JPH0715047B2 - 熱可塑性ポリエステル組成物 - Google Patents

熱可塑性ポリエステル組成物

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JPH0715047B2
JPH0715047B2 JP62250483A JP25048387A JPH0715047B2 JP H0715047 B2 JPH0715047 B2 JP H0715047B2 JP 62250483 A JP62250483 A JP 62250483A JP 25048387 A JP25048387 A JP 25048387A JP H0715047 B2 JPH0715047 B2 JP H0715047B2
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実 吉田
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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、熱可塑性ポリエステル組成物に関するもので
あり、更に詳しくは表面を改質した炭酸カルシウム粒子
を熱可塑性ポリエステル中に均一に微分散せしめた滑り
性、耐摩耗性の優れたフィルムあるいは繊維を得るに適
した熱可塑性ポリエステル組成物に関するものである。
[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、繊維などの成形品として広く用いられてい
る。
しかしながら該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点があっ
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含有せしめ、成形品の
表面に凹凸を付与する方法が行なわれている。例えば特
開昭49−130448号公報ではビス脂肪酸アマイド化合物及
び脂肪酸エステル化合物で表面処理された炭酸カルシウ
ム、特開昭52−78953号公報では炭酸カルシウムと他の
粒子の併用が提案されている。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
耗性を満足すべきレベルとすることはできない。
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。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
滑り性や耐摩耗性を有することが必要となる。耐摩耗性
を向上させる手法として、例えば特開昭60−197755号公
報においては熱減量率を規定した炭酸カルシウム粒子に
よる方法や、特開昭60−71632号公報においてはカルボ
ン酸化合物による炭酸カルシウム粒子の表面処理が提案
されている。しかしこれらの方法を採用してもなお炭酸
カルシウム粒子とポリエステルとの親和性が不足し、耐
摩耗性はいまだ十分でない。
[発明が解決しようとする問題点] 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、特に炭酸カルシウム粒子と熱可塑性ポリエス
テルとの親和性を向上させ、滑り性、耐摩耗性ともに優
れたフィルム、繊維を製造し得るポリエステル組成物を
得ることにある。
[問題点を解決するための手段] 前記した本発明の目的は、表面の一部または全表面にリ
ン酸カルシウムが形成されている炭酸カルシウム粒子を
含有してなる熱可塑性ポリエステル組成物によって達成
できる。
本発明におけるリン酸カルシウムとは、ポリリン酸(PnO
3n+1)(n+2)-(ここでn=2〜6)とカルシウムとの塩
を主成分とするものであり、該リン酸カルシウムは例え
ば炭酸カルシウム粒子のグリコールスラリを攪拌しなが
ら希リン酸を作用させるなどして得られるものである。
該リン酸カルシウムは単一成分または混合成分であって
もよく、特に好ましいリン酸カルシウムはX線回折で回
折パターンを示さない非晶質リン酸カルシウムである。
また、本発明においてリン酸カルシウムは、少なくとも
炭酸カルシウム粒子表面の一部または全体に形成され、
ポリエステルの親和性を高めていることが必要である。
なお炭酸カルシウム粒子の表面の少なくとも一部にリン
酸カルシウムが存在することは、該粒子(A)1gと塩化
水素0.35gを1の蒸留水中で常温下10分間から30分間
攪拌し、通常の方法でもって固体部分と液体部分に別
し、固体部分を乾燥して得られる粒子(B)の拡散反射
赤外吸収差スペクトル((A)(B))における1000〜
1200cm-1領域のリン酸塩帰属ピークの検出によって確認
できる。また、上述した粒子(A)と粒子(B)のリン
元素とカルシウム元素を通常の螢光X線分析、カルシウ
ム元素は原子吸収分析法、リン元素は比色定量法などに
よって分析すると粒子(A)に対して粒子(B)はリン
元素/カルシウム元素の比が顕著に低下しており、この
ことからも粒子表面にリン化合物が偏在することがわか
る。該リン酸カルシウムの量は炭酸カルシウム粒子100
重量部に対して好ましくは0.01〜100重量部、更に好ま
しくは0.1〜30重量部、一層好ましくは0.5〜10重量部で
ある。
リン酸カルシウムの量が炭酸カルシウム粒子100重量部
に対し0.01重量部未満であると耐摩耗性に対して十分な
効果が得にくい。一方、100重量部を越えると熱可塑性
ポリエステルの重縮合反応中に添加した場合、反応性を
