JPH11254622A

JPH11254622A - 積層白色ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JPH11254622A
Application number: JP6273198A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Miki; 崇利三木
Original assignee: Mitsubishi Kagaku Polyester Film KK
Current assignee: Mitsubishi Kagaku Polyester Film KK
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1999-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】鉛化合物の濃度が高度に低減され、環境汚染
のない白色ポリエステルフィルムを提供する。【解決手段】少なくとも一方の最外層がアナターゼ型
二酸化チタンを２〜４０重量％含有してなり、それ以外
の層の少なくとも一層が、鉛原子濃度が５０ｐｐｍ以下
である白色顔料を含有することを特徴とする積層白色ポ
リエステルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、意匠性を高度に維
持することが可能であり、有害元素である鉛化合物の濃
度が高度に低減され、廃棄物処理時に環境汚染のない白
色ポリエステルフィルムに関する。

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートに代表され
る二軸配向ポリエステルフィルムは、その優れた機械的
特性、電気的特性、耐薬品性、寸法安定性等の点から、
情報記録材料、コンデンサー用、包装用、製版用、電絶
用、写真フィルム用等、多くの分野で基材として用いら
れている。近年かかるポリエステルフィルムの有する優
れた特性を生かし、電子白板用ホワイトボードや、例え
ば、クレジットカード、電話カード、ＪＲカード、パチ
ンコカードなどの磁気カード用として金融、通信、娯
楽、運輸機関等に幅広く使用され、今後更にその利用範
囲は広がろうとしている。特にプリペイドカードなどで
は優れた印刷技術と相まって、印刷面の図柄等によって
は券面に表示された価格にプレミアムがつくなど、意匠
商品としての付加価値を有するまでになっている。この
場合、図柄のコントラストを鮮やかにしたり、陰影の微
妙なコントラストを現出するために、基材となる白色ポ
リエステルフィルムの白色度が特に重要となる。本用途
では、プリペイドカードの印刷面と反対側に塗布された
磁性層は、構成する磁性材料、バインダー等により通常
黒褐色などに着色しているため、この色が反対面の印刷
面に透過して印刷面の白色度を低下させないよう、ベー
スフィルムの隠蔽度が極めて重要となる。この隠蔽性を
付与するために、ポリエステル中に白色顔料を配合する
のが一般的である。ところで、これらの磁気カード用の
最終工程では、図柄および磁性層を付与されたシート状
のフィルムを所定の大きさに切り出したり、打ち抜いた
りするプロセスがある。この時、カード大に打ち抜かれ
た部分の周辺は、もはやカードとしての利用価値はな
く、工程内廃棄物として処理する必要が生じる。近年、
地球規模の環境対策の必要性が高まる中、工程内で発生
する廃棄物処理のみならず、一般消費者にて使用された
後の廃棄処理においても、法で規制された環境基準を満
たす処理を行う義務があるとともに、有害物質を排出し
ないよう細心の注意を払う必要がある。なかでも鉛は、
大気や河川、海洋、土壌等の環境に放出されると、各種
化合物等を形成し、人体に吸収され各種の中毒症状を起
こすことが知られている。例えば使用済み磁気カード等
の廃カードを土壌へ埋め立てるなどして廃棄処理する場
合、廃カード中の鉛成分の濃度が問題となる。このよう
に、白色フィルム中には隠蔽度を維持するために各種の
顔料が配合されるが、これを廃棄処理する際の環境保護
対策の観点から、白色フィルム中の鉛含有量をより低減
する必要に迫られている。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、鉛化合物の
