JP3038843B2

JP3038843B2 - 成形用艶消し積層ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JP3038843B2
Application number: JP2228952A
Authority: JP
Inventors: 智行小谷
Original assignee: 三菱化学ポリエステルフィルム株式会社
Priority date: 1990-08-30
Filing date: 1990-08-30
Publication date: 2000-05-08
Anticipated expiration: 2015-05-08
Also published as: JPH04110147A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、成形性、厚さ斑および耐熱性に優れ、かつ
成形加工後の表面の艶消し効果の優れた成形用積層ポリ
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。

本発明者らは上記要求に対し、種々の成形性を改良し
た二軸延伸ポリエステルフィルムを提案してきた。

しかしながら、成形性を改良すると、フィルムの厚さ
斑が大きく悪化してしまい、加工時に様々な問題が生じ
る。例えば、成形転写用フィルムとして使用する場合、
厚さ斑が不良であると、フィルムの平面性が悪化するだ
けでなく、成形転写時にフィルムの伸びが不均一となる
ため、転写した図柄の精度が低下する。また、成形容器
用フィルムとして使用する場合、厚さ斑が不良である
と、成形性が不均一となるため、フィルムの破断や積層
加工時に部分的な層間剥離が発生する傾向がある。

このように、成形用ポリエステルフィルムにおいて、
成形性および厚さ斑の改良という二律排反の現象を同時
に満足させることが要求されていたが、これらに加え、
耐熱性および表面光沢性の改良も求められていた。

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、成形転写後、フィルムを剥離した後の成形品
表面を艶消しにすることが求められていた。

しかしながら、本発明者らの検討結果によると、フィ
ルムの光沢度Gs（60゜）が低いほど、すなわち、艶消し
効果が大きいほど、フィルムの成形性が悪化するという
傾向がみられた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は、上記課題に鑑み、鋭意検討した結果、共
押出により積層されてなる、ある特定の特性を有するポ
リエステルフィルムが成形用フィルムとして有用である
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、共押出により３層以上積層
した複合フィルムであって、フィルム両面の光沢度Gs
（60゜）が10〜45％であり、かつ150℃の雰囲気下、100
％伸張時のフィルム強度F₁₀₀が0.5〜3.0kg/mm²であるこ
とを特徴とする成形用艶消し積層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また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または二種
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ーレトの割合は好ましくは50モル
％以上、さらに好ましくは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
にした場合の強度およ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
ポリマー、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１〜20モル％、
さらに好ましくは１〜10モル％含有させる。

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、架橋ポリマーおよび
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
部粒子等が挙げられる。

本発明のフィルムに含有させる微粒子としては、所望
の表面光沢性を効率よく付与できる酸化ケイ素の微粒子
を主体とすることが好ましい。

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好ましい態
様の一つである。

本発明のフィルムにおいて、表面光沢性を付与する層
に含まれる微粒子の量は、好ましくは0.1〜5.0wt％、さ
らに好ましくは0.1〜4.0wt％、特に好ましくは0.2〜3.5
wt％の範囲であり、その平均粒径は、好ましくは0.5〜1
0μｍ、さらに好ましくは1.0〜10μｍ、特に好ましくは
2.0〜7.0μｍの範囲である。本発明のフィルムにおいて
上記含有量およ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。

本発明のフィルムの両面の光沢度Gs（60゜）は10〜45
％の範囲である。フィルムの片面のGs（60゜）が10％未
満では、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45％を超えるフィルムで
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。フィルムの両面のGs（60゜）の値は、好ましくは
15〜45％、更に好ましくは、15〜40％の範囲である。

フィルムの光沢度Gs（60゜）を上記範囲とするために
は、例えば、前述したようにフィルムに有機、無機等の
微粒子を含有させる方法が採用され、該微粒子として
は、酸化ケイ素微粒子を主体とすることが特に好まし
い。

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0.5〜3.0kg/mm²の
範囲である必要がある。本発明でいうF₁₀₀は150℃での1
00％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0.5〜2.7kg/mm²、さらに
好ましくは0.5〜2.5kg/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3.0kg/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
150℃、100％伸長時のフィルム強度の差は通常1.5kg/mm
²以下であり、好ましくは1.0kg/mm²以下、更に好ましく
は0.7kg/mm²以下である。かかる差が1.5kg/mm²を超える
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30％以下、さらに好ましくは20％以下である。
厚さ斑が30％を超えるフィルムでは、成形性および成形
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。

