JPH0694210B2 - ポリエステルフイルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は印刷インキ等の印刷適性、コーティング適性に
優れたポリエステルフイルムに関する。

特に印刷インキに対する密着性に優れたポリエステルフ
イルムに関する。

［従来の技術］ 従来ポリエステルフイルムに印刷適性、接着性を付与す
る方法として、コロナ放電処理を施す方法、ポリウレタ
ン等のプライマーをコーテイングする方法（特開昭59−
79732号）、低結晶性ポリエステルと高結晶性ポリエス
テルとを混合する方法（特公昭64−10188号等）等が提
案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、コロナ放電処理を施す方法、ポリウレタ
ン等のプライマーをコーテイングする方法では、印刷
層、コーテイング層の高湿下での密着力が不十分であ
り、低結晶性ポリエステルと高結晶性ポリエステルとを
混合する方法では、密着力が不安定で品質の均一性に劣
るという問題点を有していた。

本発明は、インキあるいは、他のコーテイング剤等を塗
布した際に耐湿性に優れた密着力を有するポリエステル
フイルムを提供することを目的とする。

［課題を解決する手段］ すなわち、本発明は印刷・コーテイングにおける印刷イ
ンキ、コーティング剤とポリエステル表面との相互作用
について鋭意検討した結果、密着性の優れたポリエステ
ル基材として、溶媒浸漬前後での表面粗さ（Ra）の変化
率が少なくとも一方の表面において10〜300％であるこ
とを特徴とするポリエステルフイルムを提供するもので
ある。

本発明において、ポリエステルフイルムの少なくとも一
方の表面粗さ（Ra）は溶媒浸漬前後での変化率が10〜30
0％であることが必要であり、好ましくは、50〜200％の
範囲である。特に表面表面粗さ変化率が低過ぎると密着
力の耐湿性に劣り、高過ぎるとかえって密着力が低下し
たり、印刷時の光沢がなくなり外観を損ねることがあ
る。

ここで、本発明でいう溶媒とは、メチルアルコール、エ
チルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエ
チルケトン等のケトン類、トリクロルエタン、フロン等
のハロゲン類、石油類、ベンゼン、トルエン等の芳香族
類、酢酸エチル等のエステル類等が例示される。この中
でも、本発明で好ましい溶媒としては、ケトン類に対す
る表面粗さ変化率が前記範囲のものが密着力を良好とす
る上で好ましく、さらに好ましくはケトン類の中でもメ
チルエチルケトンが好ましい。

このような溶媒によって形成される表面粗さ形態として
は、凹部と凸部とが任意の方向に略周期的に繰り返され
る形態であって、しかもその平均的な周期としては、0.
1〜５μｍ、更に好ましくは0.5〜３μｍの範囲であるこ
とが、印刷・コーティング適性を良好とする上で好まし
い。

こうした、表面特性を付与するフイルム構造としては、
結晶性ポリエスレＡ層の少なくとも片面に溶媒浸漬前後
で表面粗さが前記範囲に増加し得る、ポリエステルＡよ
りも結晶性の低いポリエステルＢ層が少なくとも一方の
面に積層されていることが好ましい。

ここで、本発明でいう結晶性ポリエステルＡ（以下ポリ
エステルＡと略称する）とは、芳香族ジカルボン酸およ
びジオールとからな重合体であって、具体的にはポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、
ポリエチレン2,6ナフタレンカルボキシレート等の樹脂
およびこれらのブレンド物あるいは共重合体であるが、
本発明では特にその構成の90モル％以上、更に好ましく
は95モル％以上がエチレンテレフタレートであるポリエ
チレンテレフタレートであって、加工時に被る熱負荷に
対する耐久性の観点からその結晶融解エネルギー（△H
u）が7cal/g以上であることが好ましく、更に好ましく
は10cal/以上であるとよい。

