JPH09291157A - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】優れた透明性、表面特性及び紫外線遮断効果を
有する二軸配向ポリエステルフィルムを得ること。 【解決手段】本発明は、平均粒径０．０１乃至５μｍの
酸化亜鉛をポリエステルを基準として０．０１ないし５
重量％の量で含む二軸配向ポリエステルフィルムを提供
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面特性及び透明
性に優れ、紫外線遮断効果が向上された二軸配向ポリエ
ステルフィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
のようなポリエステルは機械的強度が高く、耐熱性、耐
久性、耐薬品性、電気絶縁性などに優れて、コンデンサ
ー用、医療用、産業用、包装用、写真フィルム用、ラベ
ル用品及び磁気記録媒体の基材などの色々な分野で幅広
く使用されている。

【０００３】ポリエステルフィルムの滑性及び耐摩耗性
は、フィルムの加工性、走行性及び質に大きい影響を及
ぼすと一般的に知られている。

【０００４】ポリエステルフィルムの走行性、加工性及
び表面特性を向上するためには、炭酸カルシウム、シリ
カ、カオリンなどの無機滑剤を加えてポリエステルフィ
ルムの表面に凸凹を形成する方法が用いられている。

【０００５】このような無機滑剤はポリエステルフィル
ムの表面特性調節に効果があるが、分散性が低く凝集粒
子が生ずるため、フィルムの透明性を低めるという問題
がある。更に、このようなポリエステルフィルムを包装
用として使用する場合紫外線遮断効果が劣るため、包装
紙の内部の食品が変質するなどの問題点があった。

【０００６】従って、前記のような滑剤を含むポリエス
テルフィルムは、食品包装用、ラベル用、ソーラーコン
トロール用、ガラス保護用、写真保護用などには適合で
ない。

【０００７】ポリエステルフィルムの透明性を改善する
ための方法として、特開平４ー２９８５３８は、シラノ
ール基を１〜３０個／ｎｍ² の表面密度で有し、そのシ
ラノール基の３０〜７０％がシランカップリング剤によ
って処理された平均粒径０．１〜５μｍのシリカ粒子
を、０．００１〜５重量％含有することを特徴とするポ
リエステルフィルムを開示している。しかし、この方法
は、シリカを水溶液中でカップリング剤で処理し、処理
されたシリカ粒子を濾過し、収集された粒子を乾燥し、
最終的に該乾燥粒子をエチレングリコールに分散させる
ことを含む複雑な多段工程を必要とするという短所があ
る。

【０００８】従って、より改善された表面特性、透明性
及び紫外線遮断効果を有するポリエステルを開発する必
要性がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情を考
慮してなされたもので、優れた透明性、表面特性及び紫
外線遮断効果を有する二軸配向ポリエステルフィルムを
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、平均粒径が
０．０１乃至５μｍの酸化亜鉛を、ポリエステルの重量
を基準として０．０１乃至５重量％の量で含むことを特
徴とする二軸配向ポリエステルフィルムである。

【００１１】本発明において、前記酸化亜鉛としては、
下記化３に示すシランカップリング剤で前処理されてい
るものが挙げられる。

【００１２】

【化３】

【００１３】本発明において、上記化３に示すシランカ
ップリング剤はＨ₂ Ｎ（ＣＨ₂ ）₃Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）
₃ ，ＣＨ₂ ＝Ｃ（ＣＨ₃ ）ＣＯＯ（ＣＨ₂ ）₃ （Ｓｉ
（ＯＣＨ₃ ）₃ 及び下記化４に示すものからなる群から
選択される。

【００１４】

【化４】

【００１５】本発明のポリエステルフィルムの製造に用
いられるポリエステル樹脂は、ジカルボン酸のジアルキ
ルエステルと脂肪族グリコールとをエステル交換反応及
び重縮合して得ることができる。

【００１６】前記エステル交換反応及び重縮合反応は回
分式又は連続式で行うが、直接重合法によってポリエス
テル樹脂を製造することもできる。

【００１７】本発明のポリエステル樹脂の製造に使用で
きる芳香族ジカルボン酸ジアルキルエステルの代表的な
例としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ナフ
タレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ジ
フェノキシエタンジカルボン酸、ビボン酸およびα，β
ービス（２ークロロフェノキシ）エタンー４，４′ージ
カルボン酸のジアルキルエステルが挙げられる。このう
ち、ジメチルテレフタレート及びジメチル２，６−ナフ
タレートがもっとも好ましい。

【００１８】本発明に使用できる脂肪族グリコールとし
ては、例えばエチレングリコール、トリメチレングリコ
ール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリ
コール、ヘキサメチレングリコールおよびヘキシレング
リコールが挙げられる。このうち、エチレングリコール
がもっとも好ましい。

