JPH0739497B2

JPH0739497B2 - ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JPH0739497B2
Application number: JP1276249A
Authority: JP
Inventors: 研二綱島; 精三青木; 克俊宮川
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-10-23
Publication date: 1995-05-01
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH03178421A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は熱寸法安定性のよい低比重の白色ポリエステル
フィルムに関するものである。更に詳しくはビデオプリ
ンター用受容紙、バーコードプリンター用受容紙、マッ
チプリント用受容紙などの受容紙、複写用紙、印画紙、
ポスター、ラベル、カード、宅配便伝票、表示板、白
板、などの基材および面発光体などの反射板として用い
られるクッション性の高い白色ポリエステルフィルムに
関するものである。

［従来技術］ポリエステルに二酸化チタンや炭酸カルシウムなどを多
量に添加して白色性ポリエステルフィルムを得ることは
よく知られている。また、ポリエステルにポリプロピレ
ンを添加して白色性ポリエステルフィルムを得ることも
よく知られている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、ポリエステルに多量の二酸化チタンや炭酸カル
シウムなどの無機物を添加して得られるフィルムは、白
色性は付与できるが、低比重化が出来ずフィルム自体が
硬くなり、ゴワゴワした感じになり、用途によっては問
題となることがある。また、ポリプロピレンを添加した
場合は、無機物を添加した場合に比べれば、フィルム自
身の硬さは多少とも緩和されるが、熱寸法安定性が悪い
のみならず紙などに比べればソフト性、柔軟性に劣るば
かりか、白色性にも劣るという欠点がある。すなわち低
比重で熱寸法安定性に優れたポリエステルフィルムは存
在しなかった。

［課題を解決するための手段］本発明は、熱寸法安定性、白色性が高く、しかも低比重
でソフト性・柔軟性にも優れたポリエステルフィルムを
得るために次の構成、すなわち、ポリエステルに非相溶
ポリマーおよび低比重化剤を含んでなり、150℃の熱収
縮率が２％未満であって比重が0.95以下であり、色差計
によって求めた色調ｂ値が−３以下であることを特徴と
するポリエステルフィルムに関するものである。

ポリエステルフィルムの比重は0.95以下、好ましくは0.
90以下、さらに好ましくは0.80以下である。0.95より大
きいとフィルムにソフト感、柔軟性が付与されないため
である。柔軟性は、たとえばビデオプリンター用などの
受容紙として用いるときの感熱記録ヘッドの押圧を低下
させても鮮明に画像を転写させることができるために必
要な事項である。もちろん、手に触れた時の感触も重要
な要素である。このため、クッション率としては10％以
上あることが望まれる。

また、熱寸法安定性は、感熱転写、印刷、乾燥などの熱
の加わる工程においてもフィルムが変形しないことから
も重要である。特に150℃での熱収縮率が重要になるこ
とが多い。

本発明でいうポリエステルとは、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、セバチン
酸、など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など
で代表されるものである。具体的には例えば、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリテトラメ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などが
あげられる。本発明の場合、特にポリエチレンテレフタ
レート、ポリエチレナフタレートが好ましい。

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良く、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などのジオール
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
ルホイソフタル酸などのジカルボン酸成分があげられ
る。

また、このポリエステルの中には、公知の各種添加剤、
例えば、酸化防止剤、帯電防止剤などが添加されていて
も良い。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、耐薬品性など
に優れているものである。

非相溶ポリマーとは、ポリ−３−メチルブテン−１、ポ
リ−４−メチルペンテン−１、ポリビニル−ｔ−ブタ
ン、1,4−トランス−ポリ−2,3−ジメチルブタジエン、
ポリビニルシクロヘキサン、ポリスチレン、ポリメチル
スチレン、ポリジメチルスチレン、ポリフルオロスチレ
ン、ポリ−２−メチル−４−フルオロスチレン、ポリビ
ニル−ｔ−ブチルエーテル、セルローストリアセテー
ト、セルローストリプロピオネート、ポリビニルフルオ
ライド、ポリクロロトリフルオロエチレンなどから選ば
れた融点200℃以上のポリマーである。本発明の場合に
は価格、熱安定性、ポリエステルとの分散性、などの点
から、ポリ−４−メチルペンテン−１、セルローストリ
アセテートおよびその変性体が特に好ましい。もちろん
該非相溶ポリマーの融点は200℃以上、好ましくは210℃
以上、さらに好ましくは220℃以上であることが必要
で、200℃未満だと、ポリエステルフィルム中での該非
相溶ポリマーの分散形状が球形をとらず、層状の偏平な
形状をとることが多く、また、クッション性の高いポリ
エステルフィルムが得られないためである。また、該非
相溶ポリマーの融点は、300℃以下、好ましくは280℃以
下、さらに好ましくは260℃以下であるのが好ましい。
これはポリエステルの溶融押出温度以下でないと該非相
溶ポリマーが溶解しないためである。

