DE69619906T2

DE69619906T2 - Polyesterzusammensetzung und Film

Info

Publication number: DE69619906T2
Application number: DE69619906T
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Aoyama; Hiroji Kojima; Masaru Suzuki
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2016-07-26
Also published as: EP0755975A2; DE69619906D1; US5912074A; CA2182143A1; EP0755975A3; TW412567B; CN1080285C; CN1150163A; KR970006399A; EP0755975B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Polyesterzusammensetzung und eine daraus gebildete Folie. Im Detail bezieht sie sich auf eine Polyesterzusammensetzung, die zu einem Produkt geformt werden kann, im Speziellen zu einer Folie mit exzellenter Gleitfähigkeit und Abriebfestigkeit, und auf eine daraus gebildete Folie.
Polyester werden aufgrund ihrer exzellenten Eigenschaften in vielen Bereichen häufig verwendet, so z. B. als Folien für Magnetbänder, elektrische Anwendungen, Photographie, Metallisierung und Verpackung. Polyesterfolien, im Speziellen Polyethylenterephthalat-Folien und Polyethylen-2,6-naphthalat-Folien, weisen exzellente Ebenheit, mechanische Festigkeit, chemische Eigenschaften, Dimensionsstabilität, etc. auf und werden geeigneterweise als Basisfolien für Magnetaufzeichnungsmedien, etc. verwendet.
Für eine Basisfolie für Magnetaufzeichnungsmedien ist es erforderlich, dass sie über gute Ebenheit, Gleitfähigkeit, Abriebfestigkeit, etc. der Folienoberfläche verfügt. Für die Anwendung für Videobänder ist es erforderlich, dass die Basisfolie auf der Oberfläche ebener ausgebildet ist, um höhere Aufzeichnungsgenauigkeit zu erzielen. Wird die Oberfläche jedoch ebener, so sinkt die Gleitfähigkeit der Folie, und die Reibung und die Abnützung nehmen zu, wodurch viele Defekte, wie etwa Oberflächenfehler und Abriebstaub, auftreten. Wenn dabei die Folie an der Oberfläche geringe Abriebfestigkeit aufweist, wird auf der Folie viel Abriebstaub während der Herstellung von Magnetbändern erzeugt, und wenn sie mit einer Magnetschicht beschichtet wird, kann sie nicht perfekt beschichtet werden, einige Abschnitte bleiben unbeschichtet, wodurch auf diesen Abschnitten die Magnetaufzeichnung fehlt (Aussetzer). Auch bei Verwendung des Magnetbands läuft es, wenn es im gewöhnlichen Aufzeichnungs-/Abspielmodus verwendet wird, in Kontakt mit Führungsstiften in einem Aufzeichnungsgerät, oder es läuft in Kontakt mit mechanischen Teilen während des Überspielens mit erhöhter Geschwindigkeit in einem Hochgeschwindigkeitsdrucker zur Erzeugung von weichen Bändern etc., und unter diese Laufbedingungen verursacht der Kontakt des Bandes mit mechanischen Teilen Abriebstaub und somit Aussetzer.
Um für Gleitfähigkeit zu sorgen, werden der Folie Teilchen zugesetzt, um die Oberfläche zur Verminderung des Abriebs aufzurauen, und andererseits werden Teilchen verlangt, die fähig sind, Vorsprünge auszubilden, die weniger dazu neigen, sich abzulösen, um die Abriebfestigkeit zu verbessern, um dadurch eine Minderung der Aufzeichnungsgenauigkeit aufgrund der oben angeführten Aussetzer zu vermeiden.
Als Teilchen, die für diesen Zweck zugefügt werden, wurden in den letzten Jahren organische Polymerteilchen vorgeschlagen, um konventionelle anorganische Teilchen, wie z. B. aus Silicamaterial, zu ersetzen. Organische Polymerteilchen haben eine hohe Polyesteraffinität, und da sie elastischer als anorganische Teilchen sind, erzeugen sie um sich herum weniger Fehlstellen, wenn der Polyester zu einer Folie geformt wird, und von ihnen ist exzellente Abriebfestigkeit zu erwarten.
So schlägt z. B. die JP-A-55-099948 die Verwendung von Teilchen aus beispielsweise einem Polymer auf der Basis von Methylmethacrylat-Divinylbenzol vor, und die JP-B- 06-008383 schlägt die Verwendung von organischen Teilchen vor, die mit einem vernetzten Polymer, das Ethylenglykol als Komponente umfasst, beschichtet sind. Weiters schlägt die JP-B-02-020415 die Verwendung eines vernetzten Polymers mit Epoxygruppen vor, während die JP-A-06-145487 die Verwendung von Teilchen aus einem Polymer auf der Basis von Polyester vorschlägt.
In den letzten Jahren war der technologische Fortschritt im Bereich von Magnetaufzeichnungsmedien jedoch von härteren Einsatzbedingungen begleitet, und selbst die oben angeführten Techniken vermochten keine Folien mit ausreichender Abriebfestigkeit bereitzustellen. Obwohl die Abriebfestigkeit verbessert werden kann, werden die Teilchenoberflächen immer reaktiver, um den Zusammenhalt zwischen den Teilchen zu fördern, was ihnen unvorteilhafterweise eine nur unzureichende Verteilung im Polymer erlaubt.
Die vorliegende Erfindung widmet sich den Problemen, diese Nachteile des oben erläuterten Standes der Technik zu beseitigen, um eine Polyesterzusammensetzung bereitzustellen, die gute Dispergierbarkeit der Teilchen im geformten Produkt vorsieht und die z. B. zu einer Folie geformt werden kann, die gewünschte Eigenschaften, wie z. B. gute Gleitfähigkeit und Abriebfestigkeit, aufweist. Es besteht insbesondere die Absicht, eine Polyesterzusammensetzung und eine Folie bereitzustellen, die unter zwei verschiedenen Bedingungen der Verwendung von Magnetbändern exzellente Abriebfestigkeit aufweisen; wenn die Folie mit relativ geringer Geschwindigkeit in Kontakt mit Führungsstiften zur Aufnahme/Wiedergabe etc. läuft, und wenn die Folie mit hoher Geschwindigkeit in Kontakt mit Teilen zum Überspielen mit hoher Geschwindigkeit etc. läuft.
Eine Lösung für die oben erwähnten Probleme kann durch eine Polyesterzusammensetzung und eine Folie erzielt werden, die Polymerteilchen aus einem Polymer mit Hydroxylgruppen umfasst, vorzugsweise einem Polymer mit einer Struktureinheit, dargestellt durch die Formel (1)
Somit stellt die vorliegende Erfindung eine Polyesterzusammensetzung bereit, die (a) eine Polyesterkomponente und (b) Polymerteilchen umfasst, worin zumindest ein äußerster Bereich ein Polymer umfasst und dieses Polymer Hydroxylgruppen aufweist. Vorzugsweise umfasst die Polyesterzusammensetzung (a) eine Polyesterkomponente und (b) Polymerteilchen, die aus
(i) Teilchen, die ein Polymer mit Hydroxylgruppen, insbesondere zumindest in einem äußersten Bereich der Teilchen, umfassen, wobei der volumsmittlere Teilchendurchmesser 0,005 bis 2 um beträgt; und
(ii) mehrschichtigen Teilchen ausgewählt sind, wobei zumindest eine äußerste Schicht davon ein Polymer mit Hydroxylgruppen umfasst, und wobei die mehrschichtigen Teilchen insbesondere einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,005 bis 2 um aufweisen.
Vorzugsweise stellt die Polyesterkomponente eine Matrix-Komponente bereit und die Polymerteilchen eine teilchenförmige Komponente, die in der Matrix-Komponente dispergiert ist.
Eine Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann Polymerteilchen in einer Menge von 0,005 bis 3 Gew.-% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung enthalten, und eine solche Zusammensetzung ist zur Formulierung zu Folien speziell geeignet.
Gemäß eines weiteren Aspekts stellt die Erfindung eine Folie bereit, die eine Zusammensetzung der Erfindung umfasst, worin die Polymerteilchen vorzugsweise in einer Menge von 0,005 bis 3 Gew.-% des Gesamtgewichts der Folie enthalten sind. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun detaillierter beschrieben.
Der gemäß vorliegender Erfindung verwendete Polyester kann jeder beliebige Polyester sein, so lange er sich zu einer Folie formen lässt. Er kann z. B. Polyethylenterephthalat, Polytetramethylenterephthalat, Polycyclohexylendimethylenterephthalat, Polyethylen- 2,6-naphthalat oder Polyethylen-1,2-bis(2-chlorphenoxy)ethan-4,4'-dicarboxylat sein. Davon werden Polyethylenterephthalat und Polyethylen-2,6-naphthalat bevorzugt. Wird ein hoher Elastizitätsmodul gewünscht, ist Polyethylen-2,6-naphthalat besonders bevorzugt.
Jeder dieser Polyester kann mit jeder Dicarbonsäure wie Adipinsäure, Isophthalsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure und 4,4'-Diphenyldicarbonsäure, esterbildenden Derivaten davon, Dihydroxyverbindungen wie Polyethylenglykol, Diethylenglykol, Hexamethylenglykol, Neopentylglykol und Polypropylenglykol, Hydroxycarbonsäuren wie p-(β-Hydroxyethoxy)benzoesäure und esterbildenen Derivaten davon copolymerisiert werden.
