JP3314814B2 - ヒートシール性空洞含有ポリエステル系フィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラベル、ポスター、記
録紙、包装材料などに用いる際、表面剥離強度や隠ぺい
性、白色性などが改良されたフィルム内部に微細な空洞
を多量に含有したヒートシール性を有するポリエステル
フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂を主原料とした紙代替物である
合成紙は、天然紙に比べて、耐水性、吸湿寸法安定性、
表面安定性、印刷の光沢性と鮮明性、機械的強度などに
優れている。近年、これらの長所を活かした用途展開が
進められている。ポリエステルを主原料とした紙と類似
した機能を有するフィルムを得る方法として、微細な空
洞をフィルム内部に多量に含有させる方法には、フィル
ム自体を軽量化できる点や適度な柔軟性を付与できて、
鮮明な印刷や転写が可能になるという利点がある。微細
な空洞をフィルム内部に生成させる方法として、従来、
ポリエステルと相溶しないポリマーを押出機で溶融混練
し、ポリエステル中に該ポリマーを微粒子に分散させた
シートを得て更に該シートを延伸することによって微粒
子の周囲に空洞を発生させる方法が開示されている。空
洞のために用いられるポリエステルに非相溶のポリマー
（以下、空洞発現剤と呼ぶ）としては、ポリオレフィン
系樹脂（たとえば特開昭４９−１３４７５５号公報）や
ポリスチレン系樹脂（たとえば特公昭４９−２０１６号
公報、特公昭５４−２９５５０号公報）が好ましい。こ
れまでの空洞含有ポリエステル系フィルムは、軽量性、
隠ぺい性、腰が強いなどの優れた性質があったが、ヒー
トシール性がないため製袋などの加工特性が悪かった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の欠
点、即ち、空洞の分布を適性化することによって、印刷
や印字、複写などが鮮明でかつ耐久性があり、隠ぺい性
や白色性に優れ、かつヒートシール性を有する基材を提
供せんとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、ポリエ
ステルに該ポリエステルに非相溶な熱可塑性樹脂が混合
された重合体混合物を少なくとも１軸に配向することに
より製造される微細な空洞を多数含有するポリエステル
系フィルムにおいて、表面から深さ３μｍまでの表層に
含まれる空洞の含有率が４体積％以下であり、かつ全体
層の平均空洞含有率が、８体積％以上５０体積％以下で
あるフィルムの少なくとも片面に、共重合ポリエステル
からなるヒートシール層を有することを特徴とする空洞
含有ポリエステルフィルムに関するものである。

【０００５】本発明の該ポリエステルと該ポリエステル
に非相溶性の熱可塑性樹脂を混合させた重合体混合物
は、たとえば、各樹脂のチップを混合し押出機内で溶融
混練した後、押出して固化することによって得られる方
法や、あらかじめ混練機によって両樹脂を混練したもの
を更に押出機より溶融押出して固化する方法や、ポリエ
ステルの重合工程においてポリエステルに非相溶性の熱
可塑性樹脂を添加し、かくはん分散して得たチップを溶
融押出して固化する方法などによっても得られる。

【０００６】該重合体混合物には、用途に応じて着色
剤、耐光剤、蛍光剤、帯電防止剤などを添加することも
可能である。得られた重合体混合物は、更に速度差をも
ったロール間での延伸（ロール延伸）やクリップに把持
して拡げていくことによる延伸（テンター延伸）や空気
圧によって拡げることによる延伸（インフレーション延
伸）などによって少なくとも１軸に配向処理する。配向
処理することにより、ポリエステルと空洞発現剤の界面
で剥離が起こり空洞が発現する。したがってポリエステ
ルに混合させる該ポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹
脂の量は、目的とする空洞の量によって異なってくる
が、重合体混合物全体に対して３重量％〜３５重量％が
好ましい。３重量％未満では、空洞の生成量を多くする
ことに限界があり、目的の柔軟性や軽量性や描画性が得
られない。逆に、４０重量％以上では、ポリエステルフ
ィルムの持つ耐熱性や強度が著しく損なわれる。

【０００７】該重合体混合物を配向処理する条件は、空
洞の生成と密接に関係する。したがって本目的を達成す
るための条件はたとえば、もっとも一般的に行われてい
る逐次２軸延伸工程を例に挙げると、該重合体混合物の
連続シートを長手方向にロール延伸した後に、幅方向に
テンター延伸する逐次２軸延伸法の場合以下のようにな
る。ロール延伸においては多数の空洞を発生させるため
温度をポリエステルの２軸延伸温度＋３０℃以下、倍率
を１．２〜５倍とするのが好ましい。テンター延伸にお
いては破断せずに安定製膜するため温度を８０〜１４０
℃、倍率を１．２〜５倍とするのが好ましい。延伸配向
処理した空洞含有フィルムは、１３０度以上好ましくは
１８０度以上で熱固定を行うと高温での寸法安定性を向
上させることができる。表層のみ空洞の量を少なくする
ためには、該重合体混合物中の該熱可塑性樹脂の分散粒
子を表層付近の方が中央部付近より細かくする方法が有
効であり、該ポリエステルと該熱可塑性樹脂の溶融粘度
特性や押出機より溶融押しだしするときの条件を選ぶこ
とによって得られる。

