JPH03130151A

JPH03130151A - ポリエステルフイルム

Info

Publication number: JPH03130151A
Application number: JP26955189A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Ito; 達也伊藤; Hideyuki Yamauchi; 英幸山内; Kenji Tsunashima; 研二綱島
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1991-06-03
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPH0694210B2

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］本発明は印刷インキ等の印刷適性、コーティング適性に
優れたポリエステルフィルムに関する。

特に印刷インキに対する密着性に優れたポリエステルフ
ィルムに関する。

［従来の技術］従来ポリエステルフィルムに印刷適性、接着性を付与す
る方法として、コロナ放電処理を施す方法、ポリウレタ
ン等のプライマーをコーティングする方法（特開昭５９
−７９７３２号）、低結晶性ポリエステルと高結晶性ポ
リエステルとを混合する方法（特公昭６４−１０１８８
号等）等が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、コロナ放電処理を施す方法、ポリウレタ
ン等のプライマーをコーティングする方法では、印刷層
、コーティング層の高湿下での密着力が不十分であり、
低結晶性ポリエステルと高結晶性ポリエステルとを混合
する方法では、密着力が不安定で品質の均一性に劣ると
いう問題点を有していた。

本発明は、インキあるいは、他のコーティング剤等を塗
布した際に耐湿性に優れた密着力を有するポリエステル
フィルムを提供することを目的とする。

［課題を解決する手段］すなわち、本発明は印刷・コーティングにおける印刷イ
ンキ、コーティング剤とポリエステル表面との相互作用
について鋭意検討した結果、密着性の優れたポリエステ
ル基材として、溶媒浸漬前後での表面粗さ（Ｒａ）の変
化率が少なくとも一方の表面において１０〜３００％で
あることを特徴とするポリエステルフィルムを提供する
ものである。

本発明において、ポリエステルフィルムの少なくとも一
方の表面粗さ（Ｒａ）は溶媒浸漬前後での変化率が１０
〜３００％であることが必要であり、好ましくは、５０
〜２００％の範囲である。

特に表面表面粗さ変化率が低過ぎると密着力の耐湿性に
劣り、高過ぎるとかえって密着力が低下したり、印刷時
の光沢がなくなり外観を損ねることがある。

ここで、本発明でいう溶媒とは、メチルアルコール、エ
チルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエ
チルケトン等のケトン類、トリクロルエタン、フロン等
のハロゲン類、石油類、ヘンゼン、トルエン等の芳香族
類、酢酸エチル等のエステル類等が例示される。この中
でも、本発明で好ましい溶媒としては、ケトン類に対す
る表面粗さ変化率が前記範囲のものが密着力を良好とす
る上で好ましく、さらに好ましくはケトン類の中でもメ
チルエチルケトンが好ましい。

このような溶媒によって形成される表面粗さ形態として
は、凹部と凸部とが任意の方向に略周期的に繰り返され
る形態であって、しかもその平均的な周期としては、０
．１〜５μｍ１更に好ましくは０．　５〜３μｍの範囲
であることが、印刷・コーティング適性を良好とする上
で好ましい。

こうした、表面特性を付与するフィルム構造としては、
結晶性ポリエステルＡ層の少なくとも片面に溶媒浸漬前
後で表面粗さが前記範囲に増加し得る、ポリエステルＡ
よりも結晶性の低いポリエステル８層が少なくとも一方
の面に積層されていることが好ましい。

ここで、本発明でいう結晶性ポリエステルＡ（以下ポリ
エステルＡと略称する）とは、芳香族ジカルボン酸およ
びジオールとからな重合体であって、具体的にはポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレ万タレート、
ポリエチレン２゜６ナフタレンカルポキシレート等の樹
脂およびこれらのブレンド物あるいは共重合体であるが
、本発明では特にその構成の９０モル％以上、更に好ま
しくは９５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であって、加工時に被る熱
負荷に対する耐久性の観点からその結晶融解エネルギー
（△Ｈｕ）が７ｃａｌ／ｇ以上であることが好ましく、
更に好ましくは１゜ｃａ　ｌ／以上であるとよい。

