JP4076267B2 - 易引裂性ポリエステルフィルム及びその製造方法 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエステルフィルムの優れた強度、寸法安定性、透明性を併せ持つと共に、高いガスバリヤ性を有し、しかも、食品、医薬品、雑貨等の包装材料に求められる引裂直進性を有する易引裂性二軸延伸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】
食品、医薬品、雑貨等の包装には、各種のプラスチックフィルム製包装袋が大量に使用されており、賞味期間、賞味期限などをより長く保存することが求められ、ガスバリヤー性を有するフィルムの需要が増加している。
包装袋用として用いられる積層フィルムとしては、通常、二軸延伸されたプラスチックフィルムとヒートシール可能な無延伸フィルムをラミネートしたものが一般的である。二軸延伸ポリエステルフィルムは強度、寸法安定性、保香性に優れているが、長期保存が求められる食品包装用途には、酸素、水蒸気バリヤー性の向上が必要となり、ポリ塩化ビニリデン系共重合体(PVDC)をコートしたフィルムが幅広く使用されている。
【0003】
また、包装袋に要求される特性として、強度と開封するときの易引裂性の一見相反すると思われる二つの特性を兼備していることが要求される。
開封性を良くするためにノッチを付与する方法があるが、ノッチから引き裂いた際に直線的に引き裂けない現象がしばしば発生し、内容物が飛散して無駄になるばかりでなく、クッキーなどの軟らかい菓子は、開封時に割れたり、内容物が液体の場合には衣服を汚したりするトラブルが起こる場合がある。
【0004】
フィルムを引き裂いた際に直線性に優れる易開封性材料としては、一軸延伸ポリオレフィンフィルムを中間層としてラミネートしたものがある。このようなものとしては、たとえば、二軸延伸ポリエステルフィルム/一軸延伸ポリオレフィンフィルム/無延伸ポリオレフィンフィルムの3層ラミネートフィルムがあるが、わざわざ中間層を設けなければならずコスト的に問題があり、用途が限定されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点を解決しようとするものであり、優れたガスバリヤー性を有すると共に、易引裂性に優れた延伸フィルム、及びその延伸フィルムを用いて製袋した易開封性に優れた包装袋を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはこのような課題を解決するために鋭意検討した結果、PETに特定のポリエステル樹脂を配合した組成物を用いて製造したポリエステルフィルムにPVDC層を積層した積層フィルムが、上記の課題を解決することができることを見出し本発明に到達した。
【0007】
すなわち、本発明の要旨は、次の通りである。
ポリブチレンテレフタレートと分子量600〜4,000のポリテトラメチレングリコールを溶融混練して得られる、ポリテトラメチレングリコール単位5〜20重量%を含有したポリブチレンテレフタレート(変性PBT)と、ポリエチレンテレフタレート(PET)とを、PET/変性PBT=70/30〜95/5(重量比)の割合で混合した原料を用いて製造した二軸延伸ポリエステルフィルムの少なくとも片面にポリ塩化ビニリデン系共重合体層を積層した易引裂性ポリエステルフィルム。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明におけるPETは、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とからのエステル交換反応法、あるいは、テレフタル酸とエチレングリコールとからの直接エステル化法によりオリゴマーを得た後、溶融重合、あるいはさらに固相重合して得られるが、本発明の効果を損ねない範囲であれば他の成分を共重合することができる。
【0009】
他の共重合成分としては、シュウ酸、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、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、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、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、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリエチレングリコール、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などのグリコール、ビスフェノールAやビスフェノールSなどのエチレンオキシド付加体、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、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多官能化合物が挙げられる。
【0010】
本発明において用いられるポリテトラメチレングリコール(PTMG)の分子量は、好ましくは600〜4,000、さらに好ましくは1,000〜3,000である。
分子量が600未満の場合や、4,000を超える場合には、フィルムの引裂直線性が低下する発現しないことがあり、また、分子量が4,000を超える場合には、機械的強度、寸法安定性、ヘーズなどの性能が低下し、また、安定したフィルムの引裂直線性が発現しない。
【0011】
本発明のフィルムにおいて、変性PBTを構成するPTMG単位の含有量は5〜20重量%であり、好ましくは10〜20(重量%)、さらに好ましくは10〜15(重量%)である。
