JPH11277700A - 白色ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光の散乱効果を高め、白色度、表面光沢等に優
れる白色ポリエステルフィルムを提供すること。 【解決手段】ポリエステル層からなり、主に白色無機微
粒子とその周囲に形成されたボイドとを有してなる複合
フィルムであって、その表層部が内層部に対してボイド
形成率が低いことを特徴とする白色ポリエステルフィル
ムである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、白色ポリエステル
フィルムに関するものである。

【０００２】さらに詳しくは、内層と表層とから少なく
ともなる積層構成を有し、白色度、表面光沢等に優れた
白色ポリエステルフィルムに関する。

【０００３】

【従来の技術】ポリエステル中に炭酸カルシウム、酸化
チタン、硫酸バリュウム等の白色無機微粒子を含有せし
めた白色ポリエステルフィルムは、従来より種々のもの
が提案されており、磁気記録カードや印画紙、受容紙な
ど各種の用途に広く使用されている。また、このような
白色ポリエステルフィルムは、白色無機微粒子の周囲や
近傍に微細なボイドが形成されており、該ボイドによる
光の散乱効果によって、白色度や隠蔽性がより良くなる
ことや、フィルム自体の低比重化が図れることも知られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
白色ポリエステルフィルムにおいては、特性面から内部
にボイドを存在させることが有効であることから、白色
無機微粒子の含有量を増し、ボイドの形成率を上げてい
くと、表層部において平滑性や緻密性が悪化し、耐スク
ラッチ性が低下しやすい。さらには、ボイド自体が大き
くなりすぎ、光の散乱効果の減退に伴い、白色度や隠蔽
性等も低下しやすい等の問題があった。

【０００５】本発明は、上述のような問題点を解決し、
高度の光散乱性を保持し、しかも優れた白色度、表面光
沢等を有する白色ポリエステルフィルムを提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明の白色ポリエステルフィルムは、ポリエステル層から
なり、主に白色無機微粒子とその周囲に形成されたボイ
ドとを有してなる複合フィルムであって、その表層部が
内層部に対してボイド形成率が低いことを特徴とする白
色ポリエステルフィルムである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について更に詳しく
説明をする。

【０００８】本発明の白色ポリエステルフィルムは、表
層部と内層部から少なくともなり、主に白色無機微粒子
とその周囲に形成されたボイドとを有してなる複合フィ
ルムであって、表層部のボイド形成率が内層部に対して
小さいことを特徴とするものである。

【０００９】本発明において、ポリエステル層中のボイ
ドとは、白色無機微粒子の添加あるいはその添加物の延
伸配向等によって形成せしめられている無数の微細な気
泡のことをいう。このような微細な気泡がフィルム内部
に散在することによって、光の散乱効果が増し、白色度
や隠蔽性がより良くなるものである。

【００１０】本発明において、ポリエステルとは、ジオ
ールとジカルボン酸とから縮重合によって得られるポリ
マーであり、ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジ
ピン酸、セバシン酸等で代表されるものであり、またジ
オールとは、エチレングリコール、トリメチレングリコ
ール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメ
タノール等で代表されものである。具体的には、例え
ば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−ｐ−
オキシベンゾエート、ポリ−１，４−シクロヘキシレン
ジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナ
フタレンジカルボキシレート等を使用することができ
る。本発明の場合、特にポリエチレンテレフタレート、
ポリエチレンナフタレートが好ましい。

【００１１】もちろん、これらのポリエステルは、ホモ
ポリエステルであっても、コポリエステルであってもよ
く、共重合成分としては、例えば、ジエチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコー
ル等のジオール成分、アジピン酸、セバシン酸、フタル
酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、
５−ナトリウムスルホイソフタル酸等のジカルボン酸成
分を用いることができる。 また、このポリエステルの
中には、必要に応じて、本発明の効果が損なわれない範
囲で適宜な添加剤、例えば耐熱安定剤、耐酸化安定剤、
耐侯安定剤、紫外線吸収剤、染料、分散剤、カップリン
グ剤等を配合してもよい。

