JPH0689160B2

JPH0689160B2 - 白色ポリエチレンテレフタレ−トフイルム

Info

Publication number: JPH0689160B2
Application number: JP31511486A
Authority: JP
Inventors: 隆一永田; 好一北浦; 勝鈴木
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1986-12-25
Filing date: 1986-12-25
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPS63161029A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、白色ポリエチレンテレフタレートフィルムに
関するものであり、さらに詳しくは、Ｘ線増感紙、白
板、カード、印画紙、ラベルなどの基材として好ましく
用いられる白色ポリエチレンテレフタレートフィルムに
関するものである。

［従来の技術］従来、白色の無機粒子をポリエチレンテレフタレートに
加えて白色フィルムを得ることはよく知られている。例
えば、酸化チタンを多量に添加した例（特開昭59-8782
号）や硫酸バリウムを多量に添加した例（特公昭60-309
30号）などがある。さらに特公昭43-12013号公報には多
量の炭酸カルシウムを添加することが開示されている。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、上記従来の技術において、酸化チタンは380mm
以下の可視光を急速に吸収するため黄味を帯び白色性が
劣る。また、450nm以下の可視光高反射率が必要とされ
るＸ線増感紙用基材として不満足である。

また、硫酸バリウムは分散が難しい上、黄味着色があり
白色性が劣る。さらに、炭酸カルシウムを単に多量にポ
リエステルへ添加しても粒子の凝集を生じ易く、黄味着
色した白色性の劣るフィルムとなり実用化に至っていな
い。

本発明は、かかる問題点を解決し、Ｘ線増感紙、白板を
始め、カード、印画紙、ラベルなどの基材として、可視
光の高反射率を達成し、白色性に優れる白色ポリエチレ
ンテレフタレートフィルムを提供することを目的とする
ものである。

［問題点を解決するための手段］本発明は、ポリエチレンテレフタレートに微粒子状炭酸
カルシウムを５〜30wt％含有させたポリマチップを溶融
押出し、二軸延伸したフィルムであって、該ポリマチッ
プの白色度をａ％、二軸延伸後のフィルムのボイド率を
ｂ％としたとき、ａ≧45 ７≦ｂ≦30 ａ・logb≧65 を満足することを特徴とする白色ポリエチレンテレフタ
レートフィルムである。

本発明におけるポリエチレンテレフタレート（以後PET
と略称する）とは、エチレンテレフタレート単位が80モ
ル％以上、好ましくは90モル％以上であるものをいう。
もちろん、上記の範囲内で、他種のジカルボン酸成分
（例えば、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸な
ど）あるいはジオール成分（例えば、ジエチレングリコ
ール、ポリエチレングリコール、ネオペンチルグルコー
ルなど）が共重合されていてもよい。また、このPETの
中には公知の各種添加剤、例えば、酸化防止剤、滑剤、
帯電防止剤などが添加されていてもよい。

微粒子状炭酸カルシウムとは、平均粒径が0.1〜４μ
ｍ、好ましくは0.3〜1.5μｍであるものを言い、この範
囲を外れると可視光の高反射率が得られない傾向にあ
る。炭酸カルシウムとしては、天然品と合成品、さらに
は、その結晶タイプとしてカルサイト、アラゴナイト、
バテライトなどが挙げられるが、いかなるものであって
もよい。また、炭酸カルシウムは、ステアリン酸やドデ
シルベンゼンスルホン酸ソーダなどで表面処理されてい
てもよく、さらには、酸化マグネシウム、酸化アルミニ
ウム、二酸化ケイ素などの不純分が多少含まれていても
よい。但し、不純分の含有量は10％以下が好ましい。

また、PETに添加する白色系粒子、シリカ、硫酸カルシ
ウム、アルミナ、酸化マグネシウムなど種々検討した
が、溶融粘度の低下が大きく製膜が不良であったり、分
散が難しかったり、着色を起こしたりして好ましくなか
った。

本発明においては、かかる微粒子状炭酸カルシウムをPE
Tに５〜30wt％、好ましくは８〜25wt％含有させる。含
有量がこの範囲より少ないと可視光の高反射率が達成で
きず、白色性も劣る。一方、多過ぎると分散不良や延伸
時に破れを生じ好ましくない。

本発明でいうチップの白色度とは、JIS L1073の方法に
基づいて、カラーマシン（東洋理化製）でハンター値
（L,a,b）を測定し算出した値である。

本発明における二軸延伸とは、業界公知の方法に従った
同時または逐次の二軸延伸をいい、ボイドの生成、さら
にはフィルムの強度、寸法安定性付与などの上からも必
要なものである。

