JP2692283B2

JP2692283B2 - 成形用二軸延伸ポリエステルフィルム

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Publication number: JP2692283B2
Application number: JP20441289A
Authority: JP
Inventors: 裕二郎福田; 智行小谷
Original assignee: ダイアホイルヘキスト株式会社
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1997-12-17
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: JPH0367628A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は成形性、耐熱性等に優れ、且つ成形加工後の
表面光沢性および筆記性の優れた成形用二軸延伸ポリエ
ステルフィルムに関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕

従来、二軸延伸ポリエステルフィルムは強度、耐熱性
に優れ、種々の工業用用途に幅広く適用されている。例
えば、真空、圧空、張出、冷間、射出、インモールド、
エンボス加工等の原材料または補助材としてポリエステ
ルフィルムを用いることが検討され、加工されるポリエ
ステルフィルムの用途として、成形転写用、成形容器
用、電絶用、包装用、装飾用等への適用が検討されてい
る。

しかしながら二軸延伸ポリエステルフィルムは、塩化
ビニール系樹脂に比べ成形性が劣るため、これらの用途
における適用が困難であった。特に成形転写用、成形容
器用ベースフィルムとして成形性の改良が求められてい
た。

また、成形用フィルムに対して、その成形加工後に更
に良好な表面光沢性および筆記性を有することが望まれ
ていた。

特に成形転写用途においては、成形品に高級感を与え
るために成形後フィルムを剥離した後の成形品の表面を
艶消にすることが求められ、従ってベースフィルムに対
してそのような機能が求められていた。また、フィルム
そのものを成形品として使う他用途においても同様の要
求が強まっていた。

すなわち成形用ポリエステルフィルムにおいて、成形
性と表面光沢性、筆記性等を全て備えるフィルムが求め
られていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記課題に鑑み、鋭意検討した結果、あ
る特定の物性を有するフィルムが、成形性、表面光沢性
および筆記性等に極めて優れることを見出し、本発明を
完成するに至った。

すなわち本発明の要旨は、フィルムの光沢度Gs（60
°）が10〜90％であり、且つ150℃の雰囲気下、100％伸
長時のフィルム強度F₁₀₀が0.5〜7kg/mm²であることを特
徴とする成形用二軸延伸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。

本発明に用いられるポリエステルは、ジカルボン酸成
分として、テレフタル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク
酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル
酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニ
ルエーテルジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸等、公知
のジカルボン酸の一種もしくは二種以上からなり、ま
た、ジオール成分としてエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレ
ングリコール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、ポリアルキレン
グリコール、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公知のジオール成分の一種又は二
種以上からなるポリエステルである。

本発明のポリエステルにおいて共重合成分として、例
えばｐ−オキシ安息香酸のようなオキシカルボン酸、安
息香酸、ベンゾイル安息香酸、メトキシポリアルキレン
グリコールのような一官能性化合物、グリセリン、ペン
タエリスリトールのような多官能性化合物も、生成物が
実質的に線状の高分子を保持し得る範囲内で使用するこ
とができる。

本発明のフィルムを構成するポリエステルにおいて、
ポリエチレンテレフタレートの割合は好ましくは50モル
％以上、更に好ましくは70モル％以上である。ポリエチ
レンテレフタレートが50モル％未満であるとフィルムに
した場合の強度及び耐熱性が低下するので好ましくな
い。

また、上記ポリエステルに対し、ポリエステル以外の
ボリマー、例えばポリカーボネート、ポリオレフィン、
ポリアミド等を本発明の要旨を越えない範囲、例えば全
体の30wt％以下であれば添加、混合しても構わない。こ
のように、他種のポリマーを添加、混合することにより
フィルム表面を粗面化し、好適な表面光沢性、筆記性を
与える方法も、本発明を具現化するための一手法として
挙げられる。

本発明のフィルムの成形性および耐熱性を向上させる
ためには、フィルムを構成するポリエステルの酸成分中
に脂肪族ジカルボン酸成分を好ましくは１〜20mol％、
更に好ましくは１〜10mol％含有させる。

