィルム層(D)とを有し、積層二軸配向ポリエステルフィルム全体で見たときの、芳香族ポリエステルに含まれるANA成分のモル数(モル%)および樹脂Bの含有量(重量%)が、それぞれ1〜50モル%および2〜40重量%の範囲にある上記[1]〜[3]のいずれかに記載の積層二軸配向ポリエステルフィルム。
[6] 積層二軸配向ポリエステルフィルムの厚みが、1−10μmの範囲にある上記[1]〜[5]のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
[7] 積層二軸配向ポリエステルフィルムが、磁気記録テープのベースフィルムに用いられる上記[1]〜[6]のいずれかに記載の積層二軸配向ポリエステルフィルム。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、湿度変化に対する寸法安定性に優れ、高温加工時に伸びが発生しにくいことから加工性に優れ、しかも高密度磁気記録テープのベースフィルムに用いたときに、優れた電磁変換特性を発現しうる積層二軸配向ポリエステルフィルムが得られる。
また、他の本発明によれば、さらに耐引裂き性も兼備した積層二軸配向ポリエステルフィルムを得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施例で用いたカールの測定の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明を説明する。
まず、本発明の積層二軸配向ポリエステルフィルムは、一方の表面をフィルム層(A)が形成し、他方の表面をフィルム層(B)が形成する。フィルム層(A)の表面粗さ(RaA)は、1〜3.5nmの範囲にあることが必要で、フィルム層(B)の表面粗さ(RaB)が4〜9nmの範囲にあることが、磁気記録テープにしたときの電磁変換特性を高度に発現させつつ、巻取り性などの走行性を高度に維持する観点から必要である。
【0012】
好ましい表面粗さRaAは、1〜3.3nmの範囲、さらに1〜3nmの範囲である。また、好ましい表面粗さRaBは、4〜8nmの範囲、さらに4〜7nmの範囲である。このような表面粗さ(RaA)と表面粗さ(RaB)とは、後述の通り、それぞれのフィルム層に含有させる不活性粒子の粒子径や粒子量を変更したり、これらのフィルム層(A)およびフィルム層(B)の内側に、含有する不活性粒子の粒子径や粒子量の異なる他のフィルム層を存在させることで調整できる。
【0013】
ところで、フィルム層(A)と(B)とは、芳香族ポリエステルと、ガラス転移温度が190℃以上の樹脂Bとからなる。もちろん、前述のとおり、必要に応じて、前述の不活性粒子などを含有してもよい。
【0014】
ところで、本発明の特徴の一つは、芳香族ポリエステルが、6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸(ANA)成分を、全酸成分のモル数を基準として、1〜50モル%の範囲で有することである。6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸(ANA)成分の量を上記範囲内とすることで、湿度膨張係数を低くしつつ、製膜製などを高度に維持することができる。好ましい6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸(ANA)成分の量は、全酸成分のモル数を基準として、3〜40モル%の範囲、さらに5〜35モル%の範囲である。
【0015】
このような6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸(ANA)成分としては、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、6,6’−(トリメチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分および6,6’−(ブチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分が好ましく挙げられ、これらの中でも6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸、6,6’−(ブチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸が好ましく、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】
本発明における芳香族ポリエステルとしては、前述の範囲でANA成分が共重合されたものであれば特に制限されないが、酸成分がテレフタル酸成分、2,6−ナフタレンジカルボン酸成分であることが好ましく、より剛性などの機械的特性を挙げやすいことから、2,6−ナフタレンジカルボン酸成分が好ましく、他方対比木崎製などを向上させやすいことから、テレフタル酸成分が好ましい。また、グリコール成分は、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などが好ましく挙げられ、これらの中でも、合成などの機械的物性を向上させやすいことから、エチレングリコールが好ましい。
【0017】
