JP2008069227A - Polyester resin composition and biaxially oriented polyester film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリエステル樹脂組成物およびそれを用いたポリエステルフィルムに関する。更に詳しくは、本発明は、高ヤング率のポリエステルフィルムやポリエステル繊維を得ることができるポリエステル樹脂組成物およびそれを用いたポリエステルフィルムに関する。 The present invention relates to a polyester resin composition and a polyester film using the same. More specifically, the present invention relates to a polyester resin composition capable of obtaining a polyester film or polyester fiber having a high Young's modulus and a polyester film using the same.
ポリエステル樹脂は、優れた成形性と機械特性とを有することから、フィルムや繊維等に用いられている。
特に、ポリエステルフィルムは、磁気記録媒体のベースフィルムとして用いられている。磁気記録媒体のベースフィルムには、例えばデータストレージなどで磁気記録媒体を薄膜化して、同一容積中の磁気記録媒体の長さを長尺化できることと、記録密度をより高密度化できることが要求されている。この要求を満たすには、ベースフィルムに高いヤング率と優れた表面平坦性を具備させる必要がある。このような高ヤング率化は、磁気記録媒体のベースフィルムだけでなく、他のポリエステルフィルムはもちろん、ポリエステル繊維に対しても要求されている。
Polyester resins are used for films and fibers because they have excellent moldability and mechanical properties.
In particular, a polyester film is used as a base film for a magnetic recording medium. For the base film of magnetic recording media, for example, it is required that the magnetic recording medium can be made thin by data storage or the like to increase the length of the magnetic recording medium in the same volume, and the recording density can be further increased. ing. In order to satisfy this requirement, the base film must have a high Young's modulus and excellent surface flatness. Such high Young's modulus is required not only for base films of magnetic recording media but also for polyester fibers as well as other polyester films.
ポリエステル樹脂の強度や寸法安定性を向上させる方法としては、繊維状ワラステナイトおよび針状充填材を配合したポリエステル樹脂組成物(特許文献1:特開平6−128466号公報)が提案されている。また、ポリアルキレンテレフタレートに特定の繊維長を有するガラス繊維を高割合で配合したポリエステル組成物(特許文献2:特開平1−144452号公報も提案されている)。 As a method for improving the strength and dimensional stability of a polyester resin, a polyester resin composition (Patent Document 1: JP-A-6-128466) in which fibrous wollastonite and a needle-like filler are blended has been proposed. Further, a polyester composition in which glass fibers having a specific fiber length are blended in a high proportion with polyalkylene terephthalate (Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-144452 is also proposed).
しかしながら、これらのポリエステル樹脂から得られるポリエステルフィルムは、その表面が粗く、磁気記録媒体などの平坦性が求められるベースフィルムには使用できなかった。また、これらのポリエステル樹脂をポリエステル繊維の製造に用いると、紡糸の際に断糸が多発するなどの問題もあった。 However, polyester films obtained from these polyester resins have a rough surface and cannot be used for base films that require flatness such as magnetic recording media. In addition, when these polyester resins are used for the production of polyester fibers, there are problems such as frequent yarn breakage during spinning.
この他、カーボンナノチューブを含有させたポリエステル樹脂組成物(特許文献3:特開2003−82202号公報)も提案されているが、やはり得られるフィルムの表面が粗かったり、紡糸の際に断糸が多発するなどの問題があった。 In addition, a polyester resin composition containing carbon nanotubes (Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-82202) has also been proposed. However, the surface of the obtained film is also rough, or the yarn is broken during spinning. There were problems such as frequent occurrences.
さらに、強度や寸法安定性を向上させるために針状不活性粒子を配合した二軸配向熱可塑性樹脂フィルム(特許文献4:特開2002−225198号公報)も提案されているが、やはりその表面が粗く、高密度の磁気記録媒体など平坦性が求められるベースフィルムに使用するには不十分なものでしかなかった。 Furthermore, a biaxially oriented thermoplastic resin film (Patent Document 4: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-225198) in which needle-like inert particles are blended to improve strength and dimensional stability has also been proposed. However, it is insufficient for use in a base film that requires flatness, such as a coarse and high-density magnetic recording medium.
本発明の課題は、上記従来技術の問題を解消し、得られるフィルムや繊維などの成形品に、高ヤング率と表面平坦性を具備させることができるポリエステル樹脂組成物およびそれを用い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。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and to obtain a molded article such as a film or fiber having a high Young's modulus and surface flatness, and a biaxial shaft using the polyester resin composition The object is to provide an oriented polyester film.
本発明者らは、上記の問題を解決するため研究を重ねた結果、ポリエステルに針状ベーマイト粒子を非常に粒子サイズの小さい状態で分散させたとき、驚くべきことに得られる成型品のヤング率を高められ、かつ表面の平坦性も同時に具備させることができることを見出し本発明に到達した。 As a result of repeated researches to solve the above problems, the present inventors have surprisingly obtained Young's modulus of a molded product when acicular boehmite particles are dispersed in polyester with a very small particle size. And the present invention has been found that the surface flatness can be provided at the same time.
かくして本発明によれば、平均二次粒子径(D)が25〜90nmの針状ベーマイト粒子を、樹脂組成物の重量を基準として、0.5〜3重量%の割合で含有するポリエステル樹脂組成物が提供される。また、本発明のポリエステル樹脂組成物の好ましい態様として、ポリエステルがポリエチレン−2,6−ナフタレートであるポリエステル樹脂組成物も提供される。 Thus, according to the present invention, a polyester resin composition containing acicular boehmite particles having an average secondary particle diameter (D) of 25 to 90 nm in a proportion of 0.5 to 3% by weight based on the weight of the resin composition. Things are provided. Moreover, as a preferable embodiment of the polyester resin composition of the present invention, a polyester resin composition in which the polyester is polyethylene-2,6-naphthalate is also provided.
また、本発明によれば、平均二次粒子径(D)が25〜90nmの針状ベーマイト粒子を0.5〜3.0重量%の割合で含有する二軸配向ポリエステルフィルムも提供される。また、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの好ましい態様として、少なくともフィルムの製膜方向および幅方向のいずれか一方のヤング率が6〜15GPaの範囲にあること、厚みが2〜10μmであること、ポリエステルがポリエチレン−2,6−ナフタレートであることの少なくともひとつを具備する二軸配向ポリエステルフィルムも提供される。 Moreover, according to this invention, the biaxially-oriented polyester film which contains the acicular boehmite particle | grains whose average secondary particle diameter (D) is 25-90 nm in the ratio of 0.5 to 3.0 weight% is also provided. Moreover, as a preferable aspect of the biaxially oriented polyester film of the present invention, the Young's modulus of at least one of the film forming direction and the width direction of the film is in the range of 6 to 15 GPa, the thickness is 2 to 10 μm, Also provided is a biaxially oriented polyester film comprising at least one of the polyester being polyethylene-2,6-naphthalate.
本発明のポリエステル樹脂組成物は、粒子として針状ベーマイト粒子を選択し、後述の圧力ホモゲナイザーなどの処理を施すことで、極めて小さい二次粒子径で分散されていることから、非常にごく少量でもヤング率向上効果が発現し表面も粗くなりにくい。そのため、本発明のポリエステル樹脂組成物を用いてフィルムや繊維等に成形することにより、表面平坦性に優れながらも、高ヤング率の成形品が得られ、その工業的価値はきわめて高い。 The polyester resin composition of the present invention is selected from acicular boehmite particles as particles and is subjected to a treatment such as a pressure homogenizer described later, so that it is dispersed with a very small secondary particle size. The effect of improving the Young's modulus is manifested, and the surface is hardly roughened. Therefore, by molding into a film or fiber using the polyester resin composition of the present invention, a molded product having a high Young's modulus can be obtained while having excellent surface flatness, and its industrial value is extremely high.
