JP5209263B2 - ポリエステル組成物 - Google Patents

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Description

本発明は6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸を共重合したポリエステル組成物に関する。
ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン−2,6−ナフタレートに代表される芳香族ポリエステルは優れた機械的特性、寸法安定性および耐熱性を有することから、フィルムなどに幅広く使用されている。特にポリエチレン−2,6−ナフタレートは、ポリエチレンテレフタレートよりも優れた機械的特性、寸法安定性および耐熱性を有することから、それらの要求の厳しい用途、例えば高密度磁気記録媒体などのベースフィルムなどに使用されている。しかしながら、近年の高密度磁気記録媒体などでの寸法安定性の要求はますます高くなってきており、さらなる特性の向上が求められている。
ところで、温度や湿度の変化に対する寸法変化が小さくするには温度膨張係数や湿度膨張係数を小さくすることが必要で、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン−2,6−ナフタレートの場合、湿度膨張係数と温度膨張係数はともにヤング率と非常に密接な関係にあり、ヤング率が高いほど一般的に低くなる。しかしながら、ヤング率を高めるにはより高倍率でかつより低温で延伸を行う必要があり、例えばフィルムに取扱い性を具備させるために含有させた粒子とポリマーとの界面に剥離が生じ、ボイドと呼ばれる空隙が生じる。
そこで、特許文献1(特開平5−84821号公報)では、10%変形させたときの応力が小さい軟質の有機高分子粒子を用いることが提案されている。確かにこのような軟質の有機高分子粒子を用いれば、粒子自体も変形し、ボイドの形成を抑制しやすいとの効果はある。しかしながら、粒子が変形することからフィルムの表面の凹凸が平坦になり、そもそもの目的であるフィルムの取扱い性の点からは好ましくなく、同じ表面の状態にしようとすると、ボイドができやすい方向に、すなわちより大きな粒子を含有させたり、より多くの粒子を含有させたりする必要があり、根本的な解決とはなってなかった。
そのため、ヤング率はいくらでも高められるというわけではなく、温度膨張係数や湿度膨張係数を小さくしつつ、ボイドの小さなフィルムなどの成形品を提供できるポリエステル組成物は未だ提供されていないのが現状であった。
一方、特許文献2〜4には6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸のエステル化合物であるジエチル−6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエートから得られるポリアルキレン−6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエートが提案されている。該公報によると、結晶性で、融点が294℃のポリエチレン−6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエートが具体的に提示されている。
しかしながら、これら特許文献で提示されたポリアルキレン−6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエートは、融点が非常に高く、また結晶性も非常に高いことからフィルムなどに製膜しようとすると、溶融状態での流動性に乏しくて押出しが不均一化したり、押出した後延伸しようとしても結晶化が進んで高倍率で延伸すると破断したりするなどの問題があった。また、湿度膨張係数は非常に小さいものの、温度膨張係数が非常に高いという問題もあった。ちなみに、特許文献4の実施例1に開示されたフィルムを見ると、ヤング率は製膜方向が485kg/mm、幅方向が11100MPaもあるものの、温度膨張係数は16.5〜19ppm/℃と、ヤング率に関係なく非常に高い値を示していた。
特開平5−84821号公報 特開昭60−135428号公報 特開昭60−221420号公報 特開昭61−145724号公報
本発明の目的は、フィルムなどにしたときに優れた寸法安定性を有し、しかも寸法安定性を高めるために高い倍率で延伸しても、含有させた粒子の周辺に発生するボイドと呼ばれる空隙が小さくてかつ含有させた粒子によって十分な突起を形成することができるポリエステル組成物を提供することにある。
本発明者は、6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分を共重合成分として用いたとき、驚くべきことにポリアルキレン−6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエートとその共重合相手である芳香族ポリエステルの両方の優れた特性を兼備するフィルムが得られる知見を得、この6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分を共重合成分として用いたポリエステルに前述の軟質の有機高分子粒子を含有させると、表面粗さなどの低下を抑えつつ、同じヤング率のフィルムならよりボイドを小さくできることを、見出し本発明に到達した。なお、このように表面粗さの低下とボイドの発生とをともに抑えられた理由は、延伸応力が低いためではないかと考えられる。
かくして本発明によれば、酸成分が下記構造式(I)および(II)からなり、下記構造式(I)の割合が、全酸成分のモル数を基準として、5モル%以上50モル%未満の範囲にあること、およびグリコール成分が下記構造式(III)であることを具備するポリエステルと、10%変形させた時の強度が100MPa以下でかつ平均粒径が0.05〜5μmの範囲にある有機高分子粒子とからなるポリエステル組成物が提供される。
Figure 0005209263
(上記構造式(I)中のRは炭素数1〜10のアルキレン基を、上記構造式(II)中のRはフェニレン基またはナフタレンジイル基、上記構造式(III)中のRは炭素数2〜4のアルキレン基を示す。)
さらに本発明によれば、本発明のポリエステル組成物の好ましい態様として、該芳香族ポリエステルは融点が200〜260℃の範囲にあること、有機高分子粒子の含有量が、組成物の重量を基準として、0.01〜50重量%であること、有機高分子粒子がビニル系樹脂、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド、シリコ−ン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニルエステル、フェノ−ル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の粒子であることの少なくともいずれか一つを具備するポリエステル組成物も提供される。
本発明によれば、ポリアルキレン−6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエートの優れた湿度膨張係数が小さいという特性を維持しつつ、製膜性を高度に高めることができ、その結果驚くべきことに従来の技術から予測できない優れた温度膨張係数が低いという寸法安定性をも同時に具備するポリエステル組成物が得られ、しかも該ポリエステル組成物は非常に延伸応力が小さいためか、それと非常に軟質の有機高分子粒子とを組合せることで、極めてボイドが少なく、しかも過度に架橋有機粒子を含有させなくても十分な突起を有するフィルムに形成することができる。
