JPH0718163A - ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 滑り性、透明性に優れたポリエステルフィル
ムを得る。 【構成】 主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレー
トであるポリエステル樹脂からつくられたポリエステル
フィルムに、特定量の（Ａ）湿式法シリカ、（Ｂ）乾式
法シリカ、（Ｃ）カルシウム元素及び（Ｄ）リン元素を
含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種包装材料等に使用
されるポリエステルフィルムに関し、より詳しくは、滑
り性、透明性に優れた包装用二軸延伸ポリエステルフィ
ルムに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ポリエ
チレンテレフタレート等に代表されるポリエステルの二
軸延伸フィルムは、透明性、機械強度、寸法安定性等の
物理的特性、及び耐薬品性等の化学的特性が優れている
ことから磁気テープ、コンデンサー、食品包装用等に広
く用いられている。特に、磁気テープ用途では、走行安
定性、耐摩耗性の面からフィルム表面に高い滑り性が要
求され、十分な滑り性が得られない場合には、走行上の
トラブル、摩耗によるテープ寿命の低下に加え、表面に
傷が付き易く、品質低下を招く結果となる。

【０００３】また、食品包装用等の一般包装用途におい
ても製造工程上、加工工程上、一定レベル以上の滑り性
は不可欠であり、一定レベルに達しない場合には、巻取
り工程でのシワの発生、巻形状不良を生じるばかりか、
場合によっては、製品としての価値が大幅に低下する。

【０００４】このようなことから、ポリエステルフィル
ムは、上述した如く物理的にも化学的にも優れた特性を
有しているにもかかわらず、その樹脂特性から摩擦係数
が高いために、滑り性の点で十分なものではなかった。

【０００５】そこで、ポリエステルフィルムの滑り性を
改良する目的で、フィルムの表面を粗面化する方法が一
般的に行なわれている。粗面化の方法としては、ポリエ
ステルと屈折率の近い無機微粒子を重合工程中に添加す
る外部粒子法と、ポリエステルの縮合過程でポリマー中
に粒子を析出させる内部粒子法が提案されている。

【０００６】外部粒子法は、炭酸カルシウム、二酸化チ
タン、リン酸カルシウム等のポリエステルに不活性な無
機化合物粒子を添加するものであるが、かかる方法で
は、延伸による粒子の破壊や変形を起こすことなく、フ
ィルム表面への鋭い突起が形成され高い滑り性が得られ
る。しかし、無機化合物粒子はポリエステルとの親和性
に乏しいため、延伸時に粒子周辺部での空隙の発生によ
り、粒子の脱落が生じ易く、フィルム表面に白い粉状物
が生成する等の問題点を有している。また無機化合物粒
子は、少量の添加でもフィルムの透明性を著しく阻害す
るという好ましくない性質をも有する。よって、一般的
にはポリエステルとの親和性が比較的良好なシリカ粒子
が用いられている。しかしながらシリカ粒子は、ポリエ
ステル中の分散性が極めて悪く、ポリエステル製造中に
凝集し易く、フィルム表面に多くの粗大粒子を生成する
ため、シリカ粒子の使用によってもフィルムの透明性低
下を避けることができない。

