JP4501186B2

JP4501186B2 - 窓貼り用二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム

Info

Publication number: JP4501186B2
Application number: JP29922799A
Authority: JP
Inventors: 直横田; 郁夫萩原; 隆角谷
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2019-10-21
Also published as: JP2001113593A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低ヘイズで且つ高い衝撃吸収エネルギーを有した窓貼り用二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
屋外からの紫外線遮断、断熱効果、防爆性向上等の目的で、窓にフィルムを貼ることが知られている。近年、大地震や爆弾テロ等の対策のため、窓の防爆性を向上させる必要が増しており、そのため、フィルムに窓が割れるときの衝撃を従来以上に吸収させ、窓の破片飛散を抑える防爆性の向上が求められている。この防爆性を向上させるためには、フィルム全体の衝撃吸収エネルギーを高めればよく、フィルムを厚くすればよい。
【０００３】
しかしながら、単にフィルムの厚みを厚くすると、透明性が低下するという問題が生じる。このため、防爆性と透明性の両者に優れた窓貼り用フィルムの実現は従来困難であった。
【０００４】
また、高い透明性と高い衝撃吸収エネルギーを有するフィルムを必要としている用途として、包装用途が挙げられる。外観、内容物を見えやすくするためや、印刷時にピッチを合わせるためなどの目的で、透明性の高いフィルムが望まれている。しかし、透明性を高くするためにフィルム厚を薄くしてしまうと、印刷やヒートシール工程、運搬時などに、装置の鋭利な部分に接触したときに破れやすくなってしまう等の加工性が低下するという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、高い透明性を維持しながら、フィルムを厚くせずに高い衝撃吸収エネルギーを有する窓貼り用二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、フィラーを含まないポリエチレンテレフタレートからなる主層の両面に、粒子を含有したポリエチレンテレフタレートからなる層を有したポリエチレンテレフタレートフィルムであって、下式（１）を満たし、且つフィルムヘイズが０．７％以下である窓貼り用二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムとすることによって達成することができる。
【０００７】
Ｅ／ｔ≧ ０．５ ……式（１）
Ｅ：フィルムの衝撃吸収エネルギー（ｋｇｆ・ｃｍ）
ｔ：フィルム厚さ（μｍ）
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、本発明のフィルムの原料、形態などについて説明する。
【０００９】
本発明の窓貼り用二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムは、テレフタル酸とエチレングリコールを重合して得られるポリエチレンテレフタレートを、必要に応じて乾燥し、従来から知られている溶融押出し機に供給し、スリット状のダイからシート状に押出し、静電印加などの方式によりキャスティングドラムに密着、冷却固化して未延伸シートとした後、二方向に延伸、熱処理したフィルムである。
【００１１】
本発明では、機械的強度、耐候性や耐化学薬品性、透明性などを考慮し、ジカルボン酸にテレフタル酸を、グリコールにエチレングリコールを用いる。また、重合時の触媒として、アルカリ土類金属化合物、マンガン化合物、コバルト化合物、アルミニウム化合物、アンチモン化合物、チタン化合物、ゲルマニウム化合物などを使用することが好ましい。また、これらのジカルボン酸類、グリコール類、触媒は、それぞれ２種以上を併用してもよい。
