JP2002309014A

JP2002309014A - 艶消しポリエステルフィルムおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2002309014A
Application number: JP2001113898A
Authority: JP
Inventors: Gen Hayashi; 玄林; Akiharu Fujita; 昭春藤田; Yasuhiko Shingu; 康彦新宮
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】不活性無機粒子を含有させた艶消しポリエステ
ルフィルムは、凸部または凹部の連続的なスジが存在し
やすかった。本発明は、このような従来技術の欠点を解
消するためのものであり、フィルムの光沢度が艶消しフ
ィルムとして好適であり、かつ口金スジ欠点の少ないポ
リエステルフィルムを提供するにある。【解決手段】不活性無機粒子を０．０５〜１０．０重量
％含有し、リン化合物をリン元素として４０〜１００ｐ
ｐｍ、アンチモン化合物をアンチモン元素として１００
〜３００ｐｐｍそれぞれ含有し、アンチモン元素とリン
元素のモル比（Ｓｂ／Ｐ）が０．５〜１．０であり、か
つ濾過性試験での濾圧上昇が８０ｋｇ／ｃｍ²以下であ
り、光沢度が４５％以下である艶消しポリエステルフィ
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、艶消しポリエステ
ルフィルムに関するものであり、さらに詳しくは、トレ
ーシングペーパー、ラベル、スタンピングホイル、金銀
糸等の用途に用いられる光沢特性に優れ、口金スジ欠点
の少ない艶消しポリエステルフィルムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル、特にポリエチレンテレフ
タレートの二軸配向フィルムは、機械的，電気的，熱
的，化学的に優れた性質を有している。

【０００３】このようなポリエステルフィルムの中で、
特に、艶消しポリエステルフィルムは離型性、印刷性美
観等が優れているため、それを利用して、トレーシング
ペーパー、ラベル、スタンピングホイル、金銀糸などに
用いられている。

【０００４】従来、艶消しポリエステルフィルムとして
は、ポリエステルフィルム中に適当な粒子を含有させ、
該粒子によってフィルム表面に適度の凹凸を与えた艶消
しポリエステルフィルムが提案されている。かかるポリ
エステルフィルム中に粒子を含有させる方法としては、
ポリエステルの重合時、ポリエステルフィルム製膜（押
出）工程時に無機粒子を添加する方法（以下、外部粒子
添加法という）が提案されている。

【０００５】特開平６−６５４７８号公報には、平均粒
径０．０１〜５．０μｍ、見掛比重０．３５ｇ／ｃｍ³
以上、吸油量９０ml／１００ｇ以下である不活性無機粒
子をポリエステルに対して０．０００５〜５．０重量％
添加してなるポリエステルフィルムが開示されている。
しかし、吸油量が９０ml／１００ｇ以下では、光沢度が
大きすぎ、艶消しポリエステルフィルムとしての特性が
十分ではなかった。

【０００６】一方、特開平１１−３２２９７３号公報に
は、平均粒子径が１．０〜１０μｍ、細孔容積が０．１
〜１．０ｍｌ／ｇ、平均細孔径０．０５〜１００ｎｍか
つ吸油量が２００ｍｌ／１００ｇ以下であり、実質的に
単核からなる多孔性シリカ微粒子を０．００５〜２０重
量％含有する透明蒸着用ポリエステルフィルムが開示さ
れている。しかしながら、該公知例では、実質的に単核
からなる多孔性シリカ微粒子を用いた場合は、フィルム
が透明で表面が平滑となるので、光沢度を４５％以下に
することが出来なかった。特開昭５６−８８４２６号公
報では、平均粒径が１０μｍ以下の酸化ケイ素およびリ
ン化合物０．１〜２モル％（対酸化ケイ素）を含むエチ
レングリコールのスラリーをポリエステルの反応系に添
加することによって、艶消しポリエステルを得ることが
開示されている。この特開昭５６−８８４２６号公報に
記載の方法は、製膜時の濾圧上昇に対する効果が大きい
が、該公知例では、アンチモンの量、アンチモン元素と
リン元素のモル比について配慮されていないため、ポリ
マーの増粘、粒子の凝集等による口金スジの発生が避け
られなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、外部粒
子添加法によるポリエステルフィルムについては、製膜
時のＴダイによるフィルム表面上に、フィルムの押出し
方向に凸部又は凹部の連続的なスジが存在しやすかっ
た。この凸部、凹部は口金スジ欠点と呼ばれ、艶消し用
途フィルムにとっては、大きな欠点となる。特に、艶消
し用途のフィルム表面に金属を蒸着する場合は、この欠
点が見えやすくなるので、問題であった。