特にこれらの中でも好ましい芳香族ポリエステルとしては、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートまたはエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートで、エチレン−6,6’−(ブチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分が、全繰り返し単位のモル数を基準として、1〜50モル%の範囲、さらに3〜40モル%の範囲であることが好ましい。
【0018】
ところで、本発明のもう一つの特徴は、前述の芳香族ポリエステルに加えて、ガラス転移温度が190℃以上の樹脂Bを含有させて、高温加工時の伸びの発生を抑制することである。したがって、それぞれのフィルム層(A)および(B)を形成する芳香族ポリエステルと樹脂Bとの重量比は、60:40〜98:2であることが必要で、65:35〜95:5の範囲にあることが好ましい。フィルム層(A)と(B)との芳香族ポリエステルと樹脂Bとの重量比を上記範囲内とすることで、湿度膨張係数の低減効果を損なわずに、高温加工時の伸びを抑制することができる。
【0019】
また、フィルム層(A)と(B)との、それぞれ含有するANA成分と樹脂Bとは、以下の式(1)および(2)を満足することが、磁気テープにしたときの電磁変換特性を高度に発現させるために必要である。
0.8≦ANA(A)/ANA(B)≦1.2 (1)
0.8≦樹脂B(A)/樹脂B(B)≦1.2 (2)
【0020】
好ましいフィルム層(A)と(B)との、それぞれ含有するANA成分と樹脂Bとは、以下の式(1’)および式(2‘)、さらに以下の式(1’’)および式(2’’)を満足するものである。
0.85≦ANA(A)/ANA(B)≦1.15 (1’)
0.85≦樹脂B(A)/樹脂B(B)≦1.15 (2’)
0.9≦ANA(A)/ANA(B)≦1.1 (1’’)
0.9≦樹脂B(A)/樹脂B(B)≦1.1 (2’’)
(ここで、上記式(1)、(2)、(1’)、(2’)、(1’’)、(2’’)中の、ANA(A)およびANA(B)はそれぞれフィルム層(A)および(B)中の芳香族ポリエステルに含まれるANA成分のモル数(モル%)、樹脂B(A)および樹脂B(B)はそれぞれフィルム層(A)および(B)中の樹脂Bの含有量(重量%)を意味する。)
【0021】
フィルム層(A)と(B)との、それぞれ含有するANA成分と樹脂Bとが上記式(1)および(2)を満足しない場合、積層二軸配向ポリエステルフィルムのカールが大きくなり、磁気記録テープとしたときに磁気ヘッドとの接触状態が安定化せず、電磁変換特性が低下しやすくなる。
【0022】
ところで、本発明における樹脂Bとしては、ガラス転移温度が190℃以上で、芳香族ポリエステルに均一に分散もしくは相溶し、芳香族ポリエステルと樹脂Bとの組成物の状態でのガラス転移温度を、芳香族ポリエステル単体に比べて向上できるものであれば特に制限されない。具体的な樹脂Bとしては、例えばポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリサルホン、液晶性樹脂、ポリカーボネートおよびこれらの共重合体、ブレンド物を挙げることができる。これらの中でも、ポリエーテルイミドおよび液晶性樹脂が特に好ましい。また、ガラス転移温度の上限は制限されないが、350℃程度が好ましい。好ましいガラス転移温度は200〜300℃、210〜250℃の範囲である。
【0023】
また、本発明で用いる具体的なポリエーテルイミド(以下「PEI」ということがある)としては、ポリエステルとの親和性などの点から、下記一般式で示されるような、ポリイミド構成成分にエーテル結合を含有するポリエーテルイミドが特に好ましい。
【0024】
【化1】

【0025】
(ただし、上記式中Rは、6〜30個の炭素原子を有する2価の芳香族または脂肪族残基、R2は6〜30個の炭素原子を有する2価の芳香族残基、2〜20個の炭素原子を有するアルキレン基、2〜20個の炭素原子を有するシクロアルキレン基、および2〜8個の炭素原子を有するアルキレン基で連鎖停止されたポリジオルガノシロキサン基からなる群より選択された2価の有機基である。)これらの中でも、ポリエステルとの相溶性、コスト、溶融成形性等の観点から、ガラス転移温度が350℃以下、より好ましくは250℃以下のPEIが好ましく、2,2−ビス[4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物とm−フェニレンジアミンまたはp−フェニレンジアミンとの縮合物が好ましい。このPEIは、“Ultem”(登録商標)の商標名で、GeneralElectric社より入手可能である。
【0026】
また、本発明で用いる具体的な液晶性樹脂としては、サーモトロピック液晶樹脂等の溶融状態でも結晶のような規則だった構造を有する樹脂のことであり、従来からそれ自体公知の液晶樹脂を用いることができる。例えば、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸を、ヒドロキシカルボン酸として、パラヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフトエ酸を主たる成分とし、さらにビフェノールなどの芳香族ジオールやエチレングリコールなどの脂肪族ジオールを構成成分として含有する液晶性ポリエステル樹脂を挙げることができる。
【0027】
つぎに、本発明の積層二軸配向ポリエステルフィルムの積層構造について説明する。