本発明のフィルムを構成するポリエステルにおいて、
酸成分中の脂肪族ジカルボン酸成分の含有量が20mol％
を越えるフィルムでは、耐熱性の低下が見られ好ましく
ない。また、該含有量が1mol％未満のフィルムでは、成
形性、耐熱性の改良効果が小さく好ましくない。

本発明のフィルムを構成するポリエステル中に含有さ
せる脂肪族ジカルボン酸成分としては、通常、炭素数４
〜12、好ましくは炭素数６〜12の脂肪族ジカルボン酸成
分が用いられる。

また、フィルムに易滑性、表面光沢性等を付与するた
めに、有機、無機等の微粒子を含有させることも好まし
く、必要に応じて安定剤、着色剤、酸化防止剤、消泡
剤、静電防止剤等の添加剤を含有するものであってもよ
い。滑り性、表面光沢性を付与する微粒子としては、カ
オリン、クレー、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、テレフ
タレ酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、リ
ン酸カルシウム、フッ化リチウム、カーボンブラック等
の公知の不活性外部粒子、ポリエステル樹脂の溶融製膜
に際して不溶な高融点有機化合物、架橋ポリマー及びポ
リエステル合成時に使用する金属化合物触媒、例えばア
ルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物などによっ
てポリエステル製造時にポリマー内部に形成される内部
粒子が挙げられる。

本発明のフィルムに含有させる微粒子としては、酸化
ケイ素の微粒子を主体とすることが好ましく、該粒子の
含有により、所望の表面光沢性、筆記性が効率良く付与
される。

上記態様において、酸化ケイ素微粒子に加えて他の微
粒子例えば、酸化チタンを含有することも、また好まし
い態様の一つである。

本発明のフィルム中に含まれる微粒子の含有量は好ま
しくは0.1〜5.0wt％、更に好ましくは0.1〜3.0wt％、特
に好ましくは0.2〜2.0wt％の範囲であり、その平均粒径
は好ましくは0.5〜10μｍ、更に好ましくは1.0〜5.0μ
ｍ、特に好ましくは2.0〜5.0μｍの範囲である。本発明
のフィルムにおいて上記含有量及び平均粒径の粒子を選
択することにより、所望の表面光沢性、筆記性を持つフ
ィルムを得ることができる。

本発明のポリエステルフィルムの極限粘度は、好まし
くは0.50以上、更に好ましくは0.60以上である。フィル
ムの極限粘度が0.50未満の場合、十分な成形性が得られ
ず好ましくない。

本発明のフィルムにおける最も重要な構成要件として
フィルムの光沢度Gs（60°）が10〜90％であることが必
要である。Gs（60°）が10％未満のフィルムでは、表面
光沢性が劣るため、成形加工後の成形品表面が粗面化し
過ぎて好ましくない。一方、Gs（60°）が90％を越える
フィルムでは、成形品表面に十分な艶消しを与えられ
ず、好ましくない。フィルムのGs（60°）の値は好まし
くは20〜90％である。

本発明のフィルムにおいて、150℃の雰囲気下におけ
る100％伸長時のフィルム強度F₁₀₀が0.5〜7kg/mm²の範
囲である必要がある。本発明でいうF₁₀₀は150℃での100
％伸長時でのフィルムの縦および横方向の強度の平均値
である。F₁₀₀値は好ましくは0.5〜5kg/mm²、更に好まし
くは0.5〜4kg/mm²の範囲である。

我々の検討結果によると、強度F₁₀₀値はフィルムの成
形性に深く関係しており、F₁₀₀が7kg/mm²を越すフィル
ムでは、成形性が低下し、好ましくない。また、F₁₀₀が
0.5kg/mm²未満のフィルムでは、成形時フィルムが不均
一に変形し、例えば転写用フィルムでは、転写する図柄
の歪み等が生じ好ましくない。また縦方向と横方向の15
0℃、100％伸長時のフィルム強度の差は通常3kg/mm²以
下であり、好ましくは2kg/mm²以下、更に好ましくは1kg
/mm²以下である。かかる差が3kg/mm²を越えると異方性
が大きくなるため成形性が悪化する。