【０００８】本発明のフィルムは上記空洞含有ポリエス
テルフィルムに共重合ポリエステルを少なくとも１種類
以上含むヒートシール層を少なくとも片面に設けること
である。ここでいう共重合ポリエステルとは酸性分の９
５〜５０モル％がテレフタル酸残基でアルコール成分の
２０〜７０モル％がエチレングリコール残基からなり有
機溶剤可溶性の重合体である。ここで酸性分の残りの５
〜５０モル％はアジピン酸、セバシン酸その他の脂肪族
二塩基酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ジフェニル
ジカルボン酸等の残基からなる。またアルコール成分の
残りの８０〜３０モル％は１・２−プロピレングリコー
ル、１・３−プロピレングリコール、１・３−ブタンジ
オール、１・４−ブタンジオール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール等のグリコール残基からな
る。特に好ましくは脂肪族系の分岐グリコール、すなわ
ちネオペンチルグリコールやジェチルプロパンジオー
ル、などを用いるのがよいがこれに限定されるものでな
い。あるいはイソフタル酸共重合体であって結晶融解熱
が４cal ／g 、以下好ましくは６cal ／g 以下のものが
よい。本発明の共重合ポリエステルは、クロロホルム、
トルエン、キシレンなどの有機溶剤に溶融した後フィル
ムの少なくとも片面に塗布したり、また共押し出し方に
よる積層フィルムとすることが好ましいがこれに限定す
るものではない。

【０００９】

【作用】本発明において、ポリエステルを用いるのは、
該空洞含有ポリエステルフィルムの耐熱性や機械的強度
を満足させるためである。本発明において、ポリエステ
ルに該ポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂を混合
し、重合体混合物を得るのは、ポリエステル中に該ポリ
エステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の微細な粒子を分散
させて、次の配向処理によって生じる空洞の核を作るた
めである。本発明において表層３μｍに含まれる空洞の
量を空洞率４体積％以下にするのは、表面強度を強くす
るためであり、表面強度が強くなることによって壁会に
対する強さも向上するためである。一方、全体層の平均
空洞率を８体積％以上にするのは、鮮明な印刷や転写が
できるような柔軟性を得るためである。

【００１０】実施例 次に本発明の実施例を示す。

【００１１】１）ポリエステルの固有粘度 ポリエステルをフェノール（６重量部）とテトラクロロ
エタン（４重量部）の混合溶媒に溶解し、３０℃で測定
した。

【００１２】２）ポリスチレン系樹脂のメルトフローイ
ンデックス ＪＩＳ−Ｋ７２１０に準じて２００℃、荷重５ｋｇで測
定した。

【００１３】３）フィルムの見かけ比重 フィルムを５．００ｃｍ×５．００ｃｍの正方形に正確
に切り出し、その厚みを５０点測定し、平均厚みをｔμ
ｍとし、それの重さを０．１ｍｇまで測定しｗｇとし、
フィルムの見かけ密度を下式によって計算した。 見かけ密度（ｇ／ｃｍ ^３ ）＝ｗ／（５×５×ｔ）×１００００ また、固体の比重は固体の密度と４℃での水の密度
（０．９９９９７３ｇ／ｃｍ ^３ ）との比と一般に定義さ
れ、水の密度は実質上１．００ｇ／ｃｍ ^３ とみなせるこ
とから、上記フィルムの見かけ密度を水の密度で除する
と、フィルムの見かけ比重は下記のように算出される。

【００１４】 見かけ比重（−）＝ｗ／（５×５×ｔ）×１００００

【００１５】４）フィルムの平均空洞率 下式によって計算した。

【００１６】 空洞含有率（体積％）＝１００×（１−真比容積／見かけ比容積） ただし、

【００１７】 真比容積＝ｘ１／ｄ１＋ｘ２／ｄ２＋ｘ３／ｄ３＋…＋ｘｉ／ｄｉ＋…

【００１８】 見かけ比容積＝１／フィルムの見かけ比重 上式におけるＸｉはｉ成分の重量分率、ｄｉはｉ成分の
真比重を表す。実施例中の計算において用いた真比重の
値は、ポリエチレンテレフタレート１．４０、一般用ポ
リスチレン１．０５、アナターゼ型二酸化チタン３．９
を用いた。

