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Diese
Anmeldung ist eine Ausscheidungsanmeldung von 94306359.4. Sie betrifft
biaxial gereckte bzw. ausgerichtete, laminierte Polyesterfolien,
die vor allem als Basisschicht für
Videobänder
geeignet sind.
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Als
biaxial ausgerichtete Polyesterfolie, die als Basisschicht für Magnetaufzeichnungsmedien
verwendet wird, ist eine Folie bekannt, die von kolloidaler Kieselsäure stammende
kugelförmige
Silicateilchen enthält und
beispielsweise in der JP-A-SHO 59-171623 beschrieben ist. Außerdem ist
eine biaxial ausgerichtete, laminierte Polyesterfolie bekannt, bei
der eine dünne
Schicht, die Teilchen zur Bildung von Oberflächenvorsprüngen enthält, auf eine Basisschicht auflaminiert
ist, die in der JP-A-HEI 2-77431 (die EP-A-0,47646 entspricht) und
in der EP-A-0.543.600 beschrieben ist.
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Bei
manchen herkömmlichen
Polyesterfolien tritt jedoch das Problem auf, dass eine Folienoberfläche, insbesondere
auf der Folienoberfläche
ausgebildete Vorsprünge,
häufig
durch eine Kontaktwalze oder eine Führung oder die Kante eines
Applikators abgenutzt wird, vor allem aufgrund der kürzlichen
Steigerung der Band- oder Filmlaufgeschwindigkeit bei Vorwärts- und
Rückspul-Modi
von Videorekordern, beim Kalandrieren oder bei anderen Bearbeitungsverfahren
zur Herstellung von Magnetaufzeichnungsmedien, bei Kopiervorgängen oder
beim Vorgang des Einbauen des Bandes in eine Kassette. Außerdem besteht
das Problem, dass das Signal-Rausch-Verhältnis (S/R) bei der Verarbeitung
einer Folie zu einem Videoband nicht so gut ist und dass es schwierig
ist, Bilder mit ausreichend hoher Qualität zu erhalten, wenn das Originalvideoband,
das aus der Folie besteht, kopiert wird, vor allem bei hohen Kopiergeschwindigkeiten,
die durch Hochgeschwindigkeitsmagnetfeld-Übertragungstechnologien ermöglicht wurden.
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Es
wäre wünschenswert,
eine biaxial ausgerichtete, laminierte Polyesterfolie bereitzustellen,
deren Oberfläche
auch bei hohen Laufgeschwindigkeiten in einem Videorekorder oder
bei Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Bearbeitung der Folie, wie
sie oben beschrieben wurden, kaum abgenutzt wird, und eine biaxial
ausgerichtete, laminierte Polyesterfolie bereitzustellen, die als
Basisfolie für
Videobänder
geeignet ist, bei denen der Verlust der Bildqualität beim Kopieren
verhindert werden kann, wenn die Folie als Videoband verarbeitet wird,
d.h. die eine gute elektromagnetische Umwandlung bereitstellen.
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Eine
biaxial ausgerichtete, laminierte Polyesterfolie gemäß vorliegender
Erfindung (d.h. eine Folie, in der zumindest ein Laminat biaxial
ausgerichtet ist) weist eine Laminatstruktur aus zumindest zwei
Schichten auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine
der äußersten
Schichten der Folie eine dünne
Laminatschicht A mit einer Laminatdicke von nicht weniger als 0,01 μm und nicht
mehr als 3 μm
ist.
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Die
dünne Laminatschicht
A enthält
monodisperse Teilchen (B) mit einem mittleren Agglomerationsgrad
von weniger als 5 und einem mittleren Primärteilchendurchmesser von nicht
weniger als 0,05 μm
und nicht mehr als 3 μm
bei einem Gehalt von nicht weniger als 0,01 Gew.-%, gegebenenfalls
nicht weniger als 0,05 Gew.-%, und weniger als 0,03 Gew.-%. Eine
relative Standardabweichung der Höhenverteilung von Vorsprüngen, die
auf der Oberfläche
der dünnen
Laminatschicht A ausgebildet sind, beträgt nicht mehr als 1,2.
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Wenn
solch eine biaxial ausgerichtete, laminierte Polyesterfolie als
Basisfolie für
Magnetaufzeichnungsmedien verwendet wird, kann die Abnutzungsbeständigkeit
der Folienoberfläche
bei hohen Geschwindigkeiten stark erhöht werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand von Ausführungsformen und Beispielen
detaillierter erläutert.
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Die
Erfinder haben herausgefunden, dass ein Abnutzungstest unter Verwendung
einer Rasierklinge bei hoher Folienlaufgeschwindigkeit als Index
für die
Bestimmung geeignet ist, ob eine Folienoberfläche bei einem Hochgeschwindigkeitsverfahren
leicht abgenutzt wird oder schwer abgenutzt wird. Außerdem haben
die Erfinder herausgefunden, dass ein Rasierklingenabnutzungstest
bei niedriger Geschwindigkeit, bei dem eine Folie mit niedriger
Geschwindigkeit über
eine Rasierklinge laufen ge lassen wird, als Index für die Bestimmung der
Abnutzungsbeständigkeit
der Folienoberfläche
dienen kann, obwohl dieser im Vergleich zu den Rasierklingenabnutzungstests
bei hoher Geschwindigkeit etwas ungenau ist. Der Rasierklingenabnutzungstest
bei niedriger Geschwindigkeit kann einfacher und sicherer durchgeführt werden.
