JPH11314337A - 用途に応じた表面形態を有する二軸延伸積層ポリエステルフィルム及びその使用ならびにその製造方法 - Google Patents

用途に応じた表面形態を有する二軸延伸積層ポリエステルフィルム及びその使用ならびにその製造方法

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JPH11314337A
JPH11314337A JP7550599A JP7550599A JPH11314337A JP H11314337 A JPH11314337 A JP H11314337A JP 7550599 A JP7550599 A JP 7550599A JP 7550599 A JP7550599 A JP 7550599A JP H11314337 A JPH11314337 A JP H11314337A
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パイフェル ヘルベルト
Cynthia Dr Bennett
ベネット シンシア
Gottfried Hilkert
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Mitsubishi Polyester Film GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 用途に応じた表面形態を有し、ガス遮断性が
優れている透明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】 80重量%以上の熱可塑性ポリエステル
から成るベース層と少なくとも一つの外層とから成る透
明二軸延伸積層ポリエステルフィルムであって、前記外
層は、40重量%以上のエチレン−2,6−ナフタレー
ト単位、40重量%以下のエチレンテレフタレート単位
および60重量%以下の脂環式ジオール及び/又は芳香
族ジオールとジカルボン酸から誘導される単位から成る
ポリマー又はポリマーの混合物から成り、前記フィルム
の第2ガラス転移温度(Tg2)が前記ベース層のTg
2より高く、前記外層のTg2より低く、前記ベース層
は粒子を含有し、前記フィルムの少なくとも一方の表面
が1〜1000の表面粗度(Ra)を有することを特徴
とする透明二軸延伸積層ポリエステルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、用途に応じた表面
形態を有する二軸延伸積層ポリエステルフィルムに関す
る。詳しくは、本発明は、80重量%以上の熱可塑性ポ
リエステルから成るベース層と少なくとも一つの外層と
から成り、少なくとも一つのフィルム表面が、その用途
に応じた表面形態を有する二軸延伸積層ポリエステルフ
ィルムに関する。本発明は、更に、上記透明二軸延伸積
層ポリエステルフィルムの使用および製造方法にも関す
る。
【0002】
【従来の技術】フィルム材料において、ガス、水蒸気、
香りを遮断する性質が要求されることが多い。そのた
め、この様なフィルム材料として、通常、メタル化され
た、または、ポリ塩化ビニリデン(PVPC)が被覆さ
れたポリプロピレンフィルムが使用される。しかしなが
ら、メタル化ポリプロピレンフィルムは、不透明である
ため、内容物の外観が付加価値を与える場合においては
使用できない。また、PVDC被覆フィルムは、透明で
あるが、その製造方法において、メタル化と同様に被覆
工程という第2の工程が必要となり、包装材料等に使用
する場合コスト高となる。
【0003】また、エチレン−ビニルアルコ−ル共重合
体(EVOH)は高いガスバリアー性を示す。しかしな
がら、EVOHを使用したフィルムは、非常に湿気に敏
感であるため、適用範囲が制限される。更に、EVOH
を使用したフィルムは機械的性質が劣るため、フィルム
厚を厚くしたり他の材料を積層する必要があり、コスト
高となり、また、フィルムの廃棄にも問題が生じる。更
にまた、他の包装材料の中には食品や飲料用の包装材料
として認可されてない、あるいは適さない包装材料もあ
る。
【0004】磁気記録テープフィルムやコンデンサーフ
ィルムは、通常メタル化またはコーティングが施され
る。しかしながら、純粋なポリエステルから成るフィル
ムはフィルムの端部から内部に湿気が浸透し、フィルム
/メタル(コーティング)界面に拡散する。その結果、
メタル(コーティング)が水および酸素により劣化し、
磁気記録テープフィルムやコンデンサーフィルムの性能
の劣化を引起すという不都合が生じる。特に、高温にお
いてこの劣化現象が顕著になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、包
装フィルム、磁気記録テープフィルム及びコンデンサー
フィルムにおいて、少なくとも片面にバリアー層を有
し、酸素や二酸化炭素等のガス、水蒸気、香りを良好に
遮断する能力を有し、それぞれの用途に応じた表面形態
を有する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】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討した結果、特定の表面形態を有す
る透明二軸延伸積層ポリエステルフィルムにより、上記
の目的を達成し得るとの知見を得た。
【0007】本発明は、上記の知見に基づき完成された
ものであり、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と少なくとも一つの
外層とから成る透明二軸延伸積層ポリエステルフィルム
であって、前記外層は、40重量%以上のエチレン−
2,6−ナフタレート単位、40重量%以下のエチレン
テレフタレート単位および60重量%以下の脂環式ジオ
ール及び/又は芳香族ジオールとジカルボン酸から誘導
される単位から成るポリマー又はポリマーの混合物から
成り、前記ポリエステルフィルムの第2ガラス転移温度
(Tg2)が前記ベース層のTg2より高く、前記外層
のTg2より低く、前記ベース層は粒子を含有し、前記
ポリエステルフィルムの少なくとも一方の表面が1〜1
000の表面粗度(Ra)を有することを特徴とする透
