JP2707697B2 - 易ヒートシール性積層ポリエステルフィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、易ヒートシール性積層ポリエステルフィル
ムに関する。更に詳しくは、本発明は、ヒートシール強
度に極めて優れ、且つ作業性に優れた易ヒートシール性
積層ポリエステルフィルムに関する。

〔従来技術および発明が解決しようとする課題〕

ポリエステルフィルムは一般に、強度、耐熱性に優れ
るもののヒートシール性に乏しく、それ故、包装用，電
絶用，一般工業用等の用途に用いる為には、該フィルム
にヒートシール性を付与する必要がある。

従来、上記方法として、他のフィルムとの、積層やコ
ーティング法等により、ポリエステルフィルムの片面に
易ヒートシール層を形成する方法が知られている。

しかしながら、コーティング法を用いた場合、十分な
ヒートシール強度を得ることは難しく、一方、他のフィ
ルムを積層してヒートシール層を形成したフィルムにお
いても、従来のフィルムでは、該フィルムの表裏を用い
て十分にヒートシール部を密着させた場合でも、比較的
小さい引張強度でヒートシール部が凝集破壊を起こし、
実質的に得られるヒートシール強度は低い値となってい
た。

そして、この様な凝集破壊による低ヒートシール強度
という問題が、従来のヒートシール層を形成したポリエ
ステルフィルムの用途を広げる大きな障害の１つとなっ
ていた。

従って、ヒートシール性が高く、且つヒートシール部
の凝集破壊に必要な力の大きい、即ち、実質的なヒート
シール強度の高い易ヒートシール性ポリエステルフィル
ムの開発が望まれていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記問題点に鑑み鋭意検討の結果、易
ヒートシール層を片面に形成されたポリエステルフィル
ムにおいて、易ヒートシール層及び基体となるポリエス
テル層に各々特定量の共重合成分を含有させることによ
り、上記問題点を解決できることを見出し、本発明とな
ったものである。

すなわち、本発明の要旨は、ポリエステルＡの片面に
易ヒートシール層としてポリエステルＢが積層されてな
るフィルムにおいて、ポリエステルＢが、エチレンテレ
フタレート単位を主体とし、一種以上の共重合成分を６
〜40モル％含有した共重合ポリエステルよりなり、且
つ、ポリエステルＡが、エチレンテレフタレート単位を
主体とし、ポリエステルＢを構成する共重合成分の少な
くとも一成分を0.5〜５モル％含有した共重合ポリエス
テルよりなることを特徴とする易ヒートシール性ポリエ
ステルフィルムに存する。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明のポリエステルＡ及びポリエステルＢに用いら
れるポリエステルは、エチレンテレフタレート単位を主
体とし、他の成分を共重合せしめた共重合ポリエステル
である。

上記共重合成分としては、ジカルボン酸成分として、
シュウ酸，マロン酸，コハク酸，アジピン酸，アゼライ
ン酸，セバシン酸,1.10−デカンジカルボン酸，フタル
酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニ
ルエーテルジカルボン酸等、公知のジカルボン酸の一種
又は二種以上を用いることができ、一方、ジオール成分
としては、ネオペンチルグルコール、プロピレングリコ
ール,1,4−ブタジオール，トリメチレングリコール，プ
ロピレングリコール，テトラメチレングリコール、ヘキ
サメチレングリコール，ジエチレングリコール，ポリア
ルキレングリコール,1,4−シクロヘキサンジメタノール
等の公知のジオール成分の一種又は二種以上を用いるこ
とができる。

本発明の共重合ポリエステルは、ジカルボン酸成分及
び／又はジオール成分の一部を他のジカルボン酸又はジ
オール成分に置換することにより得られるが、他の成
分、例えば、ｐ−オキシ安息香酸,p−オキシエトキシ安
息香酸のごときオキシカルボン酸，安息香酸，ベンゾイ
ル安息香酸，メトキシポリアルキレングリコールのよう
な一官能性化合物，グリセリン，ペンタエリスリトー
ル，トリメチロール，トリメチレンプロパンの如き多官
能性化合物も、生成物が実質的に線状の高分子を保持し
得る範囲内で使用することできる。