Die Verfahren zur Durchführung
dieser Tests sind weiter unten im Detail erläutert.
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Als
Ergebnisse von Untersuchungen in Bezug auf die Abnutzungsbeständigkeit
verschiedener Folien mithilfe der beiden oben beschriebenen Tests
haben die Erfinder herausgefunden, dass Folien, welche in den oben
beschriebenen Tests die folgenden Leistungsniveaus erreichen können, bei
praktischer Anwendung zufrieden stellende Abnutzungsbeständigkeit
bieten können.
Um nämlich
einen solchen Grad an Abnutzungsbeständigkeit zu erzielen, dass
bei Hochgeschwindigkeitsverfahren keine Probleme auftreten, darf
der durch den oben beschriebenen Hochgeschwindigkeitsrasierklingenabnutzungstest
bestimmte Grad nicht mehr als 180 μm betragen. Außerdem darf
der Grad beim Rasierklingenabnutzungstest bei niedriger Geschwindigkeit
nicht mehr als 40 μm
betragen. Es gibt Verfahren, um diese Grade von nicht mehr als 180 μm beim Hochgeschwindigkeitsrasierklingenabnutzungstest
und von nicht mehr als 40 μm
beim Niedriggeschwindigkeitsrasierklingenabnutzungstest zu erreichen.
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Die
verwandte Hauptanmeldung EP-A-0.644.405 offenbart ein erstes Verfahren
zur Ausbildung eines Laminatabschnitts aus einer biaxial ausgerichteten,
laminierten Folie als dünne
Schicht und zur Schaffung intern gebildeter Teilchen in der dünnen laminierten
Schicht. Ein zweites hierin geoffenbartes Verfahren ist ein Verfahren
zum Zusetzen eines sehr kleinen Gehalts externer Teilchen zu der
obigen dünnen
Laminatschicht mit den intern gebildeten Teilchen, um Oberflächenvorsprünge zu schaffen
und so die Abstände
zwischen den Vorsprüngen
zu vergrößern. Die
Polyesterfolie gemäß vorliegender
Erfindung muss eine Laminatstruktur aus zumindest zwei Schichten
aufweisen. Wenn die Folie eine Folie aus einer einzigen Schicht
ist, ist es unmöglich oder
schwierig, beide Oberflächen
zu kontrollieren, um optimale Bedin gungen bereitzustellen, die sich
voneinander unterscheiden. Bei der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise
durch die Bildung einer Laminatstruktur aus zwei oder mehr Schichten
die Oberfläche
der Schicht A so geregelt werden, das sie eine gut gleitende Oberfläche bereitstellt,
und die Oberfläche
der anderen den äußersten
Schichten kann so geregelt werden, dass sie eine flache Oberfläche bereitstellt.
Wenn eine Laminatstruktur drei oder mehr Schichten aufweist, kann
eine Zwischenschicht aus einem wiederverwerteten Polymer gebildet
werden, um natürliche
Ressourcen einzusparen oder wiederzuverwerten.
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Außerdem muss
die Dicke zumindest einer der äußersten
Schichten der Folie (Schicht A) bei dieser Erfindung eine Dicke
von nicht weniger als 0,1 μm
und nicht mehr als 3 μm
aufweisen. Durch die Ausbildung solch einer dünnen Laminatschicht A sinken
Teilchen, die in der Schicht vorhanden sind, nicht tiefer in das
Innere der Folie ein, und auf der Oberfläche der Folie können Vorsprünge mit
gleicher Höhe
gebildet werden.
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Ein
Verfahren, das eine Folie gemäß vorliegender
Erfindung ergibt, wird nachstehend im Detail erläutert. Eine biaxial ausgerichtete,
laminierte Polyesterfolie, die als Basisfolie für ein Videoband verwendet wird, enthält im Allgemeinen
Teilchen, die zugesetzt wurden, um Vorsprünge auf ihrer Oberfläche zu bilden
und so die Reibung der Folienoberfläche zu verringern. Von den
so gebildeten Vorsprüngen
brechen übermäßig große Vorsprünge häufig bei
Hochgeschwindigkeitsverfahren weg. Die Bruchstücke, die durch den Bruch der
Vorsprünge
entstehen, führen
zu Ausfällen
bei der Aufnahme oder Wiedergabe eines Videobandes. Materialien, die
solche übermäßig großen Vorsprünge bilden,
sind beispielsweise besonders große monodisperse Teilchen unter
den zugesetzten Teilchen, agglomerierte Teilchen, die durch Agglomeration
von zugesetzten Teilchen entstehen, und verunreinigte Materialien
im Polymerherstellungsverfahren. Außerdem entstehen, wenn externe
Teilchen, wie beispielsweise kugelförmige Silicateilchen, zu einer
Folie zugesetzt werden, häufig
Hohlräume
um die Teilchen, weil sie geringe Affinität zum Matrixpolymer der Folie aufweisen.
Wenn also ein Schlag auf die gebildeten Vorsprünge auftrifft, fallen die Teilchen
unter den Vorsprüngen
leicht ab.
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In
der EP-A-0.644.045 werden Vorsprünge
durch intern gebildete Teilchen gebildet, um solche Mängel zu
vermeiden. Die intern gebildeten Teilchen weisen sehr gute Affinität zum Basismaterial
auf und können Oberflächenvorsprünge bilden
und gleichzeitig starke Bindung mit dem Basismaterial erreichen.
