JPH04216032A

JPH04216032A - ポリエステルフィルムの成形方法

Info

Publication number: JPH04216032A
Application number: JP3063516A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tsunashima; 研二綱島; Seizo Aoki; 青木　精三; Hideyuki Yamauchi; 英幸山内
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1990-12-13
Filing date: 1991-03-27
Publication date: 1992-08-06
Anticipated expiration: 2012-09-30
Also published as: JP2658610B2; CA2057541A1; KR920011683A; EP0490704A2; EP0490704A3

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は厚みむらの小さいポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分とするポリエ
ステルフィルムおよび他の素材との複合体からなるポリ
エステルフィルムの成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来ＰＥＴフィルムの厚みむら・成形む
らを小さくする方法として、延伸温度むらや延伸区間を
最小にする方法や、延伸の後期で冷却する、いわゆる冷
却延伸法（例えば特公昭３４−４４２号、特公昭４５−
１８２３５号など）などが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
厚みむら改良方法では温度むらや延伸区間を最小にする
にも限界があり、さらに冷却延伸法でも特に薄いフィル
ムの場合、充分な効果がなく、均一な厚みのフィルムが
得られない。

【０００４】本発明はフィルムの厚みむらが小さく、し
かも周期的な厚みむら・成形むらのない均一厚みのＰＥ
Ｔフィルムを成形および製膜する方法を提供するもので
ある。特に延伸温度が高くても、また延伸倍率が高くて
も厚みの均一な成形方法・延伸方法を提供するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は実質
的に無配向なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を
主成分とするポリエステルフィルムを降伏点のない状態
で成形することを特徴とするポリエステルフィルムの成
形方法に関するものである。

【０００６】本発明のポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）とは、エチレングリコールとテレフタル酸とから
縮重合によって得られたポリマーであり、極限粘度〔η
〕は０．５〜２．０、好ましくは０．６〜０．８の範囲
に相当する分子量のものをいう。なお、主成分とはＰＥ
Ｔを５０重量％、好ましくは７５重量％以上含有するも
のをいう。もちろん、ＰＥＴの特性を大巾に変えない範
囲で他のジオールやジカルボン酸、さらには他のモノマ
ーやポリマーなどをランダム、ブロック、グラフト共重
合してもよい。ジオールとしては、ブタンジオール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペ
ンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ポリ
エチレングリコールおよびそれらの誘導体などがあり、
ジカルボン酸としては、イソフタル酸、フタル酸、アジ
ピン酸、セバチン酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロ
ヘキサンジカルボン酸、ダイマー酸、ジフェニルジカル
ボン酸、およびそれらの誘導体などがある。もちろん他のポリマー、例えばポリブチレンテレフタレ
ート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、
ポリエチレンナフタレート、などで代表されるポリエス
テル類や、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２な
どで代表されるポリアミド類、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテンなどで代表さ
れるポリオレフィン類、などをブレンドしてもよい。

【０００７】もちろん、ＰＥＴにポリマー用として公知
の添加剤、例えば安定剤、増粘減粘剤、着色剤、造核剤
、ＵＶ吸収剤、難燃剤、すべり剤、帯電防止剤、ブロッ
キング防止剤、などの添加してもよい。なお、実質的に
無配向とは、分子が有効配向していないことであり、複
屈折の値として０．００１以下のものをいう。

【０００８】本発明で成形されるポリエステルフィルム
は、実質的に無配向なＰＥＴを主成分とするポリエステ
ルフィルムと他の素材との複合体であっても良い。

【０００９】本発明のポリエステルフィルムを複合しう
る素材としては、任意の高分子化合物や金属板である。高分子化合物としては熱硬化性ポリマーでも熱可塑性ポ
リマーでもよいが、本発明の場合、熱可塑性ポリマーの
方が成形しやすくて好ましい。熱硬化性ポリマーとは、
加熱により流動性を示し軟化塑性を示すと同時に化学反
応により分子間に三次元の架橋結合を生じ、硬化して不
溶不融となり、再び加熱しても軟化しないポリマーであ
り、代表的なものとして、セハロース系樹脂、フェノー
ルホルマリン樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂、キシレ
ン樹脂、ケトン樹脂、尿素ホルマリン樹脂、アルキド樹
脂、などがある。熱可塑性ポリマーとは、加熱により流
動・可塑性を示す線状ポリマーで、代表的なポリマーと
しては、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、
ハロゲン含有ポリマー、アクリル酸樹脂、ビニル樹脂な
どがあげられる。

