JPH0745565B2

JPH0745565B2 - ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JPH0745565B2
Application number: JP60290460A
Authority: JP
Inventors: 健次喜田; 智昭上田; 秀真岡阪
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1985-12-25
Filing date: 1985-12-25
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPS62149744A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はポリエステルフィルムに関し、特に重縮合工程
ないしフィルム製造工程でのトラブルがなく、表面特性
と滑り性とを同時に満足してなるポリエステルフィルム
に関する。

〔従来の技術〕

ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレートは、優
れた力学特性、化学特性を有するため、衣料用、産業用
の繊維のほか、磁気テープ用、写真用、コンデンサー用
などのフイルム等としても広く使用されている。

これらの用途において、表面の平坦性と同時に、フイル
ム形成時の作業性、製品の取り扱い性から易滑性が要求
される。

従来、易滑性を向上させる方法として、酸化ケイ素、
二酸化チタン、炭酸カルシウム、タルク、クレイ等の不
活性粒子を添加する方法（外部粒子）ポリエステルの
合成時に使用する触媒成分、着色防止剤に基因する微粒
子を生成させる方法（内部粒子法）が提案されており、
ポリエステル中の微粒子により表面に突起を形成せしめ
て滑り性を向上させる方式が知られている。しかしなが
ら、このような粒子を利用する場合、粗大粒子や凝集粒
子の混入によつて表面の平坦性が損われる問題が避けら
れず、表面の平坦性を維持しながら滑り性を付与するに
は限界があつた。

また、粒子以外の添加物として、モンタンワツクス塩
（特開昭56−139551）や脂肪族モノカルボン酸（特開昭
57−195143）等を用いる方法が提案されている。これら
の化合物によつて滑り性の改良効果は見られるものの、
これらの化合物をポリエステル重縮合反応終了以後に配
合した場合には分散が不良で異物やクレータ状の凹凸が
生成し、表面の平坦性が不十分となる。

さらに、分散を良好にする目的でこれらの化合物を重縮
合反応終了以前に添加した場合には重合度が上がらず、
重縮合工程、フイルム、繊維形成時に吐出不良、フイル
ム破れ、糸切れ等のトラブルが発生するという問題が生
ずる。このように従来技術では、重縮合工程ないしフイ
ルム形成時のトラブルがなく、表面の平坦性と滑り性を
同時に満足させるポリエステルを得ることは事実上不可
能だつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消するこ
とにあり、特に重縮合工程ないしフィルム形成時にトラ
ブルがなく、且つ表面の平坦性と滑り性を同時に満足し
てなるポリエステルフィルムを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記本発明の目的は、１分子中に、−OH、−COORおよび
−NMR（但しＲは水素またはアルキル基を示す）から選
ばれた同一または異なる２個の官能基と、炭素数６以上
のアルキル基とを有する長鎖アルキル基含有２官能性有
機化合物を共重合したポリエステルをフィルムに成形す
ることによって達成される。

本発明におけるフィルムとは一般的にいわれるフィルム
即ち自己支持性のフィルムをいい、塗膜は含まない。ポ
リエステルはフィルム形成性のポリエステル即ち非架橋
性の通常のポリエステルであるジカルボン酸またはその
誘導体とグリコールとから成るポリエステルを対象とす
る。ジカルボン酸またはその誘導体としてはテレフタル
酸またはこの低級アルキルエステルを主たる対象とする
が、その他の酸成分として、例えばイソフタル酸、Ｐ−
β−オキシエトキシ安息香酸、ジフエニルスルホン4,
4′−ジカルボン酸、ジフエニルエーテル4,4′−ジカル
ボン酸、ジフエノキシエタン 4,4′−ジカルボン酸、
アジピン酸、セバチン酸、ドデカン２酸、アゼライン
酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、またはこれら
の低級アルキルあるいはグリコールのエステル等の１種
または２種以上を併用することができる。

グリコールとしてはエチレングリコール、テトラメチレ
ングリコール−1,4を主たる対象とするがその他のグリ
コール成分としては、例えばプロピレングリコール、ト
リメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキ
サメチレングリコール−1,6、ペンタエチレングリコー
ル−1,5、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロ
ヘキサンジメタノール、1,4−ビスオキシエチレングリ
コール、ビスフエノールＡ、ポリオキシエチレングリコ
ール等の１種または２種以上を併用してもよい。