ポリエステルＡ層（以下Ａ層と略称する）には不活性粒
子が含有されていることが好ましく、二酸化珪素、アル
ミナ粒子、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、炭
化珪素等の無機粒子、架橋ポリスチレン粒子、シリコー
ン粒子等の粒子が例示される。特に好ましく用いられる
平均粒子径としては、０．１〜１０μｍ１更に好ましく
は０゜５〜６μｍの範囲である。また添加量としては、
０．００１〜１重量％の範囲が透明性を損なうことが少
なく、また滑り性を良好とする上で好ましい。

次にポリエステルＡよりも融点の低いポリエスチルＢ（
以下ポリエステルＢと略称する）とは、例えば、主骨格
をエチレンテレフタレートあるいはブチレンテレフタレ
ートを主骨格とし、共重合成分として、イソフタル酸、
アジピン酸、七ノくシン酸、ダイマー酸、２，６−ナフ
タレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ジ
エチレングリコール、シクロヘキサンジメタツール、１
゜４−ブタンジオール、等の２官能の酸成分、アルコー
ル成分あるいは、トリメリット酸トリメチル、トリメシ
ック酸トリメチル、グリコール類等の酸成分、アルコー
ル成分を共重合した熱可塑性ポリエステルが例示される
がこれに限定されるものではない。ここで、ポリエステ
ルＢとして密着力を良好とする上で、特に好ましい構造
としては、エステル結合（−０−Ｃ−）間の炭素数が２
〜１０１個、好ましくは、２〜８個であることが好ましい。

このなかでも、ポリエチレンテレフタレート・イソフタ
レート共重合体、ポリブチレンテレフタレート・イソフ
タレート共重合体から選ばれたポリエステルであると特
に好ましい。なお、いずれの共重合体についても全酸成
分に対するイソフタル酸含有量は５〜９０モル％、好ま
しくは１０〜４０モル％の範囲が好ましい。

さらに、ポリエステルＢとしては、前記共重合ポリエス
テルに結晶性ポリエステルを添加することは許されるが
、特性の均一性を良好とする上で、（０重量％以下とし
てしておくことが好ましい。

更に好ましくは５重量％以下の範囲であることが好まし
い。

さらにポリエステルＢは印刷層あるいはコーティング層
との密着性の観点から融点としては、Ａ層よりも１０℃
以上低いことが好ましく、さらに好ましくは１５〜７０
℃低いことが好ましい。また、同様な観点から、△Ｉ−
１ｕが６ｃａｌ／ｇ以下であることが好ましく、さらに
０．　１〜５ｃａ　１／ｇの範囲であることが好ましい
。

このようなポリエステル８層（以下Ｂ層と略称する）の
積層厚みは、インキ層との密着力を強固とし、印刷ある
いはコーテング時の滑りを良好とする上で、Ａ層に含有
される不活性粒子の平均粒径以下であることが好ましく
、さらに好ましくは、０．０１μｍ以上、該平均粒子径
の１／２以下であることが好ましい。

また、該ポリエステル８層には粒子を含有することが許
されるが、添加粒子径としては、平均粒径（Ｒ）が積層
厚み（ｄ）の３／２以上であることが好ましく、更に好
ましくは、Ｒ／ｄが２〜２００、特に好ましくは１０〜
（００の範囲であると良い。また、添加量としては、０
．００１〜１重量％、更に好ましくは０．０１〜０．　
５重量％の範囲であると印刷適性を損なう事が無いので
好ましい。

なお、本発明フィルムを構成する基本要件としてＡ層／
Ｂ層の積層形態を選択する場合、少なくともＡ層は、−
軸に延伸配向されていることが、耐熱性、機械特性の点
で好ましい。また、Ａ層のもう一方の面にＢ層、あるい
は、他の層が積層されていても良い。他の層としては、
具体的には、帯電防止層、マット層、ハードコート層、
易滑コート層、易接着層、粘着層等が例示される。

また、本発明ポリエステルフィルムには、本目的に反し
ない範囲で、周知の酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤
、耐候剤、難燃剤、ＵＶ吸収剤、易滑剤、結晶核剤等が
添加されていても良い。