したがって、本発明によれば、湿度と温度による影響も加味した高度の寸法安定性と優れた表面の平坦性とが求められる用途、特に高密度磁気記録媒体のベースフィルムに適したフィルム用のポリエステル組成物が提供される。
<ポリエステル組成物>
本発明のポリエステル組成物を形成するポリエステルは、酸成分が前述の構造式(I)と構造式(II)からなり、グリコール成分が前述の構造式(III)からなるものである。
前述の構造式(I)で示される具体的な酸成分としては、Rの部分が炭素数1〜10のアルキレン基であるものであり、好ましくは6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、6,6’−(トリメチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分および6,6’−(ブチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分などが挙げられ、これらの中でも本発明の効果の点からは、上記一般式(I)におけるRの炭素数が偶数のものが好ましく、特にRの炭素数が2である6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分が好ましい。
前述の構造式(II)で示される酸成分としては、テレフタル酸成分、イソフタル酸成分、2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、2,7−ナフタレンジカルボン酸成分などが挙げられる。これらの中でも、機械的特性などの点からテレフタル酸成分、2、6−ナフタレンジカルボン酸成分が好ましく、特に2、6−ナフタレンジカルボン酸成分が好ましい。
また、前述の構造式(III)で示される具体的なグリコール成分としては、エチレングリコール成分、トリメチレングリコール成分、テトラメチレングリコール成分などが挙げられ、機械的特性などの点からグリコール酸成分の90モル%以上はエチレングリコール成分であることが好ましく、さらに95〜100モル%がエチレングリコール成分であることが好ましい。
ところで、本発明の特徴の一つは、ポリエステルの酸成分の内、5〜80モル%の範囲で上記構造式(I)で示される6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分が共重合されていることである。6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分の割合が下限未満では延伸応力が高くなりやすく、共重合による本発明のボイドの抑制効果や湿度膨張係数の低減効果などが発現されがたい。一方、上限は成形性などの観点から80モル%以下が好ましく、さらに50モル%未満であることが好ましい。また、驚くべきことに、6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分によるボイドの抑制効果や湿度膨張係数の低減効果は、少量で非常に効率的に発現され、上限以下の部分ですでに特許文献3の実施例に記載されたフィルムと同等もしくはそれ以下の湿度膨張係数が達成されており、上限以上添加しても湿度膨張係数の観点からの効果は飽和状態になるともいえる。そのような観点から、好ましい6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分の共重合量の上限は、45モル%以下、さらに40モル%以下、よりさらに35モル%以下、特に30モル%以下であり、他方下限は、5モル%以上、さらに7モル%以上、よりさらに10モル%以上、特に15モル%以上である。
このような特定量の6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分を共重合したポリエステルを用いることで、ボイドが小さく、しかも温度膨張係数と湿度膨張係数も小さい成形品、例えばフィルムなどを製造することができる。
本発明における芳香族ポリエステルは、本発明の効果を阻害しない範囲で、それ自体公知の他の共重合成分を共重合しても良いし、また、ポリエーテルイミドや液晶性樹脂などをブレンドしてもよい。
つぎに、本発明におけるポリエステルは、DSCで測定した融点が、200〜260℃の範囲、さらに210〜255℃の範囲、特に220〜253℃の範囲にあることが製膜性の点から好ましい。融点が上記上限を越えると、溶融押し出しして成形する際に、流動性を高めるにはより高温にすることが必要となって熱劣化しやすくなり、他方溶融温度を低くすると流動性が劣り、吐出などが不均一化しやすくなる。また、延伸するときに架橋有機粒子にかかる延伸応力が大きくなり、得られる突起が不均一化しやすくなることがある。一方、上記下限未満になると、製膜性は優れるものの、ポリエステルの持つ機械的特性などが損なわれやすくなる。なお、通常他の酸成分を共重合して融点を下げれば、同時に機械的特性なども低下するが、製膜性が向上するためか、優れた機械的特性なども発現することができる。しかも、同じヤング率を出すにはより高い倍率での延伸が必要となるが、そのような高い延伸倍率で延伸してもボイドを極めて抑制することができる。
また、本発明におけるポリエステルは、DSCで測定したガラス転移温度(以下、Tgと称することがある。)が、90〜119℃の範囲、さらに95〜118℃の範囲、特に100〜117℃の範囲にあることが、耐熱性や寸法安定性の点から好ましい。なお、このような融点やガラス転移温度は、共重合成分の種類と共重合量、そして副生物であるジアルキレングリコールの制御などによって調整できる。
ところで、本発明のポリエステル組成物は、得られる成形品の取扱い性を向上させる観点から、粒子を含有し、その平均粒径の下限が0.05μm以上、さらに0.07μm以上、よりさらに0.1μm以上、特に0.15μm以上であることが必要である。平均粒径が下限未満では、非常に粒子が小さくてボイドによる影響が発生しにくく、またフィルムなどにしたときの走行性や巻取り性の向上効果も十分に発現されがたい。一方、平均粒径の上限はフィルムとして用いる場合、通常5μm以下であり、好ましくは3μm以下である。特に磁気記録媒体として用いる場合、平均粒径の上限は1μm以下であることが好ましい。
また、本発明のポリエステル組成物は、得られる成形品の取扱い性を向上させる観点から、前述のの粒子を、樹脂組成物の重量を基準として、0.01重量%以上、好ましくは0.05重量%以上、さらに好ましくは0.1重量%以上含有していることが好ましい。含有量が下限未満では、粒子の数が少なくボイドによる影響が発生しにくく、またフィルムとしたときの走行性や巻取り性の向上効果も十分に発現されがたい。なお、含有量の上限は、通常フィルムとして用いる場合は50重量%以下、好ましくは10重量%以下である。特に、磁気記録媒体用のフィルムとして用いる場合は1重量%以下であることが好ましい。
ところで、本発明のポリエステル組成物のもう一つの特徴は、含有する有機高分子粒子の10%変形させたときの強度(以下、S10と称することがある。)が、100MPa以下であることである。好ましいS10は90MPa以下、さらに80MPa以下である。S10が上限を越えると、有機高分子粒子の周辺に延伸時にボイドが生じやすくなる。他方、S10の下限は、特に制限されないが、突起を形成しやすい点から、20MPa以上、さらに30MPa以上であることが好ましい。
