JP5230326B2 - 逐次二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明はポリエステルフィルムに関する。特に端部でのラミネート強力の低下が少ないポリエステルフィルムに関する。

食品などの包装用途には、耐熱性、機械的強度、寸法安定性、印刷適性などに優れることから、二軸延伸ポリエステルフィルムがシーラントフィルムなどとラミネートされた上で使用されている。

しかし、二軸延伸を施し高配向・高結晶化させたポリエステルフィルムは、しばしば表層でへき開するため、ラミネートしてもデラミネーションを起こしやすく、包装用途では致命的な欠陥となっていた。横延伸のクリップ掴み跡近傍は、特にへき開しやすいという問題があった。これは、切断防止のためにクリップを冷却しているため、クリップ掴み跡近傍は熱セットが低温となって、配向緩和しにくくなるためと推察される。

へき開を防止するために、特許文献１には、包装用二軸配向ポリエステルフィルムとして、バランスされた適度な面配向係数を有するポリエステルフィルムが開示されている。

しかし、配向させすぎないように延伸倍率を適度に落とし、さらにバランスされた配向を得るために縦延伸倍率と横延伸倍率を同程度にしているため、縦延伸倍率は高々３．８倍であった。

原料価格の高騰を吸収するため、コストダウンの要望が高くなっている昨今、縦延伸倍率を低くすれば生産速度が遅くなってしまいコスト上不利であった。また、端部がへき開しやすいという問題に応えるものではなかった。
特開２００７−１１８４７６号公報

本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、へき開を抑制し、端部のラミネート強力の低下が小さいポリエステルフィルム及びその製造方法を提供しようとするものである。

本発明者らは前記問題点を解決すべく鋭意検討した結果、特定の条件で縦延伸を施すことにより上記課題を解決できることを見出し本発明に至った。
すなわち、本発明の要旨は次の通りである。
（１）テンターにより横延伸されたフィルムのクリップ掴み跡から幅方向に１０ｃｍの位置のラミネート強力Ｔ１０が下記式を満たす逐次二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム。
Ｔ１０＞０．６Ｎ／ｃｍ
（２）さらに、クリップ掴み跡から幅方向に１００ｃｍの位置のラミネート強力Ｔ１００が下記式を満たす請求項１記載の逐次二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム。
Ｔ１００＞１．０Ｎ／ｃｍ
（３）延伸温度１２５〜１３５℃で４〜５倍に縦延伸することを特徴とする請求項１または２に記載の逐次二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法。
（４）縦延伸の後、延伸温度８０〜１４０℃で３．５〜６．０倍に横延伸することを特徴とする請求項３記載の逐次二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法。

本発明によれば、１２５〜１３５℃の温度で縦延伸を行うため延伸倍率が高くなっても配向度があまり上がらず、へき開の少ないフィルムとなり、その結果、通常へき開の起こりやすい端部でもへき開しなくなり、より幅広く製品として使用でき、さらに高い縦延伸倍率を採用できるため高いコストダウンの効果が得られる。

本発明において、ポリエステルフィルムは、機械的特性や熱的特性に優れる点から、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする。さらにポリエチレンテレフタレートは、本発明の効果を阻害しない範囲で他のポリエステル樹脂を混合したものであってもよい。

さらに必要に応じて、通常配合される各種の添加剤および改質剤、例えば、滑材、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、粘着性付与剤、シール性改良剤、防曇剤、結晶核剤、離型剤、可塑剤、架橋剤、難燃剤および着色剤（顔料、染料など）などを配合してもよい。

本発明の逐次二軸延伸ポリエステルフィルムは、未延伸フィルムを縦延伸した後、横延伸することによって製造される。

本発明において製膜方法は特に限定されないが、冷却速度が速く高速製膜ができる静電印加法が好ましい。

本発明では１２５〜１３５℃の延伸温度で４〜５倍の縦延伸を行うのが好ましい。延伸温度は特に好ましくは１２７〜１３０℃である。延伸倍率は特に好ましくは２〜３倍と１．５〜２．５倍の２段階に分けて、全体で４〜５倍とする。延伸温度が１２５℃未満の場合、縦方向への配向度が大きくなった結果、へき開が起こりやすくなる。延伸温度が１３５℃を超える場合、縦延伸ロールからの剥離不良が生じ延伸斑となりやすい。延伸倍率が４倍未満の場合、生産速度が上がらずコスト上不利となる。延伸倍率が５倍を超える場合、縦配向が大きくなった結果、へき開が起こりやすくなる。２段階で延伸すると縦配向を抑えやすくなるので特に好ましい。

