WO2014175313A1

WO2014175313A1 - シーラント用途のポリエステル系フィルム、積層体及び包装袋

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Publication number: WO2014175313A1
Application number: PCT/JP2014/061376
Authority: WO
Inventors: 雅幸春田; 一哉廣
Original assignee: 東洋紡株式会社
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2014-10-30
Also published as: JPWO2014175313A1; EP2990455A1; JP2018188668A; EP2990455B1; KR102245444B1; US20160108171A1; US10421835B2; TWI613228B; CN105189687B; KR20160002852A; JP6384324B2; JP6699693B2; EP2990455A4; CN105189687A; TW201446830A

Abstract

【課題】ポリエステル系フィルムとの高いヒートシール強度を有し、種々の有機化合物を吸着し難く衛生性に優れたシーラント用途のポリエステル系フィルムを提供すること。また、前記のシーラント用途のポリエステル系フィルムを少なくとも一層として含む積層体、及びそれを用いた包装袋を提供すること。【解決手段】エチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、全モノマー成分中、非晶質成分となり得る１種以上のモノマー成分の合計が１２モル％以上３０モル％以下であるポリエステル樹脂で形成されたポリエステル系フィルムであって、一軸又は二軸に延伸されており、特定のヒートシール強度及び特定の結晶融解熱容量を有するシーラント用途のポリエステル系フィルム。また、前記のシーラント用途のポリエステル系フィルムを少なくとも１層として含む積層体と、それを用いた包装袋。

Description

シーラント用途のポリエステル系フィルム、積層体及び包装袋

　本発明は、ヒートシール強度に優れたポリエステル系フィルムに関するものであり、特にポリエステル系フィルムとのヒートシール強度に優れたシーラント用のポリエステル系フィルム、並びにそれを用いた積層体、包装袋に関する。

　従来、食品、医薬品及び工業製品で代表される流通物品の多くに、二軸延伸フィルムを基材フィルムとし、これにシーラントフィルムをヒートシール又はラミネートして得られた積層フィルムが包装材として用いられている。包装袋や蓋材等を構成する包装材の最内層には、高いシール強度を示すポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂や、アイオノマー、ＥＭＭＡ等のコポリマー樹脂からなるシーラント層が設けられている。これらの樹脂は、ヒートシールにより高い密着強度を達成することができ、種々の有機化合物を吸着し易いことが知られている。

　しかし特許文献１に記されているようなポリオレフィン系樹脂からなる無延伸のシーラントフィルムは、ポリオレフィン系フィルム同士のヒートシール強度に優れているが、無延伸ポリエステル系フィルムや二軸延伸ポリエステル系フィルムとのヒートシール強度が低い短所が有る。また、ポリオレフィン系樹脂からなるシーラント層を最内層、すなわち内容物と接する層として有する包装材は、油脂成分、香料成分を吸着しやすく内容物の香り、味覚を変化させやすいという欠点を持っており、有機化合物を有効成分として含む化成品、医薬品、食品等の包装には不適な内容物中の成分がある。

　また、特許文献２に記されているようなアクリロニトリル系樹脂からなるシーラント層を最内層、すなわち内容物と接する層として有する包装材は、有機化合物を有効成分として含む化成品、医薬品、食品等の包装に適している。しかし、アクリロニトリル系フィルム同士をヒートシールするには、ヒートシール温度を高くしないといけない短所が有る。また特許文献１のフィルムと同様に、無延伸ポリエステル系フィルムや二軸延伸ポリエステル系フィルムとのヒートシール強度が低い短所が有る。

特開２００２－２５６１１６号公報特開平７－１３２９４６号公報

　本発明は、前記のような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、本発明のポリエステル系フィルム同士の高いヒートシール強度を有するのみならず、他の無延伸ポリエステル系フィルムや他の二軸延伸ポリエステル系フィルムとのヒートシール強度に優れ、また種々の有機化合物を吸着し難く衛生性に優れたシーラント用途のポリエステル系フィルムを提供しようとするものである。また、前記のシーラント用途のポリエステル系フィルムを少なくとも一層として含む積層体、及びそれを用いた包装袋を提供しようとするものである。

