JPH07113058B2 - ポリエステルの製造方法 - Google Patents

ポリエステルの製造方法

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JPH07113058B2
JPH07113058B2 JP62313509A JP31350987A JPH07113058B2 JP H07113058 B2 JPH07113058 B2 JP H07113058B2 JP 62313509 A JP62313509 A JP 62313509A JP 31350987 A JP31350987 A JP 31350987A JP H07113058 B2 JPH07113058 B2 JP H07113058B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は炭酸カルシウム粒子が良好に分散し、かつ凝集
粒子の少ないポリエステルの製造方法に関するものであ
る。
[従来の技術] 一般に飽和線状ポリエステル、たとえばポリエチレンテ
レフタレートは優れた物理的、化学的特性を有してお
り、繊維、フィルムその他の成形品として広く使用され
ている。しかしながら、その優れた特性とは逆に上記成
形品を得る成形工程における工程通過性、表面処理等の
後加工工程、あるいは製品自体での取扱性での面で滑り
性が悪いため、作業性の悪化、商品価値の低下といった
好ましくないトラブルが発生することが知られている。
このトラブルに対してポリエステル中に微粒子を配合せ
しめ成形品の表面に適当な凹凸を付与し、成形品の表面
滑性を向上させることが通常行われており、かかる微粒
子として炭酸カルシウム、二酸化チタン、シリカ、タル
ク、カオリン等のポリエステルに不溶、不活性である無
機粒子をポリエステルに添加することが知られている。
しかしながら、これら微粒子による凹凸により、滑り性
を改善する方法は一方では成形品の表面均一を阻害する
ことになるため、滑り性と表面均一の双方を満足した成
形品を得ることが容易ではない。しかし現実には磁気テ
ープ分野においては、小型化、長時間化のために、フィ
ルム厚みを薄くする必要があり、滑り性とともにフィル
ム表面の凹凸のより均一微細化の要求が、また繊維分野
においても、製糸の際の引き取り速度の高速化にともな
い滑り性と粒子のより均一微細化の要求が強まってお
り、これらの要求を満足させるポリエステルが必要にな
った。
かかる目的に対し種々の検討がなされており、無機粒子
の分散方法について、たとえば特開昭50-1144号公報、
特開昭51-68695号公報にはグリコールスラリを調整する
に際し、特定の分散剤を使用する方法、特開昭52-78953
号公報においてはグリコールスラリを調整するに際し、
超音波振動を与える分散方法など無機粒子の分散性を向
上させる方法が提案されている。また特開昭59-179555
号公報においては、ポリエステルフィルムを製造するに
際し特定の粒度分布比を持つ粒子を配合し、フィルムの
滑り性、表面の平担性を向上させる方法が提案されてい
る。
しかしながら、本発明者らの検討によればこれらの従来
技術を用いて粒子の分散性を向上したにしても、成形品
の滑り性、表面凹凸といった表面特性の改良効果は小さ
いことが判明した。そこで、成形品の滑り性、表面特性
の改良について鋭意検討した結果、炭酸カルシウムにつ
いては粒子の分散性と共に粒子の結晶粒径が重要な役割
をはたしてい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問題点] 即ち、本発明の目的は炭酸カルシウム含有ポリエステル
の製造に際し炭酸カルシウム粒子が良好に分散し、かつ
成形品の滑り性、表面特性を十分満足するに値するポリ
エステルを製造することである。
[問題点を解決するための手段] 前記した本発明の目的は、芳香族ジカルボン酸を主とす
る二官能性酸成分と、少なくとも一種のグリコール成分
よりポリエステルを製造するに際し、ポリエステルの製
造反応系に、平均粒子径が0.02μm以上2.5μm以下で
あり、かつ結晶粒径が400Å以上700Å以下である炭酸カ
ルシウム粒子を、ポリエステルに対して0.005重量%以
上5重量%以下添加することを特徴とするポリエステル
の製造方法によって達成できる。
本発明におけるポリエステルとは繊維、フィルムその他