本発明のフィルムにおいて、フィルムの厚さ斑は好ま
しくは40％以下、更に好ましくは30％以下である。厚さ
斑が40％を越えるフィルムでは、成形性及び成形時の伸
びが不均一となり、成形転写時に図柄の歪みが生じ好ま
しくない。

更に本発明のフィルムの面配向度ΔＰは0.040〜0.140
の範囲であることが好ましく、更に好ましくは0.050〜
0.120の範囲である。面配向度ΔＰが0.140を超えるフィ
ルムでは成形性が不十分で好ましくない。また、面配向
度ΔＰが0.040未満のフィルムでは、フィルムの強度が
低下し、平面性が悪化するため好ましくない。

本発明のフィルムの平面屈折率は好ましくは1.560
〜1.598の範囲である。が1.598を越えるフィルムで
は、フィルムの結晶化度が高くなり好ましくない。ま
た、が1.560未満のフィルムでは、逆にフィルムの結
晶化が十分でなく、耐熱性が劣り好ましくない。

本発明においてフィルムの密度は好ましくは1.345〜
1.390、更に好ましくは1.355〜1.380の範囲である。フ
ィルムの密度が1.345未満では、耐熱性が劣り、一方、
密度が1.390を越えるフィルムでは成形性が不十分とな
り好ましくない。

また、本発明においてフィルムの融解熱は好ましくは
１〜8cal/g、更に好ましくは１〜6cal/gの範囲である。
融解熱が8cal/gを越えるフィルムでは成形性が低下し好
ましくない。一方、融解熱が1cal/g未満のフィルムで
は、特に耳部等のリサイクルを行なう場合、製膜時の原
料乾燥工程において結晶化が極めて困難なため、真空乾
燥等の繁雑な工程が必要となり、好ましくなく、フィル
ムの厚さ斑も悪化し好ましくない。

本発明のフィルムの収縮特性に関しては、150℃で３
分間処理後の縦及び横方向の収縮率が共に10％以下であ
ることが好ましく、更に好ましくは５％以下である。

縦又は横方向の収縮率が10％を上回るフィルムは、加
工工程中の加熱区間においてフィルムの縮みが大きく発
生し好ましくない。特に上記条件における横方向の収縮
率は、０％以下（フィルムが膨張する場合は収縮率をマ
イナスとする）であることが好ましい。横方向の収縮率
が０％を越えるフィルムでは、成形転写用として用いる
場合、印刷層形成後の乾燥工程においてフィルムが巾縮
みを起こし好ましくない。

本発明のフィルムの機械的強度に関し、フィルムの縦
方向及び横方向におけるヤング率は好ましくは300kg/mm
²以上、更に好ましくは350kg/mm²以上である。ヤング率
が300kg/mm²未満のィルムでは、成形工程においてフィ
ルムの伸びが生じ易く好ましくない。

更に本発明のフィルムにおいて、フィルムの複屈折率
は、0.025以下が好ましく、更に好ましくは0.020以下で
ある。フィルムの複屈折率が0.025を越えるとフィルム
の異方性が大きくなるため、成形性が低下し好ましくな
い。

本発明のフィルムにおいて、フィルム表面の中心線平
均粗さ（Ra）は、好ましくは0.05〜0.5μｍ、更に好ま
しくは0.1〜0.4μｍの範囲である。Raが0.5μｍを越え
るフィルムでは、表面光沢性が著しく低下し好ましくな
い。一方、Raが0.05μｍ未満のフィルムでは表面光沢性
が不十分であり好ましくない。

