JP3170801B2 - ポリエステル組成物及びそれからなるフィルム - Google Patents
ポリエステル組成物及びそれからなるフィルムInfo
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Description
ルムに関する。さらに詳しくは、耐摩耗性、表面均一
性、走行性および耐熱性に優れたフィルムを得るのに適
したポリエステル組成物及びそれからなるフイルムに関
する。
レフタレート(PET)は優れた力学特性、化学特性を有
しており、フイルム、繊維などの成形品として広く用い
られている。
に、走行性不足のため生産性が低下するという問題があ
った。このような問題を改善する方法として、従来より
ポリエステル中に粒子を分散せしめ、成形品の表面に凹
凸を付与する方法が行われている。この方法は、走行性
の問題解決には有効であるが、成形品とした場合には耐
摩耗性、耐スクラッチ性を満足すべきレベルとすること
ができない。
性が低い場合、磁気テープの製造工程中にフイルムの摩
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)などを引き起こす。また、磁気テープを使用する
際には、多くの場合、記録、再生磁器などと接触しなが
ら走行させるため、接触時に生じる摩耗粉が磁性体上に
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。
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、走行性、耐摩耗性を有することが必要であ
る。
する方法(外粒法)や触媒残渣により粒子を析出させる
方法(内粒法)などの検討がなされている。例えば、外
粒法では特開昭62−172031号公報(シリコーン粒子添
加)、特開平5−3377号公報(球状シリカおよび炭酸カ
ルシウム添加)、特開平5−4412号公報(球状シリカ添
加)、特開平5−4413号公報(球状シリカ添加)、特公
平7−45576号公報などに開示された方法が挙げられる
が、これらの方法における粒子は、PETとの親和性に乏
しく、しばしば脱落してトラブルの原因になる。また特
開昭55−45118号公報、特開昭55−107495号公報、特開
平4−220447号公報、特公平3−25451号公報、特開平
6−329884号公報などには特定のケイ酸アルミニウム粒
子添加に関する提案がなされている。しかし、前2報に
おいては、粒子の形状が不定形であり、粒度分布におい
て粗粒が多く、表面均一性、耐摩耗性などにおいてもい
まだ不十分である。また、後3報では、粒度分布がブロ
ードであったり、ポリエステル組成物としたときの耐熱
性が低いなどの改善が余地があった。
ルカリ金属塩を含有)や特開昭40−3291号公報(テレフ
タル酸塩を含有)、特開昭48−61556号公報(リチウム
元素を含有)、特開昭51−112860号公報(リチウム元
素、カルシウム元素、リン元素を含有)などで提案され
ている。しかし、これらの内粒は特異な表面突起を作る
ことができることが知られているが、その表面突起は比
較的柔らかく、外粒法に比べて傷が付き易く、いまだ改
善の余地がある。
能性の高いフイルム原料の開発が望まれているが、従来
の原料から作製した製品では、走行性、耐摩耗性におい
て必ずしも十分とは言いがたく、さらなる改善が求めら
れている。
定の粒子をポリエステル中に含有せしめることにより、
成形性、フイルム等に成形したときの走行性、表面均一
性、耐摩耗性及び耐熱性に優れたポリエステル組成物を
提供することにある。
ル組成物は、体積平均粒子径が0.005〜2μmであり、
ケイ素(Si)、アルミニウム(Al)及び少なくとも一種
のアルカリ金属(M)を主たる構成成分とする複合酸化
物粒子を0.005〜10重量%含有してなるポリエステル組
成物であって、ケイ素、アルミニウム及びアルカリ金属
の含有量が式(1)〜(3)を満たし、かつ、複合酸化
物粒子の式(4)で表される粒子径分布の相対標準偏差
σが0.5以下であることを特徴とするものからなる。 10重量%≦Si≦45重量% …(1) 3重量%≦Al≦30重量% …(2) 0.5重量%≦M ≦20重量% …(3) ただし、ここで σ :粒子径の相対標準偏差 D :粒子の数平均径 (μm) Di:粒子径 (μm) n :粒子個数 (個) である。
れているとともに、フイルム等に成形したときの走行
性、表面均一性、耐摩耗性及び耐熱性に優れ、磁気記録
媒体用途などに好適に使用される。
ルは、フイルムを成形しうるものならどのようなもので
もよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリテ
トラメチレンテレフタレート、ポリシクロヘキシレンジ
メチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタ
レンジカルボキシレート、ポリエチレン−1,2−ビス
(2−クロロフェノキシ)エタン−4,4′−ジカルボキ
シレートなどを好ましく用いることができるが、中でも
ポリエチレンテレフタレートあるいはポリエチレン−2,
6−ナフタレンジカルボキシレートが特に好ましい。ま
た、特に機械的強度などが必要な用途の場合は、ポリエ
チレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートが好適で
ある。
ン酸、イソフタル酸、セバシン酸、フタル酸、4,4′−
ジフェニルジカルボン酸などのジカルボン酸およびその
エステル形成性誘導体、ポリエチレングリコール、ジエ
チレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペ
ンチグリコール、ポリプロピレングリコールなどのジオ
キシ化合物、p−(β−オキシエトキシ)安息香酸など
のオキシカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体な
どを共重合することができる。その共重合量は、全ポリ
エステル繰り返し単位に対して好ましくは20mol%以