【０００７】一方、内部粒子法は、ポリエステル製造時
に析出する触媒残査等を応用したものである。しかし、
内部粒子法を用いた場合は、析出する粒子量、粒子径の
コントロールが極めて難しい上、粗大粒子が生成し易
く、製膜工程での急激な濾過圧の上昇、また製品の欠点
を誘発する等の問題を有する。さらに、延伸時の変形に
より内部粒子が破壊され易いため、走行安定性や耐摩耗
性が劣り、再生使用も困難となるものである。従って、
内部粒子法によって粗面化を行った二軸延伸ポリエステ
ルフィルムでは、フィルムの透明性を損なうことなく滑
り性を付与でき、比較的摩擦係数が小さい領域では良好
な滑り性を有するものの、製膜後のスリッター工程の如
く高い接圧が負荷される場合には、内部粒子による滑り
性の改良効果がほとんど発現しないという問題点を有し
ていた。そこで、このような高い接圧が負荷される場合
には、内部粒子とともにシリカ粒子等の外部粒子を併用
し、十分な滑り性を付与することが行われているが、シ
リカ粒子の添加による粒子の脱落や透明性の低下は避け
ることができなかった。本発明は、十分な滑り性を有す
るとともに、高い透明性の要求される一般包装用フィル
ムとしても使用することが可能な透明性を有するポリエ
ステルフィルムを提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、十分な滑
り特性と高い透明性を同時に満足するポリエステルフィ
ルムについて鋭意研究を進めた結果、本発明に至った。
すなわち、本発明は、カルシウム元素及びリン元素を含
有する内部粒子と、平均粒径１．０〜５．０μｍの湿式
法シリカ（Ａ）１５０〜４５０ｐｐｍ及び平均粒径０．
１〜１．０μｍの乾式法シリカ（Ｂ）５０〜１００ｐｐ
ｍを含有することを特徴とするポリエステルフィルムで
ある。

【０００９】本発明のポリエステルフィルムに使用する
ポリエステル樹脂は、テレフタル酸、イソフタル酸、ナ
フタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸又はその
エステル形成誘導体の１種以上を主成分とするジカルボ
ン酸成分と、エチレングリコール、ブタンジオール、シ
クロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペ
ンチルグリコール、ビスフェノール化合物又はその誘導
体のエチレンオキサイド付加物等の１種以上を主成分と
するジオール成分から構成されるものであり、好ましく
は、繰り返し単位の８０％以上がエチレンテレフタレー
トであるポリエステル樹脂である。なお、芳香族ジカル
ボン酸のエステル形成誘導体としては、芳香族ジカルボ
ン酸のジアルキルエステル、ジアリールエステル等が挙
げられる。また、本発明においては、グルタル酸、アジ
ピン酸、セバシン酸、シュウ酸、コハク酸等の脂肪族ジ
カルボン酸等、上記以外の第３成分を含有したものであ
ってもよい。

【００１０】これらポリエステル樹脂は、公知の直接重
合法やエステル交換法等により製造することができ、そ
の重合度は特に制限されるものではないが、フィルム原
反の成形性から、固有粘度（フェノール／テトラクロロ
エタン等重量混合溶液中で２５℃にて測定）が０．５〜
１．２ｄｌ／ｇ程度のものが好ましい。

【００１１】本発明のポリエステルフィルムは、上記構
成のポリエステル樹脂からつくられたポリエステルフィ
ルムであって、カルシウム元素並びにリン元素を含有す
る内部粒子、湿式法シリカ及び乾式法シリカが含有され
てなるものである。

【００１２】本発明の第１の特徴は、ポリエステルフィ
ルムに、製造法及び粒径の異なる湿式法シリカ（Ａ）と
乾式法シリカ（Ｂ）の二種類を併用させて含有させたこ
とにある。すなわち、粒径が１．０〜５．０μｍの範囲
にある湿式法シリカ（Ａ）と粒径が０．１〜１．０μｍ
の範囲にある乾式法シリカ（Ｂ）の特定量を用いること
により、透明性を損なわずに高負荷でも十分な滑り性を
得ることを見い出した。

【００１３】本発明において用いられる湿式法シリカ
（Ａ）は、一次粒子がシロキサン結合により三次元的な
マトリックス構造を形成して、表面が多孔質化してお
り、かつ内部表面積も非常に大きな形態を有している。
このような湿式法により製造されたシリカは、表面が多
孔質化しているため表面積が大きく樹脂との接触面積が
広いために摩擦が大きく、結果的に樹脂との接着性が高
まるため製造工程中、使用時の過酷な条件下でも脱落が
少なく滑り性の効果も低減することがない。また湿式法
シリカは、その構造が三次元マトリックスであるため大
きな内部表面積を有し、強い外力を受けた場合に変形す
ることが可能であり、延伸工程での変形による応力の方
向に変形するため樹脂との間に間隙が生じ難く脱落が少
ない。従って、製膜工程での巻取り、また、特に巻取り
後のスリット工程で強い力で擦られた場合にも脱落する
事がなく、高負荷下でも充分な滑り性を発現することが
可能である。