本発明のフィルムの厚さは特に限定されないが、成形
転写用のフィルムとして好ましく用いられる厚さは５〜
500μｍ、更に好ましくは５〜200μｍである。

次に本発明のフィルムの製造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。

滑り剤として無機粒子等を必要に応じて適量含有する
本発明のポリエステルを、ホッパードライヤー、パドル
ドライヤー、オーブン等の通常用いられる乾燥機または
真空乾燥機等を用いて乾燥した後、200〜320℃で押出
す。押出しに際しては、Ｔダイ法、チューブラ法等、既
存のどの手法を採用しても構わない。

押出し後、急冷して無定形シートを得るが、急冷する
際に静電印加法を用いると該無定形シートの厚さ斑が向
上するので好ましい。

次いで得られた無定形シートを縦及び横方向に少なく
とも面積倍率で６倍以上、好ましくは８倍以上20倍以
下、更に好ましくは８倍以上16倍以下となるよう延伸し
て二軸配向フィルムで得、必要に応じて該フィルムを縦
及び／又は横方向に再延伸を行なった後、好ましくは15
0〜220℃の範囲の温度で熱処理を行ない所望のフィルム
を得る。

熱処理工程において、熱処理の最高温度のゾーン及び
／又は熱処理出口のクーリングゾーンにて横方向及び／
又は縦方向に0.1〜30％の弛緩を行なうことも本発明に
おいては好ましい態様の１つである。特に横方向におい
ては５〜30％の弛緩を行なうことが好ましい。また、熱
処理工程において、二段熱処理を行なっても構わない。

上記延伸工程中又は延伸後に、フィルムに接着性、帯
電防止性、滑り性、離型性等を付与するために、フィル
ムの片面又は両面に塗布層を形成したり、コロナ放電処
理等を施したりしても構わない。

〔実施例〕

以下、実施例にて本発明を更に具体的に説明するが、
本発明はその趣旨を越えない限り、これらの実施例に限
定されるものではない。

なお、フィルムの評価方法を以下に示す。

（１）フィルムの光沢度Gs（60°）日本電色工業（株）製VGS−100IDP型光沢度計を用い
て、60度鏡面光沢度Gs（60°）をJIS Z 8741を準じて測
定した。すなわち、入射角、反射角60度における黒色標
準板の反射率を基準に試料の反射率を求め光沢度とし
た。

（２）150℃雰囲気下における100％伸長時のフィルム強
度F₁₀₀（kg/mm²）（株）インテスコ製恒温槽付引張試験機インテスコ20
01型の恒温槽を150℃に設定し、幅15mmのフィルムをチ
ャック間50mmとなるようにセットして２分間放置後、引
張速度200mm/minで100％伸長時の強度を測定した。測定
は、フィルムの縦および横方向について行ない、その平
均値をF₁₀₀とした。なお、100％伸長前に破断するフィ
ルムについては、次式に従って換算した。

（３）フィルムの平均屈折率（）、面配向度（Δ
Ｐ）、複屈折率（Δｎ）フィルムの屈折率の測定は、アタゴ社製アッベの屈折
計を使用し、光源にはナトリウムランプを用いて測定し
た。

Δｎ＝ｎ_γ−ｎ_β なお、上記式中ｎ_γ,n_βおよびｎ_αは各々フィルム面
内の最大屈折率、それに直交する方向の屈折率および厚
さ方向の屈折率を表わす。

（４）フィルムの融解熱（cal/g）パーキンエルマー社製差動走査熱量計DSC−Ｂによ
り、昇温速度16℃/minにて測定した試料の結晶の融解に
伴うピークの面積を求め、下記式に従い計算した。

A:同一条件でインジウムを測定したときのチャート上での単位面積当りの融解熱（cal/cm²） S:試料の融解ピークの面積（cm²） m:試料の重量（ｇ）（５）極限粘度（η）試料200mgをフェノール／テトラクロロエタン＝50/50
の混合溶媒20mlに加え、約110℃で30分間加熱後、30℃
で測定した。

