JPH0532769A - 熱可塑性ポリエステル組成物およびその製造方法 - Google Patents

熱可塑性ポリエステル組成物およびその製造方法

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JPH0532769A
JPH0532769A JP27445591A JP27445591A JPH0532769A JP H0532769 A JPH0532769 A JP H0532769A JP 27445591 A JP27445591 A JP 27445591A JP 27445591 A JP27445591 A JP 27445591A JP H0532769 A JPH0532769 A JP H0532769A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 熱可塑性ポリエステルと無機微粒子とからな
る組成物であって、無機微粒子がアルミン酸化合物で処
理されていることを特徴とする熱可塑性ポリエステル組
成物。 【効果】 繊維、フィルムあるいはその他の成形品にし
た場合、滑り性、耐摩耗性、耐スクラッチ性に有効に効
果を発揮し、特に繰り返し摩擦使用される磁気テープに
好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフィルムあるいは繊維を
製造するための改良された熱可塑性ポリエステル組成物
に関する。さらに詳しくは、滑り性、耐摩耗性および耐
スクラッチ性(傷が着きにくいこと性質のことをいう)
に優れたフィルムあるいは繊維を得るのに適した熱可塑
性ポリエステル組成物およびその製造方法に関するもの
である。
【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、優れた力学特性、化学特
性を有しており、フィルム、繊維等の成形品として広く
用いられている。
【0003】しかしながらポリエステルは成形品に加工
する際に、滑り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不活性粒子を分散せしめ、成形
品の表面に凹凸を付与する方法が行われている。例えば
特開昭52−86471号公報では比表面積の規定され
た無機粒子、特開昭59−171623号公報では0.
1〜1μmの球形のコロイダルシリカを用いる方法が提
案されている。これらの方法は滑り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。
【0004】成形品、例えば磁気テープ用フィルムの耐
摩耗性が低い場合、磁気テープの製造工程中にフィルム
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)等を引き起こす。また磁気テープを使用する際
は多くの場合、記録、再生機器等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。
【0005】そして成形品、例えば磁気テープ用フィル
ムの耐スクラッチ性が低い場合、磁気テープの製造工程
中で異物が発生し、容易にフィルム表面上に傷を作り、
その結果磁気記録の抜け(ドロップ・アウト)等を引き
起こしたり、磁気テープ高速走行使用時にフィルム表面
に容易に傷を作る。
【0006】すなわち、磁気テープ用フィルムは磁気テ
ープ製造工程中においても又磁気テープとして使用する
場合においても滑り性や耐摩耗性、耐スクラッチ性を有
することが必要である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した従来
技術の問題点を解決し、滑り性、耐摩耗性および耐スク
ラッチ性に優れたフィルムあるいは繊維を得るのに適し
た熱可塑性ポリエステル組成物およびその製造方法を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的
は、熱可塑性ポリエステルと無機微粒子とからなる組成
物であって、無機微粒子がアルミン酸化合物で処理され
ていることを特徴とする熱可塑性ポリエステル組成物お
よびその製造方法の発明によって達成できる。
【0009】本発明における熱可塑性ポリエステルは、
フィルムあるいは繊維を成形しうるものならどの様なも
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、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
カルボキシレートなどが好ましく挙げられるが、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。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。
