JP5276256B2 - ガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法に関し、特に過熱水蒸気を用いた乾燥工程を含むガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法に関する。

過熱水蒸気とは、飽和水蒸気をさらに加熱することにより、１００〜３００℃にまで高めた水蒸気である。過熱水蒸気は熱風の約８倍の熱伝導性を有する。現状、過熱水蒸気は、ウェブや紙類の乾燥（特許文献１参照）、食品残さ処理（特許文献２参照）、食品調理（特許文献３参照）等の分野に利用されている。

しかしながら、ポリオレフィンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム等の合成樹脂よりなる塗工フィルム、並びにセロハン等の湿潤フィルムのようなフィルムへの乾燥に特化して過熱水蒸気を適用した事例はほとんど報告されていない。

従来、塗工フィルムや湿潤フィルムの乾燥に際しては、熱風乾燥、熱ロール接触乾燥、赤外線加熱乾燥等によるが一般的であった（例えば、特許文献４参照）。列記の乾燥方法によると、空気が熱媒体として利用されているため、熱伝導効率は思わしくない。また、所望の加熱状態を維持するためには過大に空気を加熱しなければならず、エネルギー効率の損失が問題である。

そのため、各々のフィルムの乾燥に際し、十分な乾燥効率を上げるため、いきおい乾燥装置自体を大きくしなければならない。すなわち、乾燥装置内の乾燥時間を確保するためである。この結果、装置等の設備投資が増すと共に、乾燥処理に要する時間も伸び、総じて目的とするフィルムの製造原価を上昇させる要因となっていた。
特許第３６７７６６２号公報 特開２００１−２９３４５７号公報 特開２００４−１６２９３６号公報 特開２００２−３６１７３０号公報

本発明は、前記の点に鑑みなされたものであり、フィルムに対する乾燥に特化して過熱水蒸気を用いることにより、フィルムに塗工した塗剤の乾燥に要する時間の縮減を可能とすると共にガスバリア性も高めたガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法を提供する。

すなわち、請求項１の発明は、乾燥工程を含むガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法において、前記乾燥工程は、乾燥チャンバ内で１００〜３００℃の常圧過熱水蒸気をポリエステルフィルムの一面に塗剤を塗布した塗工フィルムに当てて加熱し乾燥するものであり、前記乾燥工程後の塗工フィルムの２０℃、５０％ＲＨ雰囲気下における酸素透過度が１１ｍＬ／ｍ ² ・ａｔｍ・ｄａｙ以下を満たすことを特徴とするガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法に係る。

請求項２の発明は、前記ポリエステルフィルムが生分解性ポリエステルフィルムである請求項１に記載のガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法に係る。

請求項３の発明は、前記塗剤が、水性ポリウレタン樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂溶液、または水性チタン含有塗料である請求項１又は２に記載のガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法に係る。

請求項１の発明に係るガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法によると、乾燥工程を含むガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法において、前記乾燥工程は、乾燥チャンバ内で１００〜３００℃の常圧過熱水蒸気をポリエステルフィルムの一面に塗剤を塗布した塗工フィルムに当てて加熱し乾燥するものであり、前記乾燥工程後の塗工フィルムの２０℃、５０％ＲＨ雰囲気下における酸素透過度が１１ｍＬ／ｍ ² ・ａｔｍ・ｄａｙ以下を満たすため、塗工したガスバリア性付与ポリエステルフィルムの乾燥効率は向上し、製造コストの低減に寄与できる。

請求項２の発明に係るガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法によると、請求項１の発明において、前記ポリエステルフィルムが生分解性ポリエステルフィルムであるため、環境負荷の少ない樹脂種からなるフィルムにも適用することができる。

以下添付の図面に従って本発明を説明する。図１は本発明の乾燥チャンバの概略断面図、図２は図１の主要部拡大図、図３は被乾燥フィルムの断面模式図である。

本発明は、フィルムに対する乾燥工程を当該フィルム製造工程内に有するフィルムの製造方法である。前記の乾燥工程における乾燥とは、フィルム自体に含まれている揮発性有機溶媒等または水分の蒸発、あるいはフィルムに塗工された塗剤中の揮発性有機溶媒等または水分の蒸発を目的とするものである。そこで、乾燥工程は乾燥チャンバ内で行われ、乾燥対象である被乾燥フィルムは乾燥チャンバ内を走行する内に、１００〜３００℃に加熱された常圧過熱水蒸気の噴射を受けて加熱されることによってフィルムの乾燥は行われる。本明細書において過熱水蒸気とは、１００〜３００℃に加熱された常圧過熱水蒸気を意味するものとして使用する。

