JP4887697B2 - ヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法に関し、さらに詳細には、製膜性と厚みの均一性に優れ、かつ優れたヒネリ適性を有する二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法に関する。

ヒネリ適性の優れたフィルムとして、透明性がよいセロハンが広く使用されてきた。しかしながら、セロハンは吸湿性を有するため特性が季節により変動し、一定の品質のものを常に供給することが困難であり、かつ厚みの不均一性に起因する加工性の悪さが欠点とされてきた。一方、ポリエチレンテレフタレートフィルムは強靱性、耐熱性、耐水性、透明性等の優れた特性の良さがある反面、ヒネリ適性が劣るためにヒネリ包装用に用いることができないという欠点があった。

かかる欠点を解消する方法として、共重合ポリエステルを二軸延伸した後、比較的高温（１４０〜２３５℃、好ましくは１５０〜２３０℃）で緊張熱処理を行い、配向度を低減させた（未延伸フィルムの平均屈折率をＮ₀、二軸延伸フィルムの平均屈折率をＮ₁とした時、０．００３≦Ｎ₁−Ｎ₀≦０．０２１を満足させた）ポリエステルフィルムが開示されている。（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、該ポリエステルフィルムはヒネリ適性には優れているが、比較的高温で緊張熱処理を行うため、厚みの均一性がよくなく、その結果、印刷や蒸着等の加工工程でシワが発生しやすいという欠点があった。

かかる欠点を解消する方法として、ポリエチレンテレフタレートを二軸延伸しただけの結晶化度が４０％以下のポリエステルフィルムが開示されている。（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、該ポリエステルフィルムはヒネリ適性と厚みの均一性に優れているが、二軸延伸後にタルミが発生しやすく、二軸延伸後にフィルムの両端を切断する際、または製品ロールに仕上げるために裁断する際に破断しやすく、かつ製品ロールに前記タルミに起因したシワが発生しやすいという欠点があり、いまだ満足されるものではなかった。
特許２５０５４７４号公報 特表２００５−５１３２２５号公報

本発明は前記従来技術の問題点を解消することを目的とするものである。即ち、製膜性と厚みの均一性に優れ、かつ製品ロールにした際の外観に優れ、さらに優れたヒネリ適性を有する二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法を提供するものである。

本願の発明は、溶融ポリエステルを冷却固化したシートを横方向に第１段目延伸を行い、次いで縦方向に第２段目延伸を行い、さらに緊張下で熱処理を行う、厚みが９〜２５μｍのポリエステルフィルムの製造方法であって、第２段目延伸倍率が２．０〜３．５倍であり、緊張熱処理温度が８０〜１３０℃であり、かつ第２段目延伸倍率と緊張熱処理温度との積が２００〜４００であることを特徴とするヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法である。また、前記溶融ポリエステルは、溶融ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。

本発明のポリエステルフィルムの製造方法は、製膜性と厚みの均一性に優れ、かつ製品ロールにした際の外観に優れ、さらに優れたヒネリ適性を有するため、極めて有用なポリエステルフィルムの製造方法であるといえる。

本発明の製造方法は、溶融ポリエステルを冷却固化したシートを横方向に第１段目延伸を行い、次いで縦方向に第２段目延伸を行い、さらに緊張下で熱処理を行う、厚みが９〜２５μｍのポリエステルフィルムの製造方法であって、第２段目延伸倍率が２．０〜３．５倍であり、緊張熱処理温度が８０〜１３０℃であり、かつ第２段目延伸倍率と緊張熱処理温度との積が２００〜４００であることを特徴とするヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法である。

本発明では、フィルムを構成するポリエステルは、エチレンテレフタレート成分を主たる構成成分とすることが得られたフィルムの耐熱性、耐水性、透明性等を確保する点から好ましい。

本発明では、フィルムを構成するポリエステルは、その目的を阻害しない範囲で他の共重合成分を含むことができる。使用できる他の共重合成分のうち、ジカルボン酸成分として、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、シュウ酸，コハク酸，アジピン酸，セバシン酸，デカンジカルボン酸，マレイン酸，フマル酸，ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸、ｐ−オキシ安息香酸等のオキシカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸が使用できる。また、グリコール成分として、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物，ビスフェノールＳのエチレンオキサイド付加物等の芳香族グリコール、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等が使用できる。このほか少量のアミド結合、ウレタン結合、エーテル結合、カーボネート結合等を含有する化合物を含んでいてもよい。

