JP3326993B2 - 易切断性ポリエステルフィルムおよび易切断性ポリエステルフィルム複合体 - Google Patents

易切断性ポリエステルフィルムおよび易切断性ポリエステルフィルム複合体

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は強度がありながら、必要
に応じて容易に切断することのできるフィルムに関する
もので、特に包装用途における易カット性、易開封性、
ひねり性などの特性を有したフィルムなどに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】上記目的のために、ポリエステルの代表
であるポリエチレンテレフタレート(PET)のフィル
ム厚さを薄くしたり、分子量を低下させたり、他の非相
溶性ポリマーをブレンドしたりして、対処されてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような厚さや分子量、さらにはブレンド体を変更する
ことでは、適度な強度と、必要な時の易切断性・易開裂
性・易開封性とを両立することができない。すなわち、
強度を大きくすると易切断性などに劣り、逆に易切断性
にすると強度が弱くて実用に供しないという欠点があっ
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、特定の新しいポリエステルを用いればよいことを見
い出した。すなわち、ポリプロピレンテレフタレートか
らなるポリエステルフィルムに於て、該フィルム中のカ
ルボキシル末端基数が40eq/t以下であることを特
徴とする易切断性ポリエステルフィルムである。
【0005】本発明に用いられるポリプロピレンテレフ
タレートはテレフタル酸を主たる酸成分とし、1,3−
プロパンジオールを主たるグリコール成分とするポリエ
ステルであるが、これら酸成分および/またはグリコー
ル成分の20モル%以下好ましく15モル%以下の範囲
でイソフタル酸、フタル酸、ジフェニル−4,4′−ジ
カルボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナフ
タレン−2,7−ジカルボン酸、ナフタレン−1,5−
ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−4,4′−ジカル
ボン酸、ジフェニルスルホン−4,4′−ジカルボン
酸、ジフェニルエーテル−4,4′−ジカルボン酸、マ
ロン酸、1,1−ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタ
ル酸、アジピン酸、セバチン酸、デカメチレンジカルボ
ン酸の如き酸成分、エチレングリコール、テトラメチレ
ングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチ
ルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ハイドロ
キノン、ビスフェノール−Aなどの如きグリコール成分
や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、ポリエチレングリ
コール−プロピレングリコール共重合体等を共重合した
共重合ポリエステルであってもよい。
【0006】本発明におけるポリエステルは従来公知の
方法で、例えばジカルボン酸とグリコールの反応で直接
低重合度ポリエステルを得る方法や、ジカルボン酸の低
級アルキルエステルとグリコールとを従来公知のエステ
ル交換触媒である、例えばナトリウム、カリウム、マグ
ネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム.チタ
ン、ジルコニウム、マンガン、コバルトを含む化合物の
一種または二種以上を用いて加熱反応させ低重合度ポリ
エステルを得ることができ、得られた低重合度ポリエス
テルは、重合触媒の存在下で減圧下200〜260℃で
加熱重合が行なわれる。
【0007】好ましい重合触媒としては三酸化アンチモ
ン、五酸化アンチモンのようなアンチモン化合物や二酸
化ゲルマニウムで代表されるようなゲルマニウム化合物
や、特に好ましい重合触媒としてはチタン化合物が挙げ
られる。
【0008】チタン化合物は、例えばテトラアルキルチ
タネート、テトラアリールチタネート、シュウ酸チタニ
