JPH04202540A - 空洞含有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、ラヘル、ポスター、記録紙、包装材料などに
用いる際、インキやコート剤などの濡れ性と接着性が改
良されたフィルム内部に微細な空洞を多量に含有した描
画性を有するポリエステルフィルムに関する。

（従来の技術） 合成樹脂を主原料としだ紙代替物である合成紙は、天然
紙に比べて、耐水性、吸湿寸法安定性、表面平滑性、印
刷の光沢性と鮮明性、機械的強度などに優れている。

近年、これらの長所を活かした用途展開が進められてい
る。

合成紙の主原料としては、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエステルなどが用いられているが、この中でも
ポリエチレンテレフタレートを代表とするポリエステル
は、耐熱性が高い点や、腰が強いという点で優れており
、広範な用途展開が可能である。

ポリエステルを主原料とした紙と類似した機能を有する
フィルムを得る方法として、従来（１）微細な空洞をフ
ィルム内部に多量に含有させる方法や通常の平坦なポリ
エステルフィルムを（２−１）サンドブラスト処理や（
２−２）ケミカルエツチング処理や（２−３）マット化
処理（マット剤をバインダーとともに積層する方法）な
どによって表面を粗面化する方法、などが開示されてい
る。

これらの中で、（１）の微細な空洞をフィルム内部に多
量に含有させる方法には、フィルム自体を軽量化できる
点や適度な柔軟性を付与できて、鮮明な印刷や転写が可
能になるという利点がある。

微細な空洞をフィルム内部に生成させる方法として、従
来、ポリエステルと相溶しないポリマーを押出機で溶融
混練し、ポリエステル中に該ポリマーを微粒子状に分散
させたシートを得て更に該シートを延伸することによっ
て微粒子の周囲に空洞を発生させる方法が開示されてい
る。

空洞発生のため用いられるポリエステルに相溶しないポ
リマー（以下、空洞発現剤と呼ぶ）としては、ポリオレ
フィン系樹脂（たとえば特開昭４９−１３４７５５号公
報）やポリスチレン系樹脂（たとえば特公昭４９−２０
１６号公報、特公昭５４−２９５５０号公報）やボリア
リレート樹脂（たとえば特公昭５Ｂ−２８０９７号公報
）など多数提案されている。これらの中でポリスチレン
とポリプロピレンは、空洞ができやすい点や安価である
点で好ましい、しかし、ポリスチレンまたはポリプロピ
レンを空洞発現剤として得られた空洞含有ポリエステル
フィルムは、空洞発現剤や空洞の大きさ、厚み等が不適
切であると、製膜中の破断やテンターでのクリップはず
れが多数回起こるため、生産性が著しく劣るという欠点
があった。また、フィルムの厚さ方向の強度が劣るため
、テープなどを接着した後にそれを剥がすと、フィルム
表層も共に剥げるという欠点もあった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は前記の欠点、即ち空洞含有ポリエステルフィル
ム内部の空洞発現剤や空洞の大きさ、厚み等を改良する
ことにより、生産性を向上させ、表層の強度が高く描画
性の良い記録紙などに好適な材料を提供せんとするもの
である。

（課題を解決するための手段） 即ち本発明は、ポリエステルとポリエステルに非相溶性
の熱可塑性樹脂が混合された重合体混合物を少なくとも
１軸に配向することにより製造される微細な空洞を多数
有する空洞含有ポリエステルフィルムにおいて、該フィ
ルム中に存在するポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹
脂の長軸径が１〜５０μｍ、厚さが１０μ戴以下、長袖
径と厚さの比が２〜１００であることを特徴とした空洞
含有ポリエステルフィルムに関するものである。

ここで図１〜８に空洞、ポリエステルに非相溶性の熱可
塑性樹脂及びこれらの長軸径、厚み等を示す。

本発明でいうポリエステルとはテレフタル酸、イソフタ
ル酸、ナフタレンジカルボン酸のごとき芳香族ジカルボ
ン酸又はそのエステルとエチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、１．４−ブタンジオール、ネオペンチル
グリコールのごときグリコールとを重縮合させて製造さ
れるポリエステルである。これらのポリエステルは芳香
族ジカルボン酸とグリコールとを直接反応させて製造さ
れるほか、芳香族ジカルボン酸のアルキルエステルとグ
リコールとをエステル交換反応させた後重縮合させるか
、あるいは芳香族ジカルボン酸のジグリコールエステル
を重縮合させる等の方法によって製造される。かかるポ
リエステルの代表例としてはポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレートあるいはポリエチレン
−２，６−ナフタレートなどが挙げられる。このポリエ
ステルはホモポリマーであってもよく、第三成分を共重
合したものであってもよい。いずれにしても本発明にお
いては、エチレンテレツクレート単位、ブチレンテレフ
タレート単位あるいはエチレン−２，６〜ナフタレ一ト
単位が７０モル％以上、好ましくは８０モル％以上、更
に好ましくは９０モル％以上であるポリエステルが好ま
しい。

