JPH11216829A - 二軸延伸積層ポリエステルフイルム及びその使用ならびにその製造方法 - Google Patents
二軸延伸積層ポリエステルフイルム及びその使用ならびにその製造方法Info
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Abstract
化または酸化物被覆後の酸素ガスバリアー性に優れた二
軸延伸積層ポリエステルフィルムを提供する。 【解決手段】ベース層Bと少なくとも外層A及び外層C
から成り上記外層A及びCの外側表面に特定の高さと直
径を有する突起を有することを特徴とする二軸延伸積層
ポリエステルフィルム及びその用途ならびにその製造方
法。
Description
テルフィルムに関する。本発明のポリエステルフィルム
は、一つ以上のベース層Bと、ベース層上に積層され、
特定の高さと径を有する突起を特定数有する外層A及び
外層Cから成る。本発明のポリエステルフィルムは、優
れた光学特性および加工性を有し、後でメタル化または
高酸素遮断性を有する酸化物の被覆を施すことが出来
る。本発明は、更に上記ポリエステルフィルムの用途お
よび製造方法に関する。
特性、機械強度、バリアー性(特にガスバリアー性)、
加熱時における寸法安定性、平坦性に優れているという
利点を有するため、包装材料やそれらの利点を必要とす
る工業材料に使用されている。
を維持しながら、ポリエステルフィルムの光学特性、特
にグロスやヘーズを改良することが望まれている。同様
に、新たな応用例のために、ポリエステルフィルムのバ
リアー性の改良が望まれている。以下に記載する先行技
術では、如何にしてポリエステルフィルムの光学特性、
特にグロスやヘーズが改良できるかについて提案してい
る。
は、基板であるポリマーから成る第1層と、少なくとも
その第1層の片面に積層し、特定のサイズ分布を有する
ガラスビーズとシリカ粒子を有するポリマー材料から成
る第2層から成る透明多層フィルムを教示している。第
2層は第1基板層の片面または両面に積層される。この
フィルムはヘーズ及び加工性が改良されているが、グロ
ス及びバリアー性の改良については何ら記載されていな
い。更に、グロス及び酸素ガスバリアー性の改良のため
に、そのフィルムの表面形状をどのように制御したらよ
いかについても何ら記載されていない。
は、充填物を有しないポリマー材料から成る基材第1層
と、その第1層の少なくとも片面に積層し、充填剤とし
て平均サイズ1.5〜12.5μmのシリコン粒子を1
00〜1000ppm含有する第2層とから成る透明多
層フィルムを教示している。シリコン粒子の欠点は、比
較的高価なために包装材料の分野において受け入れられ
ない点である。更に、この種の充填剤を含有するフィル
ムは、フィルム製造工程における巻き取り中に容易に伸
縮する傾向がある。更に、上記公開公報には、グロス及
び酸素ガスバリアー性の改良のために、そのフィルムの
表面形状をどのように制御したらよいかについても何ら
記載されていない。
ス、水蒸気および香りに対し高い遮断効果(低透過率ま
たは低浸透性と同じ意味)が要求される。この種の包装
材を製造する公知の方法としては、使用するプラスチッ
クフィルムに高真空アルミニウムメタル化(金属化)を
施す方法がある。他の公知の方法としては、SiOx、
またはAlOx等の酸化物材料あるいは水ガラスでフィ
ルムを被覆する方法がある。酸化物材料を使用して施さ
れる被覆は、基本的に透明である。
フィルム中のポリマーの種類と、施される遮断層の品質
に依存する。例えば、メタル化した二軸延伸ポリエステ
ルフィルムは、酸素の様なガスや香りに対して非常に高
い遮断能を有する。また、メタル化した二軸延伸ポリプ
ロピレンフィルムは、水蒸気に対して非常に高い遮断能
を有する。
テトチップス等)、(パウチ入)二酸化炭素含有飲料の
様な食品や、他の消費物品は、包装材が遮断能を十分有
していない場合、長期保存や長時間輸送により腐敗しま
たは悪臭を放ったり、あるいは風味が失われる恐れがあ
る。上記のメタル化フィルム、または酸化物被覆フィル
ムは、良好な遮断特性を有しているため、これらの食品
や消費物品の包装に、特に好適に用いられる。
層又は酸化物層を有するポリエステルフィルムを、包装
材として使用する場合、通常その構成は、一層以上から
成る複合フィルム(積層体)から成る。このポリエステ
ルフィルムを使用して製造される袋は、例えば、垂直チ
ューブ状袋形成機および封止機で、内容物の充填および
封止が行われる。袋は、その内側(即ち、袋の内容物に
面する側)で封止される。封止層は、通常、ポリエチレ
ンまたはポリプロピレンから成る。ここで、複合フィル
ムは、典型的には、ポリエステル層/アルミニウム層/
接着層/密閉層、から成る。この積層体の厚さが約50
〜150μmの場合、金属層の厚さは、10〜80nm
にすぎない。従って、この積層体は、機能層が非常に薄
くても、十分な光保護性と、非常に良好な遮断特性を有
する。
フィルムの遮断効果に関して、詳細な理論的解析が十分
なされていない。しかしながら、支持体表面と支持体ポ
リマーの種類およびその形態が遮断効果に大きく影響を
与えることは明らかである。一般的に、滑らかな表面は
より良好な遮断特性をもたらすと予想される。
「Thin Solids Films」204号、1
991年(203−216頁を参照)報文において、基
材層の物質透過に与える影響に関する研究報告を行って
いる。この研究に於て、種々の二酸化チタン粒子濃度の
ラッカーで被覆されたポリエステルフィルムが使用され
ている。二酸化チタン粒子の濃度は2〜20重量%であ
り、被覆基材ポリエステルの表面粗度は43nm(ラッ
カーを被覆しないか、または、二酸化チタンを含有しな
いラッカーを被覆した場合)から124nmまで変化さ
せることができた。
