JP2003326596A - 微細気泡含有延伸プラスチックフィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性、柔軟性、印刷性、走行性に優れた気
泡含有量の大きな微細気泡含有延伸フィルム、特に表面
保護フィルム基材、印字基材、包装用、カード、ラベ
ル、緩衝材などに好適に使用される微細気泡含有延伸ポ
リエステルフィルムを提供する。 【解決手段】 微細気泡含有延伸プラスチックフィルム
の製造方法であって、フィルム端部の一部を発泡させる
ことなく成形したフィルムを横方向に延伸後、フィルム
端部を切断除去することを特徴とする微細気泡含有プラ
スチックフィルムの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性、柔軟性、
印刷性、走行性に優れた気泡含有延伸フィルムの製造方
法に関するものである。特に表面保護フィルム基材、印
字基材、包装用、カード、ラベル、緩衝材などに使用さ
れる微細気泡含有延伸フィルムの製造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリエステルフィルムに代表され
るプラスチックフィルムは、その優れた機械的特性、電
気的特性、耐薬品性、耐熱性等を有することから、各種
産業において広く利用されている。とりわけ二軸延伸ポ
リエチレンテレフタレートフィルムは、他のフィルムに
比べ、平面性および寸法安定性に優れ、また比較的安価
で市場に提供されることから、包装用および工業用材料
として欠くことのできない素材として使用されている。

【０００３】微細気泡含有延伸ポリエステルフィルム
は、ポリエステルに非相溶のポリオレフィン系樹脂、例
えばポリプロピレン（特開平１−３１９５４３号公
報）、ポリメチルペンテン（特開平２−１４７６４１号
公報）、ポリスチレン（特開平３−２９２３３８号公
報）をポリエステルに配合して延伸することにより得る
ことができることが良く知られている。しかし、これら
の延伸発泡フィルムでは、発泡倍率を上げるためには延
伸倍率を上げなければならず、延伸倍率を上げると破断
しやすくなり、現実的には高発泡フィルムを得ることが
できない状況にある。一方、プラスチックを溶融させて
化学発泡剤もしくは二酸化炭素やブタンを溶かしこんで
発泡させ、シートを作る発泡技術は存在し、この方法を
用いてフィルムの見かけ密度を大幅に低下させることは
できる。しかしこのようにして作成したシートを延伸す
ると、やはり破断してしまい、延伸発泡フィルムとする
ことができないのが現実である。一般にポリエステルに
代表されるプラスチックフィルムは、延伸すると機械的
性質が飛躍的に向上するが、発泡倍率と延伸倍率を自由
に組み合わせることのできる微細気泡含有二軸延伸フィ
ルムの製造方法が求められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の現状
に鑑みてなされたもので、機械的強度、耐熱性、柔軟
性、接着性、印刷性に優れた微細気泡含有延伸フィルム
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み鋭意検討した結果、特定の構成からなる製造方法
を見いだし、本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち、本発明の要旨は、微細気泡含有
延伸プラスチックフィルムの製造方法であって、フィル
ム端部の一部を発泡させることなく成形したフィルムを
横方向に延伸後、フィルム端部を切断除去することを特
徴とする微細気泡含有プラスチックフィルムの製造方法
に存する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を詳細に
説明する。本発明の微細気泡含有延伸フィルム方法は、
発泡延伸したプラスチックフィルムに関するもので、よ
り具体的には、気泡密度が１万個／ｃｍ^３以上で、見か
け密度が０．０１以上１．２ｇ／ｃｍ^３以下である微細
発泡ポリエステルフィルムを少なくとも横方向に１．５
倍以上延伸する方法に適用するのが好ましい。本発明で
言うフィルムの端部とは、横延伸工程でクリップが保持
するフィルム部分を含む近傍部分を指し、本発明におい
ては、フィルム端部の一部は発泡していないことが必要
であり、好ましくはクリップ保持部からフィルム中央へ
１０ｍｍ以上、より好ましく２０ｍｍ以上発泡していな
い部分が存在するのが良い。クリップ保持部分が発泡し
ていると延伸工程にて破断が発生してしまう。微細気泡
含有延伸フィルムが多層構造のフィルムの場合、少なく
とも端部の１層が発泡していないことが必要である。