下、より好ましくは10mol%以下であることが、ポリエ
ステルの熱安定性、寸法安定性等の点から望ましい。
素原子(Si)、アルミニウム原子(Al)、アルカリ金属
原子(M)がそれぞれ、 10重量%≦Si≦45重量% 3重量%≦Al≦30重量% 0.5重量%≦M ≦20重量% である。ポリエステルとの親和性の点から、より好まし
くは、 15重量%≦Si≦40重量% 5重量%≦Al≦25重量% 0.5重量%≦M ≦15重量% 特に好ましくは、 15重量%≦Si≦35重量% 5重量%≦Al≦25重量% 1重量%≦M ≦15重量% である。
範囲のSi、Al、Mの各原子および酸素原子を主たる構成
成分とする。
モル比(Al/M)は、熱安定性の点から0.8〜1.2が好まし
い。粒子の粒度分布制御、粒子径制御等の点から、アル
カリ金属は特にナトリウムであることが好ましい。
イルム等の成形品の耐摩耗性をより向上するためには、
ケイ素原子とアルミニウム原子のモル比(Si/Al)が0.2
5〜10であると好ましく、さらに好ましくは2.8〜5であ
り、特に好ましくは2.8〜3.5である。また、アルカリ金
属原子とケイ素原子のモル比(M/Si)は0.24〜0.4であ
ることが好ましく、さらに好ましくは0.3〜0.4である。
は、 0.1重量%≦H2O≦20重量% であることが粒子の分散安定性の点から好ましく、特に
は、 1重量%≦H2O≦20重量% であることが好ましい。但し、ここでいう水分とは、10
℃/分の昇温速度で300℃まで昇温したときに、蒸発す
る水分のことである。
物においては、耐熱性指標(ΔIV)が0.15未満であると
フイルム等に成形する際の分子量低下が少なく好まし
い。より好ましくは0.1未満である。ここでΔIVはポリ
エステル組成物を窒素雰囲気下、300℃で10分間保持し
たときの固有粘度の低下分を示す。ΔIVが大きいと分子
量の低下によってフイルム破れなどが発生し製膜が不安
定となったり、得られるフイルムの強度、弾性率などが
低下する、あるいは分子量が低くなりすぎて回収再利用
できない場合がある。
土類金属量が0.1mol%以下であると、ポリエステル組成
物の耐熱性が良好となり好ましい。
フイルム等の成形品にしたときの走行安定性、耐摩耗性
等の点から、0.005〜2μmの範囲、さらには0.01〜1
μmの範囲にあることが好ましい。このときの粒度分布
の相対標準偏差σは、表面均一性、耐摩耗性等の点か
ら、0.5以下であることが必要であり、さらに0.3以下で
あることがより好ましく、特に0.15以下であることが好
ましい。該粒子の体積平均粒径が2μmをこえると、表
面突起が大きくなりすぎ、成形品走行時に脱落し易くな
り、0.005μmより小さいと十分に大きな突起が得られ
ず、走行性が低下するので好ましくない。
ら球状であることが好ましく、特に粒子の長径と短径の
比(長径/短径)が1〜1.2の範囲にあると好ましい。
ここで粒子の長径、短径とは、粒子を観察したときの最
大径と最小径をいう。
005〜10重量%である。とくに、含有量が0.01〜3重量
%であると、走行安定性、表面均一性等が一層向上す
る。含有量が0.005重量%未満である場合、耐摩耗性が
十分に発現せず、10重量%を越えて含有する場合には、
粒子同士の凝集が生じ、粗大粒子となってフィルムの表
面粗さが著しく大きくなることがあるため好ましくな
い。
製造することができる。例えば、pH10以上のアルカリ水
溶液中にアルカリ金属、アンモニウムまたは有機塩基の
ケイ酸塩と、アルカリに可溶なアルミニウム化合物とを
同時に添加し、反応させることにより目的の粒子を生成
せしめることができる。このとき、より比表面積の大き
な粒子を生成せしめるには、反応液を、ケイ素原子/ア
ルミニウム原子のモル比が0.25〜10になるように調整す
る方法を使用することが好ましい。
明性の点から1.4〜1.6の範囲にあることが好ましく、特
には1.45〜1.52の範囲にあることが好ましい。
子であってもかまわない。この場合の製造方法として
は、例えば、pH10以上のアルカリ水溶液中に多層粒子の
シード粒子を分散せしめた上で反応を行うと、シード粒
子を核として粒子が成長するため、粒径、及び粒度分布
の制御を容易に行うことができる。このときのシード粒
子としては、複合酸化物粒子の粒度分布制御、及び粒子
形態の制御の点から、相対標準偏差σが0.5以下であ
り、かつ粒子の長径/短径比が1〜1.2であることが好
ましい。シード粒子の種類としては、特に限定されない
が、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化チタ
ン、酸化錫、酸化アンチモン、酸化イットリウム、酸化
セリウム、酸化インジウムおよび酸化鉄等を用いること
が可能である。特に、粒子の成長反応の制御が容易で粒
度分布のシャープなものが得やすいことからシリカ粒子
を好適に用いることができる。
0.3μmとすることが、耐摩耗性、粒子の強度、表面突
起強度、ポリエステルとの親和性等の点で好ましく、さ
らには0.05〜0.2μm、特に0.08〜0.2μmであることが
好ましい。
きる範囲であることがポリエステルとの親和性の点で好
ましい。 S≧3.5/Dw ただし、 Dw:体積平均粒子径(μm) S :比表面積(m2/g) である。さらに、比表面積が50m2/g未満であるとポリエ
ステル中での分散性が良好となり好ましく、特には40m2
/g未満、さらには30m2/g未満が好ましい。
変形させたときの強度(S10)が、 4.9×107Pa≦S10≦3.9×108Pa の関係を満足することが耐摩耗性、表面突起の強度等の
点から好ましく、より好ましくは、 9.8×107Pa≦S10≦2.4×108Pa である。
ない範囲において、表面処理を施すことができる。表面
処理剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ジアルキルスル
ホコハク酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸のホルマ
リン縮合物塩などのアニオン系界面活性剤、ポリオキシ
ノニルフェノールエーテル、ポリエチレングリコールモ
