JPH07118432A

JPH07118432A - ポリエステル系フィルム

Info

Publication number: JPH07118432A
Application number: JP26893293A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Ito; 勝也伊藤; Yasushi Sasaki; 靖佐々木; Toshitake Suzuki; 利武鈴木
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1993-10-27
Publication date: 1995-05-09
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: JP3575552B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、薄くても隠蔽性やフィルム強度、
製膜性、生産性などに優れた基材を提供せんとするもの
である。【構成】ポリエステルおよび無機粒子を混合押出した
ポリエステルフィルムにおいて、該無機粒子が該ポリエ
ステルに対して３重量％以上存在する厚さが４０μｍ以
下のポリエステルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄くても隠蔽性、描画
性が良好で生産性、製膜性に優れたポリエステルフィル
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂を主原料とした紙代替物である
合成紙は、天然紙に比べて、耐水性、吸湿寸法安定性、
表面安定性、印刷の光沢性と鮮明性、機械的強度などに
優れている。近年、これらの長所を活かした用途展開が
進められている。ポリエステル、ポリプロピレン、ポリ
エチレンなどを主原料とした紙と類似した機能を有する
フィルムを得る方法として、微細な空洞をフィルム内部
に多量に含有させる方法には、フィルム自体を軽量化で
きる点や適度な柔軟性を付与できて、鮮明な印刷や転写
が可能になるという利点がある。微細な空洞をフィルム
内部に生成させる方法として、従来たとえば、ポリエス
テルと相溶しないポリマーを押出機で溶融混練し、ポリ
エステル中に該ポリマーを微粒子に分散させたシートを
得て更に該シートを延伸することによって微粒子の周囲
に空洞を発生させる方法が開示されている。これまでの
空洞含有フィルムは、薄くなるにつれ隠蔽性やフィルム
強度といった特性や製膜性などが悪化することが問題で
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前期の欠点
を解消した薄くても隠蔽性やフィルム強度、製膜性、生
産性などに優れた基材を提供せんとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、ポリエ
ステルに該ポリエステルと非相溶の熱可塑性樹脂および
無機粒子を混合押出したポリエステルフィルムにおい
て、該無機粒子が該ポリエステルに対して３重量％以上
存在する厚さが４０μｍ以下のポリエステル系フィルム
に関する。

【０００５】本発明におけるポリエステルとは、テレフ
タル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸のごと
き芳香族ジカルボン酸又はそのエステルとエチレングリ
コール、ジエチレングリコール、１、４−ブタンジオー
ル、ネオペンチルグリコールのごときグリコールとを重
縮合させて製造されるポリエステルである。これらのポ
リエステルは芳香族ジカルボン酸とグリコールとを直接
反応させてからほか、芳香族ジカルボン酸のアルキルエ
ステルとグリコールとをエステル交換反応させた後重縮
合させるか、あるいは芳香族ジカルボン酸のジグリコー
ルエステルを重縮合させるなどの方法によって製造させ
る。かかるポリエステルの代表例としてはポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンブチレンテレフタレート
あるいはポリエチレン−２、６−ナフタレートなどが挙
げられる。このポリエステルはホモポリマーであっても
よく、第三成分を共重合したものであっても良い。いず
れにしても本発明においては、エチレンテレフタレート
単位、ブチレンテレフタレート単位あるいはエチレン−
２、６−ナフタレート単位が７０モル％以上、好ましく
は８０モル％以上、更に好ましくは９０モル％以上であ
るポリエステルが好ましい。

【０００６】本発明において特に重要な点は、無機粒子
がポリエステル中に存在しているにもかかわらず厚さが
４０μｍ以下と薄くできることにある。通常プラスティ
ックフィルムに隠蔽性を付与する、つまり光線透過率を
下げる手段としては、内部の空洞を多数発現させる、フ
ィルムの表層に顔料、染料を塗布する、内部に無機粒子
を多数含有させるなどの方法がある。しかし、隠蔽性を
より向上させるために空洞や無機粒子の含有量をより増
加させると、フィルムの強度低下があり製膜が安定して
実施できないことが問題となる。また顔料の塗布量を増
加させると、顔料の脱落といったことが問題となる。そ
こでこれらの問題が生じないように隠蔽性を向上させる
方法としては、無機粒子をフィルム内部に多数含有して
も延伸性を確保することである。

