JPH0670165B2 - ポリエステル組成物 - Google Patents

ポリエステル組成物

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JPH0670165B2
JPH0670165B2 JP12054185A JP12054185A JPH0670165B2 JP H0670165 B2 JPH0670165 B2 JP H0670165B2 JP 12054185 A JP12054185 A JP 12054185A JP 12054185 A JP12054185 A JP 12054185A JP H0670165 B2 JPH0670165 B2 JP H0670165B2
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polyester
polymer
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智昭 上田
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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は芳香族ジカルボン酸を主とする二官能性酸成分
と少なくとも一種のグリコール成分よりなるポリエステ
ル組成物に関するものであり、更に詳しくは表面の均一
性および遮光性に優れた繊維、フイルム用あるいはその
他の成形品に適した黒原着ポリエステル組成物に関する
ものである。
[従来技術及びその問題点] 今日工業的に製造されているポリエステル、例えばポレ
チレンテレフタレートを主成分とするポリエステルは優
れた物理的、化学的特性を有しており、繊維、フイル
ム、およびその他の成形品として広く使用されている。
これらポリエステル繊維あるいはフイルム等を製造し、
更に加工する際、繊維あるいはフイルム等の成形品の滑
り性が必要であり、このため、ポリエステル中に二酸化
チタン、シリカ等の微粒子を配合せしめ、成形品の表面
に適度の凹凸を与えて成形品の表面滑性を向上させるこ
とが通常行なわれている。
さらに、ポリエステルを黒く着色させたり、また遮光性
を付与し、ポリエステル成形品の付加価値を高めるた
め、例えば、特開昭48−93648号公報、特開昭50−62296
号公報などにはカーボンブラックを添加することが知ら
れている。
しかしながら、カーボンブラックは極めて凝集性が強
く、そのためポリエステルの製造工程中に添加した場合
には、分散が不充分であるという欠点を有している。ポ
リマ中に凝集粒子が存在すると紡糸時の糸切れの原因と
なったり、またガイドや口金の摩耗等の問題が生じ、フ
イルムにおいては粗大突起、フィッシュアイ等の原因と
なる。特に繊維においてはファインデニール化が進行
し、フイルムにおいては磁気記録用フイルムなどフイル
ム表面の高性能化が要求され、黒原着および遮光性を有
し、かつ粒子の分散性の良好なポリエステルが待望され
ているのが現状である。
本発明者らは上記実状に鑑み鋭意検討した結果、微粒子
状窒化チタンがポリマ中での分散性、黒原着性、遮光性
および易滑性付与の効果に優れているとの知見を得て本
発明に達したものである。
[発明の目的] 本発明の目的は上記した従来技術では達成できなかった
黒原着および遮光性を有し、かつ粒子の分散性にも優れ
たポリエステル組成物を提供することにある。更に別の
目的は易滑性に優れたポリエステル組成物を提供するこ
とにある。
[発明の構成] 本発明の前記目的は芳香族ジカルボン酸を主とする二官
能性酸成分と少なくとも一種のグリコール成分よりなる
ポリエステルであり、かつ微粒子状窒化チタンを含有し
てなるポリエステル組成物によって達成できる。
本発明において用いられる芳香族ジカルボン酸成分とし
てはテレフタル酸、2,6−ナフタリンジカルボン酸、1,2
−ビス(2−クロロフェノキシ)エタン−4,4′−カル
ボン酸を挙げることができ、20モル%以下のイソフタル
酸、5−ナトリウムスルホ−イソフタル酸、アジピン酸
等の共重合成分を含むことができる。
また、グルコール成分としてはエチレングリコールを主
たる成分とするがその他ブチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレング
リコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等を主成
分または共重合成分として含んでいてもよい。
本発明で用いる微粒子状の窒化チタンとしては最大粒子
径10μm以下、好ましくは5μm以下であるが、これは
通常金属チタンまたは酸化チタンを窒素中で加熱するこ
とにより得られる。
本発明でポリエステルに含有させる微粒子状の窒化チタ
ンの量は0.01〜20重量%、好ましくは0.05〜10重量%で
ある。
窒化チタンの添加はポリエステル製造工程の任意の段
