JP2004307769A - 芳香族ポリエステルフィルム - Google Patents

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Abstract

【課題】優れたフィルム成形性、防曇性、透明性、包装作業性、及びヒートシール性等を有する芳香族ポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】芳香族ポリエステル樹脂100重量部及び界面活性剤0.1〜5重量部を含むことを特徴とする芳香族ポリエステルフィルム。
【選択図】 なし。

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、芳香族ポリエステルフィルムに関する。詳しくは、生分解性及び土中崩壊性に優れた食品包装用ラップフィルムであり、フィルム成形性に優れ、且つ、防曇性、透明性及び包装作業性等に優れた、食品包装用ラップフィルム及びシーラントフィルムに適する芳香族ポリエステルフィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、環境問題の深刻化に伴い、生分解性を有する地球環境に優しい包装材料に対する要求が高まっている。各種食品の包装材料には、内容物保護の信頼性が要求されるため、一般に、機械的強度や耐熱性に優れた合成樹脂フィルムが用いられている。しかし、ポリオレフィン系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリ塩化ビニリデン系フィルムなどの汎用の合成樹脂フィルムは、高性能と長期安定性を目的に開発されているため、機械的強度などの諸物性に優れている反面、自然界に廃棄、放出された後は、分解されずにいつまでも原型を保っている。使用済み包装材料は、ゴミとして収集され、焼却又は埋め立てられいるが、実際には散乱ゴミが多量にあり、自然の生態系への悪影響が指摘されている。焼却による環境汚染、埋立地の立地問題なども指摘されている。
【0003】
一方、生分解性ポリマーは、微生物などの作用により、最終的には水と炭酸ガスに分解して環境中に残存しないポリマーである。この生分解性ポリマーには、土壌中等で微生物の作用により形状が崩壊するポリマーも含まれる。このような生分解性ポリマーを原料として汎用の合成樹脂フィルムに代替し得る物性を有するフィルム等の包装材料を製造することができるならば、これらの環境問題を解決することが出来る。
【0004】
しかし、包装材料に使用されるフィルムには、機械的特性、熱的特性、溶融加工性、経済性などが要求されており、生分解性樹脂の多くは、包装材料として利用するのに充分な物性を有するフィルムを成形することが困難である。食品包装用ラップフィルム等に係わる発明が数多く提案されているが、生分解性を有する食品包装用ラップフィルム等の諸機能、経時による物性、品質安定性や製膜時の溶融成形性を満足する開示は見られない。
【0005】
また、シーラントフィルムとしては、従来、各種の食品、飲料、薬品、雑貨用などの液状物や粉粒物、固形物の包装用資材、農業用資材、建築用資材など幅広い用途において、紙、合成樹脂フィルム、アルミ箔等が用いられている。特に、合成樹脂フィルムは強度、耐水性、成形性、透明性、コスト性などの優れた性能を有し、袋や熱成形された容器として、多くの用途で使用されている。これらの要求特性として、ヒートシール性、耐衝撃性、耐熱性等が挙げられる。特に袋の場合は、この他の特性として、開口性、透明性が要求される。
【0006】
現在、これらの用途に使用されている合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等のフィルムがある。しかし、これらの合成樹脂フィルムでは、先に記述したと同様に自然環境下では生分解又は加水分解しないか、または分解速度が極めて遅いために使用後、埋設処理された場合は土中に残存したり、また焼却処理された場合でも、有害なガスが発生したり焼却炉を劣化させたりという問題がある。
しかし、シーラントフィルムとしてのこれらの合成樹脂に代わる生分解性を有し、ヒートシール性、機械的強度、耐熱性、特に袋の場合は、この他の特性として、開口性、透明性を満足する等の生分解性樹脂フィルムを応用した事例は見当たらない。
【0007】
例えば、特表平10−508640号公報(特許文献1参照)には、生分解性を有する芳香族系と脂肪族系の共重合タイプのコポリエステルが開示され、成形体、フィルム等の応用例も提案されている。しかし、該発明では、食品包装用ラップフィルムやシーラントフィルム等に関する諸機能を改善する方法等については必ずしも充分に言及されていない。
【0008】
また、特開2002−302541号公報(特許文献2参照)には、ストレッチ包装用コポリエステルフィルムが開示されている。詳しくは、ブタンジオール、テレフタル酸、アジピン酸成分、及びスルホネート化合物を主成分として含むコポリエステルを少なくとも65%以上含み、40%伸長後の弾性回復率が25%以上であるストレッチ包装用コポリエステルフィルムが開示されている。しかし、ストレッチ包装用フィルムは、弾性回復率を満足するだけでは、ストレッチフィルムとしての機能を充分に満足するものではない。ストレッチフィルムの機能としては、弾性回復率以外に防曇性、透明性、適度な密着性や滑り性、機械的強度、巻物の繰り出し性等の諸物性・品質の経時変化が少ないことなどが挙げられる。また、フィルム製膜時の溶融成形性や巻物を得る巻取性等の課題を改善することが重要である。
【0009】
