JPH03234523A - Oriented polyester film - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、配向ポリエステルフィルムに関し、特に平滑
で耐摩耗性および易滑性が非常に優れた配向ポリエステ
ルフィルムに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to an oriented polyester film, and particularly to an oriented polyester film that is smooth and has excellent abrasion resistance and slipperiness.
(従来の技術)
ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル
は、一般に物理的および化学的緒特性に優れている。そ
のため、ポリエステルは各種繊維および成形品に利用さ
れるほか、磁気テープ用、フロッピーディスク用、写真
用、コンデンサー用、包装用、レントゲンフィルム、マ
イクロフィルム等のフィルム用として多種の用途に利用
されている。ポリエステルがこれらのフィルムに用いら
れる場合には、ポリエステルの滑り性および耐摩耗性が
、フィルムの製造工程および各用途における加工工程の
作業性の良否、さらにはこれらのフィルムが使用されて
いる製品の品質の良否を左右する大きな要因となってい
る。(Prior Art) Polyesters represented by polyethylene terephthalate generally have excellent physical and chemical properties. Therefore, in addition to being used in various fibers and molded products, polyester is also used in a wide variety of applications, including magnetic tape, floppy disks, photography, condensers, packaging, X-ray film, microfilm, and other films. . When polyester is used in these films, the slipperiness and abrasion resistance of the polyester depend on the workability of the film manufacturing process and processing process in each application, as well as the quality of the products in which these films are used. This is a major factor that determines whether quality is good or bad.
特にポリエステルフィルムの表面に磁性材料を塗布した
磁気テープとして用いる場合には、ポリエステルの滑り
性および耐摩耗性が不十分であると以下のような問題が
生じる。In particular, when used as a magnetic tape in which a magnetic material is coated on the surface of a polyester film, the following problems will occur if the slipperiness and abrasion resistance of polyester are insufficient.
磁性材料を塗布するのに用いるコーティングロールとフ
ィルム表面との摩擦が大きくなるため、フィルムの摩耗
が極めて激しくなり、かつフィルム表面にシワおよび擦
り傷が発生しやすい。さらに生産性を高めるために塗布
工程およびカレンダー工程でのフィルムの送り速度を速
くすると、フィルム表面がより削れやすくなり、得られ
る磁気テープを使用した際に磁気記録信号の欠落すなわ
ちドロップアウトが生じやすくなる。また、フィルムの
滑り性および耐摩耗性が十分でない場合には、このフィ
ルムをスリット (縦方向に裁断)して、オーディオ、
ビデオまたはコンピュタ−用テープ等に加工した後でも
不都合が生じる。つまり、加工後のテープを用いて、リ
ール、カセット等からの引き出し、巻き上げおよびその
他の操作を行うと、ガイド邪、再生ヘッド等との間の摩
擦により、テープが摩耗したり、擦り傷や歪みが発生す
ることがある。さらにはテープの摩耗、削れ等により生
じた樹脂粉末がフィルム表面に付着する結果、ドロップ
アウトが生じやすくなる。Since the friction between the coating roll used for applying the magnetic material and the film surface increases, the film is extremely abraded, and wrinkles and scratches are likely to occur on the film surface. Furthermore, if the film feeding speed in the coating and calendering processes is increased in order to increase productivity, the film surface is more likely to be scraped, and when the resulting magnetic tape is used, magnetic recording signal dropouts, or dropouts, are more likely to occur. Become. In addition, if the film's slipperiness and abrasion resistance are insufficient, the film can be slit (cut vertically) to
Inconveniences occur even after processing into video or computer tapes. In other words, if you use a processed tape to pull it out from a reel, cassette, etc., wind it up, or perform other operations, the tape may be worn out, scratched, or distorted due to friction between the guide and the playback head. This may occur. Furthermore, resin powder generated due to tape abrasion, scraping, etc. adheres to the film surface, making dropouts more likely to occur.
フィルムの滑り性および耐摩耗性を改良する種々の方法
が、これまでに提案されてきている。例えば、従来、フ
ィルム表面に凹凸を付与することによりフィルムとガイ
ドロール等との接触面積を減少させる方法が知られてい
る。例えば、フィルムに用いられるポリマーを合成する
ときに得られた反応液中から触媒残渣を不溶性の粒子と
して析出させる内部粒子析出法(特公昭49−1323
4号公報および特公昭50−6493号公報等)、およ
びフィルムに用いられるポリマーに不溶性の無機粒子を
、ポリマー重合時またはポリマーを溶融押し出しする前
に添加する外部粒子添加法(特開昭51−34272号
公報、特開昭52−78953号公報、特公昭55−2
225号公報および特公昭55−41648号公報等)
が知られている。Various methods have been proposed to improve the slip properties and abrasion resistance of films. For example, a method is conventionally known in which the contact area between the film and a guide roll or the like is reduced by providing unevenness to the film surface. For example, an internal particle precipitation method (Japanese Patent Publication No. 49-1323
4 and Japanese Patent Publication No. 50-6493, etc.), and an external particle addition method (JP-A-51-1999) in which inorganic particles insoluble in the polymer used for the film are added during polymerization or before melt extrusion of the polymer. Publication No. 34272, Japanese Patent Application Publication No. 1978-78953, Japanese Patent Publication No. 55-2
225 Publication and Special Publication No. 55-41648, etc.)
It has been known.
上記内部粒子析出法は、析出する粒子とポリエステルと
の親和性が良好であるという利点を有するが、使用する
粒子の量および粒径を制御することが困難である。よっ
てフィルムの表面形態を精密に調整することができず、
かっ易滑性が不十分であるという欠点があった。一方、
外部粒子添加法は、フィルムの表面形態の設計は内部粒
子析出法に比べて容易である。しかし、粗大粒子の混入
、粒子同士の二次凝集、ポリエステルとの親和性不良等
のために、表面平滑性、易滑性、耐摩耗性および耐久走
行性の全てを満足することが困難であった。The above internal particle precipitation method has the advantage that the particles to be precipitated have good affinity with the polyester, but it is difficult to control the amount and particle size of the particles used. Therefore, it is not possible to precisely adjust the surface morphology of the film,
It had the disadvantage of insufficient slipperiness. on the other hand,
In the external particle addition method, designing the surface morphology of the film is easier than in the internal particle precipitation method. However, it is difficult to satisfy all of the requirements of surface smoothness, slipperiness, abrasion resistance, and running durability due to the inclusion of coarse particles, secondary agglomeration of particles, poor affinity with polyester, etc. Ta.
