JPH09111101A

JPH09111101A - ポリエステル組成物

Info

Publication number: JPH09111101A
Application number: JP26533195A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Oyama; 昌彦大山; Hiromoto Okawa; 博幹大河; Gen Hayashi; 玄林
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 1997-04-28
Anticipated expiration: 2015-10-13
Also published as: JP3405016B2

Abstract

(57)【要約】【課題】易滑性、耐磨耗性ともに優れたポリエステル
フィルムを製造しうるポリエステル組成物を得る。【解決手段】平均粒子径が０．２〜１．０μｍであ
り、粒径変化係数が７０〜９５％である炭酸カルシウム
粒子を０．００５〜５．０重量％含有することを特徴と
するポリエステル組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエステル組成
物に関するものであり、さらに詳しくは特定の粒子径を
有する炭酸カルシウム粒子をポリエステル中に含有し、
易滑性、耐磨耗性に優れたフィルム、繊維等の成型品を
得るに適したポリエステル組成物に関するものである。

【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、磁気テープ用途等のフィルム分野で広く用いられ
ている。しかしながら、該ポリエステルは、成型品に加
工する際、摩擦係数が高く、滑り性が不足し、生産性を
低下させるという問題があった。

【０００３】従来より、ポリエステルへの易滑性付与の
ため、ポリエステル中に不活性粒子を含有せしめ、成型
品の表面に凹凸を形成し、摩擦係数を低下させる方法が
数多く提案されている。なかでも炭酸カルシウム粒子
は、種々の粒子径のものを製造することができ、しかも
比較的安価なことから、従来より多くの提案があり、例
えば炭酸カルシウムと他の粒子種との併用（特開昭52-7
8953号公報）等がある。この方法で作られたポリエステ
ルフィルムの易滑性は改善される。しかしながら、近年
とくに磁気テープ用途においては、記録密度の上昇に伴
い、ベースフィルムに対する要求項目は、より厳しくな
り、易滑性、平坦性および耐磨耗性の高度な両立が必要
となってきた。これらの要求に対し、粒子とポリエステ
ルとの親和性を向上させ、粒子の脱落を防ぐ目的で、粒
子の表面処理、例えばリン酸カルシウムで表面処理（特
開平1-92265 号公報）等が提案されている。また、粒子
の結晶構造に着目したもの、例えばバテライト型炭酸カ
ルシウム（特開平5-179015号公報）や、粒子の形状に着
目したもの、例えば立方体炭酸カルシウム（特開平6-34
5947号公報）による易滑性、耐磨耗性の両立が提案され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した技術
を用いてもなお、ベースフィルムに対する要求特性を十
分に満足すべきレベルには達していない。

【０００５】本発明の目的は、前述した要求特性を満足
しうる、特に、易滑性、耐磨耗性ともに優れたポリエス
テルフィルムを製造しうるポリエステル組成物を得るこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的
は、平均粒子径が０．２〜１．０μｍであり、粒径変化
係数が７０〜９５％である炭酸カルシウム粒子を０．０
０５〜５．０重量％含有することを特徴とするポリエス
テル組成物により、達成できる。

【０００７】粒径変化係数（％）＝分散粒子径（Ｘ）／
凝集粒子径（Ｙ）×１００凝集粒子径：超音波分散処理前の粒径分散粒子径：超音波分散処理後の粒径

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態について説明する炭酸カルシウムには製造法により、天然の炭酸カルシウ
ムを粉砕、分級した重質炭酸カルシウムと、水酸化カル
シウムに炭酸ガスを吹き込む方法等で合成した軽質炭酸
カルシウムが挙げられる。本発明における炭酸カルシウ
ム粒子としては、特に限定はされないが、一般的に粒度
分布がシャープであり、粒子径制御が容易であるという
点で、軽質炭酸カルシウムが好ましい。また、炭酸カル
シウムの結晶形は、カルサイト、アラゴナイト、バテラ
イトの３通りの結晶形のいずれも用いることができる
が、これらのうち、カルサイト形のものがより好まし
い。結晶構造の区別は従来行われる方法、すなわちＸ線
回折法等によって決定できる。

【０００９】炭酸カルシウムの平均粒子径は、０．２〜
１．０μｍであることが必要であり、好ましくは０．３
〜０．６μｍである。成型品の滑り性を付与するために
は、ある程度の粒子径が必要であり、かつ、逆に大きす
ぎると成型品に粗大な突起が発生して、耐磨耗性を低下
させる。平均粒子径が０．２〜１．０μｍであれば、以
上の目的を達成することが可能である。また、本発明に
おける粒径範囲のうち、特に粒径の小さい粒子において
本発明の効果が顕著であり、粒径が０．３〜０．６μｍ
であるとさらに好ましい。

