JPH07196821A

JPH07196821A - 深絞り成形同時転写用ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JPH07196821A
Application number: JP34892193A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Uchiumi; 滋夫内海
Original assignee: Diafoil Co Ltd
Current assignee: Diafoil Co Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-01

Abstract

(57)【要約】【目的】優れた成形性、耐熱性及び厚さ斑を有し、深
絞り成形同時転写に適したフィルムを得る。【構成】ポリエステル中の全酸成分に対するモル％で
表したテレフタル酸の割合（ＴＡ）及びイソフタル酸の
割合（ＩＡ）、並びに全アルコール成分に対するモル％
で表したエンチレングリコールの割合（ＥＧ）及び１，
４−シクロヘキサンジメタノールの割合（ＣＨＤＭ）が
下記の式（１）、（２）、（３）、（４）及び（５）を
すべて満足するポリエステル組成物よりなり、しかも二
次転移温度Ｔｇが５５℃以上であり、加熱収縮率が４．
０％以下であり、かつ１００％伸長時のフィルム強度Ｆ
100 が２．０kg／mm² 以下であることを特徴とする深絞
り成形同時転写用ポリエステルフィルム、７５≦ＴＡ≦９８・・・・（１）２≦ＩＡ≦１５・・・・（２）７０≦ＥＧ≦９０・・・・（３）１０≦ＣＨＤＭ≦２０・・・・（４）１０≦ＩＡ＋ＣＨＤＭ≦３０・・・・（５）【効果】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は優れた成形性、耐熱性及
び厚さ斑を有し、更にコスト・パフォーマンスに優れ
た、成形同時転写用ポリエステルフィルムに関する。更
に詳しくは、しぼり率の高い深絞り成形同時転写用ポリ
エステルフィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、成形品への印刷手法として、成形
と同時に転写印刷も行なう、いわゆる成形同時転写手法
が普及しつつある。この手法に適合するフィルムとし
て、コスト面も勘案して、二軸延伸熱固定イソフタル酸
共重合ポリエステルフィルムが用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、最近では、
成形時のしぼり率がますます高くなるとともに、格子状
のごとき高度の成形転写が要求されるようになり、従来
のフィルムでは深絞り成形性と寸法安定性を同時に満足
するものではないことが判明した。特に、成形品とし
て、冷蔵庫や自動車用途のごとく、大型でかつしぼり率
が高いものが求められるようになるにつれ、フィルムの
改良が強く望まれるようになった。

【０００４】従来のフィルムを構成するポリエステル
は、共重合成分であるイソフタル酸が、メタ位にカルボ
キシル基を有するので、パラ位にカルボキシル基を有す
るテレフタル酸に比較すると、ベンゼン環の回転が困難
で、これが成形性を低下させる原因となっていると考え
られる。このことに着目し、本発明では、特定の共重合
成分を選択することによって、成形性と寸法安定性を同
時に両立させ得るフィルムを提供しようとするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、ポリエステル中の全酸成分に対するモル％で表した
テレフタル酸の割合（ＴＡ）及びイソフタル酸の割合
（ＩＡ）、並びに全アルコール成分に対するモル％で表
したエンチレングリコールの割合（ＥＧ）及び１，４−
シクロヘキサンジメタノールの割合（ＣＨＤＭ）が下記
の式（１）、（２）、（３）、（４）及び（５）をすべ
て満足するポリエステル組成物よりなり、しかも二次転
移温度Ｔｇが５５℃以上であり、加熱収縮率が４．０％
以下であり、１００％伸長時のフィルム強度Ｆ100 が
２．０kg／mm² 以下であることを特徴とする深絞り成形
同時転写用ポリエステルフィルムにある。７５≦ＴＡ≦９８・・・・（１）２≦ＩＡ≦１５・・・・（２）７０≦ＥＧ≦９０・・・・（３）１０≦ＣＨＤＭ≦２０・・・・（４）１０≦ＩＡ＋ＣＨＤＭ≦３０・・・・（５）

【０００６】以下本発明を詳細に説明する。本発明のフ
ィルムを構成するポリエステルは、ジカルボン酸成分と
してテレフタル酸及びイソフタル酸を必須とするもので
あり、これらの他に、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、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、シクロヘキサンジカルボン酸などの公知のジカルボ
ン酸の一種以上を、共重合成分として含んでいてもよ
い。また、ジオール成分として、エチレングリコール及
び１，４−シクロヘキサンジメタノールを必須とするも
のであり、これらの他に、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、ネオペ
ンチルグリコールなどの公知のジオールの一種以上を、
共重合成分として含んでいてもよい。

