JPH03132331A - 白色ポリエステルフィルム及びその製造方法 - 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、Ｍ１気カード、ラベル、シール、宅配伝票、
ビデオプリンター用受像紙、ポスター、地図、無塵紙１
表示版、電子白板、印画紙、複写用紙等の基材として用
いられる白色ポリエステルフィルム及びその製造方法に
関する。

［従来の技術］ 上記の用途に用いられるプラスチックフィルムは白色不
透明であることが要求される。従来ポリオレフィン樹脂
に炭酸カルシウムを添加したもの（特公昭６３−６４３
１０）等のポリオレフィン樹脂なベースとしたものが知
られているが、これらのフィルムは熱に弱く、機械的強
度が弱い等の問題点がある。また、これらの欠点を改善
するものとしてポリエステルをベースとしてポリプロピ
レンを添加したポリエステルフィルム（特開昭６３−１
６８４４１等）及びポリエステルに非相溶性熱可塑性樹
脂を添加したもの（特開昭４９−１３４７５５．６２−
１１７６２　）等が知られている。

しかしながら、従来のポリエステルフィルムは内部に微
細気泡を有し見かけ密度を下げることにより低比重化す
ることができるが、低比重化することによりボイドが大
きくなり、その結果、熱収縮率が大きくなるという問題
点が生じる。熱収縮率が大きくなると、印刷加工後の乾
燥工程や印字されるヘッドの熱を受けた時等熱によりポ
リエステルフィルムの平面性の悪化をまねいたりフィル
ムが熱収縮して印刷ずれを生じたり、次の工程での加工
性や美麗感を損ねたり折りシワができる等の問題点が生
じる。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、本発明の目的は、見かけ密度が小さくてかつ熱
寸法安定性及び平面性に優れた白色ポリエステルフィル
ムを提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、鋭意研究の結果、特定のポリオレフィン
樹脂を添加したポリエステルにポリアルキレングリコー
ルを添加し、さらに２軸延伸を行なう時特定の延伸条件
で延伸した後、高い温度で熱処理することにより、ポリ
エステルフィルムはより一層低比重化されるが熱収縮率
は大きくならず寸法安定性及び平面性に優れたフィルム
を得ることができることを見出し、この発明を完成した
。

すなわち、本発明は、少なくとも白色ポリエステル層を
有し、見かけ密度が０．５ｇ／ｃ＋ａ’以上１．０ｇ／
ｃｍ”未満、長手方向及び幅方向の熱収縮率が１．０％
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
を提供する。

また、本発明は、ポリエステルに非相溶性熱可塑性樹脂
及びポリアルキレングリコールを混合した溶融体を冷却
過程で結晶化を促進した後、該フィルムのガラス転移温
度付近で長手方向に微伸長じた後、さらに多段階で長手
方向に延伸し、次に該フィルムを幅方向に昇温させなが
ら横延伸することを特徴とする白色ポリエステルフィル
ムの製造方法を提供する。

〔発明の効果〕

本発明により、熱寸法安定性、平面性及び白色性に優れ
た低密度化されたポリエステルフィルムが提供された。

その結果、乾燥や加熱加工等の熱によるポリエステルフ
ィルムの平面性の悪化を防止することができ、印刷ずれ
がなくなり加工性に優れた低コストフィルムを得ること
ができる。

［発明の詳細な説明］ 本発明の白色ポリエステルフィルムの見かけ密度は、０
．５ｇ７ｃｍ１以上１．０ｇ／Ｃｍ３未満、好ましくは
０、６ｇ／ｃｍ’以上０．９５ｇ／ｃｍ’未満、さらに
好ましくは０１７ｇ／ｃｍ３以上０．９ｇ／ｃｍ”未満
である。見かけ密度が１．０ｇ／ｃ＋ｓ”以上であると
フィルムのクツション性、軽量性が失われるのみならず
コストが紙に対して高くなり紙の代用品としての競争力
がなくなる。

また、見かけ密度が０゜５ｇ／Ｃ１３未満であると内部
の微細気泡の量が多くなり過ぎて充分な機械的強度が得
られなくなる。

本発明の白色ポリエステルフィルムの長手方向及び幅方
向の熱収縮率は１２０℃、３０分で１．０％以下、好ま
しくは０．９％以下である。熱収縮率が１．０％より大
きくなると耐熱収縮性に欠け、寸法安定性が悪くなり平
面性、印刷性等が低下する。

