JPH01223156A - ポリエステル組成物及びそれからなる二軸延伸ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はポリエステル組成物及びそれからなる二軸延伸
ポリエステルフィルムに関し、更に詳しくは特定のシリ
コン樹脂粒子と特定の不活性無機粒子を含有し、フィル
ムやＩＩ維に成形すると平坦で滑り性及び耐削れ性に侵
れた成形体を得るポリエステル組成物及びそれからなる
二軸延伸ポリエステルフィルムに関する。

［従来の技ＩＩＥ］ ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル
は、その優れた物理的および化学的特性の故に磁気テー
プ用、写真用、コンデンサー用、包装用などのフィルム
として、衣料用、産業用などの繊維として、また、シー
ト、チューブなどの成形品として広く用いられている。

これらの成形品においては、その滑り性、耐削れ性は成
形品の製造工程および各用途における加工工程の作業性
の良否、さらにはその製品品質を左右する大きな要因と
なってる。特に磁気テープ用フィルムとして使用する場
合には、磁性層塗布時におけるコーティングロールとフ
ィルム表面との摩擦、摩耗が極めて激しく、工程上およ
び品質上のトラブルが発生しやすい。

また磁気テープ製品として使用する場合においてもガイ
ド部、ヘッド等との間で摩耗が著し−く生じ、擦り傷、
歪の発生、さらにはポリエステルフィルム表面の削れ等
による白粉状物質を発生させる結果、磁気記録信号の欠
落、即ち、ドロップアウトの大きな原因となることが多
く。

このような問題を解決する目的でフィルム表面に凹凸を
付与し、フィルム−フィルム間又はフィルム−ガイド等
との間の接触面積を減少せしめる方法が一般的に採用さ
れており、例えば、酸化チタン、炭酸カルシウム等の微
粒子を添加せしめる方法が用いられている。

これら原料高分子中の微粒子は、その粒径が大きいほど
滑り性改良効果が大きい。

しかしながら、微粒子の大きさを大きくすると、一般に
耐摩耗性が低下し、１２落などの問題を生じるため、滑
り性と耐摩耗性の両特性を同時に満足ずべき要求がなさ
れている。

このような目的で特開昭６２−１７２０３１号公報では
オルガノポリシロキサン樹脂粒子を添加した二軸延伸ポ
リエステルフィルムが提案されているがこの方法でも必
ずしも耐摩耗性改良効果は十分ではない。

本発明者らはかかる問題について、鋭意検討した結果、
特定のシリコン樹脂粒子と特定の不活性無機粒子を併用
するとこの問題を一挙に解決できることを見い出し、本
発明に到達した。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上記した問題点を解決し、成形品に成
形した場合に、滑り性と耐削れ性に優れたポリエステル
組成物及びそれからなる二軸延伸ポリエステルフィルム
を（２供することにある。

［Ｒ１題を解決するための手段］ 前記した本発明の目的はポリエステル中に（イ）＠造単
位の１０モル％以上の組成が下記一般式［Ｉ］で表わさ
れる平均粒子径０．０１〜５μｍのシリコン樹脂粒子を
０．００５〜１０１量％と（ロ）平均粒子径０．０１〜
５μｍの不活性無機粒子を０．００５〜１ｏ重量％配合
してなるポリエステル組成物及びそれからなる二軸延伸
ポリエステルフィルムによって達成できる。

Ｒ＋５ｉ０３／２　　　　　　・・・・−［Ｉ］但し、
Ｒ１はＣｎ　Ｈ２ｎ−１（ｎ　−１〜１０の整数）基ま
たはフェニル基である。

本発明におけるポリエステルは、芳香族ジカルボン酸を
主たるカルボン酸成分として、脂肪族グリコールを主た
るグリコール成分とするポリエステルである。ポリエス
テルは実質的に線状であり、そしてフィルム形成性、特
に溶融成形によるフィルム形成性を有する。

芳香族ジカルボン酸としては、例えばテレフタル酸、ナ
フタレンジカルボン酸、イソフタル酸、ジフェノキシエ
タンジカルボン酸、ビス（クロルフェノキシ）エタンジ
カルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエー
テルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、
ジフェニルケトンシカＪレボン酸、アントラセンジカル
ボン酸等を挙げることができる。脂肪族グリコールとし
ては、例えばエチレングリコール、トリメチレングリコ
ール、テトラメチレン７グリコール、ペンタメチレング
リコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレング
リコールの如き炭素数２〜１０のポリエチレングリコー
ルあるいはシクロヘキサンジメタツールの如き脂環族ジ
オール等を挙げることができる。