ル塩類、シュウ酸チタニル、チタンを含むキレート化合
物、チタンのテトラカルボキシレート等であり、具体的
にはテトラエチルチタネート、テトラプロピルチタネー
ト、テトラフェニルチタネートまたはこれらの部分加水
分解物、シュウ酸チタニルアンモニウム、シュウ酸チタ
ニルカリウム、チタントリスアセチルアセトネート等を
挙げることができる。
【0009】なお、ポリエステルは溶融重合後これをチ
ップ化し、180〜220℃で減圧下または窒素などの
不活性気流中、固相重合することもできる。
【0010】また、本発明のポリエステルフィルムは、
無機粒子、有機粒子、架橋高分子粒子などの公知の粒子
を添加して製造時、加工時、使用時の走行性やハンドリ
ング性を向上させることができる。
【0011】無機粒子としては特に限定されないが炭酸
カルシウム、カオリン、タルク、炭酸マグネシウム、炭
酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、リン酸リ
チウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、酸化
アルミニウム、酸化ケイ素.酸化チタン、酸化ジルコニ
ウム、フッ化リチウム等が挙げられる。
【0012】有機塩粒子としては、蓚酸カルシウムやカ
ルシウム、バリウム、亜鉛、マンガン、マグネシウム等
のテレフタル酸塩などが挙げられる。
【0013】架橋高分子粒子としては、ジビニルベンゼ
ン、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸
もしくはメタクリル酸のビニル系モノマの単独または共
重合体が挙げられる。その他、ポリテトラフルオロエチ
レン、ベンゾグアナミン樹脂、熱硬化エポキシ樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性尿素樹脂、熱硬化性フ
ェノール樹脂などの有機微粒子も好ましく用いられる。
【0014】本発明のポリエステルフィルムは、その用
途に応じて結晶核剤、酸化防止剤、着色防止剤、顔料、
染料、紫外線吸収剤、離型剤、易滑剤、難燃剤、帯電防
止剤、ポリシロキサン等を配合することができる。
【0015】本発明フィルム中のカルボキシル末端基数
は40eq/t以下、好ましくは5〜25eq/tの範
囲内になければならない。カルボキシル末端基数が40
eq/tを超えるとフィルムの強度と易切断性・易開封
性とが両立できなくなるためである。
【0016】本発明のポリエステルに他のポリエステ
ル、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポ
リブチレンテレフタレート(PBT)、ポリヘキサンテ
レフタレート(PHT)、ポリエチレンナフタレート
(PEN)、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレ
ート(PCT)、ポリヒドロキシベンゾエート(PH
B)およびそれらの共重合体などが代表的であるが、用
途・目的に応じて任意にブレンドすることができる。ブ
レンド量としては、本発明フィルム中のポリプロピレン
テレフタレート(PPT)の量が50%以上である様に
するのがよいが必ずしもこれに限定されるものではな
い。
【0017】本発明のポリエステルフィルムは分子配向
していなくてもよいが、本発明の目的から考えて分子配
向しているのがよい。用途にもよるが、一方向に易切断
性のいる時は一軸配向がよく、易開封性や易ひねり性な
どの特性のいる時は二軸配向がよい。配向させる方法
は、フィルムの製膜方法として公知のロール式縦延伸
機、テンタークリップ式横延伸機、チューブラ延伸機、
オーブン式縦延伸機、同時二軸テンター延伸機などがあ
るが特に限定されるものではない。二軸配向の程度は用
途によっても異なるため特に限定はしない。二軸配向し
ている特徴はベンゼン面が選択的にフィルム面に平行に
配向していることや、面内の屈折率の分布が十字架状に
90゜ずつ屈折率が極大値を示すことである。
【0018】また本発明フィルムの少なくとも片面に他
のフィルム、布、不織布、紙、金属などを積層して、本
発明の効果をさらに高めてもよい。
【0019】本発明フィルムの厚さは用途によっても変
わるが、1〜500μmが好ましく、さらに好ましくは
4〜125μmの範囲のものがよく用いられる。