一般に、原料ポリマー中の粒子は粒径が大きい程、滑り
性は改良される。しかし、磁気テープ用のような精密用
途に用いられる場合には、粒径の大きい粒子が混入する
と、該粒子自体がドロップアウト等の発生原因となる。Generally, the larger the particle size of the particles in the raw material polymer, the better the slipperiness. However, when used in precision applications such as magnetic tapes, if large particles are mixed in, the particles themselves can cause dropouts and the like.
ドロップアウトの発生は、電磁変換特性の悪化につなが
る。よって、精密用途に用いられる場合には、フィルム
表面の凹凸はできるだけ微細である必要がある。The occurrence of dropout leads to deterioration of electromagnetic conversion characteristics. Therefore, when used for precision applications, the unevenness on the film surface needs to be as fine as possible.
このように、精密用途用フィルムとして用いる場合、相
反する二つの特性を満足する必要がある。Thus, when used as a film for precision applications, it is necessary to satisfy two contradictory characteristics.
このような二つの特性を満足する手段、つまり滑り性が
改良され、しかも表面の凹凸を微細にする手段としては
、粒径が異なる不活性無機粒子(大粒径の粒子と小粒径
の粒子)を併用する方法が提案されている(特公昭52
−78953号公報および特公昭55−40929号公
報、U S P 3821156号、USP38848
70号等)。しかしこれらの方法で用いられている大粒
径の粒子の粒径は比較的大きいため、表面平滑性が不十
分であり、かつフィルム表面の粗大突起が形成されやす
い。そして形成された粗大突起によりドロップアウト等
が生じ、さらに、不活性無機粒子は一般にポリエステル
との親和性が乏しいため、ポリエステルに配合した際に
該ポリエステルポリマーのマトリックスへの分散が不良
となる。そのため、粒径の大きな凝集物を生じてドロッ
プアウト等の発生原因となる。たとえポリマーマ) I
Jソックスの分散性が優れている無機粒子を用いたとし
ても、無機粒子のポリエステルに対する親和力が弱いた
めに、無機粒子が添加されているポリエステルは、該ポ
リエステルの未延伸フィルムを二軸配向する際に外力が
加えられると、ボイド(空隙)を生じて透明性が低下し
たり、フィルム表面の耐摩耗性が低下したりする欠点が
ある。As a means to satisfy these two characteristics, that is, to improve the slipperiness and to make the surface unevenness finer, inert inorganic particles of different particle sizes (large particle size particles and small particle size particles) are used. ) has been proposed.
-78953, Japanese Patent Publication No. 55-40929, USP 3821156, USP 38848
No. 70, etc.). However, since the large particles used in these methods have a relatively large particle size, the surface smoothness is insufficient and coarse protrusions are likely to be formed on the film surface. The formed coarse protrusions cause dropouts, and furthermore, since inert inorganic particles generally have poor affinity with polyester, when blended with polyester, the polyester polymer becomes poorly dispersed in the matrix. Therefore, agglomerates with large particle sizes are formed, which causes dropouts and the like. Even polymer polymer) I
Even if inorganic particles with excellent dispersibility are used in J-socks, the affinity of inorganic particles for polyester is weak, so polyester to which inorganic particles are added is difficult to use when biaxially orienting an unstretched film of the polyester. When an external force is applied to the film, it has the disadvantage that voids are formed, resulting in a decrease in transparency and a decrease in the abrasion resistance of the film surface.
不活性無機粒子とポリエステルとの親和性を改良するた
めに、特公昭58−23414号公報等には、シラン系
化合物またはチタネート系化合物等と不活性無機粒子と
のカップリング反応により不活性無機粒子の表面処理を
行う方法が提案されている。In order to improve the affinity between inert inorganic particles and polyester, in Japanese Patent Publication No. 58-23414, etc., inert inorganic particles are produced by a coupling reaction between a silane compound or a titanate compound, etc., and inert inorganic particles. A method of surface treatment has been proposed.
しかし、この方法で表面処理を行った無機粒子とポリマ
ーとの界面の接着性はいまだ十分とはいえず、フィルム
の耐摩耗性の改良という点では満足しつる効果が現れて
いない。However, the adhesion of the interface between the inorganic particles and the polymer surface-treated by this method is still not sufficient, and no satisfactory effect has been achieved in terms of improving the abrasion resistance of the film.
(発明が解決しようとする課題)
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目
的とするところは、特に磁気テープ用基材として用いる
ことができるような、平滑で耐摩耗性および易滑性に非
常に優れた高品質の配向ポリエステルフィルムを提供す
ることにある。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to provide a smooth, wear-resistant and The purpose of the present invention is to provide a high-quality oriented polyester film with excellent slip properties.
(課題を解決するための手段)
本発明の配向ポリエステルフィルムは、平均粒径が0.
1〜2.0ミクロンの不活性無機粒子の表面を一般式が
下式(1)で表される多官能性シランカップリング剤で
改質した不活性無機改質粒子を0.01〜0.50重量
%の割合で含有する:
X N (CH2)3−3l−(OC)+3)−・・
” (1)(式中、XおよびYは、該ポリエステルを
形成しうるポリエステルオリゴマーと共有結合が可能な
官能基を有する有機基を示し、種類は同一でも異なって
いてもよい。)
好適な実施態様においては、前記不活性無機粒子が、下
記式(2)で定義される外接円に対する面積率(%)が
60%以上であり、かつ下記式(2)で定義される粒径
のばらつき度が30%以下である。(Means for Solving the Problems) The oriented polyester film of the present invention has an average particle size of 0.