【０００８】フィルム端部を発泡させさせないようにす
るには、例えば、後述する発泡剤を、フィルム端部を構
成する樹脂に入れないようにする、発泡剤と反応して、
気体を発生しない物質をフィルム端部に添加する、端部
のみ急速冷却（冷風、水、アルコール等）する、発泡し
ない層（例えばプラスチックプレーン層）を中間層とす
る等の方法が挙げられるが、これらの中でも、フィルム
端部に発泡剤を入れないようにする方法が好ましい。本
発明は、フィルムのクリップ保持部分が発泡していない
ことが重要であるので、単に横延伸工程だけでなく、同
時二軸延伸工程、テンター法による熱固定工程に対して
も適応できる。また端部は、クリップで保持することか
ら、その痕がフィルムに残り、製品とならない。したが
って、発泡していない端部、もしくは一部発泡部分を含
んだ端部を切断する必要がある。

【０００９】切断された端部は破棄してもよいが、工程
内で清浄に保たれたままリサイクルされるようにするの
が地球環境に対しても、コストから見ても望ましい。通
常、発泡したフィルムを粉砕、貯蔵、ペレット化若しく
は直接押出すことはそれほど簡単ではない。しかしこの
端部が発泡していない場合、若しくはかなりの部分が発
泡していない場合は、通常の未発泡フィルムの設計をそ
のまま適合させることができる。

【００１０】本発明の微細気泡含有延伸フィルムに用い
られる樹脂としては、代表的には、ポリエチレンテレフ
タレート系樹脂が挙げられる。ここで、ポリエチレンテ
レフタレート系樹脂とは、テレフタル酸を主成分とする
ジカルボン酸単位とエチレングリコールを主成分とする
ジオール単位との重縮合体からなるポリエステルであっ
て、ジカルボン酸成分中におけるテレフタル酸以外のジ
カルボン酸含有量およびジオール成分中におけるエチレ
ングリコール以外のジオール含有量の合計量が通常５０
モル％以下、好ましくは３０モル％以下、さらに好まし
くは２０モル％以下のものである。テレフタル酸以外の
ジカルボン酸成分またはエチレングリコール以外のジオ
ール成分が共重合されることによって発泡成形性が改良
される場合があるが、５０モル％を超えて共重合されて
いる場合は、フィルムの耐熱性が劣る傾向となる。

【００１１】なお、テレフタル酸以外のジカルボン酸成
分としては、例えば、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、シクロヘキ
サンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸、アジピン
酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸などが挙げら
れ、エチレングリコール以外のグリコール成分として
は、例えば、プロピレングリコール、トリメチレングリ
コール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレング
リコール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコ
ール、ポリエーテルグリコール等の脂肪族グリコール、
シクロヘキサンジメタノール等の脂環式グリコール、芳
香族グリコールなどが挙げられる。さらに、例えば、ｐ
−ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸等が共
重合されていてもよい。これら共重合成分の中では、イ
ソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジエチレングリ
コール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジ
メタノールが好適である。

【００１２】さらに、本発明のポリエステル樹脂には、
分子中に３個以上のカルボキシル基または水酸基を含有
する化合物が、全ジカルボン酸成分および全ジオール成
分の合計量に対し、通常６モル％以下、好ましくは４モ
ル％以下、さらに好ましくは２モル％以下で共重合され
ていてもよい。分子中に３個以上のカルボキシル基また
は水酸基を含有する化合物としては、例えば、トリメリ
ト酸、ピロメリト酸、ナフタレンテトラカルボン酸およ
びそれらの無水物、グリセロール、トリメチロールプロ
パン、ペンタエリスリトール、ポリグリセロール（グリ
セロールが２〜２０程度縮合した化合物およびこれらの
混合物）、ポリオール（炭素数２〜４程度のアルキレン
オキシドが縮合した化合物）等が挙げられ、これらの中
でも、トリメリト酸、ピロメリト酸、およびそれらの無
水物、グリセロール、ペンタエリスリトール、ポリオー
ルが好適である。なお、これら化合物は、２種以上を組
み合わせて用いてもよい。

【００１３】また、本発明の微細気泡含有フィルムに
は、本発明の効果を損なわない範囲で、ヒンダードフェ
ノール系、亜燐酸エステル系、チオエーテル系等の酸化
防止剤、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベ
ンゾエート系、ヒンダードアミン系、シアノアクリレー
ト系等の光安定剤、ポリオレフィン系、変成ポリオレフ
ィン系、有機低分子塩類、タルクなどの結晶核剤、分子
量調整剤、可塑剤、耐加水分解剤、帯電防止剤、潤滑
剤、離型剤、難燃剤、難燃助剤、発泡剤、着色剤、分散
助剤等の添加剤、および、ガラス繊維、マイカ、カーボ
ンファイバー、チタン酸カリファイバー等の強化材が含
有されていてもよい。本発明によって作られた微細気泡
含有フィルムは、少なくとも横方向に通常１．５倍以
上、好ましくは縦横各々３倍以上延伸されたフィルムで
ある。このように延伸されたフィルムは、引っ張り強度
が向上しフィルムが破れにくくなるともにしなやかさを
生じる。

