JP2003520149A - 難燃性共押出艶消しポリエステルフィルム及びその使用ならびにその製造方法 - Google Patents

難燃性共押出艶消しポリエステルフィルム及びその使用ならびにその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ポリエステルに可溶な難燃剤を含有する共押出二軸延伸ポリエステルフィルムに関する。当該フィルムは艶消し性外層を有し、当該艶消し性外層は成分Iと成分IIの混合物および/またはブレンドであって、成分Iはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート共重合体またはそれらの混合物であり、成分IIは少なくとも1種のスルホネート基を有するポリマーである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、好ましくは70重量%以上の熱可塑性ポリエステルから成るベース
層と、成分Iと成分IIの混合物またはブレンドから成る艶消し性外層とから成
り、少なくとも1種の難燃剤を含有する二軸延伸ポリエステルフィルムに関する
。本発明は、さらに、当該ポリエステルフィルムの使用および製造方法にも関す
る。
【0002】 成分Iはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート共重合体
またはそれらの混合物である。
【0003】 成分IIは、以下のモノマー又はポリエステル形成可能な誘導体を重縮合させ
て得られるポリエチレンテレフタレート共重合体の混合物またはブレンドから成
る。すなわち、イソフタル酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香族骨格に金属スルホネ
ート基を有するスルホモノマー、及び脂肪族または脂環式グリコールを共縮重合
させて得られる。
【0004】 本発明の外層は艶消し表面または外観を有するため建築用表示板、包装用フィ
ルム、工業用応用部材に好適である。特にDIN 4102に合格する難燃性が
要求される工業用材料に好適に使用される。
【0005】
【従来の技術】
二軸延伸ポリプロピレンフィルムやポリエステルフィルムの様な、透明で高
グロスのプラスチックフィルムの工業的需要がある。さらに、これら透明フィル
ムは、難燃性を有し、少なくとも片面が高グロスではなく、外観として艶消し性
を有するフィルムも望まれている。このようなフィルムは表示スタンド等に使用
した場合、宣伝効果があり、包装用として使用した場合、非常に魅力的であり、
購買力の促進に効果的である。
【0006】 米国特許第4,399,179号公報には、透明なベース層と少なくとも一つ
の艶消し層から成る共押出し2軸配向フィルムであって、前記艶消し層は特別な
ポリエチレンテレフタレート共重合体から成り、粒径0.3〜20μmの不活性
粒子を3〜40%含有することを特徴とするフィルムを教示している。特別なポ
リエチレンテレフタレート共重合体は、不活性粒子の添加により溶融粘度が減少
し、押出しを容易にする。このフィルムの艶消し効果は不活性粒子の添加によっ
て達成されている。
【0007】 欧州特許第0144978号公開公報には、熱可塑性プラスチックから成る配
向フィルムであって、フィルム表面の少なくとも一方がポリエステルで被覆され
ており、最終延伸工程前にポリエステル水分散体を塗布することによってポリエ
ステル被覆が形成されることを特徴とするフィルムを教示している。ポリエステ
ル被覆に使用するポリエステルとしては、イソフタル酸、脂肪族ジカルボン酸、
スルホモノマー、脂肪族または脂環式グリコール等のモノマーまたはポリエステ
ル形成可能な誘導体を重縮合して得られるポリエステルを使用している。
【0008】 ドイツ特許公開第2346787号公報には、難燃性ポリマーとしてホスホラ
ン変成ポリマーが記載されている。この公報には、プラスチックの他に、繊維へ
の使用が記載されている。しかしながら、ホスホラン変成ポリマーから製造され
たフィルムについて、以下の短所がある。すなわち、このポリマーは非常に加水
分解を受けやすく、そのため乾燥を完全に行う必要がある。ポリマーを公知の乾
燥機により乾燥するとポリマーは固化し、フィルムの製造が非常に困難な条件の
みで可能となる。フィルムをこのような条件下で製造した場合、高温下で行うた
め、非経済的で、フィルムの脆化が起こり、機械的特性が顕著に劣化し、フィル
ムとしての使用ができなくなる。このフィルムの脆化は高温に48時間曝すだけ
で起こる。
【0009】 しかしながら、上記の従来技術において、透明性を保持しながらフィルムの少
なくとも片面に低グロスを付与する方法、DIN 4102に合格する難燃性を
有し、高温に曝しても脆化しないフィルムについて教示が無い。
【0010】
【発明の要約】
従って、本発明の目的は、少なくとも1つの艶消し性外層を有するポリエステ
ルフィルムを提供することである。当該フィルムは、DIN 4102に合格す
る難燃性を有し、製造法が単純であり、低コストで製造でき、公知のフィルムと
同様に優れた物性を有し、廃棄において問題が生じず、高温に曝しても脆化しな
いという特徴を有する。
【0011】 上記目的は、マスターバッチ法で添加され、ポリエステルに可溶な少なくとも
1つの難燃剤を含有し、成分Iと成分IIの混合物および/またはブレンドから
成る艶消し性外層を有する二軸延伸共押出ポリエステルフィルムによって達成さ
れる。
【0012】 難燃性を有するとは、通常、建材、class B2及びB1、DIN 41
02;及びUL 94テストに合格することである。なお、建材、class
B2、DIN 4102(Part 2)は耐炎、耐火テストであり、建材、c
lass B1、DIN 4102(Part 1)は、特に難燃性材料に関す
る耐炎、耐火テストである。
【0013】 本発明のフィルムはUL 94テストに合格する。UL 94テストとは熱可
