JP3102013B2 - 熱可塑性ポリエステル組成物 - Google Patents

熱可塑性ポリエステル組成物

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JP3102013B2 JP9001690A JP9001690A JP3102013B2 JP 3102013 B2 JP3102013 B2 JP 3102013B2 JP 9001690 A JP9001690 A JP 9001690A JP 9001690 A JP9001690 A JP 9001690A JP 3102013 B2 JP3102013 B2 JP 3102013B2
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【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、さらに詳しくはコロイダルシリカ粒子を特殊な
高分子化合物で表面処理して熱可塑性ポリエステルに配
合し、該ポリエステルとコロイダルシリカ粒子の親和性
を向上させ、高濃度に配合せしめても耐摩耗性に優れた
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。通
常、該ポリエステルは、成形品に易滑性を付与する目的
でポリエステル中に不活性粒子を含有せしめ、成形品の
表面に凹凸を付与する方法が行われている。このような
不活性粒子としては種々あるが、中でもコロイダルシリ
カ粒子は、粒子径のバリエーションに富むことと粒度分
布が著しくシャープなことから汎用に使われていること
は一般に知られている。しかしながら、一般にコロイダ
ルシリカ粒子は、球形が故に成形品の表面から脱落しや
すい、すなわち耐摩耗性に劣るといった問題があった。
従来からこの問題を解決すべく、検討がなされてお
り、例えば、特開昭63−221158号公報に特開昭63−2807
63号公報ではコロイダルシリカ粒子表面をグリコール基
で改質することが、また、特開昭63−312345号公報では
コロイダルシリカ粒子表面をカップリング剤で改質する
ことなどが提案されている。
しかしながら、このような公知の方法をもってしても
磁気テープのように繰り返し摩擦使用されるような場合
やコロイダルシリカを高濃度に配合させるとやはり粒子
の脱落を生じ、いまだ不十分である。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消する
ことにあり、特にコロイダルシリカ粒子と熱可塑性ポリ
エステルとの親和性を向上させ、高濃度に配合せしめて
も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、表面の一部もしくは全体が
ビニルピロリドンを主たる繰り返し単位とする高分子化
合物で被覆された平均粒子径0.01〜5.0μmのコロイダ
ルシリカ粒子を含有してなる熱可塑性ポリエステル組成
物によって達成できる。
本発明におけるコロイダルシリカ粒子とは、球形の合
成シリカを意味し、例えばケイ酸ナトリウムを出発原料
とする加水分解法やアルコキシシリケートを出発原料と
する加水分解法などによって合成することが可能であ
る。
ここでいう球状とは、体積形状係数が0.35〜0.52のも
のが好ましく、さらには0.45以上のものが好ましい。
[ただし、体積形状係数fは、次の式で表される。f=
V/D3、ここでVは粒子体積(μm)、Dは粒子の投影面
における最大径(μm)]平均粒子径は、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。フィルムあるいは繊維に用いる際には、
成形品の滑り性を十分にかせぐためある程度の粒径が必
要で、かつ、あまり大きすぎると粗大な突起が成形品に
発生するために、平均粒子径は0.01〜5.0μm、好まし
くは0.1〜3.0μmである。なお、ここでいう平均粒子径
とは走査型電子顕微鏡で粒子を1000個観察した際の円相
当平均径である。また添加量としては数十wt%という高
濃度まで大丈夫であるが、特に積層薄膜フィルム用に用
いる際は、熱可塑性ポリエステル100重量部に対して0.0
1〜30重量部が好ましく、さらには2〜20重量部が好ま
しい。
本発明におけるビニルピロリドンを主たる繰り返し単
位とする高分子化合物とは、ポリビニルピロリドンのホ
モポリマであっても構わないし、共重合比がビニルピロ
リドンに対して1/2以下であれば共重合ポリマであって
も構わない。共重合成分としては酢酸ビニル、スチレ
ン、アクリル酸およびアクリル酸エステル、メタクリル
酸およびメタクリル酸エステル、ビニルカプロラクタ
ム、アルキルビニルエーテル、マレイン酸などおよびこ
