説明

ポリエステルフィルム及びその製造方法

【課題】最小限の銀の含有量で十分な抗菌性を発揮する二軸延伸ポリエステルフィルムを提供することである。
【解決手段】少なくとも1層の抗菌性を有する外層Aを有する少なくとも2層から成るポリエステルフィルムであって、上記抗菌性を有する外層Aが、a)銀を含有するゼオライトを外層Aの重量を基準として0.5〜15重量%含有し、b1)層の厚さが8μm未満であり、b2)層の厚さがゼオライトの平均粒径(d50)の1.3倍を超えないことを特徴とするポリエステルフィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はポリエステルフィルムに関する。詳しくは、本発明は、少なくとも1層の抗菌性を有する外層Aと少なくとも1層のベース層Bとから成る抗菌性を有する多層二軸延伸ポリエステルフィルム及びその製造方法ならびにその使用に関する。
【背景技術】
【0002】
抗菌性を二軸延伸ポリエステルフィルムは公知である。トリクロサンを抗菌剤として使用した抗菌性ポリエステルフィルムが知られている(例えば、特許文献1参照)。ポリエチレンテレフタレート(PET)からのトリクロサンの滲み出しは非常にゆっくりであるが、トリクロサンを高含有にしないと抗菌性が発揮されない。また、トリクロサンは塩素化化合物であるため、フィルム製造工程で生じる端部を再使用する際に反応し、毒性を有する塩素化合物を生じる可能性がある。トリクロサンは、更に環境問題上および耐性の理由から多くの応用分野においてその使用が好ましくない。
【0003】
また、銀イオンを含有するリン酸塩ジルコニウムを有するポリエステルフィルムも知られている(例えば、特許文献2参照)。これらのリン酸塩を有する層構造は、銀が滲み出せる隙間が小さく、微生物からの抗菌性を有効とするには銀を比較的高含有とすることが必要となる。
【0004】
更に、銀イオンを含有するゼオライトを有するポリマーフィルムも知られている。この種のフィルムにおいて、好適なポリマー基材としてポリエステルも挙げられるが、ポリエステルを使用した具体例は知られていない。この種のポリマーフィルムにおいて、異なる層構造に導入するゼオライトの種々の好適なサイズは知られている。更に、この種のフィルムに使用するポリマーは、ゼオライトを有する層の厚さの範囲内のゼオライトの粒径において、抗菌性が減少するということも知られている。
【0005】
【特許文献1】国際公開第2002/062477号パンフレット
【特許文献2】国際公開第2006/000755号パンフレット
【特許文献3】米国特許第5556699号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、最小限の銀の含有量で十分な抗菌性を発揮する二軸延伸ポリエステルフィルムを提供することである。
【0007】
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、銀を含有するゼオライトを外層Aに配合して抗菌性を付与する際、銀を含有するゼオライトの含有量、外層Aの厚さ、および外層Aの厚さとゼオライトの平均粒径を特定の範囲とすることにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【0008】
すなわち、本発明の第1の要旨は、少なくとも1層の抗菌性を有する外層Aを有する少なくとも2層から成るポリエステルフィルムであって、上記抗菌性を有する外層Aが、a)銀を含有するゼオライトを外層Aの重量を基準として0.5〜15重量%含有し、b1)層の厚さが8μm未満であり、b2)層の厚さがゼオライトの平均粒径(d50)の1.3倍を超えないことを特徴とするポリエステルフィルムに存する。
【0009】
ゼオライト中の銀は銀イオンまたは銀元素の形態で取り込まれるが、好ましくは50重量%を超える量、特に好ましくは100重量%が銀イオンの形態で取り込まれる。
【0010】
本発明の第2の要旨は、上記のポリエステルフィルムの製造方法であって、当該製造方法は、各層を構成するポリマーを押出機内で溶融して、フラットフィルムダイを介して共押出する工程、押出されたシートを一つ以上のロール上に引取り固化して非晶シートを得る工程と、得られた非晶シートを二軸延伸してフィルムを得る工程と、得られたフィルムを熱固定して巻き取る工程とから成り、上記抗菌性を有する外層Aが、a)銀を含有するゼオライトを外層Aの重量を基準として0.5〜15重量%含有し、b1)二軸延伸および熱固定後の層の厚さが8μm未満であり、b2)層の厚さがゼオライトの平均粒径(d50)の1.3倍を超えないことを特徴とするポリエステルフィルムの製造方法に存する。
【発明の効果】
【0011】