該非相溶ポリマーの添加量としては、好ましくは３〜30
重量％、さらに好ましい５〜20重量％である。添加量が
３重量％未満であると、本発明ポリエステルフィルムの
比重が0.95以下のものが得にくいばかりか、白色度が80
％以上の白いポリエステルフィルムになりにくく、さら
には、クッション率が10％以上と高いクッション性に優
れたポリエステルフィルムを得ることが困難であるため
である。また、逆に該非相溶ポリマーの添加量が30重量
％を越えると、本発明ポリエステルフィルムの機械的性
質が劣ったものになるばかりか、熱寸法安定性にも劣
り、150℃の熱収縮率が５％以上と大きくなるなどの欠
点を有しているためである。

次に、低比重化剤とは、ポリエステルに添加して比重を
小さくする効果を持つ化合物のことであり、特定の化合
物のみその効果が認められる。

例えば、ポリエチレングリコール、メトキシポリエチレ
ングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコールなどのポリアルキレングリコール、
エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド共重合体、
さらにはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アル
キルスルホネートナトリウム塩、グリセリンモノステア
レート、テトラブチルホスホニウムパラアミノベンゼン
スルホネートなどで代表されるものである。本発明フィ
ルムの場合、特にポリエチレングリコールが好ましい。
低比重化剤の添加によってポリエステルフィルムの比重
を0.1g/cc以上小さくすることが出来るのである。さら
に、この低比重化剤の添加によって、ポリエステルフィ
ルムの白色度が向上し、表面が平滑化するのみならず、
耐壁開性が向上し、さらにポリエステルの延伸性も大巾
に向上するという効果もある。本発明における低比重化
剤の添加量としては、好ましくは0.1〜５重量％、さら
に好ましくは0.5〜３重量％である。添加量が0.1重量％
未満であると、ポリエステルフィルムが低比重化せず、
ソフトなフィルムとはならずポリエステルフィルムの比
重として0.95以下、好ましくは0.90、さらに好ましくは
0.85以下になりにくいためである。逆に添加剤が５重量
％が越えると低比重化の効果が認められなくなるばかり
か、該フィルムの白色度が低下し、ｂ値が正の大きな値
になってしまうためである。

次に非相溶ポリマーがポリエステルフィルム中で球形に
近い形状であること、すなわち形状係数は１〜４の範囲
にあることが好ましい。ポリエステルフィルムに非相溶
ポリマーが添加されていても、その非相溶ポリマーの形
状によって得られるフィルム特性、特にフィルムの比重
とクッション率との相関性、熱寸法安定性、表面あら
さ、白色性などに大きな相異点が生じてくる。すなわ
ち、非相溶ポリマーの形状が球形に近い場合、層状に分
散している場合に比べて、低比重化できるのみならず、
白色度、クッション率の高い、熱寸法安定性のよいフィ
ルムが得られるのである。このように球形に近い形状で
分散させるには、ポリエステルに添加する非相溶ポリマ
ーの粘度、相溶性パラメーター、融点、さらには低比重
化剤の種類、添加量などに強く依存するため、予測する
ことは非常にむずかしい。球形に近い形状とは、フィル
ム中に分散する非相溶ポリマーの長径と短径との比が１
〜４、好ましくは１〜２の範囲のものをいう。

もちろん得られたフィルムの熱寸法安定性は小さくない
とプリンターなどの受容紙などの熱のかかる用途には用
いることが出来ない。すなわち150℃の長手方向、巾方
向の両軸とも熱収縮率は２％未満、好ましくは１％未満
でなければならない。このためにも、ポリエステルフィ
ルムは200℃以上、好ましくは220℃以上の熱処理をする
ことが必要であり、もちろんリラックス処理をしてもよ
い。

また、ポリエステルフィルムの白色度は80％以上、好ま
しくは90％以上あることが好ましい。さらに、色差計で
求めた色調ｂ値は−３以下、好ましくは−４以下、−20
以上であるのがよい。ｂ値が小さいほど見かけのフィル
ムの白さが向上し、高級なイメージを与えるものであ
る。

前述した非相溶ポリマーや低比重化剤などの添加により
色調は変化するが、必要により蛍光増白剤を添加しても
よい。蛍光増白剤としては、商品名“ユビテック"OB,MD
（チバガイガー社）、“OB−1"（イーストマン社）など
が挙げられる。