本発明のフィルムは、両面のGs（60゜）が前記範囲と
なるような層（Ａ）を含む積層フィルムで３層以上の多
層フィルムである。層（Ａ）のフィルム全体に対する厚
み比は、0.5以下が好ましく、さらに好ましくは0.3以
下、特に好ましくは0.2以下である。厚み比が0.5を超え
る場合、積層による成形性の改良効果が小さいため好ま
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
分間処理後の縦および横方向の収縮率が共に10％以下で
あることが好ましく、さらに好ましくは５％以下であ
る。

縦また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。特に転写用フィルムの用途では、
上記条件下における横方向の収縮率が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％を超えるフィルム
では、成形転写用として用いた場合、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。

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、さらに好ましくは１〜6cal/gの範囲であ
る。融解熱が8cal/gを超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
は、特にフィルム耳部等のリサイクルを行う場合、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、
また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縦方向および横方向におけるヤン
グ率は好ましくは200kg/mm²以上、さらに好ましく300kg
/m²以上である。ヤング率が200kg/mm²未満のフィルムで
は、成形工程においてフィルムの伸びが生じやすく好ま
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、さらに好ましくは５〜300μｍ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。

表面光沢性を付与するために、無機粒子等を必要に応
じて適量含有するポリエステル原料（ａ）と、別途調整
したポリエステル原料（ｂ）とを、それぞれ別々にホッ
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、別個の押出機により200〜320℃で押出し、共押出法
により、原料（ａ）で構成される層が、少なくとも片面
において表層となるよう複合化し、キャスティングドラ
ム上で冷却固化させて、２層以上の層からなる無定形シ
ートを形成する。この際、常法の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方向に少なくとも2.
8倍以上、好ましくは3.0倍以上さらに好ましくは3.2倍
以上延伸する。縦方向の延伸倍率が2.8倍未満では、フ
ィルムの縦方向の厚さ斑が悪化するので好ましくない。
次に横方向に3.0〜5.0倍に延伸し、二軸配向フィルムを
形成する。横方向の延伸倍率が3.0倍未満では、横方向
の厚さ斑が悪化するので好ましくない。横延伸倍率は好
ましくは3.2〜5.0倍、さらに好ましくは3.4〜5.0倍であ
る。次に二軸配向フィルムは、150〜220℃で１秒〜10分
間熱処理される。

熱処理工程において、熱処理の最高温度のゾーンおよ
び／または熱処理出口のクリーンゾーンにて横方向およ
び／または縦方向に0.1〜30％の弛緩を行うことも本発
明においては好ましい態様の１つである。特に横方法に
おいては５〜30％の弛緩を行うことが好ましい。また、
熱処理工程において、二段熱処理を行ってもよい。

上記延伸工程中または延伸後に、フィルムに表面光沢
性、接着性、帯電防止性、滑り性、離型性等を付与する
ために、フィルムの片面また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。特
に、フィルムに表面光沢性を付与するためにフィルム表
面に塗布層を形成することは好ましい態様である。フィ
ルムに表面光沢性を付与するために、塗布層を形成する
場合、塗布層中に有機、無機等の微粒子、例えば、酸化
ケイ素微粒子等を含有させることが好ましい。塗布層中
に含まれる微粒子の含有量は好ましくは5.0〜50wt％、
さらに好ましくは10〜40wt％、特に好ましくは10〜30wt
％の範囲であり、その平均粒径は、好ましくは塗布層厚
みの0.1〜3.0倍、さらに好ましくは塗布層厚みの0.5〜
2.0倍の範囲である。

また、延伸工程中または延伸後に形成する塗布層が、
二種以上の機能、例えば表面光沢性と離型性を兼ね備え
ていてもよく、また、二層以上の多層塗布層であっても
よい。

〔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、フィルムの評価方法は以下に示すとおりであ
る。

（１）フィルムの光沢度Gs（60゜）日本電色工業（株）製VGS−1001DP型光沢度計を用い
て、60度鏡面光沢度Gs（60゜）をJIS Ｚ 8741に準じ
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）フィルム厚みフィルム断面写真から測定した。

