WO2022168703A1 - 二軸配向ポリエステルフィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- biaxially oriented polyester films have been widely used in a wide range of fields such as packaging materials and industrial materials due to their excellent mechanical strength, thermal properties and optical properties.
- Biaxially oriented polyester film has excellent oxygen barrier properties, and in packaging applications such as general food, retort food, and pharmaceuticals, there is a growing demand for oxygen barrier properties and water vapor barrier properties related to deterioration and deterioration of contents. There is a problem that the quality of the contents is changed and deteriorated.
- the polymerization catalyst used in producing the polyester resin used in the biaxially oriented polyester film of the present invention is characterized by having the ability to promote esterification.
- a polymerization catalyst containing at least one selected from aluminum compounds and at least one selected from phosphorus compounds is preferred.
- the phosphorus compound that is preferably used as a polycondensation catalyst is at least one phosphorus compound selected from the compounds represented by the chemical formulas (4) and (5).
- a metal-containing polycondensation catalyst such as an antimony compound, a titanium compound, a tin compound, a germanium compound, etc. may be used together in order to further improve the catalytic activity within the range that does not impair the effects of the present invention.
- the antimony compound is preferably 10 ppm or less as an antimony atom with respect to the mass of the obtained copolymerized polyester resin
- the germanium compound is preferably 10 ppm or less as a germanium atom with respect to the mass of the obtained copolymerized polyester resin.
- polyester resins may be copolymerized with other components as long as the object of the present invention is not impaired.
- copolymerization components include dicarboxylic acid components such as isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4-diphenyldicarboxylic acid, adipic acid, sebacic acid and ester-forming derivatives thereof.
- Diol components include diethylene glycol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol, and cyclohexanedimethanol.
- polyoxyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol.
- the amount of copolymerization is preferably 10 mol % or less, more preferably 5 mol % or less, most preferably 3 mol % or less per constituent repeating unit.
- a polyester resin composition containing a polyester resin containing no antimony compound as a polymerization catalyst and particles containing a polyester resin containing no antimony compound as a polymerization catalyst When melt extruding a polyester resin composition containing a polyester resin containing no antimony compound as a polymerization catalyst and particles containing a polyester resin containing no antimony compound as a polymerization catalyst, a hopper dryer, paddle dryer, etc. Drying using a dryer or a vacuum dryer is preferred. After drying the polyester resin composition containing the polyester resin not using the antimony compound as a polymerization catalyst and the polyester resin not using the antimony compound as the polymerization catalyst containing particles, an extruder is used. , the melting point of the polyester resin or higher, and is melted at a temperature of 200 to 300° C. and extruded into a film.
- the urethane resin preferably has a carboxylic acid group (carboxyl group).
- a carboxylic acid (salt) group for example, a polyol compound having a carboxylic acid group such as dimethylolpropionic acid or dimethylolbutanoic acid may be introduced as a copolymerization component.
- neutralization with a salt-forming agent makes it possible to obtain an aqueous dispersion of the urethane resin.
- polyester resin Evaluation methods for the polyester resin are as follows. [Glass transition (Tg)] Using a differential scanning calorimeter (DSC6220, manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd.), 5 mg of a resin sample was melted to 280°C under a nitrogen atmosphere, held for 5 minutes, then quenched with liquid nitrogen and cooled to room temperature. Measurement was performed under the condition of a temperature increase rate of 20°C/min.
- the solution was filtered through a glass filter (3G) to obtain an aqueous solution of an aluminum compound.
- 3G glass filter
- 2.0 liters of the aluminum compound aqueous solution and 2.0 liters of ethylene glycol were charged into a flask equipped with a distillation apparatus under normal temperature and normal pressure, and after stirring at 200 rpm for 30 minutes, a uniform water/ethylene glycol mixed solution was added. Obtained.
- the jacket temperature setting was changed to 110° C. and the temperature was raised to distill off water from the solution. When the amount of distilled water reached 2.0 liters, the heating was stopped and the solution was allowed to cool to room temperature to obtain an ethylene glycol solution of an aluminum compound.
- parts means “mass parts”. 2,130 parts of terephthalic acid, 1,955 parts of ethylene glycol, and 0.7 parts of triethylamine were added to a reactor equipped with a stirrer, thermometer, and distillation cooler, and the temperature was gradually increased from 220°C to 250°C under a pressure of 0.35 MPa. The temperature was raised, and an esterification reaction was carried out while distilling water was removed from the system.
- polyester resin C Preparation of ethylene glycol slurry containing inorganic particles 5 liters of ethylene glycol and 600 g of silica particles having an average particle size of 1.3 ⁇ m as inorganic particles were placed in a dispersion tank equipped with a homogenizer, and dispersed by stirring at 8000 rpm for 2 hours to obtain a slurry of 120 g/l.
- Raw material resin chips are as shown in Table 1.
- the abbreviations in the table are as follows.
- TPA terephthalic acid
- EG ethylene glycol
- the polyester resin A of the surface layer (A) is 90.0% by mass
- the polyester resin B is 5% by mass
- the polyester resin C is 6.7% by mass
- the polyester resin A is 93.7% by mass of the base layer (B).
- a biaxially stretched film was formed in the same manner as in Example 1 except that the mass%, polyester resin B was changed to 5% by mass, and polyester resin C was changed to 1.3% by mass, and a biaxially oriented polyester having a thickness of 12 ⁇ m was prepared. got the film.
- Table 2 shows the raw material composition and film-forming conditions of the obtained film, the physical properties of the obtained film, and the evaluation results. Film evaluation was performed on the layer A surface on the side in contact with the chill roll.
