JP4842505B2 - 引き裂き性の良好なポリエステル系樹脂フィルム - Google Patents

Description

本発明は延伸ポリエステル系フィルムに関する。更に詳しくは、透明性、耐熱性、バリア性等を失うことなく実用面の特性を維持し、良好な引き裂き性を具備した包装用フィルムやテープ用フィルムとして、或いはＰＴＰ包装や飲料のパックの開封口として有用なポリエステル延伸フィルムに関するものである。

従来から、切断性の優れたフィルムとしては、セロハンが知られている。セロハンは、その優れた透明性と易切断性、ひねり固定性等の特性により各種包装材料、粘着テープ用として重用されている。しかし、一方ではセロハンは吸湿性を有する為に特性が季節や、保管状態、或いは加工時の雰囲気により変動し一定の品質のものを常に供給することは困難であった。

また、ポリエチレンテレフタレートをベースフィルムとした包装用袋や粘着テープなどは、延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムの強靭性、耐熱性、耐水性、透明性などの優れた特性から用いられているが、これらの優れた特性を有する反面、切断しにくく、包装用袋の口を引き裂き難い欠点や、粘着テープが切り難い欠点があった。

上記問題を解決する方法として、一軸方向に配向させたポリエステルフィルムやジエチレングリコール成分などを共重合させたもの、低分子量のポリエステル樹脂を用いるもの、或いはポリエステル樹脂層（Ａ）の少なくとも片面に、ポリエステル樹脂層（Ａ）の融点よりも１０℃以上高い融点を有し、かつ全厚みに対し５％以上、６０％以下の厚みのポリエステル樹脂層（Ｂ）を積層した未延伸積層フィルムを少なくとも一軸延伸後にポリエステル樹脂層（Ａ）の融点より１０℃低い温度以上、かつポリエステル樹脂層（Ｂ）の融点未満の温度で熱処理することを特徴とする引き裂き性とひねり性の良好なポリエステルフィルムの製造方法などが提案されている。（特許文献１〜４参照）
特公昭５５−８５５１号公報 特公昭５６−５０６９２公報 特公昭５５−２０５１４公報 特開平５−１０４６１８公報

しかしながら、上記従来技術において一軸方向に延伸させる方法は、配向方向へは直線的に容易に切れるが配向方向以外には切れ難く、またジエチレングリコール成分などを多量に共重合させる方法は共重合によりポリエチレンテレフタレート本来の特性が失われるという欠点を有している。更に、低分子量のポリエステル樹脂を用いる方法は、延伸工程での膜破れのトラブルが発生しやすくなり実用的でなかった。

またポリエステル樹脂層（Ａ）の少なくとも片面に、ポリエステル樹脂層（Ａ）の融点よりも１０℃以上高い融点を有し、かつ全厚みに対し５％以上、６０％以下の厚みのポリエステル樹脂層（Ｂ）を積層した未延伸積層フィルムを少なくとも一軸延伸後にポリエステル樹脂層（Ａ）の融点より１０℃低い温度以上、かつポリエステル樹脂層（Ｂ）の融点未満の温度で熱処理する方法では、ポリエステル樹脂層（Ａ）が脆化し、製膜直後と加工時とでフィルムの特性の変化が生じ、加工時の張力変動や巻替時に破断するという障害が発生した。

本発明は従来技術の課題を背景になされたもので、ポリエステルフィルムの優れた特性である耐熱性、耐寒性、防湿性、透明性、保香性等を有し、且つ易切断性を得る事を課題とするものである。

本発明者らは上記課題を解決する為、鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、融点の異なる２種類以上のポリエステル樹脂層が積層されてなるポリエステル系フィルムであって、突き刺し強度が８．０Ｎ以下であることを特徴とする引き裂き性の良好なポリエステル系樹脂フィルムである。

この場合において、前記ポリエステル樹脂層の少なくとも片面に、該ポリエステル樹脂層の融点よりも１０℃以上高い融点を有するポリエステル樹脂層を積層し、少なくとも１軸延伸してなることが好適である。