本発明のフィルム及びそれから製造される物品は医療用器具および包装、冷蔵庫の壁面(例えばスチールの上に積層する)、大規模な厨房や病院における表面や壁面に好適に使用できる。本発明のフィルムは被覆性能に優れているため、ヒートシールや接着剤を使用して積層した金属面の保護に優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明のポリエステルフィルムは、ベース層B、少なくとも1つの抗菌性を有する外層A及び必要に応じて他の層から成る少なくとも2層以上の多層フィルムである。好ましい態様において、フィルムは3層から成る。この場合、エンドユーズにおいて、抗菌性が無い反対側面を使用して抗菌性の効果が損なわれないために、第2の外層Cは同様に抗菌性を有していてもよい。また、特にスチールシートや板にフィルムを積層できるように外層Cがシール性を有してもよい。シール性層としては、通常共重合ポリエステルが使用されており、具体的には欧州特許出願公開第1138480号、第1097809号、第1471098号、第1165317号に記載されており、本発明に参照として引用する。更に、ベース層B、外層A及び外層Cの他に、中間層などを有していてもよい。中間層は抗菌性を有していなくてもよく、これは、抗菌剤が十分に表面に滲み出すことが出来ないため、中間層に配合する抗菌剤が有効とならないからである。
【0013】
ベース層B、中間層および外層C(非シール性の場合)を構成するポリマーとしては80重量%以上の熱可塑性ポリエステルから成ることが好ましい。ポリアミド、ポリエーテルイミド及び/又は他のポリマーを20%以下で使用してもよく、好ましくはこれらのポリマーの配合量は5重量%未満、より好ましくは1重量%未満である。
【0014】
熱可塑性ポリエステルとしては、エチレングリコールとテレフタル酸から製造されるポリエチレンテレフタレート(PET)、エチレングリコールとナフタレン−2,6−ジカルボン酸から製造されるポリエチレン−2,6−ナフタレート(PEN)、1,4−ビスヒドロキシメチルシクロヘキサンとテレフタル酸から製造されるポリ(1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート)(PCDT)、エチレングリコールとナフタレン−2,6−ジカルボン酸とビフェニル−4,4’−ジカルボン酸から製造されるポリ(エチレン2,6−ナフタレートビベンゾエート)(PENBB)が例示される。中でも、エチレングリコールとテレフタル酸から成るエチレンテレフタレート単位を60モル%以上、好ましくは80モル%以上含有するポリエステルが好ましい。他のモノマー単位としては脂肪族、脂環式または芳香族ジオール及び/又はジカルボン酸を使用することが出来る。
【0015】
他の脂肪族ジオールとしては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、HO−((CH−O)n−(CH−OHの式で示されるポリエチレングリコール(nは3〜6の整数を表す、具体的には、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが挙げられる)、炭素数6までの分岐型脂肪族グリコールが挙げられる。他の脂環式ジオールとしては、1,4−シクロヘキサンジオール等のシクロヘキサンジオールが挙げられる。他の芳香族ジオールとしては、HO−C−X−C−OHで示される芳香族ジオール(式中Xは−CH−、−C(CH−、−C(CF−、−O−、−S−、−SO−を表す)が挙げられ、式:HO−C−C−OHで表されるビスフェノールも好ましい。しかしながら、これらの他のジオール成分は5重量%を超えないことが好ましく、1重量%を超えないことが更に好ましい。
【0016】
他の芳香族ジカルボン酸としては、ベンゼンジカルボン酸、ナフタレン−1,4−又は−1,6−ジカルボン酸などのナフタレンジカルボン酸、ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸などのビフェニル−x,x’−ジカルボン酸、ジフェニルアセチレン−4,4’−ジカルボン酸などのジフェニルアセチレン−x,x−ジカルボン酸、スチルベン−x,x−ジカルボン酸などが挙げられる。他の脂環式ジカルボン酸としては、シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸などのシクロヘキサンジカルボン酸が挙げられる。他の脂肪族ジカルボン酸としては、C3−C19のアルカンジカルボン酸が挙げられ、当該アルカンは直鎖状であっても分岐状であってもよい。
【0017】
熱成形の態様において、ベース層Bを形成するポリマーは、エチレングリコールとテレフタル酸から成る単位が90モル%以上、好ましくは95モル%以上のポリエステルが好ましい。
【0018】
外層Cをシール性層とする場合のポリマーについては、欧州特許出願公開第1138480号、第1097809号、第1471098号、第1165317号に記載の物が採用でき、本発明に参照として引用する。
【0019】
次に、抗菌性を有する外層A及び必要に応じて抗菌性を付与する外層Cについて説明する。これらの外層を構成するポリマーは基本的にベース層Bと対応しており、エチレングリコールとテレフタル酸から成る単位が60モル%以上、好ましくは80モル%以上のポリエステルが好ましい。
【0020】
しかしながら、エチレングリコールとテレフタル酸から成る単位が99モル%未満、好ましくは97モル%未満のポリエステルが好ましい。共重合体の割合が大きいほどゼオライトから上記の媒体への銀イオンの放出が容易となるが、共重合体の割合が大きいと層の耐性が低下し、例えばエタノールやアセトン等の溶媒を含有する洗浄剤で表面を洗浄した際に抗菌性が急速に低下し、表面の光学的特性が変質することがある。従って、以下の表に示す範囲が好ましい。