PTMGの含有量が5重量%未満の場合には、得られるフィルムの引裂直線性が発現せず、20重量%を超える場合には、得られるフィルムの機械的強度、寸法安定性、ヘーズなどの性能が低下し、また、安定したフィルムの引裂直線性を得ることが困難となる。また、PTMGの含有量が20重量%を超える場合には、特に量産スケールで生産した場合に押出時にフィルムが脈動する現象(いわゆるバラス現象)が発現することがありフィルムの厚み斑が大きくなるという問題が発生する。
【0012】
本発明におけるポリエステルフィルムを製造するためには、PETと変性PBTの混合比率を、PET/変性PBT=70/30〜95/5(重量比)とすることが必要であり、好ましくは80/20〜90/10(重量比)、さらに好ましくは85/15〜90/10(重量比)である。
変性PBTの混合比率が5重量%未満の場合には引裂直線性が得られず、30重量%を超える場合には、機械的強度、寸法安定性、ヘーズなどの性能が低下して実用性能に問題が生じるとともに、厚み斑も大きくなり引裂直線性も低下する。
【0013】
本発明における変性PBTは、PBTとPTMGを溶融混練することによって得ることができる。
【0014】
本発明のフィルムには、本発明の効果を損ねない範囲であれば、他の熱可塑性樹脂、例えばポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート等を混合することができる。
また、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、界面活性剤、顔料、蛍光増白剤等、さらにシリカ、炭酸カルシウム、酸化チタン等の無機粒子、アクリル酸、スチレンなどを構成成分とする有機粒子を必要に応じて適宜含有してもよい。
【0015】
本発明において用いられるPVDCとしては、塩化ビニリデンホモポリマーや、塩化ビニリデンにアクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、塩化ビニル、グリシジルメタクリレート、メチロールメタクリレートなどの成分を一種以上共重合したものが用いられる。
【0016】
本発明におけるPVDCからなる層を形成する方法としては、PVDCの有機溶剤溶液又は水性分散液に、必要により滑剤や帯電防止剤を配合したものを乾燥後の固形分として0.1〜5.0 g/m2 、好ましくは0.2〜2.0g/m2となるようにコーティングする方法がある。
上記の塗布厚さが0.1 g/m2 未満では、高湿度下におけるガスバリヤー性が不十分であり、5.0g/m2を超えると操業性及びコスト面で問題がある。
コーティング方法としては、本発明におけるポリエステルフィルムにPVDCの有機溶剤溶液又は水性分散液をコーティングするポストコート法、あるいは、未延伸のポリエステルフィルムにコーティングした後、延伸するプリコート法がある。
【0017】
本発明のポリエステルフィルムは、プリコート法を用いて製造することにより、ベースのポリエステルフィルムとPVDC層との密着性を高めることができ、また、PVDC層の厚みを薄くすることができるので、得られる積層フィルムの引裂直線性が向上する。また、プリコート法はポストコート法に比べて生産性がよく、経済的に優れている。
【0018】
本発明のポリエステルフィルムを製造する具体例としては、例えば、PBTとPTMGを所定の配合比でブレンドした後、二軸押出機を使用して溶融混練したものをチップ状にペレタイズして得られた変成PBTと、PETチップを混合したものを押出機に投入し、加熱溶融した後、T−ダイのダイオリフィスからシート状に押し出し、静電印加キャスト法などにより冷却ドラムで冷却した未延伸フィルムを製造する。
【0019】
続いて、得られた未延伸フィルムにPVDCをコートし、50〜150℃で乾燥後、70〜180℃で縦横方向にそれぞれ3.0〜5.0倍の倍率で同時または逐次二軸延伸し、その後、温度210〜245℃で熱処理、弛緩処理することによって製造することができる。
【0020】
本発明で得られる二軸延伸フィルムを包装袋用として使用する場合には、ヒートシール性を付与するためにポリエチレン、ポリプロピレン,エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー等のシーラントとよばれる無延伸フィルムと積層して用いられる。
また、本発明のポリエステルフィルムに延伸ナイロンフィルムや他のプラスチックフィルム、紙、アルミ等の金属箔などを積層して用いることもできる。
【0021】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
なお、実施例及び比較例における各種物性の評価法は、次の通りである。
【0022】
(1)原料
N6:ユニチカ社製 A1030BRF
PVDC:旭化成工業社製 サランラテックス L529B
(2)測定法
引裂直線性;
積層フィルムより、ポリエステルフィルムの長手方向(MD方向)に205mm、幅方向(TD方向)に10mmの短冊状のフィルム片を切り出し、このフィルム片の一方の短辺の中央部に長さ5mmの切込みを入れた試料を10本作製する(図1)。
次に、切込みよりMD方向に手で引き裂き、図2(a) のように、引裂伝播端が切込みを入れた辺に向かい合う短辺に到達した試料本数をMD方向の引裂直線性の評価値とした。評価値8以上のものを○、7〜5を△、4以下を×とした。
酸素透過度(cc/m2 ・24hr・atm );
JIS K−7129 に準じて、モダンコントロール社製、OX−TRAN100型を用いて温度20℃、湿度100%RHの条件下で測定した。
水蒸気透過度(g/m2・24hr) ;
JIS K−7129 に準じて、モダンコントロール社製、PARMATRAN W3/31を用いて温度40℃、湿度90%RHの条件下で測定した