【００１９】本発明に用いられる好ましいポリエステル
は、ジメチルテレフタレートとエチレングリコールとを
通常のエステル交換反応及び重縮合反応させて収得した
ポリエステルテレフタレート（ＰＥＴ）である。

【００２０】本発明の好ましいポリエステルは、エチレ
ンテレフタレート繰り返し単位を８０モル％以上の量で
含み、その残りは他のジカルボン酸成分又はオキシカル
ボン酸成分と他のジオール成分から誘導される共重合体
繰り返し単位からなる。前記ジカルボン酸成分及びオキ
シカルボン酸成分としては、イソフタル酸、ｐーβーヒ
ドロキシエトキシ安息香酸、ビフェニルジカルボン酸、
４，４′ージカルボキシルベンゾフェノン、ビス（４ー
カルボキシルジフェニル）エタン、アジフ酸、セバシン
酸、ナトリウム等を挙げることができ、その他ジオール
成分としては、ネオペンチルグリコール、ジエチレング
リコール、シクロヘキサンジメタノールなどを挙げるこ
とができる。

【００２１】本発明で使用するエステル交換反応触媒
は、ナトリウム、マンガン、カリウム、リチウム、カル
シウム、マグネシウム、バリウム、亜鉛、ジルコニウ
ム、コバルト、アルミニウム、カドニウム化合物、及び
これらの混合物から選択される。

【００２２】本発明で使用する重縮合反応触媒は、チタ
ン、ゲルマニウム、スズ、アンチモン、亜鉛、コバル
ト、アルミニウム、鉛、マンガン及びカルシウム化合
物、及びこれらの混合物から選択される。

【００２３】本発明では、酸化亜鉛が可視光線を透過さ
せてフィルムの透明性を向上させると共に、紫外線を遮
断して食品の劣化を防止するという特性を有し、かつフ
ィルムの表面特性調節にも大きい効果があるという点を
利用した。また、本発明の他の形態によって、前記酸化
亜鉛をスラリーの形態で使用する時問題になった増粘現
像を分散剤を使用して解決した。

【００２４】本発明で使用できる酸化亜鉛の平均粒径
は、０．０１〜５μｍ、好ましくは０．０４〜４μｍで
ある。前記滑剤の大きさが０．０１μｍ未満であれば、
フィルム表面の摩擦係数が高くなって走行摩擦係数が増
大するため加工性が不良になり、５μｍより大ければフ
ィルムの透明性が不良になる。

【００２５】前記酸化亜鉛の添加量はポリエステル値の
重量を基準として０．０１乃至５重量％、好ましくは
０．０５乃至２重量％の範囲である。前記添加量が０．
０１重量未満であれば走行摩擦係数が高くなって加工性
が不良になり、５重量％より多い場合には滑剤の凝集現
像による大粒な粒子が生成してフィルムの透明性が低下
するなどの問題点が発生する。

【００２６】本発明において、前記酸化亜鉛は、ポリエ
ステル製造工程の重合段階で添加するかまたはエステル
交換反応中に添加し得るが、エステル交換反応後に添加
することが好ましい。

【００２７】本発明の他の様態によって、酸化亜鉛をエ
チレングリコールに分散させて、酸化亜鉛の濃度が１０
乃至６０％、より好ましくは１０乃至５５％のスラリー
を収得し、前記スラリーにシランカップリング剤を添加
することによって酸化亜鉛スラリーの粘度を大幅に減ら
し得る。このように前処理された酸化亜鉛を含有するエ
チレングリコールスラリーは安定であり、これは本発明
の実施においてより好ましい酸化亜鉛の形態である。

【００２８】本発明に用いられ得るシランカップリング
剤は上記化３の構造を有するが、本発明の実施に特に好
ましいシランカップリング剤は、Ｒ₂ がプロピレン基で
ありＲ₃ がメチル又はエチル基である化３の化合物であ
る。

【００２９】シランカップリング剤を３０乃至１６０
℃、より好ましくは３０乃至１２０℃範囲の温度で撹拌
しながら酸化亜鉛のエチレングリコールスラリーに加
え、生成された混合物を４０乃至８０分、より好ましく
は５０乃至７０分間反応させることによって酸化亜鉛の
表面をシランカップリング剤で処理する。次いで、処理
された酸化亜鉛を１７０乃至１９３℃で重合システム
に、好ましくはエステル交換反応後に添加する。

【００３０】本発明で使用するシランカップリング剤の
添加量は前記酸化亜鉛滑剤の重量を基準として０．０５
乃至５重量％、好ましくは０．１乃至５重量％である。
前記添加量が０．０５重量％未満であれば表面処理効果
がなくなり、５重量％より多い場合は、エチレングリコ
ールの粘度増加に因って分散性が悪くなりフィルムの物
理的特性が著しく低下する。