本発明において、ポリエステルとしては例えばアルキレ
ンテレフタレート又はアルキレンナフタレートを主たる
構成成分とするものが好ましく用いられる。

かかるポリエステルのうちでも、例えばボリエチレンテ
レフタレート、ポリエチレー２，６−ナフタレートとは
もちろんのこと、例えば全ジカルボン酸成分の８０モル
％以上がテレフタル酸又は２，６−ナフタレンジカルボ
ン酸であり、全グリコール成分の８０モル％以上がエチ
レングリコールである重合体が好ましい。その際、全カ
ルボン酸成分の２０モル％以下のジカルボン酸は上記芳
香族ジカルボン酸であることができ、また例えば、アジ
ピン酸、セパチン酸の如き脂肪族ジカルボン酸ニジクロ
ヘキサン−１，４−ジカルボン酸の如き脂環族ジカルボ
ン酸等であることができる。また、全グリコール成分の
２０モル％以下は、エチレングリコール以外の上記グリ
コールであることができ、また例えば、ハイドロキノン
、レゾルシノール、２゜２−ビス（４−ヒドロキシフェ
ニル）プロパンの如き芳香族ジオール＝１．４−ジヒド
ロキシメチルベンゼンの如き芳香族を含む脂肪族ジオー
ル：ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル、ポリテトラメチレングリコールの如きアルキレング
リコール（ポリオキシアルキレングリコール）等である
こともできる。

また、本発明で用いるポリエステルには、例えば、ヒド
ロキシ安息香酸の如き芳香族オキシＭ：ω−ヒドロキシ
カプロン酸の如き脂肪族オキシ酸等のオキシカルボン酸
に由来する成分を、ジカルボン酸成分及びオキシカルボ
ン酸成分の総量に対して２０モル％以下で共重合あるい
は結合するものも包含される。

さらに本発明におけるポリエステルには実質的に線状で
ある範囲の瓜、例えば全酸成分に対し２モル％以下の量
で三官能以上のポリカルボン酸又はポリヒドロキシ化合
物、例えばトリメリット酸、ペンタエリストールを共重
合したものも包含される。

上記ポリエステルは、それ自体公知であり、且つそれ自
体公知の方法で製造することができる。また、上記ポリ
エステルとしては、Ｏ−クロロフェノール中の溶液とし
て３５℃で測定して求めた固有粘度が約０．４〜約１．
０のちのが好ましい。本発明のポリエステル組成物は、
そのポリエステル中に特定のシリコン樹脂１粒子と特定
の不活性無機粒子が不規則に混在していることが必要で
ある。また二軸延伸ポリエステルフィルムにした際は、
フィルム表面にシリコン樹脂粒子に由来する微細な突起
と不活性無機粒子に由来する微細な突起が不規則に混在
されていることが必要である。

この突起が従来のように、不活性無機粒子のみに由来す
る場合や、シリコン樹脂粒子のみ−に由来する場合は、
表面凹凸が大きくなるほど易滑性には優れるが耐削れ性
が悪くなる。しかしながら、特定のシリコン樹脂粒子に
由来する突―と特定の不活性無機粒子に由来する突起が
混在している場合は、易滑性と耐削れ性に優れた二軸延
伸フィルムとなる。

この原因は明らかではないが、ポリマの結晶該剤効果の
大きい不活性無機粒子と核剤効果の小さいシリコン樹脂
粒子をポリマ中に不規則に分散させることによってフィ
ルムに成形するとフィルム表面に結晶化度の異なる部分
がミクロに混在し、堅牢な表面となるためであると考え
られる。

本発明においてポリエステル中に含有させるシリコン樹
脂粒子とは、少なくとも構造単位中の１０モル％以上の
組成がＲ１５ｉ０３／２（但し、Ｒ１はＣｎ　Ｈ２ｎ−
１（ｎ　−１〜１０の整数）基またはフェニル基である
）で表わされる三官能性のオルガノポリシロキサンであ
り、下記のような三次元結合構造を有している。

