JPH02204020A - 成形用二軸延伸ポリエステルフィルム、成形転写用フィルムおよび成形容器用フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、成形性、平面性および耐熱性に優れた成形用
二輪延伸ポリエステルフィルム、転写用フィルムおよび
成形容器用フィルムに関する。

〔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。

しかしながら二輪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
おける通用が困難であった。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
。

〔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、高温伸
長条件下のフィルム強度がある特定値である二輪延伸ポ
リエステルフィルムが優れた成形性を有することを見出
し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明の要旨は、１５０℃の雰囲気下、１００
％伸長時のフィルム強度Ｆ１００が０．５〜７ｋｇ／ａ
ｍ”であることを特徴とする成形用二輪延伸ポリエステ
ルフィルム、成形転写用フィルムおよび成形容器用フィ
ルムに存する。

以下、本発明の詳細な説明する。

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
、°？ジビン酸、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等、公知のジカルボン酸の一種
もしくは二種以上からなり、また、ジオール成分として
エチレングツコール、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、２　トリメ
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ツール、ネオペンチルグリコー
ル等公知のジオール成分の一種又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）・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、トリメチレンプロパンのような多官
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。

本発明のポリエステルにおいて、ポリエチレンテレフタ
レートの割合は好ましくは５０モル％以上、更に好まし
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
及び耐熱性が低下するので好ましくない。

本発明のポリエステルにおいて、共重合成分の一つとし
て、アジピン酸、セバシン酸、ｉ、ｉ。

−デカンジカルボン酸のような脂肪族ジカルボン酸成分
を含有させることにより、後述する１５０℃の雰囲気下
における１００％伸長時の強度を低下させることができ
好ましい０本発明のポリエステルにおいてかかる脂肪族
ジカルボン酸成分の含有量は好ましくは１〜２５ｍｏＪ
％、更に好ましくは１〜２０ｍｏ１％の範囲である。こ
の含有量が２５　ｍｏ　１％を越えるフィルムでは上記
強度の低下は十分なものの、耐熱性の低下が起こり好ま
しくない。

またフィルムの易滑性を向上させるために、有機滑剤、
無機の滑剤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、架橋ポリマー及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が挙げられる。フ
ィルム中に含まれる微粒子の含有量は、通常、０．００
５〜０．９重置％の範囲であり、平均粒径は、ｏ、ｏｏ
ｉ〜３．５μ階の範囲であることが好ましい。

本発明のポリエステルは、フィルムにおける極限粘度が
好ましくは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未満の場合は、
十分な強度及び成形性が得られず好ましくない。

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Ｆ１゜。

が０．５〜７ｋｇ／ｍｓ”の範囲である必要がある。本
発明でいうＦｌ。。は１５０℃での１００％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。Ｆ１
００値は好ましくは０．５〜５ｋｉｒ／＋ｍｓ＋２更に
好まし２くは０．５〜３に＆’／ｍｓ＋”の範囲である
。

我々の検討結果によると、強度ＦＩＧ。値はフィルムの
成形性に深く関係しており、Ｆｌ。。が７ｋｇ／１Ｉｌ
ｌ！を越すフィルムでは、成形性が低下し、好まし１く
ない。また、Ｆ　ＩＩ）。が０．５ｋｇ／ｍｗ”未満の
フィルムでは２、成形時フィルムが不均一に変形し５、
例λ、ば転写用フィルムでは１．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３ｋｇ／ｍａ
”以下であり１、好ましくは２　ｋｇ　／’ｍｓ”以下
である。かかる差が３　ｋｇ　、、／　ｒｓｍ　’を超
えると痒方性が大きくなるため成形性が悪化する。

この１ようにＦ＋ａ。と成型性が良い相関を持つ連山は
不明であるが、我々は、例として真空成形におけるフィ
ルム挙動を観察し、た結果、この現象を以ドの通り推察
１−る。ずなわち、ポリ１ステルフイルムの真空成形は
、通常１００〜２００℃の温度で加熱後、平均量１コ径
：深さ−ｘｏ：ｉ−ｉ：ｌの金型で成形されるが、金型
のコーナー付近では、フィルムは局部的ζこｔｏｏ９Ａ
以上の伸長を強ホリされると考えられる。前記Ｆ１゜。

