JPH03159727A - 成形用二軸延伸ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は戒形性、耐熱性及び厚さ斑に優れた戒形用二軸
延伸ポリエステルフィルムに関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕従来
、二軸延伸ポリエステルフィルムは強度、耐熱性に優れ
、種々の工業用用途に幅広く適用されている。例えば、
真空、圧空、張出、冷間、射出、インモールド、エンボ
ス加工等の原材料または補助材としてポリエステルフィ
ルムを用いることが検討され、加工されるポリエステル
フィルムの用途として、成形転写用、成形容器用、電絶
用、包装用、装飾用等への適用が検討されている。

しかしながら二軸延伸ポリエステルフィルムは、塩化ビ
ニール系樹脂に比べ戒形性が劣るため、こられの用途に
おける適用が困難であった。特に戒形転写用、戒形容器
用ベースフィルムとして戒形性の改良が求められていた
。

本発明者らは上記要求に対し、種々の戒形性を改良した
二輪延伸ポリエステルフィルムを提案して来た。

しかしながら、このようなフィルムにおいて、成形性、
耐熱性及び厚さ斑を同時に高いレベルで満足することは
困難であった。

特に成形転写の分野では、部分的に極めて深い絞り性が
フィルムに要求されると同時に、精度の高い図柄の転写
も要求され、戒形性の向上を計る場合においても、転写
時の精度を低下させる原因となる、フィルムの厚さ斑の
不良は許されなかった。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明者らは上記課題に鑑み、鋭意検討の結果、フィル
ムを構戒するポリエステルに可塑剤を特定量含有させ、
特定の物性を付与させることにより、戊形性、耐熱性及
び厚さ斑が共に優れたポリエステルフィルムが得られる
ことを見出し、本発明を完或するに至った。

すなわち本発明の要旨は、可塑剤を０．０１〜５ｗｔ％
含有するフィルムであり、１５０℃の雰囲気下１００％
伸張時のフィルム強度Ｆ１。。が０．５〜５ｋｇ／ｍｍ
”であり、且つ該フィルムの融解熱が１〜８ｃａｌ！／
ｇであることを特徴とする成形用二軸延伸ポリエステル
フィルムに存する。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に用いられるポリエステルは、ジカルボン酸戒分
として、テレフタル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸
、アジビン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、
イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエ
ーテルジカルボン酸等、公知のジカルボン酸の一種もし
くは二種以上からなり、また、ジオール或分としてエチ
レングリコール、ブロビレングリコール、トリメチレン
グリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレング
リコール、ポリアルキレングリコール、１．４−シクロ
ヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール等公知
のジオール或分の一種又は二種以上からなるポリエステ
ルである。

本発明のポリエステルにおいて共重合戒分として、例え
ばｐ−オキシ安息香酸のようなオキシカルボン酸、安息
香酸、ベンゾイル安息香酸、メトキシポリアルキレング
リコールのような一官能性化合物、グリセリン、ペンタ
エリスリトールのような多官能性化合物も、生或物が実
質的に線状の高分子を保持し得る範囲内で使用すること
ができる。

本発明のフィルムを構或するポリエステルにおいて、ポ
リエレチンテレフタレートの割合は好ましくは５０モル
％以上、更に好ましくは７０モル％以上である。ポリエ
チレンテレフタレートが５０モル％未満であるとフィル
ムにした場合の強度及び耐熱性が低下するので好ましく
ない。

本発明のフィルムを構戒するポリエステルにおいて、酸
戒分として脂肪族ジカルボン酸戊分を好ましくは１〜２
０ｍｏｊ！％、更に好ましくは１〜１０　ｍｏ　１％含
有させることにより、フィルムの成形性、耐熱性及び厚
さ斑を向上させることが可能となる。

本発明のフィルムを構戒するポリエステルにおいて全酸
成分中の脂肪族ジカルボン酸或分の含有量が２０ｍｏＪ
％を越えるフィルムでは、耐熱性の低下や厚さ斑の悪化
が見られ好ましくない。また、かかる含有量がＬｍｏｌ
％未満では、上記特性の改良が見られず好ましくない。

