JPH02284929A

JPH02284929A - 白色ポリエステルフイルム

Info

Publication number: JPH02284929A
Application number: JP10851389A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Miyagawa; 宮川　克俊; Kenji Tsunashima; 研二綱島; Seizo Aoki; 青木　精三
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1990-11-22
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: JP2718172B2

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、クツション性に富み、かつ表面が襞間しにく
い白色ポリエステルフィルムに関するものである。さら
に詳しくは、カード、ラベル、宅配便伝票、ビデオプリ
ンタ用受像紙、バーコードプリンタ用受像紙、マツチプ
リント用受像紙、ポスター、地図、無塵紙、表示板、白
板、印画紙、複写用紙などの基材として用いられる白色
ポリエステルフィルムに関するものである。

［従来の技術］屋外で使用される印刷物は紙を用いたのでは、風雨に耐
えられず、従来から耐水紙あるいはプラスチックフィル
ムが用いられてきた。プラスチックフィルムでこのよう
な用途に用いられている代表的なものにポリオレフィン
樹脂に炭酸カルシウムを添加したもの（例えば、特公昭
６３−６４３１０）がある。これは、ポリオレフィンが
ベースのため、熱に弱く、また機械的強度にも問題があ
るとされてきた。

一方、ポリエステルをベースにしたフィルムの場合、熱
に強く、機械的強度も強いが、高価である欠点がある。

ところで、紙の代わりとして用いる場合、印刷される用
途が多い。この場合、表面が襞間しやすいと印刷中に粉
をふいたような状態となり印刷トラブルの原因となる。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、上記欠点を解消せしめ、熱に強くかつ、機械
的強度も強い、また、印刷適性のある安価な白色フィル
ムを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は、ポリエステルにポリオレフィン系樹脂を５〜
３０重量％添加し、２軸延伸したフィルムであってフィ
ルムの密度が０６５〜１　、　２　ｇ／ｃｍ３、さらに
フィルム表面の劈開指数が１５以下であることを特徴と
する白色ポリエステルフィルムに関するものである。

本発明でいうポリエステルとは、フィルムを成形しうる
ちのであればどの様なものでも良く、例えば、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレー
ト、ポリエチレン−０−オキシベンゾエート、ポリ−１
，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポ
リエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートな
どがあげられる。

もちろん、これらのポリエステルはホモポリエステルで
あっても、コポリエステルであっても良く、共重合成分
としては例えば、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、２，６−ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリウム
スルホイソフタル酸などのジカルボン酸成分があげられ
る。

また、このポリエステルの中には、公知の各種添加剤、
例えば、酸化防止剤、帯電防止剤などが添加されていて
も良い。本発明に用いられるポリエステルとしては、ポ
リエチレンテレフタレートが好ましい。ポリエチレンテ
レフタレートフィルムは耐水性、耐久性、耐薬品性など
に優れているものである。

本発明でいうポリオレフィン系樹脂とは、ポリエステル
と混合してフィルムを成形しうるちのであればどの様な
ものでも良いが、２８０℃の時の、剪断応力１０’　ｄ
７ｎ／ｃｍ２における溶融粘度（αＰＯＩＳＥ　）　、
剪断応力１０６ｄｙｎ／ｃｍ２における溶融粘度（βＰ
ＯＩＳＥ　）が、３　≦　　ｌｏｇα　≦５１　≦　　ｌｏｇβ　≦３１　≦ｌｏｇ　（α／β）≦３なる関係にあり、かつ、該ポリオレフィン系樹脂の臨界
表面張力が１０〜３０　ｄｙｎ／′ｃｍであることが好
ましい。さらに好ましくは３．５　≦　　ｉｏｇ　α　≦４．５２　　≦　　ｌｏｇβ　≦　３１．５　≦１０ｇ（α／β）≦２．５かつ、該ポリオレフィン系樹脂の臨界表面張力が１５〜
２５である。これは、ポリエステルに添加して押出す際
にポリオレフィン系樹脂の分散状態を決めるのが溶融粘
度および臨界表面張力であり、１Ｑｇαが３未満である
と後述するボイドの生成が悪くなる。ｌｏｇαが５を越
えると、逆にボイドが大きくなり過ぎてフィルムの強度
が弱くなる。また、ｌｏｇβが１未満、あるいは臨界表
面張力が３Ｑ　ｄ７ｎ／ｃｍを越えると、溶融粘度が低
い、あるいはポリエステルとの相溶性が良いため、フィ
ルムの表層にポリオレフィン系樹脂が集まりやすく、表
面がはがれやすくなるため劈開指数を１５以下にするこ
とができない。また、臨界表面張力が３０ｄｂいため延伸時にボイドが生成しにくく、密度を１゜２　
ｇ／ｃｍ３以下にすることができない。ｌｏｇβが３を
越えると、あるいは、臨界表面張力が１０ｄｙｎ／ｃｍ
未満であると、溶融粘度が高い、あるいは、ポリエステ
ルとの相溶性が悪いため、ポリオレフィン系樹脂の分散
が悪（なり、その結果、フィルム表層近くのボイドも大
きくなり、何間指数を１５以下とすることができない。