次に横延伸を行うが、縦延伸フィルムの両端をクリップに掴ませ、８０〜１４０℃の温度で３．５〜６．０倍の倍率で延伸するのが好ましい。延伸温度が８０℃未満の場合、延伸破断が起きる場合がある。延伸温度が１４０℃を超える場合、引張破断強度が低くなる場合がある。延伸倍率が３．５倍未満の場合、引張破断強度が低くなる場合がある。延伸倍率が６．０倍を超える場合、横配向が大きくなった結果へき開が起こりやすくなったり、延伸破断が起きる場合がある。

フィルムを掴む直前のクリップの温度は５０〜１００℃とするのが好ましい。クリップの温度をこの範囲に保つために冷風で冷却することができる。クリップの温度が５０℃未満であったり、１００℃を超えると、延伸切断が発生しやすくなる。５０℃未満では、延伸切断が発生しなかった場合でも、クリップ近傍のフィルム温度が上がらず、以下に述べる端部のラミネート強力が小さくなる。クリップ温度は、赤外放射式温度計等を用いて測定することができる。

二軸延伸されたフィルムは、続いて熱処理を行うが、熱処理の最高温度は２４０〜２６０℃が好ましい。熱処理温度が２４０℃より低いとフィルム表面の配向緩和が足りず、へき開を起こしやすく、また、フィルムの収縮率が大きくなる。２６０℃より高いとフィルムが溶断する場合があり、引張破断強度が低くなる。

続いて幅方向に２〜６％の弛緩処理を行うのが好ましい。弛緩処理の温度は２００〜２４０℃が好ましい。

本発明のポリエステルフィルムに対して、ラミネート強力を高めるため易接着コートを施したり、コロナ処理などの表面処理を行うことができる。

本発明のポリエステルフィルムにおいては、テンターで横延伸する際にクリップで掴まれた部分（以下掴み跡という）から幅方向に１０ｃｍの位置で測定されたラミネート強力（Ｔ１０）が、下記式：
Ｔ１０＞０．６Ｎ／ｃｍ
の関係を満たす必要がある。掴み跡から１０ｃｍより外側は通常、延伸耳としてトリミングされリサイクルされるため、掴み跡から１０ｃｍの位置は製品となりうる最端部と位置づけられる。へき開が起こればラミネート強力が０．６Ｎ／ｃｍ以下となるため、Ｔ１０は０．６Ｎ／ｃｍより大きい必要があり、１．０Ｎ／ｃｍより大きいことが好ましい。

また、本発明のポリエステルフィルムにおいては、掴み跡から幅方向に１００ｃｍの位置で測定されたラミネート強力（Ｔ１００）が下記式：
Ｔ１００＞１．０Ｎ／ｃｍ
を満足することが好ましい。掴み跡から１００ｃｍより中央は掴み跡の影響がなくなると考えられる位置である。反対側の掴み跡からの距離の影響を考慮すると、フィルム幅は２００ｃｍ以上が好ましく、生産性の点で３００ｃｍ以上がさらに好ましい。Ｔ１００は、１．５Ｎ／ｃｍより大きいことがさらに好ましい。

なお、ラミネート強力が１．０Ｎ／ｃｍを超えていれば通常の包装用途には問題なく使用できる。

また、包装用途として、ポリエステルフィルムの引張破断強度はＭＤ、ＴＤの少なくとも一方が２００MPa以上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厚みは特に限定されないが、９〜５０μｍの範囲であれば好ましい。