濃度が高度に低減され、環境汚染のない白色ポリエステ
ルフィルムを提供することを解決課題とするものであ
る。

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
鑑み鋭意検討を行った結果、新規なフィルムを得ること
ができ、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
の要旨は、少なくとも一方の最外層がアナターゼ型二酸
化チタンを２〜４０重量％含有してなり、それ以外の層
の少なくとも一層が、鉛原子濃度が５０ｐｐｍ以下であ
る白色顔料を含有することを特徴とする積層白色ポリエ
ステルフィルムに存する。

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明でいうポリエステルとは、ジカルボン酸とジオー
ルとから、あるいはヒドロキシカルボン酸とから重縮合
によって得られるエステル基を含むポリマーを指す。ジ
カルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ア
ジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、２，６−ナフタ
レンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン
酸等を、ジオールとしてはエチレングリコール、１，４
−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シク
ロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール等
を、ヒドロキシカルボン酸としてはｐ−ヒドロキシ安息
香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸等を例として挙
げることができる。かかるポリマーの代表的なものとし
て、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンー２、
６ナフタレート等が例示される。これらのポリマーはホ
モポリマーであってもよく、また第３成分を共重合させ
たものでもよい。白色ポリエステルフィルムを基材とし
て使用する用途では、例えばプリペイドカードなどがあ
るが、優れた印刷技術と相俟って、印刷面の図柄等によ
っては券面に表示された価格にプレミアムがつくなど、
意匠商品としての付加価値を有するまでになっているた
め、印刷面の色調が重要である。白色ポリエステルフィ
ルムを基材として使用する用途では、例えばプリペイド
カードなどがあるが、前述のとおり、印刷面の図柄等に
よっては券面に表示された価格にプレミアムがつくな
ど、意匠商品としての付加価値を有するまでになってい
るため、印刷面の色調が重要である。特にプリペイドカ
ードでは、印刷面と反対側に磁気記録層を設けるが、磁
気記録層に用いられる磁気記録材料は、一般には黒色、
褐色、などの色調を帯びているため、当該カードに用い
られるポリエステルフィルムの隠蔽度が小さいと、磁性
層面の色調が印刷面の色調に影響を及ぼし、意匠性を損
なうことがある。このため、本発明のポリエステルフィ
ルムの透過濃度は、０．１〜３．０とすることが好まし
く、さらに好ましくは０．２〜２．５、特に好ましく
は、０．３〜２．２である。白色ポリエステルフィルム
における隠蔽性は、フィルム中に各種白色顔料を添加す
ることで達成される。白色顔料としては二酸化チタン、
硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどが例示されるが、白
色ポリエステルフィルムとして使用できるものであれば
これらの例に何ら限定されるものではない。顔料の表面
が、白色度等を改善するため、表面処理されたものであ
ってもよい。印刷面側には柄印刷が施されるが、この意
匠性を高度に維持するためには白色度が重要となり、色
差ｂ値は通常２．０以下、好ましくは１．０以下であ
る。上記のように、白色フィルムに必要な意匠性を高度
に維持するためには、少なくとも一方の最外層に白色顔