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Abstract
Description
例えば、ガスバリア性を向上させる方法として、二軸配向ポリエステルフィルムにポリ塩化ビニリデンやポリエチレンビニルアルコール共重合体などのガスバリア性の良好な樹脂からなるフィルムを張り合わせる方法、これらの樹脂を溶解させた液をコートし、薄膜を積層する方法、あるいはアルミニウムなどの金属や酸化アルミニウムなどの金属酸化物を蒸着させ、薄膜をフィルム表面に形成させる方法がある。
しかしながら、良好なガスバリア性を有する、酸化珪素や酸化アルミニウム膜などの金属酸化物薄膜をフィルム表面に設けた蒸着ポリエステルフィルムを工業的に安定して得ることは容易ではなかった。
1.粒子を含むポリエステル樹脂組成物からなる二軸配向ポリエステルフィルムであって、少なくとも一方の面が下記要件(1)~(4)をすべて満たす二軸配向ポリエステルフィルム。
(1)面積4×10-12m2あたりの高さ3nm未満の微細突起数が250ケ以上600ケ以下である。
(2)面積4×10-12m2あたりの高さ3nm以上の微細突起数が300ケ以上600ケ以下である。
(3)算術平均高さSaが0.010μm以上0.025μm以下である。
(4)フィルム中のアンチモン含有量が10ppm以下である。
(バラつきは、最大値をXmax、最小値をXmin、平均値をXaveとしたときの、下記式[1]で表される
バラつき(%)=100x(Xmax-Xmin)/Xave・・・[1])
(バラつきは、算術平均高さSaの最大値をXmax、最小値をXmin、平均値をXaveとしたときの、下記式[2]で表される。
バラつき(%)=100x(Xmax-Xmin)/Xave・・・[2])
エステルフィルムを得ることができる。
マスターロールをスリットし小分けにしたフィルムロールも同様である。
本発明における二軸配向ポリエステルフィルムは下記のポリエステル樹脂を主成分として含むポリエステル樹脂組成物からなる。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂は、ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と、ジオールまたはそのエステル形成性誘導体から合成されるポリマーである。例えば、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-ナフタレートが挙げられ、機械的特性および耐熱性、コストなどの観点からポリエチレンテレフタレートが好ましい。
ここでの主成分とはポリエステル樹脂組成物中の含有率が80重量%以上であることを意味し、90重量%以上であることが好ましく、95重量%以上がより好ましく、98重量%以上が最も好ましい。
上記を下回ると触媒活性不良となる可能性があり、上記を超えるとアルミニウム系異物生成を引き起こす可能性がある。
アルミニウム化合物は、ポリエステル重合時に減圧環境下に置かれても、使用量のほぼ100%が残留するので、使用量が残留量になると考えてよい。
また、X1は、金属が2価以上であって、X2が存在しなくても良い。さらには、リン化合物に対して金属の余剰の価数に相当するアニオンが配置されていても良い。
金属としては、Li、Na、K、Ca、Mg、Alが好ましい。
上記の上下限を超える量のリン原子が残存する場合は、重合活性を低下させる可能性がある。
リン化合物は、ポリエステル重合時に減圧環境下に置かれる際、その条件により、使用量の約10~30%が系外に除去される。そこで、実際は、数回の試行実験を行い、リン化合物のポリエステル中への残留率を見極めた上で、使用量を決める必要がある。
(1)面積4×10-12m2あたりの高さ3nm未満の微細突起数が250ケ以上である。
(2)面積4×10-12m2あたりの高さ3nm以上の微細突起数が300ケ以上600ケ以下である。
(3)算術平均高さSaが0.010μm以上0.025μm以下である。
(4)フィルム中のアンチモン含有量が10ppm以下である。
有機粒子としては、例えば、アクリル系樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、架橋ポリスチレンからなる粒子を挙げることができる。中でもシリカ(酸化珪素)、炭酸カルシウム、又はアルミナ(酸化アルミニウム)からなる粒子、若しくはポリメタクリレート、ポリメチルアクリレート、又はその誘導体からなる粒子が好ましく、シリカ(酸化珪素)、又は炭酸カルシウムからなる粒子がより好ましく、シリカ(酸化珪素)からなる無機粒子が特に好ましい。
無機系微粒子の形状は特に限定されないが、球状に近いほど高さ3nm以上の微細突起数、算術平均高さSaをさほど変化させずに、高さ3nm未満の微細突起数を大きくする
ことができる。
粒子の重量平均粒径が0.8μm以上であると高さ3nm未満の微細突起数、算術平均高さSaをそれぞれ上記(1)、(3)の下限値以上としやすい。
粒子の重量平均粒径が1.8μm以下であると算術平均高さSaを上記(3)の上限値以下としやすく、高さ3nm未満の微細突起数を上記(1)の下限値以上とするのにも適している。
また、ベント付き混練押出し機を用いてエチレングリコールまたは水等に分散させた粒子のスラリーとポリエステル系樹脂原料とをブレンドする方法、または混練押出し機を用いて、乾燥させた粒子とポリエステル系樹脂原料とをブレンドする方法等によって行うのも好ましい。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、例えば上記の重合触媒としてアンチモン化合物を使用していないポリエステル樹脂チップと粒子を含む重合触媒としてアンチモン化合物を使用していないポリエステル樹脂チップとをホッパーに備えた押出機に供給及び混合し、押出機により溶融押し出しして未延伸シートを形成し、その未延伸シートを延伸することによって得ることができる。
下記に好適な例を述べるが、これらに制限されものではない。
粒子の含有量の上限は好ましくは3000重量ppmであり、より好ましくは2500重量ppmであり、さらに好ましくは2200重量ppmであり、特に好ましくは1800重量ppmである。
溶融樹脂組成物の押し出しに際しては、Tダイ法、チューブラー法等、既存の任意の方
法を採用することができる。
以下に詳細に説明する。長手方向とは、未延伸シートを走行させる方向を、幅方向とはそれと直角方向を意味する。
ここでいう製膜速度とは、延伸工程を経てマスターロールに巻き取られる際の二軸配向ポリエステルフィルムの走行速度(m/分)を意味する。
延伸時温度が(Tg+55)℃以下であり、さらに4.2倍以上である場合、高さ3nm未満の微細突起数を上記(1)の下限値以上としやすく、また長手方向と幅方向の分子配向のバランスがよく、長手方向と幅方向の物性差が小さく好ましい。また、得られる二軸延伸ポリエステルフィルムの平面性も良く好ましい。
一方、長手方向の延伸温度が(Tg+15)℃以上であり、さらに延伸倍率が4.7倍以下の場合、算術平均高さSaを上記(3)の上限値以下としやすい。熱弛緩工程におけるフィルムの走行方向とは逆方向に生じる引張応力(ボーイング現象)が大きくなり過ぎず好ましい。
幅方向の延伸時温度がTg+5℃以上であると、算術平均高さSaを上記(3)の上限値以下としやすく、また延伸時に破断が生じにくくなり、好ましい。
