JP2003064202A - 手切れ性に優れたポリエステルフィルムおよびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な手切れ性を実現しつつ、ポリエステル
の優れた力学特性、耐熱性、防湿性、透明性を具備し、
工業的に安定供給可能なポリエステルフィルムを提供す
る。 【解決手段】 少なくとも１種以上のポリオキシアルキ
レングリコール成分を共重合したポリエステルフィルム
であって、該成分の共重合量が０．５〜５モル％であ
り、フィルムが紫外線により処理され、フィルムの端裂
抵抗が８０Ｎ以下であることを特徴とする手切れ性に優
れた共重合ポリエステル二軸延伸フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品をはじめとし
て、医薬品、日用品、コスメティックスなどの包装材料
として有用な手切れ性に優れた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】ポリエステル二軸延伸フィルムは、チュ
ーブラー法、フラット式同時二軸延伸法、フラット式逐
次二軸延伸法などを用いて製造され、耐久性、防湿性、
力学的強度、耐熱性、耐油性が優れており、各種分野に
おいて幅広く使用されている。しかしながらポリエステ
ル二軸延伸フィルムは、一般的に力学的強度が高いため
切断されにくく、たとえば各種包装材料や粘着テープと
して用いた際に、手で容易に開封、切断ができないとい
う問題点があった。

【０００３】一方、手切れ性に優れたフィルムとしてセ
ロハンが知られているが、セロハンは吸湿性が高く、吸
湿により寸法が変化しやすいため、季節により特性が変
動し一定の品質の製品を供給することが困難であった。
またセロハンの手切れ性は良好である反面、加工ライン
でのフィルム切断などのトラブルが多く発生するため、
手切れ性と力学的強度のバランスに優れるフィルムが望
まれていた。

【０００４】ポリエステル二軸延伸フィルムに手切れ性
を付与する方法として、フィルム端部にノッチを付与す
る方法が挙げられる。しかしながらこのような方法では
ノッチ以外の場所から引裂くことはできないため開封方
法の自由度が低く、またノッチからの引裂きに失敗した
場合には手切れ性が失われるという問題点があった。

【０００５】ポリエステル二軸延伸フィルムの手切れ性
を改良する方法として、ポリエチレンテレフタレート
（以下ＰＥＴと称す）に所定量のジエチレングリコール
を共重合する方法（特開昭５０−１０３５７４号公
報）、比較的高分子量のＰＥＴに対し低分子量のＰＥＴ
を混合する方法（特開昭５１−１０４６１８号公報）、
極限粘度が０．３５〜０．５８の範囲にあり特定の屈折
率分布を付与する方法（特公昭６２−２００１６号公
報）、多官能モノマーを共重合した架橋ポリエステルを
用いる方法（特開平２−４７０３８号公報）、高融点ポ
リエステルと低融点ポリエステルからなる多層フィルム
を２軸延伸後、低融点層の融点より１０℃低い温度以
上、高融点層の融点未満で熱処理する方法（特開平５−
１０４６１８号公報）などが開示されている。