【０００８】本発明は、上記のような従来技術の欠点を
解消するためのものであり、フィルムの光沢度が艶消し
フィルムとして好適であり、かつ口金スジ欠点の少ない
ポリエステルフィルムを提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、不活性無
機粒子を０．０５〜１０．０重量％含有し、リン化合物
をリン元素として４０〜１００ｐｐｍ、アンチモン化合
物をアンチモン元素として１００〜３００ｐｐｍそれぞ
れ含有し、アンチモン元素とリン元素のモル比（Ｓｂ／
Ｐ）が０．５〜１．０であり、かつ濾過性試験での濾圧
上昇が８０ｋｇ／ｃｍ²以下であり、光沢度が４５％以
下である艶消しポリエステルフィルムによって達成され
る。

【００１０】そしてその艶消しポリエステルフィルムの
好適な製造方法は、平均粒径が５μｍ以下、吸油量が１
８０〜２３０ｍｌ／１００ｇの不活性無機粒子を、ポリ
エステルに対し０．０５〜１０．０重量％添加し、かつ
ポリエステル組成物中のリン化合物をリン元素として４
０〜１００ｐｐｍ、アンチモン化合物をアンチモン元素
として１００〜３００ｐｐｍ、アンチモン元素とリン元
素のモル比（Ｓｂ／Ｐ）を０．５〜１．０とすることを
特徴とするポリエステルの製造方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明におけるポリエステルと
は、ジカルボン酸成分とジオール成分から縮重合させて
得られるエステル結合を有した高分子化合物であり、ジ
カルボン酸成分としては、テレフタル酸，フタル酸，イ
ソフタル酸，アジピン酸，セバシン酸，ナフタレンジカ
ルボン酸等があり、またジオール成分としては、エチレ
ングリコール，ジエチレングリコール，ポリエチレング
リコール，ネオペンチルグリコール，ブタンジオール，
シクロヘキサンジメタノール等があり、代表的なポリエ
ステルとしては、ポリエ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が挙げ
られる。

【００１２】これらのポリエステルは、ホモポリエステ
ルであってもよく、コポリエステルであってもよい。コ
ポリエステルの場合、ポリエステルの繰り返し単位の２
０モル％以下で第三成分を共重合させたものが好まし
い。

【００１３】また、ポリエステルに対し２０重量％以下
で他のポリマーを添加、ブレンドしたポリエステルであ
ってもよい。

【００１４】もちろんポリエステルに、通常用いられる
添加剤、例えば、熱安定剤，酸化防止剤，着色剤，帯電
防止剤，紫外線吸収剤等が含有されていてもよい。

【００１５】本発明における不活性無機粒子は、合成品
であっても天然鉱物であってもよい。代表的なものとし
ては、炭酸カルシウム，シリカ，ケイ酸アルミニウム，
酸化アルミニウム，酸化亜鉛，硫酸バリウム，酸化チタ
ン，リン酸カルシウム，タルク，カオリン等が挙げられ
るが、特に、シリカが好ましい。

【００１６】上記した不活性無機粒子は、１種類添加し
てもよいし２種類以上の粒子を適宜組み合わせて添加し
てもよい。また、不活性無機粒子は、シランカップリン
グ，チタンカップリング等の表面処理が施されたもので
あってもよい。

【００１７】また、フィルム中の不活性無機粒子の含有
量は、ポリエステルと不活性無機粒子の合計量を１００
として０．０５〜１０．０重量％、好ましくは、０．１
〜４．０重量％である。添加量が０．０５重量％未満だ
と、フィルムの艶消し性が不十分である。１０．０重量
％を超えると、粗大粒子の生成が多くなると共にフィル
ム製膜工程での濾過圧上昇が速くなる。これが、口金ス
ジを有するフィルム発生の原因になる。

【００１８】本発明においては、ポリエステルフィルム
中のリン元素の含有量は、４０〜１００ｐｐｍであるこ
とが必要であり、好ましくは５０〜７０ｐｐｍである。
リン元素の含有量が、上記の範囲量より多くなると、フ
ィルム製膜時のＴダイの汚れが発生しやすくなり、口金
スジ欠点が発生しやすくなる。また、上記の量より少な
くなると、不活性無機粒子の凝集が起きやすくなり、や
はり、口金スジ欠点が発生しやすくなる。