本発明の白色ポリエステルフィルムは、ポリエステルか
ら成る層の中に無数の微細な気泡を含有するもので、こ
の気泡により光を敗乱し、白色不透明としたものである
。

本発明に用いられるポリエステルは、フィルムを形成し
得るものであればどのようなものでもよく１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−〇−オキジベンゾニー　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
レート等を挙げることができる。もちろん、これらのボ
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
ルであっても構わない。共重合成分としてはジエチレン
グリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレン
グリコール等のジオール成分及びアジピン酸、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等のジカ
ルボン酸成分を挙げることができる。中でも、ポリエチ
レンテレフタレートはフィルムとしたときの耐水け、耐
久性及び耐薬品性等に優れており本発明に用いられるポ
リエステルとして好ましい。

ポリエステルフィルムに気泡を含有させて白色性を持た
せ低苫度化するために、本発明において非相溶性熱可塑
性樹脂のポリマーを添加する。本発明に用いられる非相
溶性熱可塑性樹脂としては融点２００℃以上であること
が好ましく、例えばポリオレフィン樹脂が好ましい。好
ましいポリオレフィン樹脂としては、ポリエステルと混
合してフィルムを形成し得るものであれば良く、例えば
ポリメチルペンテン、３−メチルブテン−１−アイソタ
クチックポリスチレン等を挙げることができる。また、
必ずしもホモポリマーに限定されるものではなく、これ
らのコポリマーであっても良い、中でも臨界表面張力の
小さなポリオレフィンであるポリメチルペンテンが好ま
しい。特にポリメチルペンテンはポリエステルとの剥離
性がよく、延伸の際微細気泡を作り易いので好ましい。

非相溶性熱可塑性樹脂の添加量としては好ましくは３〜
３０重量％、さらに好ましくは５〜２０重量％である。

添加量が３重量％未満であると微細気泡の生成量が少な
く本発明の白色ポリエステルフィルムの見かけ密度を容
易に得ることができない。また、添加量が３０重量％を
越えるとフィルムの延伸性が悪（なり、製膜性が低下す
る。

さらに、非相溶性熱可塑性樹脂粒子の分散状態を細かく
し、熱収縮率を抑λるためにポリアルキレングリコール
又はその共重合体を添加することができる。また、ポリ
アルキレングリコール又はその共重合体を加えることに
より、いっそう低比重化することができる。

本発明に用いられるポリアルキレングリコール又はその
共重合体としてポリエチレングリコール、ポリプロピレ
ングリコール、エチレングリコールとプロピレングリコ
ールの１＝１共重合体、メトキシポリエチレングリコー
ル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない
。一般に界面活性剤を添加した場合でも非相溶性熱可塑
性樹脂樹脂の分散状態をさらに細かくすることができる
が、この場合ポリオレフィン樹脂とポリエステルの接着
性が高くなり延伸時の気泡の生成が阻害される。しかし
驚くべきことに、ポリアルキレングリコール又はその共
重合体を添加した場合、非相溶性熱可塑性樹脂の分散状
態を微細化し微細気泡の生成を促進させるだけでなく襞
間強度の向上及び熱収縮率の改善も認められる。

本発明におけるポリアルキレングリコール又はその共重
合体の添加量は、好ましくは０．５〜５重１％、さらに
好ましくは０．５〜３重量％である。

添加量が０．５重量％未満であると非相溶性熱可塑性樹
脂樹脂の微分散化の効果が少な（なり襞間強度の向上及
び熱収縮率の改善の度合いも小さくなる。添加量が５重
量％を越えると熱安定性が悪くなり耐熱収縮性が悪くな
る。また、白色ポリエステル層が黄味かかった色となり
好ましくない。

特に、ポリアルキレングリコールとしては、フィルムの
延伸性及び微細気泡の生成の促進を考慮して、分子量５
００〜３０．０００．好ましくは１．０００〜ｔｏ、ｏ
ｏｏのポリエチレングリコールが好ましい１分子量が５
００未満であると、白色ポリエステル層が黄味がかった
色となり易（襞間強度も弱くなることが多い。また、分
子量が３０．０００を越えると襞間強度が弱（なること
が多い。

さらに、平面性を考慮して、本発明の白色ポリエステル
フィルムの長手方向及び幅方向の熱収縮率の比、すなわ
ちＭＤ／ＴＤ比が５．０以下であることが好ましく、さ
らに好ましくは４．５以下である。ＭＤ／ＴＤ比が５．
０より太き（なると平面性の悪化を招くことになり印刷
ずれや折りシワ発生等の原因となることがある。