また、ｌｏｇ　（α／β）が１未満であると、押出機内
での壁近傍と流れ中央付近での剪断力の差に対してポリ
オレフィン系樹脂の溶融粘度の差が小さ（なるため、ポ
リオレフィン系樹脂の分散状態に分布ができず、その結
果、ボイドの大きさにフィルム表層部と中央部とで差が
できず、フィルム密度を１　、　２　ｇ／ｃｍ’以下に
することができない、あるいは、劈開指数を１５以下に
することができないことになる。ｌｏｇ　（α／β）が
３を越えるとポリオレフィン系樹脂の分散にむらができ
、製膜性が悪くなる。

ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテンな
どがあげられる。ま°た、必ずしも、ホモポリマーに限
定されるものでなく、これらのコポリマーであってもよ
い。なかでも、ポリメチルペンテンが好ましい。これは
、ポリメチルペンテンはポリエステルとの剥離性が良く
、ボイドが生成しやすいためである。

本発明における、ポリオレフィン系樹脂の添加量として
は、５〜３０重量％、好ましくは、５〜２０重量％、さ
らに好ましくは８〜１５重量％の範囲にあることが必要
である。添加量が５重量％未満であるとボイドの生成量
が不足し白さに欠ける。また、３０重量％を越えると、
製膜時にフィルム破れを起こしやすく生産性に欠ける。

本発明における二軸延伸フィルムとは、グイよりシート
状に押し出して表面温度１０〜６０℃の冷却ドラムで冷
却固化した未延伸フィルムを８０〜１２０℃に加熱した
ロールで長手方向に２〜５倍に縦延伸した後に、テンタ
ー内で９０〜１４０℃の雰囲気中で再び加熱し長手と垂
直な方向に２〜５倍に横延伸したものである。どのとき
面積倍率（縦延伸倍率×横延伸倍率）は６〜２０倍であ
ることか好ましい。縦延伸時の温度が８０’Ｃ未満、あ
るいは横延伸時の温度が９０℃未満であると生成したボ
イドがもろいものとなり、劈開指数を１５以下とするこ
とができない。また、縦延伸時の温度が１２０℃を越え
ると、あるいは横延伸時の温度が１４０℃を越えると、
ボイドが生成しにくくなり、フィルム密度を１．２ｇ／
ｃｍ３以下にすることができない。面積倍率が６倍未満
であると得られるフィルムの白さが不良となり、逆に２
０倍を越えると延伸時に破れを生じゃすくなり製膜性が
不良となる傾向がある。さらに、製膜した場合でも、ボ
イドの大きさが大きくなり、劈開指数を１５以下とする
ことができない。

また本発明でいうボイドとは、ポリエステルと添加物質
との界面が延伸によって引きはがされ、フィルム中にで
きた空間をいう。

また、本発明でいうボイドの球相当径とは製膜行程の機
械方向あるいはその垂直方向に切った断面においてポリ
オレフィン系樹脂を含んだボイドの面積を円に相当させ
た時の直径である。