図１に示すように、乾燥チャンバ１０には、被乾燥フィルムＷの乾燥を行う乾燥部１１、被乾燥フィルムが搬入される搬入部１２及び搬出される搬出部１３に区画されて設けられる。図示の実施形態によると、加熱部２１は当該乾燥チャンバ１０の乾燥部１１並びに搬入部１２に配される。乾燥チャンバの乾燥部１１には、適宜数の加熱部２１、過熱水蒸気噴出部２２、排気吸入部２３が設置される。符号４０は塗工部である。

被乾燥フィルムが搬入される搬入部１２には、当該乾燥チャンバ内の内部温度の低下を抑えるため、搬入口は狭くされ、さらにエアカーテン部１５から噴出される遮蔽気体ｓｃにより遮蔽性が高められている。図示の形態によると、乾燥チャンバ１０の内部温度を維持すると共に、被乾燥フィルムの予熱を行うため、この搬入部１２内に加熱部２１が配される。

続く乾燥部１１においては、図示から理解されるように、加熱部２１、過熱水蒸気噴出部２２、排気吸入部２３の順に複数配置される。被乾燥フィルムＷの走行に伴い、過熱水蒸気の噴射の直前に被乾燥フィルムＷは加熱される。こうして、過熱水蒸気による乾燥効率が最大限に高められる。さらに、過熱水蒸気噴出部２２の直後に排気吸入部２３を設けることにより、噴射後に冷却された水蒸気や、被乾燥物からの揮発成分を含んだ水蒸気の回収効率を高めることができる。乾燥部１１内にこれらの残余の水蒸気が滞留すると乾燥効率が低下するのみならず、被乾燥フィルムの汚染要因となるおそれもある。

前出の加熱部２１、過熱水蒸気噴出部２２、及び排気吸入部２３付近の構成について、図２を用い説明する。当該実施形態によると、過熱水蒸気噴出部２２から噴射される過熱水蒸気ＳＳは、被乾燥フィルムＷと接触することにより温度低下して水蒸気となる。自明ながらこの水蒸気中には、被乾燥フィルムから蒸散される水分あるいは揮発性有機溶媒成分等が含まれており、排水蒸気Ｓとなる。排水蒸気Ｓの乾燥チャンバ内への滞留を防ぐため、速やかに排水蒸気Ｓは排気吸入部２３より回収される。排気部より乾燥チャンバ外に排出された排水蒸気等は、除去部２６を経由して有機溶媒成分が除去、分離される。除去部２６は、例えば揮発性有機溶媒用のフィルター、冷却管等の公知の部材からなる。符号ｈは加熱部から放出される温熱風である。ただし、加熱部の加熱方式は適宜であり、他に電熱線等の遠赤外線加熱、ガス加熱等を適用することができる。

図示のように、排気吸入部２３、除去部２６を備えることにより、排水蒸気からの溶剤等の回収が可能となるため、乾燥気体からの回収、処理と比較しても設備、費用上負担が少なくなる。特に、開示の実施形態によると、循環管路２５を介して揮発成分が除去された水は再び過熱水蒸気生成部２７に送られ、水は再利用される。このため、水の消費量を節約可能となる。過熱水蒸気生成部２７には、電磁誘導方式やバーナ方式等の公知の過熱水蒸気生成装置が使用される。

搬出部１３では、搬出口付近にもエアカーテン部１５が設けられ、このエアカーテン部から噴出される遮蔽気体ｓｃにより当該乾燥チャンバ内の遮蔽性が保たれている。乾燥チャンバ１０による過熱水蒸気を用いた乾燥の後、被乾燥フィルムＷは巻き取り等を経て製品となる。

開示の実施形態のように、常圧過熱水蒸気を用いているため、圧力差が比較的少ないため乾燥チャンバの外部へは漏出し難くいと考えられる。そのため、エアカーテン等の利用によっても乾燥チャンバ内の遮蔽性は保たれ、乾燥効率の向上、排水蒸気の回収容易性が満たされる。