鈍らせ重合時間がのびることになる。本発明における炭
酸カルシウム粒子は天然石灰石を粉砕した重質炭酸カル
シウムでも、合成による沈降炭酸カルシウムであっても
よい。炭酸カルシウム粒子の平均粒子径は熱可塑性ポリ
エステル組成物からの成形品の目的に応じて任意に選ぶ
ことができるが、フィルムあるいは繊維に用いる際には
好ましくは0.01〜5.0μm、更に好ましくは0.1〜3.0μ
mが使用される。炭酸カルシウム粒子の平均粒子径0.01
μm未満であると成形品の滑り性が十分でなく、一方、
5.0μmを越えると粗大な突起が成形品に発生するため
に好ましくない。なお平均粒子径とは通常の沈降法で測
定した全粒子の50重量%の点にある粒子の相当球直径で
ある。
本発明において用いられるポリエステルは芳香族ジカル
ボン酸あるいはそのジアルキルエステル等の二官能性成
分とグリコール成分を原料として重縮合反応によって製
造されるものである。特にこのうちポリエチレンテレフ
タレートを主体とするものが好ましい。このポリエチレ
ンテレフタレートを主体とするポリエステルは、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、
共重合成分の例としてはアジピン酸、セバシン酸、フタ
ル酸、イソフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン
酸、5−ナトリウムスルホ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、ネオペンチルグリコール、ポリオキシ
アルキレングリコール、p−キシリレングリコール、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。なお炭酸
カルシウム粒子を熱可塑性ポリエステルへ含有せしめる
ための添加時期は任意でよいが、好ましくはエステル交
換反応前またはエステル化反応前から重縮合反応前の間
である。
[実施例] 次に本発明を実施例及び比較例により具体的に説明す
る。
ここで耐摩耗性の評価はポリエステル組成物をフィルム
とし、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、長時間こ
す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………白粉発生あり C級………白粉発生多い なおこのうちA級を合格とした。
静摩擦係数はASTM−D−1894B法によって測定し、フィ
ルム表面粗さは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の条件下で測定した中心線平均粗さ(Ra)
を採用した。また実施例中の[η]はフェノール:テト
ラクロルエタン=1:1(重量比)の混合溶媒中30℃で求
めた極限粘度である。
実施例1 平均粒径0.8μmの合成炭酸カルシウム粒子8重量部、
エチレングリコール、92重量部を混合しサンドグライン
ダーで処理し、100重量部のスラリを得た。次にオルト
リン酸0.34重量部をエチレングリコール10重量部に溶解
させ、オルトリン酸溶液を作り、前記合成炭酸カルシウ
ムのエチレングリコールスラリ100重量部と混合した。
混合したスラリは100℃に加熱し、3時間攪拌した。こ
のスラリを遠心分離し炭酸カルシウム粒子を単離した。
この炭酸カルシウムを本文記載のごとく、希薄塩酸で表
面を浸食して別分離後拡散反射赤外線吸収法で差スペ
クトルを測定した結果を図1に示した。図1には1000〜
1200cm-1にリン酸基のピークが見られ、リン酸カルシウ
ム(Ca3(PO4)2)が炭酸カルシウム粒子表面に形成して
いることを確認した。参考として図2に和光純薬工業
(株)製試薬Ca3(PO4)2拡散反射赤外線吸収法スペクト
ルを示した。なおX線回折では結晶質の存在は認められ
なかった。また螢光X線分析からリン元素をリン酸カル
シウムに換算してリン酸カルシウム量を計算すると、希
薄塩酸処理前は炭酸カルシウム粒子100重量部に対し6.5
重量部となり、処理後は0.8部となった。他方ジメチル
テレフタレート100重量部とエチレングリコール62重量
部、および0.06重量部の酢酸マグネシウムを加えてエス
テル交換反応を行い、さきに調整したスラリ2重量部と
0.03重量部の酸化アンチモンを加え、重縮合を行い
[η]=0.621のポリエチレンテレフタレート組成物を
得た。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℃で縦および横方向へそれぞれ3倍延伸
して220℃で10秒熱処理し、厚さ15μmのフィルムを得
た。ここで得られたフィルムをフェノール;テトラクロ
ルエタンに1:1(重量比)混合溶媒に溶解させて遠心分
離し、炭酸カルシウム粒子を単離した。先に示した同様
の方法で差スペクトルを拡散反射赤外線吸収法で測定し
たところ図1と同様のピークが得られ、螢光X線分析か
らリン酸カルシウム量は炭酸カルシウム100重量部に対
し希薄塩酸処理前で6.5部となり、処理後は0.8部となっ
た。このフィルムはRa0.015と、静摩擦係数0.82であ
り、耐摩耗性の評価を行ったところA級となった。
実施例2 平均粒径0.8μmの合成炭酸カルシウム粒子8重量部、
エチレングリコール92重量部を混合しサンドグラインダ
ーで処理し、100重量部のスラリを得た。次にオルトリ
ン酸0.01重量部をエチレングリコール1.5重量部に溶解
させ、オルトリン酸溶液を作り、前記した合成炭酸カル
シウムスラリ100重量部と混合した。