【００１９】５）空洞含有フィルムの表層の空洞率 フィルムの断面の表層付近を走査型電子顕微鏡で写真撮
影した後、表層から深さ３μｍまでの領域の空洞をトレ
ーシングフィルムにトレースし塗りつぶした図を画像解
析装置で画像処理を行い、空洞率を面積率で求め、この
値をそのまま体積％とし表示した。 ・使用した走査型電子顕微鏡 日立製作所製 Ｓ−５１０型の走査型電子顕微鏡 ・使用した画像解析処理装置 ルーゼックスIIＤ（ニレコ株式会社）

【００２０】６）光線透過率 ＪＩＳ−Ｋ６７１４に準じ、ポイック積分球式Ｈ．Ｔ．
Ｒメーター（日本精密光学製）を用い、フィルムの光線
透過率を測定した。この値が小さいほど隠ぺい性が高
い。

【００２１】７）表面剥離強度 セロテープ（１８ｍｍ幅、ニチバン製）を用い、セロテ
ープ剥離テストにより表面剥離強度を評価した。剥離角
は空洞含有フィルムを平面に保ち約１５０度方向で行っ
た。剥離された空洞含有フィルムの面積より、以下のよ
うに差別化した。 クラス５・・・全体が剥離した クラス４・・・ほとんど剥離した クラス３・・・半分程度、剥離した クラス２・・・ほとんど剥離しない クラス１・・・まったく剥離しない

【００２２】実施例 原料として固有粘度０．６２のポリエチレンテレフタレ
ート樹脂８６重量％とメルトフローインデックス３．０
ｇ／１０分一般用ポリスチレン１０重量％および平均粒
径０．３μｍのアナターゼ型二酸化チタン４重量％を２
軸スクリュー押出機でＴ−ダイスより２９０℃で溶融押
出しし、静電気的に冷却回転ロールに密着固化し、引き
続きロール延伸機で８０℃で３．５倍縦延伸を行い、引
き続きテンターで１３０℃で３．５倍延伸し、２２０℃
で３％緩和させながら熱固定し、内部に多数の空洞を含
有するポリエステルフィルムを得た。このときの重合体
混合物の融液の平均流速は８．８ｍ／秒であった。見か
け比重は１．１６、表層部の空洞率は１体積％、全体の
平均空洞率は１６体積％、光線透過率は１５％、厚み５
２μｍであった。このフィルムの片面に酸成分としてテ
レフタル酸８０モル％とセバシン酸２０モル％を使用
し、グリコール成分としてエチレングリコール６０モル
％とネオペンチルグリコール４０モル％を使用した線状
共重合ポリエステル（軟化点１２５℃）と塩化ビニリデ
ン−アクリロニトリル共重合体（サランレジンＦ２１６
旭ダウ┷製）を５０／５０（重量比）で混合し、溶媒
（テトラヒドロフラン／トルエン＝７０／３０（重量
比）の混合溶液）に６０℃で２時間加熱溶融した溶液を
２．３８ｇ／ｍ² 塗布し、８０℃３０秒間乾燥し、コー
トフィルムを作製した。接着力は１１０ｇ／ｃｍ、ヒー
トシール強度ｇ／ｃｍ、コーティングフィルムを巻いた
後再び巻き戻してもブロッキングはしていなかった。

【００２３】接着力 ニチバン製セロテープを塗布面にはりつけ、止め句を基
材フィルムから剥離するときの強度を引張試験機で測定
した。引っ張り速度２００ｍｍ／分、剥離角１８０゜、
１ｃｍ幅で行った。

【００２４】ヒートシール強度 ２枚のフィルムを１５０℃の温度、５ｋｇ／ｃｍ² の圧
力でヒートシールしたフィルムを室温に２４時間放置し
た後引っ張り試験機を用いて１８０゜の角度に２００ｍ
ｍ／分の速度で引き剥した際のかかる力で評価した。

【００２５】

【発明の効果】本発明の空洞含有ポリエステルフィルム
は、従来のポリスチレンやポリオレフィンを空洞発現剤
として用いて得られる空洞含有ポリエステルフィルムと
同様に、軽量性、柔軟性、隠ぺい性、艶消し性、描画性
などを有していると共に、従来の空洞含有ポリエステル
フィルムに比べ、ヒートシール性を有しているため加工
性に優れ比重、白度、表面塗れ性などが優れている。従
って本発明の空洞含有ポリエステルフィルムはラベル、
ポスター、記録紙、包装用材料などのきわめて広い分野
で使用できる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエステルに該ポリエステルに非相溶な
   熱可塑性樹脂が混合された重合体混合物を少なくとも１
   軸に配向することにより製造される微細な空洞を多数含
   有するポリエステル系フィルムにおいて、表面から深さ
   ３μｍまでの表層に含まれる空洞の含有率が４体積％以
   下であり、かつ全体層の平均空洞含有率が、８体積％以
   上５０体積％以下であるフィルムの少なくとも片面に、
   共重合ポリエステルからなるヒートシール層を有するこ
   とを特徴とする空洞含有ポリエステルフィルム。