JP2009196321A - 転写材用ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】 転写層が基材のポリエステルフィルムから円滑に剥離され、転写層を円滑に被転写物に転写することができ、被転写物の表面の外観が悪化したり、転写層が基材フィルム側に残ったりするという不具合のない、成形同時転写材用として好適なポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】 ワックスを含有する離型層をフィルムの片面に有するポリエステルフィルムであり、当該離型層の常態剥離力が１５００〜３０００ｍＮ/ｃｍの範囲であることを特徴とする転写材用ポリエステルフィルム。
【選択図】 なし

Description

本発明は転写材用として好適に使用できるポリエステルフィルムに関する。

一般的に転写材は、プラスチックの基材フィルムの片面に順次、図柄層および接着層などの転写層を積層して構成されている。目的に応じ、転写層として、ハードコート層や金属蒸着層も積層されている。

これら転写材の転写方法としては、転写装置を用いて加熱ロールで被転写物に転写する、いわゆるホットスタンピング法や、射出成型機やブロー成型機の金型に接着層が成型樹脂と接するように転写材をセッティングした後、成型樹脂を射出またはブローし、成型と同時に転写し、冷却後金型より成型品を取り出す、いわゆる成型同時転写法が一般的に知られている。

転写材においては、この転写層が基材フィルムから円滑に剥離されることが必要となる。転写層と基材フィルムとの剥離性が悪いと、被転写物の表面の外観が悪化したり、転写層が基材フィルム側に残ったりするという不具合がある。そのため、基材フィルムとして、転写層に対して離型性を有するフィルムを用いることが行われている。

基材フィルムに離型性を付与するために、熱硬化性樹脂からなる離型層を設けたフィルムが知られている（特許文献１）。しかし、転写層との間に十分な離型性を持たせるためには、熱硬化層に相当の高温もしくは長時間の加熱処理を与える必要があり、基材フィルムの変形、あるいはコストアップを招くという問題がある。

またその他に、離型性を付与したポリエステルフィルムとして、上にシリコーン成分やフッ素含有樹脂などを塗布したフィルムも提案されている。しかし、かかる離型層は剥離性が良すぎるため、転写材としての状態維持が難しく、成型品の転写不要の箇所に転写層が接着したり、成型加工時に転写層がフィルムの変形に追従せずに脱落したりするなどの問題がある。

特開昭６１−２９７１７２号公報

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、その解決方法は、転写層が円滑に被転写物に転写される転写材用ポリエステルフィルムを提供することにある。

本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の構成を有するフィルムによれば、上記課題を容易に解決することができることを見いだし、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は、片面にワックスを含有する離型層を有するポリエステルフィルムであり、離型層の常態剥離力が１５００〜３０００ｍＮ/ｃｍの範囲であることを特徴とする転写材用ポリエステルフィルムに存する。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のフィルムに使用するポリエステルとは、テレフタル酸、イソフタル酸、２,６-ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、４,４‘-ジフェニルジカルボン酸、１,４-シクロヘキシルジカルボン酸のようなジカルボン酸また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、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、１,４-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１,４−シクロヘキサンジメタノールのようなグリコールとを溶融重縮合させて製造されるポリエステルである。これらの酸成分とグリコール成分とからなるポリエステルは、通常行われている方法を任意に使用して製造することができる。例えば、芳香族ジカルボン酸の低級アルキルエステルとグリコールとの間でエステル交換反応をさせるか、あるいは芳香族ジカルボン酸とグリコールとを直接エステル化させるかして、実質的に芳香族ジカルボン酸のビスグリコールエステル、またはその低重合体を形成させ、次いでこれを減圧下、加熱して重縮合させる方法が採用される。その目的に応じ、脂肪族ジカルボン酸を共重合しても構わない。

本発明のポリエステルとしては、代表的には、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン-２,６-ナフタレート、ポリ-１,４-シクロヘキサンジメチレンテレフタレート等が挙げられるが、その他に上記の酸成分やグリコール成分を共重合したポリエステルであってもよく、必要に応じて他の成分や添加剤を含有していてもよい。

