JP2003062958A - 多層ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強靭性や耐熱性、耐磨耗性、加工適性などを
維持しつつ、屈曲性に優れた柔軟性を有するポリエステ
ルフィルムを提供する。 【解決手段】 ポリエチレンテレフタレート層とポリエ
ーテルエステル層とからなる多層フィルムであって、ポ
リエーテルエステルがテレフタル酸、エチレングリコー
ル、および、ポリアルキレンオキシドグリコールから構
成され、前記ポリアルキレンオキシドグリコールは、炭
素／酸素原子数比が２〜６であり、重量平均分子量が３
００以上、４０００未満であり、かつ含有量がエチレン
グリコールに対して３質量％以上、１５質量％未満であ
ることを特徴とする多層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、ポリエチレンテレ
フタレートの耐熱性、耐磨耗性を維持しつつ、柔軟性を
改良した多層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】ポリエステルフィルム、特にポリエチレ
ンテレフタレートの２軸延伸フィルムは、機械強度、透
明性、熱的性質、湿度特性、保香性に優れ、各種包装分
野に広く用いられている。

【０００３】しかしながら、ポリエチレンテレフタレー
トフィルムはナイロンなどに比べると屈曲性に劣り、梱
包や輸送の過程で振動や屈曲により袋にピンホールが発
生する場合があり、特に内容物が液体を含むものである
場合は液体が外部に流出してトラブルとなる恐れがあり
使用が限られていた。

【０００４】屈曲性の改良されたポリエステルとして、
特許第２１３７３５２号にはヤング率が１０〜２５０ｋ
ｇ／ｍｍ²、突刺し強度が１０ｋｇ／ｍｍ以上のフィル
ムが開示されているが、このようなフィルムは剛性が低
いため、製袋加工時や内容物の充填時にシワやたるみが
発生してトラブルとなることが多い。また、耐熱性や摩
擦などのピンホール性に劣る。

【０００５】特開平７−１１７１１８号公報にはポリテ
トラメチレングリコールを５０〜８０重量％含有した柔
軟なポリエステルフィルムが開示されている。この場合
もポリエーテル成分が多すぎるため柔軟化しすぎで生産
時やスリット時や印刷時にシワが入りやすい等の加工適
性に問題がある。また、耐熱性や摩擦などのピンホール
性に劣る。

【０００６】特開平７−６２１１７号公報には、分子量
５００〜３０００のポリテトラメチレングリコールを
０．５〜１０重量％含有させたポリエステルフィルムが
開示され、また、特開平７−６２１１８号公報には、分
子量５００〜６０００のポリエチレングリコールを０．
５〜１０重量％含有させたポリエステルフィルムが開示
されているが、このようなフィルムは剛性が低いため製
袋加工時や内容物の充填時にシワやたるみが発生した
り、耐熱性や摩擦などのピンホール性に劣る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、芳香族ポリ
エステルのもつ強靭性や耐熱性、耐磨耗性、加工適性な
どを維持しつつ、屈曲性に優れた柔軟性を有するポリエ
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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリエチ
レンテレフタレート層に特定のポリエーテルエステル層
を積層することにより、上記問題が解決できることを見
出し、本発明を完成した。すなわち本発明の要旨は、ポ
リエチレンテレフタレート層とポリエーテルエステル層
とからなる多層フィルムであって、ポリエーテルエステ
ルがテレフタル酸、エチレングリコール、および、ポリ
アルキレンオキシドグリコールから構成され、前記ポリ
アルキレンオキシドグリコールは、炭素／酸素原子数比
が２〜６であり、重量平均分子量が３００以上、４００
０未満であり、かつ含有量がエチレングリコールに対し
て３質量％以上、１５質量％未満であることを特徴とす
る多層ポリエステルフィルムである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂
は、公知の方法、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反応、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
ねない範囲であれば他の成分を共重合することができ
る。また、他のポリエステルを混合してもよい。

【００１０】本発明で用いるポリエーテルエステル樹脂
は、テレフタル酸成分、エチレングリコール成分、およ
び、ポリアルキレンオキシドグリコール成分からなるこ
とが必要である。

【００１１】ポリアルキレンオキシドグリコールとして
は、炭素／酸素原子数比が２以上、６以下の化合物を用
いることが必要である。このようなポリアルキレンオキ
シドグリコールには、ポリエチレングリコール［ＰＥ
Ｇ］、ポリ（１，２−プロピレングリコール）、ポリト
リメチレングリコール、ポリ（１，２−ブチレングリコ
ール）、ポリ（１，３−ブチレングリコール）、ポリテ
トラメチレングリコール［ＰＴＭＧ］、ポリヘキサメチ
レングリコールなどが挙げられる。この中でＰＥＧおよ
びＰＴＭＧが効果と経済性の点で好ましい。