Wenn solche intern gebildeten Teilchen in der dünnen Laminatschicht A vorhanden
sind, können
breite Vorsprünge
mit gleichmäßiger Höhe auf der
Folienoberfläche
gebildet werden. In diesem Fall kann je nach Bedarf eine geringe Menge
externer Teilchen zusammen mit den intern vorhandenen Teilchen verwendet
werden. Die durch die externen Teilchen gebildeten Vorsprünge, die
zwischen den durch die intern gebildeten Teilchen gebildeten Vorsprüngen vorhanden
sind, werden bei einem Hochgeschwindigkeitsverfahren durch die breiten
Vorsprünge geschützt, die
durch die intern gebildeten Teilchen gebildet werden, wodurch die
Abnutzung der durch die externen Teilchen gebildeten Vorsprünge und
auch das Abfallen der externen Teilchen verhindert werden können. Somit
können
neben den intern gebildeten Teilchen auch externe Teilchen in der
dünnen
Laminatschicht A enthalten sein. Die Abnutzungsbeständigkeit
bei hoher Geschwindigkeit und die elektromagnetische Umwandlungseigenschaften
der Folie können
weiter verbessert werden, indem andere geeignete Teilchen gemeinsam
verwendet werden.
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Als
externe Teilchen, die zur Schicht A zugesetzt werden, sind in der
EP-A-0.644.045 agglomerierte Teilchen
(A) mit einem mittleren Agglomerationsgrad von 5 bis 100 bevorzugt,
wobei alle aus Teilchen mit einem mittlere Primärteilchendurchmesser von 5
bis 200 nm, vorzugsweise 10 bis 100 nm, bestehen. Der bevorzugte
Gehalt daran beträgt
nicht mehr als 2 Gew.-%, noch bevorzugter 0,05 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,1
bis 1 Gew.-%.
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Geeignete
Teilchenarten sind beispielsweise Teilchen vom Alpha-Typ, Gamma-Typ,
Delta-Typ oder Theta-Typ, Aluminiumoxidteilchen, Zirkoniumdioxidteilchen,
Silicateil chen und Titanteilchen. Diese Teilchen bilden keine nennenswerte
Anzahl an Vorsprüngen
auf der Folienoberfläche
und werden hauptsächlich
zugesetzt, um die Randschicht der Oberfläche zu verstärken.
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Als
externe Teilchen, die zum Zweck der Verringerung der Reibung der
Folienoberfläche
durch die Bildung von Vorsprüngen
zur Schicht A zugesetzt werden, sind in der EP-A-0.644.045 monodisperse
Teilchen (B) mit einem mittleren Agglomerationsgrad von weniger
als 5 angeführt,
die einen mittleren Primärteilchendurchmesser
von 0,05 bis 3,0 μm,
vorzugsweise 0,1 bis 2 μm,
insbesondere 0,2 bis 1 μm
aufweisen. Beispiele für
solche Teilchen (B) sind Calciumcarbonatteilchen, monodisperse Silicateilchen,
Divinylbenzolteilchen, Siliconteilchen, Titanoxidteilchen, Siliciumcarbidteilchen,
Siliciumnitridteilchen, Titannitridteilchen und Zinnoxidteilchen.
In Ausführungsformen
der Erfindung gemäß EP-A-0.644.045
beträgt
ihr Gehalt vorzugsweise nicht mehr als 3 Gew.-%, noch bevorzugter
liegt er im Bereich von 0,01 bis 3 Gew.-%, noch bevorzugter im Bereich von
0,05 bis 3 Gew.-%, und insbesondere im Bereich von 0,05 bis 2 Gew.-%.
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In
diesen monodispersen Teilchen (B) genügen der mittlere Primärteilchendurchmesser "d" (μm)
der monodispersen Teilchen und die Dicke "t" (μm) der dünnen Laminatschicht
A vorzugsweise der Gleichung 0,2d ≤ t ≤ 10d, noch
bevorzugter der Gleichung 0,3d ≤ t ≤ 5d.
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Als
Nächstes
wird das Verfahren, das eine Folie gemäß vorliegender Erfindung ergibt,
genauer erläutert.
Bei diesem Verfahren werden nicht, wie in der Hauptanmeldung EP-A-0.644.045
vorgeschlagen, intern gebildete Teilchen verwendet, sondern nur
die externen Teilchen. Obwohl die intern gebildeten Teilchen wie oben
erwähnt
mehrere Vorteile aufweisen, gibt es einen Fall, bei dem das elektromagnetische
Umwandlungsvermögen
leicht abnimmt, weil sie breite Vorsprünge bilden. Bei einem Fall,
bei dem ein besonders gutes elektromagnetische Umwandlungsvermögen erforderlich
ist, werden gemäß vorliegender
Erfindung nur die Teilchen zur Bildung von Vorsprüngen, die
zu den oben beschriebenen Teilchen (B) gehören, zur dünnen La minatschicht A zugesetzt,
ohne dass intern gebildete oder agglomerierte Teilchen (A) eingesetzt
würden.
Der Gehalt der Teilchen (B) in der dünnen Laminatschicht A beträgt nicht
weniger als 0,01 Gew.-% (noch bevorzugter nicht weniger als 0,05
Gew.-%) und nicht
mehr (noch bevorzugter nicht weniger) als 0,3 Gew.-%, noch bevorzugter
nicht weniger als 0,1 und nicht mehr als 0,25 Gew.-%.
