JPH04110147A

JPH04110147A - 成形用艶消し積層ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JPH04110147A
Application number: JP2228952A
Authority: JP
Inventors: Satoyuki Kotani; 小谷　智行
Original assignee: Diafoil Co Ltd
Current assignee: Diafoil Co Ltd
Priority date: 1990-08-30
Filing date: 1990-08-30
Publication date: 1992-04-10
Anticipated expiration: 2015-05-08
Also published as: JP3038843B2

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、厚さ斑および耐熱性に優れ、かつ成
形加工後の表面の艶消し効果の優れた成形用積層ポリエ
ステルフィルムに関する。

（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。

しかしながら二軸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
おける適用が困難であった。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
。

本発明者らは上記要求に対し、種々の成形性を改良した
二軸延伸ポリエステルフィルムを提案してきた。

しかしながら、成形性を改良すると、フィルムの厚さ斑
が大きく悪化してしまい、加工時に様々な問題が生じる
。例えば、成形転写用フィルムとして使用する場合、厚
さ斑が不良であると、フィルムの平面性が悪化するだけ
でな（、成形転写時にフィルムの伸びが不均一となるた
め、転写した図柄の精度が低下する。また、成形容器用
フィルムとして使用する場合、厚さ斑が不良であると、
成形性が不均一となるため、フィルムの破断や積層加工
時に部分的な眉間剥離が発生する傾向がある。

このように、成形用ポリエステルフィルムにおいて、成
形性および厚さ斑の改良という二律排反の現象を同時に
満足させることが要求されていたが、これらに加え、耐
熱性および表面光沢性の改良も求められていた。

特に成形転写用途においては、成形品に高級感を与える
ために、成形転写後、フィルムを剥離した後の成形品表
面を艶消しにすることが求められていた。

しかしながら、本発明者らの検討結果によると、フィル
ムの光沢度Ｇｓ（６０＠）が低いほど、すなわち、艶消
し効果が大きいほど、フィルムの成形性が悪化するとい
う傾向がみられた。

〔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、共押
出により積層されてなる、ある特定の特性を有するポリ
エステルフィルムが成形用フィルムとして有用であるこ
とを見いだし、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明の要旨は、共押出により２層以上積層し
た複合フィルムであって、フィルムの片面の光沢度Ｇｓ
（６０°）が１０〜４５％であり、かつ１５０℃の雰囲
気下、１００％伸張時のフィルム強度ＦＩＧ。が０．５
〜３．０ｋｇ／酊２であることを特徴とする成形用艶消
し積層ポリエステルフィルムに存する。

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
、アジピン酸、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、脂肪族ジカルボン酸等、公知のジ
カルボン酸の一種また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リコール、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、トリエチレングリコール、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または二種以
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、メト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。

本発明のフィルムを構成する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、さらに好ましくは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および耐熱性が低下するので好ま
しくない。

また、上記ポリエステルに対し、ポリエステル以外のポ
リマー、例えばポリカーボネート、ポリオレフィン、ポ
リアミド等を本発明の要旨を越えない範囲、例えば全体
の３０ｗｔ％以下であれば添加、混合しても構わない。

このように、他種のポリマーを添加、混合することによ
りフィルム表面を粗面化し、好適な表面光沢性、筆記性
を与える方法も、本発明を具現化するための一手法とし
て挙げられる。

本発明のフィルムの成形性および耐熱性を向上させるた
めには、フィルムを構成するポリエステルの酸成分中に
脂肪族ジカルボン酸成分を好ましくは１〜２０モル％、
さらに好ましくは１〜１０モル％含有させる。

本発明のフィルムを構成するポリエステル中に含有させ
る脂肪族ジカルボン酸成分としては、通常、炭素数４〜
１２、好ましくは炭素数６〜１２の脂肪族ジカルボン酸
成分が用いられる。

また、フィルムに易滑性、表面光沢性等を付与するため
に、有機、無機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、
静電防止側等の添加剤を含有するものであってもよい。

滑り性、表面光沢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、カーボンフ゛ラフク等の公
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、架橋ポリマーおよびポリ
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
子等が挙げられる。

本発明のフィルムに含有させる微粒子としては、所望の
表面光沢性を効率よく付与できる酸化ケイ素の微粒子を
主体とすることが好ましい。

上記態様において、酸化ケイ素微粒子に加えて他の微粒
子、例えば、酸化チタンを含有することも好ましい態様
の一つである。

本発明のフィルムにおいて、表面光沢性を付与する層に
含まれる微粒子の量は、好ましくは０．１〜５．　Ｏ賀
ｔ％、さらに好ましくは０．１〜４．０ｗｔ％、特に好
ましくは０．２〜３．５ｗｔ％の範囲であり、その平均
粒径は、好ましくは０．５〜１０μｍ、さらに好ましく
は１．０〜１０μｍ、特に好ましくは２゜０〜７．０μ
ｍの範囲である。本発明のフィルムにおいて上記含有量
および平均粒径の粒子を選択することにより、所望の表
面光沢性、筆記性を持つフィルムを得ることができる。