−ｏ−ｓ　ｔ　−ｏ− このような三官能性オルガノポリシロキサンのｍ造割合
は１０モル％以上であり、好ましくは２０モル％以上、
さらに好ましくは５０モル％以上である。１０モル％よ
り少ない場合は耐熱性が悪くなり、ポリエステルの重合
や製膜工程で分解するため、ポリエステルの着色やフィ
ルム破れなどの問題を引き起こして好ましくない。

構成単位中の他の共重合成分としては二官能性オルガノ
ポリシロキサン又は別の三官能性オルガノポリシロキサ
ン誘導体等が挙げられるが、好ましくはＲ２Ｒ３５ｉＯ
（Ｒ２、Ｒ３はＣｎＨ２ｎ−１（ｎ−１〜１０の整数）
基またはフェニル基であり、同一でおっても異なっても
構わない）で表わされる二官能性オルガノポリシロキサ
ンが好ましい。

本発明で用いるシリコン樹脂粒子は平均粒径が０．０１
〜５μｍであり、好ましくは０．０５〜３μｍ１更に好
ましくは０．１〜２μｍである。平均粒径が０．０１μ
ｍ未満では滑り性が不充分であり、一方５μｍを越える
と表面平担性が不充分となってその結果、電磁変換特性
が悪化して好ましくない。

なお、ここでいう平均粒径とはストークスの式に基づい
て算出された等価級径粒度分布の積算５０％点における
径であられされる。

さらに、上記シリコン樹脂粒子は窒素雰囲気下３００℃
での減ｍ率が５％であることが好ましい。

通常このようなシリコン化合物は合成工程においてアミ
ノ系のアルカリ化合物を用いるが、最終的なシリコン樹
脂粒子表面にこれらの不純物が残っていると３００℃に
おける減量率が５％を越え、好ましくない。

窒素雰囲気下３００℃での減量率が５％を越えるとポリ
エステルの製造工程やフィルム、繊維の成形工程におい
て熱分解を生じ、ポリエステルの着色や重合遅延、ある
いはフィルム破れや糸切れなどを起こして好ましくない
。

本発明においてシリコン樹脂粒子の添加量はポリエステ
ルに対して０．００５〜１０ｆｆｌｆｎ％と、する必要
があり、好ましくは０．０１〜５重量％である。添加量
が０．００５重量％未満では滑り性が不充分となり、一
方、１０ｍｆ１％を越えると表面平担性が低下して、フ
ィルムに成形し、磁気テープに使用する際の電磁変換特
性を悪化させ好ましくない。

シリコン樹脂粒子は、上述の条件を満たせばその製法等
は何ら限定されない。

本発明においてポリエステル中に含有させる不活性無機
粒子とは、実質的にポリエステルに対して不溶、不融の
無機粒子を意味する。具体的には、酸化チタン、酸化ケ
イ素（シリカ）、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム
、酸化マグネシウムなどの金属酸化物、炭酸カルシウム
、炭酸マグネシウムなどの金属炭酸塩、リン酸カルシウ
ム、リン酸リチウムなどのリン酸塩、螢石、フッ化リチ
ウムなどのフッ素化合物、カオリン、ベントナイト白土
などの粘土類、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリ
ウムなどのチタンＭ塩、タルク、ゼオライトなどのケイ
Ｍｆｆｌ、硫化亜鉛、硫化モリブデンなどの硫化物、カ
ーボンブラック、グラフアイ１〜などの炭素などを挙げ
ることができるが、中でもタルク、カオリン、炭酸カル
シウム、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラ
ックが好ましく、さらに好ましくはカオリン、炭酸カル
シウム、シリカ、酸化チタンである。これらの不活性無
機粒子は天然に産するものを粉砕したものであっても溝
わないし、化学的方法によって合成したものであっても
構わない。

本発明で用いられる不活性無機粒子は平均粒径が０．０
１〜５μｍであり、好ましくは０゜０５〜３μｍ、更に
好ましくは０．１〜２μｍである。平均粒径が０．０１
μｍ未満では滑り性が不充分であり、一方５μｍを越え
ると表面平担性が不充分となってその結果、電磁変換特
性が悪化して好ましくない。