覆した表面の表面粗度が増加すると(TiO2の含有量
が増加)、アルミニウムによるメタル化後のポリエステ
ルフィルムの酸素ガス透過率が極めて高くなった。しか
しながら、TiO2を含有しないラッカーを被覆したフ
ィルムとラッカーを被覆してないフィルムを比較する
と、両者の表面粗度は殆ど同じであるのに対し、酸素ガ
ス透過率において大きく異なっていた。具体的には、ラ
ッカーが被覆されてないフィルムの酸素ガス透過率は
0.43cm3/m2・bar・dayであるのに対し、
ラッカーが被覆されたフィルムの酸素ガス透過率は19
cm3/m2・bar・dayと非常に大きく、酸素ガス
遮断性が悪い。更に、Weissの実験では、アルミニ
ウムを被覆する際に実験用のエバポレーターを使用して
おり、工業用メタライザーを使用した場合と比較する
と、低い酸素ガス透過率を有するメタル化フィルムが得
られる。そのため、基材の表面形態が酸素ガス透過性に
及ぼす影響を、明確にすることは出来ない。
フィルムのガス遮断性に及ぼす影響についての他の研究
としては、H. Utzの論文、「アルミニウムメタル
化したプラスチックフィルムのバリア特性」が挙げられ
る。
ルムの表面粗度と酸素ガス遮断性との間に直接的な関係
が無いと記載されている。例えば、ビデオテープ用フィ
ルムは非常に平坦(表面粗度:Ra=22nm)であ
り、フィルムの酸素ガス透過率は1.33/m2・bar
・dayである。一方、非常に粗い(表面粗度:Ra=
220nm)表面を有するPET−IIフィルムの酸素
ガス透過率は1.23/m2・bar・dayであり、ビ
デオテープ用フィルムの酸素ガス透過率と大差が無い。
は、以下の要件(a)〜(c)を満足する表面特性を有
する磁気テープ用二軸延伸単層ポリエステルフィルムが
記載されている。すなわち、(a)平均表面粗度Raが
1〜16nm、(b)摩擦係数μkが0.01〜0.2
0、及び(c)Raとμkが以下の式(5)を満足す
る。
iO2粒子を0.1〜0.5%、または、TiO2とCa
CO3粒子を0.1〜0.3%含有させることにより達
成される。TiO2粒子の粒径は0.1〜0.5μmで
ある。このフィルムの表面には多数の突起が形成され、
これらの多数の微小突起によって、ポリエステルフィル
ムの滑り性が非常に優れる。更に、フィルム表面に形成
された突起の分布は以下の式(6)を満足する。
突起の高さを表し、yは突起高さがxにおける1mm2
当りの突起数を表す。突起の分布は通常の表面粗度測定
装置により決定できる。上記公報には、フィルムの加工
性が改良されたことについての記載はあるが、グロス、
ヘーズ、バリアー性の改良についての記載が全く無い。
は、以下の(a)及び(b)の要件を満足する、磁気テ
ープ用二軸延伸単層ポリエステルフィルムが記載されて
いる。すなわち、(a)粒径0.02〜0.3μmのθ
−アルミナ粒子を0.05〜1.0重量%含有する。
(b)粒径0.1〜1.5μmの、θ−アルミナ粒子以
外の他の不活性粒子を0.01〜1.5重量%含有し、
且つ、他の不活性粒子の粒径は、(a)のθ−アルミナ
粒子の粒径よりも大きい。
成され、この突起の形態は以下の式(7)を満足する。
ける突起の高さを表し、yは突起高さがxである領域の
1mm2当りの突起数を表す。突起の分布は、前述のE
P−A−0124291号公開公報に記載の方法で測定
されている。上記公報には、グロス、ヘーズ、バリアー
性の改良についての記載が全く無い。更に、上記公報に
は、グロス及び酸素ガスバリアー性を同時に改良するた
めには、フィルム表面形状をどのように調製するかにつ
いての示唆が全く無い。
表面を有するフィルムが開示されている。この種のフィ
ルムは、特に磁気記録テープ材料として好適であり、例
えば、表面Aが平坦で、表面Bが粗い表面形態を有す
る。上記の公知文献には、フィルムの加工性の改良手段
が教示されているが、光学特性についての教示が無い。
特に、バリアー性の改良についてはその手段が教示され
ていない。
は、一層以上の結晶化可能な熱可塑性延伸ベースフィル
ムと添加剤を含有する一層以上の外層とから成る積層フ
ィルムが記載されている。添加剤は、通常の不活性無機
または有機粒子である。その不活性粒子がSiO2の場
合、外層における含有量が1〜25重量%となる様に、
粒径2〜20μmの粒子を添加する。この積層フィルム
は、装飾の目的のためにアルミニウムによるメタル化が
施されたり、磁気テープの材料として使用されたりす
る。上記公報に於て、フィルムの加工性とヘーズは改良
されたが、グロス及びバリアー性の改良手段は何ら教示
されていない。
は、二軸延伸積層ポリエステルフィルムと当該積層ポリ
エステルフィルムのA表面上に被覆した薄い磁気金属層
とから成る磁気記録媒体が記載されている。上記積層ポ
リエステルフィルムは、磁気金属層が被覆されるA表面
を有する層とベース層とから成り、且つ、以下の(a)
及び(b)の要件を満足する。すなわち、(a)磁気金
属層が被覆されるA表面を有する層は粒子を含有しな
い。上記層の厚さは4μm以上か、または、積層ポリエ
ステルフィルムの全厚さの50%以上の厚さを有する。
(b)ベース層は粒子を含有し、比較的粗い表面を有す
る。ベース層は、ポリマーAから成る粒子およびポリマ
ーBから成る粒子をそれぞれ1%以上含有する。
起し易く、加工性が悪い。上記公報には、グロス、ヘー
ズ、バリアー性の改良についての記載が全く無い。更
に、上記公報には、グロス及び酸素ガスバリアー性を同
時に改良するためには、フィルム表面形状をどのように
調製するかについての示唆が全く無い。
は、共押出二軸延伸積層ポリエステルフィルムと当該積
層ポリエステルフィルムのA表面上に被覆した薄い磁気
金属層とから成る磁気記録媒体が記載されている。当該
積層ポリエステルフィルムのB表面上には、必要に応じ