The surface of inert inorganic particles with a diameter of 1 to 2.0 microns is modified with a polyfunctional silane coupling agent whose general formula is represented by the following formula (1). Contained in a proportion of 50% by weight: X N (CH2)3-3l-(OC)+3)-...
” (1) (In the formula, X and Y represent an organic group having a functional group capable of covalent bonding with the polyester oligomer capable of forming the polyester, and the types may be the same or different.) Preferred implementation In the embodiment, the inert inorganic particles have an area ratio (%) of 60% or more with respect to a circumscribed circle defined by the following formula (2), and have a particle size variation degree defined by the following formula (2). is 30% or less.
本発明に用いられるポリエステルは、主たる繰り返し単
位がエチレンテレフタレートである結晶性ポリエステル
である。エチレンテレフタレートの含有率は特に限定さ
れないが、好ましくは80モル%以上である。本発明の
ポリエステルに含有される他の共重合体成分としては、
次のジカルボン酸成分およびグリコール成分が挙げられ
る。ジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、p−β
オキシエトキシ安息香酸、2,6−ナフタレンジカルボ
ン酸、4.4°−ジカルボキシルジフェニル、4,4゜
ジカルボキシルベンゾフェノン、ビス(4−カルボキシ
ルフェニル)エタス、アジピン酸、セバシン酸、5−ナ
トリウムスルホイソフタル酸、シクロヘキサン−1,4
−ジカルボン酸などがある。 グリコール成分としては
、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチ
ルグリコール、ジエチレングリコール、シクロヘキサン
ジメタツール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド
付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、ポリテトラメチレングリコールなどがある。こ
の他にp−オキシ安息香酸等のオキシカルボン酸成分も
利用され得る。さらに他の共重合体成分として、少量の
アミド結合、ウレタン結合、エーテル結合、カーボネー
ト結合等を含有する化合物が含有されてもよい。The polyester used in the present invention is a crystalline polyester whose main repeating unit is ethylene terephthalate. The content of ethylene terephthalate is not particularly limited, but is preferably 80 mol% or more. Other copolymer components contained in the polyester of the present invention include:
The following dicarboxylic acid components and glycol components are mentioned. As the dicarboxylic acid component, isophthalic acid, p-β
Oxyethoxybenzoic acid, 2,6-naphthalene dicarboxylic acid, 4.4°-dicarboxyldiphenyl, 4,4°dicarboxylbenzophenone, bis(4-carboxylphenyl)ethas, adipic acid, sebacic acid, 5-sodium sulfoisophthal acid, cyclohexane-1,4
-Dicarboxylic acids, etc. Glycol components include propylene glycol, butanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, cyclohexane dimetatool, ethylene oxide adduct of bisphenol A, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and the like. In addition, oxycarboxylic acid components such as p-oxybenzoic acid may also be used. Further, as other copolymer components, compounds containing small amounts of amide bonds, urethane bonds, ether bonds, carbonate bonds, etc. may be included.
このようなポリエステルの製造方法としては、芳香族ジ
カルボン酸のジメチルエステルとグリコールとをエステ
ル交換反応させるいわゆるエステル交換法、および芳香
族ジカルボン酸とグリコールとを直接反応させる直接重
合法のいずれを適用してもよい。また、回分式および連
続式のいずれの製造方法でも適用され得る。上記エステ
ル交換法において、エステル交換触媒は特に限定されな
い。従来より公知のエステル交換触媒が使用可能である
。直接重合法においては、ジエチレングリコールが副生
ずるのを抑制するための抑制剤として、アミン類、第4
級アンモニウム塩類等を使用してもよい。As methods for producing such polyesters, either the so-called transesterification method in which dimethyl ester of aromatic dicarboxylic acid and glycol are transesterified, or the direct polymerization method in which aromatic dicarboxylic acid and glycol are directly reacted can be applied. You can. Further, both batch-type and continuous-type production methods can be applied. In the above transesterification method, the transesterification catalyst is not particularly limited. Conventionally known transesterification catalysts can be used. In the direct polymerization method, amines and quaternary polymers are used as inhibitors to suppress the by-product of diethylene glycol
Grade ammonium salts and the like may also be used.
本発明に用いる不活性無機粒子の平均粒径は0.1〜2
.0μmである。好ましくは、0.2〜1.5μmであ
り、さらに好ましくは0.3〜1.2μmである。The average particle size of the inert inorganic particles used in the present invention is 0.1 to 2.
.. It is 0 μm. Preferably it is 0.2 to 1.5 μm, more preferably 0.3 to 1.2 μm.
平均粒径が0.1μm未満では、得られるフィルムの易
滑性が不十分である。平均粒径が2.0μmを上まわる
と、表面平滑性が不十分となる。特に磁気テープ用に用
いた場合には、該粒子がドロップアウト等の発生原因と
なる。このような不活性無機粒子の含有量は、フィルム
全体の重量の0.01〜0.50重量%である。好まし
くは0.05〜0.40重量%、特に好ましくは0.1
0〜0.30重量%である。0.01重量%未満では易
滑性が不十分である。0.50重量%を上まわると、表
面平滑性が不十分となる。特に磁気テープ用に用いた場
合には、該粒子がドロップアウト等の発生原因となる粗
大粒子数も増大する。If the average particle size is less than 0.1 μm, the resulting film will have insufficient slipperiness. When the average particle size exceeds 2.0 μm, surface smoothness becomes insufficient. Particularly when used for magnetic tape, the particles cause dropouts and the like. The content of such inert inorganic particles is 0.01 to 0.50% by weight based on the total weight of the film. Preferably 0.05 to 0.40% by weight, particularly preferably 0.1
It is 0 to 0.30% by weight. If it is less than 0.01% by weight, slipperiness is insufficient. If it exceeds 0.50% by weight, the surface smoothness will be insufficient. In particular, when used for magnetic tape, the number of coarse particles that cause dropouts and the like increases.