相対粘度;
フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒として、濃度0.5g/dl、温度20℃で測定した。
密着強力;
PVDC層を有するポリエステルフィルムと、PVDC層側に積層したシーラントフィルムをラミネートしたフィルムを15mm×70mmの寸法にカットし、ポリエステルフィルムとシーラントフィルムとの界面を剥がし、島津製作所社製オートグラフ(AG100)を用いて、温度20℃、湿度65%RHの条件下で測定した。
開封性;
袋の開口部に設けた切れ目から手で引き裂き、直線的に引き裂けたものを優、ほぼ直線的に引き裂けたものを良、引裂ができなかったり斜め方向に引き裂けたものを不良とした。
【0023】
実施例1〜3
PBTと分子量2,000のPTMGを、PBT/PTMG=85/15(重量比)の割合でチップ混合したものを二軸押出機で溶融混合して、チップ化して変成PBT(相対粘度1.36)を調整した。
次に、得られた変成PBTとPETを15/85(重量比)の割合でチップ混合したものを、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密着急冷させ、厚さ130μmの未延伸シートを得た。
次に、得られた未延伸シートの片面にPVDCラテックスをコーティングした後、乾燥し、シートの端部をテンター式同時二軸延伸機のクリップに保持させ、温度100℃でMD,TDにそれぞれ3.3倍に延伸した後、TD方向の弛緩率を5%として、温度約230℃で熱セットを施し室温まで徐冷し、表1に示した厚みのPVDCがコートされた厚さ13μmの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
得られたフィルムの性能を表1に示した。
【0024】
実施例4
実施例1で得られた未延伸シートにPVDCラテックスをコーティングしないで、実施例1と同様にして二軸延伸して、厚さ12μmの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
得られた二軸延伸フィルムにPVDCラテックスをコーティングし、表1に示した厚みのPVDCがコートされた二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
得られたフィルムの性能を表1に示した。
【0025】
比較例1
PVDCラテックスをコーティングしない以外は実施例1と同様にして二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
得られたフィルムの性能を表1に示した。
【0026】
比較例2〜7
変性PBTの組成、変性PBTとPETとの混合比を表1に示したように変更した以外は、実施例1と同様にして二軸延伸して、厚さ13μmの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
得られたフィルムの性能を表1に示した。
【0027】
実施例5〜8、比較例8〜14
実施例1〜4、比較例1〜7で得られた二軸延伸フィルムの片面に、厚み60μmの無延伸ポリエチレンをドライラミネート法でラミネートし、このラミネートフィルムを用いて15mm×20mmの大きさの三方袋を作製した。
この袋のシール部にノッチを入れMD方向に引裂いた時の開封性の良否の評価、及びポリエステルフィルムとシーラントフィルムとの密着強力を測定した結果を表2に示した。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリエステルの優れた強度、寸法安定性、透明性、保香性を持つと共に、高いガスバリヤー性を有し、しかも食品、医薬品、雑貨などの包装材料として好適な引裂直進性を有する二軸延伸ポリエステルフィルムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】積層フィルムの引裂直線性評価に用いた試験片の形状を示す。
【図2】引裂試験における引き裂き後の試験片の形状を示す図であり、(a)は引裂直線性が良好な試料の引き裂き後の試験片の例、(b)は引裂直線性が不良な試料の引き裂き後の試験片の例を示す。
Claims (3)
- ポリブチレンテレフタレートと分子量600〜4,000のポリテトラメチレングリコールを溶融混練して得られる、ポリテトラメチレングリコール単位5〜20重量%を含有したポリブチレンテレフタレート(変性PBT)と、ポリエチレンテレフタレート(PET)とを、PET/変性PBT=70/30〜95/5(重量比)の割合で混合した原料を用いて製造した二軸延伸ポリエステルフィルムの少なくとも片面にポリ塩化ビニリデン系共重合体層を積層した易引裂性ポリエステルフィルム。
- 少なくとも1層に請求項1記載の易引裂性ポリエステルフィルムを有するフィルム又は積層フィルムに、シーラントフィルムを積層した後、ポリエステルフィルムの長手方向が引裂方向となるように製袋した易開封性包装袋。
- ポリブチレンテレフタレートと分子量600〜4,000のポリテトラメチレングリコールを溶融混練して得られる、ポリテトラメチレングリコール単位5〜20重量%を含有したポリブチレンテレフタレート(変性PBT)と、ポリエチレンテレフタレート(PET)とを、PET/変性PBT=70/30〜95/5(重量比)の割合で混合した原料を用いて溶融押出することにより得られた未延伸フィルムの少なくとも片面にポリ塩化ビニリデン系共重合体ラテックスをコートした後、縦及び横方向に二軸延伸することを特徴とする易引裂性ポリエステルフィルムの製造方法。
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