【０００６】しかしながら、特開昭５０−１０３５７４
号公報に記載された方法では、ジエチレングリコールの
共重合量が比較的多いため、融点降下によりＰＥＴの耐
熱性が損なわれるといった問題や、記載されたフィルム
の破断強度（約１７０ＭＰａ）はセロハンの一般的な破
断強度約５０〜７０Ｍｐａに比して非常に大きく、この
ような方法で得られたフィルムの手切れ性はセロハンに
は全くおよばないという問題があった。特開昭５１−１
０４６１８号公報に記載された方法では、十分な手切れ
性を付与するためには低分子量のＰＥＴ樹脂を比較的多
量に高分子量ＰＥＴに混合する必要があるために、樹脂
の溶融張力低下が著しく安定な未延伸フィルム製膜が困
難となることや、低分子量体のブリードアウトが起こり
やすいという問題点があった。特公昭６２−２００１６
号公報に記載された方法により得られたフィルムは極限
粘度が非常に小さい場合にはセロハンに近い手切れ性を
示すものの、極限粘度の小さいすなわち溶融張力の小さ
い樹脂を用いた場合、未延伸フィルムの製膜が困難にな
ることや、強度が低いため延伸時にフィルムの破断が起
こりやすいという問題があった。特開平２−４７０３８
号公報に記載された方法では架橋性コモノマーと他のコ
モノマー成分を併用した場合に良好な手切れ性を示すフ
ィルムが得られるものの、重合時に生成するゲルにより
フィルムにフィッシュアイが発生しやすいといった問題
や、フィルムが脆いために延伸時にフィルム破断などの
トラブルが発生しやすいという問題点があった。特開平
５−１０４６１８号公報に記載された方法によると手切
れ性の非常に良好なフィルムが得られるが、低融点層の
配向緩和とともに比較的サイズの大きい結晶が生成する
ためフィルムの透明性が悪化したり、低融点層の配向緩
和を均一に起こさせることが困難であるためにフィルム
の平坦性が損なわれやすいといった問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の技術の問題を解決し、セロハンの有する良好な手
切れ性を実現しつつ、ポリエステルの優れた力学特性、
耐熱性、防湿性、透明性を具備し、工業的に安定供給可
能なフィルムを提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
を解決するために検討を行った結果、特定の共重合コモ
ノマーを含有するポリエステルフィルムに対し、特定の
条件で紫外線を照射することにより上記課題が解決され
ることを見いだし、本発明に至った。すなわち本発明の
要旨は、以下のとおりである。 （１）少なくとも１種以上のポリオキシアルキレングリ
コール成分を共重合したポリエステルフィルムであっ
て、該成分の共重合量が０．５〜５モル％であり、フィ
ルムが紫外線により処理され、フィルムの端裂抵抗が８
０Ｎ以下であることを特徴とする手切れ性に優れた共重
合ポリエステル二軸延伸フィルム。 （２）少なくとも１種以上のポリオキシアルキレングリ
コール成分を０．５〜５モル％共重合したポリエステル
フィルムを、式を満たす条件下で、紫外線により処理
することを特徴とする（１）記載の手切れ性に優れた共
重合ポリエステル二軸延伸フィルムの製造法。 Ｔｇ≦Ｔ≦Ｔｍ−５ （ただし、Ｔｇ：ポリエステルのガラス転移温度
（℃）、Ｔ：紫外線照射時のフィルム温度（℃）、Ｔ
ｍ：ポリエステルの融点（℃）である。）

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明のポリエステルとは、フィルム形成性を有
するポリエステルであればどのようなものであってもよ
い。たとえばポリエチレンテレフタレート、ポリプロピ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポ
リエチレン−２，６−ナフタレートなどが挙げられる。
これらポリエステルは本発明の効果を阻害しない範囲
で、ポリオキシアルキレングリコール成分以外の共重合
成分を含んでいてもよい。用いられる共重合成分として
は、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２，６−
ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフ
タル酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン
酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、マレ
イン酸、フマール酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサ
コン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などのジカルボン
酸があげられる。また、４−ヒドロキシ安息香酸、ε−
カプロラクトン、乳酸などのオキシカルボン酸があげら
れる。さらに、ネオペンチルグリコール、１，６−へキ
サンジオール、シクロヘキサンジメタノールなどのグリ
コールがあげられる。また、トリメリット酸、トリメシ
ン酸、ピロメリット酸などの３官能以上のカルボン酸
や、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリ
スリトールなどの３官能以上のアルコールが共重合され
ていてもよい。

【００１０】本発明のポリエステルフィルムは共重合成
分として、少なくとも１種以上のポリオキシアルキレン
グリコール成分が、０．５〜５モル％、好ましくは０．
５〜３モル％共重合されていることを必要とする。共重
合量がこれより少ない場合は紫外線を照射した際に十分
な手切れ性が得られず、これより多い場合はポリエステ
ルの融点が低下しすぎたり、力学特性が損なわれるため
好ましくない。このようなポリオキシアルキレンエーテ
ルとしては、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１，３−ブチレングリコール、ポリ
１，４−ブチレングリコール、ポリ１，６−ヘキサメチ
レングリコールなどが挙げられる。これらのポリオキシ
アルキレングリコールは単独で共重合されていてもよい
し、２種以上の混合物として共重合されていてもよい。
またこれらのポリオキシアルキレングリコールは単独重
合体であってもよいし、２種以上の任意のオキシアルキ
レングリコールの共重合体であってもよい。本発明に用
いられるポリオキシアルキレングリコールの分子量に特
に制限はないが、通常１００〜６０００、好ましくは２
００〜４０００、さらに好ましくは４００〜２０００の
ものが用いられる。

【００１１】本発明のポリエステルフィルムは、本発明
の効果を阻害しない範囲で、各種公知の添加剤、たとえ
ば高分子、スリップ剤、無機フィラー、酸化防止剤、帯
電防止剤を含んでいてもよい。スリップ剤はフィルムの
アンチブロッキング性、透明性の観点から、平均粒子径
０．１〜４μｍの不活性粒子、たとえばシリカなどを
０．００５〜１．０質量％、好ましくは０．０１〜０．
５質量％添加することが好ましい。