塑性材料の垂直燃焼テストであり、クラス94 VTM−0は、ブンゼンバーナ
ーの炎を離した後10秒以上燃焼することなく、30秒後に燻ることなく、さら
に燃焼材料の落下がないことが必要である。
【0014】 成分Iはポリエチレンテレフタレート単独重合体、ポリエチレンテレフタレー
ト共重合体またはそれら混合物から成る。
【0015】 成分IIは、少なくとも1種のスルホン酸塩基を有するポリマーから成る共重
合体または混合物あるいはブレンドであり、具体的には、A)65〜95モル%
のイソフタル酸、B)0〜30モル%の少なくとも1種のHOOC(CH COOHで表される脂肪族ジカルボン酸(ただしn=1〜11)、C)5〜15
モル%の芳香族ジカルボン酸にスルホン酸アルカリ金属塩基を有するスルホモノ
マー、及びD)化学量論的必要量の2〜11の炭素数を有する脂肪族または脂環
式グリコール(ただし、上記の配合割合は成分IIを形成するモノマーの総量を
基準とする)のモノマー及び/又はポリマー形成能を有する誘導体の縮重合体で
ある。
【0016】 優れた機械的性質とは、高弾性率(EMD(長手方向)>3200N/mm 、ETD(横方向)>3500N/mm)、および高引裂き強度(長手方向の
引裂き強度は100N/mmより大きく、横方向の引裂き強度は130N/m
より大きい)を意味する。
【0017】 優れた延伸性とは、長手方向、横方向とも破断無く延伸できることを意味する
【0018】
【発明の実施の態様】
本発明の目的を達成するため、上記混合物は、個々の成分を機械的に混合する
ことにより調整できる。すなわち、個々の成分は、例えばレンズ状やビーズ状の
ペレットの形態に圧縮成型され、各成分が撹拌機を使用して機械的に混合させら
れることにより、混合体を得る。もう一つの方法としては、個々の成分をそれぞ
れ別個の外層用押出機に投入し、押出機内および/または下流部分に溶融物を移
動しで混合させる方法がある。
【0019】 本発明の混合体では、成分Iと成分IIのアロイ型の組成物であり、各成分に
分離することはない。したがって、混合体の物性は単一であり、適切なパラメー
ターを使用して評価することができる。
【0020】 本発明において経済性に優れるとは、原料または原料組成物を工業的に一般的
に使用されている公知の乾燥機を使用し、難燃性フィルムを製造できることが含
まれる。この際、原料の固化や、熱分解が起らないことが重要である。上記の公
知の工業的乾燥機としては真空乾燥機、流動床乾燥機または固定床乾燥機(塔型
乾燥機)が挙げられる。これらの乾燥機は100〜170℃で操作すると難燃性
ポリマーが固化し、フィルムの製造が不可能となる。真空乾燥機はもっともおだ
やかに乾燥を行え、50mbarの減圧下で30〜130℃の温度で乾燥するこ
とができる。しかしながら、100〜130℃の温度で、ホッパ-内で滞留時間
3〜6時間の後乾燥を行う必要がある。公知の難燃性ポリマ-においては、なお
、かなりの量のポリマ-が固化する。
【0021】 本発明において高温に曝しても脆化しないとは、循環空気乾燥キャビネット内
において、フィルムを100℃で100時間処理しても、脆化や機械的性質の劣
化は認められないことを意味する。
【0022】 難燃剤は公知のマスターバッチ法により直接添加される。難燃剤の含有量は結
晶性熱可塑性樹脂から成る層を基準として、好ましくは0.5〜30重量%、よ
り好ましくは1〜20重量%である。難燃剤はポリエステルに可溶であることが
重要である。難燃剤はベース層に添加するのが好ましいが、外層および/または
中間層に添加してもよい。
【0023】 本発明のフィルムは、ベース層および外層の少なくとも2層から成る。好まし
い態様としては、外層AおよびCがベース層Bの両側に配置される3層構造が挙
げられる。本発明において、紫外線吸収剤を外層および/またはベース層に存在
させてもよい。
【0024】 ベース層Bは、70重量%以上の熱可塑性ポリエステルから成る。熱可塑性ポ
リエステルとしては、エチレングリコールとテレフタル酸から製造されるポリエ
チレンテレフタレート(PET)、エチレングリコールとナフタレン−2,6−
ジカルボン酸から製造されるポリエチレン−2,6−ナフタレート(PEN)、
1,4−ビスヒドロキシメチルシクロヘキサンとテレフタル酸から製造されるポ
リ(1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート)(PCDT)、エチレ
ングリコールとナフタレン−2,6−ジカルボン酸とビフェニル−4,4’−ジ
カルボン酸から製造されるポリ(エチレン2,6−ナフタレートビベンゾエート
)(PENBB)が好ましい。特にエチレングリコールとテレフタル酸から成る
単位またはエチレングリコールとナフタレン−2,6−ジカルボン酸から成る単
位が90%以上、好ましくは95%以上のポリエステルが好ましい。
【0025】 上記のモノマー以外の残余のモノマー単位は、脂肪族、脂環式、芳香族のジオ
ール及びジカルボン酸である。
【0026】 共重合ジオールとしては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
HO−(CHn−OHの式で示される脂肪族グリコール(nは3〜6の整数
を表す、具体的には、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1
,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが挙げられる)、炭素数6
までの分岐型脂肪族グリコール、HO−C−X−C−OHで示され
る芳香族ジオール(式中Xは−CH−、−C(CH−、−C(CF −、−O−、−S−、−SO−を表す)、式:HO−C−C
OHで表されるビスフェノールが好ましい。
【0027】 芳香族ジカルボン酸の好ましい例としては、ベンゼンジカルボン酸、ナフタレ
ン−1,4−又は−1,6−ジカルボン酸などのナフタレンジカルボン酸、ビフ
ェニル−4,4’−ジカルボン酸などのビフェニル−x,x’−ジカルボン酸、