ノステアレート、ソルビタンモノステアレートなどの非
イオン性界面活性剤、ポリビニルアルコール、ポリビニ
ルピロリドン、ポリエチレングリコールなどの水溶性の
合成高分子、ゼラチン、デンプンなどの水溶性の天然高
分子、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性の半合
成高分子、シラン系、チタン系、ジルコニウム系などの
カップリング剤、リン酸、亜リン酸、ホスホン酸および
これらの誘導体などのリン化合物などを用いることがで
きる。
性、透明性、静電キャスト性などの機能性向上のため
に、ワックス、改質剤、難燃剤などの他の化合物を添加
しても構わない。
性、硬さ、粒子の表面形態、及びポリエステルとの親和
性等の面から実質的に非晶質であることが好ましい。こ
こで実質的に非晶質とは、例えばX線回折から計算され
る非晶度が90%以上であることを示す。複合酸化物粒子
が結晶性であったり、非晶度が90%未満であるとフイル
ム等にしたときの耐摩耗性が不十分となる場合がある。
これはポリエステルとの親和性が不十分になるためと推
定される。例えばカオリンなどのケイ酸塩鉱物やゼオラ
イトなどは結晶性のため、非晶質の複合酸化物粒子に比
べると耐摩耗性が低い。
酸化物粒子以外の以下に述べる粒子Aおよび/または粒
子Bを併用することができる。このときの粒子Aとして
は、体積平均粒径が0.005〜1μmの粒子であること
が、耐摩耗性、走行安定性、表面均一性等の点から好ま
しく、0.01〜0.5μmであることがより好ましい。ま
た、粒子Aは、耐摩耗性、表面均一性等の点から複合酸
化物粒子よりも0.1μm以上小さいことが好ましい。ま
た粒子Aは比表面積が10m2/g以上、モース硬度6以上で
あると耐摩耗性が良好となり好ましい。
3重量%であることが耐摩耗性、表面均一性等の点から
好ましく、0.01〜2重量%であることがより好ましい。
このような粒子Aとしては、例えば、酸化ケイ素、酸化
チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、スピネ
ル、酸化鉄、カーボンブラックなどを使用できる。これ
らの粒子の中でも酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム
がポリエステルとの親和性、耐摩耗性、分散安定性等の
点から特に好ましい。
mであることが走行安定性、表面均一性等の点から好ま
しい。また、粒子Bと複合酸化物粒子との体積平均粒径
の差が0.1μm以上であることが走行安定性、表面均一
性等の点から好ましく、さらには0.2μm以上であると
走行安定性の点で特に好ましい。特に粒子Bの粒子径は
複合酸化物粒子より大きいことが好ましい。また粒子B
はモース硬度4未満であると耐摩耗性が良好となり好ま
しい。
が走行安定性、表面均一性等の点から好ましい。このよ
うな粒子Bとしては、例えば、タルク、硫酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、硫化亜鉛などの無
機粒子が挙げられ、これらの中でも炭酸カルシウムがポ
リエステルとの親和性、表面均一性、分散安定性等の点
から特に好ましい。また、このような無機粒子以外に
も、有機高分子粒子も用いることができる。このような
有機高分子粒子としては、少なくとも一部がポリエステ
ルに対し不溶の粒子であればいかなる粒子でも構わな
い。また、このような粒子の素材としては、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、ポリメチルメタクリレート、ホ
ルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、架橋ポリスチレ
ン、シリコーン樹脂など種々のものを使用することがで
きるが、耐熱性が高くかつ粒度分布の均一な粒子が得ら
れ易いビニル系架橋高分子粒子が特に好ましい。
一個の脂肪族の不飽和結合を有するモノビニル化合物
(I)と、架橋成分として、分子中に2個以上の脂肪族
不飽和結合を有する化合物(II)との共重合体である。
上記共重合体における化合物(I)の例としては、スチ
レン、α−メチルスチレン、フルオロスチレン、ビニル
ピリジン、エチルビニルベンゼンなどのモノビニル化合
物、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシア
ン化ビニル化合物、メチルアクリレート、エチルアクリ
レート、プロピルアクリレート、ヘキサデシルアクリレ
ート、オクチルアクリレート、ドデシルアクリレート、
ヘキサデシルアクリレート、グリシジルアクリレート、
N,N′−ジメチルアミノエチルアクリレートなどのアク
リル酸エステルモノマー、メチルメタクリレート、エチ
ルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロ
ピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、sec−ブ
チルメタクリレート、アクリルメタクリレート、フェニ
ルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、2−エチ
ルヘキシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタ
クリレート、グリシルメタクリレート、N,N′−ジメチ
ルアミノエチルメタクリレートなどのようなメタクリル
酸エステルモノマー、アクリル、メタクリル酸、マレイ
ン酸、イタコン酸などのモノまたはジカルボン酸および
ジカルボン酸の酸無水物、アクリルアミド、メタクリル
アミドなどのアミド系モノマーを使用することができ
る。特に化合物(I)としては、スチレン、エチルビニ
ルベンゼン、メチルメタクリレートなどが熱安定性、架
橋性、ハンドリング性等の点から好ましく使用される。
物、あるいはトリメチロールプロパントリアクリレー
ト、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ある