本発明におけるポリエステルフィルムは、離型層が設けられた後の表面が平坦であることが好ましい。より平坦なフィルムを使用すると、転写後の製品表面の光沢が向上するのである。そのため、これらポリエステルでは、離型層を設ける面には、実質的に粒子を含有しないか、粒子を含有しても、離型層表面の中心面平均粗さ（ＳＲａ）が通常０．０２０μｍ以下、好ましくは０．０１５μｍ以下になる範囲内で、フィルムの走行性を確保したり、キズが入ることを防いだりする等の目的で含有させることができる。

また、本発明において、フィルムの平坦面をより活かすには、離型層表面の最大突起高さ（Ｒｍａｘ）を０．５０μｍ以下にすることが好ましい。

用いる粒子としては、炭酸カルシウム、カオリン、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム等の無機粒子やアクリル樹脂、グアナミン樹脂等の有機粒子や触媒残渣を粒子化させた析出粒子を含有させることができる。これら粒子の粒径や量は目的に応じ適宜決めることができる。

離型層表面を平坦とするためには、フィルム内部の粒子に由来する突起を覆うように、厚く離型層を設ける方法もあるが、本発明においては、あらかじめフィルムを平坦化し、その上に離型層を設ける方が好ましい。このようにすることで、離型層を薄くすることができ、工程が簡略化できたり、コストアップを防いだりすることができる。

また、適宜、各種安定剤、潤滑剤、帯電防止剤等を離型層中に加えることもできる。

本発明のフィルムの製膜方法としては、通常知られている製膜法を採用でき、特に制限はない。例えば、まず溶融押出によって得られたシートを、ロール延伸法により、７０〜１４５℃で２〜６倍に延伸し、一軸延伸ポリエステルフィルムを得、次いでテンター内で先の延伸方向とは直角方向に８０〜１６０℃で２〜６倍に延伸し、さらに、１５０〜２５０℃で１〜６００秒間熱処理を行うことでフィルムが得られる。さらにこの際、熱処理の最高温度ゾーンおよび/または熱処理出口のクーリングゾーンにおいて、縦方向および/または横方向に０．１〜２０％弛緩する方法が好ましい。

本発明におけるポリエステルフィルムは、単層または多層構造である。多層構造の場合は、表層と内層、あるいは両表層を目的に応じて異なるポリエステルとすることができる。

本発明のポリエステルフィルムの厚みは、１２〜１８８μｍの範囲が好ましい。

本発明においては、ポリエステルフィルムの片面に離型層を有するが、離型層の常態剥離力は１５００〜３０００ｍＮ/ｃｍの範囲であり、好ましくは１９００〜２８００ｍＮ/ｃｍ以上である。常態剥離力が１５００ｍＮ/ｃｍ未満の場合、剥離性が良すぎるために転写層の脱落が生じやすくなり、好ましくない。さらに、常態剥離力が３０００ｍＮ/ｃｍを超える場合、剥離性が悪すぎるために転写材としての機能を発揮しなくなり、これもまた好ましくない。常態剥離力を上記範囲とするために、後述するように、ワックスを離型層中に含有させることが好ましい。なお、本発明で言うワックスとは、ポリエチレン換算によるゲルパーミエーション（ＧＰＣ）分析による数平均分子量（Ｍｎ）が５０００以下の有機高分子を指す。

本発明で用いるワックスとしては、例えば、キャンデリラワックスやカルナウバワックスなどが属する植物性ワックス、パラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックスなどが属する石油ワックス、硬化ひまし油などが属する水素化ワックスなどが挙げられる。これらの中でも石油ワックス、合成炭化水素ワックスおよび変性ワックスに分類されるワックスがポリエステルフィルムとの親和性などの面から、好適に使用できる。また、酸化ポリエチレンワックスのような、合成炭化水素ワックスを空気酸化などの酸化法で酸化して、カルボキシル基や水酸基を付加した変性ワックスの使用は、塗布層の離型性や易滑性などの面で特に好ましい。