従前の乾燥空気による熱風の場合、被乾燥フィルムは直接酸素と接触するため、被乾燥フィルム表面は酸化劣化の影響を受ける。この結果、塗剤の樹脂の組成変化、不自然な架橋促進を引き起こすこともあり得る。

しかし、過熱水蒸気雰囲気下の場合、たとえ被乾燥フィルムが熱量を帯びたとしても、低濃度の酸素の影響しか受けなくなる。従って、変性のおそれは低下する。また、従前、被乾燥フィルムの変性を懸念し若干低めの温度下での加熱乾燥としなければならないため、乾燥設備を過大とする必要があった。これに対して、常圧過熱水蒸気を利用することにより、たとえ被乾燥フィルムが高温度域の熱量を受けるとしても熱曝露時間は短くなる。このため、被乾燥フィルムの変性のおそれを低減することが可能となり、ひいては乾燥設備の小型化も勘案できる。

開示の実施形態においては、被乾燥フィルムＷの両面とも乾燥可能とするため、乾燥対象となるフィルムの上面側及び下面側の両方に加熱部、過熱水蒸気噴出部、排気吸入部を配置している。むろん、乾燥対象となるフィルムに応じて片面のみの乾燥とする場合もありうる。この場合、フィルムの片面側のみに加熱部、過熱水蒸気噴出部、排気吸入部が配置される。また、加熱部、過熱水蒸気噴出部、排気吸入部の配置、個数等は設備に応じて適宜である。例えば、加熱部、あるいは排気吸入部を集約して１箇所とすることも可能である。別形態に、加熱部と過熱水蒸気噴出部とを１つにまとめて、各種の弁の切り換えによって噴射を変えることも可能である。さらには、所望の乾燥性能に応じて、乾燥チャンバ自体の全長を規定する他に、製造ラインに配置する乾燥チャンバの設置数を変えることも可能である。

被乾燥フィルムとしては、図３（ａ）に例示するフィルムそのものの他、図３（ｂ）のようなフィルムの一面、もしくは図３（ｃ）の両面に塗剤を塗布した塗工フィルムが含められる。符号５０Ａはフィルム単体、５０Ｂは片面塗工フィルム、５０Ｃは両面塗工フィルム、５１はフィルム基材層、５２ｐ，５２ｑ，５２ｒは塗剤層である。

被乾燥フィルムの単体あるいは塗工フィルムのフィルム基材層としては、ポリオレフィンフィルム、ポリアミドフィルム、あるいはポリエステルフィルム等の樹脂からなるフィルムが用いられ、特に、ポリエステルフィルムが用いられる。これらは前記のフィルム基材層に相当する。

ポリオレフィンフィルムを例示すると、エチレン単独重合体、エチレンとプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン等の１種または２種以上のα−オレフィンとのランダムまたはブロック共重合体、エチレンと酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチルとの１種または２種以上のランダムまたはブロック共重合体、プロピレン単独重合体、プロピレンとプロピレン以外のエチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン等の１種または２種以上のα−オレフィンとのランダムまたはブロック共重合体、１−ブテン単独重合体、アイオノマー樹脂、さらに前記したこれら重合体の混合物等のポリオレフィン系樹脂、石油樹脂及びテルペン樹脂等の炭化水素系樹脂等から製膜形成される樹脂フィルムである。

ポリアミドフィルムを例示すると、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン６／６６、ナイロン６６／６１０及びナイロンＭＸＤ等のポリアミド系樹脂から製膜形成される樹脂フィルムである。

ポリエステルフィルムを例示すると、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及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂から製膜形成される樹脂フィルムである。

加えて、被乾燥フィルムの単体あるいは塗工フィルムのフィルム基材層としてのポリエステルフィルムにおいて、生分解性ポリエステルフィルムが好ましく用いられる。この生分解性ポリエステルフィルムを例示すると、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシブチレート、ポリグリコール酸等の脂肪族ポリエステルあるいは脂肪族芳香族ポリエステル等の樹脂からなるフィルムが挙げられる。列挙の樹脂種は生分解性能に優れ環境負荷に考慮した用途に好例となる。

これらの他に利用可能な樹脂フィルムとして、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン−アクリロニトリル系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体等の水素結合性樹脂、ポリカーボネート樹脂等から製膜形成される樹脂フィルムが挙げられる。

