JPH06322243A - ポリエステル組成物およびフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】２次粒子径が１μｍ未満である水酸化アルミニ
ウム粒子を含有してなるポリエステル組成物およびフィ
ルム。 【効果】フィ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、耐スクラッチ性に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルム、繊維等の成
形品を製造するためのポリエステル組成物に関するもの
であり、また、特に耐摩耗性および耐スクラッチ性（傷
が付きにくい性質のことをいう）に優れたフィルムを得
るのに適したポリエステル組成物およびフィルムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般にポリエステル、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、繊維など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、特開平４−２２０４５４号では不活性粒子をリン化
合物で処理す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）などを引き起こす。また、磁気テープを使用
する際は多くの場合、記録、再生機器などと接触しなが
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）などを
引き起こしたり、磁気テープ高速走行時にフィルム表面
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また磁気テープとして使用
する場合においても、滑り性とともに耐摩耗性、耐スク
ラッチ性を有することが必要である。

【０００７】従来からこれらの問題を解決すべく、特殊
な粒子を使用する方法や不活性粒子の表面処理の検討が
なされており、例えば、前者では特開昭６２−１７２０
３１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、また後
者については特開昭６３−２２１１５８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６３−３１２３４
５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。また、コンデンサ用途などにおいても滑
り特性の改良のために１〜５μｍ程度の水酸化アルミニ
ウム粒子等が提案されている（特開昭５７−１６２７２
１）が、これらの粒子を用いても、いまだ耐摩耗性、耐
スクラッチ性の改良効果は不十分である。

【０００８】

【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し優れたフィルム、繊維等の成
形品を得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。また、特に耐摩耗性および耐スクラッチ性
に優れているフィルムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的
は、２次粒子径が１μｍ未満である水酸化アルミニウム
粒子を含有してなるポリエステル組成物およびフィルム
によって達成できる。

【００１０】本発明における水酸化アルミニウム粒子と
は、Ａｌ_２Ｏ_３・ｎＨ_２Ｏ（ｎ：正数）の組成式で表さ
れる化合物からなる粒子であり、アルミニウム水酸化
物、酸水酸化物、ゲル状水和物などとして知られてい
る。本発明で用いることのできる水酸化アルミニウム
は、結晶性のものとしてギブサイト、バイヤライト、ノ
ルドストランダイト、ベーマイト、ダイアスポア、トー
ダイト等がある。その他、擬ベ−マイト等の非晶質ある
いは、結晶性の低いものであってもよい。これらの中で
もベーマイト、擬ベーマイト、ダイアスポア等、熱的に
安定なため好ましい。さらにベーマイトまたは擬ベーマ
イトの結晶からなる粒子は、耐スクラッチ性に非常に優
れ特に好ましい。この理由は不明であるが、この結晶構
造を有する粒子がポリエステルとの親和性が特に高いた
めではないかと考えられる。また、組成式中の水の量を
示すｎは０．２以上が好ましく０．８以上がさらに好ま
しい。

【００１１】これらの水酸化アルミニウムの製造方法
は、例えばボーキサイトからバイヤー法（アルミン酸ナ
トリウムの加水分解）によりギブサイトが得られ、さら
に水熱処理によってベーマイトを得ることができる。ま
た、ギブサイト、ベーマイト、ダイアスポア等は天然物
としても得ることができる。擬ベ−マイトは非晶質のア
ルミナゲルの加熱等の方法で得ることができる。