【0021】
【表1】

【0022】
共重合ポリエステル成分はお互いに組合せて使用できるが、特に上記の理由により、2種以下の成分を選択すべきである。そして、他の任意成分の使用量は上記の好ましい範囲未満とすべきである。種々の組合せの2種成分の使用量は、上記の好ましい範囲の上限を超えないようにすべきである。また、種々の組合せの2種成分に加えて、更にもう1種のコモノマーを使用する場合、その使用量は上記の特に好ましい範囲内にするのが理想的である。これは、IPAの4重量%及びDEGの2重量%(両者とも特に好ましい範囲内)とすると、他のジオールは0.7重量%未満、他のジカルボン酸は1重量%未満とすべきであるためである(上述のように、他の任意成分の使用量は上記の好ましい範囲未満とするため)。
【0023】
上記のポリエステルは、エステル交換反応により製造される。エステル交換反応では、ジカルボン酸エステルとジオールを出発原料とし、エステル交換反応触媒としては、亜鉛塩、カルシウム塩、リチウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩、マンガン塩などの公知のエステル交換反応用触媒が使用できる。更に、三酸化アンチモンやチタン塩などの公知の重縮合触媒の存在下で中間生成物の重縮合を行う。しかしながら、ポリエステルは直接エステル化法によっても製造できる。直接エステル化法の出発原料はジカルボン酸とジオールである。本発明で使用するポリエステルとして、市販品を使用してもよい。
【0024】
外層Aに配合する銀を担持するゼオライトの配合量は、外層Aの重量を基準として0.5〜15重量%、好ましくは1〜6重量%、特に好ましくは1.5から3.5重量%である。ゼオライトの配合量が多すぎると、フィルム表面機能障害およびフィルムの光学的特性が損なわれる可能性が高くなり、表面が粗面となったりヘーズが高くなったりする。ヘーズが高くなると、最終製品(例えばスチールシート又は板)の外観が悪くなり、白色フィルムや艶消しフィルムの用途を除いては、通常好ましくない。表面粗度が高いと、微生物が表面に付着しやすくなり好ましくない。表面粗度Rは、通常1000nm以下、好ましくは600nm以下、特に好ましくは300nm以下である。
【0025】
ゼオライトの平均(メジアン)粒径(d50)は0.5〜15μm、好ましくは1.8〜6μm、更に好ましくは2.1〜3.5μmである。粒径が小さいゼオライトは銀の放出が速いため、ゼオライトの含有量および銀濃度が同じであれば、粒径の小さいゼオライト(1.8μm未満)の方が大きな粒径のゼオライトより初期の抗菌性能が優れている。一方、実施例で述べるように、使用において洗浄回数を重ねると、粒径の大きいゼオライト(1.8μm以上)の方が保持力が大きいという利点もある。粒径の大きいゼオライト(6μmを超える)、特にあまりにも粒径が大きすぎるゼオライト(15μmを超える)は、表面粗さがあまりにも不均一であり、バクテリアに対する抗菌性が十分に発揮されないこともある。これらは含有量を増加させることにより解消できるものの、コストの面で不利であり、過剰な含有量はフィルム製造工程においてフィルムの破断回数が増加して、加工特性が悪化する。
【0026】
フィルムの製造および更なる加工の際の摩耗やエンドユーズにおける摩耗は、ゼオライトの粒径の増加を伴う。これは、望ましくない埃を誘導するだけでなく、抗菌性能の低下をもたらす。そこで、ゼオライトの粒径は2.1〜3.5μmであることが特に好ましい。
【0027】
もし、ゼオライトの粒径分布の値(d50)がゼオライトを含有する層の厚さの2倍を超えている場合、摩耗に対して不利である。包装フィルムのような短期間抗菌性能を有すればよいような用途において、ゼオライトの粒径が上述の好ましい範囲であるだけでなく、0.5μm以上および1.8μm未満の粒径を有するゼオライトが20〜60重量%を占めるゼオライトを使用することが好ましい。
【0028】
ゼオライト中の銀の含有量(銀担持量)は、ゼオライトの重量を基準として、好ましくは0.5〜20重量%、特に好ましくは3〜6重量%である。更に、ゼオライトの重量を基準として1〜20重量%の亜鉛および/または銅を含有することが好ましい。また、ゼオライトの重量を基準として6重量%以上の亜鉛および/または銅を含有することが好ましい。これらのゼオライトは、例えば、特開平11−193358号公報、欧州特許出願公開第0297538号明細書、米国特許出願公開第2004/147654号明細書に記載されている公知の方法により製造できる。本発明で使用するゼオライトは、カネボウ社製「バクテキラー」、シナネンゼオミック社製抗菌剤「ゼオミック」等の市販品のゼオライトを使用してもよい。
【0029】