いはエチレングリコールジアクリレート、エチレングリ
コールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジア
クリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレー
ト、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,3−ブ
チレングリコールジメタクリレートなどの多価アクリレ
ートおよびメタクリレートが挙げられる。特に化合物
(II)のうちジビニルベンゼン、エチレングリコールジ
メタクリレート、またはトリメチロールプロパントリメ
タクリレートを用いることが熱安定性、架橋性、ハンド
リング性等の点から好ましい。
を例示すると、ジビニルベンゼン重合体、エチルビニル
ベンゼン−ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−ジビ
ニルベンゼン共重合体、エチレングリコールジメタクリ
レート重合体、スチレン−エチレングリコールジメタク
リレート共重合体、メチルメタクリレート−ジビニルベ
ンゼン共重合体などが挙げられる。ただし、これらの例
示に限定されるわけではなく、例えばスチレン−エチル
ビニルベンゼン−ジビニルベンゼン共重合体、スチレン
−エチレングリコールジメタクリレート−メチルメタク
リレート共重合体などの3成分以上の共重合系であって
もよい。
(I)、(II)を混合し、以下のような乳化重合等の方
法により製造することができる。 (a)ソープフリー重合法、すなわち乳化剤を使用しな
いか、あるいは極めて少量の乳化剤を使用して重合する
方法。 (b)乳化重合に先だって重合系内へ重合体粒子を添加
しておいて、乳化重合させるシード法。 (c)単量体成分の一部を乳化重合させ、その重合系内
で、残りの単量体を重合させるコアーシェル重合法。 (d)特開昭54−97582号公報に示されているユーゲル
スタットなどによる重合法。 (e)(d)の方法において膨潤助剤を用いない重合
法。
(10%減量温度、窒素気流中、昇温速度10℃/分)が35
0℃以上の耐熱性を有する粒子が、ポリエステル組成物
製造時、溶融成形時あるいは成形品の再利用回収時に粒
子が凝集しにくく、フイルムの表面均一性、耐摩耗性な
どが低下しない点で好ましく、より好ましくは360℃以
上、特に370℃以上であることが好ましい。このような
有機高分子粒子は、粒子を構成する全有機成分に対し
て、 架橋度=原料モノマの架橋成分の重量/原料モノマの全重量×100(%) で定義される架橋度が10%以上であると、ポリエステル
フイルムにしたときに粒子の分散性が良好となり好まし
く、より好ましくは30%以上、特に55%以上が好まし
い。また、このような有機高分子粒子は、粒子を10%変
形させたときの強度(S10)が、 4.9×106Pa≦S10≦2.9×108Pa の関係を満足することが、走行安定性、耐摩耗性、表面
突起の強度、寸法安定性等の点から好ましい。より好ま
しくは、 4.9×106Pa≦S10≦2.5×108Pa である。
カリ金属およびアルカリ土類金属の少なくとも一種とリ
ンなどの触媒残渣を構成成分の一部とするポリエステル
重合反応系内で析出させた内部析出型粒子を併用した
り、粒径の異なる複合酸化物粒子を併用してもかまわな
い。
合にあたっては、重合反応系に直接添加する方法以外に
も、例えば粒子を溶融状態のポリエステルへ練り込む方
法などでも可能である。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あるい
はエステル化反応後から重縮合反応の減圧開始前までの
間が好ましい。後者の練り込みの場合は、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ー状態で減圧
しながら直接練り込む方法でも構わない。
に応じて、希釈用ポリエステルなどの他のポリエステル
組成物とブレンドして用いても構わない。
法によってフイルムに成形することができる。 ポリエステル組成物のペレットを十分乾燥した後、た
だちに押出機に供給する。このペレットを260〜350℃で
溶融し、ダイよりシート状に押し出し、キャスティング
ロール上で冷却、固化させて未延伸フイルムを得る。次
に、この未延伸フイルムを二軸延伸するのが好ましい。
延伸方法としては、逐次二軸延伸法、同時二軸延伸法、
あるいはこのように二軸に延伸したフイルムを再度延伸
する方法などを用いてもよい。ポリエステルの組成にも
よるが、例えば、磁気記録媒体用フイルムとして十分な
弾性率を得るには、最終的な延伸面積倍率(縦倍率×横
倍率)を6以上とすることが好ましい。
℃の温度範囲で0.1〜60秒程度の熱処理を行うことが好
ましい。
繊維等、特に用途は限定されないが、特に磁気テープ用
ベースフイルムに好適である。
単層フイルムとしてもよく、また積層フイルムとしても
よい。積層フイルムの場合、少なくとも一層を構成する
フイルムとして本発明のフイルムを用いると、フイルム
表面の耐摩耗性、走行性が良好となるので好ましい。さ
らには、走行性、ダビング性の点から、本発明の複合酸
化物粒子を含有するフイルムが、積層フイルムの最表層
の1つであることが好ましい。フイルムの積層方法とし
ては、溶融共押出など公知の方法を用いることができ
る。
記粒子Aとを併用するとき、それぞれの粒子が異なる層
に含有されていてもよいが、耐摩耗性、走行性、ダビン
グ性等の点から、複合酸化物粒子と粒子Aが少なくとも
片面側の同じ最表層に含有されることが好ましい。この
ときの複合酸化物粒子を含有するフイルム層の厚さtと
しては、走行性、表面均一性等の点から複合酸化物粒子
の体積平均粒子径Dwとの関係が、0.2Dw≦t≦10Dwであ
ることが好ましく、より好ましくは0.5Dw≦t≦5Dw、特
に0.5Dw≦t≦3Dwであることが好ましい。
される場合の複合酸化物粒子を含有するフイルム層の厚
さtとしては、走行性、表面均一性等の点から複合酸化
物粒子の粒径Dwとの関係が、0.2Dw≦t≦10Dwであるこ
とが好ましく、より好ましくは0.5Dw≦t≦5Dw、特に0.