【0010】本発明における無機微粒子は、アルミン酸
化合物自身あるいはアルミン酸が吸着あるいは該粒子と
結合できるものであればその種類は限定されないが、シ
リカ、酸化チタン等、とくにシリカが好ましい。シリカ
の製造方法としては、従来公知の方法として例えば乾式
法あるいは湿式法(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・縮合法など)などが挙げ
られる。
【0011】本発明で使用する無機微粒子の平均径は、
好ましくは0.01〜3μm、より好ましくは0.03
〜2μmである。粒子径が0.01〜3μmの範囲にあ
る場合、フィルム製造時のフィルム破れが少なく、フィ
ルムの表面粗さも小さくなり良好な電気特性を示す。さ
らに、この範囲ではフィルムの滑り性も良好である。
【0012】本発明で使用する無機微粒子の粒子形状は
特に限定されない。粒子は天然品は通常粉砕法で得られ
るため不定形をしているが、一方合成品については球
状、方形、多角形、ロゼッタ状、また核となる粒子の表
面に微細粒子の付着したコンペイ糖状、いくつかの粒子
が結合した繊維状粒子などがあり、いずれの形状も使用
することができる。また合成後粉砕して不定形としたも
のであってもかまわない。
【0013】本発明におけるアルミン酸化合物は特に限
定されないが金属化合物あるいは炭酸塩を酸化アルミニ
ウムとともに強熱あるいは融解して得られるアルミン酸
塩などが好ましく用いられる。このような化合物として
は例えば、アルミン酸マグネシウム、アルミン酸カルシ
ウム、アルミン酸亜鉛、アルミン酸ナトリウム、アルミ
ン酸ストロンチウム、アルミン酸バリウムなどが挙げら
れるが、とくにアルミン酸ナトリウム、アルミン酸マグ
ネシウム、アルミン酸カルシウムなどが好ましい。
【0014】無機微粒子のアルミン酸化合物による処理
方法は、ポリエステル製造時に反応系に添加する以前の
任意の段階において該粒子スラリにアルミン酸化合物を
共存させれば良いが、特にシリカの場合には湿式法にお
いてシリカ粒子の成長段階において反応系にアルミン酸
化合物を共存させることが、アルミン酸とシリカの強い
結合が生成するのでとくに好ましい。
【0015】無機微粒子に対するアルミン酸化合物の処
理量(A−A)は、粒子表面のアルミン酸化合物中の
アルミニウム量と粒子母体を構成する元素の量の原子数
比(A)と、未処理の値(A)との差をとることで定
量できる。本発明においては、 0.001≦A−A≦0.200 であることが好ましい。
【0016】アルミン酸化合物は無機微粒子に対して
0.05〜20重量部用いると、アルミン酸化合物どう
し凝集せず、フィルムあるいは繊維中で粗大突起を生じ
ないため好ましい。
【0017】本発明におけるポリエステルは熱可塑性ポ
リエステルを製造する際、重合が完結する前にアルミン
酸化合物で処理された無機微粒子を添加し、しかる後、
重合を完結させることによって製造することができる。
【0018】本発明における無機微粒子のポリエステル
重合反応系への添加時間は、出発原料の仕込みからポリ
エステルの重合が完結するまでの間ならいつでも構わな
いがエステル化後、あるいはエステル交換後から重縮合
初期までの間が好ましい。本発明の熱可塑性ポリエステ
ルはエステル化反応あるいはエステル交換反応と引き続
く重縮合反応により製造することができる。
【0019】次に本発明のポリエステルをエステル交換
反応法によって得られるポリエチレンテレフタレートを
例に説明する。攪拌装置、精留塔、凝縮器を備えたエス
テル交換反応器にジメチルテレフタレートをエチレング
リコールを供給した後、エステル交換反応触媒の存在下
で140℃〜240℃まで3〜4時間を要して徐々に昇
温する。エステル交換反応で生成したメタノールは連続
的に反応系外へ留出させる。次いで、リン化合物、アン
チモン化合物を添加した後、過剰のエチレングリコール
を留出させビス−β−ヒドロキシエチルテレフタレート
(以下BHTという)およびその低重合体を得る。続い
てBHTを重縮合反応器へ移行させたのち反応系を徐々
に加熱減圧して重縮合反応を行い最終的に反応系の温度
を290℃〜300℃、減圧度を0.5mmHg以下に
することによりポリエチレンテレフタレートを得る。
【0020】エステル化またはエステル交換反応触媒は
従来公知のものを任意に使用することができる。かかる
触媒として例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
亜鉛、鉛、マンガン、アルミニウム、けい素、リン等の
化合物が挙げられる。重縮合触媒についても従来公知の
ものを任意に使用することができる。かかる触媒として