【０００７】本発明において、ポリエステルの構成成分
としては、上記のジカルボン酸成分及びジオール成分の
他、種々の酸成分及びアルコール成分を含むことができ
る。例えば、ｐ−オキシ安息香酸のごときオキシカルボ
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などの一官能性化合物は修飾成分と
して、トリメシン酸、トリメリト酸、グリセリン、ペン
タエリスリトールなどの多官能性化合物は共重合成分と
して、生成物ポリエステル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。

【０００８】本発明のフィルムを構成するポリエステル
中の全酸成分に対するモル％で表したテレフタル酸の割
合（ＴＡ）は、下記の式（１）を満足しなければならな
い。７５≦ＴＡ≦９８・・・・（１）テレフタル酸が７５モル％未満であると、フィルムにし
た場合の強度及び耐熱性が低下するので好ましくない。
一方９８モル％を超えると、成形性に劣り好ましくな
い。

【０００９】また、本発明のフィルムを構成するポリエ
ステル中の全酸成分に対するモル％で表したイソフタル
酸の割合（ＩＡ）は、下記の式（２）を満足しなければ
ならない。２≦ＩＡ≦１５・・・・（２）イソフタル酸が２モル％未満では、共重合すべき他の酸
成分が多くなり、コストアップ要因となり好ましくな
い。一方、イソフタル酸が１５モル％を超えると、非晶
化される割に成形性が改良されず、成形性と寸法安定性
を同時に満足するのが困難となる。

【００１０】更に、本発明のフィルムを構成するポリエ
ステル中の全アルコール成分に対するモル％で表したエ
チレングリコールの割合（ＥＧ）は、下記の式（３）を
満足しなければならない。７０≦ＥＧ≦９０・・・・（３）エチレングリコールが７０モル％未満では、強度及び耐
熱性が低下するので好ましくない。一方、９０モル％を
超えると、目的とする成形性を達することができず問題
である。

【００１１】また更に、本発明のフィルムを構成するポ
リエステル中の全アルコール成分に対するモル％で表し
た１，４−シクロヘキサンジメタノールの割合（ＣＨＤ
Ｍ）は、下記の式（４）を満足しなければならない。１０≦ＣＨＤＭ≦２０・・・・（４）１，４−シクロヘキサンジメタノールが１０モル％未満
では、目的とする耐熱性と成形性を得ることが難しく、
一方、２０モル％を超えると耐熱性が低下するので好ま
しくない。

【００１２】本発明のフィルムを構成するポリエステル
において、上記イソフタル酸の割合（ＩＡ）と上記１，
４−シクロヘキサンジメタノールの割合（ＣＨＤＭ）の
合計は、下記の式（５）を満足しなければならない。１０≦ＩＡ＋ＣＨＤＭ≦３０・・・・（５）この合計が１０未満では成形性に劣り、一方３０を超え
ると寸法安定性に劣り好ましくない。

【００１３】本発明において、上記の５つの式をすべて
満足するポリエステルは、必要に応じ種々の添加物を配
合したポリエステル組成物として、製膜に使用すること
ができる。

【００１４】例えば、フィルムの易滑性を向上させるた
めには、ポリエステル組成物は、有機、無機の微粒子を
配合したものが好ましく、必要に応じて安定剤、着色
剤、酸化防止剤、消泡剤、帯電防止剤などの添加剤を、
さらに配合してもよい。滑り性を付与する微粒子は、配
合の方法に従い、外部粒子と内部粒子とに大別される。
すなわち、前者の例としては、カオリン、クレー、各種
炭酸カルシウム、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシウ
ム、α−、γ−、δ−、θ−等の酸化アルミニウム、酸
化チタン、リン酸カルシウム、フッ化リチウム、カーボ
ンブラックなどの公知の不活性外部粒子が挙げられる。
また、後者の例としては、ポリエステルの溶融製膜に際
して不溶な高融点有機化合物、単分散球状有機粒子、粉
砕型の有機粒子、架橋ポリマー及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などが挙げ
られる。これらの微粒子は、フィルム中の含有量が、通
常０．００２〜２．０重量％の範囲内であり、平均粒径
が、０．００１〜３．５μｍの範囲内にあるのが好まし
い。