料を含有させる必要がある。表面に絵柄印刷などの意匠
性印刷が施される面の最外層は、特に白色度が重要とな
るため、顔料の選定が極めて重要となる。本発明で用い
る白色顔料としては、二酸化チタン、炭酸カルシウム、
硫酸バリウムなどが例示されるが、フィルムの最外層に
用いる白色顔料は、二酸化チタンとする。なお、白色顔
料の表面が、白色度等を改善するため、表面処理された
ものであってもよい。二酸化チタンには、その結晶型に
よりアナターゼ型とルチル型に分類されるが、少なくと
も一方の最外層に用いる二酸化チタンは、アナターゼ型
二酸化チタンである。一般に、白色顔料は可視光線波長
全域で反射率の高いことが望ましい。アナターゼ型二酸
化チタン（以下、アナターゼ）とルチル型二酸化チタン
（以下、ルチル）を比較すると、屈折率の高いルチルの
ほうが可視光域でアナターゼよりわずかに反射率が高い
が、３８０〜４２０ｎｍの近紫外部ではアナターゼの反
射率が高く、ルチルは４３０ｎｍ（紫色）付近まで少量
ながら吸収がある。この光吸収はルチルの本質的な特性
であり、このため、アナターゼに比べて黄色みを帯びて
見える、という性質がある。このため、アナターゼの方
が、高意匠性を維持するために好適である。上記アナタ
ーゼの特徴を最大限に発揮するためには、その濃度は、
少なくとも一方の最外層において２〜４０重量％、好ま
しくは３〜３０重量％、さらに好ましくは５〜２１重量
％である。アナターゼの濃度が２重量％未満では、ポリ
エステル自身の色調の影響が強まり、アナターゼの本来
の色調が発揮できないので好ましくない。一方、アナタ
ーゼの濃度が４０重量％を超えると、白色ポリエステル
フィルムを製造する際に、特に二軸延伸工程における横
延伸で破断が生じやすくなったり、表面からアナターゼ
が脱落しやすくなり摩耗粉となって工程汚染を引き起こ
すなどするため好ましくない。少なくとも一方の最外層
以外の層は、最外層に位置するか、もしくは中間層に位
置するため、特に高意匠性を要求されるものではなく、
白色ポリエステルフィルムの特性を維持する限り、各種
白色顔料を用いることができるが、白色ポリエステルフ
ィルムを廃棄処理する際、環境汚染を引き起こさないよ
う、鉛化合物の含有量を抑制するのが良く、白色顔料中
の鉛原子濃度は５０ｐｐｍ以下、好ましくは２０ｐｐｍ
以下、さらに好ましくは１０ｐｐｍ以下とする。鉛原子
濃度が５０ｐｐｍを超えると、高意匠性を維持するため
に含有させた白色顔料からの鉛含有量が増大し、好まし
くない。白色ポリエステルフィルムにおける隠蔽性は、
フィルム中に各種白色顔料を添加することで達成され
る。白色顔料としては二酸化チタン、硫酸バリウム、炭
酸カルシウムなどが例示されるが、白色ポリエステルフ
ィルムとして使用できるものであればこれらの例に何ら
限定されるものではない。これら白色ポリエステルフィ
ルムは、その加工先において各種印刷が施されたり、特
に磁気カード用などでは磁性層が塗布されるなどして最
終製品となる。前述のように、最終製品を成型する際
に、例えば磁気カードなどでは、磁性層および印刷層を
塗工したシートから、カードを打ち抜く際に、製品とな
らない加工屑が不可避的に生じる。カード化まで加工
を行ったものの、何らかの品質欠陥により廃棄処理をす
る必要が生じたり、試作品を製造した場合などはその廃
棄処理を行う必要があるが、白色フィルムに対する加工
の有無に係わらず、環境保護の観点から、基材となる白
色ポリエステルフィルム中の有害物質である鉛成分の含
有量を減じる必要がある。土壌中の鉛原子濃度は、最大
２０ｐｐｍ、平均で約１０ｐｐｍとされ、また地殻中の
濃度は平均で約２ｐｐｍ以下とされる。したがって、白
色ポリエステルフィルム中の鉛原子濃度は１０ｐｐｍ以
下、さらには５ｐｐｍ以下、特には２ｐｐｍ以下である
ことが好ましい。白色ポリエステルフィルム中の鉛濃度
が１０ｐｐｍ以上では、土壌中に埋め立て廃棄処理をす
る場合、周囲の土壌を汚染することになる。地球規模で
の環境保護の観点からは、地殻中の濃度以下とするのが
好ましく、２ｐｐｍ以下とするのが良い。一般に、ポリ
エステル中の金属原子としては、ポリエステルの各種製
造工程で添加される触媒成分があり、その元素として、
カルシウム、隣、マンガン、アンチモン、マグネシウ
