JPH05302020A - 熱可塑性ポリエステル組成物およびそれからなるフイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】カッパ型酸化アルミニウム粒子を含有してなる
熱可塑性ポリエステル組成物およびそれからなるフイル
ム。 【効果】フイルムに成形した場合、磁気記録媒体用途な
どにおいて耐摩耗性に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱可塑性ポリエステル組
成物およびそれからなるフイルムに関する。さらに詳し
くは耐摩耗性に優れた磁気記録媒体用等のフイルムを得
るに適した熱可塑性ポリエステル組成物およびそれから
なるフイルムに関する。

【０００２】

【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的特性を有して
おり、フイルム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、一般に不活性粒
子は該ポリエステルとの親和性に欠け、耐摩耗性に劣る
といった問題があった。

【０００３】従来からこの問題を解決すべく、不活性粒
子の表面処理の検討がなされており、例えば、特開昭６
３−２２１１５８号公報や特開昭６３−２８０７６３号
公報（コロイダルシリカ粒子表面をグリコール基で改質
する）、特開昭６３−３１２３４５号公報（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）、特開昭
６２−２３５３５３号公報（炭酸カルシウム粒子をリン
化合物で表面処理する）などが提案されている。

【０００４】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
ような場合は、粒子の脱落を生じる。このため特殊な粒
子を使用することが最近提案されてきており、例えば、
特開昭６２−１７２０３１号公報（シリコン粒子）、特
開平２−１２９２３０号公報（デルタ型酸化アルミニウ
ム粒子）などが提案されているが、いまだ不十分であ
る。

【０００５】

【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、特にカッパ型
酸化アルミニウム粒子を熱可塑性ポリエステルに配合せ
しめて、フイルムを形成した場合、耐摩耗性に優れてい
るフイルムを得ることができる組成物およびそれからな
るフイルムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的
は、カッパ型酸化アルミニウム粒子を含有してなる熱可
塑性ポリエステル組成物およびそれからなるポリエステ
ルフイルムによって達成できる。

【０００７】酸化アルミニウム粒子の結晶構造は、Ｘ線
回折法において、回折Ｘ線の現われる回折角２θ値から
同定できる。カッパ型の結晶構造に対して、標準となる
２θ値の組は複数知られているが、主な２θ値は１４．
４，１９．７，２８．２，２９．２，３１．８，３５．
０，３７．４，３８．８，４２．４，４８．４，４９．
８，５２．２，５６．０，６３．７，６４．７，６７．
９（度）などである。

【０００８】図１にカッパ型の酸化アルミニウム粒子の
Ｘ線回折法の分析結果を示す。

【０００９】酸化アルミニウム粒子には、アルファ型、
ガンマ型、デルタ型、シータ型、イータ型、カッパ型
等、種々の結晶構造が知られているが、それらは各粒子
の合成法により決めることができる。

【００１０】本発明のカッパ型酸化アルミニウム粒子は
ギブサイトやトーダイトを例えば９００〜１３００℃焼
成することにより生成することができる。

【００１１】酸化アルミニウム粒子の中で、特にカッパ
型酸化アルミニウム粒子をポリエステルに配合すると、
フイルムにした際の耐摩耗性に非常に優れたものとな
る。この理由は不明であるが、本発明の結晶構造を有す
る酸化アルミニウム粒子がポリエステルとの親和性が高
いためではないかと考えられる。

【００１２】該粒子の一次粒子径は、極微細な粒子のた
めに測定がかなり困難であるが、比表面積では測定可能
である。本発明のカッパ型酸化アルミニウムの比表面積
としては１０ｍ² ／ｇ以上が好ましく、３０ｍ² ／ｇ以
上がさらに好ましい。

【００１３】このような粒子はポリエステル中では当然
のように凝集を引きおこしているが、二次粒子径は、熱
可塑性ポリエステル組成物から成型して得られるフイル
ムの目的に応じて任意に選ぶことができる。ただし、あ
まり大きすぎるとフイルム表面に粗大な突起が発生する
ため、好ましくは２．０μｍ以下、さらに好ましくは
０．５μｍ以下である。また、０．０１μｍ以上である
ことが好ましい。