（６）フィルムの加熱収縮率（％） 150±２℃の温度のギャードオーブン中にフィルムを
無負荷の状態で３分間熱収縮させ、縦及び横方向につい
ての加熱収縮率を下記式に従い求めた。

但し、l_o：原長10cm l: 収縮後の長さ（７）フィルム表面の中心線平均粗さRa（μｍ）（株）
小坂研究所社製表面粗さ測定機（SE−3F）を用いて次の
ようにして求めた。すなわち、フィルム断面曲線からそ
の中心線の方向に基準長さＬ（2.5mm）の部分を抜き取
り、その抜き取り部分の中心線をｘ軸、縦倍率の方向を
ｙ軸として粗さ曲線ｙ＝ｆ（ｘ）で表わしたとき、次の
式で与えられた値を〔μｍ〕で表わす。中心線平均粗さ
は、試料フィルム表面から10本の断面曲線を求め、これ
らの断面曲線から求めた抜き取り部分の中心線平均粗さ
の平均値で表わした。なお、触針の先端半径は２μｍ、
荷重は30mgとし、カットオフ値は0.08mmとした。

（８）第１図に示す縦10cm、横10cm、最大深さ1.5cmの
金型（１）を用い、フィルムを真空及び圧空にて金型内
部に予備成形した後、加熱した樹脂を射出して成形を行
なった。成形時のフィルム破断の頻度によりフィルムの
成形性を以下のように評価した。

○：フィルムの破断が全く無い。

△：時々フィルム破れが１〜２ケ所発生し、連続運転時には支障をきたす。

×：フィルム破れが頻発し、使用不可能である。

（９）転写フィルムとしての適性第１図に示すようにフィルム（３）に離型層、印刷層
及び接着層からなる層（４）を形成後、上記（８）の方
法にて実際に成形転写を連続で行なった。成形時にフィ
ルムの破断がなく連続に運転でき、且つ、加工後の成形
品に十分な艶消し感があるものを○、そうでないものを
×として評価した。

実施例1,2,3 比較例１ジカルボン酸成分として、テレフタル酸単位74mol
％、イソフタル酸単位20mol％及びセバシン酸単位6mol
％よりなり、ジオール成分がエチレングリコール単位よ
りなる共重合ポリエステル（Ａ）と、平均粒径2.4μｍ
の無定形シリカ粒子を4.0wt％含有するポリエチレンテ
レフタレート（Ｂ）とを、重量比を共重合ポリエステル
（Ａ）：ポリエチレンテレフタレート（Ｂ）＝90:10
（実施例１）、80:20（実施例２）、70:30（実施例
３）、99:1（比較例１）の割合でブレンドした。ブレン
ド後、予備結晶化を経て本乾燥し、Ｔダイを有する押出
機を用いて280℃で押出して急冷固化し、無定形シート
を得た。

得られたシートを加熱ロールと冷却ロールの間で縦方
向に75℃で3.0倍延伸後、続いて横方向に95℃で3.6倍延
伸し、横方向に15％の弛緩と縦方向に0.5％の弛緩を行
ないながら、175℃で熱処理を行なった。得られたフィ
ルムの平均厚さは全て50μｍで、極限粘度は0.65であっ
た。

実施例１〜３、比較例１のフィルムの物性及び成形転
写用フィルムとしての成形性、適性をまとめて表１に示
す。

〔発明の効果〕本発明のフィルムは、優れた成形性および耐熱性を有
し、且つ加工後の表面光沢性と筆記性も良好であり、成
形用、特に成形転写用ベースフィルムとして好適であ
り、その工業的価値は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は成形と同時に転写も行なう成形転写法の概略を
示す図である。図中の１は金型、２は射出機、３はベー
スフィルムそして４は印刷層を含む層を表わす。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フィルムの光沢度Gs（60°）が10〜90％で
あり、且つ150℃の雰囲気下、100％伸長時のフィルム強
度F₁₀₀が0.5〜7kg/mm²であることを特徴とする成形用二
軸延伸ポリエステルフィルム。