本発明の積層二軸配向ポリエステルフィルムは、前述のとおり、フィルム層(A)とフィルム層(B)とがそれぞれの表面を形成するものであればよい。すなわち、本発明の積層二軸配向ポリエステルフィルムは、(1)フィルム層(A)とフィルム層(B)とが直接積層された2層積層フィルム、(2)フィルム層(A)とフィルム層(B)との間にフィルム層(C)が積層された3層積層フィルム、(3)フィルム層(A)とフィルム層(B)との間にフィルム層(C)とフィルム層(D)とが交互に積層された4層以上の積層フィルムでもよい。
【0028】
これらの中でも、積層構造を形成するための流路の構造が簡単で、表裏の表面粗さに差を持たせやすい点から、上記(1)のフィルム層(A)とフィルム層(B)とが直接積層された2層積層フィルムが好ましい。このとき、フィルム層(B)による影響を抑制してフィルム層(A)の表面をより平坦な面にしやすいことから、フィルム層(A)の厚みが、フィルム層(B)の厚みよりも厚い、好ましくは2倍以上あることが好ましい。一方、フィルムを製造する工程で回収される両端部などの切断屑を再溶融して使用できる割合を増やせることから、フィルム層(B)の厚みが、フィルム層(A)の厚みよりも厚い、好ましくは2倍以上あることが好ましい。
【0029】
このような2層積層フィルムの場合、フィルム層(B)に不活性粒子を含有させ、フィルム層(A)には不活性粒子を含有させないか、含有させるにしても、フィルム層(B)が含有する不活性粒子よりも平均粒径の小さな不活性粒子を含有させたり、含有させる不活性粒子の含有量をより少なくすることで、冒頭で述べたような表面粗さにすることができる。具体的な不活性粒子としては、それ自体公知のものを用いることができ、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が挙げられ、これらの中でも形成される突起を均一にしやすい、形状が真球で粒度分布が均一な球状シリカ粒子、架橋シリコーン樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子が好ましい。また、用いる不活性粒子の平均粒径は0.01〜0.8μmの範囲が好ましく、さらに0.05〜0.6μmの範囲が好ましい。また、含有させる不活性粒子の量は、含有させるフィルム層の厚みにもよるが、フィルム層(B)には0.01〜5重量%の範囲が好ましく、特にフィルム層(B)の厚みが含有させる不活性粒子の平均粒径よりも厚い場合は、0.02〜0.5重量%の範囲が好ましく、他方フィルム層(B)の厚みが含有させる不活性粒子の平均粒径よりも薄い場合は、0.2〜5重量%の範囲が好ましい。
【0030】
一方、前述の積層構造の中でも、積層構造を形成するための流路の構造が複雑になるものの、カールをより抑えつつ、製膜性を向上できることから上記(3)フィルム層(A)とフィルム層(B)との間にフィルム層(C)とフィルム層(D)とが交互に積層された4層以上の積層フィルムが好ましい。このとき、カールや製膜製をより向上させやすいことから、フィルム層(C)とフィルム層(D)とは、交互に合計10層以上、さらに20層以上積層されていることが好ましい。一方、これらフィルム層(C)とフィルム層(D)との交互に積層された合計積層数の上限は特に制限されないが、過度に各層の厚みが薄くなると積層構造の均一性を維持するのが難しくなるので、5000層以下であることが好ましく、特に500層以下であることが好ましい。
【0031】
また、押出機を2台用意するだけで積層構造を形成できることから、フィルム層(A)とフィルム層(D)、またフィルム層(B)とフィルム層(C)とがそれぞれ樹脂組成が同じで、(A)−(C)−(D)−(C)−(D)−・・・・(C)−(D)−(C)−(B)という順序で積層されていることが好ましい。この際、フィルム層(A)またはフィルム層(B)の厚みを、他のフィルム層(C)および(D)よりも厚くすることで、よりそれぞれの表面粗さに差を持たせやすいことから好ましい。
【0032】
もちろん、より表面粗さを調整しやすくなることから、3つの押出機を用意して、フィルム層(C)またはフィルム層(D)のいずれかだけをフィルム層(A)またはフィルム層(C)とし、(A)−(C)−(D)−(C)−(D)−・・・・(C)−(D)−(C)−(B)または(A)−(C)−(D)−(C)−(D)−・・・・(C)−(D)−(B)という順序で積層しても良い。
【0033】
なお、このような4層以上の積層構造の場合も、前述のとおり、フィルム層(A)および(B)に含有させる不活性粒子の平均粒子径や含有量を調整することで表面粗さを調整できる。
【0034】
ところで、フィルム層(C)および(D)は、フィルム層(A)および(B)と積層したときに十分な密着性が発現される、すなわち親和性を有するものであれば特に制限されないが、本発明の湿度変化に対する寸法安定性と高温加工時の伸び抑制という課題を達成する観点から、それらの特性を維持しやすいことが必要である。
【0035】
そのような観点から、積層二軸配向ポリエステルフィルム全体で見たときの、芳香族ポリエステルに含まれるANA成分のモル数(モル%)および樹脂Bの含有量(重量%)が、それぞれ1〜50モル%および40〜2重量%の範囲、さらにそれぞれ3〜40モル%および35〜5重量%の範囲にあることが好ましい。このような範囲にするには、フィルム層(C)および(D)自体が、上記範囲を満足するか、積層二軸配向ポリエステルフィルム全体に対して、非常に薄い層にすることが挙げられ、カール抑制や製膜性をより高度に発現させやすいことから、フィルム層(C)および(D)で説明したのと同様なANA成分量と樹脂B量を満足することが好ましく、そのような観点からもフィルム層(A)とフィルム層(D)、またフィルム層(B)とフィルム層(C)とがそれぞれ樹脂組成が同じで、(A)−(C)−(D)−(C)−(D)−・・・・(C)−(D)−(C)−(B)という順序で積層されていることが好ましい。