本発明では、公知の押出機で溶融押出したポリエステルを冷却固化したシートをポリエステルのガラス転移温度以上の温度で３．０〜４．５倍横方向に第１段目延伸を行い、次いで、ポリエステルのガラス転移温度以上の温度で２．０〜３．５倍縦方向に第２段目延伸を行い、さらに、公知の巾方向を一定長とした熱固定処理（例えば、フィルムの両端をクリップで把持して行う熱固定処理）を８０〜１３０℃で１〜２０秒間実施することが好ましい。

本発明では、上記の製膜方法において、第２段目延伸倍率（Ｍ×（−））と熱固定温度（Ｔ（℃））の積（Ｍ×・Ｔ）を２００〜４００に制御することが製膜性と厚みの均一性を良化させ、かつ製品ロールの外観を良化させ、さらに得られたフィルムのヒネリ適性を確保するために必要である。Ｍ×・Ｔが２００未満の場合、得られたポリエステルフィルムのヒネリ適性は優れているが、二軸延伸後にフィルムの両端を切断する際、または製品ロールに仕上げるために裁断する際に破断しやすく、かつ製品ロールに前記タルミに起因したシワが発生しやすいため好ましくない。逆に、Ｍ×・Ｔが４００を越える場合、製膜性と製品ロール外観には優れているが、ヒネリ適性が劣るため好ましくない。

本発明では、第３段目延伸としてポリエステルのガラス転移温度以上の温度で１．０５〜１．４倍の再横延伸を行ってもよく、また、巾方向を一定長とした熱固定の後、巾方向に緩和処理（１００〜１４０℃で巾方向に０．５〜８％緩和させる処理）を行ってもよい。

本発明では、ポリエステルの極限粘度は、０．５ｄｌ／ｇ以上であることが好ましい。極限粘度が０．５ｄｌ／ｇ未満の場合、ポリエステルフィルムを製膜する際、破断が発生しやすく好ましくない。

本発明では、ポリエステルフィルムの厚みは９〜２５μｍであることが好ましい。ポリエステルフィルムの厚みが９μｍ未満の場合、得られたフィルムをヒネリ包装に用いた場合、フィルムの腰感が劣るため好ましくない。逆に、２５μｍを超える場合、得られたフィルムのヒネリ適性が劣るため好ましくない。

以下、実施例をもとに本発明を説明する。

実施例および比較例に用いた評価方法について説明する。
（１）ポリエステルの極限粘度
ポリエステル０．１ｇをフェノール／テトラクロロエタン（容積比で３／２）の混合溶媒２５ｍｌ中に溶解させ、３０℃でオストワルド粘度計を用いて測定する。

（２）ポリエステルフィルムの厚みの均一性（ＴＶ（％））
ポリエステルフィルムの中央部から縦方向に巾４ｃｍ×長さ３ｍのフィルム片を切り出し、これを１ｍの長さに３分割したものを測定サンプルとする。該測定サンプルをアンリツ電気社製の連続厚み計（マイクロメーター：Ｋ３０６Ｃ、レコーダー：Ｋ３１０Ｃ）を用いて下記の条件で測定する。測定サンプル１ｍ内の（最大値−最小値）を求め，３個の平均値（ΔＴ平均）を算出する。次いで、平均厚み（Ｔ平均：連続厚み測定後のフィルム片を３枚重ねて一方の端部から５ｃｍのところを基準とし、５ｃｍピッチでダイアルゲージを用いて１８点測定し、１８点の厚みの合計値を５４で除した値）を算出する。次いで、ＴＶ＝（ΔＴ平均／Ｔ平均）×１００（％）を算出し、ＴＶが８％以下を実用性ありと評価する。
［連続厚みの測定条件］
フィルムの送り速度：１．５ｍ／分
マイクロメーターのスケール：±５μｍ
レコーダーのハイカット：５Ｈｚ
レコーダーのスケール：±２μｍ
レコーダーのチャート速度：２．５ｍｍ／秒
レコーダーの測定レンジ：×１

（３）ヒネリ適性
ポリエステルフィルムから１０ｃｍ×１０ｃｍのサンプル片を切りだし、直径２ｃｍの丸棒に５ｃｍはみ出すように、長手方向に巻き付ける。次いで、はみ出した部分を３６０°ひねり、３６０°から戻った角度を測定する（ｎ＝１００）。これらの平均値を求め、○を実用性ありと評価する。
○：ひねり戻り角度が７５°以下
△：ひねり戻り角度が７５〜８５°
×：ひねり戻り角度が８５°以上