　即ち、本発明は以下の構成よりなる。
１．　エチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、全モノマー成分中、非晶質成分となり得る１種以上のモノマー成分の合計が１２モル％以上３０モル％以下であるポリエステル樹脂で形成されたポリエステル系フィルムであって、一軸又は二軸に延伸されており、下記要件（１）～（４）を満たすことを特徴とするシーラント用途のポリエステル系フィルム。
（１）ポリエステル系フィルム同士を１３０℃でヒートシールした時のヒートシール強度が、２Ｎ／１５ｍｍ以上２０Ｎ／１５ｍｍ以下
（２）ポリエステル系フィルムと他の結晶性のポリエステルからなる二軸延伸ポリエステル系フィルムを１３０℃でヒートシールした時のヒートシール強度が、２Ｎ／１５ｍｍ以上８Ｎ／１５ｍｍ以下
（３）ポリエステル系フィルムと他の結晶性のポリエステルからなる無延伸ポリエステル系フィルムを１３０℃でヒートシールした時のヒートシール強度が２Ｎ／１５ｍｍ以上２０Ｎ／１５ｍｍ以下
（４）ＤＳＣ測定による結晶融解熱容量ΔＨｍが１０（Ｊ／ｇ）以上～４０（Ｊ／ｇ）以下
２．　上記第１に記載のシーラント用途のポリエステル系フィルムを少なくても１層として有していることを特徴とする積層体。
３．　シーラント用途のポリエステル系フィルム以外の少なくとも他の１層が、結晶性のポリエステルからなるポリエステル系フィルム、ポリオレフィン系フィルム、又は、ポリアミド系フィルムであることを特徴とする上記第２に記載の積層体。
４．　上記第２又は第３に記載の積層体を少なくとも一部に用いたことを特徴とする包装袋。

　本発明のポリエステル系フィルムは、本発明のポリエステル系フィルム同士の高いヒートシール強度を有するのみならず、他の無延伸ポリエステル系フィルムや他の二軸延伸ポリエステル系フィルムとのヒートシール強度に優れている。また種々の有機化合物を吸着し難く衛生的なシーラント用途の延伸されたポリエステル系フィルムを提供できるものである。また、前記のシーラント用途のポリエステル系フィルムを少なくとも一層として含む積層体と、それを用いた包装袋を提供できるものである。

　本発明のポリエステル系フィルムは、ヒートシール性に優れたフィルムである。特に結晶性のポリエステルからなる二軸延伸ポリエステル系フィルム、無延伸のポリエステル系フィルムとのヒートシール性が良好なシーラント用途のフィルムである。また、種々の有機化合物を吸着し難いので、包装袋として適したシーラント材を提供できる。印刷されていても、されていなくても構わない。また、他のフィルムとヒートシールやラミネートして積層させて包装袋として使用されることも好ましい。以下、本発明のポリエステル系フィルムについて説明する。

　本発明のポリエステル系フィルムに用いるポリエステルは、エチレンテレフタレートユニットを主たる構成成分とするものである。エチレンテレフタレートユニットは、ポリエステルの構成ユニット１００モル％中、５０モル％以上が好ましく、６０モル％以上がより好ましい。本発明において、ポリエステルを構成する他のジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、オルトフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、および脂環式ジカルボン酸等を挙げることができる。

　また、３価以上の多価カルボン酸（例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸およびこれらの無水物等）をポリエステルに含有させないことが好ましい。

　ポリエステルを構成するジオール成分としては、エチレングリコール、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール、１，４－シクロヘキサンジメタノール等の脂環式ジオール、ビスフェノールＡ等の芳香族系ジオール等を挙げることができる。

　本発明で用いるポリエステルは、１，４－シクロヘキサンジメタノール等の環状ジオールや、炭素数３～６個を有するジオール（例えば、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール等）のうちの１種以上を含有させて、ガラス転移点（Ｔｇ）を６０～７０℃に調整したポリエステルが好ましい。

　また、ポリエステルは、全モノマー成分中（ポリエステル樹脂中における多価アルコール成分１００モル％中あるいは多価カルボン酸成分１００モル％中）の非晶質成分となり得る１種以上のモノマー成分の合計が１５モル％以上、好ましくは１６モル％以上、より好ましくは１７モル％以上、特に好ましくは１８モル％以上である。また非晶質成分となり得るモノマー成分の合計の上限は３０モル％である。

　ポリエステルフィルムの結晶融解熱容量は、フィルムを構成する樹脂組成及び、熱固定温度や延伸倍率などの製膜条件により制御することができる。この結晶融解熱容量とは詳しくは後述するが、ＤＳＣ測定により得られる値であり、フィルム中の結晶（製膜時の配向結晶及び、昇温中の冷結晶化）存在量の目安となる値である。非晶質成分が１５モル％以下である場合、フィルムを構成する樹脂中の結晶質成分が多いため、溶融樹脂をダイから押し出した後に、例え急冷固化したとしても結晶化の速度が高すぎて的確な結晶化の制御ができなくなる。従ってこのような場合、熱固定温度や延伸倍率などの製膜条件を変更しても結晶化度を低く抑えることが不可能となり、結晶融解熱容量を、４０（Ｊ／ｇ）以下とすることが難しいため好ましく無い。また非晶成分の合計の上限は特に限定されないが、３０モル％以下とすることが好ましい。非晶質成分が３０モル％以上である場合、製膜条件を適宜選択することにより、フィルムの結晶融解熱容量を、４０（Ｊ／ｇ）以下とすることはできるものの、フィルムの厚みムラが増大し、生産性が悪くなる。また、非晶質成分が３０モル％以上であると、耐熱性が低くなり、ヒートシール時にシール部の周囲がブロッキングしてしまう（加熱用部材からの熱伝導によって、意図した範囲よりも広い範囲でシールされてしまう現象）ため、適切なヒートシールが難しくなるので好ましく無い。

