JP2002146057A - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直線引裂き性に優れ、かつ耐衝撃性に優れ
る、包装材料に有用な二軸配向ポリエステルフィルムを
提供する。 【解決手段】 テレフタル酸を主たる酸成分とし、エチ
レングリコールを主たるグリコール成分とするポリエス
テル（Ａ）、ならびに、テレフタル酸を主たる酸成分と
し、全グリコール成分に対し１０〜６０重量％の分子量
１０００〜８０００のポリエチレングリコールおよび全
グリコール成分に対し４０〜９０重量％のテトラメチレ
ングリコールをグリコール成分とするポリエステル
（Ｂ）からなるフィルムであって、ポリエステル（Ａ）
とポリエステル（Ｂ）の重量比（Ａ／Ｂ）が９５／５〜
７０／３０の範囲であり、かつフィルムの長手方向のト
ラウザー引裂き強度が４．０Ｎ／ｍｍ以下であることを
特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は二軸配向ポリエステ
ルフィルムに関する。さらに詳しくは包装材料に用いた
際、手で容易に引き裂くことができ、かつ優れた耐久
性、寸法安定性、ガスバリアー性、機械強度、耐油性、
耐溶剤性を有する包装材料として有用な二軸配向ポリエ
ステルフィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】雑貨、医薬品、食品等の包装に、二軸配
向ポリエステルフィルム、または二軸配向ポリエステル
フィルムをポリエチレンなどのヒートシール可能なフィ
ルムとラミネートさせた包装材料が広く使用されてい
る。二軸延伸ポリエステルフィルムは透明性、耐久性、
寸法安定性、ガスバリアー性、耐油性、耐溶剤性、機械
強度に優れており、良質な包装材料を提供する。

【０００３】しかしながら、二軸配向ポリエステルフィ
ルムを用いた包装材料は、その優れた高い機械的強度の
ゆえ、引裂き開封性、特に直線引裂き性が悪いという問
題点を有する。すなわち、二軸配向ポリエステルフィル
ムを用いた包装形態は、手で容易に開封することができ
なかったり、無理に開封すると内容物の飛散や破損とい
ったトラブルが発生する可能性がある。

【０００４】上記のような問題点に対し、２種のポリマ
ーブレンドによって細長い島状の相分離形態を作り、直
線引裂き性を発現しようとする技術が、例えば特開平１
１−３０２４０５号公報に開示されている。この技術
は、ポリエチレンテレフタレートと、ポリテトラメチレ
ングリコール共重合ポリブチレンテレフタレートとから
なる組成物を延伸することによって、内部に前記相分離
形態を形成せしめたフィルムを製造するものであり、か
かる構成をとることによりフィルムに直線引裂き性を付
与するというものである。

【０００５】しかし、上記フィルムは直線引裂き性に優
れるが、耐衝撃性には劣る問題がある。商品の流通過程
においては、落下などの事故は避けられないのが現実で
あり、包装材料の耐衝撃性の向上は不可欠である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る従来技術の欠点を解消し、直線引裂き性に優れ、かつ
耐衝撃性に優れる、包装材料に有用な二軸配向ポリエス
テルフィルムを得ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、直線引裂
き性と耐衝撃性の向上を同時に達成すべく、鋭意研究の
結果、耐衝撃性に優れた特性を活かしてエンジニアリン
グプラスチックとして広範に利用されている素材である
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）にポリエチレン
グリコールを共重合させてなるポリエステルエラストマ
ーの分散構造をポリエチレンテレフタレート中に作るこ
とによって、包装材料に用いる二軸配向ポリエステルフ
ィルムの優れた透明性、耐久性、寸法安定性、ガスバリ
アー性、耐油性、耐溶剤性、機械強度を損なうことな
く、直線引裂き性、開封性に優れ、かつフィルムの強
度、耐衝撃性などが向上した優れた包装材料が得られる
ことを目いだし、本発明に到達した。