【００１０】金属板を構成する元素としては鉄、アルミ
ニウム、銅、亜鉛、鉛を主成分とした金属からなる板で
ある。

【００１１】本発明に用いる金属板としては、厚さ０．
１〜０．５ｍｍの鉄、アルミ、銅などの通常容器用素材
として使用される金属板を挙げることができる。中でも
鋼板の使用が好ましく、表面処理をしていないブラック
プレート（素鋼板）、錫や亜鉛などのメッキ鋼板、電解
クロム酸処理鋼板、リン酸やクロム酸などの化学薬品で
表面処理した化成性処理鋼板などが使用でき、特に容器
の防錆性、経済性の点から化成処理鋼板、電解クロム酸
処理鋼板が好ましい。金属板の厚みが０．１ｍｍ未満の
場合は薄すぎるために、絞り加工時に金属板が破れて容
器を作れない。また厚みが０．５ｍｍを越える場合には
、フィルムをラミネートする時に十分に熱が伝わらない
ので、接着力が十分に上りにくいし、また金属板が冷え
るのに時間がかかり、フィルムがずれたり、打痕がつい
たり、絞りやしごきが強すぎて相互の関係でフィルムが
剥離しやすく、防錆性のある容器を作れない。

【００１２】次に本発明でポリエステルフィルムを成形
するとは、外力によりフィルムを引伸ばしフィルム厚さ
を減少させる操作をいい、これに伴なって分子鎖が配向
し、バリア性、機械的・熱的・光学的などの諸特性の向
上がみられることが多い。かかる成形として、本発明で
は、フィルムを一方向あるいは二方向に引き伸ばす延伸
と、これを除いた狭義の成形を含む。従って、本発明で
は延伸と区別することなく単に成形と言うときには、延
伸成形をも含んだ広義の成形を意味している。延伸する
方向としては一軸方向のこともあるがお互いに直角方向
に延伸した二軸延伸も含まれる。

【００１３】また、狭義の成形とは、シートあるいはフ
ィルム状物を熱や圧力をもちいて所望の形の製品につく
ることをいい、代表的な成形法としては、圧縮成形、圧
空成形、冷間成形、プラグアシスト成形、真空成形、積
層成形、などがあり、任意に選択できる。

【００１４】また、本発明でいう降伏点のない状態とは
実質的に無配向のキャストシートを延伸するときに発生
する応力を延伸ひずみに対してプロットしたとき、応力
とひずみとが一対一の対応をする状態にあることをいう
。すなわち降伏点のない状態とは図１に降伏点を有さな
い代表的な延伸張力パターンを示したが、１つの応力に
対して、延伸ひずみが１点ａ点しか対応しないものをい
い、本発明にとって必須の条件である。図２は、降伏点
を有するフィルムの延伸張力パターンであり、１つの応
力に対してｂ、ｃ、ｄの３点の延伸ひずみが対応してい
る。

【００１５】本発明のポリエステルフィルムを降伏点の
ない状態にするには、一例として降伏点を有さない延伸
張力の大きなポリエステル（Ａ）よりなるフィルムをＰ
ＥＴフィルムに積層することで達成することができる。この降伏点を有さないポリエステル（Ａ）の代表的なポ
リマーとしては、ポリブチレンナフタレート、ポリブチ
レンテレフタレートおよびその共重合体、パラヒドロキ
シ安息香酸を共重合したＰＥＴで代表される液晶性ポリ
エステルおよびその誘導体などが挙げられる。もちろん
、そのポリマーのガラス転移温度Ｔｇ以下や、異常な高
温での延伸では降伏点は生ずる。しかし、降伏点を有す
るポリマーとは延伸温度をいかに変更しても降伏点が必
ず出るポリマーをいい、ＰＥＴは代表的なポリマーであ
る。

【００１６】また、本発明でいう降伏点のない状態の温
度範囲（△Ｔ）とは、図３に示した様に、降伏点を示す
低温側の最高温度Ｔ１　から、降伏点を有さない温度域
（Ｔ２　〜Ｔ４　）を通して、再び降伏点を示す高温側
の最低温度Ｔ５　との温度範囲△Ｔのことで、この場合
は（Ｔ５　〜Ｔ１　）の温度範囲に相当するものである
。この△Ｔが本発明の場合、３５℃以上、好ましくは４
０℃以上、さらに好ましくは５０℃以上のものが延伸後
や成形後のフィルムの厚み均一化にとって望ましい。