【００１２】
本発明においては、耐熱性や機械強度、寸法安定性等の点から、二軸延伸することが必要である。延伸方法としては、長手方向に延伸した後、幅方向に延伸する逐次二軸延伸方法や、長手方向、幅方向をほぼ同時に延伸する同時二軸延伸延伸方法などが用いられる。また、延伸後等で熱処理を行うことが好ましく、熱処理はオーブン中、加熱されたロール上等の任意の方法で行うことができる。
【００１３】
本発明における衝撃吸収エネルギーとは、フィルムに衝撃（インパクト）を与えて破裂させるときにフィルムが吸収したエネルギーである。この値が大きいフィルムを窓に貼ることで、窓に物体が衝突するときのエネルギーを吸収して窓を割れにくくし、また、窓が割れた後の破片の飛散を抑えることが可能になる。
【００１４】
一般に、フィルムが厚いほど衝撃吸収エネルギーは大きくなるが、厚いフィルムはヘイズが高くなり、透明性を低下せしめてしまう。
【００１５】
本発明者らは、鋭意検討の結果、単位厚み当たりの衝撃吸収エネルギーＥ／ｔ（ただし、Ｅ：フィルムの衝撃吸収エネルギー（ｋｇｆ・ｃｍ）、ｔ：フィルム厚さ（μｍ））を特定の値以上とすることにより、同じ厚みの従来のフィルムに比べて優れた防爆性を発現させることを見い出したものである。
【００１６】
すなわち、本発明における単位厚みあたりの衝撃吸収エネルギーは０．５以上が必要であり、好ましくは０．６以上、更に好ましくは０．７以上である。０．５未満では、充分な防爆性、耐衝撃性を得ることが困難である。
【００１７】
その手段として、フィルムの面配向係数を０．１０〜０．１６にすることが挙げられる。フィルムの衝撃吸収エネルギーは面配向係数と相関がある。面配向係数が０．１０より小さい値だと、フィルムが脆くなりすぎてしまい、０．１６より大きいと弾力性が小さくなる。そのため、その中間である０．１０〜０．１６の場合に、好ましくは０．１１〜０．１５の場合に、更に好ましくは０．１２〜０．１４の場合にフィルムの吸収エネルギーは割高となる。
【００１８】
本発明における透明性の指標としてヘイズが有用であり、透明性が必要な用途では、この値が０．７％以下であるとよい。フィルムのヘイズはフィルムの厚さ、フィルムに添加する粒子の濃度等に依存する。この値を達成するには、単膜の場合、添加する粒子は０．５重量％以下が好ましく、より好ましくは０．１重量％以下である。また、共押出しやコーティング等による複合フィルムの場合、主層に加える粒子は０．５重量％以下が好ましく、より好ましくは０．１重量％以下、特に好ましくは実質無粒子であり、副層に加える粒子は０〜３．０重量％が好ましく、より好ましくは０〜１．０重量％である。粒子の平均粒径は、０．０１〜３．５μｍが好ましく、より好ましくは０．０２〜３．０μｍ、特に好ましくは０．０２〜２．５μｍである。添加する粒子としては、各種の添加剤、例えば、耐熱安定剤、耐酸化安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、易滑剤としてポリイミド、ポリアミドイミド、ポリメチルメタクリレート、ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、架橋ポリスチレンなどの有機微粒子、同じく、湿式および乾式シリカ、コロイダルシリカ、ケイ酸アルミニウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ、マイカ、カオリン、クレーなどの無機微粒子などが使用できる。
【００１９】
フィルムの厚みは、特に限定されないが、窓貼り時や製袋時などの取り扱い性や加工性を考慮すると、５〜２００μｍが好ましく、より好ましくは１０〜１００μｍ、特に好ましくは、２０〜５０μｍである。また、本発明のフィルムは、接着性や易滑性等に優れた層を少なくとも片面に積層した複合構成フィルムであることが好ましい。