本発明においては、フィルムの少なくとも片面の表面か
ら厚み方向に５μｍの間に存在するボイドの平均球相当
径が０．１〜３μｍであることが好ましい。さらに好ま
しくは０．２〜２μｍ１である。平均球相当径が０．１
μｍ未満であるためには、押出機内で大きな剪断力をか
ける必要があり、ポリエステルの極限粘度の低下などを
招く。

３μｍを越えるとフィルム表面の襞間が起こりやすくな
る。

また、フィルム中央部±２．５μｍにおけるボイドの平
均球相当径が１〜１００μｍであることが好ましい。さ
らに好ましくは２〜５０μｍである。１未満であるとフ
ィルムの密度が小さくならず、また、フィルムの白さ、
光学濃度が足りなくなる。１００μｍを越えるとフィル
ムの強度が弱くなる。

また、フィルムの少なくとも片面の表面から厚み方向に
５μｍの間に存在するボイドの平均球相当径は中央部±
２．５ａｍにおけるボイドの平均球相当径よりも小さい
ことが好ましい。表層の平均球相当径が中央部の平均球
相当径以上であると密度が十分小さく、かつ表面の襞間
のないフィルムを作ることはできない。

本発明における密度は０．５〜１　、　２　ｇ／Ｃｍ３
である必要がある。好ましくは０．６〜１　、　０　ｇ
／ｃｍ３、さらに好ましくは０．６〜０　、　９　ｇ／
ｃｍ’である。フィルム中にボイドを多量に生成し、フ
ィルムの見かけの密度を下げて、原料の量を減らし、フ
ィルムのコストダウンを図るためである。密度が０．５
　ｇ／ｃｍ３未満であると、ボイドが生成し過ぎ強度の
弱いフィルムとなる。また、密度が１゜２　ｇ／ｃｍ’
を越えると、フィルムのコストダウンとならない。

本発明におけるフィルム表面の劈開指数とは、フィルム
表面にセロハンテープを貼りｌ　　ｋｇ／ｃｍ２の荷重
を１０秒間かけたのちフィルムと垂直方向にはがした時
、１ｍｍ間隔の基盤の目に区切った１００個の区域のう
ち、セロハンテープ側にフィルム表面が付いた個数をい
う。本発明では、この劈開指数が１５以下である必要が
ある。好ましくは５以下である。１５を越えるものでは
、印刷時の紙粉トラブルの原因となる。

本発明において表面粗さＲａは０．１〜１．０μｍの範
囲にあることが好ましい。さらに好ましくは０．２〜０
．７μｍである。０．１μｍ未満であるためには、ポリ
オレフィン系樹脂の分散を細かくする必要があり、押出
機内で大きな剪断力をかける必要があり、ポリエステル
の極限粘度の低下などを招く。また、１．０μｍを越え
るとフィルムの平滑性が悪く、印刷性などの低下を招く
。

本発明において、フィルム厚みを１５０μｍに換算した
ときの光学濃度は０．８〜１．６であることが好ましい
。光学濃度が０．８未満であるとフ・ｒルムの隠蔽性が
悪く、白色フィルムとして好ましくない。１．６を越え
るためにはフィルムの延伸倍率を大きくする必要があり
、製膜性が悪くなる。

本発明におけるポリオレフィン系樹脂の融点は２００〜
２８０℃であることが好ましい。さらに好ましくは２２
０℃〜２６０℃である。２００℃未満であると、フィル
ムの延伸後の熱処理によって融けてしまい、ボイドを小
さくする。また２８０℃をこえるとポリエステルに添加
して押し出すことができない。

また、本発明においては無機粒子を共に添加することに
よって光学濃度、白さなどの特性を向上させることがで
きる。この場合無機粒子の平均粒子径は０．３〜５μｍ
であることが好ましい。さらに好ましくは０．４〜３μ
ｍである。０．３μｍ未満であるとポリマーへの分散が
悪くなり、５μｍを越えると特性の向上が認められない
。また、無機粒子の添加量は、２〜２５重量％であるこ
とが好ましい。さらに好ましくは５〜２０重量％の範囲
である。添加量が２重量％未満であるとフィルムの光学
濃度、白さなどの特性を向上させることはない。逆に添
加量が２５重量％を越えると延伸時にフィルム破れを起
こしやすい。また、無機粒子としてはどのようなもので
も構わないが、炭酸カルシウムが好ましい。炭酸カルシ
ウムとしては、合成炭酸カルシウムであっても、天然炭
酸カルシウムであってもどちらでもよい。

