JP3370427B2 - 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、ポリエステルフィルム
に関し、より詳しくは、インク、あるいはドライラミネ
ート用接着剤との接着が良好であり、かつ、透明性に優
れ、実用上充分な滑り性を有する各種包装材料、一般工
業用材料等の用途に用いられるポリエステルフィルムに
関する。 【０００２】 【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ポリ
エチレンテレフタレートに代表されるポリエステルフィ
ルムは、透明性、機械物性、寸法安定性等の物理特性、
ならびに耐薬品性等の化学的特性が優れていることから
磁気テープ、一般工業用、食品包装用等に広く用いられ
ている。 【０００３】しかしながら、ポリエステルフィルムは上
記の如くの優れた特性を有する反面、インクをはじめド
ライラミネート用接着剤に対する親和性が低く、インク
の場合は印刷性、ドライラミネート用接着剤の場合はラ
ミネートした後のフィルムの剥離強度として充分な値を
発現することはできない。 【０００４】かかるポリエステルフィルムの特性は、ポ
リエチレンテレフタレートの有する耐溶剤性にも起因す
るが、本質的にはポリエチレンテレフタレートを構成す
る分子鎖が剛直であり、かつ、分子の充填密度が高いこ
と以外に、更に、その製造工程において、寸法安定性を
付与するために行う高温熱処理によって生じる結晶化の
相乗効果と考えることができる。 【０００５】これらの欠点をインクまたは接着剤の面か
ら改良することが試みられており、例えば、ＵＶインク
を用いる方法が検討されているが、ＵＶインクは硬化時
の応力歪が大きくポリエステルフィルム界面で表面破壊
が起こる。また、実用特性としては、爪引っかきのよう
な剪断応力に対する耐久性が重要となる。 【０００６】また、フィルム表面にプライマー層を形成
することが検討され、アクリル樹脂、メラミン樹脂等を
プライマーとして用いることが提案され、かつ、使用さ
れている。しかしこれら樹脂はインク層としての密着性
に優れるものの、ポリエステルフィルムとの界面で剥離
しやすいという欠点を有する。従って、ポリエステルフ
ィルムとインク層の２つの界面における高い接着力を有
するプライマー樹脂の開発が求められているが未だ実用
上充分な性能を得るところ迄至っていない。 【０００７】一方、食品包装用フィルム等の一般包装用
フィルムや一般工業用フィルムにおいては、製造工程や
加工工程の上で一定レベル以上の滑り性が必要であり、
十分な滑り性が得られない場合には、巻取り工程でのシ
ワの発生、巻き形状の悪化、品質の低下等の問題が起こ
りやすくなる。そこで、ポリエステルフィルムの滑り性
を改良する目的で、フィルム表面を適度に粗面化する方
法が行われている。粗面化の方法としては、ポリエステ
ルの重合工程中にポリエステルと屈折率が近似した無機
微粒子を添加して粗面化する方法や、ポリエステルの縮
合過程でポリマー中に微粒子を析出させて粗面化する方
法等が提案されている。しかし、このような微粒子の含
有によって粗面化されたフィルムでは、フィルム表面に
形成された凹凸によってインク等との接触面積が低下
し、接着性がより低下するという問題点を有している。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の状
況に鑑み、インク、あるいはドライラミネート用接着剤
（以下、溶剤型接着剤という。）との接着性が良好であ
り、かつ透明性に優れ、充分な滑り性を有するポリエス
テルフィルムについて鋭意検討を進めた結果、本発明に
至った。すなわち、本発明は、全酸成分に対して３〜２
０モル％のイソフタル酸を含むジカルボン酸成分と、得
られる樹脂に対して１〜１０重量％のジエチレングリコ
ールを含むジオール成分とを、構成成分とするポリエス
テル樹脂からなるフィルムであって、該フィルム中に重
量平均分子量が４０００〜２００００であるポリエチレ
ングリコールが０．１〜１０重量％、カルシウム元素が
１４５ｐｐｍ以上およびリン元素がカルシウム元素に対
する元素量比で０．５〜１．０となる量含有されてお
り、ヘイズが７％以下で、かつ、動摩擦係数が０．５以
下であることを特徴とするポリエステルフィルムにあ
る。 【０００９】以下、本発明について詳述する。 【００１０】本発明のポリエステルフィルムに使用され
るポリエステル樹脂は、全酸成分に対して３〜２０モル
％量のイソフタル酸を含むジカルボン酸成分と、得られ