が高いフィルムごは、このような局所的に伸長された部
分において、部分的に極めて高い応力が発生し、この応
力集中によりフィルムの破断を招き易くなり、成形性が
低下すると考えられる６一方Ｆ１００が０，５ｋｇ７’
ａｍ”未満という極めて低い値を持つフィルムでは、成
形性は良好となるものの、金型の平面部のような均一６
ご伸長される部分において極めて弱い張力しか発生せず
、その結果、該部分におけるフィルムの均一な伸長が得
られないのではないかき考えられる。

本発明のフィルムはＦ　＋ｏｏがと記部囲にあることを
必須とするが、さらに本発明のフィルムの面配向度ΔＰ
は０．０４０〜０．１４０の範囲であることが好ましく
、更に好ましくはＨ）、　０５０−０．１２０の範囲で
ある。面配向度ΔＰが０．１４０を超えるフィルムでは
成形性が不十分で好ましくない。

また、面配向度ΔＰが０．０４０未満のフィルムでは、
フィルムの強度が低下し、平面性を悪化するため好まし
くない。

さらに本発明のフィルムの平均屈折率−には好ましくは
１゜５８０〜１．５９８の範囲である。ｎカ月。

５９８を越えるフィルムでは、フィルムの結晶化度が高
くなり好ましくない、また、Ｗが１．５８０未満のフィ
ルムでは、逆にフィルムの結晶化が部分でな（、耐熱性
が劣り好ましくない。

また、本発明においてフィルムの融解熱は好ましくは１
〜８　ｃ、ａ　ｉ１！　／　ｇ、更に好ましくは１〜６
ｃａｅ／Ｈの範囲である。融解熱が８ｃａｊ！／ｇを越
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ｌｅａ／／ｇ未満のフィルムは、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
分間処理後の縦及び横方向の収縮率が共に１０％以下で
あることが好ましく、更に好まし７くは５％以下である
。

縦又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ｌ、の縮みが大きく
発生し７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ｌ、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％を越えるフィルムでは、成形転写
用として用いる場合、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。

未発明のフィルムの機械的強度に関し、フィルムの縦方
向及び横方向におけるヤング率は好ましくは３００　ｋ
ｇ／ｍｍ”以上、更に好まし２くは３５０ｋｇ　、、、
／　ｍ　ｍ　”以上である。ヤング率が３００ｋｇ／ｉ
％ｍ１未満のフィルムでは１、成形工程においてフィル
ムの伸びが生し易く好ましくない。

サラに本発明のフィルムにおいて、フィルムの複屈折率
は、０．０２５以下が好ましく、更に好ましくは０．０
２Ｑ以下である。フィルＪえの複屈折率が０．０２５を
越えるとフィルムの異方性が大きくなるため、成形性が
低下し好ましくない。

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ζ好ましく用いられる厚さは５〜２
００μｍ、更に好ましくは５〜１５０μ畢である。

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。

滑り剤として無機粒子等を必要に応じて適量含有する本
発明のポリエステルを、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、２００〜３２０°Ｃで
押出す。押出しに際しては、″ｒダイ法、チューブラ法
等、既存のどの手法を採用しても構わない。

押出し後、急冷して無定形シートを得るが、急冷する際
に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及び横方向に少なくと
も面積倍率で６倍以上、好ましくは９倍以りとなるよう
延伸して二軸配向フィルムを得、必要に応じて該フィル
ムを縦及び７′又は横方向に再延伸を行なった後、好ま
しくは１５０〜２２０℃の範囲の温度で熱処理を行ない
所望のフィルムを得る。

熱処理工程において、熱処理の最高温度のゾーン及び／
又は熱処理出口のクーリングヅ・−ンにて横方向及び／
又は縦方向に０．１〜３０％の弛緩を行なうことも本発
明においては好ましい態様の１・つである。また、熱処
理工程において、二段熱処理を行なっても構わない。