本発明ポリエステルフィルムは印刷インキ、コーティン
グ樹脂等に対する密着性が良好であるが、この中でも印
刷インキに対する密着性が良好であり、印刷インキを塗
布して用いられることが好ましい。本発明でいう印刷イ
ンキとは、顔料と、ビヒクル樹脂と溶剤とからなるビヒ
クルとを基本成分とする印刷インキであって、特にビヒ
クル樹脂がニトロセルロース、ポリエステル、ポリウレ
タン、アクリル、ポリアミド、環状ゴムから選ばれた少
なくとも１成分を基本成分とするものであることが好ま
く、特にこれらの中でもニトロセルロース、ポリエステ
ル、ポリウレタンから選ばれた少なくともｌ成分を基本
成分とするものものが好ましい。

次に本発明フィルムの製造方法について説明するがこれ
に限定されるものではない。

ポリエステルＡ層の樹脂とＢ層の樹脂とをそれぞれ別の
押出機を用いて溶融押出して、口金マニホールド部また
は口金に入るポリマー管内で積層する。

上記のようにして、積層されたポリエステルＡとＢとを
基本構成とする積層体は、シート状又は円筒状に溶融押
出され、ポリエステルＡのガラス転移温度以下に急冷キ
ャストする。次いで、ポリエステルＡのガラス転移温度
以上に予熱して、少なくとも一軸に延伸し延伸フィルム
を得る。延伸倍率は一軸方向に２〜５倍の範囲であるこ
とが好ましく、２軸延伸する場合は面倍率で４〜２０倍
の範囲であると機械特性、平面性共に良好となるので好
ましい。

次いで該延伸フィルムの熱処理を行なうが、本発明フィ
ルムを得る上で、特に熱処理温度の選択が重要である。

すなわち、ポリエステルＡの融点以下であって、しかも
Ｂ層樹脂の融点（Ｔｍｂ）−１０’Ｃ−Ｔｍ　ｂ　＋　
４０℃の範囲で２〜３０秒程度熱処理することが必要で
あり、特に熱処理温度はポリエステルＢの積層厚み（ｄ
　［μｍコ））と熱処理温度（Ｔｈ　［’Ｃ］　）との
間に次の関係を満足させておくことが好ましい。

Ｔｍｂ＋４０≧Ｔｈ ≧Ｔｍｂ＋　（２０／ｄ）”２−１０さらに、熱処理終了後直ちにＢ層樹脂のガラス転移温度
（Ｔ　ｇ）以下に急冷保持することが特に好ましい。

以上のようにして得られたフィルムは必要に応じて、コ
ロナ放電処理、低温プラズマ処理、火炎処理等の表面処
理、前記コーティング処理等を行なうことができる。

［発明の効果および用途］本発明ポリエステルフィルムは、以下の効果ならびに用
途を有するものである。

（１）印刷インキあるいはコーティング剤との密着性に
優れ、特に高湿下においても密着力が低下しない。

（２）本発明フィルムは、印刷インキに対する密着性、
塗布時の加工適性に優れ、特にグラビア印刷を行なった
際の仕上がりが良好であるばかりか、レトルト処理を行
なった後の密着力が優れる。

［特性の評価方法及び効果の評価方法］以下に本発明で
用いた効果の評価および測定について以下にまとめて示
す。

（１）融解エネルギー（△Ｈｕ）、融点（Ｔｍ）。

ガラス転移温度（Ｔｇ）示差走査型熱量計ＤＳＣ２（パーキンエルマー社製）を
用いて求める。

測定は、サンプル１０ｍｇを窒素気流下にて、２８０℃
×５分間溶融保持し、次いで３２０℃／分の冷却速度で
冷却する。

こうして得られたサンプルを１０°Ｃ／分の昇温速度で
昇温しでいった際に、ガラス状態→ゴム状態への転移に
もとずく比熱変化を読み取りこの温度をガラス転移温度
（Ｔ　ｇ）とした。また、結晶融解に基づく吸熱ピーク
温度を融点（Ｔｍ）とし。

該ピーク面積より融解エネルギー（△Ｈｕ　）を求めた
。なお、補正はインジウムの融解エンルギーを用いて行
なった。

（２）表面粗さ（Ｒａ）の変化率［粗さ変化率］ＪＩＳ
　　Ｂ−０６０１に準じて、サンプルの中心線表面粗さ
を触針式表面粗さ計で測定し、初期表面粗さ（Ｒａ）と
する。ただし、カットオフ０゜０８ｍｍとし、サンプル
長は４ｍｍとする。次いで該サンプルを溶媒（２５℃）
にサンプルを１分間浸漬し、熱風オーブン中で４０６０
１分で乾燥した後に再度同様な測定を行ない処理後の表
面粗さ（Ｒａ’　）を求める。こうして求めた浸漬前後
での表面粗さより変化率を次式で求める。