【００１２】本発明のポリエステル二軸延伸フィルム
は、上記ポリエステルを任意の公知の方法で二軸延伸し
た後、特定の条件下で紫外線を照射することにより得ら
れる。

【００１３】本発明のポリエステル二軸延伸フィルムを
二軸延伸する際には、公知の任意の方法、たとえばテン
ター同時二軸延伸法、ロールとテンターによる逐次二軸
延伸方法、あるいはチューブラー延伸法などが用いられ
る。二軸延伸フィルム製造法の一例としてたとえば以下
の方法が挙げられる。すなわち単軸押出機により融点以
上の温度に加熱溶融されたポリエステルをＴダイのダイ
オリフィスからシート状に吐出した後、室温近辺の温度
に保持された冷却ドラムに密着して冷却固化する。続い
て、得られた未延伸シートを所定の温度および延伸倍率
で二軸延伸する。延伸は通常７５℃〜１４０℃の範囲
で、延伸倍率は通常、縦横それぞれ２．０〜５．０倍行
うのが好ましい。二軸延伸されたフィルムは、続いて所
定の温度で熱処理される。熱処理は通常１６０℃〜２３
０℃で行うことが好ましい。

【００１４】本発明のポリエステルフィルムには、本発
明の効果を妨げない範囲においてコロナ放電処理、表面
効果処理、メッキ処理、着色処理、あるいは各種コーテ
ィング処理による表面処理を付与することができる。

【００１５】上記方法により得られた二軸延伸フィルム
に紫外線を照射する際には下記式の条件範囲で照射す
ることが好ましい。 Ｔｇ≦Ｔ≦Ｔｍ−５ （ただし、Ｔｇ：ポリエステルのガラス転移温度
（℃）、Ｔ：紫外線照射時のフィルム温度（℃）、Ｔ
ｍ：ポリエステルの融点（℃）である。） 紫外線照射時のフィルム温度Ｔが、ポリエステルのガラ
ス転移点Ｔｇより低いと、良好な手切れ性が発現するま
での紫外線照射時間が非常に長くなり、従って工業生産
的な見地から好ましくない。またＴがポリエステルの融
点Ｔｍより５℃低い温度以上であると、フィルムの融解
や白化が発生するため好ましくない。式の範囲内にお
いて、Ｔは可能な限り高い方が紫外線の照射時間を短縮
できるため好ましい。

【００１６】本発明において、特に紫外線の照度に制限
はないが、通常１００ｍＷ／ｃｍ²以上、好ましくは２
００ｍＷ／ｃｍ²以上、さらに好ましくは３００ｍＷ／
ｃｍ²以上の照度が好ましい。照度が小さすぎると良好
な手切れ性が発現するまでの紫外線照射時間が長くな
り、従って工業生産的な見地から好ましくない。紫外線
の照度は可能な限り大きい方が照射時間を短縮できるた
めに好ましい。なお、本発明において紫外線の照度と
は、波長３６０ｎｍを中心波長とし、±４０ｎｍの波長
範囲に含まれる紫外線の照度（ｍＷ／ｃｍ²）のことを
指す。

【００１７】また、紫外線の照射時間には特に制限はな
いが、通常０．０５〜３００秒、好ましくは０．０５〜
１５０秒、さらに好ましくは０．０５〜１００秒程度が
望ましい。

【００１８】本発明において紫外線照射に用いられる光
源としては、公知の任意の光源を用いることができる。
照射により十分な効果を得るためには、波長４００ｎｍ
以下の紫外線を多く含む光源を用いるのが好ましい。こ
のような光源としては、高圧、または低圧水銀ランプ、
メタルハライドランプなどが挙げられる。また光源に用
いられるランプは有電極でも無電極でもよい。特に無電
極タイプの光源は、紫外線発光効率やランプ寿命の観点
から望ましい。

【００１９】本発明においてポリエステル二軸延伸フィ
ルムの紫外線処理は、延伸後のフィルムに対して行われ
る。たとえばテンター式延伸法において延伸後のテンタ
ー熱処理行程においてインライン処理する方法や、延
伸、熱処理後に一旦ロール上に巻き取って後、本発明に
規定された条件においてオフライン処理を施してもよ
い。

