JP2707691B2 - 微細気泡含有ポリエステルフィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、その表面及び内部に多数の微細気泡を含有
するポリエステルフィルムに関する。詳しくは柔軟性に
優れ、フィルム取扱い性が高度に改良された、軽量且つ
高隠蔽性の微細気泡含有白色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、ポリエステルフィルムとりわけポリエチレンテ
レフタレートフィルムは、優れた機械的特性、電気的特
性、平面性等を有することから情報記録材用、コンデン
サー用、製版用、包装用等の各種用途分野で広く利用さ
れている。近年、かかるポリエステルフィルムの有する
優れた特性を生かし、例えばオフィスや会議室で使用さ
れる電子白板のホワイトボード部基材として白色高隠蔽
性の二軸延伸ポリエステルフィルムが用いられ、またテ
レホンカードやオレンジカードで代表される磁気カード
の基材として該白色フィルムが用いられ、今後更に利用
範囲は広がろうとしている。

しかしながら、従来の白色フィルムは隠蔽性を高度に
上げるために例えば二酸化チタンのような比重の大きい
無機粒子を極めて多量含有しているため、フィルムの単
位体積当りの重量は通常のポリエステルフィルムに比べ
２〜４割も大きくなり、例えばホワイトボードとして長
期間使用していると自重による弛み老化いわゆるたるみ
が生じ、商品価値を著しく低下させる原因となってい
る。またフィルムスリット加工やカード等のカッティン
グ加工において、ナイフの寿命が著しく短くなり、生産
性を低下させるばかりか、フィルムエッジで手指等を切
傷する、といった取扱い性の面でも問題があった。

そこで本発明者らは、かかる諸問題を解決するため、
フィルム自体の単位体積当りの重量すなわちフィルム見
掛け密度を低減させる検討を行なった結果、先に特開昭
63−168441号公報にて、微細気泡を含有させることによ
り、フィルム自重によるたるみを大幅に改良でき、しか
も隠蔽性付与のために配合する無機粒子量を少なくする
ことが可能となり、フィルムスリット時のナイフの寿命
を大幅に長くして生産性を高度に維持できることを提案
した。

しかしながら、そのような優れた効果を達成した微細
気泡含有ポリエステルフィルムはあるものの、更に包装
用や荷物運搬表示票いわゆる荷札用といった、フィルム
エッジが直接人の手や指に接触する用途へ応用しようと
した場合、柔軟性は必ずしも十分ではなく、更なる柔軟
性の改良が望まれた。そこでフィルム中の気泡量を増加
する方法や無機粒子量を減少する方法など種々の方法を
検討したが、気泡量を増加する方法ではフィルムの機械
的強度が著しく低下し、生産性が極めて劣る等の欠点や
無機粒子量を皆無にしても柔軟性が十分でないという結
果しか得られず、別の抜本的改良手段が必要であった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、かかる実情に鑑み、微細気泡含有ポリ
エステルフィルムの柔軟性を高度に改良する手段につい
て鋭意検討を重ねた結果、ある特定の物質を配合すれば
含有気泡量を増加せずとも柔軟性が付与できることを見
い出し本発明に到達した。

すなわち、本発明の要旨は、少なくとも一軸方法に延
伸されたフィルムであって、分子量が300〜5,000,000の
ポリアルキレングリコールを１〜30重量％、及びボイド
形成性ポリマーを３〜40重量％含有することを特徴とす
る微細気泡含有ポリエステルフィルムに存する。

以下、本発明を詳しく説明する。

本発明でいうポリエステルとはテレフタル酸、イソフ
タル酸、ナフタレンジカルボン酸のような芳香族ジカル
ボン酸又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、1,4−ブタンジオール、ネオペンチル
グリコールのようなグリコールとを重縮合させて製造さ
れるポリエステルである。これらのポリエステルは芳香
族ジカルボン酸とグリコールとを直接反応させて製造さ
れるほか、芳香族ジカルボン酸のアルキルエステルとグ
リコールとをエステル交換反応させた後、重縮合させる
か、あるいは芳香族ジカルボン酸のジグリコールエステ
ルを重縮合させる等の方法によって製造される。かかる
ポリエステルの代表例としてはポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレートあるいはポリエチレ
ン−2,6−ナフタレートなどが挙げられる。これらのポ
リエステルはホモポリマーであってもよくまた第三成分
を共重合したものであってもよい。いずれにしても本発
明においては、エチレンテレフタレート単位、ブチレン
テレフタレート単位あるいはエチレン−2,6−ナフタレ
ート単位が通常、70モル％以上であり、好ましくは80モ
ル％以上、更に好ましくは90モル％以上である。また本
発明においてはポリエステルの重合度が低すぎると機械
的強度が低下するため、その固有粘度は、通常、0.4以
上、好ましくは0.5〜1.2、更に好ましくは0.55〜0.85で
ある。通常、ポリエステルをフィルム化する場合、フィ
ルム同志やフィルムと金属ロールとの滑り性をよくする
ためにポリエステルに対して不活性な微粒子を適度に含
有させたポリエステルを用いるが、本発明においては、
このような微粒子を含有しないものが好ましく用いられ
る。これはフィルム中に微粒子が存在することにより、
得られるフィルムの色調や隠蔽度の制御に支障をきたす
場合があるからである。しかし、得られるフィルムに要
求される色調や隠蔽度に支障がない限り、かかる微粒子
を含有したポリエステルを用いても差しつかえはない。