るポリエステルに対して１〜１０重量％のジエチレング
リコールを含むジオール成分とから構成されることを特
徴とする。 【００１１】ジカルボン酸成分中に含有させるイソフタ
ル酸は、得られるポリエステルの結晶性を低下させてイ
ンクおよび溶剤型接着剤に対する親和性を高め、接着性
の向上に寄与する効果がある。従って、イソフタル酸は
全酸成分に対して３〜２０モル％、好ましくは５〜１５
モル％となる量含有させることが必要である。イソフタ
ル酸の含有量が３モル％未満ではイソフタル酸を含有せ
しめた効果がなく、２０モル％を超えるとポリエステル
樹脂の結晶性が失われ、ポリエステルフィルムの耐熱
性、寸法安定性、引張弾性率や引張破断伸度等の機械的
性質が低下するようになる。 【００１２】本発明においてイソフタル酸と併用される
他のジカルボン酸の例としては、テレフタル酸、ナフタ
レン−１，４−もしくは−２，６−ジカルボン酸、また
はこれらのジアルキルエステル、ジアリールエステル等
の芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成誘導体が
挙げられる。これらの中でもテレフタル酸がポリエステ
ル樹脂の全酸成分中に８０モル％以上含有されることが
好ましく、さらに好ましくは８５モル％以上である。こ
れは、芳香族ジカルボン酸あるいはそのエステル形成誘
導体が８０モル％未満では、製膜したポリエステルフィ
ルムの機械的強度が低下する傾向があるためである。ま
た、本発明においては、グルタル酸、アジピン酸、セバ
シン酸、シュウ酸、コハク酸等の脂肪族ジカルボン酸あ
るいはそのエステル形成誘導体を、ポリエステル樹脂の
全ジカルボン酸成分中に２０モル％未満、好ましくは１
５モル％未満の範囲で含有させてもよい。 【００１３】ジオール成分中に含有させるジエチレング
リコールは得られるポリエステルのガラス転移温度（以
下、Ｔｇと略する。）を低下させて、インクおよび溶剤
型接着剤の接着性を向上させる効果がある。ジエチレン
グリコールの含有量は得られるポリエステルに対して１
〜１０重量％、好ましくは３〜７重量％の範囲である。
ジエチレングリコールの含有量が１重量％未満では添加
効果が得られず、１０重量％を超えるとポリエステル樹
脂のガラス転移温度や融点が低下しポリエステルフィル
ムの耐熱性、寸法安定性、引張強度等が低下するととも
に、ポリエステル樹脂の熱安定性が低下しポリエステル
フィルムが劣化や着色しやすくなる。 【００１４】本発明においてジエチレングリコールと併
用される他のジオール成分としてはエチレングリコール
を主成分とするものであり、好ましくは全ジオール成分
中に８０モル％以上の範囲で、さらに好ましくは８５モ
ル％以上の範囲で含有される。また、本発明において
は、エチレングリコール以外のジオール成分としては、
ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタン
ジオール、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、ビスフェノール化合物またはその
誘導体のエチレンオキシド付加物等を使用することがで
きる。また、必要に応じてトリメリット酸、トリメシン
酸、トリメチロールプロパン等の多官能性の第三成分を
併用してもよい。本発明において用いる、上記のジカル
ボン酸成分とジオール成分から構成されるポリエステル
樹脂は、その繰り返し単位の８０モル％以上がエチレン
テレフタレート単位であることが好ましい。 【００１５】これらポリエステル樹脂は、公知の直接重
合法やエステル交換法等により製造することができ、そ
の重合度は特に制限されるものではないが、フィルム原
反の成形性から、固有粘度（フェノール／テトラクロロ
エタン等重量混合溶液中で２５℃にて測定）が０．５〜
１．２ｄｌ／ｇ程度のものが好ましい。 【００１６】本発明のポリエステルフィルムは、上記構
成のポリエステル樹脂からつくられたフィルムであっ
て、高分子量ポリエチレングリコール、カルシウム元素
およびリン元素からなる微粒子が含有されてなるもので
ある。 【００１７】本発明において用いられるポリエチレング
リコールは、数平均分子量が４０００〜２００００のも
のである。ポリエステルフィルム中へのポリエチレング
リコールの添加は、ポリエステルフィルムの融点を下げ
ることなくＴｇを低下させて、さらにインクおよび溶剤
型接着剤の接着性を高める作用効果をもたらす。ポリエ
チレングリコールの数平均分子量が４０００未満ではポ