【００１４】本発明において使用される湿式法シリカの
平均粒径は、１．０〜５．０μｍの範囲のものであり、
１．０μｍ未満の場合には滑り性に与える効果が少な
く、また５．０μｍを越える場合は突起高さが大きいた
めに、逆に滑り性が低下する傾向が認められ、またフィ
ルム外観にもフィッシュアイのような欠点をも発現する
ようになる。

【００１５】湿式法シリカのポリエステルフィルム中の
含有量は、１５０〜４５０ｐｐｍの範囲である。１５０
ｐｐｍ未満では滑り性が不十分であり、４５０ｐｐｍを
越えるとヘイズが大きくなり、透明性が低下するように
なる。

【００１６】また、本発明においては、湿式法シリカと
併用して乾式法シリカ（Ｂ）を使用することにより、湿
式法シリカの添加によるヘイズの増大を抑制し、かつ十
分な滑り性を付与することができるものである。

【００１７】本発明において使用される乾式法シリカ
は、湿式法シリカに比べ内部表面積を持たず、非常に緻
密な構造となっており、比表面積も小さく、かつ比較的
真球に近い形態となっている。このため湿式法シリカの
ような多孔質化した表面に比べ粒子表面が平滑であるた
め粒子自体の滑りは高い。よって添加量に対して得られ
る滑り性は高く、湿式法シリカよりも少ない添加量で高
い滑り性を発現することが可能となる。このために、フ
ィルムのヘイズを低減させることができる。

【００１８】乾式法シリカは、表面平滑性と真球に近い
形態を有しているために、フィルムを形成する樹脂との
接着性を低下させ、延伸変形時及び使用時に脱落を増長
する結果となるので、樹脂との接着性を考慮した場合、
乾式法シリカ粒子の比表面積を大きくすることが特に必
要であり、そのためには、乾式法シリカ粒子の粒径を小
さくすることが有効である。このことから、本発明にお
いて使用する乾式法シリカの平均粒径は、０．１〜１．
０μｍの範囲にあることが必要である。これは、乾式法
シリカの平均粒径が０．１μｍ未満では、フィルムの表
面に形成される突起が小さすぎるために滑り性に与える
効果が実質的になくなり、また、１．０μｍを越える場
合には、フィルムの表面に形成される突起の高さが併用
する湿式シリカの突起に近づくために外力を受け易く、
樹脂との接着性が小さい乾式法シリカが優先的に脱落す
るようになり、乾式法シリカの添加効果が低下するよう
になる。

【００１９】乾式法シリカのポリエステルフィルム中の
含有量は、５０〜１００ｐｐｍの範囲であり、５０ｐｐ
ｍ未満では、滑り性が十分でなく、１００ｐｐｍを越え
る場合にはヘイズが高くなり、透明性が低下するように
なる。

【００２０】本発明においては、上記湿式法シリカ
（Ａ）及び乾式法シリカ（Ｂ）とともに、ポリエステル
中にカルシウム元素（Ｃ）及びリン元素（Ｄ）を含有す
る内部粒子を含むものであり、カルシウム元素及びリン
元素を含有する内部粒子は、ポリエステルの製造時に反
応系にカルシウム化合物とリン化合物を添加することに
よって析出した粒子である。反応系に添加するカルシウ
ム化合物としては、水酸化物、酸化物、炭酸塩、炭酸水
素塩等の無機化合物、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸
塩、ステアリン酸塩等の有機酸塩等が使用できる。これ
らの化合物は、単独あるいは二種以上を併用して使用す
ることができる。