前掲の各樹脂フィルム（特には熱可塑性樹脂フィルム）の製造方法として、溶液キャスト法、Ｔダイ法、チューブラー法、カレンダー法等の公知の方法が使用される。樹脂フィルムは、その機械的物性等から、延伸フィルムであることが好ましい。延伸フィルムを製造する際の延伸方法には、ロール−一軸延伸、圧延、逐次二軸延伸、同時二軸延伸、チューブラー延伸等の公知の方法が使用できる。特に、逐次二軸延伸、同時二軸延伸が、厚薄精度、機械的物性等の点で優れているため好ましい。

ポリオレフィンフィルム、ポリアミドフィルム、あるいはポリエステルフィルム等の樹脂フィルム類にあっては、アミン類をはじめとする帯電防止剤に加え、防曇剤、アンチブロッキング剤、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、結晶核剤、滑剤、紫外線吸収剤、滑り性付与及びアンチブロッキング性付与を目的とした界面活性剤等の各種の添加剤が当該フィルム内に含有されることが多い。そこで、添加剤残存量の制御のために常圧過熱水蒸気を用いた乾燥を用いることができる。

さらに、被乾燥フィルムの単体あるいは塗工フィルムのフィルム基材層について、糖鎖化合物からなる湿潤フィルムも用いられる。糖鎖化合物由来であるため、生分解能に優れ、環境負荷は少ない。糖鎖化合物の種類は特に限られることはなく、グルコース由来のでんぷん、セルロース、あるいはマルトトリオース由来のプルランが例示される。他に、寒天のアガロース、蒟蒻等の膜状加工物、でんぷんと寒天の混合物であるオブラートの利用が可能である。むろんこれら以外にも各種糖類や糖鎖化合物も含まれる。列記の素材において可食性材料にあっては、食品、製菓、医薬品用包装の分野においても好適である。

湿潤フィルムは、セロハンフィルム（あるいは再生セルロース不織布）が好適である。セロハンフィルムとは、綿花、パルプ、古紙等から得られる繊維質（セルロース）をアルカリ下、二硫化炭素との反応によりビスコースに調製される。スラリー状物となったビスコースは、硫酸、硫酸ナトリウムを含む凝固浴中に、ホッパー等により製膜されながら放出され、ビスコースはセルロース（再生セルロース）に転化（再生）される。その後、水洗、脱硫、漂白、柔軟仕上げ等が行われ、セロハンが得られる。このように、セロハンフィルムは再生セルロースに由来するため、優れた生分解性能を持つ。また、セロハンフィルムは比較的安価に製膜製造できる。

糖鎖化合物からなる湿潤フィルムの場合、製造工程や組成からも自明なように、構造分子内に水が結合しやすい。例えばセロハンフィルムによると、浴中でビスコースから製膜が行われるため、極めて湿潤である。さらに事後水洗等も必須である。通常、セロハンフィルムは品質安定の見知から水分含量７〜９重量％に調湿される。ゆえに、製造段階においては乾燥が不可欠であり、これに要するエネルギーコストには低減の余地がある。従って、前出の実施形態にて詳述したとおり、常圧過熱水蒸気の利用により乾燥の効率は改善する。むろん、セロハンフィルムに限らず、再生セルロース不織布の乾燥に適用可能であることは言うまでもない。

塗工フィルムの製造にあたり、前記のポリオレフィンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルム類に塗工される塗剤を説明する。塗剤は乾燥を経て前記の塗剤層となる。通常、フィルム類は包装資材に用いられることから、当然に印刷用の各種インクは塗剤となる。油性インクの場合、種々の有機溶媒により希釈されている。また、水性インクの場合、水、水溶性または親水性溶媒により希釈されている。

フィルムにおけるガスバリア性の付与を所望するならば、ポリウレタン樹脂組成物を好ましく用いることができる。例えば、特開２００５−１３８５８１号公報等に開示されるとおり、芳香族、芳香脂肪族及び脂環族ポリイソシアネートの少なくとも一種以上を総ポリイソシアネート化合物中に３０重量％以上含むポリイソシアネート化合物と、ポリヒドロキシアルカンカルボン酸と、必要により炭素数２〜８のポリオール成分を総ポリオール化合物中に９０重量％以上含むポリオール化合物と、アンモニア、アンモニア誘導体、ジアミン、ヒドラジン、及びヒドラジン誘導体の少なくとも一種以上から選択される鎖伸長剤と、中和剤とを添加することにより調製されるポリウレタン樹脂である。特に、前記の公報に記載のポリウレタン樹脂にあっては、水膨潤性雲母、モンモリロナイト等が膨潤性無機層状化合物として配合されていることにより、ガスバリア性が発揮される。