【００１２】本発明に用いられるポリエステルとして
は、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。ポリエチ
レンテレフタレートフィルムは、耐水性、耐久性、耐薬
品性等に優れているからである。

【００１３】本発明においては、内層部に対して表層部
を設けるのであるが、この場合、各層は同一のポリエス
テル組成物であっても、異なったポリエステル組成物で
あってもよい。特に、各層が異なった組成物、例えば内
層部がホモポリエステルで表層部がコポリエステルから
なる場合、易接着性等の特性が得られるのでより好まし
い。また、内層部がポリエチレンテレフタレートであっ
て、表層部がポリエチレンナフタレートの場合、耐候
性、剛性などの向上効果が得られるので好ましい。

【００１４】本発明において用いられる白色無機微粒子
としては、例えば炭酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグ
ネシウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、
シリカ、タルク、カオリン、フッ化リチウム、フッ化カ
ルシウム、硫酸バリュウム、硫化亜鉛、アルミナ、リン
酸カルシウム、マイカ等がある。これらの中から選ばれ
た少なくとも１種以上が用いられればよいが、本発明に
おいては、特に白色度やその反射率、ボイド形成性の点
から炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリュウム等の
無機粒子を使用することがより好ましい。

【００１５】また、白色無機微粒子は、多孔質や中空多
孔質等の形態であってもよく、さらにはボイドの形成を
より促進せしめるための表面処理や、樹脂に対する分散
性を良くするための表面処理が施されたものを用いても
よい。

【００１６】白色無機微粒子の平均粒子径は、０．０５
〜５μｍが好ましく、０．１〜３μｍの範囲にあるもの
がより好ましい。平均粒子径が上述の範囲外では均一分
散化が難しくなったり、フィルム表面の平滑性が悪化す
る場合があるので好ましくない。

【００１７】また、白色無機微粒子の添加量は、特に限
定されないが、５〜３５重量％が好ましく、１０〜２５
重量％の範囲にあるものがより好ましい。添加量が上記
範囲未満では、ボイドの形成率が低く、フィルムの白色
度や隠蔽性等の特性を向上させることが難しい場合があ
り、用途によっては好ましくない。逆に、上述した範囲
を超える場合には、延伸時にフィルム破れや、後加工の
際に粉発生等の不都合を生じる場合があり、好ましくな
い。

【００１８】また、白色無機微粒子は、その種類や性状
などが、表層部と内層部で同じものが用いられてもよ
く、あるいは、互いに異なるものが用いられていてもよ
い。本発明では、各層に添加される上述の白色無機微粒
子以外にもポリエステルの重縮合反応系で触媒残渣とリ
ン化合物との反応により析出した微粒子を併用すること
もできる。そのような析出微粒子としては、例えばカル
シウム、リチウム及びリン化合物からなるもの、または
カルシウム、マグネシウム及びリン化合物からなるもの
等を用いることができる。これらの粒子のポリエステル
中での含有量は、ポリエステル１００重量部に対して
０．０５〜１重量部であることが好ましい。

【００１９】本発明においては、白色度や隠蔽性等から
表層部と内層部の両層において、ボイドが形成されてい
ることが必要であり、しかも、表層部が内層部に対して
ボイド形成率が低いことが耐スクラッチ性や光の散乱
性、平滑性等から必要である。内層部におけるボイド形
成率は、特に限定されるものではないが、３〜３５％が
好ましく、より好ましくは５〜２０％の範囲である。ボ
イド形成率が上述した範囲未満では、光の散乱効果が発
現せず、白色度や隠蔽性等の特性を向上させることが難
しい場合があり、また、上述範囲を越えるとフィルムの
強度が低下し、延伸時に破れを生じやすくなる場合があ
り、好ましくない。

【００２０】また、各層のボイドの大きさは、同程度で
あってもよいが、異なっていてもよい。異なっている場
合、例えば、内層部が表層部より大きいときにはクッシ
ョン性が増して好ましいものとなり、表層部においては
より微細であるほど光の散乱性や劈開防止性の点で良好
であり望ましいものとなる。