ジフェニルアセチレン−4,4’−ジカルボン酸などのジフェニルアセチレン−
x,x−ジカルボン酸、スチルベン−x,x−ジカルボン酸などが挙げられる。
【0028】 脂環式ジカルボン酸の好ましい例としては、シクロヘキサン−1,4−ジカル
ボン酸などのシクロヘキサンジカルボン酸が挙げられる。脂肪族ジカルボン酸の
好ましい例としては、C−C19のアルカンジカルボン酸が挙げられ、当該ア
ルカンは直鎖状であっても分岐状であってもよい。
【0029】 上記のポリエステルは、エステル交換反応により製造される。その出発原料は
、ジカルボン酸エステルとジオール及び亜鉛塩、カルシウム塩、リチウム塩、マ
グネシウム、マンガン塩などの公知のエステル交換反応用触媒である。生成した
中間体は、更に、三酸化アンチモンやチタニウム塩などの重縮合触媒の存在下で
重縮合に供される。また、ポリエステルの製造は、出発原料のジカルボン酸とジ
オールに重縮合触媒を存在させて直接または連続的にエステル化反応を行う方法
であってもよい。
【0030】 本発明の多層フィルムの少なくとも一つの外層は以下に説明する成分I及び成
分IIから成り、必要があれば添加剤を添加してもよい。
【0031】 外層の構成要素である成分Iは、基本的には熱可塑性ポリエステルから成り、
具体的に、熱可塑性ポリエステルとしてはベース層の説明で記載したものが使用
できる。特に、比較的低い粘度を有するポリエステルを成分Iとして使用した場
合、高い艶消し度合を達成することができるため好ましい。ここで使用する粘度
の値は、溶液粘度を補正した値(SV又は標準粘度)で表される。二軸延伸フィ
ルムの製造に好適な市販ポリエチレンテレフタレートのSV値は500〜120
0である。本発明の艶消し度合を達成できるフィルムを得るために、外層の構成
要素である成分IのSV値は好ましくは500〜800、より好ましくは500
〜750、特に好ましくは500〜700である。
【0032】 外層の構成要素である成分IIは、A)イソフタル酸、B)HOOC(CHCOOHで表される脂肪族ジカルボン酸(ただしn=1〜11)、C)芳香
族ジカルボン酸にスルホン酸アルカリ金属塩基を有するスルホモノマー、及びD
)少なくとも1種の2〜11の炭素数を有する脂肪族または脂環式アルキレング
リコールを縮重合させて得られる。酸成分の総モル量はグリコール成分の総モル
量に等しい。
【0033】 上記モノマーB)のジカルボン酸としては、マロン酸、アジピン酸、アゼライ
ン酸、グルタール酸、セバシン酸、スベリン酸、コハク酸、ブラシル酸およびこ
れらの混合物ならびにこれらのポリエステル形成能を有する誘導体が例示される
。これらの中でもセバシン酸が特に好ましい。
【0034】 上記モノマーCの芳香族ジカルボン酸にスルホン酸アルカリ金属塩基を有する
スルホモノマーとしては、以下の一般式で示されるモノマーであることが好まし
い。
【0035】
【化2】
【0036】 上記式中、Mはアルカリ金属または1価カチオン、Zは3価の芳香族基、X及
びYはカルボン酸基またはポリエステル形成可能な基をそれぞれ表す。
【0037】 この種のモノマーとしては、米国特許3,563,942及び3,779,
993号公報に開示されているものが使用できる。上記モノマーの具体例として
は、5−スルホテレフタル酸、5−スルホイソフタル酸、スルホフタル酸、5−
(p−スルホフェノキシ)イソフタル酸、5−スルホプロポキシイソフタル酸お
よびその類似のモノマー並びにそれらのジメチルエステル等のポリエステル形成
能を有する誘導体が挙げられる。Mは好ましくはNa、Li又はKである
【0038】 ポリエステル形成能を有する誘導体とは、縮合反応、特にエステル交換反応を
行いエステル結合を形成できる基を有する誘導体を意味する。この種の基として
は、カルボキシル基および低級アルキルエステルが例示され、低級アルキルエス
テルとしては、ジメチルテレフタレート、ジエチルテレフタレート及び他のエス
テル、ハロゲン化物ならびにそれらの塩が例示される。縮合反応を制御しやすく
するために酸モノマーをジメチルエステル形成のために好ましく使用する。
【0039】 モノマーDとして好ましいグリコールは、エチレングリコール、1,5−ペン
タンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,10
−デカンジオール、シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。なかでもエチ
レングリコールが好ましい。
【0040】 共重合ポリエステルは公知の重合方法により製造できる。通常、酸成分とグリ
コール成分を混合し、エステル化触媒の存在下で加熱し、重縮合触媒を添加する
ことにより製造する。
【0041】 混合物中のモノマーA、B、C及びDの相対比率は、外層の艶消し度合の程度
により決定される。モノマーAはイソフタル酸約65モル%以上好ましくは70
〜95モル%を含有することが必要である。
【0042】 モノマーBとしては種々の酸が使用でき、好ましくはアジピン酸、アゼライン
酸、セバシン酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸およびそれらの混合物が例示
される。モノマーBが存在する場合、モノマーBの成分Iにおける含有量は、成
分Iの酸成分を基準として、好ましくは1〜20モル%である。
【0043】 グリコール成分は、酸成分と化学量論的に同等量存在させることが好ましい。
【0044】 本発明の目的を達成するための共重合ポリエステルは、酸価数が好ましくは1
0未満、より好ましくは0〜3、平均分子量が好ましくは50000未満、SV
値が好ましくは約30〜700、より好ましくは約350〜650であることが
好ましい。
【0045】 外層を構成する混合物の成分Iと成分IIの重量比は、多層フィルムの使用目
的によって広い範囲を取り得るが、通常、成分I:成分II=10:90〜95
