JPS61102232A - 包装用ポリエステルフィルム - Google Patents

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】 エイＪ産−業」弘ハ羽、用−分一野一 本発明は包装用フィルム、特に透明易滑性、印刷インキ
との接着性、生産性に優れた包装用ポリエステルフィル
ムに関するものである。

０り一兜米辺ｉ術上邂迭１べき間１嘉 ポリエステル２軸延伸フィルムは、耐熱性、機械的性質
、透明性、耐薬品性等に優れているため、磁気テープ用
、写真用、メタライズ用、電気用等に広く用いられてい
るが、特に包装用途においても、種々のすぐれた特性を
有するため、その需要は増々増大している。

ところで包装用分野においては、内容物が観察出来るよ
う、更に透明性が望まれている。透明なフィルムを得る
ためには、内部粒子にボイドを作らない事及び光の散乱
、透過障害の原因となるフィルム表面の凹凸やフィルム
中の異物が少ないことが重要である。しかるに表面平滑
性をあげすぎると滑り性が不足するため、ポリエステル
フィルムの製造工程での巻き取り作業性とか、ユーザー
での包装作業性に劣ることとなる。それ故、該作業性を
低下せしめることなく表面平滑性をあげる事及び内部ボ
イドの生成を押える事が望まれている訳である。

又包装用フィルムに関しては、殆んどの場合印刷を施さ
れて使用されるが、その際のインキは最も汎用的なセル
ロース誘導体をバインダーとするセロファン用印刷イン
キが、高速度印刷可能、仕上がりが鮮明という事で一般
的に用いられている。

しかるにポリエステルフィルムは疎水性のため親水性の
セルロース系バインダーと接着しにくいという問題が有
り、この問題に対して従来、主に２つの手法により対処
してきた。第１の手法は、ポリエステルをポリアルキレ
ングリコール例えばポリテトラエチレングリコール、ポ
リエチレングリコール等を直接共重合したり、該共重合
チップをブレンドしたりして、ポリエステル中にポリア
ルキレングリコールを含有せしめて親水化し、セルロー
ス系バインダーとの接着性を向上させる方法である。し
かしながら該方法では接着性は向−ヒするが、重合性が
悪化したり、包装用フィルムとして用いた時の耐候性が
悪化したりするため、出来るだけポリアルキレングリコ
ールの含有量を減らすことが望まれていた。

第２の手法としては、ポリエステルフィルムの１ｄ造工
程過程、例えば横延伸前に水系の接着層にツー１−シて
印刷性を高める方法である。しかるに該方法は水系のた
めセルロースバインダーとの接着性は容易に達成出来る
が、接着層とポリエステルフィルムとの密着性を一ヒげ
る事が困雛であり、その改良が望まれていた。

以上のように、包装用ポリエステルフィルムにおいては
、」二記種々の問題点があり、それらを解決することが
望まれていた。

−（イ）〕−凹訓−虚を　゛するための手本発明者等は
前記の透明易滑性、ポリアルキレングリコール含有量の
少ない時でもセロファン用印刷インキ接着性、インライ
ン塗布時のポリエステルフィルムと塗布剤との接着性を
改良すべく鋭意検討の結果ポリエステルフィルムの物性
をある特定のものにすることにより前記の問題点が解決
できることを見出し、本発明に到達したものである。

すなわち本発明はフィルム面配向度（△Ｐ）とフィルム
の縦方向の（ＦＳ　　−値）及びフィルムの平均屈折率
（ｉ）とが、次式［１］の関係を満たし、かつフィルム
のヘーズが５．０％以下であることを特徴とする、透明
易滑性、印刷性、生産性に優れた包装用ポリエステルフ
ィルム、 ０．００２ＸＦ５−＋］、４３Ｘ五−２，１５≧ΔＰ≧
　０．　００２ＸＦタ　＋　１．　４３Ｘ’ｉ＞−２，
１７・・・・・・・■ 及び、突起と該突起を核とした長径が少くとも３Ｐｍの
窪みとからなる凹凸単位のフィルム表面積１　ｍ　ｍ　
２当りの個数Ａ（個／ｍｍ２）が次の式■０≦Ａ≦２５
００・・・■ の範囲である、上記の包装用ポリエステルフィルムに関
するものである。

本発明にいうポリエステルとは、テレフタル酸。

イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸のご
とき芳香族ジカルボン酸又はそのエステルと、エチレン
グリコール、ジエチレングリコール、テトラメチレング
リコール、ネオペンチルグリコール等のごときグリコー
ルとを重縮合させて得ることの出来るポリマーである。