また延伸時温度がTg+40℃以下であると、高さ3nm未満の微細突起数を上記(1)の下限値以上としやすく、また、均一な幅方向の延伸がしやすくなり、幅方向の厚み斑が大きくなりにくいため、フィルムロール表面の巻硬度の幅方向のばらつきが大きくなりにくく好ましい。
より好ましくはTg+8℃以上Tg+37℃以下であり、更に好ましくはTg+11℃以上Tg+34℃以下である。
未延伸シートを長手方向に延伸して得られたフィルムの幅方向への延伸倍率は4.0倍以上6倍以下が好ましい。
幅方向延伸倍率が4.0倍以上であると、高さ3nm未満の微細突起数を上記(1)の下限値以上としやすく、また物質収支的に高い収率が得られやすい上に、力学強度が低下しないほか、幅方向の厚み斑が大きくなりにくく、フィルムロールの幅方向の巻硬さのばらつきが生じにくく好ましい。幅方向延伸倍率はが4.1倍以上がより好ましく、4.2倍以上がさらに好ましい。
また幅方向延伸倍率が6倍以下であると、算術平均高さSaを上記(3)の上限値以下としやすく、また延伸製膜時に破断しにくくなり好ましい。
熱固定温度が240℃以上の場合、高さ3nm未満の微細突起数を上記(1)の下限値以上としやすく、また長手方向および幅方向ともに熱収縮率が高くなりすぎず、蒸着加工時の熱寸法安定性が良くなるため好ましい。
一方、熱固定温度が250℃以下の場合、ボーイングが増加しにくく好ましい。
弛緩率が4%以上の場合、得られる二軸配向ポリエステルフィルムの幅方向の熱収縮率が高くなりすぎず、蒸着加工時の寸法安定性が良きなるため好ましい。
一方、弛緩率が8%以下の場合、フィルムの幅方向中央部のフィルムの走行方向とは逆方向に生じる引張応力(ボーイング現象)が大きくなり過ぎず、幅方向のフィルム厚み変動率が大きくならず好ましい。
これらを軽減させる方法としては、例えば、上下部のノズルから吹き出す熱風の風速を調整することで、フィルムが平行になるように保つことが挙げられる。
マスターロールの巻長は10000m以上100000m以下が好ましい。ロールの巻長が5000m以上であると、その後スリット工程、蒸着加工や印刷加工においてフィルム面積あたりのコストが低くなり好ましい。
また、マスターロールよりスリットしたフィルムロールの巻幅は400mm以上3000mm以下であることが好ましい。巻幅が400mm以上であると、印刷工程において頻繁にフィルムロールを交換する手間が少なくなり、コストの面で好ましい。また、巻幅は長い方が好ましいが、3000mm以下であるとロール幅が大きくなりすぎない他、ロール重量が重くなりすぎず、ハンドリング性が低下せず好ましい。
フィルムロールの巻長は2000m以上65000m以下であることが好ましい。巻長が2000m以上であると、印刷工程において頻繁にフィルムロールを交換する手間が少なくなり、コストの面で好ましい。また、巻長は長い方が好ましいが、65000m以下であるとロール径が大きくなりすぎない他、ロール重量が重くなりすぎず、ハンドリング性が低下せず好ましい。
本発明の粒子を含むポリエステル樹脂組成物からなる二軸配向ポリエステルフィルムの少なくとも一方の面は下記(1)~(4)をすべて満たすのが好ましい。それぞれについて詳細に説明する。
(1)面積4×10-12m2あたりの高さ3nm未満の微細突起数が250ケ以上600ケ以下である。
(2)面積4×10-12m2あたりの高さ3nm以上の微細突起数が300ケ以上600ケ以下である。
(3)算術平均高さSaが0.010μm以上0.025μm以下である。
(4)フィルム中のアンチモン含有量が10ppm以下である。
二軸配向ポリエステルフィルムは電気絶縁性を有するためフィルム製造工程や加工工程で搬送ロールとの接触、剥離などにより部分的に帯電した部分であるスタティックマークや、蓄えられた静電気が放電すること等に起因するスタティックマーク放電痕が発生しやすいが、面積4×10-12m2あたりの高さ3nm未満の微細突起数が250ケ以上であるとスタティックマークやスタティックマーク放電痕が少なくなり、コート層を形成後にコート斑が生じにくかったり、形成した無機薄膜層のガスバリア性能が向上したり、二次加工後の性能が向上しやすい。
その理由は、面積4×10-12m2あたりの高さ3nm未満の微細突起数が250ケ以上であると、製造されたフィルムを搬送したり、それを巻取る工程において、フィルムと金属ロールが強い力で接触し、フィルム表面の高い突起が押し込まれた場合でもフィルム表面と金属ロールが接する面積は極めて小さくなるため、摩擦による帯電量が小さくなり、その結果、スタティックマークとスタティックマーク放電痕が少なくなると考えられる。
さらに好ましくは300ヶ以上であり、より好ましくは400ヶ以上であり、特に好ましくは500ヶ以上である。この傾向はフィルム同士が接触して起こる摩擦の場合にもあてはまる。
高さ3nm未満の微細突起数はフィルムの滑り性をより向上させたり、ブロッキング性を低下させるものではなく、フィルム表面に形成した無機薄膜層のガスバリア性にも悪影響を与えにくいという特徴をもつ。
また、高さ3nm未満の微細突起数が600ケ以下の範囲であってもスタティックマークやスタティックマーク放電痕は十分少ない。
高さ3nm以上の微細突起数が300ケ以上であるとフィルム同士の動摩擦係数が小さくなりすぎず、二軸配向ポリエステルフィルムは電気絶縁性を有するためフィルム製造工程や加工工程で搬送ロールとの接触、剥離などにより部分的に帯電した部分であるスタティックマークや、蓄えられた静電気が放電すること等に起因するスタティックマーク放電痕をより発生しにくくできるため好ましい。さらに好ましくは400ヶ以上であり、より好ましくは500ヶ以上である。
高さ3nm以上の微細突起数が600ケ以下であれば、形成した無機薄膜層のガスバリア性も十分に得られる。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの少なくとも一方の面の算術平均高さSaは、0.010以上0.025μm以下が好ましい。
算術平均高さSaが0.010μm以上であるとフィルム間及びフィルム表面に形成された突起と突起の間の凹部のフィルムロール内のフィルム同士の癒着(ブロッキング現象)が発生しにくく、フィルムの二次加工をスムーズに行えるため好ましい。さらに好ましくは0.013μm以上であり、より好ましくは0.015μm以上である。
算術平均高さSaが0.025μm以下であると、二軸配向ポリエステルフィルムのヘイズ、特に外部ヘイズが低下し、透明性に優れるため好ましい。さらに好ましくは0.023μm以下であり、より好ましくは0.020μm以下であり、特に好ましくは0.017μm以下である。
もう一方のフィルム表面の算術平均高さSaも同様の範囲が好ましい。
本発明の二軸延伸ポリエステルフィルムのフィルム中のアンチモンの含有量が10ppm以下であることが好ましい。アンチモンは発癌性が懸念される物質なので、量が少なければ少ないほど好ましく、5ppmであると好ましく、0ppmであるとより好ましい。本発明で使用している原料樹脂のアンチモンは0ppmであることが好ましいが、生産時に混入する可能性があり10ppm以下とした。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの一方の面とその反対面の間の動摩擦係数は0.20以上0.60以下であることが好ましい。
