JP2907110B2 - 積層白色ポリエステルフィルムの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、良好な白色性を有
するとともに、機械的特性にも優れた新規な積層白色ポ
リエステルフィルムを製造する方法に関するものであ
る。

【０００２】さらに詳しくは、紙の代用品、すなわちカ
ード、ラベル、シール、宅配便伝票、ビデオプリンタ用
受像紙、バーコードプリンタ用受像紙、ポスター、地
図、無塵紙、表示板、白板、印画紙、複写用紙などの基
材として有効に用いられる積層白色ポリエステルフィル
ムの製造法に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】一般に、屋外で用いられる印刷物は、紙
を用いたのでは風雨に耐えられず、従来から耐水紙ある
いはプラスチックフィルムが用いられてきた。また、ラ
ベル、シールなどの粘着紙では、貼り付けた後に剥離す
る際、紙が破れてしまうため、このような用途にもプラ
スチックフィルムが用いられている。

【０００４】このような用途に用いられるフィルムに
は、白色不透明性が要求され、これを充足するものとし
て、例えばポリオレフィン樹脂に炭酸カルシウムを添加
したもの（特公昭６３−６４３１０号公報）などがある
が、これはポリオレフィンがベースのため、熱に弱く、
また機械的強度にも問題があるとされてきた。また、こ
れらの欠点を改善したものとしてポリエステルをベース
としてポリプロピレンを添加したもの（例えば、特開昭
６３-1１６８４４１号公報）がある。

【０００５】しかしながら、これら従来のフィルムに
は、次のような不都合があった。

【０００６】 ポリオレフィンがベースのフィルムは
耐熱性に欠け、また機械的強度が弱い。

【０００７】 フィルムの色調が黄味を帯びており高
級感を損ねる。

【０００８】 ポリエステルをベースにしたものはコ
ストが高い。

【０００９】 フィルムの面積あたりのコストを下げ
るため内部に微細気泡を作り、見かけ密度を下げたフィ
ルムは劈開しやすい。劈開を抑えるためには内部の微細
気泡を減らす、すなわち密度を高く保つ必要があり、こ
れは、結局、白色性と軽さを損ねることとなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おけるこのような課題を解決し、美しい白色を呈し、内
部に無数の微細気孔が存在するにも拘らず劈開しにく
く、かつ層間の破壊強度等も大きな、新規な積層白色ポ
リエステルフィルムを製造することのできる方法を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明の積層白色ポリエステルフィルムの製造法は、次
の（１）から（５）の構成からなるものである。

【００１２】すなわち、（１）ポリエステルにポリオレ
フィン樹脂が３０重量％を越えない量で添加され、ポリ
アルキレングリコールまたはその共重合体が０．５〜５
重量％添加されてなるポリエステル層と、他のポリエス
テル層Ａとを積層してＴダイからシート状に押出し成形
し、しかる後、２軸延伸工程に供することを特徴する積
層白色ポリエステルフィルムの製造法。

【００１３】さらに好ましくは、（２）ポリオレフィン
樹脂が、ポリメチルペンテンであることを特徴とする上
記１記載の積層白色ポリエステルフィルムの製造法であ
る。

【００１４】あるいは、好ましくは、（３）ポリオレフ
ィン樹脂が、ポリプロピレンであることを特徴とする上
記１記載の積層白色ポリエステルフィルムの製造法であ
る。

【００１５】さらに好ましくは、（４）２軸延伸工程に
おいて、面積倍率（縦延伸倍率×横延伸倍率）４〜２５
倍で延伸することを特徴とする上記１、２または３記載
の積層白色ポリエステルフィルムの製造法である。

【００１６】さらに好ましくは、（５）製造される積層
白色ポリエステルフィルムの他のポリエステル層Ａの厚
さが２〜８μｍのものであることを特徴とする上記１、
２、３または４記載の積層白色ポリエステルフィルムの
製造法である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、さらに詳しく本発明の積層
白色ポリエステルフィルムの製造法について説明をす
る。

【００１８】本発明でいうポリエステルとは、フィルム
を成形し得るものであればどのようなものでもよく、例
えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラメチレ
ンテレフタレート、ポリエチレン-o- オキシベンゾエー
ト、ポリ-1,4- シクロヘキシレンジメチレンテレフタレ
ート、ポリエチレン-2,6- ナフタレンジカルボキシレー
トなどを用いることができる。もちろん、これらのポリ
エステルはホモポリエステルであっても、コポリエステ
ルであってもよく、共重合成分としては、例えば、ジエ
チレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアル
キレングリコールなどのジオール成分、アジピン酸、セ
パシン酸、フタル酸、イソフタル酸、2,6-ナフタレンジ
カルボン酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸などのジ
カルボン酸成分を用いることができる。

