JP2013181079A - ガラス貼り合わせ用半透明二軸延伸ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】 ガラスに貼り合わせて用いられるすりガラスと同様にプライバシー保護に役立ち、また室内の省エネルギーに寄与することのできる、適度な遮光性を有する半透明の二軸延伸ポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】 カーボンブラックを０．００５〜１．５重量％、平均粒子径が２．１〜３０μｍの粒子を０．０１〜５重量％それぞれ含有する二軸延伸ポリエステルフィルムであり、当該二軸延伸ポリエステルフィルムの全光線透過率が２０〜８０％であることを特徴とするガラス貼り合わせ用半透明二軸延伸ポリエステルフィルム。
【選択図】 なし

Description

本発明は、建築物の窓や室内ドア、浴槽ドアなどのガラス飛散防止や防犯、プライバシー保護に役立つ合わせガラス貼り合わせに好適に用いることのできる半透明の二軸延伸ポリエステルフィルム基材に関するものである。

建築物の窓、室内ドア、浴槽ドアに、プライバシーの保護の目的ですりガラスが使用されることがある。すりガラスのみではガラス飛散防止や防犯には劣る。例えば、室内ドアのガラスが割れて手足を切創するような事例が発生している。そのため、ガラス飛散防止や防犯には２枚のガラス板の間に樹脂を介して接着させた合わせガラスが有効である。

例えば、特許文献１によれば、合わせガラスの中間膜を設けているが、中間膜に強度や安定性に優れたフィルムを用いるものではなく、改良が求められている。

特許文献２によれば、窓ガラスの保護用シートとして厚さ０．４〜３ｍｍのポリエステル製シートを用いることは開示されているが、保護用シートであって、上記問題を改良できるものではない。

特許文献３によれば、カーボンブラックを含有する遮光性の磁気記録媒体用フィルムが
開示されているがすりガラスのような光散乱性は期待できない。

特開平８−２５９２７９号公報 特開２００４−３３８３６５号公報 特開昭６１−２３７６２２号公報

本発明は、上記実状に鑑みなされたものであって、その解決課題は、ガラスに貼り合わせて用いられるすりガラスと同様にプライバシー保護に役立ち、また室内の省エネルギーに寄与することのできる、適度な遮光性を有する半透明の二軸延伸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二軸延伸ポリエステルフィルムによれば、上記課題を容易に解決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、カーボンブラックを０．００５〜１．５重量％、平均粒子径が２．１〜３０μｍの粒子を０．０１〜５重量％それぞれ含有する二軸延伸ポリエステルフィルムであり、当該二軸延伸ポリエステルフィルムの全光線透過率が２０〜８０％であることを特徴とするガラス貼り合わせ用半透明二軸延伸ポリエステルフィルムに存する。

本発明によれば、擦りガラスと同様にプライバシー保護に役立ち、室内の省エネルギーに寄与するガラスに貼り合わせて用いる半透明の二軸延伸ポリエステルフィルムを提供することができ、本発明の工業的価値は高い。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムに用いるポリエステルは、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グルコースとを重縮合させて得られるものである。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などが挙げられ、脂肪族グルコースとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。代表的なポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２，６−ナフタレンカルボキシレート（ＰＥＮ）等が例示される。これらの中でもＰＥＴは物性とコストのバランスが良好であり、最も良く用いられるポリエステルである。

また本発明で用いるポリエステルは、合計で１０モル％以内、好ましくは５モル％以内であれば第三成分を含有した共重合体であってもよい。共重合ポリエステルのジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、２，６−ナフタレンカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、オキシカルボン酸（例えば、Ｐ−オキシ安息香酸など）の一種または二種以上が挙げられ、グリコール成分として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール等の一種または二種以上が挙げられる。

本発明のポリエステルフィルムに用いるカーボンブラックは特に限定しないが、平均一次粒径が５〜１００ｎｍの範囲にあるファーネス法で製造されたカーボンブラックが物性と品質が安定しているので好ましい。カーボンブラックの添加量は０．００５〜１．５重量％、好ましくは０．０１〜１．０重量％である。カーボンブラックの添加量はフィルムの全光線透過率のコントロールに有効であり、フィルム厚みに応じて適切な添加量が決まる。