階、任意の方法で行なわれる。しかし、重合開始前、エ
ステル化またはエステル交換反応で比較的低分子量の中
間体を製造する段階あるいはこれらを更に減圧または不
活性気流中で重縮合反応させて繊維またはフイルム形成
能を有する高重合体を得る段階等のポリエステル重合開
始前から重合反応中の段階で添加するのが操作上有利で
ある。この時、種々の分散媒、一般には、エチレングリ
コールに均一に分散させたスラリ状態で添加するのが好
ましい。
エチレングリコール等の分散媒への分散には、種々の分
散法、例えば、高速分散機、超高速分散機、コロイドミ
ル、ウルトラターレックス、ホモジナイザー、サンドミ
ル、アトライタ、ロールミル等を用いて分散するのが好
ましい。特に超音波分散機やサンドミル、ロールミル等
の分散機が凝集粒子を微分散できるために有利であり好
ましい。
最も好ましくは媒体撹拌型分散法の採用である。媒体撹
拌型分散に用いる媒体粒子としてはガラスビーズ、ある
いはジルコニア、チタニアなどからなるセラミックス粒
子などが用いられる。該粒子は窒化チタン粒子より大き
いことが好ましく、更に好ましくは平均粒子径が0.5mm
以下、0.01mm以上、一層好ましくは0.3mm以下0.02mm以
上である。また、分散粒子に粒子状物を共存させ、周速
6m/秒以上、好ましくは8m/秒以上で高速撹拌下で分散す
ることが好ましい。
また、分散時にはリン酸、アルカリ化合物、ポリアルキ
レングリコール等の分散剤を使用するとスラリおよびポ
リマ中の窒化チタンの再凝集を防止でき、特に好まし
い。さらに窒化チタンをスラリとして調製する際には0.
1〜50重量%含有したスラリ、より好ましくは1〜30重
量%含有のスラリとして調製するのが好ましい。
また、ポリエステルの溶融成形時に混合する方法も簡便
である。
[発明の効果] 本発明は上記したように、芳香族ジカルボン酸を主とす
る二官能性酸成分と少なくとも一種のグリコール成分よ
りなるポリエステルに微粒子状窒化チタンを含有してな
る組成物であり、本発明の組成物によって次のような効
果が発揮される。
(1)窒化チタンの微粒子はポリエステル中で極めて均
一に分散させることができるので、本発明の組成物から
得られる繊維、フイルムあるいは成形品は相互間の易滑
性に優れ、巻き取り等の操作が容易であり、押出しなど
の成形時に成形機の目詰りや糸切れ等のトラブルが生じ
ない。
(2)窒化チタンを含有していることによって、ポリエ
ステルの軟化点あるいは重合度に何ら劣るところはない
ため、本発明の組成物は通常の成形法で容易に成形を行
なうことができる。
(3)カーボンブラックに比較して分散性が良好である
ため、表面特性が良好で、かつ脱落等が少ない良好な黒
原着糸や黒原着フイルムおよび遮光性フイルムとするこ
とができる。
次に実施例を挙げて本発明を説明するが、実施例中の
[η]はフエノール:テトラクロルエタンが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 平均一次粒子径0.2μm、最大一次粒子径1.0μmの窒化
チタン10部、エチレングリコール100部を添加し、ホモ
ジナイザーにて高速撹拌してスラリを作成した。
該スラリを五十嵐機械(株)製サンドグラインダーで処
理し、窒化チタンのエチレングリコールスラリを調製し
た。続いて、1μmの目開きのフイルターでスラリを濾
過した。得られたスラリ粒子の粒径分布を遠心式粒子径
測定装置(堀場製作所製 CAPA500)で測定すると、平
均粒径は0.2μmであった。
ジメチルテレフタレート100部とエチレングリコール65
部に触媒として酢酸マンガン0.038部、(0.030モル%対
ジメチルテレフタレート)を加え、150〜240℃で4時間
メタノールを留去しつつエステル交換反応を行なった。
次いで、調製した窒化チタンのグリコールスラリ11部
(窒化チタンとして1重量%対ジメチルテレフタレー
ト)、リン酸トリメチル0.022部および重合触媒として
0.04部の三酸化アンチモンを添加した後、1mmHg以下の
高真空下で3.5時間重縮合反応を行ない[η]=0.640、
軟化点=262.8℃のポリマを得た。ハンター型色差計を
用いて測定したポリマのL値は14.0、a値は−0.3、b
値は−0.3であり、黒色として優れたものであった。
また、ポリマを2枚のカバーガラスの間に挾み280℃に
て溶融プレスし、急冷した後、顕微鏡観察した結果は粒
子が均一に分布し、1μmを越える凝集粒子、粗大粒子
は存在しなかった。
比較実施例1 実施例1で窒化チタンに変えて一次粒子径0.1μmのカ
ーボンブラックを用いる以外は実施例1と同様にしてス
ラリを調製した。スラリを1μmの目開きのフイルタで
スラリを濾過したが、目詰りを生じ、濾過できなかった
ので、5μmの目開きのフイルタで濾過を行なった。
得られたスラリ粒子の粒径分布を測定した結果平均粒径
は0.7μmであった。
次に、カーボンブラックのスラリを用いて実施例1と同
様にしてカーボンブラック含有量1重量%、[η]=0.