ここで、粒子のS10とは、粒子の柔らかさの指標となるものであり、例えば図1に示すような方法で粒子の外力による変形挙動を測定することにより得られるものである(図示例では粒子形状は楕円)。図1に示す方法では、まず下部加圧圧子1上に粒子を分散させ、上部加圧圧子2と下部加圧圧子1の間に微粒子3を1個固定する。そして、一定の増加割合で負荷力を与え、微粒子の変形量(下部加圧圧子1と上部加圧圧子2との距離)と負荷力を自動計測し、粒子が10%変形した時の荷重P(kg)から、次式に従い、S10(この測定を計10回行ない、10回の平均値をS10とした。)を計算する。
S=27.44P/πd(MPa)
ここで、dは粒子の円相当径(mm)を表している。
本発明におけるこのようなS10を有する有機高分子粒子は、例えばポリスチレンもしくは架橋ポリスチレン粒子、スチレン・アクリル系及びアクリル系架橋粒子、スチレン・メタクリル系及びメタクリル系架橋粒子などのビニル系粒子、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド、シリコ−ン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニルエステル、フェノ−ル樹脂などの粒子が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、粒子を構成する部分のうち少なくとも一部がフィルム母材樹脂、例えばポリエステルに対し不溶の有機高分子粒子であれば如何なる粒子でも良い。好ましくは、一般に分子中に唯一個の脂肪族の不飽和結合を有するモノビニル化合物(A)と、架橋剤として分子中に2個以上の脂肪族の不飽和結合を有する化合物(B)との共重合体が挙げられる。
上記共重合体における化合物(A)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、ビニルピリジンなどの芳香族モノビニル化合物、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−ト、エチルアクリレ−ト、プロピルアクリレ−ト、ブチルアクリレ−ト、オクチルアクリレ−ト、ドデシルアクリレ−ト、ヘキサデシルアクリレ−ト、2−エチルヘキシルアクリレ−ト、2−ヒドロキシエチルアクリレ−ト、グリシジルアクリレ−ト、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレ−トなどのアクリル酸エステルモノマ−、メチルメタクリレ−ト、エチルメタクリレ−ト、プロピルメタクリレ−ト、イソプロピルメタクリレ−ト、ブチルメタクリレ−ト、sec−ブチルメタクリレ−ト、フェニルメタクリレ−ト、ベンジルメタクリレ−ト、2−エチルヘキシルメタクリレ−ト、、2−ヒドロキシエチルメタクリレ−ト、グリシジルメタクリレ−ト、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレ−トなどのメタクリル酸エステルモノマ−、アクリル酸、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−を使用することができる。
上記化合物(A)としては、下記化2の構造式を有するものが望ましく、Rの炭素数が4以上のものは柔軟なセグメントを付与するのに好ましい。特に好ましくは、化合物(A)が単一成分で重合体の構造をとった際、そのガラス転移温度が本発明で使用するポリエステルのガラス転移温度以下であることが望ましく、さらにはそのガラス転移温度が50℃以下、好ましくは20℃以下、さらに好ましくは0℃以下であるものが望ましい。具体的には、ブチルアクリレ−ト、オクチルアクリレ−ト、ドデシルアクリレ−ト、ヘキサデシルアクリレ−ト、2−エチルヘキシルアクリレ−トなどのアクリル酸エステルモノマ−、ブチルメタクリレ−ト、sec−ブチルメタクリレ−ト、ヘキシルメタクリレ−ト、ヘキサデシルメタクリレ−ト、2−エチルヘキシルメタクリレ−トなどのメタクリル酸エステルモノマ−などが好ましく用いられる。
Figure 0005209263
:HまたはCH
:Hまたは炭素数1以上のアルキル基
化合物(B)の例としてはジビニルベンゼン化合物、あるいはトリメチロ−ルプロパントリアクリレ−ト、トリメチロ−ルプロパントリメタクリレ−ト、あるいはエチレングリコ−ルジアクリレ−ト、エチレングリコ−ルジメタクリレ−ト、ポリエチレングリコ−ルジアクリレ−ト、ポリエチレングリコ−ルジメタクリレ−ト、1,3−ブチレングリコ−ルジアクリレ−ト、1,3−ブチレングリコ−ルジメタクリレ−トなどの多価アクリレ−トおよびメタクリレ−トが挙げられる。化合物(B)のうち、特にジビニルベンゼン、エチレングリコ−ルジメタクリレ−トまたはトリメチロ−ルプロパントリメタクリレ−トを用いることが好ましい。
これら化合物(A)、(B)はそれぞれ2種以上を混合して用いることもできる。また、本発明のように比較的低い強度を有する有機高分子粒子を製造するには有機高分子粒子中の純分の架橋剤の割合が1〜60重量%、好ましくは2〜50重量%、より好ましくは5〜40重量%であることが望ましい。さらに、化合物(A)、(B)以外の成分を添加してもよく、耐熱性、分散性を向上させるために微量の無機物で被覆、親和性を向上させるための表面処理などを実施してもよい。
本発明の架橋有機粒子の組成として好ましいものを例示すると、ブチルアクリレ−ト/ジビニルベンゼン共重合体、メチルメタクリレート/ジビニルベンゼン共重合体、オクチルアクリレ−ト/ジビニルベンゼン共重合体、2−エチルヘキシルアクリレ−ト/ジビニルベンゼン共重合体、2−エチルヘキシルアクリレ−ト/エチレングリコ−ルジメタクリレ−ト共重合体、ヘキシルメタクリレ−ト/ジビニルベンゼン共重合体共重合体、2−エチルヘキシルメタクリレ−ト/ジビニルベンゼン共重合体などの架橋高分子微粒子が挙げられる。また、スチレン/ブチルアクリレ−ト/ジビニルベンゼン共重合体、スチレン/ヘキシルメタクリレ−ト/ジビニルベンゼン共重合体などのように3成分系で粒子を製造してもよい。
本発明の有機高分子粒子の製造方法を、架橋高分子粒子の製造方法を例として説明すると、例えば化合物(A)、(B)を混合し、以下のような乳化重合により製造する方法がある。
(a)ソ−プフリ−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−ド重合法。
(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−シェル重合法。
(d)特開昭54−97582号公報および特開昭54−126288号公報に示されているユ−ゲルスタット等による重合法。
上記のうち、特に(c)および(d)の方法は柔らかい粒子を製造する上で好ましい。
また、含有粒子の耐熱温度は、特に限定されないが、300℃以上、好ましくは330℃以上、更に好ましくは360℃以上の場合、本発明の効果を得る上でより好ましい。
本発明において、前述の有機高分子粒子の形状は、体積形状係数で0.4〜π/6の範囲、さらに0.5〜π/6の範囲であることが好ましい。ここでいう体積形状係数(f)とは、後述の走査型電子顕微鏡により、用いたサイズに応じた倍率にて各粒子の写真を撮影し、画像解析処理装置ルーゼックス500(日本レギュレーター社製)を用い、投影面最大径(D)(μm)および粒子の面積円相当径から球として算出したときの体積(V)(μm)から、以下の式により計算する。
f=V/D
