JP2662651B2 - 絶縁フイルム用ポリエステル組成物 - Google Patents

絶縁フイルム用ポリエステル組成物

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JP2662651B2 JP1118442A JP11844289A JP2662651B2 JP 2662651 B2 JP2662651 B2 JP 2662651B2 JP 1118442 A JP1118442 A JP 1118442A JP 11844289 A JP11844289 A JP 11844289A JP 2662651 B2 JP2662651 B2 JP 2662651B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は環状三量体含有量の少ない絶縁フィルム用ポ
リエステル組成物に関するものである。
[従来の技術] ポリエチレンテレフタレートは、優れた機械的性質、
熱的性質、電気的性質により産業用途に広く使用され、
需要量も拡大している。しかしながら用途および需要拡
大に伴い、ポリエステルに要求される特性値も、それぞ
れの用途分野においてますます厳しくなって来ている。
これらの要求特性のひとつとして三量環状体含有量の
少ないポリエステル成型品がある。
通常、ポリエステル中あるいはポリエステル成型品の
中には、環状三量体を主成分とする低分子量体が1.3〜
1.7重量%含まれている。このような低分子量体を含む
ポリエステルフィルムを、例えば冷凍機用の密閉型モー
ターの電気絶縁に使用すると、ポリエステルフィルムか
らモーター中の冷凍機油やフレオンにより低分子量体が
抽出され、その中の環状三量体が冷凍機の各所に析出す
るためトラブルの原因となる。そのため冷凍機の機種に
よっても異なるが、環状三量体の量が0.5重量%以下、
さらに好ましくは0.4重量%以下のフィルムが要望され
ている。
従来、このような欠点を除去するために、例えば特公
昭43−23348号公報、特公昭44−2120号公報などでは、
各種溶媒によりフィルム中から低分子量体を抽出除去す
る方法が提案されている。確かに特殊な溶媒を選択して
抽出すれば、短時間に低分子量を除去することができ
る。しかし、フィルム厚さが厚くなれば必要抽出時間が
長くなり、効率が低下する。
また、溶媒を使用するためにコスト高になるばかりで
なく、火災の危険性があるとともに、乾燥工程を必要と
するための作業性が低下するなどの欠点がある。
本発明者らは、このような従来の欠点を除去するとと
もに、環状三量体の含有量の少ない絶縁フィルム用ポリ
エステル組成物について検討し、本発明に到達した。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、環状三量体含有量の少ない絶縁フィ
ルム用ポリエステル組成物を提供するものである。
[課題を解決するための手段] 前記した本発明の目的は、主たる繰り返し単位がエチ
レンテレフタレートから成るポリエステルであって、該
ポリエステルが式(1)、(2)を満足し、かつ環状三
量体量が0.5重量%以下であることを特徴とする絶縁フ
ィルム用ポリエステル組成物によって達成することがで
きる。
10≦Tc′−Tc<35 ……(1) 0.7≦M/P<1.3 ……(2) ここでTc′は降温結晶化温度(℃)を示し、Tcは昇温
結晶化温度(℃)を示す。またM/Pは、ポリエステル中
に含有する金属化合物とリン化合物のモル比を示す。
本発明におけるポリエチレンテレフタレートとして
は、酸成分としてテレフタル酸、またジオール成分とし
てエチレングリコールを主成分とした単独重合体および
これに他の二官能性酸、たとえばイソフタル酸、p−ヒ
ドロキシ安息香酸など、および/またはエチレングリコ
ール以外のジオールの1種または2種以上を添加重合さ
せたり、あるいはその他の末端基と反応する化合物など
を添加せしめて得られる共重合体が挙げられる。
本発明の環状三量体とは、ポリエチレンテレフタレー
ト中に含有される低分子量体、すなわちオリゴエステル
の一種である。これらオリゴエステルについては種々の
文献[例えばS.D.Rose,et,al.,J.Polymer Sci.,13 406
(1954),I.Goodman,B.F.Ncsbitt,Polymer,1334(196
0)]などで知られているように、主に環状のオリゴマ
ーで、環状のオリゴマーのうち約50%以上は環状三量体
と言われている。一般に重縮合もしくは付加重合によっ
て作られる高分子物質は、低分子量体から高分子量体ま
で分子量分布が常にある幅をもっているため、低分子量
体の存在は避けられないと言われている。しかし、これ
らの低分子量体がポリマ中に存在するため、例えば電気