リエステルの主鎖中に組み込まれてポリエステル樹脂の
ガラス転移温度や融点が低下し、ポリエステルフィルム
の耐熱性、寸法安定性、引張強度等が低下するようにな
り、一方、２００００を超えるとヘイズが増加し、鮮明
な印刷を行うことが困難となる。 【００１８】ポリエチレングリコールのポリエステル中
の含有量は、０．１〜１０重量％、好ましくは０．５〜
７重量％の範囲であり、０．１重量％未満ではポリエチ
レングリコールの添加効果が得られず、一方、１０重量
％を超えるとポリエステルフィルムのＴｇの低下と、ヘ
イズの増大を招き、また、ポリエチレングリコールがブ
リードアウトするようになる。 【００１９】本発明においては、ポリエチレングリコー
ルとともに、ポリエステルフィルム中にカルシウム元素
およびリン元素を含有する内部粒子を含むものであり、
カルシウム元素およびリン元素を含有する内部粒子は、
ポリエステルの製造時に反応系にカルシウム化合物とリ
ン化合物を添加することによって析出した粒子である。
反応系に添加するカルシウム化合物としては、水酸化
物、酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩等の無機化合物、酢酸
塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、ステアリン酸塩等の有機
酸塩等が使用できる。これらの化合物は、単独あるいは
二種以上を併用して使用することができる。 【００２０】ここで、カルシウムの含有量は、滑り性に
大きな影響を与え、カルシウム含有量が増えるにしたが
って、得られるフィルムの滑り性は漸次向上する傾向に
ある。しかし、過剰量のカルシウム元素は、系内におけ
るカルシウムを凝集させ、粗大粒子の生成を誘発するた
め、フィルムとして必要とされる最低限の滑り性を与え
る範囲とすることが好ましい。このため、カルシウム化
合物は、フィルム中に含有されるカルシウム元素量が、
１４５ｐｐｍ以上、好ましくは１５０〜５００ｐｐｍの
範囲となるように添加される。カルシウム元素の含有量
が、１４５ｐｐｍ未満の場合はフィルムの滑り性が低下
するためである。また、多量に含有する場合は、重合過
程で内部粒子の粗大化が生じ、濾過圧の上昇等の工程上
好ましくない結果を招くようになるためである。 【００２１】本発明で使用されるリン化合物としては、
リン酸、亜リン酸、リン酸トリメチル、リン酸トリエチ
ル、リン酸トリフェニル、亜リン酸トリメチル、亜リン
酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル等が挙げられ、こ
れらを単独または二種以上を組み合わせて使用すること
ができる。 【００２２】内部粒子は重合工程でカルシウム化合物と
リン化合物を添加し工程中で反応析出させるため、カル
シウムとリンの濃度は得られる粒径・生成量に大きく影
響する。したがって、リン化合物はリン元素量がカルシ
ウム元素に対する元素量比で０．５〜１．０となるよう
に添加することが必要である。これは、カルシウム元素
に対する元素量比が０．５未満であると未反応の過剰の
カルシウムが残存するため重合性を低下させ、反応系内
での滞留によりポリマーを着色させる恐れがあるためで
ある。また、リン元素がカルシウム元素に対する元素量
比で１．０を超えると過剰のリンが残存するために、重
縮合過程において熱分解を生じ易く、ポリマーを着色さ
せるほか、目的とする重合度の高いポリマーが得られな
くなるためである。 【００２３】本発明のポリエステルフィルムの製法は、
特に限定されないが、例えば、溶融縮合法等により、上
記のポリエチレングリコール、カルシウム元素およびリ
ン元素を含有するポリエステル樹脂を製造し、二軸に配
向させることにより得ることができる。その製造法とし
ては、公知の製造法、例えば、樹脂を２７０〜３００℃
で溶融押出した後、４０〜８０℃で冷却固化して得られ
た実質的に無配向であるシートを、８０〜１２０℃で縦
横に同時二軸、または縦方向に延伸した後、テンター内
にて一段または多段に横方向に延伸する、いわゆる逐次
延伸を利用する方法、さらに、横方向の延伸が実質的に
終了した後、引き続きテンター内にて２００〜２４０℃
で熱処理を行って結晶化による配向固定を行い、寸法安
定性を高める方法等を利用して得ることができる。本発
明のポリエステルフィルムの厚さは、特に限定されるも
のではないが６〜３８０μｍの範囲のものである。 【００２４】以上の構成からなる本発明のポリエステル