なお、体積形状係数(f)がπ/6である粒子の形状は、球(真球)である。すなわち、体積形状係数(f)が0.4〜π/6のものは、実質的に球ないしは真球、ラグビーボールのような楕円球を含むものである。体積形状係数(f)が下限未満の粒子では、粒子の配置される状況によって形成される突起の形状が大きく異なり、得られる突起が不均一なものとなる。そして、得られる突起が不均一となると、例えば同じ摩擦係数のフィルムとしたとき、より表面粗さの粗いフィルムとなり、磁気記録媒体としたときなど、磁性層の表面が粗くなり、結果として得られる磁気記録媒体の電磁変換特性が低いものとなる。一方、体積形状係数が大きくなればなるほど、粒子の形状は球に近くなり、それはポリマーと粒子との界面が小さくなることを意味する。そのため、延伸によって粒子とポリマーの界面にはより大きな力が働きやすく、その結果ボイドが生じやすくなるが、前述のとおり、本発明では延伸応力の小さなポリマーを採用しているので、そのような球に近い粒子でもボイドを抑制することができる。
もちろん、本発明のポリエステル組成物およびフィルムは、上述のような有機高分子粒子を含有していればよく、単成分系に限られず粒径や組成の異なる他の架橋有機粒子を併用しても良いし、さらに前述のS10が100MPaを超えるそれ自体公知の有機高分子粒子や無機粒子などを本発明の目的を損なわない範囲でさらに併用する多成分系でもよい。具体的な無機粒子としては、前述の平均粒径を有するもので、ポリマー中で安定的に存在できるものであれば特に制限されず、それ自体公知のものを採用できる。具体的なフィルム中に含有させる粒子としては、金属酸化物(例えば、酸化アルミニウム、二酸化チタン、二酸化ケイ素(シリカ)、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムなど)、金属の炭酸塩(例えば、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなど)、金属の硫酸塩(例えば、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなど)、炭素(例えば、カーボンブラック、グラファイト、ダイアモンドなど)および粘土鉱物(例えば、カオリン、クレー、ベントナイトなど)など画挙げられる。なお、本発明の効果の点からは、ボイドを形成しやすい平均粒子径の大きな粒子や添加量の多い粒子として、前述のS10を満足する有機高分子粒子を用いるのが良い。
<成形品>
本発明のポリエステル組成物は、溶融製膜して、シート状に押出すことでフィルムとすることができる。磁気テープなどのベースフィルムとして用いる場合、ベースフィルムがフィルムにかかる応力などによって伸びないようにフィルム面方向における少なくとも一方向は、ヤング率が6.0GPa以上という高いヤング率を有することが好ましい。また、このように高いヤング率を得られるフィルムに具備させることで、通常ボイドが大量に発生しやすいが、本発明ではそのようなボイドの発生が抑制でき、しかも湿度膨張係数や温度膨張係数の低減を図ることができる。好ましいヤング率は、フィルムの長手方向が5.1〜11GPa、さらに5.2〜10GPa、特に5.5〜9GPaの範囲であり、フィルムの幅方向が5〜11GPa、さらに6〜10GPa、特に7〜10GPaの範囲である。
<ポリエステル組成物の製造方法>
つぎに、本発明におけるポリエステル組成物の製造方法について、詳述する。
まず、6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸もしくはそのエステル形成性誘導体と例えば2,6−ナフタレンジカルボン酸やテレフタル酸もしくはそのエステル形成性誘導体と、例えばエチレングリコールとをエステル化反応もしくはエステル交換反応させ、ポリエステル前駆体を製造する。そして、このようにして得られたポリエステル前駆体を重合触媒の存在下で重合し、必要に応じて固相重合などを施しても良い。このようにして得られるポリエステルのP−クロロフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン(重量比40/60)の混合溶媒を用いて35℃で測定した固有粘度は、0.4〜1.5dl/g、さらに0.5〜1.3dl/gの範囲にあることが取扱い性や機械的特性などの点から好ましい。なお、前述の構造式(I)と(II)の割合が異なる2種類のポリマーを作り、前述の構造式(I)と(II)の割合が目的となるようにそれらを溶融混練してもよい。
また、前述のポリエステル前駆体を製造する工程でエチレングリコール成分は、全酸成分のモル数に対して、1.1〜6倍、さらに2〜5倍、特に3〜5倍用いることが生産性の点から好ましい。
また、ポリエステルの前駆体を製造する際の反応温度としてはエチレングリコールの沸点以上で行うことが好ましく、特に190℃〜250℃の範囲で行なうことが好ましい。190℃よりも低いと反応が十分に進行しにくく、250℃よりも高いと副反応物であるジエチレングリコールが生成しやすい。また、反応を常圧下で行うこともできるが、さらに生産性を高めるために加圧下で反応を行ってもよい。より詳しくは反応圧力は絶対圧力で10kPa以上200kPa以下、反応温度は通常150℃以上250℃以下、好ましくは180℃以上230℃以下で、反応時間10分以上10時間以下、好ましくは30分以上7時間以下行われるのが好ましい。このエステル化反応やエステル交換反応によってポリエステル前駆体としての反応物が得られる。
ポリエステルの前駆体を製造する反応工程では、公知のエステル化もしくはエステル交換反応触媒を用いてもよい。例えばアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、チタン化合物などが上げられる。
つぎに、重縮合反応について説明する。まず、重縮合温度は得られるポリエステルの融点以上でかつ230〜280℃以下、より好ましくは融点より5℃以上高い温度から融点より30℃高い温度の範囲である。重縮合反応では通常50Pa以下の減圧下で行うのが好ましい。50Paより高いと重縮合反応に要する時間が長くなり且つ重合度の高い共重合ポリエステルを得ることが困難になる。
重縮合触媒としては、少なくとも一種の金属元素を含む金属化合物が挙げられる。なお、重縮合触媒はエステル化反応やエステル交換反応の触媒として併用してもよい。金属元素としては、チタン、ゲルマニウム、アンチモン、アルミニウム、ニッケル、亜鉛、スズ、コバルト、ロジウム、イリジウム、ジルコニウム、ハフニウム、リチウム、カルシウム、マグネシウムなどが挙げられる。より好ましい金属としては、チタン、ゲルマニウム、アンチモン、アルミニウム、スズなどであり、中でも、チタン化合物はエステル化反応やエステル交換反応と重縮合反応との双方の反応で、高い活性を発揮するので特に好ましい。
これらの触媒は単独でも、あるいは併用してもよい。かかる触媒量は、共重合ポリエステルの繰り返し単位のモル数に対して、0.001〜0.5モル%、さらには0.005〜0.2モル%が好ましい。
具体的な重縮合触媒としてのチタン化合物としては、例えば、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、テトライソブチルチタネート、テトラ−tert−ブチルチタネート、テトラシクロヘキシルチタネート、テトラフェエルチタネート、テトラベンジルチタネート、蓚酸チタン酸リチウム、蓚酸チタン酸カリウム、蓚酸チタン酸アンモニウム、酸化チタン、チタンの縮合オルトエステル、チタンのオルトエステル又は縮合オルトエステルとヒドロキシカルボン酸からなる反応生成物、チタンのオルトエステル又は縮合オルトエステルとヒドロキシカルボン酸とリン化合物からなる反応生成物、チタンのオルトエステル又は縮合オルトエステルと少なくとも2個のヒドロキシル基を有する多価アルコール、2−ヒドロキシカルボン酸、又は塩基からなる反応生成物などが挙げられる。