（３） 150℃雰囲気下における100％伸張時のフィルム
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％伸張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い、その平均
値をF₁₀₀とした。なお、100％伸張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。

（４）フィルムの厚さ斑安立電気社製連続フィルム厚さ測定器（電子マイクロ
メーター使用）により、フィルムの縦方向に沿って5mの
長さで測定し、次式により厚さ斑を算出した。

（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、縦および横方向につ
いての加熱収縮率を下記式に従い求めた。

（７）フィルムの融解熱ΔHm（cal/g）パーキンエルマー社製差動走査熱量計DSC−1B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。

（８）転写フィルムとしての適性加熱乾燥を行いながらフィルムの粗面側に離型層、印
刷層および接着層を形成し、第１図に示す縦10cm、横10
cm、最大深さ5.0cmの金型（１）を用い、フィルムを真
空およ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転写を連続で行った。成形時のフィ
ルムの破断の頻度、射出成形品の形状及び成形品の印刷
の仕上りに関し、転写フィルムとしての適性を以下のよ
うに評価した。

◎：フィルムの破断が全く無く、しかも成形品の形状
及び印刷の仕上りも美しく、かつ成形品に十分な艶消し
感がある。

○：フィルムの破断が全く無く、成形品に十分な艶消
し感はあるものの成形品の形状、印刷の仕上りにおける
不良品が時々発生する。

△：時々フィルム破れが１〜２箇所発生し、連続運転
時には支障をきたす。ただし、成形品には十分な艶消し
感がある。

×：フィルム破れが頻発し、使用不可能である。ある
いは成形品の艶消し感が不十分である。

実施例１ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位80mol％、
イソフタル酸単位16mol％およびセバシン酸単位4mol％
よりなり、ジオール成分がエチレングリコール単位98mo
l％およびジエチレングリコール単位2mol％よりなる、
平均粒径2.4μｍの無定形シリカ微粒子400ppmを含有す
る共重合ポリエステルを原料（Ｉ）とした。原料（Ｉ）
と同一の共重合成分を有するポリエステルに、平均粒径
2.4μｍの無定形シリカ粒子3.0wt％を含有させた共重合
ポリエステルを原料（II）とした。原料（Ｉ）を原料
（II）とを35:65（重量比）の割合でブレンドした共重
合ポリエステルを原料（A₁）とした。

原料（A₁）と原料（Ｉ）をそれぞれ別々に予備結晶化
した後、本乾燥し、別個の溶融押出機により、原料（A
1）を外層、原料（Ｉ）を内層とし、厚み比A1/I/A1＝2.
5/45/2.5で３層複合化させて無定形シートを製造した。

このシートを、加熱ロールと冷却ロールの間で縦方向
に75℃で3.5倍延伸した後、続いて横方向に95℃で3.6倍
延伸し、横方向に５％の弛緩と縦方向に0.5％の弛緩を
行いながら、190℃で熱処理を行った。得られたフィル
ムの平均厚さは50μｍであった。

比較例１実施例１の原料（A₁）を予備結晶化した後、本乾燥
し、Ｔダイを有する押出機を用いて280℃で単層にて押
出し、急冷固化して無定形シートを得た。得られたシー
トを実施例１と全く同様に延伸製膜を行い、平均厚さ50
μｍのフィルムを得た。

比較例２実施例１の原料（A₁）を予備結晶化した後、本乾燥
し、Ｔダイを有する押出機を用いて280℃で単層にて押
出し、急冷固化して無定形シートを得た。得られたシー
トを実施例１と全く同様にして延伸製膜を行い、平均厚
さ50μｍのフィルムを得た。

以上、得られた結果をまとめて下記表−１に示す。

〔発明の効果〕本発明のフィルムは、優れた成形性、耐熱性、及び厚
さ斑を有し、かつ加工後の表面の艶消し効果も良好であ
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す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】共押出により３層以上積層した複合フィル
ムであって、フィルム両面の光沢度Gs（60゜）が10〜45
％であり、かつ150℃の雰囲気下、100％伸張時のフィル
ム強度F100が0.5〜3.0kg/mm²であることを特徴とする成
形用艶消し積層ポリエステルフィルム。