【0020】次に本発明フィルムの製造方法について述
べるが必ずしもこれに限定されるものではない。前述し
たように公知の方法でポリプロピレンテレフタレートを
重合させ、小片に切断してそのまま、あるいは他のポリ
マーとブレンドしたのちに、二軸ベント式押出機に供給
後、該ポリマーの融点以上で溶融させTダイ口金から溶
融ポリマーシートを吐出させる。該シートに静電荷を印
加させながら、冷却されたキャスティングドラムに密着
冷却固化させる。必要に応じて40〜80℃で、縦方向
にロール式縦延伸機で2〜6倍延伸する。さらに必要な
場合はステンター内で2〜6倍延伸し、120〜200
℃で熱処理をしてもよい。もちろん、本発明フィルムの
製膜工程中で他のフィルムと共押出し法や押出ラミネー
ト法によってラミネートしてもよいし、製膜後、接着剤
などでラミネートしてもよい。
【0021】
【物性値の評価法】
(1)カルボキシル末端基数 Maurice−Hwzingaのクレゾール溶解法
(Anal,Chem,Acta,22 363(19
60))で求めた。
【0022】(2)フィルムの易切断性 シャルピー衝撃強さの大小で表わした。
【0023】良好○:0〜15(kg・cm/mm2 ) 可 △:16〜20(kg・cm/mm2 ) 不可×:21(kg・cm/mm2 )〜
【0024】(3)フィルムの強度 破断強度の大小で表わした。
【0025】実用強さ良好○:11(kg/mm2 )〜 実用強さ可 △:6〜10(kg/mm2 ) 実用強さなし×:0〜5(kg/mm2
【0026】(4)シャルピー衝撃強さ ASTM D−256にしたがって25℃での値を求め
た。
【0027】(5)フィルムの極限粘度[η] フィルムを100℃のo−クロルフェノールに溶解し2
5℃でオストワルド粘度計を用いてASTM−D−16
01によって求めた。
【0028】
【実施例】
実施例1 テレフタル酸81重量部と1,3−プロパンジオール7
4重量部およびテトラブチルチタネート0.08重量部
を反応缶に仕込み缶内の温度を150℃から190℃ま
で30分以後3時間を要して230℃まで昇温し、留出
する水を系外に除去し、実質的なエステル化反応を終了
させた。得られた反応物にテトラブチルチタネートを
0.03重量部を追添加するとともに、平均径1.1μ
mの真球状コロイダルシリカをポリマ当り0.15%に
なる様添加し、230℃常圧から徐々に減圧、昇温し6
0分を要して250℃、0.5mmHgに到達させた。
重合反応を4時間20分行った。得られたポリマの極限
粘度は0.83、COOH末端基は12eq/tであっ
た。
【0029】上記ポリプロピレンテレフタレートポリマ
ーを常法により160℃で2時間真空乾燥させたのち、
250mm押出機に供給し、265℃で溶融させたの
ち、Tダイ口金から吐出させ、静電荷を印加させなが
ら、25℃に冷却したキャスティングドラムに密着冷却
固化させた。該キャストフィルムを60℃に加熱された
ロールに巻きつけ加熱後、長手方向に3.2倍延伸後、
40℃以下に冷却し、つづいて50℃に加熱されたテン
ター内で3.3倍幅方向に延伸し、一旦50℃以下冷却
したのち195℃で幅方向に5%リラックスさせながら
熱処理し、さらに120℃で幅方向に3%リラックスさ
せた。かくして得られた二軸延伸フィルムの厚さは12
μmであり、その特性は以下の通りである。
【0030】
【表1】 このように得られたフィルムの強度は高く、しかもフィ
ルムは易切断性にすぐれているという特性を示す。この
ことから本発明フィルムは、一般包装用途のみならず、
特に易開封性、易切断性、ひねり性の求められる分野に
有効である。さらにフィルム厚さを2μm以下と薄くす
ると感熱孔版マスター用のフィルムとしても有効であ
る。
【0031】実施例2〜実施例4、比較例1 実施例1で用いた原料のカルボキシル末端基数を変更す
る以外は、実施例1と同様にして二軸配向ポリプロピレ
ンテレフタレートフィルムを作った。得られた特性を比
較して示す。
【0032】
【表2】 このようにフィルムのカルボキシル末端基数が40eq
/t以下、好ましくは5〜25eq/tの範囲が易切断
性と強度とが両立することがわかる。
【0033】比較例2、比較例3 ポリエチレンテレフタレート([η]=0.63、カル
ボキシル末端基数変更)を用い、常法により180℃で
2時間真空乾燥後、押出機に供給し285℃で溶融させ
Tダイ口金から吐出させた。静電荷を印加させながら2