【００１５】本発明のフィルムにおいては、二次転移温
度（Ｔｇ）は、５５℃以上でなければならない。Ｔｇが
５５℃未満の場合には、縦延伸時にはロールと、横延伸
時にはクリップとの粘着を起こし易く、また得られるフ
ィルムが平面性に劣り好ましくない。本発明のフィルム
においては、また適度の重合度を有するポリエステルが
選ばれる。ポリエステルフィルムの極限粘度として、好
ましくは０．５０以上、更に好ましくは０．６０以上で
ある。極限粘度が０．５０未満の場合は十分な強度及び
成形性が得られず好ましくない。

【００１６】本発明のフィルムにおいては、さらに１５
０℃の雰囲気下における１００％伸長時のフィルム強度
Ｆ100 が、０．５〜２．０kg／mm² の範囲内であること
が必要がある。本発明でいうＦ100 は、その測定法につ
いては後に詳記するが、１５０℃での１００％伸長時の
縦および横方向のフィルム強度の平均値である。Ｆ100
は、好ましくは０．５〜１．６kg／mm² の範囲内であ
る。本発明者の知見によると、Ｆ100 は、フィルムの成
形性に深く関係しており、Ｆ100 が２．０kg／mm² を超
すフィルムでは、成形性が低下し、深絞り性に劣り不適
である。また、Ｆ100 が０．５kg／mm² 未満のフィルム
では、成形時フィルムが不均一に変形し、転写に使用し
た場合、図柄に歪み等が生じ好ましくない。また、１５
０℃、１００％伸長時の縦方向と横方向のフィルム強度
の差は、通常２kg／mm² 以下であり、好ましくは１kg／
mm² 以下、更に好ましくは０．５kg／mm² 以下である。
この縦、横方向の強度差が２kg／mm² を超えると、異方
性が大きくなりすぎ成形性の悪化と共に、図柄に歪みが
生じ易くなる。

【００１７】本発明のフィルムの収縮特性に関し、その
測定法については後に詳記するが、１５０℃で３分間処
理後の加熱収縮率が、縦、横両方向ともに４．０％以下
であることが必要である。縦又は横の加熱収縮率が４．
０％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、操作上好ましくない。

【００１８】本発明のフィルムにおいて、その測定法に
ついては後に詳記するが、フィルムの厚さ斑は４０％以
下であり、好ましくは３０％以下である。フィルムの厚
さ斑が４０％を超えると、成形性が悪化し成形時のフィ
ルムの伸び等が不均一となり、成形転写時に図柄の歪み
が生じるので不適である。

【００１９】本発明のフィルムにおいて、その測定法に
ついては後に詳記するが、フィルムの面配向度ΔＰが
０．０２０〜０．１５０の範囲であることが好ましい。
面配向度ΔＰが０．１５０を超えるフィルムでは、成形
性が不充分であり、一方０．０２０未満のフィルムで
は、フィルムの強度が低下し、平面性も悪化するので好
ましくない。

【００２０】本発明において、フィルムの平均屈折率
は、好ましくは１．５６０〜１．６３０の範囲内、更に
好ましくは１．５８０〜１．６１０の範囲内である。フ
ィルムの平均屈折率が１．５６０未満では耐熱性、寸法
安定性に劣り、一方１．６３０を超えると成形性に劣り
好ましくない。

【００２１】また、本発明において、フィルムの融解熱
は、好ましくは１〜６cal ／ｇ、更に好ましくは２〜４
cal ／ｇである。融解熱が６cal ／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１ca
l ／ｇ未満のフィルムは厚さ斑、平面性共に悪化し好ま
しくない。

【００２２】更に、本発明において、フィルムの縦方向
及び横方向におけるヤング率は、好ましくは３００kg／
mm² 以上である。また、フィルムの厚さは、特に限定は
されないが、５〜５００μｍ、好ましくは５〜３００μ
ｍ、更に好ましくは１０〜５０μｍである。