5Dw≦t≦3Dwであることが好ましい。さらには、走行
性、耐摩耗性、ダビング性等の点から、該複合酸化物粒
子を含有するフイルム層の外側に、粒子Aを含有する層
が最外層として存在していることが好ましく、その最外
層の厚さとしては、耐摩耗性、走行性、表面均一性等の
点から0.005〜1μmであることが好ましく、より好ま
しくは0.01〜0.5μm、特に0.02〜0.3μmであることが
好ましい。
ら、少なくとも片面の突起個数が2×103〜5×105個/m
2であることが好ましく、より好ましくは3×103〜4×
105個/m2であり、特には5×103〜3×105個/m2である
ことが好ましい。
明の複合酸化物粒子を含有すると走行性、ダビング性の
点から好ましく、ここで中心層及び/または最表層に上
記した内部析出型粒子を用いると、特に走行性が良好と
なり好ましい。さらに、中心層の少なくとも一部にフイ
ルム製造工程で発生する回収ポリマを用いるとコストダ
ウンの点で好ましい。
ついて説明する。 (A)粒子特性 (A−1)粒径比、平均粒子径および相対標準偏差の測
定 粒子をポリエステルに配合し、0.2μm厚みの超薄切
片にカッティング後、透過型電子顕微鏡で、少なくとも
100個の粒子について観察し、測定結果から粒径比、体
積平均粒子径、相対標準偏差を求めた。 ただし、ここで、 σ :粒子径の相対標準偏差 D :粒子の数平均径 (μm) Di:粒子径 (μm) n :粒子個数 (個)
度10℃/分での熱天秤減量曲線を測定し、10%減量温度
を熱分解温度とした。
型)を使用して、負荷速度1.42×10-4N/s、0〜9.8×10
-3N/sまでの負荷を加えて変形量を測定した。この測定
を10回行い、そして粒子が10%変形したときの荷重P
(N)の平均値から、下記式に従いS10を計算した。 S10=2.7×107P/πDw2 ここで、 P :粒子が10%変形したときの荷重の平均値(N) Dw:体積平均粒径(m) である。
心分離し、真空乾燥機で、室温にて約1日真空乾燥した
後、理学電気(株)製TAS−100にて窒素雰囲気下、昇温
速度10℃/分で、300℃まで昇温したときに蒸発する水
分を測定した。
窒素雰囲気下300℃で10分間保持し、保持前後の固有粘
度の差をΔIVとした。 尚、固有粘度は溶媒をオルソクロロフェノールとし25
℃で測定した。
針径2μm、荷重70mg、測定基準長0.25mm、カットオフ
0.08mmの条件下で測定した中心線平均粗さを採用した。
ールを、テープ走行試験機TBT−300((株)横浜システ
ム研究所製)を使用し、ステンレス鋼SUS−304製ガイド
ロールに一定張力で、高速(3.3cm/秒)、長時間(走行
長さ10cm、50回繰り返し、巻き付け角90度、張力90g)
擦り付け、ガイドロール表面に発生した白粉量によって
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……白粉発生少量あり。 C級……白粉発生やや多量あり。 D級……白粉発生多量あり。 耐摩耗性評価2 評価Aと同じテープ状ロール、テープ走行試験機を使
用し、ガイドピン上を走行させる(250m/分、走行回数
1パス、巻き付け角60度、張力90g)。この時、フイル
ム表面に入った傷を顕微鏡で観察し、幅1μm以上の傷
がテープ幅当り2本未満はA級、2本以上10本未満はB
級、10本以上はC級とした。
テープ走行性試験機SFT−700型((株)横浜システム研
究所製)を使用し、20℃、60%RH雰囲気で走行させ、初
期の摩擦係数を下記の式より求めた。 μk=2/πln(T2/T1) ここで、T1は入側張力、T2は出側張力である。ガイド
径は6mmφであり、ガイド材質はSUS27(表面粗度0.2
S)、巻き付け角は90゜、走行速度は3.3cm/秒である。
この測定によって得られた摩擦係数μkが0.3以下の場
合は摩擦係数:良好、0.3を超える場合は摩擦係数:不
良と判定した。
クス(株)製」と断面測定装置「PMS−1,エリオニクス
(株)製」においてフイルム表面の平面の高さを0とし
て走査したときの突起高さ測定値を画像処理装置「IBAS
2000,カールツァイス(株)製」に送り、画像処理装置
上にフイルム表面突起画像を再構築する。次に、この表
面突起画像で突起部分を2値化して得られた個々の突起
部分の中で最も高い値を突起の高さとし、これを個々の
突起について求める。この測定を場所を変えて500繰り
返し、20nm以上の高さのものを突起とし、突起個数を求
めた。また、走査型電子顕微鏡の倍率は、1000〜8000倍
の間を選択する。なお、場合によっては、高精度光干渉
式3次元表面解析装置(WYKO社製TOPO−3D、対物レン
ズ:40〜200倍、高解像度カメラ使用が有効)を用いて得
られる高さ情報を上記走査型電子顕微鏡の値に読み替え
て用いてもよい。
深さ3000nmの範囲のフィルム中の粒子のうち最も高濃度
の粒子に起因する元素とポリエステルの炭素原子の濃度
比(M+/C-)を粒子濃度とし、表面から深さ3000nmまで
の厚さ方向の分析を行なう。表層では表面という界面の
ために粒子濃度は低く表面から遠ざかるにつれて粒子濃
度は高くなる。本発明のフイルムの場合は、一旦極大値
となった粒子濃度がまた減少し始める。この濃度分布曲
線をもとに表層粒子濃度が極大値の1/2となる深さ(こ