【0036】
以下、本発明の積層二軸配向ポリエステルフィルムの好ましい態様について、さらに詳述する。なお、本発明において、フィルムの面方向とはポリエステルフィルムの厚みに直交する面の方向で、フィルムの製膜方向を縦方向またはMachine Direction(MD)方向、フィルム面方向におけるMD方向と直交する方向を幅方向、横方向またはTransverse Direction(TD)方向という。
【0037】
本発明の積層二軸配向ポリエステルフィルムの厚みは、1−10μmの範囲にあることが好ましく、さらに3−6μmの範囲、特に3.5−5μmの範囲にあることが、磁気記録テープとしたときに、十分な機械的特性を維持しつつ、磁気テープのカートリッジ内により長く格納できることから好ましい。
【0038】
本発明の積層二軸配向ポリエステルフィルムは、その幅方向の温度膨張係数(αt)は、好ましくは15×10−6/℃以下、より好ましくは10×10−6/℃以下、さらに好ましくは7×10−6/℃以下、特に好ましくは5×10−6/℃以下の範囲である。一方、幅方向の温度膨張係数(αt)の下限は、好ましくは−15×10−6/℃、より好ましくは−10×10−6/℃、さらに好ましくは−7×10−6/℃である。フィルムの幅方向の温度膨張係数が上記範囲であることで、磁気テープにしたときの寸法変化を抑制しやすくなる。この温度膨張係数は、例えば、延伸によって幅方向の分子鎖をより配向させるような条件を採用することで小さくできる。
【0039】
本発明の積層二軸配向ポリエステルフィルムは、その幅方向の湿度膨張係数(αh)が1×10−6〜10×10−6/%RH、さらに1×10−6〜7×10−6/%RH、特に1×10−6〜6×10−6/%RHの範囲にあることが好ましい。αhがこの範囲内にあることで、磁気記録テープにしたときの寸法安定性が良好となる。この湿度膨張係数は、例えば、延伸によって幅方向の分子鎖をより配向させるような条件を採用すること、ANA成分の割合を増やすこと、または樹脂Bの含有量を少なくすることなどで小さくできる。
【0040】
本発明の積層二軸配向ポリエステルフィルムは、フィルムの製膜方向のヤング率が、好ましくは4.5GPa以上、より好ましくは5GPa以上であることが、高温加工時の伸びを抑制する点から好ましい。フィルムの製膜方向のヤング率(Y)の上限は12GPa程度がフィルムの幅方向にも十分なヤング率を具備させやすいことから好ましい。一方、本発明の積層二軸配向ポリエステルフィルムは、フィルムの幅方向のヤング率が、6〜14GPa、より好ましくは7〜12GPaの範囲にあることが、フィルムの幅方向の温度膨張係数や湿度膨張係数を上記範囲内に調整しやすいことから好ましい。このヤング率は、例えば、延伸によってその方向の分子鎖をより配向させるような条件を採用することで大きくできる。
【0041】
つぎに、本発明の積層二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法について、説明する。
まず、前述の芳香族ポリエステルと樹脂Bと必要に応じて不活性粒子を含有させたフィルム層(A)用およびフィルム層(B)用の組成物をチップなどの状態で乾燥させる。このとき、フィルム層(C)やフィルム層(D)を介在させる場合はそれらの組成物も同様に準備する。その後、芳香族ポリエステルの融点(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。このとき、目的となる積層構造となるように、それぞれのフィルム層用の組成物を溶融状態で積層する。なお、前述の樹脂Bや不活性粒子の添加時期は、溶融混練が完了するまでならいつでもよく、芳香族ポリエステルの重合段階もしくは押出機に供給後、別の挿入口から添加しても良い。
【0042】
ここでフィルムとしたときの表面の平坦性と走行性とを確保するために、フィルム層(A)用の芳香族ポリエステルには、表面平坦性を確保するために、不活性粒子を含有させないか、含有させるにしても、平均粒子径が相対的に小さい不活性粒子を少量添加し、フィルム層(B)用の芳香族ポリエステルには、相対的に平均粒子径の大きな不活性粒子をより多く添加する。これらフィルム層(A)用とフィルム層(B)用の芳香族ポリエステルを2台の押出機にそれぞれ供給し、口金から押し出す前までの工程で合流させることにより、表裏の表面粗さの異なる、高密度記録が可能な表面平坦性と巻取り性の両方に優れたフィルムを作成することができる。
【0043】
つぎに、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積層未延伸フィルムとする。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。
【0044】
