JPH05311051A - ポリエチレンナフタレート組成物 - Google Patents

ポリエチレンナフタレート組成物

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JPH05311051A
JPH05311051A JP12196292A JP12196292A JPH05311051A JP H05311051 A JPH05311051 A JP H05311051A JP 12196292 A JP12196292 A JP 12196292A JP 12196292 A JP12196292 A JP 12196292A JP H05311051 A JPH05311051 A JP H05311051A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリカ微粒子含有ポリエチレンナフタレート
組成物の結晶融解エネルギーを低減し、透明性、滑り
性、耐削れ性等に優れた成形品、特にフイルムの製造に
有用なポリエチレンナフタレート組成物を提供する。 【構成】 平均粒径0.05〜0.2μmのシリカ微粒
子を0.05〜5wt%含有し、かつジエチレングリコ
ールを0.8〜2wt%共重合させてなるポリエチレン
ナフタレート組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリエチレンナフタレー
ト組成物に関し、さらに詳しくは溶融成形性を改善し、
滑り性、耐削れ性、透明性等に優れたポリエチレンナフ
タレート成形品、特にフイルム、繊維等の成形に有用な
ポリエチレンナフタレート組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレンナフタレートはその優れた
力学特性、化学特性を有するためフイルム、繊維等に広
く用いられている。しかしながら、その透明性、光輝性
を十分に生かしたフイルムあるいは繊維を製造する場合
には、その成形工程および加工工程において、往々にし
て工程不良をひきおこしていた。その原因は多くの場合
高い摩擦係数によるものである。
【0003】従来から、ポリエステルの摩擦係数を低下
させる方法として、ポリエステル中に不活性粒子を存在
させる方法が数多く提案されているが、該粒子とポリエ
ステルとの親和性が充分でなく、フイルム、繊維等の滑
り性、耐摩耗性がいずれも満足すべきものではなかっ
た。この方法を更に具体的に説明すると、ポリエステル
の表面特性を向上させる手段としては、従来から、 ポリエステル合成時に使用する触媒などの一部または
全部を反応工程で析出させる方法(内部粒子析出方式) 炭酸カルシウム、酸化ケイ素などの粒子を重合時また
は重合後に添加する方法(外部粒子添加方式) が数多く提案されている。
【0004】しかしながら、の内部粒子析出方式は、
粒子がポリエステル成分の金属塩等であるため、ポリエ
ステルとの親和性はある程度良好である反面、反応中に
粒子を生成させる方法であるため、粒子量、粒子径のコ
ントロールおよび粗大粒子の生成防止などが困難であ
る。
【0005】一方の外部粒子添加方式は粒径、添加量
などを適切に選定し、さらに粗大粒子を分級等により除
去した粒子を添加すれば易滑性の面では優れたものとな
る。
【0006】しかしながら、シリカ微粒子を用いる場
合、特にポリエチレンナフタレートにおいて、結晶化速
度が速くなり、結晶化エネルギーが増大し、結果として
ポリマー溶融時の溶融エネルギーが著しく増大して溶融
され難いポリマーとなってしまう。
【0007】このようなポリマーを溶融押出成形してフ
イルムや繊維に成形すると、未溶融ポリマーが残留しや
すく、例えばフイルム成形物中の粗大粒子となり、透明
性、耐削れ性等が劣ったものとなるという問題が生じ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上述の
実情にかんがみ、透明性、滑り性あるいは耐削れ性に優
れた成形品の成形に好適なポリエチレンナフタレート組
成物を得るために鋭意検討した結果、特定量のシリカ微
粒子を含有し、かつ特定割合のジエチレングリコールを
共重合させてなるポリエチレンナフタレート組成物が優
れた特性を有することを見出し、本発明に到達した。
【0009】従って、本発明の目的は、透明性、滑り
性、さらには耐削れ性に優れた成形品、特にフイルムを
成形し得るポリエチレンナフタレート組成物を提供する
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、平
均粒径0.05〜0.2μmのシリカ微粒子を0.3〜
5重量%含有し、かつジエチレングリコールを0.8〜
2重量%共重合させてなるポリエチレンナフタレート組
成物によって達成される。
【0011】本発明におけるポリエチレンナフタレート
とは、ナフタレンジカルボン酸を主たる酸成分とし、か
つエチレングリコールを主たるグリコール成分とする
が、該グリコール成分の一部にジエチレングリコールを