本発明のフィルムを構威するポリエステルに含有させる
脂肪族ジカルボン酸成分としては、炭素数４〜１２、好
ましくは炭素数６〜１２の脂肪族ジカルボン酸戊分が、
前記成形性、耐熱性、厚さ斑をより向上させることがで
き好ましい。

またフィルムの易滑性を向上させるために、有機滑剤、
無機の滑剤等の微粒子を含有させることも好ましく、必
要に応じて安定剤、着色剤、酸化防止剤、消泡剤、静電
防止剤等の添加剤を含有するものであってもよい。滑り
性を付与する微粒子としては、カオリン、クレー、炭酸
カルシウム、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシウム、酸
化アルξニウム、酸化チタン、リン酸カルシウム、フッ
化リチウム、カーボンブラック等の公知の不活性外部粒
子、ポリエステル樹脂の溶融製膜に際して不溶な高融点
有機化合物、架橋ポリマー及びポリエステル合或時に使
用する金属化合物触媒、例えばアルカリ金属化合物、ア
ルカリ土類金属化合物などによってポリエステル製造時
にポリマー内部に形威される内部粒子が挙げられる。フ
ィルム中に含まれる微粒子の含有量は、通常、０．００
２〜５．０重量％の範囲であり、平均粒径は、０．００
１〜１０．０μｍの範囲であることが好ましい。

本発明のポリエステルは、フィルムにおける極限粘度が
好ましくは０．５０以上、更に好ましくは０．６０以上
である。フィルムの極限粘度が０３５０未満の場合は、
十分な強度及び戒形性が得られず好ましくない。

本発明の重要な構成要件として、フィルム中に可塑剤を
０．０１〜５ｗｔ％含有させることが必要であり、好ま
しくは０．０５〜２ｗｔ％含有させる。

本発明で用いられる可塑剤としては、フタル酸ジメチル
、フタル酸ジエチル、フタル酸ジｎ−ブチル、フタル酸
ジｎ−ヘキシル、フタル酸ジｎ　−ヘプチル、フタル酸
ジ２−エチルへキシル、フタル酸ジｎ−オクチル、フタ
ル酸ジｎ−ノニル、イソフタル酸ジエチル、イソフタル
酸ジｎ−ブチル、イソフタル酸ジ２−エチルヘキシル、
テレフタル酸ジエチル、テレフタル酸ジｎ−ブチル、テ
レフタル酸ジ２−エチルヘキシル等の芳香族ジカルボン
酸エステル系；リン酸トリエチル、リン酸トリｎ−ブチ
ル、リン酸トリオクチル、リン酸クレジル等のリン酸エ
ステル系；セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、
セバシン酸ジｎ−ブチル、セバシン酸ジアミル、アジピ
ン酸ヘキシル等のセバシン酸エステル系；アジピン酸エ
ステル系、ブチルフタリルブチルグリコレート、ポリエ
チレングリコール、クエン酸トリブチル等のグリコール
系及びグリセルロース系、オレイン酸テトラヒド口フル
フリール、リシレイン酸メチルアセチル等の脂肪酸エス
テル系等が挙げられるが、これらの可塑剤に限定される
ものではない。

本発明のフィルムに用いられる可塑剤において、芳香族
ジカルボン酸エステル系の可塑剤は耐熱性に優れ、製膜
時の昇華物やブリードアウトの問題が少なく好ましい。

特にフタル酸エステル系の可塑剤は耐熱性に優れ且つフ
ィルムの戒形性を向上させる点でも優れ好ましい。本発
明においてフィルム中に含有させる可塑剤の常圧におけ
る融点は、好ましくは３００℃以上、更に好まし《は３
５０℃以上である。可塑剤の融点が３００℃未満のフィ
ルムでは可塑剤の耐熱性が不足するため、フィルムの押
出工程での熱劣化が激しく昇華物が大量に発生し好まし
くない。