【００１９】本発明に用いられるポリエステルとして
は、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。ポリエチ
レンテレフタレートフィルムは耐水性、耐久性、耐薬品
性などに優れているから、本発明の所期の効果をより効
果的に達成できるからである。本発明において、ポリエ
ステルにポリオレフィン樹脂が３０重量％を越えない量
で添加され、ポリアルキレングリコールまたはその共重
合体が０．５〜５重量％添加されてなるポリエステル層
は、白色のポリエステル層をなすものである。該白色ポ
リエステル層は、ポリエステルからなる層中に無数の微
細な気泡が含有せしめられてなるものであって、この微
細な気泡によって光を散乱し、白色不透明とされている
ものである。該白色ポリエステル層には、さらに、白色
度、光学濃度を増すために、無機粒子をポリエステル中
に添加することも好ましいことである。無機粒子として
は、タルク、酸化マグネシウム、石コウ、硫酸バリウ
ム、炭酸マグネシウムなどを用いることができるが、炭
酸カルシウム、二酸化チタン、硫酸バリウムなどが中で
は好ましい。また白色度を高めるために、螢光増白剤を
添加することも好ましい。

【００２０】該白色ポリエステル層を形成するために添
加されるポリオレフィン樹脂は、ポリエステルと混合し
てフィルムを成形しうるものである必要があるが、例え
ば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどを用いる
ことができる。また、必ずしもホモポリマーに限定され
るものでなく、これらのコポリマーであってもよい。中
でも臨界表面張力の小さなポリオレフィンが良く、ポリ
プロピレン、ポリメチルペンテンの２種が好ましい。特
にポリメチルペンテンはポリエステルとの剥離性が良
く、延伸の際の微細気泡を作りやすいので特に好ましい
ものである。

【００２１】該ポリオレフィン樹脂の添加量は、ポリウ
ステルに対して３０重量％を越えないことが肝要であ
り、実際的には３〜３０重量％であることが好ましく、
より好ましくは５〜２０重量％である。添加量が少ない
と、微細気泡の生成量が少なく、白色性が乏しくなると
ともに白色ポリエステルフィルムの見かけ密度が高くな
る方向にあり、軽さが要求される分野の用途には適さな
くなる。一方、添加量が３０重量％を越えると、フィル
ムの延伸性が悪くなり製膜性において悪くなってくるの
で実際的ではない。

【００２２】更に、添加されるポリアルキレングリコー
ルまたはその共重合体は、ポリエチレングリコール、ポ
リプロピレングリコール、エチレングリコールとプロピ
レングリコールの１：１共重合体、メトキシポリエチレ
ングリコールなどを用いることができるが、特にこれら
に限定されるものではない。本発明者らの各種検討によ
れば、これらポリアルキレングリコールを添加すること
により、ポリオレフィン樹脂の分散状態を細かくするこ
とができるのである。該ポリアルキレングリコールの添
加量としては、０．５〜５重量％の範囲内とすることが
肝要である。さらに好ましくは、０．５〜３重量％であ
る。添加量が０．５重量％未満であると、ポリオレフィ
ン樹脂の微分散化の効果が乏しくなる。一方、添加量が
５重量％を越えると熱安定性が悪くなり、白色ポリエス
テル層が黄味がかった色となり好ましくない。

【００２３】特に、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が好ましい。分子量として
は５００〜３０，０００、好ましくは１，０００〜１
０，０００のものが良い。分子量が５００未満である
と、白色ポリエステル層が黄味がかった色となりやす
い。また、３０，０００を越えるとフィルムの劈開強度
が弱くなる。また、ポリエチレングリコールを用いると
きには、他のポリアルキレングリコールよりもフィルム
の延伸性がよく、微細気泡の生成をより促進できて好ま
しい。

【００２４】ちなみに、本発明者らの知見によれば、い
わゆる界面活性剤を添加した場合でもポリオレフィン樹
脂の分散状態を細かくすることができるが、この場合、
ポリオレフィン樹脂とポリエステルの接着性が高くな
り、延伸した際の微細気泡の生成を阻害するようにな
り、結局は好ましくはない。

【００２５】これに対して、驚くべきことに、ポリアル
キレングリコールを添加した場合には、ポリオレフィン
樹脂の分散状態を微細化した上で、微細気泡の生成を阻
害しないしなく、さらには、微細気泡の生成を促進させ
ている。さらに驚くべきことには、ポリアルキレングリ
コールの添加によって劈開強度の向上が認められるので
ある。

