JP2595215B2

JP2595215B2 - 熱可塑性樹脂フイルム

Info

Publication number: JP2595215B2
Application number: JP61250281A
Authority: JP
Inventors: 明人濱野; 勝朗久世; 雄二郎松山
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JPS63105040A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、包装材料、産業用材料として透明性が優
れ、かつハンドリングが容易な熱可塑性樹脂フィルムに
関するものである。

（従来の技術）熱可塑性樹脂フィルムは機械的強度や透明性、ガスバ
リヤ性などが優れていることから包装材料、写真基材、
グラフィック用基材、磁気記録基材などに広く使用され
ている。ところが、熱可塑性樹脂フィルムを製造する際
および加工する際には、ハンドリングが問題になること
が多い。たとえばフィルムをロール状に巻き取る時にし
わやたるみが発生したり、静電気によるほこりの付着が
起こる。フィルムのハンドリングを容易にするためには
適度の滑り性を与えることが有効であることが知られて
いる。滑り性を与える方法としては、潤滑剤と呼ばれる
脂肪酸エステルや金属石ケンなどを樹脂に含有させる方
法（特開昭56−139551）や滑剤と呼ばれる不活性粒子を
樹脂に含有させる方法がとられている（特開昭56−5542
4）。不活性粒子を添加する方法を更に詳しく説明す
る。この方法は樹脂中に二酸化ケイ素、カオリン、ゼオ
ライト、タルク、炭酸カルシウムあるいは重合触媒析出
粒子（特開昭48−67390）などの微細な粒子を含有せし
めフィルム表面に微細な突起を形成させ、フィルムの滑
り性や巻き特性を向上させる方法である。この方法は多
くの熱可塑性樹脂フィルムに対して有効である。しか
し、滑り性を上げるために不活性粒子の添加量を上げる
とフィルムの透明性が悪くなるという欠点があった。透
明性が悪くなる原因は屈折率の違いによる光の散乱にあ
る。屈折率の違いによる光の散乱は、不活性無機粒子内
部に起因するものと不活性無機粒子と熱可塑性樹脂との
界面に起因するもの、およびその界面に生じる空隙（ボ
イド）に起因するもの、フィルム表面に起因するものが
あげられる。これらの光の散乱を抑え、かつフィルム表
面に適度の突起を形成させることが重要となる。不活性
粒子としては、二酸化ケイ素を用いると透明性の良いフ
ィルムが得られることが知られているがこれを用いても
高い透明性を要求される分野においては充分な滑り性を
付与できていないのが現状である。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、高い透明性
を有し、かつ良好な滑り性を有し、ハンドリングが容易
な熱可塑性樹脂フィルムを提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明者等は以上の状況に鑑み、鋭意検討した結果、
本発明を完成するに致った。すなわち本発明は下記式で
定義される外接円に対する面積率が90％以上100％以下
であり、かつ細孔容積が0.1ml/g以上3.0ml/g以下である
シリカ粒子を0.005重量％以上0.5重量％以下含有し、少
なくとも１軸方向に1.1倍以上延伸配向されてなる熱可
塑性樹脂フィルムである。

以下に本発明を更に詳しく説明する。本発明における
熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリエステル
などの延伸可能な熱可塑性樹脂を指す。またそれらの単
独重合体の他、共重合体あるいはそれらの混合物も含ま
れる。特にポリエステルとりわけポリエチレンテレフタ
レートは透明性に優れ、かつ機械的強度、耐熱性、耐薬
品性に優れているので好適である。

本発明における熱可塑性樹脂に含有させるシリカ粒子
は、電気顕微鏡で観察して得られる粒子の投影断面の外
接円に対する面積率が90％以上100％以下である必要が
ある。粒子形が完全に球である時に外接円に対する面積
率が100％である。外接円に対する面積率が90％未満の
時は透明性と滑り性のバランスのとれたフィルムを得る
ことが出来ない。外接円に対する面積率が90％以上のシ
リカ粒子を用いると従来最も好適なものとして用いられ
ている微粉末シリカゲルや乾式法シリカを滑剤として含
有した熱可塑性樹脂フィルムより、より透明性と滑り性
の両特性を兼ね備えたフィルムが得られる。