　上記記載のポリエステルフィルムに使用する樹脂の組成を調節する以外にも、ポリエステルフィルムを製膜する時の熱固定温度や延伸条件により結晶融解熱容量ΔＨｍを制御することができる。ポリエステルフィルムの結晶融解熱容量ΔＨｍを１０（Ｊ／ｇ）以上～４０（Ｊ／ｇ）以下とするための製膜方法については後述する。

　非晶質成分となり得るモノマーとしては、例えば、ネオペンチルグリコール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、イソフタル酸、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、２，２－ジエチル１，３－プロパンジオール、２－ｎ－ブチル－２－エチル－１，３－プロパンジオール、２，２－イソプロピル－１，３－プロパンジオール、２，２－ジ－ｎ－ブチル－１，３－プロパンジオール、ヘキサンジオールを挙げることができる。これらの中でも、ポリエステルフィルムの非晶質成分となり得るモノマーとして、ネオペンチルグリコール、１，４－シクロヘキサンジメタノールまたはイソフタル酸を用いた場合、フィルム製膜時において熱溶融状態から急冷固化した時に、結晶化度の上昇が抑制され、結晶化度が低い状態となる。そのため、その後の製膜工程における熱固定温度や延伸倍率などの製膜条件を適宜変更して、結晶化度を低く抑えることが可能となり、結晶融解熱容量を、４０（Ｊ／ｇ）以下とすることが容易となるため好ましい。

　ポリエステルには、炭素数８個以上のジオール（例えば、オクタンジオール等）、または３価以上の多価アルコール（例えば、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン、ジグリセリン等）を含有させないことが好ましい。また、ポリエステルには、重合時の副生成物であるジエチレングリコールや、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコールもなるべく少ない含有量としておくことが好ましい。

　本発明のポリエステル系フィルムを形成する樹脂の中には、必要に応じて各種の添加剤、例えば、ワックス類、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶核剤、減粘剤、熱安定剤、着色用顔料、着色防止剤、紫外線吸収剤等を添加することができる。また、フィルムの作業性（滑り性）を良好にする滑剤としての微粒子を添加することが好ましい。微粒子としては、任意のものを選択することができるが、例えば、無機系微粒子としては、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、硫酸バリウム等、有機系微粒子としては、例えば、アクリル系樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、架橋ポリスチレン粒子等を挙げることができる。微粒子の平均粒径は、０．０５～３．０μｍの範囲内（コールターカウンタにて測定した場合）で、必要に応じて適宜選択することができる。

　ポリエステル系フィルムを形成する樹脂の中に上記粒子を配合する方法としては、例えば、ポリエステル系樹脂を製造する任意の段階において添加することができるが、エステル化の段階、もしくはエステル交換反応終了後、重縮合反応開始前の段階でエチレングリコール等に分散させたスラリーとして添加し、重縮合反応を進めるのが好ましい。また、ベント付き混練押出し機を用いてエチレングリコールまたは水等に分散させた粒子のスラリーとポリエステル系樹脂原料とをブレンドする方法、または混練押出し機を用いて、乾燥させた粒子とポリエステル系樹脂原料とをブレンドする方法等によって行うのも好ましい。

　さらに、本発明のポリエステル系フィルムには、フィルム表面の接着性を良好にするために、コロナ処理、コーティング処理や火炎処理等を施したりすることも可能である。

　次に本発明のシーラント用途のポリエステル系フィルムに当たって必要な特性を説明する。
　まず、本発明のポリエステル系フィルムは、１３０℃で当該ポリエステル系フィルム同士をヒートシールした際のヒートシール強度が２Ｎ／１５ｍｍ以上２０Ｎ／１５ｍｍ以下であることが好ましい。このヒートシール強度が２Ｎ／１５ｍｍ未満では、容易に剥離されるので好ましくない。このヒートシール強度は２．５Ｎ／１５ｍｍ以上が好ましく、３Ｎ／１５ｍｍ以上がより好ましい。ヒートシール強度は大きいことが好ましいが、現状得られる上限は２０Ｎ／１５ｍｍ程度である。

　ヒートシール強度の高いフィルムにするには結晶化度が低いことが望ましい。結晶化度が低い（即ち、非晶が多い）と、加熱により非晶が柔らかくなりヒートシール強度が増すと考えられる。一般的にフィルムは延伸により結晶化度が高くなるので、そのためヒートシールするシーラント材には、ポリプロピレン等の無延伸フィルムが多く用いられてきた。しかし、無延伸フィルムは生産性や機械強度が延伸フィルムに対して劣る。そこで発明者らは延伸しても結晶化度が低いフィルムにすることで、延伸してもヒートシール強度が良好になるのではないかと考えて取り組んだ。その結果、ポリエステルフィルムの原料として非晶性のモノマーを一定割合で使用し、ＤＳＣ測定による結晶融解熱容量ΔＨｍの測定値を特定の範囲にコントロールすることで、延伸してもヒートシール強度が良好である、結晶化度が十分低いフィルムを得られることが分かった。