以下、本発明を詳細に説明する。
[ポリエステル樹脂組成物]
本発明のポリエステル樹脂組成物は、平均二次粒子径(D)が25〜90nmの針状ベーマイト粒子を、樹脂組成物の重量を基準として、0.5〜3.0重量%の割合で含有することが必要である。まず、粒子が針状ベーマイト粒子でなくては、後述の圧力ホモゲナイザーなどの処理を施しても、このような均一な分散状態を形成することは困難であり、ヤング率を向上させつつ表面の平坦性を維持することは難しくなる。そして、二次粒子径が上記範囲の針状ベーマイト粒子を、上記頻度でポリエステル樹脂組成物に含有させることにより、特許文献4のように大量に大きな針状粒子を用いなくても、ポリエステル樹脂組成物を用いて得られるポリエステル成形品のヤング率を向上でき、しかも表面平滑性を優れたものにすることができる。このような分散状態は、針状ベーマイト粒子の選択と後述の圧力ホモゲナイザーなどの分散処理によって、達成することができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[Polyester resin composition]
The polyester resin composition of the present invention contains acicular boehmite particles having an average secondary particle diameter (D) of 25 to 90 nm in a proportion of 0.5 to 3.0% by weight based on the weight of the resin composition. It is necessary to. First, if the particles are not acicular boehmite particles, it is difficult to form such a uniform dispersion state even if a treatment such as a pressure homogenizer described later is applied. It becomes difficult to maintain sex. Then, by incorporating acicular boehmite particles having a secondary particle diameter in the above range into the polyester resin composition at the above frequency, the polyester resin composition can be used without using a large amount of acicular particles as in Patent Document 4. The Young's modulus of a polyester molded product obtained using the product can be improved, and the surface smoothness can be improved. Such a dispersion state can be achieved by selection of acicular boehmite particles and a dispersion treatment such as a pressure homogenizer described later.
ポリエステル樹脂組成物中のポリエステルの含有割合は、97〜99.5重量%の範囲である。ポリエステル樹脂組成物の構成成分としては、ポリエステルと針状ベーマイト粒子のみであっても良いが、ポリエステルと針状ベーマイト粒子の含有割合が上記の範囲であり、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、後述する添加剤等が含まれていても良い。 The polyester content in the polyester resin composition is in the range of 97 to 99.5% by weight. The component of the polyester resin composition may be only polyester and acicular boehmite particles, but the content ratio of the polyester and acicular boehmite particles is in the above range and does not impair the effects of the present invention. For example, the additive etc. which are mentioned later may be contained.
[ポリエステル]
本発明におけるポリエステルは、単独重合体でも共重合体であってもよい。共重合体の場合、共重合成分の割合は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に制限されないが、繰り返し単位を基準として、20モル%以下、さらに10モル%以下であることが好ましい。
[polyester]
The polyester in the present invention may be a homopolymer or a copolymer. In the case of a copolymer, the proportion of the copolymer component is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention, but is preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less, based on the repeating unit. .
本発明におけるポリエステルは、全ジカルボン酸成分の80モル%以上、さらに85モル%以上、特に90モル%以上が2,6−ナフタレンジカルボン酸、全グリコール成分の80モル%以上、さらに85モル%以上、特に90モル%以上がエチレングリコールからなるものが好ましい。なお、このようなポリエステルは、それ自体公知の方法、例えば前述の特許文献1から4にて開示されている方法などにより製造できる。 In the polyester of the present invention, 80 mol% or more of the total dicarboxylic acid component, more preferably 85 mol% or more, particularly 90 mol% or more is 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 80 mol% or more of all glycol components, and further 85 mol% or more. In particular, it is preferable that 90 mol% or more is composed of ethylene glycol. Such a polyester can be produced by a method known per se, for example, the method disclosed in Patent Documents 1 to 4 described above.
ポリエステルが共重合体の場合、共重合成分は、それ自体公知のものを採用でき、例えば、ジカルボン酸成分としてはコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、5−ナトリウムジカルボン酸を、またグリコール成分としては、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオールなどのアルキレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどを挙げることができる。なお、これらの共重合成分は1種のみでなく2種以上を併用してもよい。 When the polyester is a copolymer, a copolymer component known per se can be employed. Examples of the dicarboxylic acid component include succinic acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and 5-sodium. Examples of the dicarboxylic acid and the glycol component include alkylene glycols such as trimethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and 1,4-butanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol. In addition, these copolymerization components may use not only 1 type but 2 or more types together.
本発明におけるポリエステルの固有粘度は、オルトクロロフェノール溶媒下で35℃で測定した固有粘度で、0.4dl/g〜0.8dl/g、さらに0.5dl/g〜0.7dl/gであことが好ましい。固有粘度が下限未満の場合は、本発明のポリエステル樹脂組成物をフィルムに製膜後、各製品に使用する際に要求される機械強度が不足することがある。他方、固有粘度が上限を超える場合は、溶融重合工程およびフィルム製膜工程における溶融混練時の生産性が損なわれることがある。 The intrinsic viscosity of the polyester in the present invention is an intrinsic viscosity measured at 35 ° C. in an orthochlorophenol solvent and is 0.4 dl / g to 0.8 dl / g, and further 0.5 dl / g to 0.7 dl / g. It is preferable. When the intrinsic viscosity is less than the lower limit, the mechanical strength required when the polyester resin composition of the present invention is used for each product after film formation may be insufficient. On the other hand, when the intrinsic viscosity exceeds the upper limit, productivity at the time of melt kneading in the melt polymerization step and the film forming step may be impaired.
ところで、本発明のポリエステル樹脂組成物には、フィルムを製造する際にフィルムの巻取り性やフィルムの搬送性等を良くするため、本発明の効果を阻害しない範囲で、針状ベーマイト粒子とは別に滑剤として有機または無機の不活性粒子を含有させることができる。なお、本発明における不活性粒子とは、特に断りのない限り、針状ベーマイト粒子以外の滑剤として機能する有機または無機の不活性粒子を意味する。 By the way, in the polyester resin composition of the present invention, the needle boehmite particles are used in the range that does not hinder the effects of the present invention in order to improve the rollability of the film and the transportability of the film when the film is produced. Separately, organic or inorganic inert particles can be contained as a lubricant. The inert particles in the present invention mean organic or inorganic inert particles that function as a lubricant other than needle boehmite particles unless otherwise specified.