本発明の白色ポリエステルフィルムの白色度及び光学濃
度を増すために無機粒子を白色ポリエステル層中に０．
０５〜２５重量％、好ましくは０．５〜１５重量％添加
することが好ましい、無機粒子としては、タルク、酸化
マグネシウム、石膏、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム
等を挙げることができる。また、白色度を高めるために
蛍光増白剤をｏ、ｏｏｔ〜０．５重量％添加することも
好ましい。

本発明の白色ポリエステルフィルムの光学濃度は、０．
７以上１．６以下、好ましくは０．８以上１．６以下で
ある。光学濃度が０．７未満であるとフィルムの隠蔽性
が小さいために裏側が好けて見えるので好ましくない、
また、光学濃度が１．６を越えるためには多量の微細気
泡を含まねばならずフィルムの強度が弱くなり好ましく
ない。

また１本発明の白色ポリエステルフィルムの白色度は、
好ましくは８０％以上１１０％以下、さらに好ましくは
８５％以上１０５％以下である。

白色度が８０％未満であるとフィルムが黄味がかって印
刷の高級感を損ねる。また、白色度が１１０％を越える
と青味がかかり同様に高級感を損なう。

本発明の白色ポリエステルフィルムは、白色ポリエステ
ル層のみからなる単層フィルムであっても他のフィルム
との複合フィルムであっても良イ、複合フィルムとする
場合、白色ポリエステル層の少なくとも片面に非相溶性
熱可塑性樹脂又はその重合体を加していないポリエステ
ル層Ａを積層して複合フィルムとすることが好ましい、
ポリアルキレングリコール又はその共重合体を添加して
いない白色ポリエステル層にこのポリエステル層Ａを積
層した場合、襞間強度は弱いが、ポリアルキレングリコ
ール又はその共重合体を添加した白色ポリエステル層に
積層した場合、ポリアルキレングリコール又はその共重
合体との相互作用により飛躍的に襞間強度が向上する。

また、ポリエステル層Ａにポリアルキレングリコール又
はその共重合体を添加するとより一層男開強度が向上す
る。また、ポリエステル層Ａを積層することにより平面
性が悪化するのを防止する効果がある。さらに、単層フ
ィルムの場合、白色ポリエステル層表面の非相溶性熱可
塑性樹脂の存在により表面の接着性が低下するが、表面
にポリエステル層Ａを設けることにより接着性が低下す
るのを防ぐことができる。

また、ポリエステル層Ａの厚みとしては、１Ｏ４ｊｆｆ
ｌ以下が好ましい。ｌｏｕｍを越えると積層したポリエ
ステル層Ａと微細気泡含有層との界面での剥離が起き易
くなる。

本発明において、積層したポリエステル層Ａに無機粒子
を添加することによってフィルム表面の滑りを良くし、
光沢を下げることでより紙に近いポリエステルフィルム
を得ることができる。無機粒子としては、炭酸カルシウ
ム、二酸化ケイ素、二酸化チタン、硫酸バリウム等を挙
げることができる。無機粒子の添加量は０．０５〜２５
重量％が好ましい、添加量が０．０５重量％未満である
とフィルムの滑りが紙に比較し悪くなり、印刷等の後加
工での生産性が良くない。添加量が２５重量％を越える
と、フィルムの表面が弱（なり後加工等の時紙扮などの
トラブルが起き易くなる。

次に、本発明のポリエステルフィルムの製造方法につい
て説明する。

ポリエステル原料とポリアルキレングリコール若しくは
その共重合体を混合した原料又はポリエステルの重合反
応中又は重合完了時にポリアルキレングリコールを添加
して得られたマスター原料を十分に真空乾燥した後、非
相溶性熱可塑性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
することができる。この時、ポリアルキレングリコール
又はその共重合体は、ポリエステル重合時又は重合完了
時に添加してマスターチップ化するのが好ましいが、３
成分を予めペレタイザー等で混練しておいても良い、ポ
リエステル層Ａを積層する場合は、別に乾燥したポリエ
ステルのチップを別の押出機に供給し白色ポリエステル
層とＴダイ内で積層してシート状に成形することができ
る。さらにこの時、無機粒子のマスターチップをポリエ
ステルのチップに混合して真空乾燥して用いることもで
きる。