Das Polymer zumindest eines Teils eines gegebenen Teilchens der Polymerteilchen in einer Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist ein vernetztes Polymer, das Hydroxylgruppen enthält. Die Hydroxylgruppen können auf der Hauptkette oder auf einer Nebenkette des Polymers oder auf Vernetzungskomponenten des vernetzten Polymers vorliegen, vorausgesetzt, dass zumindest ein Teil des Hydroxylgruppen-Gehalts in Vernetzungskomponenten des Polymers vorliegt. Der Hydroxylgruppen-Gehalt beträgt vorzugsweise 1 · 10&supmin;&sup5; Mol oder mehr, insbesondere 1 · 10&supmin;&sup4; Mol oder mehr, pro 1 g der Teilchen, um eine ausreichende Affinität für den Polyester zu erzielen. Um die Dispergierbarkeit der Teilchen zu verbessern, beträgt der Hydroxylgruppen-Gehalt vorzugsweise 5 · 10&supmin;² Mol oder weniger, insbesondere 1 · 10&supmin;² Mol oder weniger, pro 1 g der Teilchen.
Der Grund, warum die Teilchen der vorliegenden Erfindung gute Abriebfestigkeit zeigen, ist nicht klar. Obwohl eine Festlegung auf eine Theorie nicht gewünscht wird, wird vorgeschlagen, dass die vorgesehenen Hydroxylgruppen die Wechselwirkung zwischen dem Polymer der Teilchen und dem Polyester in beträchtlicher Weise verbessern.
Die in einer Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendeten Teilchen bestehen vorzugsweise aus einem Polymer mit einer Struktureinheit, die durch die Formel (1) dargestellt ist:
Der Gehalt der Struktureinheit beträgt vorzugsweise 2 Gew.-% bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Teilchen. Beträgt der Gehalt weniger als 2 Gew.-%, kann die Affinität für den Polyester aufgrund der Struktureinheit nicht in ausreichendem Maß erzielt werden, und wenn der Gehalt 60 Gew.-% oder weniger beträgt, kann die Aktivität an den Oberflächen der Teilchen moderat gesteuert werden, so dass eine Kohäsion zwischen den Teilchen unwahrscheinlicher wird.
Weiters bestehen die Polymerteilchen in einer Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise aus einem Polymer mit einer Struktureinheit, die durch die Formel (2) dargestellt ist:
wobei die Struktureinheit (2) die Struktureinheit (1) umfasst, wodurch noch höhere Abriebfestigkeit erzielt werden kann.
In Bezug auf die Dispergierbarkeit der Teilchen ist es ein Merkmal der Erfindung, dass die Teilchen aus einem vernetzten Polymer bestehen und dass zumindest ein Teil der durch die Formeln (1) und (2) dargestellten Struktureinheiten in den vernetzten Abschnitten der Teilchen vorhanden ist.
Der mittlere Teilchendurchmesser der Polymerteilchen in der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 0,005 bis 2,0 um, mehr bevorzugt 0,02 bis 1,0 um, insbesondere 0,05 bis 1,0 um. Beträgt der mittlere Teilchendurchmesser der Polymerteilchen weniger als 0,005 um, kann die Folie ungenügende Gleitfähigkeit aufweisen, beträgt er mehr als 2,0 um, kann sich bei der Folie ungenügende Abriebfestigkeit zeigen.
Sind die Polymerteilchen der vorliegenden Erfindung in ihrem Teilchendurchmesser einheitlich, so werden die Vorsprünge auch einheitlich auf der Folienoberfläche ausgebildet, und es sind auch weniger grobe Teilchen vorhanden, wodurch bessere Gleitfähigkeit und Abriebfestigkeit gegeben sind. Speziell beträgt die relative Standardabweichung der mittleren Teilchendurchmesserverteilung der Polymerteilchen vorzugsweise 0,5 oder weniger, besonders bevorzugt 0,3 oder weniger, insbesondere 0,15 oder weniger. Der Polymerteilchen-Gehalt in einer Folie der vorliegenden Erfindung kann 0,005 bis 3,0 Gew.-% betragen, noch bevorzugter 0,01 bis 2,0 Gew.-% und insbesondere 0,05 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polyesters. Beträgt der Gehalt weniger als 0,005 Gew.-%, kann die Folie unzureichende Gleitfähigkeit aufweisen, beträgt er mehr als 3,0 Gew.-%, kann die Folie ungenügende Abriebfestigkeit zeigen. Das Polymer, das als Teilchen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann aus Polymeren auf Vinylbasis, Silikonharzen, Polymeren auf der Basis von ungesättigten Polyestern, Polymeren auf Polyamidbasis, Polymeren auf Polyimidbasis und Polymeren auf Polyamidimidbasis ausgewählt werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Davon ist ein vernetztes Polymer auf Vinylbasis vorzuziehen, weil es in einer teilchenförmigen Form, in welcher die Teilchen eine relativ enge Teilchendurchmesserverteilung aufweisen, erhalten werden kann und weil es ein leichtes Einführen von Hydroxylgruppen oder der durch die Formel (1) dargestellten Struktureinheit erlaubt.
Ein vernetztes Polymer auf Vinylbasis, das für die Teilchen verwendet werden kann, ist ein Copolymer, das aus Resten besteht, die von einer Monovinyl-Komponente (P), welche zumindest eine Monovinyl-Komponente mit nur einer aliphatischen ungesättigten Bindung pro Molekül ist, und einer Vernetzungskomponente (Q) herrühren, die zumindest eine Komponente mit zwei oder mehreren aliphatischen ungesättigten Bindungen pro Molekül als Vernetzungskomponente ist.
Die Verbindung der Komponente P kann z. B. eine aromatische Monovinylverbindung, wie z. B. Styrol, α-Methylstyrol, Fluorstyrol, Vinylpyridin oder Ethylvinylbenzol, sein, eine Vinylcyanidverbindung, wie z. B. Acrylnitril oder Methacrylnitril, eine Acrylatverbindung, wie z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Hexadecylacrylat, Octylacrylat, Dodecylacrylat, Hexadecylacrylat oder N,N'-Dimethylaminoethylacrylat, eine Methacrylatverbindung, wie z. B. Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, Butylmethacrylat, sec-Butylmethacrylat, Acrylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Benzylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat oder N,N'-Dimethylaminoethylmethacrylat, eine Mono- oder Dicarbonsäure, wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure oder Itaconsäure, ein Dicarbonsäureanhydrid oder eine Verbindung auf einer Amidbasis, wie z. B. Acrylamid oder Methacrylamid.
Die Verbindung der Komponente Q kann z. B. eine Divinylbenzolverbindung oder ein Polyacrylat oder Polymethacrylat, wie z. B. Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, Ethylenglykoldiacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Polyethylenglykoldiacrylat, Polyethylenglykoldimethacrylat, 1,3-Butylenglykoldiacrylat oder 1,3-Butylenglykoldimethacrylat, sein.
In dem Fall, dass ein Monomer oder Oligomer mit zumindest einer Hydroxylgruppe oder einer durch die Formel (I) dargestellten Struktureinheit zumindest als Teil der Komponente P und/oder der Komponente Q verwendet wird, kann ein Polymer erhalten werden, das für die Teilchen der vorliegenden Erfindung nützlich ist. Vor allem, wenn eine Komponente, die durch Addition einer ungesättigten einbasigen Säure B an eine Komponente A mit zwei oder mehr Glycidylgruppen pro Molekül erhalten wird, zumindest als Teil der Komponente Q verwendet wird, kann die durch die Formel (I) dargestellte Struktureinheit vorzugsweise effizient eingeführt werden.
Die Verbindung A kann eine Verbindung sein, die zumindest eine zyklische Struktureinheit bereitstellt, und kann eine monozyklische Verbindung, d. h. eine Verbindung mit einer solchen zyklischen Struktureinheit, wie z. B. Cyclohexan, eine Cyclohexan- oder Cyclohexandienverbindung, oder eine polyzyklische Verbindung, d. h. eine Verbindung mit zumindest zwei solcher zyklischen Struktureinheiten sein, wie z. B. eine Bisphenol A-Verbindung. Beispiele für eine monozyklische Verbindung sind Resorcindiglycidylether, Hydrochinondiglycidylether, Phthalsäurediglycidylester. Isophthalsäurediglycidylester, Terephthalsäurediglycidylester, Cyclohexandimethanoldiglycidylether, Cyclohexendiglycidylether, Cyclohexadiendiglycidylester oder Cyclohexadiendiglycidylether, während andere Beispiele für eine polyzyklische Verbindung Bisphenol A-diglycidylether oder hydrierter Bisphenol A-diglycidylether sind. Speziell, wenn eine Verbindung mit einem Benzol-Ring, einem Cyclohexan-Ring oder einer Bisphenol A-Komponente als Skelett verwendet wird, können die erhaltenen Teilchen besonders gute Hitzebeständigkeit aufweisen.
Die Verbindung B kann z. B. eine Acrylsäure, Methacrylsäure oder ein beliebiges Derivat davon sein. In diesem Fall wird die durch die Formel (1) dargestellte Struktureinheit durch Kondensationsreaktion zwischen den Glycidylgruppen der Verbindung A und den Carboxylgruppen der Verbindung B in der Reaktion zur Synthetisierung der Teilchen gebildet. Wenn weiters die so erhaltene Diglycidyldiacrylat-Struktureinheit zumindest als eine der Verbindungen der Komponente Q als Vernetzungskomponente für die Copolymerisation mit einer Verbindung der Komponente P, wie z. B. Styrol, verwendet wird, können die Polymerteilchen der vorliegenden Erfindung erhalten werden.
Bevorzugte Zusammensetzungen für die vernetzten Polymerteilchen auf Vinylbasis umfassen ein Copolymer aus Styrol/Resorcindiglycidyletherdiacrylat, ein Copolymer aus Styrol/Cyclohexandimethanoldiglycidyletherdiacrylat, ein Copolymer aus Styrol/Cyclohexendiglycidyletherdiacrylat, ein Copolymer aus Styrol/Cyclohexadiendiglycidylesterdiacrylat, ein Copolymer aus Styrol/Bisphenol A-diglycidyletherdiacrylat und ein Copolymer aus Styrol/Bisphenol A-digylcidyletherdimethacrylat.