て潤滑層が設けられる。磁気金属層が被覆されるA表面
は、以下の(a)〜(c)の特徴を有する。すなわち、
(a)表面粗度Ra(頂上と谷の差)は5nm(60n
m)以下である。(b)0.27〜0.54μmの高さ
を有する突起が0〜0.2mm2存在する。(c)高さ
が0.54μmより大きい突起は存在しない。
起し易く、加工性が悪い。上記公報には、グロス、ヘー
ズ、バリアー性の改良についての記載が全く無い。更
に、上記公報には、グロス及び酸素ガスバリアー性を同
時に改良するためには、フィルム表面形状をどのように
調製するかについての示唆が全く無い。
は、熱可塑性樹脂から成るA層と熱可塑性樹脂と粒子か
ら成るB層の少なくとも2層から成る共押出二軸延伸積
層ポリエステルフィルムを記載している。フィルムのA
層外側表面の表面粗度Raは5nmより小さく、B層の
外側表面が以下の何れかの特徴を有する。(1)表面粗
度Raは5〜40nmで、特別な配置状態で配列される
多数の突起または凹みを有する。(2)水平部分に形成
された突起を有し、滑剤から成るC層によって被覆さ
れ、表面粗度Raが5〜40nmである。
他の表面とブロッキングしやすいという欠点を有する
(特にゴムロール)。このフィルムはブロッキングしや
すく引き裂かれやすいため、低コストで加工、特に真空
中でメタル化することができなく、高コストである欠点
を有する。このフィルムでは、上記の目的を達成できな
い。更に、ヘーズについても不十分である。
は、少なくとも3層から成る共押出二軸延伸積層ポリエ
ステルフィルムを記載している。フィルムの外層である
A層は以下の条件を満足する。(1)平均粒子径Dが1
〜100nmである無機粒子Aを含有し、A層の厚みを
Tとした場合、D<T<200Dを満足する。(2)平
均粒子径D1が0.3〜2μmで、粒子径分布が0.6
以下である無機粒子Bを含有する。(3)粒子Aの平均
粒子径Dは粒子Bの平均粒子径D1より小さい。
向上したことが記載されているが、グロス、ヘーズ及び
酸素ガスバリアー性については何ら記載が無い。更に、
上記公報には、グロス及び酸素ガスバリアー性を同時に
改良するためには、フィルム表面形状をどのように調製
するかについての示唆が全く無い。
た光学特性を有し、ヘーズが低く、高いグロスを有する
共押出し二軸延伸ポリエステルフィルムを提供すること
にある。この目的とするフィルムは以下の性質を有す
る。 上記フィルムは、メタル化または酸化被膜した
後、高い酸素ガスバリアー性を示す必要があり、且つ容
易に製造できる必要がある。
を有する。(1)高いグロスを有する。(2)低いヘー
ズを有する。(3)メタル化または酸化被膜後のフィル
ムは低い酸素ガス透過率を有する。(4)低い摩擦係数
を有する。
の要件を達成することを目的とする。フィルムのグロス
は170より大きく、ヘーズは1.6より小さい。フィ
ルムを通して拡散する酸素ガスが1日当り1.0cm3
/m2・bar・day未満であることが必要である。
この種の公知の包装フィルムと同程度の性質を有する。
通常の方法で容易かつ経済的に製造できる。両表面の摩
擦係数は0.5未満である。
を達成すべく鋭意検討した結果、メタル化または酸化物
被覆を施す表面に特定の密度、高さ及び直径を有する突
起を形成させることにより、上記の目的を達成し得ると
の知見を得た。
のであり、その第1の要旨は、80重量%以上の熱可塑
性ポリエステルから成るベース層B、外層A及び外層C
の少なくとも3層から成る二軸延伸積層ポリエステルフ
ィルムであって、上記外層A及び外層Cは不活性粒子を
含有し、上記外層A及び外層Cの外側表面は1mm2当
りN個の突起を有し、且つ、当該突起の高さをh(μ
m)、突起の直径をd(μm)とすると以下の式(1)
〜(4)を満足することを特徴とする二軸延伸積層ポリ
エステルフィルム。
2.477、Bh2=2.22、Ad1=1.700、Bd1
=3.86、Ad2=4.700、Bd2=2.70であ
る。)
は、前記突起は平坦な表面上に円錐台の形態を有して設
けられる。
様では、前記不活性粒子が原料ポリエステル製造に於て
使用したエステル交換反応触媒残渣粒子である。
様では、前記不活性粒子は、例えば製造中に、原料に添
加される。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、ベース層Bと外
層A及びCから成る。本発明の好ましい実施態様に於
て、本発明の積層ポリエステルフィルムは、前記外層
A、前記ベース層B、外層Cの順に3層から成る。外層
Cは好ましくはポリエチレンテレフタレートから成り、
製造における作業性や加工性の改良のために粒子を含有
している。
使用してもよいが、個々の層をポリエステルを原料とし
て形成するのが好ましい。
は90重量%以上の熱可塑性ポリエステルから成る。熱
可塑性ポリエステルとしては、具体的には、エチレング
リコールとテレフタル酸から製造されるポリエチレンテ
レフタレート(PET)、エチレングリコールとナフタ
レン−2,6−ジカルボン酸から製造されるポリエチレ
ン−2,6−ナフタレート(PEN)、1,4−ビスヒ
ドロキシメチルシクロヘキサンとテレフタル酸から製造
されるポリ(1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフ
タレート)(PCDT)、エチレングリコールとナフタ
レン−2,6−ジカルボン酸とビフェニル−4,4’−
ジカルボン酸から製造されるポリ(エチレン2,6−ナ
フタレートビベンゾエート)(PENBB)が好まし
い。特にエチレングリコールとテレフタル酸から成る単
位またはエチレングリコールとナフタレン−2,6−ジ
カルボン酸から成る単位が好ましくは90%以上、更に
好ましくは95%以上から成るポリエステルが好まし
い。
は、他の共重合ジオールおよび/または共重合ジカルボ
