JPH06136153A - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明性および易滑性に優れ、製版印刷用、エ
ックス線写真用、マイクロフィルム用、電子写真用、金
属蒸着用等の用途に適したポリエステルフィルムを提供
する。 【構成】 平均粒径０．８〜１．５μｍの単分散性架橋
高分子粒子と平均粒径０．８〜１．５μｍの無定形シリ
カ粒子とを配合してなる二軸延伸ポリエステルフィルム
であり、フィルム中での単分散性架橋高分子粒子の変形
度が１．２〜５．０であり、フィルム厚さ２５μｍ換算
でのフィルムヘーズが３．０％以下である二軸延伸ポリ
エステルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明性および易滑性に
優れた二軸配向ポリエステルフィルムに関する。さらに
詳しくは、本発明は、製版印刷用、エックス線写真用、
マイクロフィルム用、電子写真用、金属蒸着用等の用途
に適したポリエステルフィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ポリ
エステルフィルムの主要な用途の一つにいわゆる透明フ
ィルムがあるが、かかる用途においては、透明性のみな
らず、取扱作業性を容易にするため易滑性を付与するこ
とが求められる。かかる特性を達成する手段として、コ
ーティング法によって表層に易滑層を設けたり、潤滑剤
を配合したりする方法も知られているが、コストや信頼
性等の点で難点が多い。したがって、これまでは、主と
して単層フィルムに配合する粒子の性状や製膜条件を工
夫することによって達成が図られてきた。例えば、粒子
については特公昭６１−２４９７８号公報に示されてい
るように、多孔質の無定形シリカを用いたり、製膜条件
については特開昭６１−２９３８３２号公報に開示され
ているような面配向度を低下させるような手法がとられ
てきた。しかしながら、これらの方法によっても、近年
の厳しい要求を満たすことは困難となってきた。すなわ
ち、かかるシリカ粒子を用いたとしても、粒子周辺の多
少のボイドのために透明性を満足させることができなく
なっている。また、面配向を低下させる方法は、もとも
と滑り性改良効果が不十分な上、通常、製膜速度を低下
させてしまう処方を取らざるを得ないためコストアップ
となる。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記実情に
鑑みて、透明性および易滑性に優れるポリエステルフィ
ルムの開発について鋭意検討を重ねた結果、透明なポリ
エステルをマトリックスとし、ある特定の架橋高分子粒
子と無定形シリカ粒子とを組み合わせることからなる二
軸配向ポリエステルフィルムがこれらの特性を高度に満
足することを知見し、本発明を完成するに至った。

【０００４】すなわち本発明の要旨は、平均粒径０．８
〜１．５μｍの単分散性架橋高分子粒子と平均粒径０．
８〜１．５μｍの無定形シリカ粒子とを配合してなる二
軸延伸ポリエステルフィルムであって、該フィルム中で
の単分散性架橋高分子粒子の変形度が１．２〜５．０で
あり、かつ、フィルム厚さ２５μｍ換算でのフィルムヘ
ーズが３．０％以下であることを特徴とする二軸延伸ポ
リエステルフィルムに存する。

【０００５】以下、本発明をさらに詳細に説明する。本
発明で言うポリエステルとは、エチレンテレフタレート
単位あるいはエチレン−２，６−ナフタレート単位を９
０モル％以上含むポリエステルを指す。また、本発明の
ポリエステルフィルムとは、かかるポリエステルを出発
原料とする少なくとも一軸に配向されたポリエステルフ
ィルムを指すが、その製造法としては公知の方法を用い
ることができる。例えば、２７０〜３２０℃でシート状
に溶融押出しした後、４０〜８０℃で冷却固化し、無定
形シートとし、８０〜１６０℃で縦、横方向に面積倍率
で４〜２０倍となるよう逐次二軸延伸あるいは同時に延
伸し、１６０〜２５０℃で熱処理する等の方法（例えば
特公昭３０−５６３９号公報記載の方法）を利用するこ
とができる。縦および横方向に延伸するに際しては、各
一段で延伸してもよいし、また必要に応じ多段で延伸し
たり、多段延伸の間に配向緩和のための熱処理区間を設
けたりすることもできる。また、二軸延伸後、次工程の
熱処理工程に供する前に再度延伸してもよい。この再延
伸は縦横いずれの方向に行うこともできるし、また両方
向に行ってもよい。