上記ジカルボン酸またはその誘導体とグリコールとから
なるポリエステルを製造するには、任意の方法が採用さ
れる。例えばテレフタル酸成分とエチレングリコール成
分とからなるポリエチレンテレフタレートについて説明
するとテレフタル酸とエチレングリコールとを直接エス
テル化反応させるか、テレフタル酸ジメチルとエチレン
グリコールとをエステル交換反応させるか又はテレフタ
ル酸とエチレンオキサイドとを反応させるかしてテレフ
タル酸のグリコールエステルまたはその低重合体を生成
する第１段階の反応と、この第１段階の反応生成物を重
縮合反応させる第２段階とによつて製造されるのが最も
一般的である。

本発明のフィルム用ポリエステルは、上記した如きポリ
エステルに長鎖アルキル基含有２官能性有機化合物を共
重合したものであり、該化合物はポリエステル成分と反
応性のある官能基２個と炭素数が６以上のアルキル基と
を１分子中に有することを本質とする。本発明において
共重合とは、後記するようにフィルム形成性のポリエス
テル構成分子と該２官能性化合物が反応して化学結合を
形成することをいい、ポリエステルを形成するための重
縮合反応時該２官能性化合物を添加して共重合させる態
様から予め形成したポリエステルに該２官能性化合物を
添加して共重合させる態様のいずれも包含する。

該２官能性化合物を一般式で示すと（Ｉ）のように表わ
すことができる。

（ここでＡ、Ａ′は、−OH、−COOH、−COORまたは−NH
R（Ｒは水素またはアルキル基）で、Ａ、Ａ′は同一で
あつても異なつてもよく、Ｂは、脂肪族、脂環族または芳香族の多価炭化水素基に
よつて代表される多価不活性基であり、Ｃは、炭素数が６以上のアルキル基であり、ｎは１以上の整数を示す。）式（１）においてＲがアルキル基の場合のアルキル基は
その炭素数には特に制限はないが、通常メチル、エチル
等の低級アルキル基が用いられる。Ｃのアルキル基は炭
素数が６以上であればよく、その上限には特に制限はな
いが、通常６〜18のアルキル基、特に直鎖アルキル基が
好ましく用いられる。ｎも１以上の整数であればよい
が、通常は１〜３の整数であることが好ましい。

より好ましい化合物としては次の（II）または（III）
式で示される化合物が挙げられる。

（ここで、Ｘ、Ｘ′は−OH、−COOR_XまたはNHR_X（R_Xは
水素またはアルキル基）で、Ｘ、Ｘ′は同一であつても
異なつてもよく、 R¹は炭素数が６以上のアルキル基であり、 R³、R³′、R⁴、R⁴′は水素またはアルキル基で同一であ
つても異なつてもよい。またｋは１または２であり、ｍ、ｎはそれぞれ０または１以
上の整数である。）ここで、Ｙ、Ｙ′は−WOH、−WCOOR_Yまたは−WNHR_Y（R_Y
は水素またはアルキル基）基（Ｗはアルキレン基または
オキシアルキレン基）で同一であつても異なつてもよ
く、Ｚは炭素数が６以上のアルキル基である。

上記した説明から明らかなように、ポリエステル成分と
反応性のある官能基とは、ポリエステルまたはその低重
合体あるいは原料中に存在する水酸基、カルボキシル
基、エステル基と通常のポリエステル製造条件下で反応
し、ポリエステル成分と化学結合をつくることができる
官能基をあらわし、−OH基、−COOR（Ｒはアルキル基）
または−NHR（Ｒは水素またはアルキル基）基が挙げら
れる。上記官能基を１分子中に１個しか含まない場合
は、重縮合反応終了以前の段階で添加すると重合度が上
がらず吐出不良、フイルム破れ等の原因となり、重縮合
反応終了以後に添加すると分散が不良で表面の平坦性が
損われるため好ましくない。１分子中に３個以上の上記
官能基がある場合には架橋が起こり異物が発生し同様に
表面の平坦性が損われるため好ましくない。また、一般
式（Ｉ）のＹで示されるアルキル基の炭素数が５以下の
場合には、ポリエステルに添加しても滑り性の改良効果
が低いため好ましくない。