[針状ベーマイト粒子]
本発明において、針状ベーマイト粒子は、平均二次粒子径(D)が25〜90nmで、その含有量が、樹脂組成物の重量を基準として、0.5〜3.0重量%の範囲にあることが必要である。平均二次粒径(D)が下限未満のものはヤング率向上効果が乏しく、むしろフィルムや繊維に成形する際の溶融混練工程などで凝集を引き起こして、平坦性を損なうような粗大な粒子を形成したりしてしまう。また、平均二次粒径(D)が上限を超えるものは、ヤング率向上効果が乏しく、また表面の平坦性を損ないやすい。これらの点から、上記平均二次粒子径(D)は、30〜85nm、さらに35〜80nm、特に40〜75nmの範囲にあることが、ヤング率を向上させつつより表面の平坦性を維持しやすいことから好ましい。このような分散状態は、針状ベーマイト粒子を選択し、かつ後述の圧力ホモゲナイザーなどの分散処理などを採用することによって、達成することができる。
[Acicular boehmite particles]
In the present invention, the acicular boehmite particles have an average secondary particle diameter (D) of 25 to 90 nm, and the content thereof is in the range of 0.5 to 3.0% by weight based on the weight of the resin composition. It is necessary to be. When the average secondary particle size (D) is less than the lower limit, the Young's modulus improvement effect is poor. Rather, coarse particles that cause aggregation in a melt-kneading process or the like when forming into a film or fiber, and impair flatness. It will form. Moreover, when the average secondary particle diameter (D) exceeds the upper limit, the effect of improving the Young's modulus is poor and the flatness of the surface tends to be impaired. From these points, the average secondary particle diameter (D) is in the range of 30 to 85 nm, more preferably 35 to 80 nm, and particularly 40 to 75 nm, while maintaining the surface flatness while improving the Young's modulus. It is preferable because it is easy. Such a dispersed state can be achieved by selecting acicular boehmite particles and employing a dispersion treatment such as a pressure homogenizer described later.
また、ポリエステル樹脂組成物中の針状ベーマイト粒子の割合が下限%未満であると、フィルムや繊維などの成形品に十分なヤング率向上効果が発現させることができない。一方、割合が上限を超えると、表面の粗面化が顕著となり、また針状ベーマイト粒子によるヤング率向上効果も飽和状態に近づき、さらに製膜や製糸などの工程が不安定化しやすい。これらの点から、ポリエステル樹脂組成物中の針状ベーマイト粒子の割合は、0.7〜2.5重量%、さらに1.0〜2.0重量%の範囲であることが好ましい。 Moreover, when the ratio of the acicular boehmite particles in the polyester resin composition is less than the lower limit%, a sufficient Young's modulus improving effect cannot be exhibited in a molded article such as a film or fiber. On the other hand, when the ratio exceeds the upper limit, the roughening of the surface becomes remarkable, the effect of improving the Young's modulus by the acicular boehmite particles approaches a saturated state, and processes such as film formation and yarn production tend to become unstable. From these points, the ratio of the acicular boehmite particles in the polyester resin composition is preferably in the range of 0.7 to 2.5% by weight, more preferably 1.0 to 2.0% by weight.
なお、本発明における平均二次粒子径(D)とは、ポリエステル組成物の場合は、一旦フィルムに製膜したのちに、フィルムの表面にエッチング処理を施し、針状ベーマイト粒子を露出させ、その粒子の露出した表面を走査型電子顕微鏡で、10万倍程度に拡大することで観察でき、個々の二次粒子の面積から算出される円相当径を二次粒子径(d)として算出し、平均二次粒子径(D)は、これら二次粒子径(d)の総和をその個数で割った値である。また、ポリエステルフィルムの場合は、フィルムをそのまま用いる以外は、ポリエステル組成物の場合と同様な方法で測定できる。また、ここでいうポリエステル樹脂組成物中の割合とは、ポリエステルを有機溶媒によって溶解して除去し、残った針状ベーマイト粒子の量から算出したものである。なお、成形品が単層フィルムの場合、フィルム全体を構成するポリエステル樹脂組成物中の割合を意味し、成形品が2層以上の層からなる積層フィルムの場合、針状ベーマイト粒子を含有する層を構成するポリエステル樹脂組成物中の割合を意味する。 In addition, in the case of a polyester composition, the average secondary particle diameter (D) in the present invention is once formed into a film, and then subjected to etching treatment on the surface of the film to expose the acicular boehmite particles. The exposed surface of the particles can be observed with a scanning electron microscope by magnifying about 100,000 times, and the equivalent circle diameter calculated from the area of each secondary particle is calculated as the secondary particle diameter (d), The average secondary particle diameter (D) is a value obtained by dividing the total of these secondary particle diameters (d) by the number thereof. Moreover, in the case of a polyester film, it can measure by the method similar to the case of a polyester composition except using a film as it is. The ratio in the polyester resin composition referred to here is calculated from the amount of acicular boehmite particles remaining after dissolving and removing the polyester with an organic solvent. In addition, when a molded article is a single layer film, it means the ratio in the polyester resin composition constituting the entire film. When the molded article is a laminated film composed of two or more layers, a layer containing acicular boehmite particles The ratio in the polyester resin composition which comprises is meant.
ところで、本発明における針状ベーマイト粒子とは、針状ベーマイト粒子を構成する1次粒子の形状が針状で、例えば太さをあらわす平均直径(R)が5〜20nm、長軸方向の長さを表す平均長さ(L)が50〜200nmおよびそれらの比を表す平均アスペクト比(L/R)が5〜20であるものを好ましく挙げることができる。これらの一次粒子の形状は、透過型電子顕微鏡などで観察することができる。 By the way, the acicular boehmite particles in the present invention are acicular boehmite particles in which the shape of the primary particles is acicular, for example, the average diameter (R) representing the thickness is 5 to 20 nm, the length in the major axis direction. Preferred examples include those having an average length (L) representing 50 to 200 nm and an average aspect ratio (L / R) representing a ratio thereof of 5 to 20. The shape of these primary particles can be observed with a transmission electron microscope or the like.
このように、本発明のポリエステル樹脂組成物は、針状ベーマイト粒子の平均二次粒子径(D)とその割合を特定の範囲にすることで、それらを延伸した二軸配向ポリエステルフィルムや配向ポリエステル繊維などの成形品にヤング率と表面平坦性とを高度に具備させることができる。 Thus, the polyester resin composition of the present invention is a biaxially oriented polyester film or oriented polyester obtained by stretching the average secondary particle diameter (D) and the ratio of the acicular boehmite particles within a specific range. A molded article such as a fiber can be provided with a high Young's modulus and surface flatness.
[ポリエステル樹脂組成物の製造方法]
本発明のポリエステル樹脂組成物は、従来からそれ自体公知のポリエステル樹脂組成物の製造方法によって製造できるが、針状ベーマイト粒子の平均二次粒子径が小さくてかつ通常の滑剤として添加するのに比べその頻度が極めて多いことから、ポリエステル中で針状ベーマイト粒子が再凝集しやすく、針状ベーマイト粒子の再凝集を抑制しつつ均一に分散させることが必要である。このような分散状態を達成するには、針状ベーマイト粒子を選択するほかに、例えば平均一次粒子径5〜100nmの針状ベーマイト粒子を含有するグリコールスラリーを、50〜250MPaの超高圧状態としたのち、向かい合うノズルから放出されたグリコールスラリー同士が衝突するように放出し、グリコールスラリー中で針状ベーマイト粒子を該粒子同士の衝突により解砕処理(圧色式ホモゲナイザーによる処理)し、該解砕処理されたグリコールスラリーを、ポリエステル反応系に添加して重合反応を行なうことが好ましい。特に上述の解砕処理により、均一に分散されながらもサンドグラインダーなどの解砕処理に比べ再凝集を抑えることができ、結果として、存在量が極めて多くても、数平均二次粒子径を前述の範囲にすることができる。もちろん、さらに針状ベーマイト粒子の分散性を向上させるために、グリコールスラリーの状態で濾過処理を行うことも好ましく、またポリマーとした後にさらに溶融混錬、より好ましくは二軸押出機による溶融混錬を行うことも好ましく、さらにまた高濃度のマスターポリマーとしておいて、針状ベーマイト粒子を含有しないまたはごく少量含有するポリマーと混ぜ合わせて溶融混錬することなども好ましい。
このような針状ベーマイト粒子の分散性に優れた製造方法を採用することによって、本発明のポリエステル樹脂組成物は製造することができる。
[Production method of polyester resin composition]
The polyester resin composition of the present invention can be produced by a conventionally known method for producing a polyester resin composition, but the average secondary particle diameter of needle-like boehmite particles is small and compared with adding as a normal lubricant. Since the frequency is extremely high, the acicular boehmite particles easily reaggregate in the polyester, and it is necessary to uniformly disperse the acicular boehmite particles while suppressing the reaggregation of the acicular boehmite particles. In order to achieve such a dispersed state, in addition to selecting acicular boehmite particles, for example, a glycol slurry containing acicular boehmite particles having an average primary particle diameter of 5 to 100 nm is brought to an ultrahigh pressure state of 50 to 250 MPa. After that, the glycol slurries discharged from the nozzles facing each other are discharged so as to collide with each other, and the acicular boehmite particles are crushed by the collision of the particles in the glycol slurry (processing by a color-homogenizing homogenizer), and the pulverization is performed. It is preferable to perform the polymerization reaction by adding the treated glycol slurry to the polyester reaction system. In particular, the above-mentioned crushing treatment can suppress re-aggregation compared to crushing treatment such as a sand grinder while being uniformly dispersed. As a result, even if the abundance is extremely large, the number average secondary particle diameter is Can be in the range. Of course, in order to further improve the dispersibility of the acicular boehmite particles, it is also preferable to perform a filtration treatment in the state of a glycol slurry, and further melt kneading after forming a polymer, more preferably melt kneading by a twin screw extruder. Further, it is also preferable to melt and knead the mixture with a polymer containing no acicular boehmite particles or a very small amount as a high concentration master polymer.