【０００８】即ち本発明は、テレフタル酸を主たる酸成
分とし、エチレングリコールを主たるグリコール成分と
するポリエステル（Ａ）、ならびに、テレフタル酸を主
たる酸成分とし、全グリコール成分に対し１０〜６０重
量％の分子量１０００〜８０００のポリエチレングリコ
ールおよび全グリコール成分に対し４０〜９０重量％の
テトラメチレングリコールをグリコール成分とするポリ
エステル（Ｂ）からなるフィルムであって、ポリエステ
ル（Ａ）とポリエステル（Ｂ）の重量比（Ａ／Ｂ）が９
５／５〜７０／３０の範囲であり、かつフィルムの長手
方向のトラウザー引裂き強度が４．０Ｎ／ｍｍ以下であ
ることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムを提
供するものである。

【０００９】また本発明においては、上記二軸延伸ポリ
エステルフィルムは以下の形態をとることが好ましい。 １．フィルム中のポリエステル組成物がポリエステル
（Ａ）中にポリエステル（Ｂ）が島状に分散している形
態であり、かつフィルムが長手方向に直線引裂き性を奏
する。 ２．１５０℃で３０分間熱処理した後の収縮率が高々８
％である。 ３．ヘーズが高々１０％である。 ４．二軸配向ポリエステルフィルムの片面または両面
に、アルミ蒸着層、ポリオレフィンフィルム層およびポ
リアミドフィルム層から選ばれる少なくとも１つの層を
積層する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。

【００１１】本発明の二軸延伸ポリエステルフィルムは
テレフタル酸を主たる酸成分とし、エチレングリコール
を主たるグリコール成分とするポリエステル（Ａ）、な
らびに、テレフタル酸を主たる酸成分とし、全グリコー
ル成分に対し１０〜６０重量％の分子量１０００〜８０
００のポリエチレングリコールおよび全グリコール成分
に対し４０〜９０重量％のテトラメチレングリコールを
グリコール成分とするポリエステル（Ｂ）からなる。

【００１２】本発明におけるポリエステル（Ａ）は、テ
レフタル酸を主たる酸成分、エチレングリコールを主た
るグリコール成分として重縮合してなるポリエステルで
あって、ポリエステルの公知の製法、例えばテレフタル
酸ジメチルおよびエチレングリコールをエステル化反応
させ、その生成物をエステル交換反応させる方法、ある
いはテレフタル酸とエチレングリコールを直接エステル
化させる方法により製造できる。

【００１３】また、本発明におけるポリエステル（Ｂ）
は、テレフタル酸を主たる酸成分とし、全グリコール成
分に対し１０〜６０重量％の分子量１０００〜８０００
のポリエチレングリコールおよび全グリコール成分に対
し４０〜９０重量％のテトラメチレングリコールをグリ
コール成分として共重合させて得られるものである。ポ
リエステル（Ｂ）もポリエステルと同じ方法で製造でき
るが、ポリエチレングリコールの添加時期は特に制限さ
れるものではなく、テレフタル酸とテトラメチレングリ
コールとの直接エステル化によりオリゴマーを得た後、
溶融重合する際にポリエチレングリコールを添加する方
法、ポリテトラメチレングリコールとポリエチレングリ
コールをあらかじめ溶融混練する方法などいずれの方法
でもよい。

【００１４】本発明におけるポリエステル（Ａ）、
（Ｂ）は、いずれも本発明の効果を損ねない範囲で上記
以外の共重合成分を共重合させることもできる。上記以
外の共重合成分として、酸成分としてはアジピン酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の脂肪
族ジカルボン酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジ
カルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、１，５
−ナフタレンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカル
ボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテル
ジカルボン酸、アンスラセンジカルボン酸等の芳香族ジ
カルボン酸などを好ましく挙げる事ができる。またグリ
コール成分としては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、ブタンジオー
ル、ペンタンジオール、ヘキサンジオール等の脂肪族ジ
オール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキ
レングリコールを好ましく挙げる事ができる。これらは
単独あるいは２種以上を使用することができる。