上記延伸工程中又は延伸後に、フィルムに接着性、帯電
防止性、滑り性等を付与するために、フィルムの片面又
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。

以上、本発明によれば、成型性、平面性及び耐熱性に優
れ、且つ、粗大物の非常に少ない、成形用、成形転写用
および成形容器用フィルムとしＣ極めて好適なポリエス
テルフィルムを得ることができる。

〔実施例〕

以下、実ａ例にて本発明を更に具体的に説明するが、本
発明はその趣旨を越えない限り、これらの実施例に限定
されるものではない。

なお、フィルムの評価方法を以下に示す。

（１１１５０℃雰囲気下におけるｌＯＯ％伸長時のフィ
ルム強度Ｆｌｏｏ　　（ｋｒ／＋ｕ＋”　）■インテス
コ製恒温槽付引張試験機インテスコ２００１型の恒温槽
を１５０℃に設定し、幅１５　ａｍ（Ｄ　７４　）Ｌム
をチャックｒＢＩ５０１ＩＩＩＩトナルヨうにセントし
て２分間放置後、引張速［２００ＩＩＩＩｌ／ｌｌ１ｊ
ｎで１００％伸長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ない、そ
の平均値をＦ１００とじた、なお、１００％伸長前に破
断するフィルムについては、次式に従って換算した。

１００％伸長時強度（ｋｇ／Ｉす＝ （２）　　フィルムの平均屈折率（ｎ）、面配向度（Δ
Ｐ）、摺屈折率（Δｎ） フィルムの屈折率の測定は、アタゴ社製ア・二戸べの屈
折針を使用し、光源にはナトリウムランプを用いて測定
した。

ｎ＝　　　　　（ｎ、＋　ｎ、＋Ｈ，）ΔＰ＝　　　　
　　（ｒｉア　＋ｎ））−ｎ、１Δｎ　”　ｎ　Ｔ　　
　ｎβ なお、上記式中ｎア、ｎ５およびｎ、は各々フィルム面
内の最大屈折率、それに直交する方向の屈折率および厚
さ方向の屈折率を表わす。

（３）　　フィルムの融解熱（ｃａｔｌｇ）パーキンエ
ルマー社製差動走査熱量計ＤＳ、Ｃ−ＩＢにより、昇温
速度１６℃／ｍｉｒ＋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。

フィルムの融解熱−Ａ−３・−（ｃａＩ！／ｇ）Ａ：同
一条件でインジウムを測定したどきのチャート上での単
位面積当りの融解熱（ｃａ　１／ｃｍ”） Ｓ：試料の融解ピークの面積（ｃｍ”　）ｍ：試料の重
量（ｇ） （４）極限粘度（η） 試料２００ｔｘｇをフェノール／テトラク口ロエタン−
５０１５０の混合溶媒２０ｍ１に加え、約１１０℃で３
０分間加熱後、３０℃で測定（５）　　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、縦及び
横方向についでの加熱収縮率を下記式に従い求めた。

Ｏ （！１し、１．：原長１０ｅｓ＋ １　：収縮後の長さ （６）転写フィルムとＬ７ての成形性 第１図に示す縦１０値、横１０ｃｍ、最大深さ１．５ｃ
ｙｍ（７）金型＜１１を用い、フィルムを真空及び圧空
にて金型内部に予備成形し、た後、加熱した樹脂を射出
し７て成形を行なった。成形時のフィルム破断の頻度に
よりフィルムの成形性を以下のように評価した。

Ｏ：フィルムの破断が全く無い。

△：時々フィルム破れが１〜２．ケ所発生し、連続運転
時には支障をきたす。

Ｘ：フィルム破れが頻発し、使用不可能である。

（７）転写フィルムとしての適性 第１図に示すようにフィルム（３）に離型層、印刷層及
び接着層からなる層（４）を形成後、上記（６１の方法
にて実際に成形転写を連続で行なった。