絶縁用途では、上記したような問題点を生じる原因とな
る。このような環状三量体は、ポリエステルに固相重合
を施すことにより、ポリエステル中の含有量を低減させ
ることができる。固相重合を施すことにより得られる本
発明のポリエステルの環状三量体含有量は0.5重量%以
下であり、好ましくは0.45重量%以下、さらに好ましく
は0.4重量%以下である。
本発明の重要な特徴は、本発明のポリエステルが特有
な熱的性質を有することにある。
すなわち、差動走査熱量計を用い、測定項で記述した
時の降温結晶化温度(Tc′)と昇温結晶化温度(Tc)の
差が10℃以上、35℃未満の範囲であることが必要であ
り、好ましくは15℃以上、30℃未満の範囲である。この
温度差が35℃以上の場合は、ポリマをフィルム化するた
めの押出工程、延伸工程ならびに熱処理工程等いわゆる
製膜工程で低分子量体が増加するため好ましくない。ま
た、この温度差が10℃未満の場合は、これ以上の低分子
量体の抑制に対して効果を見い出せなくなる。このよう
なTc′−Tcの範囲は、ポリエステルに添加する金属化合
物の種類および量、リン化合物の種類および量、固有粘
度などの条件の組み合わせにより適宜制御できる。
本発明のもう一つの重要な特徴は、ポリエステル中の
M/Pが0.7以上、1.3未満の範囲にあることである。ここ
で、Mはポリエステル中に含有される金属元素量(pp
m)から換算した金属化合物のモル数であり、Pはポリ
エステル中に含有されるリン元素量(ppm)から換算し
たリン化合物のモル数である。すなわちリン化合物に対
する金属化合物のモル比が1.3以上の場合は、製膜工程
での低分子量体の増加が著しくなるため好ましくない。
またリン化合物に対する金属化合物のモル比が0.7未満
の場合は、これ以上の環状三量体の抑制に対して効果を
見い出せなくなる。また、ポリエステルの軟化点を低下
させるので好ましくない。
本発明における金属化合物とは、主としてエステル化
反応またはエステル交換反応に触媒適量、もしくは析出
粒子生成のために使用される使用量のリチウム、ナトリ
ウム、カリウムから成る群から選択されたアルカリ金属
類、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリ
ウムから成る群から選択されたアルカリ土類金属、およ
び亜鉛、マンガンの水素化物、アルコラート、塩化物お
よびモノカルボン酸のグリコール可溶性塩であり、好ま
しくは酢酸リチウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチ
ウム、酢酸マンガン、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、塩
化マンガンなどがある。
上記の金属化合物中、例えばアルカリ金属化合物の価
数は1価であり、アルカリ土類金属、亜鉛またはマンガ
ン化合物は2価の金属化合物である。本発明におけるM
は2価の金属化合物を基準としてM/Pで示されるモル比
を規定するものであるため、価数が異なる金属化合物を
用いる場合にはその価数を考慮して計算される。従っ
て、例えばアルカリ金属化合物を使用した場合には、ア
ルカリ金属化合物のモル数に0.5を乗じた値をMとしてM
/Pが計算される。
本発明に用いられるリン化合物としては、リン酸、亜
リン酸、ホスホン酸もしくはこれらのメチルエステル又
はエチルエステル、フェニルエステル、さらにはハーフ
エステルより成る群から選ばれた一種以上であり、特に
リン酸、亜リン酸、リン酸のメチルエステル、エチルエ
ステル、フェニルエステルが好ましい。
また、本発明のポリエステルの固有粘度[η]は最終
製品の使用用途から考えると、好ましくは0.5〜1.0、更
に好ましくは0.7〜0.9である。
次に本発明のポリエステルを製造する方法の一例を以
下に述べる。
テレフタル酸もしくはそのエステル誘導体と、エチレ
ングリコール等のグリコール成分とをエステル化あるい
はエステル交換触媒の存在下、加熱溶解して常法により
エステル化もしくはエステル交換反応する。エステル化
もしくはエステル交換反応終了後、リン化合物に対する
金属化合物の割合が所定値になるように金属化合物もし
くはリン化合物を添加し、次いで常法により昇温、減圧
にして重縮合反応し、固有粘度[η]0.5程度のポリエ
ステルを得る。得られたポリエステルをチップ状で減圧
下において固相重合する。固相重合する場合は、あらか
じめ180℃以下の温度で予備結晶化させた後、190〜250
℃で1torr程度の減圧下、10〜30時間固相重合し、固有
粘度[η]0.8程度のチップを得る。固相重合する場
合、固相重合温度、予備結晶化条件が固有粘度[η]の
上昇と環状オリゴマ量を低減させることの両方を同時に