また、本発明で用いる可塑剤の｝容解度バラメーターは
、好ましくは、６．５〜１）．０〔（ｃａ１／ｃ　ｍ−
３　）　ｌ　／　２　）、更に好ましくは７．　０　〜
１　０．　０（　（ｃａ　ｌ　／ｃＩｌ−ｓ）　ｌ／ｔ
）の範囲である。可塑剤の溶解度パラメーターが６．５
未満或いは１）．０を越える可塑剤では、本発明のポリ
エステルを十分に膨潤させる能力に乏しく、フィルムに
均一に含浸しないため、フィルムの成形性を向上させる
ことができず好ましくない。

本発明のフィルム中の上記可塑剤の含有量は、フィルム
重量に対し０．０１〜５ｗｔ％、好ましくは０．０５〜
２１）ｔ％の範囲である。可塑剤の含有量が５ｗｔ％を
越すフィルムでは、フィルムの表面への可塑剤のブリー
ドアウトが激しく、フィルム表面に設ける離型層、印刷
層等の剥離性が余りにも高くなり過ぎて好ましくない。

また、可塑剤の含有量が０．０１ｗｔ％未溝のフィルム
では、戒形性の向上が期待できない。

本発明のフィルムにおいて、第２の重要な構戒要件とし
て、フィルムの融解熱ΔＨＩＩＩがｌ〜８　ｃａ　１／
ｇの範囲であることが必要であり、好ましくは２〜６ｃ
ａｌ／ｇの範囲である。フィルムのΔＨＩ１が３ｃａｊ
！／ｇを越える場合、フィルムの結晶性が高く、可塑剤
がポリエステル中に有効に含浸することが困難となるた
めに、十分な成形性を得ることができず好ましくない。

また、フィルムのΔｌｍがｌｃａｌ／ｇ未満の場合、フ
ィルムの延伸時に配向結晶化がほとんど進行せず、延伸
に伴なう応力の立ち上りが低いためフィルムの厚さ斑が
悪化し、やはり好ましくない。

本発明のフィルムにおいて、フィルムの融点は好ましく
は、２５０℃以下、更に好ましくは２４０℃以下である
。フィルムの融点が２５０゜Ｃを越える場合、フィルム
中に可塑剤を配合するときに極めて高い温度を用いなけ
ればならず、可塑剤の熱劣化等が起こり易くなり、好ま
しくない。

更に本発明のフィルムは、１５０℃雰囲気下における１
００％伸張時のフィルム強度ＦＩＯＯが０．５〜５ｋｇ
／ｍｍ”の範囲である必要がある。本発明でいうＦＩＩ
ＩＱは１５０℃でのＩＱＱ９Ａ伸張時でのフィルムの縦
および横方向の強度の平均値である．ＦＩＧ。値は好ま
しくは０．　５〜３ｋｇ／ｍｍ”の範囲である。

我々の検討結果によると、強度Ｆ１。。値はフィルムの
戒形性に深く関係しており、ＦＩＯ。が５　ｋｇ／ｍ一
を越すフィルムでは、戒形性が低下し、好ましくない。

また、ＦＩＯ。が０．５ｋｇ／ｍｍ”未満のフィルムで
は、戒形時フィルムが不均一に変形し、例えば転写用フ
ィルムでは、転写する図柄の歪み等が生じ好ましくない
。また縦方向と横方向の１５０℃、１００％伸張時のフ
ィルム強度の差は通常３ｋｇ／ｍｍ”以下であり、好ま
しは２ｋ＋ｒ／ｍｍ２以下、更に好ま・シ＜はｌｋｇ／
ｍｍ”以下である。かかる差が３ｋｇ／ｍｍ”を超える
と異方性が大きくなるため戒形性が悪化する。

本発明のフィルムにおいて、１５０℃雰囲気下における
縦方向及び横方向の破断伸度は好ましくは２００％以上
、更に好ましくは３００％以上であり、この特性を満足
することにより、フィルムの戒形性を更に向上させるこ
とができる。

本発明のフィルムにおいて、フィルムの厚さ斑は、通常
４０％以下であり、好ましくは３０％以下、特に好まし
くは１５％以下である。厚さ斑が４０％を越えるフィル
ムでは、成形性及び戊形時のフィルムの伸び等が不均一
となり、戒形転写時に図柄の歪みが生じたり、戒形容器
用として使用時に、破断や層間剥離を生したりする等、
加工適性上好ましくない。