ム、ゲルマニウム、コバルト、亜鉛などが例示される
が、鉛化合物は一般的には使用されない。したがって、
特に白色ポリエステルフィルムにおいては、白色顔料中
の鉛濃度を低減する必要がある。例えば、ルチルの製法
として塩素法が採用すれば、ルチル中の鉛原子の含有量
を低減することが可能である。白色顔料として二酸化チ
タンを用いる場合、二酸化チタンの平均粒径は０．１〜
１．０μｍであることが好ましく、０．２〜０．５μｍ
であることがさらに好ましい。平均粒径が０．１μｍ未
満では、光線透過率が大きくなり、白色隠蔽効果が不十
分となることがある。逆に平均粒径が１．０μｍを超え
ると、二酸化チタン本来の白色度が低下する。隠蔽効果
が劣ると、顔料濃度を上げる必要が生じ、結果として白
色フィルム中の鉛含有量が増大することになる。特に二
酸化チタンを顔料として用いる場合、二酸化チタンの配
合量は、ポリエステルフィルム全体に対し、２．０〜４
０重量％、さらには５．０〜２０重量％であることが好
ましい。この配合量が２．０重量％未満では、光線透過
率が大きくなり隠蔽効果が不十分となることがある。ま
た、この量が４０重量％を超えると、白色フィルム中の
鉛含有量が増大するほか、ポリエステルの機械的強度が
低下して製膜時にフィルムの破断等の問題が生じる恐れ
がある。白色顔料は、ポリエステルフィルムの製造工程
の任意の段階で配合することができる。本発明において
は必要に応じ、耐候性、白色度に対し悪影響を与えず、
粗大粒子数を増加させず、かつポリエステルフィルム表
面の平滑性に対し悪影響を及ぼさない程度の平均粒径お
よび含有量であれば白色顔料以外の不活性粒子を併用し
ても良い。また、上記不活性粒子以外に反応系で触媒残
査とりん化合物との反応により析出させた、いわゆる析
出系の微粒子を併用することもできる。例えば、白色顔
料としてアナターゼ型二酸化チタンを使用する場合、ア
ナターゼ型二酸化チタンに含有される二酸化珪素の量は
珪素元素換算で１．０重量％以下含有させることにより
ポリエステル中への該二酸化チタンの分散性を向上させ
ることができる。

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。なお、種々の諸物性、
特性は以下のように測定または定義されるものである。
実施例中、「％」は「重量％」を意味する。（１）フィルムの白色度東京電色製色差計を用いて測定した。フィルムの白色度
はｂ値で表され、この値が小さいほど、白色度は高くな
る。また、フィルムのｂ値が大きいほど、黄色みが強く
なり黄化を示す。なお、フィルムの表裏について測定を
実施した。（２）鉛原子濃度島津製作所製ＸＲＦ１５００を用いて蛍光Ｘ線法により
鉛原子の濃度を測定した。試料は、φ３０（ｍｍ）、厚
み４（ｍｍ）の円形ディスクとした。（３）透過濃度マクベス濃度計（ＴＤ−９０４型）を使用し、Ｇフィル
ター下の透過光濃度を測定した。この値が大きいほど隠
蔽力が高いことを示す。（４）総合評価フィルム中の鉛原子含有量が１０ｐｐｍ以下であり、白
色度高く印刷層の意匠性が維持できると判断される場合
を○、いずれか一方の特性が劣る場合を×、特に鉛原子
の含有量が少なく意匠性も高度に維持できた場合を◎と
した。実施例１（ポリエステルチップの製造法）ジメチルテレフタレー
ト１００部、エチレングリコール７０部、および酢酸カ
ルシウムー水塩０．０７部を反応器にとり加熱昇温する
と共にメタノール留去させエステル交換反応を行い、反
応開始後、約４時間半を要して２３０℃に達しせしめ、
実質的にエステル交換反応を終了した。次に燐酸０．０
４部および三酸化アンチモン０．０３５部を添加し、常
法に従って重合した。すなわち、反応温度を徐々に上げ
て、最終的に２８０℃とし、一方、圧力は徐々に減じ
て、最終的に０．０５ｍｍＨｇとした。４時間後反応を
終了し、常法に従い、チップ化してポリエステル（Ａ）
を得た。該ポリエステルチップの溶液粘度ＩＶは、０．
６６であった。（ルチルマスターバッチチップの製造）得られたポリエ
ステル（Ａ）６０部と、常法に従い製造した平均粒径
０．３μｍ、鉛原子の濃度が１ｐｐｍであるルチル型二
酸化チタン（石原産業製ＣＲ−５０）４０部とを常法に
従い二軸押出機中で溶融混合し、マスターバッチチップ