【００１２】また、ポリアルキレンオキシドグリコール
の分子量は重量平均分子量で３００以上、４０００未満
であることが必要である。分子量が低すぎると、フィル
ムとしたときに望ましい柔軟性を得ることができず、分
子量が４０００以上のものを使用するとポリエステルと
の相溶性が低下し、フィルムの透明性が低下する。

【００１３】さらに、ポリエーテルエステル中のポリア
ルキレンオキシドグリコール成分の含有量は、本発明の
要件を満たす範囲でその分子量と関連させて選定される
が、エチレングリコールに対して３質量％以上、１５質
量％未満であることが必要である。３質量％未満では柔
軟性を発現することが難しく、また、１５質量％以上で
あると、柔軟になりすぎて強度が低下し、またフィルム
の透明性が低下するため液体物の包装フィルムとしての
用途に適さない。

【００１４】ポリエーテルエステルを製造する方法はポ
リエチレンテレフタレートの製造において通常公知の重
合方法を用いて行うことができる。すなわち、エステル
交換又はエステル化反応の初期から重縮合反応の初期ま
での任意の段階で、ポリアルキレンオキシドグリコール
を添加すればよい。

【００１５】ポリエーテルエステルには本発明の効果が
損なわれない範囲で適宜他の成分を共重合してもよい。
このような酸成分としては、イソフタル酸、（無水）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等の芳香族ジカルボン酸、シュ
ウ酸、（無水）コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ア
ゼライン酸、ドデカンジカルボン酸、炭素数２０〜６０
のダイマー酸、（無水）マレイン酸、フマル酸、（無
水）イタコン酸、（無水）シトラコン酸、メサコン酸等
の脂肪族ジカルボン酸、（無水）ヘキサヒドロフタル
酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等の脂環族ジカルボン
酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、乳酸、β−ヒドロキシ酪
酸、ε−カプロラクトン等のヒドロキシカルボン酸や、
（無水）トリメリット酸、トリメシン酸、（無水）ピロ
メリット酸等の多官能カルボン酸を挙げることができ
る。また、アルコール成分としては、ジエチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、１，２−プロパンジオ
ール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオ
ール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジ
オール、ネオペンチルグリコール、等の脂肪族ジオー
ル、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シ
クロヘキサンジエタノール等の脂環族ジオール、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ある
いはプロピレンオキシド付加物等の芳香族ジオール、ト
リメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリト
ール等の多官能アルコール等を挙げることができる。こ
れらの共重合成分は、本発明の特性を損なわない範囲、
具体的には、ポリエーテルエステル層にポリエチレンテ
レフタレートを積層した多層ポリエステルフィルムのゲ
ルボテスト値が２０以下、摩擦ピンホール値が２００回
以上となるように選択されることが望ましい。

【００１６】本発明の多層ポリエステルフィルムには、
シリカ、アルミナ、カオリン、炭酸カルシウム、二酸化
チタン、硫酸バリウム等の無機滑剤、もしくはシリコー
ン粒子、フッ素化ポリエチレン粒子やビニル系モノマー
から成る３次元架橋粒子等の有機滑剤から選ばれた１種
もしくは２種以上の平均粒径２．５μｍ以下の滑剤を必
要量添加してフィルム表面にスリップ性を付与させ、フ
ィルム製造時や印刷工程時等に通過性を改善させること
ができる。

【００１７】本発明においては上記のポリエーテルエス
テルを本発明の趣旨が損なわれない範囲において他のポ
リエステルと混合して用いてもよい。混合することので
きるポリエステルとは酸成分が、テレフタル酸、イソフ
タル酸、（無水）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等の芳香族
ジカルボン酸、シュウ酸、（無水）コハク酸、アジピン
酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン
酸、炭素数２０〜６０のダイマー酸、（無水）マレイン
酸、フマル酸、（無水）イタコン酸、（無水）シトラコ
ン酸、メサコン酸等の脂肪族ジカルボン酸、（無水）ヘ
キサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等の脂
環族ジカルボン酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、乳酸、β
−ヒドロキシ酪酸、ε−カプロラクトン等のヒドロキシ
カルボン酸や、（無水）トリメリット酸、トリメシン
酸、（無水）ピロメリット酸等の多官能カルボン酸から
なり、また、ジオール成分が、ジエチレングリコール、
トリエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、
１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、
１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、等の脂肪族ジオール、
１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロ
ヘキサンジエタノール等の脂環族ジオール、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あるいは
プロピレンオキシド付加物等の芳香族ジオール、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
等の多官能アルコール等からなるポリエステルが挙げら
れる。

