JP2996671B2 - ポリエステル組成物 - Google Patents

ポリエステル組成物

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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、熱可塑性ポリエステル組成物に関するもの
であり、更に詳しくはイオウ化合物を含有する特定の酸
化アルミニウム粒子を含有し、表面が均一微細な凹凸を
有し、耐摩耗性の優れたフィルムあるいは繊維を得るに
適した熱可塑性ポリエステル組成物に関するものであ
る。
[従来の技術] 一般に熱可塑性ポリエステル、例えばポリエチレンテ
レフタレートは優れた力学特性、化学特性を有してお
り、フィルム、繊維などの成形品として広く用いられて
いる。
該ポリエステル成形品は、フィルムにおいては、滑り
性付与のために、また、繊維においては特殊な風合いを
だすために、従来よりポリエステル中に不活性粒子を分
散せしめ、成形品の表面に凹凸を付与する方法が行なわ
れている。例えば特開昭52−86471号公報では比表面が
特定の無機粒子を、また特開昭54−57562号公報では焼
成カオリンを配合する方法が提案されている。
しかしながら、これらの不活性粒子はポリエステルと
の濡れ性が悪く、なおかつポリエステル中で均一微細に
分散されにくいため、該不活性粒子が脱落したり、成形
品上の粗大な突起が欠けたりして、成形品とした場合に
は耐摩耗性を満足すべきレベルとすることができない。
成形品に耐摩耗性が必須となる理由は、成形品、例えば
磁気テープ用フィルムの耐摩耗性が低い場合、磁気テー
プの製造工程中にフィルムの摩耗粉が発生しやすくな
り、磁性層を塗布する工程で塗布抜けが生じ、その結果
磁気記録の抜け(ドロップ・アウト)等を引き起こす。
また磁気テープを使用する際は多くの場合、記録、再生
機器等と接触しながら走行させるため、接触時に生じる
摩擦粉が磁性体上に付着し、記録、再生時に磁気記録の
抜け(ドロップ・アウト)を生じる。すなわち、磁気テ
ープ用フィルムは磁気テープ製造工程中においても、ま
た磁気テープとして使用する場合においても耐摩耗性を
有することが必要となる。耐摩耗性を向上させるための
手法として粒子の表面を処理する方法が公知である(例
えば、特開昭60−71632号公報におけるカルボン酸化合
物による炭酸カルシウム粒子の表面処理)。また、新規
な粒子として、例えば特開昭62−172031号公報における
特殊なシリコーン樹脂粒子をポリエステル中に含有せし
める方法などが提案されている。
更には特開昭50−70451号公報においては、熱分解法
で得られたアルミナをポリエステル中に含有せしめる方
法も提案されているが、これら従来の方法を採用しても
なお耐摩耗性はいずれも十分でない。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、前記した従来の技術の欠点を解消す
ることにあり、表面に粗大な突起がなく均一微細な表面
凹凸を有し、耐摩耗性に優れたフィルム、繊維を製造し
得るポリエステル組成物を得ることにある。
[課題を解決するための手段] 前記した本発明の目的は、イオウ化合物のイオウ換算
で0.01〜5重量%含有するρ、η、γ、χ、κ、δ、θ
型から選ばれる少なくとも1種の酸化アルミニウム粒子
を配合してなることを特徴とするポリエステル組成物に
よって達成できる。
酸化アルミニウムはジクロサイト、バイヤライト、ノ
ルトストランダクト、ベーマイト、ダイアスポア、トー
ダイトなどの結晶性アルミナ水和物や無定形ゲル、ベー
マイトゲル、バイヤライトゲルなどの非晶性アルミナ水
和物から、ρ、η、γ、χ、κ、δ、θ型などの中間活
性アルミナ及びα型アルミナなどがあるが、中でもρ、
η、γ、χ、κ、δ、θ型の中間活性アルミナがフィル
ムとした時の耐摩耗性向上の点で用いられる。これら以
外を用いた場合には耐摩耗性が低下する。
また、本発明における酸化アルミニウム中には、イオ
ウ化合物をイオウ換算で0.01〜5重量%含有しているこ
とが重要であり、さらに好ましくは0.01〜2重量%含有
していることが望ましい。
イオウ化合物の含有量がイオウ換算で0.01重量%より
少ない場合は、酸化アルミニウム粒子の凝集力が強く、
ポリエステル中で大きな二次凝集粒子となって存在し、
フィルムに成形した際は表面に粗大突起を作りその結果
耐摩耗性が低下する。また繊維に成形した際は糸切れの
