JP5489768B2 - 貼合せ化粧材用ポリエステルフィルム - Google Patents
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Description
△P≦0.150 …(2)
HS≦4.2 …(3)
(上記式中、E‘は80℃におけるフィルム縦横両方向の平均貯蔵弾性率(MPa)であり、△Pは、フィルム幅方向、長手方向、厚さ方向の各屈折率(それぞれnX、nY、nZとする)より、式:(nX+nY)/2−nZにより求められる面配向度であり、HSは150℃の乾燥オーブン中で3分間加熱処理後のフィルム縦横両方向の熱収縮率(%)である)
本発明のポリエステルフィルムは、内層とその両面に層を有する、少なくとも3層からなる積層フィルムであって、全ての層が押出し機の口金から共溶融押出しされる、いわゆる共押出し法によって押出されたものを、延伸および熱処理されたものとして得られる。
以下、共押出し3層フィルムについて説明するが、本発明の要旨を越えない限り、本発明は3層フィルムに限定されず、4層またはそれ以上の多層であってもよい。
また、かかるポリエステルは、1種の芳香族ジカルボン酸もしくはそのエステル形成性誘導体と、1種のアルキレングリコールとを出発原料とするポリエステルでもよいが、2種以上の成分を含む共重合体であってもよい。共重合する成分として、上記のほかに、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、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸などのジカルボン酸成分、トリメリット酸、ピロメリット酸などが挙げられる。
押出しに際しては、ポリエステルの溶融押出機を2台または3台以上用いて、いわゆる共押出法により2層または3層以上の積層フィルムとすることができる。層の構成としては、A原料とB原料とを用いたA/B構成、またはA/B/A構成、さらにC原料を用いたA/B/C構成またはそれ以外の構成のフィルムとすることができる。例えばA原料として特定の粒子を用いてA層の表面形状を設計し、B原料としては粒子を含有しない原料を用い、A/BまたはA/B/A構成のフィルムとすることができる。この場合B層の原料を自由に選択できることからコスト的な利点などが大きい。また当該フィルムの再生原料をB層に配合しても表層であるA層により表面粗度の設計ができるので、さらにコスト的な利点が大きくなる。次いで、溶融したポリマーをダイから押出し、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延伸シートを得る。この場合、シートの平面性を向上させるため、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および/または液体塗布密着法が好ましく採用される。
アイティー計測制御製動的粘弾性測定装置(DVA−200型)を使用した。幅5mmのフィルムをチャック間20mmとなるように測定装置にセットし、0℃から300℃まで10℃/min.の速度で昇温させながら、周波数10Hzで粘弾性の推移を測定し、縦横両方向の平均値を用いた。
アタゴ製アッベ式屈折計を使用した。ヨウ化メチレンをマウントして、試料フィルムを測定面が下になるようにプリズムに密着させ、単色光ナトリウムD線(589nm)を光源として長手方向、幅方向、厚み方向の屈折率(それぞれNx、Ny、Nz)を測定した。得られた値から下記式により各層の面配向度ΔPを求めた。なお、測定試料は製品マスターロールの中央部分より採取した。
ΔP=(nX+nY)/2−nZ
熱風循環炉(田葉井製作所製)を使用し、無張力状態のフィルムを150℃の雰囲気中で3分間熱処理し、フィルムの縦方向および横方向の熱処理前後の長さを測定し、下記式にて計算し、5本ずつの試料についての平均値で表した。
熱収縮率(%)=(L0−L1)×100/L0
(上記式中、L0は熱処理前のサンプル長さ(mm)、L1は熱処理後のサンプル長さ(mm)を表す)
なお、L0がL1よりも小さくなる場合(フィルムが膨張する場合)は、熱収縮率の値を−(マイナス)で表した。
