JP2001011213A - 柔軟性ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のポリエチレンテレフタレートフィルム
にはないナイロンフィルムのような柔軟性、耐衝撃性を
有するポリエステルフィルムを提供する。 【解決手段】 分子量６００〜４０００のポリテトラメ
チレングリコール単位を５〜２０重量％含有したポリブ
チレンテレフタレート（変性ＰＢＴ）とポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）が、変性ＰＢＴ／ＰＥＴ＝１０
０／０〜７５／２５（重量比）の割合からなる柔軟性ポ
リエステルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、包装用あるいは工
業用分野において好適に利用できる柔軟性に優れたポリ
エステルフィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＰＥＴに代表されるポリエステルフィル
ムは、機械的物性、耐熱性、加工性などの多くの点で優
れているため、食品包装用や磁気テープ用などに広く用
いられているが、柔軟性、耐衝撃性に乏しい。また、耐
衝撃性、柔軟性に優れたナイロン６に代表されるナイロ
ンフィルムは吸湿性が高いという問題がある。

【０００３】ポリエステルフィルムに柔軟性、耐衝撃性
を与える方法としては、ＰＥＴにダイマー酸を共重合す
る方法（特開平6-79776号公報、特開平6-190969号公
報、特開平7-24985号公報）が提案されているが、耐熱
性に劣るため、延伸時に延伸ロールにフィルムが巻き付
いたりする問題があり、延伸後のフィルムにシワが入り
やすく、高価であるため実用化には至っていない。

【０００４】また、ＰＴＭＧを共重合したＰＢＴフィル
ムの延伸方法としては、空冷式インフレーション方式に
よる無延伸フィルム（特開昭57-51738号公報）や一軸延
伸フィルム（特開平7-117118号公報）等が提案されてい
るが、高結晶性のため二軸延伸は困難とされていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ナイロンフ
ィルムのような柔軟性、耐衝撃性を有するポリエステル
フィルムを提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、特定の分子量を有
するＰＴＭＧを共重合したＰＢＴとＰＥＴの特定の割合
からなる原料を用いることにより上記課題が解決できる
フィルムが得られることを見出し、本発明に到達した。

【０００７】すなわち、本発明の要旨は、分子量６００
〜４０００のＰＴＭＧ単位を５〜２０重量％含有したＰ
ＢＴ（変性ＰＢＴ）とＰＥＴが、変性ＰＢＴ／ＰＥＴ＝
１００／０〜７５／２５（重量比）の割合からなる柔軟
性ポリエステルフィルムである。

【０００８】

【発明の実施形態】以下、本発明について詳細に説明す
る。

【０００９】本発明における変性ＰＢＴを構成するＰＴ
ＭＧの分子量は６００〜４０００であり、好ましくは、
１０００〜３０００である。分子量が６００未満の場合
にはフィルムの機械特性が低下し、４０００を超える場
合には、フィルムの延伸が困難となる。

【００１０】本発明のフィルムにおいて、変性ＰＢＴを
構成するＰＴＭＧ単位の含有量は５〜２０重量％、好ま
しくは、８〜１５重量％である。ＰＴＭＧ単位の含有量
が５重量％未満の場合には得られるフィルムの引張弾性
率が高くなり、２０重量％を超える場合には得られるフ
ィルムにシワが生じやすく、また、常温でもフィルムが
延びるため実用上取り扱いにくい。

【００１１】変性ＰＢＴのガラス転移温度は３０〜５７
℃、さらには４５〜５５℃の範囲が好ましい。ガラス転
移温度が３０℃より低いと、延伸時の応力負荷が高くな
って、延伸機への負担が大きくなり長時間生産に支障が
生じ易く、また、得られるフィルムにシワが入りやす
い。また、ガラス転移温度が５７℃より高いとフィルム
の衝撃強度が低くなる。

【００１２】本発明における変性ＰＢＴは、ＰＢＴの重
合工程においてＰＴＭＧを添加して重縮合して得ること
ができるが、より簡便な方法としては、ＰＢＴとＰＴＭ
Ｇを押出機で溶融混練することによっても得ることがで
きる。