0.20以上であるとフィルム同士が滑りすぎず、フィルム製造時あるいはスリット時にワインダー装置によりフィルムロールを巻き取る時に、フィルムロールにシワが生じにくく、二次加工性が低下しにくい。さらに好ましくは0.30以上である。
また、0.60以下であるとフィルム同士が滑るので、フィルム製造時あるいはスリット時にワインダー装置によりフィルムロールを巻き取る時に、フィルムロールに巻ズレが生じにくく、二次加工性が低下しにくい。さらに好ましくは0.50以下であり、最も好ましくは0.45以下である。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの一方の面とその反対面の間の静止摩擦係数は0.20以上0.60以下であることが好ましい。
0.20以上であるとフィルム同士が滑りすぎず、フィルム製造時あるいはスリット時にワインダー装置によりフィルムロールを巻き取る時に、フィルムロールにシワが生じにくく、二次加工性が低下しにくい。さらに好ましくは0.30以上である。
また、0.60以下であると、フィルム同士が滑るので、フィルム製造時あるいはスリット時にワインダー装置によりフィルムロールを巻き取る時に、フィルムロールに巻ズレが生じにくく、二次加工性が低下しにくい。さらに好ましくは0.50以下であり、最も好ましくは0.45以下である。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの上記(1)~(4)すべてを満たす面の最大高さSzが0.5μm以上2.0μm以下が好ましい。
最大高さSzが0.5μm以上であるとマスターロールを巻き取る際、あるいはマスターロールをスリットし、巻芯に二軸配向ポリエステルフィルムを巻き取る時に互いに接するフィルムの間に巻き込む空気の量が多くなりにくく、フィルムの伸びや変形が少ない。
また、フィルムロール中の空気が抜けた後のロール中のフィルムが弛みにくい。ポリエステル樹脂に含まれる粒子の重量平均粒径が0.8μm以上であると最大高さSzを0.5μm以上としやすい。
最大高さSzが2.0μm以下であると二軸配向ポリエステルフィルムの表面上における、二次加工後のコート膜や無機薄膜層の抜けや欠陥などが少なくなる。長手方向の延伸時温度がTg+40℃以下であるか、延伸倍率が4.2倍以上であると、最大高さSzを2.0μm以下としやすい。
もう一方のフィルム表面の最大高さSzも同様である。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの外部ヘイズが1.8%以下であることが好ましい。外部ヘイズが1.8%以下であるとフィルム表面の平滑性を損ないにくく、フィルム製造工程では搬送ロールとの接触、剥離などによる帯電が発生しにくく、スタチックマークやスタチックマーク放電痕などの帯電による品質不良が発生しにくいため好ましい。
さらに好ましくは1.6%以下であり、より好ましくは1.4%下であり、特に好ましくは1.2%以下であり、最も好ましくは1.0%以下である。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの内部ヘイズが2.5%以下であることが好ましい。内部ヘイズが2.5%以下であると透明性が低下しにくく好ましい。さらに好ましくは2.0%以下であり、より好ましくは1.8%以下であり、特に好ましくは1.6%以下である。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの一方の面には、低温プラズマ処理やコロナ放電処理等の表面処理による表面改質が行われてもよい。
このとき、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの上記(1)~(3)すべてを満たす面の濡れ張力は50mN/m以上が好ましく、52mN/m以上がより好ましい。
上限は特に無いが、55mN/m以下の範囲であっても、二次加工のコートや蒸着薄膜を行った後の性能には十分である。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムのフィルム厚みは、5~40μmが好ましい。5μm以上であるとフィルムとしての強度やコシ感が低下せず、ワインダー装置により巻き取る際、フィルムロールにシワが入りにくく好ましい。一方、フィルム厚みは40μm以下の範囲であれば強度やコシ感は十分に得られ、コストの観点から薄肉化することが好ましい。フィルムの厚みは8~30μmがより好ましく、9μm~20μmが特に好ましい。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの下記(1)~(4)すべてを満たす少なくとも一方の面に無機薄膜層やアルミ箔のような金属箔などのガスバリア層を設けることができる。
(1)面積4×10-12m2あたりの高さ3nm未満の微細突起数が250ケ以上600ケ以下である。
(2)面積4×10-12m2あたりの高さ3nm以上の微細突起数が300ケ以上600ケ以下である。
(3)算術平均高さSaが0.010μm以上0.025μm以下である。
(4)フィルム中のアンチモン含有量が10ppm以下である。
ウレタン樹脂の酸価は10~60mgKOH/gの範囲内であるのが好ましい。より好ましくは15~55mgKOH/gの範囲内、さらに好ましくは20~50mgKOH/gの範囲内である。ウレタン樹脂の酸価が前記範囲であると、水分散液とした際に液安定性が向上し、また保護層は高極性の無機薄膜上に均一に堆積することができるため、コート外観が良好となる。
前記のウレタン樹脂は、ガスバリア性向上の面から、芳香族又は芳香脂肪族ジイソシアネート成分を主な構成成分として含有するウレタン樹脂を用いることがより好ましい。
その中でも、メタキシリレンジイソシアネート成分を含有することが特に好ましい。上記樹脂を用いることで、芳香環同士のスタッキング効果によりウレタン結合の凝集力を一層高めることができ、結果として良好なガスバリア性が得られる。
本発明においては、ウレタン樹脂中の芳香族又は芳香脂肪族ジイソシアネートの割合を、ポリイソシアネート成分(F)100モル%中、50モル%以上(50~100モル%)の範囲とすることが好ましい。芳香族又は芳香脂肪族ジイソシアネートの合計量の割合は、60~100モル%が好ましく、より好ましくは70~100モル%、さらに好ましくは80~100モル%である。このような樹脂として、三井化学社から市販されている「タケラック(登録商標)WPB」シリーズは好適に用いることが出来る。芳香族又は芳香脂肪族ジイソシアネートの合計量の割合が50モル%未満であると、良好なガスバリア性が得られない可能性がある。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを基材フィルムとして他素材の層を積層し、積層体としても良い。その方法として、二軸配向ポリエステルフィルムを作製後に貼り合わせるか、製膜中に貼り合わせることができる。
ヒートシール性樹脂層の形成は、通常押出しラミネート法あるいはドライラミネート法によりなされる。
ヒートシール性樹脂層を形成する熱可塑性重合体としては、シーラント接着性が充分に発現できるものであればよく、HDPE、LDPE、LLDPEなどのポリエチレン樹脂類、ポリプロピレン樹脂。エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-α-オレフィンランダム共重合体、アイオノマー樹脂等を使用できる。