The polyester resin composition of the present invention can be produced by adopting such a production method having excellent dispersibility of the acicular boehmite particles.
[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、前述の本発明のポリエステル樹脂組成物からなり、製膜方向(以下、縦方向と称することがある。)およびそれに直交する面内方向(以下、幅方向または横方向と称することがある。)の二軸方向に配向されたポリエステルフィルムである。二軸方向に配向されていないと、針状ベーマイト粒子によるヤング率向上効果が得られない。なお、特に以下で断りの無いかぎり、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、前述の本発明のポリエステル樹脂組成物で説明したのと同じことが言える。
[Biaxially oriented polyester film]
The biaxially oriented polyester film of the present invention is composed of the above-described polyester resin composition of the present invention, and the film forming direction (hereinafter sometimes referred to as the longitudinal direction) and the in-plane direction (hereinafter referred to as the width direction or the following). A polyester film oriented in the biaxial direction). If it is not oriented in the biaxial direction, the Young's modulus improvement effect by the acicular boehmite particles cannot be obtained. In addition, as long as there is no notice in particular below, the biaxially oriented polyester film of this invention can be said to be the same as having demonstrated with the polyester resin composition of the above-mentioned this invention.
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、フィルムを構成するポリエステル樹脂組成物中に針状ベーマイト粒子を含有する。針状ベーマイト粒子はフィルム全体に含有されていてもよいが、フィルムが2層以上の積層フィルムである場合、少なくともその内の1つの層が針状ベーマイト粒子を含有していればよく、その層を構成するポリエステル樹脂組成物において、針状ベーマイト粒子を上記頻度で含有していればよい。層構成としては、例えば、針状ベーマイト粒子を含有しない層と針状ベーマイト粒子を含有する層(針状ベーマイト粒子含有層)との2層構造、針状ベーマイト含有層とその両表面に針状ベーマイト粒子を含有しない層が積層された3層構造、針状ベーマイト粒子含有層が針状ベーマイト粒子を含有しない層の両表面に積層された3層構造、およびこれらの層構造に、さらに針状ベーマイト粒子を含有しない層または針状ベーマイト粒子含有層を設ける3層以上の層構造を挙げることができる。 The biaxially oriented polyester film of the present invention contains acicular boehmite particles in the polyester resin composition constituting the film. The acicular boehmite particles may be contained in the entire film. However, when the film is a laminated film of two or more layers, it is sufficient that at least one of the layers contains acicular boehmite particles. In the polyester resin composition which comprises these, the acicular boehmite particle | grains should just be contained with the said frequency. As the layer structure, for example, a two-layer structure of a layer containing no acicular boehmite particles and a layer containing acicular boehmite particles (acicular boehmite particle-containing layer), acicular boehmite-containing layers and acicular on both surfaces thereof A three-layer structure in which layers not containing boehmite particles are laminated, a three-layer structure in which needle-like boehmite particle-containing layers are laminated on both surfaces of a layer not containing needle-like boehmite particles, and these layer structures are further needle-like The layer structure of three or more layers which provide the layer which does not contain boehmite particles, or acicular boehmite particle content layer can be mentioned.
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを磁気記録媒体のベースフィルとして用いる場合、フィルムの少なくとも片方の露出面の表面粗さ(Ra)が0.1〜10nmであることが好ましい。表面粗さが上限を越えると、該表面に磁性層を設けて磁気テープとしたときに、磁性層面が粗化し、電磁変換特性が低下するので好ましくない。一方、表面粗さが下限未満の場合、フィルム−フィルム間の滑り性が低下し、フィルムの巻取り性が悪化するので好ましくない。さらに好ましい表面粗さは、3〜9.5nm、特に5〜9nmの範囲である。 When the biaxially oriented polyester film of the present invention is used as the base fill of a magnetic recording medium, the surface roughness (Ra) of at least one exposed surface of the film is preferably 0.1 to 10 nm. When the surface roughness exceeds the upper limit, when a magnetic layer is provided on the surface to form a magnetic tape, the surface of the magnetic layer becomes rough and electromagnetic conversion characteristics deteriorate, which is not preferable. On the other hand, when the surface roughness is less than the lower limit, the slipping property between the film and the film is lowered, and the winding property of the film is deteriorated. Further preferred surface roughness is in the range of 3 to 9.5 nm, especially 5 to 9 nm.
このような表面粗さを本発明の二軸配向ポリエステルフィルムに具備させる手段としては、二軸配向ポリエステルフィルムに含有させる針状ベーマイト粒子の種類、形状、サイズ、添加量および分散状態によって調整することができる。また、針状ベーマイト粒子のほかに、更に滑剤として不活性粒子を添加する場合は、その不活性粒子の種類、形状、サイズおよび添加量によっても調整できる。また、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、その少なくとも一方の表面に、微細凹凸を形成する表面処理、例えば易滑塗剤のコーティング処理によっても調整することができる。前述の不活性粒子としては、例えば周期律表第IIA、第IIB、第IVA、第IVBの元素を含有する無機微粒子(例えば、カオリン、酸化チタン、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素等)、シリコーン樹脂、架橋ポリスチレン等の如き耐熱性の高い高分子よりなる不活性粒子などを挙げることができる。不活性粒子をポリエステルフィルムに含有させる場合、不活性粒子の平均粒径は0.05〜1.0μm、更には0.1〜0.8μmであることが好ましい。また、不活性粒子の含有量はポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂組成物中に0.05〜0.5重量%、更には0.1〜0.3重量%であることが好ましい。また、不活性粒子は、1種類に限られず、種類、形状またはサイズの異なる2種類以上を併用してもよい。 As a means for providing the biaxially oriented polyester film of the present invention with such a surface roughness, adjusting the type, shape, size, addition amount and dispersion state of acicular boehmite particles to be contained in the biaxially oriented polyester film Can do. Further, in addition to the acicular boehmite particles, when inert particles are further added as a lubricant, it can be adjusted by the type, shape, size and addition amount of the inert particles. The biaxially oriented polyester film of the present invention can also be adjusted by a surface treatment that forms fine irregularities on at least one surface thereof, for example, a coating treatment with a slippery coating agent. Examples of the aforementioned inert particles include inorganic fine particles (for example, kaolin, titanium oxide, calcium carbonate, silicon dioxide, etc.) containing the elements of IIA, IIB, IVA, and IVB of the periodic table, silicone resins, and crosslinks. Examples thereof include inert particles made of a polymer having high heat resistance such as polystyrene. When the inert particles are included in the polyester film, the average particle diameter of the inert particles is preferably 0.05 to 1.0 μm, more preferably 0.1 to 0.8 μm. Moreover, it is preferable that content of an inert particle is 0.05 to 0.5 weight% in the polyester resin composition which comprises a polyester film, and also 0.1 to 0.3 weight%. Further, the inert particles are not limited to one type, and two or more types having different types, shapes, or sizes may be used in combination.