【００２６】上述のようにして形成される白色のポリエ
ステル層は、他のポリエステル層Ａと積層されて積層シ
ート状にＴダイから押出し成形されて、さらに、２軸延
伸工程に供されて積層白色フィルムとして完成される。
該他のポリエステル層Ａは、積層白色フィルムとしての
最終製品中において、その厚さが２〜８μｍの範囲とな
るようにして設けられるのがよい。

【００２７】積層フィルムとするに際しては、白色ポリ
エステル層の少なくとも片面にポリオレフィン樹脂及び
ポリアルキレングリコールまたはその共重合体が添加さ
れていない他のポリエステル層Ａを積層して積層複合フ
ィルムとすることが肝要である。

【００２８】本発明者らの知見によれば、一般に、ポリ
アルキレングリコールを添加していない白色ポリエステ
ル層にポリエステル層Ａを積層した場合、劈開強度はあ
まり強くならない。ところが、ポリアルキレングリコー
ルを添加した白色ポリエステル層にポリエステル層Ａを
積層した場合には、ポリアルキレングリコールとの相乗
作用により、飛躍的に劈開強度が向上する。また、ポリ
エステル層Ａがない場合、白色ポリエステル層表面にポ
リオレフィン樹脂も存在するため、表面の接着力がポリ
エステルより悪くなるが、表面にポリエステル層Ａを積
層することにより、接着力の悪化を防ぐことができる。

【００２９】また積層の厚みとしては、１０μｍ以下が
好ましい。１０μｍを越えると、積層したポリエステル
層Ａと内部の微細気泡含有層との界面での剥離が起きや
すくなる。

【００３０】実際に白色ポリエステル層とポリエステル
層Ａとは、例えば、次の方法で積層されて積層白色フィ
ルムとされる。

【００３１】すなわち、ポリエステルのチップ及びポリ
アルキレングリコールをポリエステルに重合反応中ある
いは重合完了時に添加したマスターチップを十分に真空
乾燥した後に、ポリオレフィン系樹脂のチップを混合
し、２７０〜３００℃に加熱された押出機に供給し、Ｔ
ダイよりシート状に成形する。また、ポリエステル層Ａ
を積層する場合、別に乾燥したポリエステルのチップを
別の押出機に供給し、Ｔダイから積層されたシート状と
して押出し成形する。このとき、無機粒子を添加する場
合、ポリエステルのチップに無機粒子のマスターチップ
を混合して真空乾燥し、押出機に供給するのがよい。ポ
リアルキレングリコールは、ポリエステル重合時あるい
は重合完結時に添加してマスターチップ化するのが好ま
しいが、必ずしもこの限りでない。また、３成分を予め
ペレタイザーなどで混練しておいてもよい。

【００３２】さらにフィルムを表面温度１０〜６０℃の
冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを８０〜１２
０℃に加熱したロール群に導き、長手方向に縦延伸し、
２０〜３０℃のロール群で冷却する。

【００３３】続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリ
ップで把持しながらテンターに導き９０〜１４０℃に加
熱した雰囲気中で長手に垂直な方向に横延伸する。

【００３４】延伸倍率は縦、横それぞれに２〜５倍に延
伸するが、その面積倍率（縦延伸倍率×横延伸倍率）は
４〜２５倍であることが肝要である。該面積倍率が４倍
未満であると得られるフィルムの易切断性が不良なもの
となり、逆に２５倍を越えると延伸時に破れを生じやす
くなり、製膜性で問題が出てくる場合が多い。

【００３５】本発明では、積層白色ポリエステルフィル
ムとされているので、上述のような面積倍率の延伸も比
較的容易に行なうことができる。

【００３６】こうして得られた二軸延伸フィルムは、さ
らに平面性、寸法安定性を付与するために、テンター内
で１５０〜２３５℃の熱固定を行ない、均一に徐冷後、
室温まで冷やして巻取り、本発明にかかる積層白色ポリ
エステルフィルムを製造することができる。

【００３７】本発明において、ポリエステル層Ａに無機
粒子を添加してもよい。無機粒子を添加することによっ
て、フィルム表面の滑りを良くし、また、光沢感を消す
こともできる。無機粒子の添加量は０．０５〜２５重量
％が好ましい。無機粒子としては、炭酸カルシウム、二
酸化ケイ素、二酸化チタン、硫酸バリウムなどを用いる
とこができる。添加量が０．０５重量％未満であるとフ
ィルムの滑りが紙に比較し悪いものとなり、印刷などの
後加工での生産性が良くない。添加量が２５重量％を超
えると、フィルムの表面が弱くなり、後加工の際、紙粉
などのトラブルを起こしやすい。