この場合において、前記フィルムの長手方向の引っ張り破断伸度が５０％以上であることを特徴とすることが好適である。

本発明によるポリエステル系樹脂フィルムは、耐熱性、耐寒性、防湿性、透明性、保香性等に優れ、且つ安定した易切断性を有するフィルムを安価に製造する事が出来るという利点を有する。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に於けるポリエステル樹脂フィルム、は融点の異なる２種類以上のポリエステル樹脂層からなるポリエステル系フィルムであり、それぞれの層に使用されるポリエステル樹脂層は、結晶性ポリエステル樹脂或いは非晶性ポリエステル樹脂より選ばれる。

例えば、融点の高い側のポリエステル樹脂としては、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、ポリエチレンナフタレート、あるいはそれらの構成成分を主成分とする共重合体等が用いることができ、好ましくはテレフタル酸を主なる酸成分とし、エチレングリコールを主たるアルコール成分とするポリエステルであり、さらに好ましくは、テレフタル酸が９５ｍｏｌ％以上、エチレングリコールが９５ｍｏｌ％以上からなるポリエステルである。

また、融点の低い方のポリエステル樹脂としては、テレフタル酸−イソフタル酸−エチレングリコール共重合体、テレフタル酸−エチレングリコール−ネオペンチルグリコール共重合体等のテレフタル酸およびエチレングリコールを主成分とし、他の酸成分および／または他のグリコール成分を共重合成分として含有するポリエステルが好ましい。他の酸成分としては、脂肪族の二塩基酸（例えば、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸）や芳香族の二塩基酸（例えば、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、５−第３ブチルイソフタル酸、２，２，６，６−テトラメチルビフェニル−４，４−ジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，１，３−トリメチル−３−フェニルインデン−４，５−ジカルボン酸）が用いられる。グリコール成分としては、脂肪族ジオール（例えば、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール）、脂環族ジオール（例えば、１，４−シクロヘキサンジメタノール）または芳香族ジオール（例えば、キシリレングリコール、ビス（４−β−ヒドロキシフェニル）スルホン、２，２−（４−ヒドロキシフェニル）プロパン誘導体）が用いられる。

なお、上記ポリエチレンテレフタレートの固有粘度は、好ましくは０．５５〜１．３ｄｌ／ｇであり、さらに好ましくは０．６０〜０．７４ｄｌ／ｇであり、これらの内より選ばれた融点の異なる２種類以上のポリエステル樹脂層が積層されてなることが好ましい。

さらに、本発明のフィルムの層構成は、フィルムの延伸工程での融着、粘着等の製膜性より、融点の高い層と融点の低い層の積層構成に於いて、フィルムの最外層を共に融点の高い層とすることが好ましい。

又、本発明のポリエステル樹脂層は、最も高い融点を示す層と、最も低い融点を示す層の融点の差が１０℃以上である事が好ましく、さらに好ましくは２０℃以上である。

該融点差が１０℃未満の場合、製膜工程に於いて、低融点のポリエステル樹脂層の配向を崩壊させる為に、該樹脂層の融点以上の温度に曝した際に、高融点のポリエステル樹脂層が軟化或いは溶融して、製膜が不安定となる。

更に、熱固定の温度が高融点のポリエステル樹脂層の融点以下に限定される為、該ポリエステル樹脂層の融点が低いと充分な熱固定を行なうことができず、熱収縮率が大きくなり好ましくない。従って高融点ポリエステル樹脂層としては、ポリエチレンテレフタレート、又はポリエチレンナフタレートが好ましい。

本発明に於いて、突刺強度は８．０Ｎ以下であることが好ましく、更に好ましくは６．０Ｎ以下であり、より好ましくは５．０Ｎ以下である。突刺強度が８．０Ｎを越える場合、フィルムの強度が強くなり、手で引き裂くことができなくなり好ましくない。

本発明に於いて、長手方向の破断伸度は２０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。破断伸度が２０％未満の場合、加工時の張力変化により破断することが危惧され、安定した加工が困難となる。

本発明に於いて、長手方向の破断伸度を５０％以上とする為に、低融点側の層にエラストマー成分を添加する事が好ましい、この場合のエラストマー成分としては、ガラス転移温度が２０℃以下であるものが好ましく、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンや、ポリテトラメチレングリコールを共重合したポリエステル等があげられ、ポリブチレンテレフタレートとポリテトラメチレングリコールの共重合体が好ましい。