本発明のフィルムに用いるカーボンブラック以外の粒子の平均粒子径は２．１〜３０μｍであり、好ましくは３．０〜２０μｍ、さらに好ましくは３．５〜１５μｍである。粒子の種類は特に限定されないが例えば、シリカ、球状シリカ、炭酸カルシウム、有機架橋粒子などが挙げられる。１．５μｍ未満の粒子ではフィルムの巻き特性を改善する効果が小さい、さらに光を散乱する効果が小さくガラス越しの像をぼかす効果（プライバシー保護性）が低下する。一方、３０μｍを超えるとフィルムの表面外観や生産性に悪影響を与える。

また粒子の添加量は、０．０１〜５重量％であり、好ましくは０．０５〜３重量％、さらに好ましくは０．１〜１重量％である。粒子添加量が０．０１重量％未満ではフィルムの走行性や巻取り性に悪影響がある。一方、５重量％を超えて添加すると、生産時に破断しやすくなり生産性に悪影響を与える。

本発明のフィルムの全光線透過率は、通常２０〜８０％で、好ましくは２５〜７５％、さらに好ましくは３０〜７０％である。全光線透過率が２０％未満では室内の明るさに乏しくなる傾向があり、８０％を超えると遮光性が劣る傾向があり、夏季に室内の温度上昇をもたらすことになる。

本発明のフィルムのヘーズ値は、９０％以上が好ましくは、さらに好ましくは９５％以上、特に好ましくは９７％以上である。ヘーズ値が９０％未満では、直線光透過率が高くなりプライバシー保護性が低下する傾向がある。

本発明のフィルム厚さは、特に限定はしないが1０〜３００μｍであり、好ましくは2０〜２００μｍである。フィルム厚さが1０μｍよりも小さい場合、ガラス貼り合わせ作業性が悪化する、一方フィルム厚さが３００μｍよりも大きい場合は、製膜時の機械的な負荷が大きくなり生産性が低下することがある。

また本発明のフィルムの１８０℃、５分の加熱収縮率は、好ましくはフィルム流れ方向が０．８〜４．０％で、フィルム幅方向が−１．０〜０．５％であり、特に好ましくはフィルム流れ方向が１．２〜３．０％で、フィルム幅方向が−０．５〜０．３％である。収縮率がこれらの範囲を外れると曲面ガラスへのフィルムの施工性が悪くなる傾向がある。

本発明のフィルムには、必要に応じて、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、蛍光増白剤等の添加剤を含有してもよい。

またフィルムは単層構成以外にも２層以上の共押し出し積層構成であってもよい。

次に本発明のフィルムの製造方法を具体的に説明するが、本発明の構成要件を満足する限り、以下の例示に特に限定されるものではない。

本発明のフィルムを製造するときには、ポリエステルを押出機に供給し、各ポリエステルの融点以上の温度に加熱して溶融させる。次いで、溶融ポリマーをギヤポンプとフィルターを介してフィードブロックで合流させダイから溶融シートとして押出す。続いて、溶融シートを回転冷却ドラム上でガラス転位温度未満にまで急冷し、非晶質の未延伸フィルムを得る。このとき、未延伸フィルムの平面性を向上させるために、静電印加密着法や液体塗布密着法等によって、未延伸フィルムと回転冷却ドラムとの密着性を向上させてもよい。そして、ロール延伸機を用いて、未延伸フィルムをその長手方向に延伸（縦延伸）することにより一軸延伸フィルムを得る。このときの延伸温度は、原料レジンのガラス転移温度（Ｔｇ）のマイナス１０℃からプラス４０℃の温度範囲で延伸する。また、延伸倍率は、好ましくは１．５〜６．０倍、さらに好ましくは２．０〜５．０倍である。さらに、縦延伸を一段階のみで行ってもよいし、二段階以上に分けて行ってもよい。その後テンターに導きテンター延伸機を用いて、一軸延伸フィルムをその幅方向に延伸（横延伸）することにより二軸延伸フィルムを得る。

このときの延伸温度は、原料レジンのガラス転移温度（Ｔｇ）からプラス５０℃の温度範囲で延伸する。また、延伸倍率は、好ましくは２．５〜６．０倍、さらに好ましくは３．０〜５．０倍である。さらに、横延伸を一段階のみで行ってもよいし、二段以上に分けて行ってもよい。また縦と横を同時に行う同時二軸延伸を行ってもよい。そして二軸延伸フィルムを熱処理することにより積層フィルムが製造される。このときの熱処理温度は、共押出し積層の表層（Ａ層）に用いるポリエステルの融点をＴｍとすると、Tm−６〜Tm−１００℃である。また熱固定の時間は１．５〜１０秒である。また二軸延伸フィルムを熱処理するときには、二軸延伸フィルムに対して６％以内のフィルム幅方向の弛緩を行うことが好ましい。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および本発明で用いた測定法および用語の定義は次のとおりである。