本発明において、易ヒートシール層を形成するポリエ
ステルＢは、エチレンテレフタレート単位を主体とし、
共重合成分を６〜40モル％、好ましくは10〜40モル％含
有したポリエステルであることが必要である。共重合成
分の含有量が６％未満のフィルムでは、融点の低下が不
十分で、十分はヒートシール強度が得られず、好ましく
ない。また、含有量が40％を越えるフィルムでは、フィ
ルムにカールが発生し好ましくない。

本発明を構成する最も重要な構成要件として、本発明
のポリエステルＡは、エチレンテレフタレート単体を主
体とし、ポリエステルＢを構成する共重合成分の少なく
とも一成分を0.5〜５モル％、好ましくは0.5〜４モル
％、更に好ましくは１〜３モル％含有することが必要で
ある。共重合成分の含有量が0.5モル％未満のフィルム
では、フィルムの表裏を用いてヒートシールさせた後の
ヒートシー部が凝集破壊を起こす力が低く好ましくな
い。

本発明者らの推察する所では、このようなヒートシー
ル部の凝集破壊は、フィルムを引張った際に該ヒートシ
ール部の接合部表面に局所的に応力集中が発生し、その
結果、フィルム自身の持つ引張強度に較べ極めて低い値
で凝集破壊が発生するものと考えられる。本発明のよう
に、ポリエステルＡにポリエステルＢすなわちヒートシ
ール層と同一の共重合成分を0.5モル％以上含有させた
場合に、凝集破壊に必要な強度が向上するという驚くべ
き事実は、ヒートシール層と基体フィルム層のヒートシ
ール部の一体化が進み、該部分への応力集中が緩和され
るためではないかと考えられる。

ポリエステルＡにおいて前記共重合量が５モル％を越
えるフィルムでは、フィルムの全体の機械的特性，耐熱
性等が低下し好ましくない。

本発明のポリエステルにおいては、30モル％以下であ
れば他のポリマーを添加、混合したものでもよい。

本発明のポリエステルにおいてフィルムの易滑性を向
上させるために、有機滑剤、無機の滑剤等の微粒子を含
有させるのも好ましい。また、必要に応じて安定剤、着
色剤、酸化防止剤、消泡剤、静電防止剤等の添加剤を含
有するものであってもよい。滑り性を付与する微粒子と
しては、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、酸化ケイ
素、テレフタル酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化
チタン、リン酸カルシウム、フッ化リチウム、カーボン
ブラック等の公知の不活性外部粒子、ポリエステル樹脂
の溶融製膜に際して不溶な高融点有機化合物、架橋ポリ
マー及びポリエステル合成時に使用する金属化合物触
媒、たとえばアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化
合物などによってポリエステル製造時に、ポリマー内部
に形成される内部粒子をあげることができる。フィルム
中に含まれる該微粒子は0.005〜0.9重量％、平均粒径と
しては0.001〜3.5μｍである。

本発明のポリエステルＢのガラス転移温度（Tg）は、
好ましくは40℃以上、更に好ましくは50℃以上100℃以
下である。Tgが40℃未満の場合、フィルムを保管時にブ
ロッキング発生し好ましくない。また、Tgが100℃を超
える場合、低温でのヒートシール性が低下し好ましくな
い。

本発明のフィルムにおいてポリエステルＢの層の面配
向度は、好ましい0.020以下、更に好ましくは0.010以下
である。面配向度が0.020を越えるフィルムではヒート
シール性が低下し好ましくない。

本発明のフィルムにおいて、二軸延伸熱固定後のポリ
エステルＢの平均屈折率₁は、ポリエステルＢを溶融
後急冷して得られる実質的に非晶状態の未延伸フィルム
の平均屈折率₀との関係において₁≦₀＋0.005であ
ることが好ましい。₁が（₀＋0.005）を越えるフィ
ルムでは十分なヒートシール性が得られず好ましくな
い。