Um zu bestätigen, dass die Teilchen Hydroxylgruppen oder eine durch die Formel (I) oder (2) dargestellte Komponente enthalten, können verschiedene Verfahren ohne jegliche Einschränkung eingesetzt werden. So können z. B. die Teilchen in einem Lösungsmittel, das keine Hydroxylgruppen enthält, gelöst und acetyliert werden, und die Menge des verbrauchten Acetylierungsmittels kann zur Bestimmung des Gehalts gemessen werden. Als weiteres Verfahren können die Teilchen direkt mittels IR analysiert werden, und die Absorptionsintensität, die den Hydroxylgruppen bei 3400 cm&supmin;¹ oder 3600 bis 3700 cm&supmin;¹ zugerechnet werden kann, kann zur Bestimmung des Gehalts gemessen werden. Als ein weiteres alternatives Verfahren können die Teilchen thermisch zersetzt werden, und das erzeugte Zersetzungsgas kann mittels Gaschromatographie isoliert und Massenspektrometrie unterzogen werden. Indem ein beliebiges oder mehrere dieser bekannten Verfahren in Kombination eingesetzt wird/werden, kann die chemische Zusammensetzung der Teilchen identifiziert werden.
Vernetzte Polymerteilchen auf Vinylbasis können durch eines von verschiedenen Verfahren hergestellt werden, so etwa durch Emulsions-, Suspensions- und Dispersionspolymerisation, aber um feine Teilchen mit einer engen Teilchendurchmesserverteilung zu erhalten, kann vorzugsweise die Emulsionspolymerisation Einsatz finden.
Die Emulsionspolymerisation kann z. B. durch eines der folgenden Verfahren ausgeführt werden:
(a) Seifenfreies Polymerisationsverfahren, in welchem kein Emulgator oder nur ein geringer Anteil eines Emulgators zur Polymerisation verwendet wird.
(b) Keimpolymerisationsverfahren, in welchem Polymerteilchen vor der Emulsionspolymerisation in das Polymerisationssystem zugegeben werden.
(c) Kern-Hülle-Polymerisationsverfahren, in welchem einem Teil der Monomerkomponenten Emulsionspolymerisation unterzogen wird und die verbleibenden Monomerkomponenten in demselben Polymerisationssystem polymerisiert werden.
(d) Polymerisationsverfahren beispielsweise nach dem in der JP-A-54-097582 offenbarten Ugelstad-Verfahren.
(e) Polymerisationsverfahren ohne Verwendung von Quellhilfen in den Verfahren gemäß (d).
Die in der Polyesterzusammensetzung vorhandenen Polymerteilchen müssen nicht notwendigerweise völlig homogen sein, sie können auch mehrschichtige Teilchen sein, wobei jedes von ihnen über eine Schicht mit Hydroxylgruppen verfügt, welche z. B. durch eine durch die Formel (1) dargestellte Komponente als äußerster Schicht bereitgestellt werden. Solche vielschichtigen Teilchen können hergestellt werden, indem die Teilchen zunächst als Kerne synthetisiert werden und nachfolgend ein Monomer mit einer Hydroxylgruppe, welche z. B. von einer durch Formel (I) dargestellten Komponente bereitgestellt wird, in das Polymerisationssystem der Teilchen zugesetzt wird, um die Kernteilchen zur Bildung der Außenschicht um jeden der Kerne herum wachsen zu lassen. Die Kern-Hülle-Teilchen erlauben eine Verkürzung der Zeit des gesamten Herstellungsverfahrens, da die Kernteilchen getrennt erzeugt werden können. Da die Kerne keinen oder nur einen geringen Abschnitt in direktem Kontakt mit dem Polyester haben, ist es weiters möglich, eine anorganische Verbindung anstelle der organischen Verbindung zu verwenden. Die Verwendung anorganischer Teilchen ist speziell vorzuziehen, da die erhaltenen Teilchen als Ganzes exzellente Wärmebeständigkeit und weiters Härte aufweisen können.
Die Größe der als Kerne verwendeten Teilchen ist nicht speziell eingeschränkt, liegt aber vorzugsweise bei 0,005 bis 0,5 um, und das Volumen jedes Kernteilchens beträgt vorzugsweise 90% oder weniger des Volumens des gesamten vielschichtigen Polymerteilchens. Liegt der Prozentsatz bei 50% oder darunter, insbesondere 20% oder darunter, so kann eine besonders gute Affinität zwischen dem Polymer, das die äußerste Lage bildet, und dem Polyester erreicht werden.
Es ist nicht erforderlich, dass die als Kerne verwendeten Teilchen die durch die Formel (1) dargestellte Komponente oder eine andere Einheit enthalten, die eine Hydroxylgruppe bereitstellt, und es können alle konventionellen Teilchen verwendet werden. Sie können z. B. organische Teilchen aus Polyimid, Polyamidimid, Polymethylmethacrylat, Formaldehydharz, Phenolharz, vernetztem Polystyrol oder Silikonharz sein, oder aber beispielsweise anorganische Teilchen aus kolloidaler Kieselsäure, Titandioxid, Calciumcarbonat, Aluminiumoxid, Zirconiumoxid, Kaolin oder Talk sein. Darunter werden Teilchen aus vernetztem Polymer auf Vinylbasis, wie z. B. vernetztem Polystyrol oder kolloidaler Kieselsäure, besonders bevorzugt, weil Teilchen mit hoher Wärmebeständigkeit und Einheitlichkeit in der Teilchendurchmesserverteilung leicht erhalten werden können.
Um den Effekt von Abriebfestigkeit, wie er von der vorliegenden Erfindung beabsichtigt ist, besonders gut zu erreichen, liegt im Fall von Kern-Hülle-Teilchen die Dicke der Hülle vorzugsweise bei 0,01 um oder mehr, insbesondere 0,05 um oder mehr. Die Dicke der entsprechenden Schichten eines vielschichtigen Teilchens kann gemessen werden, indem eine sehr dünne Scheibe aus einem Polyesterchip, der die Teilchen enthält, geschnitten und ein Teilchen mit einem großen Kreis auf der Schnittfläche unter einem Transmissions-Elektronenmikroskop betrachtet wird. Sind die entsprechenden Schichten in ihrer Durchlässigkeit des Elektronenstrahls nicht unterschiedlich, wodurch es schwierig ist, die Schichtengrenzfläche zu identifizieren, kann ein Färbeverfahren oder jedes beliebige andere Verfahren für diese Untersuchung verwendet werden.
Die in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorhandenen Polymerteilchen weisen vorzugsweise eine Hitzebeständigkeit einer thermischen Zersetzungstemperatur von 350ºC oder mehr, noch bevorzugter 360ºC oder mehr, sowie insbesondere 370ºC oder mehr, auf, wobei die thermische Zersetzungstemperatur mit einer Thermowaage gemessen werden kann (10% Temperaturverlust bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 10ºC/min in Stickstoffstrom); wenn die Teilchen über eine derart hohe Hitzebeständigkeit verfügen, kann die Polyesterzusammensetzung hergestellt oder durch Schmelzpressen erzeugt werden, und das gepresste Produkt kann für eine Wiederverwendung ohne Kohäsion der Teilchen wiedergewonnen werden, so dass Oberflächenhomogenität, Abriebfestigkeit, etc. der Folie nicht beeinträchtigt werden.
Wenn der Unterschied in der Dichte zwischen den Teilchen und dem Polyester als Matrix einem bestimmten Verhältnis entspricht, neigen die Teilchen weniger dazu, sich abzusetzen oder zu schweben, während die Polyesterzusammensetzung geschmolzen gehalten wird, woraus sich eine ungleichmäßige Teilchenkonzentration ergibt. Dieses Verhältnis kann durch
DP - DM ≤ 0,3 (g/cm³) Formel (3)
dargestellt werden, worin DP für die Dichte der Polymerteilchen steht und DM für die Dichte des als Matrix verwendeten Polyesters. Weiters entspricht der Unterschied in der Dichte vorzugsweise einem bestimmten Verhältnis, auch wenn eine Folie gebildet wird, da dann die Konzentration der Teilchen wiederum weniger ungleichmäßig ist. Dieses Verhältnis kann durch
DP - DF ≤ 0,3 (g/cm³) Formel (4)
dargestellt werden, worin DF für die Dichte der Folie steht.
Die Polyesterzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann z. B. dadurch hergestellt werden, dass die Polymerteilchen gemäß der vorliegenden Erfindung als Pulver oder Glykolaufschlämmung zugesetzt werden, oder indem sie als Pulver oder Aufschlämmung in einem Lösungsmittel mit einem niedrigen Siedepunkt in den Polyester eingeknetet werden, d. h. während der Herstellung des Polyesters, z. B. im Fall eines Umesterungsverfahrens, während der Umesterungsreaktion oder während der nachfolgenden Polymerisationsreaktion, oder im Fall eines direkten Polymerisationsverfahren, zu einem beliebigen gewünschten Zeitpunkt. In einem besonders bevorzugten Verfahren werden die Teilchen in den Polyester als Aufschlämmung in Wasser und/oder einer organischen Verbindung mit einem niedrigen Siedepunkt von 200ºC oder weniger eingeknetet; auf diese Weise können die Teilchen sehr gut dispergiert werden. Dabei ist es noch mehr vorzuziehen, einen ventilierten Extruder zur Entlüftung zu verwenden. Als ventilierter Extruder wird ein Doppelschneckenextruder besonders bevorzugt, da er exzellentes Kneten erlaubt.