本発明でいうボイド率とは、フィルム中の空洞率をいい
ASTM−D1505−68（軽液にはｎ−ヘプタン、重液には四
塩化炭素を用いた）によってフィルム密度を測定し求め
た。

本発明において、チップの白色度をａ％、フィルムのボ
イド率をｂ％とした時、これらによる関係式はａ・logb
≧65、好ましくはａ・logb≧70である。（ここで用いる
logは常用対数である）この範囲を外れると可視光の高
反射率が得られず白色性の劣ったものとなる。さらに、
上記において、ａは、45％以上、好ましくは50％以上で
ある。ａがこの値より小さいと実質的に高反射率が得ら
れず、白色性も劣り好ましくない。また、ｂの範囲は７
〜30％、好ましくは10〜25％である。ｂがこの範囲より
小さいと、高反射率が得られなかったり、白色性が劣っ
たりする。一方、ｂがこの範囲より大きいと製膜時に破
れを生じ易く好ましくない。

次に本発明フィルムの製造方法について述べるが、これ
はあくまで具体例であり、本発明内容を拘束するもので
はない。

本発明の微粒子状炭酸カルシウムをPETに含有させる方
法としては、重合時添加法やドライブレンド法などがあ
るが、粒子分散が比較的容易な重合時添加法がよい。ま
ずPETの重合反応系に微粒子状炭酸カルシウムを添加す
るに当ってリン化合物を、得られるPETに対して0.03〜
1.5wt％、好ましくは0.1〜1wt％添加する。リン化合物
がこの範囲より少ないとポリマチップの白色度が低下し
たり、微粒子状炭酸カルシウムの分散性が不良となる傾
向がある。一方、リン化合物がこの範囲より多いと重合
反応性が低下し、ポリマの極限粘度の低下や軟化点の低
下を起こし好ましくない。ここでいうリン化合物とは、
リン酸、亜リン酸、ホスホン酸およびそれらの誘導体な
どでよく、具体的にはリン酸、亜リン酸、リン酸トリメ
チルエステル、リン酸トリブチルエステル、リン酸トリ
フェニルエステル、リン酸モノあるいはジメチルエステ
ル、亜リン酸トリメチルエステルなどをあげることがで
きる。中でもリン酸、亜リン酸およびそれらのエステル
形成性誘導体が特に好ましい。

本発明の微粒子状炭酸カルシウムおよびリン化合物の重
合反応系への添加時期はいずれであってもよく、好まし
くはPET製造時のエステル化もしくはエステル交換反応
前から重縮合初期の間であり、さらに好ましくはエステ
ル化もしくはエステル交換反応終了時点から重縮合反応
初期の間である。

また、微粒子状炭酸カルシウムとリン化合物の重合反応
系への添加方法としては特に限定されるものでなく、微
粒子状炭酸カルシウムとリン化合物を同時にあるいは混
合して添加してもよい。

ポリエステル反応系へ添加する炭酸カルシウムおよびリ
ン化合物は粉体あるいは液体としてさらにはそのままの
形体で添加してもよいが、ポリエステル中の炭酸カルシ
ウムの分散性の点から、グリコールなどの有機溶媒など
と適宜、混合したスラリー状あるいは液体状態で添加す
る方法が好ましい。さらにそれらのスラリー、液体を加
熱処理したのち添加してもよい。

また本発明のポリエステルは製造時に通常用いられるリ
チウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、マン
ガン、亜鉛、コバルト、アンチモン、ゲルマニウム、チ
タン等の金属化合物触媒、酸化防止剤、顔料、蛍光増白
剤、界面活性剤、帯電防止剤などを必要に応じ添加して
も構わない。あとは業界公知の方法で重合を行なえばよ
いが、重合時の真空度が悪化したり、重合時間が長引く
とポリマチップの白色度が低下する傾向にあるので好ま
しくない。また、得られるポリマの極限粘度は0.53〜0.
75、好ましくは0.55〜0.70である。この範囲より小さい
と、ボイドの生成を害したり、脆いフィルムとなる。一
方、この範囲より大きいと押出負荷が大きくなったり、
延伸時の応力が大きくなり延伸しづらい。このように上
記重合によって得られたポリマのチップの白色度は本発
明の範囲内となり、微粒子状炭酸カルシウムの分散も良
好となる。なお、チップの白色度を80％以上にすること
は実質的に難しい。