5℃に冷却したドラムに密着冷却固化させキャストシー
トを得た。該シートを95℃に加熱されたロール上で長
手方向に3.8倍延伸後、さらに90℃加熱されたテン
ター内で4倍延伸、230℃および160℃で熱処理し
た。かくして得られたフィルム厚さは12μmであり、
その特性は次の通りである。
【0034】
【表3】 このようにシャルピー衝撃強さが約1/2と低下しても
フィルムの易切断性は得られないことがわかる。
【0035】実施例5〜実施例7 実施例1のポリプロピレンテレフタレート100重量部
のポリマーに対して比較例2で用いたポリエチレンテレ
フタレートを25、50、100重量部ブレンドする以
外は実施例1と全く同様にして二軸延伸フィルムを得
た。
【0036】
【表4】 このように得られたフィルムは易切断性と強度とを両立
したフィルムであった。
【0037】実施例8 実施例1と同様の方法でポリエチレングリコール(分子
量20000)を15重量%添加した。ポリプロピレン
テレフタレート−ポリエチレングリコール添加ポリマを
得た。
【0038】得られたポリマの極限粘度は0.93、カ
ルボキシル末端基10.2eq/tであった。かくして
得られたポリマーを実施例1と同様にして厚さ12μm
の二軸延伸フィルムを得た。
【0039】得られたフィルムの特性は次の通りであ
る。
【0040】
【表5】 このフィルムも強度と易切断性にすぐれている特性を有
する。
【0041】実施例9 実施例1で得られた12μmのポリエステルフィルムの
片面に厚さ7μmのAl箔をウレタン系の接着剤で貼り
付け、さらにそのAl箔上に低密度ポリエチレン(メル
トインデックス70)を厚さ15μmになる様、280
℃で押出ラミネートして3層構成の複合体とした。
【0042】該複合体のポリエチレン面を内面とする様
にしてコーナー部を200℃でヒートシールによってシ
ールし、包装袋とした。該複合体は、易切断性を有する
ことはもちろんのこと、酸素などのガスバリア性や遮光
性を有した優れた包装体であった。
【0043】実施例10 実施例1で得られた2μmのポリエステルフィルムの片
面に厚さ40μmの和紙(目付9.2g/m2 )をウレ
タン系の接着剤で貼り付け、さらに該ポリエステルフィ
ルムの逆の面にシリコーン離型剤(東レ・ダウコーニン
グ・シリコーン(株)製SC552)をコーティングし
て感熱孔版印刷原紙を作成した。
【0044】該原紙を理想科学(株)製デジタル印刷機
“リソグラフ”RC115を用いて印刷原紙を作成した
ところ、均一な開孔が認められ、印刷したものは鮮明
で、濃淡分布もすぐれており、美しい印刷ができる。
【0045】
【発明の効果】本発明のフィルムは強度がありながら、
必要に応じて容易に切断することができ、特に包装用途
における易カット性、易開封性、ひねり性などの特性を
有したフィルムとなると共に、他の素材とラミネートす
ることにより、ガスバリア性や遮光性などの実用性のあ
る複合体となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 63/00 - 63/91 C08J 5/18

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリプロピレンテレフタレートからなる
    ポリエステルフィルムにおいて、該ポリエステルフィル
    ム中のカルボキシル末端基数が40eq/t以下である
    ことを特徴とする易切断性ポリエステルフィルム。
  2. 【請求項2】 ポリエステルフィルムが二軸配向フィル
    ムであることを特徴とする請求項1に記載の易切断性
    リエステルフィルム。
  3. 【請求項3】 ポリエステルが、他のポリエステルとの
    ブレンド体であることを特徴とする請求項1または請求
    項2に記載の易切断性ポリエステルフィルム。
  4. 【請求項4】 ポリプロピレンテレフタレートからなる
    ポリエステルフィルムにおいて、該ポリエステルフィル
    ム中のカルボキシル末端基数が40eq/t以下である
    ポリエステルフィルムの少なくとも片面に他のフィル
    ム、布、不織布、紙、金属を積層したことを特徴とする
    易切断性ポリエステルフィルム複合体。
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