本発明のポリエステルフィルムの極限粘度は、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、十分な成形
性が得られず好ましくない。

本発明のフィルムの片面の光沢度Ｇｓ　　（６０°）は
１０〜４５％の範囲である。フィルムの片面のＧｓ（６
０’）が１０％未満では、成形加工後の成形品表面が粗
面化し過ぎて好ましくない。一方、Ｇｓ（６０’）が４
５％を超えるフィルムでは、成形品表面に十分な艶消し
を与えられず、好ましくない。フィルムの片面のＧｓ（
６０°）の値は、好ましくは１５〜４５％、更に好まし
くは、１５〜４０％の範囲である。

フィルムの光沢度Ｇｓ（６０°）を上記範囲とするため
には、例えば、前述したようにフィルムに有機、無機等
の微粒子を含有させる方法が採用され、該微粒子として
は、酸化ケイ素微粒子を主体とすることが特に好ましい
。

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ＦＩＧ＋１が０．５〜
３．０ｋｇ／Ｍ”の範囲である必要がある。

本発明でいうＦｌｏ。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。Ｆ
、。。値は好ましくは０．５〜２．７ｋｇ／ｆｌ”さら
に好ましくは０．５〜２．５ｋｇ／１ｍ”の範囲である
。

我々の検討結果によると、強度ＦＩＯＧ値はフィルムの
成形性に深く関係しており、Ｆｌ。。が３．　Ｏｋｇ／
ｎ”を越すフィルムでは、成形性が低下し、好ましくな
い。また、Ｆｌ。。が０．５ｋｇ／ｗ”未満のフィルム
では、成形時フィルムが不均一に変形し、例えば転写用
フィルムでは、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℃１１００％伸長時の
フィルム強度の差は通常１．５ｋｇ／ａｍ”以下であり
、好ましくは１．０ｋｇ／ｍｍ”以下、更に好ましくは
０．７　ｋｇ／１ｉｎ２以下である。かかる差が１．５
ｋｇ／ｍｍ２を超えると、異方性が大きくなるため成形
性が悪化する。

本発明のフィルムにおいて、フィルムの厚さ斑は、好ま
しくは３０％以下、さらに好ましくは２０％以下である
。厚さ斑が３０％を超えるフィルムでは、成形性および
成形時の伸びが不均一となり、成形転写時に図柄の歪み
が生じ好ましくない。

本発明のフィルムは、少なくとも片面のＧｓ（６０’）
が前記範囲となるような層（Ａ）を含む積層フィルムで
２層あり、本発明の要旨を損なわない限り以上の多層フ
ィルムであってもよい。

層（Ａ）のフィルム全体に対する厚み比は、０．５以下
が好ましく、さらに好ましくは０．３以下、特に好まし
くは０．２以下である。厚み比が０．５を超える場合、
積層による成形性の改良効果が小さいため好ましくない
。

本発明のフィルムの収縮特性に関しては、１５０℃で３
分間処理後の縦および横方向の収縮率が共に１０％以下
であることが好ましく、さらに好ましくは５％以下であ
る。

縦また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ムの縮みが大きく
発生し好ましくない。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
ム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％を超えるフィルムでは、成形転写
用として用いた場合、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。

また、本発明においてフィルムの融解熱は好ましくは１
〜８ｃａｌ／ｇ、さらに好ましくは１〜６ｃａ１．／ｇ
の範囲である。融解熱が８ｃａｌ／ｇを超えるフィルム
では成形性が低下し好ましくない。

一方、融解熱が１ｃａｌ／ｇ未満のフィルムは、特にフ
ィルム耳部等のリサイクルを行う場合、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、好ましくなく、またフィル
ムの厚さ斑も悪化し好ましくない。

本発明のフィルムの縦方向および横方向におけるヤング
率は好ましくは２００ｋｇ／ｍ２以上、さらに好ましく
は３００　ｋｇ／ｖａ”以上である。ヤング率が２００
ｋｒ／ｎ”未満のフィルムでは、成形工程においてフィ
ルムの伸びが生じやすく好ましくない。

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て好ましく用いられる厚さは５〜５
００μｍ、さらに好ましくは５〜３００μｍ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。

