JPH07173374A - 沈降シリカ粒子と焼成白土を含むポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリエステルフィルムの重量を基準として特
定の量で存在する或る粒子サイズを持つ沈降シリカ粒子
と焼成クレーの組み合わせを含む線状ポリエステルのフ
ィルム又はシート、及びそのようなフィルム又はシート
の製造方法。 【効果】 これらの充填剤の添加は、許容できるフィル
ムの光学的明澄度と透明性を維持しながら取り扱い適性
を含むフィルムの幾つかの性質を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】この発明はポリマーのフィルムに関し、特
にその中に充填剤の組み合わせを含むポリマーのフィル
ムとそのようなフィルムの製造方法に関する。

【０００２】線状のポリエステルからなるフィルム又は
シートは長年に亙って商業的に利用されて来た。ポリマ
ーのフィルムは優れた延伸配向性を有し、傑出した性質
を有するフィルムを齎す二軸フィルム延伸法に特に適し
たものであることを証明して来た。同じくまたポリエチ
レンテレフタレート又はＰＥＴとして知られるポリマー
のフィルムは強く、固有の優れた化学的ならびに熱的安
定性を持つ。ポリマーの調製方法とフィルムの製造方法
は当該技術に熟練した人々には周知のもので、多くのテ
キストに引用されている。それらには例えば、Ｊohn Ｗ
iley and Ｓons社から出版されたＥncyclopedia of Ｐo
lymer Ｓcience and Ｅngineering，第２版、第１２
巻、１〜３１３頁、及び多数の米国特許と他の外国特許
がある。

【０００３】ポリマーフィルムは貧弱な取り扱い性を持
つ場合が多く、それはフィルムを高品質のリールに巻き
取るのが困難であったり、加工装置、例えばスリッター
を能率良く通過させることができない等の問題を生ず
る。フィルムの取り扱い性は、フィルムの表面の粗さを
増加させることによって、適切にはフィルムの表面をコ
ーティングするか、それとも又はフィルムの内部に充填
剤、即ち有機の又は無機の粒子を組み入れることによっ
て改善することができる。コーティング塗料と充填剤の
組み合わせ（併用）をフィルムの取り扱い性を改善する
のに使用できる。フィルムの取り扱い性を改善するのに
塗料被覆を用いる時の問題点は、例えば、フィルムに帯
電防止性、接着促進性の又は剥離性の性質を与える為に
必要な付加的なコーティング層を塗布することが難しい
のでフィルムが使用される用途範囲を制限することであ
る。

【０００４】取り扱い性を改善するために広範囲の色々
な充填剤がフィルムに配合されて来た。例えば、米国特
許第５，１３２，３５６号、同５，１３７，９３９号に
記述されているようなガラス球、及び米国特許第４，２
７４，０２５号に教示されているような合成シリカ、硼
酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫
酸バリウム、ケイ酸カルシウムとアルミニウム及びガラ
ス球を含む無機物質。これらの充填剤が与える改善にも
かかわらず、そのような充填剤を含むフィルムは典型的
に特定の用途に限定される。

【０００５】微小な粒子の充填剤をフィルムの中に組み
込むことは、特にポリマーの加工中に様々な問題を提起
する。典型的には、重合前に樹脂系に充填剤を組み入れ
るのが望ましい。しかしながら、これは充填剤を重合反
応と関連反応の条件にさらす必要が有り、その為に充填
剤には追加的な考慮が必要になる。重合を完了するため
に必要な熱、時間、撹拌および圧力などの反応条件は充
填剤を反応させ、分解させ、凝集させる等の原因となる
ことが有る。従って、充填剤の加工特性は様々な加工上
の問題を生ずることが有る。

【０００６】光学的な明澄度と透明度は、包装、金属化
フィルム、電子複写フィルム、汎用の工業用途向けのフ
ィルム等の広範囲のフィルム用途の中で重要な判断基準
である。高い光の透過率、低い曇り度、優れた取り扱い
性を現すフィルムと、使用分野と加工性に於いてより普
遍的で万能な充填剤に対するニーズは益々高まりつつあ
る。それに加えて現在は、フィルムの二つ又は二つ以上
の層が密接に接触したときに表面に引っ掻き傷を起こし
そうもないような充填剤系から成るフィルムに対する更
に進んだニーズがある。

