JPH05138781A - 空洞含有ポリエステル系フイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 隠ぺい性、白色性、光沢度、描写性を有する
ポリエステル系フィルムを提出することにある。 【構成】 空洞含有ポリエステル系フィルムの少なくと
も片面に二酸化チタンを１０〜５０重量％を有するポリ
エステル系フィルムを積層する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラベル、ポスター、記
録紙、包装材料などに用いる際、隠ぺい性、白色性、光
沢度などが改良され、かつ、その生産性が大きく向上し
たフィルム内部に微細な空洞を多量に含有した描画性を
有する積層ポリエステル系フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂を主原料とした紙代替物である
合成紙は、天然紙に比べて、耐水性、吸湿寸法安定性、
表面平滑性、印刷の光沢性と鮮明性、機械的強度などに
優れてる。近年、これらの長所を活かした用途展開が進
められている。合成紙の主原料としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエステル等が用いられている
が、この中でもポリエチレンテレフタレートを代表とす
るポリエステルが耐熱性が高い点や、腰が強いという点
で優れており、広範な用途展開が可能である。

【０００３】ポリエステルを主原料とした紙と類似した
機能を有するフィルムを得る方法として、従来（１）微
細な空洞をフィルム内部に多量に含有させる方法や通常
の平坦なポリエステルフィルムを（２−１）サンドプラ
スト処理や（２−２）ケミカルエッチング処理や（２−
３）マット化処理（マット剤をバインダーとともに積層
する方法）などによって粗面化する方法、などが開示さ
れている。これらの中で、（１）の微細な空洞をフィル
ム内部に多量に含有させる方法には、フィルム自体を軽
量化できる点や適度な柔軟性を付与できて、鮮明な印刷
や転写が可能になるという利点がある。

【０００４】微細な空洞をフィルム内部に生成させる方
法として、従来、ポリエステルと相溶しないポリマーを
押出機で溶融混練し、ポリエステル中に該ポリマーを微
粒子に分散させたシートを得て更に該シートを延伸する
ことによって微粒子の周囲に空洞を発生させる方法が開
示されている。空洞のために用いられるポリエステルに
非相溶のポリマー（以下、空洞発現剤と呼ぶ）として
は、ポリオレフィン系樹脂（たとえば特開昭４９−１３
４７５５号公報）やポリスチレン系樹脂（たとえば特公
昭４９−２０１６号公報、特公昭５４−２９５５０号公
報）やポリアリレート樹脂（たとえば特公昭５８−２８
０９７号公報）など多数提案されている。これらの中で
ポリプロピレンやポリスチレンは、空洞ができやすい点
や密度が低い点、安価である点で特に好ましい。

【０００５】さらに、空洞発現剤による隠ぺい性で不十
分の場合は、二酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリ
ウム等の無機粒子を併せて用いることが一般的である。
これらの無機粒子は他の原料と混合、押出するため生産
後も押出機内に多量に残存することになる。そのため、
無機粒子の含有したフィルムを生産した後に、含有しな
いフィルムを生産するときは一度、押出機内を洗浄する
必要がある。よって表面剥離強度の向上、表面平滑性の
付与のために２台以上の押出機を用いて共押し出し法に
より製膜する場合、押出機の洗浄の手間が２倍以上かか
るため、製造コストが増大する問題があった。また、よ
り高い隠ぺい性が要求される場合、無機粒子を多量に添
加するため空洞含有フィルムの比重が高くなったり、コ
ストアップになっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前期の欠
点、即ち、隠ぺい性を維持し、かつ、生産性、光沢度の
改善されたラベル、ポスター、記録紙などに好適な基材
を提供せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は微細な空
洞を多数含有するポリエステル系フィルムの片面又は両
面に二酸化チタンを１０〜５０重量部含有したポリエス
テル系フィルムを積層して少なくとも１軸に配向してい
ることを特徴としている空洞含有ポリエステル系フィル
ムに関するものである。

【０００８】本発明におけるポリエステルとは、テレフ
タル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸のごと
き芳香族ジカルボン酸又はそのエステルとエチレングリ
コール、ジエチレングリコール、１、４ーブタンジオー
ル、ネオペンチルグリコールのごときグリコールとを重
縮合させて製造されるポリエステルである。これらのポ
リエステルは芳香族ジカルボン酸とグリコールとを直接
反応させてからほか、芳香族ジカルボン酸のアルキルエ
ステルとグリコールとをエステル交換反応させた後重縮
合させるか、あるいは芳香族ジカルボン酸のジグリコー
ルエステルを重縮合させるなどの方法によって製造させ
る。かかるポリエステルの代表例としてはポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンブチレンテレフタレート
あるいはポリエチレンー２、６ーナフタレートなどが挙
げられる。このポリエステルはホモポリマーであっても
よく、第三成分を共重合したものであっても良い。いず
れにしても本発明においては、エチレンテレフタレート
単位、ブチレンテレフタレート単位あるいはエチレンー
２、６ーナフタレート単位が７０モル％以上、好ましく
は８０モル％以上、更に好ましくは９０モル％以上であ
るポリエステルが好ましい。