さらに離型層中には、必要に応じて架橋反応性化合物を含んでいてもよい。架橋反応性化合物は、主にワックスに含まれる官能基との架橋反応や自己架橋によって、塗布層の凝集性、表面硬度、耐擦傷性、耐溶剤性、耐水性を改良することができ好ましい。使用することのできる架橋反応性化合物としては、メラミン系、ベンゾグアナミン系、尿素系などのアミノ樹脂やオキサゾリン系、エポキシ系などが好適に用いられる。他のポリマー骨格に反応性基を持たせたポリマー型架橋反応性化合物も含まれる。

さらに必要に応じて、水溶性または水分散性のバインダー樹脂の1種もしくは２種上を併用することができる。かかるバインダー樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アミド樹脂等が挙げられる。これらは、それぞれの骨格構造が共重合等により実質的に複合構造を有していてもよい。複合構造を持つバインダー樹脂としては、例えば、アクリル樹脂グラフトポリエステル、アクリル樹脂グラフトポリウレタン、ビニル樹脂グラフトポリエステル、ビニル樹脂グラフトポリウレタン等が挙げられる。

本発明における離型層には、界面活性剤、消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、帯電防止剤、有機系潤滑剤、有機粒子、無機粒子、酸化防止剤、紫外線吸収剤、発泡剤、染料、顔料等の添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤は単独で用いてもよいが、必要に応じて2種類以上を併用してもよい。

離型層構成成分中に占めるワックスの比率は、通常１０〜４０重量％、好ましくは２０〜３０重量％の範囲である。比率がこれらの範囲より低すぎる場合、十分な離型性が得られない傾向がある。また、比率がこれらの範囲より高すぎる場合、必要以上の離型性が得られてしまうことがある。

本発明による離型層は塗布により設けられることが好ましく、塗布はフィルム製膜中に行うインラインコーティング、フィルムを製膜した後に行うオフラインコーティングまたはこれら以外の方式により設けることができる。特に本発明では、インラインコーティングにより設けられることが好ましい。

インラインコーティングは、ポリエステルフィルム製造の工程内でコーティングを行う方法であり、具体的には、ポリエステルを溶融押出してから二軸延伸後熱固定して巻き上げられるまでの任意の段階でコーティングを行う方法である。通常は、溶融・急冷して得られる実質的に非晶状態の未延伸シート、その後に長手方向（縦方向）に延伸された一軸延伸フィルム、熱固定前の二軸延伸フィルムの何れかにコーティングする。これらの中では、一軸延伸フィルムにコーティングした後にテンターにおいて乾燥および横方向への延伸を行い、さらに基材フィルムと共に熱処理をする方法が優れている。かかる方法によれば、製膜と塗布層塗設を同時に行うことができるため製造コスト上のメリットがあり、コーティング後に延伸を行うために薄膜コーティングが容易であり、コーティング後に施される熱処理が他の方法では達成されない高温であるために塗布層の造膜性が向上し、また塗布層をポリエステルフィルムが強固に密着する。特に転写材用の離型フィルムとして用いる場合には、離型層は層内もしくはフィルムとの層間において破壊や剥離が起こることは好ましくないが、インラインコーティングによる離型層は、この点で優れた様態を示す。特に、塗布層に架橋反応性化合物を含有する場合には、インラインコーティングの高温処理により、反応残基が残りにくくなるというメリットがある。転写材用の離型フィルムとして用いる場合に、離型層中に反応残基があることは、後の工程で転写層の成分と反応し剥離性が悪化することがあり好ましくない。

ポリエステルフィルムに塗布液を塗布する方法としては、例えば、原崎勇次著、槙書店、１９７９年発行、「コーティング方式」に示されるような塗布技術を使用することができる。具体的には、エアドクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、含浸コーター、リバースロールコーター、トランスファロールコーター、グラビアコーター、キスロールコーター、キャストコーター、スプレイコーター、カーテンコーター、カレンダーコーター、押出コーター、バーコーター等のような技術が挙げられる。