【０００７】本発明は、驚くべきことに前述の問題点の
一つ又はそれ以上を克服し、又は実質的に減少する。

【０００８】従って、本発明は改善された粘着防止性
（ａｎｔｉ−ｂｌｏｃｋｉｎｇ）、折り皺性（ｃｒｅａ
ｓｉｎｇ）の低下、にきびきず発生（ｐｉｍｐｌｉｎ
ｇ）の減少、及びマシン方向（ＭＤ、縦方向）の皺発生
（ｗｒｉｎｋｌｅｓ）の減少を含む優れた風合いをもつ
ポリエステルフィルムを提供する。

【０００９】本発明の別の局面は、加工中とその後のフ
ィルムの使用中にフィルムの隣接層の表面に引っ掻き傷
を付ける傾向の無いような比較的柔らかな充填剤粒子を
含むフィルムを提供することである。

【００１０】本発明のさらに別の局面は、優れた取り扱
い性を持つのみならず低い雲り度、良好な光学的明澄度
を持つポリエステルフィルムを提供することである。

【００１１】本発明の更に別の局面は、良好な加工特性
を持つ充填剤の組み合わせを混和したポリエステルフィ
ルムを提供することである。

【００１２】本発明の別の局面は、重合反応と反応条件
を受けた時に反応せず、分解せず、又は凝集しない充填
剤の組み合わせを混和したポリエステルフィルムを提供
することである。

【００１３】

【発明の要約】本発明は、ポリエステルフィルムの重量
を基準として或る特定の量で存在する特定の粒子サイズ
を持つ沈降シリカと焼成クレーの組み合わせを中に組み
入れた線状のポリエステルのフィルム又はシートに関す
る。これらの充填剤の添加は、許容できる光学的な明澄
度と透明度を維持しながら取扱適性を含むフィルムの幾
つかの性質を改善する。

【００１４】

【発明の詳細な記述】本発明は、（ａ）ポリマーの重量
に基づいて２５ｐｐｍと５００ｐｐｍの間の範囲内の量
で存在する１５ミクロン未満の平均粒子サイズを有する
沈降シリカ粒子と、（ｂ）ポリマーの重量に基づいて１
０，０００ｐｐｍを越えない量で存在する焼成クレーの
組み合わせを中に含むポリエステルポリマーから成るポ
リエステルフィルムに関する。

【００１５】発明の実施に有用な沈降シリカ粒子は、Ｓ
iＯ₂から成り、修飾されたものでも無修飾のものでも良
い。これらのシリカ粒子は様々な技法、プロセス及び化
合物、特にシリカ粒子をより疎水性にする傾向があるよ
うなものを用いて修飾することができる。好ましい沈降
シリカ粒子は、Ｗ.Ｒ.Ｇrace 社を通じて入手でき商品
名 ＳＹＬＯＩＤの名前で販売されている。

【００１６】本発明の沈降シリカ粒子は、典型的には１
〜１０ミクロン、より典型的には、２〜８ミクロンの平
均粒子サイズを持つ。沈降シリカ粒子は、ポリマーの重
量を基準としてその３０〜３５０ｐｐｍの範囲の少量で
存在する。好ましくは、沈降シリカ粒子の量は５０〜２
５０ｐｐｍの範囲、最も好ましくは、１００〜２００ｐ
ｐｍの範囲にある。

【００１７】本発明に有用な焼成クレーは含水のクレー
を慣用の処理によって形成することができる。焼成クレ
ーを形成する一つの一般的な方法は次の通りである：最
初に含水クレーを乾燥微粉砕し、続いて風篩と精製を行
い、次に少なくとも１０００℃の温度でクレーを焼成
し、更に水中でサンドミリングによって処理し、最後に
共沸蒸留によって水を除去してエチレングリコールスラ
リーを形成する。