ところで、前述の有機高分子粒子の添加方法としては、特に制限されず、それ自体公知の添加方法を採用できる。例えば、重合反応段階でグリコールスラリーの状態で有機高分子粒子を添加する方法や、得られたポリマーに混練押出機で有機高分子粒子を溶融混練する方法などが挙げられる。有機高分子粒子の分散性の観点からは、重合反応段階でグリコールスラリーの状態で粒子を添加して高濃度で粒子を含有するポリエステル組成物の粒子マスターポリマーを作成し、該粒子マスターポリマーを、粒子を含有しないポリエステルで希釈するのが好ましい。
本発明のポリエステル組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の熱可塑性ポリマー、紫外線吸収剤等の安定剤、酸化防止剤、可塑剤、滑剤、難燃剤、離型剤、顔料、核剤、充填剤あるいはガラス繊維、炭素繊維、層状ケイ酸塩などを必要に応じて配合しても良い。他種熱可塑性ポリマーとしては、脂肪族ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート、ABS樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリエーテルイミド、ポリイミドなどが挙げられる。
<フィルムの製造方法>
本発明のポリエステル組成物を原料とし、これを乾燥後、該ポリエステル組成物の融点(Tm:℃)ないし(Tm+50)℃の温度に加熱された押出機に供給して、例えばTダイなどのダイよりシート状に押出す。なお、使用する本発明のポリエステル組成物は、1種類に限られず、例えば前述の構造式(I)の割合が多いポリマーと、前述の構造式(II)の多いポリマーとを作り、前述の構造式(I)と(II)の割合が目的の範囲となるようにそれらを溶融混練して用いてもよく、そのような方法を採用することで、前述の構造式(I)と(II)の割合を任意に且つ簡便に変更することができる。この押出されたシート状物を回転している冷却ドラムなどで急冷固化して未延伸フィルムとし、さらに該未延伸フィルムを二軸延伸することで二軸配向フィルムとすることができる。
なお、後述の延伸を進行させやすくする観点から、冷却ドラムによる冷却は非常に速やかに行なうことが好ましく、特許文献4に記載されるような80℃といった高温ではなく、20〜60℃という低温で行なうことが好ましい。このような低温で行うことで、未延伸フィルムの状態での結晶化が抑制され、その後の延伸をよりスムーズに行える。
二軸延伸としては、逐次二軸延伸でも同時二軸延伸でもよい。
ここでは、逐次二軸延伸で、縦延伸、横延伸および熱処理をこの順で行う製造方法を一例として挙げて説明する。まず、最初の縦延伸はポリエステルのガラス転移温度(Tg:℃)ないし(Tg+40)℃の温度で、3〜8倍に延伸し、次いで横方向に先の縦延伸よりも高温で(Tg+10)〜(Tg+50)℃の温度で3〜8倍に延伸し、さらに熱処理としてポリマーの融点以下の温度でかつ(Tg+50)〜(Tg+150)℃の温度で1〜20秒熱固定処理するのが好ましい。なお、熱固定の時間はさらに1〜15秒が好ましい。
なお、通常であれば、延伸倍率を上げると製膜安定性が損なわれるが、本発明にかかるポリエステル組成物は延伸性が非常に高いので、そのような問題は無く、特に延伸倍率をより高くできることから、厚みが10μm以下、さらに8μm以下の薄いフィルムで特に有用である。なお、フィルムの厚みの下限は特に制限されないが、通常1μm程度、好ましくは3μmである。
前述の説明は逐次二軸延伸について説明したが、縦延伸と横延伸とを同時に行う同時二軸延伸でも製造でき、例えば先で説明した延伸倍率や延伸温度などを参考にすればよい。
また、二軸配向ポリエステルフィルムが積層フィルムの場合、2種以上の溶融ポリエステル組成物をダイ内で積層してからフィルム状に押出し、好ましくはそれぞれのポリエステル組成物の融点(Tm:℃)ないし(Tm+70)℃の温度で押出すか、2種以上の溶融ポリエステル組成物をダイから押出した後に積層し、急冷固化して積層未延伸フィルムとし、ついで前述の単層フィルムの場合と同様な方法で二軸延伸および熱処理を行うとよい。このとき、全てのフィルム層が本発明のポリエステル組成物である必要はなく、少なくとも一つのフィルム層が本発明のポリエステル組成物からなるものであれば良い。また、二軸配向フィルムの表面に塗布層を設けてもよく、その場合、前記した未延伸フィルムまたは一軸延伸フィルムの片面または両面に所望の塗布液を塗布し、後は前述の単層フィルムの場合と同様な方法で二軸延伸および熱処理を行うことが好ましい。
本発明によれば、本発明のポリエステル組成物からなる二軸配向ポリエステルフィルムをベースフィルムとし、その一方の面に非磁性層および磁性層をこの順で形成し、他方の面にバックコート層を形成することで磁気記録テープとすることもできる。
以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明では、以下の方法により、その特性を測定および評価した。
(1)固有粘度
得られたポリエステルの固有粘度はP−クロロフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン(40/60重量比)の混合溶媒を用いてポリマーを溶解して35℃で測定して求めた。
(2)共重合量
グリコール成分については、試料10mgをp−クロロフェノール:1,1,2,2−テトラクロロエタン=3:1(容積比)混合溶液0.5mlに80℃で溶解し、イソプロピルアミンを加えて、十分に混合した後に600MのH−NMR(日立電子製 JEOL A600)にて80℃で測定し、それぞれのグリコール成分量を測定した。
また、芳香族ジカルボン酸成分については、試料50mgをp−クロロフェノール:1,1,2,2−テトラクロロエタン=3:1混合溶液0.5mlに140℃で溶解し、400M 13C−NMR(日立電子 JEOL A600)にて140℃で測定し、それぞれの酸成分量を測定した。
(3)ヤング率
得られたフィルムを試料巾10mm、長さ15cmで切り取り、チャック間100mm、引張速度10mm/分、チャート速度500mm/分の条件で万能引張試験装置(東洋ボールドウィン製、商品名:テンシロン)にて引っ張る。得られた荷重―伸び曲線の立ち上がり部の接線よりヤング率を計算する。
(4)温度膨張係数(αt)
得られたフィルムを、フィルムの幅方向が測定方向となるように長さ15mm、幅5mmに切り出し、真空理工製TMA3000にセットし、窒素雰囲気下(0%RH)、60℃で30分前処理し、その後室温まで降温させる。その後25℃から70℃まで2℃/minで昇温して、各温度でのサンプル長を測定し、次式より温度膨張係数(αt)を算出する。なお、測定方向が切り出した試料の長手方向であり、5回測定し、その平均値を用いた。
αt={(L60−L40)}/(L40×△T)}+0.5
ここで、上記式中のL40は40℃のときのサンプル長(mm)、L60は60℃のときのサンプル長(mm)、△Tは20(=60−40)℃、0.5は石英ガラスの温度膨張係数(×10−6/℃)である。
(5)湿度膨張係数(αh)
得られたフィルムを、フィルムの幅方向が測定方向となるように長さ15mm、幅5mmに切り出し、真空理工製TMA3000にセットし、30℃の窒素雰囲気下で、湿度30%RHと湿度70%RHにおけるそれぞれのサンプルの長さを測定し、次式にて湿度膨張係数を算出する。なお、測定方向が切り出した試料の長手方向であり、5回測定し、その平均値をαhとした。
αh=(L70−L30)/(L30×△H)
ここで、上記式中のL30は30%RHのときのサンプル長(mm)、L70は70%RHのときのサンプル長(mm)、△H:40(=70−30)%RHである。