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In
der Folie gemäß vorliegender
Erfindung, vor allem in Bezug auf die Bildung der Vorsprünge auf
der Schicht A, beträgt
der Parameter der Oberflächenrauigkeit
(P10) vorzugsweise nicht mehr als 350 nm, noch bevorzugter nicht
mehr als 300 nm. Wenn der Parameter über diesem Wert liegt, besteht
die Gefahr, dass die Abnutzungsbeständigkeit bei hoher Geschwindigkeit
und das elektromagnetische Umwandlungsvermögen abnehmen.
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Darüber hinaus
beträgt,
in Bezug auf die Höhe
der Oberflächenvorsprünge der
Schicht A, die relative Standardabweichung ihrer Höhenverteilung
nicht mehr als 1,2, vorzugsweise nicht mehr als 1,0. Wenn die relative
Standardabweichung über
diesem Wert liegt, besteht die Gefahr, dass ungewünschte, übermäßig große Vorsprünge entstehen;
solche Vorsprungsabschnitte werden leicht abgenutzt, wodurch die
Abnutzungsbeständigkeit
bei hoher Geschwindigkeit sowie das elektromagnetische Umwandlungsvermögen verringert
werden.
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Die
andere Oberflächenschicht
(B) ist bei der Folie gemäß vorliegender
Erfindung nicht speziell eingeschränkt, und die Zusammensetzung
der Schicht B kann je nach Anforderungen der Oberfläche der
Schicht B entschieden werden. Wenn beispielsweise die Oberfläche der
Schicht B so flach wie möglich
sein soll, kann der Gehalt an Teilchen (externen Teilchen und/oder
intern gebildeten Teilchen) in dieser Schicht sehr klein gehalten
werden. So kann die Oberfläche
der Schicht A so ausgebildet werden, dass sie hervorragende Abnutzungsbeständigkeit
bei hoher Geschwindigkeit aufweist, um Oberflächenvorsprünge mit gleichmäßiger und gewünschter
Höhe zu
bilden und hervorragendes elektromagnetisches Umwandlungsvermögen zu er zielen, und
gleichzeitig kann die Oberfläche
der Schicht B als erforderliche flache Oberfläche ausgebildet werden.
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Bei
der Polyesterfolie gemäß muss zumindest
einer der Schichten der Folie biaxial ausgerichtet sein. Insbesondere
bevorzugt ist, dass alle Schichten der Laminatstruktur biaxial ausgerichtet
sind. Wenn alle Schichten unausgerichtet oder uniaxial ausgerichtet
sind, können
die Merkmale der vorliegenden Erfindung nicht erfüllt werden.
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Obwohl
der Polyester der Folie gemäß vorliegender
Erfindung nicht speziell eingeschränkt ist, ist ein Polyester
bevorzugt, der zumindest eine Struktureinheit von Ethylenterephthalat,
Ethylen-α,β-bis(2-chlorphenoxy)ethan-4,4'-dicarboxylat und
Ethylen-2,6-naphthalat
als Hauptbestandteil enthält.
Davon ist ein Polyester insbesondere bevorzugt, der Ethylenterephthalat
als Hauptbestandteil enthält.
Zwei oder mehr Arten von Polyester können vermischt werden und auch
ein copolymerisiertes Polymer kann verwendet werden, sofern die gewünschten
Eigenschaften nicht stark beeinträchtigt werden.
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Bei
der Folie gemäß können auch
andere Polymere eingemischt sein, solange die gewünschten
Eigenschaften nicht stark beeinträchtigt werden. Darüber hinaus
kann ein allgemein bekanntes organisches Additiv, wie beispielsweise
ein Oxidationsinhibitor, ein Thermostabilisator, ein Schmiermittel
oder ein Ultraviolettabsorber, in seiner herkömmlichen Menge zugesetzt werden.
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Die
Grenzviskosität
des Polymers der Schicht A der laminierten Polyesterfolie gemäß vorliegender
Erfindung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,4 bis 0,9, um eine
noch bessere Abnutzungsbeständigkeit
bei hoher Geschwindigkeit zu erreichen. Außerdem beträgt die Differenz zwischen der
Grenzviskosität
des Polymers der Schicht A und der Grenzviskosität des Polymers der Schicht
B insbesondere bevorzugt nicht mehr als 0,1, um eine noch bessere
Abnutzungsbeständigkeit
bei hoher Geschwindigkeit zu erzielen.
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Als
Nächstes
wird ein Verfahren zur Herstellung der Folie gemäß vorliegender Erfindung genauer
beschrieben. Das Verfahren ist jedoch nicht auf dieses beschränkt.
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Als
Verfahren zur Regelung des Teilchengehalts ist ein Verfahren zur
Herstellung eines Teilchenmusters mit hoher Konzentration durch
das obige Verfahren und zur Verdünnung
des Teilchenmusters mit einem Polyester, der im Wesentlichen keine
Teilchen enthält,
wenn die Folie hergestellt wird, wirksam. Bei einem Verfahren zur
Herstellung einer Folie gemäß vorliegender
Erfindung liegt die Konzentration des Teilchenmusters vorzugsweise
im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-%.