混合したスラリを100℃に加熱し、3時間攪拌した。こ
のスラリ中の炭酸カルシウム粒子に形成したリン酸カル
シウムの量は、実施例1と同様に測定すると、炭酸カル
シウム粒子100重量部に対し0.18重量部となった。その
後、実施例1と同様に操作して[η]=0.620、厚さ15
μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。こ
こで得られたフィルムを実施例1と同様に処理し、フィ
ルム中の粒子を単離して実施例1と同様に差スペクトル
と測定するとリン酸カルシウムの形成が確認できた。フ
ィルム中の炭酸カルシウム粒子に形成されているリン酸
カルシウム量は実施例1と同様に測定したところ炭酸カ
ルシウム粒子100重量部に対し、希薄塩酸処理前で0.18
重量部処理後で0.4部となった。このフィルムはRa0.01
8、静摩擦係数0.82であり、耐摩耗性の評価を行ったと
ころA級となった。
比較実施例1 平均粒径0.8μmの合成炭酸カルシウム粒子8重量部、
エチレングリコール92重量部、ピロリン酸ナトリウム10
水塩0.4重量部を混合し、サンドグラインダーで処理
し、100.4重量部のスラリを得た。他方、ジメチルテレ
フタレート100重量部とエチレングリコール62重量部お
よび0.06重量部の酸化マグネシウムを加えてエステル交
換反応を行い、先に調整したスラリ2重量部、0.03重量
部の酸化アンチモンを加え重縮合を行い[η]=0.619
のポリエチレンテレフタレート組成物を得た。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
℃で縦および横方向へそれぞれ3倍延伸して220℃で10
秒間熱処理し、厚さ15μmのフィルムを得た。
このフィルムはRa0.018、静摩擦係数0.80であり、耐摩
耗性の評価を行なったところB級となった。
比較実施例2 平均粒径0.8μmの合成炭酸カルシウム粒子8重量部、
エチレングリコール92重量部を混合し、サンドグライン
ダーで処理し、100重量部のスラリを得た。次にオルト
リン酸0.01重量部をエチレングリコール1.5重量部に溶
解させ、オルトリン酸溶液を作り、前記の合成炭酸カル
シウムスラリ100重量部と混合した。混合したスラリを6
0℃に加熱し、2時間攪拌した。このスラリ中の炭酸カ
ルシウム粒子に形成したリン酸カルシウムの量は、実施
例1と同様に測定すると炭酸カルシウム粒子100重量部
に対し0.01重量部未満となった。その後実施例と同様に
操作して[η]=0.620、厚さ15μmのポリエチレンテ
レフタレートフィルムを得た。ここで得られたフィルム
を実施例1と同様に処理し、フィルム中の粒子を単離し
て実施例1と同様に差スペクトルを測定するとリン酸カ
ルシウムの形成が確認できた。フィルム中の炭酸カルシ
ウムに形成されているリン酸カルシウム量は実施例1と
同様に測定したところ、炭酸カルシウム100重量部に対
し、希薄塩酸処理前で0.01重量部未満となった。このフ
ィルムはRa0.017、静摩擦係数0.83であり、耐摩耗性は
C級となった。
比較実施例3 平均粒子径0.3μmの第三リン酸カルシウム8重量部、
エチレングリコール92重量部を混合し、サンドグライン
ダーで処理し、100重量部のスラリを得た。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62重
量部および0.06重量部の酢酸マグネシウムを加えてエス
テル交換反応を行い、先に調整したスラリ2重量部、0.
03重量部の三酸化アンチモンを加え重縮合を行い[η]
=0.615のポリエチレンテレフタレート組成物を得た。
ここで得られたポリエチレンテレフタレート組成物を29
0℃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℃で縦および横方向へそれぞれ3倍延伸して22
0℃で10秒間熱処理し、厚さ15μmのフィルムを得た。
このフィルムはRa0.005、静摩擦係数1.05であり、耐摩
耗性の評価を行ったところC級となった。
実施例1,2および比較例1〜3の結果を表1にまとめ
た。
[発明の効果] 本発明のポリエステル中の炭酸カルシウム粒子はポリエ
ステルとの親和性が良好であるため、ポリエステル組成
物の耐摩耗性が良好である。したがって、本発明のポリ
エステル組成物はポリエステル繊維、フィルム、あるい
はその他の成形品においても有効であるが、特に繰り返
し摩擦使用される磁気テープに好ましく用いることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は炭酸カルシウム粒子の希薄塩酸処理した前後の
拡散反射赤外吸収差スペクトルである。第2図は第三リ
ン酸カルシウム(Ca3(PO4)2)拡散反射赤外線吸収法ス
ペクトルである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29K 67:00 B29L 7:00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面の一部または全表面にリン酸カルシウ
    ムが形成されている炭酸カルシウム粒子を含有してなる
    熱可塑性ポリエステル組成物。
JP62250483A 1987-10-02 1987-10-02 熱可塑性ポリエステル組成物 Expired - Lifetime JPH0715047B2 (ja)

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