JPH1052861A

JPH1052861A - ラミネート成形用フイルム

Info

Publication number: JPH1052861A
Application number: JP8227504A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sumiya; 隆角谷; Noriyasu Kataoka; 典恭片岡
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-08-08
Filing date: 1996-08-08
Publication date: 1998-02-24

Abstract

(57)【要約】【課題】熱融着加工適性、成形性に優れた金属へのラ
ミネート成形用フイルムを提供する。【解決手段】ポリエステル系樹脂からなり、極限粘度
（ＩＶ）、融解ピーク温度（Ｔｍ）（℃）、融解ショル
ダ（Ｔｓ）（℃）、粒子含有量（Ｗ）（重量％）が、
１１０−１００×ＩＶ−Ｗ≦Ｔｍ−Ｔｓ≦１８０−１０
０×ＩＶ−Ｗなる関係にあり、熱膨張係数が８×１０^-6
〜６０×１０^-6ｃｍ／ｃｍ／℃の範囲にあり、かつ、長
手方向と幅方向の熱膨張係数の差が１０×１０^-6ｃｍ／
ｃｍ／℃以下であることを特徴とする、金属へのラミネ
ート成形用フイルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属に熱融着後成
形するのに好適なポリエステルフイルム、とくに、熱融
着加工適性、成形性に優れた、透明あるいは白色のポリ
エステルフイルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、金属ラミネート用ポリエステ
ルフイルムとして、（Ａ）ポリマーの共重合成分を２〜
５０モル％とし、無機充填剤を１〜２０重量％を加えた
もの（例えば特開昭５２−１３５４２号公報）、（Ｂ）
フイルムの結晶融解熱を６．０ｃａｌ／ｇ以下に抑え、
白色無機粒子を５〜３０重量％添加したもの（例えば特
開平１−２４１４９２号公報）、（Ｃ）平均粒径０．１
〜２５μｍの粒子を１×１０⁸個／ｍｍ³添加した、融
点２１０〜２４５℃のフイルム（例えば特開平５−１７
０９４２号公報）、（Ｄ）平均粒径２．３μｍ以下の滑
剤を含有し、融点が２１０〜２４５℃、厚さ方向屈折率
が１．５０５〜１．５４５、面方向の屈折率が１．６１
〜１．６６、ＤＳＣ（示差走査型熱量計）サブピークが
１５０〜２０５℃であるフイルム（例えば特開平４−１
１７４２７号公報）、（Ｅ）上記（Ｄ）の面方向の屈折
率に代わりに、突起を規定したフイルム（例えば特開平
６−１０７８１５号公報）、などが知られていた。

【０００３】しかしながら、これらのフイルムは、金属
へのラミネート適性が未だ不十分であり、生産安定性に
欠けるものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
のような現状に鑑み、金属に熱融着後成形するのに好適
なポリエステルフイルム、とくに、熱融着加工適性、成
形性に優れた、ポリエステル系樹脂からなる金属へのラ
ミネート成形用フイルムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すため
に、本発明の金属へのラミネート成形用フイルムは、ポ
リエステル系樹脂からなり、極限粘度（ＩＶ）、融解ピ
ーク温度（Ｔｍ）（℃）、融解ショルダ（Ｔｓ）
（℃）、粒子含有量（Ｗ）（重量％）が、１１０−１００×ＩＶ−Ｗ≦Ｔｍ−Ｔｓ≦１８０−１０
０×ＩＶ−Ｗなる関係にあり、熱膨張係数が８×１０^-6〜６０×１０
^-6ｃｍ／ｃｍ／℃の範囲にあり、かつ、長手方向と幅方
向の熱膨張係数の差が１０×１０^-6ｃｍ／ｃｍ／℃以下
であることを特徴とするものからなる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明のポリエステルフイルムを
構成するポリエステル系樹脂には、酸成分として、テレ
フタル酸、イソフタル酸、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、アジピン酸、アゼライ
ン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の脂肪族ジカ
ルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカ
ルボン酸を用いることができ、アルコール成分として、
エチレングリコール、ジエチレングリコール、ブタンジ
オール、ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール、シクロ
ヘキサンジメタノール等の脂環族ジオールを用いること
ができる。