【００２１】本発明の白色ポリエステルフィルムは、各
層内に形成されたボイドによってクッション性や柔軟性
が得られるときに、用途面から特に好ましい場合があ
る。

【００２２】例えば、クッション性は、例えばビデオプ
リンター用などの受容紙として用いられる場合には、感
熱記録ヘッドタッチ性が良く、鮮明に画像を転写させる
ことができるので、望ましい特性である。もちろん、手
に触れたときの感触も重要な要素である。

【００２３】本発明において、「ポリエステル層が、主
に白色無機微粒子とその周囲に形成されたボイドとを有
してなる」とは、ポリエステル及び白色無機微粒子、ボ
イドとが、該層中５０重量％以上、好ましくは６０重量
％以上、より好ましくは７０重量％以上であるものを指
し、また、適宜にこれら以外の他の物質が添加されてい
てもよい。

【００２４】本発明では、本発明の白色ポリエステルフ
ィルムに、より鮮明な白色性や青味を呈した高級なイメ
ージの色目を与えるために、表層部及び／または内層部
に蛍光増白剤を含有せしめることが望ましい。

【００２５】本発明において、蛍光増白剤とは、太陽光
中や人工光中の紫外線を吸収し、これを紫〜青色の可視
光線に変え輻射する機能を保持し、その蛍光作用により
高分子物質の明度を低下させることなく白度を助長させ
る化合物である。蛍光増白剤としては、商品名“ユビテ
ック”（チバガイギー社）、“ＯＢ−１”（イーストマ
ン社）、“ＴＢＯ”（住友精化（株））、“ケイコー
ル”（日本曹達（株））、“カヤライト”（日本化薬
（株））、“リューコプア”ＥＧＭ（クライアントジャ
パン（株））等を用いることができる。蛍光増白剤は、
特に限定されるものではなく、単独、場合によっては２
種以上の併用であってもよい。本発明では、特に耐熱性
に優れ、前述ポリエステルとの相溶性がよく均一分散で
きるとともに、着色が少なく、樹脂に悪影響を及ぼさな
いものの選択が望ましい。

【００２６】各層中における蛍光増白剤の含有量は、
０．００５〜１重量％が好ましく、０．０５〜０．５重
量％の範囲にあるものがより好ましい。含有量が上記範
囲より低いと充分な増白効果が得にくく、上記範囲を越
えるものは均一分散性や白色度が低下しやすい。

【００２７】本発明において、白色ポリエステルフィル
ムの厚みは、特に限定されないが、通常１０〜５００μ
ｍ、好ましくは２０〜３００μｍ程度の範囲にあるもの
が基材フィルムとしての実用面での取扱性に優れるので
好ましい。また、積層する表層部の厚みは、１〜５０μ
ｍが好ましく、５〜３０μｍの範囲にあるものが光の散
乱性や白色度、隠蔽性の点からより好ましい。

【００２８】また、本発明の白色ポリエステルフィルム
の光学濃度は、０．５以上、２以下であることが好まし
い。さらに好ましくは、０．８以上、１．５以下であ
る。光学濃度が０．６未満であると、フィルムの隠蔽性
が小さいため裏側が透けて見え、一般に好ましくない。
また、光学濃度が２を越えるためには、多量の粒子を含
ませる必要があり、そのためフィルムの強度が弱くなる
場合があり好ましくない。

【００２９】また、本発明の白色ポリエステルフィルム
において、白色度は７０％以上、１２０％以下が好まし
い。さらに好ましくは８０％以上、１１０％以下であ
る。白色度が７０％未満では、白さが不足し、１１０％
を越える白色度を出す場合には粒子の多量添加やボイド
を多量に形成させる必要があり、表面の平滑性が損なわ
れたり、フィルム強度の低下が起こる場合がある。