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Als
Nächstes
wird eine Polyesterfolie mit zwei oder mehr Schichten einer Laminatstruktur
gebildet, wobei die so hergestellten Pellets aus dem Polyester verwendet
werden. Die Pellets aus Polyester, die auf die obige Weise hergestellt
werden, werden in einem vorgegebenen Verhältnis vermischt, und nach dem
Trocknen werden sie mithilfe von bekannten Extrudern schmelzextrudiert
und laminiert, die geschmolzenen Polymere werden durch eine Düse in Form
einer dünnen
Schicht abgegeben, und die dünne
Schicht wird abgekühlt
und auf einer Gusswalze verfestigt, um eine nicht ausgerichtete
Folie zu erhalten. Das Laminieren wird nämlich unter Verwendung von
zwei oder mehr Extrudern und einer Düse mit einem Verteiler oder
einem Feedblock für zwei
oder mehr Schichten (beispielsweise einem Feedblock mit orthogonalen
Laminierabschnitt) durchgeführt, wodurch
eine geschmolzene Bahn mit zwei Schichten aus der Düse abgegeben
wird, die dann auf einer Gusswalze abgekühlt wird, um eine nicht ausgerichtete
Folie zu erhalten. Bei diesem Verfahren ist der Einsatz eines statischen
Mischers und einer Zahnradpumpe auf dem Polymerpfad nützlich.
Außerdem
ist es wirksam, die Temperatur des Extruders zum Extrudieren der
dünnen
Laminatschicht A unter die Temperatur des anderen Extruders zu senken,
also beispielsweise um 5 bis 10 °C.
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Als
Nächstes
wird die erhaltene nicht ausgerichtete Folie biaxial gereckt und
biaxial ausgerichtet. Als Reckverfahren kann aufeinanderfolgendes
biaxiales Recken oder ein simultanes biaxiales Recken verwendet werden.
Vor allem ein Verfahren zur Ver wendung aufeinanderfolgenden biaxialen
Reckens, bei dem zuerst in Längsrichtung
und dann in Querrichtung gereckt wird, ist bevorzugt, und ein Verfahren
zum Trennen des Reckens in Längsrichtung
in drei oder mehr Schritte und zum Einstellen des gesamten Reckverhältnisses
des Reckens in Längsrichtung
auf 3,5 bis 6,5 Mal ist insbesondere bevorzugt. Obwohl es schwierig
ist, die optimale Temperatur für
die Längsreckung
zu bestimmen, weil die optimale Temperatur je nach Art des Polyesters
variiert, wird die Temperatur im ersten Schritt normalerweise auf
50 bis 130 °C
und die Temperatur der anderen Schritte nach dem ersten Schritt
auf eine höhere
Temperatur eingestellt. Die Reckgeschwindigkeit in Längsrichtung
liegt vorzugsweise im Bereich von 5.000 bis 50.000 %/min. Die Reckung
in Querrichtung wird üblicherweise
unter Verwendung eines Spannrahmens durchgeführt. Das Reckverhältnis in
Querrichtung liegt vorzugsweise im Bereich von 3,0 bis 6,0 Mal.
Die Reckgeschwindigkeit in Querrichtung liegt vorzugsweise im Bereich
von 1.000 bis 20.000 %/min, und die Temperatur zum Recken liegt
vorzugsweise im Bereich von 70 bis 160 °C. Die so gebildete biaxial
ausgerichtete Folie wird dann wärmebehandelt.
Die Temperatur der Wärmebehandlung
liegt vorzugsweise im Bereich von 170 bis 220 °C, noch bevorzugter im Bereich
von 180 bis 220 °C,
und die Dauer der Wärmebehandlung
liegt vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 20 Sekunden.
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Als
Nächstes
werden die Verfahren zur Bestimmung der Eigenschaften von Folien
gemäß vorliegender
Erfindung und zur Bewertung der Wirkungen, die durch die vorliegenden
Erfindung erreicht werden können,
erläutert.
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(1) Mittlerer Primärteilchendurchmesser
von Teilchen in der Folie
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Ein
Polymer wird durch Plasmaveraschen bei niedriger Temperatur aus
der Folie entfernt, um die Teilchen freizulegen. Die Bedingungen
des Veraschungsverfahrens sind so gewählt, dass die Teilchen nicht
beschädigt
werden, während
das Polymer verascht wird. Die freigelegten Teilchen werden mithilfe
eines Rasterelektronenmikroskops (REM) untersucht, und das Bild
der Teilchen wird mit einem Bildanalysator verarbeitet. Die Vergrößerung des
REM beträgt
etwa das 2.000- bis 10.000fache, und pro Bestimmung wird ein geeignetes Sichtfeld
aus dem Bereich einer Seitenlän ge
von 10 bis 50 μm
ausgewählt.
Durch Wechseln der untersuchten Abschnitte wird der volumenmittlere
Durchmesser "d" der Teilchen von
nicht weniger als 5.000 aus den Durchmessern und ihrem Volumenanteil
anhand der folgenden Gleichung bestimmt: d = Σ d1 × Nviworin
d1 der Teilchendurchmesser ist und Nvi ihr
Volumenanteil ist.
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Wenn
die Teilchen organische Teilchen sind und die Teilchen durch das
Plasmaveraschungsverfahren bei niedriger Temperatur stakt beschädigt werden,
kann das folgende Verfahren angewandt werden.
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Unter
Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM) wird der
Querschnitt der Folie bei einer 3.000- bis 100.000fachen Vergrößerung untersucht.
Die Dicke einer Schnittprobe für
die TEM-Messung beträgt
1.000 Å,
wobei unter Wechseln der Felder nicht weniger als 500 Felder gemessen
werden, und der volumenmittlere Durchmesser "d" der
Teilchen wird anhand der obigen Gleichung bestimmt.