明二軸延伸積層ポリエステルフィルムに存する。
【0008】本発明の第1の要旨の透明積層ポリエステ
ルフィルムは、通常、80cm3/m2・bar・day
未満、好ましくは75cm3/m2・bar・day未
満、特に好ましくは70cm3/m2・bar・day未
満の酸素透過量特性を有する。
【0009】本発明の第2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と少なくとも一
つの外層とから成る透明二軸延伸積層ポリエステルフィ
ルムであって、前記外層は、5重量%以上のエチレン−
2,6−ナフタレート単位、40重量%以下のエチレン
テレフタレート単位および60重量%以下の脂環式ジオ
ール及び/又は芳香族ジオールとジカルボン酸から誘導
される単位から成るポリマー又はポリマーの混合物から
成り、前記ポリエステルフィルムの第2ガラス転移温度
(Tg2)が前記ベース層のTg2より高く、前記外層
のTg2より低く、前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(μ
m)、突起の直径をd(μm)、Nが8000〜400
00(/mm 2)とすると以下の式(9)〜(12)を
満足することを特徴とする透明二軸延伸積層ポリエステ
ルフィルムに存する。
【0010】
【数5】
【0011】本発明の第3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と少なくとも一
つの外層とから成る透明二軸延伸積層ポリエステルフィ
ルムであって、前記外層は、5重量%以上のエチレン−
2,6−ナフタレート単位、40重量%以下のエチレン
テレフタレート単位および60重量%以下の脂環式ジオ
ール及び/又は芳香族ジオールとジカルボン酸から誘導
される単位から成るポリマー又はポリマーの混合物から
成り、前記ポリエステルフィルムの第2ガラス転移温度
(Tg2)が前記ベース層のTg2より高く、前記外層
のTg2より低く、前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(μ
m)、突起の直径をd(μm)、Nが5000〜500
00(/mm 2)とすると以下の式(1)〜(4)を満
足することを特徴とする透明二軸延伸積層ポリエステル
フィルムに存する。
【0012】
【数6】
【0013】本発明の第4の要旨は、第1〜3の要旨に
記載のフィルムの製造方法であって、a)ベース層およ
び外層を共押出して積層フィルムを得、b)当該積層フ
ィルムを二軸延伸し、c)当該二軸延伸フィルムを熱固
定することから成ることを特徴とする製造方法に存す
る。
【0014】本発明の第5の要旨は、第1〜3の要旨に
記載のフィルムから成る食品包装材または他の消費物品
に存する。
【0015】本発明の第6の要旨は、第1〜3の要旨に
記載のフィルムから成る磁気テープフィルム。
【0016】本発明の第7の要旨は、第1〜3の要旨に
記載のフィルムから成るコンデンサーフィルム。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の酸素ガス高遮断性透明積層ポリエステルフィル
ム(以下、積層ポリエステルフィルムと略記する)はベ
ース層と少なくとも1つの外層から成る。
【0018】ベース層は、80重量%以上、好ましくは
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90%以上、好ましくは95%以
上のポリエステルが好ましい。
【0019】上記のモノマー以外の残余のモノマー単位
は、他のジオールおよび/またはジカルボン酸から誘導
されたモノマーである。
【0020】共重合ジオールとしては、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、HO−(CH2n
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−C64−X−C6
4−OHで示される芳香族ジオール(式中Xは−CH2
−、−C(CH32−、−C(CF32−、−O−、−
S−、−SO2−を表す)、式:HO−C64−C64
−OHで表されるビスフェノールが好ましい。
【0021】共重合ジカルボン酸としては、ベンゼンジ
カルボン酸、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、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、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、C1−C16のアルカンジカルボン酸(当
該アルカンは直鎖状でも分岐状でもよい)が好ましい。
【0022】外層は、40重量%以上、好ましくは65
重量%以上、より好ましくは70重量%以上のエチレン
−2,6−ナフタレート単位と、40重量%以下、好ま
しくは35重量%以下、より好ましくは30重量%以下
のエチレンテレフタレート単位と、必要に応じ60重量
%以下の脂環式ジオール及び/又は芳香族ジオールとジ
カルボン酸から誘導される単位とから成るポリマー又は
ポリマーの混合物から成る。又、場合によっては、外層
がエチレン−2,6−ナフタレートポリマーのみから成
っていてもよい。
【0023】上記のジカルボン酸としては、芳香族ジカ
ルボン酸、脂環式ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸が
好ましい。
【0024】脂肪族ジカルボン酸の好ましい例として
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。
【0025】脂環式ジカルボン酸の好ましい例として
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、C3−C19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。
【0026】上記の脂環式ジオールとしては、ヘテロ原
子を有してもよい一つ以上の環を有する脂環式ジオール
が好ましく、具体的には1,4−シクロヘキサンジオー
ル等のシクロヘキサンジオールが好ましい。