本発明に於いて、延伸フィルムの厚みは包装用袋や粘着テープなどで使用されるフィルムの厚みは９μｍから４０μｍであるが、特に限定されるものではない。

本発明のポリエステルフィルムは、本発明の効果を阻害しない範囲で、公知の各種添加材、例えば、滑材、顔料、酸化防止剤、帯電防止剤等が添加されていてもよい。

次に、本発明フィルムの製造方法の一例を説明する。

高い融点を有する側のポリエステル樹脂層（Ａ）及び低い融点を有するポリエステル樹脂層（Ｂ）に用いる樹脂をそれぞれ調製し、それぞれを別の２台の押出機に供給し、それぞれの融点以上の温度で溶融押し出しし、複合アダプターを通過させ、２種３層（Ａ／Ｂ／Ａ）として口金より押し出し冷却固化させて未延伸積層フィルムを成形する。

ここでいう未延伸積層フィルムとは、共押出し法により積層した状態でダイス出口より押 出して未延伸フィルムを成形する方法が挙げられる。別の方法としては、複数の押出機の中で、融点以上の温度で別々に溶融し、ダイス出口から押し出して成形した未延伸フィルム同士を加温状態でラミネートする方法がある。

このように得られた未延伸積層フィルムをポリエステル樹脂層（Ａ）のガラス転移温度以上、ポリエステル樹脂層（Ｂ）の融点以下の温度でニ軸延伸を行なう。この際の延伸倍率は延伸面積で２〜３０倍、好ましくは９〜１６倍である。また延伸方式は逐次ニ軸延伸でも同時ニ軸延伸でもよい。

このように得られた積層フィルムをポリエステル樹脂層（Ｂ）の融点−５℃以上、ポリエステル樹脂層（Ａ）の融点未満の温度で熱固定を行なう。

本発明では、分子配向が消失した層と、分子配向を維持した層が存在することで、フィルムの強度と易カット性を両立させることができ、また、層構成や熱固定の状態を制御することで手切れ性をコントロールすることができる。

本発明では、突刺強度が８．０Ｎ以下とすることにより、生産・加工性に優れ、且つ優れた引き裂き性を有するフィルムが得られる。

次に実施例、及び比較例を用いて本発明を具体的に説明する。実施例および比較例における評価の方法については（ａ）及び（ｂ）の方法で行った。

（ａ）突刺強度：長手方向２００ｍｍ、幅方向２０ｍｍの試料を切り出す。引張試験機（島津製作所製オートグラフＡＧＣ−１ＫＮＧ型）を用い、試料を２つ折として、チャックからの長さが５０ｍｍとなるようにチャックに挟む。折り返し部分を直径０．７ｍｍの鋼球が突き刺すように、５０ｍｍ／ｍｉｎの速度にて引っ張り、突き刺して穴を開けた時の荷重を求める。測定はｎ＝５行い、最高値と最低値を除いた３点の平均にて求めた。

（ｂ）手切れ性
官能テストで行い、当該ポリエステルフィルム／／９μｍアルミニウム箔／１５μｍ押出しＬＤＰＥとラミネートして積層体を作成した後、ヒートシールにて製袋し、シール部分を手で切断した時の開封性で評価した。尚、袋を両手で持つ際には、３ｍｍ程度の間隔を持ち、長手方向、幅方向の両方で行った。
○：爪を立てることなく容易に開封できる
△：爪を立てることで容易に開封できる
×：爪を立てても容易に開封できない

（実施例１）
テレフタル酸−イソフタル酸−エチレングリコールからなる、融点が２２１℃、極限粘度０．６４ｄｌ／ｇのポリエステル樹脂９８重量％と、テレフタル酸−エチレングリコール−ポリテトラメチレングリコールからなる、融点が１７０℃、極限粘度０．７６ｄｌ／ｇのエラストマー２重量％からなる層（Ｂ）とテレフタル酸−エチレングリコールからなる、融点が２６５℃、極限粘度０．６２ｄｌ／ｇのポリエステル樹脂（Ａ）を、おのおの２８５℃の温度で別々の押出し機により溶融し、この溶融体を複合アダプターで合流させた後にＴダイより押出し、冷却ドラムで急冷して（Ａ／Ｂ／Ａ）構成の３層の未延伸積層フィルムを得た。

