JP3160996B2 - ポリエステルの製造方法 - Google Patents
ポリエステルの製造方法Info
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Description
態が極めて優れるポリエステルの製造法に関する。
エステルフィルム、とりわけポリエチレンテレフタレー
トに代表される二軸配向フィルムは、優れた物理的およ
び化学的特性を有し、磁気記録媒体のベースフィルムや
コンデンサー誘導体として賞用されている。また、その
優れた透明性を活かしてグラフィックアーツ、ディスプ
レーおよび包材等の分野に広く用いられている。
る工程通過性、塗布や蒸着等の後加工工程あるいは製品
自体の取扱い性の面でフィルムの走行性および耐摩耗性
が特に要求されるが、従来、一般にフィルムの走行性お
よび耐摩耗性を改良するためにはフィルムの表面を適度
に粗せば良いことが分かっている。そしてこのことを達
成するために原料ポリエステル中に微粒子を存在させる
方法が採用されており、一部実用化もされているが、こ
れらの特性を高度に満足することには必ずしも成功して
いない。
酸化チタン、リン酸カルシウム等のポリエステルに不活
性な無機化合物粒子や耐熱性有機粒子をポリエステル中
に添加する方法があるが、これらの粒子が微細な場合や
ポリエステル中の粒子濃度が高い場合、さらにまた添加
する粒子スラリ−濃度が高い場合は、これらの粒子がポ
リエステル中で凝集するなど分散状態が不良となること
が多い。
ば、磁気記録用ポリエステルフィルムではフィルム表面
の粗大突起の原因となり、記録信号の欠落、すなわちド
ロップアウトの原因となり好ましくない。また、粗大突
起ほどの欠陥には至らなくとも、添加粒子の分散状態が
不十分であると、フィルム表面粗度が要求よりも大きく
なってしまい、所定の信号出力が得られない場合があ
る。
エステルフィルムの原料となる、添加した粒子が極めて
高度に分散したポリエステル組成物を提供すべく鋭意検
討を重ねた結果、ある特定の条件下で粒子のグリコ−ル
スラリ−をオリゴマ−中に添加することにより、かかる
要求を満たすことができることを知見し、本発明を完成
するに至った。
またはエステル交換反応終了後の極限粘度が0.3以下
のオリゴマ−に、下記式 (1)、(2)、(3)を同時に満足する
条件下、粒子を3〜40重量%を含むグリコ−ルスラリ
−を該オリゴマ−中に添加した後、重縮合反応を行うこ
とを特徴とするポリエステルの製造方法に存する。
[−]、Vはグリコ−ルスラリ−の添加線流速[m/
s]を表す)以下、本発明をさらに詳細に説明する。
ル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸のような芳香族
ジカルボン酸またはそのエステルと、エチレングリコー
ルを主たる出発原料として得られるポリエステルを指す
が、他の第三成分を含有しても構わない。この場合、ジ
カルボン酸成分としては、例えばイソフタル酸、テレフ
タル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、アジピン
酸、およびセバシン酸等の一種を用いることができる。
また、グリコール成分としては、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブタンジオール、1,4−
シクロヘキサンジメタノールおよびネオペンチルグリコ
ール等の一種以上を用いることができる。いずれにして
も、本発明のポリエステルとは繰り返し構造単位の80
%以上がエチレンテレフタレート単位またはエチレン−
2,6−ナフタレート単位を有するポリエステルを指
す。
とは、かかるポリエステルを出発原料とする、少なくと
も一軸に配向されたポリエステルフィルムを指すが、そ
の製造方法としては公知の方法を用いることができる。
例えば、通常、270〜320℃でシート状に溶融押出
しした後、40〜80℃で冷却固化し、無定形シートと
した後、80〜130℃で縦、横方向に面積倍率で4〜
20倍となるよう逐次二軸延伸あるいは同時に延伸し、
160〜250℃で熱処理する方法(例えば特公昭30
−5639号公報記載の方法)を利用することができ
る。縦および横方向に延伸するに際しては、各々一段で
延伸してもよいし、必要に応じ多段で延伸したり、多段
延伸の間に配向緩和のための熱処理区間を設けたりする
こともできる。また、二軸延伸後、次工程の熱処理工程
に供する前に再度延伸してもよい。この再延伸は縦横い
ずれの方向に行うこともできるし、両方向に行ってもよ
い。
は、無機粒子、有機粒子ともに含むが、近年磁気記録媒
体等の分野で高密度化、高精度化、フィルム化工程での
高速化が進む中、平坦で走行性に優れたポリエステルフ
ィルムが要求されるのに伴い、粒子も極めて微細なもの
が要求される。例えばポリエステルに添加される粒子の
平均粒子径はおよそ0.05〜5μmの範囲であるが、
最近の高密度磁気記録用途の場合は、0.02〜0.5
μmの範囲の微細粒子が用いられることが多い。
炭酸カルシウム、二酸化チタン、アルミナ等のポリエス
テルに不活性な無機化合物粒子や耐熱性有機粒子等があ