【0027】上記の芳香族ジオールの好ましい例とし
て、HO−C64−X−C64−OHで示されるジオー
ルが挙げられ(式中Xは−CH2−、−C(CH3
2−、−C(CF32−、−O−、−S−、−SO2−を
表す)、式:HO−C64−C6 4−OHで表されるビ
スフェノールも好ましい。
【0028】上記のベース層および外層に使用するポリ
エステルは、エステル交換反応により製造される。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。
【0029】外層のポリマーは以下の3方法により製造
することが好ましい。
【0030】a)テレフタル酸、ナフタレン−2,6−
ジカルボン酸、エチレングリコールを反応器に供給し、
公知の触媒および安定剤を使用して共重合を行い、共重
合ポリエステルを得る。この場合、テレフタレート単位
およびナフタレート単位はポリエステル分子中にランダ
ムに分布する。
【0031】b)ポリエチレンテレフタレート(PE
T)、ポリエチレン−2,6−ナフタレート(PEN)
を所望の割合で溶融混合する。溶融混合は、反応器、好
ましくは二軸混合機などの溶融混合機または押出機で行
う。溶融後ただちにポリエステル内でエステル交換反応
が開始する。反応初期はブロック共重合体が製造される
が、反応が進むにつれ−反応温度と撹拌効果によって異
なるが−ブロック共重合体が少なくなり、反応が十分進
むとランダム共重合体となる。しかしながら、所望の物
性はブロック共重合体でも得られるため、必ずしもラン
ダム共重合体に変化するまで反応を続けることが有利で
あるとはいえない。製造した共重合体をダイから押出
し、細粒状化する。
【0032】c)PETとPENの細粒子を所望の混合
比で混合し、その混合物を外層の押出機に供給する。こ
こでエステル交換反応をフィルムの製造過程において直
接行う。この方法は、コスト的に有利な方法であり、ブ
ロック共重合体が製造される。ブロック鎖長は、押出し
温度、押出機の撹拌効果および溶融滞留時間によって決
定される。
【0033】ベース層を構成するポリマーの0.1〜2
0重量%が外層を構成するポリマーと同一であることが
好ましい。斯かる好ましい態様は、ベース層の押出し成
型時に添加混合するか、再生工程を別に設けてフィルム
内に存在させることによって達成される。
【0034】本発明の他の態様においては、ベース層に
上記外層を積層し、ベース層の他の面に、粒子を含むポ
リエチレンテレフタレート層を他の外層として積層す
る。
【0035】フィルムの製造において、ベース層と外層
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。溶液粘度は分子量の測定の手段
であり、溶融粘度と関係がある。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、外層の共重合体のSV値は300〜90
0、好ましくは400〜800、特に好ましくは500
〜700であることが好ましい。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。ベース層と外層のポ
リマーのSV値の差は通常因数値5以下、好ましくは2
〜3である。
【0036】本発明のフィルムにおいて、用途に応じた
フィルムの表面形態を得るために、一つの外層、必要な
らば両方の外層、あるいはベース層に、安定剤や耐ブロ
ッキング剤などの公知の添加剤を添加してもよい。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添加
する。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。耐ブロッキング剤(粒子も含
まれる)としては、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、非晶シリカ、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。
【0037】添加剤として、2種以上の異なる耐ブロッ
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0.0001〜5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−060
2964号公開公報に記載されている。
【0038】本発明の積層フィルムは、a)ベース層お
よび外層を共押出して積層フィルムを得、b)当該積層
フィルムを二軸延伸し、c)当該二軸延伸フィルムを熱
固定することから成り、工程b)及び/又は工程c)の
前、間または後に機能化処理を行う製造方法によって製
造される。
【0039】外層の形成は次の様に行う。ポリエチレン
テレフタレート及びポリエチレン−2,6−ナフタレー
トの細粒子を所望の混合比にて押出機に供給する。30
0℃で約5分間滞留することにより、両原料ポリエステ
ルを溶融する。この滞留条件下において、エステル交換
反応が起こり、両原料ホモポリエステルから共重合ポリ
エステルが形成される。
【0040】ベース層用のポリマーは、他の押出機によ
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、ベース層に外層が積
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。
【0041】通常、二軸延伸は連続的に行われる。この
ため、初めに縦方向(長手方向)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。通常、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、横手方向の延
伸はテンターフレームを使用して行われる。
【0042】延伸時の温度は、所望とするフィルムの物
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。熱固定
は150〜250℃の温度において0.1〜10秒間行
われる。
【0043】上記の様な製造方法は、押出機にポリマー
細粒子を供給するため、押出機を閉塞させることがない