ポリエステルＡ層（以下Ａ層と略称する）には不活性粒
子が含有されていることが好ましく、二酸化珪素、アル
ミナ粒子、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、炭
化珪素等の無機粒子、架橋ポリスチレン粒子、シリコー
ン粒子等の粒子が例示される。特に好ましく用いられる
平均粒子径としては、0.1〜10μｍ、更に好ましくは0.5
〜６μｍの範囲である。また添加量としては、0.001〜
１重量％の範囲が透明性を損なうことが少なく、また滑
り性を良好とする上で好ましい。

次にポリエステルＡよりも融点の低いポリエステルＢ
（以下ポリエスルＢと略称する）とは、例えば、主骨格
をエチレンテレフタレートあるいはブチレンテレフタレ
ートを主骨格とし、共重合成分として、イソフタル酸、
アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、2,6−ナフタレ
ンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ジエチ
レングリコール、シクロヘキサンジメタノール、1,4−
ブタンジオール、等の２官能の酸成分、アルコール成分
あるいは、トリメリット酸トリメチル、トリメシック酸
トリメチル、グリコール類等の酸成分、アルコール成分
を共重合した熱可塑性ポリエステルが例示されるがこれ
に限定されるものではない。ここで、ポリエステルＢと
して密着力を良好とする上で、特に好ましい構造として
は、エステル結合 間の炭素数が２〜10個、好ましくは、２〜８個であるこ
とが好ましい。このなかでも、ポリエチレンテレフタレ
ート・イソフタレート共重合体、ポリブチレンテレフタ
レート・イソフタレート共重合体から選ばれたポリエス
テルであると特に好ましい。なお、いずれの共重合体に
ついても全酸成分に対するイソフタル酸含有量は５〜90
モル％、好ましくは10〜40モル％の範囲が好ましい。

さらに、ポリエステルＢとしては、前記共重合ポリエス
テルに結晶性ポリエステルを添加することは許される
が、特性の均一性を良好とする上で、10重量％以下とし
てしておくことが好ましい。更に好ましくは５重量％以
下の範囲であることが好ましい。

さらにポリエステルＢは印刷層あるいはコーティング層
との密着性の観点から融点としては、Ａ層よりも10℃以
上低いことが好ましく、さらに好ましくは15〜70℃低い
ことが好ましい。また、同様な観点から、△Huが6cal/g
以下であることが好ましく、さらに0.1〜5cal/gの範囲
であることが好ましい。

このようなポリエステルＢ層（以下Ｂ層と略称する）の
積層厚みは、インキ層との密着力を強固とし、印刷ある
いはコーテング時の滑りを良好とする上で、Ａ層に含有
される不活性粒子の平均粒径以下であることが好まし
く、さらに好ましくは、0.01μｍ以上、該平均粒子径の
1/2以下であることが好ましい。

また、該ポリエステルＢ層には粒子を含有することが許
されるが、添加粒子径としては、平均粒子径（Ｒ）が積
層厚み（ｄ）の3/2以上であることが好ましく、更に好
ましくは、R/dが２〜200、特に好ましくは10〜100の範
囲であると良い。また、添加量としては、0.001〜１重
量％、更に好ましくは0.01〜0.5重量％の範囲であると
印刷適性を損なう事が無いので好ましい。

なお、本発明フイルムを構成する基本要件としてＡ層/B
層の積層形態を選択する場合、少なくともＡ層は、一軸
に延伸配向されていることが、耐熱性、機械特性の点で
好ましい。また、Ａ層のもう一方の面にＢ層、あるい
は、他の層が積層されていても良い。他の層としては、
具体的には、帯電防止層、マット層、ハードコート層、
易滑コート層、易接着層、粘着層等が例示される。

また、本発明ポリエステルフィルムには、本目的に反し
ない範囲で、周知の酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止
剤、耐候剤、難燃剤、UV吸収剤、易滑剤、結晶核剤等が
添加されていても良い。