の成形品を成形し得るポリエチレンテレフタレートを主
体とするものである。これらのポリエステルはホモポリ
エステルであっても、コポリエステルであってもよく、
共重合成分としては、例えばアジピン酸、セバシン酸、
フタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタリンジカルボン
酸、5−ナトリウムイソフタル酸等のジカルボン酸成
分、トリメリット酸、ピロメリット酸等の多価カルボン
酸成分,p−オキシエトキシ安息香酸等のオキシカルボン
酸成分およびネオペンチルグリコール、テトラメチレン
グリコール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール、ポリオキシアルキレ
ングリコール,p−キシレングリコール、1,4−シクロヘ
キサンジメタノール,5−ナトリウムスルホレゾルシン等
のジオール成分が挙げられる。
本発明で用いる炭酸カルシウム粒子は天然品であっても
合成品であってもよく、粒子の結晶粒径は400Å以上700
Å以下、好ましくは450Å以上600Å以下である。結晶粒
径が400Åより小さいと表面特性が損なわれる。700Åよ
り大きいと結晶の安定性が悪く好ましくない。
また、炭酸カルシウム粒子の平均粒子径は0.02μm以上
2.5μm以下、好ましくは0.05μm以上2.0μm以下であ
る。粒子の平均粒子径が0.02μmより小さいと滑り性が
不足し2.5μmを越えると表面の平滑均一性が低下す
る。
本発明で用いる炭酸カルシウム粒子のポリエステルに対
する添加量は0.005重量%以上5重量%以下、好ましく
は0.05重量%以上5重量%以下である。炭酸カルシウム
粒子の添加量が0.005重量%より少ないときには成形品
の滑り性が不十分であり、5重量%を越えると炭酸カル
シウムが凝集し易くなり表面の平滑均一性が損なわれた
り、また、凝集粒子の摩耗脱落が生じ好ましくない。
炭酸カルシウムのグリコール中での分散は、種々の分散
方法、例えばグリコールスラリにして高速分散機、コロ
イドミル、ウルトラターレックス、サンドミル、アトラ
イタ、ロールミル等を用いて分散するのが好ましい。特
に媒体攪拌型分散機は凝集粒子を微分散できるために有
利であり好ましい。また、分散処理時にはリン酸、アル
カリ化合物等の分散剤を使用すると、グリコールスラリ
中およびポリマ中の炭酸カルシウムの再凝集を防止でき
好ましい。なかでも特にリン酸とアルカリ化合物を1.0:
0.5〜3.0のモル比、特に好ましくは1.0:1.0〜2.0のモル
比で用いるのが好ましい。
好ましいアルカリ化合物としてはNa、K、Li等のアルカ
リ金属化合物、Ca、Mg等のアルカリ土類金属化合物、ア
ンモニア、トリエチルアミン、テトラエチルアンモニウ
ムハイドロキサイド等のアミン化合物を挙げることがで
きる。中でもアミン化合物が特に好ましく使用される。
このように分散処理を施された特定の結晶粒径、平均粒
子径を有する炭酸カルシウムのグリコールスラリはポリ
エステルの製造工程の任意の段階で添加できるが、ジカ
ルボン酸成分とグリコールからのエステル化ないしはエ
ステル交換反応の初期から該反応が終了して得られるプ
レポリマまでの段階、ないしはプレポリマを重縮合せし
める初期段階で添加することが好ましい。
[実施例] 以下本発明を実施例により、さらに説明する。
実施例中の部は重量部を意味している。また実施例およ
び比較実施例中の物性は次のようにして測定した。
A.結晶粒径 X線回析装置PW1710型(日本フイリップス(株)製)を
用いて、次に示す条件で炭酸カルシウムの主ピークの半
価巾を測定し、式(1)によって求めた。
(a)試料 0.70g (b)X線 30KV,20mA Cu-Kα線使用 (c)チャートスピード 50mm/1° (d)スキャンスピード 0.5°/分 (e)測定角度 28°〜31° B.平均粒子径 遠心式粒子測定装置CP-2(島津製作所(株)製)を用い
測定し、粒度分布の積算50%点における径を平均粒子径
とした。
C.ポリマの極限粘度[η] フェノールテトラクロルエタン=1:1(重量比)の混合
溶媒中30℃で測定した。
D.フィルム表面の平滑均一性 表面粗さ測定器(小坂研究所社製)によって次のように
求めた。針径2μm、荷重70mg、測定基準長0.25mm、カ
ットオフ0.08mmの条件下で測定した中心線平均粗さ(R