本発明に用いられるポリエステルに非相溶性の熱可塑性
樹脂は、上記したポリエステルに非相溶性のものであれ
ば制限なく用いることができるが、３００°Ｃ以下で融
解するものであり、かつ、押出し温度において安定性の
良好なものが好ましい。

具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチ
ルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、アイオノマー樹
脂ＥＰラバー等の共重合ポリオレフイン樹脂、ポリスチ
レン、スチレン−アクリルニトリル共重合体、スチレン
−ブタジェン−アクリルニトリル共重合体等のポリスチ
レン系樹脂、ボリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリアクリルニトリル系樹脂等を挙げることができ
る。

これらの中で、ポリオレフィン系樹脂及びポリスチレン
系樹脂が特に好適である。

本発明の該ポリエステルと該ポリエステルに非相溶性の
熱可塑性樹脂を混合させた重合体混合物は、たとえば、
各樹脂のチップを混合し押出機内で溶融混練した後、押
出して固化することによって得られる。この他にも予じ
め混線機によって両樹脂を混練したものを更に押出機よ
り熔融押出しして、固化する方法や、ポリエステルの重
合工程においてポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂
を添加し、攪拌分散して得たチップを溶融押出しして固
化する方法などによっても得られる。固化して得た重合
体は通常、無配向もしくは弱い配向状態のものである。

また、該ポリエステル中に該ポリエステルに非相溶性の
熱可塑性樹脂が、球状もしくは楕円球状、もしくは糸状
なと様々な形状で分散した形態をとっている。その分散
径は、球状のもので直径、０．１〜３０μ−である。該
重合体混合物には、用途に応して顔料、着色剤、耐光荊
、螢光剤、帯電防止側などを添加することも可能である
。こうして得た重合体混合物は、更に速度差をもったロ
ール間での延伸（ロール延伸）やクリップに把持して拡
げていくことによる延伸（テンター延伸）や空気圧によ
って拡げることによる延伸（インフレーンヨン延伸）な
どによって少なくとも１軸に配向処理する。このときに
分散された該ポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂と
該ポリエステルとの界面ではく離が起こり重合体混合物
に空洞が多数発生する。

したがって該ポリエステルに混合させる該ポリエステル
に非相溶性の熱可塑性樹脂の量は、目的とする空洞の量
によって異なってくるが、重合体混合物全体に対して１
重量％〜３５重量％が好ましい。１重量％未満では、ボ
イドの生成量を多（することに限界があり、目的の柔軟
性や軽量性や描画性が得られない。逆に、４０重量％以
上では、ポリエステルフィルムの持つ耐熱性や強度が著
しく損なわれる。

本発明における最も重要な点として、該フィルム中に存
在するポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の長軸径
が１〜５０μ幅、厚さが１０μ−以下、長袖径と厚さの
比が２〜１００であることである。

ポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の長軸径が５０
μｍ以上、厚さが１０μ−以上になると、発現する空洞
が大きくなりすぎるため、フィルムの厚さ方向の強度が
劣り、（従来の技術）の項で記したようなフィルム表層
の剥離の原因や、生産時の破断の原因となる。また、ポ
リエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の長軸径と厚さの
比が２未満では、ポリエステルとポリエステルに非相溶
性の熱可塑性樹脂の接合面が小さくなるためにフィルム
の厚さ方向の強度が劣り（従来の技術）の項で記したよ
うなフィルム表層の剥離の原因となる。更にポリエステ
ルに非相溶性の熱可塑性樹脂の長軸径が１μ−未満又は
長袖径と厚さの比が１００以上では、空洞含存率が低く
なり好ましくない。