本発明ポリエステルフイルムは印刷インキ、コーティン
グ樹脂等に対する密着性が良好であるが、この中でも印
刷インキに対する密着性が良好であり、印刷インキを塗
布して用いられることが好ましい。本発明でいう印刷イ
ンキとは、顔料と、ビヒクル樹脂と溶剤とからなるビヒ
クルとを基本成分とする印刷インキであって、特にビヒ
クル樹脂がニトロセルロース、ポリエステル、ポリウレ
タン、アクリル、ポリアミド、環状ゴムから選ばれた少
なくとも１成分を基本成分とするものであることが好ま
く、特にこれらの中でもニトロセルロース、ポリエステ
ル、ポリウレタンから選ばれた少なくとも１成分を基本
成分とするものものが好ましい。

次に本発明フイルムの製造方法について説明するがこれ
に限定されるものではない。

ポリエステルＡ層の樹脂とＢ層の樹脂とをそれぞれ別の
押出機を用いて溶融押出して、口金マニホールド部また
は口金に入るポリマー管内で積層する。

上記のようにして、積層されたポリエステルＡとＢとを
基本構成する積層体は、シート状又は円筒状に溶融押出
され、ポリエステルＡのガラス転移温度以下に冷却キャ
ストする。次いで、ポリエステルＡのガラス転移温度以
上に予熱して、少なくとも一軸に延伸し延伸フイルムを
得る。延伸倍率は一軸方向に２〜５倍の範囲であること
が好ましく、２軸延伸する場合は面倍率で４〜20倍の範
囲であると機械特性、平面性共に良好となるので好まし
い。

次いで該延伸フイルムの熱処理を行なうが、本発明フイ
ルムを得る上で、特に熱処理温度の選択が重要である。
すなわち、ポリエステルＡの融点以下であって、しかも
Ｂ層樹脂の融点（Tmb）−10℃〜Tmb＋40℃の範囲で２〜
30秒程度熱処理することが必要であり、特に熱処理温度
はポリエステルＢの積層厚み（ｄ［μｍ］））と熱処理
温度（Th［℃］）との間に次の関係を満足させておくこ
とが好ましい。

Tmb＋40≧Th ≧Tmb＋（20/d）^1/2−10 さらに、熱処理終了後直ちにＢ層樹脂のガラス転移温度
（Tg）以下に急冷保持することが特に好ましい。

以上のようにして得られたフイルムは必要に応じて、コ
ロナ放電処理、低温プラズマ処理、火炎処理等の表面処
理、前記コーテイング処理等を行なうことができる。

［発明の効果および用途］ 本発明ポリエステルフイルムは、以下の効果ならびに用
途を有するものである。

（１） 印刷インキあるいはコーティング剤との密着性
に優れ、特に高湿下においても密着力が低下しない。

（２） 本発明フイルムは、印刷インキに対する密着
性、塗布時の加工適性に優れ、特にグラビア印刷を行な
った際の仕上がりが良好であるばかりか、レトルト処理
を行なった後の密着力が優れる。

［特性の評価方法及び効果の評価方法］ 以下に本発明で用いた効果の評価および測定について以
下にまとめて示す。

（１） 融解エネルギー（△Hu）、融点（Tm），ガラス
転移温度（Tg） 示差走査型熱量計DSC2（パーキンエルマー社製）を用い
て求める。

測定は、サンプル10mgを窒素気流下にて、280℃×５分
間溶解保持し、次いで320℃／分の冷却速度で冷却す
る。

こうして得られたサンプルを10℃／分の昇温速度で昇温
していった際に、ガラス状態→ゴム状態への転移にもと
ずく比熱変化を読み取り個の温度をガラス転移温度（T
g）とした。また、結晶溶解に基づく吸熱ピーク温度を
融点（Tm）とし，該ピーク面積より融解エネルギー（△
Hu）を求めた。なお、補正はインジウムの溶解エンルギ
ーを用いて行なった。