る。これらの粒子をポリエステルに添加する方法は、通
常は粒子のグリコールスラリーとしてポリエステル製造
工程のいずれかの段階、例えばエステル化もしくはエス
テル交換反応開始前から重縮合反応終了前の任意の段階
で添加するという方法が採られる。
の一例として、エステル交換反応槽に原料のジメチレン
テレフタレ−ト、エチレングリコ−ル、エステル交換触
媒ならびに添加する粒子のエチレングリコ−ルスラリ−
を仕込んだ後にエステル交換反応を開始し、さらに重縮
合反応まで進めるという方法や、粒子を添加することな
くエステル交換反応を開始し、得られたオリゴマ−を重
縮合反応槽に移送した後に粒子のエチレングリコ−ルス
ラリ−を添加するという方法が採られている。
さな微細粒子をポリエステル中に極めて高度に分散させ
ることは困難である。特にポリエステル中の粒子濃度が
高い場合や、粒子のグリコ−ルスラリ−中の粒子濃度が
高い場合は、従来技術では分散状態が不十分となる場合
が多い。本発明者らはかかる従来の粒子添加法を見直
し、鋭意検討を行った結果、極めて微細な粒子をポリエ
ステル中に高濃度にかつ従来以上に高度に分散させるこ
とを実現した。
交換反応終了後の極限粘度が0.3以下のオリゴマ−
に、下記式 (1)、(2)、(3)を同時に満足する条件下、粒子
を3〜40重量%を含むグリコ−ルスラリ−を該オリゴ
マ−中に添加した後、重縮合反応を行う。
[−]、Vはグリコ−ルスラリ−の添加線流速[m/
s]を表す) (1)式を実現する具体的方法としては、オリゴマ−を
攪拌翼、例えばタ−ビン翼、ピッチドパドル翼などを用
いて十分に攪拌する方法が採られる。
口径の小さなノズルなどから高圧によりグリコ−ルスラ
リ−を噴出する方法などがある。グリコ−ルスラリ−の
添加線流速が2[m/s]未満では微細な粒子をポリエ
ステル中に高度に分散することはできない。ReとVと
の積は1000以上であることが必要であり、1000
未満の場合は微細な粒子をポリエステル中に高度に分散
することはできない。
オリゴマ−中に添加することが重要であり、オリゴマ−
中でなくオリゴマ−上部の空間にスラリ−を噴霧して粒
子とオリゴマ−とを混合した場合などはポリエステル中
の粒子の分散状態は不良となる。本発明におけるグリコ
−ルスラリ−中の粒子濃度は3〜40重量%である。グ
リコ−ルスラリ−の粒子濃度が3重量%未満では、ポリ
エステル製造時のグリコ−ル原単位が大きくなりすぎて
好ましくない。また、40重量%を越えた場合はスラリ
−中での粒子の凝集が避けられない。
0.05〜5μm程度のものが普通であるが、特に限定
されるものではない。また、本発明により得られるポリ
エステル中の粒子濃度は0.1〜30重量%程度が普通
であるが、特に限定されるものではない。本発明によ
り、極めて微細な粒子まで高度に分散させたポリエステ
ル、さらにはポリエステルフィルムを得ることができ
る。特に本発明で得られるポリエステルを使用したフィ
ルムは、その表面の突起が極めて均一に分布し、粗大突
起が極めて少なく、磁気テ−プ、フロッピ−ディスクを
始めとする高密度磁気記録媒体のベ−スフィルムとして
特に有用である。
説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り以下の
実施例によって限定されるものではない。なお、実施例
における種々の物性および特性の測定方法、定義は下記
のとおりである。実施例および比較例中「部」とあるは
「重量部」を示す。
径 島津製作所製遠心沈降式粒度分布測定装置(SA−CP
3型)で測定した等価球形分布における積算体積分率5
0%の粒径を平均粒径とした。 (2)フィルム表面粗度(平均突起高さRa) JIS B0601−1976記載の方法により測定し
た。測定には小坂研究所製表面粗さ測定機モデルSE−
3Fを用い、触針径2μ、触針荷重30mg、カットオ
フ値0.08mmとした。
鏡を用いて測定した。測定波長は0.54μmで2次以
上の干渉縞を示す個数を25cm2 当たりに換算して示し
た。 (4)電磁気特性(ドロップアウト数)の評価 まず磁気テープを製造した。すなわち、磁性微粉末20
0部、ポリウレタン樹脂30部、ニトロセルロース10
部、塩化ビニル−酢酸セルロース共重合体10部、レシ
チン5部、シクロヘキサノン100部、メチルイソブチ
ルケトン100部、およびメチルエチルケトン300部
をボールミルにて48時間混合分散後ポリイソシアネー
ト化合物5部を加えて磁性塗料とし、これをポリエステ
ルフィルムに塗布した後、塗料が充分乾燥固化する前に
磁気配向させ、その後乾燥し、2μmの膜厚の磁性層を
形成した。さらにこの塗布フィルムをスーパーカレンダ
ーにて表面処理を施し、1/2インチ幅にスリットして
ビデオテープとした。
数)を松下電気製NV−3700型ビデオデッキを用い
て以下の通り測定した。4.4メガヘルツの信号を記録
したビデオテープを再生し大倉インダストリー(株)ド
ロップアウトカウンターでドロップアウト数を約20分
間測定し、1分間当りのドロップアウト数に換算した。
20μmの単分散球状シリカ20部をエチレングリコ−
ル80部に分散させた。すなわちホモミキサ−(特殊機