ゼオライトの配合と共に、ゼオライトの粒径とゼオライトを配合する層の厚さとの比も重要である。ゼオライトを配合する層の厚さは、通常0.75〜8μm、好ましくは1.5〜5μm、特に好ましくは2〜2.9μmである。ゼオライトを配合する層の厚さは、ゼオライトの平均(メジアン)粒径(d50)の1.3倍を超えないようにし、好ましくはゼオライトの平均(メジアン)粒径(d50)の0.8〜1.1倍とする。ゼオライトを配合する層の厚さが、ゼオライトの平均(メジアン)粒径(d50)の0.8未満の場合、摩耗の可能性が高くなり、ゼオライトを配合する層の厚さが、ゼオライトの平均(メジアン)粒径(d50)の1.3を超える場合、ゼオライト粒子の数の増加とPET層の厚さによって仮定される大きさでは、外部へ銀の滲み出しが困難または不可能となる。そして、滲み出し出来なかった粒子は抗菌性に関与できないため、コスト的に不利となる。
【0030】
ゼオライトと共に、他の無機および/または有機粒子をフィルムに添加してもよく、具体的には、炭酸カルシウム、非晶シリカ、タルク、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、リン酸リチウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、酸化アルミニウム、フッ化リチウム、ジカルボン酸のカルシウム、バリウム、亜鉛またはマンガン塩、カーボンブラック、二酸化チタン、カオリン、架橋ポリスチレン粒子および架橋アクリレート粒子などの架橋ポリマー粒子などが例示される。抗菌性を有する層中のこれら粒子の配合量は2000ppmを超えないようにし、好ましくは1000ppm未満である。ただし、白色フィルム等を目的とする場合は、この配合量の制限を受けなくてもよいが、表面粗度が過度に大きくなりすぎないように、少なくとも抗菌性を有する層に配合される二酸化チタンや硫酸バリウム等の白色顔料の平均(メジアン)粒径(d50)が1.0μm未満であるべきである。
【0031】
抗菌性を有しない外層の場合、上記粒子の含有量は、通常200ppm以上、好ましくは500ppm以上であり、好ましくは2000ppm未満である。
【0032】
本発明のフィルムは、更に、紫外線安定剤を含有してもよい。紫外線安定剤としては、種々の有機および/または無機紫外線安定剤を使用することが出来る。好ましい公知の紫外線安定剤は、例えば、国際公開第98/06575号パンフレット、欧州特許出願公開第0144878号明細書、欧州特許出願公開第0031202号明細書、欧州特許出願公開第0031203号明細書、欧州特許出願公開第0076582号明細書などに記載されており、参照により本発明に引用する。好ましい紫外線安定剤の具体例としては、2−ヒドロキシベンゾフェノン類、2−ヒドロキシベンゾトリアゾール類、有機ニッケル化合物、サリチル酸エステル類、桂皮酸エステル誘導体、レゾルシノールモノベンゾエート類、オキサニリド類、ヒドロキシ安息香酸類、立体遮蔽型アミン(ヒンダードアミン)及び/又はトリアジン類が挙げられ、中でもトリアジン系紫外線安定剤が好ましい。光に接する面の層の紫外線安定剤の含有層は、他の層の紫外線安定剤の含有層より50重量%以上多いことが好ましく、また、フィルムにおける紫外線安定剤の総含有層が0.2〜5.0重量%であることが好ましい。
【0033】
紫外線安定剤の添加は、特にアウトドアにおけるフィルムの経時変化による機械的欠損を防止することが出来る。更に、紫外線安定剤の添加により、フィルムの経年変化における黄変指数の増加を減少させることが出来る。しかしながら、銀を担持したゼオライトの添加は、フィルム製造工程においてでさえ、そして光に曝すような経年変化を伴わなくても、視覚的に黄色から茶色味がかるのがわかるくらい着色をもたらす。したがって、銀化合物により誘発される黄色味を補正するために青色染料を含有させることが好ましい。ポリエステルに配合する染料は、顔料よりもポリエステルに可溶な染料が好ましく、これは、後で使用する際に添加量を増加させる必要があることや、顔料粒子がさらなる表面粗面化を引起すためである。青色染料としては、「Clariant Blue RBL」及び「Blue RLS」(以上Ciba社製、スイス)、「Lanxess」(Bayer社製)、「Blue 3R Gran」及び「Blue RR Gran」(以上Lanxess社製、ドイツ)、「Ciba Filester type Blue GN(Ciba社製、スイス)等が挙げられる。自然な色合いを達成するために、青色染料に加えて、「Irgalite Green GFNP」(Ciba SC社製、Basle社製、スイス)等の緑色染料。フィルム中の青色染料の含有量は200ppm未満が好ましく、緑色顔料の含有量は100ppm未満が好ましい。好ましい態様として、フィルムの黄変指数は7未満であり、より好ましくは3未満である。製造工程において生じるフィルムの端部などを再生品として使用する場合は、色調安定性が極めて重要となる。再生品の一部を抗菌性を有する外層用の材料として添加することが好ましい。再生品の含有量は、各層において50重量%を超えないことが好ましい。ゼオライトは吸湿性のため、再生品の含有量が多すぎるとフィルムの走行性に問題が生じる。
【0034】
上記の安定剤や染料に加え、本発明のフィルムは光沢剤を添加してもよい。光沢剤としては、「Tinopal OB−One」(Ciba社製)などが挙げられる。しかしながら、光沢剤は十分な紫外線が存在する場合に機能するので、青色染料の添加より効果が少ない。