シーラント層の厚さは、10~100μmが好ましく、20~60μmがより好ましい。
[ガラス転移転(Tg)]
示差走査熱量分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製DSC6220型)を用いて、樹脂試料5mgを窒素雰囲気下にて280℃まで溶融し、5分間保持した後、液体窒素にて急冷し、室温より昇温速度20℃/分の条件にて測定した。
ポリエステル樹脂0.2gをフェノール/1,1,2,2-テトラクロルエタン(60/40(重量比))の混合溶媒50ml中に溶解し、30℃でオストワルド粘度計を用いて測定した。単位はdl/g。
[フィルムの厚み]
JIS K7130-1999 A法に準拠し、ダイアルゲージを用いて測定した。
得られたフィルムから縦方向5cm×横方向5cmの面積に切り出し、日本電色工業株式会社製の濁度計(NDH5000)を用いて、25℃で可視光線の全波長に対して、JIS-K7136に準拠して、全ヘイズを測定した。
同様にして、石英ガラス板2枚の間にツェーデル油のみを挟んだ構成の積層体のヘイズ(以下、「ヘイズH1」)、及び、ツェーデル油で表面を均一に濡らしたポリエステルフィルムを石英ガラス板2枚の間に挟んだ構成の積層体のヘイズ(以下、「ヘイズH2」)を測定した。
次いで、下記式に従って内部ヘイズを求める。
内部ヘイズ=ヘイズ(H2)-ヘイズ(H1)・・・式1
外部ヘイズは、全ヘイズから内部ヘイズを差し引くことによって求められる値とする。
なお、全ヘイズ、内部ヘイズ、及び外部ヘイズは、いずれも可視光線の全波長に対するヘイズを指す。
得られたフィルムから縦方向10cm×横方向10cmの面積に切り出し、Zygo社製の白色レーザー干渉計(NEW VIEW8300)を使用した。
干渉計に20倍レンズを取り付けて、走査を行い、算術平均高さ(μm)と最大高さ(μm)を測定した。測定は、一方の表面のMD方向に0.82μm、 幅方向に0.82μmの範囲で行い、未溶融物や埃等の異物を除く表面を対象とした。
測定箇所は10cm×10cmのサンプルの任意の箇所10点で測定し、その平均値をそれぞれ算術平均高さSa、最大高さSzとした。
算術平均高さSaのバラつき(%)は、得られたポリエステルフィルムロール(幅2080mm、巻き長63,000m)について、長手方向にフィルムロールの表層から巻き芯まで1000m毎にサンプリングした。サンプリングした各フィルムについて、上記の条件にて測定を行った。得られた算術平均高さSaの最大値をXmax(N)、最小値をXmin(N)、平均値をXaveとし、下記式[1]で表される長手方向のバラつきを求めた。
得られたフィルムから長手方向400mm×幅方向100mmの面積に切り出し、試料フィルムを作製した。これを23℃、65%RHの雰囲気下で12時間エージングし、試験テーブル用として縦方向300mm×横方向100mmの試験片、滑り片用に縦長手方向100mm×幅方向100mmの試験片に分けた。
試験テーブル用試験片を試験テーブルにセットし、滑り片用試験片は、金属製の荷重が1.5kgの滑り片の底面(面積の大きさが39.7mm2、正方形)に、それぞれがキャスティングドラムに接した面が対面するように、両面テープで貼りつけた。
試験片の滑り速度を200mm/分、23℃、65%RH条件下で、その他はJIS K-7125に準拠し、動摩擦係数と静止摩擦係数とをそれぞれ測定し、3回の測定の平均を用いた。
得られたフィルムから長手方向10mm×幅方向10mmの面積に切り出し、 島津製作所社製の走査型プローブ顕微鏡(SPM-9700)を用い、下記の観察条件にて測定を行い、測定面の画像を取り込んだ。
得られた画像(高さトレース)について、下記の条件にて画像処理を行った。
SPM-9700シリーズの粒子解析ソフトウェアを用いて、下記の粒子解析条件で抽出する粒子のしきい値を3nmとして3nm以上の粒子数(突起数)および3nm未満の粒子数(突起数)を、面積4×10-12m2(2μm×2μm角)内でカウントした。なお、3nm未満の粒子数(突起数)は0.01nm以上のものをカウントした。
測定は場所を変えて5回行い、カウント数の最も多いものと少ないものを除いた3回の平均値を計算し、微細突起数とした。
(観察条件)
・カンチレバー:Si(シリコン)製
・走査モード:位相モード
・走査速度:2Hz
・走査範囲:2μm
・画素数:256×256
・オフセットX:0μm
・オフセットY:0μm
・走査角度:0°
・オペレーティングポイント:1.0V
・Pゲイン:0.001
・Iゲイン:1500
・オフセットZ:0μm
・Zレンジ:×2
・走査モード:力一定
(画像処理)
・傾き補正:X方向の平均値(X)、Y方向の平均値(Y)、ラインフィット(L)
・ノイズラインの除去:モード(範囲指定)、自動選択
(粒子解析)
・ターゲットの形状:粒子
・XYしきい値:30%
・無視するピクセル数:5
微細突起数のバラつき(%)は、得られたポリエステルフィルムロール(幅2080mm、巻き長63,000m)について、長手方向にフィルムロールの表層から巻き芯まで1000m毎にサンプリングした。サンプリングした各フィルムについて、上記の条件にて測定を行った。得られた微細突起数の最大値をXmax(N)、最小値をXmin(N)、平均値をXaveとし、下記式[1]で表される長手方向のバラつきを求めた。
得られたフィルムから長手方向80mm×幅方向50mmの面積に切り出し、試料フィルムを作製した。これを23℃、50%RHの雰囲気下で16時間エージングした。大栄科学精器製作所社製の摩擦帯電圧測定機(RST-300a)を用いて、摩擦帯電圧の測定を行った。
試料サンプルを回転装置に固定し、ドラム回転速度400rpmで60秒間、金属板と摩擦し発生した静電気を測定し、最大値を摩擦帯電圧とした。測定した摩擦帯電圧により以下の判定基準で評価した。
◎:摩擦帯電圧200V未満
〇:摩擦帯電圧200V以上、500V未満
△:摩擦帯電圧500V以上、1000V未満
×:摩擦帯電圧1000V以上
得られた幅方向に550mm、長手方向に500mで巻き取った2軸配向ポリエステルフィルムローを西村製作所社製のスリッター(FN105E型)を用いて、速度15m/min、巻取張力100N/m(ユニット張力設定)で巻き返しを実施した。
このときの静電除去は、スリッターについている静電除去装置をONとし、巻出ロールと傾き調整ローラの間に除電ブラシ(アキレス社製「NSP-2S」)をフィルムの上下面側に設置して静電除去を行った。
得られたフィルムロール最表面のフィルム端部からフィルムを巻き出して、フィルム端部から2m除去した後にフィルムを幅方向の中央部10cm、長手方向に10cmの長さでサンプリングし、春日電機社製の帯電分布判定トナーを使用し、フィルム表面の帯電状態を可視化した。以下の判定基準でフィルムロールの帯電性を評価した。
◎:スタティックマークやスタティックマーク放電痕やトナー付着がない。
〇:スタティックマークやスタティックマーク放電痕が観察されないが、トナーが付着している。
×:スタティックマークやスタティックマーク放電痕が観察される。
得られたフィルムから長手方向400mm×幅方向300mmの面積に切り出し、温度23℃、相対湿度50%で24時間エージング後、温度23℃、相対湿度50%の試験室雰囲気とした以外は、JIS-K-7100に準拠しコロナ処理面を下記手順で測定した。