また該シリカ粒子は細孔を有する必要があり細孔容積
が0.1ml/g以上3.0ml/g以下である必要がある。該不活性
粒子に細孔が無い、もしくは細孔容積が0.1ml/g未満で
あると該シリカ粒子と熱可塑性樹脂間に延伸時に発生す
るボイドが多くなり、フィルムの透明性が悪くなる。一
方、細孔容積が3.0ml/gをこえるシリカ粒子について
は、粒子そのものの製造がむずかしいので工業生産に適
用するのがむずかしい。該シリカ粒子は、内部が中空に
なっているのも好ましい。

該シリカ粒子の粒径は、0.05〜10μｍが好ましい。粒
径が0.05μｍ未満の場合フィルムの透明性は良いが充分
な滑り性は得られない。一方、粒径が10μｍを越えると
フィルムの透明性と滑り性のバランスは悪くなる。該シ
リカ粒子の粒径分布は、単分散に近い方が好ましい。単
分散の度合いを粒子径のばらつき度で表わすと、ばらつ
き度は25％以下である必要がある。ばらつき度が25％を
超えると透明性と滑り性のバランスのとれたフィルムは
得られない。

該シリカ粒子を熱可塑性樹脂に含有させる方法として
は、重合工程中で添加しても、重合後に押出し機内等で
添加しても良い。ただし、該シリカ粒子が、熱可塑性樹
脂中で球状の形態を保ちかつ分散されている必要があ
る。球状の形態を保持させるには、重合工程からフィル
ム製造工程までの間で、粒子形状が破壊されるような強
い力をかけないことが必要である。該シリカ粒子を樹脂
中に充分分散させるには、該シリカ粒子を撹拌機、サン
ドミル、高圧分散機などを使用して充分１次粒子まで解
砕しておくことが必要である。また粒子が熱可塑性樹脂
中で凝集しないような対策を講ずる必要がある。

また該シリカ粒子は、凝集を防止するためや、熱可塑
性樹脂との接着性を良くし、ボイドの発生を防止するた
めに、表面処理を行なうことも可能である（特開昭55−
54346）。表面処理方法としては、シランカップリング
剤による処理などの化学的処理およびコロナ処理などの
物理的処理どちらも可能である。

本発明の熱可塑性配向フィルムは、少なくとも１方向
に1.1倍以上延伸処理されていることが必要である。シ
リカ粒子によるフィルム表面の凹凸は、延伸によって発
現し、フィルムの滑り性を改良する。したがって好まし
くは３倍以上延伸するのが好ましい。延伸処理はインフ
レーション法、テンター法、ロール法およびそれらを組
合わせた方法などで行なわれる。一般に直角方向の２方
向に延伸処理が行なわれる。収縮包装用途などは１軸方
向のみの延伸が行なわれる。本発明はこうした１軸方向
のみの延伸にも有効である。延伸を行なう時の温度は、
一般に該熱可塑性樹脂のガラス転移点以上、融点以下で
行なわれる。特にポリエチレンテレフタレートの場合80
℃から110℃で延伸が行なわれている。しかし、本発明
によると、更に高温の110℃以上130℃以下で延伸すると
不活性粒子と熱可塑性樹脂間に発生するボイドが極めて
少なくなる。したがってできたフィルムの透明性も良好
になる。

延伸に供される未延伸原反は実質的に非晶質であるこ
とが望ましい。熱可塑性樹脂は押出機より溶融押出しさ
れて、Ｔダイ法の場合スリットよりシート状に押出され
るが、このとき冷却ロールなどで溶融シートを急冷する
必要がある。この時急冷が不充分だと原反が結晶化し、
延伸後のフィルムの透明性も悪くなる。もとの熱可塑性
樹脂の機械的強度を損なわない範囲で、共重合を行なう
ことによって結晶化を抑えることも可能である。こうし
て得られた原反は前記の延伸処理を行なった後更に熱固
定を行ない、寸法安定性を向上させることも可能であ
る。こうして得られた本発明の熱可塑性フィルムは、透
明性が優れ、かつハンドリングが容易で、フィルム製造
および加工時の製品の収率が良く、また製品ロールのし
わの発生も防止できる。