特開平7−257660号公報(特許文献3参照)には、乳酸系ポリマーを主成分とし、水蒸気透過率が50〜300g/m・24hr、厚さが10〜500μmである食品包装用フィルムが開示されている。該フィルムは、食品包装用フィルムとしての強度を得るためには延伸処理を要し、製造工程が煩雑化する。また、生分解性の点では申し分ないが、包装用フィルムに適した柔軟性を持たせるためには可塑剤等を添加することが好ましく、その場合にはブリードアウト等の恐れがある。更に、自己粘着性にも難点があり、食品包装用フィルムとしては必ずしも充分とはいえない。
【0010】
【特許文献1】
特表平10−508640号公報(特許請求の範囲)
【特許文献2】
特開2002−302541号公報(特許請求の範囲)
【特許文献3】
特開平7−257660号公報(特許請求の範囲)
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、生分解性及び土中崩壊性に優れた芳香族ポリエステルフィルムであり、フィルム成形性に優れ、且つ、防曇性、透明性、包装作業性、及びヒートシール性等に優れた、食品包装用ラップフィルム及びシーラントフィルムに適する芳香族ポリエステルフィルムを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、芳香族ポリエステル樹脂に対し、特定量の界面活性剤を添加した樹脂組成物を成形した芳香族ポリエステルフィルムが上記課題を解決し得ることを見出し、本発明に到った。
【0013】
すなわち、本発明は、芳香族ポリエステル樹脂100重量部及び界面活性剤0.1〜5重量部を含むことを特徴とする芳香族ポリエステルフィルムである。
【0014】
本発明に係わる芳香族ポリエステルフィルムの好ましい態様として、前記界面活性剤がグリセリン脂肪酸エステルである前記芳香族ポリエステルフィルム、80重量%以下のグリセリン脂肪酸エステルがソルビタン脂肪酸エステルにより代替された前記芳香族ポリエステルフィルムがそれぞれ挙げられる。
【0015】
また、他の好ましい態様として、前記界面活性剤がソルビタン脂肪酸エステルであり、且つ、アンチブロッキング剤0.001〜1重量部を含む前記芳香族ポリエステルフィルム、アンチブロッキング剤が高級脂肪酸アマイド及び無機粒状体から選ばれた少なくとも1種類の化合物である前記芳香族ポリエステルフィルムそれぞれが挙げられる。
【0016】
本発明に係わる芳香族ポリエステルフィルムは、30重量%以下の芳香族ポリエステル樹脂が脂肪族ポリエステル樹脂により代替されても差し支えない。本発明に係わる芳香族ポリエステルフィルムは、前記樹脂組成物から成形した単層フィルムでもよいし、また、前記樹脂組成物から成形したフィルムを少なくとも1層有する積層フィルムでもよい。
【0017】
本発明に係わる芳香族ポリエステルフィルムの主な特性として、厚みが5〜50μm、ヘイズ値が3%以下、温度40℃、相対湿度23%の条件下に7日間放置した巻物状フィルムの剥離応力が0.2〜4N/30cmであることがそれぞれ挙げられる。本発明に係わる芳香族ポリエステルフィルムの好ましい用途として、食品包装用ラップフィルム及びシーラントフィルムが挙げられる。但し、本発明に係わる芳香族ポリエステルフィルムをシーラントフィルムとして用いる場合は、厚みが20〜70μmであるものが好ましい。
【0018】
本発明に係わる芳香族ポリエステルフィルムは、優れたフィルム成形性、防曇性、透明性、包装作業性、ヒートシール性等を有する。また、本発明に係わる芳香族ポリエステルフィルムから形成した袋は優れた開口性を有する。その上、従来の生分解性フィルムと同等の生分解性及び土中崩壊性を有する。そのため、主として家庭廃棄物として処理される食品包装用資材等として極めて有用である。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。本発明に係わる芳香族ポリエステルフィルムは、芳香族ポリエステル系樹脂に対し、特定量の界面活性剤を添加、混合して樹脂組成物となし、得られた樹脂組成物をフィルム状に成形することにより製造される。通常、紙管等の巻芯に所定長さのフィルムを巻取り、巻き物状で保管、輸送などされる。
【0020】
界面活性剤としては、グリセリン脂肪酸エステルが好ましい。グリセリン脂肪酸エステルは単独で使用することができる。しかし、その80重量%以下であればソルビタン脂肪酸エステルにより代替してもよい。界面活性剤とアンチブロッキング剤を併用する場合には、界面活性剤としてソルビタン脂肪酸エステルを単独で使用することができる。
【0021】
本発明に用いる芳香族ポリエステル樹脂は、その種類は特に問わず、公知の芳香族ポリエステル樹脂が使用される。例えば、特開2002−302541号公報(特許文献2参照)に記載されるような、主成分がブタンジオール成分45〜55モル%、テレフタル酸成分20〜30モル%、アジピン酸成分20〜30モル%、スルホネート化合物成分0〜5モル%を含むコポリエステル樹脂が挙げられる。
【0022】
これらのコポリエステル樹脂は、融点が85〜130℃、ガラス転移温度が−10℃以下、好ましくは−100℃〜−10℃、更に好ましくは−50℃〜−10℃を有するものである。ブタンジオール成分の由来となるブタンジオール化合物としては、1,2−ブタンジオール及び1,4−ブタンジオールが挙げられ、1,4−ブタンジオールが好ましい。
【0023】
テレフタル酸成分の由来となるテレフタル酸化合物としては、テレフタル酸またはそのモノエステル体またはジエステル体が挙げられる。エステルはアルキルエステルが好ましく、例えば、メチル、エチル、プロピル、ペンチル、ヘキシルなどのモノエステル体またはジエステル体が挙げられる。
【0024】