【００１２】本発明の水酸化アルミニウム粒子は、単一
種の結晶構造であってもよく、また二種以上の結晶構造
の混合物であっても構わない。

【００１３】水酸化アルミニウム粒子の形状は、球状、
針状、繊維状、棒状、柱状、不定形など特に限定されな
いが、針状、繊維状、棒状、柱状のものは特に耐スクラ
ッチ性が良好となり好ましい。粒子の大きさは、一次粒
子の最大長さが１μｍ未満であることがフィルムにした
時に粗大突起が生成しにくいため好ましく、より好まし
くは０．３μｍ未満である。また特に針状粒子の場合
は、粒子の長軸が１μｍ未満好ましくは０．５μｍ未満
で、かつ長軸／短軸の軸比が３以上好ましくは５以上の
ものである（ここで長軸とは透過型電子顕微鏡で観察さ
れる粒子の平面図について、輪郭に接する最長間隔の二
つの平行線間の長さ、短軸とは粒子の平面図について、
輪郭に接し、長軸を決する平行線に直角方向の平行線間
の長さを表す。）。

【００１４】このような粒子はポリエステル中では凝集
を引きおこしているが、フィルム中での該粒子の二次粒
子径は、１．０μｍ未満、好ましくは０．８μｍ未満で
ある。１．０μｍを越えるとフィルム表面に粗大な突起
が発生し耐削れ性が悪化するので好ましくない。

【００１５】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。

【００１６】水酸化アルミニウム粒子の含有量として
は、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。

【００１７】本発明におけるポリエステルとは、フィル
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
キシレートがあげられる。なかでも、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカル
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
ン酸または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またはそのエステ
ル形成性誘導体などを共重合してもかまわない。

【００１９】また該ポリエステルには、本発明の目的を
阻害しない範囲内で、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、紫
外線吸収剤等が含まれていてもよい。

【００２０】本発明のポリエステル組成物は、例えば水
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、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。また、分散性およびポリエステルとの親和性を向
上させるため、粒子スラリ−等に、界面活性剤、アミン
化合物、アンモニウム化合物、リン化合物、水溶性高分
子等をあらかじめ添加してもよい。

【００２１】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、
水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。

【００２２】本発明のポリエステルフィルムは例えば次
のような方法によって製造することができる。

【００２３】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
延伸フィルムを得る。次に、この未延伸フィルムを二軸
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
たフィ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もよるが、磁気記録媒体用フィルム
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。

【００２４】またフィ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。

【００２５】本発明のフィルムは、単層フィルムとし
て、また積層フィルムとしてでも用いられる。積層フィ
ルムの場合、少なくとも一表面を構成するフィルムとし
て、本発明のフィルムを用いると、フィルム表面の耐摩
耗性、耐スクラッチ性が良好となるので好ましい。フィ
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。

【００２６】積層フィルムにおける一表面を構成する本
発明のフィルム（以下、積層部ともいう）の厚さは、含
有する水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、フィルム表面の平坦性、
易滑性が特に良好となり好ましい。

【００２７】また、積層部の水酸化アルミニウム粒子の
含有量は、０．０１〜１０重量部が好ましく、特に０．
１〜５重量部が好ましい。

【００２８】またさらに走行性などが要求される場合に
は、水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。

【００２９】このような粒子としては、バテライト、カ
ルサイト、アラゴナイト等の結晶構造を有する天然また
は合成の炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、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ーンレジン、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。

【００３０】併用する粒子の大きさは、一次粒子径が
０．０１〜３μｍであることが好ましく、ポリエステル
１００重量部に対して０．００１〜５重量部含有するこ
とが好ましい。

【００３１】

【実施例】次に、本発明を実施例および比較例により、
さらに詳細に説明する。

【００３２】（１）水酸化アルミニウム粒子の一次粒子
径の評価 水酸化アルミニウム粒子をコロジオン膜に固定し、透過
型電子顕微鏡を用いて粒子を観察する。粒子１０００個
を測定し、その数平均径（μｍ）を求めた。

【００３３】（２）水酸化アルミニウム粒子の二次粒子
径の評価 フィルムから、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個の円相当数平均径（μｍ）で評価した。

【００３４】（３）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。

【００３５】（４）フィルム平均表面粗さの評価 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
ィルムとし、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。

【００３６】（５）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、長時間擦り付け、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