れらの複数の併用などが挙げられ、好ましくは、ポリビ
ニルピロリドン、ポリビニルピロリドン/酢酸ビニル共
重合体、ポリビニルピロリドン/アクリル酸エステル共
重合体であるが、別にこれらにこだわるものではない。
また、分子量としては、300〜1000000が好ましく、さら
には1000〜500000が好ましい。処理量としては、コロイ
ダルシリカ粒子100重量部に対して好ましくは0.01〜100
重量部、更に好ましくは0.1〜30重量部である。なお、
該高分子化合物で処理の際には、一種類で行っても構わ
ないし、複数の化合物で行っても構わない。
本発明における熱可塑性ポリエステルとは、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
て製造されるものである。特にこのうちポリエチレンテ
レフタレートを主体とするものが好ましい。該ポリエス
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、共重合の例としては、アジピン酸、セバシ
ン酸、フタル酸、イソフタル酸、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、トリメット酸、ピロメリット酸等の多
価カルボン酸成分、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
ロリレングリコール、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が挙げられる。
本発明のポリエステル組成物は、例えば、コロイダル
シリカ粒子とビニルピロリドンを主とする高分子化合物
を溶媒中で混合撹拌して表面処理し、目的とする熱可塑
性ポリエステルに配合する製造方法などで得ることがで
きる。ここでの表面処理は、通常溶媒中で行われるが、
ポリエステルに配合することを考えると水系あるいは該
ポリエステルの構造単位であるグリコール系で行なうの
が好ましい。なおこの際の処理方法は撹拌によらずと
も、例えば、超音波などによっても構わなく、また、サ
ンドグラインダなどの媒体型ミルを用いても構わない。
ポリエステルへの配合にあたっては、重合反応系に直接
添加しても構わないし、ポリエステルへ練り込んでも構
わない。前者の重合反応系に添加する際の添加時期は任
意であるが、エステル交換反応前から重縮合反応の減圧
開始前までの間が好ましい。前者の練り込みの場合は、
表面処理の後得られた粒子を乾燥してポリエステルに練
り込む方法でもスラリ状態で減圧しながら直接練り込む
方法でも構わない。分散性を考えると、高剪断力の練り
込み機にスラリ状態で減圧しながら直接練り込むほうが
好ましい。
[実施例] 次に本発明を実施例及び比較実施例により具体的に説
明する。
(1)コロイダルシリカ粒子の平均粒径の評価 コロイダルシリカ粒子をプレパラート上に展開し、蒸
着した後、走査型電子顕微鏡で観察し、粒子1000個の面
積平均径(μm)で評価した。
(2)耐摩耗性の評価 得られたポリエステル組成物を粒子を含有しないポリ
エステルと積層した後、通常の方法で二軸延伸フィルム
とし、細幅にスリットしたテープ状ロールの粒子含有層
側をステンレス鋼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、1級を合格と
した。
1級……白粉の発生まったくなし 2級……白粉の発生少しあり 3級……白粉の発生かなり多い (3)滑り性の評価 得られたポリエステル組成物を通常の方法で二軸延伸
フィルムとし、ASTM−1894B法によって静摩擦係数(μ
)を測定した。
(4)表面凹凸の評価 得られたポリエステル組成物を通常の方法で二軸延伸
フィルムとし、JISB0601に準じサーフコム表面粗さ計を
用い、針径2μm、荷重70mg、測定基準長0.25mm、カッ
トオフ0.08mmの条件下で中心線平均粗さ(Ra)を測定し
た 実施例1 I.ポリエチレンテレフタレート(X)の合成 ジメチルテレフタレート100重量部、エチレングリコ
ール64重量部に触媒として酢酸マグネシウム0.06重量部
を加えてエステル交換反応を行った。次に、酸化アンチ
モン0.03重量部とトリメチルホスフェート0.03重量部を
加え、重縮合反応を行い、固有粘度0.620のポリエチレ
ンテレフタレートを得た。
II.ポリエチレンテレフタレート組成物(Y)の合成 平均粒子0.35μmのコロイダルシリカ粒子10重量部、
ポリビニルピロリドン(分子量360000)0.1重量部、エ
チレングリコール90重量部を混合して常温下1時間ター
ビン翼で撹拌処理し、表面がポリビニルピロリドンで被
覆しているコロイダルシリカ粒子のエチレングリコール