本発明のポリエステルフィルムには、炭酸カルシウム
や、非晶質ゼオライト粒子、アナターゼ型の二酸化チタ
ン、リン酸カルシウム、シリカ、カオリン、タルク、ク
レー等の微粒子を併用しても良い。これらの添加量はポ
リエステル組成物100重量部に対し0.005〜25重量％とす
るのが好ましい。またこのような微粒子以外にも、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細粒子を併用することもできる。析
出微細粒子として、例えば、カルシウム、リチウムおよ
びリン化合物からなるもの、または、カルシウム、マグ
ネシウムおよびリン化合物からなるもの等が挙げられ、
これらの粒子のポリエステル中の含有量はポリエステル
100重量部に対して0.05〜1.0重量％であることが好まし
い。

次に本発明フィルムの製造方法について説明するが、か
かる例に限定されるものではない。

非相溶ポリマーとして４−メチルペンテン−１ポリマー
を、低比重化剤としてポリエチレングリコールを、ポリ
エチレンテレフタレートに混合し、それを充分混合・乾
燥させて270〜300℃の温度に加熱された押出機Ａに供給
する。必要な場合は、TiO₂、SiO₂、CaCO₃などの無機物
添加剤を含んだポリエチレンテレフタレートを常法によ
り押出機Ｂに供給して、Ｔダイ３層口金内に押出機Ｂ層
のポリマーが両表層にくる様B/A/Bになる構成の３層に
ラミネートしてもよい。

この溶融されたシートを、ドラム表面温度10〜60℃に冷
却されたドラム上で静電気力で密着冷却固化し、該未延
伸フィルムを80〜120℃に加熱したロール群に導き、長
手方向に2.0〜5.0倍縦延伸し、20〜30℃のロール群で冷
却する。

続いて、縦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90〜140℃に加熱された雰囲気中
で長手に垂直な方向に横延伸する。

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良となり、逆に20倍を越えると延伸
時に破れを生じやすくなり製膜性が不良となる傾向があ
る。

こうして二軸延伸されたフィルムの平面性、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、均一に除冷後、室温まで冷やして巻き取り本発明
フィルムを得る。

［物性の測定ならびに効果の評価方法］本発明の物性値の評価方法ならびに効果の評価方法は次
の通りである。

（１）表面あらさ JIS B0601−1976に従い、カットオフ0.25mm、測定長4m
mで中心線平均粗さRaおよび最大粗さRtを求めた（μ
ｍ）。

（２）ボイド平均球相当径フィルムの製膜工程の機械方向あるいはその垂直方向に
切った断面を操作型電子顕微鏡で1000倍〜5000倍に拡大
した写真を撮り、指定した厚みの範囲の少なくとも100
個以上のボイドのイメージアナライザにかけ、ボイドの
面積に相当する円の直径の分布を求めた。この分布の体
積平均径をボイドの平均球相当径とする。

（３）比重四塩化炭素−ｎ−ヘプタン系の密度勾配管によって22℃
での値を用いた。

（４）光学濃度OD フィルムを150μｍの近辺の厚みになるように重ね、光
学濃度計（マクベス社製 TR927）で測定する。厚みと
光学濃度のプロットを行い、150μｍの厚みに相当する
光学濃度を厚み150μｍ換算の光学濃度とした。

（５）白色度 JIS−Ｌ−1015に基づき、島津製作所（株）製UV−260を
用いて、波長450nmの時の反射率をＢ（％）、波長550nm
の時の反射率をＧ（％）として、下記式により白色度
（％）を求めた。

白色度（％）＝4B−3G （６）色調フィルムの表面色を、日本電色工業（株）製色差計Σ80
で測定し、得られたＬ値、ａ値、ｂ値で判定した。

（７）延伸性 24時間連続して製膜したとき、フィルム破れが皆無のも
のを「良好」、２回以上のものを「破れあり」とした。

（８）スリット切粉 45時間本発明フィルムを片刃レザーで切断したとき、レ
ザーに白い粉が付着している場合を「発生」とした。

（９）クッション率（％）三豊製作所（株）製ダイヤルゲージNo.2109−10に標準
測定子900030を用い、さらにダイヤルゲージスタンドN
o.7001DGS−Ｍを用いてダイヤルゲージ押え部分に荷重5
0gと500gとをかけたときのそれぞれのフィルムの厚さd
₅₀、d₅₀₀から次式により求める。

（10）形状係数ボイドの平均径を求める時と同様に、フィルム断面での
非相溶ポリマーの形状をイメージアナライザーにかけ、
100個の平均の長径／短径の比率で表わす。

［本発明の効果］本発明のポリエステルフィルムは、熱収縮率、比重およ
び色調ｂ値が特定範囲内にあって、さらに好ましくはポ
リエステルに分散させた非相溶ポリマーの形状が球形に
近い形状を有することにより、以下の効果がある。