という大きな技術メリットがある。
【0044】本発明のフィルムは極めて酸素ガスの遮断
性に優れている。外層に使用するポリマーのエチレン−
2,6−ナフタレート単位を40重量%より少なく、エ
チレンテレフタレート単位を40重量%より大きくした
場合、ポリエチレンテレフタレート100重量%から成
る標準的なポリエステルフィルムの酸素透過量に比較し
て多少低い場合があるが、それでも、本発明のフィルム
より遥かに酸素透過量が大きい。外層に使用するポリマ
ーがエチレン−2,6−ナフタレート単位30〜40重
量%、エチレンテレフタレート単位60〜70重量%か
ら成る場合の酸素ガス遮断性は、標準ポリエステルのそ
れに比べてむしろ劣っている。しかしながら、エチレン
−2,6−ナフタレート単位が5〜40重量%、エチレ
ンテレフタレート単位が40重量%より大きいポリマー
を外層に使用したフィルムを、酸素ガス遮断性を問題と
しないフィルムに使用するのであれば、上記の様な酸素
ガス遮断性であっても有用であるかもしれない。
【0045】本発明のフィルムにおいて、外層の(共)
重合ポリマーまたは(共)重合ポリマーの混合物のガラ
ス転移温度(Tg)は公知のそれと異なり、ベース層を
構成するポリマーのガラス転移温度(Tg)よりも高
い。外層の(共)重合ポリマーのTgは、好ましくは8
0〜120℃である。示差走査熱量計(DSC)による
ガラス転移温度測定において、ベース層と外層のガラス
転移は異なる。
【0046】二軸延伸し、熱固定したフィルムを最初に
熱測定した際に観測されるガラス転移は(以下Tg1と
記す)、試料中の非晶部分の分子間応力によるもので、
そのDSCのピークは比較的小さく、温度幅が広く、高
温側にシフトして観測される。これは延伸配向による影
響であり、ポリマーの特性付けには適さない。DSC測
定の解析を行う上で、本発明のフィルムの個々の層のガ
ラス転移温度を最初のDSC測定におけるピーク(Tg
1)とすることは、延伸配向や結晶化の影響によりピー
クが不明確で小さくなるため、不十分な場合がある。
【0047】一方、もし試料を一度溶融し、再びTg以
下に急冷したならば、延伸配向の影響はなくなる。再度
加熱すると、より大きなピーク強度でガラス転移温度が
測定され(第2ガラス転移温度、以下Tg2と記す)、
各ポリマーを特性付けることが出来る。しかしながら、
溶融中に両層が混合したり、両層のポリエステルがエス
テル交換を起こすため、この方法においても個々のガラ
ス転移温度を区別できない。そこで、フィルムのTg2
とベース層、外層に使用したポリマーのTg2を比較す
ることにより、特性付けを行う。従来公知の積層フィル
ムのベース層のTg2は共押出したフィルムのTg2よ
り高い。一方、外層のTg2はベース層のTg2より低
く、更に共押出したフィルムのTg2より低い。ところ
が、本発明のフィルムのTg2の関係は、従来公知の積
層フィルムのTg2の関係と全く逆である。すなわち、
共押出したフィルムのTg2はベース層のTg2より高
く、外層のTg2よりも低い。
【0048】磁気記録テープフィルム、コンデンサーフ
ィルム及び包装フィルム等の用途により、それぞれの使
用目的に叶う表面形態が要求される。例えば、磁気テー
プフィルムの場合には、片方の表面には小さな突起が多
数存在し、コンデンサーフィルムの場合には、片方、好
ましくは両方の表面に小さい突起が中庸に存在し、且つ
大きな突起が少量存在し、包装フィルムの場合、片方の
表面がコンデンサーフィルムと同様の表面形態、あるい
は比較的小さく且つ底が広い突起を少量有することがそ
れぞれ好ましい。
【0049】上記のそれぞれの用途において必要とされ
る表面形態を以下の方法により定量的に表現し、限定す
る。
【0050】包装フィルムの場合、突起の数をN(個数
/mm2)、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
とが好ましい。
【0051】
【数7】
【0052】包装フィルムに於て、外層(バリアー層)
がエチレン−2,6−ナフタレート単位で構成したポリ
エステルから成る場合、以下の式(5)〜(8)を満足
することが好ましい。
【0053】
【数8】
【0054】突起数N(個数/mm2)が(1)及び
(3)式の下限値以下である場合、フィルムの加工性が
劣る。突起数N(個数/mm2)が(1)及び(3)式
の上限値以上である場合、フィルムの光学特性、例え
ば、グロスやヘーズが不十分である。突起数N(個数/
mm2)が(5)及び(7)式の上限値以上である場
合、フィルムのガスバリアー性が劣る。
【0055】磁気テープフィルムの場合、突起の数をN
(個数/mm2)、突起の高さをh(μm)、突起の直
径をd(μm)、N(個数/mm2)が8000〜40
000とすると以下の式(9)〜(12)を満足するこ
とが好ましい。
【0056】
【数9】
【0057】突起数N(個数/mm2)が(9)及び
(11)式の下限値以下である場合、フィルムのブロッ
キングが起こりやすく巻取が困難となる。突起数N(個
数/mm2)が(9)及び(11)式の上限値以上であ
る場合、磁気テープの電磁気特性が劣化する。すなわ
ち、磁気テープが所謂ドロップアウトを示したり、S/
N比が低くなったりする。
【0058】コンデンサーフィルムの場合、突起の数を
N(個数/mm2)、突起の高さをh(μm)、突起の
直径をd(μm)、N(個数/mm2)が5000〜5
0000とすると以下の式(13)〜(16)を満足す
ることが好ましい。
【0059】
【数10】
【0060】突起数N(個数/mm2)が(13)及び
(15)式の下限値以下である場合、フィルムの加工性
が悪化し、巻取が困難になる。突起数N(個数/m
2)が(13)及び(15)式の上限値以上である場
合、コンデンサの容量が不十分となる。
【0061】上記の表面形態は外層中に粒子を添加(及
び/又は存在)することによって達成される。粒子とし
ては上述に記載した粒子を使用することが出来る。コン
デンサフィルム及び包装フィルムに於て好ましく使用さ
れる粒子は沈殿生成シリカ及び焼成シリカである。沈殿
生成シリカは0.5〜10μmの幅広い粒径を有する。
焼成シリカは200〜600nmの2次粒径(1次粒径
は20〜60nm)を有する。外層の厚さが通常の0.