【００１４】また必要に応じ、本発明のポリエステルフ
ィルムの製造工程に片面または両面に易滑性、離型性、
帯電防止剤、易接着性等を付与する目的のコーティング
処理を行うこともできる。次に本発明のフィルムの製造
方法を具体的に説明するが、本発明の構成要件を満足す
る限り、以下の例示に特に限定されるものではない。本
発明の微細気泡含有延伸フィルムは、不活性粒子を含有
するポリエステルと、必要に応じて不活性粒子を含有し
ないポリエステルとを混合して所定の不活性粒子濃度に
調整したポリエステルを乾燥した後、押出機に投入し溶
融させる。溶融状態のポリエステルに発泡剤を発泡剤注
入孔から溶融樹脂中に導入する、発泡剤は溶融樹脂中に
溶解しＴダイの口金部で発泡する。口金部は樹脂の固化
する温度以上の範囲において極力冷却しておくことが、
微細気泡を発生させるために好ましい。

【００１５】発泡させたシートは、キャストドラム上で
冷却した後、横１軸または縦横２軸方向に延伸され熱処
理を施し、微細気泡含有延伸フィルムを得る。使用する
押出機には特に制約はないが、通常、一軸押出機または
二軸押出機、あるいはこれらを直列に組み合わせたタン
デム型押出機等の連続押出機が好適に使用される。ま
た、発泡剤としては、既に知られている各種の発泡剤を
用いることができ、例えば、窒素、炭酸ガス、ヘリウム
等の不活性ガス、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサ
ン等の飽和炭化水素、テトラフロロエタン、フレオン
（商品名）等のハロゲン化炭化水素などの物理発泡剤が
ある。発泡剤の注入場所は、押出機からダイまでの溶融
樹脂流路の任意の場所でよい。また、溶融樹脂の圧力
は、使用する発泡剤の臨界圧力以上であることが発泡剤
を溶融樹脂中に完全溶解させるために好ましい。溶融樹
脂の圧力を臨界圧力以上にするためには、押出機やギヤ
ポンプの回転数を制御し、口金のリップギャップの幅を
調整することで可能となる。なお発泡剤が完全に溶解し
ないでダイより押し出された場合は、シート中に大きな
気泡を発生させ延伸工程での破断の原因となる。

【００１６】また安定した微細な発泡を行うために、発
泡助剤や発泡核剤を添加することができる。これら発泡
助剤や発泡核剤としては、例えば、塩化ナトリウム、塩
化カリウムなどの塩化物、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナ
トリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カル
シウム、炭酸アルミニウムなどの炭酸塩、酸化マグネシ
ウム、酸化アルミニウムなどの酸化物などに代表される
無機化合物や、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸
カリウム、ステアリン酸マグネシウム、モンタン酸ナト
リウム、モンタン酸カルシウム、酢酸ナトリウム、酢酸
亜鉛、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、カプリル酸
ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、安息香酸ナトリ
ウム、テレフタル酸ナトリウム、イソフタル酸ナトリウ
ム、フタル酸ナトリウムなどに代表される有機化合物な
どが例示される。これらは複数を併用することもでき
る。

【００１７】これら発泡助剤や発泡核剤は、通常、ポリ
エステル樹脂とともに発泡成形機に導入するが、予めポ
リエステル樹脂中に含有されていてもよい。本発明にお
いて、口金より吐出されたシートは、速やかに冷却ドラ
ム上で急冷固化させることが重要である。急冷固化が遅
いと気泡が成長し大きな気泡となる共に気泡密度が下が
る。かくして得られた未延伸フィルムは、次の延伸工程
に供される。延伸工程において、フィルムは通常、Ｔｇ
−１０℃からＴｃ−１０℃の温度範囲で、面積倍率にし
て通常１．１〜５０倍、好ましくは６〜３０倍の範囲で
長手方向（縦方向）および幅方向（横方向）に延伸され
る。延伸方法としては、用途に応じて一軸延伸でもよい
し、二軸延伸でもよい。二軸延伸を行う場合には、逐次
二軸配向延伸、同時二軸配向延伸、それらを組み合わせ
た延伸、いずれであってもよい。なお、逐次二軸延伸の
場合は、一般には縦方向に延伸したのち、横方向に延伸
する方法が好ましく採用される。縦および横方向に延伸
する際、各々一段延伸でもよいが、多段延伸であっても
よい。