Wenn, wie bevorzugt, ein bekanntes Tensid, beispielsweise ein anionisches Tensid, wie z. B. Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumlaurylsulfat, Natriumdialkylsulfosuccinat oder ein Formalin-Kondensationsproduktsalz von Naphthalinsulfonsäure, ein nichtionisches Tensid, wie z. B. Polyoxynonylphenolether, Polyethylenglykolmonostearat oder Sorbitanmonostearat, ein wasserlösliches synthetisches Polymer, wie z. B. Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon oder Polyethylenglykol, ein natürliches Polymer, wie z. B. Gelatine oder Stärke, oder ein wasserlösliches halbsynthetisches Polymer, wie z. B. Carboxymethylcellulose, einer Aufschlämmung der organischen Polymerteilchen zugesetzt wird, können die Teilchen in der Aufschlämmung und auch in der Polyesterzusammensetzung sehr gut dispergiert werden.
Weiters kann die Polyesterzusammensetzung oder Folie der vorliegenden Erfindung Teilchen A und/oder Teilchen B, wie nachfolgend beschrieben, zusätzlich zu den Polymerteilchen enthalten, solange der Effekt der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird. Die Teilchen A weisen in Bezug auf Abriebfestigkeit, Laufstabilität, Oberflächenhomogenität etc. vorzugsweise einen volumsmittleren Teilchendurchmesser von 0,005 bis 1,0 um, insbesondere 0,01 bis 0,5 um, auf. Weiters weisen die Teilchen A vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von 10 m²/g oder mehr und eine Mohs-Härte von 6 oder mehr auf, da dies die Abriebfestigkeit weiter verbessert.
Der Gehalt der Teilchen A liegt vorzugsweise bei 0,005 bis 3,0 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polyesters hinsichtlich Abriebfestigkeit, Oberflächenhomogenität etc. Die Teilchen A können z. B. aus Siliciumoxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Aluminiumoxid, Spinell oder Eisenoxid bestehen. Von diesen Materialien werden Zirconiumoxid und Aluminiumoxid in Hinblick auf Polyesteraffinität, Abriebfestigkeit, Dispersionsstabilität, etc. besonders bevorzugt.
Andererseits weisen die Teilchen B in Bezug auf Laufstabilität, Oberflächenhomogenität, etc. vorzugsweise einen volumsmittleren Teilchendurchmesser von 0,05 bis 2,0 um auf. Weiters ist es hinsichtlich der Laufstabilität, der Oberflächenhomogenität, etc. vorzuziehen, dass der Unterschied im volumsmittleren Teilchendurchmesser zwischen den Teilchen B und den Polymerteilchen 0,1 um oder mehr beträgt, hinsichtlich Laufstabilität wird ein Unterschied von 0,2 um oder mehr besonders bevorzugt. Insbesondere sollte der Teilchendurchmesser der Teilchen B größer als jener der Polymerteilchen sein. Weiters weisen die Teilchen B vorzugsweise eine Mohs-Härte von weniger als 4 auf, da in diesem Fall die Abriebfestigkeit weiter verbessert wird.
Der Gehalt der Teilchen liegt in Bezug auf Laufstabilität, Oberflächenhomogenität, etc. vorzugsweise bei 0,005 bis 0,3 Gew.-%. Die Teilchen B können z. B. anorganische Teilchen aus Talk, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Calciumcarbonat oder Zinksulfid sein. Davon wird Calciumcarbonat hinsichtlich Polyesteraffinität, Oberflächenhomogenität, Dispersionsstabilität, etc. besonders bevorzugt. Weiters kann die Polyesterzusammensetzung zusätzlich zu den oben angeführten verschiedenen Teilchen auch noch intern gefällte Teilchen enthalten, d. h. Teilchen, die im Polyester-Polymerisationsreaktionssystem, im Speziellen einem System mit zumindest einem der Alkalimetalle und Erdalkalimetalle und Phosphor als Teilkomponenten, ausfallen.
Natürlich können in der vorliegenden Erfindung zwei oder mehr Arten von Polymerteilchen B, wie sie zuvor mit Bezug auf die Erfindung beschrieben worden sind, auch gemeinsam verwendet werden.
Eine Polyesterfolie, die sowohl anorganische Teilchen als auch intern gefällte Teilchen und mit Bezug auf die vorliegende Erfindung beschriebene Polymerteilchen enthält, kann z. B. hergestellt werden, indem die entsprechenden Arten von Teilchen in das Polyester-Reaktionssystem oder, wenn das Reaktionsgemisch wiedergeschmolzen und geknetet wird, zugegeben werden, und danach die Polyesterzusammensetzung zu einer Folie geformt wird, oder indem die entsprechenden Arten von Teilchen getrennt dem Polymer zugesetzt werden, um verschiedene Arten von Masterchips herzustellen und die entsprechenden Masterchips Mischen und Schmelzkneten zu unterziehen, bevor oder während die Folie geformt wird.
Die aus der Polyesterzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellte Folie kann entweder eine einlagige Folie oder eine Laminatfolie sein, aber in Bezug auf Oberflächenebenheit ist eine Laminatfolie mit zumindest einer Folie aus einer Polyesterzusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorzuziehen. Eine Laminatfolie mit drei oder mehr Lagen ist besonders vorzuziehen, und es ist auch besonders bevorzugt, dass die Folie aus der Polyesterzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zumindest als eine der äußersten Lagen der dreilagigen Laminatfolie verwendet wird.
In diesem Fall ist eine dreilagige Laminatfolie, wobei die Polymerteilchen der vorliegenden Erfindung in beiden äußersten Lagen enthalten sind, in Hinblick auf Lauffähigkeit und Überspielungseigenschaften besonders bevorzugt, und wenn dabei die oben beschriebenen intern gefällten Teilchen in der mittleren und/oder den äußersten Lagen enthalten sind, ist die Lauffähigkeit besonders gut ausgeprägt. Weiters kann ein wiederaufbereitetes Polymer, das bei der Herstellung der Folie erzeugt wird, vorzugsweise als zumindest ein Teil der mittleren Lage verwendet werden, um dadurch Kosten zu sparen. Bezüglich der Abriebfestigkeit ist es speziell vorzuziehen, dass Folien aus der Polyesterzusammensetzung der vorliegenden Erfindung als äußerste Lagen angeordnet werden, dass das Verhältnis zwischen der Dicke t jeder Folie und dem mittleren Teilchendurchmesser D der organischen Polymerteilchen 0,2D ≤ t ≤ 10D, vorzugsweise 0,5D ≤ t ≤ 5D, insbesondere 0,5D ≤ t ≤ 3D, erfüllt und dass die Dicke der äußersten Lage vorzugsweise 0,005 bis 3 um, noch bevorzugter 0,01 bis 2 um, insbesondere 0,1 bis 1 um, beträgt.
Die Folie weist in Hinblick auf die Abriebfestigkeit vorzugsweise zumindest 2 · 103 bis 1 · 10&sup6; Vorsprünge/mm², noch bevorzugter 3 · 10³ bis 5 · 10&sup5; Vorsprünge/mm², insbesondere 5 · 10³ bis 4 · 10&sup5; Vorsprünge/mm², pro Seite auf.
Speziell für Anwendungen, für die ein hoher Elastizitätsmodul oder eine sehr dünne Folie erforderlich ist, entspricht die Folie vorzugsweise einem bestimmten Verhältnis, da die Folie in diesem Fall über eine verbesserte Steifheit verfügt. Dieses Verhältnis kann durch
F5MD + F5TD ≥ 30 kg/mm² Formel (5)
dargestellt werden, worin F5 den Elastizitätsmodul bei 5% Dehnung darstellt, F5MD den F5-Wert in Längsrichtung und F5TD den F5-Wert in Querrichtung darstellt.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Folie aus der Polyesterzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf eine Laminatfolie beschrieben.
Pellets, die eine vorbestimmte Menge der organischen Polymerteilchen der vorliegenden Erfindung und andere erforderliche Teilchen enthalten, werden getrocknet, in einen bekannten Schmelzextruder eingeführt, aus einer Schlitzdüse als Bahn extrudiert und auf einer Gießwalze abgekühlt und verfestigt, um eine ungereckte Folie auszubilden. Im Fall einer Laminatfolie werden zwei oder mehr Extruder und ein Verteiler oder Verbindungsblock für zwei oder mehr Lagen verwendet, um den geschmolzenen Polyester zu laminieren. In diesem Fall können im Teilchen enthaltenden Kanal ein statischer Mischer und auch eine Zahnradpumpe vorgesehen sein.
Der ungereckte Film wird biaxial gereckt, um biaxial orientiert zu werden. Dieses Recken kann sowohl sequentielles biaxiales Recken oder simultanes biaxiales Recken sein. Allerdings wird bevorzugt, zuerst in Laufrichtung zu recken und danach als sequentielles Recken in Querrichtung zu recken, wobei das Recken in Laufrichtung in drei oder mehr Stufen unterteilt wird, und zwar bei einer Temperatur von 80ºC bis 160ºC beim Recken in Längsrichtung und mit einem Reckverhältnis in Längsrichtung vom 3,0- bis 7,0fachen und einer Reckgeschwindigkeit in Längsrichtung von 5,000 bis 50.000 %/min. Beim Recken in Querrichtung ist es vorzuziehen, bei einer Recktemperatur von 80 bis 1600C, einem Reckverhältnis in Querrichtung vom 3,0- bis 7,0fachen, was höher als das Reckverhältnis in Längsrichtung ist, und bei einer Reckgeschwindigkeit in Querrichtung von 1.000 bis 20.000%/min einen Spannrahmen zu verwenden. Im Anschluss daran wird die Folie vorzugsweise bei einer Temperatur von 160 bis 220ºC für 0,5 bis 60 Sekunden wärmebehandelt.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend detaillierter unter Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Verfahren zur Messung der entsprechenden Eigenschaftswerte waren wie folgt:

