JP3287128B2 - 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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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリエステルの製造方法
に関する。さらに詳しくはフィルムなどに成形した際ブ
リードアウトするオリゴマを低減させたポリエステルを
製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリエステルフィルムは、その優れた性
質のゆえに、磁気テープ用、電気絶縁用、写真用、メタ
ライズ用、包装用など多くの用途で広く用いられてい
る。特にポリエチレンテレフタレートフィルムや、ポリ
エチレン−2,6−ナフタレートフィルムは平坦性、機
械的強度、化学特性、寸法安定性などに優れており、磁
気記録媒体のベースフィルムなどに好適に使用されてい
る。
【0003】一方、近年の磁気記録用媒体の開発に伴
い、ベースフィルムに要求される特性は次第に厳しくな
ってきている。
【0004】例えば、ビデオテープにおける高密度化に
おいてはベースフィルムの表面はより平坦性が要求され
る。しかし、オリゴマがブリードアウトするとフィルム
表面に傷が発生するなど多くの弊害を生じ、磁気層を塗
布する工程で塗布抜けが生じ磁気記録の抜け(ドロップ
アウト)などを引き起こす。また磁気テープを使用する
際は、記録、再生時の磁気記録の抜け(ドロップアウ
ト)を生じる。このブリードアウトの原因となるオリゴ
マを減少させる方法として、特開平1−306421号
公報には固相重合によりオリゴマを減少させることが提
案されている。しかし、この方法では得られるポリマの
重合度が著しく高く、フィルムなどに成形するために溶
融する場合通常より高い温度が必要でありまた溶融粘度
が高くなり成形性が悪いという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前記し
た従来技術の欠点を解消し、オリゴマの少ないポリエス
テルが得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、ジオー
ルおよび/またはそのエステル形成性誘導体と、芳香族
ジカルボン酸および/またはそのエステル形成性誘導体
を主体とするジカルボン酸とを反応させて得られるジカ
ルボン酸のグリコールエステルおよび/またはその低重
合体を重縮合させてオリゴマ抽出量が0.7%以下であ
ポリエステルを製造するに際して、10sec-1以上
の剪断速度の撹拌下に重縮合することによって達成され
る。
【0007】本発明に用いられるジオールとしては、エ
チレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3
−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,3
−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−
ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチ
レングリコール、トリエチレングリコール、ポリアルキ
レングリコールなどの脂肪族ジオール、1,2−シクロ
ヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタ
ノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4
−シクロヘキサンジオールなどの脂環式ジオール、ヒド
ロキン、2,6−ナフタレンジオール、1,5−ナフタ
レンジオール、1,4−ナフタレンジオール、4,4’
−ビフェノール、2,2’−ビス(4’−β−ヒドロキ
シエトキシフェニル)プロパンなどの芳香族ジオールな
どが挙げられ、好ましくは脂肪族ジオール、脂環式ジオ
ールであり、より好ましくは脂肪族ジオールで、さらに
好ましくはエチレングリコール、1,3−プロパンジオ
ール、1,4−ブタンジオールなどである。これらのジ
オール成分は1種のみ用いてもよく、2種以上併用して
もよい。
【0008】また、本発明の芳香族ジカルボン酸は、テ
レフタル酸、イソフタル酸、1,3−ナフタレンジカル
ボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナ
フタレンジカルボン酸、1,6−ナフタレンジカルボン