【００３８】好ましく形成された本発明にかかる積層白
色ポリエステルフィルムの劈開強度は、概して２５０ｇ
／１５mm以上の値を示すものである。より好ましく作ら
れたものは３００ｇ／１５mm以上、さらに好ましく作ら
れたものは３５０ｇ／１５mm以上を示す。劈開強度が２
５０ｇ／１５mm未満であると、ラベル、シール用途に用
いた場合に、再剥離せんとするときにフィルムが破壊さ
れやすく望ましくなく、本発明にかかるフィルムは、そ
のような用途にも十分に使用できるものである。

【００３９】本発明によって得られる積層白色ポリエス
テルフィルムの見かけ密度は、微細気泡の生成量で決ま
ってくるものであり、特別に限定されるものではない
が、一般的には、０．５ｇ／cm³ 以上、１ｇ／cm³ 近辺
の範囲内の値を示すものである。１ｇ／cm³ を大きく越
える場合にはコストを安くすることが難しく、一部分野
を除いて紙に対する競争力が小さくなり望ましくない。

【００４０】また、見かけ密度が０．５ｇ／cm³ 未満で
あると内部の微細気泡の量が多すぎるため、劈開強度を
２５０ｇ／１５mm以上にすることが難しくなり、フィル
ムの強度が弱くなり、もろいものとなるので実用性が低
くなってくる。

【００４１】本発明の方法によって得られる積層白色ポ
リエステルフィルムの光学濃度は、概して０．７以上、
１．６以下のものであって、さらには０．８以上、１．
６以下のより優れたものも提供できる。光学濃度が０．
７未満であると、フィルムの隠蔽性が小さいため裏側が
透けて見えて好ましくない。また、光学濃度が１．６を
越えるためには、多量の微細気泡を含まねばならず、フ
ィルムの強度が弱くなり好ましくない。

【００４２】また、本発明により得られる積層白色ポリ
エステルフィルムの白色度は、概して８０％以上、１１
０％以下のものである。より好ましく得られたものは８
５％以上、１０５％以下である。白色度が８０％未満で
あるとフィルムが黄味がかっており、印刷の高級感を損
ねる方向である。また、白色度が１１０％を越えると青
味がかり、同様に高級感が悪くなる。

【００４３】［物性の測定法ならびに効果の評価方法］ （１）見かけ密度 四塩化炭素-n- ヘプタン系の密度勾配管によった。

【００４４】（２）劈開強度 測定するフィルムにポリウレタン系プライマーを塗布
し、厚み２μｍの塗膜を形成し、５０℃の温度で未延伸
ポリプロピレンフィルム（厚さ１００μｍ、東レ合成フ
ィルム（株）製）を貼り合わせ、４０℃×４８時間エー
ジングした後に、幅１５mmに切り、一端を剥してテンシ
ロンに取り付け、貼り合わせ部を剥した部分に対し直角
に保ち、測定フィルムと未延伸フィルムを剥離したとき
の強度を劈開強度とする。このときの剥離速度は３００
mm／分である。このとき、フィルムが破壊されず接着剤
層で剥離したものは除き、５本の平均値をとる。

【００４５】（３）光学濃度 フィルムを１５０μｍの近辺の厚みになるように重ね、
光学濃度計（マクベス社製 ＴＲ９２７）で透過濃度を
測定する。厚みと光学濃度のプロットを行ない、１５０
μｍの厚みに相当する光学濃度を求めた。

【００４６】（４）白色度 ＪＩＳ−Ｌ−１０１５に基づき、波長４５０nmのときの
反射率をＢ％、波長５５０nmのときの反射率をＧ％とし
たとき 白色度＝４Ｂ−３Ｇ ％ （５）セロハンテープ剥離強度 フィルム表面にセロハンテープ（ニチバン社製幅１８m
m）を長さ１０cm貼り、１kg／cm² の荷重を１０秒間か
けた後に、フィルムと垂直方向に手で瞬間的に引きはが
す。このときのフィルム表面及びセロハンテープへの付
着状態から次の４水準に分ける。