【００１９】アンチモン元素の含有量は、１００〜３０
０ｐｐｍであることが必要であり、好ましくは、１５０
〜２００ｐｐｍである。アンチモン元素の含有量が上記
の範囲量より多くなると、フィルム製膜時のＴダイの汚
れが激しくなり、口金スジが発生しやすくなるので、好
ましくない。また、上記の量より少なくなっても、同様
に口金スジが発生しやすくなり、好ましくない。

【００２０】アンチモン元素とリン元素のモル比（Ｓｂ
／Ｐ）は、０．５〜１．０、好ましくは０．６〜０．９
である。アンチモン元素とリン元素のモル比が１．０を
越えると、フィルム製膜時のＴダイの汚れが発生しやす
くなり、口金スジ欠点が発生しやすくなる。また、０．
５より少なくなると、不活性無機粒子の凝集が起きやす
くなり、やはり、口金スジ欠点が発生しやすくなる。

【００２１】本発明においては、ポリエステルフィルム
について濾過性試験を行ったときの濾圧上昇が８０kg/c
m²以下、好ましくは４０kg/cm²以下であることが必要で
ある。

【００２２】濾圧上昇は、フィルム中に含有される不活
性無機粒子の吸油量と粒径、アンチモン元素量、リン元
素量、アンチモン元素とリン元素のモル比をコントロー
ルすることで、濾過性試験での濾圧上昇を80ｋｇ/cm²に
することができる。次に、本発明のポリエステルフィル
ムの好適な製造方法について説明する。添加される不活
性無機粒子は、以下の条件を満足しているものである。

【００２３】まず、平均粒径は５μｍ以下、好ましくは
３〜５μmである。５μｍを超えると得られるフィルム
表面の凹凸が大きくなりすぎるため、口金スジが発生し
やすくなり、好ましくない。３〜５μmであると、艶消
し性とフィルム表面の凹凸のバランスが良好で、好まし
い。３μｍ未満では、艶消し性が不足する傾向がある。

【００２４】また、本発明の不活性微粒子は、多数の微
細な粒子が集合して粒子を形成している、いわゆる凝集
粒子であり、そのBET法による比表面積が、２００m²／g
以上である。

【００２５】本発明の不活性無機粒子は、吸油量が１８
０〜２３０ｍｌ／１００ｇであり、好ましくは２００〜
２２５ｍｌ／１００ｇである。吸油量が２３０ｍｌ／１
００ｇを越えると、口金スジが発生しやすくなる。ま
た、吸油量が１８０ｍｌ／１００ｇ未満であっても、や
はり口金スジが発生しやすくなる。

【００２６】本発明においては、ポリエステルに添加さ
れるリン化合物としては、リン酸、亜リン酸、トリメチ
ルフォスフェート、トリエチルフォスフォノアセテート
等が好ましく用いられるが、特にリン酸が好ましい。

【００２７】本発明においてポリエステルフィルムの一
般に使用される厚さは、好ましくは４．５〜１５０μ
ｍ、特に好ましくは９〜１００μｍである。

【００２８】本発明においては、フィルムは延伸処理を
行うが、その前に予熱処理を行なうことが好ましい。ポ
リエステルフィルムの予熱処理は、ポリエステルがポリ
エチレンテレフタレートの場合、９０〜１３０℃で１〜
２０秒間行なうのが好ましい。その後の延伸処理は、温
度６０〜１４０℃、好ましくは９０〜１２５℃で縦方向
に２．０〜５．０倍、好ましくは３．０〜４．０倍延伸
し、次いで横方向に温度６０〜１５０℃、好ましくは９
０〜１４０℃で２．０〜５．０倍、好ましくは３．０〜
４．０倍延伸するのが好ましい。なお、縦横延伸後の面
積倍率は２０倍以下であることが望ましい。

【００２９】さらに、一方向の延伸は２段以上の多段で
行なう方法を用いることもできるが、その場合も最終的
な延伸倍率が前記した範囲内にあり、また、２段目延伸
後中間熱処理をしてから、再度１段目と同じ方向および
／または２段目と同じ方向に延伸してもよい。

