JP5409442B2

JP5409442B2 - 単層白色ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JP5409442B2
Application number: JP2010043636A
Authority: JP
Inventors: 隆志日比谷
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2010-02-28
Filing date: 2010-02-28
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2030-02-28
Also published as: JP2011178869A

Description

本発明は、単層白色ポリエステルフィルムに関し、艶消し性、耐カール性、搬送性に優れ、特に高度の隠蔽性と白色度を合わせ持ち、ＩＣカードのコアシートとして好適に使用される単層白色フィルムに関する。

ＩＣカードは、大記録容量や多機能性において、従来のクレジットカードやキャッシュカードなどの磁気カードより優れるため、それらの代替として実用化が本格的に進んでいる。ＩＣカードは従来の磁気カードと同じプラスチックカードに集積回路（ＩＣチップ）やアンテナコイルからなる内蔵モジュールを埋め込んだ構成をとる。この構成にはいくつかの種類があるが、基本的には３層構成であり、内蔵モジュールをコアシートで挟み込み、さらにそのコアシートの両面に保護層としてオーバーシートが設けられた構成をとる。その際、プリペイドカードやクレジットカードなどと同様にコアシートの片面あるいは両面に絵柄が印刷されたり、必要に応じて磁気記録層などが設けられたりする。コアシートとしては、従来から一般的に金属、エポキシ樹脂、硬質塩化ビニル樹脂が用いられ、最近では特にポリイミド樹脂も用いられる。しかし、これらをコアシートとして用いた場合、コアシートに内蔵モジュールを挟み込んだ構成では、内部のＩＣチップや回路等が透けて見えない程度の高隠蔽性および白色度が要求される。

従来、磁気カード用ポリエステルフィルムとして、例えば特許文献１および２等に示された隠蔽性フィルムが知られているが、これらフィルムをＩＣカード用コアシートとして用いても、内蔵モジュールを十分に隠蔽することができない。その改善策として、フィルムを積層構成とし、中芯層の白色顔料濃度を５０重量％程度まで高くすることにより隠蔽性を満足するフィルムとなるが、反面著しく製膜連続性が低下するため、製造が困難となる問題がある。

一方、特許文献３に示されたような白色／黒色の多層フィルムの場合、黒色層に含有する黒色顔料が２重量％以上となり、顔料添加に要するコストアップが問題となっている。

特開平８−１０８４５８号公報特開平８−１３８２３１号公報特開２００１−２６０８７号号公報

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その解決課題は、インクに対する接着性、艶消し性、耐カール性、搬送性に優れ、特に高度の隠蔽性と白色度を合わせ持ち、ＩＣカードのコアシートとして好適に使用される単層白色フィルムを提供することにある。

本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の構成からなるフィルムによれば、上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は、透過濃度ＯＤが０．９以上であり、色相Ｌ*値が９１．９以上である、単一層からなる白色ポリエステルフィルムであって、当該フィルム中に黒色顔料を１０〜６０ｐｐｍ含有することを特徴とする単層白色ポリエステルフィルムに存する。

本発明によれば、インクに対する接着性、艶消し性、耐カール性、搬送性に優れ、特に高度の隠蔽性と白色度を合わせ持ち、ＩＣカードのコアシートとして好適に使用される単層白色フィルムを提供することができ、本発明の工業的価値は高い。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明のポリエステルフィルムを構成するポリエステルとしては、代表的には、例えば、構成単位の８０モル％以上がエチレンテレフタレートであるポリエチレンテレフタレート、構成単位の８０モル％以上がエチレン−２，６−ナフタレートであるポリエチレン−２，６−ナフタレート、構成単位の８０モル％以上が１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレートであるポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート等が挙げられる。その他にも、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。

上記の優位構成成分以外の共重合成分としては、例えば、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のジオール成分、イソフタル酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、５−ソジウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸およびオキシモノカルボン酸などのエステル形成性誘導体を使用することができる。また、ポリエステルとしては、単独重合体または共重合体のほかに、他の樹脂との小割合のブレンドも使用することができる。

本発明においては、単一層からなるポリエステルフィルムに白色顔料を含有する。白色顔料としては、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、硫酸バリウム等が例示でき、これらの中でアナターゼ型酸化チタンが好ましい。ここで白色顔料は、その平均粒子径が通常０．１〜１．０μｍの範囲のものであり、含有量は通常５〜３５重量％である。平均粒子径が０．１μｍ未満ではフィルムの隠蔽性が劣る傾向があり、一方、１．０μｍを超えると製膜連続性が劣ることがある。また、含有量が５重量％未満では、フィルムの白色度と隠蔽性が劣る傾向があり、一方、３５重量％を超えると製膜連続性が劣ることがある。