【０００７】通常の空洞含有ポリエステルフィルムの場
合、添加した二酸化チタンや炭酸カルシウム、二酸化珪
素、硫酸バリウムなどの無機粒子はすべてマトリクスで
あるポリエステル中に存在する。そのため無機粒子の添
加量を増加させるとポリエステルと無機粒子の間に生じ
る界面が増加し、フィルムの引っ張り強度や製膜性の低
下といったことが起こりやすくなる。これは厚さ４０μ
ｍ以下のフィルムでは特に顕著に生じる問題である。

【０００８】よってこれらを解決する手段の一つとして
無機粒子の表面をアルミニウムや珪素、亜鉛などを含む
無機物で処理しポリエステルとの親和性を上げる方法や
積層フィルムにおいてその表層に多量に添加する方法が
これまで開示されている。しかしこれらの方法では、厚
さ４０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下で光線透過率
３０％以下を達成するほど無機粒子を多量に含有し、か
つフィルム強度、表面強度や製膜性を維持することは不
可能である。それは無機粒子の表面エネルギーが高いた
め、空洞発現剤よりも表面エネルギーの高いポリエステ
ルとの親和性が高いためである。そこで本発明に至る手
段としては、隠蔽性を向上させるために無機粒子の添加
量を増加させ、かつ延伸性改良剤を混合することがあげ
られる。これにより無機粒子の含有量を増加させてもフ
ィルム強度、製膜性などの問題がなくなる。ここでは延
伸改良剤としては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の
ポリアルキレングリコールおよび／またはその誘導体お
よび／または共重合体などがあげられる。誘導体として
は、末端基を他の結合で封鎖したもの、ジカルボン酸と
の反応によりポリエステル化したもの等が挙げられる。
これらの中でポリエチレングリコール、ポリエチレング
リコール共重合体及びこれらをジオール化したポリエス
テルあるいは共重合ポリエステルが特に好適である。該
ポリエチレングリコールおよび／またはその誘導体の分
子量は２００〜２０万、好ましくは１０００〜５万のも
のが好適である。また添加量はフィルム全体に対して、
０．０５〜５重量％、好ましくは０．１〜１重量％であ
る。０．０５重量％未満では延伸が困難になり、５重量
％を越えるとフィルムに腰がなくなり印刷などの加工性
が悪くなる。本発明においてはフィルムの厚みが４０μ
ｍ以下、好ましくは３０μｍ以下でかつ、内部に無機粒
子を３重量％以上、好ましくは６重量％以上含有し、か
つ光線透過率が３０％以下であるならば、上記の方法に
限定されず、たとえばポリエステル中に非相溶の熱可塑
性樹脂を混合した場合は、この熱可塑性樹脂中に無機粒
子を含有させる方法などがあげられる。

【０００９】本発明に用いられる無機粒子は特に限定さ
れるものではない。例としては二酸化チタンや炭酸カル
シウム、硫酸バリウム、二酸化珪素、酸化アルミニウ
ム、タルク、カオリンなどが挙げられる。またこれらの
無機粒子は必要に応じて表面処理をしても構わない。そ
の処理剤としては酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化
亜鉛、シリコン系樹脂、シロキサン系樹脂、フッ素系樹
脂、シランカップリング剤やチタネートカップリング
剤、ポリオールやポリビニルピリジンなどが挙げられる
が、これらに限定されるものではない。本発明において
は好ましくは内部に多数の空洞を含有することである。
この空洞を含有する方法は、特に限定されるものではな
いが、好ましくは内部にポリエステルに非相溶の熱可塑
性樹脂（空洞発現剤）を混合、溶融、押出して得られた
未延伸シートを少なくとも１軸に配向することにより、
ポリエステルと空洞発現剤との界面が剥離し、内部に多
数の空洞を得る方法である。この空洞発現剤は、上記し
たポリエステルに非相溶性のものでなければならない。
具体的には、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹
脂、ポリアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ
スルホン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアミド系樹脂
などがあげられる。特にポリスチレン系樹脂、ポリメチ
ルペンテン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹
脂が好ましい。

【００１０】本発明の該ポリエステルと該ポリエステル
に非相溶性の熱可塑性樹脂を混合させた重合体混合物
は、たとえば、各樹脂のチップを混合し押出機内で溶融
混練した後、押出して固化することによって得られる方
法や、あらかじめ混練機によって両樹脂を混練したもの
を更に押出機より溶融押出して固化する方法や、ポリエ
ステルの重合工程においてポリエステルに非相溶性の熱
可塑性樹脂を添加し、かくはん分散して得たチップを溶
融押出して固化する方法などによっても得られる。固化
して得られた重合体（未延伸シート）は通常、無配向も
しくは弱い配向状態のものである。また、ポリエステル
に非相溶性の熱可塑性樹脂はポリエステル中に、球状も
しくは楕円球状、もしくは糸状など様々な形状で分散し
た形態をとって存在する。