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、少なくとも製膜方向および幅方向のいずれか一方のヤング率が6GPa以上であることが好ましい。縦方向および横方向のヤング率がいずれもが下限未満であると、例えば二軸配向ポリエステルフィルムを磁気記録媒体用テープのベースフィルムに用いたときに、張力変化や温度・湿度の変化によって寸法安定性が損なわれ、トラックずれなどの問題が発生し易くなる。また、針状ベーマイト粒子を添加したことによる効果も発現し難くなる。これらの観点から、二軸配向ポリエステルフィルムのいずれか一方のヤング率は、8GPa以上であることが更に好ましく、10GPa以上であることが特に好ましい。さらには、二軸配向ポリエステルフィルムの縦方向のヤング率が6GPa以上、更に8GPa以上、特に10GPa以上であることが、磁気テープの長手方向の張力変化による幅方向の寸法変化が抑制できることから好ましい。一方、二軸配向ポリエステルフィルムの横方向のヤング率は、6GPa以上、更に8GPa以上、特に10GPa以上であることが、温湿度変化による磁気テープの幅方向の寸法変化を抑制できることから好ましい。なお、縦方向および横方向のヤング率の上限は特に制限されないが、通常15GPa以下であることが、直交する方向にも十分なヤング率を付与できることから好ましい。 The biaxially oriented polyester film of the present invention preferably has a Young's modulus of at least 6 GPa in at least one of the film forming direction and the width direction. If the Young's modulus in the machine direction and the transverse direction are both below the lower limit, for example, when a biaxially oriented polyester film is used as the base film of a tape for magnetic recording media, the dimension is stabilized by changes in tension and changes in temperature and humidity. Performance is impaired and problems such as track misalignment are likely to occur. Moreover, the effect by adding the acicular boehmite particles becomes difficult to express. From these viewpoints, the Young's modulus of any one of the biaxially oriented polyester films is more preferably 8 GPa or more, and particularly preferably 10 GPa or more. Furthermore, the Young's modulus in the longitudinal direction of the biaxially oriented polyester film is preferably 6 GPa or more, more preferably 8 GPa or more, and particularly preferably 10 GPa or more, since the dimensional change in the width direction due to the tension change in the longitudinal direction of the magnetic tape can be suppressed. On the other hand, the Young's modulus in the transverse direction of the biaxially oriented polyester film is preferably 6 GPa or more, more preferably 8 GPa or more, and particularly preferably 10 GPa or more, since the dimensional change in the width direction of the magnetic tape due to temperature and humidity changes can be suppressed. In addition, although the upper limit of the Young's modulus in the vertical direction and the horizontal direction is not particularly limited, it is usually preferably 15 GPa or less because sufficient Young's modulus can be imparted in the orthogonal direction.
また、ポリエステルフィルムの縦方向と横方向のヤング率の和は10GPa以上、更に13GPa以上、特に15GPa以上であることが好ましい。このような高ヤング率は、針状ベーマイト粒子の添加により、従来の針状ベーマイト粒子を含有しないフィルムに比べ、より低倍率の延伸で得ることができる。なお、縦方向および横方向のヤング率の和の上限は特に制限されないが、通常は高々20GPaである。 The sum of the Young's modulus in the vertical direction and the horizontal direction of the polyester film is preferably 10 GPa or more, more preferably 13 GPa or more, and particularly preferably 15 GPa or more. Such a high Young's modulus can be obtained by addition of acicular boehmite particles at a lower magnification than conventional films not containing acicular boehmite particles. The upper limit of the sum of the Young's modulus in the vertical direction and the horizontal direction is not particularly limited, but is usually at most 20 GPa.
本発明のポリエステルフィルムの厚みは、使用する用途に応じて適宜設計され、特に磁気記録媒体用テープのベースフィルムに使用する場合は、2〜10μm、更に3〜8μm、特に4〜6μmであることが好ましい。厚みが上記の下限未満であるとテープ強度が不足し、走行開始時の張力などでテープ幅の収縮が生じること、トラックと磁気ヘッドのズレを生じること等により記録の再生エラーが避けられない。また、厚みが上記の上限を超えると、カートリッジに収納するテープ長さが短くなり、所望の記憶容量が得られなくなる。 The thickness of the polyester film of the present invention is appropriately designed according to the application to be used, and particularly 2 to 10 μm, further 3 to 8 μm, particularly 4 to 6 μm when used for a base film of a magnetic recording medium tape. Is preferred. If the thickness is less than the above lower limit, the tape strength is insufficient, the tape width contracts due to the tension at the start of running, and the track and the magnetic head are misaligned. If the thickness exceeds the upper limit, the length of the tape stored in the cartridge becomes short, and a desired storage capacity cannot be obtained.
[ポリエステルフィルムの製法]
本発明のポリエステルフィルムは、例えば以下のような方法に準じて製造することができる。
先ず、針状ベーマイト粒子を高濃度含有するポリエステル樹脂のペレットと針状ベーマイト粒子を含有しないポリエステル樹脂のペレットとを所定の割合で混合し、乾燥後、例えば、溶融温度260℃〜310℃で押出機よりダイを経てフィルム状に押出し、冷却ドラム上に流延し冷却固化させて未延伸フィルムを作成する。この未延伸フィルムを縦方向に60〜140℃の温度で3〜8倍の倍率で延伸し、次いで横方向に70〜180℃の温度で3〜7倍の倍率で延伸して二軸配向ポリエステルフィルムを得ることができる。なお、必要に応じて縦方向および/または横方向の延伸を2段階以上に分割実施してもよい(縦多段延伸、縦−横−縦の3段延伸、縦−横−縦−横の4段延伸等)。また同時二軸延伸にて実施してもよい。二軸配向ポリエステルフィルムを製造する際の全延伸倍率は、面積延伸倍率として10〜35倍、更には12〜30倍が好ましい。また二軸配向ポリエステルフィルムは二軸延伸後、更に140〜250℃の温度で熱固定することが好ましく、特に180〜230℃で熱固定するのが好ましい。熱固定時間は1〜60秒が好ましい。
[Production method of polyester film]
The polyester film of the present invention can be produced, for example, according to the following method.