その後、得られた積層未延伸フィルムを二軸延伸する。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、最初の縦延伸は芳香族ポリエステルと樹脂Bとの組成物の状態でのガラス転移温度(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、好ましくは3〜8倍に延伸し、さらに熱処理としてポリマー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。このようにして得られた積層二軸配向ポリステルフィルムは、さらに熱寸法安定性をより良くするために、縦方向や幅方向に弛緩処理を施しても良いし、さらにガラス転移温度近傍もしくはそれよりも低い温度でエージング処理を施しても良い。また、それ自体公知の塗布層を設けてもよく、その場合は、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、その後前述のような延伸および熱処理を行うことが、塗布層の密着性をより高度に発現できることから好ましい。
なお、前述の説明は逐次二軸延伸で説明したが、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。
【0045】
このようにして得られた本発明の積層二軸配向ポリエステルフィルムをベースフィルムとし、そのフィルム層(A)側の表面に、に非磁性層および磁性層をこの順にて重層塗布などで形成し、フィルム層(B)側の表面にバックコート層を形成することなどで磁気記録テープとすることができる。
【0046】
そして、本発明によれば、高温加工時の伸びが抑制されていることから、上述の非磁性層、磁性層またはバックコート層を形成する工程での加工性に優れ、しかも湿度膨張係数が小さいことから特にリニア記録方式の磁気記録テープとしたときに、湿度が大きく変化してもトラックずれなどが生じにくい、優れた寸法安定性を有する。
【実施例】
【0047】
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。
【0048】
(1)固有粘度
芳香族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。
【0049】
(2)ガラス転移点および融点
ガラス転移点および融点はDSC(TAインスツルメンツ社製、商品名:Q100)により昇温速度20℃/minで測定した。
【0050】
(3)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を日本電子株式会社製、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求めた。
(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、150MHzの13C−NMRを日本電子株式会社製、JEOL A600を用いて140℃で測定し、それぞれの酸成分量を求めた。
【0051】
(4)ヤング率
フィルムを試料巾10mm、長さ15cmで切り取り、チャック間100mm、引張速度10mm/分、チャート速度500mm/分の条件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)にて引っ張る。得られた荷重―伸び曲線の立ち上がり部の接線よりヤング率を計算した。
【0052】
(5)温度膨張係数(αt)
得られたフィルムを、フィルムの幅方向が測定方向となるように幅4mmに切り出し、セイコーインスツル株式会社製、商品名TMA/SS6000に測定長20mmでセットし、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。
【0053】
(6)湿度膨張係数(αh)
得られたフィルムを、フィルムの幅方向が測定方向となるように幅5mmに切り出し、ブルカー・エイエックスエス株式会社製、商品名TMA4000SAに測定長15mmでセットし、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。
【0054】
(7)加工時の伸びによる塗布(高温加工時の耐伸び性)
ダイコーターで、25MPaの張力条件で、幅500mmにスリットされた長さ900mの積層二軸配向ポリエステルフィルムのフィルム層(A)側の表面に、下記組成の非磁性塗料、磁性塗料を同時に、乾燥後の非磁性層および磁性層の厚みが、それぞれ1.2μmおよび0.1μmとなるように膜厚を変えて塗布し、磁気配向させて120℃×30秒の条件で乾燥させる。さらに、小型テストカレンダ−装置(スチ−ルロール/ナイロンロール、5段)で、温度:70℃、線圧:200kg/cmでカレンダ−処理した後、70℃、48時間キュアリングする。そして、得られた磁性層付フィルムについて、目視判定により、以下の基準で塗布斑を評価した。なお、目視判定は、フィルムの裏側に蛍光灯を設置し、磁性層の抜けによる光の漏れをカウントすることで行った。
○:塗布抜けが2個/250m未満(高温加工時の耐伸び性良好)
△:塗布抜けが2個/250m以上10個/250m未満(高温加工時の耐伸び性やや不良)
×:塗布抜けが10個/250m以上(高温加工時の耐伸び性不良)
<非磁性塗料の組成>
・二酸化チタン微粒子:100重量部
・エスレックA(積水化学製塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体:10重量部
・ニッポラン2304(日本ポリウレタン製ポリウレタンエラストマ):10重量部
・コロネートL(日本ポリウレタン製ポリイソシアネート) : 5重量部
・レシチン: 1重量部
・メチルエチルケトン:75重量部
・メチルイソブチルケトン:75重量部
・トルエン:75重量部
・カーボンブラック: 2重量部