表面光沢性を付与するために、無機粒子等を必要に応じ
て適量含有するポリエステル原料（ａｌと、別途調整し
たポリエステル原料（′ｂ）とを、それぞれ別々にホッ
パードライヤー、パドルドライヤーオープン等の通常用
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
、別個の押出機により２００〜３２０℃で押出し、共押
出法により、原料ｔａ）で構成される層が、少なくとも
片面において表層となるよう複合化し、キャスティング
ドラム上で冷却固化させて、２層以上の層からなる無定
形シートを形成する。この際、常法の静電印加法を用い
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方向に少なくとも２．
８倍以上、好ましくは３．０倍以上さらに好ましくは３
．２倍以上延伸する。縦方向の延伸倍率が２．８倍未満
では、フィルムの縦方向の厚さ斑が悪化するので好まし
くない０次に横方向に３．０〜５、０倍に延伸し、二軸
配向フィルムを形成する。

横方向の延伸倍率が３．０倍未満では、横方向の厚さ斑
が悪化するので好ましくない、横延伸倍率は好ましくは
３．２〜５．０倍、さらに好ましくは３．４〜５．０倍
である。次に二軸配向フィルムは、１５０〜２２０℃で
１秒〜１０分間熱処理される。

熱処理工程において、熱処理の最高温度のゾーンおよび
／または熱処理出口のクリーングゾーンにて横方向およ
び／または縦方向に０．１〜３０％の弛緩を行うことも
本発明においては好ましい態様の１つである。特に横方
法においては５〜３０％の弛緩を行うことが好ましい。

また、熱処理工程において、二段熱処理を行ってもよい
。

上記延伸工程中または延伸後に、フィルムに表面光沢性
、接着性、帯電防止性、滑り性、離型性等を付与するた
めに、フィルムの片面また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。特に、
フィルムに表面光沢性を付与するためにフィルム表面に
塗布層を形成することは好ましい態様である。フィルム
に表面光沢性を付与するために、塗布層を形成する場合
、塗布層中に有機、無機等の微粒子、例えば、酸化ケイ
素微粒子等を含有させることが好ましい。塗布層中に含
まれる微粒子の含有量は好ましくは５゜０〜５０−ｔ％
、さらに好ましくは１０〜４０−ｔ％、特に好ましくは
１０〜３０ｗｔ％の範囲であり、その平均粒径は、好ま
しくは塗布層厚みの０．１〜３゜０倍、さらに好ましく
は塗布層厚みの０．５〜２．０倍の範囲である。

また、延伸工程中または延伸後に形成する塗布層が、二
種以上の機能、例えば表面光沢性と離型性を兼ね備えて
いてもよく、また、二層以上の多層塗布層であってもよ
い。

〔実施例〕

以下、実施例にて本発明を更に具体的に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定さ
れるものではない。

なお、フィルムの評価方法は以下に示すとおりである。

（１）　　フィルムの光沢度Ｇｓ（６０”）日本電色工
業特製ＶＧＳ−１００１ＤＰ型光沢度計を用いて、６０
度鏡面光沢度Ｇｓ　　（６０°）をＪＩＳ　　Ｚ　　８
７４１に準じて測定した。すなわち、入射角、反射角６
０度における黒色標準板の反射率を基準に試料の反射率
を求め光沢度とした。

（２）　　フィルム厚みフィルム断面写真から測定した。

（３１１５０℃雰囲気下における１００％伸張時のフィ
ルム強度Ｆ１゜。（ｋｇ／ｍ”） ■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鶴のフィルムを
チャック間５０＋ｎとなるようにセットして２分間放置
後、引張速度２００　ｍ／ｍｉｎで１００％伸張時の強
度を測定した。測定は、フィルムの縦および横方向につ
いて行い、その平均値をＦ、。。とじた。なお、１００
％伸張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％伸張時強度（ｋｇ／鶴２）− 破断時強度（ｋｇ／ｍ”　）　Ｘ破断時伸び（％）（４）　　フィルムの厚さ斑安置電気社製連続フィルム厚さ測定器（電子マイクロメ
ーター使用）により、フィルムの縦方向に沿って５ｍの
長さで測定し、次式により厚さ斑を算出した。

Ｘ１００　　（％）（５）極限粘度（η）試料２００■をフェノール／テトラクロロエタン−５０
１５０の混合溶媒２０ｍ１に加え、約１１０℃で３０分
間加熱後、３０℃で測定した。

（６）　　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、縦および横方向についての加熱収縮
率を下記式に従い求めた。

（７）　　フィルムの融解熱ΔＨｍ（ｃａｌ／ｇ）パー
キンエルマー社製差動走査熱量計ＤＳＣ１Ｂにより、昇
温速度１６℃／ｗｉｎ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。