このチップを120〜180℃の温度で１〜20時間真空乾燥
（100Torr以下が好ましい）して、チップ中の水分含有
率を0.05wt％以下、好ましくは0.01wt％以下にする。水
分含有率が上記範囲より大きいと溶融押出で得られるフ
ィルムの極限粘度が低下し易く、ボイドの生成を害した
り、脆化したフィルムとなったりする。乾燥したチップ
を270〜300℃に加熱した押出機に供給し、Ｔ字型口金よ
りフィルム状に成形する。この際、得られるフィルムの
白さを強調するために蛍光増白剤をマスタチップまたは
粉体の形で混合添加することは何らさしつかえない。さ
らにこのフィルムを表面温度30〜60℃の冷却ドラムで冷
却固化せしめ未延伸シートとした後、80〜120℃に加熱
した予熱ロール群に導き、縦延伸し、20〜30℃のロール
群で冷却する。続いて縦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90〜140℃に加熱さ
れた雰囲気中で横延伸する。延伸倍率は縦、横それぞれ
２〜５倍に延伸するが、その面積倍率（縦延伸倍率×横
延伸倍率）は６〜20倍、好ましくは９〜15倍である。面
積倍率がこの範囲より小さいとボイドの生成量が少な
く、低反射率で白色性が劣り好ましくない。一方、面積
倍率がこの範囲より大きいと製膜性不良（延伸むらや破
れ）となり好ましくない。さらにこの二軸延伸したフィ
ルムの平面性、寸法安定性等を付与するため、テンター
内で150〜230℃の熱固定を行ない、均一に徐冷後室温ま
で冷やして巻きとる。こうして得られたフィルムのボイ
ド率は本発明の範囲内となる。

このように製造条件を工夫してゆくことによりチップの
白色度（ａ）およびフィルムのボイド率（ｂ）を高い値
に維持でき、ａ・logb≧65を満足する本発明フィルムが
得られる。

［測定および評価方法］本発明に用いた測定および評価方法は次の通りである。

（１）チップの白色度 JIS L1073の方法に基づいて東洋理化製カラーマシンで
L,a,b値を測定し次式により求めた。チップサイズは、
径が3mmのガットを長さ4mmにカットしたものを用いた。

（２）ボイド率 ASTM-D1505-68（軽液にはｎ−ヘプタン、重液には四塩
化炭素を用いた）によってフィルム密度を測定し次式よ
り求めた。

ここで A;添加粒子の濃度（wt％） a;添加粒子の密度（g/cm³）微粒子状炭酸カルシウムの密度は2.6g/cm³とした。

B;PETの濃度（wt％） b;PETの密度（g/cm³） 1.393を用いた。

C;測定したフィルム密度（g/cm³）（３）極限粘度Ｏ−クロロフェノールを溶媒として25℃にて測定した。

（４）ポリマ中の粒子の分散性ポリマ20mgを二枚のカバーグラス間にはさみ、285℃で
溶融プレス冷却後、顕微鏡観察によって判定した。

○；凝集粒子は殆ど観察されない。（本発明の目的範囲
である） △；わずかに凝集粒子が観察される。（本発明の目的に
達しない） ×；多くの凝集粒子が観察される。（本発明の目的に達
しない）（５）フィルムの反射率日立製分光光度計323型でフィルム厚み200μｍの可視光
（350〜700nm）反射率を測定し判定した。（酸化マグネ
シウム白板の反射率を100％基準とした） ◎；可視域における反射率が98％以上。（本発明の目的
範囲内で特に好ましい） ○；可視域における反射率が94％以上98％未満。

（本発明の目的範囲内である） △；可視域における反射率が91％以上94％未満。（本発
明の目的に達しない） ×；可視域における反射率が91％未満。（本発明の目的
に達しない）（６）フィルムの白色性 JIS L1074 二波長法4B−3G （Ｂは波長450nmの反射率、Ｇは550nmの反射率を用い
た）による白色度と目視により判定した。

◎；白色度95％以上。（黄味、くすみが全く見られず、
本発明の目的範囲内で特に好ましい） ○；白色度92〜95％未満。（黄味、くすみがほとんど感
じられず、本発明の目的範囲内である） △；白色度89〜92％未満。（黄味、くすみが感じられ、
本発明の目的に達しない） ×；白色度89％未満。（黄味、特にくすみが強くなり、
本発明の目的に達しない）［実施例］以下、実施例および比較例に基づいて、本発明の一実施
態様を説明する。

実施例１〜６、比較例１〜５重合および製膜の製造条件を変更して、各種特性を持つ
フィルム作り、これらのフィルムについて、白色ポリエ
チレンテレフタレートフィルムとしての品質を評価し
た。その結果をまとめて表１に示す。これらの結果か
ら、チップの白色度（ａ）、フィルムのボイド率（ｂ）
との関係式ａ・10gbを本発明の範囲内に保つと、可視光
の反射率が大きく、白色性に優れた白色ポリエチレンテ
レフタレートフィルムができることがわかる。