上記のようにして得られたシート状フィルムは、ルーチ
ンキャストよりも高温に保たれた温度６０〜９０℃の冷
却ドラム上で冷却固化して未延伸フィルムとする。この
時、冷却ドラムの温度を通常のポリエステルの場合より
４０〜６０℃高温の６０〜９０℃にすることにより、本
発明の製造方法に要求される結晶化を促進することがで
る。得られた未延伸フィルムは該フィルムのガラス転移
温度以下で長手方向に微延伸した後、ガラス転移温度よ
り高温の７０〜１２０℃に加熱したロール群に導き、長
手方向に２段階以上の多段階で縦延伸を行ない、さらに
２０〜３０℃のロール群で冷却し一軸延伸フィルムを得
ることができる。微延伸倍率としては１．１〜２倍程度
が好ましい。

次に、−軸延伸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、８０〜２２０℃に段階的に加熱した
雰囲気中で長手に垂直な幅方向に昇温させながら横延伸
して二軸延伸フィルムを得ることができる。延伸倍率は
、縦延伸倍率〈横延伸倍率５５．０倍であることが好ま
しい、横延伸倍率が縦延伸倍率に比べ太き（なると、長
手方向に垂直な幅方向の熱収縮率が悪化するがＭＤ／Ｔ
Ｄ比のバランスがとれて平面性が改善される。

上記のようにして得られた二軸延伸フィルムは、テンタ
ー内で２００〜２４０℃の高い温度で熱固定を行なうこ
とにより平面性及び寸法安定性を持たせることができる
。熱処理温度が２００℃より低くなると熱収縮率が大き
くなりすぎて後加工等の工程において熱のかかる部分で
平面性が悪化し、美麗感を損ねたり折りシワの発生をま
ねくことがある。また、熱固定を行なう時の弛緩率を０
〜２０％にすることが寸法安定性の点からも好ましい、
熱固定したフィルムを均一に徐冷して室温まで徐冷して
巻き取り本発明のポリエステルフィルムを得ることがで
きる。

以下、本発明のポリエステルフィルムの物性の測定法に
ついて説明する。

１１）見かけ密度 四塩化炭素−ｎ−へブタン系の密度勾配管を用いて測定
する。より具体的には２５℃の恒！１中に２４時間放置
した後の値を用いる。

（２）熱収縮率 フィルムは長手方向又は幅方向に幅１０ｍｍ長さ３００
１！１Ｉｌｌに切り、２００１間隔にマーキングし支持
板に一定張力（５ｇ）下で固定した後、マーキング間隔
の原長ａ　（ＩＩｓ＋ｌを測定する。次に、３ｇのクリ
ップを用いて荷重をかけ１２０℃の熱風オーブン中で回
転させながら３０分間処理し、原長測定と同様にしてマ
ーキング間隔ｂ　（ｍａｌを測定する。

下記の式により熱収縮率を求め、５本の平均値を用いる
。

熱収縮率（％）＝　（ａ−ｂ）／ａ また、得られた長手方向及び幅方向の熱収縮率からＭＤ
／ＴＤ比を求める。

ｆ３１　ｇ！！Ｊ開強度 フィルムにポリウレタン系ブライマーを塗布して厚み２
μｍの塗膜を形成し、５０℃で未延伸ポリプロピレンフ
ィルム（厚さ６０μ鴎、東し合成社製）と接着剤を用い
て貼り合わせ、４０℃で４８時間エージングした後、幅
１５ｍｍに切り一端を剥してテンシロンに取り付け、貼
り合わせ部を剥した部分に対して直角に保ち測定フィル
ムと未延伸フィルムを剥離したときの強度のフィルムテ
ープ５本の平均値を襞間強度とする。・ただし、フィル
ムが破壊されず接着剤層で剥離したものは除（。このと
き、剥離速度は３００ＩＩＩＩ＋７分である。

（４）平面性 フィルムを長手方向に幅２００ｍｍ長さ３５０ｍ＋＋＋
に切り、長手方向３２０ａａ＋幅２５０ｍｎ＋の枠に長
手の両端を固定し、１２０℃の熱風オーブン中で２０分
間熱処理した後、室温で１時間放置しフィルム表面を観
察する。平面性は次のように評価する。

Ｏ：フィルム表面にシワ、たるみ等が観察されない Δ：フィルム表面に長手方向にたるみしわが３本以下 ×：フィルム表面に長手方向にたるみしわが４本以上 （５）白色度 ＪＩＳ−Ｌ−１０１５に準じて、波長４５０ｎｍ及び５
５０ｎｍにおける反射率をそれぞれＢ％、Ｇ％としたと
き、 白色度（％ｌ　＝４Ｂ−３Ｇで表わされる。