例えば、三酸化アンチモン、二酸化ゲルマニウム、テト
ラアルコキシチタネート等が挙げられる。エステル化ま
たはエステル交換反応触媒および重縮合触媒の添加量は
ポリエステルの反応性、耐熱性を損なわない限りにおい
て任意でよい。
【0021】
【実施例】以下本発明を実施例により、さらに詳細に説
明する。なお、実施例中の物性はつぎの様にして測定し
た。
【0022】(A)粒子特性 (1)平均粒子径 無機微粒子をスラリー化し遠心沈降式粒度測定装置(堀
場製作所製CAPA500)を用いて測定した。
【0023】(2)粒子表面のアルミン酸量 アルミン酸量は該化合物中のアルミニウム量として次の
ように定量した。重合反応で得られたポリマをオルトク
ロロフェノールに溶解後濾過し、濾上物として分離粒子
を得た。この分離粒子の表面をX線電子分光法(XP
S)で分析し、粒子表面に存在するアルミニウム量と、
粒子母体を構成する代表的な元素(シリカ粒子の場合に
はケイ素)の量の原子数比A、シリカの場合Al/S
i)を求めた。アルミン酸量は、表面処理有りの原子数
比Aと無の原子数比Aの差(A−A)として得られ
る。分析装置は島津製作所製ESCA750を使用し、
X線源はMgkα1,2、X線出力は7kV、30mA
とした。
【0024】(B)ポリマ特性 (1)固有粘度 25℃でオルトクロロフェノール中、25℃で測定した
値である。
【0025】(C)フィルム特性 (1)表面粗さRa(μm) JIS−B−0601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0.25m
m、カットオフ0.08mm条件下で測定した中心線平
均粗さを採用した。
【0026】(2)滑り性(μ) フィルムを1/2インチにスリットし、テープ走行性試
験機TBT−300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μを下記の式より求めた。なお、ガイド径は6mm
φであり、ガイド材質はSUS27(表面粗度0.2
S)、巻き付け角は180°、走行速度は3.3cm/
秒である。 μ=0.733log(T/T) T:出側張力 T:入側張力 上記μ胸が0.35以下であるものは滑り性良好であ
る。ここで、μが0.35より大きくなると、フィル
ム加工時または製品としたときの滑り性が極端に悪くな
る。
【0027】(3)耐摩耗性 フィルムを細幅にスリットしたテープ状ロールをステン
レス鋼SUS−304製ガイドロールに一定張力で高
速、長時間擦りつけガイドロール表面に発生する白粉量
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。
【0028】(4)耐スクラッチ性 フィルムを幅1/2インチのテープ状にスリットしたも
のをテープ走行性試験機を使用して、ガイドピン(表面
粗さ:Raで0.1μm)上を走行させる。(走行速度
1,000m/分、走行回数15パス、巻き付け角60
°、走行張力65g)この時、フィルムに入った傷を顕
微鏡で観察し、幅2.5μm以上の傷がテープ幅あたり
2本未満はA級、2本以上3本未満はB級、3本以上1
0本未満はC級、10本以上はD級とした。
【0029】実施例1 ケイ酸ナトリウムを硫酸酸性水溶液中で分解し、シリカ
(二酸化ケイ素)粒子を成長させる。粒子径が、5mμ
になった時点でアルミン酸ナトリウムを粒子量に対し1
重量%添加する。その後さらに反応系にケイ酸ナトリウ
ムを追添加して、分解反応を続けシリカ粒子を90mμ
まで成長させた。その後、溶媒をエチレングリコール置
換し、シリカ粒子5重量%のエチレングリコールスラリ
ーを調製した。ジメチルテレフタレート90部とエチレ
ングリコール57部の混合物に酢酸マンガン・4水塩
0.04部を添加し、150℃から徐々に240℃まで
昇温しエステル交換反応を行った。この時点でのメトキ
シ末端基濃度は150当量/t−反応物であった。この
ようにして得られた反応物にリン酸トリメチル0.02
5部、三酸化アンチモン0.04部を添加した。続いて
反応物の固有粘度が0.05の時点でスラリーを添加し
た。続いて290℃まで昇温し、0.2mmHg以下の
高真空下にて重縮合反応を行なって、固有粘度0.61
5のポリエチレンテレフタレートを得た。ポリマ中のコ
ロイダルシリカの含有量は0.3%であった。また、ポ
リ中のシリカ粒子を分離後、表面分析したところ、アル
ミン酸処理しないシリカ粒子に比べ3倍のアルミニウム
が検出された。
【0030】図1は表面分析によって得られたアルミニ
ウムのXPSスペクトル、図2は同粒子のケイ素のXP
Sスペクトルを示す。また、比較のためにアルミン酸処
理していないシリカ粒子を用いて重合したポリマから、