【０００７】このようなポリエステル系樹脂からなるフ
イルムに、白色フイルムとするための白色顔料、あるい
は実質的に透明フイルムとしてそこに含有させる滑剤と
しての粒子が添加される。本発明のフイルムにおいて
は、透明、白色、黒色などその外観は問わないが、本発
明による顕著な効果を得るためには、１０〜４５重量％
の範囲で各種白色顔料が添加されたフイルムが好適であ
る。代表的な白色顔料としては、酸化チタン、チタン酸
バリウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等を用いるこ
とができる。また、添加される滑剤としては、例えば、
合成、天然の凝集あるいは球状のシリカ、クレー、マイ
カ等のリング状粒子、重質、軽質の炭酸カルシウム、ア
ルミナ、ジルコニアなどの無機粒子、あるいは、架橋ポ
リスチレン、イミド、シリコーン、フッ素、アクリル等
の各種有機粒子を用いることができる。

【０００８】そして、本発明に係るフイルムにおいて
は、フイルムの極限粘度（ＩＶ）、融解ピーク温度（Ｔ
ｍ）（℃）、融解ショルダ（Ｔｓ）（℃）、上記白色顔
料や滑剤としての粒子含有量（Ｗ）（重量％）が、１１０−１００×ＩＶ−Ｗ≦Ｔｍ−Ｔｓ≦１８０−１０
０×ＩＶ−Ｗの関係を満たす必要がある。つまり、融解ピーク温度
（Ｔｍ）と融解ショルダ（Ｔｓ）との差が、極限粘度
（ＩＶ）、粒子含有量（Ｗ）との関係において、特定の
範囲内（上記不等式の左項と右項の間の範囲）になけれ
ばならない。この特定の範囲から外れると、金属へのラ
ミネート成形時に、良好な熱融着加工適性、成形性が得
られない。

【０００９】また、同時に、フイルムの熱膨張係数が８
×１０^-6〜６０×１０^-6ｃｍ／ｃｍ／℃の範囲にあり、
かつ、フイルムの長手方向と幅方向の熱膨張係数の差が
１０×１０^-6ｃｍ／ｃｍ／℃以下でなければならない。
熱膨張係数が上記範囲から外れると、ラミネートする金
属との間の熱膨張量の差が大きくなりすぎ、良好な熱融
着性が得られない。また、長手方向と幅方向の熱膨張係
数の差が上記値を超えると、ラミネート成形時にしわや
望ましくない幅方向縮みが生じるおそれがある。

【００１０】とくに、本発明のフイルムにおいて、上記
の如きポリエステル樹脂からなるフイルムに、平均粒径
が０．１〜１．２μｍ、乾燥減量が０．８％以下の酸化
チタン粒子が２５〜４０重量％含有されて白色フイルム
とされる場合、本発明の効果が顕著であり、より好適で
ある。

【００１１】酸化チタン粒子としては、例えばルチル
型、ブルッカイト型、アナターゼ型酸化チタン粒子を用
いることができる。とくに、シラン処理（シランカップ
リング剤処理）、多価アルコール処理等の有機処理を施
してなるルチル型酸化チタン粒子が、上記範囲の乾燥減
量を達成する上で有効である。

【００１２】酸化チタン粒子の平均粒径は、成形性を確
保しつつ所定の白色化を達成する上で、０．１〜１．２
μｍが好ましい。

【００１３】ここで粒子の乾燥減量は、ＪＩＳ−Ｋ５１
０１の２１（水分）に基づき試量２ｇで測定した。乾燥
減量は０．８％以下であることが好ましい。０．８％よ
り大きいと、耐熱、耐湿熱性が悪化するので好ましくな
い。

【００１４】この乾燥減量を０．８％以下にするために
は、酸化チタン粒子に表面処理を施すことが有効であ
る。例えば、シランカップリング剤、イソプロピルチタネート等で
処理する、あるいは、２種またはそれ以上の含水酸化物で処理しその後さら
に有機化合物で疎水化する、ことが有効である。

【００１５】本発明フイルムにおいては、前述の如く、
白色顔料が１０〜４５重量％含有されることが好まし
い。１０重量％未満では、所望の白色化の達成が困難と
なり、４５重量％を超えると、白色化は達成されるもの
の、成形性の悪化を招くおそれがあるとともに、粒子含
有量が多くなりすぎフイルム自身が脆くなるおそれがあ
る。

【００１６】このように構成される本発明のフイルム、
とくに白色ポリエステルフイルムは、その融解ピーク温
度が１５０〜２５５℃であることが好ましく、さらに２
１５〜２３５℃であることがより好ましい。融解ピーク
温度が１５０℃よりも低いと、耐熱性が不足するおそれ
があり、２５５℃より高いと、成形性、接着性が不足す
るおそれがある。ここで樹脂の融解ピーク温度は、セイ
コー電子（株）製のＤＳＣを用い、昇温速度１０℃／分
で測定したものである。