【０００６】本発明で使用するポリエステル組成物を得
る方法としては、特公昭６１−２４９７８号公報第２項
第３欄４１行〜第３項第５欄１行に記載されている方法
が好ましい。ここにはポリエチレンテレフタレートの場
合が示されているが、テレフタル酸またはそのエステル
の代わりに、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸または
そのエステルを用いることにより、易滑性はほとんど有
しないが極めて透明性の良いフィルムを与えるポリエス
テル組成物を得ることができる。本発明においては易滑
性付与のため、ある特定の架橋高分子粒子と無定形シリ
カ粒子を用いる。これらの粒子をポリエステルに添加す
ることは、例えば特公昭５９−５２１６号公報その他に
おいて既に良く知られているところである。本発明者
は、フィルム特性と粒子特性との因果関係につき多面的
に検討した結果、ある特定範囲の粒子を用いたとき、初
めて所望の効果を得ることを見いだした。本発明で用い
る架橋高分子粒子は単分散を有するものである。すなわ
ち、その粒度分布がシャープであることが好ましく、そ
のシャープさを表すパラメータｒ（定義は後述）は通常
１．４以下、好ましくは１．３以下である。この値が
１．４を超えると易滑性に有効なフィルム表面の突起が
得られなくなる傾向がある。本発明においては、かかる
架橋高分子粒子はフィルムの易滑性や等方性の点から、
延伸前、球に近い形状であるものが好ましい。すなわ
ち、最大径と最小径の比で表される粒径比（詳細な定義
は後述）が１．０〜１．１の粒子を用いるのが良い。

【０００７】本発明の特徴の一つはかかる粒子の中にあ
っても延伸により、適度に変形し得る粒子を用いる点に
ある。すなわち、二軸延伸フィルム中でその最大径と最
小径との比で表される変形度（詳細な定義は後述）が
１．２〜５．０となる架橋高分子粒子を用いる。変形度
が１．２未満では、粒子周辺に空隙が生じ、フィルムの
透明性が損なわれる。また、変形度が５．０を超える
と、フィルムの滑り性が改良されない。延伸前、例えば
球形であった粒子からフィルム中でかかる変形度を有す
る粒子を得るためには、架橋高分子粒子自身の変形のし
やすさと延伸条件との適度な組み合わせを必要とする。
すなわち、比較的変形が容易な架橋高分子粒子の場合
は、穏やかな延伸条件、例えば先述した範囲内にあって
も比較的高温で低倍率で延伸したとしても変形度は大き
くなる。逆に比較的変形し難い架橋高分子粒子の場合に
は、本発明の特定の変形度を得るには強い延伸応力を与
える必要がある。いずれにしても、本願発明において
は、延伸前の粒径比が通常１．０〜１．１である架橋高
分子粒子に延伸応力を作用させることにより、変形度
１．２〜５．０、好ましくは１．３〜４．０、さらに好
ましくは１．３〜３．０の粒子とするが、この場合、次
のような粒子が好適に使用できる。

【０００８】すなわち本発明で用いることのできる架橋
高分子粒子の典型的な例としては、適度な架橋構造を有
する高分子微粉体を挙げることができ、分子中に唯一個
の脂肪族の不飽和結合を有するモノビニル化合物（Ａ）
と、架橋剤として分子中に２個以上の脂肪族の不飽和結
合を有する化合物（Ｂ）との共重合体を例示することが
できる。この場合、かかる共重合体は、ポリエステルと
反応し得る基を持っていてもよい。共重合体の一成分で
ある化合物（Ａ）としてはアクリル酸、メタクリル酸、
およびこれらのメチルまたはグリシジルエステル、無水
マレイン酸およびそのアルキル誘導体、ビニルグリシジ
ルエーテル、酢酸ビニル、スチレン、アルキル置換スチ
レン等を挙げることができる。また、化合物（Ｂ）とし
ては、ジビニルベンゼン、ジビニルスルホン、エチレン
グリコールジメタクリレート等を挙げることができる。
化合物（Ａ）および（Ｂ）は各一種類以上用いるが、エ
チレンや窒素原子を有する化合物を共重合させてもよ
い。