の深さは極大値となる深さよりも深い)を求め、これを
積層厚みとした。条件は次の通りである。 測定装置 2次イオン質分析装置(SIMS):独、ATOMIKA社製 A−DIDA30
00 測定条件 1次イオン種 :O2 + 1次イオン加速電圧:12kV 1次イオン電流 :200nA ラスター領域 :400μm□ 分析領域 :ゲート30% 測定真空度 :6.0×10-9Torr E−GUN :0.5kV−3.0A なお、表層から深さ3000nmの範囲に最も多く含有する
粒子が有機高分子粒子の場合は、SIMSでは測定が難しい
ので、表層からエッチングしながらXPS(X線光電子分
光法)、IR(赤外分光法)などで上記同様のデプスプロ
ファイルを測定し積層厚みを求めてもよい。また、電子
顕微鏡等による断面観察で粒子濃度の変化状態やポリマ
の違いによるコントラストの差から界面を認識し積層厚
みを求めることもできる。さらに積層ポリマを剥離後、
薄膜段差測定機を用いて積層厚みを求めることもでき
る。
かかる実施例に限定されるものではない。 実施例1 体積平均粒子径0.55μm、S10が2.1×108Paであっ
て、表1に示す組成の複合酸化物粒子を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で2時間ディ
ゾルバーで攪拌処理し、複合酸化物粒子のエチレングリ
コールスラリー(X)を得た。 体積平均粒子径0.10μm、比表面積が200m2/gである
アルミナ粒子を10重量部、エチレングリコール90重量部
を常温下で2時間ディゾルバーで攪拌処理しアルミナ粒
子のエチレングリコールスラリー(Y)を得た。 体積平均粒径0.6μm、架橋度80%、熱分解温度が390
℃、S10が5.9×107Paであるスチレン−ジビニルベンゼ
ン共重合体粒子(有機粒子1)を10重量部、エチレング
リコール90重量部を常温下で2時間ディゾルバーで攪拌
処理し、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体スラリー
(Z)を得た。他方、ジメチルテレフタレート、エチレ
ングリコールに、触媒として酢酸マグネシウムを加えて
エステル交換反応を行った後、反応生成物に先に調製し
たスラリー(X)、スラリー(Y)、スラリー(Z)、
触媒の三酸化アンチモンを加えてエステル交換反応を行
った後、さらに耐熱安定剤としてトリメチルホスフェー
トを加え重縮合反応を行い、ポリエチレンテレフタレー
ト組成物を得た。このポリマのΔIVは0.07であり耐熱性
良好であった。 この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、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秒間熱処理し、厚さ15μ
mのポリエチレンテレフタレート二軸延伸フイルムを得
た。製膜は破れ等の発生もなく良好であった。 このフイルムを評価したところ、表面粗さRa=0.021
μm、摩擦係数μk=0.11、耐摩耗性1評価A級であ
り、耐摩耗性および走行性が非常に優れたフイルムであ
った。また、複合酸化物粒子の体積平均粒子径は0.55μ
m、粒子の長径/短径比は1.05、相対標準偏差σは0.11
であった。
種、平均粒子径、粒子添加量などを変更し、実施例1と
同様の方法で二軸延伸ポリエステルフイルムを得た。製
膜に供したポリマの耐熱性は良好であり、得られたフイ
ルムの評価結果を表1に示した。これらのフイルムは良
好な耐摩耗性および走行性を有していた。
カルボキシレートである以外は、実施例1と同様にして
二軸延伸フイルムを得た。このフイルムの評価結果を表
2に示した。このフイルムは耐摩耗性1、耐摩耗性2と
もにA級であり、良好な耐摩耗性および走行性を有して
いた。
ゼン共重合体の2種のみを添加する以外は、全く実施例
1と同様にしてポリエチレンテレフタレート組成物
(P)を得た。 粒子としてアルミナのみを添加する以外は、全く実施
例1と同様にしてポリエチレンテレフタレート組成物
(Q)を得た。 この組成物(Q)を組成物(P)の上に溶融共押出し
積層未延伸フイルムを得た。この時の押出温度は290℃
とした。その後、90℃で縦横にそれぞれ3倍延伸し、さ
らにその後、220℃で20秒間熱処理し、積層二軸延伸フ
イルムを得た。(P)、(Q)各層の厚みは、それぞれ
8μm、0.5μmであった。 このフイルムを評価したところ、表2に示すように表
面粗さRa=0.021μm、耐摩耗性評価A級、摩擦係数μ
k=0.12であり、耐摩耗性および走行性に非常に優れた
フイルムであった。
ルボキシレートである組成物(R)、組成物(S)とし
た以外は、実施例8と同様にして二軸延伸フイルムを得
た。このフイルムは良好な耐摩耗性および走行性を有し
ていた(表2)。
(T)および粒子を含有しないポリエチレンテレフタレ
ート(U)を重合した。 この組成物(T)を中心層とし両側にポリエチレンテ
レフタレート(U)の層を溶融共押出して3層の積層未
延伸フイルムを得た。この時の押出温度は290℃とし
た。その後、90℃で縦横にそれぞれ3.8倍延伸し、さら
にその後、220℃で20秒間熱処理し、積層二軸延伸フイ
ルムを得た。(T)、(U)各層の厚みは、それぞれ1.