【００１８】本発明の多層ポリエステルフィルムを得る
方法としては、前述のポリエチレンテレフタレートとポ
リエーテルエステルを、２台の押出機で別々に加熱、溶
融して、２種多層のフィードブロックを備えたＴダイよ
り押出し、冷却ロールなどにより冷却固化させて未延伸
フィルムを得るか、もしくは円形ダイより押出して水冷
あるいは空冷により固化させて未延伸フィルムを得る。
延伸フィルムを製造するためには、未延伸フィルムを一
旦巻き取った後、または連続して同時２軸延伸法または
逐次２軸延伸法により延伸する方法が好ましい。フィル
ムの機械的特性や厚み均一性などの性能面からはＴダイ
によるフラット式製膜法とテンター延伸法を組み合わせ
る方法が好ましい。

【００１９】本発明の多層ポリエステルフィルムの層構
成としては、ポリエーテルエステルをＡ、ポリエチレン
テレフタレートをＢとすると、Ｂ／Ａ／Ｂ、Ａ／Ｂ／
Ａ、Ｂ／Ａ、Ａ／Ｂが挙げられ、これらにさらに多層に
積層してもよい。特に、両面にＢ層があるＢ／Ａ／Ｂ
か、外層にＢ層があるＡ／Ｂが耐磨耗性の面から好まし
い。層の厚み比は、Ａ層の厚みの合計とＢ層の厚みの合
計比が４：１〜１：４の範囲が好ましい。この範囲を超
えるとフィルムの柔軟性あるいは耐熱性、摩擦ピンホー
ル性が悪化するので好ましくない。

【００２０】こうして得られる多層ポリエステルフィル
ムは２０℃でのゲルボテスト値が２０以下、摩擦ピンホ
ール値が２００回以上であることが好ましい。ゲルボテ
スト値はフィルムの屈曲疲労耐性を評価する指標であ
り、この値が２０を超えるフィルムは屈曲によってピン
ホールを発生しやすく、特に液体を包装する用途に適さ
ない。詳しい方法は後述するが、摩擦ピンホール値はフ
ィルムの摩擦疲労耐性を評価する指標であり、この値が
２００回を下回るフィルムは加工中あるいは内容物を入
れた状態で輸送したりする過程で摩擦によってピンホー
ルを発生しやすく、特に液体を包装する用途に適さな
い。

【００２１】本発明の多層ポリエステルフィルムには、
帯電防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、結晶核剤、耐候
剤、紫外線防止剤、顔料、染料等の添加剤を本発明の目
的を損なわない範囲で用いることができる。

【００２２】本発明の多層ポリエステルフィルムの厚み
は、５〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍ、さら
に好ましくは１０〜２５μｍである。厚みが５μｍ未満
では製品運送時に破れ等が生じ易くなり、１００μｍを
超えても過剰品質となり不経済である。

【００２３】次に、本発明を実施例により更に具体的に
説明する。なお、実施例及び比較例に用いた各測定方法
は下記の通りである。

【００２４】ゲルボテスト値：ＡＳＴＭ Ｆ ３９２に
従い、ゲルボテスターにおいて２０℃雰囲気下で、１０
００回屈曲を繰り返した１８０ｍｍ×２８０ｍｍ大きさ
のフィルムを白紙の上に置き、インキを塗布し、白紙に
移ったインキの数をカウントし、これをゲルボテスト値
とした。

【００２５】摩擦ピンホール値：フィルムをＰＥＴシー
トに両面テープで固定後、４つ折りにし、５０ｇの荷重
をかけて４つ折りのエッジをクラフト紙（レンゴー社製
クラフトボール紙８号）に接触させる。クラフト紙を載
せた台を振幅１２０ｍｍ、速度３０往復／分で往復運動
させたのち、フィルムを取外し、フィルムを白紙の上に
置き、インキを塗布し、ピンホールの有無を確認する。
ピンホールが発生する寸前の往復運動回数を摩擦ピンホ
ール値とした。