本発明のフィルムにおいて、ポリエステルＢの表面に
おける最大高さ（Rt）と中心線平均粗さ（Ra）の比（Rt
/Ra）は、好ましくは20以下、更に好ましくは５以上15
以下である。。Rt/Raはフィルム表面の形状を表わす特
性値の１つであり、該値が大きい程フィルム表面に急峻
な突起が多く、また、該値が小さい程、フィルム表面に
ブロードな突起が多く存在する。本発明のフィルムにお
いてポリエステルＢの表面Rt/Raが20を越えるフィルム
では、ヒートシール時の密着不足や、低強度でのヒート
シール部の凝集破壊を招き易く好ましくない。また、Rt
/Raが５未満のフィルムでは、フィルムの滑り性、作業
性が低下し好ましくない。

一方、本発明のフィルムにおいて滑り性、作業性の良
否を大きく左右するのは、ポリエステルＡの表面粗さで
あり、本発明のフィルムにおいてポリエステルＡの中心
線平均粗さ（Ra）は、好ましくは0.020μｍ以上、更に
好ましくは0.030μｍ以上0.060μｍ以下である。Ra値が
0.020μｍ未満のフィルムでは滑り性，作業性が低下し
て好ましくない。また、Ra値が0.060μｍを越えるフィ
ルムでは透明性が失なわれ包装用途等に用いる場合に好
ましくない。

上記の様にして得られたフィルムの厚さは、特に限定
されないが、一般的に用いられる厚さとしては５〜400
μｍである。

次に、本発明のフィルムの製造法を具体的に説明する
が、本発明は下記製造法に特に限定されるものではな
い。

本発明において積層フィルムを得る方法としては、共
押出法，エクストルージョンラミネート法，ドライラミ
ネート法等の公知の手法が用いられる。特に共押出法は
薄いヒートシール層を形成するのに有利であり、生産性
の面から好ましい。

以下、共押出法により製造法を説明する。

滑剤として無機粒子等を必要に応じて適量含有せしめ
た本発明の組成を持つポリエステルＡとポリエステルＢ
を各々、通常のホッパドライヤー、パドルドライヤー、
真空乾燥機等を用いて乾燥した後、別々の押出機を用い
て200〜320℃の温度で溶融させ、その後、２種のポリエ
ステルをパイプ内又は口金内で合流させて押出し、急冷
して未延伸フィルムを得る。押出しに際しては、Ｔダイ
法，チューブラ法等、既存のどの方法を採用しても構わ
ない。未延伸フィルムを得る際にＴダイを用いた場合、
急冷時にいわゆる静電密着法を用いることは、厚さ斑の
均一なフィルムを得る為に好ましい。

得られた未延伸フィルムは、続いて延伸工程において
Tg−10℃以上、Tc−10℃以下の温度範囲で面積倍率にし
て1.1〜50倍、好ましくは６〜30倍の範囲で長手方向及
び／又は幅方向に延伸される。上記Tg,Tcは各々、ポリ
エステルＡのガラス転移温度、昇温時結晶化温度を示
す。延伸方法としては用途に応じて一軸延伸でもよい
し、二軸延伸でも良い。

二軸延伸を行なう場合には、逐次二軸延伸，同時二軸
延伸，それらを組合せた延伸，いずれであってもよい。
尚、逐次二軸延伸の場合は、一般には縦方向に延伸した
後、横方向に延伸する方法が好ましく採用される。

また、二軸延伸後、次工程の熱処理工程に供する前に
長手方向及び／又は幅方向に再延伸を行なってもよい。

この様にして一軸又は二軸方向に延伸されたフィルム
は、必要に応じて熱固定ゾーンにて、100〜260℃で１秒
〜10分間熱処理される。該熱処理の最高温度をポリエス
テルＢの融点−10℃以上260℃以下好ましくは融点以上2
60℃以下とすることは、本発明のフィルムを得る上で好
ましい様態の一つである。

上記熱処理は通常緊張固定下で実施されるが、該熱処
理時及び／又は熱処理後の冷却時に、フィルムの長手及
び／又は幅方向に20％以下の弛緩又は巾出しを行なうこ
とも可能である。