1.比重が0.95以下と小さいにもかかわらず熱寸法安定性
に優れ、クッション性の高い、白色度の高いフィルムが
得られる。

2.必要によっては比重として0.6〜0.7と小さいものでも
熱寸法安定性に優れたフィルムを得ることができる。

3.白色度が高く、しかも色調ｂ値も小さなものが得ら
れ、高級なイメージを与える。

4.表面にポリエステルを主体とした層をラミネートする
ことにより、上記特性に加えて表面の平滑なポリエステ
ルフィルムを、また光沢性、描画性、遮光性などの特性
も自由に付与できる。

［実施例］本発明を実施例にもとづいて説明する。

実施例１ポリエチレンテレフタレート（極限粘度［η］＝0.65）
を88重量％、ポリ−４−メチルペンテン−１（三井石油
化学（株）TPX−D820）を10重量％、分子量4000のポリ
エチレングリコールを２重量％を混合した原料を押出機
Ａに供給し、常法により285℃で溶融してＴダイ３層複
合口金の中央層に導入した。

一方、上記ポリエチレンテレフタレート90重量％に、炭
酸カルシウム（平均粒径0.8μｍ）を10重量％し、蛍光
増白剤“OB−1"を0.01重量％添加した原料を押出機Ｂに
供給し、常法により285℃で溶融してＴダイ３層複合口
金の両表層にラミネートして、該溶融体シートを表面温
度25℃に保たれ冷却ドラム上に静電荷法で密着冷却固化
させた。つづいて該キャストシート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3.5倍延伸
し、25℃に冷却した。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巾方向に3.2倍延伸
し、225℃で熱固定を行ない、厚さ100μｍのフィルムを
得た。フィルムの厚さは、表層５μｍずつ、中央層90μ
ｍの構成であった。得られたフィルムの物性を表１に一
覧して示す。スリット切粉もなく、スリット性も良好で
あった。

この様に得られたフィルムは、熱寸法安定性に優れ、ク
ッション性、白色性の高い低比重のポリエステルフィル
ムであることがわかる。このフィルムはビデオプリンタ
ー用などの受容紙や、ラベル、カードなどに優れた特性
を示す（表１）。

比較例１〜２実施例１で用いた非相溶ポリマーのポリ−４−メチルペ
ンテン−１の代わりに、ポリプロピレン（三井東圧社製
ノーブレンJ4H）に代える以外は全く実施例１と同一に
した場合を比較例１、比較例１での熱処理を行なわない
場合を比較例２とした（表２）。

このようにポリプロピレンを用いた場合、寸法安定性に
優れた低比重化フィルムは得られないことがわかる。

実施例２〜３比較例３〜４実施例１で用いた低比重化剤ポリエチレングリコール
（PEG）の添加量を変更し、その他は実施例１と全く同
一にして100μｍのフィルムを得た（表３）。

以上の様に低比重化剤ポリエチレングリコールの添加に
より低比重で熱寸法安定性に優れたフィルムの得られる
ことがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエステルに非相溶ポリマーおよび低比
重化剤を含んでなり、150℃の熱収縮率が２％未満であ
って比重が0.95以下であり、色差計によって求めた色調
ｂ値が−３以下であることを特徴とするポリエステルフ
ィルム。
【請求項２】非相溶ポリマーのフィルム中での形状係数
が１〜４であることを特徴とする請求項１に記載のポリ
エステルフィルム。
【請求項３】非相溶ポリマーが、メチルブテンポリマ
ー、メチルペンテンポリマー、スチレン系ポリマー、フ
ッ素系ポリマー、セルロースアセテート、セルロースプ
ロピオネートポリマーから選ばれた融点200℃以上のポ
リマーであることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載のポリエステルフィルム。
【請求項４】ポリエステルに非相溶ポリマー並びにポリ
アルキレングリコール、エチレンオキサイド／プロピレ
ンオキサイド共重合体、アルキルベンゼンスルホン酸
塩、アルキルスルホン酸塩、およびそれらの変性体から
選ばれた低比重化剤を含んでなり、150℃の熱収縮率が
２％未満であって比重が0.95以下であることを特徴とす
るポリエステルフィルム。
【請求項５】非相溶ポリマーのフィルム中での形状係数
が１〜４であることを特徴とする請求項４に記載のポリ
エステルフィルム。
【請求項６】非相溶ポリマーが、メチルブテンポリマ
ー、メチルペンテンポリマー、スチレン系ポリマー、フ
ッ素系ポリマー、セルロースアセテート、セルロースプ
ロピオネートポリマーから選ばれた融点200℃以上のポ
リマーであることを特徴とする請求項４または請求項５
に記載のポリエステルフィルム。