a)、最大高さ(Rt)から求めた(Rt/Ra)で表面均一性
をランク付けした。
Rt/Ra 11.0未満 ……1級 11.0以上13.0未満 ……2級 13.0以上 ……3級 Rt/Raが小さいほど表面の平滑均一性が良好であり、1
級、2級が実用に供せられる。
E.フィルム滑り性 ASTM-D-1894B法に従って測定した静摩擦係数を滑り性の
目安として用い、ランク付けした。
静摩擦係数 1.2未満 ……1級 1.2以上1.8未満 ……2級 1.8未満 ……3級 静摩擦係数はその値が小さいほど滑り性は良好である
い、1級、2級が実用に供せられる。
実施例1 580Åの結晶粒径を有する炭酸カルシウム粉末10部を、
エチレングリコール90部へ添加し、更にリン酸1部およ
びトリエチルアミン1.6部を加えてから五十嵐機械
(株)製サンドグラインダーで分散処理を施したあと、
更に目開き5μmのフィルターでろ過して、平均粒子径
0.75μmを有する炭酸カルシウム粒子のエチレングリコ
ールスラリを得た。得られたスラリをカバーガラスの間
に挟み顕微鏡観察した結果、粗大凝集粒子は存在しなか
った。
更にジメチルテレフタレート100部とエチレングリコー
ル64部を酢酸マンガン4水和物を触媒として常法通りエ
ステル交換反応せしめた後、上記で得られた炭酸カルシ
ウムのスラリを5部(炭酸カルシウムとして0.5重量%
対ポリマ)、リン酸トリメチル0.03部および重合触媒と
して0.035部の三酸化アンチモンを攪拌下に添加した。
その後1時間かけ昇温、減圧し、最終的に290℃、0.1mm
Hgで常法通り重縮合反応を行い、[η]0.630のポリエ
チレンテレフタレートを得た。得られたポリマを2枚の
カバーガラスの間に挟み280℃で溶融プレスし、急冷後
顕微鏡観察した結果は、粒子が均一に分布し粗大凝集粒
子が存在しなかった。次いで得られたポリマを170℃で
3時間減圧して乾燥後、290℃で溶融押し出しし、90℃
で縦方向に3.0倍、130℃で横方向に3.0倍延伸してから2
20℃で熱処理し、15μmの厚さのフィルムを得た。得ら
れたフィルムの静摩擦係数は0.95、(Rt/Ra)は10.9で
あり、滑り性、表面の平滑均一性ともに1級であった。
実施例2 480Åの結晶粒径を有する炭酸カルシウムを実施例1と
同様に処理して、平均粒子径0.42μmを有する炭酸カル
シウム粒子のエチレングリコールスラリを得た。
更に実施例1と同様に操作し炭酸カルシウム0.5重量%
含み[η]0.618を有するポリエチレンテレフタレート
および15μmの厚みのフィルムを得た。
得られたポリマを2枚のカバーガラスに挟み、280℃で
溶融プレス急冷後顕微鏡観察した結果は、粒子が均一に
分布し粗大凝集粒子は存在しなかった。またフィルムの
静摩擦係数は1.25、(Rt/Ra)は10.2であり、滑り性は
2級、表面の平滑均一性は1級であった。
実施例3 実施例1で得た炭酸カルシウムのエチレングリコールス
ラリを用い、炭酸カルシウムのエチレングリコールスラ
リの添加量を40部とした以外は実施例1と同様に操作
し、炭酸カルシウム4重量%含む、[η]0.620を有す
るポリエチレンテレフタレートおよび15μmのフィルム
を得た。
フィルムの静摩擦係数は0.82、(Rt/Ra)は12.1であ
り、滑り性は1級、表面の平滑均一性は2級であつた。
実施例4 実施例1で得た炭酸カルシウムのエチレングリコールス
ラリを用い、炭酸カルシウムのエチレングリコールスラ
リの添加量を0.07部とした以外は実施例1と同様に操作
し、炭酸カルシウム0.007重量%含み、[η]0.632を有
するポリエチレンテレフタレートおよび15μmのフィル
ムを得た。
フィルムの静摩擦係数は1.52、(Rt/Ra)は10.4であ
り、滑り性は2級、表面の平滑均一性は1級であった。
比較実施例1 330Åの結晶粒径を有する炭酸カルシウムを実施例1と
同様に処理して、平均粒子径0.75μmを有する炭酸カル
シウム粒子のエチレングリコールスラリを得た。
更に実施例1と同様に操作し炭酸カルシウム0.5重量%
含み、[η]0.624を有するポリエチレンテレフタレー
トおよび15μmの厚みのフィルムを得た。
得られたポリマを2枚のカバーガラスの間に挟み280℃
で溶融プレスし、急冷後顕微鏡観察した結果は、粗大凝
集粒子が散在していた。またフィルムの静摩擦係数は0.