（６）光学濃度 フィルムを約１５０μｍの厚みになるように重ね、光学
濃度計（ＴＲ９２７、マクベス社製）を用いて透過濃度
を測定する。フィルムの厚みと光学濃度とをプロットし
、１５０ｕｍの厚みに相当する光学濃度を求める。

（７）延伸性 製膜中の状態から以下の様に判断した。

○：製嗅中、縦延伸切れ、横延伸破れを起こすことなく
、また延伸むらのない均質なフィルムを採取できる状態
。

Δ：製膜中、横延伸破れを起こすが、容易に破れを直す
ことができ、また延伸むらのない均質なフィルムを採取
できる状態。

×：横延伸破れ、あるいは縦延伸切れを頻繁に起こし、
延伸できた場合でも、延伸むらを起こしているもの。

［実施例］ 本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発
明の実施例はこれらに限定されるものではない。

１〜２、　　　　　１〜５ ポリエチレンテレフタレート（極限粘度０．６５１のチ
ップに表１に示した割合になるようにポリエチレングリ
コールの６重量％マスターチップを混合し、１８０℃で
３時間真空乾燥した後、表１に示した割合になるように
ポリメチルペンテンのチップを混合し、２８０℃に加熱
した押出機に供給した。Ｔダイよりシート状に押出した
フィルムは、表面温度７５℃に加熱された冷却ドラムで
冷却固化した。得られた未延伸フィルムは、７０℃に加
熱したロール群に導き長手方向にまず１．８倍に延伸し
、次いで９０℃で表１に示した倍率で縦延伸した後、２
５℃のロール群で冷却した０次に、縦方向に延伸したフ
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℃〜２２０℃に加熱した段階昇温雰囲気中で幅方向
に表１に示した倍率で横延伸した。得られた二軸延伸フ
ィルムは、テンター内で２２０℃で熱固定を行なった後
、均一に徐冷して巻き取り厚み５０μｍのポリエステル
フィルムを得た。

得られたポリエステルフィルムの物性は表１に示す通り
である０表１から分かるように、見かけ密度が０．５ｇ
／ａｍ”未満であると襞間強度の弱いものとなる。また
、ポリエチレングリコールの添加量が５重量％以下であ
ると、耐熱取縮性及び平面性が保たれているが、５重量
％を超えると逆に悪くなり白色度も不良となる。延伸倍
率に関しては、縦延伸倍率と横延伸倍率を同じくすると
、長手方向の熱収縮率が１．０％を超え不良となる。

Ｕ０性】ニー５ ポリエチレンテレフタレート（極限粘度０．６５）のチ
ップにポリエチレングリコールが１０口重量％になるよ
うにポリエチレングリコールの６重量％マスターチップ
を混合し、さらにポリメチルペンテンを１０重量％混合
し１８０℃で３時間真空乾燥した後、上記実施例と同様
にして厚さ５０μＩのフィルムを得た。ただしフィルム
の延伸は表２に示した倍率で行なった。

得られたフィルムの物性は表２に示した通りである。横
延伸倍率を縦延伸倍率に比べ大きくするにつれ幅方向の
熱収縮率は悪化するが、ＭＤ／ＴＤの比のバランスがと
れ平面性が良くなることが分かる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも白色ポリエステル層を有し、見かけ密
   度が０．５ｇ／ｃｍ＾３以上１．０ｇ／ｃｍ＾３未満、
   長手方向及び幅方向の熱収縮率が１．０％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. （２）長手方向及び幅方向の熱収縮率の比ＭＤ／ＴＤが
   ５．０以下であることを特徴とする請求項１記載の白色
   ポリエステルフィルム。
3. （３）光学濃度が０．７以上１．６以下、白色度が８０
   ％以上１１０％以下であることを特徴とする請求項１又
   は２に記載の白色ポリエステルフィルム。
4. （４）白色ポリエステル層の少なくとも片面に積層され
   たポリエステル層Ａを有することを特徴とする請求項１
   ないし３のいずれか１項に記載の白色ポリエステルフィ
   ルム。
5. （５）ポリエステルに非相溶性熱可塑性樹脂及びポリア
   ルキレングリコールを混合した溶融体を冷却過程で結晶
   化を促進した後、該フィルムのガラス転移温度付近で長
   手方向に微伸長した後、さらに多段階で長手方向に延伸
   し、次に該フィルムを幅方向に昇温させながら横延伸す
   ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に
   記載の白色ポリエステルフィルムの製造方法。