　ここで、本発明における多層ポリエステルフィルムは、ＤＳＣ測定による結晶融解熱容量ΔＨｍを測定した値が、１０（Ｊ／ｇ）以上～４０（Ｊ／ｇ）以下であることが好ましく、１５（Ｊ／ｇ）以上～３５（Ｊ／ｇ）以下であることが更に好ましい。ＤＳＣ測定による結晶融解熱容量Δ Ｈｍの大きさはフィルム中の結晶（製膜時の配向結晶）存在量の目安となる。このΔ Ｈｍが１０（Ｊ／ｇ）未満では、フィルムが非晶性で機械強度不足が生じ、またフィルムの加工性が劣るため好ましく無い。また、耐熱性が低くなり、ヒートシール時にシール部の周囲がブロッキングしてしまう（加熱用部材からの熱伝導によって、意図した範囲よりも広い範囲でシールされてしまう現象）ため、適切なヒートシールが難しくなるので好ましく無い。さらには、融解熱容量が１０（Ｊ／ｇ）未満であると、通常の環境温度条件でも活性化してしまい、フィルム保管時にフィルム同士が貼り付くブロッキングが発生しやすく、特にロール状に巻き上げた状態で気温が高い夏場に保管していると、ブロッキングが起こりやすいため好ましく無い。一方、４０（Ｊ／ｇ）を超えると、結晶化度が高くなりすぎ、フィルムの柔軟性が不足するため、本発明のポリエステルフィルム同士、本発明のポリエステル系フィルムと他の結晶性のポリエステルからなる二軸延伸ポリエステル系フィルム及びポリエステル系フィルムと他の結晶性のポリエステルからなる無延伸ポリエステル系フィルムをヒートシールした時のヒートシール強度が低下するため好ましく無い。

　また本発明のポリエステル系フィルムは、当該フィルムと結晶性のポリエステルを用いて生産された他の二軸延伸ポリエステル系フィルムとを１３０℃でヒートシールした際のヒートシール強度が２Ｎ／１５ｍｍ以上８Ｎ／１５ｍｍ以下であることが好ましい。このヒートシール強度が２Ｎ／１５ｍｍ未満では、容易に剥離されるので好ましくない。このヒートシール強度は２．５Ｎ／１５ｍｍ以上が好ましく、３Ｎ／１５ｍｍ以上がより好ましい。このヒートシール強度は大きいことが好ましいが、現状得られる上限は８Ｎ／１５ｍｍ程度である。

　また本発明のポリエステル系フィルムは、当該フィルムと結晶性のポリエステルを用いて生産された他の無延伸ポリエステル系フィルムとの１３０℃でヒートシールした際のヒートシール強度が２Ｎ／１５ｍｍ以上２０Ｎ／１５ｍｍ以下であることが好ましい。このヒートシール強度が２Ｎ／１５ｍｍ未満では、容易に剥離されるので好ましくない。２．５Ｎ／１５ｍｍ以上が好ましく、３Ｎ／１５ｍｍ以上が　より好ましい。このヒートシール強度は大きいことが好ましいが、現状得られる上限は２０Ｎ／１５ｍｍ程度である。

　また本発明のポリエステル系フィルムにおいてフィルムの厚みは特に限定されないが、３μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。フィルムの厚みが３μｍより薄いとヒートシール強度の不足や印刷等の加工が困難になるおそれがありあまり好ましくない。またフィルム厚みが２００μｍより厚くても構わないが、フィルムの使用重量が増えてケミカルコストが高くなるので好ましくない。フィルムの厚みは５μｍ以上１９０μｍ以下であるとより好ましく、７μｍ以上１８０μｍ以下であるとさらに好ましい。

　上述した本発明のポリエステル系フィルムは、上記したポリエステル原料を押出機により溶融押し出しして未延伸フィルムを形成し、その未延伸フィルムを以下に示す所定の方法により一軸延伸または二軸延伸することによって得ることができる。なお、ポリエステルは、前記したように、非晶質成分となり得るモノマーを適量含有するように、ジカルボン酸成分とジオール成分の種類と量を選定して重縮合させることで得ることができる。また、チップ状のポリエステルを２種以上混合してフィルムの原料として使用することもできる。

　原料樹脂を溶融押し出しする際には、ポリエステル原料をホッパードライヤー、パドルドライヤー等の乾燥機、または真空乾燥機を用いて乾燥するのが好ましい。そのようにポリエステル原料を乾燥させた後に、押出機を利用して、２００～３００℃の温度で溶融しフィルム状に押し出す。押し出しに際しては、Ｔダイ法、チューブラー法等、既存の任意の方法を採用することができる。