（２） 表面粗さ（Ra）の変化率［粗さ変化率］ JIS Ｂ−0601に準じて、サンプルの中心線表面粗さを
触針式表面粗さ計で測定し、初期表面粗さ（Ra）とす
る。ただし、カットオフ0.08mmとし、サンプル長は4mm
とする。次いで該サンプルを溶媒（25℃）にサンプルを
１分間浸漬し、熱風オーブン中で40℃１分で乾燥した後
に再度同様な測定を行ない処理後の表面粗さ（Ra′）を
求める。こうして求めた浸漬前後での表面粗さより変化
率を次式で求める。

表面粗さ（Ra）の変化率 ＝（Ra′−Ra）/Ra×100（％） （３） 粒子の平均粒径 サンプルよりポリエステル部をプラズマ低温灰化処理法
（例えば大和化学製PR−503型）で除去し粒子を露出さ
せる。処理条件はポリエステルは灰化されるが粒子はダ
メージを受けない条件を選択する。これをSEMで観察
し、粒子の画像をイメージアナライザー（例えばケンブ
リッジインスツルメント製QTM900）で処理して、観測粒
子数1000個以上について、次の計算式にて得られる数平
均径Ｄを平均粒径とする。

Ｄ＝ΣDi/N ここで、Diは粒子の円相当径、Ｎは個数である。

（４） 粒子の含有量 ポリエステルは溶解し、粒子は溶解させない溶媒（例え
ば、Ｏ−クロロフェノール等）を用いてサンプルを溶解
し、該溶液より粒子を遠心分離し、サンプルの全体重量
に対する粒子の重量比率（重量％）をもって粒子含有量
とする。

（５） Ｂ層の厚さ Ｂ層の厚みに対応して、以下の２つの方法を用いる。

（Ｉ）法（Ｂ層の厚みが0.2μｍ未満） エリプソメーター（（株）溝尻光学工業所製、DVA−36L
自動エリプソメーター）を用いて測定する。

（II）法（Ｂ層の厚みが0.2μｍ以上） サンプルの厚み（T1）を電子マイクロメータ（アンリツ
（株）製）で測定する。次いでＢ層は溶かすがＡ層は溶
かさない溶媒を用いて、該測定部のＢ層を除去して、再
度同一部位の厚み（T2）を測定する。

この結果より、Ｂ層の厚み＝T1−T2で求める。

いずれも測定は場所を変えて20点測定し、値のもっとも
大きい値より２点、および、最も小さい値より２点省い
た16点の平均値をもって、Ｂ層の厚みとした。

（６） 固有粘度（IV） ｏ−クロロフェノールを溶媒として、25℃で測定する。
単位はdl/g。

（７） インキ密着力 東洋インキ製ニトロセルロース系インキCCST及びウレタ
ン系１液インキマルチセットをグラビアロールで印刷し
て印刷適性を評価した。さらに、その後40℃、90％相対
湿度雰囲気中に24時間放置後、セロテープ剥離テストを
行ない、インキ密着性の評価をした。

評価基準は以下の通り。

印刷適性 印刷後の仕上がりを調べて以下の評価基準で判断した。

良好：シワ、印刷斑が発生しない 不良：シワ、印刷斑、インキはじきが発生 インキ密着性 ５級：全く剥離しない。

４級:10％未満しかセロハンテープ面に、剥離しない。
実用的には、４級であれば問題無く使用できる。

３級:10〜50％の部分がセロハンテープ側に剥離する。

２級:50％以上の部分がセロハンテープ側に剥離する。

１級：完全にセロハンテープ側に剥離する。

［実施例］ 本発明を実施例を用いて具体的に説明する。

実施例１ ポリエステルＡとしてIVが0.65dl/gのポリエチレンテレ
フタレート（融点256℃）に平均粒径２μｍのシリカ粒
子0.05重量％添加した樹脂を、ポリエステルＢとして酸
成分としてテレフタル酸（TPA）85モル％とイソフタル
酸（IPA）15モル％とジオール成分としてエチレングリ
コール（EG）とからなる樹脂（IV＝0.62dl/g,Tm＝215
℃、Tg＝69℃）に平均粒径３μｍシリカ粒子を0.08重量
％添加して、それぞれ別の押出機を用いて溶融押出し
て、口金内で積層してシート状に成形した。