(6)粒子の平均粒径(μm)、体積形状係数(f)
ポリエステル組成物を押出機に投入し、300℃の溶融状態でダイから押出し、厚さ1mmの未延伸シートとし、これを試料として走査型電子顕微鏡用試料台に固定し、日本電子(株)製スパッターリング装置(JFC−1100型イオンエッチング装置)を用いて試料表面に下記条件にてイオンエッチング処理を施す。条件は、ベルジャー内に試料を設置し、約10−3Torrの真空状態まで真空度を上げ、電圧0.25kV、電流12.5mAにて約10分間イオンエッチングを実施する。更に同装置にて、試料表面に金スパッターを施し、走査型電子顕微鏡にて5,000〜10,000倍で観察し、日本レギュレーター(株)製ルーゼックス500にて1000個の粒子について、投影面最大径(D)(μm)と面積円相当径(d)とを求めた。そして、粒子1000個の面積円相当径(d)を平均値を平均粒径とした。また、個々の粒子の面積円相当径(d)を用いて、粒子の形状が球であるとして換算したときの体積(V)(μm)を算出し、下記式(1)によりそれぞれの粒子の体積球状係数を計算し、それらの平均値を体積球状計数(f)とした。
f=V/D (1)
なお、ポリエステル組成物に添加する前の粒子の平均粒径は、イオンエッチングを行なわずに粒子のまま同様な測定を行なった。
(7)粒子の含有量
ポリエステルは溶解し粒子は溶解させない溶媒を選択し、ポリエステル組成物を溶解処理した後、粒子をポリエステルから遠心分離し、ポリエステル組成物の全体重量に対する粒子重量の比率(重量%)をもって粒子の含有量とする。
(8)ボイド比の測定
試料フィルム小片を走査型電子顕微鏡用試料台に固定し、日本電子(株)製スパッターリング装置(JFC−1100型イオンエッチング装置)を用いてフィルム表面に下記条件にてイオンエッチング処理を施す。条件は、ベルジャー内に試料を設置し、約10−3Torrの真空状態まで真空度を上げ、電圧0.25kV、電流12.5mAにて約10分間イオンエッチングを実施する。更に同装置にて、フィルム表面に金スパッターを施し、走査型電子顕微鏡にて20,000倍で観察し、得られた画像から日本レギュレーター(株)製ルーゼックス500により画像解析処理を行い、粒子の周囲にボイドによる境界が確認できるものを抽出し、個々の粒子について粒子面積及びボイド面積を求め、次の定義によりボイド比を算出する。
ボイド比=(粒子面積+ボイド面積)/粒子面積
この測定を粒子100個について実施し、その平均値をもってボイド比とした。ボイド比が小さいほどボイドが小さく良好と判断される。
(9)粒子の10%変形時の強度(S10)
島津製作所(株)製の微小圧縮試験機(MCTM−201型)を使用して、負荷速度:0.0145gf/s、0〜1gfまでの負荷を加えて変形量(負荷を加える端子間の距離)を測定した。そして、粒子が10%変形した時の荷重P(kgf)から、下式に従い、S10(この測定を計10回行い、10回の平均値をS10とした)を計算した。
S=27.44P/πd (MPa)
ここで、dは前述の走査型電子顕微鏡で測定される粒子の面積から円相当径として算出される粒径(mm)を表している。
この粒子のS10は、ポリエステルフィルム中の粒子についても測定が可能であり、例えばo−クロロフェノールやアルカリ等でポリエステルを溶解し、粒子のみを分離、乾燥して同様の方法で測定することができる。また、粒子径が0.5μm未満の粒子は、該粒子と同一組成の1〜3μmの粒子のS10を該粒子のS10と定義した。
(10)中心面平均粗さ(Ra)
Zygo社製 非接触三次元表面構造解析顕微鏡(NewView5022)を用いて測定倍率25倍、測定面積283μm×213μm(=0.0603mm)の条件にて測定し、該粗さ計に内臓された表面解析ソフトにより中心面平均粗さRaを以下の式より求めた。
Figure 0005209263
Zjkは測定方法(283μm)、それと直行する方法(213μm)をそれぞれM分割、N分割したときの各方向のj番目、k番目の位置における2次元粗さチャート上の高さである。
[実施例1]
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸そしてエチレングリコールとを、チタンテトラブトキシドの存在下でエステル化反応およびエステル交換反応を行い、さらに引き続いて重縮合反応を行って、固有粘度0.66dl/gで、酸成分の73モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の27モル%が6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、グリコール成分の98モル%がエチレングリコール成分、2モル%がジエチレングリコール成分である芳香族ポリエステルを得た。なお、該芳香族ポリエステルには、重縮合反応の前に表1に示すように粒子1を含有させた。この芳香族ポリエステルの融点は240℃、ガラス転移温度は117℃であった。
このようにして得られた芳香族ポリエステルを、押し出し機に供給して290℃でダイから溶融状態で回転中の温度50℃の冷却ドラム上にシート状に押し出し未延伸フィルムとした。そして、製膜方向に沿って回転速度の異なる二組のローラー間で、上方よりIRヒーターにてフィルム表面温度が135℃になるように加熱して縦方向(製膜方向)の延伸を、延伸倍率6.2倍で行い、一軸延伸フィルムを得た。そして、この一軸延伸フィルムをステンターに導き、140℃で横方向(幅方向)に延伸倍率6.3倍で延伸し、その後200℃で10秒間熱固定処理を行い、厚さ6μmの二軸延伸フィルムを得た。
得られたポリエステル組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[実施例2〜4]
実施例1において、粒子1を表1に示すように粒子2〜4にそれぞれ変更した以外は同様な操作を繰り返した。
得られたポリエステル組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[実施例5]
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸そしてエチレングリコールとを、チタンテトラブトキシドの存在下でエステル化反応およびエステル交換反応を行い、さらに引き続いて重縮合反応を行って、固有粘度0.72dl/gで、酸成分の94モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の6モル%が6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、グリコール成分の99モル%がエチレングリコール成分、1モル%がジエチレングリコール成分である芳香族ポリエステルを得た。なお、該芳香族ポリエステルには、重縮合反応の前に表1に示すように粒子5を含有させた。この芳香族ポリエステルの融点は255℃、ガラス転移温度は119℃であった。
このようにして得られた芳香族ポリエステルを、押し出し機に供給して290℃でダイから溶融状態で回転中の温度60℃の冷却ドラム上にシート状に押し出し未延伸フィルムとした。そして、製膜方向に沿って回転速度の異なる二組のローラー間で、上方よりIRヒーターにてフィルム表面温度が140℃になるように加熱して縦方向(製膜方向)の延伸を、延伸倍率5.3倍で行い、一軸延伸フィルムを得た。そして、この一軸延伸フィルムをステンターに導き、140℃で横方向(幅方向)に延伸倍率4.0倍で延伸し、その後200℃で10秒間熱固定処理を行い、厚さ8μmの二軸延伸フィルムを得た。