なお、ここでいう平均粒径は、前記したと同じく、スト
ークスの式に基づいて算出された等価球径粒度分布の積
算５０％添加量における径であられされる。

本発明において不活性無機粒子の添加量はポリエステル
に対して０．００５〜１０重量％とする必要があり、好
ましくは０．０１〜５１１％である。添加量が０．００
５重ｆｆｉ％未満では滑り性が不充分となり、一方、１
０１４１％を越えると表面平担性が低下してフィルムに
成形し、磁気テープに使用する際の電磁変換特性を悪化
させ好ましくない。

本発明においては前記したシリコン樹脂粒子と不活性無
機粒子を併用することに特徴がある。

両者の粒子径の比や添加量の比などは何ら限定されるも
のではない。またポリエステル中に配合する時期は、エ
ステル化反応またはエステル交換反応の初期から重縮合
反応終了までのいづれの時期でもよく、両者を同時ある
いは別々に添加しても構わない。ポリエステルの反応系
に添加する際は、粉体のまま添加しても構わないが、好
ましくは該反応系のグリコール成分を用いてグリコール
スラリーとして添加するのが良い。なお、このスラリー
を通常の攪拌処理や超音波処理などの分散処理を行なっ
た後、ポリエステル反応系に添加するとより好ましい。

本発明のポリエステル組成物を用いてフィルムに成形す
る際は、従来公知の二軸延伸フィルムの製造法に準じて
製造できる。例えばシリコン樹脂粒子と不活性無機粒子
を含有するポリエステルを溶ａ製膜して非晶質の未延伸
フィルムとし、次いで該未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
って製造される。

その際フィルム表面特性はポリエステル中のシリコン樹
脂粒子及び不活性無機粒子の粒径ヤ添加ｍなどによって
、また延伸条件によって変化するもので、従来の延伸条
件から適宜選択する。

また、ボイド、密度、熱収縮率なども延伸、熱処理時の
温度、倍率、速度などにより変化するので、これらの特
性を同時に満足する条件を定める。例えば延伸温度は一
段目延伸温度（例えば、縦方向延伸温度二Ｔ１）が（Ｔ
Ｏ−１０）℃から（Ｔｑ＋４５＞”Ｃの範囲（但し、Ｔ
ｑ：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（Ｔ＋＋１５
）”Ｃから（Ｔ＋＋４０）”Ｃの範囲から選択するとよ
い。また、延伸倍率は一軸延伸方向の延伸倍率が２．５
倍以上、特に３倍以上でかつ面積倍率が８倍以上、特に
１０イ８以上゛となる範囲から選択するとよい。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なく、電気
用途、包装用途および蒸着用フィルムなどの他の分野へ
も適用することができる。

また、このようなフィルムに限らず、繊維やその他エン
ジニアリングプラスチックとしても優れた特性を有する
成形物とすることができる。

［実施例］ 以下、実施例を挙げて本発明を更に説明する。

なお、本発明における種々の物性値および特性は以下の
如く測定されたものであり、また定義される。

（１）　　平均粒子径 シリコン樹脂粒子及び不活性無機粒子含有スラリーを通
常の液相沈降法を用いて、測定し、全粒子の５０Ｅｉｆ
１％の点にお１プる粒子の“等画法形直径”で示した。

なお、ここでいう°゛等価球形直径″とは該粒子と同じ
体積を有する仮想球の直径を意味する。

（２）３００℃における減量率 シリコン樹脂粒子の原末を１００℃で２時間乾燥後、熱
天秤を用いて窒素雰囲気下１０℃／分で昇温し、３００
℃に到達した時の重量の減少量を測定した。

（３）　　フィルム表面凹凸の粗さ フィルム表面を顕微光波干渉計によりＢ察し、得られた
表面凹凸の最高部と最低部の差をμｍ単位で表わした。

（４）　　フィルムの摩擦係数 フィルム走行時の金属ガイドをはざむ両則における張力
を測定し、動摩擦係数を求めた。

（５）　　フィルムの耐摩耗性 フィルムと細巾にスリットしたものを巻取機にかけ、中
間に！！！置した金属製ガイドレールにこすりつけて高
速走行さけた時に発生する白粉量を測定し、次のランク
付けで表わし、２級以上を合格とした。

