説明

単層白色ポリエステルフィルム

【課題】 インクに対する接着性、艶消し性、耐カール性、搬送性に優れ、特に高度の隠蔽性、白色度、易成形性を合わせ持ち、ICカードのコアシートとして好適に使用される単層白色フィルムを提供する。
【解決手段】 透過濃度ODが0.9以上であり、色相L*値が91以上であり、黒色顔料を10〜100ppm含有する単一層からなる白色ポリエステルフィルムであって、ジカルボン酸単位としてテレフタル酸単位とイソフタル酸単位とを含有し、イソフタル酸単位の含有率が5〜20モル%であり、100℃におけるフィルムの縦および横方向の100%伸び時応力が16〜45MPa以下であることを特徴とする単層白色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、単層白色ポリエステルフィルムに関し、艶消し性、耐カール性、搬送性に優れ、特に高度の隠蔽性、白色度、易成形性を合わせ持ち、ICカードのコアシートとして好適に使用される単層白色フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
ICカードは、大記録容量や多機能性において、従来のクレジットカードやキャッシュカードなどの磁気カードより優れるため、それらの代替として実用化が本格的に進んでいる。ICカードは従来の磁気カードと同じプラスチックカードに集積回路(ICチップ)やアンテナコイルからなる内蔵モジュールを埋め込んだ構成をとる。この構成にはいくつかの種類があるが、基本的には3層構成であり、内蔵モジュールをコアシートで挟み込み、さらにそのコアシートの両面に保護層としてオーバーシートが設けられた構成をとる。その挟み込み加工工程では、コアシートが内蔵モジュールの凹凸を吸収しうる程度の易成形性を有することが要求される。
【0003】
また、プリペイドカードやクレジットカードなどと同様にコアシートの片面あるいは両面に絵柄が印刷されたり、必要に応じて磁気記録層などが設けられたりする。コアシートとしては、従来から一般的に金属、エポキシ樹脂、硬質塩化ビニル樹脂が用いられ、最近では特にポリイミド樹脂も用いられる。しかし、これらをコアシートとして用いた場合、コアシートに内蔵モジュールを挟み込んだ構成では、内部のICチップや回路等が透けて見えない程度の高隠蔽性および白色度が要求される。
【0004】
従来、磁気カード用ポリエステルフィルムとして、例えば特許文献1および2等に示された隠蔽性フィルムが知られているが、これらフィルムをICカード用コアシートとして用いても、内蔵モジュールを十分に隠蔽することができない。その改善策として、フィルムを積層構成とし、中芯層の白色顔料濃度を50重量%程度まで高くすることにより隠蔽性を満足するフィルムとなるが、反面著しく製膜連続性が低下するため、製造が困難となる問題がある。
【0005】
一方、特許文献3に示されたような白色/黒色の多層フィルムの場合、黒色層に含有する黒色顔料が2重量%以上となり、顔料添加に要するコストアップが問題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平8−108458号公報
【特許文献2】特開平8−138231号公報
【特許文献3】特開2001−26087号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その解決課題は、インクに対する接着性、艶消し性、耐カール性、搬送性に優れ、特に高度の隠蔽性、白色度、易成形性を合わせ持ち、ICカードのコアシートとして好適に使用される単層白色フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の構成からなるフィルムによれば、上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明の要旨は、透過濃度ODが0.9以上であり、色相L*値が91以上であり、黒色顔料を10〜100ppm含有する単一層からなる白色ポリエステルフィルムであって、ジカルボン酸単位としてテレフタル酸単位とイソフタル酸単位とを含有し、イソフタル酸単位の含有率が5〜20モル%であり、100℃におけるフィルムの縦および横方向の100%伸び時応力が16〜45MPa以下であることを特徴とする単層白色ポリエステルフィルムに存する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、インクに対する接着性、艶消し性、耐カール性、搬送性に優れ、特に高度の隠蔽性、白色度、易成形性を合わせ持ち、ICカードのコアシートとして好適に使用される単層白色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。