酸、1,7−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタ
レンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、
2,7−ナフタレンジカルボン酸、3,3’−ビフェニ
ルジカルボン酸、3,4’−ビフェニルジカルボン酸、
4,4’−ビフェニルジカルボン酸などが挙げられる
が、テレフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、
1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレン
ジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸が好
ましく、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−
ビフェニルジカルボン酸がより好ましい。これらの酸成
分は1種のみ用いてもよく、2種以上併用してもよく、
さらには、p−ヒドロキシ安息香酸などの芳香族オキシ
カルボン酸などを一部共重合してもよい。
【0009】これらのポリエステルには、共重合成分と
してアジピン酸、セバシン酸、フタル酸、ジフェノキシ
エタンジカルボン酸、ジクロロフェノキシエタンジカル
ボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニル
スルホンジカルボン酸、ジフェニルケトンジカルボン酸
などのジカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体
や、トリメリット酸、ピロメリット酸、グリセロール、
ペンタエリスリトール、2,4−ジオキシ安息香酸、
2,4−ジオキシ安息香酸、4−オキシイソフタル酸な
どの三官能以上の多官能化合物、安息香酸、ラウリルア
ルコール、イソシアン酸フェニルなどの単官能化合物な
どの他の化合物を、ポリマが実質的に線状である範囲内
で共重合されていてもよい。
【0010】本発明に用いられるポリエステルには種々
の紫外線吸収剤、帯電防止剤、安定剤、着色剤などの添
加物を配合したものでもよい。
【0011】さらに、本発明に用いられるポリエステル
には、成形工程に置ける工程通過性や得られる繊維、フ
ィルムなどの成形品の取扱性、作業性あるいは商品価値
の向上の目的で種々の粒子が配合されていてもよい。具
体的には天然品を粉砕・分級したり、合成法で製造した
種々の粒子を使用することができる。具体的には二酸化
ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコ
ニウム、炭酸カルシウム、二酸化セリウム、酸化モリブ
デン、酸化タングステン、リン酸カルシウム、硫酸バリ
ウム、酸化鉄、カオリン、カーボンなどの無機粒子、ア
ルカリ金属およびアルカリ土類金属の少なくとも一種と
リンを構成成分の一部とするポリエステル重合反応系内
で析出させた粒子、すなわち内部粒子、さらにはシリコ
ーン樹脂粒子、エポキシ樹脂粒子、ポリイミド粒子、架
橋ポリスチレン粒子、アルキッド粒子などの種々のビニ
ル系粒子などの架橋高分子粒子などが挙げられる。
【0012】本発明のポリエステルの製造に際しての、
ジオールおよび/またはそのエステル形成性誘導体と、
芳香族ジカルボン酸および/またはそのエステル形成性
誘導体を主体とするジカルボン酸とを反応させてジカル
ボン酸のグリコールエステルおよび/またはその低重合
体を得るためには公知の方法を採用できる。この得られ
たジカルボン酸のグリコールエステルおよび/またはそ
の低重合体をさらに重縮合する場合、公知の方法、装置
を採用できるが、この時10sec-1以上の剪断速度の
攪拌下に重合する必要がある。これ未満では本発明の効
果である低オリゴマのポリエステルを得ることはできな
い。そのためには攪拌速度や攪拌翼と内壁との間隙のコ
ントロールが重要である。
【0013】本発明の製造方法により得られるポリエス
テルのオリゴマ抽出量は1.0%以下であることが好ま
しい。該特性値が上記範囲内であると例えばフィルムに
成形したときの表面平滑性が優れ好ましい。より好まし
くは0.7%以下、さらに好ましくは0.5%以下であ
る。
【0014】本発明の製造方法により得られるポリエス
テルからなるフィルムを製造する場合、フィルムは単
層、積層どちらにも適用できるが、フィルムの走行性と
表面平滑性を別々の面で担わせることが可能な2層以上
からなる積層フィルムが特に好ましく、本発明の製造方
法により得られるポリエステルからなる層が少なくとも
1層、特に3層以上の積層フィルムに適用する場合に