TA Instruments社製の示差走査熱量計「DSC−2920型」を使用し、試料5mgを0℃から300℃まで20℃/min.の速度で昇温させた際に得られる融解に伴う吸熱ピークの温度をTmとした。
上述の方法により得た融解ピーク温度の内、B層融点は、製膜したフィルムの表層(A層)を除去したフィルムから得られた融解ピーク温度とし、A層融点は、B層融点と異なる融解ピーク温度とした。
透過型電子顕微鏡(TEM)によるフィルム断面の観察にて行った。すなわち、フィルムサンプルの小片を、エポキシ樹脂に硬化剤、加速剤を配合した樹脂に包埋処理し、ウルトラミクロトームにて厚み200nmの切片を作成し、観察用サンプルとした。得られたサンプルを日立(株)製透過型電子顕微鏡(H−9000)にて観察した。その断面のうちフィルム表面とほぼ平行に、明暗によってその界面が観察される。その界面とフィルム表面までの距離を透過型電子顕微鏡写真1枚について平均し、表層厚さ、および塗布層厚さを求めた。但し、加速電圧は300kV、倍率は表層厚みに応じ、1〜10万倍の範囲で設定した。少なくとも50枚の写真について行い、測定値の厚い方から10点、薄い方から10点削除して30点を平均して測定値とした。
横河・ヒューレット・パッカード社の内側電極50mm径、外側電極70mm径の同心円型電極である16008A(商品名)を23℃、50%RHの雰囲気下で試料に設置し、100Vの電圧を印加し、同社の高抵抗計である4329A(商品名)で試料の表面固有抵抗を測定した。
ロール状のフィルムサンプルを8MPaのテンションで巻出し、4色のグラビア印刷を施したあと、180℃にて30秒間乾燥することにより、絵柄印刷化粧フィルムを作成した。得られた絵柄印刷を目視観察し、以下の基準にて判定した
○:印刷ズレ(フィルムの伸び)の発生がなく、またインキはじきも観察されない
△:僅かに印刷ズレもしくはインキはじきが観察されるが、実用上使用可能なレベルである
×:印刷ズレ、インキはじきが観察され、著しく外観が悪い
東洋インキ製造製セロカラー用印刷インキCCST39藍を用い、乾燥後の塗膜厚さが1.5μmになるようにフィルム表面に塗布し、80℃で1分間熱風乾燥し、評価用フィルムを得た。評価用フィルムを温度23℃、湿度50%RHにて24時間調温調湿し、フィルムのインキ塗布面にニチバン社製セロテープ(登録商標)(18mm幅)を気泡の入らぬように7cmの長さに貼り、この上を3kgの手動式荷重ロールで一定の荷重を与えた。フィルムを固定し、テープの一端を500gの錘に接続し、錘が45cmの距離を自然落下後に、180℃方向の剥離試験が開始する方法で評価した。接着性は、次の3段階の基準で評価した。
△:フィルム面からインキが剥離するが、剥離する面積は10%未満である
×:10%以上の面積でインキが剥離する
実用的には○または△であれば問題なく使用できる。
上記(7)にて作成した化粧材を、印刷面を内側にして通常の室内に同じ高さで置き、1ヶ月後の塵埃等による汚れの付着状態を比較した。汚れ付着の程度は、次の3段階の基準で評価した。
△:汚れの付着は僅かに認められるが実用上使用可能なレベル
×:汚れの付着が多く認められ、実用上実害となる可能性大であるレベル
上記(7)にて作成した化粧材を、オスメス金型を用いて、底面直径50mm、深さ5mmの円筒状に100個/分の速度で連続成形した。得られたサンプルの状態を目視観察し、以下の基準にて判定した。
△:100個中、成型不良が15個以下
×:100個中、成型不良が16個以上
印刷適正および化粧板適正を総合的に評価し、化粧材用フィルムとして優れているものを○、十分ではないが実用上使用可能なものを△、不十分なもの×とした。