不活性無機粒子の粒子形状および粒径の均一性の度合い
については特に限定されない。しかし粒子形状および粒
径の均一性は、易滑性、表面平滑性等の改良要因の1つ
となりうる。よって、粒子形状については、フィルムの
表面形態を精密に調整する必要性を考慮すれば、従来よ
り用いられている体積形状係数による評価のみでは不十
分である。本発明では、粒子形状を定量的に把握するた
めに、粒子形状を、粒子の投影断面積と粒子の投影図に
外接する円の面積との比、すなわち外接円に対する面積
率(%)で規定する((2)式)。There are no particular limitations on the degree of uniformity of the particle shape and particle size of the inert inorganic particles. However, uniformity of particle shape and particle size can be one of the factors for improving slipperiness, surface smoothness, etc. Therefore, regarding the particle shape, considering the necessity of precisely adjusting the surface morphology of the film, evaluation using the conventionally used volume shape coefficient alone is insufficient. In the present invention, in order to quantitatively understand the particle shape, the particle shape is defined as the ratio of the projected cross-sectional area of the particle to the area of a circle circumscribing the projected diagram of the particle, that is, the area ratio (%) to the circumscribed circle. (Equation (2)).
(2)式で定義される外接円に対する面積率が100%
に近づく程、粒子の形状は球状に近づく。本発明に用い
る不活性無機粒子の外接円に対する面積率は、好ましく
は60%以上、さらに好ましくは65%以上、特に好ま
しくは70%以上である。外接円に対する面積率が60
%未満の不活性無機粒子を用いたフィルムは、易滑性が
不十分となるので好ましくはない。また、粒径の均一性
に関しては、粒度分布が単分散に近い程、フィルム表面
に形成される突起の高さおよび形状が均一に近くなるこ
とが、本発明者らの検討によって見出された。この知見
に基づいて、粒径の均一性を、個々の粒径の標準偏差と
平均粒径との比、すなわち粒径のばらつき度で規定する
((3)式)。The area ratio with respect to the circumscribed circle defined by formula (2) is 100%
The closer it gets to , the more spherical the particle shape becomes. The area ratio of the inert inorganic particles used in the present invention to the circumscribed circle is preferably 60% or more, more preferably 65% or more, particularly preferably 70% or more. The area ratio to the circumscribed circle is 60
A film using less than % of inert inorganic particles is not preferable because the slipperiness becomes insufficient. In addition, regarding the uniformity of particle size, the inventors have found through studies that the closer the particle size distribution is to monodisperse, the more uniform the height and shape of the protrusions formed on the film surface will be. . Based on this knowledge, the uniformity of particle size is defined by the ratio of the standard deviation of individual particle sizes to the average particle size, that is, the degree of variation in particle size (Equation (3)).
(3)式で定義される不活性無機粒子の粒径のばらつき
度は、好ましくは、30%以下、さらに好ましくは25
%以下、特に好ましくは20%以下である。The degree of variation in particle size of the inert inorganic particles defined by formula (3) is preferably 30% or less, more preferably 25% or less.
% or less, particularly preferably 20% or less.
粒径のばらつき度が30%を上まわると、フィルム表面
の突起形態が不規則となる。When the degree of variation in particle size exceeds 30%, the shape of the protrusions on the film surface becomes irregular.
以上のように粒子の形状が球形に近く、かつ粒径が比較
的均一な無機粒子を用いれば、突起の形状および高さを
精密に調整することができる。よって、平滑で易滑性に
優れるという相反する特性を満足させることができる。As described above, by using inorganic particles whose particle shape is close to spherical and whose particle size is relatively uniform, the shape and height of the protrusions can be precisely adjusted. Therefore, it is possible to satisfy the contradictory characteristics of being smooth and having excellent slipperiness.
本発明では、このような不活性無機粒子がポリエステル
に対して優れた接着性を有するように、一般式が(1)
式で示される多官能性シランカップリング剤で該不活性
無機粒子の表面を改質する:X−N−(CH2)、−5
i−(OCH3)3”” (1)式中、XおよびYは
、ポリエステルを形成しうるポリエステルオリゴマーと
共有結合が可能な官能基を有する有機基を示す。具体的
には、末端にエポキシ基、カルボキシル基、アルコキシ
カルボニル基、アミノ基等を有する有機基が挙げられる
。In the present invention, the general formula is (1) so that such inert inorganic particles have excellent adhesion to polyester.
The surface of the inert inorganic particles is modified with a polyfunctional silane coupling agent represented by the formula: X-N-(CH2), -5
i-(OCH3)3"" (1) In the formula, X and Y represent an organic group having a functional group capable of covalent bonding with a polyester oligomer capable of forming a polyester. Specifically, organic groups having an epoxy group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, amino group, etc. at the end can be mentioned.
XおよびYの種類は、同じでもよいし、異なってもよい
。 (1)式の多官能性シランカップリング剤は、加水
分解により、不活性無機粒子と化学的に反応する原子団
(水酸基)を有している。このように本発明で用いられ
るシランカップリング剤は、ポリエステルまたはそのオ
リゴマーと結合が可能な官能基を1分子中に2個(Xお
よびY)有している。よって、このような官能基を1分
子中に1個のみ有する従来のシランカップリング剤を用
いたときよりも該カップリング剤とポリエステルとの結
合部位が増加する。このことにより、該カップリング剤
を介しての不活性無機粒子とポリエステルとの界面の接
着性が向上する。その結果、得られたフィルムの耐摩耗
性が高度に改良される。The types of X and Y may be the same or different. The polyfunctional silane coupling agent of formula (1) has an atomic group (hydroxyl group) that chemically reacts with inert inorganic particles through hydrolysis. As described above, the silane coupling agent used in the present invention has two functional groups (X and Y) in one molecule that can bond to polyester or its oligomer. Therefore, the number of bonding sites between the coupling agent and the polyester increases compared to when a conventional silane coupling agent having only one such functional group in one molecule is used. This improves the adhesion at the interface between the inert inorganic particles and the polyester via the coupling agent. As a result, the abrasion resistance of the resulting film is highly improved.