化工業(株)製T.K.ホモミキサ−)で10000r
pm、60分間攪拌分散した。スラリ−中の該粒子の平
均粒径は0.20μmであった。
60部および酢酸マグネシウム4水塩0.09部を反応
槽にとり、加熱昇温するとともにメタノールを留去して
エステル交換反応を行い、反応開始から4時間を要して
230℃まで昇温し実質的にエステル交換反応を終了し
た。エステル交換反応終了後の極限粘度は0.07であ
った。
撹拌レイノルズ数が300となるように設定した後、口
径10mmΦのノズルを有する配管をオリゴマ−中に挿
入し、上記スラリー2部を該配管を通して窒素圧力によ
る圧送により添加した。この場合グリコ−ルスラリ−の
添加線流速は4m/sであった。続いてエチルアシッド
ホスフェート0.04部を添加し、さらに三酸化アンチ
モン0.04部を加えて5時間重縮合反応を行い極限粘
度0.65のポリエチレンテレフタレートを得た。
ルを乾燥後290℃で溶融押出し、無定形シートとした
後、縦方向に90℃で3.5倍、横方向に110℃で
3.7倍延伸し、21℃で3秒間熱処理を行い、厚さ1
5μmのフィルムを得た。得られたフィルムに磁性層を
塗布し磁気テープを得、その特性を測定した。
00に変えるほかは実施例1と同様にしてフィルムおよ
び磁気テープを得、その特性を測定した。 実施例3 実施例1において、エチレングリコ−ルスラリ−の添加
線流速を10m/sと変えるほかは実施例1と同様にし
てフィルムおよび磁気テープを得、その特性を測定し
た。
ルミナに変え、オリゴマ−の撹拌レイノルズ数を60
0、スラリ−の添加線流速を10m/sと変えるはかは
実施例1と同様にしてフィルムおよび磁気テープを得、
その特性を測定した。
するほかは実施例1と同様にしてフィルムおよび磁気テ
ープを得、その特性を測定した。 比較例2 実施例1において、オリゴマ−の撹拌レイノルズ数を1
00、スラリ−の添加線流速を12m/sとするほかほ
かは実施例1と同様にしてフィルムおよび磁気テープを
得、その特性を測定した。
100、スラリ−の添加線流速を1m/sとするほかは
実施例1と同様にしてフィルムおよび磁気テープを得、
その特性を測定した。 比較例4 実施例1において、単分散球状シリカ50部をエチレン
グリコ−ル50部に分散させたスラリ−を用いて、該ス
ラリ−を0.8部添加し、オリゴマ−の撹拌レイノルズ
数を600、スラリ−の添加線流速を10m/s とするほ
かは実施例1と同様にしてフィルムおよび磁気テープを
得、その特性を測定した。
ず、反応槽中のオリゴマ−上表面に噴霧する他は実施例
1と同様にしてフィルムおよび磁気テープを得、その特
性を測定した。以上、得られた結果をまとめて下記表1
に示す。
のポリエステルを用いたフィルムがすべて優れた表面性
および電磁気特性を示し、例えば磁気テープ用ベースフ
ィルムとして極めて有用であるのに対し、比較例1〜5
のように本発明の範ちゅうからはずれたポリエステルを
用いたフィルムは表面性および電磁気特性等が不良とな
る。
造されるフィルムは表面性および電磁気特性等に優れ、
特に高密度磁気記録媒体のベ−スフィルムとして有用で
あり、その工業的価値は高い。
Claims (1)
- 【請求項1】 エステル化反応またはエステル交換反応
終了後の極限粘度が0.3以下のオリゴマ−に、下記式
(1)、(2)、(3)を同時に満足する条件下、粒子を3〜40
重量%を含むグリコ−ルスラリ−を該オリゴマ−中に添
加した後、重縮合反応を行うことを特徴とするポリエス
テルの製造方法。 【数1】 Re≧200 ・・・・・・・・・・(1) V≧2 ・・・・・・・・・・(2) Re×V≧1000 ・・・・・・・・(3) (上記式中、Reはオリゴマ−の撹拌レイノルズ数
[−]、Vはグリコ−ルスラリ−の添加線流速[m/
s]を表す)
Priority Applications (1)
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JP04145692A JP3160996B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | ポリエステルの製造方法 |
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JPH05239200A JPH05239200A (ja) | 1993-09-17 |
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JP6115203B2 (ja) * | 2013-03-12 | 2017-04-19 | 東レ株式会社 | ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の製造方法 |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP04145692A patent/JP3160996B2/ja not_active Expired - Fee Related
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