【００２０】
積層は、共押出し法、インラインコーティング法、オフラインコーティング法などが挙げられるが、特に生産性の点から、共押出し法、インラインコーティング法が好ましい。構成としては、主層（Ａ）と副層（Ｂ、Ｃ）が、Ａ／Ｂ、Ｂ／Ａ／Ｂ、Ｂ／Ａ／Ｃ、Ｃ／Ｂ／Ａ／Ｂ／Ｃなどであることが可能である。さらには、接着性を向上せしめるために、フィルム表面にコロナ処理を施しても構わない。
【００２１】
本発明のポリエチレンテレフタレートフィルムにおいては、延伸前予熱温度および延伸温度を好ましくは１００℃〜１３０℃、より好ましくは１１０℃〜１２０℃に、延伸倍率を好ましくは１．８〜３．２倍、より好ましくは２．０〜３．０倍に、延伸後の熱固定温度を好ましくは２００℃以下、より好ましくは１９０℃以下にすれば、該フィルムの面配向係数が０．１０〜０．１６となり、その結果、単位厚み当たりの衝撃吸収エネルギーＥ／ｔ（ただし、Ｅ：フィルムの衝撃吸収エネルギー（ｋｇｆ・ｃｍ）、ｔ：フィルム厚さ（μｍ））が０．５以上という、従来値０．４以下に比べて高い値を有し、且つフィルムヘイズが０．７％以下となることを見いだした。但し、この方法は、あくまで一例であって、本発明は、例えば、上に示すような方法によって、フィルムを厚くせず低ヘイズ（０．７％以下）ながら、高い衝撃吸収エネルギーを有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを提供することにその技術的思想の中核がある。
【００２２】
なお、本発明における評価基準は、次の通りである。
（１）衝撃吸収エネルギー
東洋精機製、フィルムインパクトテスターを使用し、ＪＩＳ−Ｐ−８１３４に準じて該値を測定した。なお、テスターのアームの先端には、底面の直径が１１ｍｍ、高さが１８ｍｍである円錐状の真鍮を取り付けた。
（２）フィルムヘイズ
スガ試験器製、ヘイズメーターを使用し、ＪＩＳ−Ｋ−７１０５に従ってフィルムの拡散透過率（Ｔｄ）および全光線透過率（Ｔｔ）を測定し、式（２）によって該値を求めた。
【００２３】
ヘイズ（％）＝Ｔｔ／Ｔｄ×１００……式（２）
（３）面配向係数
アタゴ製、アッベ屈折計を使用し、ＪＩＳ−Ｋ−７１０５に従ってフィルムの複屈折率を測定し、式（３）によって該値を求めた。
【００２４】
面配向係数（ｆｎ）＝（ｎＭＤ＋ｎＴＤ）／２−ｎＺＤ……式（３）
（ｎＭＤ、ｎＴＤ、ｎＺＤ；それぞれ、フィルムの長手方向、幅方向、垂直方向の屈折率である。）
（４）衝撃による窓ガラス破片の飛散防止実験
ＡＮＳＩ規格（米国建築安全ガラス規格）に従った。すなわち、４５．５ｋｇのインパクターを落下高３０．５ｃｍ、４５．７ｃｍから速度２．４５ｍ／ｓｅｃ、２．９９ｍ／ｓｅｃで落下させて破片の飛散状態を測定した。
【００２５】
破片の落下（飛散）割合が、６割以上の場合を×、６〜３割の場合を△、３〜１割の場合を○、１割以下の場合を◎とした。
【００２６】
【実施例】
以下に示す実施例は一例であり、これに限定されるものではない。
実施例１、２
フィラーを含まないポリエチレンテレフタレートを２９０℃で溶融押出し、静電印加された２０℃のキャストドラム上にキャストし無延伸シートとした後、これを１１５℃で予熱し、この温度にてロール延伸で長手方向に３．０倍延伸した。この後、フィルムの両面に易滑剤（粒径０．３μｍのコロイダルシリカ０．０３重量％）を塗布した後、１２０℃で幅方向に３．０倍延伸し、１９０℃で熱処理した。
【００２７】
これにより、易滑剤層０．２μｍが積層された、ポリエチレンテレフタレートをベースとする１２μｍ（実施例１）、および２５μｍ（実施例２）の複合フィルムを得た。表１の通り、式（１）の値は、実施例１が０．５６、実施例２が０．６３であり、且つフィルムヘイズ値は、実施例１が０．４、実施例２が０．７であった。
実施例３
