JPH0367629A - 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〕 本発明は優れた成形性、耐熱性及び厚さ斑を有する成形
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成形性が劣るため、これらの用途に
おける適用が困難であった。特に成形転写用、成形容器
用ベースフィルムとして成形性の改良が求められていた
。

しかしながら、成形性を改良すると、フィルムの厚さ斑
が大きく悪化し、加工時に種々の問題が生じる。例えば
、成形転写用フィルムに偏肉があると、成形転写時にフ
ィルムの伸びが不均一となるため、転写した図柄の乱れ
が生じる。また、成形容器用フィルムに偏肉があると成
形性が不均一となるため、フィルムの破断や積層加工時
に部分的な層間剥離が発生する傾向がある。

従って成形用ポリエステルフィルムにおいて、成形性と
フィルムの厚さ斑が共に優れたポリエステルフィルムが
求められていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記課題に鑑み、鋭意検討した結果、ポリ
エステルに特定の酸成分を特定量含有するフィルムであ
り、且つ、特定の物性を有するフィルムが、成形性、厚
さ斑に極めて優れることを見出し、本発明を完成するに
至った。

すなわち本発明の要旨は、脂肪族ジカルボン酸成分を全
酸成分に対し１・〜２０ｍｏｌ％含有する共重合ポリエ
ステルよりなり、１５０℃の雰囲気下、１００％伸長時
のフィルム強度Ｆ１゜。が０．５〜５ｋｇ／ｍｍ”であ
り、且つ該フィルムの厚さ斑が４０％以下であることを
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、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いられるポリエステルは、ジカルボン酸成分
として、テレフタル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸
、アジピン酸、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、脂肪族ジカルボン酸等、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
オール成分としてエチレングリコール、プロピレングリ
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成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成分として、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、生成物が実
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成するポリエステルにおいて、ポ
リエチレ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モル我以上である。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成するポリエステルにおいて、全
Ｍ成分中の脂肪族ジカルボン酸成分含有量は１〜２０＋
ｓｏＪ％の範囲であり、好ましくは１〜１０ｍｏｌ％の
範囲である。かかる要件を満たすことにより、フィルム
の成形性、耐熱性の向上と厚さ斑の良化が同時に達成で
きる理由は、脂肪族ジカルボン酸成分を加えることによ
り、ポリエステルの分子鎖に柔軟性と結晶性を同時に付
与することが可能となり、上記特性を達威し得たためで
あると推察される。

本発明のフィルムを構成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成分の含有量が２０１１Ｉ
ｏ１％を越えるフィルムでは、むしろ耐熱性の低下や厚
さ斑の悪化が見られ、好ましくない。また、該含有量が
１ｍｏｊ２％未満のフィルムでは、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ｌｌ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成分が、
前記成形性、耐熱性、厚さ斑を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、テレフタレ酸カルシウム、
酸化アルミニウム、酸化チタン、リン酸カルシウム、フ
ン化リチウム、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成時に
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成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
２〜０゜９重量％の範囲であり、平均粒径は、０．００
１〜３．５μｍ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０．５０未満の場合は、
十分な強度及び成形性が得られず好ましくない。

本発明のフィルムにおいて、１５０°Ｃ雰囲気下におけ
る１００％伸長時のフィルム強度Ｆｌ。。は０．５〜５
ｋｇ／ｍｍ２の範囲である必要がある。本発明でいうＦ
ｌ（１０とは１５０°Ｃでの１００％伸長時のフィルム
の縦および横方向の強度の平均値である。Ｆｌ。。値は
好ましくは０．５〜３ｋｇ／ｎｕｎ２の範囲である。

我々の検討結果によると、強度ＦＩＧ。値はフィルムの
成形性に深く関係しており、Ｆｌ。。が５　ｋｇ／ｍｍ
”を越すフィルムでは、成形性が低下し、好ましくない
。また、Ｆｌｏｏが０．５　ｋｇ　／　ｍｎ＋２未満の
フィルムでは、成形特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°Ｃ，１００
％伸長時のフィルム強度の差は通常３ｋｇ／ｉｎ”以下
であり、好ましくは２ｋｇ／ｍｍ２以下、更に好ましく
は１ｋｇ／ｍｍ２以下である。かかる差が３ｋｇ／ｍｍ
２を超えると異方性が大きくなるため成形性が悪化する
。

本発明のフィルムにおいて、フィルムの厚さ斑は４０％
以下であり、好ましくは３０％以下である。フィルムの
厚さ斑が４０％を越えると成形性及び成形特のフィルム
の伸び等が不均一となり、成形転写時に図柄の歪みが生
じたり、成形容器用として使用時に、破断や層間剥離を
生じ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Ｆ、。。と厚さ斑が上記範囲にある
ことを必須とするが、更に本発明のフィルムの面配向度
△Ｐは０．０４０〜０．１４０の範囲であることが好ま
しく、更に好ましくは０．０５０〜０、１２０の範囲で
ある。面配向度△Ｐが０．１４０を超えるフィルムでは
成形性が不十分で好ましくない。また、面配向度△Ｐが
０．０４０未満のフィルムでは、フィルムの強度が低下
し、平面性を悪化するため好ましくない。