　そして、押し出し後のシート状の溶融樹脂を急冷することによって未延伸フィルムを得ることができる。なお、溶融樹脂を急冷する方法としては、溶融樹脂を口金から回転ドラム上にキャストして急冷固化することにより実質的に未配向の樹脂シートを得る方法を好適に採用することができる。

　フィルムの延伸方向はフィルム縦（長手）方向、横（幅）方向のいずれか一方向でも構わない。以下では、最初に縦延伸、次に横延伸を実施する縦延伸-横延伸による逐次二軸延伸法について説明するが、順番を逆にする横延伸－縦延伸であっても、主配向方向が変わるだけなので構わない。また同時二軸延伸法でも構わない。

　縦方向の延伸は、無延伸フィルムを複数のロール群を連続的に配置した縦延伸機へと導入するとよい。縦延伸に当たっては、予熱ロールでフィルム温度が６５℃～９０℃になるまで予備加熱することが好ましい。フィルム温度が６５℃より低いと、縦方向に延伸する際に延伸し難くなり（すなわち、破断が生じやすくなる）好ましくない。また９０℃より高いとロールにフィルムが粘着しやすくなり、連続生産によるロールの汚れ方が早くなり好ましくない。

　フィルム温度が前記範囲になったら、縦延伸を行う。縦延伸倍率は、１倍以上５倍以下とすると良い。１倍は縦延伸をしていないということなので、横一軸延伸フィルムを得るには縦の延伸倍率を１倍に、二軸延伸フィルムを得るには１．１倍以上の縦延伸となる。また縦延伸倍率の上限は何倍でも構わないが、あまりに高い縦延伸倍率だと横延伸し難くなる（所謂破断が生じる）ので５倍以下であることが好ましい。縦延伸後は、一旦フィルムを冷却することが好ましく、表面温度が２０～４０℃の冷却ロールで冷却することが好ましい。

　次にテンター内でフィルムの幅方向の両端際をクリップによって把持した状態で、６５℃～１００℃で３．５～５倍程度の延伸倍率で、横延伸を行うことが好ましい。横方向の延伸を行う前には、予備加熱を行っておくことが好ましく、予備加熱はフィルム表面温度が７５℃～１１０℃になるまで行うとよい。

　横延伸の後は、フィルムを積極的な加熱操作を実行しない中間ゾーンを通過させることが好ましい。テンターの横延伸ゾーンと中間熱処理ゾーンで温度差がある場合、中間熱処理ゾーンの熱（熱風そのものや輻射熱）が横延伸工程に流れ込み、横延伸ゾーンの温度が安定しないためにフィルム品質が安定しなくなることがあるので、横延伸後で中間熱処理前のフィルムを、所定時間をかけて中間ゾーンを通過させた後に、中間熱処理を実施するのが好ましい。この中間ゾーンにおいては、フィルムを通過させていない状態で短冊状の紙片を垂らしたときに、その紙片がほぼ完全に鉛直方向に垂れ下がるように、フィルムの走行に伴う随伴流、横延伸ゾーンや中間熱処理からの熱風を遮断すると、安定した品質のフィルムが得られる。中間ゾーンの通過時間は、１秒～５秒程度で充分である。１秒より短いと、中間ゾーンの長さが不充分となって、熱の遮断効果が不足する。また、中間ゾーンは長い方が好ましいが、あまりに長いと設備が大きくなってしまうので、５秒程度で充分である。

　結晶融解熱容量ΔＨｍは、上記記載の通り、ポリエステルフィルムに使用する樹脂の組成を調整する以外にも、ポリエステルフィルムを製膜する時の熱処理温度や延伸条件により制御することができる。熱処理温度が低いほど、ポリエステルフィルムの結晶化度は低くなり、ΔＨｍの値が小さくなる。その結果、本発明のポリエステルフィルム同士、本発明のポリエステル系フィルムと他の結晶性のポリエステルからなる二軸延伸ポリエステル系フィルム及びポリエステル系フィルムと他の結晶性のポリエステルからなる無延伸ポリエステル系フィルムをヒートシールした時のヒートシール強度が向上する。

　中間ゾーンの通過後は、熱処理を１６０℃以上で行うことが好ましい。従来、１３０℃より高い温度で熱処理を行うと、製膜工程においてポリエステルフィルムの結晶化が進行し、ＤＳＣ測定による結晶融解熱容量ΔＨｍが上昇する。従って本発明のポリエステルフィルム同士、本発明のポリエステル系フィルムと他の結晶性のポリエステルからなる二軸延伸ポリエステル系フィルム及びポリエステル系フィルムと他の結晶性のポリエステルからなる無延伸ポリエステル系フィルムをヒートシールした時のいずれにおいても、十分なヒートシール強度が得られなくなるため、熱処理温度は１３０℃以下で行うことが好ましいと考えられていた。しかしながら、融解開始温度より高温である１６０℃以上で熱処理を行うことにより、これまでの予想とは逆にポリエステルフィルムの結晶化度が低下し、ヒートシール強度が上昇することが分かった。これは、融解開始温度より高温で熱処理を行うことにより、フィルム中の分子鎖の配向性が乱れ、結果として結晶化度が低下する。その結果、１６０℃以上という高温で熱処理するにもかかわらず、ΔＨｍを低下させることが可能となったものと予想される。さらには、１６０℃以上の高温で熱処理することにより、１３０℃以下の熱処理では不可能であった、収縮率の低下防止や良好なデッドホールド性等の特性も備え、理想的なフィルムを得ることが可能となった。
また、熱処理ゾーンの通過時間は、２秒以上２０秒以下が好ましい。熱処理ゾーンでの滞留時間は長い方が好ましく、２秒以上であることが好ましく、５秒以上であることが更に好ましいが、２０秒程度で充分である。