ΔＨｍ＝Ａ　−Ｓ　　・　　　　　（ｃａｌ／　ｇ）（
８）転写フィルムとしての適性加熱乾燥を行いながらフィルムの粗面側に離型層、印刷
層および接着層を形成し、第１図に示す縦１０ｃＩＩ、
横１０ＣＩＩＩ、最大深さ５．　Ｏａｍの金型（１）を
用い、フィルムを真空およ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て成形転写を連続で行
った。成形時のフィルムの破断の顧度、射出成形品の形
状及び成形品の印刷の仕上りに関し、転写フィルムとし
ての適性を以下のように評価した。

◎：フィルムの破断が全く無く、しかも成形品の形状及
び印刷の仕上りも美しく、かつ成形品に十分な艶消し感
がある。

○：フィルムの破断が全く無く、成形品に十分な艷消し
感はあるものの成形品の形状、印刷の仕上りにおける不
良品が時々発生する。

△：時々フィルム破れが１〜２箇所発生し、連続運転時
には支障をきたす。ただし、成形品には十分な艶消し感
がある。

Ｘ：フィルム破れが顧発し、使用不可能である。

あるいは成形品の艶消し感が不十分である。

実施例１ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位８０ｍｏｌ！
％、イソフタル酸単位１６ｍｏｊ！％およびセバシン酸
単位４　ｓｏ　１％よりなり、ジオール成分がエチレン
グリコール単位９８ｍｏ１％およびジエチレングリコー
ル単位２　ｓｏ　Ｉｔ％よりなる、平均粒径２゜４μｍ
の無定形シリカ微粒子４００ｐｐｍを含有する共重合ポ
リエステルを原料（１）とした。原料（１）と同一の共
重合成分を有するポリエステルに、平均粒径２．４μｍ
の無定形シリカ粒子３．０ｗｔ％を含有させた共重合ポ
リエステルを原料（ＩＩ）とした。原料（１）を原料（
Ｉ［）とを３５：６５（重量比）の割合でブレンドした
共重合ポリエステルを原料（Ａ、）とした。

原料（Ａ１）と原料（１）をそれぞれ別々に予備結晶化
した後、本乾燥し、別個の溶融押出機により、原料（Ａ
Ｉ　）と原料（１）を互いに表層とし、厚み比Ａ、／Ｉ
＝１０／９０で２層複合化させて無定形シートを製造し
た。

このシートを、加熱ロールと冷却ロールの間で縦方向に
７５℃で３．５倍延伸した後、続いて横方向に９５℃で
３．６倍延伸し、横方向に５％の弛緩と縦方向に０．５
％の弛緩を行いながら、１９０℃で熱処理を行った。得
られたフィルムの平均厚さは５０μｍで、極限粘度は０
．７０であった。また、フィルムの融点は２２０℃であ
った。

実施例２実施例１において、原料（ＡＩ）と原料（１）をそれぞ
れ別々に予備結晶化した後、本乾燥し、別個の溶融押出
機により、原料（Ａ１）を外層、原料＜１）を内層とし
、厚み比ＡＩ／Ｉ、／ＡＩ＝２．５／４５／２．５で３
層複合化させて無定形シートを製造した。

このシートを実施例１と全く同様にして延伸製膜を行い
、平均厚さ５０μｍのフィルムを得た。

比較例１実施例１の原料（Ａ、）を予備結晶化した後、本乾燥し
、Ｔダイを有する押出機を用いて２８０℃で単層にて押
出し、急冷固化して無定形シートを得た。得られたシー
トを実施例１と全く同様に延伸製膜を行い、平均厚さ５
０μｍのフィルムを得た。

比較例２実施例工の原料（Ａ、）を予備結晶化した後、本乾燥し
、Ｔダイを有する押出機を用いて２８０℃で単層にて押
出し、急冷固化して無定形シートを得た。得られたシー
トを実施例１と全く同様にして延伸製膜を行い、平均厚
さ５０μｍのフィルムを得た。

以上、得られた結果をまとめて下記表−１に示す。

〔発明の効果〕

本発明のフィルムは、優れた成形性、耐熱性、及び厚さ
斑を有し、かつ加工後の表面の艶消し効果も良好であり
、成形用、特に成形転写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
フィルムそしで４は印刷層を含む層を表す。出願人ダイアホイル株式会社代理人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）共押出により２層以上積層した複合フィルムであ
って、フィルムの片面の光沢度Ｇｓ（６０゜）が１０〜
４５％であり、かつ１５０℃の雰囲気下、１００％伸張
時のフィルム強度Ｆ＿１＿０＿０が０．５〜３．０ｋｇ
／ｍｍ＾２であることを特徴とする成形用艶消し積層ポ
リエステルフィルム。