アジピン酸成分の由来となるアジピン酸化合物としては、アジピン酸、その酸無水物、そのモノエステル体またはジエステル体が挙げられる。エステルはアルキルエステルが好ましく、例えば、メチル、エチル、プロピル、ペンチル、ヘキシル等のモノエステル体またはジエステル体が挙げられる。
【0025】
スルホネート化合物成分の由来となるスルホネート化合物としては、スルホネート基を含有するジカルボン酸、そのモノエステル体、ジエステル体、アルカリ金属塩、またはアルカリ土類金属塩が挙げられる。好ましくは5−スルホイソフタル酸のアルカリ金属塩あり、特にナトリウム塩が好ましい。
【0026】
上記成分以外にも、エステル結合を形成することの出来る官能性基を3個以上有する化合物成分を含むことができる。具体的には、分子内にこの官能性基3〜10個、好ましくはヒドロキシル基やカルボキシル基及びその誘導体基を3〜6個有する化合物であり、例えば、酒石酸、クエン酸、マレイン酸、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ポリエーテルトリオール、グリセロール、トリメシン酸、トリメリット酸または無水物、ピロメリット酸またはシアンヒドリド、ヒドロキシイソフタル酸などが挙げられる。この化合物成分により、コポリエステルの溶融粘度を調整し、衝撃強度を増加させ、結晶化性を低下させることができる。
【0027】
コポリエステルを調製する重合は、公知の方法により行なうことが出来る。例えばブタンジオール化合物、テレフタル酸化合物、アジピン酸化合物、所望によりスルホネート化合物、及びその他の添加剤を触媒の存在下、160〜230℃の融液中で大気圧下、不活性ガス雰囲気下で重合することが出来る。
【0028】
触媒は、ポリエステルの製造に慣用されているものが使用出来る。例えば、Ti、Ge、Zn、Fe、Mn、Co、V、Ir、La、Ce、LiまたはCaをベースとする金属化合物、好ましくはこれら金属をベースとする有機金属化合物(例えば、有機酸の塩、アルコキシド、アセチルアセテートなど)、特に好ましくは亜鉛、錫及びチタンをベースとする有機金属化合物である。
【0029】
本発明のフィルムは食料品の包装分野で使用する場合、触媒としては毒性が低く、少量の使用で十分な触媒効果が得られるものを選択することが望ましい。触媒の使用量はモノマー成分100重量部に対して通常0.01〜3質量部、好ましくは0.05〜2質量部である。高活性のチタン化合物触媒の場合には、例えば0.0001質量部程度でも良い。
本発明に用いる芳香族ポリエステル樹脂の市販品としては、BASF社製、商品名:ECOFLEX、イーストマン社製、商品名:EASTER BIO、デュポン社製、商品名:BIOMAX等が挙げられる。
【0030】
本発明に係わる芳香族ポリエステルフィルムは、上記芳香族ポリエステル樹脂により形成されが、芳香族ポリエステル樹脂の30重量%以下であれば、芳香族ポリエステル樹脂を脂肪族ポリエステル樹脂により代替して形成してもよい。脂肪族ポリエステル樹脂の使用量は、得られるフィルムの透明性、剥離性(巻物からの剥離・繰り出し性の経時変化の低減)、製膜性などに影響を及ぼす。代替量が多いと剥離性、製膜性などが向上するが、透明性が低下する。従がって、フィルムの透明性を損なわない範囲で剥離性、製膜性などを良好とすることを考慮すると、代替用として用いる脂肪族ポリエステル樹脂の量は、芳香族ポリエステル樹脂の総量の30重量%以下であることが好ましい。更に好ましくは10重量%以下、最も好ましくは5重量%以下である。具体的には、芳香族ポリエステル樹脂100〜70重量%に対し、脂肪族ポリエステル樹脂0〜30重量%の範囲で混合して用いることができる。
【0031】
本発明において、芳香族ポリエステル樹脂の一部の代替用として用いる脂肪族ポリエステル樹脂の種類は特に問わず、公知のものが使用される。例えば、分子中に乳酸単位を含む脂肪族ポリエステルが挙げられる。具体的には、(1)ポリ乳酸、及び、乳酸と他のヒドロキシカルボン酸とのコポリマー、(2)多官能多糖類及び乳酸単位を含む脂肪族ポリエステル、(3)脂肪族多価カルボン酸単位、脂肪族多価アルコール単位及び乳酸単位を含む脂肪族ポリエステル、及び(4)これらの混合物である。以下、これらを総称して乳酸系ポリマーという。
【0032】
乳酸には、L−体とD−体とが存在するが、本発明において単に乳酸という場合は、特にことわりがない限り、L−体とD−体との両者を指すこととする。また、ポリマーの分子量は特にことわりがない限り、重量平均分子量を指すこととする。本発明に用いるポリ乳酸としては、構成単位がL−乳酸のみからなるポリ(L−乳酸)、D−乳酸のみからなるポリ(D−乳酸)、及びL−乳酸単位とD−乳酸単位とが種々の割合で存在するポリ(DL−乳酸)等が挙げられる。乳酸−ヒドロキシカルボン酸コポリマーのヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ吉草酸、5−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸等が挙げられる。
【0033】
ポリ乳酸の製造方法として、L−乳酸、D−乳酸、またはDL−乳酸を直接脱水縮合する方法、これら各乳酸の環状2量体であるラクチドを開環重合する方法等が挙げられる。開環重合は、高級アルコール、ヒドロキシカルボン酸等の水酸基を有する化合物の存在下で行ってもよい。本発明におけるポリ乳酸は、何れの方法によって製造されたものでもよい。乳酸−他のヒドロキシカルボン酸コポリマーの製造方法として、上記各乳酸と上記ヒドロキシカルボン酸を脱水重縮合する方法、上記各乳酸の環状2量体であるラクチドと上記ヒドロキシカルボン酸の環状体を開環共重合する方法等が挙げられる。本発明におけるポリ乳酸−他のヒドロキシカルボン酸コポリマーは、何れの方法によって製造されたものでもよい。共重合体に含まれる乳酸単位の量は少なくとも40モル%であることが好ましい。