【００１５】本発明におけるポリエステル（Ａ）および
（Ｂ）の割合（Ａ／Ｂ）は重量比で７０／３０〜９５／
５、好ましくは７５／２５〜９０／１０、さらに好まし
くは８０／２０〜８５／１５である。ポリエステル
（Ｂ）の割合が３０重量％を超えると、ポリマーの粘度
が高すぎて安定した製膜が難しくなる。また５％未満で
は、直線引裂き性を発現するに十分な量のポリエステル
（Ｂ）の島状構造がポリエステル（Ａ）の海の中に形成
できない。ポリエステル（Ｂ）の島状構造は細長い形状
を呈しており、その方向はフィルムの巻き取り方向にほ
ぼ一致している。

【００１６】本発明のポリエステルフィルムに用いるポ
リエステル（Ｂ）中のポリエチレングリコールの分子量
は１０００〜８０００、好ましくは２０００〜７００
０、さらに好ましくは３０００〜６０００である。ポリ
エチレングリコールの分子量が８０００を超えるとポリ
マーの溶融粘度が高すぎて安定して押出機より吐出して
製膜することが不可能となり、またポリエステル（Ａ）
と（Ｂ）の相溶性を悪化させる原因となり、フィルムヘ
ーズが上昇し、その結果印刷の見栄えが悪化するため包
装用途としては適さないフィルムとなる。一方ポリエチ
レングリコールの分子量が１０００を下回るとポリエス
テル（Ａ）との相溶性が良すぎて、直線引裂き性を発現
するのに必要な相分離構造が形成できなくなる。

【００１７】本発明のポリエステルフィルムは包装材料
としてのフィルムの透明性を損なわない割合の平均粒径
が２．５μｍ以下の滑剤を含有することが望ましい。こ
の滑剤は無機、有機系の如何を問わないが、無機系が好
ましい。無機系滑剤としてはシリカ、アルミナ、２酸化
チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等が例示でき、
有機系滑剤としてはシリコーン粒子等が例示できる。い
ずれも平均粒径が２．５μｍ以下が好ましい。上記滑剤
の添加量としてはその粒径にもよるが、フィルムの巻き
取り性、透明性に悪影響を及ぼさない範囲で選択すると
良い。

【００１８】本発明のポリエステルフィルムは、高透明
であること、すなわち、ヘーズが１０％以下であること
が好ましい。かかるフィルムを得るには、フィルムの組
成を前述のとおりとし、フィルムに含まれる滑剤の種
類、平均粒径、添加割合を選択することで達成できる。

【００１９】本発明のポリエステルフィルムは上記した
ポリエステル（Ａ）および（Ｂ）を溶融混合し、ダイよ
り吐出してフィルム状に成形し、二軸延伸および熱固定
して製造される。

【００２０】かかるフィルムは、１５０℃、３０分熱処
理後の収縮率が８％以下、好ましくは６％以下、さらに
好ましくは４％以下が好ましい。

【００２１】かかるフィルムを得るためには、製膜工程
において、熱固定温度を２００℃以上とすることが好ま
しい。熱固定温度が低すぎると製品フィルムの熱収縮率
が大きくなり、ラミネート等の包装加工時に変形が大き
くなってしまう。

【００２２】本発明のポリエステルフィルムは、包装の
開封し易さを得るため、トラウザー引裂き強度で４．０
Ｎ／ｍｍ以下、好ましくは３．０Ｎ／ｍｍ以下である。
かかるフィルムを得るには、延伸倍率をフィルム巻き取
り方向に３．０倍以上、好ましくは３．２倍以上、巾方
向の延伸倍率を巻き取り方向の延伸倍率未満にするのが
良い。ここで言う引裂き強度測定方向は、ポリエステル
（Ｂ）の細長い島状構造の長径方向に一致させるがその
方向はフィルムの巻き取り方向にほぼ一致している。