【００１４】なお、ここでいう二次粒子径とは、透過型
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。

【００１５】カッパ型酸化アルミニウム粒子の添加量と
しては、熱可塑性ポリエステル１００重量部に対して
０．０１〜１０重量部が好ましく、さらには０．１〜５
重量部が好ましい。

【００１６】フイルムにした場合に耐摩耗性が良好であ
るためには、カッパ型酸化アルミニウムの結晶構造の割
合が、５０ｗｔ％以上が好ましく、７０ｗｔ％以上が特
に好ましい。

【００１７】本発明ににおける熱可塑性ポリエステルと
は、フイルムを成形し得るものならばどのようなもので
もよく、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あるいはポリエチレン−１，
２−ビス（２−クロルフェノキシ）エタン−４，４´−
ジカルボキシレートが特に好ましい。

【００１８】これらのポリエステルには、共重合成分と
して、アジピン酸、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、ネオペンチルグリコール、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してもかまわない。

【００１９】本発明の熱可塑性ポリエステル組成物は、
例えばカッパ型酸化アルミニウム粒子をポリエステルの
出発原料であるグリコールを溶媒として混合攪拌して分
散スラリーとし、熱可塑性ポリエステルの反応系に添加
する製造方法などで得ることができる。なお、この際の
処理方法は攪拌によらずとも、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。

【００２０】ポリエステルへの配合にあたっては、上記
した重合反応系に直接添加する方法以外にも、例えば、
カッパ型酸化アルミニウム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。

【００２１】本発明のポリエステルフイルムは次のよう
な方法によって製造することができる。重合反応で得ら
れたポリエステル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よるが、
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倍以上と
することが好ましい。

【００２２】またフイルムの熱収縮率を小さく保つため
１５０〜２６０℃の温度範囲で０．１〜６０秒程度の熱
処理を行なうことが好ましい。

【００２３】本発明のフイルムは、単層フイルムとし
て、また積層フイルムとしてでも用いられる。積層フイ
ルムの場合、少なくとも一表面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、均一性、易滑性が良好となるので好ましい。フイ
ルムの積層方法としては溶融共押出しなど公知の方法を
用いることができる。

【００２４】積層フイルムにおける一表面を構成する本
発明のフイルム（以下、積層部ともいう）の厚さは、含
有する酸化アルミニウム粒子の二次粒子径に対して０．
１〜２０倍にすることが、フイルム表面の均一性、易滑
性が特に良好となり好ましい。

【００２５】また、積層部のカッパ型酸化アルミニウム
粒子の含有量は、０．０５〜３０重量部が好ましく、特
に０．１〜１０重量部が好ましい。

【００２６】また走行性が要求される場合には、カッパ
型酸化アルミニウム以外の無機粒子や有機粒子を併用す
ることが好ましい。このような粒子としては、炭酸カル
シウム、酸化チタン、酸化ケイ素、リン酸カルシウム、
酸化ジルコニウムなどの無機粒子やシリコンレジン、ス
チレン−ジビニルベンゼン共重合体、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、エチルビ
ニルベンゼン−ジビニルベンゼン共重合体などの架橋高
分子粒子が挙げられる。

【００２７】

【実施例】次に、本発明を実施例および比較実施例によ
り、さらに詳細に説明する。

【００２８】（１）酸化アルミニウム粒子の比表面積の
評価 Ｂ．Ｅ．Ｔ．法に従って測定した。

【００２９】（２）酸化アルミニウム粒子の二次粒子径
の評価 酸化アルミニウム粒子をポリエステルに配合せしめ、
０．２μｍ厚みの超薄切片にカッティング後、透過型電
子顕微鏡で観察し、凝集状態の二次粒子１０００個の円
相当平均径（μｍ）で評価した。