成形時にフィルムの破断がなく連続に運転でき、且つ、
成形品への印刷において図柄の歪み１．印刷の抜は等が
見られないものを○、そうでないものを×として評価し
た６ （８）成形容器用フィルムとしての適性１６μ―のポリ
エステルフィルムを７０μ鋼の未延伸ポリプロピレンフ
ィルムと接着層を介し、て積層した後、加熱し５て真空
成形を行ないプラスチックトレーを作成した。成形時に
積層フィルムの成形が不十分なものを×、金型に密着す
るまで十分成形可能なものを○とした。

実施例１ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位８０１１１０
Ｚ％、インフタル酸単位１５ｓｏ６％及びセバシン酸単
位５　＊ｏ　１％よりなり、ジオール成分としてエチレ
ングリコール単位よりなる、平均粒径１．θμ爺の無定
形シリカ粒子を１１００ｐｐ＋含む共重合ポリエステル
を予備結晶化、本乾燥し、２８５℃で′ｒダイを有する
押出機より押出し、急冷固化して極限粘度０．６６の無
定形シートを得た。得られたシートを縦方向に８５℃で
３．３倍延伸した後、続いて横方向に１．００℃で３．
５倍延伸し、１０％の幅方向の弛緩と０．５％の縦方向
の弛緩を行ないながら１８５℃で熱処理を行なった。得
られたフィルムの平均厚さは５０μ僕であった。

実施例２ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸９４ｍｏｉ２％及
びアジピン酸単位６１１ｏ　１％よりなり、ジオール成
分としてエチレングリコール単位７０ａｉｏ１％及ヒ】
。４−シクロヘキサン・ジメタツール単位３０　ｓｉｏ
　（１９６よりなる共重合ポリエステルと、平均粒径１
．１μ〜のカオリン２０００ｐｐｍを含むポリエチレン
テレフタレートを７１）　／　３０　（ｗｔ％）の割合
で混合した後、実施例１と全く同様に乾燥、押出し、製
膜を行ない平均厚さ３８μ蒙のフィルムを得た。フィル
ムの極限粒度は０．７０であった。

比較例１ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位９７ｍｏｊ！
％及びイソフタル酸単位３■Ｏ１％よりなり、ジオール
成分としてエチレングリコールよりなる、平均粒径１．
０μ鶴の無定形シリカ粒子を１１００ｐｐ含有する共重
合ポリエステルを用いて実施例１と同様に乾燥、押出し
を行ない、極限粘度０゜６２の無定形シートを得た。得
られた無定形シートを実施例１と同様に延伸後緊張固定
下で２００°Ｃで熱処理を行ない平均厚さ約５０μｔの
フィルムを得た。

実施例１，２、比較例１のフィルムの物性及び転写用フ
ィルムとしての成形性適性をまとめて表＝１に示す。比
較例１のフィルムはＦｌ。。が大きく成形性が劣り転写
フィルムとして、不適当であった。

実施例３，４、比較例２ 実施例１．２、比較例１において縦延伸倍率を３゜５倍
にする以外は各々実施例１．２、比較例１と全く同様に
押出・製膜を行ない、平均厚さ１６μにのフィルムを作
成し各々実施例３，４、比較例２とした。

実施例３，４．、比較例２で得られたフィルムの物性と
成形容器用フィルムとしての適性をまとダ・て表−２に
示す。比較例２のフィルムはＦ＋ｏ。が大きく、真空成
形性が劣り、成形容器用フィルムとし、て不適当であっ
た。

〔発明の効果〕

本発明のフィルムは優れた成形性、平面性および耐熱性
を有し、成形用、成形転写用および成形容器用ベースフ
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な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わす。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１５０℃の雰囲気下、１００％伸長時のフィルム
   強度Ｆ＿１＿０＿０が０．５〜７ｋｇ／ｍｍ＾２である
   ことを特徴とする成形用二軸延伸ポリエステルフィルム
   。
2. （２）１５０℃の雰囲気下、１００％伸長時のフィルム
   強度Ｆ＿１＿０＿０が０．５〜７ｋｇ／ｍｍ＾２である
   ことを特徴とする成形転写用フィルム。
3. （３）１５０℃の雰囲気下、１００％伸長時のフィルム
   強度Ｆ＿１＿０＿０が０．５〜７ｋｇ／ｍｍ＾２である
   ことを特徴とする成形容器用フィルム。