試験片をハンドコータの基板の上に置き、試験片の上に試験用混合液を数滴滴下して、直ちにワイヤバーを引いて広げる。綿棒又はブラシを使用して試験用混合液を広げる場合は、液体は少なくとも6cm2以上の面積に速やかに広げる。液体の量は、たまりを作らないで、薄層を形成する程度にする。
濡れ張力の判定は,試験用混合液の液膜を明るいところで観察し、3秒後の液膜の状態で行う。液膜破れを生じないで、3秒以上、塗布されたときの状態を保っているのは、濡れていることになる。
濡れが3秒以上保つ場合は、さらに、次に表面張力の高い混合液に進む。
また逆に、3秒以下で液膜が破れる場合は、次の表面張力の低い混合液に進む。この操作を繰り返し、試験片の表面を正確に、3秒間で濡らすことができる混合液を選ぶ。
各々の試験には,新しい綿棒を使用する。ブラシ又はワイヤバーは,残留する液体が蒸発によって組成及び表面張力を変化させるので、使用ごとにメタノールで洗浄し、乾燥させる。
コロナ処理面の表面を3秒間で濡らすことができる混合液を選ぶ操作を少なくとも3回行う。このようにして選ばれた混合液の表面張力をフィルムの濡れ張力とした。
以下に示す方法で定量した。
試料1gを硫酸/過酸化水素水の混合液で湿式分解させた。次いで、亜硝酸ナトリウムを加えてSb原子をSb5+とし、ブリリアングリーンを添加してSbとの青色錯体を生成させた。この錯体をトルエンで抽出後、吸光光度計(島津製作所製、UV-150-02)を用いて、波長625nmにおける吸光度を測定し、予め作成した検量線から、試料中のSb原子の量を比色定量した。
試料1gを、炭酸ナトリウム共存下で乾式灰化分解させる方法、あるいは硫酸/硝酸/過塩素酸の混合液または硫酸/過酸化水素水の混合液で湿式分解させる方法によってリン化合物を正リン酸とした。次いで、1モル/Lの硫酸溶液中においてモリブデン酸塩を反応させてリンモリブデン酸とし、これを硫酸ヒドラジンで還元してヘテロポリ青を生成させた。吸光光度計(島津製作所製、UV-150-02)により波長830nmにおける吸光度を測定した。予め作成した検量線から、試料中のリン原子の量を定量した。
試料0.1gを6M塩酸溶液に溶解させ一日放置した後、純水で希釈し1.2M塩酸測定用溶液とした。調製した溶液試料を高周波プラズマ発光分析により求めた。
[フィルム中の異物(欠点数)]
幅800mm、巻長10000m(8000平方メートル)のフィルムロールを、巻返し機を用いて巻返した。巻返す際 FUTEC社製の欠点検知機(型式 F MAX MR)を用いて欠点数を調査した。そしてタテ方向 または ヨコ方向のどちらか1つの方向で1mm以上のサイズの欠点数を求めた。全ての欠点数から式(1)により、1000平方メートル当りの欠点数を求めた。
1000平方メートル当りの欠点数=全ての欠点数÷8 式(1)
測定したフィルム中の異物の数により以下の判定基準で評価した。
〇:フィルム中の異物の数1.0個/m2未満
×:フィルム中の異物の数1.0個/m2以上
欠点検査をした800mm、巻長10000m(8000平方メートル)のフィルムロールを、グラビア印刷機(東谷鉄工所社製)を使用して速度100m/minで網点5%でグラビア印刷を実施した。このときのインキは、グラビア印刷インキ(東洋インキ社製:商品名ファインスターR92墨)であり、希釈溶剤(東洋インキ社製:商品名SL302)で77:23の比率で混合したものを用いた。得られた印刷サンプルを巻返し機を用いて巻返した。巻返す際 FUTEC社製の欠点検知機(型式 F MAX MR)を用いて印刷抜け数を調査した。そしてタテ方向 または ヨコ方向のどちらか1つの方向で1mm以上のサイズの印刷抜け数を求めた。全ての印刷抜け数から式(2)により、1000平方メートル当りの欠点数を求めた。
1000平方メートル当りの印刷抜け数=全ての欠点数÷8 式(2)
後述する二軸延伸ポリエステルフィルムの作製において使用する重合触媒としてアンチモン化合物を使用していないポリエステル樹脂として、以下の方法を用いて合成したものを用いた。
(ポリエステル樹脂A)
<重合触媒溶液の調製>
(リン化合物のエチレングリコール溶液)
窒素導入管、冷却管を備えたフラスコに、常温常圧下、エチレングリコール2.0リットルを加えた後、窒素雰囲気下200rpmで攪拌しながら、リン化合物として化学式(4)で表されるIrganox1222(ビーエーエスエフ社製)200gを加えた。さらに2.0リットルのエチレングリコールを追加した後、ジャケット温度の設定を196℃に変更して昇温し、内温が185℃以上になった時点から60分間還流下で攪拌した。その後加熱を止め、直ちに溶液を熱源から取り去り、窒素雰囲気下を保ったまま、30分以内に120℃以下まで冷却した。
冷却管を備えたフラスコに、常温常圧下、純水5.0リットルを加えた後、200rpmで攪拌しながら、塩基性酢酸アルミニウム(ヒドロキシアルミニウムジアセテート)200gを純水とのスラリーとして加えた。さらに、全体として10.0リットルとなるよう純水を追加して、常温常圧で12時間攪拌した。その後、ジャケット温度の設定を100.5℃に変更して昇温し、内温が95℃以上になった時点から3時間還流下で攪拌した。攪拌を止め、室温まで放冷した。その際、未溶解粒子が見られた場合は、溶液をガラスフィルター(3G)にてろ過してアルミニウム化合物の水溶液を得た。
続いて、蒸留装置を備えたフラスコに、常温常圧下、前記アルミニウム化合物の水溶液2.0リットルとエチレングリコール2.0リットルを仕込み、200rpmで30分間攪拌後、均一な水/エチレングリコール混合溶液を得た。次いで、ジャケット温度の設定を110℃に変更して昇温し、該溶液から水を留去した。留出した水の量が2.0リットルになった時点で加熱を止め、室温まで放冷することでアルミニウム化合物のエチレングリコール溶液を得た。
攪拌機、温度計、溜出用冷却機を装備した反応缶にテレフタル酸2130部、エチレングリコール1955部、トリエチルアミン0.7部を添加して0.35MPaの加圧下、220℃から250℃まで徐々に昇温し、溜出する水を系外に除きつつエステル化反応を行った。続いて、前記の重合触媒溶液を、リン化合物のエチレングリコール溶液およびアルミニウム化合物のエチレングリコール混合溶液をポリエステル樹脂中のジカルボン酸成分に対して、リン原子として0.047モル%を、アルミニウム原子として0.021モル%となるように添加した後、1時間かけて1.3kPaまで減圧初期重合を行うとともに270℃まで上昇し、さらに0.13kPa以下で後期重合を行い、本発明で用いるポリエステル樹脂Aを得た。
(ポリエステル樹脂B)
前記のポリエステル樹脂Aの製造方法において、一部変更してポリエステル樹脂Bを製造した。上記ポリエステル樹脂Aの製造の際に、アルミニウム触媒の代わりにアンチモン触媒を0.084モル%となるように添加した。
(ポリエステル樹脂C)
(無機粒子含有エチレングリコールスラリーの調製)
ホモジナイザー付きの分散槽にエチレングリコール5リットルと、無機粒子として平均
粒子径1.3μmのシリカ粒子600gを入れて、8000rpmで2時間攪拌分散し、120g/lのスラリーとした。