5μm、8μmであった。 このフイルムを評価したところ、表2に示すように走
行性、耐摩耗性および耐熱性に優れたフイルムであっ
た。
更する以外は実施例1と同様にして二軸延伸ポリエステ
ルフイルムを得た(実施例11〜13)。これらフイルムを
評価したところ、表3に示すように走行性、耐摩耗性お
よび耐熱性に優れたフイルムであった。
と同様の方法で二軸延伸ポリエステルフイルムを得た。
これらのフイルムの評価結果を表3に示した。これらの
フイルムは、耐摩耗性、走行性をともに満足できなかっ
た。
ムとした場合に、表面均一性、走行性及び耐摩耗性に優
れており、該フイルムは、特に磁気記録媒体用途などに
有用である。
Claims (42)
- 【請求項1】体積平均粒子径が0.005〜2μmであり、
ケイ素(Si)、アルミニウム(Al)及び少なくとも一種
のアルカリ金属(M)を主たる構成成分とする複合酸化
物粒子を0.005〜10重量%含有してなるポリエステル組
成物であって、ケイ素、アルミニウム及びアルカリ金属
の含有量が式(1)〜(3)を満たし、かつ、複合酸化
物粒子の式(4)で表される粒子径分布の相対標準偏差
σが0.5以下であることを特徴とするポリエステル組成
物。 10重量%≦Si≦45重量% …(1) 3重量%≦Al≦30重量% …(2) 0.5重量%≦M≦20重量% …(3) ただし、ここで σ :粒子径の相対標準偏差 D :粒子の数平均径 (μm) Di:粒子径 (μm) n :粒子個数 (個) である。 - 【請求項2】複合酸化物粒子が球状である、請求項1記
載のポリエステル組成物。 - 【請求項3】複合酸化物粒子の長径/短径化が1〜1.2
である、請求項1または2記載のポリエステル組成物。 - 【請求項4】複合酸化物粒子中のケイ素原子/アルミニ
ウム原子のモル比(Si/Al)が0.25〜10である、請求項
1ないし3のいずれかに記載のポリエステル組成物。 - 【請求項5】複合酸化物粒子中のケイ素原子/アルミニ
ウム原子のモル比(Si/Al)が2.8〜5である、請求項4
記載のポリエステル組成物。 - 【請求項6】複合酸化物粒子中のアルミニウム原子/ア
ルカリ金属原子のモル比(Al/M)が0.8〜1.2である、請
求項1ないし5のいずれかに記載のポリエステル組成
物。 - 【請求項7】複合酸化物粒子中のアルカリ金属原子/ケ
イ素原子のモル比(M/Si)が0.24〜0.4である、請求項
1ないし6のいずれかに記載のポリエステル組成物。 - 【請求項8】複合酸化物粒子中のアルカリ金属原子がナ
トリウムである、請求項1ないし7のいずれかに記載の
ポリエステル組成物。 - 【請求項9】耐熱性指標ΔIVが0.15未満である、請求項
1ないし8のいずれかに記載のポリエステル組成物。 - 【請求項10】複合酸化物粒子が実質的に非晶質であ
る、請求項1ないし9のいずれかに記載のポリエステル
組成物。 - 【請求項11】複合酸化物粒子のアルカリ土類金属含有
量が0.1mol%以下である、請求項1ないし10のいずれか
に記載のポリエステル組成物。 - 【請求項12】複合酸化物粒子の水分含有量が0.1〜20
重量%である、請求項1ないし11のいずれかに記載のポ
リエステル組成物。 - 【請求項13】複合酸化物粒子がアルカリ金属、アンモ
ニウムまたは有機塩基のケイ酸塩と、アルカリに可溶な
アルミニウム化合物とをアルカリ水溶液中に添加し、コ
ロイド粒子を生成させることにより得られるものであ
る、請求項1ないし12のいずれかに記載のポリエステル
組成物。 - 【請求項14】複合酸化物粒子が複合酸化物を最表層に
有する多層粒子である、請求項1ないし13のいずれかに
記載のポリエステル組成物。 - 【請求項15】多層粒子中のシード粒子の体積平均粒子
径が0.001〜0.5μm、前記式(4)で表される相対標準
偏差σが0.5以下であり、かつ、該シード粒子の長径/
短径比が1〜1.2である、請求項14記載のポリエステル
組成物。 - 【請求項16】多層粒子中のシード粒子が酸化ケイ素、
酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸
化錫、酸化アンチモン、酸化イットリウム、酸化セリウ
ム、酸化インジウムおよび酸化鉄よりなる群の中からか
ら選ばれた粒子である、請求項14または15記載のポリエ
ステル組成物。 - 【請求項17】複合酸化物層の厚みが0.01〜0.3μmで
ある、請求項14ないし16のいずれかに記載のポリエステ
ル組成物。 - 【請求項18】多層粒子が、シード粒子が分散した分散