【０００９】本発明では、これらの中から易変形性が得
られるよう特にその組成を選定する必要があるが、その
ためには架橋高分子のガラス転移温度が低くなるよう、
具体的には９５℃以下、好ましくは８５℃以下、さらに
好ましくは７５℃以下となるよう共重合成分、特に化合
物（Ａ）を選定する。具体的には、その共重合成分のみ
でポリマーを得たとき、そのガラス転移温度が０℃以下
であるような化合物を導入することが好ましい。かかる
化合物としてアクリル酸の単素数２〜４のアルキルエス
テル、メタクリル酸の単素数６〜１２のアルキルエステ
ル、ｐ位に炭素数６〜１２のアルキル置換基を有するス
チレン誘導体を挙げることができるが、これらに限定さ
れるわけではない。また、粒子の架橋度も易変形性に大
きな影響を与えるが、本発明においては耐熱性が許容さ
れる範囲で比較的架橋度を低くしたものが好ましい。具
体的には共重合中の（Ｂ）成分の重量比が１〜３０％、
好ましくは２〜２０％の範囲とするのが良い。

【００１０】いずれにしても本発明においては、有機粒
子であるためポリエステルと屈折率が近く、馴染みが良
い上、延伸応力により適度に変形し得る粒子を選定する
ことにより、特に透明性の改良を達成し得たことにその
特徴の一つがある。本発明において、ポリエステル中に
分散含有させる単分散性架橋高分子粒子の平均粒径は、
０．８〜１．５μｍの範囲でなければならない。好まし
くは、０．９〜１．４μｍである。平均粒径が０．８μ
ｍ未満の場合には、製膜時の巻き作業性が悪化すると共
に加工工程における取扱作業性が低下してしまう。この
値が、１．５μｍを超えると、フィルム表面の乱反射が
顕著となり、透明性が悪化するし、また霜降り欠陥が目
立つようになる。また、本発明で用いる無定形シリカ粒
子の平均粒径は、０．８〜１．５μｍの範囲でなければ
ならない。好ましくは、１．０〜１．４μｍの範囲であ
り、単分散性有機粒子の平均粒径以上であるのが好まし
い。平均粒径が０．８μｍ未満の場合には、製膜時の巻
き作業性が悪化すると共に加工工程にをける取扱作業性
が低下してしまう。この値が、１．５μｍを超えるとフ
ィルムにした場合、表面の乱反射が大きくなり、透明性
が悪化する。

【００１１】また、単分散性架橋高分子粒子のポリエス
テルに対する添加量は、通常１０〜１０００ｐｐｍであ
り、好ましくは５０〜８００ｐｐｍ、さらに好ましくは
５０〜５００ｐｐｍとする。一方、無定形シリカ粒子の
ポリエステルに対する添加量は、通常１０〜４００ｐｐ
ｍであり、好ましくは２０〜３００ｐｐｍであり、単分
散性架橋高分子粒子の添加量よりも少ない方が好まし
い。本発明で用いる単分散性架橋高分子粒子は、ポリエ
ステルの屈折率に近く、粒度分布がシャープなものであ
り、延伸フィルムにした場合、易変形するためポリエス
テルと粒子の間に空隙ができにくく、無定形シリカと組
み合わせることにより、透明性に優れ、易滑性を有する
フィルムを得ることができる。本発明のフィルムのフィ
ルムヘーズは、厚さ２５μｍ換算で３．０％以下であ
る。フィルムヘーズが３．０％を超えるとフィルムの透
明性が悪化する。