本発明においては、かかるポリエステルに対して特定
量のポリアルキレングリコールを含有させる。ポリアル
キレングリコールとしてはポリエチレングリコール、ポ
リトリメチレングコール、ポリテトラメチレングリコー
ル、ポリヘキサメチレングリコール等を例示することが
できるが、エチレンオキシドとプロピレンオキシド、あ
るいはエチレンオキシドとテトラメチレンオキシドとの
共重合に代表されるランダム又はブロック共重合体や末
端をアルキル基あるいはアルケニル基で置換したポリア
ルキレングリコールを用いることもできる。具体例とし
ては、例えばポリエチレングリコールジラウレート、ポ
リエチレングリコールジステアレート、ポリエチレング
リコールジベヘネート、ポリエチレングリコールジオレ
ート、ポリプロピレングリコールジステアレート、ポリ
エチレングリコール−ポリプロピレングリコール共重合
体のジステアレート、ポリエチレングリコールモノラウ
レート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポ
リプロピレングリコールモノステアレート等を挙げるこ
とができる。

いずれにしても本発明で用いるポリアルキレングリコ
ールとはその分子中にポリエーテルセグメントが含まれ
ているものを指し、その成分のポリエステルとの共有結
合の有無は問わない。

本発明におけるポリアルキレングリコールの含有量は
ポリエステルフィルムに対して１〜30重量％が必要であ
り、好ましくは２〜20重量％、更に好ましくは３〜15重
量％の範囲である。この含有量が１重量％未満ではフィ
ルムの柔軟性への改良効果が顕著でなく、また30重量％
を超えると製膜時ポリエステルの乾燥又は溶融熱安定性
が悪化し、フィルムの白色度を著しく悪化させるように
なり好ましくない。

本発明において用いるポリアルキレングリコールの分
子量は、300〜5,000,000、好ましくは1,000〜1,000,00
0、さらに好ましくは8,000〜500,000の範囲である。ポ
リアルキレングリコールの分子量が300未満では本発明
の効果は殆ど発揮できず、一方この値があまり大き過ぎ
るとポリエステルフィルム中での分散性が悪くなり、製
膜時破断を誘発し、生産性を悪化するため好ましくな
い。

本発明においては、ポリアルキレングリコールをポリ
エステルフィルムに含有させる方法について特に限定さ
れるものではなく、ポリエステルを製造する任意の段階
で添加すればよいし、またポリエステルシートを得るま
での任意の段階でドライブレンドしてもよい。

本発明のフィルムは、更にボイド形成性ポリマーを特
定量含有するが、本発明でいうボイド形成性ポリマーと
は、ポリエステルに対して溶解又はエステル交換などの
反応を起こさず、溶融混合したときポリエステル（海成
分）中に微粒子状に分散して島成分を形成する熱可塑性
ポリマーであって、該ポリマーを含有して得た海島形成
ポリエステルシートをポリエステルのガラス転移点以上
の温度で延伸したとき、ポリエステルとの界面にて容易
に空隙いわゆるボイドを形成するポリマーを指す。従っ
て、本発明においては、かかる特性を有する限りポリマ
ーとして特定されるものではないが、本発明の基体とな
るフィルム見掛け密度の低減に係るものであり、比較的
少量の含有量で低密度化を容易に達成するものが好まし
い。

これらのポリマーとしては、例えばポリオレフィン、
ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリフェニ
レンサルファイド、液晶性ポリエステルなどが挙げられ
るが、本発明においては、特にポリオレフィンが好まし
く用いられ、中でもポリプロピレン又はポリメチルペン
テンが更に好ましい。