【００２０】本発明の方法により得られたポリエステル
フィルムは、ＪＩＳ Ｃ ２３１８６．３．４項に準じ
て測定された端裂抵抗を、８０Ｎ以下、好ましくは６０
Ｎ以下とすることが可能となる。端裂抵抗が大きすぎる
と、十分な手切れ性が得られなくなるため好ましくな
い。また端裂抵抗は小さいほど良好な手切れ性を示す
が、あまりに小さいとフィルムの２次加工などの際にフ
ィルム切断などが起こるため、通常１０Ｎ以上であるこ
とが好ましい。

【００２１】本発明により得られるポリエステルフィル
ムの厚みに特に制限はなく、フィルムの端裂抵抗が８０
Ｎ以下であればよい。通常は５〜８０μｍ、好ましくは
８〜５０μｍのものが、フィルムの力学的特性と手切れ
性のバランスから見て好ましい。フィルムがこれより薄
いとフィルムのハンドリング性が低下しすぎるため好ま
しくない。フィルムがこれより厚いと経済的に見て好ま
しくない。

【００２２】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。評価に用いた測定方法は、次の通りである。 （相対粘度の測定）フェノール／テトラクロロエタンの
質量混合比が１／１の溶媒を使用し、濃度０．５ｇ／ｄ
ｌ、測定温度２０℃の条件下において、ウベローデ型粘
度計を使用して測定した。 （紫外線照度の測定）ウシオ電機社製ＵＶＤ−Ｓ３６５
を用いて測定した。 （端裂抵抗の測定）端裂抵抗は、ＪＩＳ Ｃ ２３１８
６．３．４項に準じて測定した。 （手切れ性の測定）ノッチを有さないフィルムの端部を
実際に手で引き裂いた際に、厚さ１７μｍのセロハンフ
ィルムと同様に容易に手で引き裂けるものを○、抵抗が
強く手で容易に引き裂けないものを×として評価した。

【００２３】実施例及び比較例において用いた原料は以
下の通りである。 （ＰＥＴ）ユニチカ社製 ポリエチレンテレフタレート
樹脂、相対粘度１．３８、Ｔｇ７５℃、Ｔｍ２５５℃。

【００２４】（共重合ポリエステルＣ−１）ＰＥＴオリ
ゴマーの存在するエステル化反応缶にテレフタル酸とエ
チレングリコールとのモル比１／１．６のスラリーを連
続的に供給し、温度２５０℃、圧力０．１ＭＰａＧ、滞
留時間８時間の条件で、エステル化反応を行い、平均重
合度７．５のＰＥＴオリゴマーを連続的に得た。このＰ
ＥＴオリゴマー５７．３ｋｇを重縮合反応缶に移送し、
平均分子量６００のポリエチレングリコールを２．４ｋ
ｇと、抗酸化剤として「イルガノックス１０１０」（日
本チバガイギー社製、ヒンダードフェノール系抗酸化
剤）を６０ｇ添加し、常圧下、２６０℃の温度で６０分
攪拌混合した。その後、ポリエステルの全酸成分１モル
に対して、２×１０^-4モルの三酸化アンチモンと、１．
７×１０^-4モルのリン酸トリエチルをそれぞれ添加し、
重縮合反応缶内の温度を３０分間で２８０℃に昇温し、
圧力を徐々に減じて６０分後に１．２ｈＰａ以下とし
た。この条件で、攪拌しながら４時間重縮合反応を行っ
た後、払い出してペレット化した。得られたペレットを
１２０℃、減圧化で結晶化および乾燥を行い、共重合ポ
リエステルＣ−１を作製した。得られた共重合ポリエス
テルＣ−１は、相対粘度１．４３、Ｔｇ５９℃、Ｔｍ２
４８℃であった。

【００２５】（共重合ポリエステルＣ−２）平均分子量
６００のポリエチレングリコールの添加量を１．２ｋｇ
とした以外はＣ−１と全く同様にして、共重合ポリエス
テルＣ−２を作製した。得られた共重合ポリエステルＣ
−２は、相対粘度１．４１、Ｔｇ６８℃、Ｔｍ２４９℃
であった。

【００２６】なお、以下の実施例、比較例においては、
紫外線照射装置としてＦｕｓｉｏｎＵＶシステムズジャ
パン株式会社製、Ｆ４５０（バルブタイプＤ）を使用し
た。

【００２７】実施例１〜３ 共重合ポリエステル樹脂Ｃ−１をコートハンガータイプ
のＴダイを具備した５０ｍｍφ押出機を使用して、滞留
時間５分、樹脂温度２７０℃で溶融押出し、２０℃に温
調されたキャストロールにピニングワイヤーに７ｋＶの
印加電圧をかけて密着急冷し、６ｍ／ｍｉｎの速度で厚
さ１７０μｍの未延伸シートを得た。得られた未延伸シ
ートをロール縦延伸機で９０℃で３．４倍、テンター横
延伸機で１２０℃で４．２倍に延伸した後、横方向の弛
緩率を３％として２２０℃で熱処理を施した後、室温ま
で冷却、巻き取り機にてロール状に巻き取った。得られ
た二軸延伸フィルムの厚さは約１２μｍであった。熱風
炉内でフィルムを表１に示す温度条件に保ちながら、同
じく表１に示す条件で紫外線照射した。得られたフィル
ムに関して、ＭＤ及びＴＤ方向の端裂抵抗を測定した。