このポリエステルは、芳香族ジカルボン酸とグリコール
とを直接重縮合させて得られる他、芳香族ジカルボン酸
ジアルキルエステルとグリコールとをエステル交換反応
させた後重縮合せしめるか、あるいは芳香族ジカルボン
酸のジグリコールエステルを重縮合せしめる等の方法に
よっても得られる。かかるポリマーの代表的なものとし
て、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン−２，
６−ナフタレンジカルボキシレート等が例示される。

このポリマーはホモポリマーであってもよく、また芳香
族ジカルボン酸成分の１５モル％以下が非芳香族ジカル
ボン酸成分であるような、および／またはジオール成分
の１５モル％以下が脂肪酸グリコール以外のジオール成
分であるような共重合ポリエステルがあってもよい。と
りわけジオール成分として、ポリエチレングリコール、
ポリテトラメチレングリコール等を用いると好適である
。

さらに前記ポリエステルと他の重合体とのポリマーブレ
ンドであってもよい。ブレンド出来る他の重合体として
、ポリアミド、ポリオレフィン、他種ポリエステル（ポ
リカーボネートを含む）が例示されるが、又特にホモポ
リマーとポリアルキレン共重合体ポリマーのブレンド又
は異なるポリアルキレンゲリコール共重合体ポリマー同
士をブレンドすることも好適である。

前記ポリエステルには、必要に応じて安定剤、着色剤、
酸化防止剤、消泡剤等の添加剤を含有するものであって
もよい。又、ポリエステルフィルムに易滑性を付与する
ために、微粒子及び／又は不活性無機粒子を添加する（
含有させる）ことができる。

前記微粒子は、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、酸
化ケイ素、テレフタル酸カルシウ１１、酸化アルミニウ
ム、酸化チタンリン酸カルシウム、酸化チタン等の元素
周期律表の第■族、第■族、第■族その他から選ばれる
元素を含む塩または酸化物かｒ）なる不活性外部粒子、
ポリエステル樹脂の溶融製膜に際して不溶な高融点有機
化合物、架橋化ポリマー及びポリエステル合成時に使用
する金属化合物触媒、例えばアルカリ金属化合物、アル
カリ土類金属化合物などによってポリエステル製造時に
ポリマー内部に形成される内部粒子であることができる
。

フィルム中に含まれる該微粒子量は０．００５〜２．０
重量％含有することが必要であり、また粒子の平均粒径
としては０．０５〜５．０ｐｍの範囲である。

本発明はフィルムの平均屈折率（ｎ）と面配向度（△Ｐ
）及びＦｓ値を特定範囲に限定することにより、同−原
料系において、透明易滑性、セロカラー用のインキとの
接着性に秀れたフィルムを得るものである。

平均屈折率ｉは厚み方向の屈折率ｎ伐、主配向方向の屈
折率ｎｒ−主配向方向と直角な方向の屈折率ｎ、どする
と ？ｉ＝１／３　　（ｎｄ　　＋ｎｐ　　＋ｎ７　）で与
えられる。

一方面配向度ΔＰは上記のｎａ　　ｇ　ｎｐ　　ｒ　ｎ
ｒ　　を用いて ΔＰ　＝　ｎｐ　　＋　ｎＴ−ｎ、１ で与えられる。

平均屈折率は１．６００以上で１．６１０以下であるこ
とが好ましい。平均屈折率ｎが１．６００より低い場合
には、包装袋の成形時の加熱収縮により寸法変化が起こ
り好ましくない。一方、平均屈折率が１．６１０を超え
るとフィルムの機械的強度が劣るようになる傾向がある
。

一方、面配向度と−とＦ、の関係は下記式０式％ を満足しなければならない。

驚くべきことに、同一のＦ９　値のフィルムで比較する
時、同一のヘーズを有するフィルムにおいて、ΔＰが上
式を満足する範囲のフィルムの摩擦係数は上式の範囲外
にあるフィルムの摩擦係数に比べて格段に優れているこ
とが分った。言いかえれば、同一の摩擦係数を与えるフ
ィルムにおいて上式を満足するフィルムのヘーズは、△
Ｐが上式の範囲外のフィルムのヘーズに比べて格段に低
くなることを見出した。更に驚くべきことに、上記を満
足する範囲のフィルムは上式の範囲外のフィルムに比べ
て、セロカラー用のインキとの接着性及びインラインコ
ート塗布剤との接着性に優れていることが判明した。理
由は明白ではないが、表面の結晶の配向が変化すること
により１表面の親木性が増加したものと思われる。実際
にセロカラー易印刷フィルムとして用いる場合には、ポ
リアルキレングリコールを含有させることも好適である
。

