JP2007237435A

JP2007237435A - ヒートシール性フィルム

Info

Publication number: JP2007237435A
Application number: JP2006059390A
Authority: JP
Inventors: Taro Oya; 太郎大宅; Takeshi Ishida; 剛石田
Original assignee: Teijin DuPont Films Japan Ltd
Current assignee: Toyobo Film Solutions Ltd
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2006-03-06
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】光学干渉層の構造的な光干渉によって光を選択的に反射させることによりフィルムに施される絵柄印刷を美麗なものとすることができるとともに、金属板やフィルムに熱融着させることができるヒートシール性フィルムを提供する。
【解決手段】光学干渉層およびヒートシール層からなるヒートシール性フィルムであって、光学干渉層は第１のポリエステルの層と第２のポリエステルの層とを交互に１０１層以上積層してなり、光学干渉層の第２のポリエステルの融点は第１のポリエステルの融点より２０℃以上低く、ヒートシール層は第２のポリエステルからなる厚み３〜５０μｍの層であることを特徴とする、ヒートシール性フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は、フィルムや金属板に熱融着させることのできるヒートシール性フィルムに関する。

飲食物の包装は、近年ますます美麗なものが求められるようになってきている。例えば、グラビア印刷により高品位な印刷を施したヒートシール性フィルムを熱融着により貼り合せた積層フィルムを包装用の袋に用いることが提案されている。ヒートシール性フィルムは、接着性、ハンドリング性、耐薬品性などの改良が進められてきた。

特表平９−５０６８３７号公報特表平１１−５１１３２２号公報

本発明は、光学干渉層の構造的な光干渉によって光を選択的に反射させることによりフィルムに施される絵柄印刷を美麗なものとすることができるとともに、金属板やフィルムに熱融着させることができるヒートシール性フィルムを提供することを課題とする。

すなわち本発明は、光学干渉層およびヒートシール層からなるヒートシール性フィルムであって、光学干渉層は第１のポリエステルの層と第２のポリエステルの層とを交互に１０１層以上積層してなり、第２のポリエステルの融点は第１のポリエステルの融点より２０℃以上低く、ヒートシール層は第２の層のポリエステルからなる厚み３〜５０μｍの層であることを特徴とする、ヒートシール性フィルムである。

本発明によれば、光学干渉層の構造的な光干渉によって光を選択的に反射させることによりフィルムに施される絵柄印刷を美麗なものとすることができるとともに、金属板やフィルムに熱融着させることができるヒートシール性フィルムを提供することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
＜光学干渉層＞
本発明において光学干渉層は、第１のポリエステルの層と第２のポリエステルの層とを交互に１０１層以上積層してなる。第１のポリエステルの層および第２のポリエステルの層の厚みは、可視光域における発色を実現するために、それぞれ５０〜１５０ｎｍの厚みである。５０ｎｍ未満であると反射域が紫外領域になるため発色が認められず、１５０ｎｍを越えると反射域が赤外領域になるために発色が認められない。光学干渉層は、美麗な外観の包装材料として用いるために、波長３５０〜２０００ｎｍの光に対する反射率曲線において反射率のベースラインよりも２０％以上高い最大反射率ピークが観察されることが好ましい。

本発明において第１のポリエステルと第２のポリエステルとは相互に融点の異なるポリエステルを用いる。第２のポリエステルとして、第１のポリエステルの融点より２０℃以上低い融点のポリエステルを用いる。本発明では、延伸配向させた多層フィルムの低融点の層、すなわち第２のポリエステルの層を、この層の融点付近の温度で熱処理することで無配向化して、第１のポリエステルの層の屈折率とは異なる屈折率の層とすることで、光学干渉による特定波長の反射を実現する。この熱処理において、第１のポリエステルの層の配向を崩さないようにするために、第２の層のポリエステルには第１の層のポリエステルよりも２０℃以上低い融点のポリエステルを用いる必要がある。第２の層のポリエステルの融点が、第１の層のポリエステルよりも２０℃以上低い融点を有しないと、第１のポリエステルの層と第２のポリエステルの層に十分な融点差をつけることができず、結果として、得られる多層フィルムの層間に十分な屈折率差が付与できない。第１の層のポリエステルの融点と第２の層のポリエステルの融点差の上限は、両者の密着性を維持する観点から、高々５０℃であることが好ましい。

第１のポリエステルとしては、例えば、ポリエチ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−ナフタレンジカルボキシレートやその共重合体を用いることができる。