ン酸から誘導されたモノマーであり、外層A又は外層C
中に含有させてもよい。
コール、トリエチレングリコール、HO−(CH2)n−
OHの式で示される脂肪族グリコール(nは3〜6の整
数を表す、具体的には、1,3−プロパンジオール、
1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、
1,6−ヘキサンジオールが挙げられる)、炭素数6ま
での分岐型脂肪族グリコール、HO−C6H4−X−C6
H4−OHで示される芳香族ジオール(式中Xは−CH2
−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−O−、−
S−、−SO2−を表す)、式:HO−C6H4−C6H4
−OHで表されるビスフェノールが好ましい。
族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸が好ましい。
は、ベンゼンジカルボン酸、ナフタレン−1,4−又は
−1,6−ジカルボン酸などのナフタレンジカルボン
酸、ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸などのビフェ
ニル−x,x’−ジカルボン酸、ジフェニルアセチレン
−4,4’−ジカルボン酸などのジフェニルアセチレン
−x,x−ジカルボン酸、スチルベン−x,x−ジカル
ボン酸などが挙げられる。
は、シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸などのシク
ロヘキサンジカルボン酸が挙げられる。脂肪族ジカルボ
ン酸の好ましい例としては、C2−C12のアルカンジカ
ルボン酸が挙げられ、当該アルカンは直鎖状であっても
分岐状であってもよい。
により製造される。その出発原料は、ジカルボン酸エス
テルとジオール及び亜鉛塩、カルシウム塩、リチウム
塩、マンガン塩などの公知のエステル交換反応用触媒で
ある。生成した中間体は、更に、三酸化アンチモンやチ
タニウム塩などの重縮合触媒の存在下で重縮合に供され
る。また、ポリエステルの製造は、出発原料のジカルボ
ン酸とジオールに重縮合触媒を存在させて直接または連
続的にエステル化反応を行う方法であってもよい。
さが小さい突起を外層A及びCに形成する際は、エステ
ル交換反応触媒を使用し、その触媒残渣を粒子の代りに
使用することが好ましい。当該触媒として、マグネシウ
ム塩およびマンガン塩が好ましく使用される。これらの
エステル交換反応触媒は、好ましくはベース層用ポリエ
ステル製造のために、さらに好ましくは、外層用ポリエ
ステル製造のために使用される。
的には、ベース層に使用するポリマーと同じ物が使用出
来るが、更に、それ以外の他のポリマーから成っていて
もよい。例えば、外層A及びCが、エチレン−2,6−
ナフタレート単位およびエチレンテレフタレート単位を
含有する単独重合体、共重合体、または、それらの混合
物から成っていることが好ましい。前述した様に、10
モル%まで、他の共重合成分から成っていてもよい。
層および外層A及びCの説明において記載したポリマー
から成っていてもよい。
A及びCのポリマーの溶融粘度が大きく異ならない様に
ポリマーを選択することが好ましい。ベース層と外層A
及びCのポリマーの溶融粘度が大きく異なると、溶融ポ
リマーの流動に乱れが生じ、フィルムに縞が入ることも
ある。ベース層と外層A及びCのポリマーの溶融粘度の
値は、溶液粘度を補正した値(SV)で表される。二軸
延伸フィルムの製造に好適な市販ポリエチレンテレフタ
レートのSV値は600〜1000である。所望の性質
を有するフィルムを得るために、外層A及びCのポリマ
ーのSV値は、通常、500〜1200、好ましくは5
50〜1150、更に好ましくは600〜1000であ
る。必要とされるSV値にポリマーを調整するために、
それぞれのポリマー細粒子に対して固相重合を行っても
よい。ベース層と外層A及びCのポリマーのSV値の差
は通常200以下、好ましくは150以下、更に好まし
くは100以下である。
ブロッキング剤などの公知の添加剤を含有してもよい。
添加剤はポリマー又はポリマーの混合物が溶融する前に
加える。安定剤としては、リン系化合物リン酸塩やリン
酸エステル等が例示される。
ては、無機および/または有機粒子が好ましく、具体的
には、炭酸カルシウム、非晶ケイ酸、タルク、炭酸マグ
ネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、リン酸リチウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネ
シウム、アルミナ、LiF、ジカルボン酸のカルシウ
ム、バリウム、亜鉛またはマンガン塩、カーボンブラッ
ク、二酸化チタン、カオリン、架橋ポリスチレン粒子、
架橋アクリレート粒子などが例示される。
キング剤を添加してもよく、また、同じ種類で且つ粒径
が異なる粒子の混合物を添加してもよい。重縮合中のグ
リコール分散系または押出し中マスターバッチを介し
て、個々の層に添加する粒子を通常量添加する。粒子の
含有量は、好ましくは0〜5重量%である。耐ブロッキ
ング剤に関する詳細は欧州特許EP−A−060296
4号公開公報に記載されている。
スと低いヘーズを達成するには、本発明のフィルムに比
較的少量不活性粒子を含有させる。外層A及びCへの不
活性粒子の添加量は、通常0.01〜0.2重量%、好
ましくは0.02〜0.16重量%、よりに好ましくは
0.025〜0.14重量%、特に好ましくは0.03
0〜0.12重量%であり、使用する粒子の粒径に依存
する。
粒子濃度を適切に選択することにより、灰分の含有量を
0.12重量%より小さく、好ましくは0.10重量%
より小さくできる。
および鎖状のSiO2が挙げられる。これらの不活性粒