（II）式で示される化合物としては、例えば、1,2−オ
クタンジオール、1,2−デカンジオール、1,2−ドデカン
ジオール、1,2−テトラデカンジオール、1,2−ヘキサデ
カンジオール、1,2−オクタデカンジオール、1,2−エイ
コサンジオールなどの1,2−アルカンジオール類、２−
ヘキシル−1,3−プロピレングリコール、２−オクタデ
シル−1,3−プロピレングリコールなどの２−アルキル
−1,3−プロピレングリコール類、２−ヘキシル−1,4−
ブチレングリコール、２−オクタデシル−1,4−ブチレ
ングリコールなどの２−アルキル−1,4−ブチレングリ
コール類、２−ヘキシルコハク酸、２−ドデシルコハク
酸、２−オクタデシルコハク酸、２−ドデシル−３−メ
チルコハク酸などの脂肪族ジカルボン酸類およびこれら
脂肪族ジカルボン酸の低級アルコールエステル、1,2−
オクタンジアミン、1,2−ヘキサデカンジアミンなどの
ジアミン類、２−ヒドロキシドデカン酸、２−ヒドロキ
シヘキサデカン酸、12−５ヒドロキシステアリン酸など
のヒドロキシカルボン酸類を挙げることができるが、こ
れに限定するものではない。

（III）式で示される化合物としては、例えば４−ヘキ
シルレゾルシン、４−ペンタデシルレゾルシン、４−オ
クタデシルレゾルシン、５−オクタデシルレゾルシンな
どのアルキル置換レゾルシン類、３−ペンタデシルカテ
コールなどのアルキル置換カテコール類、２−ペンタデ
シルヒドロキノンなどのアルキル置換ヒドロキノン類、
アルキル置換テレフタル酸やアルキル置換イソフタル酸
などのアルキル置換芳香族ジカルボン酸類およびこれら
の芳香族ジカルボン酸の低級アルコールエステル類、ア
ルキル置換ジアミノベンゼン類、２−ペンタデシル−４
−ヒドロキシ安息香酸などのアルキル置換ヒドロキシ安
息香酸等を挙げることができる。

本発明において、長鎖アルキル基含有２官能性有機化合
物の共重合量はポリエステル100重量部に対して0.001〜
30重量部が好ましく、0.01〜10重量部がより好ましい。
また共重合割合いで示すと、１×10^-3〜30モル％が好ま
しく、１×10^-2〜10モル％がより好ましい。0.001重量
部未満の場合はフイルムの易滑性が不十分であり、30重
量部より多い場合はフイルムにした場合の機械的強度が
劣る。該化合物をポリエステルに添加する時期として
は、任意の時点が採用できる。

また、本発明の共重合ポリエステルは、フィルム用とし
て通常用いられる範囲の粘度を有しており、極限粘度は
0.54〜0.75であることが好ましい。極限粘度が0.54より
小さい場合は、フィルムの機械的強度が十分でなく、極
限粘度が0.75を越えると、ポリマー溶融時の粘度が高く
なり過ぎて、安定した溶融製膜が困難となる場合があ
る。

重縮合反応中に添加反応させる方法や、エクストルーダ
ーで混練する方法を用いることができるが、ポリエステ
ル成分と添加後、十分反応し分散を良好にするためには
重縮合反応終了以前に添加反応させることが好ましい。
また予め高濃度のマスターポリマーを作り、これを未添
加のポリエステルで希釈する方法を用いることもでき
る。

本発明のフィルム用ポリエステルにおいては、（Ｉ）式
で示される化合物を単独で用いてもよいが前述の外部
粒子内部粒子を共存させてもよい。本発明の目的は、
従来の微粒子付与法では達成できなかつたフイルム表面
の平坦さと易滑性を同時に満足することにあるが、フイ
ルムとして要求される平坦性を満足する範囲で、表面に
微細な突起を与えることは、本発明の効果を相乗的に高
めることになる。用いられる微粒子としては炭酸カルシ
ウム、酸化チタン、カオリン、シリカ、テレフタル酸カ
ルシウム等の外部粒子や、内部粒子のいずれでもよい
が、これに限定されるものではない。さらに本発明のフ
ィルム用ポリエステルにおいて、着色剤、安定剤等の添
加物を併用することができる。

製膜は実施例にも例示するように従来のポリエステルフ
ィルムの製造におけると同様の溶融製膜法に従って行わ
れ、必要に応じ延伸処理される。

〔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、実施例中の物性は次の様にして測定した。

A. ポリマの極限粘度はＯ−クロロフエノールを溶媒と
し25℃にて測定した値である。

B. ポリマ中の異物数は、吐出の際ポリマをリボン状に
取り出し、白紙上でリボンの30×40cmの範囲に肉眼で見
える異物の個数で示した。

C. フイルムの摩擦係数は、ASTM−Ｄ−1894−63法に従
い測定した値である。

D. フイルムの表面粗さは、中心線平均粗さRaをもつて
表示した。

実施例１テレフタル酸ジメチル100重量部とエチレングリコール7
0重量部および1,2−エイコサンジオール２重量部に酢酸
カルシウム0.09重量部、三酸化アンチモン0.03重量部を
添加し、常法によりエステル交換反応を行ない、得られ
た生成物にリン酸トリメチルエステル0.04重量部を添加
したあと徐々に昇温、減圧にし、最終的に290℃、1mmHg
以下の減圧下で重合を行なつた。減圧開始より、３時間
15分で極限粘度0.618のポリエステル組成物が得られ
た。