・ラウリン酸:1.5重量部
<磁性塗料の組成>
・鉄(長さ:0.3μm、針状比:10/1、1800エルステッド):100重量部
・エスレックA(積水化学製塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体:10重量部
・ニッポラン2304(日本ポリウレタン製ポリウレタンエラストマ):10重量部
・コロネートL(日本ポリウレタン製ポリイソシアネート) : 5重量部
・レシチン: 1重量部
・メチルエチルケトン:75重量部
・メチルイソブチルケトン:75重量部
・トルエン:75重量部
・カーボンブラック: 2重量部
・ラウリン酸:1.5重量部
【0055】
(8)データストレージ(磁気テープ)の作成
上記(7)で作成した磁性層付フィルムを用意し、そのフィルム層(B)側の表面に下記組成のバックコートを固形分の厚みが0.5μmとなるように塗布した後、小型テストカレンダー装置(スチール/ナイロンロール、5段)で、温度85℃、線圧200kg/cmでカレンダー処理し、巻き取る。上記テープ原反を1/2インチ幅にスリットし、それをLTO用のケースに組み込み、長さが850mで磁気記録容量が0.8TBのデータストレージカートリッジを作成した。
(バックコートの組成)
・カーボンブラック(平均粒径20nm) : 95重量部
・カーボンブラック(平均粒径280nm): 10重量部
・αアルミナ : 0.1重量部
・変成ポリウレタン : 20重量部
・変成塩化ビニル共重合体 : 30重量部
・シクロヘキサノン : 200重量部
・メチルエチルケトン : 300重量部
・トルエン : 100重量部
【0056】
(9)カール
まず、フィルム(1)を長手方向に170mm、幅方向に1/2インチ幅に切り出す。そして、水平方向に配置された2つのフリーロール(2)に平坦面(フィルム層(A)側)を下にしてセットする。なお、フリーロールはフィルムと接する部分の外経が10mm、フリーロールの中心軸間の距離は10cmとし、フィルムの両端には、17.5g/mmの荷重(3)をかける。次に、発光部と受光部を兼ね備えたキーエンス製レーザー変位計(4) LK−G30を図1に示すように、フィルムの上方に配置し、レーザー光(5)をフィルムの面方向に斜めに照射した。そして、フィルムの幅方向に沿って、フィルムの変位(距離)を計測する。
計測された変位について、フィルムの幅方向における両端の変位の平均値と、フィルム幅方向における中央部分で観測される極大値または極小値とを用い、前述の平均値と極大値または極小値との差異をカールの値とする。なお、平坦面を内側にしてカールしている場合はプラスの値となり、逆に平坦面を外側にしてカールしている場合はマイナスの値となる。上記測定を、3つのサンプルについて行い、それらの平均値を算出してカールの値とした。
【0057】
(10)電磁変換特性
上記(8)の方法で作成した磁気テープを、市販のLTO−G3ドライブ(IBM社製、MR再生ヘッドを搭載)を用いて、BBSNR(平均信号強度と広帯域積分平均雑音との比)を測定した。なお、結果は、実施例1の結果を基準として評価した。
【0058】
(11)引裂き性
東洋精機性軽荷重式引裂き試験機を用いて、ASTM−D−1922に則ってフィルムの長手(MD)方向について測定を行なった。10回測定した平均値を求め引裂き性の値とした。
【0059】
[実施例1]
テレフタル酸ジメチル、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82モル%がテレフタル酸成分、酸成分の18モル%が6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分であるフィルム層(A)用の固有粘度0.65dl/gの芳香族ポリエステル(A−0)を得た。得られたペレットにポリエーテルイミド GE社製ウルテム1010(ガラス転移温度:215℃)を、組成物の重量を基準として、20重量%濃度となるように混合し、同回転2軸押出機により混練した後に再度ペレット化してフィルム層(A)用の組成物(A−0)とした。なお、この組成物(A−0)に、ペレット中の濃度が0.05重量%となるように平均粒経0.1μmの架橋ポリスチレン粒子を含有させたものを組成物(A−1)とした。
またB層用の芳香族ポリエステルとして、上記組成物(A−0)に、ペレット中の濃度が0.05重量%となるように平均粒経0.25μmの架橋ポリスチレン粒子を含有させたものを組成物(B−1)とした。
【0060】
このようにして得られた組成物(A−1)と(B−1)を170℃で3時間乾燥後、それぞれ押出機に供給し、295℃まで加熱して溶融状態とした。次に、溶融状態の2種類の樹脂をフィードブロックで合流させ、その積層状態を保持したままダイへと導き、溶融状態で回転中の温度20℃の冷却ドラム上にシート状に押し出し、組成物(A−1)の層と組成物(B−1)の層が積層された未延伸2層積層フィルムを作成した。尚、フィルム層(A)と(B)の吐出比率は2:5とした。得られた未延伸多層積層フィルムを、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105℃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3.8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、125℃で横方向(幅方向)に延伸倍率4.5倍で延伸し、その後190℃で5秒間熱固定処理を行い、厚さ4.2μmの二軸配向多層積層ポリエステルフィルムを得た。