【0035】
フィルムの総厚みは幅広く採用でき、通常8〜500μm、好ましくは10〜51μm、特に好ましくは12〜23μmである。
【0036】
本発明のフィルムは片面または両面に塗布層を有していてもよい。例えば接着促進などの塗布層の機能に加えて、そのような塗布層はフィルムの抗菌性に好ましい効果をもたらす。例えば、欧州特許出願公開第0144948号に記載のアクリレート塗布層は、初期のフィルムの抗菌性を低くするものの、洗浄サイクルに伴う塗布層を擦ることによる銀の離脱を防げるという利点もあり、長期に渡ってフィルムの抗菌性を維持することが出来る。この種の塗布における好適な材料としては、架橋アクリレートだけでなく、最終的に水に対する溶解性がない状態であれば如何なる塗布材料も使用できる。その例としては、シリコンコーティング、水に不溶のワックスやポリエステルによる塗布である。塗布層の厚さは、フィルムの初期抗菌性が十分に発揮される観点から、通常1μm未満、好ましくは350nm未満である。
【0037】
上記の塗布材料に加え、塗布層が、滲み出しの無い本質的に微生物成分から成ることが好ましい。特に下記式(I)で示されるアンモニウムシラン類であることが好ましい。
【0038】
【化1】

【0039】
上記式(I)において、R及びRはそれぞれ同一または異なっていてもよく、それぞれ独立して、水素またはC1〜C8アルキル基を示し、C3〜C3のアルキル基である場合は分岐構造を有していてもよい。R及びRは、好ましくは同一であり、メチル基であることが好ましい。水分散系で使用する場合、一つ又は2つ或いはすべてのR1が水素であることが好ましい。nは0よりも大きく10よりも小さく、好ましくは2〜5、特に好ましくは3である。mは0より大きく30よりも小さく、好ましくは6〜25、更に好ましくは15〜20、特に好ましくは17である。X−は塩素イオン、硫酸イオン又は硝酸イオンである。
【0040】
上記の市販品はAegis社(米国)やSanitized社(スイス)から入手できる。これらは単独で塗布されていてもよく、また、好ましくは最終的に水に不溶である上記のアクリレート又は他の塗布と一緒に塗布されてもよい。
【0041】
上記の塗布層は、オフラインコーティングであってもインラインコーティングであっても形成できるが、インラインコーティング(フィルム製造工程中に行われる)で行うことが好ましい。塗布方法は、公知の塗布方法が使用でき、リバースグラヴィア法が好ましい。
【0042】
次に、本発明のポリエステルフィルムの製造方法について説明する。本発明のポリエステルフィルムは、公知の共押出法により製造できる。
【0043】
銀を担持させたゼオライトはマスターバッチ法により、添加すべき層に導入するのが好ましい。この終わりにおいて、ゼオライトとポリエステルとは多軸スクリュー押出機内で混合され、ペレット化ダイを介して押出され、ペレット化される。米国特許第5556699号明細書には、マスターバッチ製造に先立って、ゼオライトの水分量について予め調製する必要があることが記載されており、本発明においてもこれを採用する。
【0044】
フィルムの製造は、押出機内で、個々の層を構成するポリマー及び必要に応じて添加剤を加えたものを溶融し、フラットフィルムダイを介して共押出し、押出されたシートを一つ以上のロール上に引取り固化して非晶シートを得、得られた非晶シートを二軸延伸してフィルムを得、得られた二軸延伸フィルムを熱固定して巻き取る工程によって行われる。
【0045】
抗菌性を有する外層Aのポリマーは、好ましくは、予備乾燥することなく二軸押出機内で溶融される。単軸押出機を使用する場合は、予備乾燥が必要であり、これは更なる熱による負荷のため、黄変度が増加するためである。
【0046】
押出中の温度は300℃を超えないことが好ましく、更に295℃を超えないことが好ましい。理想的には外層Aの押出温度が290℃を超えないことが特に好ましい。過度に押出温度が高いとフィルムの着色が顕著となる。しかしながら、押出温度が275℃以上であるべきであり、理想的には285℃以上である。これは、温度が低すぎると押出機内での剪断応力が増加するためにゼオライトの個々の大きさが低下するからである。
【0047】
次いで、得られたシートを二軸延伸する。通常、二軸延伸は連続的に行われるが。このため、逐次的に、初めに長手方向(機械方向)に延伸し、次いで横方向(機械方向に直交する方向)に延伸するのが好ましい。また、連続二軸延伸でなく、同時二軸延伸で二軸延伸してもよい。延伸によりポリマー鎖が配向する。通常、長手方向の延伸は、所望の延伸比に対応する異なる回転速度を有する2つのロールを使用して行われ、横方向の延伸は、フィルムの両端を把持し、温度を上昇させて両端方向に引き伸ばすテンターフレームを使用して行われる。
【0048】
延伸温度は、所望とするポリエステルフィルムの物性によって決定され、広い範囲で選択できる。一般的に、長手方向の延伸温度は、通常80〜130℃、横方向の延伸温度は、通常90〜150℃である。長手方向の延伸比は、通常2.5〜6であり、以下に示す好ましい機械的性質を達成するには、好ましくは3.0〜5.5である。横方向の延伸比は、通常3.0〜5.0、以下に示す好ましい機械的性質を達成するには、好ましくは3.5〜4.5である。