【００２１】ここで、カルシウムの含有量は、滑り性に
大きな影響を与え、カルシウム含有量が増えるにしたが
って、得られるフィルムの滑り性は漸次向上する傾向に
ある。しかし、過剰量のカルシウム元素は、系内におけ
るカルシウムを凝集させ、粗大粒子の生成を誘発するた
め、フィルムとして必要とされる最低限の滑り性を与え
る範囲とすることが好ましい。このため、カルシウム化
合物は、フィルム中に含有されるカルシウム元素量が、
１００ｐｐｍ〜４５０ｐｐｍの範囲となるように添加す
ることが好ましい。カルシウム元素の含有量が、１００
ｐｐｍ未満の場合はフィルムの滑り性が低下する傾向に
あり、４５０ｐｐｍを越える場合は、滑り性が過度とな
るとともに、フィルム中に粗大粒子が生成し易く、工程
通過性、フィルム表面形態が損われる傾向にあるためで
ある。

【００２２】本発明で使用されるリン化合物としては、
リン酸、亜リン酸、リン酸トリメチル、リン酸トリエチ
ル、リン酸トリフェニル、亜リン酸トリメチル、亜リン
酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル等が挙げられ、こ
れらを単独または二種以上を組み合わせて使用すること
ができる。

【００２３】内部粒子が、カルシウムとリンとの反応を
介して形成されるため、カルシウム元素量に対して一定
量以上のリン化合物の添加は、余剰のリンが縮重合触媒
として添加される金属酸化物とも反応を起こし、重合を
阻害することになるため、リン化合物はリン元素の量が
カルシウム元素に対する元素量比で０．６〜１．５とな
るように添加されることが好ましい。これは、カルシウ
ム元素に対する元素量比が０．６未満であると、添加さ
れたカルシウム元素相当量の内部粒子が形成されず、未
反応のカルシウム元素がポリマーの熱分解を起こし易く
なり、重合度の高いポリマーが得られない傾向にあると
ともに、ポリマーが着色する恐れがあるためである。ま
た、リン元素がカルシウム元素に対する元素量比で１．
５を超える場合には、余剰のリンが縮重合触媒として添
加される金属酸化物とも反応を起こし、重合を阻害し重
合度の高いポリマーが得られない傾向にあり、重合時間
が極めて長時間となりポリマーの酸化分解、熱分解を促
進し、品質の低下をまねく恐れがあるためである。

【００２４】本発明のポリエステルフィルムの製法は、
特に限定されないが、例えば、溶融縮合法等により、上
記の湿式法シリカ、乾式法シリカ、カルシウム元素及び
リン元素を含有するポリエステル樹脂を製造し、二軸に
配向させることにより得ることができる。その製造法と
しては、公知の製造法、例えば、樹脂を２７０〜３００
℃で溶融押出した後、４０〜８０℃で冷却固化して得ら
れた実質的に無配向であるシートを、８０〜１２０℃で
縦横に同時二軸、又は縦方向に延伸した後、テンター内
にて一般又は多段に横方向に延伸する、いわゆる逐次延
伸を利用する方法、さらに、横方向の延伸が実質的に終
了した後、引き続きテンター内にて２００〜２４０℃で
熱処理を行って結晶化による配向固定を行い、寸法安定
性を高める方法等を利用して得ることができる。

【００２５】本発明のポリエステルフィルムの厚さは、
特に限定されるものではないが６〜〜３８０μｍの範囲
のものである。

【００２６】

【実施例】以下、実施例及び比較例により、本発明を具
体的に説明する。実施例及び比較例における評価は次の
方法で行なった。

【００２７】１．ヘイズ 東京電色（株）製（ＭＯＤＥＬ ＴＣ−ＨIII ）ヘイズ
メーターにて、フィルムのヘイズを測定した。

【００２８】２．動摩擦係数 新東科学社製表面性試験機を用い、それに同一フィルム
を固定部と可動部の両方に取り付けて動摩擦係数を測定
した。

【００２９】３．粒子の脱落 フィルムを、上記表面性試験機の可動部及び固定部に装
着し、荷重３００ｇ、引掻き速度１００（ｍｍ／ｍｉ
ｎ）にて１００回引掻き試験を繰り返した後、フィルム
表面を走査型電子顕微鏡を用いて、３５００の倍率で観
察して評価した。 Ａ：粒子の脱落がほとんど見られない。 Ｂ：粒子の脱落が２０％未満 Ｃ：粒子の脱落が２０％以上