第２のポリエステルとしては、例えば、共重合ポリエチレンテレフタレート、共重合ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエチレン２，６−ナフタレンジカルボキシレートを用いることができる。共重合ポリエステルの融点は、共重合成分の種類と量をコントロールすることによりコントロールすることができる。融点をコントロールするために用いる共重合成分としては、例えばイソフタル酸、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といった芳香族カルボン酸；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といった脂肪族ジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸とった脂環族ジカルボン酸を用いることができる。ヘキサンジオールといった脂肪族ジオール；シクロヘキサンジメタノールといった脂環族ジオールを用いてもよい。

例えば第１のポリエステルとしてポリエチレンテレフタレートを用いる場合、これより２０〜５０℃融点の低い第２のポリエステルとしては、イソフタル酸を５〜６０モル％、好ましくは５〜４０モル％共重合した共重合ポリエチレンテレフタレート、ナフタレンジカルボン酸を５〜６０モル％、好ましくは５〜４０モル％共重合した共重合ポリエチレンテレフタレート、ヘキサメチレングリコールを５〜６０モル％、好ましくは５〜４０モル％共重合した共重合ポリエチレンテレフタレートを用いればよい。

また、例えば第１のポリエステルとしてポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを用いる場合、これより２０〜５０℃融点の低い第２のポリエステルとしては、イソフタル酸を５〜６０モル％、好ましくは５〜４０モル％共重合した共重合ポリエチレンテレフタレート、ナフタレンジカルボン酸を５〜６０モル％、好ましくは５〜４０モル％共重合した共重合ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート、ヘキサメチレングリコールを５〜６０モル％、好ましくは５〜４０モル％共重合した共重合ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを用いればよい。

＜ヒートシール層＞
本発明においてヒートシール層は第２の層のポリエステルからなる。ヒートシール層の厚みは３〜５０μｍである。３μｍ未満では十分な接着性が発現されず、５０μｍを超えると熱変形によりカールなど平面性の維持が難しくなる。

ヒートシール層の面配向係数は、好ましくは−０．０５〜０．０５である。この面配向係数はフィルム内における分子鎖の配向状態を表す指標といえる。面配向計数が０．０５を越えるか−０．０５未満であると分子鎖が過度に配向しているためヒートシールが困難になる場合があり好ましくない。面配向係数は、アッベ法にて測定されたフィルムの各方向成分の屈折率から、次式によって算出される。
Ｐ＝（ｎＭＤ＋ｎＴＤ）／２−ｎＺ

ここで、Ｐは面配向係数、ｎＭＤはフィルムのＭＤ方向の屈折率、ｎＴＤはフィルムのＴＤ方向の屈折率、ｎＺはフィルム面に垂直な厚み方向の屈折率を表わす。「ＭＤ方向」はフィルムの面に平行で且つフィルム連続製膜方向に沿った方向、「ＴＤ方向」はフィルムの面に平行で且つ製膜方向に垂直な方向を表わす。

ヒートシール層のポリエステルは、ヒートシールのしやすさを確保する観点から、結晶化していないことが好ましい。例えば低角入射Ｘ線回折において顕著な回折ピークが検出されないようなものであれば結晶化していないといえる。

ヒートシール層のポリエステル、すなわち第２のポリエステルのガラス転移温度は、好ましくは４０〜１１５℃である。４０℃未満であるとヒートシールしない状態においてもスティッキングなどが起こる可能性があり好ましくなく、１１５℃を超えるとヒートシール可能な温度範囲が狭くなって実用上不利になる可能性があり好ましくない。

ガラス転移温度は、融解後急冷したサンプル２０ｍｇについて、示差走査熱量測定装置（ＤｕＰｏｎｔＩｎｓｔｒμｍｅｎｔｓ９１０ＤＳＣ）を用い、昇温速度２０℃／分でガラス転移に基づく比熱変化部分を求める方法により測定して得た値を用いる。

＜製造方法＞
本発明のヒートシール性フィルムの厚みは、好ましくは５〜３５０μｍであり、包装用に用いる場合はさらに好ましくは７〜６０μｍ、金属板貼合せに用いる場合はさらに好ましくは１０〜８０μｍ、金属箔貼合せ基板として用いる場合はさらに好ましくは２５〜２５０μｍである。