子はポリマーマトリックス中で効果的に結合し、非常に
わずかな空隙を作る。この空隙はヘーズの原因となり、
これを避けることが好ましい。不活性粒子の粒径は、基
本的には制限はない。しかしながら、粒径が100nm
未満、好ましくは60nm未満、更に好ましくは50n
m未満の粒子、及び/又は、粒径が1μmより大きい、
好ましくは1.5μmより大きい、更に好ましくは2μ
mより大きい粒子を使用することが好ましい。
況によって異なる。粒子の種類、濃度および粒子濃度
は、フィルムが良好な光学特性を有し、フィルムの製造
および加工が容易となる様に選択される。
層Cから成る3層構造を有する場合、ベース層Bに於け
る粒子濃度は、外層Cの粒子濃度より低いことが好まし
い。ベース層Bに粒子を添加する場合、外層Aの突起数
Nが、式(1)及び式(2)を満足する様に、粒子の種
類や添加量を選択する必要がある。上記3層積層フィル
ムの場合、ベース層Bの粒子含有量は通常0〜0.06
重量%、好ましくは0〜0.04重量%、更に好ましく
は0〜0.03重量%、特に好ましくは0〜0.02重
量%である。上記3層積層フィルムのベース層Bに添加
する粒子の粒径は特に制限されないが、1μmより大き
いことが好ましい。
有する3層構造を有する。外層Cの厚さ、及び構成は、
第1の外層Aと独立して決定することが出来るが、前述
したポリマーやポリマー混合物を使用してもよい。しか
しながら、外層Aに使用されるポリマーと同一である必
要はない。外層Cは、従来公知の外層用ポリマーを含有
してもよい。
積層ポリエステルフィルムの酸素ガス高遮断性(好まし
くは1.0cm3/m2・bar・dayより小さい)を
達成するために、1mm2当りの突起数Nは式(1)、
式(3)、及びAh1=−1.000、Bh1=3.70、
Ah2=2.477、Bh2=2.22、Ad1=1.70
0、Bd1=3.86、Ad2=4.700、Bd2=2.7
0を満足する必要がある。更に、突起の高さhおよび突
起の直径dは式(2)および式(4)で示す様に、特定
の範囲を有する。
エステルフィルムの酸素ガス高遮断性を達成するために
は、メタル化または酸化物被覆された表面の突起密度N
が小さいことが必要である。図1−(A)で示す様に、
突起密度がNが小さい場合、酸素ガス遮断性が高い。一
方、図1−(B)で示す様に、突起密度がNが大きい場
合、酸素ガス遮断性が低い。
断特性に影響を与えないことも示している。式(1)〜
(4)によって決定される突起密度Nが大きい場合、平
坦なフィルム(Raが10nm未満)であってもガス遮
断性が低い。この場合、外層Aの外側表面に多数の微粒
子を含有するが、この微粒子はRaの値に大きな影響を
及ぼさない。この種の表面形状は、ガス遮断性を達成す
るためには不適である。一方、外層Aの外側表面に比較
的少ない突起を有する場合、高ガス遮断性を達成するた
めには好適である。外層表面の突起の大きさが外層に含
有される粒子の大きさに因るかどうかは、重要なことで
はない。
エステルフィルムの外側面の突起密度Nが、式(1)又
は式(3)の右辺より大きくなった場合、酸素ガス透過
率は1.0cm3/m2・bar・day以上となり、本
発明の目的を達成できないこともある。さらにフィルム
表面のグロスは(メタル化してない、あるいは被覆して
ない場合)、本発明の目的値を達成できないこともあ
る。
Bh2は、Ah1=−1.000、Bh1=3.70、Ah2=
2.477、Bh2=2.22、好ましくはAh1=−0.
523、Bh1=3.523、Ah2=2.300、Bh2=
2.3、より好ましくはAh1=0.00、Bh1=3.3
00、Ah2=2.000、Bh2=2.400、特に好ま
しくはAh1=1.420、Bh1=2.500、Ah2=
2.000、Bh2=3.000である。
Bd2は、Ad1=1.700、Bd1=3.86、Ad2=
4.700、Bd2=2.70、好ましくはAd1=2.0
0、B d1=3.630、Ad2=4.40、Bd2=2.7
0、より好ましくはAd1=2.400、Bd1=3.72
0、Ad2=4.000、Bd2=2.600、特に好まし
くはAd1=3.400、Bd1=2.400、Ad2=4.
000、Bd2=3.300である。
ヘーズは低く摩擦係数が低いことが好ましい。メタル化
または酸化物被覆されたフィルムは良好な酸素ガス遮断
性を有する。メタル化または酸化物被覆されたフィルム
の酸素ガス透過率は0.80cm3/m2・bar・da
y未満であることが好ましい。
る。縦軸は突起密度Nを対数表示し、横軸は突起の高さ
hを対数表示している。図3は式(3)をグラフ化した
ものである。縦軸は突起密度Nを常用対数表示し、横軸
は突起の直径dを常用対数表示している。図2に示され
る直線の下側の領域が、式(1)を満足する領域であ
り、図3に示される直線の下側の領域が、式(3)を満
足する領域である。
述のEP−A−0124291号公開公報およびEP−
A−0490665号公開公報にも記載されている。し
かしながら、上述した様に、本発明のフィルムは、外層
に不活性固体粒子を含有させ、多数の微小突起を外層の
外側表面上に存在させることにより、積層ポリエステル
フィルムの滑り性を大きく改良しており、上記公知文献
では達成できなかった効果を達成している。
の表面形状の測定方法と、本発明で採用している測定方
法(実施例の項を参照)とは全く異なっている。
報および本発明の式(1)との比較であり、縦軸は突起
密度N個(mm2)、横軸は突起の高さh(μm)をそ
れぞれ常用対数表示で示したものである。フィルム表面
の形状も、EP−A−0124291号公開公報のフィ
ルム(本比較例1を参照)と本発明のフィルムでは大き
く異なっている。
ム表面の形状測定法で使用される、ポリエステルフィル
ムの光学顕微鏡写真(DIC:示差干渉対比)であり、