（１）粒子の平均粒子径
低温灰化プラズマ装置にて、フィルム延伸方向の表面を１μｍまで灰化した後、走査型電子顕微鏡にて、粒径１μｍ以上の粒子の長径と短径を少なくとも１００個について求め、相加平均を平均粒子径とする。

（２）フィルムの全光線透過率
濁度計ＮＤＨ３００Ａ（日本電色（株）製）を用いてフィルムの全光線透過率を測定する。

（３）プライバシー保護性
ＭＳゴシックの書体でフォント２４の１から９の数字を印刷したA4コピー用紙を面光源の上に置き、試験フィルムを通して面光源から３０ｃｍの距離から数字が判別できなくなるフィルムと数字を印刷したA4コピー用紙との間の距離を測定する。プライバシー保護性は以下のように評価する。
○：数字が判別できなくなる距離が３ｃｍ以下で、プライバシー保護性が優れる
△：数字が判別できなくなる距離が３〜１０ｃｍで、プライバシー保護性はややある
×：数字が判別できなくなる距離が１０ｃｍを超える、プライバシー保護性不良

（４）採光性
フィルムの全光線透過率の値から以下のように評価した。
○：全光線透過率が２０〜８０％の間で適切な量の光が入り採光性が良好
×１：全光線透過率が８０％を超えるため遮光性が不良
×２：全光線透過率が２０％未満のため室内が暗くなり、採光性が不良

（５）フィルム巻き作業性
製膜工程における巻取り作業性を評価し、次の３ランクに分けた。
○：スムースに巻き取ることができ、端面も揃っておりツブ跡やシワの発生もない
△：ほぼ問題なく巻取りができるが、端面がやや不揃いで時々ツブ跡シワが発生する
×：キズ、シワが入りやすく、また端面が不揃いになりやすい

（原料の調整）
・ポリエステルａ
テレフタル酸ジメチル１００重量部とエチレングリコール６０重量部とを出発原料とし、触媒として酢酸マグネシウム・四水塩０．０９重量部を反応器にとり、反応開始温度を１５０℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、３時間後に２３０℃とした。４時間後、実質的にエステル交換反応を終了させた。この反応混合物にエチルアシッドフォスフェート０．０４部を添加した後、三酸化アンチモン０．０４部を加えて、４時間重縮合反応を行った。すなわち、温度を２３０℃から徐々に昇温し２８０℃とした。一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には０．３ｍｍＨｇとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度０．６３に相当する時点で反応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させた。得られたポリエステルaの極限粘度は０．７０、融点は２５３℃である。

・ポリエステルｂ
ポリエステルaをベント付き二軸押出機に供して、カーボンブラック（オイル
ファーネスブラック 平均一次粒径７０ｎｍ）を２．０重量％濃度となるように供給して溶融混練りしてチップ化を行った。得られたポリエステルｄの極限粘度は０．６０である。

・ポリエステルｃ
ポリエステルａの製造において、三酸化アンチモン０．０４部を加えたのち、平均粒子径２．５μｍの不定形シリカ粒子を添加した。得られたポリエステルｃの不定形シリカ粒子の濃度は１．０重量％で極限粘度は０．６５である。

・ポリエステルｄ
ベント付き二軸押出機を用いて、平均粒径４μｍの架橋スチレン-アクリル有機粒子を１０重量％の濃度となるようにポリエステルaに添加し溶融混練りを行ってチップ化を行った。得られたポリエステルｄの極限粘度は０．６５である。

・ポリエステルｅ
ベント付き二軸押出機を用いて、平均粒径６μｍの架橋スチレン-アクリル有機粒子を１０重量％の濃度となるようにポリエステルaに添加し溶融混練りを行ってチップ化を行った。得られたポリエステルeの極限粘度は０．６５である。

・ポリエステルｆ
ポリエステルａの製造において、三酸化アンチモン０．０４部を加えたのち、平均粒子径０．７μｍの合成炭酸カルシウム粒子を添加した。得られたポリエステルｆの合成炭酸カルシウム粒子の濃度は１．０重量％で極限粘度は０．６６である。

・ポリエステルｇ
ベント付き二軸押出機を用いて、平均粒子径７０μｍの球状シリカ粒子を１．０重量％の濃度となるようにポリエステルａに添加し溶融混練りを行ってチップ化を行った。得られたポリエステルｇの極限粘度は０．６５である。