例示のガスバリア性ウレタン樹脂によると溶剤に水が用いられる。なお、別異のウレタン樹脂の場合にはアルコール類、エーテル類、ケトン類、エステル類、トルエン、へキサン等有機溶媒が使用されることもあり得る。そこで、これらが常圧過熱水蒸気による乾燥時に蒸散され、ガスバリア性ウレタン樹脂はフィルム表面に固定化される。また、ガスバリア性を発揮する塗剤として、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、塩化ビニリデン共重合体等、他にポリシラザンや水性チタン系ゾル等の無機系塗料も用いられる。

フィルム表面にポリイソブチレン等からなる粘着剤層を形成する場合にも、基材となるフィルムに対して粘着液の塗工後に常圧過熱水蒸気による乾燥が可能である。他に、耐候性の塗膜を形成する場合には、シリコーン樹脂あるいはフッ素樹脂を含有する塗剤の利用も可能である。

さらには、紫外線や酸化に対する耐候性、滑り性等の機能改善を図るため、酸化防止剤、耐候剤、熱安定剤、滑剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、着色剤、酸素吸収剤、帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤等の添加剤を含んだ塗剤を塗布することもできる。例えば、カオリン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、リン酸カルシウム、コロイダルシリカ、水ガラス、架橋アクリル系粒子、架橋ポリスチレン系粒子等が挙げられる。

ポリオレフィンフィルム、ポリアミドフィルム、あるいはポリエステルフィルム等の樹脂フィルムを用いる際にあっては、塗剤の塗布前に公知の接着促進処理、例えば空気中、窒素ガス中、窒素／炭酸ガスの混合ガス、その他の雰囲気下でのコロナ放電処理、減圧下でのプラズマ処理、火炎処理、紫外線処理等を施していてもよい。もちろん、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンイミン等の公知のアンカー処理剤を用いてアンカー処理を施しても良い。

続いて、塗工フィルムの製造にあたり、湿潤フィルムに塗工される塗剤を説明する。例えば、セロハンフィルムは湿度に弱いため、防湿性塗膜の形成が好例である。具体的には、特開２００２−１９０２７号公報等に例示されているように、アクリル樹脂及びワックス、シリカ粒子を含み、酢酸ブチル、トルエンを溶剤として希釈調製される。既述のとおり、過熱水蒸気乾燥時に酢酸ブチル、トルエンは揮発し、セルロースフィルム表面にアクリル樹脂及びワックスが層として残る。なお、水性グラビア印刷インキによる印刷適性を所望する場合には、前記の組成よりワックスが省かれる。

あるいは、セロハンフィルムに防湿性と共に、好適な生分解性能を付与させることもできる。例えば、ジカルボン酸・グリコール型のポリエステル樹脂にポリイソシアネートを反応させて得た生分解性ポリエステルウレタン樹脂があり、トルエン、キシレン、ベンジルエーテル、メチルエチルケトン、酢酸エチル等の有機溶媒に溶解される。

他に、プルランのフィルムやオブラート等に対し、グルコース、スクロース、トレハロース、マルトース等の各種糖類の水溶液、キシリトール、ソルビトール、マルチトール等の糖アルコール類の水溶液を塗剤とすることができる。この結果、糖衣フィルムが形成され、製菓目的や医薬品包装に好適となる。

樹脂フィルム（熱可塑性樹脂フィルム）あるいは湿潤フィルムにおいて、フィルム基材層上に塗剤を塗布する方法（コート法）は特に限定されず、グラビアコート、リバースコート、エアナイフコート、メタリングバーコート等の公知のコート法、またはスプレー塗布、浸漬等が適用できる。図２の塗工部４０にてこれらの塗布法は実施される。

上記説明のとおり、本発明のフィルムの製造方法によると、常圧過熱水蒸気に特有の熱伝導性の良さから、極めて高い乾燥効率を得ることができる。また、乾燥温度下において熱曝露される時間も短縮されることから、熱劣化も抑制されうる。当該製法により製造されたフィルムによると、後述する実施例からも明らかなように、既存の製法と比べても性能面の機能向上が見られる。