【００１２】本発明のポリエステルフィルム同士の摩擦
係数は、０．２５〜０．４の範囲が好ましく、さらに好
ましくは０．３〜０．４の範囲である。フィルム同士の
摩擦係数が０．２５未満である場合、フィルムとフィル
ムが滑り過ぎて製膜時の巻き作業性が悪化する、いわゆ
る巻きズレが生じることがある。この値が０．４を超え
ると、フィルム同士の滑り性が悪化し、製膜時の巻き作
業性が悪化する恐れがある。本発明で用いる架橋高分子
粒子および無定形シリカ粒子をポリエステルに配合する
方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法を採
用し得る。例えば、ポリエステル製造工程のいずれかの
段階で、好ましくはエステル化もしくはエステル交換反
応終了後重縮合反応開始前の段階でエチレングリコール
スラリーとして添加し重縮合反応を進めてもよいし、粒
子とポリエステルチップとを直接ブレンドしてもよい。
このように本発明においては、延伸追随性のある特定の
架橋高分子粒子と無定形シリカ粒子を配合したポリエス
テルを適度に延伸することにより、これまで達成し得な
かった優れた特性を有するフィルムを得ることが可能と
なったが、必要に応じ、本発明の趣旨を損なわない範囲
で耐侯剤、帯電防止剤、潤滑剤、遮光剤、抗酸化剤、蛍
光増白剤、染料等を配合してもよい。

【００１３】本発明のフィルムの製膜に際しては、いわ
ゆる低配向処方を採用すると一段と優れた透明性と滑り
性とを兼ね備えたフィルムを得ることができる。すなわ
ち、フィルム面に垂直な方向の屈折率が大きくなるよ
う、例えばポリエチレンテレフタレートフィルムにおい
ては１．４９２以上、好ましくは１．４９３〜１．５２
となるよう、またポリエチレン−２，６−ナフタレート
フィルムにおいては１．５０２以上、好ましくは１．５
０３〜１．５１２となるよう製膜条件を選択すると良
い。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げてさらに詳細に
説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下
の実施例によって限定されるものではない。なお、実施
例における種々の物性および特性の測定方法、定義は下
記のとおりである。実施例および比較例中「部」とある
は「重量部」を示す。 （１）平均粒径 走査型電子顕微鏡にて粒子を観察し、粒子毎に最大径と
最小径を求め、その相加平均を粒子一個の粒径（直径）
とした。粒子群の平均粒径は、かかる粒径の等価球換算
値の体積分率５０％の点の粒径（直径）を指す。 （２）粒度分布のシャープさ（ｒ） 平均粒径の測定法と同様にして粒度分布を求めた。等価
球分布における大粒子側から換算を行い、下記式から粒
度分布のシャープさｒを算出した。

【数１】ｒ＝（粒子の換算重量が２５％の時の粒径）／
（粒子の換算重量が７５％の時の粒径） なお、ｒの値が１．０に近いほど粒度分布はシャープで
ある。

【００１５】（３）粒径比 走査型電子顕微鏡にてポリエステルに配する粒子を観察
し、粒子毎に最大径と最小径を求め、その比を算出し
た。少なくとも１００個の粒子についてこの値を求め、
その相加平均を粒径比とした。 （４）変形度 フィルム小片をエポキシ樹脂にて固定成形した後、ミク
ロトームで切断し、フィルムの長手方向の断面観察をし
た。フィルム表面から５μｍ以内に存在する粒子につ
き、粒子毎に最大径と最小径を求め、その比を算出し
た。少なくとも１００個の粒子についてこの値を求め、
その相加平均を変形度とした。 （５）滑り性（Ｆ／Ｆ μｄ、フィルム同士の摩擦係
数） 平滑なガラス板上に、幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍに切
り出したフィルム同士を２枚重ね、その上にゴム板をの
せ、さらにその上に荷重をのせ、２枚のフィルムの接圧
を２ｇ／ｃｍ² として、２０ｍｍ／ｍｉｎでフィルム同
士を滑らせて摩擦力を測定した。５ｍｍ滑らせた点での
摩擦係数を動摩擦係数（Ｆ／Ｆ μｄ）とした。なお、
測定は、温度２３℃±１℃、湿度５０％±５％の雰囲気
で行った。