【００２３】本発明のポリエステルフィルムは、厚みが
大きいと開封性に劣り、厚みが薄いと内容物の保護と言
う面で問題があるという観点から、６〜２５μｍ、さら
に１０〜２０μｍ、特に１２〜１５μｍの範囲が好まし
い。

【００２４】本発明のポリエステルフィルムは、その片
面または両面に、アルミ蒸着層またはポリエチレン、ポ
リプロピレンの如きポリオレフィンフィルムやナイロン
６、ナイロン６６、ＭＸＤナイロンの如きポリアミドフ
ィルムを積層した形態で用いることができ、かかる構成
とすることにより、さらに強度、ガスバリヤー性といっ
た包装材料にとって重要な特性を向上させることができ
る。また積層することにより従来からある包装材に、本
発明のポリエステルフィルムの特徴である直線引裂き性
を付与できる。

【００２５】

【実施例】以下に、実施例を掲げて本発明をさらに説明
する。なお、各特性の測定は下記の方法に従った。

【００２６】（１）フィルム厚み 打点式フィルム厚み計（Anritsu、K402B）を用い、フィ
ルム幅方向の任意の場所５０箇所、フィルム幅の中心付
近の長手方向で任意の場所５０箇所について厚みを測定
し、全１００箇所の数平均値をフィルム厚みとする。

【００２７】（２）ポリエチレングリコールの分子量 サンプル１０ｍｇを重トリフルオロ酢酸／重クロロホル
ム（１：１）の混合溶媒に溶解し、日本電子製ＮＭＲ
（核磁気共鳴装置） JEOL A-600を用いて600M-フ゜ロトンNM
Rを測定することにより求めた。

【００２８】（３）引裂き強度 JIS K-7128-1（Ａ法：トラウザー引裂試験）に準じて測
定した。測定値（Ｎ／ｍｍ）の小さいものほど引裂き性
が良好であると判断する。

【００２９】（４）直線引裂き性 フィルムの巻き取り方向を長手にして４ｃｍ×３０ｃｍ
の短冊を切り出した。この短冊の短い方の辺に切れ目を
入れで引裂く際、３０ｃｍ引き裂いた所で引裂き端の法
線方向からどのくらいずれるかによって評価した。すな
わち、図１に示すとおり、引裂き試験後の短冊の引裂き
開始位置から短冊の端までの距離（ａ；ｃｍ）と、引裂
き終了位置から短冊の端までの距離（ｂ；ｃｍ）から法
線からのずれ（Ｌ）を下記式にて求めた。 Ｌ ＝ （｜ａ−ｂ｜／３０）×１００ （％）

【００３０】そして、Ｌが５％未満であるものを合格、
Ｌが５％以上であるものを不合格とした。試験は、ｎ＝
３０実施し、合格率から以下のとおり判定した。判定基
準： ○：合格率が８０％以上（直線引裂き性が優れる） △：合格率が６０％以上８０％未満（直線引裂き性がや
や優れる） ×：合格率が６０％未満（直線引裂き性が劣る）

【００３１】（５）ヘーズ JIS K-7105の測定法Ａに準じ、測定した。

【００３２】（６）熱収縮率 長さ約４０ｃｍのフィルムを長手方向、幅方向に短冊状
に切り出し、３０ｃｍの間隔をあけて２個所の標点をつ
ける。その後１５０℃に加熱したオーブン内に３０分間
置いた後、オーブンから取り出して標点間の距離を測定
しオーブンに入れる前の値（３０ｃｍ）との差を算出、
その差を最初の標点間距離の百分率（％）で表した。測
定は５回行いその平均値を測定値とした。

【００３３】（７）相分離粒子の観察方法 フィルムを包埋カプセルに固定後、エポキシ樹脂を用い
て包埋し、ミクロトーム(Reichert-Jung製、UlTRACUT)に
て長手断面、巾断面を５０μｍ厚に薄切りしたサンプル
を、３．２％オスミウム酸・６０℃・２ｈｒの条件で蒸
気染色を行った後、透過電子顕微鏡（トプコン製、LEM-
2000）によって加速電圧１００ｋＶで観察した。