【0034】
多官能多糖類及び乳酸単位を含む脂肪族ポリエステルの製造に用いる多官能多糖類としては、例えば、セルロース、硝酸セルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、セルロイド、ビスコースレーヨン、再生セルロース、セロハン、キュプラ、銅アンモニアレーヨン、キュプロファン、ベンベルグ、ヘミセルロール、デンプン、アクロペクチン、デキストリン、デキストラン、グリコーゲン、ペクチン、キチン、キトサン、アラビアガム、グァーガム、ローカストビーンガム、アカシアガム等、及びこれらの混合物、及びこれらの誘導体が挙げられる。これらの内で特に酢酸セルロース、エチルセルロースが好ましい。
【0035】
多官能多糖類及び乳酸単位を含む脂肪族ポリエステルの製造方法として、上記多官能多糖類と上記ポリ乳酸、乳酸−他のヒドロキシカルボン酸コポリマー等を反応する方法、上記多官能多糖類と上記各乳酸、環状エステル類等を反応する方法等が挙げられる。本発明における多官能多糖類及び乳酸単位を含む脂肪族ポリエステルは、何れの方法によって製造されたものでもよい。該脂肪族ポリエステルに含まれる乳酸単位の量は少なくとも50重量%であることが望ましい。
【0036】
脂肪族多価カルボン酸単位、脂肪族多価アルコール単位及び乳酸単位を含む脂肪族ポリエステルの製造に用いる脂肪族多価カルボン酸としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等、及びこれらの無水物が挙げられる。これらは、酸無水物との混合物であってもよい。また、脂肪族多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、テトラメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。
【0037】
脂肪族多価カルボン酸単位、脂肪族多価アルコール単位及び乳酸単位を含む脂肪族ポリエステルの製造方法として、上記脂肪族多価カルボン酸及び上記脂肪族多価アルコールと、上記ポリ乳酸、乳酸−他のヒドロキシカルボン酸コポリマー等を反応する方法、上記脂肪族多価カルボン酸及び上記脂肪族多価アルコールと上記各乳酸、環状エステル類等を反応する方法等が挙げられる。本発明における脂肪族多価カルボン酸単位、脂肪族多価アルコール単位及び乳酸単位を含む脂肪族ポリエステルは、何れの方法によって製造されたものでもよい。該脂肪族ポリエステルに含まれる乳酸単位の量は少なくとも50モル%であることが好ましい。
【0038】
乳酸系ポリマーの分子量は、フィルムの加工性、得られるフィルムの強度及び分解性に影響を及ぼす。分子量が低いと得られるフィルムの強度が低下し、使用する際に張力で破断することがある。また、分解速度が早くなる。逆に分子量が高いと加工性が低下し、フィルム製膜が困難となる。かかる点を考慮すると、本発明に使用する乳酸系ポリマーの分子量は、約1万〜約100万程度の範囲が好ましい。さらに好ましい範囲は10万〜30万である。乳酸系ポリマーの市販品としては、三井化学(株)製、商品名:LACEAなどが挙げられる。
【0039】
この他に食品包装用ラップフィルムの諸機能を満足させる範囲内で他のポリマーを添加してもよい。例えば、澱粉やセルロース系などの他の生分解性樹脂、生分解性が著しく低下することがなければ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の汎用樹脂を添加してもよい。
【0040】
本発明の芳香族ポリエステルフィルムには、芳香族ポリエステル樹脂100重量部に対し、界面活性剤0.1〜5重量部が添加される。界面活性剤としては、グリセリン脂肪酸エステル及びソルビタン脂肪酸エステルが挙げられる。これらの内、グリセリン脂肪酸エステルが好ましい。グリセリン脂肪酸エステルは単独で使用することができる。しかし、特定量以下であれば、グリセリン脂肪酸エステルの一部をソルビタン脂肪酸エステルにより代替してもよい。アンチブロッキング剤を併用する場合には、界面活性剤としてソルビタン脂肪酸エステルを単独で使用することができる。
【0041】
界面活性剤の添加量は、フィルムの製膜性、防曇性などに影響を及ぼす。界面活性剤の添加量が少な過ぎると、得られるフィルムの防曇性が低下する。逆に、多過ぎると溶融成形時に押出機等の成形機内で溶融樹脂がスリップして、製膜性が低下する。かかる点を考慮すると、界面活性剤の添加量は、芳香族ポリエステル樹脂100重量部に対し0.1〜5重量部であることが好ましい。好ましくは界面活性剤0.5〜2.5重量部である。
【0042】
溶融成形時の製膜性、得られるフィルムの防曇性、密着性、巻物からのフィルムの繰り出し性、物性の経時変化の低減化などを総合的に考慮すると、界面活性剤として、グリセリン系脂肪酸エステルとソルビタン脂肪酸エステルを併用すること、すなわち、グリセリン系脂肪酸エステルの一部をソルビタン脂肪酸エステルによって代替することが好ましい。併用することにより、上記特性が特に改善されたフィルムが得られる。グリセリン系脂肪酸エステルの一部をソルビタン脂肪酸エステルによって代替する量は、グリセリン系脂肪酸エステルの使用量の80重量%以下である。好ましくは50重量%以下である。代替量が80重量%を超えると、巻物からのフィルムの繰出し性が経時的に極端に低下し、ブロッキングを起こすことがある。芳香族ポリエステル樹脂の一部が脂肪族ポリエステル樹脂で代替された場合、界面活性剤の添加量は、両樹脂の合計量に対して上記範囲で添加する。
【0043】