次に、本発明フィルムの製造方法について説明するが、
かかる例に限定されるものでない。

ポリエステルのチップを十分に真空乾燥したのちに、ポ
リオレフィン系樹脂のチップを混合し、２７０〜３００
℃に加熱された押出機に供給し、Ｔダイよりシート状に
成形する。この際、得られるフィルムの白さを強調する
ために蛍光増白剤をマスタチップまたは粉体の形で添加
することは差し支えない。また、混合したチップを予め
ペレタイザーなどで混練しておいてもよい。さらにこの
フィルムを表面温度１０〜６０℃の冷却ドラムで冷却固
化した未延伸フィルムを８０〜１２０℃に加熱したロー
ル群に導き、長手方向に縦延伸し、２０〜３０℃のロー
ル群で冷却する。

続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで把持し
ながらテンターに導き９０〜１４０℃に加熱された雰囲
気中で長手に垂直な方向に横延伸する。

延伸倍率は縦、横それぞれ２〜５倍に延伸するが、その
面積倍率（縦延伸倍率×横延伸倍率）は６〜２０倍であ
ることが好ましい。面積倍率が６倍未満であると得られ
るフィルムの白さが不良となり、逆に２０倍を越えると
延伸時に破れを生じやすくなり製膜製が不良となる傾向
がある。

こうして二軸延伸されたフィルムの平面性、寸法安定性
を付与するために、テンター内で１５０〜２３０℃の熱
固定を行い、均一に除冷後、室温まで冷やして巻き取り
本発明フィルムを得る。

［物性の測定ならびに効果の評価方法］本発明の物性値
の評価方法ならびに効果の評価方法は次の通りである。

（１）溶融粘度ポリマーのチップを高化式フローテスター（島原社製Ｃ
ＦＴ型）にて測定した。予熱時間５分、測定温度２８０
℃である。

（２）ボイドの平均球相当径フィルムの製膜行程の機械方向あるいはその垂直方向に
切った断面を走査型電子顕微鏡で１０００倍〜５０００
倍に拡大した写真を撮り、指定した厚みの範囲の少なく
とも１００個以上のボイドをイメージアナライザにかけ
、ボイドの面積に相当する円の直径の分布を求めた。こ
の分布の体積平均径をボイドの平均球相当径とする。

（３）密度四塩化炭素−ｎ−へブタン系の密度勾配管によった。

（４）劈開指数フィルム表面にセロハンテープにチバン社製）を貼り全
体に１　ｋｇ／ｃｍ２の荷重を１０秒間かけたのちフィ
ルムと垂直方向にはがした時、１ｍｍ間隔の基盤の目に
区切った１００個の区域のうち、セロハンテープ側にフ
ィルム表面が付いた個数をいう。

（５）表面粗さＲａＪ　Ｉ　５−Ｂ−０６０１に従って、触針式表面粗さ計
（小板研究所製　ＥＴ−１０）で測定した。

（６）光学濃度フィルムを１５０μｍの近辺の厚みになるように重ね、
光学濃度計（マクベス社製　ＴＲ９２７）で測定する。

厚みと光学濃度のプロットを行い、１５０μｍの厚みに
相当する光学濃度を厚み１５０μｍ換算の光学濃度とし
た。

（７）無機粒子の平均粒子径無機粒子をエタノール中に分散させ、遠心沈降式粒度分
布測定装置（堀場製作所製　ＣＡＰＡ５００）を用いて
測定し、体積平均径を算出し平均粒子径とした。