［使用装置，使用材料］
発明者は、常圧過熱水蒸気を用いた乾燥と、従前の加熱空気による乾燥との評価を試みた。常圧過熱水蒸気の発生装置にオーブン調理器（シャープ株式会社製「ＡＸ−ＨＣ１」）を用い、過熱蒸気加熱モードに設定して後記の実施例の乾燥を行った（表中の乾燥温度参照）。対照として、同オーブン調理器を大気加熱モードに設定して後記の比較例の乾燥を行った（表中の乾燥温度参照）。

乾燥対象となるフィルム（基材に相当）として、フタムラ化学株式会社製ポリエチレンテレフテレート樹脂フィルム（ＦＥ２００１）：厚さ２５μｍ（以下、ＰＥＴフィルムとする。）、同社製生分解性ポリエステルフィルム（ＭＰ）：厚さ５０μｍ（以下、生分解ポリエステルとする。）、同社製セロハンフィルム（ＰＬ）：厚さ３０μｍを用いた。また、プルランフィルムとして、株式会社林原製プルラン粉末を固形分濃度が２０重量％に水に溶解し、この溶解物を前出のＰＥＴフィルム上に湿潤状態で１００μｍとなるように塗布し、当該ＰＥＴフィルムを引き剥がしたものを用いた。

フィルム表面に塗布する塗剤として、水性ポリウレタン樹脂をはじめ、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂溶液（ＥＶＯＨ樹脂溶液）、水性チタン含有塗料、水性シリコーン樹脂塗料を用いた。エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂溶液は日本合成化学工業株式会社製「ソアノール１６Ｄ」を水とアルコールの混合液に溶解した溶液である。水性チタン含有塗料は大塚化学株式会社製「ＨＴＯゾル」を用いた。水性シリコーン樹脂塗料は旭化成ワッカ−シリコーン株式会社製「ＤＥＨＥＳＩＶＥ４４０」を用いた。

水性ポリウレタン樹脂は次のとおり調製した。ＸＤＩ（キシリレンジイソシアネート）４５．５ｇ、水添ＸＤＩ（１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン）９３．９ｇ、エチレングリコール２４．８ｇ、ジメチロールプロピオン酸１３．４ｇ、及び溶剤としてメチルエチルケトン８０．２ｇを混合し、窒素雰囲気下７０℃で５時間反応させた。このカルボン酸基含有ウレタンプレポリマー溶液を４０℃でトリエチルアミン９．６ｇにより中和した。得られたポリウレタンプレポリマー溶液を６２４．８ｇの水にホモディスパーにより分散させ、２−［（２−アミノエチル）アミノ］エタノール２１．１ｇで鎖伸長反応を行い、メチルエチルケトンを留去することにより、固形分２５重量％の水分散型ポリウレタン樹脂を得た。

水４９０ｇ当たり水膨潤性合成雲母（コープケミカル株式会社社製「ＭＥ−１００」）を２重量％分散した。この膨潤性無機層状化合物の総重量に対して０．１２６重量部に相当する量の２−［（２−アミノエチル）アミノ］エタノール（ＡＥＥＡ）を添加し１時間攪拌した。この攪拌液に水膨潤性合成雲母重量の１０倍重量に相当する量とするべく前記の水分散型ポリウレタン樹脂を添加混合した。この後、水を加えて全固形分濃度を１０重量％に希釈しガスバリア層塗剤、つまり水性ポリウレタン樹脂の塗剤を得た。

［評価事項］
酸素透過度の測定は、乾燥を終えた個々のフィルムの酸素ガスバリア性を酸素透過度測定装置（モダンコントロール社製：ＭＯＣＯＮ ＯＸＴＲＡＮ１０／５０Ａ）を用い、２０℃、５０％ＲＨ雰囲気下にて実施例及び比較例のフィルムの酸素透過度（ｍＬ／ｍ²・ａｔｍ・ｄａｙ）の測定とした。

剥離性の評価は、フィルムの塗膜面上にセロハンテープ（ニチバン株式会社製：エルパックＬＰ２４）を圧着し、フィルムとセロハンテープとを１８０°方向としながら、セロハンテープを勢いよく剥がした。剥離後のセロハンテープによる粘着力の保持の程度により、次の三段階で評価した。下記の表中の記号は次のとおりである。“○”は粘着力が保持されている。“△”は粘着力が一部損なわれている。“×”は粘着力が完全に損なわれている。