本発明において、界面活性剤として、ソルビタン脂肪酸エステルを使用することもできる。しかし、ソルビタン脂肪酸エステルを使用する場合には、アンチブロッキング剤を併用することが好ましい。アンチブロッキング剤の添加量は、芳香族ポリエステル樹脂100重量部に対し、0.001〜1重量部である。好ましくは0.005〜0.5重量部、更に好ましくは0.007〜0.3重量部である。芳香族ポリエステル樹脂の一部が脂肪族ポリエステル樹脂で代替された場合は、両樹脂の合計量に対して上記範囲で添加する。
【0044】
界面活性剤として用いるグリセリン脂肪酸エステルとしては、グリセリン(モノ、ジ、又はトリ)脂肪酸エステル、ポリグリセリン(モノ、ジ、又はトリ)脂肪酸エステルが挙げられる。ポリグリセリン脂肪酸エステルを構成するポリグリセリンのグリセリン単位数は2〜10程度である。また、モノグリセリン又はポリグリセリン脂肪酸エステルを構成する脂肪酸としては、炭素数8〜22の脂肪酸が好ましい。これらの内、ジグリセリンオレート及びジグリセリンラウレートが好ましい。ソルビタン脂肪酸エステルとしては、ソルビタン脂肪酸エステルを構成する脂肪酸としては、炭素数8〜12の脂肪酸が好ましい。これらのうち、ソルビタンオレート及びソルビタンラウレート等が好ましく挙げられる。
【0045】
アンチブロッキング剤の添加量は、フィルムの製膜性、剥離性などに影響を及ぼす。アンチブロッキング剤の添加量が少な過ぎると、フィルム成形時に冷却ロールや他のロールに巻き付いて作業性が低下することがある。例えば、インフレーション成形したチューブ状フィルムの両端をスリットし、フィルム同士を引き剥がす際に引き剥がし性が劣り、シワなどが発生する原因となる。また、巻物からのフィルムを繰り出し性(剥離性)の経時変化(低下)が発生し、フィルムを使用する際に繰出しが困難になる等の問題が発生する。アンチブロッキング剤の添加量が多過ぎると、溶融成形時に押出機等の成形機内で溶融樹脂がスリップし、製膜性が低下する。また、食品包装用ラップフィルム又はシーラントフィルムとしての透明性が低下することとなる。かかる点を考慮すると、アンチブロッキング剤の添加量は上記範囲であることが好ましい。
【0046】
本発明に用いるアンチブロッキング剤としては、無機粒状体及び高級脂肪酸アマイドが挙げられる。無機粒状体としては、タルク、ゼオライト、二酸化チタン、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、珪酸マグネシウム、シリカ、カオリン等が挙げられる。これらの内、タルク及びゼオライトが好ましい。
【0047】
フィルムの成形性、物性及び加工時のハンドリング性等を考慮すると無機粒状体の平均粒径が0.007〜0.05μmあることが好ましい。形状は粒子状が好ましい。粒径が0.007μm未満の場合は、粒子が凝集し易くなり作業性が劣る。0.05μmを超える場合、特に数μmの粒径になると成形体やフィルムの表面に微細の凹凸が生じ外観が不透明になる。
【0048】
高級脂肪酸アマイドとしては、エルカ酸アマイド、オレイン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、パルミチン酸アマイド、ラウリン酸アマイド、メチレンビスステアロアマイド、エチレンビスステアロアマイド等が挙げられる。これらの内、エルカ酸アマイドが好ましい。
アンチブロッキング剤は、上記無機粒状体又は高級脂肪酸アマイドをそれぞれ単独で使用してもよいし、両者を組み合わせて使用してもよい。更に、両者の複数種をそれぞれ組み合わせて使用してもよい。
【0049】
この他に、本発明の芳香族ポリエステルフィルムの諸機能や経時による巻物からのフィルム繰出し性、溶融成形性、製膜性を阻害しない範囲において、以下の添加剤を併用してもよい。例えば、PL規格(食品用添加剤リスト)に準じる界面活性剤として、上記界面活性剤の他に、プロピレングリコール脂肪酸(C〜C22)エステル、ショ糖脂肪酸(C〜C22)エステル、クエン酸(モノ、ジ、又はトリ)ステアリン酸エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸(C〜C18)エステル、ポリオキシエチレン(20)グリセリン脂肪酸(C12〜C18)エステル、ポリオキシエチレン(20)ソルビタン脂肪酸(C12〜C18)エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸(C〜C22)エステル、ポリプロピレングリコール脂肪酸(C〜C18)エステル等が挙げられる。
【0050】
更に、本発明の芳香族ポリエステルフィルムの諸機能や経時による巻物からのフィルム繰出し性、溶融成形性、製膜性を阻害しない範囲において、以下の添加剤を併用しても問題は無い。例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、流動パラフィン、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のパラフィン類、炭化水素樹脂類、ステアリン酸、ヒドロキシステアリン酸等の脂肪酸類、各種無機系のフィラー、各種アジピン酸エステル系の可塑剤、安定剤として金属化合物系、エポキシ化合物系、窒素化合物系、リン化合物系、硫黄化合物系、フェノール化合物系等が挙げられる。
【0051】