【００３０】（３）耐摩耗性の評価 得られたポリエステル組成物を実施例に示す方法で二軸
延伸フイルムとし、１／２インチの幅にスリットしたテ
ープを金属ピン（直径６mm, 表面粗さＲａ０．０４５μ
ｍ、Ｒｔ２．５μｍ）に入荷重２００ｇ、巻き付け角９
０度、速行速度３．３ｃｍ／秒で１０ｃｍ擦過させる。
このテープ擦過面にアルミニウムを真空蒸着し、傷の本
数を微分干渉顕微鏡（倍率１００倍）で観察し、以下の
ようにランクつけし、１級，２級を合格とした。 傷の本数が３本未満 ：１級 傷の本数が３本以上１０本未満 ：２級 傷の本数が１０本以上２０本未満：３級 傷の本数が２０本以上 ：４級

【００３１】（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
イルムとし、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。

【００３２】実施例１ Ｂ．Ｅ．Ｔ．比表面積８０ｍ² ／ｇのカッパ型酸化アル
ミニウム粒子を、１０重量部、エチレングリコール９０
重量部を混合した後、常温下２時間サンドミルを用いて
分散処理し、カッパ型酸化アルミニウム粒子／エチレン
グリコールスラリー（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後、反応生成物に先に調製
したスラリー（Ａ）５重量部と、触媒の三酸化アンチモ
ン０．０３重量部および耐熱安定剤としてトリメチルホ
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組成
物（Ｙ）を得た。透過型電子顕微鏡による二次粒子径は
０．３０μｍであった。このポリエチレンテレフタレー
ト組成物（Ｙ）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１５μｍ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。

【００３３】このフイルムを評価したところ、Ｒａ＝
０．０１５μｍ、耐摩耗性評価１級であり、耐摩耗性に
非常に優れたフイルムであった。図１に、実施例１で使
用したカッパ型酸化アルミニウム粒子のＸ線回折パター
ンを示した。

【００３４】実施例２〜４ ポリエチレンテレフタレート組成物中のカッパ型酸化ア
ルミニウム粒子の比表面積、二次粒子径、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。これらのフイルムの評価結果を表１に
示した。これらのフイルムが良好な耐摩耗性を有してい
ることがわかる。

【００３５】実施例５ 酸化アルミニウム粒子を添加しない以外は、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
（Ｘ）を得た。実施例１のポリエチレンテレフタレート
組成物（Ｙ）を（Ｘ）の上に溶融共押出して積層未延伸
フイルムを得た。このときの押出し温度は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。（Ｘ），（Ｙ）各層の厚みは、それぞれ１
１μｍ，０．５μｍであった。このフイルムを評価した
ところ、表１に示すようにＲａ＝０．０１５μｍ、耐摩
耗性評価１級であり、耐摩耗性に非常に優れたフイルム
であった。

【００３６】実施例６ 酸化アルミニウム粒子の代わりに平均粒径０．５５μｍ
の酸化ケイ素０．５重量部を添加して実施例１と同様に
してポリエチレンテレフタレート組成物（Ｚ）を得た。
実施例１のポリエチレンテレフタレート組成物（Ｙ）と
上記ポリエチレンテレフタレート組成物（Ｚ）を１：１
の割合でチップブレンドした後、実施例１と同様の方法
でポリエチレンテレフタレート二軸延伸フイルムを得
た。このフイルムを評価したところ、表２に示すように
Ｒａ＝０．０１７μｍ、対摩耗性評価１級であり、対摩
耗性に優れたフイルムであった。

【００３７】

【表１】

【表２】 比較実施例１〜６ 粒子の種類および酸化アルミニウム粒子の結晶構造を変
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。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、耐摩耗性が満足できるフイ
ルムではなかった。

【００３８】

【表３】

【００３９】

【発明の効果】本発明のポリエステル組成物は、特定の
結晶構造を有する酸化アルミニウム粒子を含有し、フイ
ルムとした場合、耐摩耗性に優れた効果を発揮するため
磁気テープ用途に適する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施例１で使用したカッパ型酸化アルミ
ニウム粒子のＸ線回折パターンを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カッパ型酸化アルミニウム粒子を含有して
   なる熱可塑性ポリエステル組成物。
2. 【請求項２】カッパ型酸化アルミニウム粒子を含有して
   なる熱可塑性ポリエステルフイルム。