【０００９】本発明に用いられるポリエステルに非相溶
性の熱可塑性樹脂は、上記したポリエステルに非相溶性
のものでなければならない。具体的には、ポリアクリル
系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、好ま
しくはポリプロピレンが挙げられる。また特に本発明に
おいて重要な点は、微細な空洞を多数含有するポリエス
テル層の片面又は両面に二酸化チタンを１０〜５０重量
部含有したポリエステル層を積層して少なくとも１軸に
配向してなることにある。

【００１０】本発明の該ポリエステルと該ポリエステル
に非相溶性の熱可塑性樹脂を混合させた重合体混合物
は、たとえば、各樹脂のチップを混合し押出機内で溶融
混練した後、押出して固化することによって得られる方
法や、あらかじめ混練機によって両樹脂を混練したもの
を更に押出機より溶融押出して固化する方法や、ポリエ
ステルの重合工程においてポリエステルに非相溶性の熱
可塑性樹脂を添加し、かくはん分散して得たチップを溶
融押出して固化する方法などによっても得られる。固化
して得られた重合体（未延伸シート）は通常、無配向も
しくは弱い配向状態のものである。また、ポリエステル
に非相溶性の熱可塑性樹脂はポリエステル中に、球状も
しくは楕円球状、もしくは糸状など様々な形状で分散し
た形態をとって存在する。

【００１１】該重合体混合物には、用途に応じて着色
剤、耐光剤、蛍光剤、帯電防止剤などを添加することも
可能である。こうして得た重合体混合物は、更に速度差
をもったロール間での延伸（ロール延伸）やクリップに
把持して拡げていくことによる延伸（テンター延伸）や
空気圧によって拡げることによる延伸（インフレーショ
ン延伸）などによって少なくとも１軸に配向処理する。
このときに分散された該ポリエステルに非相溶性の熱可
塑性樹脂とポリエステルとの界面で剥離が起こり重合体
混合物に空洞が多数発生する。したがって中心層のポリ
エステルに混合させる該ポリエステルに非相溶性の熱可
塑性樹脂の量は、目的とする空洞の量によって異なって
くるが、重合体混合物全体に対して３重量％〜４０重量
％が好ましい。３重量％未満では、空洞の生成量を多く
することに限界があり、目的の柔軟性や軽量性や描画性
が得られない。逆に４０重量％を越えると、ポリエステ
ルフィルムの持つ耐熱性や強度が著しく損なわれる。中
心層の無機粒子の量はメルトラインの洗浄時間の短縮の
ため３重量％以下、好ましくは０．５重量％以下が望ま
しい。中心層の空洞含有率は軽量化やクッション性など
の点から５〜５０体積％が望ましい。

【００１２】また表層の二酸化チタン量は隠ぺい性や光
沢感の点から１０〜５０重量％が、好ましくは１２〜５
０重量％以下が好ましい。１０量％以下では隠ぺい性が
不足し、光沢感の強すぎるものとなる。５０重量％を越
えると、製膜が不安定になり破断が多発する。さらにフ
ィルム全体の二酸化チタンの含有量が等しい場合、二酸
化チタンを表面層のみに含有したほうが、中心層のみま
たは中心層と表層に分けて含有するよりも、隠ぺい性に
より効果があり、また光沢度の低い空洞含有フィルムが
得られることがわかった。ただし、中心層には押出機内
の洗浄の手間がかからない程度、３重量％以下なら含有
しても構わない。本発明においては、以上述べた表層と
中心層を積層するが、その方法は特に限定されるもので
はない。しかし生産性を考慮すると、表層と中心層の原
料は別々の押出機から押出し、１つのダイスに導き未延
伸シートを得た後、少なくとも１軸に配向させる、いわ
ゆる共押出法による積層がもっとも好ましい。

【００１３】さらにフィルム表面に塗布層を設けること
によって、インキやコーティング剤などの塗れ性や接着
性が改良される。該塗布層を構成する化合物としては、
ポリエステル系樹脂が好ましいが、この他にも、ポリウ
レタン樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、アクリル系樹
脂などの通常のポリエステルフィルムの接着性を向上さ
せる手段として開示させている化合物が適用可能であ
る。また塗布層を設ける方法としては、グラビアコート
方式、キスコート方式、ディップ方式、スプレイコート
方式、カーテンコート方式、エアナイフコート方式、ブ
レードコート方式、リバースロールコート方式など通常
用いられている方法が適用できる。塗布する段階として
は、配向処理を行う前の混合重合体物表面にあらかじめ
塗布する方法、１軸方向に配向した空洞含有フィルム表
面に塗布し、それを更に直角方向に配向させる方法、配
向処理の終了した空洞含有フィルム表面に塗布する方法
などのいずれの方法も可能である。