本発明に係わる芳香族ポリエステルフィルムは、芳香族ポリエステル樹脂、又は、芳香族ポリエステル樹脂と脂肪族ポリエステル樹脂との混合樹脂に対し、上記界面活性剤、(必要に応じてアンチブロッキング剤)を添加、混合して樹脂組成物となし、得られた樹脂組成物を押出機等の成形機を用いて、混練、溶融して、フィルム状に成形することにより製造される。ポリエステル樹脂組成物を製造する方法、及びフィルムを製造する方法には特に制限はなく、T−ダイが装着された押出機を用いる押出成形、円形ダイが装着ざれた押出機を用いるインフレーション成形、カレンダー成形などの公知の方法が適用できる。通常、フィルムの成形温度は150〜200℃程度である。製膜時のシワ発生などを防止するために、溶融樹脂の冷却法等を工夫するためにTダイ法ではエアーナイフ、インフレーション法では冷却エアー、冷却水を使用した冷却ロールなどを使用することが望ましい。
【0052】
本発明の芳香族ポリエステルフィルムの主たる用途として、食品包装用ラップフィルム、シーラントフィル等が挙げられる。先ず、本発明の芳香族ポリエステルフィルムを食品包装用ラップフィルムとして用いる場合について説明する。
通常、食品をトレーなどに入れた後、その食品及びトレーの全体を本発明に係わる食品包装用ラップフィルムを用いて包装する。トレーを用いずに食品を直接包装してもよい。一般家庭における家庭用包装材としても、また、小売り業、卸業などの業務用包装材としても用いることができる。
【0053】
本発明に係わる食品包装用ラップフィルムは、上記樹脂組成物を用いて成形されたフィルムの単層フィルムであっても、該フィルムを少なくとも1層含む積層フィルムであってもよい。単層フィルムの場合の厚みは5〜50μm程度である。好ましくは5〜30μm程度、更に好ましくは7〜20μm程度である。5μm未満であると食品包装用ラップフィルムとしての強度が不足して破れが発生する。50μmを超えると透明性、適度な伸び性、カット性等が低下する。積層フィルムの場合は、上記樹脂組成物を用いて成形されたフィルムの厚みが上記範囲であれば、積層フィルム全体の厚みが前記範囲より厚めであってもよい。3層以上の多層フィルムとする場合は、防曇性、密着性、経時による巻物からのフィルム繰出し性等を考慮すると、多層フィルムの外層部分を上記樹脂組成物により成形したフィルムで形成することが好ましい。積層フィルムを形成する方法は特に問わない。共押出成形法、ラミネート法等の公知の方法が適用できる。
【0054】
本発明に係わる食品包装用ラップフィルムの透明性は、ヘイズ(HAZE)値が3%以下である。3%を超えると包装内容物の透視性が悪くなり、商品価値が下がる等の問題が発生する。経時による巻物からのフィルム繰出し性の指標である巻物フィルムの剥離応力値(環境温湿度40℃、23%RHの条件下に7日間放置したとき)が、0.2N/30cm〜4N/30cmである。(ここで、30cmは巻物の幅を示す)好ましくは、0.5N/30cm〜3N/30cmである。0.2N/30cm未満であると、環境温湿度40℃、23%RHにおける7日間の放置で各種添加剤がブリードアウトし、食品包装用ラップとしての適当な密着性を得ることが出来ない。又は、夏季に巻物のフィルム同士の滑りが発生し、巻物の寸法変化を起こし全く使用出来ない等の問題が発生する。4N/30cmを超えるとフィルムを巻物から繰り出す際に要する力が高くなり、更にブロッキングを起こし全くフィルムを繰出すことが出来なくなるなどの問題が発生する。
【0055】
次いで、本発明の芳香族ポリエステルフィルムをシーラントフィルムとして用いる場合について説明する。
通常、本発明の芳香族ポリエステルフィルムをシーラントフィルムとして用いる場合、該芳香族ポリエステルフィルムを基材層に積層して使用する。積層する方法には制限がなく公知の方法が適用される。例えば、生産性の観点から押出ラミネート法が好ましい。詳しくは、溶融した基材層を形成するための樹脂又は樹脂組成物、及び、上記芳香族ポリエステル組成物を共押出し、2種のフィルムを成形しながら、両フィルムを圧着してラミネートし、冷却して巻き取る方法が挙げられる。また、ドライラミネート法でもよい。詳しくは、前記2種のフィルムをそれそれ成形した後、両フィルムを接着剤などを用いて貼り合わせる方法が挙げられる。
【0056】
基材層を形成する樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。更に、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン等の脂肪族ポリエステル、又、芳香族ポリエステルなどの生分解性樹脂が挙げられる。これらの樹脂の未延伸フィルムでもよいし、延伸フィルムでもよい。延伸フィルムの場合は、1軸延伸フィルムでも2軸延伸フィルムでもよい。基材層として、ポリエチレンテレフタレート延伸フィルムを用いた場合、基材層の耐熱性を生かし、食品用のレトルトパウチなどに好ましく使用される。基材層として、ポリプロピレン延伸フィルムを用いた場合、防湿性はあるが、酸素透過度は大きいため、酸素の影響を受けにくい砂糖、塩、菓子、冷凍食品などの包装材などに好ましく使われる。また、基材層として、生分解性樹脂フィルムを用いた場合、基材層及びシーラントフィルム層の両方が生分解性を有することとなり、廃棄物処理の点で好ましい。酸素、水蒸気、光などを遮断する目的で、基材層とシーラントフィルム層の間に中間層を設けて、3層構造としてもよい。
【0057】
包装材としての使用方法としては、基材層と本発明に係わるシーラントフィルムとの積層フィルムを所定の寸法に切断したものを2枚重ね合わせて、一辺を開口部として残し、他の三辺をヒートシールして袋状に形成する方法が挙げられる。2枚のフィルムを重ね合わせる場合、本発明に係わるシーラントフィルム層同志が接するように重ねる。通常、かかる袋は食品収納袋、食品包装袋などとして使用される。
【0058】