1〜3μmである場合、上記式(1)〜(12)で要求
される突起数N(個数/mm2)は、500〜2000
0ppm(外層の重量を基準とする)の濃度で粒子を添
加することによって達成される。
【0062】磁気テープフィルムの場合、炭酸カルシウ
ム粒子及び必要に応じて酸化アルミニウム粒子を添加す
ることが好ましい。炭酸カルシウム粒子は、通常、0.
1〜0.8μmの粒径を有し、その粒径分布が狭いもの
が好ましい(d99<1μm、理想的に単分散)。酸化
アルミニウム粒子は200〜800nmの2次粒径(1
次粒径は20〜80nm)を有する。外層の厚さが通常
の0.1〜3μmである場合、上記式(13)〜(1
6)で要求される突起数N(個数/mm2)は、炭酸カ
ルシウム粒子を使用する場合には1000〜10000
ppm、酸化アルミニウム粒子を使用する場合には0〜
10000ppm(それぞれ外層の重量を基準とする)
の濃度で粒子を添加することによって達成される。
【0063】本発明のフィルムは第2の外層を有するこ
とが好ましい。第2の外層の厚さや構成は、既にある第
1の外層のそれと独立して決定することが出来る。第2
の外層は、上述のポリマー又はポリマーブレンドから成
っていてもよいが、必ずしも第1の外層の構成ポリマー
と一致させる必要はない。また、第2の外層は、他の従
来公知に使用されている外層用ポリマーから成っていて
もよい。更に、第2の外層と第1の外層の表面形態は同
じであっても異なっていてもよい。
【0064】ベース層と外層の間には、必要に応じて中
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1〜10μmであ
る。
【0065】外層の厚さは、通常0.1μmより大き
く、好ましくは0.2μm以上、更に好ましくは0.3
μm以上である。外層の厚さの上限値は、通常6μm、
好ましくは5.5μm、更に好ましくは5.0μm、特
に好ましくは4μmである。外層が2つある場合、両者
の厚さは同一でも異なっていてもよい。
【0066】本発明のポリエステルフィルムの総厚さ
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4〜100μm、更に好ましくは5〜50μ
m、特に好ましくは6〜30μmであり、ベース層の厚
さはフィルムの総厚さの40〜90%であることが好ま
しい。
【0067】本発明のフィルムの製造コストは、標準ポ
リエステルからフィルムを製造するのに要するコストよ
りやや高いだけであり、本発明の製造方法は製造コスト
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、フィルムの総量の50重量%ま
で、好ましくは10〜50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。
【0068】本発明のフィルムは食品包装材や他の消費
物品材料、コンデンサフィルム及び磁気テープフィルム
に非常に好適に使用できる。
【0069】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
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。
【0070】(1)酸素ガス遮断性 酸素ガス遮断性は、米国Mocon Modern C
ontrols社製OX−TRAN 2/20を使用
し、DIN53 380、Part3に準じて測定し
た。
【0071】(2)溶液粘度(SV) 溶液粘度(SV)は、ポリエステル試料のジクロロ酢酸
溶液(1重量%ポリエステル溶液)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、1000倍した
値をSV値とした。
【0072】(3)摩擦係数 摩擦係数は、製造後14日後に、DIN53 375に
準じて測定した。
【0073】(4)表面粗度Ra 表面粗度Raは、0.25mmの切片を使用し、DIN
4768に準じて測定した。
【0074】(5)表面張力 表面張力は、“インク法”によりDIN53 364に
準じて測定した。
【0075】(6)ヘーズ フィルムのヘーズは、ASTM−D 1003−52に
準じて測定した。ヘルツヘーズは、ASTM−D 10
03−52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。
【0076】(7)グロス値 グロス値はDIN67 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。AS
TM−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。
【0077】(8)ガラス転移温度 ガラス転移温度Tg1及びTg2は、示差走査熱量計
(DSC)により測定した。DSCとしてはDuPon
t社製「DSC 1090」を使用した。昇温速度は2
0K/分で、試料の重さは12mgであった。最初の昇
温において、ガラス転移温度Tg1を決定した。多くの
試料の測定において、ガラス転移段階的な始まりである
エンタルピー緩和(ピーク)が認められた。ガラス転移
は熱容量における段階的な変化であるため、エンタルピ
ー緩和のピークの形からガラス転移温度は分からない。
そのため、最初の昇温過程においてピークの半値に達し
た時の温度をTg1とした。全ての測定において、最初
の昇温過程では、唯一のガラス転移が熱量曲線上に認め
られた。ピークの形をしたエンタルピー緩和はガラス転
移段階を曖昧にしたり、配向結晶化した試料の”ぼんや
り”としたガラス転移を区別することが測定装置の解像
度では不十分なことがあり得る。この様な熱履歴を解消
するために、試料を300℃で5分間加熱した後、液体
窒素を使用して急冷する。再度昇温し、熱量曲線上に現