:5、好ましくは20:80〜95:5、より好ましくは30:70〜95:5
である。
【0046】 本発明のフィルムは少なくとも1種の難燃剤を含有する。難燃剤はフィルム製
造工程において、マスターバッチ法により直接添加される。難燃剤の含有量は、
結晶性熱可塑性樹脂に対し、通常0.5〜30重量%、好ましくは1.0〜20
.0重量%である。マスターバッチにおいて、難燃剤:熱可塑性樹脂の配合比は
、通常60:40〜10:90である。
【0047】 難燃剤としては、臭素化合物、クロロパラフィンおよびその他の塩素化合物、
三酸化アンチモン、三水酸化アルミニウムが知られている。しかしながら、ハロ
ゲンの使用は含ハロゲン副生成物の発生により好ましくない。また、これらの難
燃剤を含有すると、耐光性が劣り、さらに火災の際にハロゲン化水素が発生し、
好ましくない。
【0048】 本発明で使用する好ましい難燃剤としては、有機リン化合物が挙げられ、具体
的にはカルボキシホスフィン酸およびその無水物やジメチルメチルホスフェート
が例示される。本発明のフィルムにおいて、要求される光学特性を損なわないた
めに、有機リン化合物は結晶性熱可塑性樹脂に可溶である必要がある。
【0049】 難燃剤は一般的に加水分解を受けやすい。そこで、耐加水分解剤を合わせて使
用することが好ましい。通常使用される耐加水分解剤としては、フェノール系耐
加水分解剤、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属ステアリン酸塩、又
はアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属炭酸塩であり、その使用量は通
常0.01〜1.0重量%である。耐加水分解剤の使用量は、好ましくは0.0
5〜0.6重量%、より好ましくは0.15〜0.3重量%であり、モル量とし
ては500g/モルを超えることが好ましい。耐加水分解剤としては、ペンタエ
リスリトールテトラキス−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェ
ニル)プロピオネートや1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5
−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼンが好ましい。
【0050】 マスターバッチによって添加される難燃剤以外に、本発明のフィルムのベース
層および/または2つの外層には、安定剤、耐ブロッキング剤等の公知の添加剤
を添加してもよい。これらの添加剤は、ポリマー又はポリマーの混合物に、溶融
に先立って添加してもよい。安定剤としては、リン酸やリン酸エステル等のリン
化合物が例示される。
【0051】 耐ブロッキング剤(粒子も含まれる)としては、無機および/または有機粒子
が好ましく、具体的には、炭酸カルシウム、非晶シリカ、タルク、炭酸マグネシ
ウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、リン酸リチウム、リン酸
カルシウム、リン酸マグネシウム、アルミナ、LiF、ジカルボン酸のカルシウ
ム、バリウム、亜鉛またはマンガン塩、カーボンブラック、二酸化チタン、カオ
リン、架橋ポリスチレン粒子、架橋アクリレート粒子などが例示される。
【0052】 添加剤として、2種以上の異なる耐ブロッキング剤を添加してもよく、また、
同じ種類で且つ粒径が異なる粒子の混合物を添加してもよい。重縮合中のグリコ
ール分散系または押出し中マスターバッチを介して個々の層に添加する粒子を通
常量添加する。粒子の含有量は、好ましくは0.0001〜5重量%である。外
層に粒子を添加することにより、フィルムの艶消し性を変化させることが出来る
。粒子濃度を高くすると、フィルムの艶消し性が高くなる。耐ブロッキング剤に
関する詳細は欧州特許第0602964号公開公報に記載されている。
【0053】 本発明のポリエステルフィルムの製造方法は、a)ベース層と外層用の原料を
共押出し、b)得られたフィルムを二軸延伸し、(c)熱固定する工程から成る
【0054】 本発明の実質的な方法として、難燃剤や必要に応じて耐加水分解剤を含有する
マスターバッチを予備結晶化または予備乾燥化を施す。この予備乾燥は、マスタ
ーバッチを撹拌しながら減圧下で(通常20〜80mbar、好ましくは30〜
60mbar、より好ましくは40〜50mbar)徐々に加熱する。必要であ
れば上昇して一定となった温度で後乾燥してもよい。計量容器からベース層用お
よび/または外層用ポリマー及び必要であれば他の原料のブレンドを必要量だけ
室温にてマスターバッチに供給することが好ましい。原料のブレンドの乾燥また
は滞留時間の間、マスターバッチ容器内の温度を通常10〜160℃、好ましく
は20〜150℃、より好ましくは30〜130℃に、徐々に昇温させる。滞留
時間は通常約6時間、好ましくは約5時間、より好ましくは約4時間であり、通
常10〜70rpm、好ましくは15〜65rpm、より好ましくは20〜60
rpmで撹拌することが好ましい。得られた予備結晶化または予備乾燥した原料
混合物は、さらに、下向流にある容器内で温度が通常90〜180℃、好ましく
は100〜170℃より好ましくは110〜160℃で、通常2〜8時間、好ま
しくは3〜7時間、より好ましくは4〜6時間減圧下で後乾燥する。
【0055】 本発明の外層を形成するために、成分Iのペレットと成分IIのペレットを所
望の混合比で直接押出し機に供給することが好ましい。本発明の艶消し外層は、
たとえば欧州特許EP−A−0826478号公開公報に記載されているように
二軸押出し機を使用して押出し、形成させるのが好ましい。成分I及び成分II
の溶融押出しは約300℃で行い、滞留時間は5分とすることが好ましい。この
押出し条件においてエステル交換反応が起こり、押出し機に供給した単独重合体
および共重合体から別の共重合体を形成することが出来る。