【００１７】本発明のポリエステル（Ａ）の延伸張力は
、ＰＥＴの延伸張力に比べて５倍以上、好ましくは８倍
以上１００倍以下であることがフィルムの厚みの均一性
にとって望ましい。この延伸張力の比率は延伸ひずみ１
００％（延伸倍率２倍）のところの延伸張力の比で表わ
す。もちろん比較するフィルム厚さや延伸条件などは全
く同一にして比較を行なう。

【００１８】該ポリエステル（Ａ）フィルムをＰＥＴフ
ィルムに薄く積層することにより本発明は達成されるが
、１層の積層厚みはＰＥＴ厚さに対して３〜３５％、好
ましくは３〜１５％、さらに好ましくは３〜８％の範囲
にすることが厚みの均一なフィルムを得る点で望ましい
。ポリエステルの積層はＰＥＴフィルムの片面でもよい
が、フィルムの両面に積層した方が、フィルムの物性、
例えばカール、すべり性、などにとって好ましい。両面に積層したときは６〜５０％、好ましくは６〜３０
％、さらに好ましくは６〜１６％の範囲の積層のものが
よい。

【００１９】次に本発明の成形方法の一例を説明するが
これに限定されるものではない。

【００２０】ＰＥＴ（〔η〕＝０．６５）およびポリエ
ステル（Ａ）としてポリブチレンテレフタレート（〔η
〕＝１．３）を、それぞれ別の押出機に供給して常法に
より溶融させ、ポリエステル（Ａ）／ＰＥＴ／ポリエス
テル（Ａ）からなる３層積層Ｔダイ口金内で合流積層さ
せ、該溶融体をＴダイ口金から吐出させ、冷却ドラム上
に静電荷で密着固化させる。該３層積層フィルムの複屈
折は０．００１以下と実質的に無配向なものである。こ
のフィルムを１１０℃に加熱して長手方向に１．２〜２
．３倍延伸後、９０℃でさらに長手方向に２．５〜５．
８倍、トータル倍率として３〜１３倍、好ましくは４〜
９倍延伸し、つづいて巾方向に９０℃で３〜５倍延伸後
、１６０〜２４０℃で熱処理をする。もちろんこの様な
逐次二軸延伸方式でなくても、同時二軸延伸法であって
も真空成形などであってもよい。フィルム厚さは特に限
定しないが、０．３〜３５０μｍの範囲のものに広く活
用しうるが、本発明の場合、特に０．３〜１００μｍと
比較的薄いものに効果が大きい。

【００２１】

【発明の効果】本発明のポリエステルフィルムの成形方
法は以下の様な効果を有するものである。

【００２２】１．フィルムの厚みが均一である。

【００２３】２．フィルムの厚みむらに周期的なむらがない。

【００２４】３．特に高温高倍率延伸をおこなっても厚みの均一性が
保たれるため、特公昭５２−３３６６６などに示された
ような高倍率縦多段階延伸法に好適である。

【００２５】４．フィルム巾方向の物性が均一であり、いわゆるボー
イングの少ないフィルムが得られる。

【００２６】５．成型用途に適用したとき、成型温度範囲が広く、し
かも成型したものが厚みの均一性のよい成型品が得られ
る。

【００２７】

【物性の評価方法】

（１）フィルムの厚みむら所定の方向に巾５０ｍｍ長さ５０ｍ長のサンプルを広範
囲電子マイクロ測定器（アンリツ社製、Ｋ３０６Ｃ）を
使用し、フィルム送り速度３ｍ／分でフィルム厚みを測
定する。測定した厚みから次式により厚みむらを算出す
る。

【００２８】厚みむら（％）＝（最大厚さ−最小厚さ）
／平均厚さ×１００（％）（２）厚みむらの周波数解析上記測定厚みプロファイルをフーリエ解析により厚みむ
らの周期性を算出した。

【００２９】（３）極限粘度〔η〕０−クロルフェノール中で２５℃で測定する。単位はｄ
ｌ／ｇを用いる。

【００３０】（４）延伸張力はＴ．Ｍ．Ｌｏｎｇ社製のフィルムスト
レッチャーを用いて、延伸方向および拘束軸方向の張力
をトランスジューサークリップで検出する。延伸条件は
、延伸速度５０００％／分、予熱時間３０秒、巾方向拘
束長手方向一軸延伸をとる。フィルム厚さは２００〜２
５０μｍ程度に一定にする。