【0049】
延伸後、通常150〜250℃で、通常0.1〜10秒間熱固定が行われる。熱固定後、公知の方法でフィルムを巻取る。
【0050】
フィルムに塗布を行う場合、水分散液の塗布液を使用して、横方向の延伸に先立ってインライン法によって行われることが好ましい。
【0051】
上記の材料を使用し、上記の製造方法で製造された本発明のフィルムの弾性率は、長手方向および横方向とも通常2000N/mmより大きく、好ましくは3000N/mmより大きく、更に好ましくは3800N/mmより大きい。他のフィルムが機械的荷重下で非常に容易に伸長し、マトリックスとゼオライトとの結合が切れ、それによりフィルムから粒子が脱離するということを考慮すると、本発明のフィルムにおけるこれらの優れた機械的特性は非常に有利である。
【0052】
本発明の効果について説明する。本発明のフィルムは、非常に優れた抗菌性を有する。その効力は数回の洗浄サイクルを経ても維持される。フィルムは容易に製造することが出来、フィルムの着色も極めて少ない。シール性を付与した場合、本発明のフィルム同士はもちろん、ポリアミド、ポリカーボネート等の種々のポリマーや、金属(例えば、アルミニウム、スチール、ラッカー塗装スチール、クロム又はスズメッキスチール等)から成る基材にシールすることができる。フィルムは他用途である。しかしながら、本発明のフィルムは、例えば、国際公開第2006/102858号パンフレットや国際公開第2006/102957号パンフレットに記載の方法による金属や他の基材への非シール用途においても好適に使用できる。
【0053】
本発明のフィルムを構成する全ての層のポリマーは基本的にポリエステルであり、製造工程において生じる端部などの残余はリサイクルすることが出来、銀含有層にリサイクルすることによってコストを削減することが出来る。抗菌性を有する外層を構成する原料の選択により、洗浄工程において使用される一般的な水や溶媒によって洗い流されることもない。抗菌性を有する外層は、室温または通常の加工温度(110℃くらいまで)においてシール性もなく(すなわちべたつきがない)、また。十分な耐損傷性を有する。抗菌性を有する外層は共押出法により直接ベース層に積層できるため、第2の積層工程を使用する方法や、溶媒を使用する溶液から形成する工程などと比較して安価である。
【0054】
本発明のフィルム及びその製造方法は、上述の様に優れた性質および効果が組合さっているため、種々の用途への使用が可能である。例えば、内装、家具の被覆、空調システム、フィルター筐体、医療装置および器具、冷蔵庫や冷凍庫の壁面被覆、薬剤包装、食品や飲料の包装、衛生部門の用途、衛生器具や装置、絆創膏、アパレル部門の用途、温室フィルムの用途などが挙げられる。
【実施例】
【0055】
以下、本発明を、実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の記載例に限定されるものではない。各記載例における評価方法を以下に示す。
【0056】
(1)平均粒径d50
平均粒径(メジアン粒径)d50はMalvern Instruments社(英国)製「Mastersizer」を使用したレーザーによる一般的な方法で測定した。堀場製作所社製「Horiba LA 500」又はSympathec GmbH社(ドイツ)製「Helos」装置でも基本的に同一の測定である。水を入れたセルにサンプルを入れ、試験装置にセットする。試験は自動的に行われ、粒径d50の数学的な計算も一緒に行われる。粒径d50の値は、(相対)累積粒径分布曲線から決定する。d50の値は、縦軸50%における累積粒径分布曲線上の交点の横軸上の点として決定される。
【0057】
(2)フィルム中のゼオライト粒子の平均粒径(メジアン粒径)d50
以下の方法で、フィルムの抗菌性を有する表面について、走査型電子顕微鏡観察を行った。フィルムの100μm×100μmの領域において、フィルム表面上の異なる10点の粒径が0.4μmを超えるゼオライト粒子について測定を行い、その領域におけるゼオライト粒子の平均粒径を決定した。10の領域について同様に測定し、それらの値から、フィルム中のゼオライト粒子の平均粒径d50を求めた。ゼオライトはその形状を基にして同定したが、疑わしい場合はEDX元素分析によって同定した。
【0058】
50の値は、好ましくは(未加工で市販品の)粒子を使用して測定するのが好ましい。これが出来ない場合、すなわち、フィルム中に存在する場合や、すでにマスターバッチ中に存在する場合などはフィルム中に存在する粒子をカウントする方法が採用される。もし、フィルムの製造方法が材料に対して影響を及ぼすようなものでなければ、2つの測定方法において測定誤差範囲内で一致すると仮定される。もし、例えば押出機内でも剪断応力が大きい場合などのフィルムの製造方法が材料に対して影響を及ぼすような場合、測定されるd50の値は未加工で市販品の粒子のd50の値と離れてくる。この場合は、フィルムにおける一連の測定およびすでに知られているd50の値を使用した標準化を行うことにより、未加工で市販品の粒子のd50と実際のフィルム中の粒子のd50との間で補正し、フィルム中の粒子の測定値から外挿することにより、未加工粒子におけるd50の値を得ることも出来、またその逆も出来る。