得られた積層二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表2に示す。
【0061】
[実施例2]
実施例1の組成物(A−1)と(B−1)の代わりに、表1に示すとおり、共重合成分の割合、樹脂Bの種類と量、また含有させる不活性粒子の種類と量とを変更したものをそれぞれ組成物(A−2)および組成物(B−2)として用い、そして、フィルム層(A)と(B)の厚みを表1に示すように変更したほかは実施例と同様な操作を繰り返した。
得られた積層二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表2に示す。
なお、表1に示す樹脂Bの欄にあるPESは住友化学製住化エクセル4010G(ガラス転移温度:225℃)を意味し、シリカは球状シリカ粒子を意味する。
【0062】
[実施例3]
実施例1の組成物(A−1)と(B−1)の代わりに、表1に示すとおり、共重合成分の割合、樹脂Bと量、含有させる不活性粒子の種類と量とを変更したものをそれぞれ組成物(A−3)および組成物(B−3)として用意した。
このようにして得られた組成物(A−3)と(B−3)を170℃で3時間乾燥後、それぞれ押出機に供給し、295℃まで加熱して溶融状態とした。そして、組成物(A−5)をフィルム層A用としてまず1層分岐させ、次いで残りの組成物(A−3)をフィルム層(D)用に20層に分岐した。また、組成物(B−3)をフィルム層(B)用として1層分岐させた後、さらにフィルム層(C)用に20層に分岐させた。そして、フィルム層(A)/(C)/(D)/(C)/(D)・・・・(C)/(D)/(C)/(D)/(B)という順番で交互に積層するような多層フィードブロック装置を使用して積層した。得られた積層二軸配向多層積層ポリエステルフィルムは、最外層に位置するフィルム層(A)の厚みが2500nm、中間に位置するフィルム層(D)の層の厚みおよびフィルム層(C)の層の厚みはそれぞれ20nm、もう一つの最外層に位置するフィルム層(B)の厚みは500nmになるように分岐し、積層した。
【0063】
つぎに、その積層状態を保持したままダイへと導き、溶融状態で回転中の温度20℃の冷却ドラム上にシート状に押し出し、組成物(A−3)からなる層と組成物(B−3)の層が交互に積層された総数42層の未延伸多層積層フィルムを作成した。なお、組成物(A−3)と組成物(B−3)の吐出比率は3.2:1とした。得られた未延伸多層積層フィルムを、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105℃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4.0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、125℃で横方向(幅方向)に延伸倍率4.8倍で延伸し、その後190℃で5秒間熱固定処理を行い、厚さ3.8μmの積層二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
得られた積層二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表2に示す。
【0064】
[実施例4]
実施例3の組成物(A−3)と(B−3)の代わりに、表1に示すとおり、テレフタル酸ジメチルの代わりに2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルを用い、共重合成分の割合、含有させる不活性粒子の種類と量とを変更したものをそれぞれ組成物(A−4)および組成物(B−4)として用意した。
そして、樹脂の乾燥温度を180℃、乾燥時間を5時間、溶融温度を305℃としたこと、また表1に示す積層構造になるように変更した以外は実施例3と同様にして総層数200層の積層体を作成した。つぎに、その積層状態を保持したままダイへと導き、溶融状態で回転中の温度60℃の冷却ドラム上にシート状に押し出し、組成物(A−4)からなる層と組成物(B−4)からなる層が交互に積層された総数200層の未延伸多層積層フィルムを作成した。尚、組成物(A−4)と組成物(B−4)の吐出比率は5.55:1とした。得られた未延伸多層積層フィルムを、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5.1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6.0倍で延伸し、その後210℃で3秒間熱固定処理を行い、厚さ3.6μmの積層二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
得られた積層二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表2に示す。
【0065】
[比較例1]
実施例1で使用した組成物(B−1)のみを使用して、積層は行なわず、層の厚みを表1に示すように変更した他は、実施例1と同様にして2軸配向ポリエステルフィルムを得た。
得られた積層二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表2に示す。
【0066】
[比較例2]