【００３１】

【実施例】本発明を実施例を用いて説明する。

【００３２】実施例１ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）として〔η〕が
０．６３ｄｌ／ｇ、融点２６５℃の樹脂を用い、ポリエ
ステル（Ａ）としてポリブチレンテレフタレート８０重
量％と（〔η〕が１．２ｄｌ／ｇ、融点２２２℃、）上
記ＰＥＴ２０重量％との混合体を用い添加剤として３０
０ｍμ径のコロイダルシリカを０．１重量％含有させた
樹脂を用いた。それぞれの樹脂を１５０ｍｍφと６５ｍ
ｍφの押出機に供給し、Ｔダイ口金内でポリエステル（
Ａ）／ＰＥＴ／ポリエステル（Ａ）からなり積層比が１
／８／１になるように３層積層フィルムに積層後、口金
から吐出し、静電荷を印加させながら冷却ドラム上で冷
却固化し、厚さ３５０μｍの実質的に無配向のフィルム
を得た。このときの複屈折は０．０００５であった。か
くして得られたフィルムを長手方向にまず１２５℃で２
．０倍延伸後、さらに同方向に８５℃で３．５倍（トー
タル倍率７倍）延伸後、巾方向に９５℃で４．５倍延伸
後、２３０℃で５％の巾方向リラックスをさせながら７
秒間熱処理をし、厚さ１２μｍの二軸配向フィルムを得
た。なお、この無配向フィルムの延伸張力パターンは図３に
示したように降伏点を示さず、その降伏点を示さない温
度範囲は４５℃と広かった。また、ポリエステル（Ａ）
の延伸倍率２倍での延伸張力は、ＰＥＴに比べて７倍と
高いものであった。

【００３３】かくして得られた二軸延伸フィルムの厚み
むらは長手方向、巾方向とも１％と小さく、周期的な厚
みむらはなかった。

【００３４】比較例１実施例１で用いたポリエステル（Ａ）を用いず、ＰＥＴ
単層からなるフィルムを用い、あとは実施例１と全く同
様にして二軸延伸熱処理して厚さ１２μｍのフィルムを
得た。

【００３５】

【表１】

【００３６】以上のように、本発明のフィルムでないと
厚みの均一なフィルムが得られないばかりか、熱収縮率
の巾方向、および面内での均一なものが得られないこと
がわかる。

【００３７】実施例２ポリエチレンテレフタレート／セバケート共重合体（７
０／３０モル％、〔η〕：１．０ｄｌ／ｇ）と、ポリエ
ステル（Ａ）としてポリブチレンテレフタレート（〔η
〕：１．６ｄｌ／ｇ、添加剤としてサイロイド１５０を
０．０５重量％）を２台の押出機に供給して、口金内で
ポリブチレンテレフタレート／ポリエチレンテレフタレ
ート共重合体（積層比１／７）になるように２層に積層
後、口金から吐出し、ポリブチレンテレフタレート面を
５５℃に保たれた鏡面ドラム面に密着冷却固化し、厚さ
５０μｍの実質的に複屈折０．００１の無配向フィルム
を得た。もちろんこのフィルムは降伏点を示さず、その
温度範囲は５５℃と広いものであった。

【００３８】かくして得られた２層積層フィルムのポリ
エチレンテレフタレート共重合体面を２５０℃に加熱さ
れたＴＦＳ鋼板（厚さ５００μｍ）に圧着ラミネートし
、ただちに室温まで冷却した。かくして得られた積層鋼
板を加熱することなく積層フィルム面が内面になるよう
室温で３６０ｍｌ用ビール缶に深絞り成形した。

【００３９】かくして得られた缶内面のフィルムの成形
性は良好であり、クラックなどの表面欠点もなく、フィ
ルム厚さもほぼ均一に缶内面に積層されていた。該缶を
沸水中３０分処理や１５０℃３０秒処理を行なっても外
観状の変化は認められなかった。