表面粗さ（Ｒａ）の変化率＝　（Ｒａ’　−Ｒａ）／ＲａＸ１００　（％）（３）
粒子の平均粒径サンプルよりポリスチル部をプラズマ低温灰化処理法（
例えば大和化学型ＰＲ−５０３型）で除去し粒子を露出
させる。処理条件はポリエステルは灰化されるが粒子は
ダメージを受けない条件を選択する。これをＳＥＭで観
察し、粒子の画像をイメージアナライザー（例えばケン
ブリッジインスツルメント製ＱＴＭ９００）で処理して
、観測粒子数１０００個以上について、次の計算式にて
得られる数平均径りを平均粒径とする。

Ｄ＝ΣＤｉ／Ｎここで、Ｄｉは粒子の円相当径、Ｎは個数である。

（４）粒子の含有量ポリエステルは溶解し、粒子は溶解させない溶媒（例え
ば、Ｏ−クロロフェノール等）を用いてサンプルを溶解
し、該溶液より粒子を遠心分離し、サンプルの全体重量
に対する粒子の重量比率（重量％）をもって粒子含有量
とする。

（５）Ｂ層の厚さＢ層の厚みに対応して、以下の２つの方法を用いる。

（１）法（Ｂ層の厚みが０．２μｍ未満）エリプソメー
ター（■溝尻光学工業所製、ＤＭＡ−３６Ｌ自動エリプ
ソメーター）を用いて測定する。

（１１）法（Ｂ層の厚みが０．２．ｃｚｍ以上）サンプ
ルの厚み（Ｔ１）を電子マイクロメータ（アンリツ（ｍ
製）で測定する。次いでＢ層は溶かすがＡ層は溶かさな
い溶媒を用いて、該測定部のＢ層を除去して、再度同一
部位の厚み（Ｔ２）を測定する。

この結果より、Ｂ層の厚み＝７１−Ｔ２で求める。

いずれも測定は場所を変えて２０点測定し、値のもっと
も大きい値より２点、および、最も小さい値より２点省
いた１６点の平均値をもって、Ｂ層の厚みとした。

（６）固有粘度（ＩＶ）Ｏ−クロロフェノールを溶媒として、２５℃で測定する
。単位はｄｉ／ｇ。

（７）インキ密着力東洋インキ製ニトロセルロース系インキＣＣ３Ｔ及びウ
レタン系１液インキマルチセツトをグラビアロールで印
刷して印刷適性を評価した。さらに、その後４０℃、９
０％相対湿度雰囲気中に２４時間放置後、セロテープ剥
離テストを行ない、インキ密着性の評価をした。

評価基準は以下の通り。

■印刷適性印刷後の仕上がりを調べて以下の評価基準で判断した。

良好：シワ、印刷斑が発生しない不良；シワ、印刷斑、インキはじきが発生■インキ密着
性５級：全く剥離しない。

４級＝１０％未満しかセロハンテープ面に、剥離しない
。実用的には、４級であれば問題無く使用できる。

３級：（０〜５０％の部分がセロハンテープ側に剥離す
る。

２級＝５０％以上の部分がセロハンテープ側に剥離する
。

１級：完全にセロハンテープ側に剥離する。

［実施例］本発明を実施例を用いて具体的に説明する。

実施例１ポリエステルＡとしてＩＶが０．６５ｄｌ／ｇのポリエ
チレンテレフタレート（融点２５６°Ｃ）に平均粒径２
μｍのシリカ粒子０．０５重量％添加した樹脂を、ポリ
エステルＢとして酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）
８５モル％とイソフタル酸（ＩＰＡ）１５モル％とジオ
ール成分としてエチレングリコール（Ｅ　Ｇ）とからな
る樹脂（■Ｖ＝０．　６２　ｄ　ｌ／ｇ、　Ｔｍ＝２１
５℃、Ｔｇ＝６９℃）に平均粒径３μｍシリ力粒子を０
．０８重量％添加して、それぞれ別の押出機を用いて溶
融押出して、口金内で積層してシート状に成形した。