【００１１】本発明の該ポリエステルと該ポリエステル
に非相溶性の熱可塑性樹脂を混合させた重合体混合物
は、たとえば、各樹脂のチップを混合し押出機内で溶融
混練した後、押出して固化することによって得られる方
法や、あらかじめ混練機によって両樹脂を混練したもの
を更に押出機より溶融押出して固化する方法や、ポリエ
ステルの重合工程においてポリエステルに非相溶性の熱
可塑性樹脂を添加し、かくはん分散して得たチップを溶
融押出して固化する方法などによっても得られる。該重
合体混合物には、用途に応じて着色剤、耐光剤、蛍光
剤、帯電防止剤などを添加することも可能である。得ら
れた重合体混合物は、更に速度差をもったロール間での
延伸（ロール延伸）やクリップに把持して拡げていくこ
とによる延伸（テンター延伸）や空気圧によって拡げる
ことによる延伸（インフレーション延伸）などによって
少なくとも１軸に配向処理する。配向処理することによ
り、ポリエステルと空洞発現剤の界面で剥離が起こり空
洞が発現する。

【００１２】したがってポリエステルに混合させる該ポ
リエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の量は、目的とす
る空洞の量によって異なってくるが、重合体混合物全体
に対して３重量％〜４０重量％、好ましくは８重量％〜
２０重量％である。。３重量％未満では、空洞の生成量
を多くすることに限界があり、目的の柔軟性や軽量性や
描画性が得られない。逆に、４０重量％以上では、ポリ
エステルフィルムの持つ耐熱性や強度が著しく損なわれ
る。該重合体混合物を配向処理する条件は、空洞の生成
と密接に関係する。したがって本目的を達成するための
条件はたとえば、もっとも一般的に行われている逐次２
軸延伸工程を例に挙げると、該重合体混合物の連続シー
トを長手方向にロール延伸した後に、幅方向にテンター
延伸する逐次２軸延伸法の場合以下のようになる。ロー
ル延伸においては多数の空洞を発生させるため温度をポ
リエステルの２軸延伸温度＋３０℃以下、倍率を１．２
〜５倍とするのが好ましい。テンター延伸においては破
断せずに安定製膜するため温度を１００〜１４０℃、倍
率を１．２〜５倍とするのが好ましい。延伸後の熱処理
条件を以下に述べる方法で実施することが望ましい。熱
処理は延伸終了後、２００℃以上、好ましくは２２０℃
以上、さらに好ましくは２３０℃以上で行わなくてはな
らない。また、このときに３〜８％緩和させながら熱固
定を行わなくてはならない。２００℃未満または３％未
満では１５０℃の熱収縮率が２％未満、好ましくは１．
７％未満、さらに好ましくは１．５％未満の空洞含有フ
ィルムは得られない。全体の平均空洞率は、４０体積％
以下、好ましくは３０体積％以下が好適であり、平均空
洞率が４０体積％以上の空洞含有フィルムはそれ自体延
伸工程での破断が多発するため製造しにくく、できたフ
ィルムも表面の強度や引っ張り強度などが不十分となり
好ましくない。

【００１３】本発明のフィルムは見かけ比重が好ましく
は０．７〜１．３、より好ましくは０．９〜１．３、さ
らに好ましくは１．０〜１．２である。０．７未満では
腰がなく印刷などの加工性が悪くなる。１．３を越える
と描画性が不良になり、用途によっては問題となる。本
発明のフィルムは光線透過率が好ましくは３０％以下、
さらに好ましくは２５％以下、より好ましくは２０％以
下、特により好ましくは１７％以下である。３０％を越
えると裏が透けて見えるためである。特にこのことは４
０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下の薄いものにおい
ていえることだが、それ以上の厚みのものでも構わな
い。本発明のフィルムは白色度が７５以上、好ましくは
８０以上なくてはならない。７５未満では高級間の乏し
いものである。