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(2) Teilchengehalt
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Die
Folie wird mit einem Lösungsmittel
behandelt, das Polyester, aber nicht die Teilchen löst, und
die Teilchen werden durch Zentrifugation vom Polyester abgetrennt.
Der Teilchengehalt wird als Verhältnis
zwischen dem Gewicht der abgetrennten Teilchen und dem Gesamtgewicht
der Folie bestimmt (Gew.-%). Alternativ dazu kann die Bestimmung,
falls erforderlich, auch unter Verwendung von Infrarotspektralphotometrie
erfolgen.
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(3) Laminatdicke der Folie
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Das
Tiefenprofil der Teilchendichte wird durch röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspektroskopie (ESCA),
durch Infrarotspektroskopie (IR) oder mithilfe eines konfokalen
Mikroskops bestimmt, während
die Oberfläche
geätzt
wird. Auf der Oberfläche der
Oberflächenschicht
einer laminierten Folie ist die Teilchendichte gering, weil die
Oberfläche
eine Grenzfläche
ist, und die Teilchendichte nimm zu, je weiter entfernt die Messstelle
von der Oberfläche
liegt.
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Bei
der mit einer Schicht laminierten Folie gemäß vorliegender Erfindung erreicht
die Teilchendichte bei einer Tiefe [I] ihren Höchstwert, wonach sie wieder
abnimmt. Basierend auf dieser Verteilungskurve der Teilchendichte
wird eine Tiefe [II], die ½ der
maximalen Teilchendichte angibt, als Laminatdicke definiert (worin II > I). Wenn anorganische
Teilchen enthalten sind, wird außerdem ein Sekundärionenmassenspektrum
(SIMS) verwendet, wobei das Verhältnis
zwischen der Dichte des Elements, das von den Teilchen bei der größten Dichte
der Folie stammt, und der Dichte des Kohlenstoffs im Polyester (M+/C+) als Teilchendichteverhältnis definiert
ist, und die Bestimmung wird von der Oberfläche der Schicht A in die Tiefenrichtung
(Dickerichtung) durchgeführt.
Die Laminatdicke wird auf ähnliche
Weise bestimmt wie oben beschrieben wurde. Die Laminatdicke kann
auch durch Untersuchung des Querschnitts der Folie oder unter Verwendung
eines Dünnfilm-Schrittmessgeräts bestimmt
werden.
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(4) Mittlerer Agglomerationsgrad
der Teilchen
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Die
die Teilchen enthaltende Folie wird in die senkrecht zur Oberflächenebene
der Folie stehende Richtung geschnitten, um ein sehr dünnes Stück mit einer
Dicke von 1.000 A zu erhalten. Wenn das dünne Stück unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops
(z.B. JEM-1200EX von Nippon Denshi Corporation, einer japanischen
Firma) bei etwa 100.000facher Vergrößerung untersucht wird, kann
ein minimales Teilchen erkannt werden, das nicht weiter geteilt
werden kann (Primärteilchen).
Diese Beobachtung wird an 20 Sichtfeldern durchgeführt, wobei
die Anzahl an Primärteilchen,
die agglomerierte Teilchen bilden, gezählt wird und der Mittelwert
der Anzahl als mittlerer Agglomerationsgrad definiert ist.
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(5) Relative Standardabweichung
der Höhenverteilung
von Oberflächenvorsprüngen
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Die
Daten der Höhen
der Vorsprünge,
die mithilfe eines Rasterelektronenmikroskops vom Zweistrahl- und
Zweidetektor-Typ (ESM-3200; von Elionics Corporation) und einem
Querschnittmessgerät
(PMS-1; von Elionics Corporation) gemessen wurden, indem diese entlang
der Oberfläche
der Folie gescannt wurden, wobei der flache Abschnitt der Folienoberfläche als
Basis (Höhe
0) genommen wurde, werden auf einen Bildprozessor (IBAS-2000, von
Karl Zeiss Corporation) übertragen
und ein Bild der Vorsprünge
auf der Folienoberfläche
wird auf der Anzeige des Bildprozessors rekonstruiert. Dann wird
ein Kreisäquivalent-Durchmesser
eines Vorsprungs aus der Fläche
jedes Vorsprungs berechnet, die durch Umrechnung des auf der Anzeige
rekonstruierten Vorsprungabschnitts in einen binären Wert erhalten wurde, und
der errechnete Kreisäquivalent-Durchmesser
ist als mittlerer Durchmesser der Vorsprünge definiert. Des Weiteren
wird der höchste
Wert der Höhendaten
der jeweiligen Vorsprungsabschnitte eines in binäre Daten umgerechneten Vorsprungs
auf der Anzeige als Höhe
des Vorsprungs definiert, und diese Bestimmung wird mit jedem der
Vorsprünge
wiederholt. Die Bestimmung wird 500 Mal wiederholt, wobei die Messabschnitte
gewechselt werden, und unter Bedingungen, unter denen die Höhenverteilung
der gegebenen Vorsprünge
als normale Verteilung betrachtet wird, deren Mitte an einem Punkt
mit der Höhe "0" liegt, wird die Standardabweichung
mit zumindest quadratischer Annäherung
berechnet. Die relative Standardabweichung der Höhenverteilung der Teilchen
wird als Verhältnis
zwischen der erhaltenen Standardabweichung und der mittleren Höhe der Teilchen
bestimmt. Die Vergrößerung des
Rasterelektronenmikroskops wird auf das 1.000- bis 8.000fache eingestellt.