つぎに、本発明のヒートシール性フィルムは例えば次のように製造することができる。まず、第１の押出し機より供給された第１のポリエステルと、第２の押出し機より供給された第２のポリエステルとを、溶融状態で交互に少なくとも１０１層以上重ね合わせて多層未延伸シートとする。さらに、第３の押出機より第２のポリエステルを多層未延伸シートの両面に厚膜層として形成する。これを回転するドラム上にキャストすることにより、厚膜層を有する多層未延伸フィルムとする。このようにして得られた多層未延伸フィルムを、製膜方向とそれに直交する幅方向の二軸方向（フィルム面に沿った方向）に延伸する。延伸温度は、第１のポリエステルのガラス転移点の温度（Ｔｇ）〜Ｔｇ＋５０℃の範囲とする。延伸の面積倍率は５〜５０倍とすることが好ましい。延伸倍率が大きい程、第１の層および第２の層の個々の層における面方向のバラツキが延伸による薄層化により小さくなり、多層延伸フィルムの光干渉が面方向に均一になるので、延伸倍率はこの範囲で大きいことが好ましい。延伸方法は、逐次二軸延伸、同時二軸延伸のいずれの方法であってもよい。

本発明のヒートシール性フィルムは、フィルム同士を貼り合せてヒートシール性フィルムとして用いてもよい。

以下、実施例に基づき本発明を説明する。各特性値ならびに評価法は下記の方法によって測定、評価した。

（ア）面配向係数
フィルムのヒートシール面について、６３３ｎｍにおける各方向の屈折率をメトリコン社製プリズムカプラにより測定し、下記の計算式によって計算した。
Ｐ＝（ｎＭＤ＋ｎＴＤ）／２−ｎＺ
（イ）最大反射率ピーク高さ、最大反射率波長
分光光度計（島津製作所製、ＭＰＣ−３１００）を用い、波長３５０ｎｍから２０００ｎｍの範囲にわたり、アルミ蒸着したミラーとの相対鏡面反射率を測定した。波長ごとに測定された反射率の中で最大のものを最大反射率としその波長を最大反射率波長とした。最大反射率とベースラインと差を最大反射率ピーク高さとした。
（ウ）ヒートシール強度
フィルムのヒートシール面同士を合せて、チャック掴み代を残して、１４０℃、２７５ｋＰａにて２秒間圧着し、ラミネートサンプルを作成した。得られたラミネートサンプルを２５ｍｍ幅にスリットし、引張試験機（東洋ボールドウィン社製の商品名「テンシロン」）のクロスヘッドのチャックに掴み代を挟み、たるみの無いようにクロスヘッド位置を調整した。１００ｍｍ／分のクロスヘッド速度で引張ってラミネートサンプルを剥離させ、試験機に装着されたロードセルで荷重を測定して、ヒートシール強度とした（単位：Ｎ／２５ｍｍ）。
（エ）層間の密着性
サンプルフィルム（１０ｍｍｘ５０ｍｍ）の両面に２４ｍｍ幅の粘着テープ（ニチバン社製、商品名：セロテープ(登録商標)）を１００ｍｍ貼り付け、１８０度の剥離角度で剥がした後、剥離面を観察した。これを各１０サンプルについて行い、層間剥離の生じた回数を算出した。
（オ）色相の斑
Ａ４サイズのサンプルフィルムを１０枚用意し、それぞれのサンプルフィルムを白色の普通紙に重ね、３０ルクスの照明の下、目視にてサンプルフィルム内の透過色の色相の斑を評価した。また、Ａ４サイズのサンプルフィルムを１０枚用意し、それぞれのサンプルフィルムの裏面を黒色のスプレーにて着色した後、３０ルクスの照明の下、目視にてサンプルフィルム内の反射色の色相の斑を評価した。いずれにおいても色相の斑が認められないものと○、いずれかあるいは両方で色相の斑が認められるものを×として評価した。

［実施例１］
第１の層用ポリエステルとして、固有粘度（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６５のポリエチレンテレフタレート（表中「ＰＥＴ」という）を用意し、第２の層用ポリエステルとして、固有粘度（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６５のポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体（イソフタル酸成分含有量：２０モル％）を用意し、このポリエステル（表中「ＩＡ２０ＰＥＴ」という）のペレットを攪拌しながら１１０℃で１０時間加熱し表面を結晶化させたものを用意した。