この多官能性シランカップリング剤の添加量は、不活性
無機粒子の重量を基準として0.01〜5重量%である
ことが好ましく、更に好ましくは0.5〜2重量%であ
る。The amount of the polyfunctional silane coupling agent added is preferably 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.5 to 2% by weight, based on the weight of the inert inorganic particles.
不活性無機粒子の表面を多官能性シランカップリング剤
で改質する方法としては、湿式処理法および乾式処理法
がある。湿式処理法には、不活性無機粒子を水、エチレ
ングリオコール等の分散媒中で十分に分散し、該多官能
性シランカップリング剤を添加混合後、分散媒を蒸発さ
せる方法等がある。乾式処理法には、噴射ノズルを用い
て、該多官能性シランカップリング剤の溶液を、高速撹
拌下の不活性無機粒子の微粉体へ噴霧した後乾燥する、
いわゆるスプレードライ法等がある。本発明では、改質
方法については、特に限定しない。Methods for modifying the surface of inert inorganic particles with a polyfunctional silane coupling agent include a wet treatment method and a dry treatment method. Wet processing methods include a method in which inert inorganic particles are sufficiently dispersed in a dispersion medium such as water or ethylene glyol, the polyfunctional silane coupling agent is added and mixed, and then the dispersion medium is evaporated. The dry processing method includes spraying a solution of the polyfunctional silane coupling agent onto a fine powder of inert inorganic particles under high-speed stirring using a spray nozzle, and then drying the solution.
There is a so-called spray drying method. In the present invention, the modification method is not particularly limited.
不活性無機粒子が以上のような条件を満たしていれば、
その種類は特に限定しない。球状シリカのように官能基
(例えば水酸基)を有する不活性無機粒子が好ましい。If the inert inorganic particles meet the above conditions,
The type is not particularly limited. Inert inorganic particles having functional groups (for example, hydroxyl groups) such as spherical silica are preferred.
炭酸カルシウム粒子や硫酸バリウム粒子のように粒子表
面に官能基を有していない不活性無機粒子を用いること
もできる。この場合には、多官能性シランカップリング
剤で表面処理する前に、公知の方法(例えば特開昭63
−258958号公報および、特開昭63−30403
8 )で前処理を行っておくと、効果が顕著になる。上
記前処理とは、不活性無機粒子の表面を、シラン化合物
および/またはチタン化合物で処理し、ネットワーク構
造(網状構造)の強固な被覆層を形成することである。Inert inorganic particles that do not have functional groups on their particle surfaces, such as calcium carbonate particles and barium sulfate particles, can also be used. In this case, prior to surface treatment with a polyfunctional silane coupling agent, a known method (for example, JP-A-63
-258958 publication and JP-A-63-30403
8) If the pretreatment is performed, the effect will be noticeable. The above pretreatment is to treat the surface of the inert inorganic particles with a silane compound and/or a titanium compound to form a strong coating layer with a network structure.
多官能性シランカップリング剤で表面を改質した不活性
無機粒子をポリエステルへ添加する方法としては、該改
質粒子ポリエステル重合時にスラリー状で添加する方法
および該改質粒子を押し出し前にポリマーに混練りする
方法がある。不活性無機粒子のスラリーの溶媒としては
、エチレングリコールを単独で使用することが好ましい
が、50重量%以下であれば水、アルコール類等の他の
溶媒を混合してもよい。不活性無機粒子をスラリー状に
分散する際には、不活性無機粒子が凝集せずに、できる
だけ本来の一次粒子のままであるように均一に分散させ
る。特にスラリー中に5μm以上の粒子が実質上存在し
ないようにすることが、粗大突起を低減させる点から特
に好ましい。不活性無機粒子のスラリー調整時の分散方
法は、特に限定されない。回転式高速撹拌法、高圧式均
質分散法および超音波分散法等のいずれかの方法あるい
はこれらの方法が組み合わせて採用され得る。Methods for adding inert inorganic particles whose surface has been modified with a polyfunctional silane coupling agent to polyester include adding the modified particles in the form of a slurry during polyester polymerization, and adding the modified particles to the polymer before extrusion. There is a way to knead it. As the solvent for the slurry of inert inorganic particles, it is preferable to use ethylene glycol alone, but other solvents such as water and alcohols may be mixed as long as the amount is 50% by weight or less. When dispersing inert inorganic particles into a slurry, the inert inorganic particles are uniformly dispersed so that they remain as original primary particles as much as possible without agglomeration. In particular, it is particularly preferable to substantially eliminate particles of 5 μm or more in the slurry from the viewpoint of reducing coarse protrusions. The method of dispersing the inert inorganic particles when preparing the slurry is not particularly limited. Any method such as a rotary high-speed stirring method, a high-pressure homogeneous dispersion method, an ultrasonic dispersion method, or a combination of these methods may be employed.
また、所定の平均粒径の粒子を得るために、解砕処理、
分級処理、濾過等の処理を採用してもよい。In addition, in order to obtain particles with a predetermined average particle size, crushing treatment,
Treatments such as classification treatment and filtration may be employed.
以上のようにして表面が改質された不活性無機粒子を含
有させたポリエステルを用いて押出し法など適当な方法
により未延伸のフィルムが製造される。これを、その目
的に応じて、適度に延伸し、−軸配向フィルムあるいは
二軸配向フィルムが得られる。二軸配向フィルムが特に
好ましい。An unstretched film is produced by a suitable method such as an extrusion method using the polyester containing inert inorganic particles whose surface has been modified as described above. This is stretched appropriately depending on the purpose to obtain a -axially oriented film or a biaxially oriented film. Biaxially oriented films are particularly preferred.