前記延伸工程中、延伸前、又は延伸後にフィルムの片
面又は前面にコロナ放電処理を施し、フィルムの印刷層
等に対する接着性を向上させることも可能である。

また、上記延伸工程中、延伸前、又は延伸後にフィル
ムの片面又は両面に塗布を行ない、フィルムの接着性、
帯電防止性、易滑性、遮光性等を向上させることも可能
である。

かくして得られたフィルムを巻き取り、製品とする。

以上、本発明の構成要件を満たすことにより、ヒート
シール強度が大きく向上した易ヒートシール性ポリエス
テルフィルムを得ることが出来る。

〔実施例〕

以下、実施例にて本発明を更に具体的に説明するが、
本発明はその要旨を越えない限り、これらの実施例に限
定されるものではない。

尚、フィルムの評価方法を以下に示す。

（１）ガラス転移温度（Tg） ポリマーをN₂下300℃で５分間加熱溶融後、急冷して
無定形状態にした後、セイコー電子工業（株）製差動熱
量計SSSC580・DSC20型により昇温速度４度/minにて測定
した。

（２）フィルムの面配向℃（Δｐ），平均屈折率（） アタゴ光学社製アッベ式屈折計を用い、フィルム面内
の屈折率の最大値ｎγ、それに直角の方向の屈折率ｎ
β、及びフィルムの厚さ方向の屈折率ｎαを測定し、次
式より平均屈折率、複屈折率、面配向度を算出した。
尚、屈折率の測定は、ナトリウムＤ線を用い、23℃で行
なった。

Δｐ＝1/2（ｎγ＋ｎβ）ｎα ＝1/3（ｎα＋ｎβ＋ｎγ） （３）中心線平均粗さ（Ra） （株）小坂研究所社製表面粗さ測定機（SE−3F）を用
いて次のようにして求めた。即ち、フィルム断面曲線か
らその中心線の方向に基準長さＬ（2.5mm）の部分を抜
き取り、この抜き取り部分の中心線をｘ軸、縦倍率の方
向をｙ軸として粗さ曲線ｙ＝ｆ（ｘ）で表わしたとき、
次の式で与えられた値を〔μｍ〕で表わす。中心線平均
粗さは、試料フィルム表面から10本の断面曲線を求め、
これらの断面曲線から求めた抜き取り部分の中心線平均
粗さの平均値で表わした。尚、触針の先端半径は２μ
ｍ、荷重は30mgとし、カットオフ値は0.08mmとした。

（４）最大高さ（Rt） （株）小坂研究所製 表面粗さ測定機（SE−3F）によ
って得られた断面曲線から、基準長さ（2.5mm）だけ抜
き取った部分（以下、抜き取り部分という。）の平均線
に平行な２直線で抜き取り部分を挟んだ時、この２直線
の間隔を断面曲線の縦倍率の方向に測定してその値をマ
イクロメートル（μｍ）単位で表わしたものを抜き取り
部分の最大高さとした。最大高さは、試料フィルム表面
から10本の断面曲線を求め、これらの断面曲線から求め
た抜き取り部分の最大高さの平均値で表わした。尚、こ
の時使用した触針の半径は2.0μｍ荷重30mgでカットオ
フ値は0.08mmである。

（５）ヒートシール強度 フィルムを２枚切出し、ポリエステルＡの面とＢの面
が接する様に重ねた後、テスター産業（株）製ヒートシ
ールテスター（TP701）にて温度145℃，圧力2kgf,時間
１秒にてヒートシールを行なった。ヒートシールバーは
15mm×300mmのものを使用した。ヒートシール部を巾15m
mとなる様に切出し、引張速度500mm/minにて90°剥離試
験を行なった。

ヒートシール部の剥離が、界面剥離又は凝集破壊によ
る剥離のいずれの場合でも、剥離強度の初期応力の値を
ヒートシール強度（g/15mm巾）とした。

実施例１ ポリエステルＡとして、ジカルボン酸成分がテレフタ
ル酸単位97.5モル％、イソフタル酸単位2.5モル％より
なり、ジオール成分がエチレングリコールよりなる、平
均粒径1.4μｍの無定形シリカ粒子を70ppm含む極限粘度
0.65の共重合ポリエステル（１）を用いた。