ラミネート強力、引張破断強力の測定は以下の方法で行った。

（ラミネート強力）
ラミネート強力の測定法は、ラミネートフィルムからＭＤ１００ｍｍ×ＴＤ１５ｍｍの試験片を採取し、２３℃、５０％ＲＨ雰囲気中で引張試験機（島津製作所社製 ＡＧＳ−１００Ｂ型）を用い、Ｔピール法にて、引張速度３００ｍｍ/ｍｉｎの条件で試験片の端部からフィルム界面を剥離し、強力を測定した。

（引張破断強度）
ＪＩＳ Ｋ―７１２７に記載の方法に準じて測定した。掴み跡から１０ｃｍ及びフィルムの幅方向の中央位置で測定し、平均値を採用した。

実施例１
極限粘度０．６９ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートを押出機にて溶融したのち、Ｔダイより押し出し、表面温度を２０℃に温調した冷却ドラム上に静電印加法で密着させて急冷して厚さ２８０μｍの未延伸フィルムを得た。続いて９０℃に温調した予熱ロール群で予熱した後、１３０℃に温調した延伸ロール間で周速を変化させて２．３倍に縦延伸し、さらに１３０℃に温調した延伸ロール間で周速を変化させて２．０倍に縦延伸し厚さ５０μｍの縦延伸フィルムを得た。続いて縦延伸フィルムをテンター式延伸機に導き、予熱温度９０℃、延伸温度１２０℃で５倍に横延伸し、続いて２５５℃で熱処理を行い、２００℃で横方向に３％の弛緩処理も行った。掴み跡から１０ｃｍの位置でトリミングし、コロナ処理した後巻取り、幅４８０ｃｍ、厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。

巻取ったフィルムを端から９００ｍｍの幅でスリットしラミネート用原反を得た。コロナ処理面にドライラミネート接着剤（大日本インキ化学工業社製 ディックドライ ＬＸ４０１/ＳＰ６０）を塗布量３．５ｇ／ｍ^２となるようにし、その接着剤塗布面とシーラントフィルムのコロナ処理面（未延伸低密度ポリエチレンフィルム；東セロ（株）社製、ＴＵＸ−ＦＣＳ、５０μｍ）をニップロールにて貼り合わせ（ニップ条件；８０℃）、接着剤推奨のエージングを施し、ラミネートフィルムを得た。得られた９００ｍｍ幅のラミネートフィルムの両端部は、一方の端部が掴み跡から１０ｃｍの部分であり、他方の端部が掴み跡から１００ｃｍの部分となる。この両端の位置でラミネート強力を測定して、Ｔ１０、Ｔ１００を求めた。

実施例２〜６、比較例１〜３
表１のように条件を変更した以外は実施例１と同様にして二軸延伸ポリエステルフィルムを製造した。なお、実施例６は縦延伸を１段階で行い、このときの延伸倍率を４．６倍とした。

表１からわかるように、各実施例では、Ｔ１０が０．６Ｎ／ｃｍ以上のフィルムが得られた。

実施例４、５は横延伸温度が高かったり、横延伸倍率が低かったので、ＴＤ方向の引張破断強度が低くなったが、フィルム物性は実用上問題のない範囲であった。

実施例１と実施例６を対比すればわかるように、縦延伸を２段階としたほうがラミネート強力は向上した。

比較例１、３は高配向になったためへき開が起こりラミネート強力が低かった。

比較例２は縦延伸ロールからの剥離不良のため延伸斑となったため、ラミネート強力、引張破断強力の評価は行わなかった。

Claims (4)

1. テンターにより横延伸されたフィルムのクリップ掴み跡から幅方向に１０ｃｍの位置のラミネート強力Ｔ１０が下記式を満たす逐次二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム。
   Ｔ１０＞０．６Ｎ／ｃｍ
2. さらに、クリップ掴み跡から幅方向に１００ｃｍの位置のラミネート強力Ｔ１００が下記式を満たす請求項１記載の逐次二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム。
   Ｔ１００＞１．０Ｎ／ｃｍ
3. 延伸温度１２５〜１３５℃で４〜５倍に縦延伸することを特徴とする請求項１または２に記載の逐次二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法。
4. 縦延伸の後、延伸温度８０〜１４０℃で３．５〜６．０倍に横延伸することを特徴とする請求項３記載の逐次二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの製造方法。