【００１３】本発明におけるＰＥＴは、公知の製法、す
なわち、テレフタル酸ジメチルとエチレングリコールと
からのエステル交換方法、あるいは、テレフタル酸とエ
チレングリコールとからの直接エステル化法によりオリ
ゴマーを得た後、溶融重合、あるいは、さらに固相重合
して得られるが、本発明の効果を損なわない範囲であれ
ば他の成分を共重合することができる。

【００１４】他の共重合成分としては、イソフタル酸、
フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、５−ナト
リウムスルホイソフタル酸、シュウ酸、コハク酸、アジ
ピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、ダ
イマー酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマール酸、
イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、シクロヘキサ
ンジカルボン酸等のジカルボン酸、４−ヒドロキシ安息
香酸、ε−カプロラクトンや乳酸などのオキシカルボン
酸があげられる。また、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、１,６
−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ト
リエチレングリコールポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、
ビスフェノールＡやビスフェノールＳのエチレンオキシ
ド付加体等のグリコ−ル等があげられる。さらに、トリ
メリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、トリメチ
ロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等
の３官能化合物等を少量用いてもよい。

【００１５】変性ＰＢＴまたはＰＥＴには、滑剤のほ
か、必要に応じて、フィルムの静電ピニング性付与剤と
しての金属化合物、あるいは難燃剤、消泡剤等の添加剤
を配合してもよい。

【００１６】本発明のフィルムを製造するためには、変
性ＰＢＴとＰＥＴの混合比率を、変性ＰＢＴ／ＰＥＴ＝
１００／０〜７５／２５（重量比）、さらに好ましくは
１００／０〜９０／１０（重量比）とすることが必要で
ある。変性ＰＢＴの混合比率が７５重量％未満の場合に
は、フィルムの引張弾性率が高くなり、フィルムが白化
し、さらには、製膜時にフィルムが脈動する現象（いわ
ゆるバラス現象）が発現することがあり、フィルムの厚
み斑が大きくなる。

【００１７】本発明のフィルムを製造する方法として
は、例えば、変性ＰＢＴとＰＥＴを混合したものを押出
機に投入し、２２０〜２８０℃で加熱溶融した後、Ｔダ
イを備えた押出機よりシート状に押出し、静電印加キャ
スト法などにより、２５℃以下に温度調節した冷却ドラ
ム上に密着させて急冷し、得られた所望の厚みの未延伸
シートをテンターで縦及び横方向に二軸延伸する方法に
よって製造することができる。二軸延伸方法としては、
同時二軸延伸法、逐次二軸延伸法等のテンター式二軸延
伸方法、及びインフレーション法等を用いることができ
るが、変性ＰＢＴは結晶性が高いため、逐次二軸延伸法
ではフィルム中にネッキングが発生して、厚み不良、ネ
ッキング箇所の白化、フィルム幅方向の物性に均等が取
れない等の問題が生じ、実用性に乏しい。また、インフ
レーション法では得られるフィルムの強度が十分でなく
実用性に乏しい。本発明のフィルムを製造するには、得
られるフィルムの物性および安定生産性の面から同時二
軸延伸法が最も好適である。

【００１８】本発明のフィルムを同時二軸延伸法により
製造する場合には、未延伸シートの端部をテンター式同
時二軸延伸機のクリップに把持させ、４０〜１５０℃に
加熱して縦及び横方向にそれぞれ２〜４倍程度に同時二
軸延伸する。その後、弛緩率を数％として、８０〜２４
０℃で数秒間熱処理した後、室温まで冷却し、２０〜２
００ｍ／分の速度で巻き取って所望の厚みのフィルムを
得る。延伸に際しては、未延伸シートを必要に応じて縦
方向に１〜１．２倍程度に予備延伸した後、同時二軸延
伸してもよい。

【００１９】延伸後の熱処理は、フィルムの熱収縮率を
小さくするための工程であり、熱処理は、熱風を吹き付
ける方法、赤外線を照射する方法、マイクロ波を照射す
る方法等公知の方法を採用することができるが、均一に
精度良く加熱できることから熱風を吹き付ける方法が最
適である。