【００１０】本発明における炭酸カルシウム粒子の粒径
変化係数は、７０〜９５％、好ましくは７５〜８５％で
ある。粒径変化係数が７０％未満であると粒子の凝集性
が強く、ポリエステルに含有させる際、粒子径のコント
ロールが難しく、粗大凝集粒子が発生しやすくなる。こ
の粗大凝集粒子は、フィルムとして加工した際に平坦
性、耐削れ性の低下の原因となり、目的とする効果が得
られない。また、粒径変化係数が９５％より大きいと粒
子は単分散粒子に近くなり、粒径の揃った、分散性の良
い、また粒子径のコントロールも容易である粒子となる
が、この粒子をポリエステルに含有させ、フィルムとし
て加工した際、目的とする耐削れ性は得られない。従
来、耐削れ性を向上のためには、粒子の凝集をできるだ
け少なく、単分散状態に近づけることに技術的目標が置
かれていた。しかし、種々検討の結果、単分散粒子より
若干凝集傾向にある粒子のほうがポリエステルフィルム
中で削れ性に有効に働くことがわかった。この理由は定
かではないが、粒子に凝集性があると、フィルム中で粒
子が外力に対して変形し、融通性を持ち、応力を分散
し、フィルム表面の削れや粒子の脱落を少なくすると考
えられる。

【００１１】本発明における炭酸カルシウム粒子は、粒
度分布比が２．５以下であることが好ましい。粒度分布
比は粒度分布のシャープさを表す指標であって、その値
が１に近いほど分布がシャープであるといえる。本発明
においては粒度分布比が２．５を越えると粒子中に粗大
粒子が多く混在するようになるためフィルムとしたとき
に粗大突起を形成し、脱落を生じる場合がある。粒度分
布比は２．０以下がより好ましく、１．７以下が特に好
ましい。

【００１２】本発明における炭酸カルシウム粒子は、凝
集性の制御あるいはポリエステルとの親和性向上のため
に分散剤や表面処理剤を使用してもかまわない。このよ
うな分散剤または表面処理剤としては、シランカップリ
ング剤、チタンカップリング剤や、カルボン酸、リン
酸、スルホン酸等のエステルまたはその金属塩、あるい
はポリアクリル酸およびその誘導体とその金属塩等を挙
げることができる。これらのうち、ポリアクリル酸ある
いはポリアクリル酸とその誘導体の共重合物およびその
金属塩が特に好ましい。

【００１３】本発明の炭酸カルシウムは、その最終段階
における粉砕処理を制御することにより得ることができ
る。製法の一例を挙げると、常法にて得られた炭酸カル
シウム粉末をエチレングリコール懸濁液とし、この懸濁
液に表面処理剤を加えた後に、湿式粉砕を行う。ここで
表面処理剤の量および湿式粉砕の処理条件を適宜調節す
ることにより、目的とする粒径、粒径変化係数の粒子を
得ることができる。

【００１４】本発明におけるポリエステルとは、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主原料として重縮合反応に
よって製造されるポリエステルである。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。該ポリエステルは、共重合成分として２０モル％以
下を他のジカルボン酸やグリコール成分等で置き換えて
もかまわない。かかる共重合成分の例として、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、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−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。また、必要に応じて耐熱安定剤や、抗酸化剤、帯
電防止剤等の添加剤を加えてもかまわない。

【００１５】本発明における炭酸カルシウムのポリエス
テル組成物に対する含有量は０．００５〜５．０重量
％、好ましくは０．０１〜４．０重量％である。含有量
が０．００５重量％未満ではフィルム等に成型したとき
に易滑性が不十分となり、一方５．０重量％を越えると
分散性が低下し、フィルム表面に粗大突起が発生するな
ど表面の平坦性が悪化するため好ましくない。

【００１６】また、本発明の目的を害しない範囲で他の
粒子種を含有していてもかまわない。これらの粒子種の
うち、本発明の目的を達成するためには、酸化アルミニ
ウムを用いることがより好ましい。

【００１７】この酸化アルミニウムの粒子径は０．０１
〜０．３μｍであることが好ましく、さらに好ましくは
０．０５〜０．２５μｍである。酸化アルミニウムのポ
リエステル組成物に対する含有量は０．００５〜５．０
重量％であることが好ましく、さらに好ましくは、０．
０１〜４．０重量％である。この範囲で酸化アルミニウ
ムを用いることで、本発明の効果を一層向上させること
ができる。

【００１８】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から重縮合反応前の
間である。なお、このような反応系に添加する製造方法
以外に溶融したポリエステルに直接練り混んでもかまわ
ない。

【００１９】

【実施例】以下本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、実施例中の物性は次のようにして測定した。

【００２０】Ａ．粒子の粒子径粒子のエチレングリコール分散液を水に希釈し、レーザ
回折散乱式粒度分布測定装置（堀場製作所製ＬＡ７０
０）を用いて粒度分布の測定を行う。光線透過率８０〜
９５％になるように水希釈濃度を調整し、測定温度２５
℃、循環速度570ml/min で測定した等価球形分布におけ
る積算体積分率５０％の粒子径を凝集粒子径（＝平均粒
子径）とし、大粒径粒子側から２５％、７５％の粒子径
をそれぞれｄ２５、ｄ７５とした。また、粒径測定前に
周波数３９kHz の超音波分散処理を５分間行った後、同
様に測定した積算体積分率５０％の粒子径を分散粒子径
とした。