【００３７】（６）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
１０本未満はＣ級、１０本以上はＤ級とした。

【００３８】実施例１ 一次粒子が針状で長軸５０ｎｍ短軸５ｎｍのベーマイト
粒子を１０重量部、エチレングリコール９０重量部を含
むスラリーを、常温下３０分間超音波分散処理し、水酸
化アルミニウム粒子／エチレングリコールスラリー
（Ａ）を調製した。

【００３９】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）
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、ベーマイトとして３重量部含
有する固有粘度０．６１５のポリエチレンテレフタレー
ト組成物（Ｙ）を得た。

【００４０】このポリエチレンテレフタレート組成物
（Ｙ）と、（Ｙ）と同様にして重合した平均粒子径０．
５μｍの合成炭酸カルシウム粒子を含む固有粘度０．６
２０のポリエチレンテレフタレート組成物（Ｚ）とを、
チップブレンドした後、２９０℃で溶融、押し出しし、
その後９０℃で縦横それぞれ３倍に延伸し、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ィルムを得た。

【００４１】このフィルムを評価したところ、透過型電
子顕微鏡による二次粒子径は０．１０μｍであった。ま
た、Ｒａ＝０．０１５μｍ、耐摩耗性評価Ａ級、耐スク
ラッチ性評価Ａ級であり、耐摩耗性、耐スクラッチ性に
非常に優れたフィルムであった。

【００４２】実施例２ ポリエチレンテレフタレート組成物中のベーマイト粒子
の一次粒子径、二次粒子径、添加量などを変更し、合成
炭酸カルシウム粒子の代わりにエチルベンゼン−ジビニ
ルベンゼン共重合体を用いたこと以外は実施例１と同様
の方法で二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。このフ
ィルムの評価結果を表１に示した。このフィルムが良好
な耐摩耗性、耐スクラッチ性を有していることがわか
る。

【００４３】実施例３ ベーマイト粒子の代わりに、一次粒子が針状で長軸１０
０ｎｍ短軸８ｎｍの擬ベーマイト粒子を用い実施例１と
同様の方法でポリエチレンテレフタレート組成物（Ｙ
´）を得、二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。この
フィルムの評価結果を表１に示した。このフィルムが良
好な耐摩耗性、耐スクラッチ性を有していることがわか
る。

【００４４】実施例４ 水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。

【００４５】実施例３のポリエチレンテレフタレート組
成物（Ｙ´）と（Ｚ）のブレンド物を（Ｘ）の上に溶融
共押出して積層未延伸フィルムを得た。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倍に延伸し、さらにその後２２０℃で２０秒間熱処
理し、積層二軸延伸フィルムを得た。（Ｘ），（Ｙ´）
各層の厚みは、それぞれ１２μｍ，０．７μｍであっ
た。

【００４６】このフィルムを評価したところ、表１に示
すようにＲａ＝０．０１４μｍ、耐摩耗性評価Ａ級、耐
スクラッチ性評価Ａ級であり、耐摩耗性、耐スクラッチ
性に非常に優れたフィルムであった。

【００４７】比較例１〜２ 粒子の種類を変更し、実施例１と同様の方法で二軸延伸
ポリエステルフィルムを得た。これらのフィルムの評価
結果を表２に示した。これらのフィルムは、耐摩耗性、
耐スクラッチ性が満足できるフィルムではなかった。

【００４８】

【表１】

【表２】

【００４９】

【発明の効果】本発明のポリエステル組成物は、特定の
水酸化アルミニウム粒子を含有し、フィルムとした場
合、耐摩耗性、耐スクラッチ性に優れた効果を発揮する
ため特に繰返し走行特性が要求される磁気テープ用途に
適する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２次粒子径が１μｍ未満である水酸化アル
   ミニウム粒子を含有してなるポリエステル組成物。
2. 【請求項２】請求項１に記載されたポリエステル組成物
   からなるフィルム。