原因などにより好ましくない。また5重量%を越える場
合は、ポリエステル合成時に遊離したイオウ化合物によ
る重合反応の遅延や、またポリエステル組成物の耐熱性
の低下による成形時のフィルム破れ、糸切れなどの現象
を引きおこし好ましくない。
なお、ここでいうイオウ化合物とは、S元素を含有す
る化合物を意味し、さらに具体的には硫酸アルミニウ
ム、硫酸ナトリウム、亜硫酸カルシウムなどの亜硫酸
塩、硫酸塩、あるいは硫酸根、亜硫酸根など挙げられ
る。
該酸化アルミニウム粒子の平均一次粒子径は、熱可塑
性ポリエステル組成物からの成形品の目的に応じて任意
に選ぶことができるが、フィルムあるいは繊維に用いる
際には、成形品表面に粗大な突起がなく、均一微細な凹
凸を有し、かつ耐摩耗性にも優れるために、好ましくは
5mμ〜5000mμ更に好ましくは5mμ〜2000mμである。
なお、平均一次粒子径とは、通常のB.E.T法によって
求められる比表面積を用いて下記式で定義される球換算
の直径である。
但し Dp:粒子の平均一次粒子径 (球相当直径) ρ:粒子の真比重 S:B.E.T法比表面積 該酸化アルミニウム粒子のポリエステルに対する含有
量は成形品の表面平坦性、特に磁気テープなどとして用
いる場合のフィルムの電磁変換特性などの点から、好ま
しくは0.05〜10重量%、更に好ましくは0.01〜5重量%
である。
本発明のポリエステルは芳香族ジカルボン酸あるいは
そのジアルキルエステル等の二官能性酸成分とグリコー
ル成分を原料として重縮合反応によって製造できるが、
特にポリエチレンテレフタレートを主体とするものが好
ましい。このポリエチレンテレフタレートを主体とする
ポリエステルは、ホモポリエステルであってもコポリエ
ステルであってもよく、共重合成分として例えばアジピ
ン酸、セバシン酸、フタル酸、ナフタレン−2,6−ジカ
ルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等のジカ
ルボン酸成分、トリメリット酸、ピロメリット酸等の多
価カルボン酸成分、p−オキシエトキシ安息香酸等のオ
キシカルボン酸成分、およびテトラメチレングリコー
ル、ヘキサ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、ネオペンチルグリコール、
ポリオキシアルキレングリコール、p−キシリレングリ
コール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、5−ナト
リウムスルホレゾルシン等のジオール成分を含んでいて
もよい。なお酸化アルミニウム粒子を熱可塑性ポリエス
テルに含有せしめるための添加時期は任意でよいが、好
ましくはポリエステル製造工程、特にエステル交換反応
前またはエステル化反応前から重縮合反応前の間であ
る。
添加は粉体のまま反応系に添加してもよいが、好まし
くは該ポリエステルの合成原料であるグリコールのスラ
リーとして添加するのが好ましい。酸化アルミニウム粒
子のグリコールスラリーは通常の超音波処理や撹拌分散
処理を行ない、調整するのが望ましい。
本発明のポリエステル組成物を用いてフィルムを製造
する際は従来公知のフィルムの製造法を適用できる。例
えば、酸化アルミニウム粒子を含有するポリエステルを
溶融製膜して非晶質の未延伸フィルムとし、次いで、該
延伸フィルムを二軸方向に延伸し、熱固定し、必要であ
れば弛緩熱処理することによって製造する。ここで、フ
ィルム表面特性はポリエステル中の酸化アルミニウム粒
子の粒径や含有量など、あるいは延伸条件によって変化
するので、延伸条件を適宜選択する。また、フィルムの
ボイド、密度、熱収縮率なども延伸、熱処理時の温度、
倍率、速度などによって変化するので、これらの特性を
同時に満足するような条件を選択する。例えば延伸温度
は一段目の延伸温度(例えば縦方向延伸温度:T1)が(T
g−10)℃から(Tg+45)℃の範囲(但し、Tgはポリエ
ステルのガラス転移温度)から、二段目延伸温度(例え
ば横方向延伸温度:T2)が、(T1+15)℃から(T1+4
0)℃の範囲から選択すると良い。また、延伸倍率は、
一軸方向の延伸倍率が2.5倍以上、特に3倍以上かつ面
積倍率が8倍以上、特に10倍以上となる範囲から選択す
ると良い。更にまた、熱固定温度は、180℃から250℃、
更には、200℃から230℃の範囲から選択すると良い。
これにより滑り性と耐削れ性に優れた二軸配向ポリエ
ステルフィルムを得ることができる。この二軸配向ポリ