本発明において、用いるボイド形成性ポリマーの含有
量はポリエステルフィルムに対して３〜40重量％が必要
であり、好ましくは５〜30重量％、更に好ましくは５〜
20重量％の範囲である。この含有量が３重量％未満であ
ると、フィルム中の微細気泡の生成量が少なく、フィル
ム見掛け密度の低減が十分達成されず、40重量％を超え
ると微細気泡量が極めて多くなり、フィルムの機械的強
度を著しく低下させるばかりかフィルム化時の破断が多
発し生産性を極めて悪化するため好ましくない。

本発明においては、以上述べたポリアルキレングリコ
ール及びボイド形成性ポリマーをポリエステルに配合し
て押出成形するが、本発明の基本的特徴である最終的フ
ィルムの表面及び内部に微細な独立気泡を無数に含有さ
せるためには、更に該押出成形シートを少なくとも一軸
方向に延伸することが必要である。すなわち、押出成形
シート中ではまだ十分な独立気泡が生成しておらず、延
伸により初めて十分な気泡が生成する。

この延伸方法自体は特殊な方法を用いる必要はなく、
通常のポリエステルフィルムを製造する方法を採用し得
る。

すなわち、ポリアルキレングリコールとボイド形成性
ポリマーを配合したポリエステル原料を、まず押出機に
て250〜320℃の温度で溶融混練した後ダイからスリット
状に押出し、約70℃以下の温度に冷却して実質的に無定
形のシートとする。次いで得られたシートを縦及び／又
は横方向に面積倍率で４倍以上、好ましくは８倍以上延
伸し、120〜250℃の温度で熱処理を行なう。なお、上記
方法において、ポリアルキレングリコール及びボイド形
成性ポリマーをポリエステルに配合する方法は特に限定
されるものではなく、例えば、予めポリエステルチップ
と所望量のポリアルキレングリコール及びボイド形成性
ポリマーを均一に混合して押出機の原料供給ホッパーに
投入すればよい。また予めポリアルキレングリコールを
ポリエステル中に高濃度に配合または共重合化したマス
ターチップとポリエステルチップを所望量均一混合した
チップとボイド形成性ポリマーチップをそれぞれ押出機
の原料投入口に定量的に供給する方法は特に簡便で、配
合むらが少ないことから好ましく採用される。

さて本発明は基本的にポリエステルとポリアルキレン
グリコール及びボイド形成性ポリマーを原料とすること
により、最終的にフィルム見掛け密度が0.4〜1.3g/cm³
で、隠蔽度が0.2以上であって、柔軟性が高度に改良さ
れたフィルムを得ることができるが、かかる物性及び効
果を損なわない限りその他の添加物などの第三成分を含
有しても構わない。

かかる第三成分としては、例えば、抗酸化剤、帯電防
止剤、紫外線吸収剤、滑剤、マット化剤、顔料、染料、
蛍光増白剤、熱安定剤、ラジカル禁止剤、界面活性剤な
どが挙げられ各種用途の要求特性に応じ、適当な時期及
び方法にて必要な量だけ添加することができる。特に、
界面活性剤の添加は最終的に得られるフィルム中の気泡
径を適度に制御するのに有効であり、中でもシリコン系
界面活性剤が好ましく用いられる。

このようにして本発明の微細気泡含有ポリエステルフ
ィルムは得られるが、該フィルムの表面特性、例えば接
着性や離型性、あるいは帯電防止剤などを改良するため
に各種表面処理を行なうことができる。表面処理として
は例えば各種プライマー処理、コロナ放電処理、プラズ
マ処理、溶剤処理、紫外線処理、サンドブラスト処理、
火炎処理、イオンプレーティング処理などが挙げられ、
各種用途での必要に応じて、該表面処理をフィルムの片
面又は両面に適当な時期、必要な量だけ行なうことがで
きる。また、これらの処理方法は複数行なってもよい
し、両面に行なう場合、同一処理を行なってもよく、ま
た異なっていてもよい。

〔実施例〕

以下、実施例により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。本発明における諸物性の測定や特性の評
価は次に示す方法にて行なった。

（１）フィルム見掛け密度（g/cm³） フィルムの任意の部分から10cm×10cmの正方形を５枚
切出し、それぞれのサンプルについてマイクロメータに
て厚みを測定して体積を求めた後、各サンプルの重量を
測定し１cm³当りの重量を計算した。５枚のサンプルの
平均値をもってフィルム見掛け密度値とした。

（２）フィルム隠蔽度 マクベス濃度計TD−904型を使用し、ビジュアル光に
よる透過濃度を測定した。測定は５点行ないその平均値
をもってフィルム隠蔽度値とした。この値が大きい程隠
蔽性が高いことを示す。