得られたポリエステル組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[実施例6]
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸そしてエチレングリコールとを、チタンテトラブトキシドの存在下でエステル化反応およびエステル交換反応を行い、さらに引き続いて重縮合反応を行って、固有粘度0.77dl/gで、酸成分の80モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の20モル%が6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、グリコール成分の99モル%がエチレングリコール成分、1モル%がジエチレングリコール成分である芳香族ポリエステルを得た。なお、該芳香族ポリエステルには、重縮合反応の前に表1に示すように粒子6を含有させた。この芳香族ポリエステルの融点は252℃、ガラス転移温度は116℃であった。
このようにして得られた芳香族ポリエステルを、押し出し機に供給して290℃でダイから溶融状態で回転中の温度50℃の冷却ドラム上にシート状に押し出し未延伸フィルムとした。そして、製膜方向に沿って回転速度の異なる二組のローラー間で、上方よりIRヒーターにてフィルム表面温度が135℃になるように加熱して縦方向(製膜方向)の延伸を、延伸倍率5.5倍で行い、一軸延伸フィルムを得た。そして、この一軸延伸フィルムをステンターに導き、140℃で横方向(幅方向)に延伸倍率4.3倍で延伸し、その後210℃で10秒間熱固定処理を行い、厚さ6μmの二軸延伸フィルムを得た。
得られたポリエステル組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[実施例7]
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸そしてエチレングリコールとを、チタンテトラブトキシドの存在下でエステル化反応およびエステル交換反応を行い、さらに引き続いて重縮合反応を行って、固有粘度0.77dl/gで、酸成分の65モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の35モル%が6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、グリコール成分の98モル%がエチレングリコール成分、2モル%がジエチレングリコール成分である芳香族ポリエステルを得た。なお、該芳香族ポリエステルには、重縮合反応の前に表1に示すように粒子6を含有させた。この芳香族ポリエステルの融点は247℃、ガラス転移温度は116℃であった。
このようにして得られた芳香族ポリエステルを、押し出し機に供給して290℃でダイから溶融状態で回転中の温度50℃の冷却ドラム上にシート状に押し出し未延伸フィルムとした。そして、製膜方向に沿って回転速度の異なる二組のローラー間で、上方よりIRヒーターにてフィルム表面温度が140℃になるように加熱して縦方向(製膜方向)の延伸を、延伸倍率5.5倍で行い、一軸延伸フィルムを得た。そして、この一軸延伸フィルムをステンターに導き、140℃で横方向(幅方向)に延伸倍率6.0倍で延伸し、その後210℃で10秒間熱固定処理を行い、厚さ7μmの二軸延伸フィルムを得た。
得られたポリエステル組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[実施例8]
テレフタル酸ジメチル、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸そしてエチレングリコールとを、チタンテトラブトキシドの存在下でエステル化反応およびエステル交換反応を行い、さらに引き続いて重縮合反応を行って、固有粘度0.73dl/gで、酸成分の65モル%がテレフタル酸成分、酸成分の35モル%が6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、グリコール成分の98.5モル%がエチレングリコール成分、1.5モル%がジエチレングリコール成分である芳香族ポリエステルを得た。なお、該芳香族ポリエステルには、重縮合反応の前に表1に示すように粒子6を含有させた。この芳香族ポリエステルの融点は233℃、ガラス転移温度は91℃であった。
このようにして得られた芳香族ポリエステルを、押し出し機に供給して290℃でダイから溶融状態で回転中の温度40℃の冷却ドラム上にシート状に押し出し未延伸フィルムとした。そして、製膜方向に沿って回転速度の異なる二組のローラー間で、上方よりIRヒーターにてフィルム表面温度が110℃になるように加熱して縦方向(製膜方向)の延伸を、延伸倍率4.0倍で行い、一軸延伸フィルムを得た。そして、この一軸延伸フィルムをステンターに導き、120℃で横方向(幅方向)に延伸倍率4.5倍で延伸し、その後210℃で3秒間熱固定処理を行い、厚さ10μmの二軸延伸フィルムを得た。
得られたポリエステル組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[実施例9]
テレフタル酸ジメチル、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸そしてエチレングリコールとを、チタンテトラブトキシドの存在下でエステル化反応およびエステル交換反応を行い、さらに引き続いて重縮合反応を行って、固有粘度0.68dl/gで、酸成分の80モル%がテレフタル酸成分、酸成分の20モル%が6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、グリコール成分の98モル%がエチレングリコール成分、2モル%がジエチレングリコール成分である芳香族ポリエステルを得た。なお、該芳香族ポリエステルには、重縮合反応の前に表1に示すように粒子6を含有させた。この芳香族ポリエステルの融点は230℃、ガラス転移温度は85℃であった。
このようにして得られた芳香族ポリエステルを、押し出し機に供給して290℃でダイから溶融状態で回転中の温度30℃の冷却ドラム上にシート状に押し出し未延伸フィルムとした。そして、製膜方向に沿って回転速度の異なる二組のローラー間で、上方よりIRヒーターにてフィルム表面温度が105℃になるように加熱して縦方向(製膜方向)の延伸を、延伸倍率5.0倍で行い、一軸延伸フィルムを得た。そして、この一軸延伸フィルムをステンターに導き、115℃で横方向(幅方向)に延伸倍率5.0倍で延伸し、その後210℃で3秒間熱固定処理を行い、厚さ10mの二軸延伸フィルムを得た。
得られたポリエステル組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
参考例1
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸そしてエチレングリコールとを、チタンテトラブトキシドの存在下でエステル化反応およびエステル交換反応を行い、さらに引き続いて重縮合反応を行って、固有粘度0.70dl/gで、酸成分の30モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の70モル%が6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、グリコール成分の98モル%がエチレングリコール成分、2モル%がジエチレングリコール成分である芳香族ポリエステルを得た。なお、該芳香族ポリエステルには、重縮合反応の前に表1に示すように粒子6を含有させた。この芳香族ポリエステルの融点は268℃、ガラス転移温度は101℃であった。