【００２０】本発明のフィルムには、さらに特定の性能
を付与するために紫外線、α線、β線、γ線あるいは電
子線等の照射、コロナ処理、プラズマ照射、火炎処理等
の各種加工処理、またはポリアミド、ポリオレフィン等
の樹脂の塗布、ラミネートあるいは酸化アルミニウム等
金属の蒸着、あるいは酸化珪素、酸化チタン等のコーテ
ィング等を施すこともできる。

【００２１】フィルム製造時や工程通過性をさらによく
するためには、シリカ、アルミナ、カオリン等の無機滑
剤を、必要量添加して製膜し、フィルム表面にスリップ
性を付与することが望ましい。さらに、フィルムの印刷
加工性を向上させるため、例えば、帯電防止剤等を含有
させることもできる。

【００２２】さらに、本発明のフィルムは、次の（１）
〜（４）の特性を満足することが好ましい。 （１）引張弾性率が２０００ＭＰａ以下、好ましくは１
５００ＭＰａ以下 （２）２０℃におけるゲルボ値が５個以下、好ましくは
２個以下 （３）５℃におけるゲルボ値が１０個以下、好ましくは
３個以下 （４）衝撃強度が０．４Ｊ以上、好ましくは０．８Ｊ以
上

【００２３】引張弾性率が２０００ＭＰａより大きい場
合、あるいは２０℃におけるゲルボ値が５個より大きい
と屈曲性に劣り、フィルムを伸縮、あるいは、振動させ
た際にピンホールが発生し、内容物が傷んだりする弊害
が生じやすい。５℃におけるゲルボ値が１０個より大き
いと、低温下で使用した場合、特に冷凍食品用途ではピ
ンホールが生じることがある。また、衝撃強度が０．４
Ｊより小さいと、落袋時にフィルムが破袋したり、フィ
ルムにひび割れが生じて、内容物がこぼれる場合があ
る。

【００２４】フィルムの厚みは、５〜５０μｍ、通常１
０〜２０μｍが好適に用いられる。５μｍ未満の場合に
は機械的特性に劣り、５０μｍより厚い場合にはゲルボ
値が高くなり、屈曲性の劣るフィルムとなる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。本発
明におけるフィルムの特性値の測定法は、次の通りであ
る。

【００２６】（１）引張弾性率 ＡＳＴＭ Ｄ−８８２に準じて、幅１０ｍｍ、長さ１０
０ｍｍの試料（ｎ＝５）で測定した。なお、データは縦
方向と横方向の平均値で示す。

【００２７】（２）ゲルボテスト（屈曲疲労ピンホー
ル） ＡＳＴＭ Ｆ−３９２に規定されたゲルボテスターを使
用し、２８０×１９０ｍｍに切り取ったフィルムを所定
の温度下で、１０００回の繰り返し折り曲げ試験を実施
する。試験後のピンホール個数を測定してゲルボ値とし
た。

【００２８】（３）衝撃強度 東洋精機製作所社製フィルムインパクトテスターを使用
し、測定フィルムをクランプで押さえ付け、１／２イン
チ径半球衝撃ヘッドで突き刺し、フィルムの衝撃強度を
測定した。

【００２９】（４）ガラス転移温度 Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製７Ｓｅｒｉｅｓ Ｔｈｅ
ｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍを用いて、
昇温速度２０℃／分で融点以上に昇温し、５分以上放置
した後、降温速度２０℃／分で０℃まで急冷し、５分以
上放置した後、再度昇温速度２０℃／分で融点以上まで
昇温してガラス転移温度を求めた。なお、サンプル量は
９〜１１ｍｇとした。

【００３０】（５）ヘイズ(曇度） 東洋電色社製ヘイズメーターＴＣ−Ｈ ＤＰＫを使用し
て、ＡＳＴＭ Ｄ−１００３−６１に準拠して測定を行
った。なお、ヘイズ値が７．０以上の場合にはフィルム
の白度が高く、外観に問題があるものとした。