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明のポリエステルフィルムを構成するポリエステルは、ジカルボン酸単位およびグリコール単位よりなり、ジカルボン酸単位としては、テレフタル酸単位およびイソフタル酸単位を主な構成単位とし、イソフタル酸の含有率が5〜20モル%の範囲内にあることが必要である。一方グリコール単位としては、通常エチレングリコール単位を主な構成単位とするが、それ以外にも、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等を小割合の構成単位として加えても差し支えない。
上記において、イソフタル酸の含有率が5モル%に満たない場合には、白色フィルムの成形性が不足する傾向がある。一方イソフタル酸の含有率が20モル%を超える場合には、白色フィルムの強度が低下し、成形加工時にフィルムが破断する不具合が発生する傾向がある。加えてフィルムの耐溶剤性が低下し、インク接着性が劣る傾向がある。
【0012】
本発明の白色フィルムは、易成形性の指標として、100℃におけるフィルムの縦および横の100%伸び時応力が16〜45MPa以下であることが必要である。この応力値が45MPaを超えると、白色フィルムでICカード内蔵モジュールを挟み込んで熱圧着積層した際に、フィルムが凹凸形状を吸収しきれずに、平坦なカード形成ができない傾向がある。好ましい応力値の上限は35MPa以下であり、さらに好ましくは25MPa以下である。一方でこの応力値が16MPaに満たない場合には、フィルム強度が不足して、熱圧着による成形加工時にフィルムが破断しやすくなる。
【0013】
本発明においては、単一層からなるポリエステルフィルムに白色顔料を含有する。白色顔料としては、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、硫酸バリウム等が例示でき、これらの中でアナターゼ型酸化チタンが好ましい。ここで白色顔料は、その平均粒子径が通常0.1〜1.0μmの範囲のものであり、含有量は通常5〜35重量%である。
平均粒子径が0.1μm未満ではフィルムの隠蔽性が劣る傾向があり、一方、1.0μmを超えると製膜連続性が劣ることがある。また、含有量が5重量%未満では、フィルムの白色度と隠蔽性が劣る傾向があり、一方、35重量%を超えると製膜連続性が劣る傾向がある。
【0014】
本発明の単層フィルムは、白色度の観点から色相L*値が91以上であることが必要であり、好ましくは92〜98の範囲内である。L*値が91に満たない場合には、白色フィルム(ICカード)としての意匠性が劣る。一方、L*値の上限は限定されないが、定義上100以下となる。L*値を91以上とするためには、上記白色顔料の平均粒子径および添加量を調整する。特に添加量を増やすとL*値は向上する傾向があり、上記範囲内で添加量を調整することが好ましい。また、併用する黒色顔料の添加量を低く抑えることで、L*値を所望の範囲内とすることが可能となる。
【0015】
本発明においては、単一層からなるポリエステルフィルムに、カーボンブラックに代表される黒色顔料を10〜100ppmの低濃度で含有する。ここで黒色顔料は、その一次粒子の平均粒子径が0.2μm以下であることが好ましい。一次粒子の平均粒子径が0.2μmを超えると、ポリエステルフィルム中で高次の凝集粒子径が大きくなり、濃度ムラが発生する傾向がある。含有量については、10ppmに満たないと隠蔽性が不足する。
一方、100ppmを超えると、白色度が不十分となることがある。
【0016】
本発明の単層フィルムは、隠蔽性の観点から透過濃度ODが0.9以上であることが必要であり、好ましくは0.9〜1.2の範囲内である。ODが0.9未満の場合、ICカードを作成した際に隠蔽性が不足し、内部のICチップが透けて見えると共にカード表層の柄印刷の意匠性が悪くなる。一方、ODの上限は定めないが、1.2を超えると過剰品質となり、コストアップになるため好ましくない。
