JP2004136448A - 積層ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】二軸延伸ポリエステルフィルムの優れた、機械的強度、透明性、耐熱性、寸法安定性、ガスバリアー性、耐油性、耐溶剤性を損なうことなく、引裂開封性を向上し、意匠性も高めることもでき、かつ低コストで生産できる二軸延伸ポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】共重合ポリエチレンテレフタレートを含むポリエステル原料からなる層（Ａ層）とポリエステル層（Ｂ層）とからなる積層フィルムであり、Ａ層の融点が２４０℃以下であり、かつＢ層の融点が２４５℃以上であり、積層フィルムの引張破断強度が４０〜２２０ＭＰａであることを特徴とする積層ポリエステルフィルム。
【選択図】　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、引裂性に優れ、かつ、優れた機械的強度、透明性、耐熱性、寸法安定性、ガスバリアー性、耐油性、耐溶剤性を有し、菓子、スープ、漬物、レトルトパウチなどの食品をはじめ、医薬品、日用品等の包装材料や各種工業用として有用な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】
ポリエチレンテレフタレートに代表される二軸延伸ポリエステルフィルムは、その優れた機械的特性、電気的特性、耐薬品性、寸法安定性等の点から、情報記録材料、コンデンサー用、包装用、製版用、電絶用、写真フィルム用等、多くの分野で基材として用いられている。
近年、かかるポリエステルフィルムの有する優れた特性を生かし各種包装用フィルムとして用いられており、また環境問題の重要性に関する認識が高まる中、特にポリエステルフィルムはその廃棄処理時に環境汚染を抑制できることから今後さらにその利用範囲は広がろうとしている。
食品、医薬品、雑貨の包装には、各種のプラスチックフィルムを用いた包装袋が多く使用されており、例えばレトルト用パウチ等に、ヒートシール性を有するフィルムが使用されている。しかし、二軸延伸ポリエステルフィルムを用いた包装材料はその優れた機械的特性が災いして、引裂開封性が悪いという問題点を有している。
【０００３】
開封する際の引裂開封性が悪いことから、手で容易に開封することができなかったり、場合によっては、内容物が飛散し衣類を汚したりする等のトラブルがある。
また、粉体の包装用として、帯電防止性能を備えたプラスチックフィルムを用いた包装袋が多く用いられているが、手切れ性が悪いことから、内容物が飛散しトラブルとなるケースがある。
これらのトラブルを改良するための手段が提案されているものの、不十分であるのが現状である（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−６８３１２号公報
【特許文献２】
特開２００１−３１５２８３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みなされたものであって、その解決課題は、二軸延伸ポリエステルフィルムの優れた、機械的強度、透明性、耐熱性、寸法安定性、ガスバリアー性、耐油性、耐溶剤性を損なうことなく、引裂開封性を向上し、意匠性も高めることもでき、かつ低コストで生産できる二軸延伸ポリエステルフィルムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の構成を有するフィルムによれば、上記課題が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。
【０００７】
すなわち、本発明の要旨は、共重合ポリエチレンテレフタレートを含むポリエステル原料からなる層（Ａ層）とポリエステル層（Ｂ層）とからなる積層フィルムであり、Ａ層の融点が２４０℃以下であり、かつＢ層の融点が２４５℃以上であり、積層フィルムの引張破断強度が４０〜２２０ＭＰａであることを特徴とする積層ポリエステルフィルムに存する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の積層ポリエステルフィルムは、共重合ポリエチレンテレフタレートを含むポリエステル原料からなる層（Ａ層）と、ポリエステル層（Ｂ層）とから構成される。
本発明でいうポリエステルとは、ジカルボン酸と、ジオールとからあるいはヒドロキシカルボンと酸から重縮合によって得られるエステル基を含むポリマーを指す。ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等を、ジオールとしては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール等を、ヒドロキシカルボン酸としては、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸等をそれぞれ例示することができる。
【０００９】
かかるポリマーの代表的なものとして、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンー２、６ナフタレート等が例示される。これらのポリマーはホモポリマーであってもよく、また第３成分を共重合させたものでもよい。