エステルフィルムは、磁気記録媒体のベースフィルム、
特に磁気テープのベースフィルムに用いるのが好ましい
が、これに限定されるものではなく、電気用途、包装用
途および蒸発用フィルムなどの他の分野へも広く適用す
ることができる。
また、本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂はフィルム
以外にも繊維やその他のエンジニアリングプラスチック
などにも優れた効果を発揮する。
[実施例] 次に本発明を実施例により具体的に説明する。
(1) 酸化アルミニウム粒子の一次粒子径B.E.T法で
比表面積を測定し、本文中記載の方法で一次粒子径を算
出した。
(2) 酸化アルミニウム粒子中のイオウ化合物含有量
螢光X線分析法で定量した。
(3) ポリマの極限粘度[η] フェノール:テトラクロルエタン=1.1(重量比)の
混合溶媒中300℃で通常の方法で従った。
(4) フィルム中の粒子含有量 螢光X線分析法で定量した。
(5) フィルムの耐摩耗性の評価 ポリエステル組成物をフィルムとし、細幅にスリット
したテープ状ロールをステンレス鋼(SUS−304)製ガイ
ドロールに一定張力で高速、長時間こすりつけガイドロ
ール表面に発生する白粉量によって次のようにランク付
けした。
A級……………白粉発生まったくなし B級……………白粉発生あり C級……………白粉発生多い なおこのうちA級を合格とした。
実施例1 平均一次粒子径20mμイオウ含有量0.3重量%のγ型酸
化アルミニウム粒子10重量部、エチレングリコール90重
量部を混合したサンドグラインダーで処理し、100重量
部のスラリーを得た。
他方、ジメチルテレフタレート100重量部とエチレン
グリコール62重量部、および0.06重量部の酢酸マグネシ
ウムを加えてエステル交換反応を行い、さきに調整した
スラリ10重量部と0.03重量部の酸化アンチモンを加え、
重縮合を行ない[η]0.611のポリエチレンテレフタレ
ート組成物を得た。ここで得られたポリエチレンテレフ
タレート組成物を290℃で溶融押し出しし、未延伸フィ
ルムを得た。さらにこれを90℃で縦および横方向へそれ
ぞれ3倍延伸して220℃で10秒熱処理し、厚さ15μmの
フィルムを得た。
このフィルムの耐摩耗性の評価を行なったところA級
となり、耐摩耗性の良好なフィルムが得られた。
また、露光X線分析による酸化アルミニウムの含有量
は0.5重量%であった。
実施例2〜5 酸化アルミニウム粒子の平均一次粒子径粒子中のイオ
ウ含有量およびポリエステルに対する添加量をかえて、
実施例1と同様な方法でポリエステル組成物、ならびに
二軸延伸フィルムを得た(実施例2〜5)。得られたフ
ィルムの耐摩耗性を表1に示した。この表から判るよう
に、得られた二軸延伸フィルムは磁気テープ用途として
十分満足できる耐摩耗性を有していた。
比較実施例1〜5 粒子の種類、イオウ含有量及びポリエステルに対する
添加量を変えて実施例1と同様な方法でポリエステル組
成物ならびに二軸延伸フィルムを得た。得られたフィル
ムの耐摩耗性を表2に示した。
この表からわかるように、本発明外の場合は重合反応
性が遅延し、ポリマ特性が不良であるため、製膜時にフ
ィルム破れが多発したり、得られたフィルムも耐摩耗性
に劣っていたりして磁気テープ用としては不十分なもの
であった。
[発明の効果] 本願発明のポリエステル中のイオウ化合物を含有する
酸化アルミニウム粒子はポリエステル中の分散性が良好
であるため、本願発明のポリエステル組成物を例えば二
軸延伸ポリエステルフィルムとした場合は耐摩耗性が良
好となる。
したがって、本願発明のポリエステル組成物はポリエ
ステル繊維、フィルムあるいはその他の成形品において
有効に効果を発揮するが、特に繰り返し摩擦使用される
磁気テープに好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−124098(JP,A) 特開 昭53−114894(JP,A) 特開 昭62−199649(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イオウ化合物をイオウ換算で0.01〜5重量
    %含有するρ、η、γ、χ、κ、δ、θ型から選ばれる
    少なくとも1種の酸化アルミニウム粒子を配合してなる
    ことを特徴とするポリエステル組成物。
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