満足させる上で重用となる場合がある。固相重合は減圧
下もしくは常圧下、あるいはN2流通下に適当な条件を選
んで加熱することによって得られる。この固相重合温
度、および固相重合時間の条件は、ポリエステルに添加
する金属化合物の種類および量、リン化合物の種類およ
び量、固有粘度などの条件の組み合わせにより変わる。
重縮合反応における重合触媒としては、通常ポリエス
テル重縮合触媒として用いられる化合物を適宜使用する
ことができる。
以上、詳述したように、本発明によれば環状三量体の
含有量を著しく低下させた絶縁フィルム用ポリエステル
組成物を得ることができる。
[実施例] 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
なお得られたポリエステルの各特性値の測定は次の方
法に従って行った。
固有粘度[η]: オルソクロロフェノール中の0.1g/ml濃度で25℃で測
定した値である。
ポリマ中含有元素: Liについては原子吸光法[AA630−13型(島津製作所
(製))]により測定した。その他の元素については、
螢光X線法[IKF 3064型(ガイガーフレックス社製)]
により測定した。
Tc,Tc′: 差動走査熱量計[PERKIN−ELMER(DSC)]により測定
した値である。
環状三量体: ポリマ100mgをオルソクロロフェノール1mlに溶解し、
液体クロマト(モデル8500 Varian(製))で測定し、
ポリマに対する割合(重量%)で示した。
実施例1 ジメチルテレフタレートとエチレングリコールの混合
物に、ジメチルテレフタレートに対して酢酸カルシウム
0.09重量%、三酸化アンチモンを0.03重量%ずつ添加し
て、常法により加熱昇温してエステル交換反応を行っ
た。次いで該エステル交換反応生成物に、原料であるジ
メチルテレフタレートに対して酢酸リチウム0.15重量
%、リン酸トリメチル0.21重量%を添加した後、重合反
応槽に移行し、次いで加熱昇温しながら反応系を徐々に
減圧して1mmHgの減圧下、290℃で常法により重合し、固
有粘度[η]0.53のポリエステルを得た。該ポリマを3.
1mm径の立方体に切断し、回転型真空重合装置を用い
て、1mmHgの減圧下、225℃の温度で25時間加熱処理し、
固有粘度[η]0.75のポリエステルを得た。該ポリエス
テル中の元素分析をした結果、Ca=200(ppm)、Li=10
0(ppm)、P=376(ppm)であり、M/P=1.0であった。
また該ポリエステルのTc′−Tcは22℃(Tc=154℃、T
c′=176℃)であり、環状三量体の含有量は0.38重量%
であった。次いで40mmの溶融押出機で設定温度280℃、
6分の滞留時間で1.2mmの未配向フィルムを得た。これ
を通常の条件下二軸延伸し、厚さ120μmの二軸配向ポ
リエステルフィルムを得た。該フィルムの環状三量体の
含有量は0.45重量%であった。
実施例2 使用する金属化合物の種類、添加量ならびにリン化合
物の種類、添加量を第1表に示す条件で実施した以外
は、実施例1と同様な方法でそれぞれのポリエステルを
得た。得られたポリエステルのTc′−TcならびにM/Pお
よび環状三量体の含有量、その他の特性は、第1表にま
とめた。なおテストNo.6,7は、本発明の効果を明確にす
るための比較例である。
第1表により、ポリエステルのTc′−TcおよびM/Pが
本発明の範囲内にある場合は、ポリエステル中の含有環
状三量体の量ならびに得られたフィルム中の含有環状三
量体の量は少ないことが明らかである。
[発明の効果] 環状三量体の含有量を低下させた本発明のポリエステ
ル組成物は、フィルムに成形して絶縁用に使用すると冷
媒などに浸漬して使用しても冷媒中にオリゴマが析出し
ないため、冷媒の品質を良好に維持でき、また抽出オリ
ゴマによるトラブルを防止できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 5/49 KKC C08K 5/49 KKC // C08L 67:02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレ
    ートから成るポリエステルであって、該ポリエステルが
    式(1)、(2)を満足し、かつ環状三量体量が0.5%
    以下であることを特徴とする絶縁フィルム用ポリエステ
    ル組成物。 10≦Tc′−Tc<35 ……(1) 0.7≦M/P<1.3 ……(2) (ここで、Tc′は降温結晶化温度(℃)を示し、Tcは昇
    温結晶化温度(℃)を示す。またM/Pは、ポリエステル
    中に含有する金属化合物とリン化合物のモル比を示
    す。)
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