【００３０】好ましく作られた本発明の白色ポリエステ
ルフィルムは、白色度は、概して９０％以上、さらには
９５％以上と、くすみ感のない、非常に美しい白さを示
すものである。

【００３１】また、本発明の白色ポリエステルフィルム
は、色差計によって求めた色調ｂ値が２〜−５、好まし
くは０〜−３の範囲にあるのがより白さが鮮明となるの
で好ましい。色調ｂ値が上記範囲外の場合には見かけの
白さが不足し、受像基材としたとき色調の鮮明性が低下
しやすい。

【００３２】また、本発明の白色ポリエステルフィルム
は、表面の光沢度が４０％以上、好ましくは５０％以上
である。光沢度が４０％以下では、受像基材としたとき
高精細な画像の形成が難しいものとなる。

【００３３】本発明の白色ポリエステルフィルムは、そ
れ単独で用いられてもよいが、所望に応じて適宜に紙な
どと貼り合わされて用いられてもよい。

【００３４】次に、本発明の白色ポリエステルフィルム
の製造方法について、いくつかの例を説明するが、本発
明は、かかる例のみに限定されるものではない。

【００３５】主押出機（Ａ）と副押出機（Ｂ）を有する
複合製膜装置において、ポリエステルのチップと、白色
無機微粒子のマスターチップとを混合し十分に真空乾燥
した後に、２７０〜３００℃に加熱された主押出機
（Ａ）に供給する。

【００３６】また、表層部を積層するため、別に乾燥し
たポリエステルのチップ及び白色無機微粒子のマスター
チップの混合物を副押出機（Ｂ）に供給し、Ｔダイ３層
口金内で押出機（Ｂ）のポリマーが押出機（Ａ）のポリ
マーの両表層にくる様に積層してシート状に成形する。
このとき、表層部の白色無機微粒子は内層部より低含有
量及び／または小粒径とすることが望ましい。

【００３７】この溶融されたシートを、表面温度１０〜
６０℃に冷却されたドラム上で静電気で密着冷却固化
し、未延伸の複合フィルムを作製する。該未延伸複合フ
ィルムを８０〜１２０℃に加熱したロール群に導き、長
手方向に２〜５倍延伸し、２０〜３０℃のロール群で冷
却する。

【００３８】続いて長手方向に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、９０〜１４
０℃に加熱した雰囲気中で長手方向に垂直な方向に横延
伸をする。

【００３９】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倍であることが好ましい。面積倍率が６倍未満
であると得られるフィルムの白さが不十分となり、逆に
２０倍を越えると延伸時に破れを生じやすくなる傾向が
ある。

【００４０】こうして得られた二軸延伸フィルムの平面
性、寸法安定性を付与するために、テンター内で１５０
〜２３０℃の熱固定を行い、均一に徐冷後、室温まで冷
やして巻き取り、本発明のフィルムを得ることができ
る。

【００４１】

【特性の測定方法および評価方法】本発明の特性値は、
次の評価方法、評価基準による。

【００４２】（１）粒子の平均粒子径 粒子をエタノール中に分散させ、遠心沈降式粒度分布測
定装置（（株）堀場製作所製ＣＡＰＡ４５００）を用い
て測定し、体積平均径を算出し平均粒子径とした。

【００４３】（２）色調 フィルムの表面色を日本電色工業（株）製色差計ＮＤ−
６Ｂを用いて測定し、得られたｂ値で判定する。

【００４４】（３）白色度 ＪＩＳ−Ｌ−１０１５に準じて、島津製作所（株）製Ｕ
Ｖ−２６００用いて波長４５０ｎｍ及び５５０ｎｍにお
ける反射率をそれぞれＢ％、Ｇ％としたとき、白色度
（％）＝４Ｂ−３Ｇで表わす。