（３）スティフネスθ（deg.） フィルムの任意の部分から幅12.7mm、長さ150mmを５
枚切出し、それぞれのサンプルについて長手方向が127m
m、固定台から水平にはみ出すようにして固定した後、
試験片の先端に0.9gのおもりを取り付けて垂れ下げた。
水平に固定した固定点より垂直に30mm下の点から水平方
向に垂れ下がったフィルム迄の距離ammを試験片の側面
から測定した。式:tanθ＝a/30から垂れ下がり角度θを
計算した。５枚のサンプルの平均値をもってスティフネ
ス値とした。この値が小さいほど柔軟性が良好であるこ
とを示す。

（４）引裂強度（kg−cm/cm²） フィルムの任意の部分から5cm×5cmの大きさに切出し
たサンプルをJISP−8116に準じて強度を測定した。測定
は５点行ない、その平均値をもって引裂強度とした。

（５）製膜性の評価 実質的に無定形のポリエステルシートを縦方向に延伸
後、テンターにて横方向に延伸したとき、フィルム端部
を固定するクリップの固定状況及びフィルム破断状況を
観察し、次に示すランクにて評価した。この評価はフィ
ルム生産性の良否を判別する重要な項目である。

実施例１ 極限粘度〔η〕0.78のポリエチレンテレフタレートチ
ップに、分子量20000のポリエチレングリコールフレー
クを10重量％及びメルトフローインデックス10g/10分の
ポリプロピレンチップを15重量％配合し、均一にブレン
ドした原料を押出機にて290℃で溶融混練し40℃冷却ド
ラム上にスリット状に押出し約0.5mm厚の無定形シート
を得た。次いで縦方向に３倍横方向に3.2倍延伸し、235
℃にて５秒間熱処理を行ない最終的に100μｍ厚のポリ
エステルフィルムを得た。得られたフィルムは、見掛け
密度が0.77g/cm³で隠蔽度0.70の白色フィルムであり、
スティフネスθが31deg.で引裂強度3kg−cm/cm²という
極めて柔軟性に優れるフィルムであった。

実施例２ 分子量8,000のポリエチレングリコールをポリエステ
ルを製造する途中の段階（エステル交換反応後重縮合
前）で15重量％添加して得た極限粘度〔η〕0.83のポリ
エチレンテレフタレートチップに、メルトフローレート
23g/10分のポリメチルペンテンチップを10重量％配合し
均一にブレンドした原料を用いる以外は実施例１と同様
にしてフィルム化を行ない、最終的に100μｍ厚で見掛
け密度0.80g/cm³、隠蔽度0.57であるポリエステルフィ
ルムを得た。得られたフィルムのスティフネスは30deg.
で引裂強度が3kg−cm/cm²である実施例１と同様の優れ
た柔軟性を有していた。

比較例１ 平均粒径0.3μｍの酸化チタンを５重量％含有する極
限粘度〔η〕0.68のポリエチレンテレフタレートチップ
を原料として用いる以外は実施例１と同様にしてフィル
ム化を行ない、最終的に100μｍ厚で見掛け密度1.43g/c
m³、隠蔽度0.55であるポリエステルフィルムを得た。得
られたフィルムのスティフネスは47deg.で引裂強度が12
kg−cm/cm²であった。

比較例２ 実施例１で用いたポリエチレングリコールを配合しな
い以外は実施例１と同様にしてフィルム化を行ない、最
終的に100μｍ厚のポリエステルフィルムを得た。得ら
れたフィルムの見掛け密度は0.83g/cm³であったが、ス
ティフネスθは39deg.であり、実施例１に比べ劣るもの
であった。

比較例３ 実施例１で用いたポリエチレングリコールの代りに分
子量1,000のポリエチレングリコールを35重量％配合す
る以外は実施例１と同様にして最終的に100μｍ厚とな
るようフィルム化を行なった。かかるフィルム化時のク
リップ外れが度々起こると共に破断が時折起こり生産性
に劣るものであった。

比較例４ 実施例１で用いたポリプロピレンを45重量％とする以
外は実施例１と同様にフィルム化を行なったが破断が多
発してフィルムは得られなかった。

以上、得られた結果を表−１にまとめて示す。

〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明の微細気泡含有ポリエス
テルフィルムは、フィルムの生産性を悪化させることな
く、柔軟性を高度に改良したものであり、包装用や荷札
用等といったフィルムエッヂが、直接、手や指に触れる
ような用途への適用が可能となり、その工業的価値は大
きい。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一軸方向に延伸されたフィルム
   であって、分子量が300〜5,000,000のポリアルキレング
   リコールを１〜30重量％、およびボイド形成性ポリマー
   を３〜40重量％含有することを特徴とする微細気泡含有
   ポリエステルフィルム。