この組成物を用いて、280℃で溶融押出しし、未延伸シ
ートを作成した。次いで80℃の温度で一方向に3.5倍延
伸し、更に110℃の温度で直角方向に3.6倍延伸した後、
200℃で５秒間熱固定して厚さ15μｍの二軸延伸フイル
ムを得た。該フイルムの表面粗さ及び滑り性は表１の如
くであり、本発明のポリエステル組成物が、表面の平坦
性及び滑り性において優れた性能を有していることがわ
かる。

比較例１ 1,2−エイコサンジオールを添加しない以外は実施例１
と同様にして二軸延伸フイルムを得た。結果を表１に示
したが、表面の平坦性は良好であるものの滑り性は不良
で、フイルムを巻き取るときにブロツキングがおこり、
取扱性が悪かつた。

比較例２、３ 1,2−エイコサンジオールのかわりにモンタン酸ナトリ
ウム、トリステアリンを添加すること以外は実施例１と
同様にして重合を行なつたが、いずれも重合度が上がら
ず、５時間重合した後のポリマの極限粘度はそれぞれ0.
524、0.535であつた。またポリマ中に異物が多数存在し
ていた。

これらのポリマから実施例１と同様にして得られた２軸
延伸フイルムは表１に示したごとく滑り性の改善効果は
見られるものの表面の平坦性が劣つていることがわか
る。また、フイルム化する際、実施例１では30分間あた
り１度もフイルム破れが起こらなかつたのに対して、モ
ンタン酸ナトリウム添加ポリマの場合７回トリステアリ
ン添加ポリマの場合５回のフイルム破れが起こつた。

実施例２〜８表１に示すごとく、長鎖アルキル基含有２官能性有機化
合物の添加量、添加時期、種類を変える以外は実施例１
と同様にして二軸延伸フイルムを得た。本発明のポリエ
ステル組成物は表面の平坦性、易滑性がすぐれているこ
とがわかる。なお、一般に磁気テープ用等のフイルム分
野で望まれる値は、表面粗さRaが0.05以下動摩擦係数が
1.0以下である。

比較例４、５、６ 1,2−エイコサンジオールのかわりに1,2−ヘプタンジオ
ール、ステアリル酸ブチル、２−ヘキシル−２−（ヒド
ロキシメチル）−1,3−プロパンジオールを添加するこ
と以外は実施例１と同様にして二軸延伸フイルムを得
た。結果は表１に示した。1,2−ヘプタンジオールの場
合は滑り性の改善効果が不十分であり、ステアリン酸ブ
チルの場合は、重合度が上がらないこと２−ヘキシル−
２−（ヒドロキシメチル）−1,3−プロパンジオールの
場合は、異物が発生し表面の平坦性において不十分であ
ることがわかる。

実施例９平均粒径0.4μｍの炭酸カルシウムを1.0重量部含む極限
粘度0.610のポリエチレンテレフタレート１重量部に、
実施例１で得られたポリエステル組成物99重量部をブレ
ンドし、実施例１と同様にして二軸延伸フイルムを得
た。得られたフイルムの表面粗さは0.01μ、動摩擦係数
は0.4で、表面の平坦性および滑り性は極めて良好であ
つた。

〔発明の効果〕本発明は、ポリエステルに特定の化合物を添加反応させ
ることにより、重縮合工程やフイルム、繊維等の形成時
に重合度が低いために起こる吐出不良、フイルム破れ、
糸切れ等の問題がなく、フイルムや繊維としたときに表
面の平坦性と滑り性を同時に向上させることができる。

本発明のポリエステル組成物は、表面の平坦性と易滑性
に優れているため、フイルム、繊維等の分野において有
効に用いられ、特に表面の平坦性と易滑性に対する要求
が厳しい磁気テープ等のフイルム分野に用いるとその効
果が一層顕著に発現する。

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｃ０８Ｌ 67:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分子中に、−OH,−COORおよび−NHR（但し
Ｒは水素またはアルキル基を示す）から選ばれた同一ま
たは異なる２個の官能基と、炭素数６以上のアルキル基
とを有する長鎖アルキル基含有２官能性有機化合物を共
重合したポリエステルからなるフィルム。