【００１４】本発明のフィルムは後加工などを考慮する
と引張り強度は縦、横方向とも各々１１Kg／mm2 以上が
好ましい。本発明においては、表層と中心層を積層した
いわゆる複合フィルムとしても構わない。その方法は特
に限定されるものではない。しかし生産性を考慮する
と、表層と中心層の原料は別々の押出機から押出し、１
つのダイスに導き未延伸シートを得た後、少なくとも１
軸に配向させる、いわゆる共押出法による積層がもっと
も好ましい。この場合Ｂ層に設ける熱可塑性樹脂は特に
限定されるものではなく具体的には、ポリスチレン系樹
脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリスルホン系樹脂、セルロース系
樹脂、ポリアミド系樹脂などがあげられる。しかし、本
発明においてはポリエステル系樹脂が好ましい。また、
必要に応じて無機粒子を含有しても構わない。またポリ
アルキレングリコールおよび／またはその誘導体はＡ層
のみまたはＢ層のみまたはＡ層およびＢ層の両方に添加
することが可能である。この場合Ａ層に添加することに
より表面の接着性や水の濡れ性などを向上させることが
可能となる。さらにフィルム表面に塗布層を設けること
によって、インキやコーティング剤などの塗れ性や接着
性が改良される。該塗布層を構成する化合物としては、
ポリエステル系樹脂が好ましいが、この他にも、ポリウ
レタン樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、アクリル系樹
脂などの通常のポリエステルフィルムの接着性を向上さ
せる手段として開示させている化合物が適用可能であ
る。また塗布層を設ける方法としては、グラビアコート
方式、キスコート方式、ディップ方式、スプレイコート
方式、カーテンコート方式、エアナイフコート方式、ブ
レードコート方式、リバースロールコート方式など通常
用いられている方法が適用できる。塗布する段階として
は、配向処理を行う前の混合重合体物表面にあらかじめ
塗布する方法、１軸方向に配向した空洞含有フィルム表
面に塗布し、それを更に直角方向に配向させる方法、配
向処理の終了したフィルム表面に塗布する方法などのい
ずれの方法も可能である。かくして得られたフィルム
は、特に薄くしても隠蔽性が良好で腰が強く表面強度や
へき開に対する強度が優れているため、本発明の空洞含
有ポリエステル系フィルムを機材として用いた場合、ラ
ベル、ポスター、カード、記録用紙、包装材料、ビデオ
プリンター受像紙、バーコードラベル、バーコードプリ
ンター受像紙、感熱記録紙、地図、無塵紙、表示板、白
板、電子白板、印画紙、化粧紙、壁紙、紙幣、離型紙、
折り紙、カレンダー、磁気カード、トレーシング紙、伝
票、配送伝票、感圧記録紙、複写用紙、臨床検査紙、パ
ラボラアンテナ反射板、ハンディープリンター用紙、グ
ラフ用紙、製図用紙などに用いることができる。

【００１５】実施例次に本発明の実施例を示す。１）ポリエステルの固有粘度ポリエステルをフェノール（６重量部）とテトラクロロ
エタン（４重量部）の混合溶媒に溶解し、３０℃で測定
した。

【００１６】２）ポリスチレン系樹脂のメルトフローイ
ンデックスＪＩＳ−Ｋ７２１０に準じて２００℃、荷重５ｋｇで測
定した。

【００１７】３）密度フィルムを５．００ｃｍ×５．００ｃｍの正方形に性格
に切り出し、その厚みを５０点測定し平均厚みをｔμｍ
とし、それの重さを０．１ｍｇまで測定しｗｇとし、下
式によって計算した。

【００１８】

【数１】

【００１９】４）フィルムの平均空洞率下式によって計算した。

【００２０】

【数２】ただし、

【００２１】

【数３】

【００２２】

【数４】上式におけるｘｉはｉ成分の重量分率、ｄｉはｉ成分の
真比重を表す。実施例中の計算において用いた真比重の
値は、ポリエチレンテレフタレート１．４０、一般用ポ
リスチレン１．０５、アナターゼ型二酸化チタン４．２
を用いた。

【００２３】５）光線透過率ＪＩＳ−Ｋ６７１４に準じ、ポイック積分球式Ｈ．Ｔ．
Ｒメーター（日本精密光学製）を用い、フィルムの光線
透過率を測定した。この値が小さいほど隠蔽性が高い。