本発明の単層フィルムは、白色度の観点から色相Ｌ*値が９１以上であることが必要であり、好ましくは９２〜９８の範囲内である。Ｌ*値が９１に満たない場合には、白色フィルム（ＩＣカード）としての意匠性が劣る。一方、Ｌ*値の上限は限定されないが、定義上１００以下となる。Ｌ*値を９１以上とするためには、上記白色顔料の平均粒子径および添加量を調整する。特に添加量を増やすとＬ*値は向上する傾向があり、上記範囲内で添加量を調整することが好ましい。また、併用する黒色顔料の添加量を低く抑えることで、Ｌ*値を所望の範囲内とすることが可能となる。

本発明においては、単一層からなるポリエステルフィルムに、カーボンブラックに代表される黒色顔料を１０〜１００ｐｐｍの低濃度で含有する。ここで黒色顔料は、その一次粒子の平均粒子径が０．２μｍ以下であることが好ましい。一次粒子の平均粒子径が０．２μｍを超えると、ポリエステルフィルム中で高次の凝集粒子径が大きくなり、濃度ムラが発生する傾向がある。含有量については、１０ｐｐｍに満たないと隠蔽性が不足する。一方、１００ｐｐｍを超えると、白色度が不十分となることがある。

本発明の単層フィルムは、隠蔽性の観点から透過濃度ＯＤが０．９以上であることが必要であり、好ましくは０．９〜１．２の範囲内である。ＯＤが０．９未満の場合、ＩＣカードを作成した際に隠蔽性が不足し、内部のＩＣチップが透けて見えると共にカード表層の柄印刷の意匠性が悪くなる。一方、ＯＤの上限は定めないが、１．２を超えると過剰品質となり、コストアップになるため好ましくない。

本発明では、ＩＣカード用フィルムの主要特性である高度の隠蔽性および白色度を両立するために、単層フィルム中の黒色顔料含有量を極めて少ない量に限定して併用することが重要である。

本発明のポリエステルフィルムには、平均粒子径０．１〜１．０μｍの不定形シリカ粒子を０．０１〜１．０重量％さらに含有することが好ましい。平均粒子径が０．１μｍ未満または含有量が０．０１重量％未満であると、フィルムの搬送性が劣る傾向がある。一方、平均粒子径が１．０μｍを超えるまたは含有量が１．０重量％を超えると、フィルムの製膜連続性が低下するのに加え、過剰品質でコストアップになるため好ましくない。

本発明のポリエステルフィルムには、上記の顔料、シリカ粒子以外にも、必要に応じて従来公知の酸化防止剤、熱安定剤、潤滑剤、蛍光増白剤、染料、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤等の添加剤を添加することができる。

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わけではないが、フィルムの加工適性として、適度の腰強度を有することが好ましく、通常２５〜１５０μｍの範囲であり、好ましくは３８〜１２５μｍの範囲内である。厚さが２５μｍ未満ではカードとして腰がなくなると共に、所望の隠蔽性を確保できないことがある。一方、厚さが１５０μｍを超えると面積当たりのコストアップとなる。

次に本発明のフィルムの製造方法について、二軸延伸を用いた場合の一例を詳細に説明するが、本発明の要旨を超えない限り、本発明は以下の例に限定されるものではない。

まず、ポリエステルフィルムを構成する原料を押出機へ供給し、溶融混練後、押し出す。次に、ダイから押し出された溶融シートを、回転冷却ドラム上でガラス転移温度以下の温度になるように急冷固化し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。この場合、シートの平面均一性、冷却効果を向上させるためには、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、本発明においては静電印加密着法が好ましく採用される。次いで、得られたシートを二軸方向に延伸してフィルム化する。まず、通常７０〜１５０℃、好ましくは７５〜１３０℃の延伸温度、通常２．０〜６．０倍、好ましくは２．５〜５．０倍の延伸倍率の条件下、前記未延伸シートを一方向（縦方向）に延伸する。かかる延伸にはロールおよびテンター方式の延伸機を使用することができる。ここで縦延伸後のフィルムに、上述のとおり、塗布層を設けることが好ましい。次いで、通常７５〜１５０℃、好ましくは８０〜１４０℃の延伸温度で、通常２．０〜６．０倍、好ましくは２．５〜５．０倍の延伸倍率の条件下、一段目と直交する方向（横方向）に延伸を行い、二軸配向フィルムを得る。かかる延伸には、テンター方式の延伸機を使用することができる。