使用したポリエーテルスルホンの量を表1に示す通りとするほかは、実施例2と同様にして積層二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
得られた積層二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表2に示す。
【0067】
[比較例3]
実施例3の組成物(A−1)と(B−1)の代わりに、表1に示すとおり、共重合成分の割合、不活性粒子の種類と量を変更したものをそれぞれ組成物(A−6)および組成物(B−6)として用い、そして、フィルム層(A)、(B)、(C)、(D)の厚みおよび層数を表1に示すように変更したほかは実施例3と同様な操作を繰り返した。
得られた積層二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表2に示す。
【0068】
[比較例4]
実施例3の組成物(A−1)と(B−1)の代わりに、表1に示すとおり、共重合成分の割合、樹脂Bの量を変更したものをそれぞれ組成物(A−5)および組成物(B−5)として用い、そして、フィルム層(A)と(B)の厚みを表1に示すように変更したほかは実施例3と同様な操作を繰り返した。
得られた積層二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表2に示す。
【0069】
【表1】

【0070】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0071】
本発明の積層二軸配向ポリエステルフィルムは、特に高密度記録の磁気テープのベースフィルムとして好適に利用できる。
【符号の説明】
【0072】
1 フィルム
2 フリーロール
3 荷重
4 変位計
5 レーザー光

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一方の表面を形成するフィルム層(A)の表面粗さ(RaA)が1〜3.5nmの範囲にあり、他方の表面を形成するフィルム層(B)の表面粗さ(RaB)が4.0〜9nmの範囲にある積層二軸配向ポリエステルフィルムであって、
それぞれの表面を形成するフィルム層は、6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸(ANA)成分を、全酸成分のモル数を基準として、1.0〜50モル%の範囲で有する芳香族ポリエステルと、ガラス転移温度が190℃以上の樹脂Bとを、重量比で60:40〜98:2の範囲で含有し、かつ、下記式(1)および(2)を満足することを特徴とする積層二軸配向ポリエステルフィルム。
0.8≦ANA(A)/ANA(B)≦1.2 (1)
0.8≦樹脂B(A)/樹脂B(B)≦1.2 (2)
ここで、上記式(1)および(2)中の、ANA(A)およびANA(B)はそれぞれフィルム層(A)および(B)中の芳香族ポリエステルに含まれるANA成分のモル数(モル%)、樹脂B(A)および樹脂B(B)はそれぞれフィルム層(A)および(B)中の樹脂Bの含有量(重量%)を意味する。
【請求項2】
芳香族ポリエステルの主たる繰り返し単位が、エチレンテレフタレートまたはエチレン−2,6−ナフタレートからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項1記載の積層二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項3】
樹脂Bがポリエーテルスルホン、ポリスルホンおよびポリエーテルイミドからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項1または2のいずれかに記載の積層二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項4】
フィルム層(A)とフィルム層(B)層とが、直接積層されている請求項1〜3のいずれかに記載の積層二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項5】
フィルム層(A)とフィルム層(B)層と間に、フィルム層(C)およびフィルム層(D)とを有し、積層二軸配向ポリエステルフィルム全体で見たときの、芳香族ポリエステルに含まれるANA成分のモル数(モル%)および樹脂Bの含有量(重量%)が、それぞれ1〜50モル%および2〜40重量%の範囲にある請求項1〜3のいずれかに記載の積層二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項6】
積層二軸配向ポリエステルフィルムの厚みが、1−10μmの範囲にある請求項1〜5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7】
積層二軸配向ポリエステルフィルムが、磁気記録テープのベースフィルムに用いられる請求項1〜6のいずれかに記載の積層二軸配向ポリエステルフィルム。

【図1】
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【公開番号】特開2011−245641(P2011−245641A)
【公開日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−118378(P2010−118378)
【出願日】平成22年5月24日(2010.5.24)
【出願人】(000003001)帝人株式会社 (1,209)
【Fターム(参考)】