（Ｂ）を得た。（アナターゼマスターバッチチップの製造）同様にして
ポリエステル（Ａ）６０部と、常法に従い製造した平均
粒径０．３μｍ、鉛原子濃度が１００ｐｐｍであるアナ
ターゼ型二酸化チタン４０部とを常法に従い二軸押出機
中で溶融混合し、マスターバッチチップ（Ｃ）を得た。（乾燥、製膜）ポリエステル（Ａ）を６７％、マスター
バッチペレット（Ｂ）を３３％、それぞれ配合した後、
１８０℃で２時間乾燥した。一方、ポリエステル（Ａ）
を６７％、マスターバッチペレット（Ｃ）を３３％、そ
れぞれ配合した後、１８０℃で２時間乾燥した。ＡＢ型
の２種２層マルチマニフォールドダイを用いて、Ａ層に
ポリエステル（Ａ）とペレットＢの配合・乾燥物を、Ｂ
層にポリエステル（Ａ）とペレット（Ｃ）の配合・乾燥
物を、それぞれ単軸押出機を用いてフィルム状に溶融押
出し、３０℃の回転冷却ドラム上で成型して非晶質シー
トを得た。この際、静電密着法を採用した。引き続き、
縦方向に８３℃で、３．１倍、１２５℃にて横方向に
３．６倍延伸した後、熱固定温度を２３０℃として３．
５秒間熱処理し、着色顔料含有ポリエステルフィルムＡ
を得た。ポリエステルフィルムＡの厚みは１８８μｍ
で、Ａ層の厚みは１７３μｍ、Ｂ層の厚みは１５μｍで
あった。得られた白色ポリエステルフィルムの特性を下
記表１に示す。ポリエステルフィルム中の鉛原子量は低
く、Ｂ層側の白色度が高いため、印刷面の意匠性を高度
に維持することが可能であると判断された。比較例１実施例１と同様にして得られたポリエステル（Ａ）を６
７％、マスターバッチチップ（Ｂ）を３３％とを配合し
た後、１８０℃２時間乾燥し、Ｔダイを用いてフィルム
状に溶融押出後、急冷固化し、縦、横にそれぞれ８３℃
で３．１倍、１２５℃で３．６倍、逐次二軸延伸し、引
き続き２３０℃で熱処理して１８８μｍの白色二軸延伸
ポリエステルフィルムを得た。得られた白色ポリエステ
ルフィルムの特性を表１に示す。得られたポリエステル
フィルム中の鉛含有量は低いが、両面共に白色度が低下
し、印刷面の意匠性を維持することはできないと判断さ
れた。比較例２実施例１において、Ｂ層におけるマスターバッチチップ
（Ｃ）の配合量を１％、ポリエステル（Ａ）の配合量を
９９％とする以外は、実施例１と同様にしてポリエステ
ルフィルムを得た。得られた白色ポリエステルフィルム
の特性を表１に示す。フィルム中の鉛含有量は低いが、
両面共に白色度が低下し、印刷面の意匠性を維持するこ
とができないと判断された。比較例３実施例１においてＡ層に使用するマスタバッチチップを
Ｃとする以外は、実施例１と同様にしてポリエステルフ
ィルムを得た。得られたポリエステルフィルムの特性を
表１に示す。白色度は良好であったが、鉛原子量が多い
結果となった。実施例２実施例１において、ＢＡＢ型の２種３層マルチマニフォ
ールドタイプの口金を用い、両方の最外層をＢ層とし、
最外層の厚みを１２μｍとし、フィルム全厚を１８８μ
ｍとする以外は、実施例１と同様の方法にして白色ポリ
エステルフィルムを得た。得られたポリエステルフィル
ムの特性を表１に示す。白色度は良好であり、鉛原子の
含有量も少く、良好な結果が得られた

【表１】

【発明の効果】本発明の白色ポリエステルフィルムは、
白色顔料を含有して隠蔽度を高度に維持しつつ、有害元
素である鉛化合物の濃度が高度に低減され、廃棄処理時
に環境汚染を防止することが可能な白色ポリエステルフ
ィルムであって、その工業的価値は非常に大きい。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 9:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方の最外層がアナターゼ型
二酸化チタンを２〜４０重量％含有してなり、それ以外
の層の少なくとも一層が、鉛原子濃度が５０ｐｐｍ以下
である白色顔料を含有することを特徴とする積層白色ポ
リエステルフィルム。
【請求項２】鉛原子濃度が１０ｐｐｍ以下であること
を特徴とする請求項１項記載の白色ポリエステルフィル
ム。
【請求項３】白色顔料が、鉛原子濃度２０ｐｐｍ以下
のルチル型酸化チタンであることを特徴とする請求項１
または２記載の積層白色ポリエステルフィルム。