スラリ(A)を得た。
他方、ジメチルテレフタレート100重量部、エチレン
グリコール64重量部に触媒として酢酸マグネシウム0.06
重量部を加えてエステル交換反応を行った。次に、反応
生成物に先に調製したスラリ(A)全量と触媒の酸化ア
ンチモン0.03重量部を加え、重縮合反応を行い、固有粘
度0.616のポリエチレンテレフタレート組成物を得た。
III.積層ポリエステルフィルムの製造 ポリエチレンテレフタレート(X)の上にポリエチレ
ンテレフタレート組成物(Y)を290℃で溶融共押し出
し(重量比10:1)して積層未延伸フィルムとした。その
後90℃で縦横それぞれ3倍延伸し、さらにその後220℃
で15秒熱処理し、ポリエチレンテレフタレート(X)層
厚さ15μmでその上にポリエチレンテレフタレート組成
物(Y)層厚さ1.5μmが積層された二軸延伸フィルム
を得た。
このフィルムを評価したところRa=0.015μm、μ
=0.33、耐摩耗性評価1級でコロイダルシリカ粒子の脱
落もなく、耐摩耗性に非常に優れたフィルムであった。
実施例2〜5 ポリエチレンテレフタレート組成物(Y)中のコロイ
ダルシリカの平均粒径、表面処理剤の量および種類、フ
ィルム積層比などを変更し、実施例1と同様の方法で二
軸延伸ポリエステルフィルムを得た。これらのフィルム
の評価結果を表1に示したが、耐摩耗性に非常に優れた
フィルムであった。
比較実施例1 IV.ポリエチレンテレフタレート組成物(Z)の合成 平均粒径0.35μmのコロイダルシリカ粒子10重量部、
エチレングリコール90重量部を混合して常温下1時間タ
ービン翼で撹拌処理し、コロイダルシリカ粒子のエチレ
ングリコールスラリ(B)を得た。
他方、ジメチルテレフタレート100重量部、エチレン
グリコール64重量部に触媒として酢酸マグネシウム0.06
重量部を加えてエステル交換反応を行った。次に、反応
生成物を先に調製したスラリ(B)全量と触媒の酸化ア
ンチモン0.03重量部を加え、重縮合反応を行い、固有粘
度0.618のポリエチレンテレフタレート組成物を得た。
V.積層ポリエステルフィルムの製造 ポリエチレンテレフタレート(X)の上にポリエチレ
ンテレフタレート組成物(Z)を290℃で溶融共押し出
し(重量比10:1)して積層未延伸フィルムとした。その
後90℃で縦横それぞれ3倍延伸し、さらにその後220℃
で15秒熱処理し、ポリエチレンテレフタレート(X)層
厚さ15μmでその上にポリエチレンテレフタレート組成
物(Z)層厚さ1.5μmが積層された二軸延伸フィルム
を得た。
このフィルムを評価したところRa=0.015μm、μ
=0.33、耐摩耗性評価2級でコロイダルシリカ粒子の脱
落があり、耐摩耗性に劣ったフィルムであった。
比較実施例2〜4 ポリエチレンテレフタレート組成物(Z)中のコロイ
ダルシリカの平均粒径、表面処理剤の量および種類、フ
ィルム積層比などを変更し、比較実施例1と同様の方法
で二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。これらのフィ
ルムの評価結果を表2に示したが、耐摩耗性の点で必ず
しも好ましいものではなかった。
[発明の効果] 本発明のポリエステル組成物中のコロイダルシリカ粒
子はポリエステルとの親和性が良好であるため、高濃度
にポリエステルへ配合せしめてもポリエステル組成物か
らのコロイダルシリカが脱落しにくく、その結果耐摩耗
性が良好となる。従って、本発明のポリエステル組成物
は、繊維、フィルムあるいはその他の成形品においても
有効であるが、特に繰り返し摩擦使用される磁気テー
プ、さらには薄膜積層用の磁気テープに好ましく用いる
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−36632(JP,A) 特開 平3−215546(JP,A) 特開 平3−247631(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 67/02 C09C 1/28

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面の一部もしくは全体がビニルピロリド
    ンを主たる繰り返し単位とする高分子化合物で被覆され
    た平均粒子径0.01〜5.0μmのコロイダルシリカ粒子を
    含有してなる熱可塑性ポリエステル組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101656784B1 (ko) 2014-12-03 2016-09-12 주식회사 대경 책자

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