【００２４】６）フィルムの引張強度ＪＩＳ−Ｃ２３１８に基づきおこなった。

【００２５】７）白色度ＪＩＳ−Ｌ１０１５−１９８１−Ｂ法により、日本電色
工業（株）Ｚ−１００１ＤＰを用いて行った。

【００２６】８）熱収縮率フィルムを幅１０ｍｍ、長さ２５０ｍｍとり、２００ｍ
ｍ間隔で印をつけ５ｇの一定張力下で固定し印の間隔Ａ
を測る。続いて、無張力下で３０分間、１５０℃の雰囲
気中のオーブンにいれた後の印の間隔Ｂを求め、以下の
式により熱収縮率とした

【００２７】

【数５】

【００２８】９）色調見た目が白色であるものを「白」、黄色っぽく見えるも
のを「黄」と示した。

【００２９】実施例１原料として固有粘度０．６２のポリエチレンテレフタレ
ート樹脂７１．５重量％にメルトフローレート２．０ｇ
／１０分の一般用ポリスチレン１５重量％、平均粒径
０．３μｍのアナターゼ型二酸化チタンを１３重量％、
分子量５０００のポリエチレングリコール０．５重量％
を混合し、２軸スクリュー押出機でＴ−ダイスより２９
０℃で溶融押出し、静電気的に冷却回転ロールに密着固
化し未延伸シートを得た。引き続き該未延伸シートをロ
ール延伸機で８５℃で３．５倍縦延伸を行い、引き続き
テンターで１３０℃で３．５倍横延伸したあと２３５℃
で４％緩和させながら熱処理し、内部に多数の空洞を含
有する厚さ２５μｍのポリエステルフィルムを得た。

【００３０】比較例１、２実施例１において、ポリエチレングリコールの量を０お
よび１０重量％とした以外は全く同様の方法において空
洞含有ポリエステルフィルムを得た。

【００３１】実施例２原料としてポリエチレンテレフタレートを７９．５重量
％、ポリエチレングリコールを０．５重量％、二酸化チ
タンを２０重量％とした以外は実施例１と全く同様の方
法において空洞含有ポリエステルフィルムを得た。

【００３２】実施例３原料として固有粘度０．６２のポリエチレンテレフタレ
ート樹脂８４．５重量％、メルトフローインデックス
２．０ｇ／１０分一般用ポリスチレン１５重量％、平均
粒径０．３μｍのアナターゼ型二酸化チタンを５重量
％、分子量５０００のポリエチレングリコールを０．５
重量％をＡ層の原料とし、Ｂ層の原料としてポリエチレ
ンテレフタレート樹脂５９．５重量％、アナターゼ型二
酸化チタンを４０重量％、分子量５０００のポリエチレ
ングリコールを０．５重量％を各々別の２軸スクリュー
押出機に投入して行った以外は実施例１と全く同様の方
法において空洞含有ポリエステル系フィルムを得た。厚
みはＢ／Ａ／Ｂ＝２／２１／２μｍであった。

【００３３】

【発明の効果】本発明の空洞含有ポリエステルフィルム
は、従来のポリスチレンやポリオレフィンを空洞発現剤
として用いて得られる空洞含有ポリエステルフィルムと
同様に、軽量性、柔軟性、艶消し性、描画性などを有し
ていると共に、従来のフィルムに比べ、薄くても隠ぺい
性が高いという効果がある。従って本発明の空洞含有ポ
リエステルフィルムはラベル、ポスター、記録紙、包装
用材料、感熱記録材、印画紙などのきわめて広い分野で
使用できる。

【００３４】

【表１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエステルおよび無機粒子を混合押出
したポリエステルフィルムにおいて、該無機粒子が該ポ
リエステルに対して３重量％以上存在する厚さが４０μ
ｍ以下のポリエステル系フィルム。
【請求項２】光線透過率が３０％以下であることを特
徴とする請求項１に記載のポリエステル系フィルム。
【請求項３】ポリエステルに非相溶の熱可塑性樹脂を
混合、溶融、押出し、少なくとも１軸に配向することに
より内部に微細な空洞を多数含有し、平均空洞含有率が
１０体積％以上４０体積％以下であることを特徴とする
請求項１または２に記載のポリエステル系フィルム。
【請求項４】請求項１乃至３記載のいずれかのポリエ
ステル系フィルムがポリアルキレングリコールおよび／
またはその誘導体を含むことを特徴とするポリエステル
系フィルム。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかのフィルム
（Ａ）の少なくとも片面に熱可塑性樹脂からなる層
（Ｂ）を積層したことを特徴とするポリエステル系フィ
ルム。