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(6) Parameter der Oberflächenrauigkeit
P10
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Unter
Verwendung eines dreidimensionalen Oberflächenanalysators (TOPO-3D; von
WYKO Corporation; Vergrößerung der
Objektivlinse: 40-200fach; Verwendung einer Hochauflösungskamera
ist effektiv) wird eine Abbildung der Vorsprünge auf der Folienoberfläche auf
der Anzeige eines Bildprozessors erzeugt. Der Mittelwert von zehn
Punkten der höchsten
Vorsprungsabschnitte der auf der Anzeige erzeugten Abbil dung ist als
P10 definiert. Die Messung wird zwanzig Mal wiederholt, und ihr
Mittelwert ist als Parameter der Oberflächenrauigkeit P10 definiert
(Einheit: nm).
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(7) Grenzviskosität des Polymers
(IV)
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Die
Grenzviskosität
eines Polymers wird unter Verwendung von o-Chlorphenol als Lösungsmittel
bei 25 °C
bestimmt.
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(8) Abnutzungsbeständigkeit
bei hoher Geschwindigkeit (Hochgeschwindigkeitsrasierklingentest)
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Die
Folie wird zu einem Band mit einer Breite von ½ Zoll geschnitten. Das Band
wird mit 200 m unter Bedingungen laufen gelassen, unter denen eine
Sicherheitsrasierklinge auf das Band gedrückt wird, so dass die Kante
der Klinge 0,5 mm tiefer positioniert ist als Band, auf das in orthogonal
zur Bandoberfläche
stehender Richtung Zug angelegt wird (Laufgeschwindigkeit 200 m/min,
Zug: 100 g). Die Höhe
des Pulvers auf der Rasierklinge, das durch die Rasierklinge vom
Band abgeschert wird und auf der Rasierklinge haftet, wird mithilfe eines
Mikroskops bestimmt, und diese Höhe
ist als Abriebmenge definiert (μm).
Wenn die Abriebmenge nicht mehr als 180 μm beträgt, wird die Abnutzungsbeständigkeit
mit "gut" bewertet, wenn die
Abriebmenge mehr als 180 μm
beträgt,
wird die Abnutzungsbeständigkeit
mit "nicht gut" bewertet.
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(9) Abnutzungsbeständigkeit
bei geringer Geschwindigkeit (Niedriggeschwindigkeitsrasierklingenabnutzungstest)
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Die
Folie wird zu einem Band mit einer Breite von ½ Zoll geschnitten. Das Band
wird mit 10 cm unter Bedingungen laufen gelassen, unter denen eine
Sicherheitsrasierklinge auf das Band gedrückt wird, so dass die Kante
der Klinge 1,0 mm tiefer positioniert ist als Band, auf das in orthogonal
zur Bandoberflächen
stehender Richtung Zug angelegt wird (Laufgeschwindigkeit 3,3 cm/min,
Zug: 100 g). Die Höhe
des Pulvers auf der Rasierklinge, das durch die Rasierklinge vom
Band abgeschert wird und auf der Rasierklinge haftet, wird mithilfe
eines Mikroskops bestimmt, und diese Höhe ist als Abriebmenge definiert
(μm). Wenn
die Abriebmenge nicht mehr als 40 μm be trägt, wird die Abnutzungsbeständigkeit
mit "gut" bewertet, wenn die
Abriebmenge mehr als 40 μm
beträgt,
wird die Abnutzungsbeständigkeit
mit "nicht gut" bewertet.
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(10) Elektromagnetisches
Umwandlungsvermögen
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Eine
magnetische Beschichtungslösung
der folgenden Zusammensetzung wird mithilfe einer Tiefdruckwalze
auf die Oberfläche
der Folie aufgetragen, so dass die aufgetragene Magnetschicht magnetisch ausgerichtet
ist, und dann getrocknet. Nachdem die Folie mithilfe einer kleinen
Testkalandriermaschine (Stahlwalze/Nylonwalze; 5 Phasen) bei einer
Temperatur von 70 °C
und einem Lineardruck von 200 kg/cm kalandriert wurde, wird die
Folie 48 Stunden lang bei 70 °C
gehärtet.
Die erhaltene Folie wird geschnitten, um einen so genannten Pancake
(bzw. eine Flachspule) aus einem Band mit einer Breite von ½ Zoll
herzustellen. Das Band mit 250 m des Pancakes wird in eine MAZ-Kassette
eingebaut, um ein MAZ-Kassettenband herzustellen.
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Zusammensetzung
der magnetischen Beschichtungslösung
(alle "Teile" sind Gewichtsteile):
| Co-hältiges Eisenoxid | 100
Teile |
| Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer | 10
Teile |
| Polyurethanelastomer | 10
Teile |
| Polyisocyanat | 5
Teile |
| Lecithin | 1
Teil |
| Methylethylketon | 75
Teile |
| Methylisobutylketon | 75
Teile |
| Toluol | 75
Teile |
| Ruß | 2
Teile |
| Laurinsäure | 1,5
Teile |
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Ein
100% chromatisches Signal, das durch einen TV-Testwellengenerator
erzeugt wurde, wird unter Verwendung eines herkömmlichen MAZ-Rekorders aufgenommen, und
aus dem wiedergegebenen Signal wird unter Verwendung eines Farbvideo-Rauschmessgeräts das chromatische
S/R bestimmt (Einheit: dB).