本発明のフィルムはＦ１。。が上記範囲にあることを必
須とするが、さらに本発明のフィルムの面配向度ΔＰは
０．　０　５　０〜０．　１　４　０の範囲であること
が好ましく、更に好ましくは０．０６０〜０，１２０の
範囲である。面配向度ΔＰが０．　１　４　０を超える
フィルムでは戒形性が不十分であり好ましくない。また
、面配向度ΔＰがｏ．　ｏ　ｓ　ｏ未満のフィルムでは
、フィルムの強度が低下し、平面性が悪化するため好ま
しくない。

更に、本発明のフィルムの平均屈折率Ｔは好ましくは１
．５５０〜１．５９０、更に好ましくは１．５６０〜１
．５８０の範囲である。？が１．５９０を越えるフィル
ムでは、可塑剤によるフィルムの膨潤が不十分で戒形性
が劣り好ましくない。一方、Ｔが１．５５０未満のフィ
ルムでは、フィルムの膨潤が進行し過ぎて耐熱性が劣り
やはり好ましくない。

本発明において、フィルムの密度は好ましくは１．３４
５〜１．３９０，更に好ましくは１．　３　５　５〜１
．３８０の範囲である。フィルムの密度が、１．　３４
５未満では耐熱性が劣り十分でなく、一方、フィルムの
密度が１．３９０を越えると、威形性が不充分となり好
ましくない。

本発明のフィルムの収縮特性に関しては、１５０℃で３
分間処理後の縦及び横方向の収縮率が共に１０％以下・
であることが好ましく、更に好ましくは５％以下である
。

縦又は横方向の収縮率が１０％を上回るフィルムは、加
工工程中の加熱区間においてフィルムの縮みが大きく発
生し好ましくない。特に転写用フィルムの用途では、上
記条件下における横方向の収縮率が０％以下（フィルム
が膨張する場合は収縮率をマイナスとする）であること
が好ましい。

横方向の収縮率がＯ％を越えるフィルムでは、成形転写
用として用いる場合、印刷層形或後の乾燥工程において
フィルムが巾縮みを起こし好ましくない。

本発明のフィルムの室温における機械的強度に関し、フ
ィルムの縦方向及び横方向におけるヤング率は好ましく
は３００ｋｇ／ｒｎ一以上、更に好ましくは３　５　０
　ｋｇ／ｍｍ”以上である。ヤング率が３０　０　ｋｇ
／ｍｍ”未満のフィルムでは、成形工程においてフィル
ムの伸びが生し易く好ましくない。

さらに本発明のフィルムにおいて、フィルムの複屈折率
は、０．　０　２　５以下が好ましく、更に好ましくは
０．０２０以下である。フィルムの複屈折率が０．　０
　２　５を越えるとフィルムの異方性が大きくなるため
、成形性が低下し好ましくない。

本発明のフィルムの厚さは特に限定されないが、成形転
写用のフィルムとして好ましく用いられる厚さは５〜５
００μｍ、更に好ましくは５〜３００μｍである。

次に本発明のフィルムの製造法を具体的に説明するが、
本発明の構戒要件を満足する限り、以下の例示に特に限
定されるものではない。

可塑剤及び必要に応じて滑り剤として無機粒子等を適量
含有する本発明のポリエステルを、ホッパードライヤー
、パドルドライヤー、オーブン等の通常用いられる乾燥
機または真空乾燥機等を用いて乾燥した後、２００〜３
２０℃で押出す。押出しに際しては、Ｔダイ法、チュー
ブラ法等、既存のどの手法を採用しても構わない。また
、押出時に可塑剤を添加することも可能である。

押出し後、急冷して無定形シートを得るが、急冷する際
に静電印加法を用いると該無定形シートの厚さ斑が向上
するので好ましい。

次いで得られた無定形シートを縦及び横方向に少なくと
も面積倍率で６倍以上、好ましくは８倍以上、更に好ま
しくは８倍以上２５倍以下となるよう延伸して二軸配向
フィルムを得、必要に応じて該フィルムを縦及び／又は
横方向に再延伸を行なった後、通常、１５０〜２２０℃
の範囲の温度で熱処理を行ない所望のフィルムを得る。