【００１８】焼成クレーの与えられたサンプルは、慣用
の粒子サイズ分析器によって測定した時にサンプル中の
約５０％又はそれ以上がそのサイズを持つことを示すミ
クロン表示の平均粒子サイズを有する。本発明の焼成ク
レーは１ミクロン未満、好ましくは０.８５ミクロン未
満、最も好ましくは０.２５ミクロンと０.７５ミクロン
の間の平均粒子サイズを持つ。焼成クレーは、スラリー
の全重量を規準として最高で５５％まで、典型的には５
０％の固形分のエチレングリコールスラリーの形でポリ
マーに導入することができる。焼成クレーの好ましいス
ラリーは、商品名ＩnＦilm ３１１７としてＥnglish Ｃ
hina Ｃlay Ｉnternationalによって市販されている。
この物は、Ｍicrotrac Ｍodel IIの粒子サイズ分析器に
よって測定して０.３ミクロンの平均粒子サイズと、２
ミクロン未満が全体の９８％、０.５ミクロン未満が９
０％を占める粒子サイズ分布を持っている。

【００１９】ポリエステルフィルム中に存在する焼成ク
レーの量は、ポリエステルフィルム中のポリマーの重量
を基準として、１０，０００ｐｐｍを越えない量、典型
的には、８，０００ｐｐｍを越えない量、好ましくは１
０００ｐｐｍと５０００ｐｐｍの間の量である。

【００２０】沈降シリカ粒子と焼成クレーの所要量は、
ポリマーの押出し前のフィルム製造工程の任意の点でポ
リエステルフィルム形成物質に添加することができる。
この発明の一般的な実施では、重合によるポリエステル
の製造の間に沈降シリカと焼成クレーの粒子をポリエス
テルの中に組み込むことが好ましい。便利な方法は、ポ
リエステルの製造に用いられる重縮合混合物に粒子を加
えることである。モノマーが形成されるエステル交換反
応の後にスラリーとしてポリエステルポリマーを製造す
る間にそのような粒子を加えることが特に望ましい。粒
子は、例えば重縮合の開始前にポリエステルるが形成さ
れるグリコール中スラリーとして添加することができ
る。

【００２１】発明のフィルムの製造に有用なポリマーは
当該技術に熟練した人達には周知のものであって、任意
のフィルム‐形成性のポリマー物質から得ることができ
る。一つ又は一つ以上のジカルボン酸またはその低級ア
ルキル（最高で６個までの炭素原子を含む）ジエステ
ル、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、
２，５‐，２，６‐又は２，７‐のナフタレンジカルボ
ン酸、琥珀酸、セバシン酸、アジピン酸、アゼライン
酸、４，４′‐ジフェニルジカルボン酸、ヘキサヒドロ
テレフタル酸または１，２‐ビス‐ｐ‐カルボキシ‐フ
ェノキシエタン（随意的には、ピバル酸などのモノカル
ボン酸と一緒に）を、一つ又は一つ以上のグリコール
類、例えば、エチレングリコール、１，３‐プロパンジ
オール、１，４‐ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール及び１，４‐シクロヘキサンジメタノールと縮合す
ることによって得られる合成の線状のポリエステルポリ
マーは、本発明のフィルムを形成するのに特に効果的で
あることが見いだされた。ポリエチレンテレフタル酸エ
ステルのフィルムが特に好ましく、中でも例えば、英国
特許第８３８，７０８号に記述されているように、典型
的には７０℃〜１２５℃の温度で二軸延伸され、典型的
には１５０〜２５０℃の温度でヒートセット（ｈｅａｔ
ｓｅｔ）されたようなポリエステルフィルムが特に好
ましい。

【００２２】本発明による組成物から調製されたポリエ
ステルフィルムは一軸に又は二軸に延伸されるが、しか
し好ましくは、機械的および物理的な性質の満足できる
組み合わせを得るためにフィルムの平面で互いに垂直な
二つの方向に引っ張ることによって二軸に延伸される。
好ましくは、典型的に７０〜１５０℃の温度でフィルム
を互いに垂直な二方向に順次引き伸ばすことによって二
軸延伸される。そのような延伸方法が英国特許第８３
８，７０８号を含む多くの特許に記述されている。これ
らの技法はポリエステルフィルムの製造技術に熟練した
人々には周知のものである。