(1) Mittlerer Teilchendurchmesser

Im Prinzip werden die Teilchen in der Polyesterzusammensetzung oder in der Folie direkt gemessen. Wenn die Untersuchung jedoch schwierig war, weil der Brechungsindex der Teilchen zu nahe bei jenem des Polymers lag oder weil die Unterscheidung von den gemeinsam verwendeten anorganischen Teilchen kompliziert war, wurden die Teilchen als Pulver oder Aufschlämmung gemessen, bevor sie dem Polyester zugesetzt wurden.

(A) Messung der Teilchen als Pulver oder Aufschlämmung:

Die Teilchen wurden auf einen Objektträger eines Elektronenmikroskops aufgetragen, ohne sie, so weit wie möglich, zu überlappen, und danach wurden sie bei 10.000- bis 100.000facher Vergrößerung unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops oder eines Transmissionselektronenmikroskops betrachtet. Im Fall des Rasterelektronenmikroskops wurde auf der Probenoberfläche ein Platinfilm mit etwa 200 Å aufgedampft, indem zuvor eine Sputtervorrichtung verwendet wurde. Auf dem Bildschirm oder einer Fotografie wurden die Flächen von zumindest 200 Teilchen gemessen, um die Äquivalentdurchmesser zu berechnen, und aus den Flächenäquivalentdurchmessern wurden die Volumina der einzelnen Teilchen berechnet. Basierend auf dem Volumen wurde der volumsmittlere Teilchendurchmesser berechnet.