First, a polyester resin pellet containing a high concentration of needle-like boehmite particles and a polyester resin pellet containing no needle-like boehmite particles are mixed at a predetermined ratio, and after drying, for example, extruded at a melting temperature of 260 ° C. to 310 ° C. The film is extruded from a machine through a die, cast onto a cooling drum, and cooled and solidified to produce an unstretched film. This unstretched film is stretched in the longitudinal direction at a temperature of 60 to 140 ° C. at a magnification of 3 to 8 times, and then stretched in the transverse direction at a temperature of 70 to 180 ° C. at a magnification of 3 to 7 times to give a biaxially oriented polyester A film can be obtained. If necessary, longitudinal and / or transverse stretching may be divided into two or more stages (longitudinal multi-stage stretching, longitudinal-horizontal-vertical three-stage stretching, longitudinal-horizontal-vertical-horizontal 4). Step stretching, etc.). Moreover, you may implement by simultaneous biaxial stretching. The total draw ratio when producing the biaxially oriented polyester film is preferably 10 to 35 times, more preferably 12 to 30 times as the area draw ratio. Further, the biaxially oriented polyester film is preferably heat-set at a temperature of 140 to 250 ° C. after biaxial stretching, particularly preferably 180 to 230 ° C. The heat setting time is preferably 1 to 60 seconds.
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は、例えば2台の押出機を用い、少なくとも1台には針状ベーマイト粒子を含有するペレット状のポリエステル組成物を送って溶融し、2層または多層ダイから積層フィルムとして押出し、積層未延伸フィルムを作成し、この積層未延伸フィルムを、上記単層のポリエステルフィルムの場合と同様な延伸や熱処理などを行えばよい。 Further, when the biaxially oriented polyester film of the present invention is a laminated film, for example, using two extruders, at least one of them is fed with a pellet-like polyester composition containing acicular boehmite particles and melted, Extrusion as a laminated film from a two-layer or multi-layer die creates a laminated unstretched film, and the laminated unstretched film may be subjected to stretching, heat treatment, and the like similar to the case of the single-layer polyester film.
[磁気記録媒体]
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、優れたヤング率、寸法安定性、平担性、滑り性、巻取り性等を有する。このような特性を有するので、本発明のポリエステルフィルムは高密度磁気記録媒体のベースフィルム、特にディジタル記録型磁気機記録媒体のベースフィルムとして好ましく用いられる。
[Magnetic recording medium]
The biaxially oriented polyester film of the present invention has excellent Young's modulus, dimensional stability, flatness, slipperiness, winding property and the like. Because of such characteristics, the polyester film of the present invention is preferably used as a base film for high-density magnetic recording media, particularly as a base film for digital recording type magnetic machine recording media.
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に用いた磁気記録媒体は、例えば、以下の方法により得ることができる。まず、二軸配向ポリエステルフィルムの片側表面(積層フィルムの場合は表面粗さがより平坦な側の表面)に、磁性層を形成させ、或は真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の方法により、鉄、コバルト、クロムまたはこれらを主成分とする合金もしくは酸化物より成る強磁性金属薄膜層を形成させ、また、その表面に、目的、用途、必要に応じてダイアモンドライクカーボン(DLC)等の保護層、含フッ素カルボン酸系潤滑層を順次設け、更に磁性層と反対側の表面にバックコート層を設けることにより磁気記録媒体を作成することができる。 A magnetic recording medium using the biaxially oriented polyester film of the present invention as a base film can be obtained, for example, by the following method. First, on one side of the biaxially oriented polyester film (in the case of a laminated film, the surface with the flatter surface roughness), a magnetic layer is formed, or by vacuum deposition, sputtering, ion plating, etc., A ferromagnetic metal thin film layer made of iron, cobalt, chromium, or an alloy or oxide containing these as a main component is formed, and the surface, purpose, application, and protection of diamond-like carbon (DLC), etc., if necessary A magnetic recording medium can be prepared by sequentially providing a layer and a fluorine-containing carboxylic acid-based lubricating layer and further providing a backcoat layer on the surface opposite to the magnetic layer.
[ポリエステル繊維]
本発明のポリエステル樹脂組成物を用いて、ポリエステル繊維を製造する場合、製造方法はそれ自体公知の方法を適宜採用できるが、針状ベーマイト粒子によるヤング率向上効果を発現させるために、一軸方向(紡糸方向)に分子配向していることが必要である。分子配向を高めるには、紡糸速度を例えば3000m/分以上にしたり、延伸倍率を高くすることが有効である。
[Polyester fiber]
When the polyester fiber is produced using the polyester resin composition of the present invention, a known method can be appropriately adopted as the production method. However, in order to develop the Young's modulus improvement effect by the acicular boehmite particles, the uniaxial direction ( It must be molecularly oriented in the spinning direction). In order to increase the molecular orientation, it is effective to increase the spinning speed to, for example, 3000 m / min or higher or increase the draw ratio.
以下、実施例に基づいて本発明をさらに説明する。なお、本発明における種々の物性値および特性は、以下のようにして測定されたものであり、かつ定義される。 Hereinafter, the present invention will be further described based on examples. Various physical property values and characteristics in the present invention are measured and defined as follows.
(1)ヤング率
東洋ボールドウイン(株)の引張試験機「テンシロン」を用いて、温度20℃、湿度50%に調節された室内において、フィルムを製膜方向および幅方向に沿って試料幅10mm、長さ15cmに切り、チャック間100mmにして引張速度10mm/分、チャート速度500mm/分でフィルムの製膜方向および幅方向に引張り、得られる荷重−伸び曲線の立ち上り部の接線より、フィルムの製膜方向および幅方向のヤング率をそれぞれ計算する。
(1) Young's modulus Using a tensile tester “Tensilon” manufactured by Toyo Baldwin Co., Ltd., the film was placed in a room adjusted to a temperature of 20 ° C. and a humidity of 50%. From the tangent of the rising portion of the resulting load-elongation curve, the length is cut to 15 cm, the chuck is 100 mm, the film is pulled in the film forming direction and the width direction at a chart speed of 500 mm / min, and the chart speed is 500 mm / min. The Young's modulus in the film forming direction and the width direction is calculated.
(2)針状ベーマイト粒子の平均二次粒子径(D)
サンプルがポリエステル組成物の場合は、これを一旦厚み200μmの未延伸フィルムとし、これを縦方向および横方向に、ポリエステル組成物のガラス転移温度よりも20℃高い温度でそれぞれ3.5倍に延伸して延伸フィルムとし、これを試料とする。また、サンプルがフィルムの場合はそれをそのまま試料として用いた。
(2) Average secondary particle diameter of acicular boehmite particles (D)
When the sample is a polyester composition, this is once made into an unstretched film having a thickness of 200 μm, and this is stretched 3.5 times in the machine direction and transverse direction at a temperature 20 ° C. higher than the glass transition temperature of the polyester composition. Thus, a stretched film is obtained, which is used as a sample. When the sample was a film, it was used as it was as a sample.
つぎに、試料フィルム小片を走査型電子顕微鏡用試料台に固定し、日本電子(株)製スパッターリング装置(JFC−1100型イオンエッチング装置)を用いてフィルム表面に下記条件にてイオンエッチング処理を施す。条件は、ベルジャー内に試料を設置し、約10−3Torrの真空状態まで真空度を上げ、電圧0.25kV、電流12.5mAにて約10分間イオンエッチングを実施して、針状ベーマイト粒子を露出させる。更に同装置にて、フィルム表面に金スパッターを施し、走査型電子顕微鏡にて10万倍に拡大し、1000個の二次粒子を観察し、個々の二次粒子の面積から円相当径として二次粒子径を算出した。そして、平均二次粒子径(D)は、個々の二次粒子径の総和をその個数で割って算出した。なお、ここでいう二次粒子径とは、一次粒子および二次粒子と分けることなく、全板状ベーマイト粒子の粒子径を測定したものである。 Next, the sample film piece is fixed to the sample stage for a scanning electron microscope, and ion etching treatment is performed on the film surface under the following conditions using a sputtering apparatus (JFC-1100 type ion etching apparatus) manufactured by JEOL Ltd. Apply. The condition is that a sample is placed in a bell jar, the degree of vacuum is increased to a vacuum state of about 10 −3 Torr, ion etching is performed at a voltage of 0.25 kV and a current of 12.5 mA for about 10 minutes, and needle-like boehmite particles To expose. Further, using the same apparatus, the film surface was sputtered with gold, magnified 100,000 times with a scanning electron microscope, 1000 secondary particles were observed, and the equivalent circle diameter was calculated from the area of each secondary particle. The secondary particle size was calculated. The average secondary particle diameter (D) was calculated by dividing the sum of the individual secondary particle diameters by the number. In addition, the secondary particle diameter here is a particle diameter of all plate-like boehmite particles measured without being separated from primary particles and secondary particles.