【００４５】（４）隠蔽性 光学濃度で求め、光学濃度計（マクベス社製 ＴＲ９２
７）を用いて測定した。

【００４６】測定値が大きいほど、隠蔽性が高い。

【００４７】（５）光沢度 デジタル変角光沢度計ＵＧＶ−５Ｄ（スガ試験機（株）
製）を用い、変光角６０゜、入光角６０゜での値を求め
た。

【００４８】（６）ボイド形成率 フィルムの縦延伸方向（ＭＤ）に切った断面を走査型電
子顕微鏡で１０００〜５０００倍に拡大した写真を撮
り、各層のフィルムの断面写真（Ｓｄｍ）を求める。ま
た、各層において、その写真のフィルム断面内の全ての
空隙部分をイメージアナライザーにかけ、空隙に相当す
る面積を合計（Ｓｖｍ）とした。これより、空隙断面積
分率（Ｖｖｍ）を求め、ボイド形成率とした。

【００４９】Ｖｖｍ＝Ｓｖｍ／Ｓｄｍ 同様にフィルムの横延伸方向（ＴＤ）に切った断面につ
いても空隙断面積分率（Ｖｖｔ）を求め、ボイド形成率
とした。

【００５０】Ｖｖｍ及びＶｖｔの大きい方の値を、その
試料のボイド形成率とする。

【００５１】（７）耐スクラッチ性 フィルムを幅１／２インチのテープ状にスリットしたも
のをフープ走行試験機を用いてステンレス製ガイドピン
（表面粗度：Ｒａで４０ｎｍ）上を、走行速度５０ｍ／
分、巻き付け角９０゜、出側張力５０ｇ、走行回数１５
往復で走行させる。走行後、ガイドピン表面に付着した
付着粉を目視で観察し、次の基準で判定を行った。

【００５２】 全く粉が付着していない ５点 やや粉が付着している ３点 多量に粉が付着している １点 各点の間を４点、２点とし、４点より点数の高いものを
耐スクラッチ性良好とした。

【００５３】

【実施例】本発明を以下の実施例、比較例を用いて説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００５４】実施例１ ポリエチレンテレフタレートのチップに、白色無機微粒
子として平均粒子径１．２μｍの硫酸バリュウムを２０
重量％添加した原料を混合し１８０℃で３時間真空乾燥
した後に、押出機Ａに供給し、常法により２８５℃で溶
融してＴダイ３層口金の中央層に導入した。

【００５５】一方、ポリエチレンテレフタレートのチッ
プに、白色無機微粒子として平均粒子径０．６μｍの硫
酸バリュウムを１０重量％及び蛍光増白剤“ＯＢ−１”
（イーストマン社製）を０．０５重量％添加した原料を
１８０℃で３時間真空乾燥した後に、押出機Ｂに供給
し、常法により２８５℃で溶融してＴダイ３層口金内で
両表層に積層して、該溶融体シートを表面温度２５℃に
保たれた冷却ドラム上に静電荷法で密着冷却固化させ
た。続いて、該未延伸フィルムを常法に従い長手方向に
は９８℃に加熱されたロール群を用いて３．３倍延伸
し、２５℃のロール群で冷却した。さらに該延伸フィル
ムをテンターに導き１２５℃に加熱された雰囲気中で長
手に垂直な方向に３．６倍延伸した。その後テンター内
で２２０℃の熱固定を行い均一に徐冷後に巻き取り、構
成として表層部が８μｍずつ、内層部が３４μｍの厚さ
５０μｍの白色ポリエステルフィルムを得た。

【００５６】かくして得られた白色ポリエステルフィル
ムの特性は、表１の通りであり、白色度、光沢度、耐ス
クラッチ性に優れたものであった。

【００５７】実施例２ 実施例１に基づき、実施例１の押出機Ａに供給する原料
として、平均粒子径０．６μｍの硫酸バリュウムを２０
重量％添加したものを用いた他は、実施例１と同一手法
でフィルムを得た。白色ポリエステルフィルムの特性
は、表１に示した如く、各特性に優れたものであった。