本発明の測定方法との違いにより、フィルム表面の形状
が大きく異なることをこの写真により示す。この写真
は、粒子含有ポリエステルフィルムを、反射光を使用し
て撮影した。一方、本発明において採用した方法は、実
施例の項で詳述するが、フィルム表面上のすべて突起が
走査型電子顕微鏡によって記録され、画像解析手段を使
用することにより評価する。先行技術で採用している方
法では、ある決まった間隔で表面を掃引するピンを使用
している。図5の写真からも明らかな様に、フィルム表
面上に、ピンによる直線の痕跡が認められる。また、こ
の写真から明らかな様に、記録される粒子数が少なく、
粒子がランダムに存在している。従って、公知文献の測
定方法では、再現性が無く、誤った情報を与えるという
問題点を有する。
(先行技術のフィルム)と比較すると、その表面形態が
大きく異なっている。
間層を設けてもよい。中間層は、上述のベース層の説明
に於て記載されているポリマーから成る。好ましい態様
においては、ベース層に使用されているポリマーから成
る。中間層は上述の公知の添加剤を含有してもよい。中
間層の厚さは、通常0.3μmより大きく、好ましくは
0.5〜15μm、更に好ましくは1.0〜10μm、
特に好ましくは1.0〜5μmである。
り大きく、好ましくは0.2〜2.0μm、より好まし
くは0.2〜1.8μm、より更に好ましくは0.3〜
1.6μm、特に好ましく0.3〜1.4μmである。
外層A及びCの厚さは同一でも異なっていてもよい。
は、応用する材料の種類により広い範囲を取り得るが、
好ましくは4〜50μm、更に好ましくは5〜45μ
m、特に好ましくは6〜40μmであり、ベース層の厚
さはフィルムの総厚さの10〜90%であることが好ま
しい。
エチレンテレフタレートペレットを一つ又は二つの押出
機に供給し、約300℃で溶融し、押出す。
って供給される。押出しを行う前に、溶融ポリマーから
不純物などを濾過する。溶融物を共押出しダイを介して
押出し、平坦なフィルムを得た後、ベース層に被覆層が
積層される。共押出しフィルムは、冷却ロールや必要で
あれば他のロールを使用して引き出され、固化させられ
る。
ため、初めに縦方向に延伸し、次いで横方向に延伸する
のが好ましい。これにより分子鎖が配向する。縦方向の
延伸は、延伸比に対応する異なる回転速度を有するロー
ルを使用して行われる。横手方向の延伸は通常テンター
フレームを使用して行われる。
性によって決定され、広い範囲で選択できる。通常、縦
方向の延伸は80〜130℃の温度で、横方向の延伸は
90〜150℃温度で行われる。縦方向の延伸比は、通
常2.5:1〜6:1、好ましくは3:1〜5.5:1
である。横方向の延伸比は、通常3.0:1〜5.0:
1、好ましくは3.5:1〜4.5:1である。
より、フィルムの片面または両面にインライン被覆を施
すことが出来る。インライン被覆により、例えば、金属
層または塗布される印刷インキの接着性が改善され、あ
るいはフィルムの帯電防止またはフィルムの加工処理性
の改善に役立つ。
において0.1〜10秒間行われる。フィルムは通常の
方法で巻き取られる。
ルムに金属層または酸化物層を形成する前に、片面また
は両面にコロナ処理または火炎処理を施すことが出来
る。当該処理は、通常、フィルムの表面張力が45mN
/mを超える様に選択して行われる。
置で形成出来る。アルミニウムの金属層は、通常、メタ
ル化により形成される。これに対し、酸化物層は、電子
ビームプロセス又はスパッタリングでも形成できる。フ
ィルムへの金属層または酸化物層の形成時における製造
条件は、標準条件を採用出来る。フィルムのメタル化
は、好ましくは、メタル化されたフィルムの光学的濃度
が通常範囲である約2.2〜2.8になる様に行われ
る。酸化物層は、酸化物層が好ましくは30〜100n
mの範囲になる様にフィルムに施される。被覆されるフ
ィルムのウェブ速度は、通常、全ての条件において5〜
20 m/秒である。
め、塗布および/またはコロナまたは火炎処理を施して
もよい。塗布によって形成される層によって、接着力を
強めたり、帯電防止性や滑り性の改良したり、剥離性を
持たせることが出来る。この様な付加的な層は、横延伸
を行う前に水分散剤を使用したインラインコーティング
によって形成される。
る。しかしながら、凝集性薄層を形成可能であれば、他
の材料でもよい。例えば、シリコンは特に好適であり、
しかも透明な遮断層が出来るという点でアルミニウムと
は異なる性質を有する。酸化物層は、好ましくは周期律
表の第II、III又はIV族の元素の酸化物、詳しく
は、マグネシウム、アルミニウム又はシリコンの酸化物
から成る。通常、減圧下または真空下に金属材料または
酸化物材料をおいて蒸着し、薄層を形成する。
較して、製造コストの観点から優れているといえる。本
発明のフィルムの加工や使用における他の物性は、基本
的に変化しないか或いは改良される。更に、通常、フィ
ルムの総量の好ましくは20〜50重量%の含有量で、
フィルムの物性に悪影響を及ぼすことなくフィルム製造
中に再生品を使用できる。
に対して劣化しやすい食料品および高級食品の包装材と
して好適に使用することが出来る。又、このフィルムは
熱スタンプホイル(hot−stamping foi
ls)に好適に使用できる。更に、このフィルムは、コ
ーヒーの真空パック、特に挽いたコーヒーの粉を保存す
る真空パックに好適に使用できる。
グロスと低いヘーズを有する。更に、メタル化または酸
化物被覆した後のフィルムは優れた酸素ガスバリアー性
を有する。
く、好ましくは190より大きく、より好ましくは20
0より大きい。この表面は印刷やメタル化に適する。高
いグロスが印刷層やメタル層にも転写され、贈答用に最
適な外観をフィルムに付与する。
く、好ましくは1.5より小さく、より好ましくは1.