さらに本発明のフィルムの平均屈折率７は好ましくは１
．５６０〜１．５９８の範囲である。ｎが１゜５９８を
越えるフィルムでは、フィルムの結晶化度が高くなり好
ましくない。また、−ｎ−が１．５６０未満のフィルム
では、逆にフィルムの結晶化が十分でなく、耐熱性が劣
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１．３５５〜１．３８
０の範囲である。フィルムの密度が１．３４５未満では
耐熱性が劣り、十分でなく、一方、１゜３９０を越える
フィルムでは成形性が不充分となり好ましくない。

また、本発明においてフィルムの融解熱は好ましくは１
〜３ｃａＡ／ｇ、更に好ましくは１〜６ｃａ（１／　ｇ
の範囲である。融解熱が８ｃａＡ／ｇを越えるフィルム
では成形性が低下し好ましくない。

料乾燥工程において結晶化が極めて困難なため、真空乾
燥等の繁雑な工程が必要となり、好ましくなく、またフ
ィルムの厚さ斑も悪化し好ましくない。

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０％を越えるフィルムでは、成形転写
用として用いる場合、印刷層形成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３００　ｋ
ｇ／ｍｍ”以上、更に好ましくは３５０ｋｇ／ｍｍ”以
上である。ヤング率が３００　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じ易く
好ましくない。

更に本発明のフィルムにおいて、フィルムの複屈折率は
、０．０２５以下が好ましく、更に好ましくは０．０２
０以下である。フィルムの複屈折率が０、０２５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、
本発明の構成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。

滑り剤として無機粒子等を必要に応じて適量含有する本
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、オープ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、２００〜３２０℃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。

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１６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、好ましくは１５０〜２２
０℃の範囲の一コ 温度で熱処理を行ない所望のフィルムを得る。

゛′呈′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
方法においては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威し”−二 たりミコロナ放電処理等を施したりしても構わな、−シ い。

〔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。

（１１１５０℃雰囲気下における１００％伸長時のフィ
ルム強度Ｆ　＋ｏｏ　　（ｋｇ／ｍｌ１１”　）■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１５ｍｍのフィルムをチャ
ック間５０ｍｍとなるようにセットして２分間放置後、
引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで１００％伸長時の強度を
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Ｆｌ。。とした。なお、１００％伸長前に破
断するフィルムについては、次式に従って換算した。

１００％伸長時強度（ｋｇ／ｍｍ”　）　＝破断時強度
（ｋｇ／ｎｕｎ”）Ｘ ００ 破断時伸び（％） （２）　　フィルムの厚さ斑 安置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。

ｘｌＯＯ（％） （３）フィルムの平均屈折率（ｎ）、面配向度（ΔＰ）
、複屈折率（△ｎ） フィルムの屈折率の測定は、アタゴ社製アソベの屈折計
を使用し、光源にはナトリウムランプを用いて測定した
。

ｎ　− （ｎ、＋ｎ、＋ｎγ） △Ｐ＝　　　　　　（ｎア＋ｎ、）−ｎ。

△ｎ＝ｎγ　＝ｎ。

なお、上記式中ｎ７．ｎ、およびｎヶは各々フィルム面
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（ｃａＡ／ｇ）パーキンエルマ
ー社製差動走査熱量計ＤＳＣ−ＩＢにより、昇温速度１
６℃／ｍｉｎ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。

フィルムの融解熱−Ａ−３・ （ｃａｊ２／ｇ） 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　（！／　ｃｒＡ　） Ｓ：試料の融解ピークの面積（ｃｕｔ　）ｍ：試料の重
量（ｇ） （５）極限粘度（η） 試料２００ｎｗをフェノール／テトラクロロエタン＝５
０１５０の混合溶媒２Ｑｍ／に加え、約１１０°Ｃで３
０分間加熱後、３０゛Ｃ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。

ｉ。

但し、１０　：原長ＩＱｃｍ 忍　：収縮後の長さ （７）転写フィルムとしての成形性 第１図に示す縦１０ｃｍ、横１ＯＣＴ１１、最大深さ２
、　Ｏｃ！ｆｆの金型（１）を用い、フィルムを真空及
び圧空にて金型内部に予備成形した後、加熱した樹脂を
射出して成形を行なった。成形時のフィルム破断の頻度
によりフィルムの成形性を以下のように評価した。

○：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。

×：フィルム彼れが頻発し、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）を形成後、上記（６）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、
成形品への印刷において図柄の歪み、印刷の抜は等が見
られないものを○、そうでないものを×として評価した
。