　後は、フィルム両端部を裁断除去しながら巻き取れば、ポリエステル系フィルムロールが得られる。

以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例の態様に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更することが可能である。

　＜ポリエステル原料の調製＞
　合成例１
　撹拌機、温度計および部分環流式冷却器を備えたステンレススチール製オートクレーブに、ジカルボン酸成分としてジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）１００モル％と、多価アルコール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００モル％とを、エチレングリコールがモル比でジメチルテレフタレートの２．２倍になるように仕込み、エステル交換触媒として酢酸亜鉛を０．０５モル％（酸成分に対して）用いて、生成するメタノールを系外へ留去しながらエステル交換反応を行った。その後、重縮合触媒として三酸化アンチモン０．２２５モル％（酸成分に対して）を添加し、２８０℃で２６．７Ｐａの減圧条件下、重縮合反応を行い、固有粘度０．７５ｄｌ／ｇのポリエステル（Ａ）を得た。このポリエステルはポリエチレンテレフタレートである。

　合成例２
　合成例１と同様にして、表１に示したポリエステル（Ｂ）～（Ｅ）を得た。表中、ＴＰＡはテレフタル酸、ＢＤは１，４－ブタンジオール、ＮＰＧはネオペンチルグリコール、ＣＨＤＭは１，４－シクロヘキサンジメタノール、ＤＥＧはジエチレングリコールである。なお、ポリエステル（Ｅ）の製造の際には、滑剤としてＳｉＯ₂（富士シリシア社製サイリシア２６６）をポリエステルに対して７，０００ｐｐｍの割合で添加した。ポリエステルＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅの固有粘度は、それぞれ、０．７２ｄｌ／ｇ，０．８０ｄｌ／ｇ，１．２０ｄｌ／ｇ，０．７５ｄｌ／ｇであった。各ポリエステルは、適宜チップ状にした。各ポリエステルの組成を表１に示す。

[表１]

　ポリエステル系フィルムの評価方法を以下に示す。

　［ヒートシール強度］
　ＪＩＳＺ１７０７に準拠してシール強度測定実施した。具体的な手順を簡単に以下に記す。ヒートシーラーにて、サンプルのコート処理やコロナ処理等を実施していない面同士を接着。該接着サンプルを、引張強度試験機（東洋測機社製：商品名テンシロンＵＴＭ）を使用して、Ｔ時剥離強度の測定を行った。この時のシール圧力は１０Ｎ／ｃｍ²、シール時間は２秒、シール温度は１３０℃と１５０℃で測定引張速度は２００ｍｍ／分、試験片幅は１５ｍｍ幅である。単位はＮ／１５ｍｍで示す。

　また、他の二軸延伸ポリエステル系フィルムとのヒートシール強度測定で用いた二軸延伸ポリエステル系フィルムは　Ｅ５１００－１２μｍ（東洋紡株式会社製）である。また、他の無延伸ポリエステル系フィルムとのヒートシール強度測定で用いた無延伸ポリエステル系フィルムは　Ａ－ＰＥＴ－３０μｍ（東洋紡株式会社製）である。

　［結晶融解熱容量（Δ Ｈｍ）］
　融解熱容量は、ＤＳＣ（セイコー電子工業株式会社製、ＤＳＣ２２０）を用いて測定した。具体的には、フィルムサンプルをアルミニウムパンに10ｍｇ秤量し、20℃から約250℃まで5℃／分で昇温を行い、あらわれる吸熱ピークとベースラインで囲まれる面積（融解ピーク面積）が示す熱量を、フィルムサンプルの融解熱容量とした。

　［保香性］
　フィルムを１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形に裁断し、２枚を重ね合わせ、３辺を１３０℃でヒートシールして、１辺のみが開いている袋を作成した。その中に所定の物質（ナカライテスク株式会社製のリモネン、ナカライテスク株式会社製のメントール）を２０ｇ入れた後、開いている１辺もヒートシールして密封の袋を作成した。その袋を１０００ｍｌの容量のガラス容器を入れて蓋をした。１週間後に人（年齢２０代４人、３０代４人、４０代４人、５０代４人の計１６人。なお男女の比率は　各年代で半々となるようにした）がガラス容器の蓋を中の空気の匂いを嗅げるように開け、ガラス容器中の空気の匂いを嗅ぎ、以下のようにして判定した。
　判定　○　、　匂いを感じた人の人数　０～１人
　判定　△　、　匂いを感じた人の人数　２～３人
　判定　×　、　匂いを感じた人の人数　４～１６人