該重合体混合物を配向処理する条件は、空洞の生成と密
接に関連がある。したがって本目的を達するための条件
はたとえば、最も一般的に行われている逐次２軸延伸工
程を例に挙げると、該重合体混合物の連続シートを長手
方向にロール延伸した後に中方向にテンター延伸する逐
次２軸延伸法の場合以下の様になる。ロール延伸におい
ては多数の空洞を発生させるため、温度を該ポリエステ
ルに非相溶性の熱可塑性樹脂の２次転移温度＋１０°Ｃ
以下、倍率を１．２〜５倍とするのが好ましい、テンタ
ー延伸においては破断せずに安定製膜するため、温度を
該ポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の２次転移温
度＋１０°Ｃ以上、倍率を１．２〜５倍とするのが好ま
しい。

したがって、該ポリエステルに混合させる該ポリエステ
ルに非相溶性の熱可塑性樹脂は２次転移温度が７０〜１
３０°Ｃの範囲であることが好ましく、それに相当する
樹脂には例えばポリスチレンやポリメチルペンテン等が
挙げられる。

延伸配向処理した空洞含有フィルムは、１３０’Ｃ以上
好ましくは１８０°Ｃ以上で熱固定処理を行うと高温で
の寸法安定性を向上させることができる。

又、−軸方向にのみ配向させた空洞含有フィルムは、収
縮性フィルムや易引裂き性フィルムなどに有用である。

本発明は、配向処理によって空洞を発生させた空洞含有
ポリエステルフィルムに関するものであるので、少なく
とも１軸に配向させることが必要である。

（作　用） 本発明において、主としてエチレンテレフタレートくり
返し単位から構成されたポリエステルを用いるのは、該
空洞含有ポリエステルフィルムの耐熱性や機械的強度を
満足させるためである。

本発明において、該ポリエステルに該ポリエステルに非
相溶性の熱可塑性樹脂を混合し、重合体混合物を得るの
は、該ポリエステル中に該ポリエステルに非相溶性の熱
可塑性樹脂の微細な粒子を分散させて、次の配向処理に
よって生しる空洞の核を作るためである。

本発明において、該重合体混合物を少なくとも１軸に配
向するのは、重合体混合物に多数の微細な空洞を発生さ
せるためである。空洞を発生させることによってフィル
ムの軽量化でき、作業性が良くなり、面積当りの価格も
安くなる。又空洞を含有することによって柔軟性が増し
、印刷、転写を行う時に鮮明な印刷、印字が可能となる
。更に空洞を含有することによって、光ｍｉ蔽性や白さ
が得られる。また、フィルム表面にも該ポリエステルに
非相溶性の熱可塑性樹脂に由来する突起が多数形成され
、鉛筆やボールペンによる筆記が可能になる。

特に本発明において重要であるのは、該フィルム中に存
在するポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の長軸径
が１〜５０μ鴎、厚さ１０μ−以下、長軸径と厚さの比
が２〜１００であることである。

ポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の長軸径が５０
μ−以上、厚さが１０μｍ以上になると、発現する空洞
が大きくなりすぎるため、フィルムの厚さ方向の強度が
劣り、（従来の技術）の項で記したようなフィルム表層
の剥離の原因や、生産時の破断の原因となる。また、ポ
リエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の長軸径と厚さの
比が２未満では、ポリエステルとポリエステルに非相溶
性の熱可塑性樹脂の接合面が小さくなるためにフィルム
の厚さ方向の強度が劣り（従来の技術）の項で記したよ
うなフィルム表層の剥離の原因となる。

更にポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の長軸径が
ｔμ曽未満又は長軸径と厚さの比が１００以上では、空
洞含有率が低くなり好ましくない。

（実施例） 次に本発明の実施例及び比較例を示す。

本発明に用いる測定・評価方法を以下に示す。

１）　ポリエステルの固有粘度 ポリエステルをフェノール（６重量部）とテトラクロロ
エタン（４重量部）の混合溶媒に溶解し、３０℃で測定
した。

２）　フィルム中のポリエステルに非相溶性の熱可塑性
樹脂の長軸径、厚さ及び長軸径と厚さの比フィルムを断
面方向にミクロトームで切す出し、四酸化ルテニウム（
ルテニウムクロライドハイドライトと次亜塩素酸ナトリ
ウムを反応させたもの）で染色したものを透過型電子顕
微鏡（日本電子型ＪＥＭ−２００ＣＸ型）で２０か所写
真を撮り、それぞれを画像処理装置ルーゼンクスＩＩＤ
にレコ社製）で測定、集計した。この場合、ポリエステ
ル、ポリスチレン又は、ポリメチルペンテン及び空洞の
違いは四酸化ルテニウムの染色の度合が以下のように異
なる点から判断した。