【0017】
本発明では、ICカード用フィルムの主要特性である高度の隠蔽性および白色度を両立するために、単層フィルム中の黒色顔料含有量を極めて少ない量に限定して併用することが重要である。
【0018】
本発明のポリエステルフィルムには、上記成分に加えて、平均粒子径0.1〜1.0μmの不定形シリカ粒子を0.01〜1.0重量%含有させることが好ましい。平均粒子径が0.1μm未満または含有量が0.01重量%未満であると、フィルムの搬送性が劣る傾向がある。一方、平均粒子径が1.0μmを超えるまたは含有量が1.0重量%を超えると、フィルムの製膜連続性が低下するのに加え、過剰品質でコストアップになるため好ましくない。
【0019】
本発明のポリエステルフィルムには、上記の顔料、シリカ粒子以外にも、必要に応じて従来公知の酸化防止剤、熱安定剤、潤滑剤、蛍光増白剤、染料、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤等の添加剤を添加することができる。
【0020】
本発明のポリエステルフィルムの厚さは特に限定されるわけではないが、フィルムの加工適性として、適度の腰強度を有することが好ましく、通常25〜150μmの範囲であり、好ましくは38〜125μmの範囲内である。厚さが25μm未満ではカードとして腰がなくなると共に、所望の隠蔽性を確保できないことがある。一方、厚さが150μmを超えると面積当たりのコストアップとなる。
【0021】
次に本発明のフィルムの製造方法について、二軸延伸を用いた場合の一例を詳細に説明するが、本発明の要旨を超えない限り、本発明は以下の例に限定されるものではない。
【0022】
まず、ポリエステルフィルムを構成する原料を押出機へ供給し、溶融混練後、押出す。次に、ダイから押し出された溶融シートを、回転冷却ドラム上でガラス転移温度以下の温度になるように急冷固化し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。この場合、シートの平面均一性、冷却効果を向上させるためには、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、本発明においては静電印加密着法が好ましく採用される。次いで、得られたシートを二軸方向に延伸してフィルム化する。まず、通常70〜130℃、好ましくは75〜110℃の延伸温度、通常2.0〜6.0倍、好ましくは2.5〜5.0倍の延伸倍率の条件下、前記未延伸シートを一方向(縦方向)に延伸する。かかる延伸にはロールおよびテンター方式の延伸機を使用することができる。次いで、通常75〜130℃、好ましくは80〜120℃の延伸温度で、通常2.0〜6.0倍、好ましくは2.5〜5.0倍の延伸倍率の条件下、一段目と直交する方向(横方向)に延伸を行い、二軸配向フィルムを得る。かかる延伸には、テンター方式の延伸機を使用することができる。
【0023】
上記の一方向の延伸を2段階以上で行う方法も採用することができるが、その場合も最終的な延伸倍率が上記した範囲に入ることが好ましい。次いで、テンター内熱処理を、通常160〜220℃、好ましくは170〜210℃で、1秒〜2分間行う。この熱処理工程では、熱処理の最高温度のゾーンおよび/または熱処理出口直前の冷却ゾーンにおいて、横方向および/または縦方向に0.1〜20%の弛緩を行うことが、熱寸法安定性付与の点で好ましい。
【0024】
本発明の単一層からなるポリエステルフィルムに、ICチップやアンテナコイルなどからなるICカード内蔵モジュールを挟み込み積層することにより、ICカードシートを製造することができる。積層する方法は公知の方法を採ることができ、例えば熱圧着させる方法が挙げられる。
【実施例】
【0025】
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超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。なお、本発明における各種の物性およびその測定方法、定義は下記のとおりである。
【0026】
(1)白色顔料の平均粒子径(μm)
(株)島津製作所製遠心沈降式粒度分布測定装置SA−CP3型を用いて、ストークスの抵抗則に基づく沈降法によって粒子の大きさを測定した。測定により得られた粒子の等価球形分布における積算(体積基準)50%の値を用いて平均粒径とした。