【００３１】前記重縮合反応を行うとき、上述した添加
剤の外にも、酸化防止剤、帯電防止剤、熱安定剤および
染料のような他の通常の添加剤を任意の時点で、好まし
くはエステル交換反応段階中にまたは重縮合段階の直前
に添加し得る。

【００３２】本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは
通常の方法によって製造され、本発明の滑剤を含んだ分
子量約２０，０００のポリエステルをＴ−ダイ法によっ
て通常の方法で溶融押出して未延伸シートを成形した
後、該シートを二軸延伸して二軸配向した本発明のポリ
エステルフィルムを製造することができる。延伸工程は
通常のポリエステルフィルムの延伸工程に従って、６０
ないし１５０℃の温度で縦方向および横方向にそれぞれ
２．５ないし６．０倍の延伸倍率で行うことができる。

【００３３】本発明によるポリエステルフィルムは、用
途によって適切な厚さで製造できるが、通常的には２．
０ないし２００μｍの厚さを有する。

【００３４】以下で本発明を実施例に基づいてさらに詳
細に説明するが、本発明がこれらの実施例に限定される
ものではない。本発明の実施例および比較例において、
各種性能評価は次のような方法で実施した。

【００３５】（１）滑剤の平均粒径 平均粒径は、島津（Ｓｈｉｍａｄｚｕ）社の遠心分離型
粒度測定機（ＳＡ−ＣＰ２）を用いて、エチレングリコ
ールスラリー中の粒子の容量平均粒径として測定した。

【００３６】（２）スラリーの粘度 英国ブルークフィルド（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ）社のＢ
型粘度計を用いて、常温下６０ｒｐｍのスピンドル走速
で酸化亜鉛及びシランカップリング剤を含有するエチレ
ングリコールスラリーの粘度を測定した。

【００３７】（３）分子量 ポリマーの分子量は、米国ワタース（Ｗａｔｅｒｓ）社
の分子量測定装置（１５０Ｃ）を用い、移動相としてｍ
−クレゾールを使用し、１００℃のカラム温度および１
ｍｌ／分の流速で測定した。

【００３８】（４）スラリーの安定性 １００ｍｌのメスシリンダに酸化亜鉛とシランカップリ
ング剤とを含有したエチレングリコールスラリー１００
ｃｃを放置した後、浸降性を評価した。 優秀：７日後にも相分離なし 良好：５日後相分離 普通：３日後相分離 不良：１日後相分離

【００３９】（５）表面平滑性 小坂（Ｋｏｓａｋａ）研究所の接触式表面粗度計（ＳＵ
ＲＦＣＯＲＤＥＲ ＳＥ−３０Ｄ）を使用して長さ３０
ｍｍ、幅２０ｍｍ及び厚さ５０μｍのフィルムサンプル
の表面粗さを測定した。 中心線平均粗さ（Ｒa ）：粗さ曲線の平均線に平行な直
線を引いた時、該直線の両側面積が同一になる直線の高
さ。 中心線最大高さ（Ｒt ）：測定区間における最高点から
最低点までの距離。平均粒さ及び最大高さは、低ければ
低いほど平滑性に優れて凝集性も良好である。

【００４０】（６）透明性 ガドナー ネオテック（Ｇａｒｄｅｎｅｒ Ｎｅｏｔｅ
ｃ．，米国）のヘイズ測定機（Ｌー２１１）を用いて、
５ｃｍ×５ｃｍに切ったフィルムのサンプルに光を注射
し散乱された光の量を測定して、下記式によってヘイズ
値を算出した。次いで、下記のような基準によってフィ
ルムの透明性を評価した。 ヘイズ値＝散乱された光／注射光 優秀：ヘイズ値≦１．０ 良好：１．０＜ヘイズ値≦１．２ 普通：１．２＜ヘイズ値≦１．４ 不良：１．４＜ヘイズ値

【００４１】（７）紫外線の遮断効果 島津（Ｓｈｉｍａｄｚｕ）社の紫外／可視分光光度計
（紫外線−２６５ＦＷ）を用いて、紫外線領域（約２６
０〜４００ｎｍ）におけるフィルムの紫外線遮断程度を
測定し、下記式によって紫外線遮断係数を計算した。

【００４２】紫外線遮断係数：（Ｂ）＝（Ｔ_b −Ｔ_s ）
×１００／Ｔ_b 前記式で、Ｔ_s はフィルムサンプルの透過率であり、Ｔ
_b はブランクの透過率である。フィルムの紫外線遮断効
果は、下記の基準によって評価した。 優秀：遮断係数≧２０％ 良好：１５％≦遮断係数＜２０％ 普通：１０％≦遮断係数＜１５％ 不良：遮断係数＜１０％