上記の一方向の延伸を２段階以上で行う方法も採用することができるが、その場合も最終的な延伸倍率が上記した範囲に入ることが好ましい。次いで、テンター内熱処理を、通常１８０〜２４０℃、好ましくは２００〜２３５℃で、１秒〜２分間行う。この熱処理工程では、熱処理の最高温度のゾーンおよび／または熱処理出口直前の冷却ゾーンにおいて、横方向および／または縦方向に０．１〜２０％の弛緩を行うことが、熱寸法安定性付与の点で好ましい。

本発明の単一層からなるポリエステルフィルムに、ＩＣチップやアンテナコイルなどからなるＩＣカード内蔵モジュールを挟み込み積層することにより、ＩＣカードシートを製造することができる。積層する方法は公知の方法を採ることができ、例えば熱圧着させる方法が挙げられる。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。なお、本発明における各種の物性およびその測定方法、定義は下記のとおりである。

（１）白色顔料の平均粒子径（μｍ）
（株）島津製作所製遠心沈降式粒度分布測定装置ＳＡ−ＣＰ３型を用いて、ストークスの抵抗則に基づく沈降法によって粒子の大きさを測定した。測定により得られた粒子の等価球形分布における積算（体積基準）５０％の値を用いて平均粒径とした。

（２）固有粘度（ｄｌ／ｇ）
ポリエステル１ｇに対し、フェノール／テトラクロロエタン：５０／５０（重量比）の混合溶媒を１００ｍｌの比で加えて溶解させ、３０℃で測定した。

（３）透過濃度ＯＤ
マクベス濃度計ＴＤ−９０４型を用いて、フィルムを単枚で測定した。（この値が大きいほど、高い隠蔽性を表す。）

（４）色調（Ｌ*、ａ*、ｂ*）
ミノルタ製分光測色計ＣＭ−３７００ｄタイプを用いて、反射法によりフィルム表面の測定を行った。Ｃ光源、２°視野を用い、表色系はＬ*ａ*ｂ*（ＣＩＥ１９７６）とした。

実施例１：
ＩＶ＝０．６６で粒子を含有しないポリエチレンテレフタレートを主原料とし、粒子径０．３μｍのアナターゼ型二酸化チタン１５重量％、一次粒子径０．０１μｍのカーボンブラック３０ｐｐｍ、さらに平均粒子径４．２μｍの不定形シリカ０．４重量％を添加し混合したポリエチレンテレフタレート原料（Ａ）を、ベント付二軸押出機に投入して２７０℃で溶融、混練し、得られた溶融体をスリット状に押出し、３０℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着、冷却させて無延伸シートを得た。次いで当該無延伸シートを縦方向に８５℃で３．０倍延伸した後、さらに横方向に１１５℃で４．５倍延伸し、段階的に昇温後、２３０℃で５秒間熱処理した。次いで１９０℃の雰囲気下、幅方向に１％の弛緩処理（テンターレール幅を狭める）を行った。最終的にフィルム厚さ４５μｍの二軸配向フィルムを得た。

実施例２：
実施例１において、カーボンブラックの添加量を１５ｐｐｍとする以外は同様にして、最終的にフィルム厚さ４５μｍの二軸配向フィルムを得た。

実施例３：
実施例１において、カーボンブラックの添加量を６０ｐｐｍとする以外は同様にして、最終的にフィルム厚さ４５μｍの二軸配向フィルムを得た。

比較例１：
実施例１において、カーボンブラックを添加しない以外は同様にして、最終的にフィルム厚さ４５μｍの二軸配向フィルムを得た。

比較例２：
実施例１において、カーボンブラックの添加量を１２０ｐｐｍとする以外は同様にして、最終的にフィルム厚さ４５μｍの二軸配向フィルムを得た。

本発明のフィルムは、例えばＩＣチップやアンテナコイルなどからなるＩＣカード内蔵モジュールを挟み込み積層するためのコアシートとして好適に利用することができる。

Claims

透過濃度ＯＤが０．９以上であり、色相Ｌ*値が９１．９以上である、単一層からなる白色ポリエステルフィルムであって、当該フィルム中に黒色顔料を１０〜６０ｐｐｍ含有することを特徴とする単層白色ポリエステルフィルム。