一方、ポリエステルＢとして、ジカルボン酸成分がテ
レフタル酸単位80モル％、イソフタル酸単位20モル％よ
りなり、ジオール成分としてエチレングリコール単量97
モル％、ジエチレングリコール単位３モル％よりなる、
平均粒径1.2μｍの無定形シリカ粒子500ppmを含有する
極限粘度0.70の共重合ポリエステル（２）を用いた。

上記ポリエステルA,Bを、各々、常法により乾燥後、
別々の押出機にて290℃で溶融し、パイプ内で合流した
後、押出し、急冷して未延伸フィルムを得た。得られた
未延伸フィルムを85°の加熱ロールと、冷却ロールの間
で3.6倍長手方向に延伸し、次いで、テンターに導き100
℃にて4.0倍幅方向に延伸を行ない、その後230℃にて10
秒間熱処理を行なった。熱処理後180℃の冷却ゾーンで
幅方向に３％弛緩を行なった。

得られたフィルムの厚さは、ポリエステルＡの層が23
μｍ、Ｂの層が２μｍであった。

実施例２ ポリエステルＡとして、ジカルボン酸成分がテレフタ
ル酸よりなり、ジオール成分がエチレングリコール単位
97モル％，ネオペンチルグリコール単位２モル％，ジエ
チレングリコール単位１モル％よりなる、平均粒径0.9
μｍの合成炭酸カルシウム粒子1200ppmを含有する極限
粘度0.60の共重合ポリエステル（３）を用いた。一方、
ポリエステルＢとして、ジカルボン酸成分がテレフタル
酸よりなり、ジオール成分として、エチレングリコール
単位85モル％、ネオペンチルグリコール単位15モル％よ
りなる、平均粒径1.3μｍのカオリンの粒子を600ppm含
有する極限粘度0.66の共重合ポリエステル（４）を用い
た。

上記ポリエステルA,Bを実施例１と同様に乾燥，押出
し，延伸を行なった後240℃,6秒間の緊張下における熱
処理を行なった。得られたフィルムの厚さは、ポリエス
テルＡの層が12μm,Bの層が３μｍであった。

比較例１ ポリエステルＡとして実施例１の、共重合ポリエステ
ル（１）と同様の粒子を含む極限粘度0.65のポリエチレ
ンテレフタレートを用い、ポリエステルＢとして実施例
１の、共重合ポリエステル（２）を用いた。該ポリエス
テルA,Bを実施例１と全く同様に乾燥，押出し，製膜を
行ない、ポリエステルＡの層が23μm,Bの層が２μｍの
フィルムを得た。

上記実施例，比較例で得られたフィルムの物性を表１
にまとめて示す。

比較例１のフィルムは、ポリエステルＢの組成が本発
明の構成要件を満たしていない為、比較的低い引張強度
でヒートシール部の凝集破壊が発生し、十分なヒートシ
ール強度が得られなかった。

これに対し、実施例のフィルムではヒートシール部の
凝集破壊の発生する強度が高く、十分なヒートシール強
度が得られた。

〔発明の効果〕 上記記載の如く、本発明のフィルムは、ヒートシール
強度に優れ、包装用，電絶用，一般工業用等の用途に幅
広く用いることが可能であり、従って、本発明の工業的
価値は大である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエステルＡの片面に易ヒートシール層
   としてポリエステルＢが積層されてなるフィルムにおい
   て、ポリエステルＢが、エチレンテレフタレート単位を
   主体とし、一種以上の共重合成分を６〜40モル％含有し
   た共重合ポリエステルよりなり、且つ、ポリエステルＡ
   が、エチレンテレフタレート単位を主体とし、ポリエス
   テルＢを構成する共重合成分の少なくとも一成分を0.5
   〜５モル％含有した共重合ポリエステルよりなることを
   特徴とする易ヒートシール性積層ポリエステルフィル
   ム。