【0056】 予備乾燥を行ってある難燃剤を含有するマスターバッチと共に、別の押出機に
ベース層用ポリマーを添加する。押出を行う前に、溶融ポリマーから不純物など
を濾過することが好ましい。次いで、共押出ダイを介して溶融ポリマーを押出し
、積層された溶融フィルムを得る。冷却ロール及びは他のロールを使用して積層
フィルムを引取り、固化させる。
【0057】 通常、二軸延伸は連続的に行われる。このため、初めに長手方向(機械方向)
に延伸し、次いで横方向に延伸するのが好ましい。これにより分子鎖が配向する
。通常、長手方向の延伸は、延伸比に対応する異なる回転速度を有するロールを
使用して行われ、横手方向の延伸はテンターフレームを使用して行われる。フィ
ルムの強度を増加させるために、横手方向の延伸を長手方向の延伸後に行うのが
好ましい。テンターフィルムを使用して両方向(長手方向および横方向)に同時
二軸延伸してもよい。
【0058】 延伸時の温度は、所望とするフィルムの物性によって決定され、広い範囲で選
択できる。長手方向の延伸は80〜130℃の温度で、横方向の延伸は90〜1
50℃温度で行われる。長手方向の延伸比は2.5〜6、好ましくは3〜5.5
である。横方向の延伸比は3.0〜5.0、好ましくは3.5〜4.5である。
必要であれば横方向の延伸後に長手方向の延伸および横方向の延伸を再度行って
もよい。
【0059】 次いでフィルムの熱固定を行う。熱固定は150〜250℃の温度において0
.1〜10秒間行われる。フィルムは通常の方法で巻取られる。
【0060】 本発明のフィルムの片面または両面にコート層を設ける場合、コート層の厚さ
は通常5〜100nm、好ましくは20〜70nm、より好ましくは30〜50
nmである。機能層の被覆は好ましくはフィルム製造工程中、特に横方向の延伸
前に、インラインコーティングするのが好ましい。塗布厚の均一性の観点から、
リバースグラヴィアコーティングによって塗布を行うのが特に好ましい。塗布液
は溶液であっても、サスペンジョンであっても、分散系であってもよく、水溶液
、水サスペンジョン、水分散系等の水系が好ましい。フィルムに被覆を施すこと
により、フィルムにシール性、印刷性、メタル化能力、殺菌性、帯電防止性等を
付与したり、香気のバリアー性や他の方法ではフィルムと接着性を有しない材料
に対する接着性(例えば写真のエマルジョン)が改良されたりする。
【0061】 上記機能層を構成する基質または組成物としては、例えば、国際公開公報94
/13476号公報に開示されているアクリルエステル、欧州特許EP−A−0
,144,878号公開公報、米国特許4,252,885号公報または欧州特
許EP−A−0,296,620号公開公報に開示されているエチルビニルアル
コール、PVDC、水ガラス(NaSiO)、親水性ポリエステル5−Na
−スルホイソフタル酸含有PET/IPAポリエステル)、国際公開公報94/
13481号公報に開示されている酢酸ビニル、その他、ポリ酢酸ビニル、ポリ
ウレタン、C10−C18の脂肪酸のアルカリ金属およびアルカリ土類金属塩、
及び、アクリロニトリル、メチルメタクリレート、メタクリル酸、メタクリル酸
エステル、アクリル酸、アクリルエステルとブタジエンとの共重合体などが例示
される。
【0062】 上記の基質または化合物は、希薄溶液、エマルジョン、又は分散体として、好
ましくは水溶性希薄溶液、水エマルジョン、又は水分散体として、フィルムの片
面または両面に塗布され、引続き溶媒を蒸発させるのが好ましい。塗布をインラ
インコーティングによって行う場合は、横方向延伸の前に行い、引続き熱固定を
行うことにより溶媒を蒸発させ、塗布層を乾燥させることが好ましい。乾燥後の
塗布層の厚みは上述した範囲が好ましい。
【0063】 本発明のフィルムは、更にオフラインコーティングによりアルミニウム又はセ
ラミックス、例えばSiO又はAl等のメタル化またはセラミックコー
ティングが施されていることが好ましい。これらの処理により、ガスバリア性が
向上する。
【0064】 本発明のフィルムは第2の外層Cを有することが好ましい。第2の外層Cの厚
さや構成は、既にある第1の外層Aのそれと独立して決定することが出来る。第
2の外層は、上述のポリマー、難燃剤および上述のベース層または第1の外層用
のポリマーブレンドから成っていてもよいが、必ずしも第1の外層の構成ポリマ
ーと一致させる必要はない。また、第2の外層は、他の従来公知に使用されてい
る外層用ポリマーから成っていてもよく、難燃剤を含有してもよい。
【0065】 ベース層と外層の間には、必要に応じて中間層を設けてもよい。中間層は、上
述のベース層の説明に於て記載されているポリマーから成る。好ましい態様にお
いては、ベース層に使用されているポリマーから成る。中間層は上述の公知の添
加剤および難燃剤を含有してもよい。中間層の厚さは、通常0.3μmより大き
く、好ましくは0.5〜15μm、更に好ましくは1.0〜10μmである。
【0066】 外層の厚さは、通常0.1μmより大きく、好ましくは0.2〜5μm、更に
好ましくは0.2〜4μmである。外層が2つある場合、両者の厚さは同一でも
異なっていてもよい。
【0067】 本発明のポリエステルフィルムの総厚さは、応用する材料の種類により広い範
囲を取り得るが、好ましくは4〜500μm、更に好ましくは5〜350μm、
特に好ましくは6〜300μmであり、ベース層の厚さはフィルムの総厚さの4
0〜90%であることが好ましい。
【0068】 本発明のフィルムは、困難性無く、環境を汚染することなくリサイクルするこ
とができ、耐火性が要求される短期間の販売促進用プラカード、建設用表示板お
よび他の販売促進用の必需品に使用できる。
【0069】 驚くべきことに、本発明のフィルムは、厚さが4μmと非常に薄いフィルムで
あってもDIN 4102、Part 2、建材、class B1及びB2、
及びUL 94テストに合格する。100℃の高温に200時間曝しても脆化が
認められない。
【0070】 本発明のフィルムの製造コストは、通常のポリエステル原料のコストよりも僅