(B) Messung der Teilchen in einer Folie:

Eine Folie wurde in Laufrichtung geschnitten, um einen sehr dünnen Streifen mit etwa 0,1 um Dicke zu erhalten, und der Schnitt wurde in Querrichtung (in orthogonaler Richtung zur Laufrichtung in der Folienebene) bei 10.000- bis 100.000facher Vergrößerung mit einem Transmissionselektronenmikroskop untersucht. Auf dem Bildschirm oder einer Fotografie wurden die Flächen von zumindest 200 Teilchen gemessen, um die Äquivalentdurchmesser zu berechnen, und aus den Flächenäquivalentdurchmessern wurden die Volumina der einzelnen Teilchen berechnet. Basierend auf dem Volumen wurde der volumsmittlere Teilchendurchmesser berechnet.

(2) Teilchengehalt

Der Teilchengehalt wurde aus der Menge an Teilchen, die in den als Rohmaterial der Folie verwendeten Polyester zugesetzt wurden, oder durch Lösen der Polyesterzusammensetzung oder der erhaltenen Folie in einem Lösungsmittel, das die Teilchen nicht löst, Zentrifugieren der Lösung, um die Teilchen vom Polymer zu isolieren, und Berechnung des Gewichtsprozentsatzes der Teilchen am Gewicht der gesamten Folie berechnet.

(3) Thermische Zersetzungstemperatur der Teilchen

Die zu messenden Teilchen wurde bei 25ºC zuvor 24 Stunden lang im Vakuum getrocknet, um abgesetztes Wasser und Bestandteile mit niedriger Flüchtigkeit zu entfernen. Daraufhin wurden die Messungen unter Verwendung einer Thermowaage in einem Stickstoffstrom bei einer Heizgeschwindigkeit von 10ºC/min durchgeführt, und es wurde jene Temperatur, bei der ein Verlust von 10% gegeben war, als thermische Zersetzungstemperatur festgelegt.

(4) Dichte

Die Dichten der Folie und der in den Formeln (3) und (4) angeführten Teilchen wurden jeweils durch die folgenden Messverfahren erhalten.
(a) Dichte des Polyesters und der Folie: Röhrchen mit einem Dichtegradienten aus Tetrachlorkohlenstoff und n-Heptan wurden für Messungen bei 25ºC verwendet.
(b) Dichte der Teilchen: Messung gemäß JIS-Z-8807.

(5) Laminatlagendicke der Laminatfolie

Das Konzentrationsverhältnis (M&spplus;/C&supmin;) zwischen dem Element der Teilchen mit der höchsten Konzentration unter den Teilchen in einer Folie in einem Bereich von der Oberfläche bis zu einer Tiefe von 3000 nm und dem Kohlenstoffelement des Polyesters wurde als Teilchenkonzentration definiert, und ein Sekundärionen-Massenspektrometer (SIMS) wurde verwendet, um in der Dickerichtung von der Oberfläche bis zu einer Tiefe von 3000 nm eine Analyse durchzuführen. In der Oberflächenlage war die Teilchenkonzentration gering, aber mit zunehmender Entfernung von der Oberfläche nahm die Konzentration zu. Im Fall einer Folie der vorliegenden Erfindung begann die Teilchenkonzentration, nachdem sie einem Maximalwert erreicht hatte, wieder zu sinken. Basierend auf dieser Konzentrationsverteilungskurve wurde die Tiefe, bei welcher der Maximalwert ¹/&sub2; der Teilchenkonzentration der Oberflächenlage betrug (diese Tiefe war größer als die Tiefe, an welcher die Teilchenkonzentration ihren Maximalwert erreichte), als Laminatlagendicke identifiziert. Die Messbedingungen waren wie folgt:

< 1> Messinstrument

Sekundärionen-Massenspektrometer (SIMS): A-DIDA 3000, hergestellt von Atomika, Deutschland

< 2 > Messbedingungen

Primärionenart: O²&spplus;
Primärionen-Beschleunigungsspannung: 12 kV
Primäreionenstrom: 200 nA
Rasterbereich: 400 um²
Analysierter Bereich: Gate 30%
Vakuumgüte im Test: 6,0 · 10&supmin;&sup9; Torr
Elektronenkanone: 0,5 kV - 3,0 A
Wenn die Teilchen am häufigsten in einem Dickebereich zwischen der Oberfläche und einer Tiefe von 3000 nm vorhanden sind und in Form von organischen Polymerteilchen vorliegen, ist eine Messung mittels SIMS schwierig. In einem solchen Fall kann das Tiefenprofil, wenn von der Oberfläche aus geätzt wird, wie oben mittels XPS (Röntgenstrahlenanregungs-Photoelektronenspektroskopie) oder IR (Infrarotspektroskopieanalyse) etc. gemessen werden, um die Laminatlagendicke zu identifizieren, oder ein Abschnitt kann durch ein Elektronenmikroskop, etc. untersucht werden, um die Grenzfläche unter Bezug auf die Änderung der Teilchenkonzentration oder Kontrastunterschied aufgrund des Unterschieds der Polymere zu erkennen, um dadurch die Laminatlagendicke zu identifizieren. Als ein weiteres alternatives Verfahren kann das Laminatpolymer entfernt werden, um die Lamintlagendicke zu identifizieren, indem eine Vorrichtung zur Messung der Höhenunterschiede in einer dünnen Folie verwendet wird.

(6) Anzahl der Vorsprünge auf der Oberfläche der Folie

Die gemessenen Vorsprungshöhen, die mit der Höhe der ebenen Fläche der Folienoberfläche als 0 angenommen durch ein Rasterelektronenmikroskop mit zwei Detektoren, (ESM-3200 von der Elionics Corporation) und ein Querschnittsmessgerät (PMS-1 von der Elionics Corporation) erhalten wurden, wurden in einen Bildprozessor (IBAS 2000 von Karl Zeiss) zur Rekonstruktion eines Bilds der Folienoberflächenvorsprünge eingegeben. Danach wurde für jeden Vorsprung auf dem Bild der Oberflächenvorsprünge, der durch binäre Zahlen ausgedrückt ist, die höchste Zahl als die Höhe des Vorsprungs identifiziert. Diese Messung wurde 500 Mal an verschiedenen Stellen durchgeführt, um Vorsprünge mit einer Höhe von 20 nm oder mehr als Vorsprünge zu identifizieren, um dadurch die Anzahl der Vorsprünge zu erhalten. Die Vergrößerung des Rasterelektronenmikroskops wurde in einem Bereich zwischen dem 1.000- und dem 8.000fachen gewählt. Je nachdem können die Ergebnisse, die unter Verwendung eines dreidimensionalen Präzisions-lichtinterferenzoberflächenanalysators (TOPO-3D von WYKO) mit einer Objektivlinse mit 40- bis 200facher Vergrößerung und einer Hochauflösungskamera gewonnen wurden, anstelle der durch das oben angeführte Rasterelektronenmikroskop erhaltenen Daten angenommen werden.

(7) F5-Werte der Folie

Die Anfangsspannung pro Einheit der Querschnittsfläche der Folie bei einer Dehnung von 5% wurde gemäß ASTM D 882-83 erhalten.

(8) Gleitfähigkeit der Folie

Die Folie wurde zu einer Breite von 1,27 cm geschnitten und unter Verwendung eines Bandlauftesters Modell TBT-300 (K. K. Yokohama System Kenkyujo) in einer Atmosphäre von 20ºC und 60% r.L. laufen gelassen, wobei der Anfangsreibungskoeffizient uk durch folgende Formel erhalten wurde. Der Führungsdurchmesser betrug 6 mm, das Führungsmaterial war SUS 27 (Oberflächenrauigkeit 0,2 S). Der Spulwinkel betrug 180º und die Laufgeschwindigkeit 3,3 cm/sec.
uk = 0,733 · log(T&sub1;/T&sub2;)
T&sub1;: Spannung auf der Ausgangsseite
T&sub2;: Spannung auf der Eingangsseite
Beträgt der oben angeführte Koeffizient uk 0,35 oder weniger, so verfügt die Folie über gute Gleitfähigkeit.