熱処理工程において、熱処理の最高温度のゾーン及び／
又は熱処理出口のクーリングゾーンにて横方向及び／又
は縦方向に０．　１〜３０％の弛緩を行なうことも本発
明においては好ましい態様の１つである。特に横方向に
おいては５〜３０％の弛緩を行なうことが好ましい。ま
た、熱処理工程において、二段熱処理を行なっても構わ
ない。

上記延伸工程中又は延伸後に、フィルムに接着性、帯電
防止性、滑り性、離型性等を付与するために、フィルム
の片面又は両面に塗布層を形戊したり、コロナ放電処理
等を施したりしても構わない。

以上、本発明によれば、戊形性、耐熱性に優れ、且つ厚
さ斑の小さい成形用フィルムとして極めて好適なポリエ
ステルフィルムを得ることが出来る。

〔実施例］ 以下、実施例にて本発明を更に具体的に説明するが、本
発明はその趣旨を越えない限り、これらの実施例に限定
されるものではない。

なお、フィルムの評価方法を以下に示す。

（１）１５０℃雰囲気下における１００％伸張時のフィ
ルム強度Ｆ　Ｉｏｏ　　（ｋｇ／　ｍｍ”　’）■イン
テスコ製恒温槽付引張試験機インテスコ２００１型の恒
温槽を１５０℃に設定し、幅ｌ５ｍｍのフィルムをチャ
ック間５０ｎ＋ｍとなるようにセットして２分間放置後
、引張速度２　０　０ｍｍ／ＩＩＩｉｎで１００％伸張
時の強度を測定した。測定は、フィルムの縦および横方
向について行ない、その平均値をＦＩＧ。とした。なお
、１００％伸張前に破断するフィルムについては、次式
に従って換算した。

１００％伸張時強度（ｋｇ／ｍｍ”　）　＝（２）．フ
ィルムの厚さ斑 安立電気社製連続フィルム厚さ測定器（電子マイクロメ
ーター使用）により、フィルムの縦方向に沿って５ｍの
長さで測定し、次式により厚さ斑を算出した。

厚さ斑＝ フィルム平３５ＪＪ寥さ （３）フィルムの平均屈折率（ｎ）、面配向度（ΔＰ）
、複屈折率（Δｎ） フィルムの屈折率の測定は、アタゴ社製ア・７べの屈折
計を使用し、光源にはナトリウムランプを用いて測定し
た。

１ ｎ＝　　　　　（ｎｅｔ＋ｎ，＋ｎγ）３ １ ΔＰ＝　　　　　（ｎア＋ｎＪ）　　　ｎ．２ Δｎ＝ｎγ−ｎβ なお、上記式中ｎア，ｎ５およびｎ４は各々フィルム面
内の最大屈折率、それに直交する方向の屈折率および厚
さ方向の屈折率を表わす。

（４）　　フィルムの融解熱ΔＨｍ（ｃａＪ／ｇ）バー
キンエルマー社製差動走査熱量計ＤＳＣ−ＩＢにより、
昇温速度ｌ６℃／ｍｔｎにて測定した試料の結晶の融解
に伴うピークの面積を求め、下記式に従い計算した。

１ ΔＨｍ＝Ａ−Ｓ　・（ｃａｊ２／ｇ） ｍ Ａ：同一条件でインジウムを測定したときのチャート上
での単位面積当りの融解熱（ｃａ　Ｉｔ／ｃｎ＋”） Ｓ：試料の融解ピークの面積（Ｃ一） ｍ：試料の重！　（ｇ） （５）極限粘度（η） 試料２００ｍｇをフェノール／テトラクロロエタン＝５
０／５０の混合溶媒２０ＩＩＩ１に加え、約１）０℃で
３０分間加熱後、３０℃で測定（６）フィルムの加熱収
縮率（％） １５０±２℃の温度のギャードオーブン中にフィルムを
無負荷の状態で３分間熱収縮させ、縦及び横方向につい
ての加熱収縮率を下記式に従い求めた。