【００１７】また、本発明フイルムにおいては、分子量
２０００以下の成分（つまり、オリゴマ成分）３重量％
以下とするのが好適である。さらに好ましくは１．５重
量％以下、とくに好ましくは１重量％以下とすることが
工程安定上望ましい。含有オリゴマ量が３重量％よりも
多いと長時間工程に通した場合、オリゴマが表面に析出
して汚れやすく、食料缶等に適用した場合、内容物汚染
等の各種トラブルが生じるおそれが生じる。

【００１８】なお、前述のポリエステル系樹脂のエステ
ル交換触媒としては、Ｃａ、Ｌｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｔｉ等
を用いることができる。あるいはテレフタル酸を直接エ
ステル交換させてもよい。また、重合触媒としては、Ｓ
ｂ₂Ｏ₃、酸化ゲルマニウム等を用いることができる。
さらに、本発明フイルムには、必要に応じて他の添加
剤、例えば、蛍光増白剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外
線吸収剤、帯電防止剤等を、通常添加される程度でかつ
本発明の目的、効果を損なわない範囲で添加してもよ
い。とくに、酸化防止剤は、耐湿熱特性が向上するた
め、添加することが好ましい。

【００１９】さらに、本発明のポリエステルフイルムが
白色フイルムの場合、表面光沢度が２０〜７０％、厚さ
２０μｍでの光学濃度が０．２〜０．６であることが、
とくに金属との貼合せ用途において、印刷外観等の面か
ら好ましい。ここで、光学濃度とは、フイルムの不透明
の程度を表すもので、入射光の強さＩ₀と透過光の強さ
Ｉとの比を、ｌｏｇ（Ｉ₀／Ｉ）で表したものである。

【００２０】また、ラミネートと反対の面を、含有オリ
ゴマ量の少ないフイルム層で被覆することは、各工程で
のオリゴマ析出に伴うトラブルが防止されるため好まし
い。

【００２１】さらにまた、本発明フイルムは、一軸延伸
フイルムでも可能であるが、強度、耐久性、成形後強度
等の面から、二軸延伸フイルムであることが好ましい。
また、２層構造の場合、フイルム層（Ａ層）、（Ｂ層）
の厚みは、とくに限定されないが、Ａ層／Ｂ層の厚み比
としては１／１００〜１００／１の範囲が好ましい。低
オリゴマ層を積層する場合層の厚みとしては、１〜１０
μｍに設定することが、前述の如き工程上でのオリゴマ
析出抑制効果を奏する上で有効である。この場合、もち
ろん３層以上であってもよい。

【００２２】次に本発明フイルムの代表的な製法につい
て説明するが、これに限定されるものではない。前述の
如き所定の滑剤粒子や白色顔料、各種添加剤を添加した
ポリエステル系樹脂を溶融し、口金より吐出して、フイ
ルム状に冷却、成形する。２層積層フイルムを作る場合
には、２台の押出機でそれぞれ溶融し、ポリマ管や積層
用フィードブロック、積層用口金で積層した後口金より
シート状に吐出、冷却、成形する。一軸、二軸に延伸す
る場合には、縦延伸の条件として、延伸温度６０〜１２
０℃、延伸倍率２．６〜５．５倍が好ましく、二軸以上
に延伸する場合横延伸の条件として、延伸温度７０〜１
６０℃、延伸倍率２．６〜５倍が好ましく、熱固定は１
１０〜２４０℃で行い、弛緩率を０〜１０％の範囲とす
ることが好ましい。本発明の熱膨張係数を達成するため
には、延伸ないし熱固定後一旦冷却し、加熱後に冷却す
るのが好ましい。

【００２３】白色顔料（例えば酸化チタン粒子）の添加
は、重合時に添加してもよく、フイルムへの成形時に、
溶融混合、分散させてもよく、高濃度のマスターペレッ
トを作成しそれを希釈する方法でもよい。

【００２４】上記のように成形された白色あるいは実質
的に透明のポリエステルフイルムは、例えば、金属板に
各種の方法により熱融着され、金属積層体に構成され
る。

【００２５】本発明のフイルムが貼り合わされる金属板
としては、ブリキ、ティンフリースティール、アルミニ
ウム等を代表例として挙げることができる。これらの金
属板は適宜、表面に有機、無機処理が施されてもよい。