(9) Abriebfestigkeit der Folie < 1> (Abriebfestigkeit bei hoher Laufgeschwindigkeit)

Ein Folie mit einer Breite von 1,27 cm wurde in Kontakt mit einer Führungsrolle aus Edelstahl SUS-27 in einem Spulwinkel von 90º bei einer Geschwindigkeit von 3,3 cm/min und einer Spannung von 90 g geführt. Das Band wurde unter Bezug auf die Menge des erzeugten Abriebs auf der Oberfläche der Führungsrolle nach einer Gesamtlaufstrecke von 10 m gemäß den folgenden Kriterien bewertet. Die Bewertungen A und B sind akzeptabel.
Bewertung A Es wurde überhaupt kein Abrieb erzeugt.
Bewertung B Es wurde etwas Abrieb erzeugt.
Bewertung C Es wurde ziemlich viel Abrieb erzeugt.
Bewertung D Es wurde viel Abrieb erzeugt.

(10) Abriebfestigkeit der Folie < 2> (Abriebfestigkeit bei hoher Laufgeschwindigkeit)

Eine Film mit einer Breite von 1,27 cm wurde in Kontakt mit einer Führungsrolle aus Edelstahl SUS-304 in einem Spulwinkel von 60º bei einer Geschwindigkeit von 350 m/min und einer Spannung von 95 g geführt. Das Band wurde unter Bezug auf die Fehler in der Folie nach einer Gesamtlaufstrecke von 1000 m gemäß den folgenden Kriterien bewertet. Die Bewertungen A und B sind akzeptabel.
Bewertung A Weniger als zwei Aussetzer mit 1 um oder mehr pro Bandbreite
Bewertung B Zwei bis weniger als 10 Aussetzer mit 1 um oder mehr pro Bandbreite
Bewertung C Zehn bis weniger als 20 Aussetzer mit 1 um oder mehr pro Bandbreite
Bewertung D Zwanzig oder mehr Aussetzer mit 1 um oder mehr pro Bandbreite

Beispiel 1

250 Teile Bisphenol A-diglycidylether, 50 Teile Methacrylsäure, 0,5 Teile Hydrochinon und 1,0 Teile Dimethylbenzylamin wurden zur Reaktion gebracht, um Bisphenol A-diglycidyletherdimethacrylat zu erhalten. Dies wurde mit 300 Teilen Styrol monomer vermischt, und 600 Teile entsalztes Wasser, 1 Teil Kaliumpersulfat und 1 Teil Natriumlaurylsulfat wurden zugesetzt. Das Gemisch wurde unter Stickstoffgasatmosphäre und Rühren auf 70ºC erhitzt und 7 Stunden lang polymerisiert. Der Umsatz betrug 99%, und die erhaltenen Polymerteilchen wiesen einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 um, eine relative Standardabweichung der Teilchendurchmesserverteilung von 0,13 sowie eine thermische Zersetzungstemperatur von 370ºC auf.
Polyethylenterephthalat-Chips mit einer Grenzviskosität von 0,62 wurden unter Verwendung eines ventilierten Doppelschneckenextruders geschmolzen, und eine Wasseraufschlämmung der zuvor hergestellten Polymerteilchen (Copolymer-Teilchen aus Styrol/Bisphenol A-diglycidylehterdimethacrylat) wurde zugesetzt, um organische Polymerteilchen (I), die Polyethylenterephthalat enthalten, zu erhalten. Getrennt davon wurde Polyethylenterephthalat mit einer Grenzviskosität von 0,62 und ohne jegliche Teilchen (II) durch ein konventionelles Verfahren erhalten.
Die beiden Polymere (I) und (II) wurden unter reduziertem Druck getrocknet und einem Extruder I bzw. einem Extruder II zum Schmelzen zugeführt; danach wurden sie sorgfältig filtriert und im Anschluss daran in drei Lagen in einem rechteckigen Laminierabschnitt (ein aus Polymer I/Polymer II/Polymer I bestehendes Laminat) laminiert.
Das Laminat wurde in einem elektrostatischen Gießverfahren gegossen und um eine Trommel aufgewickelt, um dort abzukühlen und sich zu verfestigen, um dadurch eine ungereckte Folie herzustellen. Die ungereckte Folie wurde auf das 4,5fache in Laufrichtung und das 5,5fache in Querrichtung gereckt sowie wärmebehandelt, um eine biaxial orientierte Laminatfolie mit einer Gesamtdicke von 15 um zu erhalten.
Bezogen auf die Teilchenkonzentration der zur Folienausbildung verwendeten Pellets wurde der erzielte Gehalt der organischen Polymerteilchen der Laminatlagen der Folie als 0,3 Gew.-% identifiziert. Beide Laminatlagen wiesen jeweils eine Dicke von 1 um auf.
Die Folie zeigte einen uk von 0,28 und eine Bewertung A in der Abriebfestigkeit sowohl bei hoher als auch bei niedriger Laufgeschwindigkeit, was bedeutet, dass die Folie in allen Eigenschaften der Gleitfähigkeit und der Abriebfestigkeit unter den entsprechenden Bedingungen gute Werte zeigte.
Die Struktur der in diesem Beispiel verwendeten organischen Polymerteilchen wurde wie folgt identifiziert. Die Teilchen wurde teilweise getrocknet, und ihr Infrarotabsorptionsspektrum wurde mittels FT-IR untersucht, um Styrol anhand der Absorption bei 3000 bis 2900 cm&supmin;¹ (kann C-H des Benzolrings zugerechnet werden), ein Epoxyharz auf Bisphenol A-Basis anhand der Absorption bei 3460 cm&supmin;¹ (O-H), 1608 und 1510 cm&supmin;¹ (C=C des Benzolrings), 1247 und 1041 cm&supmin;¹ (aromatische Etherbindung), etc., und eine Verbindung auf Esterbasis anhand der Absorption bei 1727 cm&supmin;¹ (C=O) zu bestätigen.
Weiters wurden die Komponenten des Gases, welches bei der thermischen Zersetzung der Teilchen erzeugt wurde, mittels Gaschromatographie/Massenspektrometrie untersucht, um Molekulargewichte von 104 (Styrol), 208 (Styroldimer), 312 (Styroltrimer), 86 (Methacrylsäure), 288 (Bisphenol A), 94, 134, 240 und 268 (Zersetzungsprodukte des Bisphenol A- Epoxyharzes) zu entdecken.
Die Teilchen wurden mittels einer Soxhlet-Extraktionsvorrichtung extrahiert, und der Extrakt wurde mittels ¹H-NMR-Analyse untersucht, um Bisphenol A- und Styrolskelette bei 7,1 und 6,8 ppm (kann den Protonen des Benzolrings zugerechnet werden), 1,6 ppm (Methylgruppe), 1,5 ppm (CH&sub2;, CH), etc. zu bestätigen.
Allgemein bezogen auf diese Analyseergebnisse wurden die Polymerteilchen als Copolymerteilchen aus Styrol/Bisphenol A-diglycidyletherdimethacrylat identifiziert.
Die Folien der Beispiele 2 bis 9 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 wurden wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, außer, dass die Zusammensetzung, der Teilchendurchmesser und der Gehalt der Polymerteilchen sowie die Laminierungsbedingungen geändert wurden und dass Polyethylen-2,6-naphthalat als Matrixpolymer verwendet wurde. Wie dies in den Tabellen 1 und 2 dargestellt ist, zeigten die Polyesterfolien gemäß vorliegender Erfindung in allen Eigenschaften wie Gleitfähigkeit, Abriebfestigkeit und Spulbarkeit gute Ergebnisse, aber jene Folien, die nicht der vorliegenden Erfindung entsprachen, zeigten in zumindest einer der entsprechenden Eigenschaften Mängel. Tabelle 1 Tabelle 2
Abkürzungen:
PET Polyethylenterephthalat
PEN Polyethylen-2,6-naphthalat
A1 Copolymerteilchen aus Styrol/Bisphenol A-diglycidyletherdimethacrylat
A2 Copolymerteilchen aus Styrol/Resorcin-diglycidyletherdicralat
A3 Copolymerteilchen aus Styrol/Cyclohexandimethanoldiglycidyletherdimethacrylat
A4 Kernschicht Copolymerteilchen aus Styrol/Divinylbenzol Hüllenschicht Copolymerteilchen aus Styrol/Bisphenol A-diglycidyletherdimethacrylat (0,1 um Dicke)
A5 Copolymerteilchen aus Styrol/Ethylenglykoldiglycidyletherdiacrylat
A6 Copolymerteilchen aus Styrol/Divinylbenzol
A7 Copolymerteilchen aus Styrol/Monoethylenglykolycralat/Divinylbenzol
A8 Copolymerteilchen aus Styrol/Ethylenglykoldimethacrylat
B1 Calciumcarbonat-Teilchen
B2 Kolloidale Kiesäure-Teilchen
*Organische Cochpolymerteilchen in 4 um Lage enthalten