攪拌機、温度計、溜出用冷却機を装備した反応缶にテレフタル酸2130部、エチレングリコール1955部、上記方法で調整したシリカ粒子のエチレングリコールスラリーを得られるポリエステル組成物の質量に対してSiO2分子として3.0質量部となるように仕込み、更にトリエチルアミン0.7部を添加して0.35MPaの加圧下、220℃から250℃まで徐々に昇温し、溜出する水を系外に除きつつエステル化反応を行った。
続いて、前記の重合触媒溶液を、リン化合物のエチレングリコール溶液およびアルミニウム化合物のエチレングリコール混合溶液をポリエステル樹脂中のジカルボン酸成分に対して、リン原子として0.047モル%を、アルミニウム原子として0.021モル%となるように添加した後、1時間かけて1.3kPaまで減圧初期重合を行うとともに270℃まで上昇し、さらに0.13kPa以下で後期重合を行い、極限粘度0.60dl/gのポリエステル樹脂Cを得た。
(ポリエステル樹脂D、E、F、G)
シリカ粒子の形状及び平均粒子径を変更した以外はポリエステル樹脂Cと同様の方法でポリエステル樹脂D、E、F、Gを得た。
TPA:テレフタル酸
EG:エチレングリコール
3台の押出し機を用いて3層構成のフィルムを製膜した。基層(B)はポリエステル樹脂Aを98.7質量%、ポリエステル樹脂Cを1.3質量%、表面層(A)はポリエステル樹脂Aを93.3質量%、ポリエステル樹脂Cを6.7質量%とした。ここでポリエステル樹脂Cは、押出し機に入る前に他原料と混合するように図4に示すようなインナーパイプを用いて入れた。それぞれの原料樹脂を乾燥後、第1、第3の押出機より表面層(A)形成混合樹脂を285℃の樹脂温度で溶融押出しし、第2の押出機により基層(B)形成混合樹脂を285℃の樹脂温度にて溶融し、キャススティングドラムに接触する側から表面層(A)/基層(B)/表面層(A)の順番に、Tダイ内にて厚み比が1/10/1(μm)になるように合流積層し、T字の口金から吐出させ、表面温度が30℃のキャスティングドラムにて冷却固化させ、未延伸のポリエチレンテレフタレートシートを得た。
その際、直径0.15mmのワイヤー状電極を使用して静電印加し、冷却ドラムに密着させて3層未延伸フィルムを得た。
得られた未延伸フィルムを115℃に加熱し、一段目を1.24倍、二段目を1.4倍、3段目を2.6倍とした三段延伸にて、全延伸倍率4.5倍で長手方向に延伸した。
引き続き、温度140℃、延伸倍率4.3倍にて幅方向に延伸し、245℃で熱固定し、幅方向に5%熱弛緩処理を行い、チルロールに接触した側のA層表面に40W・min/m2の条件でコロナ処理を行い、ワインダーでロール状に巻取ることで、厚み12μmの二軸配向ポリエステルフィルムのマスターロール(巻長26000m、幅8000mm)を作製した。
得られたマスターロールから二軸配向ポリエステルフィルムを巻出し、直径6インチ(152.2mm)の巻芯に、2200mm幅でスリットしながら、コンタクトロールでフィルムロールに面圧と、2軸ターレットワインダーでフィルムに張力をかけながら、フィルムロールを巻き取った。
得られたフィルムの原料組成および製膜条件、得られたフィルムの物性及び評価結果を表2に示す。フィルムの評価はチルロールに接触した側のA層表面で行った。
原料として、表面層(A)のポリエステル樹脂Aを95.0質量%、ポリエステル樹脂Cを5.0質量%に変更した以外は、実施例1と同様に二軸延伸フィルムを製膜して、厚さ12μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの原料組成および製膜条件、得られたフィルムの物性及び評価結果を表2に示す。フィルムの評価はチルロールに接触した側のA層表面で行った。
原料として、表面層(A)のポリエステル樹脂Aを96.0質量%、ポリエステル樹脂Dを4.0質量%、基層(B)のポリエステル樹脂をポリエステル樹脂Dに変更した以外は、実施例1と同様に二軸延伸フィルムを製膜して、厚さ12μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの原料組成および製膜条件、得られたフィルムの物性及び評価結果を表2に示す。フィルムの評価はチルロールに接触した側のA層表面で行った。
原料として、表面層(A)のポリエステル樹脂Aを92.0質量%、ポリエステル樹脂Eを8.0質量%、基層(B)のポリエステル樹脂をポリエステル樹脂Eに変更した以外は、実施例1と同様に二軸延伸フィルムを製膜して、厚さ12μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの原料組成および製膜条件、得られたフィルムの物性及び評価結果を表2に示す。フィルムの評価はチルロールに接触した側のA層表面で行った。
原料として、表面層(A)及び基層(B)のポリエステル樹脂をポリエステル樹脂Bに変更した以外は、実施例1と同様に二軸延伸フィルムを製膜して、厚さ12μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの原料組成および製膜条件、得られたフィルムの物性及び評価結果を表2に示す。フィルムの評価はチルロールに接触した側のA層表面で行った。
原料として、表面層(A)のポリエステル樹脂Aを90.0質量%、ポリエステル樹脂Bを5質量%、ポリエステル樹脂Cを6.7質量%、基層(B)のポリエステル樹脂をAを93.7質量%、ポリエステル樹脂Bを5質量%、ポリエステル樹脂Cを1.3質量%に変更した以外は、実施例1と同様に二軸延伸フィルムを製膜して、厚さ12μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの原料組成および製膜条件、得られたフィルムの物性及び評価結果を表2に示す。フィルムの評価はチルロールに接触した側のA層表面で行った。
原料として、表面層(A)のポリエステル樹脂Aを95.0質量%、ポリエステル樹脂Fを5.0質量%、基層(B)のポリエステル樹脂をポリエステル樹脂Fに変更した以外は、実施例1と同様に二軸延伸フィルムを製膜して、厚さ12μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの原料組成および製膜条件、得られたフィルムの物性及び評価結果を表2に示す。フィルムの評価はチルロールに接触した側のA層表面で行った。
原料として、表面層(A)のポリエステル樹脂Aを95.0質量%、ポリエステル樹脂Gを5.0質量%、基層(B)のポリエステル樹脂をポリエステル樹脂Gに変更した以外は、実施例1と同様に二軸延伸フィルムを製膜して、厚さ12μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの原料組成および製膜条件、得られたフィルムの物性及び評価結果を表2に示す。フィルムの評価はチルロールに接触した側のA層表面で行った。
実施例1と同じように、3台の押出し機を用いて3層構成のフィルムを製膜した。基層(B)はポリエステル樹脂Aを98.7質量%、ポリエステル樹脂Cを1.3質量%、表面層(A)はポリエステル樹脂Aを93.3質量%、ポリエステル樹脂Cを6.7質量%とした。しかし、ポリエステル樹脂A、ポリエステル樹脂Cは全て混合された状態で押出し機に入れた。つまり、ポリエステル樹脂Cはインナーパイプを用いずに、ホッパー上部で混合した状態で押出し機に入った。それぞれの原料樹脂を乾燥後、第1、第3の押出機より表面層(A)形成混合樹脂を285℃の樹脂温度で溶融押出しし、第2の押出機により基層(B)形成混合樹脂を285℃の樹脂温度にて溶融し、キャススティングドラムに接触する側から表面層(A)/基層(B)/表面層(A)の順番に、Tダイ内にて厚み比が1/10/1(μm)になるように合流積層し、T字の口金から吐出させ、表面温度が30℃のキャスティングドラムにて冷却固化させ、未延伸のポリエチレンテレフタレートシートを得た。その際、直径0.15mmのワイヤー状電極を使用して静電印加し、冷却ドラムに密着させて3層未延伸フィルムを得た。