643、軟化点=262.5℃のポリマを得た。
ハンター型色差計を用いて測定したL値は20.0、a値
は、+0.1、b値は−1.1であり、黒味が不足していた。
また、ポリマ中の粒子の分散状態を実施例1と同様にし
て観察した結果、3μmを越える凝集粒子が多数点在
し、粒子の分散性は不良であった。
実施例2 平均一次粒子径0.1μm、最大粒子径0.8μmの窒化チタ
ン10部とエチレングリコール100部、リン酸0.01部およ
びテトラエチルアンモニウム水酸化物0.06部を添加し、
さらに平均直径0.1mmのガラスビーズを100部添加し、30
00rpmで3時間撹拌してスラリを調製した。
撹拌終了後、400メッシュの金網でガラスビーズを分離
し、得られた窒化チタンのエチレングリコールスラリを
目開き1.0μmのフイルタで濾過した。
得られたスラリ中の粒子の粒径分布を実施例1と同様に
して測定すると平均粒子径は0.12μmであった。
エチレングリコールユニット/テレフタル酸ユニットモ
ル比1.2、反応率98%のビス−β−ヒドロキシエチルテ
レフタレート176部を反応器に240℃で貯留し、常圧でテ
レフタレ酸144部とエチレングリコール64.6部(エチレ
ングリコール/テレフタル酸モル比1.20)のスラリを一
定速度で連続的に3時間45分かけて供給した。スラリ供
給中は反応系を230〜245℃にコントロールして反応させ
ながら、生成する水は精留塔を通して連続的に留去し
た。スラリ供給終了後、反応温度を245℃にコントロー
ルしながら1時間反応を継続して反応を完結させた。
反応終了後反応生成物の50重量%(176部)を次の反応
槽に移し、リン酸0.021部(リン原子の量として生成す
るポリマに基づいた添加量40ppm)を添加した後、三酸
化アンチモン0.05部(アンチモン原子の量として生成す
るポリマに基づいた添加量250ppm)を添加し、さらに窒
化チタンのエチレングリコールスラリ18.4部(窒化チタ
ンとして生成するポリマに基づいた添加量1重量%)を
添加して、その後70分で0.03mmHgに減圧すると同時に13
0分で288℃まで昇温して288℃、0.03mmHg下で重縮合せ
しめ、[η]=0.653、軟化点=261.5℃のポリマを得
た。ハンター型色差計を用いて測定したL値は16.0、a
値は−0.2、b値は0.0であり、黒色として優れたもので
あった。
また、ポリマ中の粒子の分散状態を実施例1と同様にし
て観察した結果、粒子は均一に分布し、1μmを越える
粗大凝集粒子は存在しなかった。
実施例3および比較実施例2 実施例2で得たポリマを窒素雰囲気中120℃で5時間乾
燥した後、エクストルーダ型溶融紡糸機を用いて、溶融
温度290℃、滞留時間20分、紡糸速度6000m/分、ノズル
孔数12個の条件で紡糸し、マルチフィラメント糸を得
た。
紡糸性は良好であり、2日以上紡糸を継続しても糸切れ
の発生は皆無であった。また紡糸機内圧力はほとんど上
昇しなかった。
また、得られたフイラメントのL値は18.0で好適な黒色
であった。
一方、比較実施例1で得たポリマを用いて、同様に紡糸
を行なった結果、糸切れが頻発し、また紡糸機内圧も1
日で急激に上昇した。
実施例4および比較実施例3 実施例1で得たポリマを290℃で溶融押出し、90℃で縦
方向に3.0倍、130℃で横方向に3.0倍延伸した後、220℃
で熱処理し、50μmの厚さのフイルムを作成した。得ら
れたフイルムの900nmでの透過率は1.0%で十分な遮光性
を有していた。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D01F 6/92 303 B 7199−3B B29K 67:00 4F B29L 7:00 4F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】芳香族ジカルボン酸を主とする二官能性酸
    成分と少なくとも一種のグリコール成分よりなるポリエ
    ステルであり、かつ微粒子状窒化チタンを含有してなる
    ポリエステル組成物。
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