92、(Rt/Ra)は13.4であり、滑り性が1級であったが
表面の平滑均一性は3級であった。
比較実施例2 実施例1で得た炭酸カルシウム粒子のエチレングリコー
ルスラリを用い、炭酸カルシウム粒子のエチレングリコ
ールスラリの添加量を70部とした以外は実施例1と同様
に操作し、炭酸カルシウム7重量%含み、[η]0.615
を有するポリエチレンテレフタレートおよび15μmの厚
みのフィルムを得た。
得られたフィルムの静摩擦係数は0.79、(Rt/Ra)は13.
7であり、滑り性は1級であったが表面の平滑均一性は
3級であった。
比較実施例3 実施例1で得た炭酸カルシウム粒子のエチレングリコー
ルスラリを用い、炭酸カルシウム粒子のエチレングリコ
ールスラリの添加量を0.03部とした以外は実施例1と同
様に操作し、炭酸カルシウムを0.003重量%含み、かつ
[η]が0.638を有するポリエチレンテレフタレートお
よび15μmの厚みのフィルムを得た。得られたフィルム
の静摩擦係数は2.50、(Rt/Ra)は10.2であり滑り性は
3級、表面の平滑均一性は1級であった。
実施例5 580Åの結晶粒径を有する炭酸カルシウム粉末10部をエ
チレングリコール90部に添加し、更にリン酸0.5部およ
び水酸化ナトリウム0.21部を加え、実施例1と同様にし
て分散処理および目開き10μのフィルターでろ過を実施
した。得られたスラリ中の炭酸カルシウムの平均粒子径
は1.84μであり、該スラリをカバーガラスの間に挟み顕
微鏡観察した結果、粗大凝集粒子は存在しなかった。得
られたスラリを用い実施例1と同様に操作し、炭酸カル
シウムを0.5%含有し、[η]0.630を有するポリエチレ
ンテレフタレートおよび15μmのフィルムを得た。
フィルムの静摩擦係数は0.84(Rt/Ra)は12.3であり、
滑り性は1級、表面の平滑均一性は2級であった。
比較実施例4 750Åの結晶粒径を有する炭酸カルシウムを用いる以外
は実施例5と全く同様に操作し、平均粒子径1.84μの炭
酸カルシウムのエチレングリコールスラリを作成し、更
に炭酸カルシウムを0.5含有する15μのフィルムを作成
した。
得られたポリマを2枚のカバーガラスの間に挾み280℃
で溶融プレスし、急冷後顕微鏡観察した結果は5μ以上
の粗大凝集粒子が散在していた。
またフィルムの静摩擦係数は0.80、(Rt/Ra)は14.2で
あり、滑り性は1級であったが表面の平滑均一性は3級
であった。
[発明の効果] 本発明は、上述したように、芳香族ジカルボン酸を主と
する二官能性酸成分と少なくとも一種のグリコール成分
よりなるポリエステルに、特定の結晶粒径、平均粒子径
を有する炭酸カルシウム粒子を添加してなるポリエステ
ルの製造方法であり、本発明によって凝集粒子の少な
い、粒子分散性のよいポリエステルが得られ、特に表面
の平滑均一性、滑り性の優れた成形品を得ることができ
る。
本発明は、ポリエステル繊維、フィルムあるいはそのほ
かの成形品分野において有効であるが、特に表面状態の
要求特性の厳しい磁気テープ、マイクロフィルム、蒸着
フィルム分野において好ましく用いることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】芳香族ジカルボン酸を主とする二官能性酸
    成分と、少なくとも一種のグリコール成分よりポリエス
    テルを製造するに際し、ポリエステルの製造反応系に、
    平均粒子粒が0.02μm以上2.5μm以下であり、かつ結
    晶粒径が400Å以上700Å以下である炭酸カルシウム粒子
    を、ポリエステルに対して0.005重量%以上5重量%以
    下添加することを特徴とするポリエステルの製造方法。
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