こうして得られたシートを長手方向に85℃にて3.3倍に
延伸して、ついでステンターに導いて100℃に加熱して
幅方向に3.3倍延伸して、220℃で熱処理した後、直ちに
50℃で10秒間低温熱処理して巻きとった。

こうして得られたフイルムは全厚みが12μｍであり、Ｂ
層をｎ−メチルピロリドンで除去し測定した結果、積層
厚みは0.5μｍであった。

また、メチルエチルケトンに対する粗さ変化率は100％
であり、インキ密着力はいずれのタイプも５級と優れて
いた。

比較例１ 実施例１において熱処理温度を190℃とし、低温熱処理
を行なわなかった以外は実施例１と同様に製膜し評価し
た。この結果、メチルエチルケトンに対する粗さ変化率
は−20％であり、インキ密着力は表１に示すごとくいず
れもランク３であり、実用上問題のあることがわかっ
た。

比較例２ 実施例１においてポリエステルＢを積層しないでポリエ
ステルＡ単独で製膜し、二軸延伸・熱処理した後にコロ
ナ放電処理をおこない表面張力を51dyne/cmとした。

こうして得られたフイルムの評価結果は表１の様になっ
た。

実施例２ ポリエステルＡとしてIVが0.65dl/gのポリエチレンテレ
フタレート（融点256℃）に平均粒径５μｍのシリカ粒
子を0.05重量％添加した樹脂を、ポリエステルＢとして
酸成分としてTPAとジオール成分としてEG85モル％とシ
クロヘキサンジメタノール（CHDM）15モル％とを共重合
した樹脂（IV＝0.62dl/g,Tm＝220℃、Tg＝70℃）と平均
粒径２μｍのシリカ粒子を0.05重量％添加した樹脂を用
意して、それぞれ別の押出機を用いて溶融押出して、口
金内で積層してA/Bからなるシート状に成形した。

こうして得られたシートを長手方向に85℃にて3.3倍に
延伸して、ついでステンターに導いて100℃に加熱して
幅方向に3.3倍延伸して、230℃で熱処理し、直ちに40℃
で５秒間低温処理して巻きとった。

フイルム厚みは12μｍであり、ポリエステルＢの積層厚
みはエリプソメータで測定した結果、0.1μｍであり、
メチルエチルケトンに対する粗さ変化率は50％であっ
た。

インキ密着力はCCST、ウレタン共に４級と優れていた。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶媒浸漬前後での表面粗さ（Ra）の変化率
   が少なくとも一方の表面において10〜300％であること
   を特徴とするポリエステルフイルム。
2. 【請求項２】不活性粒子を含有する結晶性ポリエステル
   Ａ層の少なくとも片面に、ポリエステルＡよりも結晶性
   の低いポリエステルＢ層が前記不活性粒子の平均粒径以
   下に積層されたフイルムであって、溶媒浸漬前後での該
   Ｂ層の少なくとも一方の表面粗さ（Ra）の変化率が10〜
   300％であることを特徴とするポリエステルフイルム。
3. 【請求項３】前記表面粗さ（Ra）の変化率が10〜300％
   を満足する面に印刷インクを塗布して用いられることを
   特徴とする請求項（１）または（２）に記載のポリエス
   テルフイルム。
4. 【請求項４】ポリエステルＡがポリエチレンテレフタレ
   ート、ポリエステルＢがポリエチレンテレフタレート・
   イソフタレート共重合体、ポリブチレンテレフタレート
   ・イソフタレート共重合体から選ばれたポリエステルで
   あることを特徴とする請求項（２）に記載のポリエステ
   ルフイルム。
5. 【請求項５】前記溶媒がケトン類であることを特徴とす
   る請求項（１）〜（４）のいずれかに記載のポリエステ
   ルフイルム。
6. 【請求項６】前記溶媒がメチルエチルケトンであること
   を特徴とする請求項（１）〜（４）のいずれかに記載の
   ポリエステルフイルム。