【００３４】（８）耐衝撃性試験 本発明の二軸配向フィルムを用いて、３０ｃｍ×２０ｃ
ｍのサイズの袋を作成した。作成した袋に水１０００ｍ
ｌを満たして封をし、２ｍの高さからコンクリートの床
に落下させる。試験は各サンプルについて５０回実施
し、そのうち袋の破断率が２０％以下のものを○、２１
〜４０％を△、４１％以上を×とした。試験は２５℃、
湿度５０％の雰囲気中で実施した。

【００３５】［実施例１〜４、比較例１〜８］ジメチル
テレフタレート、エチレングリコールを原料として、テ
トラブトキシチタンをエステル交換触媒、２酸化ゲルマ
ニウムを重合触媒、亜リン酸を安定剤として用い、常法
によりポリエチレンテレフタレート（ポリエステルＡ）
を製造した。また、ジメチルテレフタレート、テトラメ
チレングリコールを原料としてテトラブトキシチタンを
エステル交換触媒、２酸化ゲルマニウムを重合触媒、亜
リン酸を安定剤として用い、常法によりエステル交換反
応をさせる際、表１に示す分子量のポリエチレングリコ
ール（ＰＥＧ）を加えることにより、共重合ポリエステ
ル（ポリエステルＢ）を得た。上記の如くして得られた
ポリエステルＡおよびポリエステルＢを図１に示す比率
でブレンドしたものを１５０℃で５時間乾燥した後、押
出機ホッパーに供給して溶融温度２９０℃で溶融し、単
層ダイを用いて表面温度２０℃の冷却ドラム上に押出し
て急冷し、厚さ１７０〜１８０μｍの未延伸フィルムを
得た。このようにして得られた未延伸フィルムを８０℃
に予熱し、低速−高速ロール間でＩＲヒーターを用いて
表１の如き延伸温度、延伸倍率にて縦延伸した。得られ
た一軸延伸フィルムをステンターに供給し、表１に示す
延伸温度、延伸倍率にて横延伸し、その後２２０℃にて
熱固定を行い二軸配向ポリエステルフィルムを得た。な
お、フィルム厚みは押出機の回転数を変えることで調節
した。

【００３６】一方比較のため、ポリエステルＡのみを用
いた厚み１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ム（比較例１）、表１に示す如くＡ／Ｂ配合比、ＰＥＧ
分子量や共重合比を変化させたフィルム（比較例２〜
７）、およびポリエステルＢのグリコール成分のうち、
テトラメチレングリコールに代えてエチレングリコール
を用いたフィルムを、それ以外の条件を実施例１と同様
にして二軸配向フィルムを作成した。これらのフィルム
の物性を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１から明らかなとおり、実施例の１〜４
のフィルムは、何れもフィルム巻き取り方向（長手方
向）の直線引裂き性が良好かつ耐衝撃性に優れ、包装材
料として有用なものであった。

【００３９】これらに対し、比較例のフィルムはそれぞ
れ以下の特性を示した。

【００４０】比較例１のフィルムは直線引裂き性が著し
く劣っている。

【００４１】比較例２のフィルムはポリエステルＢのブ
レンド量が少なく、ポリエステルＡの海の中にポリエス
テルＢの細長い島状構造を十分に形成できないため直線
引裂き性が悪い。

【００４２】比較例３のフィルムはポリエステルＢのブ
レンド比率が高いため、ポリマーの溶融粘度が増し安定
した溶融押出しが不可能であった。

【００４３】比較例４のフィルムはポリエステルＢ中の
ＰＥＧの分子量が小さいため、ポリエステルＡ、Ｂの相
溶性が高すぎ、直線引裂き性を得るのに不可欠なポリエ
ステルＡ、Ｂの相分離構造ができないため直線引裂き性
が悪い。