【００２１】Ｂ．固有粘度２５℃でオルトクロロフェノール中、0.1g/cc 濃度で測
定した値。

【００２２】Ｃ．フィルムの滑り性フィルム幅１／２インチにスリットし、テープ走行試験
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
摩擦係数μＫを下記式より求めた。なお、ガイド径は６
ｍｍφであり、ガイド材質はＳＵＳ２７（表面粗度０．
２Ｓ）、巻き付け角は１８０°、走行速度は３．３ｃｍ
／秒である。 μｋ＝０．７３３×ｌｏｇ（Ｔ１／Ｔ２）Ｔ１：出側圧力Ｔ２：入側圧力上記μＫが０．３５以下であるものは滑り性良好であ
る。ここで、μＫ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。

【００２３】Ｄ．フィルムの耐磨耗性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、１／２インチにスリットしたテープ状ロールをステ
ンレス鋼SUS-304 製ガイドロールに巻き付け角６０°、
２５０ｍ／分の速度、張力９５ｇで５００ｍにわたって
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、２級以上を合格とした。１級・・・白粉発生まったくなし２級・・・白粉発生が少量見られる３級・・・白粉発生が見られる４級・・・白粉発生がかなり多いＥ．フィルムの耐スクラッチ性前記したＤ．の耐磨耗性の評価を行い、その時にフィル
ムに入った傷を５０倍顕微鏡観察し、視野あたりの傷の
本数を求め、２級以上を合格とした。１級・・・全く傷がない２級・・・傷が１〜３本３級・・・傷が４〜１０本４級・・・傷が１１本以上実施例１ポリアクリル酸アンモニウム塩で表面処理した炭酸カル
シウム粒子１０部とエチレングリコール９０部を湿式粉
砕し、炭酸カルシウム／エチレングリコール分散スラリ
ーを得た。この炭酸カルシウムの平均粒子径は０．４８
μｍ、粒径変化係数は８１％であった。他方、ジメチル
テレフタレート１００部、エチレングリコール６４部に
触媒として酢酸マンガン０．０４部三酸化アンチモン
０．０３部を加えエステル交換反応を行い、その後反応
生成物にリン化合物としてトリメチルホスフェート０．
０４部を加え、さらにその後先に調製したスラリー
（Ａ）１部を加えて重縮合反応を行い、固有粘度０．６
１８のポリエチレンテレフタレート組成物を得た。次に
この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。その後９０℃で
縦横それぞれ３倍延伸し、さらにその後２２０℃で１０
秒間熱固定し、厚さ１５μｍの二軸延伸フィルムを得
た。

【００２４】このフィルムの評価結果を表１に示す。フ
ィルム中の炭酸カルシウム粒子含有量は０．１重量％で
あった。このフィルムのμＫは０．２６、耐磨耗性は１
級、耐スクラッチ性２級であり、滑り性、耐磨耗性、耐
スクラッチ性ともに優れたフィルムであった。

【００２５】実施例２〜５表１に示した変更部分以外は、実施例１と同様の方法に
よってフィルムを得た。本発明の範囲のものでは、表１
に示すとおり、滑り性、耐磨耗性、耐スクラッチ性とも
に優れたフィルムであった。

【００２６】比較例１〜５表２に示した変更部分以外は、実施例１と同様の方法に
よってフィルムを得た。得られたフィルムの耐磨耗性、
耐スクラッチ性は不十分であり、本発明の目的を達成す
ることは出来なかった。

【００２７】

【表１】

【表２】

【００２８】

【発明の効果】本発明の炭酸カルシウムを含有したポリ
エステル組成物は成型品とした際の耐磨耗性、耐スクラ
ッチ性が良好となる。また、本発明のポリエステル組成
物からなるポリエステルフィルムは特に磁気記録用ベー
スフィルムとして好ましく用いることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒子径が０．２〜１．０μｍであ
り、粒径変化係数が７０〜９５％である炭酸カルシウム
粒子を０．００５〜５．０重量％含有することを特徴と
するポリエステル組成物。粒径変化係数（％）＝分散粒子径（Ｘ）／凝集粒子径
（Ｙ）×１００凝集粒子径：超音波分散処理前の粒径分散粒子径：超音波分散処理後の粒径
【請求項２】炭酸カルシウム粒子の粒度分布比が２．
５以下である請求項１記載のポリエステル組成物。粒度分布比＝ｄ２５／ｄ７５ｄ２５：粒子の体積基準の積算分布において、大粒径側
から全体積の２５％における粒径ｄ７５：粒子の体積基準の積算分布において、大粒径側
から全体積の７５％における粒径
【請求項３】炭酸カルシウム粒子の結晶形がカルサイ
ト型である請求項１または２記載のポリエステル組成
物。
【請求項４】炭酸カルシウム粒子が多価カルボン酸塩
で表面処理されていることを特徴とする請求項１、２ま
たは３のいずれか１項記載のポリエステル組成物。
【請求項５】平均粒径０．０１〜０．３μｍの酸化ア
ルミニウム粒子を０．００５〜５．０重量％含有するこ
とを特徴とする請求項１、２、３または４のいずれか１
項記載のポリエステル組成物。