（実施例）次に本発明の実施例および比較例を示す。実施例中の
部は特にことわらないかぎりすべて重量部を意味する。

また、用いた測定法を以下に示す。

（１）平均粒子径不活性粒子を走査型電子顕微鏡（日立Ｓ−510型）で
観察、写真撮影したものを拡大コピーし、さらにトレー
スを行なってランダムに200個の粒子を黒く塗りつぶし
た。この像を画像解析装置（ニレコ株式会社製ルーゼッ
クス500型）を用いて、水平方向のフェレ径を測定し、
その平均値を平均粒子径とした。また、粒子径のばらつ
き度は下式により算出した。

（２）外接円に対する面積率平均粒子径の測定に用いたトレース像より任意に20個
の粒子を選び、それぞれの粒子について投影断面積を、
（１）で用いた画像解析装置で測定した。また、それら
の粒子に外接する円の面積を算出することにより下式を
用いて面積率を求めた。

（３）細孔容積 BET法によって測定した。

（４）フィルムの透明性 JIS K6714に準じて東洋精機（株）製積分球式ヘーズ
メーターでフィルムヘーズを測定した。この値の低いフ
ィルムほど良好な透明性を示す。

（５）フィルムの滑り性 ASTM D1894に準じて、島津製作所（株）製万能引張
試験機で動摩擦係数を測定した。スレッドの寸法は76×
64×25mmであり、摩擦面は48.6cm²であり、重さは238g
である。

（６）フィルムの表面平滑性サーフコム300A型表面粗さ計（東京精密製）を用い、
針径１μｍ、加重0.07g、測定基準長0.8mm、カットオフ
0.08mmの条件で測定した中心線平均粗さ（R_A（μｍ））
で表示する。

（不活性粒子を含有した熱可塑性樹脂の製造）撹拌装置、分縮器、原料仕込口および生成物取出し口
を設けた２段の完全混合槽よりなる、連続エステル化反
応装置を用い、その第１エステル化反応缶のエステル化
反応生成物が存在する系へテレフタル酸（TPA）に対す
るエチレングリコール（EG）のモル比率1.7に調整し、
かつ三酸化アンチモンをアンチモン原子としてTPA単位
当り289ppmを含むTPAのEGスラリーを連続的に供給し
た。

同時にTPAのEGスラリー供給口とは別の供給口より酢
酸マグネシウム四水塩および酢酸ナトリウムのEG溶液を
反応缶内を通過する反応生成物中のポリエステル単位ユ
ニット当りMg原子として100ppmおよびNa原子として10pp
mとなるように連続的に供給し、常圧にて平均滞留時間
4.5時間、温度255℃で反応させた。この反応生成物を連
続的に系外に取り出して第２エステル化反応缶に供給し
た。第２エステル化反応缶内を通過する反応生成物中の
ポリエステル単位に対して0.5重量％のEG、トリメチル
ホスフェートのEG溶液をＰ原子として64ppmおよび不活
性粒子のEGスラリーを不活性粒子が2000ppmになるよう
にそれぞれ別個の供給口より連続的に供給し、常圧にて
平均滞留時間5.0時間、温度260℃で反応させた。第１エ
ステル化反応缶の反応生成物のエステル化率は70％であ
り、第２エステル化反応缶の反応生成物のエステル化率
は98％であった。該エステル化反応生成物を撹拌装置、
分縮器、原料仕込口および生成物取出し口を設けた２段
の連続重縮合反応装置に連続的に供給して重縮合を行な
い、固有粘度0.620のポリエステルを得た。

（延伸配向フィルムの製造）延伸配向フィルムに含有する不活性粒子が所定量にな
るように不活性粒子を含有する熱可塑性樹脂と不活性粒
子を含有しない熱可塑性樹脂を配合し290℃で溶融押出
しし、90℃で縦方向に3.5倍、110℃で横方向に3.5倍延
伸した後220℃で熱処理して、厚み12μｍの配向フィル
ムを得た。ただし、実施例４および５においては120℃
で縦方向および横方向に各3.5倍ずつ延伸処理を行なっ
た。