【００３０】延伸後の熱固定処理は最終延伸温度より高
く融点以下の温度で１〜３０秒行なうのが好ましい。例
えばポリエチレンテレフタレートフィルムでは１５０〜
２５０℃で２〜３０秒熱固定するのが好ましい。その
際、２０％以内の制限収縮もしくは伸長、または定長下
で行ない、また２段以上で行なってもよい。

【００３１】また、本発明におけるフィルムは単層フィ
ルムでもよいし、表層に、該粒子が含有されている積層
フィルムでもよい。

【００３２】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。なお、実施例で用いた主な物性値は以下に述べる
方法で測定した。（１）不活性粒子の平均粒径ポリエステルに添加する前の粒子について、島津製作所
SALD-2000を用いて、水中で測定した。尚、測定前に、
２０秒間、超音波で分散した。（２）フィルム中の不活性粒子の含有量、リン元素の含
有量、アンチモン元素の含有量蛍光X線装置株式会社リガク製、３２７０Ｅ１を用い
て、予め作成した検量線によって定量した。（３）濾過性試験での濾圧上昇フィルムを、直径60cm、固定刃と回転翼の間隔5mm、回
転翼の回転速度600rpmのヘンシェル型ミキサーに投入
し、フィルムが粒状化したところで、水をフィルムに対
し、10重量部投入して、粒状化し、ペレットにする。

【００３３】このペレットを、140℃で8時間、133Pa以
下の真空下で乾燥する。

【００３４】乾燥したペレットを、単軸の押出機を用い
て、このペレットを、渡辺製作所製のX4型２０μｍダイ
ナロイフィルター（濾過面積４．５ｃｍ²）を用いて、
ポリマー温度３００℃、通過量１０ｇ／分で濾過を行
い、フィルターの１次圧と２次圧の差を測定する。濾過
開始から、不活性無機粒子の通過量として９ｇおよび７
２ｇの時点の差圧を記録する。この差圧を本発明におい
て、濾過性試験での濾圧上昇と定義する。（４）吸油量不活性無機粒子の吸油量は、ＪＩＳＫ−５１０１−１
９に準拠し、アマニ油により測定した。（５）フィルムの極限粘度２５℃のＯ−クロロフェノール中で測定する。

【００３５】本発明で得られる効果は、次の基準により
判断した。（６）艶消し効果ＪＩＳＺ８７４１により光沢度で示し、その値が６０度
鏡面光沢４５％以下であれば本発明の目的とするフィル
ムとする。また、４０％以下なら特に良好とする。（７）粒子の比表面積試料０．１０ｇを秤量し、柴田科学製ＳＡ−１０００表
面積測定装置により、測定する。（８）口金スジ欠点フィルムを製膜する前に、口金全域にわたって、付着し
たポリマー、ポリマーの劣化物などを除去する。フィル
ムを製膜し２００００ｍに渡って製膜し、目視観察す
る。口金汚れなどに起因する、長手方向に発生するフィ
ルム表面のスジ状欠点の数を数え、２本以内であれば、
良好とする。また、０本であれば、特に良好である。

【００３６】実施例１ジメチルテレフタレート１００重量部、エチレングリコ
ール７０重量部およびエステル交換触媒として酢酸マン
ガン０．０６重量部、三酸化アンチモン０．０４３部を
加え、１４０〜２２０℃の間でほぼ理論量のメタノール
を溜出させ、エステル交換反応を終了させた。次いで、
系内に平均粒径が３．５μｍ、吸油量が２１０ml/１０
０ｇの凝集シリカ(BET法による比表面積が、３００m²
／ｇのもの)を、２重量部およびリン酸を０．０２７重
量％（対二酸化ケイ素）を、エチレングリコールスラリ
ー（シリカ濃度は１０重量％）として、添加した。次い
で系内を３０分で徐々に減圧、１mmＨｇとし、２９０℃
で撹拌所要動力４．０kg・ｃｍでポリマーの極限粘度が
０．６０５になるまで重縮合反応を行った。このポリマ
ーを、１８０℃×３mmHgで２４時間乾燥し、９０mmの押
出機で７ｍ²の１５μｍ、９８％カットポーラスメタル
フィルターを通過させた後、シート状にＴダイから５０
０ｋｇ／ｈｒで押出し、縦に１００℃で３．０倍、横１
４０℃で３．５倍に延伸した。