そして、第１の層用ポリエステルおよび第２の層用ポリエステルを、それぞれ１７０℃で３時間乾燥後、第１、２の押出し機に供給し、２９０℃まで加熱して溶融状態とし、第１の層用ポリエステルを１０１層、第２の層用ポリエステルを１００層に分岐させた後、第１の層と第２の層が交互に積層するような多層フィードブロック装置を使用して、積層状態の溶融体とし、その積層状態を保持したまま、その両側に第３の押出し機から第２の層用ポリエステルを３層ダイへと導き、両側にヒートシール層となる第２の層をさらに積層した。そして、キャスティングドラム上にキャストして各層の厚みが等しくなるように第１の層と第２の層とが交互に積層され、両最表面にヒートシール層を備える、総層数２０３層の未延伸多層フィルムを作成した。このとき第１の層と第２の層の押出し量が１：１になるように調整し、かつ、両最表面の２つのヒートシール層の厚みが全体の４４％なるよう第３の押し出し機の供給量を調整した。この未延伸多層フィルムを８５℃の温度で製膜方向に３．６倍延伸し、さらに９０℃の温度で幅方向に３．９倍に延伸して、さらに２３０℃で３秒間熱固定して、ヒートシール性フィルムを得た。得られたヒートシール性フィルムの特性を評価した結果を表１に示した。

［実施例２］
第２の層用ポリエステルを、固有粘度（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６５のポリエチレンテレフタレート−２，６−ナフタレート共重合体（２，６−ナフタレンジカルボン酸成分含有量：３５モル％）（表中「ＮＤＣ３５ＰＥＴ」という）とした以外は実施例１と同様にしてヒートシール性フィルムを得た。得られたヒートシール性フィルムの特性を評価した結果を表１に示した。

［実施例３］
第２の層用ポリエステルを、固有粘度（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６５のポリエチレンテレフタレート−２，６−ナフタレート共重合体（２，６−ナフタレンジカルボン酸成分含有量：２０モル％）（表中「ＮＤＣ２０ＰＥＴ」という）とした以外は実施例１と同様にしてヒートシール性フィルムを得た。得られたヒートシール性フィルムの特性を評価した結果を表１に示した。

［実施例４］
第１の層用ポリエステルを、固有粘度（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６５のポリエチレン−２，６−ナフタレート（表中「ＰＥＮ」という）とし、第２の層用ポリエステルを、固有粘度（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６５のポリエチレンテレフタレート−２，６−ナフタレート共重合体（２，６−ナフタレンジカルボン酸成分含有量：３５モル％）（表中「ＮＤＣ３５ＰＥＴ」という）とし、縦方向延伸時の予熱温度を１１５℃、横方向の延伸温度を１４５℃、熱固定温度を２４０℃とし、２層ダイを用いてフィルムの片面のみにヒートシール層を設けた以外は実施例１と同様にして多層フィルムを得た。得られた多層フィルムの特性を評価した結果を表１に示した。

［比較例１］
第２の層用ポリエステルを固有粘度（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６５のポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体（イソフタル酸成分含有量：１２モル％）（表中「ＩＡ１２ＰＥＴ」という）に変えた以外は実施例１と同様にして多層フィルムを得た。得られた多層フィルムの特性を評価した結果を表１に示した。

［比較例２］
熱固定の温度を１８０℃とした以外は実施例１と同様にして多層フィルムを得た。得られた多層フィルムの特性を評価した結果を表１に示した。

［比較例３］
第１の層用ポリエステルを、固有粘度（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６５のポリエチレン−２，６−ナフタレート、第２の層用ポリエステルを、固有粘度（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６５のポリエチレンテレフタレートとし、縦方向延伸時の予熱温度を１１５℃、横方向の延伸温度を１４５℃とした以外は実施例１と同様にして多層フィルムを得た。得られた多層フィルムの特性を評価した結果を表１に示した。

［比較例４］
両表面のヒートシール層の厚みが１μｍになるように調整した以外は実施例１と同様にして多層フィルムを得た。得られた多層フィルムの特性を評価した結果を表１に示した。

本発明のヒートシール性フィルムは、例えば袋またはトレーの形状に賦形して包装材料として、特に商品包装材料として好適に用いることができる。また、金属板に貼り合わせて金属缶に意匠を付与する貼合せフィルムとして好適に利用することができる。

本発明のヒートシール性フィルムの光の波長に対する反射率のグラフの一例である。

符号の説明

１最大反射率と反射率のベースラインの差
２反射率のベースライン

Claims

光学干渉層およびヒートシール層からなるヒートシール性フィルムであって、光学干渉層は第１のポリエステルの層と第２のポリエステルの層とを交互に１０１層以上積層してなり、光学干渉層の第２のポリエステルの融点は第１のポリエステルの融点より２０℃以上低く、ヒートシール層は第２のポリエステルからなる厚み３〜５０μｍの層であることを特徴とする、ヒートシール性フィルム。