その際には、該０式を満足するフィルムにおいては、該
範囲外のフィルムにおけるよりも、ポリアルキレングリ
コールの含有量を減少させる事で出来、重合の安定性、
酸化防止剤の減少化、フィル１１の耐候性の向上に寄与
するものである。

本発明のポリエステルフィルムの製膜方法をさらに詳細
に説明する。微細粒子、安定剤、着色剤、消泡剤等の添
加剤、接着性付与剤分子量３００〜２００．０００のポ
リアルキレングリコール（０゜０５〜３．０重量％含有
）等を添加混合せしめたポリエステルチップを常法の手
段で乾燥し、押出機を通して押出し回転冷却体−にで冷
却固化して未延伸ポリエステルシートを形成する。この
際、常法の静電印加冷却法を用いることが好適である。

このようにして得たフィルムは第一軸方向にその複屈折
率Δｎが０．０８０以下となるよう延伸し、次に第二方
向に一軸配向フィルムを一旦ガラス転移点以下に冷却す
るか、又は冷却することなく、例えば９０８Ｃ〜１５０
℃の温度に予熱加熱し、更にほぼ同程度の温度下におい
て延伸し二軸延伸フィルムを作成し、熱固定する。但し
必要に応じて、熱固定前に再延伸を行なう事も可能であ
る。第一方向への延伸倍率は約２．５〜４．５倍であり
、熱固定は通常行なわれる１８０〜２５０℃で１秒〜１
０分間行なう。

通常これまでの延伸処方では、粒子とポリエステル樹脂
とのなじみが悪く、粒子のまわりにボイドが形成される
。それに対して本発明法によれば前記式のを満たすよう
配向を低下させたので、粒子周辺の東中応力が低くボイ
ドが形成されにくくなるため内部ヘーズが減少し、その
ため透明性が改良される。一方、フィルム表面の突起に
おいては、突起の周りに生じた該突起を核として生成し
得る窪み（以後プロペラ粒子と称する）が形成される。

このプロペラ形成は、細かな延伸条件により、その数、
形状が異なるが、いずれにせよこのプロペラ形成により
プロペラ粒子が急峻になることにより、同一表面ヘーズ
で見た摩擦係数が低下するものと思われる。該プロペラ
粒子は長径が少くとも３　Ｐ、　ｍの窪みとからなる凹
凸単位の単位のフィルム表面積１　ｍｍ２当りの個数Ａ
（個／ｍｍ２）が下記式［２］の範囲であることが好ま
しい。

０≦Ａ≦２５００・・・■ Ａが２５００個以上の場合には、プロペラ粒子周辺の窪
みによる凹凸が多すぎて透明性が減少する。それ故、好
ましくはＡは１５００個以下、更に好ましくは８００個
より少ないものである。又特に好ましいものはｉとΔＰ
とＦ５’値の関係を満足しながらプロペラ粒子を形成し
ないものである。

第１方向の延伸を縦延伸する際、縦延伸の段数は１段階
の延伸でも可能であるが、フィルムの厚み振れ等を考慮
した際は２段階以上で行なうのが好ましい。多段階で縦
延伸を行なう際は最終段延伸前の複屈折率へｎ１をＯ’
、０１５〜０．０５５とする事が好ましい（以後前段延
伸と称することがある）。この前段延伸後のΔｎ　’１
が０．０１５以下もしくは０．０５５以上として最終段
延伸後Δｎを本発明で推奨した０、０８０以下にしよう
とすると、厚み斑が悪化するので好ましぐない（以後、
後段延伸と称することがある）。前段延伸は１段でも良
いし更に多段に分けてもよい。前段延伸を多段にする際
には、まず△ｎを０．０１５以下とし次いで０．０１５
〜０．０５５とする事もできるし、又最初から０．０１
５以上とし次いで最終的にＯ，０１５以上０．’０５５
以下になるようにすることもできる。