れたピークの半値に達した時の温度を第2ガラス転移温
度(Tg2)とした。
【0078】(9)フィルム表面の突起の大きさ及び分
布 フィルム表面の突起の大きさ及び分布は走査型電子顕微
鏡(SEM)及びその画像解析によって決定した。SE
Mとしては、積分式画像解析プログラム(Soft−I
maging System)が付随したフィリップス
社製走査型電子顕微鏡XL30CPを使用した。
【0079】まず、試料ホルダーに試料フィルムを設置
する。水平面から角度αの方向から金属蒸着(例えば
銀)を行い金属層を蒸着する。金属蒸着の方向から見て
突起の背後に影が生じる。影の部分には金属層が無いの
で導電性が無い。次に第2のスパッタリング(例えば
金)を試料に対して垂直方向から行う。第2のスパッタ
リングに於ては影が生じない。
【0080】SEM画像は以下の様にして得る。金属蒸
着を2段階で行っているため、突起の影を肉眼で認める
ことが出来る。影が像の一つの端に対して平行になるよ
うににSEM中の試料を配置する。SEMの測定条件
は、第2電子検知器を使用し、操作距離は10mm、加
速電圧は10kV、スポットは4.5の条件で行った。
輝度およびコントラストは以下の様に設定した。バック
グランドノイズを影として検知しないようにすべての情
報をグレー値として表した。影の長さを画像によって測
定した。影として認識されるしきい値は、原点を通る画
像のグレー値分布に由来する点である。影として認識す
る前に、画像をN×Nフィルターを透過させる(サイズ
3、1繰り返し)。画像中に完全に再現されていない突
起を含まない様にするために枠(フレーム)を設ける。
フィルムの表面の0.36mm2の面積の範囲内につい
て評価する様にフレームを設け、この範囲内で突起の数
等について評価した。
【0081】突起の高さh(μm)は影の長さL(μ
m)と第1のスパッタリングの角度αを使用して以下の
式より算出できる。
【0082】
【数11】
【0083】0〜1μmの範囲で0.05μm刻みで突
起の高さを分類し、突起の高さ分布(頻度分布)を作成
した。但し、1番小さい突起の高さの分類(0〜0.0
5μm)については計算に使用しなかった。また、同様
に、0〜10μmの範囲で0.2μm刻みで突起径を分
類し、突起径の分布(頻度分布)を作成した。但し、1
番小さい突起径の分類(0〜0.2μm)については計
算に使用しなかった。
【0084】以下の実施例において使用した製品の商標
および会社名は、最初に限り記すものとし、それ以降は
省略する。
【0085】実施例1 以下に示す重縮合によって外層のポリマーを製造した。
ジメチルテレフタレート及び2,6−ジメチルナフタレ
ンジカルボキシレートを0.54:1.00のモル比で
混合し(最終的な共重合体の成分比はエチレンテレフタ
レート単位30重量%及びエチレン2,6−ナフタレー
ト単位70重量%と成る)、更に、エチレングリコール
及び触媒として300ppmの酢酸マンガンを混合し
た。撹拌下、温度160〜250℃、常圧下で、生成し
たメタノールを除去しながらエステル交換反応行った。
安定剤としてリン酸を等モル量、触媒として400pp
mの三酸化アンチモンを加えた。撹拌下、温度280
℃、1mbarより低い圧力にて重縮合を行った。分子
量は、撹拌におけるトルクを測定することによって決定
した。反応終了後、窒素ガス圧を使用して反応器から溶
融体を取出し、ペレット化した。
【0086】実施例2 市販のポリエチレンテレフタレートペレット及びポリエ
チレン−2,6−ナフタレートペレットを使用した。各
ペレットを約160℃で4時間かけて、結晶化させ、乾
燥した。ポリエチレンテレフタレートペレットとポリエ
チレン−2,6−ナフタレートペレットを重量比30:
70でミキサーに供給し、撹拌して均一にした。その混
合物を2軸混合機(「ZSK」:Werner and
Pfleiderer社製(シュトゥットガルト))
に供給し、約300℃、滞留時間約3分の条件で押出
し、チップ化した。押出機内でポリエチレンテレフタレ
ートとポリエチレン−2,6−ナフタレートとが反応す
ることにより、共重合体を製造した。
【0087】実施例3 フィルムの製造において、ポリエチレンテレフタレート
チップとポリエチレン−2,6−ナフタレートチップを
重量比30:70で直接的に単軸押出機に供給し、30
0℃で押出した以外は実施例2と同様の操作を行い、共
重合体を製造した。溶融体を濾過し、共押出しダイを介
して押出すことにより、外層がベース層に積層された平
坦なフィルムを得た。共押出しフィルムをダイリップか
ら引き取り、冷却ロール上で固化させた。押出しの際の
両ポリマーの滞留時間は約5分であった。以下、実施例
2に示す条件および方法で共重合体を製造した。
【0088】実施例4 ポリエチレンテレフタレートチップを残留水分50pp
mとなる様に160℃で乾燥し、ベース層用の押出機に
供給した。他方、ポリエチレンテレフタレートチップと
ポリエチレン−2,6−ナフタレートチップを重量比3
0:70で混合し、残留水分50ppmとなる様に16
0℃で乾燥し、外層用の2台の押出機に供給した。実施
例3と同様の条件下で外層の押出し条件を行った。
【0089】得られたシートを、長手方向および横方向
に延伸し、総厚さ12μmの対称構造を有する透明3層
積層フィルムを製造した。延伸後の外層の厚さはそれぞ
れ2.0μmであった。実施例4における積層フィルム
のベース層および外層の構成を表1に示す。
【0090】
【表1】
【0091】また、各製造ステップにおける条件を表2
に示す。
【0092】
【表2】
【0093】得られたフィルムの酸素透過量は、80c
3/m2・bar・day未満であり、式(1)〜
(8)を満足した。
【0094】実施例5 実施例4と同様の操作によって、総厚さ12μmのフィ
ルムを共押出しによって製造した。外層Aの厚さは2.