含むポリエステルである。このうち、全酸成分の80モ
ル%以上が2,6―ナフタレンジカルボン酸であり、か
つ全グリコール成分の80モル%以上がエチレングリコ
ールであるポリエチレンナフタレートが好ましい。
【0012】このポリエチレンナフタレートの全酸成分
の20モル%以下は2,6―ナフタレンジカルボン酸以
外の芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、脂環族
ジカルボン酸等であることができる。この芳香族ジカル
ボン酸としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、
ビフェニルエタンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン
酸、ビフェニルエーテルジカルボン酸、ビフェニルスル
ホンジカルボン酸、ビフェニルケトンジカルボン酸、ア
ンスラセンジカルボン酸等を挙げることができる。脂肪
族ジカルボン酸としては、例えばアジピン酸、セバチン
酸等を挙げることができる。また脂環族ジカルボン酸と
しては、例えばシクロヘキサン―1,4―ジカルボン酸
等を挙げることができる。
【0013】また、ポリエチレンナフタレートの全グリ
コール成分の20モル%以下はエチレングリコール以外
の脂肪族グリコール、芳香族ジオール、芳香環を有する
脂肪族ジオール、ポリアルキレングリコール等であるこ
とができる。この脂肪族グリコールとしては、例えばト
リメチレングリコール、テトラメチレングリコール、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等の如き炭素数3〜10のポリ
メチレングリコールあるいはシクロヘキサンジメタノー
ルの如き脂環族グリコール等を挙げることができる。芳
香族ジオールとしては、例えばハイドロキノン、レゾル
シン、2,2―ビス(4―ヒドロキシフェニル)プロパ
ン等を挙げることができる。芳香環を有する脂肪族ジオ
ールとしては、例えば1,4―ジヒドロキシメチルベン
ゼン等を挙げることができる。またポリアルキレングリ
コールとしては、例えば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
等を挙げることができる。
【0014】さらにまた、ポリエチレンナフタレートの
グリコール成分の一部を構成するジエチレングリコール
の量は、ポリエチレンナフタレートの重量に対して0.
8〜2重量%、好ましくは1〜2重量%である。このジ
エチレングリコールの量が0.8重量%未満であると、
ポリマーの結晶化が抑制されず、溶融エネルギーが大と
なるため、フイルム成形時未溶融ポリマーが残留し、フ
イルム表面に粗大突起を形成するので好ましくない。一
方2重量%を超えると、フイルム成形後の強度、例えば
ヤング率が低下し、耐久性に劣ったものとなるので好ま
しくない。
【0015】また、本発明におけるポリエチレンナフタ
レートには、例えばヒドロキシ安息香酸の如き芳香族オ
キシ酸;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
酸成分およびオキシカルボン酸成分の総量に対し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。
【0016】さらに本発明におけるポリエチレンナフタ
レートには実質的に線状である範囲の量、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
ン酸またはポリヒドロキシ化合物、例えばトリメリット
酸、ペンタエリスリトール等を共重合したものも包含さ
れる。
【0017】更に本発明におけるポリエチレンナフタレ
ートには、例えば顔料、染料、紫外線吸収剤、熱安定
剤、光安定剤、酸化防止剤、遮光剤(例えばカーボンブ
ラック、二酸化チタン等)等の如き添加剤を必要に応じ
て含有させることもできる。
【0018】本発明においてポリエチレンナフタレート
に分散含有させるシリカ微粒子は、特にその種類、製法
によって限定されることはないが、例えば乾式法もしく
は湿式法(ケイ酸ナトリウムの脱アルカリ法、アルコキ
シシランの加水分解・縮合法等)によるものが好ましく
挙げられる。
【0019】なお、かかるシリカ微粒子は、アルミニウ
ムを30%以下含有したものであってもよい。
【0020】前記シリカ微粒子は、また、粒子の形状も
特に限定はないが、できるだけ球形の形状を有するもの
が好ましい。
【0021】なお、球形粒子としては、下記の体積形状
係数φで定義すると、
【0022】
【数1】
【0023】φが0.30〜π/6の範囲にあるもので
あることが好ましい。また粒子群全体のφtとしては、
各粒子のφの数平均で表わし、φtは0.40〜π/6
であることが好ましい。
【0024】さらに球形粒子の下記で定義される相対標
準偏差は、0.7以下が好ましく、0.5以下がより好
ましい。
【0025】
【数2】
【0026】シリカ微粒子の平均粒径は0.05〜0.