＝１２− 包装用フィルムは磁気テープ用途等に比べて低コストが
要求されるため、縦の総合延伸倍率が低下して生産性が
ダウンすることは特に避けなければならない。生産性を
向上させるためには縦多段延伸において縦延伸温度をあ
げてスーパードローもしくはスーパードロー近傍領域の
延伸処方を適用することが好ましい。即ち前段延伸にお
いて１００℃以−１−，１５０℃以下の温度で縦方向に
延伸し前記のとおりのΔｎを０．０１５以上０．０５５
以下とすることが好ましい。その際１段階で行なうこと
もできるが、２段階以上では最初１００℃以−ｈ　１５
０℃以下でスーパードローをし、次いで更に延伸して八
〇を０．０１５以−ヒ０．０５５以下とすることもでき
る。しかして縦延伸倍率３゜５倍以上が好ましい。該ス
ーパードローを適用する際は、特に未延伸フィルムを高
温で延伸するため非粘着ロールを用いることが好ましい
。非粘着ロールとしては表面がマット加工された硬質ク
ロムメッキロールやセラミック製のロール及びエラスト
マーロール、フッ素樹脂ロールが好ましい。

エラストマーロールとしては６フツ化プロピレンとフッ
化ビニリデンを主体とする共重合体、エチレンプロピレ
ン共重合体、クロロスルフォン化ポリエチレン等が挙げ
られる。又フッ素樹脂ロールとしては、四フッ化エチレ
ン・パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体、四
フッ化エチレン等が挙げられる。又必要に応じて、Ｔ　
ｉ　Ｏ２等の滑剤、ポリイミド等の樹脂を充填したもの
も好ましく用いられる。

本発明で用いる二軸配向熱固定ポリエステルフィルムは
フィルム−フィルム間の摩擦係数が０．７以下であり、
好ましくは０．６以下である。摩擦係数が０．７を超え
るとフィルムを製造する際及び包装フィルムを製袋する
際ブロッキングして加工出来なくなる。又基材フィルム
として透明性が要求され、本発明のポリエステルフィル
ムは全ヘーズが５％以下であり、特に４％以下が好まし
い。

又表面ヘーズは４％以下が必須であり、３％以下が好ま
しい。

なお本発明のフィルムは必要に応じてコロナ放電処理等
の表面処理を施すことも出来るし、更に必要があれば印
刷面にポリエチレン等の低融点ポリマーを積層してもよ
い。但しコロナ放電を施すに際しては、約３０　（ｗ−
ｍｉｎ／ｍ２）以下の放電エネルギーを与、える事が望
ましい。これより高い放電エネルギーでは高温多湿雰囲
気に放置されだ後や、ボイル処理後の印刷インキとフィ
ルムとの接着性が低下する等のトラブルを引き起こすか
らである。また本発明のフィルムの表面にガス遮断性を
有する例えば塩化ビニリデン系樹脂等を積層してもよい
し、接着剤を介して金属箔を積層してもよく、通常行な
われている包装用フィルムの応用態様をとることができ
る。

一〇リー３３貫 以下に実施例にて本発明を具体的に説明するが、本発明
はこれら実施例のみに限定されるものではない。

なお、フィルムの評価方法を以下に示す。

１）ライ、５．．。−ｉ 、ＪＴＳ−に６７］４に準じ日本電色工業社製積−１５
＝ 分球式濁度計ＮＤＨ−２０Ｄにより表面ヘーズと内部ヘ
ーズを求めた。

２）印刷インキ接着性 東洋インキ製セロカラー用印刷インキＣＣ３Ｔ３９藍を
用い乾燥後の塗膜厚さが約１．５Ｐになるようフィルム
表面に塗布し、６０℃で１０秒間熱風乾燥しニチバン社
製セロテープ（登録商標）（１９ｍｍ幅）を貼り付けて
素早く引き剥した時に、インキの剥がれる面積度合によ
ってランクイ・１けした（５段階評価）。

５：インキ面の剥離が全くない。

４：インキ伺着面積９０％以」二。

３：インキ付着面積７５〜９０％。

２：インキ付着面積５０〜７５％。

１：インキ付着面積５０％未満。

３）屈折率 アツベの屈折計（株式会社アタゴ製）を用いて２５℃で
測定されるＮａ−Ｄ線に対する値を求めた。

４）複屈折率 カールツアイス社製偏光顕微鏡によりリターデー１ロー ションを」り定し、次式により複屈折率（△ｎ）を求め
た。

Δｎ　＝　Ｒ／　ｄ　　但し　Ｒ：リターデーションｄ
：フィルム厚さくＰｍ） ５）　Ｆり値 １／２インチ幅、チャック間５０ｍｍ長の試料フィルム
を東洋ボールドウィン社製テンシロン（ＴＪＴＭ−ＴＩ
Ｔ）により、２０℃、６５％Ｒ−Ｈにて５０ｍｍ／ｉｎ
で引張り、５％伸長時の荷重を初期の断面積で割り、ｋ
ｇ／ｍｍ２Ｑｔ位で表わした。