　［吸着性］
　フィルムを１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形に裁断し、フィルムの重さを測定した。次に所定の物質（ナカライテスク株式会社製のリモネン、ナカライテスク株式会社製のメントールを、エタノール中に濃度３０％で溶解させた）を５００ｍｌ入れた容器中にフィルムを浸透させ、１週間後に取り出した。取り出したフィルムをベンコットンで押さえて水分をとり、温度２３℃・湿度６０％ＲＨの部屋で１日乾燥させた後にフィルムの重さを測定した。その時の下式（１）より求められたフィルム重さの差を吸着性とした。
　　吸着性　＝　浸透後のフィルム重さ　－　浸透前のフィルム重さ　・・・式（１）
　この吸着性を以下のように判定した。
　判定　○　、　０ｍｇ以上５ｍｇ以下
　判定　△　、　５ｍｇより高く、１０ｍｇ以下
　判定　×　、　１０ｍｇより高い

［評価フィルム］
　本特許の実施例で示すフィルム以外で使用したフィルムは　市販の３０μｍのシーラント用無延伸のポリプロプレン系フィルムと、市販の３０μｍのシーラント用ポリアクリロニトリル系フィルムである。

　［実施例１］
　上記したポリエステルＡとポリエステルＢとポリエステルＤとポリエステルＥを質量比５：６６：２４：５で混合して押出機に投入した。しかる後、その混合樹脂を２８０℃で溶融させてＴダイから押出し、表面温度３０℃に冷却された回転する金属ロールに巻き付けて急冷することにより、厚さ４２０μｍの未延伸フィルムを得た。このときの未延伸フィルムの引取速度（金属ロールの回転速度）は、約２０ｍ／ｍｉｎ．であった。しかる後、その未延伸フィルムを、複数のロール群を連続的に配置した縦延伸機へ導き、予熱ロール上でフィルム温度が７８℃になるまで予備加熱した後に３．５倍に延伸した。しかる後、縦延伸したフィルムを、表面温度２５℃に設定された冷却ロールによって強制的に冷却した。

　そして縦延伸後の冷却されたフィルムを、横延伸機に導いた。横延伸機ではまずフィルム温度が９０℃になるまで予備加熱して、８５℃で４倍に横方向に延伸した。その後、延伸ゾーンからの熱風および熱処理ゾーンからの熱風が遮断されている中間ゾーンを通過させた後に（通過時間＝約１．２秒）、熱処理ゾーンへ導き、９５℃の温度で１０秒間に亘って熱処理することによって厚み３０μｍの二軸延伸フィルムロールを得た。そして、得られたフィルムの特性を上記した方法によって評価した。評価結果を表３に示す。ヒートシール強度、保香性、吸着性のいずれにも優れたフィルムであった。

［実施例２］
　未延伸フィルムの厚みを４２０μｍから２８０μｍに変更し、二軸延伸後のフィルム厚みが３０μｍから２０μｍになった以外は実施例１と同様の方法で厚み２０μｍの二軸延伸フィルムロールを得た。そして、得られたフィルムの特性を上記した方法によって評価した。評価結果を表３に示す。実施例１と同様に優れたフィルムであった。

［実施例３］
　未延伸フィルムの厚みを４２０μｍから１８０μｍに変更し、縦方向の延伸倍率を３．５倍から１．５倍に変更した以外は実施例１と同様の方法で厚み３０μｍの二軸延伸フィルムロールを得た。そして、得られたフィルムの特性を上記した方法によって評価した。評価結果を表３に示す。実施例１よりも更にヒートシール強度が高い点で好ましいフィルムであった。

［実施例４］
　横方向に延伸後の熱処理温度を９５℃から１２０℃に変更した以外は実施例１と同様の方法で厚み３０μｍの二軸延伸フィルムロールを得た。そして、得られたフィルムの特性を上記した方法によって評価した。評価結果を表３に示す。１３０℃でのヒートシール強度が実施例１よりやや低いが、総合的には好ましいフィルムであった。

［実施例５］
　未延伸フィルムの厚みを４２０μｍから１２０μｍに変更し、縦方向に延伸しないで、横延伸の温度を８５℃から７５℃に変更した以外は実施例１と同様に厚み３０μｍの一軸延伸フィルムロールを得た。そして、得られたフィルムの特性を上記した方法によって評価した。評価結果を表３に示す。実施例１よりも更にヒートシール強度が高い点で好ましいフィルムであった。