(実施例)
以下に本発明の実施例について述べる。実施例および比
較例において、特に指示のない限り、部はすべて重量部
で示す。本発明に用いられる微粒子の平均粒子径、外接
円に対する面積率およびばらつき度を以下の(a)〜(
C)の方法で求めた。さらに、得られたフィルムの評価
を(d)〜(匂の方法で行なった。(Example) Examples of the present invention will be described below. In Examples and Comparative Examples, all parts are by weight unless otherwise specified. The average particle diameter, area ratio and degree of dispersion with respect to the circumscribed circle of the fine particles used in the present invention are determined as follows (a) to (
It was determined by method C). Furthermore, the obtained films were evaluated using methods (d) to (odor).
(a)微粒子の平均粒子径
エチレングリコールを溶媒とするスラリー中で不活性無
機粒子を十分に分散させる。得られたスラリー中におけ
る粒度分布を、光透過型遠心沈降式粒度分布測定機(S
^−CPa型島津製作所製)を用いて測定する。その積
算値が50%となる値を平均粒子径とする。(a) Average particle size of fine particles Inert inorganic particles are sufficiently dispersed in a slurry using ethylene glycol as a solvent. The particle size distribution in the obtained slurry was measured using a light transmission type centrifugal sedimentation type particle size distribution analyzer (S
^-CPa model manufactured by Shimadzu Corporation). The value at which the integrated value is 50% is defined as the average particle diameter.
(b)外接円に対する面積率
不活性無機粒子を走査型電子顕微鏡(日立S−510型
)を用いて観察および写真撮影して、これを拡大コピー
する。さらにトレースを行なってランダムに200個の
粒子に対応する像を黒く塗りつぶす。(b) Area ratio with respect to the circumscribed circle The inert inorganic particles are observed and photographed using a scanning electron microscope (Hitachi Model S-510), and the images are enlarged and copied. Further tracing is performed and images corresponding to 200 particles are randomly filled in black.
このトレース像より、それぞれの粒子の投影断面積を、
画像解析装置にレコ株式会社製ルーゼックス500型)
を用いて測定する。それらの粒子に外接する円の面積を
算出し、(2)式を用いて面積率を求める。From this trace image, the projected cross-sectional area of each particle is
The image analysis device is Luzex 500 manufactured by Reco Co., Ltd.)
Measure using. The area of a circle circumscribing those particles is calculated, and the area ratio is determined using equation (2).
(C)粒径のばらつき度
(b)で得られたトレース像を画像解析装置にレコ株式
会社製ルー ゼックス500型)を用いて、水平方向の
フエレ径を測定する。フエレ径の平均値を(3)式にお
ける平均粒子径とする。粒子径のばらつき度は下記式に
より算出する。(C) Grain size dispersion degree (b) Using the trace image obtained in (b) as an image analysis device (Luzex Model 500 manufactured by Reco Co., Ltd.), the horizontal direction Feere diameter is measured. Let the average value of the Feer diameter be the average particle diameter in equation (3). The degree of variation in particle diameter is calculated using the following formula.
(以下余白)
(d)フィルムの表面平滑性(TAR)フィルム表面を
、触針式3次元表面粗さ計(小板研究所社製、5E−3
AK)により以下の測定条件で測定長1化にわたって測
定する。(Space below) (d) Surface smoothness (TAR) of the film The film surface was measured using a stylus-type three-dimensional surface roughness meter (manufactured by Koita Research Institute, 5E-3).
AK) under the following measurement conditions over a measurement length of 1.
針の半径:2μm
荷重 :30mg
カットオフ値:0.25乱
測定方向:フィルム長手方向
2μm毎に高さ方向の測定データを、量子化幅0.00
312μmで外部記憶装置に取り込ませる。Needle radius: 2 μm Load: 30 mg Cutoff value: 0.25 Random measurement direction: Measurement data in the height direction is measured every 2 μm in the longitudinal direction of the film, with a quantization width of 0.00
It is imported into an external storage device at 312 μm.
このような一連の測定を、フィルムの横手方向について
2μm間隔で連続的に150回つまりフィルムの横手方
向0.3mmの幅にわたって測定する。A series of such measurements are carried out 150 times continuously at intervals of 2 μm in the transverse direction of the film, that is, over a width of 0.3 mm in the transverse direction of the film.
各位置(長手方向、横手方向)における高さ方向の測定
データをh (i、 J) Ci=1〜500、j=
1〜150〕として、下式の計算により得られた値をμ
m単位で表したものをTAR(スリー・ディメエンジョ
ナル・アベレージ・ラフネス)とする。The measurement data in the height direction at each position (longitudinal direction, transverse direction) is h (i, J) Ci = 1 ~ 500, j =
1 to 150], the value obtained by calculating the following formula is μ
The value expressed in m units is TAR (Three Dimensional Average Roughness).
(e)フィルムの滑り性
ASTM−D−1894−63に準じ、スレッド式スリ
ップテスタヲ用いて、23℃、65%RHの環境条件下
で、フィルム同士の静摩擦係数を測定する。(e) Slip properties of films According to ASTM-D-1894-63, the coefficient of static friction between films is measured using a thread type slip tester under environmental conditions of 23° C. and 65% RH.
(f)耐摩耗性
幅12.5mmにスリットしたフィルムを市販の剃刀に
接触させ、60m/分の速度で走行させる。10m走行
後、剃刀に付着した白粉の量を、次のように3段階にラ
ンク付けすることにより評価する。(f) Abrasion resistance A film slit to a width of 12.5 mm is brought into contact with a commercially available razor and run at a speed of 60 m/min. After running for 10 m, the amount of white powder adhering to the razor is evaluated by ranking it in three stages as follows.
○・・・・白粉の発生がほとんど無い
△・・・・白粉の発生が多い
X・・・・白粉の発生が非常に多い
((至)フィルム中の粗大粒子数
少量のフィルムを2枚のカバーグラス間にはさんで28
0℃で溶融プレスし、急冷した後、位相差顕微鏡を用い
て観察した。つぎに、画像解析装置ルーゼックス500
(日本レギュレーター製)を用いて処理し、得られた粒
子像において、最大長が5μm以上の粒子数(測定面積
4.8mm”当たりの個数)をカウントし、粒子数の多
少によって次のようにランク付けすることにより評価す
る。○...There is almost no white powder generation.△...There is a lot of white powder generation.X...There is a lot of white powder generation. 28 between cover glasses
After melt pressing at 0°C and quenching, observation was made using a phase contrast microscope. Next, the image analysis device Luzex 500
(manufactured by Nippon Regulator), and in the obtained particle image, the number of particles with a maximum length of 5 μm or more (number per measurement area of 4.8 mm) is counted, and depending on the number of particles, the following Evaluate by ranking.