【００２６】実施例１〜３、６、７、及び比較例１〜３ ビス（β−ヒドロキシエチル）テレフタレート及びその
低重合体の存在するエステル化反応槽に、テレフタル酸
とエチレングリコールのスラリーを連続的に供給し、温
度２５０℃で３〜８時間程度反応させて、エステル化反
応率９５％付近のエステル化物を連続的に得た。次い
で、これを重合缶に移送し、抗酸化剤として「イルガノ
ックス２４５」（日本チバガイギー社製）、三酸化アン
チモン、さらに、表１に示す重量平均分子量のポリテト
ラメチレングリコール又はポリエチレングリコールを、
表１に示す添加量で添加し、１．３ｈＰａ以下の減圧
下、温度２５０〜２８０℃で所定の重合度のポリエーテ
ルエステルを得た。得られたポリエーテルエステルを１
２０℃で１０時間真空乾燥を行ったあと、９０ｍｍφ緩
圧縮単軸押出機を用いて、２７０℃で押出す一方、ポリ
エチレンテレフタレート（日本エステル社製、ＤＨ−Ｂ
Ｒ、相対粘度１．３８）を６０ｍｍφ緩圧縮単軸押出機
を用いて、２７０℃で押出し、２種３層のフィードブロ
ックを備えたＴダイで、外層がポリエチレンテレフタレ
ート、内層がポリエーテルエステルになるように、ま
た、外層／内層／外層の厚み比が１／３／１になるよう
にして、表面温度１８℃に調節されたキャスティングロ
ール上に密着させて急冷し、厚み１６０μｍの未延伸シ
ートを得た。この未延伸シートをロール縦延伸装置を用
いて６５℃で３．５倍縦延伸し、ついで、フィルムの端
部を、テンター式横延伸機のクリップで把持し、温度８
０℃で３．６倍横延伸した。次に、ＴＤの弛緩率を３％
として２２０℃で熱固定処理した後、室温まで冷却し、
６０ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取って厚み１２μｍのフィ
ルムを得た。得られた積層ポリエステルフィルムを用い
て各種の特性評価を行った。得られた結果を表１に示
す。

【００２７】実施例４、５ 外層／内層／外層の厚み比を表１のようにした以外は、
実施例２と同様の方法で実施した。得られた延伸フィル
ムの性能を表１に示す。

【００２８】実施例８、９、比較例４ ２種２層のフィードブロックを備えた以外は、実施例
２、６、比較例３と同様の方法で延伸フィルムを得た。
得られたフィルムを用いて各種の特性評価を行った。結
果を表１に示す。

【００２９】比較例５〜７ ２種２層のフィードブロックを備え、内層、外層の樹脂
を表１のようにした以外は実施例１〜３と同様の方法で
実施した。得られた延伸フィルムの性能を表１に示し
た。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】ポリエーテルエステルとポリエチレンテ
レフタレートとを積層し、多層フィルムにすることによ
って、ポリエチレンテレフタレートの耐熱性、耐磨耗性
を維持しつつ，柔軟性を改良することにより、特に液体
物充填用に適した多層ポリエステルフィルムを得ること
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南條 一成 京都府宇治市宇治樋ノ尻31−３ ユニチカ 株式会社宇治プラスチック工場内 (72)発明者 中野 功 京都府宇治市宇治樋ノ尻31−３ ユニチカ 株式会社宇治プラスチック工場内 (72)発明者 立川 敦 京都府宇治市宇治樋ノ尻31−３ ユニチカ 株式会社宇治プラスチック工場内 Ｆターム(参考） 4F100 AK41B AK42A AK54B BA02 BA03 GB15 JJ00 JK01 JK09 JN01 YY00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエチレンテレフタレート層とポリエ
   ーテルエステル層とからなる多層フィルムであって、ポ
   リエーテルエステルがテレフタル酸、エチレングリコー
   ル、および、ポリアルキレンオキシドグリコールから構
   成され、前記ポリアルキレンオキシドグリコールは、炭
   素／酸素原子数比が２〜６であり、重量平均分子量が３
   ００以上、４０００未満であり、かつ含有量がエチレン
   グリコールに対して３質量％以上、１５質量％未満であ
   ることを特徴とする多層ポリエステルフィルム。
2. 【請求項２】 ２０℃でのゲルボテスト値が２０以下、
   摩擦ピンホール値が２００回以上であることを特徴とす
   る請求項１記載の多層ポリエステルフィルム。