液中に、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機塩基の
ケイ酸塩と、アルカリに可溶なアルミニウム化合物とを
添加し、シード粒子を核として粒子成長を行わせること
により得られるものである、請求項14ないし17のいずれ
かに記載のポリエステル組成物。 - 【請求項19】複合酸化物粒子の体積平均粒子径Dw(μ
m)と比表面積S(m2/g)が、式(6)の関係を満足す
る、請求項1ないし18のいずれかに記載のポリエステル
組成物。 S≧3.5/Dw …(6) - 【請求項20】複合酸化物粒子の比表面積が50m2/g未満
である、請求項1ないし19のいずれかに記載のポリエス
テル組成物。 - 【請求項21】複合酸化物粒子が、該粒子を10%変形さ
せたときの強度(S10)が、式(7)の関係を満足す
る、請求項1ないし20のいずれかに記載のポリエステル
組成物。 4.9×107Pa≦S10≦3.9×108Pa …(7) - 【請求項22】複合酸化物粒子の屈折率が1.4〜1.6であ
る、請求項1ないし21のいずれかに記載のポリエステル
組成物。 - 【請求項23】複合酸化物粒子の屈折率が1.45〜1.52で
ある、請求項22記載のポリエステル組成物。 - 【請求項24】複合酸化物粒子以外に、体積平均粒子径
が0.005〜1μmで複合酸化物粒子より体積平均粒子径
が0.1μm以上小さく、比表面積が10m2/g以上、かつモ
ース硬度6以上の粒子Aを0.005〜3重量%を含有して
なる、請求項1ないし23のいずれかに記載のポリエステ
ル組成物。 - 【請求項25】粒子Aがシリカ、酸化ケイ素、酸化アル
ミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、スピネルお
よび酸化鉄から選ばれる少なくとも一種である、請求項
24記載のポリエステル組成物。 - 【請求項26】複合酸化物粒子以外に、体積平均粒子径
が0.05〜2μmで複合酸化物粒子との体積平均粒子径の
差が0.1μm以上であり、かつモース硬度が4未満であ
る粒子Bを0.005〜0.3重量%を含有してなる、請求項1
ないし25のいずれかに記載のポリエステル組成物。 - 【請求項27】粒子Bが無機粒子である、請求項26記載
のポリエステル組成物。 - 【請求項28】粒子Bが有機高分子粒子である、請求項
26記載のポリエステル組成物。 - 【請求項29】粒子Bの熱分解温度が350℃以上であ
る、請求項28記載のポリエステル組成物。 - 【請求項30】粒子Bの架橋度が10重量%以上であり、
該粒子を10%変形させたときの強度(S10)が式(8)
の関係を満足する、請求項28または29記載のポリエステ
ル組成物。 4.9×106Pa≦S10≦2.9×108Pa …(8) - 【請求項31】複合酸化物粒子以外に、反応系で析出さ
せた析出粒子を含有してなる、請求項1ないし30のいず
れかに記載のポリエステル組成物。 - 【請求項32】ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカル
ボキシレートを主たるポリエステル成分とする、請求項
1ないし31のいずれかに記載のポリエステル組成物。 - 【請求項33】請求項1ないし32のいずれかに記載のポ
リエステル組成物からなるフイルム。 - 【請求項34】請求項33記載のフイルムを少なくとも一
層含む積層フイルム。 - 【請求項35】請求項33記載のフイルムを少なくとも最
表層の一層を形成してなる積層フイルム。 - 【請求項36】複合酸化物粒子の体積平均粒子径Dwと、
複合酸化物粒子を含有するフイルム層の厚みtの関係が
式(9)を満足する、請求項33ないし35のいずれかに記
載のフイルム。 0.2Dw≦t≦10Dw …(9) - 【請求項37】フイルム表面の突起個数が2×103〜5
×105個/m2である、請求項33ないし36のいずれかに記載
のフイルム。 - 【請求項38】3層からなる積層フイルムであって、両
方の最表層に複合酸化物粒子を含有している、請求項34
ないし37のいずれかに記載のフイルム。 - 【請求項39】中心層に析出粒子を含有している、請求
項38記載のフイルム。 - 【請求項40】最表層に析出粒子を含有している、請求
項38または39記載のフイルム。 - 【請求項41】中心層の少なくとも一部に回収ポリマが
用いられている、請求項38ないし40のいずれかに記載の
フイルム。 - 【請求項42】磁気記録媒体用フイルムである、請求項
33ないし41のいずれかに記載のフイルム。
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