(3)不活性粒子の平均粒径
島津製作所製CP−50型セントリフュグルパーティクルサイズアナライザー(Centrifugal Particle Size Analyzer)を用いて測定する。得られる遠心沈降曲線をもとに算出する各粒径の粒径とその存在量との累積曲線から、50マスパーセント(mass percent)に相当する粒径を読み取り、この値を上記平均粒径とする。
(3) Average particle diameter of inert particles Measured using a CP-50 type Centrifugular Particle Size Analyzer manufactured by Shimadzu Corporation. The particle size corresponding to 50 mass percent is read from the cumulative curve of the particle size and the abundance of each particle size calculated based on the centrifugal sedimentation curve obtained, and this value is taken as the average particle size. To do.
(4)フィルムの表面粗さ(中心線平均粗さ:Ra)
中心線平均粗さ(Ra)はJIS−B601に準じて測定する。本発明では(株)小坂研究所の触針式表面粗さ計(SURFCORDER SE,30C)を用い、次の条件で測定して求める。
(a)触針先端半径:2μm
(b)測定圧力 :30mg
(c)カットオフ :0.08mm
(d)測定長 :8.0mm
(e)データのまとめ方:同一試料について6回繰り返し測定し、最も大きい値を1つ除き、残り5つのデータを用いて平均値として中心線平均粗さ(Ra)を求める。この中心線表面粗さ(Ra)が10nmを超えるものは表面が粗すぎるため、磁気記録媒体としての使用は不可能と判定する。
(4) Surface roughness of the film (centerline average roughness: Ra)
Centerline average roughness (Ra) is measured according to JIS-B601. In the present invention, a stylus type surface roughness meter (SURFCORDER SE, 30C) manufactured by Kosaka Laboratory Ltd. is used to measure and obtain under the following conditions.
(A) Stylus tip radius: 2 μm
(B) Measurement pressure: 30 mg
(C) Cutoff: 0.08mm
(D) Measurement length: 8.0 mm
(E) How to summarize data: The same sample is repeatedly measured 6 times, the largest value is removed, and the center line average roughness (Ra) is obtained as an average value using the remaining five data. When the surface roughness (Ra) of the center line exceeds 10 nm, the surface is too rough, and it is determined that it cannot be used as a magnetic recording medium.
(5)固有粘度
オルトクロロフェノール中、35℃で測定した値である。単位はdl/gである。
(5) Intrinsic viscosity This is a value measured at 35 ° C. in orthochlorophenol. The unit is dl / g.
[実施例1]
(1)スラリーの調製
一次粒子の形状が平均長さ90nmで平均直径(太さ)10nmの針状ベーマイト粒子100gを900gのエチレングリコールに加え、家庭用卓上ミキサーにて20分間混合して10重量%のスラリーを調製した。この操作を10回繰り返し、全てを混合して総量10000gのスラリーを用意した。このスラリーを圧力式ホモゲナイザー(スギノマシン製、連続式微粒化装置アルティマイザーシステムHJP−25005型機)にて、圧力200MPaの高圧状態とし、相互に向かい合ったノズルから放出し、粒子の衝突による解砕処理を全量実施した。この解砕処理を2回繰り返し、続いてこの処理液を日本ポール製フィルタープロファイルIIのカートリッジグレード005(99.98%濾過精度0.5μm相当)のMCYタイプフィルターにて濾過し、最終スラリーとした。
[Example 1]
(1) Preparation of slurry 100 g of acicular boehmite particles having an average primary particle shape of 90 nm in average length and an average diameter (thickness) of 10 nm are added to 900 g of ethylene glycol, and mixed for 10 minutes with a home tabletop mixer for 10 weight. % Slurry was prepared. This operation was repeated 10 times, and all were mixed to prepare a total amount of 10000 g of slurry. This slurry is put into a high-pressure state at a pressure of 200 MPa with a pressure homogenizer (manufactured by Sugino Machine, continuous atomizer Optimizer System HJP-25005), discharged from nozzles facing each other, and pulverized by collision of particles. All treatments were performed. This crushing treatment was repeated twice, and then this treatment solution was filtered with a cartridge grade 005 (corresponding to 99.98% filtration accuracy of 0.5 μm) of Nihon Pall filter profile II to obtain a final slurry. .
(2)ポリエステル樹脂組成物の製造
2,6−ナフタレン酸ジメチル100部とエチレングリコール60部の混合物に、酢酸マンガン四水和物0.030部をエステル交換反応釜に仕込み、140℃から230℃まで徐々に昇温しつつ、生成するメタノールを系外に留出させながらエステル交換反応を行った。この間190℃にて実施例1の(1)で調製した針状ベーマイト粒子のスラリーを10重量%相当で15部を加え反応を続け、完全にメタノールの留出が終了したのち、リン化合物としてリン酸トリメチル0.020部を加え反応を終了させた。続いて5分後に重合触媒三酸化アンチモン0.024部を加え250℃まで加熱して一部のエチレングリコールを留出させたのち、重縮合反応釜へオリゴマーを移した。その後、常法に従い高真空下で加熱しながら、最終内温295℃にて所望の粘度に到達した時点で反応を終了させ、吐出部からストランド状に連続的に押し出し、冷却カッティングして約3mm前後のポリエチレン−2,6−ナフタレートの粒状ペレットを得た。このポリマーの固有粘度は0.60であった。
(2) Production of polyester resin composition
A mixture of 100 parts of dimethyl 2,6-naphthalene and 60 parts of ethylene glycol was charged with 0.030 part of manganese acetate tetrahydrate in a transesterification reactor, and gradually heated from 140 ° C to 230 ° C while being gradually heated. The transesterification reaction was carried out while distilling methanol out of the system. During this period, 15 parts of the acicular boehmite particle slurry prepared in Example 1 (1) was added at 190 ° C. in an amount corresponding to 10% by weight, and the reaction was continued. After complete distillation of methanol, phosphorus as a phosphorus compound was obtained. The reaction was terminated by adding 0.020 parts of trimethyl acid. Subsequently, 0.05 part of polymerization catalyst antimony trioxide was added after 5 minutes and heated to 250 ° C. to distill a part of ethylene glycol, and then the oligomer was transferred to a polycondensation reaction kettle. Thereafter, the reaction is terminated when the desired viscosity is reached at a final internal temperature of 295 ° C. while heating in a high vacuum according to a conventional method, and is continuously extruded in a strand form from the discharge part, and cooled and cut to about 3 mm. Before and after, pellets of polyethylene-2,6-naphthalate were obtained. The intrinsic viscosity of this polymer was 0.60.