共重合ポリエチレンテレフタレートは、酸成分がテレフタル酸及びイソフタル酸、グリコール成分がエチレングリコールからなるポリエステルで代表され、公知の製法、すなわちテレフタル酸ジメチルとエチレングリコールからのエステル交換法、テレフタル酸とエ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、溶融重合して得られるものであるが、他の共重合成分を共重合することができる。
【００１０】
他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、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カルボン酸等を例示することができる。またアル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等を例示することができる。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。
【００１１】
さらに共重合成分の割合は、ポリエステルフィルムにしたときＡ層の融点が２４０℃以下、好ましくは２１５〜２３５℃の範囲となる割合で、例えばポリエステルフィルムのＡ層における全ジカルボン成分中のイソフタル酸成分の割合を１〜２０モル％、さらには５〜１５モル％の範囲にするのがよい。
本発明におけるポリエステルフィルムは、平均粒径３．０μｍ以下の微粒子を含有することが、フィルムの巻上げ工程および印刷加工工程での作業性を向上させる上で望ましい。この微粒子は有機系、無機系の如何を問わず、例として、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸リチウム、リン酸マグネシウム、フッ化リチウム、酸化アルミニウム、酸化珪素、カオリン、および架橋高分子微粉体を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００１２】
この際、配合する微粒子は、単成分でもよく、また、２成分以上を同時に用いてもよい。２成分以上用いる場合は、それらの全体の平均粒径および含有量が上記した範囲内であればよい。原料ポリエステルに対する前記各粒子の配合方法は、特に限定されないが、例えばポリエステルの重合工程に各粒子を添加する方法または原料ポリエステルと各粒子を溶融混練する方法などが好適である。
【００１３】
本発明におけるポリエステルフィルムは上記した共重合ポリエチレンテレフタレートを含有するポリエステル原料と、ポリエステル原料とを別々のエクストルーダーに代表される周知の溶融押出装置に供給し、当該ポリマーの融点以上の温度に加熱し溶融する。次いでスリット状のダイより溶融ポリマーを押出しながら積層し、回転冷却ドラム状でガラス転移温度以下の温度になるよう急冷固化し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。このシートを２軸方向に延伸してフィルム化し、熱固定を施すことで得られる。この場合、延伸方法は逐次２軸延伸でも同時２軸延伸でもよい。また、必要に応じ、熱固定を施す前または後に再度縦および／または横方向に延伸してもよい。本発明においては、包装材料として十分な寸法安定性、腰を得るため延伸倍率を面積倍率として１５倍以上とし、熱固定温度は２００℃以上であることが好ましい。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寸法変化が大きくなってしまい包装材料として適さない。フィルムの熱収縮率は１５０℃３０分間における値で１０％以下、さらには５％以下であることが好ましい。
【００１４】
本発明のポリエステルフィルムは引張破断強度が４０〜２２０ＭＰａである。引張破断強度が２２０ＭＰａを超えるとフィルムの引裂性が損なわれ、引張破断強度が小さすぎると加工時に破断したりして包装材料として適さない。
本発明のポリエステルフィルムのフィルムヘーズ値は、通常１０％以下、好ましくは７％以下である。ヘーズ値が１０％を超えるとフィルムの透明性が損なわれることがあり、包装材料として適さないものとなるおそれがある。
本発明におけるポリエステルフィルムの厚みは通常６〜３８μｍ、好ましくは９〜２５μｍであり、Ａ層の厚みは全体の厚みに対し５０〜８０％にすることが好ましい。厚みが薄いと腰が弱くなって加工時にシワになったり、破断したりして包装材料として適さない。また、Ａ層の厚みを厚くしすぎると引裂強度が大きくなり、包装材料として適さないことがある。
【００１５】
【実施例】
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越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、種々の諸物性、特性は以下のように測定、または定義されたものである。
【００１６】
（１）フィルム厚み
フィルムを１０枚重ねてマイクロメータ法にて厚さを測定し１０で除して平均値を求めフィルム厚みとした。
【００１７】
（２）融点
融点（Ｔｍ）の測定はパーキンエルマー性示差走査カロリーメーターＤＳＣ７型を用いて測定した。ＤＳＣ測定条件は以下のとおりである。すなわち、試料フィルム６ｍｇをＤＳＣ装置にセットし、３００℃の温度で５分間溶融保持した後、液体窒素にて急冷した。急冷試料を０℃より１０℃／分の速度で昇温し、融点を検知した。
【００１８】
（３）引張破断強度
（株）インテスコ製引張り試験機モデル２００１型を用いて、温度２３℃、湿度５０％ＲＨに調節された室内において長さ（チャック間）５０ｍｍ、幅１５ｍｍの試料フィルムを２００ｍｍ／分の歪み速度で引張り、フィルム破断時の荷重を測定し、下記式により引張破断強度を求めた。