テレフタル酸ジメチル100部とエチレングリコール60部とを出発原料とし、触媒として酢酸マグネシウム・四水塩0.09部を反応器にとり、反応開始温度を150℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、3時間後に230℃とした。4時間後、実質的にエステル交換反応の終了したこの反応配合物に平均粒径が2.3μmの非晶質シリカ粒子をエチレングリコールスラリーとして添加し、エチルアシッドフォスフェート0.04部を添加した後、三酸化アンチモン0.04部を加えて、4時間重縮合反応を行った。すなわち、温度を230℃から徐々に昇温し280℃とした。一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には0.3mmHgとした。反応開始後、4時間を経た時点で反応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させ、ポリエステル(1)を製造した。得られたポリエステル(1)のTmは257℃、Tgは80.7℃であった。またポリマー中での非晶質シリカ粒子の含有量は0.5%であった。
ポリエステル(1)の製造において、テレフタル酸ジメチル100部の替わりにテレフタル酸ジメチル78部、イソフタル酸ジメチル22部とし、粒子を無添加としたこと以外はポリエステル(1)と同様の方法でポリエステル(2)を製造した。得られたポリエステル(2)のTmは256℃、Tgは80.2℃であった。
テレフタル酸ジメチル75モル%、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル25モル%、エチレングリコール50モル%、1,4−ブタンジオール50モル%、テトラブチルチタネート0.005部を反応器にとり、反応開始温度を190℃とし、メタノールの留出とともに反応温度を徐徐に上昇させ、3時間後に225℃まで昇温した。さらに、常法により重縮合反応を行った。この反応は、温度を徐徐に高めると共に圧力を常圧より徐徐に減じ、2時間後、温度を280℃、圧力を0.3mmHgとした。反応開始後、4時間を経た時点で反応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させ、ポリエステル(3)を製造した。得られたポリエステル(3)のTmは256℃、Tgは80.2℃であった。
下記表1に示す水性塗料原液を下記表2に示す割合で配合してP1〜P3の水性塗布液を作成した。
下記表3に示す水性塗料原液を下記表4に示す割合で配合してQ1〜Q4の水性塗布液を作成した。
上記ポリエステル(1)、(2)、(3)をそれぞれ30%、50%、20%の割合で配合した原料をA層の原料とし、ポリエステル(2)、(3)、をそれぞれ40%、60%の割合で配合した原料をB層とし、2台の押出機に各々を供給して各々280℃で溶融した後、A層を両外層、B層を内層として、キャスティングドラム上に、2種3層(ABA)の層構成で共押出し、静電印加法を適用して急冷固化させて無定形シートを得た。得られたシートを縦方向に80℃で3.4倍延伸した後、片面に接着層を塗布し、反対面に帯電防止層を塗布した。続いて100℃で横方向に3.4倍延伸し、5%の幅方向の弛緩を行ないながら192℃で熱処理を行なった。得られたフィルム厚のA層/B層/A層をそれぞれ5/40/5(μm)の層構成からなる50μmの積層ポリエステルフィルムを得た。また接着層と帯電防止層の塗布層の各厚さは、いずれも0.1μmであった。このときのA層、B層におけるポリエステル原料の配合率と各塗布層の組成および得られたフィルムの特性と評価結果を下記表5〜7に示す。これを基材とする化粧フィルムの評価結果は良好であった。
上記ポリエステルA層の配合原料を実施例1と同じで、B層のポリエステル(2)、(3)を、それぞれ55%、45%の割合で配合し、B層の共重合ポリエステルを実施例1よりも15%減量とした。製造方法は実施例1と同様とし、フィルム厚さのA層/B層/A層をそれぞれ5/40/5(μm)の層構成からなる50μmの積層ポリエステルフィルムを得た。このときのA層、B層におけるポリエステル原料の配合率と各塗布層の組成および得られたフィルムの特性と評価結果を下記表5〜7に示す。これを基材とする化粧フィルムの評価結果は良好であった。
上記ポリエステル(1)、(2)、(3)をそれぞれ30%、30%、40%の割合で配合した原料をA層の原料とし、A層の共重合ポリエステルを実施例1〜3よりも20%増量した。B層の配合原料は実施例2と同様とした。製造方法は実施例1と同じで、フィルム厚さのA層/B層/C層をそれぞれ5/40/5(μm)の層構成からなる50μmの積層ポリエステルフィルムを得た。このときのA層、B層におけるポリエステル原料の配合率と各塗布層の組成および得られたフィルムの特性と評価結果を下記表5〜7に示す。これを基材とする化粧フィルムの評価結果は良好であった。