得られた未延伸フィルムを115℃に加熱し、一段目を1.24倍、二段目を1.4倍、3段目を2.6倍とした三段延伸にて、全延伸倍率4.5倍で長手方向に延伸した。
引き続き、温度140℃、延伸倍率4.3倍にて幅方向に延伸し、245℃で熱固定し、幅方向に5%熱弛緩処理を行い、チルロールに接触した側のA層表面に40W・min/m2の条件でコロナ処理を行い、引き続き、温度140℃、延伸倍率4.3倍にて幅方向に延伸し、245℃で熱固定し、幅方向に5%熱弛緩処理を行い、ワインダーでロール状に巻取ることで、厚み12μmの二軸配向ポリエステルフィルムのマスターロール(巻長26000m、幅8000mm)を作製した。
得られたマスターロールから二軸配向ポリエステルフィルムを巻出し、直径6インチ(152.2mm)の巻芯に、2200mm幅でスリットしながら、コンタクトロールでフィルムロールに面圧と、2軸ターレットワインダーでフィルムに張力をかけながら、フィルムロールを巻き取った。得られたフィルムの原料組成および製膜条件、得られたフィルムの物性及び評価結果を表2に示す。フィルムの評価はチルロールに接触した側のA層表面で行った。
また、スタティックマークやスタティックマーク放電痕などの帯電による品質不良が少ないため、コートや蒸着などの二次加工後の性能に優れ、且つ重合触媒としてアンチモン化合物を使用していないポリエステル樹脂を用いることにより、重金属を含んでいないため廃棄の際などの環境負荷に配慮されており、衛生性や印刷性に優れたポリエステルフィルムであり、巻き長の長い長尺のフィルムロールであっても長手方向の物性のバラつきが少ない二軸配向ポリエステルフィルム及びその製造方法を提供することが可能となった。
したがって、食品包装用途として、衛生性に優れ、特にガスバリア性を有するフィルムへの用途において有用であり、産業界に大きく寄与することが期待される。
Claims (10)
- 粒子を含むポリエステル樹脂組成物からなる二軸配向ポリエステルフィルムであって、少なくとも一方の面が下記要件(1)~(4)をすべて満たす二軸配向ポリエステルフィルム。
(1)面積4×10-12m2あたりの高さ3nm未満の微細突起数が250ケ以上600ケ以下である。
(2)面積4×10-12m2あたりの高さ3nm以上の微細突起数が300ケ以上600ケ以下である。
(3)算術平均高さSaが0.010μm以上0.025μm以下である。
(4)フィルム中のアンチモン含有量が10ppm以下である。 - 前記二軸配向ポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂組成物中のポリエステル樹脂が、重合触媒として、アルミニウム化合物から選択される少なくとも1種、及びリン化合物から選択される少なくとも1種を含有することを特徴とするポリエステル原料であることを特徴とする請求項1に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
- フィルム1m2当たり1mm以上の欠点数が1.0個未満であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
- 前記二軸配向ポリエステルフィルムの前記要件(1)~(4)をすべて満たす面とその反対面の動摩擦係数が0.20以上0.60以下である請求項1~3のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
- 前記二軸配向ポリエステルフィルムの前記要件(1)~(4)をすべて満たす面の濡れ張力が50mN/m以上である請求項1~4のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
- 前記二軸配向ポリエステルフィルムの外部ヘイズが1.8%以下であり、内部ヘイズが2.0%以下である請求項1~5のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
- 請求項1~6のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルムをロール状に巻き取ってなるフィルムロールであって、フィルム長手方向にフィルムロールの表層から巻き芯まで1000m毎にサンプリングした時の面積4×10-12m2あたりの高さ3nm未満の微細突起数、及び面積4×10-12m2あたりの高さ3nm以上の微細突起数のバラつきがいずれも40%以下であることを特徴とする、二軸配向ポリエステルフィルムロール。
(バラつきは、最大値をXmax、最小値をXmin、平均値をXaveとしたときの、下記式[1]で表される
バラつき(%)=100x(Xmax-Xmin)/Xave・・・[1]) - フィルム長手方向にフィルムロールの表層から巻き芯まで1000m毎にサンプリングした時の算術平均高さSaのバラつきが40%以下であることを特徴とする、請求項7に記載の二軸配向ポリエステルフィルムロール。
(バラつきは、算術平均高さSaの最大値をXmax、最小値をXmin、平均値をXaveとしたときの、下記式[2]で表される。
バラつき(%)=100x(Xmax-Xmin)/Xave・・・[2]) - 二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法であって、ポリエステル原料樹脂の溶融押出し工程、及び二軸延伸工程を含んでなり、前記ポリエステル原料樹脂の溶融押出し工程において、ホッパーに上方から前記重合触媒としてアンチモン化合物を使用していないポリエステル樹脂の原料樹脂チップを供給すると共に、ホッパー内であって押出機直上に出口を有する配管を通じて前記粒子を含む重合触媒としてアンチモン化合物を使用していないポリエステル樹脂組成物の原料樹脂チップを供給して、両チップを混合し、溶融押し出しする工程を有することを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載のポリエステルフィルムの製造方法。
- 二軸配向ポリエステルフィルムロールの製造方法であって、ポリエステル原料樹脂の溶融押出し工程、二軸延伸工程、及び二軸延伸後のフィルムをロール状に巻き取る工程を含んでなり、前記ポリエステル原料樹脂の溶融押出し工程において、ホッパーに上方から前記重合触媒としてアンチモン化合物を使用していないポリエステル樹脂の原料樹脂チップを供給すると共に、ホッパー内であって押出機直上に出口を有する配管を通じて前記粒子を含む重合触媒としてアンチモン化合物を使用していないポリエステル樹脂組成物の原料樹脂チップを供給して、両チップを混合し、溶融押し出しする工程を有することを特徴とする請求項7又は8のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルムロールの製造方法。
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