引張破断強度（ＭＰａ）＝切断時の荷重（Ｎ）／試料フィルムの断面積（ｍｍ^２）
【００１９】
（４）収縮率
フィルムを長さ方向および幅方向に３５ｍｍ幅×１０００ｍｍ長の短冊状にサンプルを切り出し無張力状態にて１５０℃に設定されたオーブン（タバイエスペック（株）製：熱風循環炉）中に３０分間熱処理を行い、熱処理前後の長さを直尺により測定し、下記式にて熱収縮率を求めた。
熱収縮率（％）＝［（ａ−ｂ）／ａ］　×　１００
（上記式中、ａは熱処理前のサンプルの長さ（ｍｍ）、ｂは熱処理後のサンプルの長さ（ｍｍ）を表す）
【００２０】
（５）ヘーズ
ＪＩＳ　Ｋ７１０５に準じ、日本電色工業社製積分球式濁度計ＮＤＨ−２０Ｄによりフィルムのヘーズを測定した。
【００２１】
（６）引裂性
フィルムに切れ込みを入れずに、スムーズに手で引き裂けるかどうか下記基準で評価した。評価は長手方向（ＭＤ）および幅方向（ＴＤ）に対して、それぞれ行った。
評価Ａ：容易に手で引き裂くことができるもの
評価Ｂ：比較的容易には手で引き裂くことができるもの
評価Ｃ：容易には手で引き裂くことができないもの
【００２２】
実施例１
（イソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（ＩＰＡｃｏ−ＰＥＴ）の製造）
ジカルボン酸成分としてイソフタル酸およびテレフタル酸、多価アルコール成分としてエチレングリコールをそれぞれ使用し、常法の重縮合で製造した。ジカルボン酸成分中のイソフタル酸含量は１５モル％であった。融点（Ｔｍ）＝２２０℃、ガラス転移温度（Ｔｇ）＝７４．２℃、固有粘度（［η］）＝０．６９であった。
（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の製造）
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、多価アルコール成分としてエチレングリコールをそれぞれ使用し、常法の重縮合で製造した。融点（Ｔｍ）＝２５４℃、ガラス転移温度（Ｔｇ）＝７５．２℃、固有粘度（［η］）＝０．７０であった。
（ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）の製造）
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、多価アルコール成分として１，４−ブタンジオールをそれぞれ使用し、常法の重縮合で製造した。融点（Ｔｍ）＝２２５℃、ガラス転移温度（Ｔｇ）＝３７．２℃、固有粘度（［η］）＝１．０５であった。
【００２３】
（積層フィルムの製造）
ＩＰＡｃｏ−ＰＥＴのペレットとＰＥＴのペレットをそれぞれ別の押出機に溶融させて、積層ダイを用いＰＥＴ（Ｂ層）／ＩＰＡｃｏ−ＰＥＴ（Ａ層）／ＰＥＴ（Ｂ層）の構成の２種３層積層ポリエステル樹脂を表面温度３０℃の冷却ドラムに押出して、急冷し厚さ約１８０μｍの未延伸フィルムを得た。
次いで、８０℃にて縦方向に３．８倍延伸した後、テンター内で予熱工程を経て９０℃で４．０倍、横延伸、２３０℃で１０秒間の熱処理を行い、厚さ１２μｍの積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性を下記表１に示す。
【００２４】
実施例２
Ａ層中のジカルボン酸成分中のイソフタル酸成分のモル比を６％になるように変更した以外は実施例１と同じような操作を繰り返した。得られたフィルムの特性を表１に示す。
【００２５】
実施例３
Ａ層中のジカルボン酸成分中のイソフタル酸成分のモル比を３％とし、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を３０重量％含有させた以外は実施例１と同じような操作を繰り返した。得られたフィルムの特性を表１に示す。
【００２６】
実施例４
テンター内の熱処理温度を２１０℃にした以外は実施例１と同じような操作を繰り返した。得られたフィルムの特性を表１に示す。
【００２７】
実施例５
ポリエステルフィルムの厚みを２０μｍにした以外は実施例１と同じような操作を繰り返した。得られたフィルムの特性を表１に示す。
【００２８】
比較例１
Ａ層中のジカルボン酸成分中のイソフタル酸成分のモル比を３％にした以外は実施例１と同じような操作を繰り返した。得られたフィルムの特性を表１に示す。
【００２９】
比較例２
テンター内の熱処理温度を１９０℃にした以外は実施例と同じような操作を繰り返した。得られたフォルムの特性を表１に示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、機械的強度、透明性、耐熱性、寸法安定性、ガスバリアー性、耐油性、耐溶剤性を損なうことなく、引裂開封性を向上し、意匠性も高めることもでき、かつ低コストで生産できる積層ポリエステルフィルムを提供することができ、その工業的価値は高い。

Claims (2)

1. 共重合ポリエチレンテレフタレートを含むポリエステル原料からなる層（Ａ層）とポリエステル層（Ｂ層）とからなる積層フィルムであり、Ａ層の融点が２４０℃以下であり、かつＢ層の融点が２４５℃以上であり、積層フィルムの引張破断強度が４０〜２２０ＭＰａであることを特徴とする積層ポリエステルフィルム。
2. １５０℃で３０分間熱処理したときの熱収縮率が１０％以下であり、ヘーズが１０％以下であることを特徴とする請求項１記載の積層ポリエステルフィルム。