実施例１：
ポリエステルａ、ポリエステルｂとポリエステルｃの比率が７７．５／２．５／２０．０（重量比）の混合物をベント付き２軸押出機に供給して溶融温度２８０℃で溶融した後、溶融ポリマーをギヤポンプとフィルターを介してダイを通してキャスティングドラムに引き取り未延伸フィルムを得た。かくして得られた未延伸フィルムを縦延伸ロールに送り込み、まずフィルム温度９０℃で３．６倍延伸した後、テンターに導き９５℃で横方向に４．５倍延伸して二軸配向フィルムを得た。次いで、得られた二軸配向フィルムを熱固定ゾーンに導き、２２０℃で熱処理し、幅方向に５．０％熱弛緩を行い下記表１に記載したポリエステルフィルムを得た。

実施例２：
ポリエステルａ、ポリエステルｂとポリエステルｃの比率が７５．０／５．０／２０．０（重量比）の混合物をベント付き２軸押出機に供給して溶融温度２８０℃で溶融した後、溶融ポリマーをギヤポンプとフィルターを介してダイを通してキャスティングドラムに引き取り未延伸フィルムを得た。かくして得られた未延伸フィルムを縦延伸ロールに送り込み、まずフィルム温度９０℃で３．１倍延伸した後、テンターに導き９５℃で横方向に３．３倍延伸して二軸配向フィルムを得た。次いで、得られた二軸配向フィルムを熱固定ゾーンに導き、２３０℃で熱処理し、幅方向に４．０％熱弛緩は行い下記表１に記載したポリエステルフィルムを得た。

実施例３：
ポリエステルａ、ポリエステルｂとポリエステルｄの比率が８２．０／１６．０／２．０（重量比）の混合物をベント付き２軸押出機に供給したほか実施例２と同じ。

実施例４：
ポリエステルａ、ポリエステルｂとポリエステルeの比率が７８．５／１９．５／２．０（重量比）の混合物をベント付き２軸押出機に供給したほか実施例１と同じ。

実施例５：
ポリエステルａ、ポリエステルｂとポリエステルeの比率が９６．０／２．０／２．０（重量比）の混合物をベント付き２軸押出機に供給したほか実施例２と同じ。

比較例１：
ポリエステルａ、ポリエステルｂとポリエステルｃの比率が３７．０／４３．０／２０．０（重量比）の混合物をベント付き２軸押出機に供給したほか実施例２と同じ。

比較例２：
ポリエステルａとポリエステルｃの比率が８０．０／２０．０（重量比）の混合物をベント付き２軸押出機に供給したほか実施例１と同じ。

比較例３：
ポリエステルａとポリエステルｂの比率が８４．０／１６．０（重量比）の混合物をベント付き２軸押出機に供給したほか実施例１と同じ。

比較例４：
ポリエステルａ、ポリエステルｂとポリエステルｆの比率が６４．０／１６．０／２０．０（重量比）の混合物をベント付き２軸押出機に供給したほか実施例２と同じ。

比較例５：
ポリエステルａ、ポリエステルｂとポリエステルeの比率が１４．０／１６．０／７０．０（重量比）の混合物をベント付き２軸押出機に供給して実施例１と同じ条件で製膜しようとしたがフィルムの破断が頻発したためフィルム採取ができなかった。

比較例６：
ポリエステルａ、ポリエステルｂとポリエステルｇの比率が４４．０／１６．０／４０．０（重量比）の混合物をベント付き２軸押出機に供給して実施例１と同じ条件で製膜しようとしたがフィルムの破断が頻発したためフィルム採取ができなかった。

実施例１〜５においては、カーボンブラックおよび粒子が適切で所定量添加しているため採光性とプラバシー保護性に優れる。一方、比較例１はカーボンブラックの添加量が大きいため採光性に劣る、比較例２はカーボンブラックが添加されていないため遮光性に劣る、比較例３は粒子が添加されていないためフィルム巻き性に劣る、比較例４は添加した粒子の粒子径が小さいため、プライバシー保護性に劣る。

本発明のフィルムは、例えば、採光性とプライバシー保護性を要求されるガラス貼り合わせ用基材フィルムとして好適に利用することができる。

Claims (1)

1. カーボンブラックを０．００５〜１．５重量％、平均粒子径が２．１〜３０μｍの粒子を０．０１〜５重量％それぞれ含有する二軸延伸ポリエステルフィルムであり、当該二軸延伸ポリエステルフィルムの全光線透過率が２０〜８０％であることを特徴とするガラス貼り合わせ用半透明二軸延伸ポリエステルフィルム。