【００１４】該重合体混合物を配向処理する条件は、空
洞の生成と密接に関係する。したがって本目的を達成す
るための条件はたとえば、もっとも一般的に行われてい
る逐次２軸延伸工程を例に挙げると、該重合体混合物の
連続シートを長手方向にロール延伸した後に、幅方向に
テンター延伸する逐次２軸延伸法の場合以下のようにな
る。ロール延伸においては多数の空洞を発生させるため
温度をポリエステルの２次転移温度＋３０℃以下、倍率
を１．２〜５倍とするのが好ましい。テンター延伸にお
いては破断せずに安定製膜するため温度を８０〜１４０
℃、倍率を１．２〜５倍とするのが好ましい。ただし、
これらの方法に限られるものではない。延伸配向処理し
た空洞含有フィルムは、１３０度以上好ましくは１８０
度以上で熱固定を行うと高温での寸法安定性を向上させ
ることができる。

【００１５】また、１軸方向にのみ配向させた空洞含有
フィルムは、収縮性フィルムや易引き裂きフィルムなど
に有用である。本発明は、配向処理によって空洞を発生
させた空洞含有ポリエステルフィルムに関するものであ
るので、少なくとも１軸に配向させることが必要であ
る。

【００１６】

【作用】本発明において、ポリエステルを用いるのは、
該空洞含有ポリエステルフィルムの耐熱性や機械的強度
を満足させるためである。本発明において、ポリエステ
ルに該ポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂を混合
し、重合体混合物を得るのは、ポリエステル中に該ポリ
エステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の微細な粒子を分散
させて、次の配向処理によって生じる空洞の核を作るた
めである。

【００１７】本発明において、該重合体混合物を少なく
とも１軸に配向するのは、重合体混合物に多数の微細な
空洞を発生させるためである。空洞を発生させることに
よってフィルムは軽量化でき、作業性が良くなり、面積
当たりの価格も安くなる。また空洞を含有することによ
って柔軟性が増し、印刷、転写を行うときに鮮明な印
刷、印字が可能となる。更に空洞を含有することによっ
て、光線隠ぺい性や白さが得られる。本発明において、
二酸化チタンを表層部に添加するのは、微細な空洞に起
因する隠ぺい性ではラベル、ポスター等の基材としては
不十分であり、その隠ぺい性不足を補い、光沢度の低く
するためである。また中心層に使用する押出機内の洗浄
の手間を少なくすることにある。

【００１８】実施例 次に本発明の実施例および比較例を示す。本発明に用い
る測定・評価方法を以下に示す。 １）見かけ比重 フィルムを５．００ｃｍ×５．００ｃｍの正方形に性格
に切り出し、その厚みを５０点測定し平均厚みをｔμｍ
とし、それの重さを０．１ｍｇまで測定しｗｇとし、下
式によって計算した。

【００１９】

【数１】 ２）空洞含有率 下式によって計算した。

【００２０】

【数２】 ただし、

【００２１】

【数３】

【００２２】

【数４】 上式におけるｘｉはｉ成分の重量分率、ｄｉはｉ成分の
真比重を表す。実施例中の計算において用いた真比重の
値は、ポリエチレンテレフタレート１．４０、一般用ポ
リスチレン１．０５、アナターゼ型３．９を用いた。

【００２３】３）フィルムの表面剥離強度 フィルム表面にテープ（ニチバン社製、セロテープＣＴ
−１８）を５ｃｍ貼り付け、十分密着させる。その後、
フィルムが動いたりしないようにテープの周囲を手で抑
え、フィルムと平行にテープを剥ぐ。その剥いだテープ
の面積に対するフィルムの付着面積の割合により以下の
ようにランク分けした。 ○・・・・０〜１０％ △・・・１１〜５０％ ×・・・５０％以上 ４）グロス ＪＩＳ−Ｚ８７４１−１９８３に準じ、グロスメータＶ
ＧＳ−１００１ＤＰ（日本電色工業社製）を用い、入射
角および反射角６０゜における値を測定した。この値が
高いほど、光沢度が高くなることを示す。