は、積層フィルムの少なくとも1つの最外層であること
が好ましい。また、フィルムの滑り性を向上させるため
に各種の粒子を含有した層を設ける場合には、該層が最
外層の少なくとも1層であることが好ましく、さらに耐
摩耗性の点から、そのフィルム層厚さtと、含有される
粒子の粒径dの関係が、0.2d≦t≦10dであるこ
とが好ましく、より好ましくは0.5d≦t≦5d、さ
らに好ましくは0.5d≦t≦3dである。
【0015】次に本発明のポリエステルからなる層を有
する積層フィルムの製造方法を説明する。本発明の製造
方法により得られるポリエステルからなるペレットおよ
び必要に応じて粒子を所定量含有するペレットを必要に
応じて乾燥した後、公知の溶融積層用押出機に供給し、
スリット状のダイからシート状に押出し、キャスティン
グロール上で冷却固化せしめて未延伸フィルムを作る。
すなわち、2または3台の押出機、2または3層のマニ
ホールドまたは合流ブロックを用いて、溶融状態のポリ
エステルを積層する。この場合、粒子を含有するポリマ
の流路に、スタティックミキサー、ギヤポンプを設置す
る方法は本発明の効果をよりいっそう良好とするのに有
効である。次にこの未延伸フィルムを2軸延伸し、2軸
配向せしめる。延伸方法としては、逐次2軸延伸法また
は同時2軸延伸法を用いることができる。ただし、最初
に長手方向、次に幅方向の延伸を行なう逐次2軸延伸法
を用い、長手方向の延伸を3段階以上に分けて、縦延伸
温度500〜170℃、総縦延伸倍率3.0〜8.0
倍、縦延伸速度は5000〜50000%/分の範囲が
好ましい。幅方向の延伸方法としてはステンタを用いる
方法が好ましく、延伸温度は50〜170℃、幅方向延
伸倍率は3.0〜8.0倍、幅方向の延伸速度は100
0〜20000%/分の範囲が好ましい。さらに縦方
向、あるいは続いて横方向に延伸することも好ましい。
次にこの延伸フィルムを熱処理する。この場合の熱処理
温度は100〜250℃で時間は0.5〜60秒の範囲
が好ましい。
【0016】上記のようにして得られるフィルムにおい
て本発明の製造方法で得られるポリエステルを用いた積
層部表面の粗大突起数は、100個/100cm2 以下
が好ましく、70個/100cm2 以下がより好まし
い。さらにこのましくは50個/100cm2 以下であ
る。
【0017】
【実施例】以下に実施例をあげて本発明を詳細に説明す
る。なお得られたポリエステルムの各特性値は次の方法
に従って求めた。
【0018】(1)オリゴマ抽出量 ポリマを20メッシュから35メッシュの大きさに粉砕
して、ソックスレー抽出器により、クロロホルムで20
時間抽出したクロロホルム可溶成分量を、抽出に供した
ポリマに対する割合(重量%)として求めた。
【0019】(2)フィルム表面の粗大突起数 フィルムの測定面(100cm2 )どうしを2枚重ね合
わせて静電気力で密着させる(印加電圧5.4kV)。
2枚のフィルム間で粗大突起部分の光の干渉によって生
じるニュートン環から粗大突起の高さを判定し、1環以
上の粗大突起をカウントした。2枚重ねているため10
0cm2 のサンプルフィルムで200cm2 測定してい
ることになる。光源はハロゲンランプに564nmのバ
ンドパスフィルターをかけて用いた。
【0020】(3)フィルムの滑り性 フィルムを幅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を下式より求め、0.35以下であるも
のを滑り性良好とした。なお、ガイド径は6mmφ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 :出側張力 T2 :入側張力
【0021】実施例1 撹拌装置、精留塔、凝縮器を備えたエステル交換反応器
にナフタレン−2,6−ジカルボン酸ジメチル65.8
部とエチレングリコール33.5部および酢酸マンガン
4水塩0.08部を供給した後、170℃〜240℃ま
で徐々に昇温し同時に生成したメタノールは連続的に反
応系外へ留出させながらエステル交換反応を行った。こ
うして得られた反応物に、リン酸トリメチル0.04部
を添加し15分間反応させてから、三酸化アンチモン
0.03部を添加し、さらに5分間反応させた。
【0022】引き続いてエチレングリコールを連続的に
留出させながら290℃まで昇温し同時に0.2mmH
gまで減圧を進めて重縮合反応を行なったが、この際4
5sec-1の剪断速度が攪拌翼と内壁との間で生じるよ
うにした。得られたポリエステルの固有粘度は0.65
で、オリゴマ抽出量は0.3%であった。このポリマを
Aとする。
【0023】一方、公知の重合方法により0.5μmの