2μmであり、0.05〜0.15μmが好ましい。こ
の平均粒径が0.05μmより小さいと、滑り性および
耐削れ性の向上効果が不十分であり、好ましくない。一
方0.2μmより大きいと、耐削れ性が悪化傾向とな
り、好ましくない。
【0027】そこで、平均粒径とは、測定した全粒子の
50重量%の点にある粒子の「等価球形直径」を意味す
る。この「等価球形直径」とは粒子と同じ容積を有する
想像上の球の直径を意味するが、真球状粒子を使用した
場合には直径の重量平均となる。平均粒径は粒子の電子
顕微鏡写真または、通常の沈降法による測定から計算す
ることができる。
【0028】シリカ微粒子の含有量は0.3〜5重量%
が好ましい。この含有量が0.3重量%未満では、耐削
れ性の向上効果が不十分であり、好ましくない。一方5
重量%より多いと、凝集によりフイルム表面に粗大突起
を生じる可能性があるため好ましくない。
【0029】シリカ微粒子は、ポリエチレンナフタレー
トに含有させる前に精製プロセスを用いて粗大粒子の除
去を行うことが好ましい。分級手段としては、例えば湿
式もしくは乾式遠心分離機、フィルター濾過等が挙げら
れる。なおこれらの手段は2種以上を併用し、段階的に
精製してもよい。
【0030】シリカ微粒子のポリエチレンナフタレート
への含有方法は任意の時、任意の方法で行なわれるが、
重合後の溶融ポリマーにスクリュー型二軸混練押出機や
バンバリーミキサー等を用いて粉体添加し、混練を行う
という添加方法が好ましい。もちろん、一般的な方法と
してポリエチレンナフタレート製造時の重合反応以前
に、殊にエステル交換もしくはエステル化反応終了前に
グリコールスラリーとして添加する方法であってもかま
わない。
【0031】ポリエステル成形品、例えば繊維、フイル
ムは上記ポリエチレンナフタレート組成物をそのまま、
あるいは他のポリエチレンナフタレート(シリカ微粒子
を所定割合で含有していないポリエチレンナフタレー
ト)で希釈して製糸、製膜する等により得ることができ
る。希釈に用いる他のポリエチレンナフタレートとして
は、例えば従来の析出法や添加法により製造された粒子
含有ポリエチレンナフタレートまたは粒子を含有してい
ないポリエチレンナフタレートを挙げることができる。
いずれにしても最終的に得られるポリエステル成形品中
にはシリカ微粒子を所定量含有していることが必要であ
る。
【0032】本発明のポリエチレンナフタレート組成物
は公知の方法で、フイルム、繊維等の成形品とすること
ができる。
【0033】フイルムの場合の製膜は公知の方法、例え
ば通常280〜300℃でシート状に溶融押出し、急冷
固化して無定形シートとした後、例えば縦方向および横
方向、あるいは縦、横、縦の方向に逐次二軸延伸する方
法、縦方向および横方向に同時に二軸延伸する方法等を
採用することができる。
【0034】繊維の場合の製糸は公知の方法、例えば通
常280〜300℃で溶融押出して、500〜800m
/分の速度で紡糸した後、例えば延伸、あるいは仮撚、
あるいは熱処理する方法等を採用することができる。
【0035】本発明のポリエチレンナフタレート組成物
は、シリカ微粒子に起因する結晶化エネルギーの増大を
抑制し、溶融成形時に未溶融ポリマーの生じることを防
止したものであって、透明性、滑り性、耐削れ性、耐摩
耗性等に優れた成形品を形成でき、各種の用途に利用で
きる。特に滑り性、耐削れ性、耐摩耗性、さらには透明
性を要求されるフイルム分野、繊維分野に好ましく用い
ることができる。
【0036】
【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに説明す
る。なお、実施例での「部」は重量部を意味する。また
実施例での各特性値の測定は下記の方法に従った。
【0037】(1)粒子の平均粒径 沈降法により粒径分布を求め、全粒子の50重量%の点
にある粒子の「等価球形直径」をもって示す。
【0038】(2)削れ性 フイルムの走行面の削れ性を5段のミニスーパーカレン
ダーを使用して評価する。カレンダーはナイロンロール
とスチールロールの5段カレンダーであり、処理温度は
80℃、フイルムにかかる線圧は200kg/cm、フイル
ムスピードは50m/分で走行させる。走行フイルムは
全長6000m走行させた時点でカレンダーのトップロ
ーラーに付着する汚れでフイルムの削れ性を評価する。 <4段階判定> ◎ ナイロンロールの汚れ全くなし ○ ナイロンロールの汚れほとんどなし × ナイロンロールが汚れる ×× ナイロンロールが非常に汚れる
【0039】(3)ヘーズ(曇り度) JIS―K674に準じ、日本精密光学社製、積分球式
HTRメーターによりフイルムのヘーズを求める。
【0040】(4)分散性 ポリエステルを180℃で乾燥後、押出機によりシート
化し、続いて90〜130℃で縦延伸倍率3.5倍、横