【００２４】５）光線透過率 ＪＩＳ−Ｋ６７１４に準じ、ポイック積分球式Ｈ．Ｔ．
Ｒメーター（日本精密光学社製）を用い、フィルムの光
線透過率を測定した。この値が小さいほど隠ぺい性が高
い。 ６）押出機の洗浄性 １２時間製膜した後に、中心層に用いた押出機に固有粘
度０．６２のポリエチレンテレフタレート樹脂を２時間
放流し、その後この押出機を用いてポリエチレンテレフ
タレートフィルムの未延伸シートを得る。得られたシー
トの中央部の外観が透明ならば○、不透明な部分が確認
されれば×とした。

【００２５】実施例１ 中心層Ａには、原料として固有粘度０．６２のポリエチ
レンテレフタレート樹脂８０重量％とメルトフローイン
デックス３．０ｇ／１０分一般用ポリスチレン２０重量
％の割合で配合したポリエステル組成物を、表層Ｂに
は、原料として固有粘度０．６２のポリエチレンテレフ
タレート樹脂８０重量％とアナターゼ型二酸化チタン２
０重量％の割合で配合したポリエステル組成物をそれぞ
れ個別の押出機により２９０℃で溶融し１つのダイスに
導き押出しし、静電気的に冷却回転ロールに密着固化
し、引き続きロール延伸機で９０℃で３．５倍縦延伸を
行い、引き続きテンターで１３５℃で３．５倍延伸し、
２２０℃で熱固定し、内部に多数の空洞を含有するポリ
エステルフィルムを得た。厚みはＢ／Ａ／Ｂで５／４０
／５μｍであった。密度は小さく、隠ぺい性、光沢感も
満足するものであり、表面剥離強度も良好であった。

【００２６】実施例２ 実施例１において、Ａ層のポリスチレンをメルトフロー
インデックス２．５ｇ／１０分の結晶性ポリプロピレン
に変更した以外は、まったく同様の方法において空洞含
有ポリエステルフィルムを得た。実施例１のフィルムよ
りも比重は下がったが特性は実施例１同様良好であっ
た。 実施例３ 実施例１において、厚みをＢ／Ａ／Ｂで５／９０／５μ
ｍにし、Ｂ層の二酸化チタンの量を１５重量％にした以
外はまったく同様の方法において空洞含有ポリエステル
フィルムを得た。 実施例４ 実施例１において、Ｂ層にポリスチレンを３重量％、二
酸化チタンを２０重量％にし、厚みをＢ／Ａ／Ｂで２０
／６０／２０にした以外はまったく同様の方法において
空洞含有ポリエステルフィルムを得た。表面の粗さは外
観状増したようであるが、特性に問題はなかった。

【００２７】比較例１ 実施例１において、Ａ層のみの単膜の空洞含有ポリエス
テルフィルムを得た。隠ぺい性が不足し、表面が剥離を
起こし不良であった。 比較例２ 実施例１において、Ａ層のポリエチレンテレフタレート
樹脂を７６重量％、ポリスチレン樹脂を２０重量％、二
酸化チタンを４重量％に、Ｂ層のポリエチレンテレフタ
レート樹脂を９６重量％、二酸化チタンを４重量％にし
た以外はまったく同様の方法において空洞含有フィルム
を得た。フィルム全体のポリスチレン、二酸化チタン含
有量は実施例１とまったく同じであるが、実施例１に比
べやや隠ぺい性はわるく光沢度も高くなってしまった。
またＡ層に二酸化チタンが含まれるため、Ａ層の押出機
の洗浄性が悪かった。

【００２８】比較例３ 実施例１において、Ａ層のポリエチレンテレフタレート
樹脂を９８重量％、ポリスチレン樹脂を２重量％にした
以外はまったく同様の方法において空洞のほとんど含有
していないフィルムを得た。密度が高く本発明の主旨と
はまったく異なるものであった。 比較例４ 実施例１において、Ｂ層をポリエチレンテレフタレート
樹脂のみにした以外はまったく同様の方法において空洞
含有フィルムを得た。光沢感の高いフィルムとなった。

【００２９】

【発明の効果】本発明の空洞含有ポリエステルフィルム
は、従来のポリスチレンやポリオレフィンを空洞発現剤
として用いて得られる空洞含有ポリエステルフィルムと
同様に、軽量性、柔軟性、隠ぺい性、描画性などを有し
ていると共に、従来の空洞含有ポリエステルフィルムに
比べ、光沢感が少ないため高級な印象を与えるものであ
る。また生産性が高くなったため、従来よりも安価でラ
ベル、ポスター、記録紙、包装用材料などのきわめて広
い分野で使用できる。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱野 明人 滋賀県大津市堅田二丁目１番１号 東洋紡 績株式会社総合研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微細な空洞を多数含有するポリエステル
   系フィルムの片面又は両面に二酸化チタンを１０〜５０
   重量部含有したポリエステル系フィルムを積層して少な
   くとも１軸に配向してなる空洞含有ポリエステル系フィ
   ルム。