本発明において用いる塗布液は、取扱い上、作業環境上、水溶液または水分散液であることが望ましいが、水を主たる媒体としており、本発明の要旨を超えない範囲であれば、有機溶剤を含有していてもよい。

離型層の塗工量は、通常０．００３〜１．５ｇ/ｍ^２、好ましくは０．００５〜０．５ｇ/ｍ^２、さらに好ましくは０．０１〜０．３ｇ/ｍ^２である。離型層の塗工量が０．００３ｇ/ｍ^２未満の場合は十分な性能が得られない恐れがあり、１．５ｇ/ｍ^２を超える離型層は、外観の悪化やコストアップを招き好ましくない。

本発明においては、離型層の反対面には、必要に応じて帯電防止層、易接着層等の離型層以外の塗布層が設けられたり、化学処理や放電処理が施されたりしても構わない。なお、塗布剤のフィルムへの塗布性や接着性を改良するため、塗布前にフィルムに化学処理や放電処理を施してもよい。また、表面特性をさらに改良するため、塗布層形成後に放電処理を施してもよい。

本発明によれば、転写材の基材として好適に使用できるポリエステルフィルムを提供することができ、その工業的な利用価値は高い。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例における評価方法やサンプルの処理方法は下記のとおりである。

（１）常態剥離力[ｍＮ/ｃｍ]
離型層表面に、アクリル粘着テープ「Ｎｏ．３１Ｂ」（日東電工製）を貼り付けて、室温にて1時間放置後、引張試験機にて引張試験３００ｍｍ/分で１８０°剥離を行い、剥離が安定した領域における平均剥離荷重を粘着テープ幅で除した値を剥離力とした。

（２）中心面平均粗さ（ＳＲａ）の測定方法
３ｃｍ角のフィルム試料の表面にＡｌ蒸着を行い、直接位相検出干渉法、いわゆる２光束干渉法を用いた非接触式３次元粗さ計（マイクロマップ社製５１２）で、測定波長：５５４ｎｍ、対物レンズ倍率：２０倍の条件にて、突起高さ分布曲線より、２３２μｍ×１７７μｍの測定領域におけるフィルム表面の中心面平均粗さＳＲａを５０点にわたり測定し、５０点のＳＲａ値を平均して、フィルムの中心面平均粗さ（ＳＲａ）とした。

（３）最大突起高さ（Ｒｍａｘ）の測定方法
３ｃｍ角のフィルム試料の表面にＡｌ蒸着を行い、直接位相検出干渉法、いわゆる２光束干渉法を用いた非接触式３次元粗さ計（マイクロマップ社製５１２）で、測定波長：５５４ｎｍ、対物レンズ倍率：２０倍の条件にて、２３２μｍ×１７７μｍの測定領域におけるフィルム表面のＰ−Ｖ値を５０点にわたり測定し、５０点のＰ−Ｖ値を平均して、フィルムの最大突起高さ（Ｒｍａｘ）とした。

（４）転写性評価
ポリエステルフィルムの表面（下記実施例、比較例において、離型層を設けている面）に、下記に示すとおりの剥離層組成物を乾燥後厚みが２．５μｍとなるように塗布、乾燥し、次いで、下記に示すとおりの接着層組成物を乾燥後厚みが１．５μｍとなるように塗布、乾燥し、総厚み４μｍの転写層を設ける。各層とも塗布後、９０℃で３０秒間乾燥した。このようにして作成した転写箔試験片を、ＡＢＳ樹脂に対し成型同時転写箔として用い、得られた成型体の表面の状態により下記基準で評価した。なお、樹脂は２５０℃で溶融、射出し、金型は５０℃とした。