【００１８】本発明において、延伸した後、通常１５０
〜２３０℃の温度で熱固定処理を施す。熱固定処理を施
さない場合、熱収縮率が大きくなり、耐熱性に劣る傾向
がある。熱固定処理を行っている間は延伸が緩和しない
状態であることが好ましく、通常はやテンターによって
端部を把持しつつ熱固定処理を行うことが望ましい。但
し、延伸した後に若干の弛緩を伴って熱固定処理を行っ
ても良い。

【００１９】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。本実施例において使用し
たポリエステル樹脂原料は、以下に示すとおりである。

【００２０】（１）ポリエステル樹脂原料ａ：ジカルボ
ン酸単位がテレフタル酸９９．５モル％、ピロメリット
酸０．５モル％からなり、ジオール単位がエチレングリ
コール９７．３モル％、ジエチレングリコール２．７モ
ル％からなる、極限粘度１．５ｄｌ／ｇである熱可塑性
ポリエステル樹脂。 （２）ポリエステル樹脂原料ｂ：平均粒径２μｍの無定
型シリカ粒子を１重量％含有する極限粘度が０．８ｄＬ
／ｇのポリエチレンテレフタレート樹脂。

【００２１】実施例１ ダイスとして押出機Ａからダイの中央部に樹脂を導き、
押出機Ｂからダイの両端部に樹脂を導くようになってい
る特殊なダイを用意した。ポリエステル樹脂原料ａを９
０重量％とポリエステル樹脂原料ｂを１０重量％混合し
た樹脂を２９０℃に設定した２軸押出機Ａに投入し、途
中、押出機バレルの後半１／３の部分より、発泡剤とし
て二酸化炭素を０．１重量％となるように注入し、ダイ
から吐出される迄に２５０℃まで冷却した。一方、別の
小型２軸押出機Ｂに同じ原料を投入し、二酸化炭素は投
入せずＴダイの両端部に供給した。Ｔダイから押出され
た中央部が発泡し両端部は発泡していないポリマーを、
Ｔダイリップから３ｃｍ下に位置する表面温度２０℃に
設定した冷却ロールに密着させて冷却固化した。かくし
て得られた未延伸発泡フィルムを縦延伸ロールに送り込
み、まずフィルム温度８８℃（ＩＲヒーター付与）で
２．５倍延伸した後、さらに９７℃（ＩＲヒーター付
与）で１．２倍延伸し、テンターに導き１１５℃で横方
向に３．１倍延伸して二軸配向フィルムを得た。次い
で、得られた二軸配向フィルムを熱固定ゾーンに導き、
２１０℃で５秒間幅方向に３％弛緩させながら熱固定し
た。得られたフィルムの厚みは、５０μｍであった。

【００２２】実施例２ 実施例１において横延伸機出口で切断された端部を粉砕
機で粉砕した。その粉砕物を二軸押出機Ａに直接供給
し、同じように成形した。延伸発泡フィルムは問題なく
作ることができた。

【００２３】比較例３ 実施例１においてダイスを通常のダイスとし、押出機Ｂ
を取り除いて後は実施例と同じ条件でフィルムを押し出
した。縦延伸までは実施例と変わらず成型できたが、横
延伸において破断が頻発し、望みのフィルムを得ること
ができなかった。

【発明の効果】本発明により、耐熱性、柔軟性、印刷
性、走行性に優れた気泡含有量の大きな微細気泡含有延
伸フィルムが得られる。特に表面保護フィルム基材、印
字基材、包装用、カード、ラベル、緩衝材などに好適に
使用される微細気泡含有延伸ポリエステルフィルムを提
供することができ、本発明の工業的価値は高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F074 AA66 BA32 CC04Y DA33 DA52 4F210 AA24 AB02 AG01 AG20 AG23 AH54 AM32 AR12 QA02 QA03 QC06 QD13 QG01 QG12 QG18 QL01 QW12 QW21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微細気泡含有延伸プラスチックフィルム
   の製造方法であって、フィルム端部の一部を発泡させる
   ことなく成形したフィルムを横方向に延伸後、フィルム
   端部を切断除去することを特徴とする微細気泡含有プラ
   スチックフィルムの製造方法。
2. 【請求項２】 切断除去したフィルム端部を直接または
   ペレット化して再生利用することを特徴とする請求項１
   に記載の微細気泡含有プラスチックフィルムの製造方
   法。
3. 【請求項３】 微細気泡含有プラスチックフィルムの気
   泡密度が１万個／ｃｍ ^３以上であり、見かけ密度が０．
   ０１〜１．２ｇ／ｃｍ^３の範囲であることを特徴とする
   請求項１または２記載の微細気泡含有プラスチックフィ
   ルムの製造方法。
4. 【請求項４】 プラスチックフィルムがポリエステルか
   ら構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れかに
   記載の微細気泡含有プラスチックフィルムの製造方法。