【００２３】本発明のポリエステルフィルムは、典型的
には１７５ミクロンを越えない厚さ、より典型的には１
００ミクロンを越えない厚さ、好ましくは５０ミクロン
を越えない厚さ、最も好ましくは９ミクロンと２５ミク
ロンの間の厚さに形成される。

【００２４】この発明のポリエステルフィルムの片面ま
たは両面には、普通に良く用いられるコーティング媒体
を随意的に塗布することができる。そのようなコーティ
ングはフィルムの接着性または帯電防止性を改善するた
めに加えられるのが慣例である。これらのコーティング
塗料の化学的組成は当該技術に熟練した人々には周知の
ものであり、多くの特許と刊行物に記載されている。コ
ーティング媒体は一軸延伸した又は二軸延伸したフィル
ム支持体に塗布される。同時二軸延伸法では、コーティ
ング媒体は適切には延伸操作が開始される前か又は完了
した後に支持体に塗布される。順次二軸延伸法では、コ
ーティング媒体は好ましくは二つの延伸段階の間に、即
ち、二軸延伸操作の縦方向と横方向の延伸の間に塗布さ
れる。延伸とコーティング（塗工）のそのようなシーケ
ンスは、塗工したポリエチレンテレフタレートフィルム
の製造に特に好ましい。好ましくは、フィルムは最初に
一連の回転ローラーの上で縦方向に延伸され、次にコー
ティング媒体で塗工され、最後にテンターオーブン（幅
出機）の中で横方向に延伸され、好ましくはこの後に塗
工したフィルムはヒートセットされる。

【００２５】任意的なコーティング媒体は、浸漬被覆
(ディップ塗工)、ビード塗工、グラビア塗工、リバース
ローラー塗工またはスロット塗工などの任意の適当な慣
用のコーティング技術によって水性の分散液または有機
溶媒中の溶液としてポリエステルフィルムに塗布され
る。

【００２６】その後の延伸および/またはヒートセット
の間に塗布フィルムに加えられる温度は、水性媒体、又
は溶剤塗布組成物の場合は溶剤を乾燥し、又塗工液を連
続した均一な層に凝集し被覆層を形成するのに効果的で
ある。

【００２７】任意的なコーティング層はポリエステル支
持体の片面または両面に塗布することができるが、片面
または両面の塗工層には更に別の追加的な物質を塗工す
ることもできる。塗工層の機能は、このようにその後の
追加の塗工層（単数または複数の）の堆積を助ける下塗
り層として又はフィルムの改善された取り扱い性を与え
ることである。

【００２８】ポリエステルフィルム支持体の一つ又は一
つ以上のポリマー層と組成物を形成するために用いられ
る任意の塗工層は、便宜的に熱可塑性のポリエステルフ
ィルムの製造に通常良く用いられる任意の添加物を含む
ことができる。このように、必要ならば染料、顔料、目
止め剤、潤滑剤、酸化防止剤、ブロッキング防止剤、界
面活性剤、スリップ剤、光沢改良剤、粘度調節剤、分散
安定剤、充填剤および組み合わせ充填剤等の添加剤をポ
リエステルフィルム及び／又はコーティング層の中に組
み入れることができる。

【００２９】本発明は以下に記す本発明の幾つかの具体
例を教える特定の実施例を参照することによってより良
く理解することができる。

【００３０】

【実施例】これらの実施例には、以下の物質と試験手順
が用いられた： ＳＹＬＯＩＤ‐７４：Ｗ.Ｒ.Ｇrace 社から入手できる
平均粒子サイズが７〜８ミクロンの沈降シリカ粒子。