【００４７】Ａ：５回行なって、５回ともフィルム表面
に変化なく、またセロハンテープに付着物がない場合。

【００４８】Ｂ：５回行なって、少なくとも１回、フィ
ルム表面に浮き上がり、けばだちなどが見られるもの
の、セロハンテープに付着物がない場合。

【００４９】Ｃ：５回行なって、少なくとも１回、フィ
ルム表面の一部が破壊されセロハンテープに付着した場
合。

【００５０】Ｄ：５回行なって、少なくとも１回、フィ
ルム表面のほぼ全面がセロハンテープに付着した場合。

【００５１】（６）延伸性 製膜中の状態から以下の様に判断した。

【００５２】○：製膜中、縦延伸切れ、横延伸破れを起
こすことなく、また延伸むらのない均質なフィルムを採
取できる状態。

【００５３】△：製膜中、横延伸破れを起こすが、容易
に破れを直すことができ、また延伸むらのない均質なフ
ィルムを採取できる状態。

【００５４】×：横延伸破れ、あるいは縦延伸切れを頻
繁に起こし、延伸できた場合でも、延伸むらを起こして
いるもの。

【００５５】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００５６】実施例１、２、比較例１〜４ ポリエチレンテレフタレートのチップに、ポリオレフィ
ン樹脂としてポリメチルペンテンを１０重量％、および
表１に示す相溶化剤の６重量％マスターチップを表１の
割合になるように混合し、２７０〜３００℃に加熱され
た押出機に供給して該押出機から押出し、他の押出機か
ら押出したポリエチレンテレフタレート（Ａ層）を両面
に積層してシート状にＴダイから押出し成形して積層未
延伸フィルムを得た。さらに、表面温度２５℃の冷却ド
ラムで冷却固化させた該積層未延伸フィルムを８０〜９
８℃に加熱したロール群に導き、長手方向に３倍延伸
し、２５℃のロール群で冷却した。続いて縦延伸したフ
ィルムの両端をクリップで把持しながらテンターに導き
１３０℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向に３
倍横延伸した。その後、テンター内で２２０℃の熱固定
を行ない均一に徐冷した後、巻き取り５０μｍ厚さのフ
ィルムを得た。

【００５７】得られた積層白色フィルムの物性は、表１
の通りである。ポリアルキレングリコールの添加量が
０．５重量％未満であると（比較例１、２）、劈開強度
が２５０ｇ／１５mm未満となり、機械的特性の優れたも
のを製造することが難しい。

【００５８】また、相溶化剤としてポリアルキレングリ
コール以外のものを用いた場合（比較例３）は、劈開強
度の改良が、本発明で所望するレベルまで認められな
い。

【００５９】また、ポリエチレングリコールを用いた場
合が、より密度が下がっていて軽いものにできる（実施
例１、２）。

【００６０】また、ポリオレフィン樹脂の添加量が３０
重量％を越えるもの（比較例４（５０μｍ厚さの単一層
膜として評価））は、機械特性も劣るほか、製膜性が良
くなく、実際生産面でも問題があると判断されるもので
もあった。

【００６１】実施例３、４ 表１に示した割合で前述の通りに押出機から押出し、他
の押出機から押出したポリエチレンテレフタレートと積
層された積層シートをＴダイから押出してシート状に成
形した。その後は前述の通りの方法で５０μｍ厚さのフ
ィルムを得た。得られたフィルムの物性は表１の通りで
ある。実施例１も参照して、積層（Ａ層）の厚さが、２
μｍ（実施例１）から４μｍ（実施例４）、さらに８μ
ｍ（実施例３）と厚くなるに従って劈開強度が強くなる
ことがわかる。

【００６２】

【表１】

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、耐熱性、機械強度に優
れ、かつ白色性に優れ、かつ、劈開強度が強い、極めて
実用化値の高い白色フィルムを低コストで製造すること
ができるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 9:00 (56)参考文献 特開 平２−235942（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−80247（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−37098（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 47/00 - 47/96 B32B 27/36

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエステルにポリオレフィン樹脂が３０
   重量％を越えない量で添加され、ポリアルキレングリコ
   ールまたはその共重合体が０．５〜５重量％添加されて
   なるポリエステル層と、他のポリエステル層Ａとを積層
   してＴダイからシート状に押出し成形し、しかる後、２
   軸延伸工程に供することを特徴する積層白色ポリエステ
   ルフィルムの製造法。
2. 【請求項２】ポリオレフィン樹脂が、ポリメチルペンテ
   ンであることを特徴とする請求項１記載の積層白色ポリ
   エステルフィルムの製造法。
3. 【請求項３】ポリオレフィン樹脂が、ポリプロピレンで
   あることを特徴とする請求項１記載の積層白色ポリエス
   テルフィルムの製造法。
4. 【請求項４】２軸延伸工程において、面積倍率（縦延伸
   倍率×横延伸倍率）４〜２５倍で延伸することを特徴と
   する請求項１、２または３記載の積層白色ポリエステル
   フィルムの製造法。
5. 【請求項５】製造される積層白色ポリエステルフィルム
   の他のポリエステル層Ａの厚さが２〜８μｍのものであ
   ることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の積
   層白色ポリエステルフィルムの製造法。