シーラントフィルムとしての特性は、透明性、及び、巻物フィルムの剥離応力値(経時による巻物からのフィルム繰出し性の指標であり、環境温湿度40℃、23%RHの条件下に7日間放置したときの剥離応力)については、前記食品包装用ラップフィルムとして用いる場合と同様の値である。シール性については、シール温度が低く、所要シール時間が短い方が好ましい。具体的には、シール温度が80〜120℃、所要シール時間が0.1〜5秒程度である。厚みについては、基材層が10〜20μm程度、本発明に係わるシーラントフィルムが20〜70μm程度であることが一般的である。
【0059】
本発明に係わるシーラントフィルムは、かかる特性を有するため、袋などに加工する際に、巻物からのフィルムの良好な繰出し性、袋を開口する際の良好な開口性を有する。また、良好なシール性を有するため、共押出法により基材層と積層する際に強固にラミネートすることができるのみならず、基材層との積層フィルムを食品などの包装用袋に加工する際に容易に融着することができる。
【0060】
【実施例】
以下、実施例を示して本発明について更に詳細に説明する。尚、実施例に示した各特性値は下記方法により測定した。
【0061】
(1)溶融成形性
フィルム製膜時の溶融成形性を以下のように評価する。
○;溶融成形時に溶融樹脂の吐出量が安定していて製膜作業が極めて良い状況。
△;製膜が可能であるが、溶融樹脂の吐出量が不安定。
×;溶融樹脂の吐出量が不安定で、製膜不可能な状況。
【0062】
(2)製膜性
フィルム製膜時の巻取時の状況を以下のように評価する。
○;巻取時にシワ発生が無く、巻取作業が極めて良い状況。
△;シワが多少発生する。
×;巻取時にシワ発生が酷い状況。
【0063】
(3)ヘイズ(%)
フィルムの曇度を示し、JIS K6718に規定される方法に順じて測定する。
【0064】
(4)防曇性
<試料の作成>
内径3インチの円筒の一端を覆うように試料フィルムをシワがないように取り付ける。
<測定方法>
測定室の温度を0℃に調節し、そこに水温15℃の水槽を用意する。前記円筒の試料フィルムが設置されていない側の一端を水温15℃の水槽中に入れて、鉛直方向に対して20度傾斜して立てる。水槽の水表面と試料フィルムの中心間の距離が10cmとなるように調整する。30分間経過した後、フィルム表面に付着した水滴の流れ状態を肉眼観察し、以下のように評価する。
良好:フィルム全面に亘って水滴が流れている。
×:少なくとも1部分に水滴が流れずに付着している。
【0065】
(5)剥離応力値(N/30cm)
30cm幅の巻物状フィルムを、温度40℃、相対湿度23%の条件下に7日間放置して、測定用試料とする。テンシロン式引張試験機[オリエンテック(株)製、形式:U−1330]を使用して、巻き物状試料から、50cm/分の速度でフィルムを剥離し、巻物状フィルムの剥離応力(巻物からの繰出しに要する力)を測定する。
【0066】
(6)生分解性
フィルムをA4サイズに切り、40℃で50日間土壌中に埋めた後に取り出し、肉眼観察により、分解性・崩壊性を評価する。一部でもフィルムに亀裂や穴があいている場合を良好と評価する。
【0067】
(7)密着性
市販の発泡ポリスチレン製トレー及び陶器製の皿に適当な長さに切断したフィルムを貼り付け、フィルム同士の密着状態や陶器製の皿への密着状態を肉眼観察により以下のように評価する。
○;フィルム同士及び発泡ポリスチレン製トレーと陶器製の皿に対して剥がれも無く極めて密着状態が良い。
△;フィルム同士及び発泡ポリスチレン製トレーと陶器製の皿に対して一部剥がれが発生。
×;全面的に剥がれが発生し、食品包装用ラップフィルムとして使用出来ない。
【0068】
(8)ヒートシール性
芳香族ポリエステルフィルムを幅(TD方向)15cm、長さ(MD方向)15cmに切断し、2枚の試験片を作成する。試料の方向を合わせて2枚重ね合わせ、ヒートシールテスター(テスター産業株式会社製、形式:TP−701−A・B)を使用し、2.5cm幅のシールバーにより、袋状になる様にフィルムのMD方向の1方向は開口部とし他の3方向を、シール温度100℃、シール圧2.5kg/cm2の条件下で片側より加熱して1秒間ヒートシールする。但し、ヒ−トシール部は端部より1cm内側とする。室温まで冷却した後、選られた袋の3辺の未シール部をそれぞれ手で掴み、剥離角度180度で引張り、TD方向、MD方向それぞれのヒートシール性を評価する。ヒートシール性の評価基準は以下の通り。
良好:TD方向とMD方向のいずれのヒートシール部も破れずに、他の部位が先に破れたものを良好とする。
不良:他の部位よりもTD方向とMD方向のいずれかのヒートシール部が先に破れたものを不良とする。
【0069】
(9)開口性
前項(8)で得られた袋を40℃、相対湿度40%の条件下で7日間保管する。室温まで冷却した後、袋の開口部のフィルムをそれぞれ指先でつまみ、剥離角度180度でMD方向に引張って評価する。開口性の評価基準は以下の通り。
良好:フィルム同志にベタツキが認められず、容易に剥離するものを良好とする。
不良:フィルム同志にベタツキが認められ、剥離が困難であるものを不良とする。
【0070】
<芳香族系ポリエステルフィルムの製造>
実施例1
芳香族系ポリエステル樹脂(BASF社製、商品名:ECOFLEX)に対し、界面活性剤として、ジグリセリンモノオレート(理研ビタミン製、商品名:O−71DE)0.4重量部、ジグリセリンラウレート(理研ビタミン製、商品名:L−71D)0.4重量部、及び、ソルビタンラウレート(理研ビタミン製、商品名:L−250A)1.2重量部を添加、混合して、界面活性剤を含む芳香族ポリエステル樹脂組成物を製造した。得られた樹脂組成物を、Tダイが装着されたシリンダーの内径が65mmのスクリュー押出機を用いて、温度150〜190℃において混練、溶融して押出成形し、厚み12μmの芳香族系ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの溶融成形性、製膜性、及びフィルムの上記特性を上記方法により評価した。フィルム組成を表1、フィルム特性の評価結果を表3に示す。