【００２６】［測定方法および評価方法］以下に、本発
明の説明に用いた特性の測定方法および本発明による効
果の評価方法について説明する。（１）極限粘度ＩＶ２５℃のｏ−クロルフェノール中で濃度８ｇ／１００ｍ
ｌのポリマ溶液と溶媒の粘度比ηｒを求め、０．０２４６×ηｒ＋０．２６７７＝極限粘度とする。

【００２７】（２）融解ピーク温度Ｔｍ（℃）、溶解シ
ョルダＴｓ（℃）セイコー電子（株）製のＤＳＣを用い、昇温速度１０℃
／分、サンプル量８ｍｇで昇温した際の部分融解ピーク
温度を融解ショルダとして求め、ピーク温度を融解ピー
ク温度として求めた。

【００２８】（３）熱膨張係数２５℃から６５℃に昇温したときの平均熱膨張率より求
めた。

【００２９】（４）ラミネート強度サンプルフイルムを２３０℃に加熱された厚み０．２５
ｍｍの鉄板と１２０℃のニップロールで加圧しつつラミ
ネートし、急冷したサンプルについて、４ｋｇ／１５ｍ
ｍ以上の１８０°剥離力を示す場合ラミネート強度を
「○」、それ以外を「×」とした。

【００３０】（５）ラミネートしわ幅１５００ｍｍのフイルムを、走行速度２５０ｍ／分で
上記（４）項の条件で１３ｍラミネートした際、３本以
上しわが入ったものを「×」、それ以外を「○」とし
た。

【００３１】（６）幅縮み上記（５）項の条件でラミネートした際、片側５ｍｍ以
上幅縮みしたものを「×」、それ以外を「○」とした。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。実施例１〜４、比較例１〜３イソフタレート１２モル％のポリエチレンテレフタレー
ト・イソフタレート共重合体（但し、実施例４はイソフ
タレート０モル％のポリエチレンテレフタレート）に、
実施例２以外は平均粒径０．８μｍのコロイダルシリカ
を０．３重量％添加した原料を、実施例２では平均粒径
０．３５μｍのルチル型酸化チタン粒子を２０重量％添
加した原料を用いた。原料ペレットを充分に乾燥した
後、押出機に供給して２８０℃で溶融押出し、スリット
状ダイからシート状に、表面温度が３０℃にコントロー
ルされた冷却ドラム上にキャストし、静電印加によりシ
ートをドラム表面に密着させながら、冷却、固化して未
延伸シートを得た。この未延伸シートを、表１に示す延
伸条件、熱処理条件にて延伸し、厚さ２０μｍの二軸延
伸ポリエステルフイルムを得た。但し、実施例において
は、表１に示した熱処理後、３０℃刻みで２秒間保持し
つつ、温度を９０℃以下まで冷却し、比較例におては、
熱処理後、９０℃以下まで急冷した。

【００３３】

【表１】

【００３４】得られたフイルムの特性および金属にラミ
ネートしたときの特性を表２に示す。本発明で特定した
条件を満たすフイルム（実施例１〜４）では、全て良好
なラミネート特性が得られた。

【００３５】

【表２】

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のラミネー
ト成形用フイルムによるときは、金属にラミネート成形
する際に、優れた熱融着加工適性、成形性が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/00 ＫＪＴＣ０８Ｋ 5/00 ＫＪＴＣ０８Ｌ 67/00 Ｃ０８Ｌ 67/00 // Ｂ２９Ｋ 67:00 105:16 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｃ０８Ｌ 67:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエステル系樹脂からなり、極限粘度
（ＩＶ）、融解ピーク温度（Ｔｍ）（℃）、融解ショル
ダ（Ｔｓ）（℃）、粒子含有量（Ｗ）（重量％）が、１１０−１００×ＩＶ−Ｗ≦Ｔｍ−Ｔｓ≦１８０−１０
０×ＩＶ−Ｗなる関係にあり、熱膨張係数が８×１０^-6〜６０×１０
^-6ｃｍ／ｃｍ／℃の範囲にあり、かつ、長手方向と幅方
向の熱膨張係数の差が１０×１０^-6ｃｍ／ｃｍ／℃以下
であることを特徴とする、金属へのラミネート成形用フ
イルム。
【請求項２】前記粒子として白色顔料を含有し、該白
色顔料の含有量が１０〜４５重量％の範囲にある、請求
項１記載の金属へのラミネート成形用フイルム。