A層、B層の配合原料を前記実施例3と同様とし、片面に接着層を塗布し、反対面の帯電防止層を塗布せずに前記実施例3と同じ製造方法で50μmの積層ポリエステルフィルムを得た。このときのA層、B層におけるポリエステル原料の配合率と各塗布層の組成および得られたフィルムの特性と評価結果を下記表5〜7に示す。この結果より、僅かにインキはじきが観察されるが、実用上使用可能なレベルである。また汚れの付着も僅かに認められるものの実用上使用可能なレベルにあった。
A層、B層の配合原料を実施例4、5と同様とし、片面の接着層を塗布せずに反対面の帯電防止層のみを塗布して製造方法を前記実施例4、5と同じ製造方法で50μmの積層ポリエステルフィルムを得た。このときのA層、B層におけるポリエステル原料の配合率と各塗布層の組成および得られたフィルムの特性と評価結果を下記表5〜7に示す。この結果より、インキの接着不足により10%以上の面積でインキ剥離が発生し実用的に使用不可と判定される。
A層、B層の配合原料を実施例4、5と同様とし、製造方法において熱処理温度を192℃から185℃に変更して、50μmの積層ポリエステルフィルムを得た。このときのA層、B層におけるポリエステル原料の配合率と各塗布層の組成および得られたフィルムの特性と評価結果を下記表5〜7に示す。この結果より、横方向の加熱収縮率が大きくなったことが原因して加工時の幅縮みが著しく増大し、これに伴い印刷ズレによる外観不良が多発した。
A層、B層の配合原料および製造方法を実施例3と同様とし、製造方法において縦倍率を3.4倍から3.6倍に、横倍率を3.4倍から3.7倍に変更して前記同様に50μmの積層ポリエステルフィルムを得た。このときのA層、B層におけるポリエステル原料の配合率と各塗布層の組成および得られたフィルムの特性と評価結果を下記表5〜7に示す。この結果より、面配向度(△P)が増大し、化粧フィルムの貼合せ時にフィルム追随性が原因する成型不良が多発した。
上記ポリエステル(1)、(2)、(3)をそれぞれ30%、55%、15%の割合で配合した原料をA層の原料とし、A層の共重合ポリエステルを比較例3よりもさらに5%減量とした。B層の配合原料は前記比較例3と同様とした。また製造方法において、縦倍率を3.4倍から3.2倍に、横倍率を3.4倍から3.2倍に変更して前記同様に50μmの積層ポリエステルフィルムを得た。このときのA層、B層におけるポリエステル原料の配合率と各塗布層の組成および得られたフィルムの特性と評価結果を下記表5〜7に示す。この結果より、化粧フィルムの貼合せ時に柔軟性が原因とする成型不良が多発した。
Claims (1)
- テレフタル酸と2,6−ナフタレンジカルボン酸とを含むジカルボン酸成分と、1,4−ブタンジオールとエチレングリコールとを含むグリコール成分とからなる共重合ポリエステルを40〜90重量%含有するポリエステル層の両面に、テレフタル酸と2,6−ナフタレンジカルボン酸とを含むジカルボン酸成分と、1,4−ブタンジオールとエチレングリコールとを含むグリコール成分とからなる共重合ポリエステルを20〜40重量%とイソフタル酸共重合ポリエステルを30〜50重量%を含有するポリエチレンテレフタレート共重合体からなる層を有する積層フィルムの少なくとも片面に塗布層を有し、下記式(1)〜(3)を同時に満足することを特徴とする貼合せ化粧材ポリエステルフィルム。
E’≦1500 … (1)
ΔP≦0.150 … (2)
HS≦4.2 … (3)
(上記式中、E’80℃におけるフィルム縦横両方向の平均貯蔵弾性率(MPa)であり、ΔPは、フィルム幅方向、長手方向、厚さ方向の各屈折率(それぞれんX、nY、nZとする)より、式:(nX+nY)/2−nZにより求められる面配向度であり、Hsは150℃の乾燥オーブン中で3分間加熱処理後のフィルム縦横両方向の熱収縮率(%)である)
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