【００１６】（６）フィルムヘーズ（透明性） ＪＩＳ−Ｋ６７１４に準じ、日本電色工業社製分球式濁
度計ＮＤＨ−２０Ｄによりフィルムの濁度を測定し、厚
さ２５μｍに換算した。 （７）巻き作業性 ポリエステルフィルムを製造するに際し、いったんマス
ターロールに巻き取り、次いで所定の幅にスリットし巻
き上げる際の状態を観察し、次の三ランクに分けた。 ○：巻き上げロールにシワ発生が認められず、端面も揃
っている △：巻き上げロールにシワが若干認められるが端面は揃
っている ×：巻き上げロールにシワが多く認められ端面も不揃い
である

【００１７】実施例１、比較例１ ジメチルテレフタレート１００部、エチレングリコール
６５部および酢酸カルシウム−水塩０．０８部を反応器
に取り加熱昇温し、約４時間を要して２３０℃まで昇温
し、エステル交換反応を終了した。次にリン酸０．０４
部および三酸化アンチモン０．０３５部を添加し、常法
に従って重合反応を行った。すなわち、反応温度は徐々
に昇温し最終的に２８０℃とし、一方、圧力は徐々に減
じ、最終的に０．５ｍｍＨｇとした。４時間後、固有粘
度０．６５のポリエチレンテレフタレート（Ａ）を得
た。ポリエステル（Ａ）を２９０℃で押出機よりシート
上に押し出し急冷して無定形シートとした後、縦方向に
９０℃で２．８倍、横方向に１２０℃で４．２倍延伸し
２３０℃で５秒間熱処理を行い、厚さ２５μｍの二軸配
向フィルムを得た。得られたフィルムのヘーズは０．３
０％で透明性は良好であったが、その摩擦係数は０．９
７と高く、極めて取扱性の悪いものであった（比較例
１）。なお、得られたフィルムのフィルム面に垂直な方
向の屈折率１．４９５であった。一方、脱塩水１２０部
に過硫酸カリウム０．２５部および分散安定剤を加えた
後、エチレングリコールジメタクリレート７部、ｎ−ブ
チルアクリレート４部、ジビニルベンゼン１部を加え７
０〜７５℃で重合を行い６時間後、単分散性架橋高分子
粒子を得た。得られた粒子のｒは１．２、平均粒径は
１．０μｍ、粒径比は１．０４、ガラス転移温度は６６
℃であった。先に得たポリエステル（Ａ）に対し上記架
橋高分子粒子を１５０ｐｐｍと平均粒径１．３μｍの無
定形シリカ粒子を１００ｐｐｍブレンドしたポリエステ
ル（Ｂ）を出発原料とするほかは、ポリエステル（Ａ）
の場合と同じ方法により二軸配向ポリエステルフィルム
を得た。得られたフィルム中の単分散性架橋高分子粒子
の変形度は、１．４であり、透明性および滑り性に優
れ、霜降りはわずかに認められるものの実用上まったく
問題とならない高級感のあるフィルムであった。これら
の結果を他の結果と一緒にまとめて下記表１および２に
示す。

【００１８】実施例２〜５および比較例２〜８ 表１に示すように条件を変えるほかは実施例１のフィル
ムの製造方法と同様にして、粒子の含まないあるいは本
発明範囲以外の粒子を含むポリエステルフィルムを得
た。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】

【発明の効果】本発明のフィルムは透明性、易滑性、取
り扱い作業性に優れたものであり、透明性が要求される
分野に適用することができ、その工業的価値は高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:32 4Ｆ Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒径０．８〜１．５μｍの単分散性
   架橋高分子粒子と平均粒径０．８〜１．５μｍの無定形
   シリカ粒子とを配合してなる二軸延伸ポリエステルフィ
   ルムであって、該フィルム中での単分散性架橋高分子粒
   子の変形度が１．２〜５．０であり、かつ、フィルム厚
   さ２５μｍ換算でのフィルムヘーズが３．０％以下であ
   ることを特徴とする二軸延伸ポリエステルフィルム。