【００３１】（６）延伸時応力 ９０ｍｍ×９０ｍｍに切り取った未延伸シートを岩本製
作所社製二軸延伸試験装置を用いて、有効延伸面積７０
ｍｍ×７０ｍｍ、延伸温度７０℃、延伸速度３０００％
／分、３×３倍に同時二軸延伸した際の応力を測定して
最大応力を求めた。延伸時の応力が４０ＭＰａ以上の場
合、テンター式同時二軸延伸機を使用した場合、延伸機
への負担がかかり、長時間生産性に支障がある。

【００３２】（７）フィルムのシワ テンター式同時二軸延伸機で延伸した後、フィルム両端
部のクリップ掴み部分を切断し、ロールに巻き取ってい
く時のフィルムのシワを観察した。シワの発生がひどい
場合を×、シワの発生がほとんど認められなかった場合
を○とした。

【００３３】（８）振動試験 厚さ６０μｍのポリプロピレンシートをラミネートし、
インパルスシーラーを用いて４方をシールして寸法２０
０×１８０ｍｍの袋を作成した。次に、ナイロン６チッ
プ（ユニチカ社製Ａ１０３０ＢＲＦ）と空気２００ｍｌ
を封入し、振研製振動試験機Ｇ−９１１４を用いて、２
３℃および５℃の条件で、振幅２０ｍｍ、振動数５ヘル
ツ、加速度１Ｇの条件で１時間の振動試験を実施した後
のピンホールの有無を確認した。ピンホールの確認は、
試験後の袋を水中に浸積させ、空気漏れを確認した。な
お、評価は５袋の試験体で実施し、ピンホール発生個数
を調べた。５袋の試験体中、１袋でもピンホールの発生
を確認した場合、不合格とした。

【００３４】（９）落袋性能 厚さ６０μｍのポリプロピレンシートをラミネートした
フィルムを用い、インパルスシーラーを用いて４方をシ
ールして、２０℃の水４００ｍｌの入った２００ｍｍ×
１８０ｍｍの袋を作成し、これを１．５ｍの高さから落
下させ、破袋あるいは水漏れを起こした袋の個数を調べ
た。なお、評価は５袋の試験体で実施し、破袋あるいは
水漏れを起こした袋の個数を調べた。５袋の試験体中、
１袋でも破袋あるいは水漏れを起こした場合、不合格と
した。

【００３５】実施例１ ジメチルテレフタレート１９４重量部、１，４−ブタン
ジオール１０８重量部、及びテトラブチルチタネート８
０ｐｐｍ（ポリマーに対するチタン金属の重量に換算し
た数値）を加え、１５０℃から２１０℃に加熱昇温しな
がら２．５時間エステル交換反応を行った。得られたエ
ステル交換反応生成物９０重量部を重合缶に移送し、テ
トラブチルチタネートを４０ｐｐｍ添加した後、分子量
１１００のＰＴＭＧを１０重量部添加して減圧を開始
し、最終的に１ｈＰａの減圧下、２１０℃から昇温し最
終的に２４５℃の温度で２時間溶融重合し、相対粘度
１．６０、ＰＴＭＧ単位１０重量％の変性ＰＢＴを得
た。次に、変性ＰＢＴとＰＥＴ（相対粘度１．３８）と
を、変性ＰＢＴ／ＰＥＴ＝９０／１０（重量比）の割合
で混合したものを、Ｔダイを具備した２００ｍｍφ押出
機を使用して、樹脂温度２８０℃で溶融押出し、表面温
度１８℃の冷却ドラムに密着させて冷却し、厚さ１８０
μｍの未延伸シートを得た。次いで、この未延伸シート
をテンター式同時二軸延伸機を用いて、温度７５℃で縦
倍率３．５倍、横倍率３．５倍に延伸した後、２００℃
で熱処理し、横方向の弛緩率を３％とした後、室温まで
冷却し、厚さ１５μｍの二軸延伸フィルムを得た。得ら
れたフィルムの性能を表１に示した。