X −−−−51個以上/ 4.8mm ”X〜△・
・・・21〜50個/ 4.8mm ”△ ・・・・1
1〜20個/ 4.8mm 2Δ〜○−−−−4〜10
個/ 4.8mm 20 ・・・・0〜3個/ 4.8
mm 2実施例1
撹拌装置、凝縮器、原料仕込口および生成物取り出し口
を設けた2段の完全混合槽よりなる連続エステル化反応
装置を用い、その装置の第1エステル化反応缶のエステ
ル化反応生成物が存在する系へ、鉄系におけるテレフタ
ル酸(TPA)に対するエチレングリコールのモル比率
が1.7で、かつ三酸化アンチモンをアンチモン原子と
してTP^単位当り289ppmを含むTPAのエチレ
ングリコールスラリーを連続的に供給した。X ----- 51 pieces or more / 4.8mm "X~△・
...21-50 pieces/4.8mm ”△ ...1
1~20 pieces/4.8mm 2Δ~○---4~10
pcs/4.8mm 20...0~3 pcs/4.8
mm 2 Example 1 Using a continuous esterification reactor consisting of a two-stage complete mixing tank equipped with a stirring device, a condenser, a raw material inlet, and a product outlet, esterification was carried out in the first esterification reactor of the device. An ethylene glycol slurry of TPA with a molar ratio of ethylene glycol to terephthalic acid (TPA) in the iron system of 1.7 and containing 289 ppm of antimony trioxide per TP unit as an antimony atom is added to the system where the reaction product is present. Supplied continuously.
同時にTPAのエチレングリコールスラリー供給口とは
別の供給口より、酢酸グネシウム四水塩のエチレングリ
コール溶液を、反応缶内を通過する反応生成物中のポリ
エステル単位ユニット当りそれぞれMg原子が1100
ppとなるように連続的に供給し、常圧にて平均滞留時
間4.5時間、温度255℃で反応させた。At the same time, an ethylene glycol solution of magnesium acetate tetrahydrate was supplied from a supply port different from the TPA ethylene glycol slurry supply port, with 1100 Mg atoms per polyester unit in the reaction product passing through the reaction vessel.
pp, and the reaction was carried out at normal pressure for an average residence time of 4.5 hours and at a temperature of 255°C.
この反応生成物を連続的に系外に取り出して、第2エス
テル化反応缶に供給した。第2エステル化反応缶内を通
過する反応生成物中のポリエステル単位ユニットに対し
て0.5重量部のエチレングリコール、トリメチルホス
フェートのエチレングリコール溶液をP原子として64
ppm 、酢酸ナトリウムのエチレングリコール溶液を
Na原子として10ppm %および外接円に対する面
積率が95%であり、かつ粒径のばらつき度が10%で
ある平均粒径0.7μmの第1表に示す多官能シランカ
ップリング剤で表面を改質された球状シリカ微粒子(処
理量:該微粒子に対し1.0重量%)のエチレングリコ
ールスラリーを(生成ポリエステルに対し5102とし
て)0.10重景%となるように、それぞれ別個の供給
口より連続的に供給した。その後、常圧にて平均滞留時
間5.0時間、温度260℃で反応させた。This reaction product was continuously taken out of the system and supplied to the second esterification reactor. 0.5 parts by weight of ethylene glycol and an ethylene glycol solution of trimethyl phosphate based on the polyester unit in the reaction product passing through the second esterification reactor are 64 P atoms.
ppm, the ethylene glycol solution of sodium acetate is 10 ppm % as Na atoms, the area ratio with respect to the circumscribed circle is 95%, and the average particle size is 0.7 μm, the degree of variation in particle size is 10%, as shown in Table 1. Ethylene glycol slurry of spherical silica fine particles whose surface has been modified with a functional silane coupling agent (processing amount: 1.0% by weight based on the fine particles) becomes 0.10 weight% (as 5102 with respect to the produced polyester). They were continuously supplied from separate supply ports. Thereafter, the reaction was carried out at normal pressure for an average residence time of 5.0 hours and at a temperature of 260°C.
得られたエステル化反応生成物を撹拌装置、凝縮器、原
料仕込口および生成物取り出し口を設けた2段の連続重
縮合反応装置に連続的に供給して重縮合をおこない、固
有粘度0.620のポリエステルを得た。得られたポリ
エステルを290℃で溶融押出した後、90℃で縦方向
に3.5倍、130℃で横方向に3.5倍延伸し次いで
220℃で熱処理し、厚みが15μmのフィルムを得た
。このフィルムの特性を第1表にに示した。The obtained esterification reaction product is continuously supplied to a two-stage continuous polycondensation reactor equipped with a stirrer, a condenser, a raw material inlet, and a product outlet for polycondensation, and the intrinsic viscosity is 0. 620 polyester was obtained. The obtained polyester was melt-extruded at 290°C, stretched 3.5 times in the machine direction at 90°C and 3.5 times in the transverse direction at 130°C, and then heat-treated at 220°C to obtain a film with a thickness of 15 μm. Ta. The properties of this film are shown in Table 1.
本実施例で得たフィルムは、平滑で易滑性および耐摩耗
性に優れ、かつフィルム中の粗大粒子も極めて少なかっ
た。The film obtained in this example was smooth, had excellent slipperiness and abrasion resistance, and contained extremely few coarse particles.
比較例1〜4
比較例1〜4は下記に示す要件を本発明の請求範囲外と
した以外は、実施例1と同様に行なった。Comparative Examples 1 to 4 Comparative Examples 1 to 4 were carried out in the same manner as Example 1 except that the requirements shown below were outside the scope of the claims of the present invention.