かに高いだけである。本発明のフィルムの他の性質は、基本的に従来のフィルム
のそれと同じか又は改良されている。本発明のフィルムは、その製造工程におい
て発生する再生原料をフィルムの重量に対して、通常50重量%以下、好ましく
は10〜50重量%含有させることができる。再生原料の添加によって、本発明
のフィルムの物性が大きく変化することはなく、特に黄変指数に悪影響を及ぼす
ことがない。
【0071】 驚くべきことに、マスターバッチ法を使用し、適切な予備乾燥および/または
予備結晶化を行い、必要に応じて耐加水分解剤を少量添加することにより、乾燥
中に固化することなく低コストで熱成型可能な難燃性フィルムを製造することが
できる。またこのフィルムは高温に曝しても脆化することなく、折畳んでも破断
することがない。
【0072】 本発明のフィルムは、上記の優れた効果および耐火性に加えて、以下の優れた
特性も付与される。(1)黄変指数は、難燃剤を含有しないフィルムと比較して
、測定誤差範囲内で変化が見られない。(2)ガスの発生、難燃剤の付着、フレ
ームの汚染がなく、優れた光学的性質を有し、フィルム表面が平滑である。(3
)難燃化フィルムは優れた延伸性を有し、高速フィルム製造ライン(420m/
分まで)においても信頼性、安定性よくフィルムを製造できる。さらに本発明の
フィルムは経済性に優れる。
【0073】 本発明のフィルムは上記のような優れた性質を有するため、種々の応用が可能
である。例えば、内装装飾品、建築用表示板、表示用必需品、ディスプレイ、プ
ラカード、機械や自動車保護部材、照明部材、店における建具類や備品、宣伝必
需品、積層部材、温室、屋根、屋外用衣服、保護カバー、建築用セクター、宣伝
用発光体、ブラインドまたは電子機器に使用できる。
【0074】 本発明のフィルムは、低グロス、特にフィルムのA表面におけるグロス値は低
く、ヘーズ値も比較的低い。更に、本発明のフィルムは巻取り特性や加工性にも
優れる。また、ボールペン、フェルトチップ、万年筆等による刻銘性にも優れて
いる。
【0075】 本発明のフィルムのA表面のグロスは、通常70未満、好ましくは60未満、
より好ましくは50未満である。本発明のフィルムの表面は外観特性に優れてお
り、購買欲を向上させるために包装材料の外側面として好適に使用できる。
【0076】 本発明のフィルムのヘーズは、通常40%未満、好ましくは35%未満、より
好ましくは30%未満である。艶消しの単層フィルム(比較例の単層艶消しフィ
ルムを参照)と比較すると、本発明のフィルムのヘーズは低いため、反転印刷や
、内容物をはっきりと見ることが出来る小窓として利用することが出来る。
【0077】 さらに、本発明のフィルムは、ラベル、半加工GRP製造用離型フィルム、ホ
ットスタンピングフォイル及びインモールドラベルの製造にも使用される
【0078】 本発明のフィルムの性質を以下の表1に纏めて示す。
【0079】
【表1】
【0080】
【実施例】
以下本発明を、実施例により更に詳細に説明する。以下にポリマー及びフィル
ムの評価方法について示す。なお、以下の評価方法において、DINはDeutsche
s Institut fur Normung、ISOはInternational Organization for Standardi
zation、ASTMはAmerican Society for Testing and Materialsをそれぞれ表
す。
【0081】 標準粘度(SV(DCA))および固有粘度(IV(DVE)): ポリエステルの標準粘度SV(DCA)はジクロロ酢酸中でDIN 5372
6に従って測定した。ポリエステルの固有粘度IVは、標準粘度SV値を使用し
て以下の式より算出した。
【0082】
【数1】 IV(DCA)=6.67×10−4SV(DCA)+0.118
【0083】 摩擦係数: 摩擦係数は、製造後14日後に、DIN53375に準じて測定した。
【0084】 表面張力: 表面張力は、“インク法”によりDIN53364に準じて測定した。
【0085】 ヘーズ: フィルムのヘーズは、ASTM−D 1003−52に準じて測定した。ヘル
ツヘーズは、ASTM−D 1003−52を基にして決定した。しかしながら
、もっとも効果的な測定範囲を使用するために、4枚のフィルムを重ね、1°の
隔壁スリットを4°のピンホールの代りに使用して測定を行った。
【0086】 グロス値: グロス値はDIN 67530に準じて測定した。反射率を、フィルム表面の
光学的特性として測定した。ASTM−D 523−78及びISO 2813
を基準とし、入射角を60°とした。所定の入射角で試料の平坦な表面に光線を
照射すると、反射および/または散乱が起こる。光電検知器に当った光が電気的
な比率変数として表示される。得られた無次元値は入射角と共に表示される。
【0087】 表面粗度R: フィルムの表面粗度RはDIN4768に準じて測定した。カットオフ値は
0.25mmであった。
【0088】 耐火性: 建材、class B2、DIN 4102(Part 2);建材、cla
ss B1、DIN 4102(Part 1)及びUL 94テストによって
評価した。
【0089】 以下の実施例は本発明の例示である。
【0090】 実施例1:
【0091】 (a)外層用成分IIの製造: 90モル%のイソフタル酸成分、10モル%の5−スルホイソフタル酸ナトリ
ウム成分、およびグリコール成分として100モル%のエチレングリコールを使
用して以下の方法にて共重合ポリエステルを製造した。
【0092】 攪拌機、内容物の温度を計る装置を有する2Lのステンレススチール性反応容
器、及び、冷却器と受器を有する18−インチ型クライゼン/ヴィグロー蒸留装
置を使用した。上記の各装置、配管および加熱ジャケットを190℃に予備加熱
し、窒素で濯いだ後、反応容器内に、1065.6gのジメチルイソフタレート
、180.6gのジメチル(ナトリウム−5−スルホ)イソフタル酸、756.