【００４０】実施例３ポリエステル（Ａ）としてポリブチレンテレフタレート
（〔η〕：１．４ｄｌ／ｇ、添加剤としてサイロイド１
５０を０．０７５重量％添加）を用い、ポリエステル（
Ｂ）としてエチレングリコールとシクロヘキサジメタノ
ールとを５０／５０モル％混合したものにテレフタル酸
１００モル％とを重縮合させた共重合ポリエステル（〔
η〕：１．０）を用いた。それぞれの樹脂を９０ｍｍ径
と２５０ｍｍ径の押出機に供給し、ポリエステル（Ａ）
／ポリエステル（Ｂ）／ポリエステル（Ａ）からなる３
層（厚み比５／９０／５になるようＴダイ口金内で積層
し、口金から吐出し、４０℃に保たれたサンドブラスト
ロール上にエアーチャンバー法で密着冷却固化した。得
られたフィルム厚さは２００μｍで、複屈折は０．００
１と実質的に無配向であった。このフィルムの延伸張力
パターンは図３に示したように降伏点を示さず、その降
伏点を示さない範囲は５２℃と広く、またポリエステル
（Ａ）の延伸張力はポリエステル（Ｂ）に比べて１０倍
と高いものであった。

【００４１】かくして得られたフィルムを直径８ｍｍ、
深さ６ｍｍの円筒状ＰＴＰ成型機に供給し成形温度範囲
をふって成形性をみた。

【００４２】比較例２〜３実施例３でもちいたポリエステル（Ａ）のみの単層フィ
ルムを用いた場合を比較例２、ポリエステル（Ｂ）フィ
ルムのみの単層を用いた場合を比較例３にし、あとは実
施例３と同一にして厚さ２００μｍのフィルムを得た。

【００４３】実施例３、比較例２，３の成形性の評価結
果を表２に示す。

【００４４】なお、成形性は次の様に判断した。

【００４５】 ○：成形金型通りに成形されており、得られた成形品の
厚みも均一で、外的欠点のないもの △：成形が不充分だったり、外観欠点のあるもの×：成
形ができないもの

【００４６】

【表２】

【００４７】以上のようにポリエステル（Ａ）や（Ｂ）
だけの単層では均一な成形ができないが、３層に積層し
たフィルムでは広い温度範囲で成形が可能であることが
わかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】降伏点のない状態のフィルムの延伸応力（縦軸
）〜ひずみ（横軸）曲線の一例を示した図である。

【図２】降伏点のある状態のフィルムの延伸応力（縦軸
）〜ひずみ（横軸）曲線の一例を示した図である。

【図３】フィルム温度をＴ１　〜Ｔ５　（Ｔ１　＜Ｔ２
　＜Ｔ３　＜Ｔ４　＜Ｔ５　）に変化させたときのフィ
ルムの延伸応力（縦軸）〜ひずみ（横軸）曲線の一例を
示した図である。

【符号の説明】

ａ，ｂ，ｃ，ｄ：フィルムのひずみＴ１　，Ｔ２　，Ｔ
３　，Ｔ４　，Ｔ５　：フィルム温度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　実質的に無配向なポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）を主成分とするポリエステルフィル
ムを降伏点のない状態で成形することを特徴とするポリ
エステルフィルムの成形方法。
【請求項２】　　少なくとも一方向の成形倍率が４〜９
倍であることを特徴とする請求項１に記載のポリエステ
ルフィルムの成形方法。
【請求項３】　　ポリエステルフィルムとして、降伏点
のない状態の温度範囲が３５℃以上のポリエステルフィ
ルムを使用することを特徴とする請求項１または２に記
載のポリエステルフィルムの成形方法。
【請求項４】　　ポリエステルフィルムが、実質的に無
配向なポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリ
エステルフィルムと他の素材との複合体であることを特
徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポリエステル
フィルムの成形方法。
【請求項５】　　他の素材が鉄、アルミニウム、銅、亜
鉛、鉛から選ばれた金属板、または高分子化合物である
ことを特徴とする請求項４に記載のポリエステルフィル
ムの成形方法。
【請求項６】　　ポリエステルフィルムが、降伏点を有
さないポリエステル（Ａ）よりなるフィルムをＰＥＴよ
りなるフィルムに積層してなることを特徴とする請求項
１〜５のいずれかに記載のポリエステルフィルムの成形
方法。
【請求項７】　　該ポリエステル（Ａ）の延伸張力が、
ＰＥＴの延伸張力の５倍以上であることを特徴とする請
求項６に記載のポリエステルフィルムの成形方法。