【0059】
(3)機械的性質:
フィルムの機械的性質は、DIN EN ISO 527−1及び−3に準じて測定した。
【0060】
(4)ヘーズ:
ヘーズはASTM D1003−52に準じて測定した。
【0061】
(5)表面粗度:
フィルムの表面粗度RaはDIN 4768に準じて測定した。
【0062】
(6)黄変指数:
黄変指数(YID)は無色状態から黄色方向への色の偏差をDIN 6167に従って測定した。
【0063】
(7)抗菌性の評価:
抗菌性の評価は、JIS Z 2801に準じた方法で行った。Escherichia Coliの菌数が3/10減少した場合は抗菌性良好、1/10減少した場合は抗菌性有りとした。
【0064】
(8)洗浄による抗菌性の変化:
99%の水と1%の「Pril」(登録商標)(食器洗い用洗剤、Henkel社製、ドイツ)から成る混合液を十分に含ませた綿布を用意し、フィルムを綿布(洗剤液含油)を使用して手動で2回拭き、1晩乾燥させた。更に、95%水と5%のエタノールから成る混合液を十分に含ませた綿布を用意し、フィルムを綿布(エタノール水含有)を使用して手動で2回拭き、1晩乾燥させた。以上の2種の綿布による拭き操作をそれぞれ50回繰り返した。これらの操作が終った後、25℃で相対湿度50%の雰囲気下で1日放置し、更に、上記の抗菌性の評価試験を行った。
【0065】
(9)フィルム製造中の破断:
単位時間当りに製造されるフィルムの破断回数を、従来法におけるフィルムの製造において生じる破断数および破断数の割合変化と比較した。
【0066】
以下の実施例および比較例で使用した原料を示す。なお、以下に示す原料MB1〜MB5は、0.9〜1.3重量%のDEGを含み、RT49は0.6重量%のDEGを含み、S1を除く以下に記載の全ての原料は0.2重量%未満のIPA及び他のジオール並びに0.1重量%未満のジカルボン酸を含んでいた。
【0067】
RT49:「RT49」(ポリエチレンテレフタレート(PET)、Invista社製、ドイツ)。
【0068】
S1:80モル%のエチレンテレフタレート単位および20モル%のエチレンイソフタレート単位とから成り、エステル交換反応触媒としてMn(Mn濃度:100ppm)を用いてエステル交換反応により調製した非晶共重合ポリエステル。
【0069】
MB1:10重量%の「Cyasorb 1164」紫外線安定剤(Cytec社製、米国)および90重量%のPETから成る。二軸押出機中でPET中に紫外線安定剤を導入して調製した。
【0070】
MB2:10重量%の「AK80H」銀含有ゼオライト(Agion社製、米国、d50=2μm、ゼオライト中に5重量%の銀および13重量%の亜鉛を含有)および90重量%のPETから成る。二軸押出機中でPET中にゼオライトを導入して調製した。
【0071】
MB3:10000ppmのSiO粒子(「Sylysia 320」、Fuji Sylysia社製、日本、粒径d50=2.5μm)及び99重量%のPETから成る。
【0072】
MB4:1重量%の「Ciba Filester Blue GN」、0.1重量%の「IRGALITE GREEN GFNP」及び98.5重量%のPET(DEG=0.9重量%、他の共重合モノマー:0.1重量%未満)から成る。
【0073】
MB5:10重量%の銀含有ゼオライト(d50=0.5μm、ゼオライト中に5重量%の銀および13重量%の亜鉛を含有)および90重量%のPETから成り、米国特許第5556699号明細書に記載されている。二軸押出機中でPET中にゼオライトを導入してマスターバッチを調製した。
【0074】
実施例1:
抗菌性を有する外層A、ベース層B及びシール性外層Cから成る厚さ20μmの3層積層フィルムを製造した。抗菌性を有する外層Aの厚さは、2.2μm、シール性外層Cの厚さは2.0μm、ベース層Bの厚さは15.8μmであった。各層を構成する原料は、それぞれ別々に二軸押出機内で溶融され、3層フラットフィルムダイを介して、共押出された。フィルムの各層の構成を以下に示す。
【0075】
【表2】

【0076】
上記の各層の材料を共押出後、長手方向、次いで横方向に逐次延伸し、透明なABC型3層積層フィルムを得た。フィルム製造の各工程における条件を以下に示す。
【0077】
【表3】

【0078】
実施例2:
抗菌性を有する外層Aの構成を以下に示すように変更した以外は実施例1と同様の方法でABC型3層積層フィルムを得た。
【0079】
【表4】

【0080】
実施例3:
各層の構成を以下に示すように変更した以外は実施例2と同様の方法でABC型3層積層フィルムを得た。この実施例では、ベース層Bに再生品を使用している。
【0081】
【表5】

【0082】
実施例4:
抗菌性を有する外層A及びベース層Bの押出温度を295℃とした以外は実施例3と同様の方法でABC型3層積層フィルムを得た。
【0083】
実施例5:
抗菌性を有する外層Aの組成を以下に示すように変更した以外は実施例3と同様の方法でABC型3層積層フィルムを得た。