9gのエチレングリコールを添加した。さらに、緩衝剤として0.439gの炭
酸ナトリウムの10水塩およびエステル交換反応触媒として0.563gの酢酸
マンガン4水塩を添加した。
【0093】 原料混合物を撹拌しながら加熱し、メタノールを蒸留除去した。反応容器の温
度を徐々に上昇させ、250℃に達した。理論量のメタノールを除去した後、反
応混合物に0.188gのリン酸を添加した。蒸留装置を素性器排出装置に変え
、20gのエチレンカーボネートを添加した、二酸化炭素が直ちに発生した。二
酸化炭素の発生が止んでから10分後に、系内の圧力を240mmHgに減圧し
、重縮合触媒として0.563gのSbをエチレングリコールに分散させ
て添加した。
【0094】 圧力を240mmHgに維持しながら反応溶液を10分間撹拌し後、10mm
Hg/分の速度で減圧し、20mmHgとした。反応容器内の圧力が20mmH
gに達したら直ちに反応温度を2℃/分の速度で上昇させ、250℃から290
℃に昇温した。撹拌速度を減速し、圧力を最大で0.1mmHgにした。攪拌機
のモーターに設置された電流計を基にして、ポリマーの粘度変化を観察し、電流
計が2〜3Aを示す粘度になるようにポリマーを製造した。ポリマーの分子量(
粘度)が所定量に達した後に系内にチッソガスを導入し、底部排出管から氷水浴
中に液状ポリマーを排出させ、冷却した。
【0095】 外層A用混合物の製造: 75重量%の成分I(ポリエチレンテレフタレート:SV=680)および2
5重量%の成分IIを二軸押出機のホッパー内に投入し、共押出ダイの経路Aに
供給され、300℃で2成分を同時押出した。
【0096】 ベース層B: 予備乾燥した難燃剤を秤量し、マスターバッチ法によりベース層に添加した。
マスターバッチは20重量%の難燃剤と80重量%のポリエステルから成ってい
た。難燃剤としては、Amagard P 1045(登録商標、Albrig
ht & Wilson社製)として販売されているポリエステル可溶のジメチ
ルメチルホスホネートを使用した。ベース層の構成を以下の表に示す。
【0097】
【表2】 ベース層B: ポリエチレンテレフタレート(RT 49 Hoechst 75重量% AG社製、SV=800) 99重量%のポリエチレンテレフタレート及び1.0 5重量% 重量%のシリカ粒子(Sylobloc 44H (登録 商標)、平均粒径=4.5μm、Grace 社製) から成るマスターバッチ 難燃剤を含有するマスターバッチ 20重量%
【0098】 ベース層を構成するそれぞれの原料を、室温にて真空乾燥機に供給し、乾燥機
内の温度を25から130℃に上昇させた。乾燥機内の滞留時間は約4時間で、
撹拌速度は61回/分(rpm)であった。下向流のホッパー内において、予備
結晶化または予備乾燥の原料を140℃で真空下4時間、後乾燥し、ベース層用
押出機に投入した。
【0099】 外層A及びC: ポリエチレンテレフタレートチップ及びフィラーから成るチップを外層C用の
押出機に投入した。共押出した後、長手方向延伸および横方向延伸を行い、総厚
さが12μmのABC型3層透明積層フィルムを製造した。外層の厚さはそれぞ
れ1.5μmであった。外層A及びCの構成を以下の表に示す。
【0100】
【表3】 外層A: 成分I 80重量% 成分II 20重量% 外層C: ポリエチレンテレフタレート(RT 49 Hoechst 90重量% AG社製、SV=800) 99重量%のポリエチレンテレフタレート及び1.0 10重量% 重量%のシリカ粒子(Sylobloc 44H (登録 商標)、平均粒径=4.5μm、Grace 社製) から成るマスターバッチ
【0101】 フィルムの製造条件を以下に示す。
【0102】
【表4】 長手方向延伸温度:85〜135℃ 長手方向延伸比:4.0 横方向延伸温度:85〜135℃ 横方向延伸比:4.0 熱固定:230℃
【0103】 実施例2: 外層Aの組成を変更した以外は実施例1と同様の操作により厚さ12μmの3
層フィルムを共押出法により製造した。外層の構成を以下の表に示す。
【0104】
【表5】 外層A: 成分I 75重量% 成分II 25重量%
【0105】 実施例3: 外層Aの組成を変更した以外は実施例1と同様の操作によりフィルムを共押出
法により製造した。外層の構成を以下の表に示す。
【0106】
【表6】 外層A: 成分I 70重量% 成分II 30重量%
【0107】 実施例4: 外層Aの組成を変更した以外は実施例1と同様の操作によりフィルムを共押出
法により製造した。外層の構成を以下の表に示す。
【0108】
【表7】 外層A: 成分I 60重量% 成分II 40重量%
【0109】 比較例: 実施例3の外層Aの組成の単層フィルムを製造した。フィルムの表面は艶消し
性を有しているものの、そのかわりにヘーズ値が非常に高い。また、フィルムを
再現性よく経済的に製造することができなかった。さらに、このフィルムはDI
N 4102 Part 2及びPart 1に合格しなかった。
【0110】 実施例、比較例における結果を以下の表8に纏めて示す。
【0111】
【表8】
【0112】
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成14年1月21日(2002.1.21)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【化1】 (上記式中、Mはアルカリ金属または1価カチオン、Zは3価の芳香族基、X
及びYはカルボン酸基またはポリエステル形成可能な基をそれぞれ表す)
【請求項15】 請求項1に記載のフィルムの内装装飾品、ディスプレイ、
プラカード、保護部材、照明部材、店における建具類や備品、宣伝用必需品、積
層部材、温室、屋根、屋外用衣服、保護カバー、建築用セクター、宣伝用発光体
、ブラインドまたは電子機器への使用。
【手続補正書】
【提出日】平成15年1月23日(2003.1.23)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【化1】 (上記式中、Mはアルカリ金属または1価カチオン、Zは3価の芳香族基、X