［実施例６］
　原料Ｂと原料Ｃを入れ替えた以外は実施例１と同様の方法で厚み３０μｍの二軸延伸フィルムロールを得た。そして、得られたフィルムの特性を上記した方法によって評価した。評価結果を表３に示す。ヒートシール強度が高く実施例１と同様に優れたフィルムであった。

［実施例７］
　原料Ａと原料Ｂの比率を変更し、非晶質成分のモノマー量を変更した以外は実施例１と同様の方法で厚み３０μｍの二軸延伸フィルムロールを得た。そして、得られたフィルムの特性を上記した方法によって評価した。評価結果を表３に示す。ヒートシール強度は実施例１に比較して若干低いが、実用上は問題無いフィルムであった。

［実施例８］
　原料Ａの使用を無くし、原料Ｂの比率を高くし、非晶質成分のモノマー量を変更した以外は実施例１と同様の方法で厚み３０μｍの二軸延伸フィルムロールを得た。そして、得られたフィルムの特性を上記した方法によって評価した。評価結果を表３に示す。実施例１よりもヒートシール強度が高い点で好ましいフィルムであった。
［実施例９］
　横方向に延伸後の熱処理温度を９５℃から１７０℃に変更した以外は実施例１と同様の方法で厚み３０μｍの二軸延伸フィルムロールを得た。そして、得られたフィルムの特性を上記した方法によって評価した。評価結果を表３に示す。１３０℃でのヒートシール強度が実施例１よりやや低いが、総合的には好ましいフィルムであった。

［比較例１］
　原料Ａと原料Ｂの比率を変更し、フィルムを構成するポリエステル中で非晶質成分となり得るモノマー量を１０．５モル％に低下させた。それ以外は　実施例１と同様の方法で厚み３０μｍの二軸延伸フィルムロールを得た。そして、得られたフィルムの特性を上記した方法によって評価した。評価結果を表３に示す。
　比較例１のフィルムはポリエステル中における非晶質成分モノマー量が少ないため、融解熱容量が大きく結晶性が高いフィルムとなり、実施例１よりヒートシール強度がとても劣り、実施例１より劣るフィルムであった。

［比較例２］
　市販の厚み３０μｍのシーラント用無延伸ポリプロピレン系フィルムを用いて上記した方法によって評価した。評価結果を表３に示す。前記フィルム同士のヒートシール強度は良好であるが、他の二軸延伸ポリエステル系フィルムや他の無延伸ポリエステル系フィルムとのヒートシール強度が低いフィルムで実施例１より劣るフィルムであった。また保香性も実施例１より劣るフィルムであった。

［比較例３］
　市販の厚み３０μｍのシーラント用ポリアクリロニトリル系フィルムを用いて上記した方法によって評価した。評価結果を表３に示す。１３０℃での前記フィルム同士のヒートシール強度が低く、また他の二軸延伸ポリエステル系フィルムや他の無延伸ポリエステル系フィルムとのヒートシール強度が低いフィルムで実施例１より劣るフィルムであった。

[表２]

[表３]

　本発明は、ヒートシール強度に優れたポリエステル系フィルムに関するものであり、特にポリエステル系フィルムとのヒートシール強度に優れているので、シーラント用途として好適に使用できる。また、本発明のポリエステル系フィルムを少なくとも１層として他のフィルムと積層体とすることもでき、そのような積層体から包装袋を提供することができる。

Claims

　エチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、全モノマー成分中、非晶質成分となり得る１種以上のモノマー成分の合計が１２モル％以上３０モル％以下であるポリエステル樹脂で形成されたポリエステル系フィルムであって、一軸又は二軸に延伸されており、下記要件（１）～（４）を満たすことを特徴とするシーラント用途のポリエステル系フィルム。
（１）ポリエステル系フィルム同士を１３０℃でヒートシールした時のヒートシール強度が、２Ｎ／１５ｍｍ以上２０Ｎ／１５ｍｍ以下
（２）ポリエステル系フィルムと他の結晶性のポリエステルからなる二軸延伸ポリエステル系フィルムを１３０℃でヒートシールした時のヒートシール強度が、２Ｎ／１５ｍｍ以上８Ｎ／１５ｍｍ以下
（３）ポリエステル系フィルムと他の結晶性のポリエステルからなる無延伸ポリエステル系フィルムを１３０℃でヒートシールした時のヒートシール強度が２Ｎ／１５ｍｍ以上２０Ｎ／１５ｍｍ以下
（４）ＤＳＣ測定による結晶融解熱容量ΔＨｍが１０（Ｊ／ｇ）以上～４０（Ｊ／ｇ）以下
　請求項１に記載のシーラント用途のポリエステル系フィルムを少なくても１層として有していることを特徴とする積層体。
　シーラント用途のポリエステル系フィルム以外の少なくとも他の１層が、結晶性のポリエステルからなるポリエステル系フィルム、ポリオレフィン系フィルム、又は、ポリアミド系フィルムであることを特徴とする請求項２に記載の積層体。
　請求項２又は３に記載の積層体を少なくとも一部に用いたことを特徴とする包装袋。