Claims

1. Polyesterzusammensetzung, umfassend (a) eine Polyester-Komponente und (b) Polymerteilchen, die ein Polymer mit Hydroxylgruppen umfassen, wobei die Teilchen einen volumsmittleren Teilchendurchmesser von 0,005 bis 2,0 um aufweisen, worin das Polymer mit den Hydroxylgruppen ein vernetztes Polymer ist, wobei sich zumindest ein Teil des Hydroxylgruppen-Gehalts in den Vernetzungskomponenten des Polymers befindet.

2. Polyesterzusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Polymerteilchen mehrschichtige Teilchen sind, wobei zumindest eine Außenschicht davon vom Polymer mit den Hydroxylgruppen bereitgestellt wird.

3. Polyesterzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin der volumsmittlere Teilchendurchmesser der Polymerteilchen 0,02 bis 1,0 um beträgt.

4. Folie, die eine Polyesterzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 umfasst, die 0,005 bis 3,0 Gew.-% der Polymerteilchen, bezogen auf das Gewicht der Folie, enthält.

5. Folie nach Anspruch 4, worin zumindest eine äußerste Schicht der Teilchen ein Polymer umfasst, das eine Struktureinheit der Formel (I) aufweist:

6. Folie nach Anspruch 5, worin die Struktureinheit der Formel (I) von einer Struktureinheit der Formel (2) bereitgestellt wird:

7. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 6, worin der Hydroxylgruppen-Gehalt 1 · 10&supmin;&sup5; Mol bis 5 · 10&supmin;² Mol pro 1 g Teilchen beträgt.

8. Folie nach Anspruch 7, worin der Hydroxylgruppen-Gehalt 1 · 10&supmin;&sup4; Mol bis 1 · 10&supmin;² Mol pro 1 g Teilchen beträgt.

9. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 8, worin das Polymer mit den Hydroxylgruppen zusätzlich Reste einer ungesättigten einbasigen Säure enthält.

10. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 9, worin zumindest eine äußerste Schicht der Polymerteilchen hauptsächlich aus einem Copolymer besteht, das Reste umfasst, die (i) von einem Addukt einer ungesättigten einbasigen Säure B und einer Verbindung A mit zumindest zwei Glycidylgruppen und (ii) einer Verbindung C mit zumindest einer Vinylgruppe stammen.

11. Folie nach Anspruch 10, worin die Verbindung A zumindest eine zyklische Struktureinheit aufweist.

12. Folie nach Anspruch 11, worin die zyklische Struktureinheit einen Ring umfasst, der aus Benzol-, Cyclohexan-, Cyclohexen- und Cyclohexandien-Ringen ausgewählt ist.

13. Folie nach Anspruch 11 oder 12, worin die Verbindung A zumindest zwei zyklische Struktureinheiten aufweist.

14. Folie nach Anspruch 13, worin die Verbindung A einen Rest enthält, der von Bisphenol A oder einem Derivat davon stammt.

15. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 14, worin die thermische Zersetzungstemperatur der Polymerteilchen 350ºC oder höher ist.

16. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 15, worin die Polyesterkomponente Polyethylenterephthalat ist.

17. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 15, worin die Polyesterkomponente Polyethylen-2,6-naphthalat ist.

18. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 17, die zusätzlich zu den Polymerteilchen (b) weiters 0,005 bis 3,0 Gew.-% an Teilchen A umfasst, wobei die Teilchen A einen volumsmittleren Teilchendurchmesser von 0,005 bis 1,0 um aufweisen, um 0,1 um oder mehr kleiner als die Polymerteilchen (b) sind, eine spezifische Oberfläche von 10 m²/g oder mehr aufweisen und eine Mohs-Härte von 6 oder mehr aufweisen.

19. Folie nach Anspruch 18, worin die Teilchen A aus zumindest einem Material bestehen, das aus Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Spinell und Eisenoxid ausgewählt ist.

20. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 19, die zusätzlich zu den Polymerteilchen (b) weiters 0,005 bis 0,3 Gew.-% Teilchen B umfasst, wobei die Teilchen B einen volumsmittleren Teilchendurchmesser von 0,05 bis 2,0 um, einen volumsmittleren Teilchendurchmesser, der sich von jenem der Polymerteilchen um 0,1 um oder mehr unterscheidet, und eine Mohs-Härte von weniger als 4 aufweisen.

21. Folie nach Anspruch 20, worin die Teilchen B aus zumindest einem Material bestehen, das aus Talk, Kalziumsulfat, Bariumsulfat, Kalziumcarbonat und Zinksulfid ausgewählt ist.

22. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 21, worin zusätzlich zu den Polymerteilchen (b) Teilchen vorhanden sind, die im Reaktionssystem zur Herstellung der Polyesterkomponente (a) gefällt werden.

23. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 22, worin die Beziehung zwischen der Dichte der Polymerteilchen (DP) und der Dichte der Folie (DF) durch Formel (3) gegeben ist:

DP - DF ≤ 0,3 (g/cm³) Formel (3).

24. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 23, die von zumindest einer Seite aus 2 · 10³ bis 1 · 10&sup6; Vorsprünge/mm² aufweist.

25. Folie nach Anspruch 24, die 3 · 10³ bis 5 · 10&sup5; Vorsprünge/mm² aufweist.

26. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 25, worin die Beziehung zwischen dem F5-Wert in Längsrichtung der Folie (FSMD) und dem F5-Wert in Querrichtung (F5TD) durch Formel (4) gegeben ist:

F5MD + F5TD ≥ 30 kg/mm² Formel (4).

27. Laminatfolie, die eine Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 26 als zumindest eine ihrer Lagen umfasst.

28. Laminatfolie, die eine Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 26 als zumindest eine der äußersten Lagen umfasst.

29. Laminatfolie nach Anspruch 28, die aus 3 Lagen besteht, wobei jede der äußersten Lagen ein Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 26 ist.

30. Laminatfolie nach Anspruch 29, worin die mittlere Lage eine Polyesterfolie ist, die Teilchen enthält, die im Reaktionssystem zur Herstellung des Polyesters gefällt wurden.

31. Laminatfolie nach Anspruch 29 oder 30, worin jede der äußersten Lagen Teilchen enthält, die im Reaktionssystem zur Herstellung der Polyesterkomponente (a) gefällt wurden.

32. Laminatfolie nach einem der Ansprüche 29 bis 31, worin zumindest ein Teil der mittleren Lage ein wiederaufbereitetes Polymer ist.

33. Laminatfolie nach einem der Ansprüche 29 bis 31, worin die Beziehung zwischen dem volumsmittleren Teilchendurchmesser D (nm) der Polymerteilchen (b) in zumindest einer der äußersten Lagen, welche die Polymerteilchen (b) enthalten, und deren Dicke t (nm) durch Formel (5) gegeben ist:

0,2D ≤ t ≤ 10D Formel (5).

34. Magnetaufzeichnungsmedium, das als Substrat eine Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 33 aufweist.