（９）成形容器用フィルムとしての適性１６μｍのポリ
エステルフィルムを７０μｍの未延伸ポリプロピレンフ
ィルムと接着剤を介して積層した後、予備加熱後、開口
径ｌＱｃｍ、深さ３　ｃｍの金型を用いて真空圧空成形
により、プラスチックトレーを作成した。成形時にポリ
エステルフィルムとポリプロピレンフィルムの間に眉間
剥離が生したり、破断が頻発するものをＸ、特に問題な
く成形可能なものを○とした９実施例１ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位８Ｑ　ｍｏ　
４２％、イソフタル酸単位１６ｍｏ／％、セバシン酸単
位４　ｍｏ　１％よりなり、ジオール成分として、エチ
レングリコール単位９８ｍｏＡ％、ジエチレングリコー
ル単位２　ｍｏ　！！％よりなる、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
ステルを予備結晶化後、本乾燥し、Ｔダイを有する押出
機を用いて２８０℃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７５℃で３．０倍延伸した後、続いて横
方向に９５℃で３．６倍延伸し、横方向に１５％の弛緩
と縦方向に０．５％の弛緩を行ないながら、１７５℃で
熱処理を行なった。得られたフィルムの平均厚さは３８
μｍで、極限粘度は０．６６であった。

実施例２ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位８０　ｎｅｏ
　１２％、イソフタル酸単位１７ｍｏｌ％、１゜１０−
デカンジカルボン酸単位３　ｎｏ　Ａ’％よりなり、ジ
オール成分として、エチレングリコール単位９８ｍｏｌ
％、ジエチレングリコール単位２ｍａｉ１％よりなり、
実施例１と同様の粒子を含む共重合ポリエステルを用い
て、実施例１と同様に乾燥、押出しを行ない、無定形シ
ートを得た。

得られた無定形シートを実施例１と全く同様に１膜を行
ない、平均厚さ３８μｍのフィルムを１ｈた。得られた
フィルムの極限粘度は０．６６であった。

実施例３ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位８４　ｍｏ　
１％、アジピン酸単位１６ｍｏ／％よりなり、ジオール
成分としてエチレングリコールよりなる共重合ポリエス
テル（Ａ）と、ジカルボン酸成分がテレフタル酸よりな
り、ジオール成分としてエチレングリコール８０ｍｏＩ
１％、ネオペンチルグリコール２０ｍｏｆ％よりなる、
平均粒径０、９μｍの炭酸カルシウム粒子２０００ｐｐ
ｍを含有する共重合ポリエステル（Ｂ）とをｌ：ｌの重
量比でブレンドした後、乾燥を行ない、２７０℃で押出
し、急冷固化して無定形のシートを得た。得られたシー
トを７０℃で２．８倍延伸後横方向に９０℃で３．８倍
延伸し、１８０℃で熱処理後、１７０℃で１０％横方向
に弛緩を行゛なった。得られたフィルムの平均厚さは２
５μｍであり、極限粘度は０．７０であった。

実施例４ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位８６　ｍｏ　
１％、スペリン酸単位１４ｍｏＩ！％よりなり、ジオー
ル成分としてエチレングリコールよりなりデ・ 後、実施例３と全く同様に乾燥、製膜を行ない、平均厚
さは２５μｍのフィルムを得た。得られたフィルムの極
限粘度は０．７２であった。

比較例１ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位８２ｍｏｌ！
％、イソフタル酸単位１８　ｎｅｏ　ｌ　％　ヨＪ）　
すり、ジオール成分としてエチレングリコールよりなる
、実施例１と同様の粒子を含有する共重合ポリエステル
を用い、縦延伸温度を８５℃とした以外は実施例１と全
く同様に乾燥、製膜を行ない、平均厚さ３８μｍのフィ
ルムを得た。

得られたフィルムの極限粘度は０．６５であった。

実施例１〜４、比較例１のフィルムの物性及び成形相フ
ィルムとしての各種適性をまとめて表１に示す。

〔発明の効果〕

本発明のフィルムは、優れた成形性、耐熱性、及び厚さ
斑を有し、成形用、特に成形転写用および成形容器用ベ
ースフィルムとして好適であり、その工業的価値は高い
。

【図面の簡単な説明】

第１図は成形と同時に転写も行なう成形転写法の概略を
示す図である。図中の１は金型、２は射出機、３はベー
スフィルムそして４は印刷層を含む層を表わす。 出　願　人　ダイアホイル株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）脂肪族ジカルボン酸成分を全酸成分に対し１〜２
   ０ｍｏｌ％含有する共重合ポリエステルよりなり、１５
   ０℃の雰囲気下、１００％伸長時のフィルム強度Ｆ＿１
   ＿０＿０が０．５〜５ｋｇ／ｍｍ＾２であり、且つ該フ
   ィルムの厚さ斑が４０％以下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。