【００３０】実施例１ テレフタル酸１００部、エチレングリコール１４０部を
精留塔及び攪拌装置を備えた反応容器に仕込み、攪拌を
行いながら２６０℃まで徐々に昇温し、流出する水を系
外に排出しながら、エステル化を行って反応率９３％の
ＢＨＴ（テレフタル酸ビス（β−ヒドロキシエチル））
を得た。得られたＢＨＴを重縮合用反応器に移し、これ
に別途調製した酢酸カルシウムの１水和物をカルシウム
元素量として３００ｐｐｍ、リン酸トリメチルをリン元
素量として２５８ｐｐｍを添加した後、湿式法シリカと
して平均粒径が１．５μｍのものを２００ｐｐｍ、乾式
法シリカとして平均粒径が０．３μｍのものを７５ｐｐ
ｍ添加した。さらに重合触媒として三酸化アンチモンの
２％エチレングリコール溶液２部を添加した。１５分後
減圧を開始し、３０分間で真空度を１ｍｍＨｇ以下にす
るとともに２９０℃まで昇温して３時間重縮合を行って
固有粘度（フェノール／テトラクロロエタン等重量混合
溶液中２５℃にて測定）０．６７（ｄｌ／ｇ）のポリエ
チレンテレフタレートチップを得た。このチップを１２
０℃で１０時間真空乾燥した後、ポリエステルフィルム
に用いられる通常の押出機にて製膜し、１５０μｍの原
反を得た。さらに押出機に連結された延伸機により９０
℃で縦方向に３．５倍延伸した後、テンター中で９０℃
にて３．５倍の横延伸を行って、厚さ１２μｍのフィル
ムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。

【００３１】実施例２ 平均粒径が１．５μｍの湿式法シリカを４００ｐｐｍ、
平均粒径が０．３μｍの乾式法シリカを５５ｐｐｍとす
る以外は、実施例１と同様の方法にて厚さ１２μｍのフ
ィルムを作製した。評価結果を表１に示す。

【００３２】実施例３ 湿式法シリカの含量を３００ｐｐｍとする以外は、実施
例１と同様な方法にて厚さ１２μｍのフィルムを作製し
た。評価結果を表１に示す。

【００３３】比較例１〜１０ 湿式法シリカ及び乾式法シリカの粒径、添加量を表１の
ように変更し、実施例１の方法を繰り返して、それぞれ
の厚さが１２μｍであるフィルムを作製した。評価結果
を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のポリエス
テルフィルムは、上記した構成の湿式法シリカ、乾式法
シリカ、カルシウム元素及びリン元素を含有するので、
滑り性が良好で、かつ高い透明性を有し、一般包装用の
フィルムとしてきわめて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 3/36 // Ｂ２９Ｋ 67:00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カルシウム元素及びリン元素を含有する
   内部粒子と、平均粒径１．０〜５．０μｍの湿式法シリ
   カ（Ａ）１５０〜４５０ｐｐｍ及び平均粒径０．１〜
   １．０μｍの乾式法シリカ（Ｂ）５０〜１００ｐｐｍを
   含有することを特徴とするポリエステルフィルム。
2. 【請求項２】 カルシウム元素（Ｃ）の含有量が１００
   〜４５０ｐｐｍ及びリン元素（Ｄ）の含有量が前記カル
   シウム元素（Ｃ）に対して元素量比で０．６〜１．５で
   あることを特徴とする請求項１記載のポリエステルフィ
   ルム。