実施例および比較例に用いたポリエステル原料、製膜条件、Ｍ×Ｔ、厚みの均一性、ヒネリ適性を表１に示す。
（１）Ａ：ポリエチレンテレフタレート（極限粘度：０．６２ｄｌ／ｇ、平均粒径：１．３μｍの凝集シリカを１０００ｐｐｍ配合）
（２）Ｂ：ポリエチレンテレフタレート・イソフタレート（エチレンイソフタレートの繰り返し単位１０モル％、極限粘度：０．６２ｄｌ／ｇ、平均粒径：１．３μｍの凝集シリカを１０００ｐｐｍ配合）

［実施例１］
ポリエステル原料としてＡを用い、１２０℃で２４時間減圧乾燥（１．３ｈＰａ）し、単軸押出機を用いて２８０℃で溶融させた後、４５ｃｍ幅のＴダイより冷却ロール（周速５０ｍ／分）上へキャストして（冷却ロール周面に対向するように設置した直径が３０μｍのタングステンワイヤー電極から７．２ｋＶの電圧を印加し、０．２ｍＡの電流を流して静電密着させて）未延伸シートを得た。該未延伸シートをテンターで予熱温度９５℃、延伸温度９２℃で横方向に３．７倍延伸し（第１段目延伸）、予熱温度８０℃、延伸温度１００℃で縦方向に３．０倍延伸し（第２段目延伸）、さらに１００℃で１．０５倍再横延伸し（第３段目延伸）、その後１００℃で定長巾熱固定処理して厚さ１８μｍのポリエステルフィルムを得た。
本実施例の方法は、表１からわかるように、優れたヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法であるといえる。

［実施例２］
第２段目延伸後に９０℃で定長巾熱固定処理し、次いで１００℃で横方向に１％緩和処理した以外は実施例１と同様にして厚さ１８μｍのポリエステルフィルムを得た。
本実施例の方法は、表１からわかるように、優れたヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法であるといえる。

［実施例３］
第２段目延伸として、予熱温度８０℃、延伸温度９５℃で縦方向に２．５倍延伸し、次いで１００℃で定長巾熱固定処理した以外は実施例１と同様にして厚さ１８μｍのポリエステルフィルムを得た。
本実施例の方法は、表１からわかるように、優れたヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法であるといえる。

［実施例４］
ポリエステル原料として、Ａを８０重量％とＢを２０重量％混合した原料を用いた以外は実施例１と同様にして厚さ１８μｍのポリエステルフィルムを得た。
本実施例の方法は、表１からわかるように、優れたヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法であるといえる。

［比較例１］
定長巾熱固定処理温度を１４０℃とした以外は実施例１と同様にして厚さ１８μｍのポリエステルフィルムを得た。
この方法は、表１からわかるように、ヒネリ適性が劣るため、ヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法として好ましくない。

［比較例２］
第２段目延伸として、予熱温度８０℃、延伸温度１０５℃で４．２倍延伸した以外は実施例１と同様にして厚さ１８μｍのポリエステルフィルムを得た。
この方法は、表１からわかるように、ヒネリ適性が劣るため、ヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法として好ましくない。

［比較例３］
定長巾熱固定処理温度を５０℃とした以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得ようとしたが、熱固定処理後でフィルムのタルミが著しく、フィルムの両端を切断する際、フィルムが破断しやすいためポリエステルフィルムを安定して得られなかった。
この方法は、ヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法として好ましくない。

［比較例４］
第２段目延伸倍率を１．６倍とした以外は実施例１と同様にして厚さ１８μｍのポリエステルフィルムを得た。
この方法は、表１からわかるように、厚みの均一性が悪いためヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法として好ましくない。

本発明のポリエステルフィルムの製造方法は、製膜性と製品ロールの外観に優れ、かつ得られたフィルムのヒネリ適性に優れており、ひねり包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法として極めて有用であるといえる。

Claims (2)

1. 溶融ポリエステルを冷却固化したシートを横方向に第１段目延伸を行い、次いで縦方向に第２段目延伸を行い、さらに緊張下で熱処理を行う、厚みが９〜２５μｍのポリエステルフィルムの製造方法であって、第２段目延伸倍率が２．０〜３．５倍であり、緊張熱処理温度が８０〜１３０℃であり、かつ第２段目延伸倍率と緊張熱処理温度との積が２００〜４００であることを特徴とするヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法。
2. 前記溶融ポリエステルが溶融ポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１に記載のヒネリ包装用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法。