６）滑り性 フィル１１の滑り性は摩擦係数で代表し、その測定はＡ
ＳＴＭｒ）−１８９４に準じてテープ状のサンプルで測
定出来るよう改良した方法で行なった。

測定は２１±２℃、湿度６５±５％の雰囲気下で行ない
、用いたサンプルの大きさは幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍ
ｍでその引張り速度は２０ｍｍ／ｍ１ｎとした。

７）突起周辺に囲みを有する凹凸Ｑ１位（プロペラ）の
個数（Δ） カールツアイス社製微分干渉顕微鏡でアルミニウム蒸着
したフィルムの表面を７５０倍で写真撮影し、合計１ｍ
ｍ２のフィルム表面積当りの突起を核とした長径が少く
とも３□ｍの窪みからなる凹凸単位の個数Ａ（個／ｍｍ
２）を数えた。

】　２３及び比　外Ｌユ斐ユ１１土 （ポリエステル共重合体の製造法） ジメチレンテレフタレート９０．９部、エチレングリコ
ール６１部及び分子量８．０（１０のポリエチレングリ
コール１０部を各々反応釜に入れ、触媒として酢酸カル
シウム１水塩０．０９部を添加して、加熱撹拌上生成メ
タノールを留出しつつエステル交換反応を行なった後、
２４０℃に昇温された反応釜に移送した。次に三酸化ア
ンチモン０．０３部と正リン酸０．０４部を加えて反応
系が２時間後に２８０℃になるよう昇温し、１．５時間
後に３ｍｍＨｇ以下となるよう徐々に減圧して重縮合を
完結し、ポリエステル共重合体を得た。

（製膜法） 上記のポリエチレングリコール共重合体と富士デヴイソ
ン社製サイロイド２６６（平均粒径３゜０・・）を０．
０５重量％含有する通常の方法で製造されたポリエチレ
ンテレフタレート（固有粘度０．６５）とを混合し、混
合物中のポリエチレングリコール含有ｌが０．０５〜０
．３重量％となるように調製した。各混合物を２８５℃
で溶融押出し、静電密着法で冷却固化し厚さ約１５０〜
２００、・−の未延伸フィルムを得た。この未延伸フィ
ルムを８５℃で縦方向に３．７倍ロール延伸し、次いで
１００℃で横方向に３．８倍延伸後、２３０°Ｃで熱固
定を行なって、厚さ１２Ｐの２種延伸フィル１１を得た
（比較例１．２．３）。

又サイロイド２６６の含有量を０．０３重量％とじ縦方
向の延伸倍率を３．６倍とした以外は比較例１と同様に
製膜し比較例４とした。

次に上記と同一の未延伸フィルムを１０５℃で３．４倍
延伸しΔｈをＯ’、０４０としたのち、更に１０５℃で
１．′３倍延伸し△ｎ＝０．０６３とした。かくして得
られた縦延伸フィルムを次にテンターで１４０°Ｃで３
．８倍に横方向に延伸し、２３０℃で熱固定して厚さ１
２Ｐの二軸延伸フィルムを得た（実施例１．２．３）。

これらのフィルムについての特性を第１表に示した。

第１表から分る様に本発明法によれば、透明性、印刷性
、すべり性にすぐれ、又縦延伸倍率もあげることができ
、生産性にも優れたフィルムが得られることが分る。

＝（、小−１貝−＠勤−釆 以上、記載のとおり、本発明は前記特許請求の範囲に記
載のとおりの構成を採用することにより、透明性、印刷
性、すべり性及び生産性にすぐれたフィルムが得られ、
包装用フィルムとして有用なポリエステルフィルムであ
ると言うことができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）フィルム面配向度（ΔＰ）とフィルムの縦方向の
   （Ｆ＿５−値）及びフィルムの平均屈折率（＠ｎ＠）と
   が、次式［１］の関係を満たし、かつフィルムのヘーズ
   が５．０％以下であることを特徴とする、透明易滑性、
   印刷性、生産性に優れた包装用ポリエステルフィルム。 ０．００２×Ｆ＿５＋１．４３×＠ｎ＠−２．１５≧Δ
   Ｐ≧０．００２×Ｆ＿５＋１．４３×＠ｎ＠−２．１７
   ・・・・・・・［１］
2. （２）突起と該突起を核とした長径が少くとも３μｍの
   窪みとからなる凹凸単位のフィルム表面積１ｍｍ＾２当
   りの個数Ａ（個／ｍｍ＾２）が下記式［２］の範囲であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の包装用
   ポリエステルフィルム。 ０≦Ａ≦２５００・・・［２］