【００２３】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
の例示のみに限定されるものではない。

【００２４】滑り剤として、有機、無機の微粒子を適量
配合してチップ化したポリエステル組成物を、ホッパー
ドライヤー、パドルドライヤー、オーブンなどの、通常
用いられる乾燥機または真空乾燥機を用いて乾燥する。
前段で、チップを結晶化させて相互の融着が起こらない
ように（予備結晶化ともいう）、また後段で、水分量を
十分に減少させるように（本乾燥ともいう）、乾燥を行
う。このように乾燥した後、２００〜３２０℃でシート
に押出す。押出しに際しては、Ｔダイ法、チューブラ法
など、既存の手法を用いることができる。押出し後は、
急冷して無定形シートを得るが、その際に静電印加法を
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。

【００２５】次いで、得られた無定形シートを、縦及び
横方向に少なくとも面積倍率で６倍以上、好ましくは８
倍以上、更に好ましくは８倍以上１６倍以下となるよう
延伸して、二軸配向フィルムを得る。必要に応じて、該
フィルムを縦及び／又は横方向に再延伸を行なった後、
好ましくは１２０℃〜２１０℃の範囲内の温度で熱処理
を行ない、所望のフィルムを得る。

【００２６】熱処理工程の好ましい態様は、熱処理の最
高温度のゾーン及び／又は熱処理出口のクーリングゾー
ンにおいて、横方向及び／又は縦方向に０．１〜１５％
の弛緩を行なうことである。特に、横方向には、１〜１
５％の弛緩を行なうことが好ましい。また、熱処理工程
は、二段にわけて行なうこともできる。

【００２７】前記延伸工程において又はその後に、フィ
ルムに接着性、帯電防止性、滑り性、離型性等を付与す
るために、フィルムの片面又は両面に塗布層を形成した
り、コロナ処理等の放電処理を施したりすることなども
できる。

【００２８】

【実施例】以下、実施例によって本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、この実
施例のみに限定されるものではない。なお、フィルムの
諸物性の測定及び評価方法を以下に示す。

【００２９】（１）１００％伸長時のフィルム強度（記
号Ｆ100、単位kg／mm² ）：（株）インテスコ製恒温槽
付引張試験機インテスコ２００１型を使用し、その恒温
槽を１５０℃に設定し、幅１５mmのフィルムをチャック
間５０mmとなるように試験機にセットして２分間放置
後、引張速度２００mm／min で１００％伸長時の強度を
測定した。測定はフィルムの縦および横方向について行
ない、その平均値をＦ100 とした。

【００３０】（２）フィルムの厚さ斑（単位％）：安立
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）を使用し、フィルムの縦方向に沿って長さ５ｍ
間の最大、最小および平均厚さを測定し、次式により厚
さ斑を算出した。厚さ斑＝１００×（フィルム最大厚さ
−フィルム最小厚さ）／フィルム平均厚さ

【００３１】（３）フィルムの面配向度（記号ΔＰ）及
び平均屈折率：アタゴ社製アッベの屈折計を使用し、光
源にはナトリウムランプを用いて、フィルムの屈折率を
測定し、次式により面配向度ΔＰ及び平均屈折率を算出
した。 ΔＰ＝１／２（ｎr ＋ｎp ）−ｎd 平均屈折率＝１／３（ｎr ＋ｎp ＋ｎd ）なお、上記式中ｎr およびｎp は、各々フィルム面内の
最大屈折率およびそれに直交するフィルム面内の屈折率
を、またｎd はフィルムの厚さ方向の屈折率を表わす。

【００３２】（４）極限粘度（記号〔η〕、単位１００
ｍｌ／ｇ）：試料０．２ｇをフェノール／テトラクロロ
エタン＝５０／５０の混合溶媒２０mlに加え、約１１０
℃で３０分間加熱後、３０℃で測定した。

【００３３】（５）フィルムの加熱収縮率（単位％）：
１５０±２℃の温度のギアオーブン中において、縦１０
cm、横１０cmのフィルムを無負荷の状態で３分間収縮さ
せ、縦及び横方向についての加熱収縮率を、次式により
算出した。加熱収縮率＝１００×（ｌ0 −ｌ）／（ｌ0 ）但し、ｌ0 ：原長（cm）ｌ：収縮後の長さ（cm）