及びYはカルボン酸基またはポリエステル形成可能な基をそれぞれ表す)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グエンテル・クラス ドイツ連邦共和国、ディー−65232 タウ ヌスタイン−ヴェーエン、バッハストラッ セ、7 (72)発明者 ゴットフリート・ヒルケルト ドイツ連邦共和国、55291 ザウルハイム、 シュエッツェンストラッセ 12 Fターム(参考) 4F100 AH04B AH04C AK41A AK42B AK42C AL01B AL01C AL05A AL05B AL05C AL06B AL06C AR00B AR00C BA02 BA03 BA06 BA10B BA10C CA08A EH202 EJ383 EJ413 GB08 GB71 JA11A JK03 JK07 JN26B JN26C JN30 YY00 4H028 AA34 BA05 4J002 CF05W CF06W CF08W CF09W CF10W CF14X EW046 EW136 FD010 FD136 FD200 GL00 GP00

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つの艶消し性外層を有する共押出二軸延伸ポリ
    エステルフィルムであって、当該ポリエステルフィルムはポリエステルに可溶な
    難燃剤を含有し、艶消し性外層は成分Iと成分IIの混合物および/またはブレ
    ンドであって、成分Iはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレ
    ート共重合体またはそれらの混合物であり、成分IIは少なくとも1種のスルホ
    ネート基を有するポリマーであることを特徴とするポリエステルフィルム。
  2. 【請求項2】 成分IIが、65〜95モル%のイソフタル酸、0〜30モ
    ル%の少なくとも1種のHOOC(CHCOOHで表される脂肪族ジカル
    ボン酸(ただしn=1〜11)、5〜15モル%の芳香族ジカルボン酸にスルホ
    ン酸アルカリ金属塩基を有するスルホモノマー及び化学量論的必要量の炭素数2
    〜11の脂肪族または脂環式グリコール、又はポリエステル形成能を有するこれ
    らモノマーの誘導体を縮重合させて得られる請求項1に記載のポリエステルフィ
    ルム。
  3. 【請求項3】 スルホモノマーが以下の一般式で示されるモノマーである請
    求項2に記載のポリエステルフィルム。 【化1】 (上記式中、Mはアルカリ金属または1価カチオン、Zは3価の芳香族基、X
    及びYはカルボン酸基またはポリエステル形成可能な基をそれぞれ表す)
  4. 【請求項4】 成分Iと成分IIの重量比が成分I:成分II=10:90
    〜95:5である請求項1〜3の何れかに記載のポリエステルフィルム。
  5. 【請求項5】 難燃剤がポリエステルに可溶であり、加熱減圧撹拌下で調製
    されたマスターバッチを使用して難燃剤をフィルム製造工程中に直接添加する請
    求項1〜4の何れかに記載のポリエステルフィルム。
  6. 【請求項6】 減圧撹拌下で徐々に加熱調製されたマスターバッチに対し、
    さらに減圧下一定温度で後乾燥を行なう請求項5に記載のポリエステルフィルム
  7. 【請求項7】 難燃剤が有機リン化合物、好ましくはジメチルメチルホスフ
    ェートである請求項1〜6の何れかに記載のフィルム。
  8. 【請求項8】 難燃剤の含有量が、結晶性熱可塑性樹脂から成る層の重量を
    基準として0.5〜30.0重量%である請求項1〜7の何れかに記載のフィル
    ム。
  9. 【請求項9】 フィルムがベース層Bと外層Aの2層から構成される請求項
    1〜8の何れかに記載のフィルム。
  10. 【請求項10】 フィルムがベース層とその両側に配置された2つの外層A
    及びCとの3層から構成される請求項1〜8の何れかに記載のフィルム。
  11. 【請求項11】 フィルムの長手方向の高弾性率(EMD)が3200N/
    mmより大きく、横方向の高弾性率(ETD)が3500N/mmより大き
    い請求項1〜10の何れかに記載のフィルム。
  12. 【請求項12】 フィルムの長手方向の引裂き強度(MD)が100N/m
    より大きく、横方向の引裂き強度(TD)が130N/mmより大きい請
    求項1〜11の何れかに記載のフィルム。
  13. 【請求項13】 フィルムの少なくとも一方の表面グロスが70未満である
    請求項1〜12の何れかに記載のポリエステルフィルム。
  14. 【請求項14】 フィルムのヘーズが40%未満である請求項1〜13の何
    れかに記載のポリエステルフィルム。
  15. 【請求項15】 請求項1に記載のフィルムの製造方法であって、当該製造
    方法は外層およびベース層のそれぞれの組成物に対応するポリエステル溶融物を
    共押出ダイに充填する工程と、ダイから冷却ロール上に押出す工程と、得られた
    プレフィルムを二軸延伸し熱処理する工程とから成り、ベース層用および/また
    は外層用ポリエステル溶融物が少なくとも1種の難燃剤を含有し、外層用ポリエ
    ステル溶融物は成分Iと成分IIの混合物および/またはブレンドであって、成
    分Iはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート共重合体また
    はそれらの混合物であり、成分IIは少なくとも1種のスルホネート基を有する
    ポリマーであることを特徴とするフィルムの製造方法。
  16. 【請求項16】 請求項1に記載のフィルムの内装装飾品、ディスプレイ、
    プラカード、保護部材、照明部材、店における建具類や備品、宣伝用必需品、積
    層部材、温室、屋根、屋外用衣服、保護カバー、建築用セクター、宣伝用発光体
    、ブラインドまたは電子機器への使用。
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