(3)二軸配向ポリエステルフィルムの製造
前述のポリエステル樹脂組成物を170℃で6時間乾燥した後、押出機ホッパーに供給し、300℃で溶融し、T型押出ダイを用いて、表面仕上げ0.3S、表面温度60℃に保持したキャスティングドラム上で急冷固化せしめて、ポリエステル樹脂組成物からなる未延伸フィルムを得た。
この未延伸フィルムを120℃に予熱し、更に低速、高速のロール間で14mm上方より900℃の表面温度の赤外線ヒーターにて加熱して縦方向に5.0倍に延伸し、急冷し、続いてステンターに供給し、150℃にて横方向に4.5倍延伸した。更に引き続いて225℃で3秒間熱固定し、厚み4.5μm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。
(3) Production of biaxially oriented polyester film
The polyester resin composition described above was dried at 170 ° C. for 6 hours, then supplied to an extruder hopper, melted at 300 ° C., and maintained at a surface finish of 0.3 S and a surface temperature of 60 ° C. using a T-type extrusion die. The film was rapidly cooled and solidified on a casting drum to obtain an unstretched film made of a polyester resin composition.
This unstretched film is preheated to 120 ° C, further heated by an infrared heater with a surface temperature of 900 ° C from above 14 mm between low-speed and high-speed rolls, stretched 5.0 times in the longitudinal direction, rapidly cooled, and then Was supplied to a stenter and stretched 4.5 times in the transverse direction at 150 ° C. Subsequently, the film was heat-fixed at 225 ° C. for 3 seconds to obtain a biaxially oriented polyester film having a thickness of 4.5 μm.
The characteristics of the obtained biaxially oriented polyester film are shown in Table 1.
[実施例2]
実施例1において作成したポリエステル樹脂組成物をA層用ポリエステル樹脂組成物とし、一方針状ベーマイト粒子の代わりに、平均粒径0.1μmの球状シリカ粒子を0.01重量%含有させたポリエステル樹脂組成物をB層用ポリエステル樹脂組成物とし、これらをそれぞれ170℃で6時間乾燥した後、別々の押出機ホッパーに供給し、それぞれ溶融温度300℃で溶融し、マルチマニホールド型共押出しダイを用いてA層とB層を積層し、表面仕上げ0.3S、表面温度60℃に保持したキャスティングドラム上で急冷固化せしめて、積層未延伸フィルムを得た。各層の厚みは、A層が60%、B層が40%である。
[Example 2]
The polyester resin composition prepared in Example 1 was used as the polyester resin composition for layer A, and a polyester resin containing 0.01% by weight of spherical silica particles having an average particle size of 0.1 μm was used instead of the one-way boehmite particles. The composition is a polyester resin composition for layer B, which is dried at 170 ° C. for 6 hours and then fed to separate extruder hoppers, melted at a melting temperature of 300 ° C., and using a multi-manifold coextrusion die. Then, the A layer and the B layer were laminated and rapidly solidified on a casting drum maintained at a surface finish of 0.3 S and a surface temperature of 60 ° C. to obtain a laminated unstretched film. The thickness of each layer is 60% for the A layer and 40% for the B layer.
このようにして得られた積層未延伸フィルムを120℃に予熱し、更に低速、高速のロール間で14mm上方より900℃の表面温度の赤外線ヒーターにて加熱して縦方向に5.5倍に延伸し、急冷し、続いてステンターに供給し、150℃にて横方向に4.2倍、更に170℃にて横方向に1.14倍に延伸し、トータル横方向に4.8倍延伸した。更に引き続いて225℃で3秒間熱固定し、厚み4.5μmの積層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。 The laminated unstretched film thus obtained is preheated to 120 ° C., and further heated by an infrared heater having a surface temperature of 900 ° C. from above 14 mm between low speed and high speed rolls to 5.5 times in the longitudinal direction. Stretched, quenched, then fed to the stenter, stretched transversely at 150 ° C by 4.2 times, further stretched at 170 ° C by 1.14 times in the transverse direction, and stretched by 4.8 times in the total transverse direction. did. Subsequently, the film was heat-fixed at 225 ° C. for 3 seconds to obtain a laminated biaxially oriented polyester film having a thickness of 4.5 μm. The characteristics of the obtained biaxially oriented polyester film are shown in Table 1.
[実施例3〜5]
針状ベーマイト粒子を表1に示すとおり変更する以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物および二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステル樹脂組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[Examples 3 to 5]
A polyester resin composition and a biaxially oriented polyester film were obtained in the same manner as in Example 1 except that the acicular boehmite particles were changed as shown in Table 1. Table 1 shows the properties of the obtained polyester resin composition and biaxially oriented polyester film.
[比較例1]
針状ベーマイト粒子を添加せず、平均粒径0.6μmの炭酸カルシウム粒子を0.02重量%、平均粒径0.1μmのシリカ粒子を0.2重量%添加した以外は実施例1と同様にしてポリエステル樹脂組成物および厚み4.5μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステル樹脂組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[Comparative Example 1]
The same as Example 1 except that no acicular boehmite particles were added, 0.02 wt% of calcium carbonate particles having an average particle diameter of 0.6 μm, and 0.2 wt% of silica particles having an average particle diameter of 0.1 μm were added. Thus, a polyester resin composition and a biaxially oriented polyester film having a thickness of 4.5 μm were obtained. Table 1 shows the properties of the obtained polyester resin composition and biaxially oriented polyester film.
[比較例2〜4]
針状ベーマイト粒子を表1に示すとおりに変更した以外は実施例1と同様にしてポリエステル樹脂組成物および厚み4.5μmの二軸配向フィルムを得た。得られたポリエステル樹脂組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[Comparative Examples 2 to 4]
A polyester resin composition and a biaxially oriented film having a thickness of 4.5 μm were obtained in the same manner as in Example 1 except that the acicular boehmite particles were changed as shown in Table 1. Table 1 shows the properties of the obtained polyester resin composition and biaxially oriented polyester film.
[比較例5]
連続式微粒化装置アルティマイザーシステムによる処理を行わなかった以外は実施例1と同様な処理を行なった。得られたポリエステル樹脂組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[Comparative Example 5]
The same processing as in Example 1 was performed except that the processing by the continuous atomizer optimizer system was not performed. Table 1 shows the properties of the obtained polyester resin composition and biaxially oriented polyester film.
表1中のPENはポリエチレン−2,6−ナフタレートを示し、含有量は樹脂組成物中の粒子含有量を示す。なお、炭酸カルシウムおよびシリカの形状はほぼ球形であった。 PEN in Table 1 indicates polyethylene-2,6-naphthalate, and the content indicates the particle content in the resin composition. Note that the shapes of calcium carbonate and silica were almost spherical.
本発明のポリエステル樹脂組成物は、特定の針状ベーマイト粒子を特定量有することから、それを延伸して得られる二軸配向ポリエステルフィルムやポリエステル繊維に、表面の平坦性を維持しつつ高いヤング率を具備させることができ、その工業的価値は高い。また、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、特定の針状ベーマイト粒子を特定量有することから、表面の平坦性を維持しつつ高いヤング率を具備し、それらが要求される磁気記録媒体のベースフィルムなどに好適に使用できる。 Since the polyester resin composition of the present invention has a specific amount of specific needle boehmite particles, a biaxially oriented polyester film or polyester fiber obtained by stretching it has a high Young's modulus while maintaining surface flatness. The industrial value is high. In addition, since the biaxially oriented polyester film of the present invention has a specific amount of specific acicular boehmite particles, the biaxially oriented polyester film has a high Young's modulus while maintaining the flatness of the surface. It can be suitably used for a film or the like.
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