【００２８】実施例４ 共重合ポリエステル樹脂Ｃ−２を用いた以外は実施例２
と同様の方法により二軸延伸フィルムを作製した。得ら
れたフィルムを熱風炉内で表２に示す条件において紫外
線照射した。得られたフィルムに関して、ＭＤ及びＴＤ
方向の端裂抵抗を測定した。

【００２９】実施例５ 共重合ポリエステル樹脂Ｃ−１を用い、実施例１と同様
の方法により厚さ１７０μｍの未延伸フィルムを作製し
た。得られた未延伸シートをロール縦延伸機で９０℃で
３．４倍、テンター横延伸機で１２０℃で４．２倍に延
伸した後、横方向の弛緩率を３％として２２０℃で熱処
理を施しつつ、熱処理ゾーン内に設置された紫外線照射
装置により、表１に示す照射条件でインライン紫外線照
射を行った。続いてフィルムを室温まで冷却、巻き取り
機にてロール状に巻き取った。得られたフィルムの厚さ
は約１２μｍであった。このようにしてインライン紫外
線処理されたフィルムに関して、ＭＤ及びＴＤ方向の端
裂抵抗を測定した。

【００３０】実施例６ 共重合ポリエステル樹脂Ｃ−２を用いた以外は実施例５
と同様の方法により二軸延伸フィルムを作製した。得ら
れたフィルムに関して、ＭＤ及びＴＤ方向の端裂抵抗を
測定した。

【００３１】比較例１ ＰＥＴ樹脂を用いた以外は、実施例１と同様にしてフィ
ルムを作製した。得られたフィルムに関して、ＭＤ及び
ＴＤ方向の端裂抵抗を測定した。

【００３２】比較例２ ＰＥＴ樹脂を用いた以外は、実施例５と同様にしてフィ
ルムを作製した。得られたフィルムに関して、ＭＤ及び
ＴＤ方向の端裂抵抗を測定した。

【００３３】比較例３ 共重合ポリエステル樹脂Ｃ−２を用い、実施例１と同様
の方法により未延伸フィルム、ついで延伸フィルムを作
製した。得られたフィルムの厚さは約１２μｍであっ
た。熱風炉内でフィルムを表１に示す温度条件に保ちな
がら、同じく表１に示す条件で紫外線照射して得られた
フィルムに関して、ＭＤ及びＴＤ方向の端裂抵抗を測定
した。

【００３４】

【表１】

【００３５】実施例１〜６では、端裂抵抗値が８０Ｎ以
下であり、手切れ性に優れたフィルムが得られたのに対
し、比較例１〜３では、端裂抵抗値は８０Ｎを超え、手
切れ性が良好ではなかった。

【００３６】

【発明の効果】本発明の方法によれば、食品をはじめと
する、医薬品、日用品、コスメティックスなどの包装材
料や粘着テープとして有用な手切れ性に優れたフィルム
を工業的かつ容易に提供することが可能である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１種以上のポリオキシアルキ
   レングリコール成分を共重合したポリエステルフィルム
   であって、該成分の共重合量が０．５〜５モル％であ
   り、フィルムが紫外線により処理され、フィルムの端裂
   抵抗が８０Ｎ以下であることを特徴とする手切れ性に優
   れた共重合ポリエステル二軸延伸フィルム。
2. 【請求項２】 少なくとも１種以上のポリオキシアルキ
   レングリコール成分を０．５〜５モル％共重合したポリ
   エステルフィルムを、式を満たす条件下で、紫外線に
   より処理することを特徴とする請求項１記載の手切れ性
   に優れた共重合ポリエステル二軸延伸フィルムの製造
   法。 Ｔｇ≦Ｔ≦Ｔｍ−５ （ただし、Ｔｇ：ポリエステルのガラス転移温度
   （℃）、Ｔ：紫外線照射時のフィルム温度（℃）、Ｔ
   ｍ：ポリエステルの融点（℃）である。）