フィルムはフィルム厚さ１２μｍにおいてヘイズが７％
以下で、かつ、動摩擦係数が０．５以下であることが重
要である。ヘイズが７％を超える場合には、透明性が低
下するようになり、また、動摩擦係数が０．５を超える
と製膜および加工工程でトラブルが発生するようにな
る。 【００２５】 【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明を
具体的に説明する。実施例および比較例における評価は
次の方法で行った。 【００２６】１．ヘイズ（％） 東京電色（株）製（ＭＯＤＥＬ ＴＣ−ＨＩＩＩ）ヘイ
ズメーターにて、厚さ１２μｍフィルムのヘイズを測定
した。 【００２７】２．動摩擦係数 新東科学（株）製、表面試験機（ＨＥＩＤＯＮ型）を用
いて測定した。 【００２８】３．接着性試験 インク接着性：ポリエステル樹脂用のインクをフィルム
表面に塗布し、乾燥後テープ剥離法により、下記の基準
にて評価した。 Ａ…全く剥離が認められない。 Ｂ…剥離面積が全体の７％以内である。 Ｃ…剥離面積が全体の７％を超える。 溶剤型接着剤接着性：ポリブタジエン系接着剤を塗布す
る以外は上記インク接着性試験と同様の方法にて実施し
た。 【００２９】４．固有粘度 ポリマー１ｇを１００ｍｌのフェノール／テトラクロロ
エタン５０／５０（重量比）混合溶液に溶解し、２５℃
にて測定した。 【００３０】実施例１〜１４、比較例１〜１１ 表１に示した量のテレフタル酸、イソフタル酸、ジエチ
レングリコールおよびポリエチレングリコールをスラリ
ー化容器に投入し、更に、酸に対するモル比が１．５と
なる量のエチレングリコールを加えて撹拌しスラリー化
を行った。 【００３１】次に、このスラリーを撹拌機と精留塔を備
えた反応容器に移液し、撹拌を行いながら２６０℃まで
徐々に昇温し、生成する水を系外に排出しながらエステ
ル化を行って反応率９３％のＢＨＴ（テレフタル酸ビス
（β−ヒドロキシエチル））を得た。この得られたＢＨ
Ｔを重縮合反応器に移し、表１に示した量の三酸化アン
チモン、酢酸カルシウムおよびリン酸トリメチルを添加
した。２０分間撹拌して過剰のエチレングリコールを溜
出させた後、３０分間で真空度を１ｍｍＨｇ以下にする
とともに、２９０℃まで昇温して重縮合を行い、固有粘
度０．７３のポリエステル樹脂チップを得た。 【００３２】このポリエステル樹脂チップを１２０℃で
１０時間真空乾燥した後、Ｔダイキャスト方式の製膜機
にて１５０μｍのシートとした後、連続して縦および横
方向にそれぞれ３．５倍延伸し、引続いて２３０℃にて
熱処理を行い１２μｍのフィルムを得た。このフィルム
についてのヘイズ、動摩擦係数、インクおよび溶剤型接
着剤との接着性、機械的性質、熱的性質、印刷外観、着
色度合や滑り性等のフィルム特性の測定・評価を行い、
その結果を表２に示す。 【００３３】 【表１】【００３４】 【表２】【００３５】 【発明の効果】以上述べてきた如くの構成からなる本発
明のポリエステルフィルムは、インクまたはドライラミ
ネート用接着剤との接着性が良好であり、かつ透明性に
優れ、充分な滑り性を有すので、各種包装材料、一般工
業用材料等の用途に極めて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田尻 象運 愛知県豊橋市牛川通四丁目１番地の２ 三菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 (56)参考文献 特開 平４−220454（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 5/18 C08L 67/00 - 67/02

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 全酸成分に対して３〜２０モル％のイソ
   フタル酸を含むジカルボン酸成分と、得られる樹脂に対
   して 1〜１０重量％のジエチレングリコールを含むジオ
   ール成分とを、構成成分とするポリエステル樹脂からな
   るフィルムであって、該フィルム中に重量平均分子量が
   ４０００〜２００００であるポリエチレングリコールが
   ０．１〜１０重量％、カルシウム元素が１４５ｐｐｍ以
   上およびリン元素がカルシウム元素に対する元素量比で
   ０．５〜１．０となる量含有されており、ヘイズが７％
   以下で、かつ動摩擦係数が０．５以下であることを特徴
   とするポリエステルフィルム。 【０００１】