耐裏写り性の評価は、各々のフィルムにおいて塗膜を設けた面に、前出のＰＥＴフィルムを重ね合わせ、４０℃の温度下で５０ｋｇ／ｃｍ²の荷重を３０分間かけた。次に重ね合わされたＰＥＴフィルムを剥がし、ＰＥＴフィルム表面に、水性グラビアインキをグラビア印刷し、インキのはじきの程度を目視観察した。水性グラビアインキには、東洋インキ製造社製「アクワエコール」を専用の希釈溶剤を用いて固形分濃度２０〜３０重量％、アルコール濃度３０％以下に希釈したものを使用した。下記の表中の記号は次のとおりである。“○”ははじきがない。“△”は部分的にはじいている。“×”は全体的にはじいている。

水分含量は、絶乾状態のフィルム重量と、乾燥直後のフィルム重量との差を算出した。両者の差が少ないほど乾燥が進行している。なお、乾燥前のプルランフィルムは８０％の含水量に、乾燥前のセルロースフィルムは５０％の含水量に予め調整し、この含水量からの変化とした。

［実施例・比較例の試作］
実施例１及び比較例１，１’はＰＥＴフィルムの片面に水性ポリウレタン樹脂の塗剤を塗布した。実施例２及び比較例２はＰＥＴフィルムの片面にＥＶＯＨ樹脂溶液の塗剤を塗布した。実施例３及び比較例３は生分解ポリエステルの片面に水性チタン含有塗料を塗布した。実施例４及び比較例４，４’はＰＥＴフィルムの片面に水性シリコーン樹脂塗料を塗布した。いずれの塗剤とも、グラビアコーターによる塗布（おおむね塗工速度１５０ｍ／ｍｉｎ）とした。また、実施例５，６はセロハンフィルム単体、比較例５，６はプルランフィルム単体とした。下記の表に各実施例及び比較例の結果を示す。なお、実施例４，５，６は参考例である。

乾燥に要する時間が短くとも、仕上がったフィルムの酸素透過度は低下しているため、過熱水蒸気による乾燥は十分に有効である。塗剤の種類を問わず酸素透過度を低く抑えており、広汎な塗剤への適応が期待できる。

加えて、乾燥に要する時間が短いながらも、剥離性や耐裏写り性等の機能面での改善がより進む事実を明らかにした。従って、処理工程を短くすると共に、従前以上の機能性を有するフィルム開発が予見できる。

実施例に例示の糖鎖化合物からなる湿潤フィルムに対する過熱水蒸気の適用においても、乾燥に十分な効果を発揮した。この結果から、製膜後のフィルムの乾燥に有益である。

本発明の乾燥チャンバの概略断面図である。 図１の主要部拡大図である。 被乾燥フィルムの断面模式図である。

１０ 乾燥チャンバ
１１ 乾燥部
１２ 搬入部
１３ 搬出部
２１ 加熱部
２２ 過熱水蒸気噴出部
２３ 排気吸入部
２７ 過熱水蒸気生成部
４０ 塗工部
５０Ａ フィルム単体
５０Ｂ 片面塗工フィルム
５０Ｃ 両面塗工フィルム
５１ フィルム基材層
５２ｐ，５２ｑ，５２ｒ 塗剤層
ＳＳ 過熱水蒸気
Ｓ 排水蒸気
Ｗ 被乾燥フィルム

Claims (3)

1. 乾燥工程を含むガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法において、
   前記乾燥工程は、乾燥チャンバ内で１００〜３００℃の常圧過熱水蒸気をポリエステルフィルムの一面に塗剤を塗布した塗工フィルムに当てて加熱し乾燥するものであり、
   前記乾燥工程後の塗工フィルムの２０℃、５０％ＲＨ雰囲気下における酸素透過度が１１ｍＬ／ｍ ² ・ａｔｍ・ｄａｙ以下を満たすことを特徴とするガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法。
2. 前記ポリエステルフィルムが生分解性ポリエステルフィルムである請求項１に記載のガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法。
3. 前記塗剤が、水性ポリウレタン樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂溶液、または水性チタン含有塗料である請求項１又は２に記載のガスバリア性付与ポリエステルフィルムの製造方法。

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