１級　　白粉が発生する。

２級　　白粉がわずかに発生する。

３級　　白粉がかなり発生する。

４級　　白粉量が多い。

実施例１ 平均粒子径１．０μｍのシリコン樹脂粒子（構造単位中
の９０モル％がＣＨ３５ｉ０３／２）１０重量部、平均
粒子径０．５μｍの合成炭酸カルシウム粒子５０ＷＷ部
にエチレングリコール４０＠量部を加え、超音波で３０
分処理した後、１０μフイルタでろ過してシリコン樹脂
粒子と合成炭酸カルシウム粒子の混合スラリーを得た。

次にジメチルテレフタシー８１００重Ｉｔ部、エチレン
グリコール６５重量部、酢酸マグネシウム０．０７重量
部を仕込み、通常の方法でエステル交換反応を行なった
後、トリメチルホスフェート０．０４重量部、二酸化ア
ンチモン０゜０５重量部を加え、ざらに上述の該スラリ
ー１重量部を添加した後、通常の重縮合反応を行ない、
固有粘度０．６１５、軟化点２６１℃のポリエステル組
成物を得た。

次に得られたポリエステル組成物を用い、延伸倍率３．
３倍、横３．５倍、熱処理温度２１５℃、熱処理時間５
秒の条件にて厚さ１５μの二軸延伸フィルムを成形した
。得られたフィルムは表１に示したように、フィルム表
面粗さは０．０２５μ１．動摩擦係数は０．１４、フィ
ルムの耐摩耗性は１級であり、磁気テープ用途として十
分満足できる易滑性と耐摩耗性を兼ね備えてることが分
った。

実施例２〜３０ シリコン樹脂粒子中の三官能性オルガノポリシロキサン
構成割合、シリコン樹脂粒子と不活性無機粒子の粒子径
と添加ｍ１不活性無機粒子の種類を変え、実施例１と同
様な方法でボリエ゛ステル組成物と二軸延伸フィルムを
（ｑだ。

得られたフィルムの表面凹凸の粗さ、動摩擦係数、耐摩
耗性を表１〜表６に示した。

この表から判るように、１ｑ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易滑性と耐摩耗性
を有していた。

比較実施例１〜９ シリコン樹脂粒子中の三官能性オルガノポリシロキサン
の構成割合、シリコン樹脂粒子と不活性無機粒子の粒子
径と添加１１８よび不活性無機粒子の種類を変えて、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表面凹凸の
粗さ、動摩擦係数、耐摩耗性を表−７、表−８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
、易滑性には優れているが耐摩耗性が劣っていたり、製
膜時にフィルム破れが多発したりして、磁気テープ用途
としては十分な性能を有していなかった。

（以下余白） ［発明の効果］ 本発明で得られたポリエステ７し組成物はポリエステル
中に特殊なシリコン樹脂粒子と特殊な不活性粒子を各々
特定量含有しているので、成形品にした場合には、易滑
性と耐摩耗性の両者を兼ね備えた優れた特性を有する成
形物を作ることができる。

したがって、本発明のポリエステル組成物は繊維やフィ
ルム、その他エンジニアリングプラスチック分野などに
おいて有効であり、特に−二軸延伸ポリエステルフィル
ムは磁気テープ用途などにおいて好ましく用いることが
できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエステル中に（イ）構造単位の１０モル％以
   上の組成が下記一般式［ I ］で表わされる平均粒子径
   ０．０１〜５μｍのシリコン樹脂粒子を０．００５〜１
   ０重量％と（ロ）平均粒子径０．０１〜５μｍの不活性
   無機粒子を０．００５〜１０重量％配合してなるポリエ
   ステル組成物。 Ｒ＿１ＳｉＯ３／２・・・・・・［ I ］ 但し、Ｒ＿１はＣｎＨ２ｎ−１（ｎ＝１〜１０の整数）
   基またはフェニル基である。
2. （２）不活性無機粒子がタルク、カオリン、炭酸カルシ
   ウム、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブック
   よりなる群から選ばれた少なくとも一種である請求項（
   １）記載のポリエステル組成物。
3. （３）請求項（１）記載のポリエステル組成物からなる
   二軸延伸ポリエステルフィルム。（４）請求項（２）記
   載のポリエステル組成物からなる二軸延伸ポリエステル
   フィルム。