【００４４】比較例５のフィルムはポリエステルＢ中の
ＰＥＧの分子量が大きいため、ポリマーの溶融粘度が増
し安定した溶融押出しが不可能であった。

【００４５】比較例６のフィルムはポリエステルＢ中の
ＰＥＧ共重合量が小さいため、Ａ、Ｂの相溶性が良い。
そのため、直線引裂き性を得るのに不可欠なＡ，Ｂの相
分離構造ができないため直線引裂き性が無い。

【００４６】比較例７のフィルムはポリエステルＢ中の
ＰＥＧ共重合量が大きいため、ポリマーの溶融粘度が増
し安定した溶融押出しが不可能であった。

【００４７】比較例８のフィルムはポリエステルＢのグ
リコール成分をエチレングリコールに変更しているた
め、ポリエステルＡ，Ｂの相溶性が上昇した結果、直線
引裂き性の発現に不可欠な相分離構造がやや形成されに
くくなっているため、直線引裂き性がやや劣り、さらに
耐衝撃性も悪化している。

【００４８】［実施例５〜８］実施例１〜４のフィルム
の片面に、厚さ５０μｍのポリエチレンまたはポリプロ
ピレンと貼り合わせた積層フィルムを作成し、直線引裂
き性を評価した。結果を表２に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】表２から明らかなとおり、本発明のフィル
ムに、ポリオレフィン系フィルムを積層しても良好な直
線引裂き性を示す。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、直線引裂き性に優れ、
かつ耐衝撃性に優れる、包装材料に有用な二軸配向ポリ
エステルフィルムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】直線引裂試験における引き裂き後の試験片の形
状を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 9:00 9:00 (72)発明者 吉田 哲男 神奈川県相模原市小山３丁目37番19号 帝 人株式会社相模原研究センター内 Ｆターム(参考） 4F071 AA44 AA47 AF16 AF30 AF61 AH04 BB06 BB08 BC01 4F100 AB10B AK03B AK42A AK46B AL05A BA01 BA02 EH66B EJ38A GB15 JA03A JB07 JD02 JK01 JK03A JK10 JL00 JL04 JN01A YY00A 4F210 AA03 AA24 AA29 AD03 AD05 AG01 AG03 QA02 QA03 QC06 QG01 QG18 QW06 4J002 CF061 CF102 GG02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テレフタル酸を主たる酸成分とし、エチ
   レングリコールを主たるグリコール成分とするポリエス
   テル（Ａ）、ならびに、テレフタル酸を主たる酸成分と
   し、全グリコール成分に対し１０〜６０重量％の分子量
   １０００〜８０００のポリエチレングリコールおよび全
   グリコール成分に対し４０〜９０重量％のテトラメチレ
   ングリコールをグリコール成分とするポリエステル
   （Ｂ）からなるフィルムであって、ポリエステル（Ａ）
   とポリエステル（Ｂ）の重量比（Ａ／Ｂ）が９５／５〜
   ７０／３０の範囲であり、かつフィルムの長手方向のト
   ラウザー引裂き強度が４．０Ｎ／ｍｍ以下であることを
   特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。
2. 【請求項２】 フィルム中のポリエステル組成物がポリ
   エステル（Ａ）中にポリエステル（Ｂ）が島状に分散し
   ている形態であり、かつフィルムが長手方向に直線引裂
   き性を奏する請求項１記載の二軸配向ポリエステルフィ
   ルム。
3. 【請求項３】 １５０℃で３０分間熱処理した後の収縮
   率が高々８％である請求項１記載の二軸配向ポリエステ
   ルフィルム。
4. 【請求項４】 ヘーズが高々１０％である請求項１記載
   の二軸配向ポリエステルフィルム。
5. 【請求項５】 二軸配向ポリエステルフィルムの片面ま
   たは両面に、アルミ蒸着層、ポリオレフィンフィルム層
   およびポリアミドフィルム層から選ばれる少なくとも１
   つの層を積層した請求項１記載の二軸配向ポリエステル
   フィルム。