【００３１】ＳＹＬＯＩＤ‐１５０：Ｗ.Ｒ.Ｇrace 社
から市販されている平均粒子サイズが２.０ミクロンの
沈降シリカ粒子。

【００３２】ＳＹＬＯＩＤ‐Ｆ１５０：Ｗ.Ｒ.Ｇrace
社から市販されている平均粒子サイズが２.１ミクロン
の沈降シリカ粒子。

【００３３】ＳＹＬＯＩＤ‐２３４：Ｗ.Ｒ.Ｇrace 社
から市販されている平均粒子サイズが２.５ミクロンの
沈降シリカ粒子。

【００３４】ＳＹＬＯＩＤ‐２３５：Ｗ.Ｒ.Ｇrace 社
から市販されている平均粒子サイズが４.０ミクロンの
沈降シリカ粒子。

【００３５】充填剤濃度：特に指定しない限り全ての充
填剤濃度はポリマーの重量を基準とした１００万部当た
りの部数（ｐｐｍ)で与えられる。

【００３６】平均粒子サイズ：全ての粒子サイズはＭic
rotrac Ｍodel IIの粒子サイズ分析器で測定したミクロ
ン単位のもの。

【００３７】曇り度％：Ｇardnerの曇り度計により測定
した。

【００３８】ＭＤ 等級：最低１５,０００フィートのフ
ィルムを約１８００フィート／分のラインスピードでコ
アの上に高速巻取りによって巻取ったときのフィルム巻
取の評価を示し、巻き上げたフィルムに発生した縦筋の
幅をインチ単位で測定し、その縦筋の合計長さをフィル
ムの全幅で割った値を１〜１０の範囲に規格化したフィ
ルムの品質を示す。等級１は目に見える縦筋が認められ
ないことを示す。

【００３９】斑点の等級付け：フィルムの金属化した表
面から反射した光の歪みを観測することによってフィル
ム表面の光学的性質を評価したもの。等級１は事実上斑
点が認められないことを示す。

【００４０】

【実施例１】２５ガロン容のＲossミキサーの中に、撹
拌下に１０ガロンのエチレングリコールを装入し、次い
で０．２８４kgのＳyloid−７４を添加した。次に、In
Ｆilm３１１７の商品名でＥnglish Ｃhina Ｃlay Ｉnte
rnational 社から販売されているエチレングリコール中
に約５１％の固形分を含む焼成クレーのスラリーの約
６．８２kgを装入した。このクレー粒子は、Ｍicrotrac
Ｍodel IIの粒子サイズ分析器で測定した平均粒子サイ
ズが約０．３ミクロンで、粒子サイズが２ミクロン未満
が全体の９８％、０．５ミクロン未満が９０％を占める
粒子サイズ分布を持っている。別の容器の中で約２１０
０リットルのテレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）を約２２
０℃の温度で約１２６０リットルのエチレングリコール
と反応させてビスヒドロキシエチレンテレフタレート
（モノマー）を形成した。混合充填剤のスラリーを約１
時間混合した後、それをモノマーの中にポンプで送入し
た。この間モノマーは絶えず撹拌し続けた。次に、モノ
マー組成物の温度を約２４０℃に加熱し、全ての過剰の
エチレングリコールが事実上除去されるまで約１０分間
に亙って撹拌し続けた。

【００４１】モノマー／混合充填剤の組成物を次に普通
に良く用いられるオートクレーブに移した後、溶融モノ
マーを撹拌下に約０.４ｍｍＨｇの圧力で約２８５〜２
９０℃の温度で重合した。得られたポリエチレンテレフ
タレートを約室温まで冷却し、慣用のペレタイザーを用
いてチップに変えた。

【００４２】次に乾燥したチップを慣用のフィルム製造
装置を用いて約２８５℃でフィルムに押し出し、次いで
慣用の装置を用いて互いに垂直な二方向に延伸比３．
１：１で各方向に逐次延伸し、続いて約２２０℃でヒー
トセットした。得られた充填剤入りのフィルム製品は約
１２ミクロンの全厚さとガードナーの曇り度計で測定し
て約３．２％の曇り品質を持っていた。良好な明澄度に
加えて、フィルムの全長２０，０００フィート以上を約
１８００フィート／分のライン速度でコアの上に高速巻
き取りし、巻き取ったフィルムの外側表面を肉眼で検査
することによって巻き取り品質とフィルム品質について
も評価した。フィルム表面を検査した結果、事実上ブロ
ッキングピンプル（粘着性の小さな膨れ）も縦方向（Ｍ
Ｄ）の皺(しわ)または襞(ひだ)も存在しないことが観察
された。