【００５８】実施例３ 実施例１に基づき、実施例１の押出機Ａに供給する原料
として、平均粒子径１．２μｍの炭酸カルシウム１６重
量％添加、実施例１の押出機Ｂに供給する原料として、
平均粒子径０．５μｍの炭酸カルシウムを８重量％添加
したものを用いた他は、実施例１と同一手法でフィルム
を得た。白色ポリエステルフィルムの特性は、表１に示
した如く、各特性に優れたものであった。

【００５９】実施例４ 実施例１に基づき、実施例１の押出機Ａに供給する原料
として、平均粒子径１．２μｍの炭酸カルシウム１５重
量％添加、実施例１の押出機Ｂに供給する原料として、
平均粒子径０．３μｍのアナターゼ型酸化チタンを１０
重量％添加したものを用いた他は、実施例１と同一手法
でフィルムを得た。白色ポリエステルフィルムの特性
は、表１に示した如く、各特性に優れたものであった。

【００６０】比較例１ 実施例３に基づき、実施例３の押出機Ｂに供給する原料
として、実施例３の押出機Ａに供給する原料と同一のも
のを用いた他は、実施例３と同一手法でフィルムを得
た。白色ポリエステルフィルムの特性は、表１に示した
如く、光沢度が低く、耐スクラッチ性に劣るものであっ
た。

【００６１】比較例２ 実施例３に基づき、実施例３の押出機Ａに供給する原料
として、平均粒子径０．５μｍの炭酸カルシウム８重量
％添加、実施例３の押出機Ｂに供給する原料として、平
均粒子径１．２μｍの炭酸カルシウムを１６重量％添加
したものを用いた他は、実施例３と同一手法でフィルム
を得た。白色ポリエステルフィルムの特性を表１に示し
た。該フィルムは、光沢度が低く、耐スクラッチ性に劣
るものであった。

【００６２】

【表１】

【００６３】

【発明の効果】本発明の白色ポリエステルフィルムによ
れば、光の散乱が有効に作用して高白色のものが得ら
れ、白さを基調とする印画紙や感熱転写受容紙などに用
いられたとき、従来品とはまた違った高級なイメージを
与えることができる。

【００６４】さらに、同様の理由で、本発明の白色ポリ
エステルフィルムは、優れた遮光性も兼備しているので
透過光が少なくきれいな白色性を発現させることがで
き、画像形成において、上記特性と併せて特に鮮明な画
像を提供できるものである。

【００６５】本発明の白色ポリエステルフィルムは、上
記のような優れた特性を有するので、カード、シール、
宅配便伝票、ビデオプリンター用受像紙、バーコードプ
リンター用受像紙、インクジェット用受像紙、ポスタ
ー、地図、無塵紙、表示板、印画紙、複写紙などの幅広
い用途に好適に使用できるが、特に表面に印字または印
刷されるための基材、特にカラー印刷基材に最適に用い
られる。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエステル層からなり、主に白色無機微
   粒子とその周囲に形成されたボイドとを有してなる複合
   フィルムであって、その表層部が内層部に対してボイド
   形成率が低いことを特徴とする白色ポリエステルフィル
   ム。
2. 【請求項２】表層部の積層厚みが１〜５０μｍの範囲に
   あることを特徴とする請求項１に記載の白色ポリエステ
   ルフィルム。
3. 【請求項３】内層部のボイド形成率が３〜３５％の範囲
   にあり、表層部が、その８０％以下のボイド形成率であ
   ることを特徴とする請求項１または２記載の白色ポリエ
   ステルフィルム。
4. 【請求項４】表層部および／または内層部が、蛍光増白
   剤を含有してなることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかに記載の白色ポリエステルフィルム。
5. 【請求項５】光学濃度が０．５以上で２以下、白色度が
   ７０％以上で１２０％以下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白色ポリエステルフィル
   ム。
6. 【請求項６】色差計によって求めた色調ｂ値が２〜−５
   の範囲にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   に記載の白色ポリエステルフィルム。
7. 【請求項７】光沢度が４０％以上であることを特徴とす
   る請求項１〜６のいずれかに記載の白色ポリエステルフ
   ィルム。