【００３４】（６）転写フィルムとしての成形性：第１
図に示す縦横共に１０cm、最大深さ３．０cmの金型
（１）を用い、フィルムを真空及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を行なっ
た。成形後のフィルムの破断の頻度により、転写フィル
ムとしての成形性を、以下の基準で３段階評価した。 ○：フィルムの破断がほとんど無い △：時々フィルム破れが発生する ×：フィルム破れが頻発する。

【００３５】（７）転写フィルムとしての適性：第１図
に示すフィルム（３）に、離型層、印刷層及び接着層か
らなる層（４）を形成後、上記（６）の方法にて、実際
に成形転写を連続で行なった。転写フィルムとしての適
性は、成形時にフィルムの破断がなく連続に運転でき、
且つ、成形品への印刷において図柄の歪み、印刷の抜け
等が見られないものを○、そうでないものを×として評
価した。

【００３６】（実施例）ジカルボン酸成分が、テレフタ
ル酸９３モル％、イソフタル酸５モル％及びセバシン酸
２モル％よりなり、ジオール成分が、エチレングリコー
ル８３モル％、１，４−シクロヘキサンジメタノール１
５モル％及びジエチレングリコール２モル％よりなる共
重合ポリエステルを用いた。このポリエステルに、平均
粒径１．０μｍの無定形シリカ粒子を４００ppm 配合し
てチップ化し、オーブンを用いて、１３０℃で２時間予
備結晶化し、さらに１６０℃で３時間本乾燥をした後、
２８０℃でＴダイを有する押出機より押出し、静電印加
法を適用して急冷固化し極限粘度０．６９の無定形シー
トを得た。得られたシートを縦方向に８３℃で３．２倍
延伸した後、続いて９５℃で横方向に３．４倍延伸し、
５％の幅方向の弛緩を行ないながら１８５℃で熱処理を
行なった。得られたフィルムの平均厚さは５０μｍであ
った。また、フィルムの二次転移温度Ｔｇは７３℃、フ
ィルムの面配向度ΔＰは０．０９５、平均屈折率は１．
５９４５、融解熱は３．１cal ／g 、ヤング率は縦３４
０kg／mm² 、横３５０kg／mm² であった。

【００３７】（比較例）ジカルボン酸成分がテレフタル
酸７８モル％及びイソフタル酸２２モル％よりなり、ジ
オール成分がチレングリコール９８モル％及びジエチレ
ングリコール２モル％よりなる共重合ポリエステルを用
いる以外は、実施例１と同様に製膜し、平均厚さ５０μ
ｍのフィルムを得た。二次転移温度Ｔｇは６９℃、極限
粘度は０．６５、面配向度は０．１０３であった。

【００３８】これらの実施例及び比較例において得られ
たフィルムの物性及び成形性は次の通りであった。この結果から同等の共重合量である（言い換えればＴＡ
＋ＥＧが同等である）にもかかわらず、実施例の方が格
段に成形フィルムとして優れていることが分かる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、共重合成分の種類と量
を特定のものとすることにより、優れた成形性、耐熱性
及び厚さ斑を有する、深絞り成形同時転写に適したフィ
ルムが得られ、これまで難しかった用途への適用も可能
となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】成形同時転写装置の概念図。

【符号の説明】

１金型２射出成形機３フィルム４離型層、印刷層及び接着層からなる層

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ３２Ｂ 27/36 7421−4Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエステル中の全酸成分に対するモル
％で表したテレフタル酸の割合（ＴＡ）及びイソフタル
酸の割合（ＩＡ）、並びに全アルコール成分に対するモ
ル％で表したエンチレングリコールの割合（ＥＧ）及び
１，４−シクロヘキサンジメタノールの割合（ＣＨＤ
Ｍ）が下記の式（１）、（２）、（３）、（４）及び
（５）をすべて満足するポリエステル組成物よりなり、
しかも二次転移温度Ｔｇが５５℃以上であり、加熱収縮
率が４．０％以下であり、かつ１００％伸長時のフィル
ム強度Ｆ100 が２．０kg／mm² 以下であることを特徴と
する深絞り成形同時転写用ポリエステルフィルム。７５≦ＴＡ≦９８・・・・（１）２≦ＩＡ≦１５・・・・（２）７０≦ＥＧ≦９０・・・・（３）１０≦ＣＨＤＭ≦２０・・・・（４）１０≦ＩＡ＋ＣＨＤＭ≦３０・・・・（５）