【００３７】このフィルム中の粒子含有量は２．０重量
%、リン含有量６０ｐｐｍ、アンチモン含有量１８０ｐ
ｐｍ、アンチモン元素とリン元素のモル比は０．８であ
り、そして濾過性試験結果は２０ｋｇ／ｃｍ²であり、
本発明の条件を満たしていた。

【００３８】このフィルムの光沢度は３２%、口金スジ
欠点は２００００ｍにわたって存在せず、ともに良好で
あった。結果は、表１にまとめた。実施例２〜１２実施例１と同様に、各条件を変更して実施した。各結果
は表１にまとめた。実施例２は、添加する粒子の平均粒
径を変更したものであるが、光沢度が42%で実施例1より
若干高かった。

【００３９】実施例３、４は、粒子の吸油量を変更した
ものであるが、光沢度は良好であったが、口金スジが、
実施例1より若干多かった。

【００４０】実施例５は、粒子の添加量を、実施例１よ
り少なくしたものであるが、口金スジは良好であった
が、光沢度が若干低かった。

【００４１】実施例６は、粒子の添加量を、実施例１よ
り多くしたものであるが、光沢度は良好であったが、口
金スジが若干多かった。

【００４２】実施例７〜１２は、実施例１のアンチモン
残存量、リン残存量、アンチモン元素とリン元素のモル
比を変更した例である。光沢度は良好であったが、口金
スジが若干多かった。比較例１〜１１比較例１〜１１は、実施例１と同様に、ただし、各条件
を変更して実施した。各結果は表２にまとめた。

【００４３】比較例１は、粒子の粒径が請求の範囲外の
ものを使用した。光沢度は良好であったが、口金スジが
多発し、フィルムとして使用できなかった。

【００４４】比較例２、３は、吸油量が請求の範囲外の
ものを使用した。光沢度は良好であったが、口金スジが
多発し、フィルムとして使用できなかった。

【００４５】比較例４は、粒子の添加量を請求の範囲外
に少なくした。光沢度は良好であったが、光沢度が高
く、フィルムとして使用できなかった。

【００４６】比較例５は、粒子の添加量を請求の範囲外
に多くした。光沢度は良好であったが、口金スジが多発
し、フィルムとして使用できなかった。

【００４７】比較例６〜11は、アンチモン残存量、リン
残存量、アンチモン元素とリン元素のモル比を請求の範
囲とした例である。光沢度は良好であったが、いずれも
口金スジが多発し、フィルムとして使用できなかった。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表2】

【００５０】

【発明の効果】本発明は、艶消しフィルムとして良好な
特性を有するフィルムであって、口金スジ欠点が少ない
艶消しポリエステルフィルムを提供するものである。こ
の艶消しポリエステルフィルムは、その優れた離型性、
印刷性美観等を利用して、トレーシングペーパー、ラベ
ル、スタンピングホイル、金銀糸などに特に好ましく用
いることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新宮康彦岐阜県安八郡神戸町大字安次900番地の１東レ株式会社岐阜工場内Ｆターム(参考） 4F071 AA43 AB11 AB18 AB21 AB24 AB25 AB26 4J002 CF061 CF081 DA057 DA116 DE106 DE136 DE146 DE236 DG046 DH046 DJ006 DJ016 DJ046

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不活性無機粒子を０．０５〜１０．０重量
％含有し、リン化合物をリン元素として４０〜１００ｐ
ｐｍ、アンチモン化合物をアンチモン元素として１００
〜３００ｐｐｍそれぞれ含有し、アンチモン元素とリン
元素のモル比（Ｓｂ／Ｐ）が０．５〜１．０であり、か
つ濾過性試験での濾圧上昇が８０ｋｇ／ｃｍ²以下であ
り、光沢度が４５％以下である艶消しポリエステルフィ
ルム。
【請求項２】平均粒径が５μｍ以下、吸油量が１８０
〜２３０ｍｌ／１００ｇの不活性無機粒子を、ポリエス
テルに対し０．０５〜１０．０重量％添加し、かつポリ
エステル組成物中のリン化合物をリン元素として４０〜
１００ｐｐｍ、アンチモン化合物をアンチモン元素とし
て１００〜３００ｐｐｍ、アンチモン元素とリン元素の
モル比（Ｓｂ／Ｐ）を０．５〜１．０とすることを特徴
とするポリエステルの製造方法。