フィラーを含まないポリエチレンテレフタレートを主層、平均粒径０．８μｍの炭酸カルシウム微粒子を０．０８重量％含むポリエチレンテレフタレートを副層とし、副層：主層：副層の比が１：１８：１になるように２９０℃で溶融共押出し、静電印加された２０℃のキャストドラム上にキャストし無延伸シートとした後、これを１１５℃で予熱し、この温度にてロール延伸で長手方向に２．８倍延伸した。この後、１１５℃で幅方向に２．８倍延伸し、１８５℃で熱処理して２５μｍの複合フィルムを得た。表１の通り、式（１）の値は０．８１であり、且つフィルムヘイズ値は０．７であった。
比較例１、２
フィラーを含まないポリエチレンテレフタレートを２９０℃で溶融押出し、静電印加された２０℃のキャストドラム上にキャストし無延伸シートとした後、これを９０℃で予熱し、１２０℃にてロール延伸で長手方向に３．５倍延伸した。この後、フィルムの両面に易滑剤（粒径０．３μｍのコロイダルシリカ０．０３重量％）を塗布し、続いて、９５℃で予熱した後、１００℃にて幅方向に３．６倍延伸し、２２０℃で熱処理した。更に１５０℃にて幅方向に６．０％リラックスさせた。得られた厚さ１２μｍ（比較例１）および２５μｍ（比較例２）のフィルムヘイズと衝撃吸収エネルギーは、表１の通り、式（１）の値は、比較例１が０．３１、比較例２が０．３７であり、且つフィルムヘイズ値は、比較例１が０．４、比較例２が０．８であった。
比較例３
フィラーを含まないポリエチレンテレフタレートを主層、平均粒径０．８μｍの炭酸カルシウム微粒子を０．０８重量％含むポリエチレンテレフタレートを副層とし、副層：主層：副層の比が１：１８：１になるように２９０℃で溶融共押出し、後は比較例１と同様にして、２５μｍの複合フィルムを得た。得られたフィルムのヘイズと衝撃吸収エネルギーは、表１の通り、フィルムヘイズは１．０であったが、式（１）の値は０．４１程度であった。
比較例４、５
フィラーを含まないポリエチレンテレフタレートを２９０℃で溶融押出し、静電印加された２０℃のキャストドラム上にキャストし無延伸シートとした後、これを１２０℃で予熱し、１３５℃にてロール延伸で長手方向に１．５倍延伸した。続いて、１２０℃で予熱した後、１３５℃にて幅方向に１．５倍延伸し、１８０℃で熱処理した。得られた厚さ１２μｍ（比較例４）および２５μｍ（比較例５）のフィルムヘイズと衝撃吸収エネルギーは、表１の通り、式（１）の値は、比較例４が０．４２、比較例５が０．４２であり、且つフィルムヘイズ値は、比較例４が０．６、比較例５が１．２であった。
【００２８】
実施例１、２、３のフィルムは、同じ厚みの比較例１、２、３、４、５のフィルムと比べて高い衝撃吸収エネルギーを有することがわかった。実施例１、２、３及び比較例１、２、３、４、５のフィルムを窓用ガラスに貼り、衝撃による飛散防止の実験を行った結果を表１に示す。比較例１、２、３、４、５のフィルムを貼ったガラスより、実施例１、２、３のフィルムを貼ったガラスは、同じフィルム厚さで比べると、高い防爆効果を示した。
【００２９】
【発明の効果】
本発明により、窓貼り用フィルムに高い透明性と高い破裂強度を共存させることが可能になり、結果、窓の明視性を損なわずに、窓の防爆性を向上することができた。
【００３０】
【表１】

【００３１】
なお、表中の記号は、次の通りである。
【００３２】
Ｅ：フィルムの衝撃吸収エネルギー（ｋｇｆ・ｃｍ）
ｔ：フィルム厚さ（μｍ）

Claims

フィラーを含まないポリエチレンテレフタレートからなる主層の両面に、粒子を含有したポリエチレンテレフタレートからなる層を有したポリエチレンテレフタレートフィルムであって、下式（１）を満たし、且つフィルムヘイズが０．７％以下である窓貼り用二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム。
Ｅ／ｔ≧０．５・・・・・式（１）
Ｅ：フィルムの衝撃吸収エネルギー（ｋｇｆ・ｃｍ）
ｔ：フィルム厚さ（μｍ）
面配向係数が、０．１０〜０．１６である請求項１に記載の窓貼り用二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム。