WO2014162972A1 - ポリエステルフィルム - Google Patents
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
- B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
- B29C55/10—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial
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- B29C55/14—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial biaxial successively
- B29C55/143—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial biaxial successively firstly parallel to the direction of feed and then transversely thereto
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- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
Definitions
- the present invention relates to a polyester film. More specifically, the present invention relates to a biaxially stretched polyester film.
- Biaxially stretched polyester films represented by polyethylene terephthalate (PET) films are magnetic tapes and insulating tapes due to their excellent transparency, dimensional stability, mechanical properties, electrical properties, chemical resistance, etc. , Photographic film, tracing film, packaging material, electrical insulation material, information recording material, various process papers, etc.
- the change in color tone includes deterioration due to heat of the resin and deterioration due to oxidation.
- foreign matters during melting increase as deterioration progresses. Therefore, as a simple method, in addition to changing the melting temperature condition, a method of reducing the heat history by shortening the melt line has been adopted. There is a limitation of shortening.
- Patent Document 2 a technique for performing polymerization efficiently by using titanium (Ti) as a catalyst has been known (for example, see Patent Document 2).
- a conventional technique has a problem that the catalyst is active, and the color tone is deteriorated when the film is melted in the film forming process.
- the color tone (b value) of the polyester can be improved by adding a cobalt compound.
- the addition of the cobalt compound reduces the melt heat stability of the polyester. It may precipitate and cause foreign matter, and may adversely affect the process condition and the quality of the molded product during the production of the polyester product.
- the present invention has been made against the background of the problems of the prior art. That is, the object of the present invention is to improve the color tone of the polyester film while suppressing the cost as compared with the prior art.
- the present invention 1) Color a value is -10 or more and 3 or less, Color b value is -5 or more and 5 or less, and phosphorus (P) atom content is 20 ppm or more and 100 ppm or less by weight ratio.
- a biaxially stretched polyester film characterized by being
- the present invention it is possible to improve the color tone of the polyester film while suppressing the cost as compared with the conventional case.
- the effect is particularly remarkable when a biomass-derived raw material is used.
- the polyester resin in the present invention comprises at least an esterification reaction or a transesterification reaction between a dicarboxylic acid component having an aromatic dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof as a main component and a diol component having ethylene glycol as a main component. It is produced by polycondensation in the presence of an antimony compound and a phosphorus compound.
- aromatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivative examples include terephthalic acid, phthalic acid, isophthalic acid, dibromoisophthalic acid, sodium sulfoisophthalic acid, phenylenedioxydicarboxylic acid, 4 , 4′-diphenyldicarboxylic acid, 4,4′-diphenylether dicarboxylic acid, 4,4′-diphenylketone dicarboxylic acid, 4,4′-diphenoxyethanedicarboxylic acid, 4,4′-diphenylsulfonedicarboxylic acid, 2, Examples include 6-naphthalenedicarboxylic acid, alkyl esters of about 1 to 4 carbon atoms of these aromatic dicarboxylic acids such as dimethyl terephthalate and dimethyl ester of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and halides. And terephthalic acid, 2,6-naphth Dicarboxylic acid, 2,6-n
- diol components other than ethylene glycol include trimethylene glycol, tetramethylene glycol, pentamethylene glycol, hexamethylene glycol, octamethylene glycol, decamethylene glycol, neopentyl glycol, 2-ethyl-2-butyl-1 Aliphatic diols such as 1,3-propanediol, diethylene glycol, polyethylene glycol, polytetramethylene ether glycol, 1,2-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,1-cyclohexanedimethylol, 1,4-cyclohexanedi Cycloaliphatic diols such as methylol and 2,5-norbornane dimethylol, xylylene glycol, 4,4′-dihydroxybiphenyl, 2,2-bis (4′-hydroxy) Phenyl) propane, 2,2-bis (4′- ⁇ -hydroxyethoxyphenyl) propane,
- the aromatic dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof is 50 mol% or more, preferably 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more, particularly preferably 99 mol% of the dicarboxylic acid component.
- diethylene glycol by-produced in the reaction system may be copolymerized, and the content of diethylene glycol including that added from outside the system as a copolymerization component is preferably 5 mol% or less.
- the content of diethylene glycol is large, the degree of suppression of the elution amount of antimony as a polyester resin tends to decrease, and the heat stability, heat resistance, mechanical strength, etc. of the resin tend to decrease.
- the polyester resin may be petroleum-derived or biomass-derived, but the effect of adjusting the catalyst concentration is great in the case of a polyester resin using a biomass-derived raw material that is easily colored.
- the lower limit of the degree of biomass is preferably 10%, more preferably 13%, from the viewpoint of reducing environmental impact. . If it is less than the above, the effect on the environmental load reduction may be small.
- the upper limit of the degree of biomass is preferably 100%, more preferably 20%.
- polyethylene terephthalate has a biomass degree of 20% theoretically when only ethylene glycol is derived from plants, but terephthalic acid also needs to be derived from plants in order to make it higher, resulting in high costs.
- the degree of biomass was measured according to ASTM D6866, and the ratio of plant-derived carbon to the total number of carbons was defined as the biomass degree.
- a lubricant to the raw material.
- a lubricant type in addition to inorganic lubricants such as silica, calcium carbonate and alumina, organic lubricants are preferable, and silica and calcium carbonate are more preferable. By these, transparency and slipperiness can be expressed.
- the lower limit of the concentration of the lubricant contained in the film is preferably 10 ppm, more preferably 30 ppm, and even more preferably 50 ppm. If it is less than the above, the practicality may be lowered in terms of slipperiness.
- the upper limit of the lubricant concentration is preferably 10,000 ppm, more preferably 9000 ppm, and even more preferably 8000 ppm. When the above is exceeded, the transparency may be lowered.
- the lower limit of the primary particle size is 0.005 ⁇ m, preferably 0.010 ⁇ m, more preferably 0.015 ⁇ m. If it is less than 0.005 ⁇ m, an increase in viscosity at the time of melting is observed, which is not preferable.
- the upper limit of the primary particle size is 50 ⁇ m, preferably 40 ⁇ m, more preferably 30 ⁇ m. When it exceeds 50 ⁇ m, transparency is deteriorated or dropped, which is not preferable.
- the lower limit of the content of raw material titanium (Ti) atoms in the film is preferably 0 ppm.
- the upper limit of the Ti atom content of the raw material is preferably 5 ppm, more preferably 4 ppm, and even more preferably 2 ppm. If the above is exceeded, coloring may occur and the color b value may increase.
- the lower limit of the phosphorus (P) atom content in the film is preferably 20 ppm, more preferably 30 ppm. If it is less than the above, the electrostatic adhesion during casting may deteriorate.
- the upper limit of the content of phosphorus atoms in the raw material is preferably 100 ppm, more preferably 60 ppm. If the above is exceeded, foreign matter may increase.
- the lower limit of the content of cobalt (Co) atoms in the film is preferably 0 ppm.
- the upper limit of the content of Co atoms in the raw material is preferably 40 ppm, more preferably 20 ppm. If the above is exceeded, there is a possibility of elution from the film.
- the lower limit of the content of antimony (Sb) atoms in the film is preferably 200 ppm, more preferably 220 ppm. If it is less than the above, the effect of reducing yellowishness may be reduced.
- the upper limit of the content of Sb atoms in the raw material is preferably 320 ppm, more preferably 300 ppm. Particularly preferred is 280 ppm. If it exceeds the above, elution may be a concern.
- the ratio of the Sb atom content to the P atom content in the film is preferably in the range of 5 or more and 10 or less. If it is less than 5, the polycondensability is insufficient, resulting in a decrease in productivity, and the color tone tends to decrease, and by-products tend to increase. If it is more than 10, it is due to contact with water after polycondensation. It tends to be difficult to suppress elution.
- the ratio of the Sb atom content and the P atom content in the film is more preferably in the range of 6 or more and 9 or less.
- the film stretching method is not particularly limited, and a tubular method, a simultaneous biaxial stretching method, or the like can be employed. A sequential biaxial stretching method is preferred.
- the polyester resin is heated and melted with a single or biaxial extruder and extruded onto a chill roll to obtain an unstretched film.
- the lower limit of the resin melting temperature (° C.) is preferably 220 ° C., more preferably 240 ° C., and further preferably 260 ° C. If it is less than the above, the melt viscosity is high, and it may be difficult to discharge.
- the upper limit of the resin melting temperature (° C.) is preferably 350 ° C., more preferably 340 ° C., and further preferably 330 ° C. Exceeding the above is not preferable because molecular weight reduction or coloring due to thermal decomposition is observed.
- the lower limit of the extrusion die temperature (° C.) is preferably 220 ° C., more preferably 240 ° C., and further preferably 260 ° C. If it is less than the above, the melt viscosity is high, and it may be difficult to discharge.
- the upper limit of the extrusion die temperature (° C.) is preferably 350 ° C., more preferably 340 ° C., and further preferably 330 ° C. Exceeding the above is not preferable because molecular weight reduction or coloring due to thermal decomposition is observed.
- the lower limit of the chill roll temperature (° C.) is preferably 0 ° C., more preferably 2 ° C., and further preferably 5 ° C. If it is less than the above and is too low, the chill roll may condense and the quality stability is lowered, which is not preferable.
- the upper limit of the chill roll temperature (° C.) is preferably 80 ° C., more preferably 50 ° C., and further preferably 40 ° C. When the above is exceeded, cooling may be insufficient, resulting in a decrease in stretchability and poor thickness.
- the lower limit of the casting speed (m / min) is preferably 2 ° C., more preferably 5 ° C., still more preferably 10 ° C., and particularly preferably 20 ° C. If it is less than the above, productivity may be lowered.
- the MD stretching method is preferably a roll stretching method or an IR heating method.
- the MD stretching method may be the above-mentioned one-stage stretching, and the stretching may be divided into two or more stages. By dividing into two or more stages, a polyester resin made of a resin having a high intrinsic viscosity can be stretched well, and thickness unevenness, laminate strength, mechanical properties, and the like may be improved.
- the lower limit of the MD stretching temperature is preferably 100 ° C, more preferably 110 ° C, and further preferably 120 ° C. If it is less than the above, even if a polyester resin having an intrinsic viscosity of 0.64 dl / g or more is stretched and molecularly oriented in the longitudinal direction, the film may break in the next transverse stretching process or an extreme thickness defect may occur. To do.
- the upper limit is preferably 140 ° C, more preferably 135 ° C, and even more preferably 130 ° C. If the above is exceeded, the orientation is not applied and the mechanical properties may be reduced.
- the lower limit of the MD draw ratio is preferably 2.5 times, more preferably 3.5 times, and further preferably 4 times. If it is less than the above, even if a polyester resin having an intrinsic viscosity of 0.64 dl / g or more is stretched and molecularly oriented in the longitudinal direction, the film may break in the next transverse stretching process or an extreme thickness defect may occur. To do.
- the upper limit is preferably 5 times, more preferably 4.8 times, and even more preferably 4.5 times. If the above is exceeded, the effect of improving the mechanical strength and thickness unevenness may be saturated.
- the lower limit of the preferred first-stage MD stretching temperature is 110 ° C, more preferably 115 ° C. If it is less than the above, it may not be uniformly stretched due to insufficient heat, resulting in poor thickness.
- the upper limit of the preferred first stage MD stretching temperature is 125 ° C, more preferably 120 ° C. If the above is exceeded, the orientation is not applied and the mechanical properties may be reduced.
- the lower limit of the preferred first stage MD stretch ratio is 1.1 times, more preferably 1.3 times. If it is less than the above, the polyester resin having an intrinsic viscosity of 0.64 dl / g or more cannot be sufficiently longitudinally stretched by two-stage stretching, resulting in poor productivity.
- the upper limit of the preferred first stage MD stretch ratio is 2 times, more preferably 1.6 times. If the above is exceeded, the longitudinal orientation becomes too high, and stretching in the second and subsequent stages may not be possible, and uneven thickness may result in a defective film.
- the lower limit of the preferred second stage (or final stage) MD stretching temperature is preferably 110 ° C, more preferably 115 ° C. If it is less than the above, it may not be uniformly stretched due to insufficient heat, resulting in poor thickness.
- the upper limit is preferably 130 ° C, more preferably 125 ° C. If it exceeds the above, crystallization is promoted, and it may become difficult to stretch laterally or the thickness unevenness may be poor.
- the lower limit of the MD stretch ratio of the second stage is preferably 2.1 times, more preferably 2.5 times.
- the upper limit is preferably 3.5 times, and more preferably 3.1 times. If it exceeds the above, the longitudinal orientation becomes too high, so that the second and subsequent steps may not be stretched, or the thickness unevenness may be poor.
- the lower limit of the TD stretching temperature is preferably 110 ° C, more preferably 120 ° C, and further preferably 125 ° C. If it is less than the above, the stretching stress increases due to insufficient heat, the film breaks, or an extreme thickness defect occurs.
- an upper limit is 150 degreeC, More preferably, it is 145 degreeC, More preferably, it is 140 degreeC. If the above is exceeded, the orientation is not applied and the mechanical properties may be reduced.
- the lower limit of the TD stretch ratio is preferably 3.5 times, more preferably 3.9 times. If it is less than the above, the film will break or extreme thickness defects will occur.
- the upper limit is preferably 5.5 times, more preferably 4.5 times. If it exceeds the above, it may break.
- the lower limit of the heat setting temperature is preferably 160 ° C, more preferably 170 ° C. If it is less than the above, the thermal shrinkage rate will eventually increase, and displacement or shrinkage may occur during processing.
- the upper limit is preferably 240 ° C, more preferably 220 ° C. If it exceeds the above, high temperature will be applied to the film suddenly, resulting in non-uniform thickness or breakage.
- the lower limit of the heat setting time is preferably 0.5 seconds, and more preferably 2 seconds. If it is less than the above, the film temperature will be insufficiently raised, the thermal shrinkage will eventually increase, and displacement or shrinkage may occur during processing.
- the upper limit is preferably 10 seconds, more preferably 8 seconds. If the above is exceeded, productivity may be poor.
- the second heat setting and the third heat setting can be further performed.
- the lower limit of the temperature of heat setting 2 is preferably 220 ° C, more preferably 240 ° C. If it is less than the above, the heat shrinkage rate becomes large, which may cause a shift or shrinkage during processing.
- the upper limit is preferably 260 ° C, more preferably 250 ° C. If the above is exceeded, the film will melt, and even if it does not melt, it may become brittle.
- the lower limit of the time for heat fixation 2 is preferably 0.5 seconds, and more preferably 3 seconds. If it is less than the above, breakage may easily occur during heat setting.
- the upper limit is preferably 10 seconds, more preferably 8 seconds. If the above is exceeded, sagging or the like may occur and thickness unevenness may occur.
- the lower limit of the temperature when the heat fixing 3 is provided is preferably 200 ° C., more preferably 220 ° C. If it is less than the above, the heat shrinkage rate becomes large, which may cause a shift or shrinkage during processing.
- the upper limit is preferably 240 ° C, more preferably 237 ° C. If the above is exceeded, the film will melt, and even if it does not melt, it may become brittle.
- the lower limit of the time when the heat fixing 3 is provided is preferably 0.5 seconds, and more preferably 3 seconds. If it is less than the above, breakage may easily occur during heat setting.
- the upper limit is preferably 10 seconds, more preferably 8 seconds. If the above is exceeded, sagging may occur and thickness unevenness may occur.
- TD relaxation can be carried out at any place of heat fixation.
- the lower limit is preferably 0.5%, more preferably 3%. If it is less than the above, the thermal shrinkage rate in the lateral direction will be particularly large, which may cause displacement or shrinkage during processing.
- the upper limit is preferably 10%, more preferably 8%. If the above is exceeded, sagging may occur and thickness unevenness may occur.
- the lower limit of the annealing temperature after TD heat setting is preferably 90 ° C, more preferably 100 ° C. If it is less than the above, the stress relaxation balance in the vertical and horizontal directions may deteriorate due to rapid cooling, resulting in poor thickness.
- the upper limit of the annealing temperature is preferably 150 ° C, more preferably 140 ° C. If the above is exceeded, a sufficient cooling effect may not be obtained.
- the lower limit of the slow cooling time after heat setting is preferably 2 seconds, more preferably 4 seconds. If it is less than the above, a sufficient slow cooling effect may not be obtained.
- the upper limit is preferably 20 seconds, more preferably 15 seconds. If the above is exceeded, productivity may be poor.
- the lower limit of Resin IV is preferably 0.5, more preferably 0.55. If it is less than the above, the film strength is small and the bag may be easily broken.
- the upper limit of Resin IV is preferably 0.7, more preferably 0.65. If the above is exceeded, the load may increase during melt extrusion.
- the lower limit of the thickness is preferably 8 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m, and even more preferably 12 ⁇ m. If it is less than the above, the strength as a film may be insufficient.
- the upper limit is preferably 200 ⁇ m, more preferably 50 ⁇ m, and even more preferably 30 ⁇ m. If it exceeds the above, it may become too thick and difficult to process.
- the lower limit of MD heat shrinkage is preferably 0.1%, more preferably 0.3%. If it is less than the above, the effect of improvement is saturated, and it may become mechanically brittle.
- the upper limit is preferably 1.5%, more preferably 1.2%. If the above is exceeded, pitch deviation may occur due to dimensional changes during processing such as printing. The upper limit is preferably 1.5%, more preferably 1.2%. If the above is exceeded, shrinkage in the width direction may occur due to dimensional changes during processing such as printing.
- the lower limit of the film color “a” is preferably ⁇ 10, more preferably ⁇ 5, and particularly preferably ⁇ 3. If it is less than the above, the film becomes green and the appearance may be impaired.
- the upper limit of the film color a is preferably 3, and more preferably 0. If the above is exceeded, the film may turn red and the appearance may be impaired.
- the lower limit of the film color b is preferably ⁇ 5, more preferably 0, and particularly preferably 2. If it is less than the above, the film becomes blue and the appearance may be impaired.
- the upper limit of the film color b is preferably 5, and more preferably 4. If the above is exceeded, the film may become yellow and the appearance may be impaired.
- the film color a value and the film color b value are measured using a reflection method in a state in which ten films are stacked using a colorimetric color difference meter. The first decimal place is rounded off.
- polyester A The amount of metal added to the polyester is shown in Table 1.
- polyester D polyester D
- the temperature from the extruder to the melt line, filter and T-die was set so that the resin temperature would be 285 ° C.
- the temperature of the resin was set to be 305 ° C. for 30 seconds from the starting point of the compression portion of the screw of the extruder, and then 285 ° C. again.
- the melt extruded from the T-die is brought into close contact with a cooling roll to form an unstretched sheet, which is subsequently stretched 3.45 times in the longitudinal direction with a roll having a peripheral speed difference heated to 118 ° C.
- the sheet was guided to a tenter, preheated at 121 ° C., and then stretched 3.4 times at 131 ° C.
- heat setting was performed at 245 ° C. for 6.0 seconds. Relaxing was performed for 3.5 seconds for 3.0 seconds during the heat setting.
- a biaxially stretched polyester film having a thickness of 12 ⁇ m was obtained by winding with a winder. Table 2 shows the amount of metal finally incorporated into the film and the physical properties.
- Example 2 When preparing the polyester D, a polyester film having a thickness of 12 ⁇ m was obtained in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of the antimony compound was added as Sb atoms so as to be 220 ppm in the polyester.
- Example 3 When preparing the polyester D, a polyester film having a thickness of 12 ⁇ m was obtained in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of the antimony compound was added as Sb atoms so as to be 320 ppm in the polyester.
- the polyester film of the present invention can be widely used as a packaging material. It can be used as a package having a better color tone than the conventional one. In addition, it can reduce CO 2 emissions, escape from conventional oil-dependent production activities, and contribute to sustainable development.
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Abstract
従来と比較し、コストを抑えつつポリエステルフィルムの色調を改善することができる。特にバイオマス由来の原料を使用した場合に効果が顕著である。 カラーa値が-10以上、3以下であり、カラーb値が-5以上、515以下であり、かつ、リン(P)原子の含有量が重量比率にて、20ppm以上、100ppm以下であることを特徴とするニ軸延伸ポリエステルフィルム。
Description
本発明は、ポリエステルフィルムに関する。更に詳しくは、ニ軸延伸ポリエステスフィルムに関する。
ポリエチレンテレフタレ-ト(PET)フィルムに代表される二軸延伸ポリエステルフィルムは、その優れた透明性、寸法安定性、機械的性質、電気的性質、耐薬品性等から磁気テ-プ、絶縁テープ、写真フィルム、トレーシングフィルム、包装材料、電気絶縁材料、情報記録材料、各種工程紙などの幅広い分野に利用されている。
しかしながら、フィルムを製造する工程内の、ペレット状のプラスチックを溶融成型する過程で樹脂が劣化し、黄色に着色してしまう問題があった。色調の変化は樹脂の熱による劣化、酸化による劣化があり、劣化が進むことで溶融中の異物が増加するという問題が同時にあった。
そこで、簡便な方法としては溶融温度条件を変更するほか、メルトラインを短縮することによって熱履歴を少なくする方法が採用されていたが、かかる従来技術には未溶融の発生や物理的なメルトライン短縮の限界が生じている。
しかしながら、フィルムを製造する工程内の、ペレット状のプラスチックを溶融成型する過程で樹脂が劣化し、黄色に着色してしまう問題があった。色調の変化は樹脂の熱による劣化、酸化による劣化があり、劣化が進むことで溶融中の異物が増加するという問題が同時にあった。
そこで、簡便な方法としては溶融温度条件を変更するほか、メルトラインを短縮することによって熱履歴を少なくする方法が採用されていたが、かかる従来技術には未溶融の発生や物理的なメルトライン短縮の限界が生じている。
樹脂の劣化に対して、各種酸化防止剤を加え、劣化を防止するという技術が知られていた。しかし、かかる従来技術は加える酸化防止剤の分だけ、コストが増加するという問題があった(例えば、特許文献1参照。)
一方、チタン(Ti)を触媒として使用することにより効率よく重合を行うという技術が知られていた(例えば、特許文献2参照。)。しかし、かかる従来技術は触媒が活性であり、フィルム成型工程の溶融時に色調が悪化するという問題点があった。
上記着色問題を解決するために、コバルト(Co)化合物をポリエステルに添加して黄味を抑えることが一般的に行われている。確かにコバルト化合物を添加することによってポリエステルの色調(b値)は改善することができるが、コバルト化合物を添加することによってポリエステルの溶融熱安定性が低下する他、添加したコバルト化合物がポリマー中で析出して異物の原因となり、ポリエステル製品製造時の工程調子や成形品の品質に悪影響を与える可能性がある。
特に、バイオマス由来の原料を使用した場合、バイオマス成分に含まれる不純物が原因となって、色調を著しく悪化させる問題があった。グリコールを活性炭で濾過することにより樹脂の色調を良化させるという技術が知られていた(例えば、特許文献3参照。)。しかし、工程が増える分コストが増加するという問題があった。
本発明は、かかる従来技術の課題を背景になされたもので、すなわち、本発明の目的は、従来と比較し、コストを抑えつつポリエステルフィルムの色調を改善することである。
本発明者は、かかる目的を達成するために鋭意検討した結果、本発明の完成に至った。すなわち本発明は、
1)カラーa値が-10以上、3以下であり、カラーb値が-5以上、5以下であり、かつ、リン(P)原子の含有量が重量比率にて、20ppm以上、100ppm以下であることを特徴とするニ軸延伸ポリエステルフィルム。
1)カラーa値が-10以上、3以下であり、カラーb値が-5以上、5以下であり、かつ、リン(P)原子の含有量が重量比率にて、20ppm以上、100ppm以下であることを特徴とするニ軸延伸ポリエステルフィルム。
2)コバルト(Co)原子の含有量が重量比率にて、40ppm未満である前記1)に記載のニ軸延伸ポリエステルフィルム。
3)チタン(Ti)原子の含有量が重量比率にて、5ppm未満である前記1)あるいは2)に記載のニ軸延伸ポリエステルフィルム
4)アンチモン(Sb)原子の含有量が重量比率にて、200ppm以上、320ppm以下である前記1)~3)のいずれかに記載のニ軸延伸ポリエステルフィルム。
5)ポリエステルのグリコール成分がエチレングリコールであり、酸成分がテレフタル酸である前記1)~4)のいずれかに記載のニ軸延伸ポリエステルフィルム。
6)エチレングリコール成分またはテレフタル酸成分がバイオマス資源由来である前記5)のいずれかに記載のニ軸延伸ポリエステルフィルム。
7)逐次ニ軸延伸法で得られた前記1)~6)のいずれかに記載のニ軸延伸ポリエステルフィルム。
本発明によれば、従来と比較し、コストを抑えつつポリエステルフィルムの色調を改善することができる。特にバイオマス由来の原料を使用した場合に効果が顕著である。
本発明におけるポリエステル樹脂は、芳香族ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体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を主成分とするジオール成分とを、エステル化反応又はエステル交換反応を経て、少なくともアンチモン化合物と燐化合物の存在下に重縮合させることにより製造されたものである。
本発明において、その芳香族ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体としては、具体的には、例えば、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、ジブロモイソフタル酸、スルホイソフタル酸ナトリウム、フェニレンジオキシジカルボン酸、4,4’-ジフェニルジカルボン酸、4,4’-ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’-ジフェニルケトンジカルボン酸、4,4’-ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4’-ジフェニルスルホンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、並びに、テレフタル酸ジメチルエステル、2,6-ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル等の、これら芳香族ジカルボン酸の炭素数1~4程度のアルキルエステル、及びハロゲン化物等が挙げられ、中で、テレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、或いはそれらのアルキルエステルが好ましく、テレフタル酸が特に好ましい。
又、エチレングリコール以外のジオール成分としては、例えば、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、オクタメチレングリコール、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等の脂肪族ジオール、1,2-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,1-シクロヘキサンジメチロール、1,4-シクロヘキサンジメチロール、2,5-ノルボルナンジメチロール等の脂環式ジオール、及び、キシリレングリコール、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、2,2-ビス(4’-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4’-β-ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-β-ヒドロキシエトキシフェニル)スルホン酸等の芳香族ジオール、並びに、2,2-ビス(4’-ヒドロキシフェニル)プロパンのエチレンオキサイド付加物又はプロピレンオキサイド付加物等が挙げられる。
本発明のポリエステル樹脂は、前記芳香族ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体を、ジカルボン酸成分の50モル%以上、好ましくは90モル%以上、更に好ましくは95モル%以上、特に好ましくは99モル%以上を占めるジカルボン酸成分と、エチレングリコールをジオール成分の50モル%以上、好ましくは90モル%以上、更に好ましくは95モル%以上、特に好ましくは97モル%以上を占めるジオール成分とを、エステル化反応又はエステル交換反応を経て重縮合させることにより製造されたものである。
尚、反応系内で副生したジエチレングリコールが共重合されていてもよく、共重合成分として系外から添加される分も含めたジエチレングリコールの含有量は5モル%以下であるのが好ましい。ジエチレングリコールの含有量が多いと、ポリエステル樹脂としてアンチモンの溶出量の抑制の程度が低下する傾向となるほか、樹脂としての溶融熱安定性、耐熱性、及び機械的強度等が低下する傾向がある。
尚、反応系内で副生したジエチレングリコールが共重合されていてもよく、共重合成分として系外から添加される分も含めたジエチレングリコールの含有量は5モル%以下であるのが好ましい。ジエチレングリコールの含有量が多いと、ポリエステル樹脂としてアンチモンの溶出量の抑制の程度が低下する傾向となるほか、樹脂としての溶融熱安定性、耐熱性、及び機械的強度等が低下する傾向がある。
ポリエステル樹脂は石油由来であっても、バイオマス由来であっても差支えが無いが、着色の起こりやすいバイオマス由来の原料を使用したポリエステル樹脂の場合に、触媒濃度調整による効果が大きい。
石油由来のポリエステル樹脂とバイオマス由来の原料を使用したポリエステル樹脂を混合して使用する場合は、環境負荷低減の観点から、バイオマス度の下限は好ましくは10%であり、より好ましくは13%である。上記未満であると環境負荷低減に対して効果が小さいことがある。バイオマス度の上限は好ましくは100%であり、より好ましくは20%である。例えば、ポリエチレンテレフタレートはエチレングリコールのみを植物由来とすることでバイオマス度が理論上20%になるが、それ以上にするにはテレフタル酸も植物由来とする必要があり、コスト高となる。
バイオマス度はASTM D6866に従い測定した、全炭素数に占める植物由来炭素の割合をバイオマス度とした。
石油由来のポリエステル樹脂とバイオマス由来の原料を使用したポリエステル樹脂を混合して使用する場合は、環境負荷低減の観点から、バイオマス度の下限は好ましくは10%であり、より好ましくは13%である。上記未満であると環境負荷低減に対して効果が小さいことがある。バイオマス度の上限は好ましくは100%であり、より好ましくは20%である。例えば、ポリエチレンテレフタレートはエチレングリコールのみを植物由来とすることでバイオマス度が理論上20%になるが、それ以上にするにはテレフタル酸も植物由来とする必要があり、コスト高となる。
バイオマス度はASTM D6866に従い測定した、全炭素数に占める植物由来炭素の割合をバイオマス度とした。
フィルムの滑り性を得るうえで、原料に滑剤を添加することが好ましい。滑剤種としてはシリカ、炭酸カルシウム、アルミナなどの無機系滑材のほか、有機系滑剤が好ましく、シリカ、炭酸カルシウムがより好ましい。これらにより透明性と滑り性を発現することができる。
フィルム中の滑剤の含有濃度の下限は好ましくは10ppmであり、より好ましくは30ppmであり、さらに好ましくは50ppmである。上記未満であると滑り性の面で実用性が低くなることがある。滑剤濃度の上限は好ましくは10000ppmであり、より好ましくは9000ppmであり、さらに好ましくは8000ppmである。上記を越えると透明性が低下することがある。
フィルム中の滑剤の粒子径については一次粒子径の下限が0.005μm、好ましくは0.010μm、更に好ましくは0.015μmである。0.005μm未満では溶融時の粘度上昇が見られるため好ましくない。滑剤の粒子径については一次粒子径の上限が50μm、好ましくは40μm、更に好ましくは30μmである。50μmを超えると透明性の低下や脱落が見られ好ましくない。
フィルム中の原料のチタン(Ti)原子の含有量の下限は好ましくは0ppmである。原料のTi原子含有量の上限は好ましくは5ppmであり、より好ましくは4ppmであり、さらに好ましくは2ppmである。上記を越えると着色が起こり、カラーb値が増大することがある。
フィルム中のリン(P)原子の含有量の下限は好ましくは20ppmであり、より好ましくは30ppmである。上記未満であるとキャストの際の静電密着性が悪くなることがある。
原料のリン原子の含有量の上限は好ましくは100ppmであり、より好ましくは60ppmである。上記を越えると異物が増加することがある。
原料のリン原子の含有量の上限は好ましくは100ppmであり、より好ましくは60ppmである。上記を越えると異物が増加することがある。
フィルム中のコバルト(Co)原子の含有量の下限は好ましくは0ppmである。原料のCo原子の含有量の上限は好ましくは40ppmであり、より好ましくは20ppmである。上記を越えるとフィルムから溶出する可能性がある。
フィルム中のアンチモン(Sb)原子の含有量の下限は好ましくは200ppmであり、より好ましくは220ppmである。上記未満であると黄色味低減に効果が小さくなることがある。原料のSb原子の含有量の上限は好ましくは320ppmであり、より好ましくは300ppmである。特に好ましくは280ppmである。上記を越えると溶出が懸念される。
フィルム中の上記Sb原子の含有量とP原子の含有量の比は、5以上、10以下の範囲が好適である。5未満であると、重縮合性が不足して生産性の低下を招くと共に、色調も低下し、副生成物も増加する傾向となり、10より大きいと、重縮合後の水などとの接触による溶出を抑制することが困難な傾向となりやすい。
フィルム中の上記Sb原子の含有量とP原子の含有量の比は、6以上、9以下の範囲がより好適である。
フィルム中の上記Sb原子の含有量とP原子の含有量の比は、6以上、9以下の範囲がより好適である。
フィルムの延伸方法としては特に限定されるものではなく、チューブラー法や同時二軸延伸法などが採用できる。逐次二軸延伸方式が好ましい。
以下に最も好ましい例である縦延伸-横延伸の逐次二軸延伸のフィルムの製造方法を説明する。まず、ポリエステル樹脂を単軸または2軸の押し出し機で加熱溶融させ、チルロール上に押し出して未延伸フィルムを得る。
樹脂溶融温度(℃)の下限は好ましくは220℃であり、より好ましくは240℃であり、さらに好ましくは260℃である。上記未満であると溶融粘度が高く、吐出が困難となることがある。樹脂溶融温度(℃)の上限は好ましくは350℃であり、より好ましくは340℃であり、さらに好ましくは330℃である。上記を越えると熱分解による分子量低下や着色などが見られるため好ましくない。
押し出しダイス温度(℃)の下限は好ましくは220℃であり、より好ましくは240℃であり、さらに好ましくは260℃である。上記未満であると溶融粘度が高く、吐出が困難となることがある。押し出しダイス温度(℃)の上限は好ましくは350℃であり、より好ましくは340℃であり、さらに好ましくは330℃である。上記を越えると熱分解による分子量低下や着色などが見られるため好ましくない。
チルロール温度(℃)の下限は好ましくは0℃であり、より好ましくは2℃であり、さらに好ましくは5℃である。上記未満で低すぎるとチルロールが結露することがあり品質の安定性が低下するため好ましくない。チルロール温度(℃)の上限は好ましくは80℃であり、より好ましくは50℃であり、さらに好ましくは40℃である。上記を越えると冷却化が不足し、延伸性の低下や厚み不良となることがある。キャスト速度(m/min)の下限は好ましくは2℃であり、より好ましくは5℃であり、さらに好ましくは10℃であり、特に好ましくは20℃である。上記未満であると生産性が低くなることがある。
MD延伸方法としてはロール延伸方式、IR加熱方式が好ましい。
MD延伸方法としては上記の一段延伸でよく、延伸を二段以上に分けても良い。二段以上に分けることで、極限粘度が高い樹脂からなるポリエステル樹脂も良好に延伸することが可能となり、厚みムラやラミネート強度、力学的特性などが良好となる場合がある。
延伸を一段で行う場合について説明する。
MD延伸温度の下限は好ましくは100℃であり、より好ましくは110℃であり、さらに好ましくは120℃である。上記未満であると極限粘度が0.64dl/g以上のポリエステル樹脂を延伸し、縦方向に分子配向させても、次の横延伸工程でフィルムの破断が発生したり、極端な厚み不良が発生する。上限は好ましくは140℃であり、より好ましくは135℃であり、さらに好ましくは130℃である。上記を越えると配向がかからないため力学特性が低下となることがある。
MD延伸倍率の下限は好ましくは2.5倍であり、より好ましくは3.5倍であり、さらに好ましくは4倍である。上記未満であると極限粘度が0.64dl/g以上のポリエステル樹脂を延伸し、縦方向に分子配向させても、次の横延伸工程でフィルムの破断が発生したり、極端な厚み不良が発生する。上限は好ましくは5倍であり、より好ましくは4.8倍であり、さらに好ましくは4.5倍である。上記を越えると力学強度や厚みムラ改善の効果が飽和することがある。
延伸を二段以上に分ける場合について説明する。
好ましい一段目のMD延伸温度の下限は110℃であり、より好ましくは115℃である。上記未満であると、熱不足により均一に延伸できず、厚み不良となることがある。好ましい一段目のMD延伸温度の上限は125℃であり、より好ましくは120℃である。上記を越えると配向がかからないため力学特性が低下となることがある。
好ましい一段目のMD延伸倍率の下限は1.1倍であり、より好ましくは1.3倍である。上記未満であると二段延伸で、最終的に極限粘度が0.64dl/g以上のポリエステル樹脂を十分に縦延伸できず、生産性が不良となることがある。好ましい一段目のMD延伸倍率の上限は2倍であり、より好ましくは1.6倍である。上記を越えると縦配向が高くなりすぎるため、二段目以降の延伸ができなくなることや厚みムラが不良のフィルムとなることがある。
好ましい二段目(または最終段)のMD延伸温度の下限は好ましくは110℃であり、より好ましくは115℃である。上記未満であると、熱不足により均一に延伸できず、厚み不良となることがある。上限は好ましくは130℃であり、より好ましくは125℃である。上記を越えると結晶化が促進され、横延伸が困難になったり、厚みムラが不良となることがある。
好ましい二段目(または最終段)のMD延伸倍率の下限は好ましくは2.1倍であり、より好ましくは2.5倍である。上記未満であると極限粘度が0.64以上のポリエステル樹脂を延伸し、縦方向に分子配向させても、次の横延伸工程でフィルムの破断が発生したり、極端な厚み不良が発生する。上限は好ましくは3.5倍であり、より好ましくは3.1倍である。上記を越えると縦配向が高くなりすぎるため、二段目以降の延伸ができなくなったり、厚みムラが不良のフィルムとなることがある。
TD延伸温度の下限は好ましくは110℃であり、より好ましくは120℃であり、さらに好ましくは125℃である。上記未満であると熱不足で延伸応力が高くなり、フィルムが破断したり、極端な厚み不良が発生する。上限は好ましくは150℃であり、より好ましくは145℃であり、さらに好ましくは140℃である。上記を越えると配向がかからないため力学特性が低下となることがある。
TD延伸倍率の下限は好ましくは3.5倍であり、より好ましくは3.9倍である。上記未満であるとフィルムの破断が発生したり、極端な厚み不良が発生する。上限は好ましくは5.5倍であり、より好ましくは4.5倍である。上記を越えると破断することがある。
熱固定の温度の下限は好ましくは160℃であり、より好ましくは170℃である。上記未満であると最終的に熱収縮率が大きくなり、加工時のズレや縮みが起こることがある。上限は好ましくは240℃であり、より好ましくは220℃である。上記を越えると急激に高温がフィルムにかかることになり、厚みムラが不良になったり、破断したりすることがある。
熱固定の時間の下限は好ましくは0.5秒であり、より好ましくは2秒である。上記未満であるとフィルム温度上昇不足となり、最終的に熱収縮率が大きくなり、加工時のズレや縮みが起こることがある。上限は好ましくは10秒であり、より好ましくは8秒である。上記を越えると生産性が不良となることがある。
必要に応じて、さらに第2の熱固定、第3の熱固定を行うことができる。
熱固定2の温度の下限は好ましくは220℃であり、より好ましくは240℃である。上記未満であると熱収縮率が大きくなり、加工時のズレや縮みとなることがある。上限は好ましくは260℃であり、より好ましくは250℃である。上記を越えるとフィルムが融けてしまうほか、融けない場合でも脆くなることがある。
熱固定2の時間の下限は好ましくは0.5秒であり、より好ましくは3秒である。上記未満であると熱固定時に破断が起こりやすくなることがある。上限は好ましくは10秒であり、より好ましくは8秒である。上記を越えると、たるみなどが生じて厚みムラが発生することがある。
必要に応じて、熱固定3を設ける場合の温度の下限は好ましくは200℃であり、より好ましくは220℃である。上記未満であると熱収縮率が大きくなり、加工時のズレや縮みとなることがある。上限は好ましくは240℃であり、より好ましくは237℃である。上記を越えるとフィルムが融けてしまうほか、融けない場合でも脆くなることがある。
必要に応じて、熱固定3を設ける場合の時間の下限は好ましくは0.5秒であり、より好ましくは3秒である。上記未満であると熱固定時に破断が起こりやすくなることがある。上限は好ましくは10秒であり、より好ましくは8秒である。上記を越えるとたるみなどが生じて厚みムラが発生することがある。
TDリラックスは、熱固定の任意の箇所で実施できる。下限は好ましくは0.5%であり、より好ましくは3%である。上記未満であると特に横方向の熱収縮率が大きくなり、加工時のズレや縮みとなることがある。上限は好ましくは10%であり、より好ましくは8%である。上記を越えるとたるみなどが生じて厚みムラ発生となることがある。
TD熱固定後の徐冷温度の下限は好ましくは90℃であり、より好ましくは100℃である。上記未満であると、急激な冷却により縦横の応力緩和バランスが悪くなり、厚み不良となることがある。徐冷温度の上限は好ましくは150℃であり、より好ましくは140℃である。上記を越えると十分な冷却効果が得られないことがある。
熱固定後の徐冷時間の下限は好ましくは2秒であり、より好ましくは4秒である。上記未満であると十分な徐冷効果が得られないことがある。上限は好ましくは20秒であり、より好ましくは15秒である。上記を越えると生産性が不良となることがある。
レジンIVの下限は好ましくは0.5であり、より好ましくは0.55である。上記未満であるとフィルム強度が小さく、破袋しやすいことがある。レジンIVの上限は好ましくは0.7であり、より好ましくは0.65である。上記を越えると溶融押出の際、負荷が大きくなることがある。
厚みの下限は好ましくは8μmであり、より好ましくは10μmであり、さらに好ましくは12μmである。上記未満であるとフィルムとしての強度が不足となることがある。上限は好ましくは200μmであり、より好ましくは50μmであり、さらに好ましくは30μmである。上記を越えると厚くなりすぎて加工が困難となることがある。
MD熱収縮率の下限は好ましくは0.1%であり、より好ましくは0.3%である。上記未満であると改善の効果が飽和するほか、力学的に脆くなってしまうことがある。上限は好ましくは1.5%であり、より好ましくは1.2%である。上記を越えると印刷などの加工時の寸法変化により、ピッチズレなどが起こることがある。上限は好ましくは1.5%であり、より好ましくは1.2%である。上記を越えると印刷などの加工時の寸法変化により、幅方向での縮みなどが起こることがある。
フィルムカラーaの下限は好ましくは-10であり、より好ましくは-5であり、特に好ましくは-3である。上記未満であるとフィルムが緑色になり外観を損ねることがある。フィルムカラーaの上限は好ましくは3であり、より好ましくは0である。上記を越えるとフィルムが赤色になり外観を損ねることがある。
フィルムカラーbの下限は好ましくは-5であり、より好ましくは0であり、特に好ましくは2である。上記未満であるとフィルムが青色になり外観を損ねることがある。フィルムカラーbの上限は好ましくは5であり、より好ましくは4である。上記を越えるとフィルムが黄色になり外観を損ねることがある。
フィルムカラーa値及びフィルムカラーb値は、測色色差計を用いて、フィルム10枚を重ねた状態で、反射方式を用い測定を行い。小数点以下一桁目を四捨五入した値とする。
フィルムカラーa値及びフィルムカラーb値は、測色色差計を用いて、フィルム10枚を重ねた状態で、反射方式を用い測定を行い。小数点以下一桁目を四捨五入した値とする。
次に、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は当然以下の実施例に限定されるものではない。また、本発明で用いた評価方法は以下の通りである。
(1)樹脂およびフィルムの極限粘度(IV)
試料を130℃で一昼夜真空乾燥後、粉砕又は切断し、その80mgを精秤して、フェノール/テトラクロロエタン=60/40(体積比)の混合溶液に80℃で30分間、加熱溶解した。同じ混合溶液で20mlにした後、30℃で測定した。
試料を130℃で一昼夜真空乾燥後、粉砕又は切断し、その80mgを精秤して、フェノール/テトラクロロエタン=60/40(体積比)の混合溶液に80℃で30分間、加熱溶解した。同じ混合溶液で20mlにした後、30℃で測定した。
(2)厚み
PEACOCKダイアルゲージ(尾崎製作所製)で測定した。
PEACOCKダイアルゲージ(尾崎製作所製)で測定した。
(3)フィルムカラーa値、フィルムカラーb値
日本電飾製測色色差計(ZE2000)において、フィルム10枚を重ねた状態でセットし、反射方式を用い測定を行った。
日本電飾製測色色差計(ZE2000)において、フィルム10枚を重ねた状態でセットし、反射方式を用い測定を行った。
(4)バイオマス度
ASTM D6866に従い測定した、全炭素数に占める植物由来炭素の割合をバイオマス度とした。
ASTM D6866に従い測定した、全炭素数に占める植物由来炭素の割合をバイオマス度とした。
(ポリエステル樹脂の調整)
(ポリエステルA)
石油由来の原料から精製したテレフタル酸と石油由来の原料から精製したエチレングリコールの混合物中に酢酸マグネシウム四水塩をポリエステル中にMg原子として70ppmとなるように加え常圧化にて温度255℃でエステル化反応させた。その後Sb原子としてポリエステル中に150ppmとなるような量の三酸化アンチモンおよびP原子としてポリエステル中に40ppmとなるような量のリン酸トリメチルを加えさらに温度260℃で反応させた。
引き続いて、反応生成物を重縮合反応槽に移し加熱昇温しながら反応系を徐々に減圧して133Pa(1mmHg)の減圧下、280℃で常法により重縮合を行い、IV=0.62のポリエステルチップを得た。これをポリエステルAとする。ポリエステルに添加した金属量を表1に示した。
(ポリエステルA)
石油由来の原料から精製したテレフタル酸と石油由来の原料から精製したエチレングリコールの混合物中に酢酸マグネシウム四水塩をポリエステル中にMg原子として70ppmとなるように加え常圧化にて温度255℃でエステル化反応させた。その後Sb原子としてポリエステル中に150ppmとなるような量の三酸化アンチモンおよびP原子としてポリエステル中に40ppmとなるような量のリン酸トリメチルを加えさらに温度260℃で反応させた。
引き続いて、反応生成物を重縮合反応槽に移し加熱昇温しながら反応系を徐々に減圧して133Pa(1mmHg)の減圧下、280℃で常法により重縮合を行い、IV=0.62のポリエステルチップを得た。これをポリエステルAとする。ポリエステルに添加した金属量を表1に示した。
(ポリエステルB)
三酸化アンチモン150ppmとするところを、280ppmとする以外はポリエステルAと同様に調整し、IV=0.62のポリエステルチップを得た。これをポリエステルBとする。
三酸化アンチモン150ppmとするところを、280ppmとする以外はポリエステルAと同様に調整し、IV=0.62のポリエステルチップを得た。これをポリエステルBとする。
(ポリエステルC)
上記ポリエステルAを調整する際、重縮合反応槽で平均粒径2.3μmのシリカ粒子のエチレングリコールスラリーをシリカとしてポリエステル中に7000ppmとなるように添加した後、重縮合を行い、IV=0.62のポリエステルチップを得た。これをポリエステルCとする。
上記ポリエステルAを調整する際、重縮合反応槽で平均粒径2.3μmのシリカ粒子のエチレングリコールスラリーをシリカとしてポリエステル中に7000ppmとなるように添加した後、重縮合を行い、IV=0.62のポリエステルチップを得た。これをポリエステルCとする。
(ポリエステルD)
石油由来の原料から精製したテレフタル酸と植物由来の原料から精製したエチレングリコールの混合物中に酢酸マグネシウム四水塩をポリエステル中にMg原子として70ppmとなるように加え常圧化にて温度255℃でエステル化反応させた。その後Sb原子としてポリエステル中に280ppmとなるような量の三酸化アンチモンおよびP原子としてポリエステル中に40ppmとなるような量のリン酸トリメチルを加えさらに温度260℃で反応させた。
引き続いて、反応生成物を重縮合反応槽に移し加熱昇温しながら反応系を徐々に減圧して133Pa(1mmHg)の減圧下、280℃で常法により重縮合を行い、IV=0.62のポリエステルチップを得た。これをポリエステルDとする。このポリエステルDのバイオマス度をASTM D6866により測定したところ、バイオマス度は17%であった。
石油由来の原料から精製したテレフタル酸と植物由来の原料から精製したエチレングリコールの混合物中に酢酸マグネシウム四水塩をポリエステル中にMg原子として70ppmとなるように加え常圧化にて温度255℃でエステル化反応させた。その後Sb原子としてポリエステル中に280ppmとなるような量の三酸化アンチモンおよびP原子としてポリエステル中に40ppmとなるような量のリン酸トリメチルを加えさらに温度260℃で反応させた。
引き続いて、反応生成物を重縮合反応槽に移し加熱昇温しながら反応系を徐々に減圧して133Pa(1mmHg)の減圧下、280℃で常法により重縮合を行い、IV=0.62のポリエステルチップを得た。これをポリエステルDとする。このポリエステルDのバイオマス度をASTM D6866により測定したところ、バイオマス度は17%であった。
(ポリエステルE)
三酸化アンチモン280ppmとするところを、Ti原子として30ppmとなるようにチタン酸テトラブチルを添加する以外はポリエステルDと同様に調整し、IV=0.62のポリエステルチップを得た。これをポリエステルEとする。
三酸化アンチモン280ppmとするところを、Ti原子として30ppmとなるようにチタン酸テトラブチルを添加する以外はポリエステルDと同様に調整し、IV=0.62のポリエステルチップを得た。これをポリエステルEとする。
(ポリエステルF)
三酸化アンチモン280ppmとするところを、350ppmとし、着色目的としてCo原子として46ppmとなるようにCo化合物を添加する以外はポリエステルDと同様に調整し、IV=0.62のポリエステルチップを得た。これをポリエステルFとする。
三酸化アンチモン280ppmとするところを、350ppmとし、着色目的としてCo原子として46ppmとなるようにCo化合物を添加する以外はポリエステルDと同様に調整し、IV=0.62のポリエステルチップを得た。これをポリエステルFとする。
(フィルムの作製)
(実施例1)
上記のようにして得られたポリエチレンテレフタレートペレットを(D/A/C/=83.0/8.4/8.6)の重量比率で混合し、押出機に投入した。押出機から、メルトライン、フィルタおよびT-ダイまでは樹脂の温度が285℃となるように温度設定した。ただし、押出機のスクリューの圧縮部の開始点から30秒間は樹脂の温度が305℃となるように設定し、その後は再び、285℃となるようにした。
T-ダイから押し出された溶融物を冷却ロールに密着させ、未延伸シートとし、それを引き続き118℃に加熱した周速差のあるロールにて縦方向に3.45倍延伸し、その縦延伸したシートをテンターに導き、121℃で予熱した後に、131℃で3.4倍横延伸した。引き続き245℃で6.0秒間熱固定を行った。熱固定の途中からリラックスを3.5%、3.0秒行った。最終的にワインダーで巻き取ることで厚さ12μmの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。最終的にフィルムに配合された金属量と、物性を表2に示した。
(実施例1)
上記のようにして得られたポリエチレンテレフタレートペレットを(D/A/C/=83.0/8.4/8.6)の重量比率で混合し、押出機に投入した。押出機から、メルトライン、フィルタおよびT-ダイまでは樹脂の温度が285℃となるように温度設定した。ただし、押出機のスクリューの圧縮部の開始点から30秒間は樹脂の温度が305℃となるように設定し、その後は再び、285℃となるようにした。
T-ダイから押し出された溶融物を冷却ロールに密着させ、未延伸シートとし、それを引き続き118℃に加熱した周速差のあるロールにて縦方向に3.45倍延伸し、その縦延伸したシートをテンターに導き、121℃で予熱した後に、131℃で3.4倍横延伸した。引き続き245℃で6.0秒間熱固定を行った。熱固定の途中からリラックスを3.5%、3.0秒行った。最終的にワインダーで巻き取ることで厚さ12μmの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。最終的にフィルムに配合された金属量と、物性を表2に示した。
(実施例2)
ポリエステルDを調整する際、アンチモン化合物の添加量をSb原子としてポリエステル中に220ppmとなるように添加する以外は、実施例1と同様の方法において、厚さ12μmのポリエステルフィルムを得た。
ポリエステルDを調整する際、アンチモン化合物の添加量をSb原子としてポリエステル中に220ppmとなるように添加する以外は、実施例1と同様の方法において、厚さ12μmのポリエステルフィルムを得た。
(実施例3)
ポリエステルDを調整する際、アンチモン化合物の添加量をSb原子としてポリエステル中に320ppmとなるように添加する以外は、実施例1と同様の方法において、厚さ12μmのポリエステルフィルムを得た。
ポリエステルDを調整する際、アンチモン化合物の添加量をSb原子としてポリエステル中に320ppmとなるように添加する以外は、実施例1と同様の方法において、厚さ12μmのポリエステルフィルムを得た。
(実施例4)
ポリエチレンテレフタレートペレットを、(B/A/C/=83.0/8.4/8.6)重量比率で混合した以外は、実施例1と同様の方法において、厚さ12μmのポリエステルフィルムを得た。
ポリエチレンテレフタレートペレットを、(B/A/C/=83.0/8.4/8.6)重量比率で混合した以外は、実施例1と同様の方法において、厚さ12μmのポリエステルフィルムを得た。
(実施例5)
ポリエチレンテレフタレートペレットを、(F/A/C/=83.0/8.4/8.6)重量比率で混合した以外は、実施例1と同様の方法において、厚さ12μmのポリエステルフィルムを得た。
ポリエチレンテレフタレートペレットを、(F/A/C/=83.0/8.4/8.6)重量比率で混合した以外は、実施例1と同様の方法において、厚さ12μmのポリエステルフィルムを得た。
(比較例1)
ポリエチレンテレフタレートペレットを、(A/C=91.4/8.6)の重量比率で混合した以外は、実施例1と同様の方法において、厚さ12μmのポリエステルフィルムを得た。
ポリエチレンテレフタレートペレットを、(A/C=91.4/8.6)の重量比率で混合した以外は、実施例1と同様の方法において、厚さ12μmのポリエステルフィルムを得た。
(比較例2)
ポリエチレンテレフタレートペレットを、(E/A/C/=83.0/8.4/8.6)の重量比率で混合した以外は、実施例1と同様の方法において、厚さ12μmのポリエステルフィルムを得た。
ポリエチレンテレフタレートペレットを、(E/A/C/=83.0/8.4/8.6)の重量比率で混合した以外は、実施例1と同様の方法において、厚さ12μmのポリエステルフィルムを得た。
本発明のポリエステルフィルムは、包装材料として広く利用できる。従来のものよりも色調のよい包装体として使用可能である。またCO2の排出量を削減し、従来の石油に依存する生産活動から脱却、並びに持続可能な発展に貢献することができる。
上記結果を表1、表2に示す。
Claims (7)
- カラーa値が-10以上、3以下であり、カラーb値が-5以上、5以下であり、かつ、リン(P)原子の含有量が重量比率にて、20ppm以上、100ppm以下であることを特徴とするニ軸延伸ポリエステルフィルム。
- コバルト(Co)原子の含有量が重量比率にて、40ppm未満である請求項1に記載のニ軸延伸ポリエステルフィルム。
- チタン(Ti)原子の含有量が重量比率にて、5ppm未満である請求項1または2に記載のニ軸延伸ポリエステルフィルム。
- アンチモン(Sb)原子の含有量が重量比率にて、200ppm以上、320ppm以下である請求項1~3のいずれかに記載のニ軸延伸ポリエステルフィルム。
- 前記ポリエステルのグリコール成分がエチレングリコールであり、酸成分がテレフタル酸である請求項1~4のいずれかに記載のニ軸延伸ポリエステルフィルム。
- 前記エチレングリコール成分またはテレフタル酸成分がバイオマス資源由来であることを特徴とする請求項5記載のニ軸延伸ポリエステルフィルム。
- 逐次ニ軸延伸法に得られた請求項1~6のいずいれかに記載のニ軸延伸ポリエステルフィルム。
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