本発明の請求範囲外となっている要件
比較例1:不活性無機粒子の表面改質なし比較例2ニジ
ランカツプリング剤の官能基の種類比較例3ニジランカ
ツプリング剤の官能基数比較例4:不活性無機粒子の粒
径のばらつき度得られたフィルムの特性を第1表に示す
。Requirements outside the scope of claims of the present invention Comparative example 1: No surface modification of inert inorganic particles Comparative example 2 Types of functional groups of Nijiran coupling agent Comparative example 3 Comparative example of number of functional groups of Nijiran coupling agent 4: Degree of variation in particle size of inert inorganic particles The properties of the obtained film are shown in Table 1.
第1表から、これらのフィルムは平滑で易滑性および耐
摩耗性に優れ、かつフィルム中の粗大粒子が補的で少な
いという特性をすべて満足することができなくなること
がわかる。From Table 1, it can be seen that these films cannot satisfy all the characteristics of being smooth, having excellent slipperiness and abrasion resistance, and having a complementary and small number of coarse particles in the film.
実施例2
予めポリシロキサン結合を主成分とするネットワーク構
造(網状構造)で強固に被覆し、次いで第1表に示す多
官能シランカップリング剤で表面改質した合成炭酸カル
シウム微粒子をエチレングリコール中に分散し、分級し
て濾過処理した。該処理後の合成炭酸カルシウムの外接
円に対する面積率は77%であり、粒径のばらつき度は
18%であり、かつ平均粒径0.86μmであった。該
表面処理合成炭酸カルシウムを0.25重量%用いた以
外は、実施例1と同様にした。得られたフィルムのフィ
ルム特性を第1表に示す。Example 2 Synthetic calcium carbonate fine particles that had been tightly coated in advance with a network structure (reticular structure) mainly composed of polysiloxane bonds and then surface-modified with a polyfunctional silane coupling agent shown in Table 1 were placed in ethylene glycol. It was dispersed, classified and filtered. After the treatment, the area ratio of the synthetic calcium carbonate to the circumscribed circle was 77%, the degree of variation in particle size was 18%, and the average particle size was 0.86 μm. The same procedure as in Example 1 was carried out except that 0.25% by weight of the surface-treated synthetic calcium carbonate was used. Table 1 shows the film properties of the obtained film.
第1表から、実施例2で得たフィルムは表面平滑中、易
滑性、耐摩耗性、粗大粒子数のいずれの特性も良好であ
り、高品質であることがわかる。From Table 1, it can be seen that the film obtained in Example 2 has a smooth surface, good slipperiness, abrasion resistance, and the number of coarse particles, and is of high quality.
(以下余白)
(発明の効果)
本発明の配向ポリエステルフィルムは、ポリエステルフ
ィルム中に不活性無機粒子が特定量添加されており、こ
の不活性無機粒子が球状の単分散に近い特定粒径範囲内
にあり、ポリエステルマトリックスと化学結合が可能な
官能基を複数有する特定の多官能シランカップリング剤
で表面改質されている。そのことにより平滑で易滑性お
よび耐摩耗性に優れ、かつドロップアウト等の欠点発生
の原因となる白粉の発生や粗大粒子が極めて少ないポリ
エステルフィルムを得ることができる。(Margin below) (Effects of the invention) The oriented polyester film of the present invention has a specific amount of inert inorganic particles added to the polyester film, and these inert inorganic particles are within a specific particle size range close to spherical monodisperse. The surface is modified with a specific polyfunctional silane coupling agent that has multiple functional groups capable of chemically bonding to the polyester matrix. As a result, it is possible to obtain a polyester film that is smooth, has excellent slipperiness and abrasion resistance, and has very little generation of white powder or coarse particles that cause defects such as dropouts.
以上that's all
Claims (1)
表面を一般式が下式(1)で表される多官能性シランカ
ップリング剤で改質した不活性無機改質粒子を0.1〜
0.50重量%の割合で含有することを特徴とする配向
ポリエステルフィルム。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・(1) (式中、XおよびYは、ポリエステルを形成しうるポリ
エステルオリゴマーと共有結合が可能な官能基を有する
有機基を示し、種類は同一でも異なっていてもよい。。 2、前記不活性無機粒子が、下記式(2)で定義される
外接円に対する面積率(%)が60%以上であり、かつ
下記式(3)で定義される粒径のばらつき度が30%以
下である請求項1に記載の配向ポリエステルフィルム。 外接円に対する面積率(%)=(粒子の投影断面積/粒
子に外接する円の面積)×100・・・・(2) 粒径のばらつき度(%)=(粒径の標準偏差/平均粒径
)×100・・・・(3)[Claims] 1. The surface of inert inorganic particles having an average particle size of 0.1 to 2.0 μm is modified with a polyfunctional silane coupling agent whose general formula is represented by the following formula (1). Inert inorganic modified particles from 0.1 to
An oriented polyester film containing 0.50% by weight. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼・・・(1) (In the formula, X and Y represent an organic group having a functional group capable of covalent bonding with a polyester oligomer capable of forming a polyester, and the types are They may be the same or different. 2. The inert inorganic particles have an area ratio (%) of 60% or more with respect to the circumscribed circle defined by the following formula (2), and are defined by the following formula (3). The oriented polyester film according to claim 1, wherein the degree of variation in particle size is 30% or less. Area ratio (%) with respect to a circumscribed circle = (projected cross-sectional area of particles / area of circle circumscribed to particles) x 100. ...(2) Degree of variation in particle size (%) = (standard deviation of particle size/average particle size) x 100... (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2029957A JPH03234523A (en) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | Oriented polyester film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2029957A JPH03234523A (en) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | Oriented polyester film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03234523A true JPH03234523A (en) | 1991-10-18 |
Family
ID=12290464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2029957A Pending JPH03234523A (en) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | Oriented polyester film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03234523A (en) |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP2029957A patent/JPH03234523A/en active Pending
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