0μm、外層Cの厚さは1.5μmであった。実施例5
における積層フィルムのベース層および外層の構成を表
3に示す。各製造ステップにおける条件は実施例4と同
じである。
【0095】
【表3】
【0096】実施例6 外層Aの厚さが2.0μmであり且つ以下の表4に示す
構成から成ること以外は実施例5と同様のフィルム構成
である積層フィルムを作成した。製造条件は実施例4と
同じである。
【0097】
【表4】
【0098】実施例7 外層Aの厚さが2.5μmであり且つ以下の表5に示す
構成から成ること以外は実施例5と同様のフィルム構成
である共押出し積層フィルムを作成した。フィルムの製
造条件は、長手方向および横方向における延伸温度を約
10℃高くした以外は実施例4と同じである。
【0099】
【表5】
【0100】実施例8 ベース層と2つの外層から成る3層共押出しフィルムを
実施例5とほぼ同様の操作により製造した。各層の構成
を以下の表6に示す。3層フィルムの総厚さは12μ
m、外層Aの厚さは3μm、外層Cの厚さは1.5μm
であった。フィルムの製造条件は実施例7と同じであ
る。
【0101】
【表6】
【0102】実施例9 外層に使用する共重合体を実施例2で調製したものに変
えた以外は実施例4と同様のフィルム構成の共押出しフ
ィルムを製造した。製造条件は実施例4と同じである。
【0103】実施例10 外層に使用する共重合体を実施例1で調製したものに変
えた以外は実施例4と同様のフィルム構成の共押出しフ
ィルムを製造した。製造条件は実施例4と同じである。
【0104】実施例11 ベース層と外層から成る2層共押出しフィルムを実施例
4とほぼ同様の操作により製造した。各層の構成を以下
の表7に示す。3層フィルムの総厚さは12μm、外層
の厚さは3μmであった。フィルムの製造条件は実施例
4と同じである。
【0105】
【表7】
【0106】実施例12 外層Aの厚さが1.0μmである以外は、実施例7と同
様の3層共押出しフィルムを製造した。
【0107】比較例1 エチレンテレフタレート単位82重量%及びエチレンイ
ソフタレート単位18重量%から成る共重合ポリエステ
ルを外層Aに使用した以外は、実施例11と同様のフィ
ルムを製造した。
【0108】比較例2 ポリエチレンテレフタレート70重量%及びポリエチレ
ン−2,6−ナフタレート30重量%から成るポリマー
ブレンドを外層Aに使用した以外は、実施例11と同様
のフィルムを製造した。
【0109】比較例3 ポリエチレンテレフタレート90重量%及びポリエチレ
ン−2,6−ナフタレート10重量%から成るポリマー
ブレンドを外層Aに使用した以外は、実施例11と同様
のフィルムを製造した。
【0110】比較例4 以下の表8に示す構成の単層ポリエチレンテレフタレー
トフィルムを製造した。
【0111】
【表8】
【0112】比較例5 以下の表9に示す構成の単層ポリエチレン−2,6−ナ
フタレートフィルムを製造した。得られたフィルムは良
好な酸素ガス遮断性を示した。しかしながら、食品や飲
料用の包装材料としてはコスト高であった。
【0113】
【表9】
【0114】各実施例および比較例で得られたフィルム
の外層Aの構成およびTg2を表10に、フィルムの特
性を表11に纏めて示す。
【0115】
【表10】
【0116】
【表11】
【0117】
【発明の効果】本発明の透明積層ポリエステルフィルム
は、包装フィルム、磁気記録テープフィルム及びコンデ
ンサーフィルム等のそれぞれの用途に応じた表面形態を
有するフィルムであり、酸素や二酸化炭素等のガス、水
蒸気、香りを遮断する能力が優れており、その工業的価
値は高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゴットフリート ヒルケルト ドイツ連邦共和国、ザウルハイム、55291、 シュエッツェンシュトラッセ 12

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 80重量%以上の熱可塑性ポリエステル
    から成るベース層と少なくとも一つの外層とから成る透
    明二軸延伸積層ポリエステルフィルムであって、前記外
    層は、40重量%以上のエチレン−2,6−ナフタレー
    ト単位、40重量%以下のエチレンテレフタレート単位
    および60重量%以下の脂環式ジオール及び/又は芳香
    族ジオールとジカルボン酸から誘導される単位から成る
    ポリマー又はポリマーの混合物から成り、前記ポリエス
    テルフィルムの第2ガラス転移温度(Tg2)が前記ベ
    ース層のTg2より高く、前記外層のTg2より低く、
    前記ベース層は粒子を含有し、前記ポリエステルフィル
    ムの少なくとも一方の表面が1〜1000の表面粗度
    (Ra)を有することを特徴とする透明二軸延伸積層ポ
    リエステルフィルム。
  2. 【請求項2】 上記外層が、65重量%以上のエチレン