（剥離層組成）：アクリル樹脂/塩化ビニル樹脂を重量比で８０/１０の溶液を使用した。ただし、溶媒はトルエン/ＭＥＫが重量比１/１のものを使用した。

（接着層組成）：塩化ビニル樹脂の溶液を使用した。ただし溶媒はトルエン/ＭＥＫが重量比１/１のものとした。
○：成型体表面の光沢が良好かつキズや異物も見られない
△：成型体表面の光沢がややくすみ、キズや異物がわずかに見られる
×：成型体表面の光沢がくすみ、キズや異物が見られ、転写が正常に行われていない

実施例、比較例中で使用したポリエステル原料は次のとおりである。
（ポリエステル１）：実質的に粒子を含有しない、極限粘度０．６６のポリエチレンテレフタレートのチップ

（ポリエステル２）：平均粒径２．５μｍの非晶質シリカを０．３重量部含有する、極限粘度０．６６のポリエチレンテレフタレートのチップ

（塗布液）：離型層の塗布組成物としては以下を用いた。
（Ｗ-１）：軟化点が１１０℃の酸化ポリエチレンワックス
（Ｂ-１）：イソフタル酸/エチレングリコール/ネオペンチルグリコール/４価のカルボン酸=４５/２５/２５/５のモル比で共重合し、アミンで中和したポリエステル分散体の存在下でメタクリル酸メチルを重合したアクリル変性ポリエステル
（Ｂ-２）：ガラス転移点が１６℃となるような、アクリル酸/スチレン共重合体、重量平均分子量は約１５００００
（Ｃ-１）：アルキロールメラミン/尿素共重合の架橋性樹脂
（Ｆ-１）：パーフルオロアルキル基含有アクリレート、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ドデシルメルカプタン等を窒素雰囲気下で共重合反応させて得られたフッ素含有樹脂エマルジョン

実施例１：
ポリエステル１とポリエステル２を重量比で９７/３でブレンドし、十分に乾燥した後、２８０〜３００℃に加熱溶融し、Ｔ字型口金よりシート状に押出し、静電密着法を用いて表面温度４０〜５０℃の鏡面冷却ドラムに密着させながら冷却固化させて、未延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを作成した。このフィルムを、８５℃の加熱ロール群を通過させながら、長手方向に３．７倍延伸し、一軸延伸フィルムとした。この一軸延伸フィルムに、重量比にして下記に示すとおりの組成で樹脂が分散された水性塗布液をメイヤーバーにより塗布した。そのフィルムをテンター延伸機に導き、１００℃で幅方向に４．０倍延伸し、さらに２３０℃で熱処理を施し、フィルム厚みが３８μｍの基材フィルムの上に０．０３ｇ/ｍ^２の量の離型層を設けた積層二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。このフィルムの離型層の常態剥離力は２３００ｍＮ/ｃｍ、離型層表面のＳＲａは０．０１３μｍ、Ｒｍａｘは０．４２μｍであった。このフィルムを基材として、転写性評価は、成型体の表面光沢がよく、良好であった。
（塗布液組成）：Ｗ-１/Ｂ-１/Ｃ-１=２０/６０/２０

実施例２〜３、比較例１〜４：
実施例１において、ポリエステル原料の配合比、塗布液の組成および塗布量を下記表１に示すとおりに変更した以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。得られたフィルムの特性および評価結果を下記表２に示す。

実施例４：
比較例１と同様にして、フィルム厚みが３８μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。次いで、このフィルム表面に重量比にして下記に示すとおりの組成で樹脂が分散された塗布液をメイヤーバーで塗布し、１５０℃で１分間乾燥し、０．０５ｇ/ｍ^２の量の離型層を設けた。得られたフィルムの特性および評価結果を下記表２に示す。
（塗布液組成）：Ｗ-１/Ｂ-１/Ｃ-１=３０/４０/３０

本発明のフィルムは、例えば、転写材用として好適に利用することができる。

Claims (1)

1. 片面にワックスを含有する離型層を有するポリエステルフィルムであり、離型層の常態剥離力が１５００〜３０００ｍＮ/ｃｍの範囲であることを特徴とする転写材用ポリエステルフィルム。