【0084】
【表6】

【0085】
実施例6:
シール性外層Cを抗菌性を有する外層Aに置き換え(厚さ2.2μm)、ベース層Bの厚さを15.6μmとした以外は実施例1と同様の方法でABA型3層積層フィルムを得た。
【0086】
比較例1:
実施例1において、抗菌性を有する外層Aに使用したMB2の代りにMB5を使用した以外は実施例1と同様の方法でABC型3層積層フィルムを得た。
【0087】
比較例2:
実施例1において、抗菌性を有する外層Aの厚さを9μm、ベース層Bの厚さを9μmと変更した以外は実施例1と同様の方法でABC型3層積層フィルムを得た。このフィルムの抗菌性は、24時間後のEscherichia Coliの減少比率が3.2/10の減少であり、洗浄操作後の24時間後のEscherichia Coliの減少比率は2.9/10の減少であり、良好であった。しかしながら、外層Aの厚さが2.2μmから9μmに増加し、高価な議を含有するゼオライトのコストの指数が3倍を超えたにもかかわらず、抗菌性は実施例1とほぼ同じでこれ以上改良されておらず、コスト的に無駄であった。
【0088】
比較例3:
国際公開第2006/000755号パンフレットの実施例2を追試した。
【0089】
以上の実施例および比較例で得られたフィルムの性質について、以下の表にまとめて示す。
【0090】
【表7】

【0091】
【表8】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1層の抗菌性を有する外層Aを有する少なくとも2層から成るポリエステルフィルムであって、上記抗菌性を有する外層Aが、a)銀を含有するゼオライトを外層Aの重量を基準として0.5〜15重量%含有し、b1)層の厚さが8μm未満であり、b2)層の厚さがゼオライトの平均粒径(d50)の1.3倍を超えないことを特徴とするポリエステルフィルム。
【請求項2】
銀を含有するゼオライトの外層Aの重量を基準とした含有量が1〜6重量%である請求項1に記載のポリエステルフィルム。
【請求項3】
ゼオライトの平均粒径(d50)が0.5〜15μmである請求項1又は2に記載のポリエステルフィルム。
【請求項4】
ゼオライト中の銀の含有量が、ゼオライトの重量を基準として0.5〜20重量%である請求項1〜3の何れかに記載のポリエステルフィルム。
【請求項5】
ゼオライトが、ゼオライトの重量を基準として1〜20重量%の亜鉛および/または銅を含有する請求項1〜4の何れかに記載のポリエステルフィルム。
【請求項6】
外層Aの厚さが0.75〜8μmである請求項1〜5の何れかに記載のポリエステルフィルム。
【請求項7】
更に、無機および/または有機粒子をゼオライトと共に含有する請求項1〜6の何れかに記載のポリエステルフィルム。
【請求項8】
更に、外層Cを有する請求項1〜7の何れかに記載のポリエステルフィルム。
【請求項9】
外層Cが、外層Cの重量を基準として200ppm以上の含有量で粒子を含有する請求項1〜8の何れかに記載のポリエステルフィルム。
【請求項10】
更に、紫外線安定剤を含有する請求項1〜9の何れかに記載のポリエステルフィルム。
【請求項11】
紫外線安定剤がトリアジン系紫外線安定剤である請求項10に記載のポリエステルフィルム。
【請求項12】
光に接する面の層の紫外線安定剤の含有層が、他の層の紫外線安定剤の含有層より50重量%以上多い請求項10又は11に記載のポリエステルフィルム。
【請求項13】
フィルムにおける紫外線安定剤の総含有層が0.2〜5.0重量%である請求項10〜13の何れかに記載のポリエステルフィルム。
【請求項14】
更に、ポリエステルに可溶な染料を含有する請求項1〜13の何れかに記載のポリエステルフィルム。
【請求項15】
フィルムの総厚みが8〜500μmである請求項1〜14の何れかに記載のポリエステルフィルム。
【請求項16】
片面または両面に塗布層を有する請求項1〜15の何れかに記載のポリエステルフィルム。
【請求項17】
請求項1〜16の何れかに記載のポリエステルフィルムの製造方法であって、当該製造方法は、各層を構成するポリマーを押出機内で溶融して、フラットフィルムダイを介して共押出する工程、押出されたシートを一つ以上のロール上に引取り固化して非晶シートを得る工程と、得られた非晶シートを二軸延伸してフィルムを得る工程と、得られたフィルムを熱固定して巻き取る工程とから成り、上記抗菌性を有する外層Aが、a)銀を含有するゼオライトを外層Aの重量を基準として0.5〜15重量%含有し、b1)二軸延伸および熱固定後の層の厚さが8μm未満であり、b2)層の厚さがゼオライトの平均粒径(d50)の1.3倍を超えないことを特徴とするポリエステルフィルムの製造方法。

【公開番号】特開2009−119866(P2009−119866A)
【公開日】平成21年6月4日(2009.6.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−289420(P2008−289420)
【出願日】平成20年11月12日(2008.11.12)
【出願人】(596099734)ミツビシ ポリエステル フィルム ジーエムビーエイチ (29)
【Fターム(参考)】