    −2,6−ナフタレート単位から成る請求項1に記載の
    フィルム。
  3. 【請求項3】 上記外層が、70重量%以上のエチレン
    −2,6−ナフタレート単位から成る請求項1に記載の
    フィルム。
  4. 【請求項4】 酸素透過量が80cm3/m2・bar・
    day未満である請求項1〜3の何れかに記載のフィル
    ム。
  5. 【請求項5】 酸素透過量が75cm3/m2・bar・
    day未満である請求項1〜3の何れかに記載のフィル
    ム。
  6. 【請求項6】 酸素透過量が70cm3/m2・bar・
    day未満である請求項1〜3の何れかに記載のフィル
    ム。
  7. 【請求項7】 上記外層の厚さが0.2〜6μmである
    請求項1〜6の何れかに記載のフィルム。
  8. 【請求項8】 上記外層の厚さが0.3〜5.5μmで
    ある請求項1〜6の何れかに記載のフィルム。
  9. 【請求項9】 上記外層の厚さが0.3〜5.0μmで
    ある請求項1〜6の何れかに記載のフィルム。
  10. 【請求項10】 前記フィルムが前記ベース層と前記外
    層の2層から成る請求項1〜9の何れかに記載のフィル
    ム。
  11. 【請求項11】 前記ベース層の両面に前記外層を有
    し、少なくとも3層構造である請求項1〜9の何れかに
    記載のフィルム。
  12. 【請求項12】 前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(μm)とすると以下の式(1)〜
    (4)を満足する請求項1〜11の何れかに記載のフィ
    ルム。 【数1】
  13. 【請求項13】 前記外層がPENから成り、前記外層
    の外側表面は1mm 2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(5)〜(8)を満足する請求項1〜1
    2の何れかに記載のフィルム。 【数2】
  14. 【請求項14】 Ra値が30〜80nmである請求項
    1〜13の何れかに記載のフィルム。
  15. 【請求項15】 80重量%以上の熱可塑性ポリエステ
    ルから成るベース層と少なくとも一つの外層とから成る
    透明二軸延伸積層ポリエステルフィルムであって、前記
    外層は、5重量%以上のエチレン−2,6−ナフタレー
    ト単位、40重量%以下のエチレンテレフタレート単位
    および60重量%以下の脂環式ジオール及び/又は芳香
    族ジオールとジカルボン酸から誘導される単位から成る
    ポリマー又はポリマーの混合物から成り、前記ポリエス
    テルフィルムの第2ガラス転移温度(Tg2)が前記ベ
    ース層のTg2より高く、前記外層のTg2より低く、
    前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
    (μm)、Nが8000〜40000(/mm2)とす
    ると以下の式(9)〜(12)を満足することを特徴と
    する透明二軸延伸積層ポリエステルフィルム。 【数3】
  16. 【請求項16】 80重量%以上の熱可塑性ポリエステ
    ルから成るベース層と少なくとも一つの外層とから成る
    透明二軸延伸積層ポリエステルフィルムであって、前記
    外層は、5重量%以上のエチレン−2,6−ナフタレー
    ト単位、40重量%以下のエチレンテレフタレート単位
    および60重量%以下の脂環式ジオール及び/又は芳香
    族ジオールとジカルボン酸から誘導される単位から成る
    ポリマー又はポリマーの混合物から成り、前記ポリエス
    テルフィルムの第2ガラス転移温度(Tg2)が前記ベ
    ース層のTg2より高く、前記外層のTg2より低く、
    前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
    (μm)、Nが5000〜50000(/mm2)とす
    ると以下の式(1)〜(4)を満足することを特徴とす
    る透明二軸延伸積層ポリエステルフィルム。 【数4】
  17. 【請求項17】 請求項1〜16に記載のフィルムの製
    造方法であって、a)ベース層および外層を共押出して
    積層フィルムを得、b)当該積層フィルムを二軸延伸
    し、c)当該二軸延伸フィルムを熱固定することから成
    ることを特徴とする製造方法。
  18. 【請求項18】 請求項1〜16に記載のフィルムから
    成る食品包装材または他の消費物品。
  19. 【請求項19】 請求項1〜16に記載のフィルムから
    成る磁気テープフィルム。
  20. 【請求項20】 請求項1〜16に記載のフィルムから
    成るコンデンサーフィルム。
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