但し、β。：原長１０ｃｍ ｌ　：収縮後の長さ （７）転写フィルムとしての戒形性 第１図に示す縦１　０ｃｍ，　＊　ｌ　Ｏｃｍ、最大深
さ２． ０ｃＩＩ＋で底面に段差の付いた金型１を用い、フィル
ムを真空及び圧空にて金型内部に予備形威した後、加熱
した樹脂を射出して成形を行なった。戒形時のフィルム
破断の頻度によりフィルムの成形性ヲ以下のように評価
した。

Ｏ：フィルムの破断が全く無い。

△：時々フィルム破れが１〜２ケ所発生し、連続運転時
には支障をきたす。

×：フィルム破れが頻発し、使用不可能である。

（８）転写フィルムとしての適性 第１図に示すようにフィルム（３）に離型層、印刷層及
び接着層からなる層（４）を形或後、上記（７）の方法
にて実際に成形転写を連続で行なった。成形時にフィル
ムの破断がなく連続に運転でき、且つ、戒形品への複雑
な図柄の印刷において図柄の歪みがほとんど見られず、
印刷の抜け等も見られないものを○、そうでないものを
×として評価した。

実施例１〜４ ジカルボン酸威分としてテレフタル酸単位８３ｍａｉｌ
％、イソフタル酸単位１４ｍｏ１％、セバシン酸単位３
　ｎｏ　１２％よりなり、ジオール戒分としてエチレン
グリコール単位９８ｍｏｊ？％、ジエチレングリコール
単位２　ｍｏ　ｌ％よりなり、平均粒径１．４μｍの無
定形シリカ微粒子を５００ｐｐｍ含む共重合ポリエステ
ル（Ａ）を常法に従い重合した。得られた共重合ポリエ
ステル（Ａ）を乾燥後、二輪の押出機を用いて表．１に
示す各種の可塑剤をポリエステル中の含有量が２．０ｗ
ｔ％となるように２５０℃で混練し、各種のマスターバ
ッチ共重合ポリエステルを得た。

共重合ポリエステル（Ａ）と各種のマスターバンチ共重
合ポリエステルを可塑剤の含有量が表．１に示す量とな
る割合でブレンド後、結晶化乾燥を行ない、Ｔダイを有
する押出機を用いて２７０℃で押出し、急冷固化して無
定形シートを得た。

得られたシートを、加熱ロールと冷却ロールの間で縦方
向に７７℃で３．５倍延伸した後、続いて横方向に９５
℃で３．６倍延伸し、１５％の横方向の弛緩と０．　５
％の縦方向の弛緩を施しながら、１８５℃で熱処理を行
なった。

得られたフィルムの平均厚さは５０μｍで、極限粘度は
０．６５であった。

比較例１ 実施例ｌの共重合ポリエステル（Ａ）を用いて、実施例
ｌと全く同様に押出し製膜を行ない、平均厚さ５０μｍ
，極限粘度０。６６の二軸延伸熱固定フィルムを得た。

実施例１〜４、比較例工の可塑剤種類、量、フィルムの
物性及び戒形用フィルムとしての適性をまとめて下記表
．１に示す。

〔発明の効果〕

本発明のフィルムは、優れた戒形性、耐熱性及び厚さ斑
を有し、戒形用、特に精密な転写を要求される深絞り戊
形転写用として好適であり、その工業的価値は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は戒形と同時に転写も行なう戊形転写法の概略を
示す図である．図中のｌは金型、２は射出機、３はベー
スフィルムモして４は印刷層を含む層を表わす．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可塑剤を０．０１〜５ｗｔ％含有するフィルムで
   あり、１５０℃の雰囲気下１００％伸張時のフィルム強
   度Ｆ＿１＿０＿０が０．５〜５ｋｇ／ｍｍ＾２であり、
   且つ該フィルムの融解熱が１〜８ｃａｌ／ｇであること
   を特徴とする成形用二軸延伸ポリエステルフィルム。