【００３６】実施例２〜５、比較例１〜６ 変性ＰＢＴ中のＰＴＭＧ単位の割合、変性ＰＢＴとＰＥ
Ｔとの配合比率を表１に示したように変更した以外は、
実施例１と同様にして二軸延伸フィルムを得た。得られ
たフィルムの性能を表１に示した。

【００３７】実施例６ ＰＢＴとＰＴＭＧを９０／１０（重量比）の割合でチッ
プ混合したものを二軸押出機で溶融混合して、チップ化
して変性ＰＢＴを調整した。次に、得られた変性ＰＢＴ
とＰＥＴを変性ＰＢＴ／ＰＥＴ＝９０／１０（重量比）
の割合で混合したものを、Ｔダイを具備した２００ｍｍ
φ押出機を使用して樹脂温度２８０℃で溶融押出し、表
面温度１８℃の冷却ドラムに密着させて冷却し、厚さ１
８０μｍの未延伸シートを得た。次いで、この未延伸シ
ートをテンター式同時二軸延伸機を用いて、温度７５℃
で縦倍率３．５倍、横倍率３．５倍に延伸した後、２０
０℃で熱処理し、横方向の弛緩率を３％とした後、室温
まで冷却し、厚さ１５μｍの二軸延伸フィルムを得た。
得られたフィルムの性能を表１に示した。

【００３８】

【表１】

【００３９】実施例１〜６では、延伸時の応力も良好
で、延伸時のシワの発生もなく良好な操業性を示し、得
られたフィルムは、外観に優れ、落袋性能、振動試験に
も合格する性能を有していた。比較例１は変性ＰＢＴを
含有していないため、落袋試験、振動試験で不合格とな
った。比較例２の変性ＰＢＴ中のＰＴＭＧ単位が５重量
％に満たないフィルムでは、落袋試験で不合格となっ
た。比較例３，４の変性ＰＢＴ中のＰＴＭＧ単位が２０
重量％を越えるフィルムでは、延伸時の応力が高く、フ
ィルムにシワが発生し、操業性が悪かった。比較例５，
６の変性ＰＢＴの配合比率が７５重量％に満たないフィ
ルムではヘイズが高く外観に劣り、落袋試験、振動試験
共に良くなかった。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分子量６００〜４０００のポリテトラメ
   チレングリコール（ＰＴＭＧ）単位を５〜２０重量％含
   有したポリブチレンテレフタレート（変性ＰＢＴ）とポ
   リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が、変性ＰＢＴ／
   ＰＥＴ＝１００／０〜７５／２５（重量比）の割合から
   なる柔軟性ポリエステルフィルム。
2. 【請求項２】 引張弾性率が２０００ＭＰａ以下である
   請求項１記載の柔軟性ポリエステルフィルム。
3. 【請求項３】 変性ＰＢＴが、ジメチレンテレフタレー
   トと１，４−ブタンジオールのエステル交換物と、ポリ
   テトラメチレングリコールとの重縮合反応により得られ
   たものであることを特徴とする請求項１又は２記載の柔
   軟性ポリエステルフィルム。
4. 【請求項４】 変性ＰＢＴが、ＰＢＴ８０〜９５重量％
   とＰＴＭＧ２０〜５重量％とを混合し、溶融混練して製
   造したものであることを特徴とする請求項１又は２記載
   の柔軟性ポリエステルフィルム。
5. 【請求項５】 ２０℃におけるゲルボ値が５個以下、５
   ℃におけるゲルボ値が１０個以下であることを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれかに記載の柔軟性ポリエステル
   フィルム。
6. 【請求項６】 衝撃強度が０．４Ｊ以上である請求項１
   〜５のいずれかに記載の柔軟性ポリエステルフィルム。
7. 【請求項７】 変性ＰＢＴのガラス転移温度が３０〜５
   ７℃の範囲であることを特徴とする請求項１〜６のいず
   れかに記載の柔軟性ポリエステルフィルム。
8. 【請求項８】 同時二軸延伸方法により得られることを
   特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の柔軟性ポリ
   エステルフィルム。