4より小さい。低いヘーズを有するフィルムは、包装用
だけでなく、複写や艶だし(グレージング)にも最適で
ある。
ピードでのそれら(巻取機、メタライザー、印刷および
積層機械に対する)は非常に優れている。フィルムの摩
擦係数は通常0.5より小さく、好ましくは0.4より
小さく、より好ましくは0.35より小さい。更に、優
れた厚み特性、平坦性および低い摩擦係数以外に、巻取
性はフィルムの表面粗度に影響を受ける。フィルムの表
面粗度が通常20〜80nm、好ましくは30〜70、
より好ましくは35〜60nmの場合、他の特性を変化
させることなく良好な巻取性を達成できる。
いて、再度まとめて示す。
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。尚、本発明における各種
の物性の測定方法は下記のとおりである。
(Macbeth:Kollmorgen Instr
uments Corp社の一部)を使用して、光学濃
度を測定した。 光学濃度は式OD= −log (I/
I0)より決定した。但し、Iは入射光の強度、I0は透
過光の強度、 I/I0は透過率である。
は、米国Mocon Modern Controls
社製OX−TRAN 2/20を使用し、DIN53
380、Part3に準じて測定した。
V)は、ポリエステル試料のジクロロ酢酸溶液を使用し
て測定した。この溶液粘度と純溶媒の粘度をウベローデ
型粘度計により測定し、両者の比から1を減じ、100
0倍した値をSV値とした。
日後に、DIN53 375に準じて測定した。
法”によりDIN53 364に準じて測定した。
TM−D 1003−52に準じて測定した。ヘルツヘ
ーズは、ASTM−D 1003−52を基にして決定
した。しかしながら、もっとも効果的な測定範囲を使用
するために、4枚のフィルムを重ね、1°の隔壁スリッ
トを4°のピンホールの代りに使用して測定を行った。
530に準じて測定した。反射率を、フィルム表面の光
学的特性として測定した。ASTM−D 523−78
及びISO 2813を基準とし、入射角を20°及び
60°とした。所定の入射角で試料の平坦な表面に光線
を照射すると、反射および/または散乱が起こる。光電
検知器に当った光が電気的な比率変数として表示され
る。得られた無次元値は入射角と共に表示される。
径:フィルム表面に存在する粒子(耐ブロッキング剤)
の粒径および粒径分布は、走査型電子顕微鏡(DSM
982Gemini、Leo GmbH(Zeis
s))と画像解析システムを使用して決定した。走査型
電子顕微鏡の倍率は1700倍であった。
平に置く。このフィルムを、斜めから(角度α)メタル
化することにより、金属薄層(例えば銀を使用)を形成
する。図6に、このメタル化の説明図を示す。ここで角
度αとは、図6で示す様に、試料フィルム表面と、メタ
ル化蒸気が拡散する方向(図中の矢印の方向)とで為す
角度である。この斜めからのメタル化において、耐ブロ
ッキング剤粒子の影に当たる部分はメタル化されない。
このメタル化されてない影の部分は、導電性を有しな
い。次いで、第二のメタル化(例えば金を使用)を、試
料表面に対して垂直に行う。
の走査型電子顕微鏡(SEM)画像を撮影する。メタル
化金属の違いで生じるコントラストによって、最初の斜
めからのメタル化によってメタル化されなかった耐ブロ
ッキング粒子の影の部分を、見分けることが出来る。試
料フィルムは、影と画像のもっとも低い面(フィルム表
面)と平行に成る様に配置する(影を垂直上方からとら
える様にする)。SEM画像をこの位置で撮影し、画像
解析システムに転送する。粒子の端部から影の延びる方
向をx方向とし、影の長さ(x方向)及びy方向におけ
る影の最大幅を、画像解析システムによって正確に測定
する。耐ブロッキング剤粒子の粒径Dはy方向における
影の最大幅(突起の直径)dに一致する。粒子の高さ
(突起の高さ)hは、メタル化の角度をα、x方向に於
ける影の長さをL、走査型電子顕微鏡の倍率をVとする
と下記式(8)により算出される。
耐ブロッキング剤粒子について上記の解析を行う。更
に、公知の方法を使用して、粒径(突起の直径)及び粒
子の高さ(突起の高さ)の度数分布を作成する。度数分
布を作成する際、粒径Dについては0.2μmの間隔
で、粒子の高さhについては0.05μmの間隔でそれ
ぞれ度数を取り作成する。
68及びDIN 3451に従って決定した。直火を使
用せず、炭化しないように電熱器による高スピード灰化
装置を使用し、試料を予備灰化した。灰化後、試料を6
00℃の消音炉で一定重量になるまで焼き、灰分の重量
を測定した。
4768に従い、0.25nmの切片を使用して測定
した。
て製造したポリエチレンテレフタレートペレット(Mn
濃度:100ppm)を160℃で乾燥し、当該ペレッ
ト中の残存水分を50ppm未満に調製した。この乾燥
ポリエチレンテレフタレートペレットをベース層B用の
押出し機に供給した。
として使用して製造したポリエチレンテレフタレートペ
レット(Mn濃度:100ppm)に、粒子を混合させ
た後、当該ペレットを160℃で乾燥し、当該ペレット
中の残存水分を50ppm未満に調製した。この粒子を
混合した乾燥ポリエチレンテレフタレートペレットを外
層A及び外層C用の押出し機に供給した。
向延伸、及び、横方向延伸を行い、総厚さ12μmのA
BC構造を有する透明3層積層ポリエステルフィルムを
作成した。各層の構成を表2に示す。
に示す。
加工特性を示した。フィルムの性質について後の表7〜
10に纏めて示す。
外層Aの表面に対して、工業用メタライザーを使用し
て、真空下でアルミニウムによるメタル化を行った。
尚、このメタル化は、以下のすべての実施例についても
同様に行った。メタル化の速度は8m/sであり、光学
密度は2.6であった。
酸素透過率を満足した。フィルムの性質について後の表
7〜10に纏めて示す。
様の方法で、総厚さ12μmのABC構造を有する透明
3層積層ポリエステルフィルムを作成した。各製造ステ
ップにおける条件は実施例1と同じである。
様の方法で、総厚さ12μmのABC構造を有する透明
3層積層ポリエステルフィルムを作成した。各製造ステ
ップにおける条件は実施例1と同じである。
1と同様の方法で、総厚さ12μmのABC構造を有す
る透明3層積層ポリエステルフィルムを作成した。各製
造ステップにおける条件は実施例1と同じである。
透明3層積層ポリエステルフィルムを作成した。次に、
縦方向および横方向の順に延伸した。外層の厚みは1.