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BEISPIELE UND VERGLEICHSBEISPIELE
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Nachstehend
werden bevorzugte Beispiele und Vergleichsbeispiel erläutert. Die
Ergebnisse dieser Beispiele und Vergleichsbeispiele sind in den
Tabellen 1 bis 4 zusammengefasst.
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Bezugsbeispiel 1 (Tabelle
I)
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50
Gewichtsteile Polyethylenterephthalat-Pellets, die intern gebildete
Teilchen enthielten, und 50 Gewichtsteile Polyethylenterephthalat-Pellets,
die keine Teilchen enthielten, wurden vermischt, und die vermischten
Pellets wurden einem Doppelschneckenextruder Nr. 1 mit Belüftung zugeführt, um
die Pellets bei einer Temperatur von 280 °C zu schmelzen (Polymer I).
Polyethylenterephthalat-Pellets, die Calciumcarbonatteilchen mit
einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,8 μm in einem Gehalt von 0,2 Gew.-%
enthielten, wurden bei einer Temperatur von 180 °C 3 Stunden lang unter druckreduzierten
Bedingungen (3 Torr) getrocknet, und danach wurden die Pellets einem
anderen Extruder Nr. 2 zugeführt,
um die Pellets bei einer Temperatur von 290 °C zu schmelzen (Polymer II).
Nachdem diese beiden Polymerarten mit hoher Genauigkeit filtriert
worden waren, wurden die Polymere in einem Feedblock mit einem rechteckigen
Laminierabschnitt für
eine zweilagige Laminatstruktur laminiert, so dass sich das Polymer
II an der Position der Schicht B und das Polymer I an der Position
der Schicht A befindet, und die laminierten Polymere wurden durch
eine Schwalbenschwanzdüse
in Form einer dünnen
Schicht abgegeben. Die dünne
Schicht wurde auf eine Gusswalze mit einer Oberflächentemperatur,
die bei 30 °C
gehalten wurde, aufgetragen, abgekühlt und auf der Walze unter
Verwendung eines elektrostatischen Ladeverfahrens verfestigt, um
eine nicht gereckte Folie mit einer Dicke von etwa 160 μm herzustellen.
Das Streckverhältnis
zwischen der Düse
und der Gusswalze betrug 6,5.
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Die
nicht gereckte Folie wurde in Längsrichtung
in drei Reckschritten gereckt, wobei der erste Schritt bei 123 °C und 1,2facher
Reckung, der zweite Schritt bei 126 °C und 1,45facher Reckung und
der dritte Schritt bei 114 °C
und 2,3facher Reckung durchgeführt
wurde. Die so erhaltene uniaxial gereckte Folie wurde unter Verwendung
eines Spannrahmens in zwei Reckschritten in Querrichtung gereckt,
wobei der erste Schritt bei 111 °C
und 3,7facher Reckung und der zweite Schritt bei 113 °C und 1,2facher
Reckung durchgeführt
wurde, und dann wurde die Folie bei konstanter Länge fünf Sekunden lang bei 200 °C wärmebehandelt,
um eine Folie mit einer Dicke von 14 μm zu erhalten. Das Laminatdickeverhältnis zwischen
Schicht A und Schicht B der so erhaltenen biaxial gereckten Folie
betrug 2:12 (μm).
Ihr Parameter der Oberflächenrauigkeit
(P10) betrug 150, und die relative Standardabweichung der Höhenverteilung
der Vorsprünge
auf der Folienoberfläche
betrug 0,8.
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Die
Ergebnisse der Bewertung der Eigenschaften der Folie und des daraus
hergestellten Videobandes sind in Tabelle 1 zusammengefasst und
zeigen ein elektromagnetisches Umwandlungsvermögen von 3,0 dB, eine Abnutzungsbeständigkeit
der Oberfläche
der Schicht bei hoher Geschwindigkeit von 110 μm und eine Abnutzungsbeständigkeit
bei niedriger Geschwindigkeit im Niedriggeschwindigkeitsrasierklingenabnutzungstest von
15 μm. Somit
kann, wenn die Teilchenart in der Schicht A und die Laminatstruktur
den durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bedingungen genügen, hervorragendes
elektromagnetisches Umwandlungsvermögen und hervorragende Abnutzungsbeständigkeit
bei hoher Geschwindigkeit erzielt werden.
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Beispiele 2 bis 8, Vergleichsbeispiel
1 (Tabelle II)
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Biaxial
ausgerichtete, laminierte Polyesterfolien wurden auf ähnliche
Weise hergestellt wie in Beispiel 1. Bei diesen Beispielen und Vergleichsbeispielen
waren keine intern gebildeten Teilchen in der Schicht A vorhanden,
sondern externe Teilchen, die zu den Teilchen (B) gemäß vorliegender
Erfindung gehörten,
wurden in geringer Menge zur Laminatschicht A zugesetzt. In jedem
der Beispiele 17 bis 23, die den durch die vorliegende Erfindung
spezifizierten Bedingungen genügen,
konnten hervorragendes elektromagnetisches Umwandlungsvermögen und
hervorragende Abnutzungsbeständigkeit
bei hoher Geschwindigkeit erzielt werden. In Vergleichsbei spiel
5, das nicht der durch die vorliegende Erfindung spezifizierten
Bedingung in Bezug auf den Gehalt entsprach, waren jedoch sowohl
das elektromagnetische Umwandlungsvermögen als auch die Abnutzungsbeständigkeit
schlecht.
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