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施例を比較例
とともに説明する。

【００４４】（実施例１）まず、ジメチルテレフタレー
トとエチレングリコールとを１：２のモル比に混合して
エステル交換反応触媒の存在下でエステル交換反応を行
った。ここに、平均粒径が０．１μｍの酸化亜鉛をポリ
エステルの重量を基準として０．５０重量％の量で投入
して重縮合反応を行い、分子量約２０，０００のポリエ
ステルを製造した。

【００４５】このポリエステルをＴーダイ法を用いて溶
融押出して未延伸シートを成形した後、前記シートを９
０℃の温度で縦方向及び横方向にそれぞれ３．０倍の倍
率で延伸を行って５０μｍ厚さの二軸配向ポリエステル
フィルムを製造し、その物性を測定した。その結果を下
記表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】（実施例２、３）前記実施例１と同様な方
法で、酸化亜鉛の平均粒径と添加量とを上記表１に示し
たように本発明の範囲内で変化させて二軸配向ポリエス
テルフィルムを製造した。製造されたフィルムの物性を
上記表１に示す。

【００４８】（比較例１〜９）酸化亜鉛の代わりに表１
に表したように、他の無機粒子を使用することを除いて
は、実施例１と同様にした。製造されたフィルムの物性
を表１に示す。

【００４９】（実施例４）まず、エチレングリコール総
重量を基準として２０重量％の酸化亜鉛を含有するエチ
レングリコールスラリーを製造し、平均粒径を測定し
た。つづいて、このスラリーに、酸化亜鉛の重量を基準
として０．３重量％のシランカップリング剤（Ｈ₂ Ｎ
（ＣＨ₂ ）₃ Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₃ ）を加えて５５分
間、酸化亜鉛を表面処理し、得られたスラリーの粘度を
測定した。

【００５０】次に、ジメチルテレフタレートとエチレン
グリコールとを１：２のモル比で混合し、硝酸亜鉛の存
在下でエステル交換反応させた。ここで、ポリエステル
樹脂を基準として前処理された酸化亜鉛の分子量を０．
５０重量％に相当する量の前記エチレングリコールスラ
リーを加えた。次いで、三酸化アンチモンの存在下で２
５０〜２８５℃の温度で重縮合反応を行って分子量約２
０，０００のポリエステル樹脂を得た。

【００５１】次に、このようにして得たポリエステル樹
脂を乾燥させ、溶融押出して未延伸シートを製造した。
次いで、前記シートを９０℃で縦方向へ３．０倍、横方
向へ３．０倍延伸して、５０μｍ厚さの二軸延伸ポリエ
ステルフィルムを製造した。製造されたフィルムの物性
を下記表２に示す。

【００５２】

【表２】

【００５３】（実施例５、６）前記実施例４と同様な方
法で、酸化亜鉛の平均粒径と添加量とを上記表２に示し
たように本発明の範囲内で変化させて二軸延伸ポリエス
テルフィルムを製造した。製造されたフィルムの物性を
上記表２に示す。

【００５４】上記表１及び表２から分かるように、本発
明によって提供される酸化亜鉛を含むポリエステルフィ
ルムは、他の無機粒子を含有する通常のポリエステルフ
ィルムと比べ優れた表面特性、透明性及び紫外線遮断効
果を有する。従って、本発明により製造されたポリエス
テルフィルムは食品包装、ラベル用品、ガラス保護フィ
ルム、写真フィルム用などの色々な分野で幅広く使用で
きる。

【００５５】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、優れ
た透明性、表面特性及び紫外線遮断効果を有する二軸配
向ポリエステルフィルムを提供できる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 7:00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒径が０．０１乃至５μｍの酸化亜
   鉛を、ポリエステルの重量を基準として０．０１乃至５
   重量％の量で含むことを特徴とする二軸配向ポリエステ
   ルフィルム。
2. 【請求項２】 前記酸化亜鉛が、下記化１に示すシラン
   カップリング剤で前処理されていることを特徴とする請
   求項１に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。 【化１】
3. 【請求項３】 前記シランカップリング剤が、Ｈ₂ Ｎ
   （ＣＨ₂ ）₃ Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₃ ，ＣＨ₂ ＝Ｃ（ＣＨ
   ₃ ）ＣＯＯ（ＣＨ₂ ）₃ Ｓｉ（ＯＣＨ₃ ）₃ 及び下記化
   ２に示すものからなる群から選択されることを特徴とす
   る請求項２に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。 【化２】
4. 【請求項４】 前記酸化亜鉛をエチレングリコールに分
   散させ、前記酸化亜鉛の重量を基準として０．０５乃至
   ５重量％の前記シランカップリング剤を加えて前記酸化
   亜鉛が前処理されていることを特徴とする請求項２に記
   載の二軸配向ポリエステルフィルム。