シリカ粒子を分離し、この粒子の表面分析を行った。図
3は同未処理粒子のアルミニウムのXPSスペクトル、
図4は同粒子のケイ素のXPSスペクトルを示す。
【0031】ここで得られた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、未延伸フィルム
を得た。さらにこれを90℃で縦及び横方向へそれぞれ
3倍延伸して220℃で10秒間加熱処理し、厚さ15
μmのフィルムを得た。
【0032】フィルムは、Ra0.009μm、μ
0.28であり、耐摩耗性はA級、耐スクラッチ性は
A級となった。
【0033】実施例2〜7 アルミン酸塩添加濃度、平均粒子径を変更して実施例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。粒子径、添加量、得られたポリエステ
ルの固有粘度、ポリマ中粒子の表面アルミニウム量(A
l/Si)、フィルムの表面粗さRa、μ、耐摩耗
性、耐スクラッチ性を表1に示した。この表からわかる
ように、得られた二軸延伸フィルムは磁気テープ用途と
して十分に満足できる易滑性、耐摩耗性、耐スクラッチ
性を有していた。
【0034】比較例1〜3 アルミン酸塩を共存させない以外は実施例1と同様にし
てシリカ粒子を製造し、さらにポリエステル組成物、な
らびに二軸延伸フィルムを得た。
【0035】比較例1で得られたポリマからシリカ粒子
を分離して表面分析を行なった。図3は同粒子のアルミ
ニウムのXPSスペクトル、図4はケイ素のXPSスペ
クトルを示す。
【0036】粒子径、添加量、得られたポリエステルの
固有粘度、ポリマ中粒子の表面アルミニウム量(Al/
Si)、フィルム表面粗さRa、μ、耐摩耗性、耐ス
クラッチ性を表2に示した。この表からわかるように滑
り性、耐摩耗性、耐スクラッチ性のすべてを満足するも
のは得られなかった。
【0037】
【表1】
【0038】
【表2】
【0039】
【発明の効果】本発明の熱可塑性ポリエステル組成物
は、繊維、フィルムあるいはその他の成形品にした場
合、滑り性、耐摩耗性、耐スクラッチ性に有効に効果を
発揮するが、特に繰り返し摩擦使用される磁気テープに
好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られたポリマから分離した粒子の
アルミニウムのXPSスペクトルを示す。
【図2】実施例1で得られたポリマから分離した粒子の
ケイ素のXPSスペクトルを示す。
【図3】比較例1で得られたポリマから分離した粒子の
アルミニウムのXPSスペクトルを示す。
【図4】比較例1で得られたポリマから分離した粒子の
ケイ素のXPSスペクトルを示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性ポリエステルと無機微粒子とか
    らなる組成物であって、無機微粒子がアルミン酸化合物
    で処理されていることを特徴とする熱可塑性ポリエステ
    ル組成物。
  2. 【請求項2】 無機微粒子がシリカであることを特徴と
    する請求項1記載の熱可塑性ポリエステル組成物。
  3. 【請求項3】 熱可塑性ポリエステルを製造する際、重
    合が完結する前にアルミン酸化合物で処理された無機微
    粒子を添加し、しかる後、重合を完結させることを特徴
    とする請求項1記載の熱可塑性ポリエステル組成物の製
    造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5607503A (en) * 1993-09-03 1997-03-04 Refract-A-Gard Pty Limited Silica-based binder
CN102225542A (zh) * 2011-06-02 2011-10-26 浙江大学 具有磁力冲击机构及缓冲蓄能作用的电锤钻
KR20130078158A (ko) * 2011-12-30 2013-07-10 코오롱인더스트리 주식회사 폴리에스테르 이형필름

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5607503A (en) * 1993-09-03 1997-03-04 Refract-A-Gard Pty Limited Silica-based binder
CN102225542A (zh) * 2011-06-02 2011-10-26 浙江大学 具有磁力冲击机构及缓冲蓄能作用的电锤钻
KR20130078158A (ko) * 2011-12-30 2013-07-10 코오롱인더스트리 주식회사 폴리에스테르 이형필름

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