該未延伸積層フィルムを先ず縦方向に９５℃で３．８倍、次いで横方向に１１０℃で４．０倍に延伸した後、３％の弛緩を行ないつつ２２０℃の温度で熱処理を行い、Ａ層の厚みの合計が３．０μｍである１６μｍのフィルムを得た。得られたフィルムの突刺強度は４．５Ｎであり、手切れ性に優れていた。特性を表１に示す。

（実施例２）
実施例１と同じ原料、方法でＡ層の厚みの合計が８μｍに変更した１６μｍのフィルムを得た。得られたフィルムの得られたフィルムの突刺強度は７．２Ｎであり、手切れ性に優れていた。特性を表１に示す。

（比較例１）
実施例１と同じ原料、方法で、Ａ層の厚みのみ１２μｍに変更した１６μｍのフィルムを得た。かくして得られたフィルムの突刺強度は８．５Ｎであり、手切れ性に劣っていた。

（比較例２）
実施例１のポリエステル樹脂（Ａ）、（Ｂ）の極限粘度をそれぞれ、０．７４、０．７６ｄｌ／ｇとした以外は実施例１と同様な方法でＡ層の厚みの合計が８μｍである１６μｍのフィルムを得た。かくして得られたフィルムの突刺強度は９．５Ｎであり、手切れ性に劣っていた。

（比較例３）
ポリエステル樹脂層（Ａ）、及び（Ｂ）として、テレフタル酸−エチレングリコールからなる融点が２６５℃、極限粘度０．６２ｄｌ／ｇのポリエステル樹脂を用いた以外は、実施例１と同様に１６μｍのフィルムを得た。かくして得られたフィルムは、突刺強度が１０．５Ｎであり、手切れ性に劣っていた。

実施例１、２、比較例１〜３で得られたフィルムの評価結果を表１に示す。

実施例１、２、比較例１〜３より明らかなように、融点の異なる２種類以上のポリエステル樹脂層が積層されてなるポリエステル系フィルムよりなる、突き刺し強度が８．０Ｎ以下であるポリエステル系樹脂フィルムは、優れた手切れ性を有することが解る。

本発明のポリエステル系樹脂フィルムは、優れた手切れ性を有し、包装用フィルムやテープ用フィルムとして、或いはＰＴＰ包装や飲料のパックの開封口として幅広い用途分野に利用する事ができ、産業界に寄与する事が大である。

本発明の突刺強度測定用治具、及び測定方法

Claims (2)

1. 高い融点を有する側のポリエステル樹脂層（Ａ）及び低い融点を有するポリエステル樹
   脂層（Ｂ）に用いる樹脂を２種３層（Ａ／Ｂ／Ａ）として溶融押し出し冷却固化させて未
   延伸積層フィルムを成形した後、ニ軸延伸を行ない、
   ポリエステル樹脂層（Ｂ）の融点−５℃以上、ポリエステル樹脂層（Ａ）の融点未満の温度で熱固定を行なうことにより得られた積層フィルムであって、
   前記ポリエステル樹脂層（Ａ）がテレフタル酸が９５ｍｏｌ％以上、エチレングリコールが９５ｍｏｌ％以上からなり、前記ポリエステル樹脂層（Ａ）が前記ポリエステル樹脂層（Ｂ）の融点よりも１０℃以上高く、前記ポリエステル樹脂層（Ｂ）にガラス転移温度が２０℃以下であるエラストマー成分が添加されており、
   突き刺し強度が８．０Ｎ以下であること
   を特徴とする引き裂き性の良好なポリエステル系樹脂フィルム。
2. 請求項１に記載の引き裂き性の良好なポリエステル系樹脂フィルムであって、前記フィ
   ルムの長手方向の引っ張り破断伸度が５０％以上であることを特徴とする引き裂き性の良
   好なポリエステル系樹脂フィルム。