実施例１不活性粒子として平均粒径1.9μｍでかつ粒径のばら
つき度が16％であり、外接円に対する面積率が95％、細
孔容積0.8ml/gの球状シリカを用いフィルム中のシリカ
含有量が600ppmになるように熱可塑性樹脂フィルムを得
た。このフィルムの特性を表１および図１に示した。

実施例２不活性粒子として平均粒径3.2μｍでかつ粒径のばら
つき度が18％であり、外接円に対する面積率が92％、細
孔容積が0.8ml/gの球状シリカを用い、フィルム中のシ
リカ含有量が600ppmになるように熱可塑性樹脂フィルム
を得た。このフィルムの特性を表１および図１に示し
た。

実施例３実施例１と同様な方法で不活性粒子として平均粒径3.
0μｍでかつ粒径のばらつき度が19％であり外接円に対
する面積率が95％、細孔容積が1.8ml/gの球状シリカを
用い、フィルム中のシリカ含有量が400ppmになるように
熱可塑性樹脂フィルムを得た。このフィルムの特性を表
１および図１に示した。

比較例１不活性粒子として従来最も透明性が良い滑剤とされて
いた、細孔容積が1.4ml/gの微粉末シリカゲルを用い、
フィルム中のシリカ含有量が800ppmになるように熱可塑
性樹脂フィルムを得た。このフィルムの特性を表１およ
び図１に示した。尚、この微粉末シリカゲルは走査型電
子顕微鏡の観察では、１つ１つの粒子として存在してお
らず、粒径、粒径のばらつき度、外接円に対する面積率
の測定が困難であった。尚、コールターカウンター（コ
ールターエレクトロニックス製）によって、アパチャー
径50μｍで測定した時の積算50％径は、1.8μｍであっ
た。また樹脂中の不活性粒子を位相差顕微鏡（ニコン
製）で観察し、走査型電子顕微鏡のときと同様の方法で
外接円に対する面積率を測定したところ、53％であっ
た。

比較例２比較例１において熱可塑性樹脂フィルム中のシリカ含
有量400ppmになるように樹脂を配合した以外は比較例１
と同様の方法で熱可塑性樹脂フィルムを得た。このフィ
ルムの特性を表１および図１に示した。

比較例３実施例１において粒径のばらつき度が29％である球状
シリカを用いた以外は実施例１と同様にして熱可塑性樹
脂フィルムを得た。このフィルムの表面粗さ、ヘーズ、
動摩擦係数は各々0.060、3.3、0.41であり、性能的に不
満足のものであった。

実施例４および５実施例２および３において縦延伸処理の温度を120℃
で行なった以外は実施例２および３と同様の方法で熱可
塑性樹脂フィルムを得た。このフィルムの物性を表１お
よび図１に示した。

（発明の効果）表１および図１からわかるように従来用いられている
本発明外の微粉末シリカを滑剤として用いた熱可塑性樹
脂フィルムに比べ、本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、
ヘーズの小さい透明性の優れたフィルムであると同時に
摩擦係数が小さく、滑り性の良好なフィルムである。ま
た実施例４からわかるように縦延伸温度を通常行なって
いる90℃から120℃へ横延伸温度を110℃から120℃へ上
げると更にフィルムの透明性と滑り性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明及び本発明外の配向フィルムの動摩擦係
数とヘーズとの関係を示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｌ 7:00 (56)参考文献特開昭61−5431（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−53374（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下記式で定義される外接円に対する面積率
が90％以上100％以下であり、ばらつき度25％以下、か
つ細孔容積が0.1ml/g以上3.0ml/g以下であるシリカ粒子
を0.005重量％以上0.5重量％以下含有し、少なくとも１
軸方向に1.1倍以上延伸配向されてなる事を特徴とする
熱可塑性樹脂フィルム。