延伸倍率4.0倍に二軸延伸した後、熱固定して厚さ1
5μmのフイルムとした。フイルムを偏光下で顕微鏡観
察し、偏光のかかる箇所に異物(スケール)の粒子が存
在するものをフィッシュアイとして次のような判定をす
る。 特級:フィッシュアイが5個/50cm2 未満 1級:フィッシュアイが6〜10個/50cm2 2級:フィッシュアイが10〜20個/50cm2 3級:フィッシュアイが20個/50cm2 以上 なお、1級以上が実用に供される。
【0041】
【実施例1〜5】ジメチル―2,6―ナフタレート10
0部とエチレングリコール(以下、EGと略す)70部
を、酢酸マンガン4水和物0.035部を触媒として常
法に従ってエステル交換反応させた後、リン酸トリメチ
ル0.03部を添加し、さらに表1に示す平均粒径のシ
リカ微粒子を、表1に示す濃度となるようにEGスラリ
ーとして攪拌下添加した。さらにジエチレングリコール
を表1に示す量となるように添加した。その後三酸化ア
ンチモン0.03部を添加し、引続き高温高真空下で常
法通り重縮合反応を行い、極限粘度数(オルソクロロフ
ェノール、35℃)0.60dl/gの変性ポリエチレン
―2,6―ナフタレートを得た。
【0042】次いで、得られた変性ポリエチレン―2,
6―ナフタレートを180℃で乾燥後、溶融押出機によ
りシート化し、続いて120℃で縦延伸倍率3.5倍、
横延伸倍率4.0倍に二軸延伸し、その後熱固定し、厚
さ15μmのフイルムとした。このフイルムの特性を表
1に示す。得られたフイルムの分散性、削れ性はともに
良好であった。
【0043】
【比較例1】実施例1と同様に行って、平均粒径0.1
μmの球状シリカを0.8重量%(対ポリマー)含有さ
せたフイルムを得た。ただし、ジエチレングリコールの
共重量を0.5重量%(対ポリマー)とした。
【0044】この結果、未溶融物がフイルム中に多数見
られ、分散性、削れ性ともに満足のいく結果は得られな
かった。
【0045】
【比較例2、3】実施例1と同様に行って、平均粒径
0.04μm(比較例2)または0.23μm(比較例
3)の球状シリカを添加したフイルムを得た。ただし、
ジエチレングリコールの共重量を表1に示すように変更
した。
【0046】球状シリカの平均粒径が0.04μmで
は、粒径が小さすぎ削れ性評価においてフイルム表面の
粒子による突起以外の地肌の部分が削れ、不合格となっ
た。他方、球状シリカの平均粒径が0.23μmでは、
粒径が大きすぎ、粒子による突起部分が脱落し、削れ性
は劣った結果となった。
【0047】
【比較例4】実施例5と同様に行って、平均粒径0.1
μmの球状シリカを6.0重量%(対ポリマー)含有し
たフイルムを得た。
【0048】このフイルムを評価したところ、粒子の凝
集が生じており、削れ性も劣った結果になっていた。
【0049】
【比較例5】実施例1と同様に行って、平均粒径0.1
μmの球状シリカを0.8重量%(対ポリマー)含有し
たフイルムを得た。ただし、ジエチレングリコール含有
量を2.3重量%とした。
【0050】ヤング率および耐熱性の低下したフイルム
が得られ、製品にはできなかった。
【0051】
【表1】
【0052】
【発明の効果】本発明によれば、ジエチレングリコール
を適度に含有させることにより、シリカ粒子を含有させ
たことにより生じるポリエチレンナフタレート中の未溶
融物を発生させることなく、透明性、滑り性、削れ性等
に優れた成形品の成形に好適なポリエチレンナフタレー
ト組成物を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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】 平均粒径0.05〜0.2μmのシリカ
    微粒子を0.3〜5重量%含有し、かつジエチレングリ
    コールを0.8〜2重量%共重合させてなるポリエチレ
    ンナフタレート組成物。
  2. 【請求項2】 シリカ微粒子が単分散の球状シリカ微粒
    子である請求項1記載のポリエチレンナフタレート組成
    物。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0940851A (ja) * 1995-07-31 1997-02-10 Fuji Photo Film Co Ltd 紫外線カットフイルム
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WO2021039848A1 (ja) * 2019-08-29 2021-03-04 東レ株式会社 ポリエステル組成物、およびポリエステル繊維

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