［実施例］本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１．２．３、比較例１．２．３．４ポリエステル
のチップを１８０℃で３時間真空乾燥したのちに、第１
表に示すポリオレフィン系樹脂のチップを第１表の割合
で混合し、２７０〜３００℃に加熱された押出機に供給
し、Ｔダイよりシート状に成形した。さらにこのフィル
ムを表面温度２５℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸
フィルムを９０〜９８℃に加熱したロール群に導き、長
手方向に３倍縦延伸し、２５℃のロール群で冷却した。

続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで把持し
ながらテンターに導き１３０℃に加熱された雰囲気中で
長手に垂直な方向に３倍横延伸した。その後テンター内
で２２０℃の熱固定を行い、均一に除冷後、室温まで冷
やして巻き取り厚み５０μｍのフィルムを得た。

得られたフィルムの物性は第１表の通りである。

ポリオレフィン系樹脂の添加量が３０重量％を越えると
製膜性が悪くなることがわかる。また、添加量が５重量
％未満であると密度が下がらず、また、光学濃度も低い
ことがわかる。また、ポリマーにポリメチルペンテンを
用いた場合が、密度の低下、高光学濃度に有利であるこ
とがわかる。また、ｌｏｇβ〉３であるときにａ＞３μ
ｍとなると、襞開しやすくなることがわかる。ポリマー
に、臨界表面張力が３０　ｄ７ｎ／ｃｍを越えるものを
用いることにより密度が下がらない、すなわちボイドが
生成しないこともわかる。

［発明の効果］本発明は、ポリエステルに臨界表面張力、溶融粘度を限
定したポリオレフィン系樹脂を添加して２軸延伸するこ
とにより、延伸時に生成するボイドの大きさを規定し、
表面の襞間しにくく、かつ見かけの密度の小さい白色フ
ィルムを提供し、白色フィルムとしての特性を改良し、
かつフィルムのコストダウンを図れるものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリエステルにポリオレフィン系樹脂を５〜３０
重量％添加し、２軸延伸したフィルムであって、フィル
ムの密度が０．５〜１．２ｇ／ｃｍ＾３、さらにフィル
ム表面の劈開指数が１５以下であることを特徴とする白
色ポリエステルフィルム。
（２）前記フィルムの表面粗さＲａが０．１〜１．０μ
ｍであり、フィルム厚みを１５０μｍに換算した時の光
学濃度が０．８〜１．６であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の白色ポリエステルフィルム。
（３）フィルムの少なくとも片面の表面から厚み方向に
５μｍの間に存在するボイドの平均球相当径ａ、フィル
ム中央部±２．５μｍの範囲に存在するボイドの平均球
相当径ｂが、ａ＜ｂなる関係にあることを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項に記載の白色ポリエス
テルフィルム。
（４）前記フィルムにおいて、ａが０．１〜３μｍ、ｂ
が１〜１００μｍであることを特徴とする特許請求の範
囲第３項に記載の白色ポリエステルフィルム。
（５）前記ポリオレフィン系樹脂の２８０℃の時の、剪
断応力１０＾５ｄｙｎ／ｃｍ＾２における溶融粘度（α
ＰＯＩＳＥ）、剪断応力１０＾６ｄｙｎ／ｃｍ＾２にお
ける溶融粘度（βＰＯＩＳＥ）が、３≦ｌｏｇα≦５１≦ｌｏｇβ≦３１≦ｌｏｇ（α／β）≦３なる関係にあり、かつ、該ポリオレフィン系樹脂の臨界
表面張力が１０〜３０ｄｙｎ／ｃｍであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の
白色ポリエステルフィルム。
（６）前記ポリオレフィン系樹脂の融点が２００〜２８
０℃であることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第
５項のいずれかに記載の白色ポリエステルフィルム。
（７）前記ポリオレフィン系樹脂がポリメチルペンテン
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６項
のいずれかに記載の白色ポリエステルフィルム。
（８）平均粒子径が０．３〜５μｍの無機粒子を２〜２
５重量％添加することを特徴とする特許請求の範囲第１
項〜第７項のいずれかに記載の白色ポリエステルフィル
ム。
（９）前記無機粒子が炭酸カルシウムであることを特徴
とする特許請求の範囲第８項記載の白色ポリエステルフ
ィルム。