ポリエステル・・・薄い灰色 ポリスチレン・・・白色 ポリメチルペンテン・・・濃い灰色 空洞・・・黒色 ３）　空洞の長軸径 ２）項に同し ４）　フィルムの見掛は比重 フィルムを５．００ｃｉ＋　Ｘ　５．ＯＯｃ＋ｉの正方
形に正確に切り出して、それの厚みを５０点測定し平均
厚みｔμ−とし、それの重さを０．１■まで測定しｗｇ
とし、下式によって計−算した。

見掛は比重（−）　＝Ｗ／　５　ｘ　５　ｘ　ｔ　ｘ１
００００５）　フィルムの空洞含有率 下式によって計算した。

空洞含を率（体積％）− １００Ｘ（１−真比容積／見掛は比容積）但し、 真比容積＝　ｘｌ／ｄ＋＋ｘｚ／ｄｚ＋Ｘ３／ｄ：＋＋
　−＋Ｘ＋／ｄ＋＋　＋・見掛は比容積−１／フイルム
の見掛は比重上式におけるχ１は１成分の重量分率、む
はｉ成分の真比重を表わす。

実施例中の計算において用いた真比重の値は、ポリエチ
レンテレフタレート１．４０、アナターゼ型二酸化チタ
ン３．９０、一般用ポリスチレン樹脂１．ｏ５、ポリメ
チルペンテン樹脂０．８３を用いた。

６）　フィルムの表面剥離強度 フィルム表面にテープにチバン社製　セロテープＣＴ−
１８）を５１貼りつけ、十分密着させる。

その後、フィルムが動いたりしないためにテープの周囲
を手で押さえ、フィルムと平行方向にテープを剥く。そ
の剥いだテープの面積に対するフィルム付着面積の割合
により以下のようにランク分けした。

○・・・０〜１０％ Δ・・・１１〜７０％ ×・・・７１％以上 実施例１ 原料として（１）固有粘度０．６２のポリエチレンテレ
フタレート樹脂９０重量％と（２）メルトフローインデ
ンジス３’、０ を、２軸スクリユ一押出機でＴ−ダイスより２８５°Ｃ
で溶融押出しし、静電気的に冷却回転ロールに密着同化
し、ひき続きロール延伸機でｓｏ’ｃで３．２倍縦延伸
を行い、更にひき続きテンターで１４０°Ｃで３．４倍
横延伸し、２２０°Ｃで熱固定し、半透明のポリエステ
ルフィルムを得た。

このフィルムの空洞含有率は１１体積％であり、テープ
による表層剥離は全く起こらなかった．また破断は全く
なかった。

実施例２ 実施例１においてポリエチレンテレフタレート樹脂を９
０重量％から８２重蓋％減らし、アナターゼ型二酸化チ
タン８重量％（予め（１）の樹脂の一部と混練したもの
）を加えた以外は全く同様にして、白色不透明の空洞含
有フィルムを得た。これの空洞含有率は１８体積％であ
り、テープによる表層剥離は全く起こさす製膜中に破断
はなかった．フィルム内部を観察すると、大部分はポリ
スチレンが偏平な状態で存在する空洞であるが、二酸化
チタンが存在する空洞もみられた。

実施例３ 実施例２においてポリエチレンテレフタレート樹脂を８
２重量％から７２重量％に減らし、一般用ポリスチレン
を１０重量％から２０重量％に増やした以外は全く同様
にして、白色不透明の空洞含有フィルムを得た。これの
空洞含有率は２９体積％であり、テープによる表層剥離
はほとんど起こさず、また製膜中に破断はほとんどなか
った．フィルム内部を観察すると、ポリスチレンが偏平
な形で存在する空洞が多数みられた。

実施例４ 実施例１において、一般用ポリスチレンのかわりにポリ
メチルペンテンを用いた以外は全く同様にして半透−明
のポリエステルフィルムを得た．これの空洞含有率は１
８体積％であり、テープによる表層剥離は全く起こらな
かった。また製膜中破断は全くなかった。

比較例１ 実施例２においてポリエチレンテレフタレート樹脂を９
０重量％から５２重量％に減らし、一般用ポリスチレン
を１０重量％から４０重量％に増やした以外は全く同様
にして空洞含有フィルムを得た．これの空洞含有率は３
８重量％でテープにより表面剥離を起こした．また、製
膜中の破断は多数回あった．フィルム内部を観察すると
ポリスチレンと空洞の長軸径が大きくなっていることが
わかった。