【００４３】

【実施例２〜７】実施例２〜７は実施例１の手順に従っ
て調製したが、充填剤の量と粒子サイズは表１に要約す
るように変化させた。表１には同じくまたこれらの充填
剤入りのフィルムのパーセント曇り度、マシン方向の縦
筋の等級、斑点の等級の評価結果を示す。

【００４４】 表 １ 充填剤 平均粒子 実施例 充填剤 の濃度 サイズ 曇り度％ MD等級 斑点の等級 ２ SYLOID 125 7〜8 2.9 1 10 焼成クレー 2400 0.3 ３ SYLOID 25 7〜8 2.5 5 10 焼成クレー 2400 0.3 ４ SYLOID 125 7〜8 2.9 1 10 焼成クレー 2400 0.3 ５ SYLOID 150 125 2.0 2.8 5 6 焼成クレー 2400 0.3 ６ SYLOID 234 125 2.5 2.9 6 7 焼成クレー 2400 0.3 ７ SYLOID 235 125 4.0 2.9 5 7 焼成クレー 2400 0.3 ８ SYLOID 74 100 7〜8 3.8 2 8 焼成クレー 3500 0.3 ９ SYLOID‐F150 500 2.1 2.9 6 5 焼成クレー 1200 0.3

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール・デヴィッド・アラン・ミルズ イギリス国ディー13・８ビーエイチ，カウ ンティー・ダーラム，ダーリントン，ヒル クロース・アベニュー 16

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）ポリマーの重量を基準としてその２
   ５ｐｐｍから５００ｐｐｍ（ｐｐｍは重量基準）の範囲
   で存在する平均粒子サイズが１５ミクロン未満の沈降シ
   リカ粒子と、（ｂ）ポリマー重量を基準としてその１
   ０，０００ｐｐｍを越えない量で存在する焼成クレーの
   組み合わせを中に含むポリエステルポリマーからなるポ
   リエステルフィルム。
2. 【請求項２】焼成クレーが１ミクロン未満の平均粒子サ
   イズを有する請求項１記載のフィルム。
3. 【請求項３】焼成クレーがポリマー重量を基準としてそ
   の８，０００ｐｐｍ未満の量で存在する請求項２記載の
   フィルム。
4. 【請求項４】沈降シリカ粒子が１ミクロンと８ミクロン
   の間の範囲にある平均粒子サイズを有する請求項１記載
   のフィルム。
5. 【請求項５】沈降シリカ粒子がポリマー重量を基準とし
   て、５０ｐｐｍと３００ｐｐｍの間の範囲の量で存在す
   る請求項４記載のフィルム。
6. 【請求項６】フィルムの厚さが５０ミクロン未満である
   請求項１記載のフィルム。
7. 【請求項７】（ａ）ポリマーの重量を基準として５０ｐ
   ｐｍから２５０ｐｐｍの範囲の量で存在し、平均粒子サ
   イズが２ミクロンと８ミクロンの間にある沈降シリカ粒
   子と、ポリマーの重量を基準として１，０００ｐｐｍと
   ５，０００ｐｐｍの間の範囲の量で存在する平均粒子サ
   イズが０．２５ミクロンから０．７５ミクロンの焼成ク
   レーの組み合わせを含むポリエチレンテレフタレートポ
   リマーからなるポリエステルフィルム。
8. 【請求項８】焼成クレーが、全体の９８％が２ミクロン
   未満で、全体の９０％が０．５ミクロン未満の粒子サイ
   ズ分布を有する０．３ミクロンの平均粒子サイズを有す
   る請求項７記載のフィルム。
9. 【請求項９】（ａ）ポリマーの重量を基準として２５ｐ
   ｐｍから５００ｐｐｍの範囲の量で存在する平均粒子サ
   イズが１５ミクロン未満の沈降シリカと、（ｂ）ポリマ
   ーの重量を基準として１０，０００ｐｐｍを越えない量
   で存在する焼成クレーの組み合わせを中に含むポリエス
   テルポリマーからなるポリエステルフィルムであって、
   該フィルムの片面または両面が塗料層で被覆されている
   ことを特徴とする前記ポリエステルフィルム。