5μm(実施例3)より小さく1.0μmであった。各
製造ステップにおける条件は実施例1と同じである。
透明3層積層ポリエステルフィルムを作成した。次に、
縦方向および横方向の順に延伸した。外層の厚みは1.
5μm(実施例5)よりより大きく2.0μmであっ
た。各製造ステップにおける条件は実施例1と同じであ
る。
透明3層積層ポリエステルフィルムを作成した。次に、
縦方向および横方向の順に延伸した。実施例4との違い
はAerosil TT 600を使用しなかった点で
ある。各製造ステップにおける条件は実施例1と同じで
ある。
透明3層積層ポリエステルフィルムを作成した。次に、
縦方向および横方向の順に延伸した。外層の厚みは1.
5μm(実施例7)より小さく1.0μmであった。各
製造ステップにおける条件は実施例1と同じである。
した。フィルムのグロスは本発明の要件を満足しなかっ
た。メタル化したフィルム(厚さ12μm)は、本発明
で要求される酸素ガス透過性を満足できなかった。
した。フィルムのグロスは本発明の要件を満足しなかっ
た。メタル化したフィルム(厚さ12μm)は、本発明
で要求される酸素ガス透過性を満足できなかった。加え
て、包装業界で要求される経済性を満足することが出来
ず、更に巻取性についても不十分であった。
した。
した。
した。
試した。
した。
たフィルムの各層の厚さ、使用した粒子の種類および粒
子濃度、得られたフィルムの物性を表7〜表10に纏め
て示す。
悪い。
は、酸素ガス高遮断性を有し、光沢が改善され、低コス
トで且つ簡単に製造できるため、食料品および高級食品
の包装材料として好適であり、その工業的価値は高い。
(A):突起密度が小さい場合、(B):突起密度が大
きい場合
(1)に従って表した図
(3)に従って表した図
(1)及びEP−0124291号公開公報に従って表
した図
光学顕微鏡写真
の粒径を測定する方法の概念図
Claims (14)
- 【請求項1】 80重量%以上の熱可塑性ポリエステル
から成るベース層B、外層A及び外層Cの少なくとも3
層から成る二軸延伸積層ポリエステルフィルムであっ
て、上記外層A及び外層Cは不活性粒子を含有し、上記
外層A及び外層Cの外側表面は1mm2当りN個の突起
を有し、且つ、当該突起の高さをh(μm)、突起の直
径をd(μm)とすると以下の式(1)〜(4)を満足
することを特徴とする二軸延伸積層ポリエステルフィル
ム。 【数1】 Ah1−Bh1×log(h/μm)<N/mm2< Ah2−Bh2×log(h/μm) (1) 0.01(μm)<h<10(μm) (2) Ad1−Bd1×log(d/μm)<N/mm2< Ad2−Bd2×log(h/μm) (3) 0.4(μm)<d<10(μm) (4) (但しAh1=−1.000、Bh1=3.70、Ah2=
2.477、Bh2=2.22、Ad1=1.700、Bd1
=3.86、Ad2=4.700、Bd2=2.70であ
る。) - 【請求項2】 前記外層A及びCが不活性粒子を0.2
0重量%未満含有する請求項1に記載のフィルム。 - 【請求項3】 メタル化または酸化物被覆した請求項1
に記載のフィルムの酸素透過量が1.0cm3/m2・b
ar・day以下である請求項1又は2に記載のフィル
ム。 - 【請求項4】 メタル化または酸化物被覆した請求項1
に記載のフィルムの酸素透過量が0.80cm3/m2・
bar・day以下である請求項1〜3の何れかに記載
のフィルム。 - 【請求項5】 前記外層Aの構成ポリマーのガラス転移
温度が前記ベース層Bの構成ポリマーのガラス転移温度
よりも高い請求項1〜4の何れかに記載のフィルム。 - 【請求項6】 前記外層A及びCの厚さが0.1〜2.
0μmである請求項1〜5の何れかに記載のフィルム。 - 【請求項7】 前記フィルムが前記外層A、前記ベース
層B、前記外層Cの順に3層から成る請求項1〜6の何
れかに記載のフィルム。 - 【請求項8】 前記外層A及びCが粒子を含有している
請求項1〜7の何れかに記載のフィルム。 - 【請求項9】 前記外層A及びCがそれぞれ異なる粒子
を含有している請求項1〜8の何れかに記載のフィル
ム。 - 【請求項10】 少なくとも一つの前記外層がインライ
ンコーティングにより形成された請求項1〜9の何れか
に記載のフィルム。 - 【請求項11】 ベース層および外層用の溶融ポリエス
テルを共押出しダイに供給する工程、上記溶融ポリエス
テルを冷却ロール上に共押出ししてフィルムを形成する
工程、上記共押出しフィルムを二軸延伸する工程、上記
二軸延伸フィルムを熱固定する工程、とから成る二軸延
伸積層ポリエステルフィルムの製造方法であって、上記
外層の外側表面は1mm2当りN個の突起を有し、且
つ、当該突起の高さをh(μm)、突起の直径をd(μ
m)とすると以下の式(1)〜(4)を満足することを
特徴とする二軸延伸積層ポリエステルフィルムの製造方
法。 【数2】 Ah1−Bh1×log(h/μm)<N/mm2< Ah2−Bh2×log(h/μm) (1) 0.01(μm)<h<10(μm) (2) Ad1−Bd1×log(d/μm)<N/mm2< Ad2−Bd2×log(h/μm) (3) 0.4(μm)<d<10(μm) (4) (但しAh1=−1.000、Bh1=3.70、Ah2=
2.477、Bh2=2.22、Ad1=1.700、Bd1
=3.86、Ad2=4.700、Bd2=2.70であ
る。) - 【請求項12】 押出しダイに供給する溶融ポリエステ
ルがフィルムの総量の10〜50重量%の含有量で再生
品を含有する請求項11に記載の製造方法。 - 【請求項13】 請求項1〜10に記載のフィルムから
成る食料品および高級食品用包装材。 - 【請求項14】 請求項1〜10に記載のフィルムから
成る熱スタンプホイル。
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