比較例２ 実施例２においてテンターの温度を１００”Ｃにした以
外は全く同様にして空洞含有フィルムを得た。

これの空洞含有率は２１重量％でテープによる表層剥離
を比較例１よりも少ないが起こした。

フィルム内部を観察すると、実施例２に比べてポリスチ
レンが球に近い形のものがいくつかみられた。

比較例３ 実施例２においてテンターの温度を９０°Ｃにした以外
は全く同様にして空洞含有フィルムを得た。

これの空洞含有率は２４重量％でテープによる表層剥離
を起こした。また製膜中は破断が多発した。

フィルム内部を観察すると実施例２、比較例２に比べて
、ポリスチレンが球形になっていた。

比較例４ 実施例３においてテンターの温度を１００°Ｃにした以
外は全く含有フィルムを得た。これの空洞含有率は２８
重量％でテープによる表層剥離を起こした。また製膜中
は破断が多発した。

フィルム内部を観察するとポリスチレンの厚さがｌＯμ
−以上のものもみられ、実施例３に比べて空洞の長軸径
が大きくなっていた。

比較例５ 実施例２においてロール延伸機の温度を８０°Ｃから１
２０“Ｃに上げた以外は全く同様にして空洞含有フィル
ムを得た。これの空洞含有率は３体積％であった。フィ
ルム内部を観察するとポリスチレンが長軸方向に糸状に
伸び、空洞がほとんどみられなかった。

（発明の効果） 本発明の空洞台をポリエステルフィルムおよびその積層
体は、従来のポリスチレンやポリプロピレンを空洞発現
剤として用いて得られる空洞含有ポリエステルフィルム
と同様に、通常の空泡を含まないポリエステルフィルム
に無い、軽量性、柔軟性、隠蔽性、艶消し性、描画性な
どを有しているとともに、従来のポリスチレンやポリプ
ロピレンを空洞発現剤として用いて得られる空洞含有ポ
リエステルフィルムに比べ、該フィルム製造時において
製膜中の破断やテンターでのクリップはずれ等の発生頻
度が押えられており生産性が高く、低コストで製造でき
、かつ空洞発現剤や空洞の大きさ、厚み等が適切である
ため、テープなどによる表層剥離も起こさず描画性にも
優れて（する。

従って本発明の空洞含有ポリエステルフィルムは、ラベ
ル、ポスター、記録紙、包装材料などの極めて広い分野
で使用できる。

以下余白

【図面の簡単な説明】

図１０重合体混合物の未延伸シートの断面方向の模式図 図２０図１の未延伸シートを延伸した後の断面の方向の
模式図 図３．延伸したフィルム中のポリエステルに非相溶性の
熱可塑性樹脂と空洞の断面方向の模式図図４．延伸した
フィルム中のポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の
断面方向の模式図図５０重合体混合物の未延伸シートの
表面の模式図 図６．閲５の未延伸シートを延伸した後の表面の模式図 図７．延伸したフィルム中のポリエステルに非相溶性の
熱可塑性樹脂と空洞の表面の模式図図８．延伸したフィ
ルム中のポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の表面
の模式図 なお図中の記号は以下のように定義する。 １、　フィルム中のポリエステル ２、　フィルム中のポリエステルに非相溶性の熱可塑性
樹脂 ３、　フィルム中の空洞 ａ、空洞の長軸径 す、空洞の厚さ Ｃ６空洞の短軸径 ｄ、ポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の長軸径 ｅ、ポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の厚さ ｆ、ポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の短軸径 Ｘ、フィルムの厚さ方向 Ｙ、フィルムの短軸方向 Ｚ、フィルムの長軸方向 ここでフィルムの長軸と短軸は任意の方向とし、ａ≧ｃ
、ｄ≧ｆとなるように定義する。 特許出願人　　東洋紡績株式会社 平成３年３月２７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポリエステルとポリエステルに非相溶性の 熱可塑性樹脂が混合された重合体混合物を少なくとも１
   軸に配向することにより得られる微細な空洞を多数有す
   る空洞含有ポリエステルフィルムにおいて、該フィルム
   中に存在するポリエステルに非相溶性の熱可塑性樹脂の
   長軸径が１〜５０μｍ、厚さが１０μｍ以下、長軸径と
   厚さの比が２〜１００であることを特徴とした空洞含有
   ポリエステルフィルム。