こうして得られたシートを長手方向に８５℃にて３．３
倍に延伸して、ついでステンターに導いて１００℃に加
熱して幅方向に３．３倍延伸して、２２０℃で熱処理し
た後、直ちに５０℃で１０秒間低温熱処理して巻きとっ
た。

こうして得られたフィルムは全厚みがｔ２μｍであり、
Ｂ層をｎ−メチルピロリドンで除去し測定した結果、積
層厚みは０．５μｍであった。

また、メチルエチルケトンに対する粗さ変化率は１００
％であり、インキ密着力はいずれのタイプも５級と優れ
ていた。

比較例を実施例１において熱処理温度を１９０℃とし、低温熱処
理を行なわなかった以外は実施例↓と同様に製膜し評価
した。この結果、メチルエチルケトンに対する粗さ変化
率は一２０％であり、インキ密着力は表１に示すごとく
いずれもランク３であり、実用上問題のあることがわか
った。

比較例２実施例１においてポリエステルＢを積層しないでポリエ
ステルＡ単独で製膜し、二軸延伸・熱処理した後にコロ
ナ放電処理をおこない表面張力を５１　ｄ　ｙ　ｎ　ｅ
　／　ｃ　ｍとした。

こうして得られたフィルムの評価結果は表１の様になっ
た。

実施例２ポリエステルＡとしてＩＶが０．６５ｄｌ／ｇのポリエ
チレンテレフタレート（融点２５６℃）に平均粒径５μ
ｍのシリカ粒子を０．０５重量％添加した樹脂を、ポリ
エステルＢとして酸成分としてＴＰＡとジオール成分と
してＥＧ８５モル％とシクロヘキサンジメタツール（Ｃ
ＨＤＭ）１５モル％とを共重合した樹脂（ＩＶ＝０．６
２ｄｌ／ｇ、Ｔｍ＝２２０℃、Ｔｇ＝７０℃）と平均粒
径２μｍのシリカ粒子を０．０５重量％添加した樹脂を
用意して、それぞれ別の押出機を用いて溶融押出して、
口金内で積層してＡ／Ｂからなるシート状に成形した。

こうして得られたシートを長手方向に８５℃にて３．３
倍に延伸して、ついでステンターに導いて１００°Ｃに
加熱して幅方向に３．３倍延伸して、２３０℃で熱処理
し、直ちに４０℃で５秒間低温処理して巻きとった。

フィルム厚みは１２μｍであり、ポリエステルＢの積層
厚みはエリプソメータで測定した結果、０．１μｍであ
り、メチルエチルケトンに対する粗さ変化率は５０％で
あった。

インキ密着力はＣＣ３Ｔ。

ウレタン共に４級と優れていた。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）溶媒浸漬前後での表面粗さ（Ｒａ）の変化率が少
なくとも一方の表面において１０〜３００％であること
を特徴とするポリエステルフィルム。
（２）不活性粒子を含有する結晶性ポリエステルＡ層の
少なくとも片面に、ポリエステルＡよりも結晶性の低い
ポリエステルＢ層が前記不活性粒子の平均粒径以下に積
層されたフィルムであって、溶媒浸漬前後での該Ｂ層の
少なくとも一方の表面粗さ（Ｒａ）の変化率が１０〜３
００％であることを特徴とするポリエステルフィルム。
（３）前記表面粗さ（Ｒａ）の変化率が１０〜３００％
を満足する面に印刷インキを塗布して用いられることを
特徴とする請求項（１）または（２）に記載のポリエス
テルフィルム。
（４）ポリエステルＡがポリエチレンテレフタレート、
ポリエステルＢがポリエチレンテレフタレート・イソフ
タレート共重合体、ポリブチレンテレフタレート・イソ
フタレート共重合体から選ばれたポリエステルであるこ
とを特徴とする請求項（２）に記載のポリエステルフィ
ルム。
（５）前記溶媒がケトン類であることを特徴とする請求
項（１）〜（４）のいずれかに記載のポリエステルフィ
ルム。
（６）前記溶媒がメチルエチルケトンであることを特徴
とする請求項（１）〜（４）のいずれかに記載のポリエ
ステルフィルム。