実施例７ジメチルテレフタレート85wt部、エチレングリコール60
wt部とを酢酸カルシウム0.09wt部を触媒として常法に従
いエステル交換反応せしめたのち、リン化合物としてポ
リマに対し0.18wt％となるようにトリメチルホスフェー
ト10wt％含有するエチレングリコール溶液を添加し、直
後に平均粒径１μの微粒子状炭酸カルシウムをポリマに
対して14wt％となるように40wt％エチレングリコールス
ラリーを添加し、次いで重合触媒として三酸化アンチモ
ン0.03重量部を添加した。

その後、高温減圧化にて常法に従い重縮合反応を行ない
極限粘度0.603のポリエチレンテレフタレートを得た。
得られたポリマ中の微粒子状炭酸カルシウムの分散性は
良好であり、チップの白色度は、65.2％であった。

得られたポリマを十分に真空乾燥した後、これを100重
量部、蛍光増白剤“OB−1"（イーストマン社製）を0.03
重量部としスパーミキサーで混合後、285℃に加熱した
押出機に供給して未延伸シートとした後、常法により、
予熱温度90℃のロール群で3.2倍に縦延伸し、30℃のロ
ール群で冷却したのち、両端をクリップで把持しながら
テンターに挿入して、予熱温度95℃で3.2倍に横延伸
し、220℃で熱固定して、暑さ200μｍのフィルムを得
た。得られたフィルムのボイド率は15％であり、反射率
が大きく、白色性に優れていた。

実施例８極限粘度0.71のPET粉体を十分に真空乾燥した後、これ
を100重量部、トリメチルホスフェート0.8重量部、平均
粒径が1.2μの微粒子状炭酸カルシウム（天然品）をPET
に対し20wt％として、これらをスーパーミキサーで十分
混合した後、285℃に加熱した押出機に供給して、7mmφ
の口金より押出し、水槽で急冷し、カッティング、チッ
プ化したポリマを得た。得られたポリマ中の微粒子状炭
酸カルシウムの分散性は良好であり、チップの白色度は
60％であった。このチップを実施例７と同様の手段で製
膜し厚さ200μｍのフィルムを得た。得られたフィルム
のボイド率は18％であった。本フィルムは、反射率が大
きく、黄味、くすみが殆ど感じられず良好であった。

実施例９ポリマに対するトリメチルホスフェートの添加量を0.04
wt％とする以外は実施例７と同様の方法でポリエチレン
テレフタレートを得た。ポリマ中には微粒子状炭酸カル
シウムの凝集は殆どなかった。また、チップの白色度は
54％であった。このポリマを延伸倍率3.4×3.6倍に延伸
する以外は実施例７と同様の手段で製膜し厚さ200μｍ
のフィルムを得た。得られたフィルムのボイド率は20％
であった。本フィルムは反射率が大きく、黄味、くすみ
が殆ど感じられず良好であった。

比較例６実施例９と同様の手段で得たポリマ（チップの白色度54
％）を実施例７と同様の手段で製膜し、厚さ200μｍの
フィルムを得た。得られたフィルムのボイド率は14％で
あった。本フィルムは反射率がやや低く、黄味、くすみ
があった。

実施例10、比較例７〜10 各種無機粒子の種類と添加量およびリン化合物の量を変
更する以外は実施例７と同様の手段で厚さ200μｍのフ
ィルムを作り評価した。その結果をまとめて表２に示
す。

［発明の効果］本発明は、PETに多量の微粒子状炭酸カルシウムを含有
させるに当り、得られるチップの白色度とフィルムのボ
イド率との関係式ａ・10gbが特定範囲にある白色ポリエ
チレンテレフタレートフィルムとしたので、次のごとき
優れた効果を奏するものである。

（イ）従来得られなかった可視光の高反射率フィルムが
得られる。

（ロ）黄味、くすみのない白色性の高いフィルムが得ら
れる。

かくして得られた本発明の白色ポリエチレンテレフタレ
ートフィルムは、光線反射率が高く白色性に優れている
ため、Ｘ線増感紙を始め、白板、カード、印画紙、ラベ
ル、表示板などの基材として好ましく用いられる。

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエチレンテレフタレートに微粒子状炭
酸カルシウムを５〜30wt％含有させたポリマチップを溶
融押し出し、二軸延伸したフィルムであって、該ポリマ
チップの白色度をａ％、二軸延伸後のフィルムのボイド
率をｂ％としたとき、ａ≧45 ７≦ｂ≦30 ａ・logb≧65 を満足することを特徴とする白色ポリエチレンテレフタ
レートフィルム。