【0027】
(2)固有粘度(dl/g)
ポリエステル1gに対し、フェノール/テトラクロロエタン:50/50(重量比)の混合溶媒を100mlの比で加えて溶解させ、30℃で測定した。
【0028】
(3)100%伸び時応力(MPa)
引張試験機(島津製作所製の商品名「オートグラフ AG−I(1kN)」)を用い、得られたフィルムの縦方向(MD)、横方向(TD)について、それぞれ長手方向150mm×幅方向15mmのサンプルを採取し、100℃の雰囲気下で間隔50mmにセットしたチャックに挟んで固定した後、200mm/分の速度で引張り、装着されたロードセルで荷重を測定した。そして100%伸び時の荷重を読み取り、引張り前のサンプル断面積で割って応力(MPa)を計算した。
【0029】
(4)透過濃度OD
マクベス濃度計TD−904型を用いて、フィルムを単枚で測定した。(この値が大きいほど、高い隠蔽性を表す。)
【0030】
(5)色調(L*、a*、b*)
ミノルタ製分光測色計CM−3700dタイプを用いて、反射法によりフィルム表面の測定を行った。C光源2°視野を用い、表色系はL*a*b*(CIE1976)とした。
【0031】
実施例1:
下記表1に示すポリエステル成分を、表中の構成比となるようにブレンド作成した。なお表中の記号で示す成分は、TPAがテレフタル酸、IPAがイソフタル酸、EGがエチレングリコール、DEGがジエチレングリコールを示す。ブレンド後のポリエステル原料レジンの固有粘度IVは0.66dl/gに調整した。得られたポリエステル成分とその他添加剤を均一にブレンドした上で、ベント付二軸押出機に投入して270℃で溶融、混練し、得られた溶融体をスリット状に押出し、30℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着、冷却させて無延伸シートを得た。次いで当該無延伸シートを縦方向に80℃で3.3倍延伸した後、さらに横方向に110℃で3.2倍延伸し、段階的に昇温後、189℃で5秒間熱処理した。次いで160℃の雰囲気下、幅方向に12%の弛緩処理(テンターレール幅を狭める)を行った。最終的にフィルム厚さ45μmの二軸配向フィルムを得た。なお、表1のその他添加成分の記載では、酸化チタンが粒子径0.3μmのアナターゼ型二酸化チタンを、カーボンブラックは一次粒子径0.01μmのカーボンブラックを、不定形シリカは平均粒子径4.2μmの不定形シリカをそれぞれ示す。
【0032】
実施例2,3、比較例1,2:
実施例1において、ポリエステル成分の構成比を表1に示すように変更する以外は同様にして、最終的にフィルム厚さ45μmの二軸配向フィルムを得た。
【0033】
実施例4,5、比較例3,4:
実施例1において、カーボンブラックの添加量を表1に示すように変更する以外は同様にして、最終的にフィルム厚さ45μmの二軸配向フィルムを得た。
【0034】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0035】
本発明のフィルムは、例えばICチップやアンテナコイルなどからなるICカード内蔵モジュールを挟み込み積層するためのコアシートとして好適に利用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
透過濃度ODが0.9以上であり、色相L*値が91以上であり、黒色顔料を10〜100ppm含有する単一層からなる白色ポリエステルフィルムであって、ジカルボン酸単位としてテレフタル酸単位とイソフタル酸単位とを含有し、イソフタル酸単位の含有率が5〜20モル%であり、100℃におけるフィルムの縦および横方向の100%伸び時応力が16〜45MPa以下であることを特徴とする単層白色ポリエステルフィルム。

【公開番号】特開2012−219198(P2012−219198A)
【公開日】平成24年11月12日(2012.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−86861(P2011−86861)
【出願日】平成23年4月9日(2011.4.9)
【出願人】(000006172)三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Fターム(参考)】