シリカ粒子を含有するポリエチレン−2,6−ナフタレ
ート(以下ポリマBという)を得た。2つのポリマを減
圧乾燥した後、押出機1、押出機2にポリマA、Bをそ
れぞれ供給、溶融し、高精度濾過した後、矩形合流部に
て2層積層とした。これを静電印加キャスト法を用いて
キャスティング・ドラムに巻き付けて冷却固化し、未延
伸フィルムを作成した。この未延伸フィルムを長手方向
に5.0倍、幅方向に6.0倍延伸、熱処理し、総厚さ
15μmの2軸配向積層フィルムを得た。このフィルム
の特性を調べたところ、本発明の製造方法により得られ
たポリエステルを用いた積層部表面の粗大突起数は24
個/cm2 と少なく良好な表面特性を示し、かつシリカ
粒子を含有する積層面のμkは0.32と良好な走行性
を示した。
【0024】実施例2 撹拌装置、精留塔、凝縮器を備えたエステル交換反応器
にテレフタル酸ジメチル26.3部、4,4’−ビフェ
ニルジカルボン酸ジメチル39.5部とエチレングリコ
ール33.5部および酢酸マンガン4水塩0.08部を
供給した後、170℃〜240℃まで徐々に昇温し同時
に生成したメタノールは連続的に反応系外へ留出させな
がらエステル交換反応を行った。こうして得られた反応
物に、リン酸トリメチル0.04部を添加し15分間反
応させてから、三酸化アンチモン0.03部を添加し、
さらに5分間反応させた。
【0025】引き続いてエチレングリコールを連続的に
留出させながら290℃まで昇温し同時に0.2mmH
gまで減圧を進めて重縮合反応を行なったが、この際5
5sec-1の剪断速度が攪拌翼と内壁との間で生じるよ
うにした。得られたポリエステルの固有粘度は0.71
で、オリゴマ抽出量は0.4%であった。このポリマを
Cとする。
【0026】一方、公知の重合方法により、ポリマCと
同様な組成のポリマに0.5μmのシリカ粒子を含有さ
せたポリマDを得た。2つのポリマを減圧乾燥した後、
押出機1、押出機2にポリマC、Dをそれぞれ供給、溶
融し、高精度濾過した後、矩形合流部にて2層積層とし
た。これを静電印加キャスト法を用いてキャスティング
・ドラムに巻き付けて冷却固化し、未延伸フィルムを作
成した。この未延伸フィルムを長手方向に5.0倍、幅
方向に6.0倍延伸、熱処理し、総厚さ17μmの2軸
配向積層フィルムを得た。このフィルムの特性を調べた
ところ、本発明の製造方法により得られたポリエステル
を用いた積層部表面の粗大突起数は17個/cm2 と少
なく良好な表面特性を示し、かつシリカ粒子を含有する
積層面のμkは0.25と良好な走行性を示した。
【0027】比較例1 実施例1において、攪拌翼と内壁との間で生じる剪断速
度を7sec-1にした以外は同様にしてポリエステルを
得た。このポリマのオリゴマ抽出量は、1.3%であっ
た。さらに実施例1と同様にしてフィルムを得た。この
フィルムの特性を調べたところ、本発明の製造方法から
外れた条件で得られたポリエステルを用いた積層部表面
の粗大突起数は124個/cm2 と非常に多く、かつシ
リカ粒子を含有する積層面のμkも0.37と良好な走
行性とはいえなかった。
【0028】
【発明の効果】本発明の方法で得られるポリエステル
は、オリゴマが少なく、フィルム等にしたとき表面性に
優れ、磁気記録媒体用途などに好適に使用できる。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジオールおよび/またはそのエステル形
    成性誘導体と、芳香族ジカルボン酸および/またはその
    エステル形成性誘導体を主体とするジカルボン酸とを反
    応させて得られるジカルボン酸のグリコールエステルお
    よび/またはその低重合体を重縮合させてポリエステル
    を製造するに際して、10sec-1以上の剪断速度の撹
    拌下に重縮合することを特徴とする、オリゴマ抽出量が
    0.7%以下であるポリエステルの製造方法。
  2. 【請求項2】 芳香族ジカルボン酸が2,6−ナフタレ
    ンジカルボン酸である請求項1記載のポリエステルの製
    造方法。
  3. 【請求項3】 芳香族ジカルボン酸が4,4’−ビフェ
    ニルジカルボン酸とテレフタル酸の混合物である請求項
    1記載のポリエステルの製造方法。
  4. 【請求項4】 ジオールがエチレングリコールであるこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポ
    リエステルの製造方法。
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