このようにして得られた芳香族ポリエステルを、押し出し機に供給して300℃でダイから溶融状態で回転中の温度50℃の冷却ドラム上にシート状に押し出し未延伸フィルムとした。そして、製膜方向に沿って回転速度の異なる二組のローラー間で、上方よりIRヒーターにてフィルム表面温度が135℃になるように加熱して縦方向(製膜方向)の延伸を、延伸倍率4.0倍で行い、一軸延伸フィルムを得た。そして、この一軸延伸フィルムをステンターに導き、140℃で横方向(幅方向)に延伸倍率3.8倍で延伸し、その後200℃で10秒間熱固定処理を行い、厚さ10μmの二軸延伸フィルムを得た。
得られたポリエステル組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[実施例11〜16]
実施例1において、表1に示すように粒子1の平均粒径および含有量を変更した以外は同様な操作を繰り返した。
得られたポリエステル組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[比較例1]
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルとエチレングリコールとを、チタンテトラブトキシドの存在下でエステル化反応およびエステル交換反応を行い、さらに引き続いて重縮合反応を行って、固有粘度0.62dl/gで、グリコール成分の1.5モル%がジエチレングリコール成分であるポリエチレン−2,6−ナフタレートを得た。なお、該ポリエチレン−2,6−ナフタレートには、重縮合反応の前に表1に示すように粒子1を、得られる樹脂組成物の重量を基準として、0.1重量%となるように含有させた。このポリエチレン−2,6−ナフタレートの融点は270℃、ガラス転移温度は120℃であった。
このようにして得られたポリエチレン−2,6−ナフタレートを、押し出し機に供給して300℃でダイから溶融状態で回転中の温度60℃の冷却ドラム上にシート状に押し出し未延伸フィルムとした。そして、製膜方向に沿って回転速度の異なる二組のローラー間で、上方よりIRヒーターにてフィルム表面温度が140℃になるように加熱して縦方向(製膜方向)の延伸を、延伸倍率3.0倍で行い、一軸延伸フィルムを得た。そして、この一軸延伸フィルムをステンターに導き、140℃で横方向(幅方向)に延伸倍率4.3倍で延伸し、その後200℃で10秒間熱固定処理を行い、厚さ10μmの二軸延伸フィルムを得た。
得られたポリエステル組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[比較例2]
比較例1において、製膜方向の延伸温度を140℃に、製膜方向の延伸倍率を4.0倍に、幅方向の延伸温度を140℃に、幅方向の延伸倍率を4.0倍に、熱固定処理温度を200℃に変更するほかは同様な操作を繰り返して二軸延伸フィルムを得た。
得られた二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[比較例3]
比較例1において、製膜方向の延伸温度を140℃に、製膜方向の延伸倍率を4.5倍に、幅方向の延伸温度を140℃に、幅方向の延伸倍率を3.4倍に、熱固定処理温度を200℃に変更するほかは同様な操作を繰り返して二軸延伸フィルムを得た。
得られた二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[比較例4]
比較例1において粒子1を表1に示すように粒子7に変更した以外は同様な操作を繰り返した。
得られた二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
[比較例5]
比較例1において、粒子1の平均粒子径と含有量を変更した以外は同様な操作を繰り返した。
得られたポリエステル組成物および二軸配向ポリエステルフィルムの特性を表1に示す。
Figure 0005209263
表1中のNAは2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、ENAは6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、粒子1はブチルアクリレート(70重量%)−ジビニルベンゼン(30重量%)の架橋有機粒子、粒子2はブチルアクリレート(45重量%)−ジビニルベンゼン(55重量%)の架橋有機粒子、粒子3は2ーエチルヘキシルアクリレート(60重量%)−エチレングリコールジメタクリレート(40重量%)の架橋有機粒子、粒子4はメチルメタクリレート(60重量%)−ジビニルベンゼン(40重量%)の架橋有機粒子、粒子5はオクチルアクリレート(50重量%)−ジビニルベンゼン(50重量%)の架橋有機粒子、粒子6はCHSiO1.5成分(45重量%)−(CHSiO成分(55重量%)の架橋有機粒子、粒子7はスチレン(15重量%)−ジビニルベンゼン(85重量%)の架橋有機粒子、fは粒子の体積球状係数、MDはフィルムの製膜方向、TDはフィルムの幅方向、αhは湿度膨張係数、αtが温度膨張係数を示す。
本発明のポリエステル組成物は、フィルム、ボトルまたは繊維などの材料として用いることができる。特に二軸配向ポリエステルフィルムとした場合、従来のポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートやポリアルキレン−6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエートでは達成できなかったような優れた寸法安定性を有しながらもボイドが小さく、しかも滑り性などの発現するための表面の凹凸も付与しやすい、特に高密度磁気記録媒体のベースフィルムとして、好適に使用することができる。
本発明における粒子の強度(S10)の測定方法を示す概略縦断面図である。
符号の説明
1 下部加圧圧子
2 上部加圧圧子
3 粒子

Claims (4)

  1. 酸成分が下記構造式(I)および(II)からなり、下記構造式(I)の割合が、全酸成分のモル数を基準として、5モル%以上50モル%未満の範囲にあること、およびグリコール成分が下記構造式(III)であることを具備するポリエステルと、10%変形させた時の強度が100MPa以下でかつ平均粒径が0.05〜5μmの範囲にある有機高分子粒子とからなることを特徴とするポリエステル組成物。
    Figure 0005209263
    (上記構造式(I)中のRは炭素数1〜10のアルキレン基を、上記構造式(II)中のRはフェニレン基またはナフタレンジイル基、上記構造式(III)中のRは炭素数2〜4のアルキレン基を示す。)
  2. 該芳香族ポリエステルは融点が200〜260℃の範囲にある請求項1記載のポリエステル組成物。
  3. 有機高分子粒子の含有量が、組成物の重量を基準として、0.01〜50重量%である請求項1記載のポリエステル組成物。
  4. 有機高分子粒子がビニル系樹脂、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド、シリコ−ン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニルエステル、フェノ−ル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の粒子である請求項1記載のポリエステル組成物。
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