【0071】
実施例2〜12、比較例1〜8
フィルム組成(使用原料及びその量)、及びフィルム厚みを表1〜2に示した通りに変更した以外は、実施例1と同様にして芳香族系ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの溶融成形性、製膜性、及びフィルムの上記特性を実施例1と同様に評価した。フィルム組成を表1〜2、フィルム特性の評価結果を表3〜4に示す。
【0072】
【表1】
Figure 2004307769
【0073】
【表2】
Figure 2004307769
【0074】
<表1〜2の記載の説明>
A1:芳香族ポリエステル樹脂(BASF社製、商品名:ECOFLEX)、A2:ポリ乳酸(三井化学(株)製、商品名:LACEA)、B1:ジグリセリンモノオレート(理研ビタミン製、商品名:O−71DE)、B2:ジグリセリンラウレート(理研ビタミン製、商品名:L−71D)、B3:ソルビタンラウレート(理研ビタミン製、商品名:L−250A)、C1:エルカ酸アマイド(東京インキ(株)製、商品名:TEP BP−SL1)、C2:タルク(東京インキ(株)製、商品名:TEP BP−AB1)、C3:ゼオライト(東京インキ(株)製、商品名:TEP BP−AB3)。
尚、表1〜2に示した界面活性剤及びアンチブロッキング剤に係わる重量部は純品に換算した量を示す。
【0075】
【表3】
Figure 2004307769
【0076】
【表4】
Figure 2004307769
【0077】
実施例13
下記外層用樹脂組成物及び中間層用樹脂組成物を、円形ダイが装着された、シリンダーの内径が65mmのスクリュー押出機(3基)を用いて、温度150〜190℃において混練、溶融してインフレーション成形し、表裏両外層が芳香族ポリエステルであり、中間層がポリ乳酸である総厚みが16μm(表裏各外層5μm、中間層6μm)の3層の積層フィルムを得た。得られたフィルムの溶融成形性、製膜性、及びフィルムの上記特性を上記方法により評価した。評価結果は以下の通りであった。
溶融成形性:○、製膜性:○、ヘイズ:1.0%、防曇性:○、剥離応力:1.0N/30cm、生分解性:○、密着性:○。
【0078】
<外層用樹脂組成物>
芳香族ポリエステル樹脂:100重量部、ジグリセリンモノオレート:0.7重量部、ジグリセリンラウレート:0.7重量部、ソルジタンラウレート:0.6重量部、エルカ酸アマイド:0.003重量部。
<中間層用樹脂組成物>
ポリ乳酸:100重量部、エルカ酸アマイド:0.1重量部。
尚、使用した各原料の商品名は上記と同様である。
【0079】
<食品包装用ラップフィルムの試験>
実施例14
実施例1〜13で得られたフィルムを用いて、発泡ポリスチレン製トレー(縦:20cm、横:15cm)に粘度で作成した重り100gを2個入れ、それらの全体を手包装した。
包装するに際し、芳香族ポリエステルフィルムの巻き物からの繰り出し性に何ら問題がなかった。また、芳香族ポリエステルフィルム同士の密着性が良好であり、発泡ポリスチレン製トレーからフィルムが剥がれることがなく密着状態が良好であった。更に、包装体を5℃の保管庫内に1時間保管したが、芳香族ポリエステルフィルムの内面に水滴が流れずに付着することはなかった。
【0080】
<シーラントフィルムの製造及び試験>
実施例15
厚みを40μmとした以外は、実施例1〜10と同様にして芳香族ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムについて、上記方法により、ヒートシール性及び開口性を評価した。結果は全て良好であった。
更に、得られたフィルムを下記方法により成形したポリ乳酸延伸フィルム(厚み:30μm)の片表面に接着剤を用いて接着して積層フィルムを作成した。接着性は良好であった。ヒートシール性及び開口性を上記方法により評価した。結果は全て良好であった。
<ポリ乳酸延伸フィルムの成形>
ポリ乳酸100重量部及びエルカ酸アマイド0.1重量部を含む樹脂組成物をTダイが装着されたシリンダーの内径が65mmのスクリュー押出機を用いて、温度150〜190℃において混練、溶融して押出し、得られたフィルムをロール延伸法によりMD方向に延伸倍率2倍で延伸し、厚みが30μmであるポリ乳酸延伸フィルムを製造した。尚、使用した各原料の商品名は上記と同様である。
【0081】
実施例16
下記シーラントフィルム層用樹脂組成物及び基材層用樹脂組成物を、Tダイが装着された、シリンダーの内径が65mmのスクリュー押出機(2基)を用いて、温度150〜190℃において混練、溶融してインフレーション成形し、芳香族ポリエステルフィルム(シーラントフィルム層、厚み40μm)及びポリ乳酸フィルム(基材層、厚み20μm)との総厚みが60μmである積層フィルムを得た。得られたフィルムのヒートシール性、及び該フィルムから作成した袋の開口性を上記方法により評価した。尚、袋の形成に際しては芳香族ポリエステルフィルム層同志が接触するように2枚の積層フィルムを重ね合わせた。得られたフィルムについて、上記方法により、ヒートシール性及び開口性を評価した。結果は全て良好であった。
【0082】
<シーラントフィルム層用樹脂組成物>
芳香族ポリエステル樹脂:100重量部、ジグリセリンモノオレート:0.7重量部、ジグリセリンラウレート:0.7重量部、ソルジタンラウレート:0.6重量部、エルカ酸アマイド:0.003重量部。
<基材層用樹脂組成物>
ポリ乳酸:100重量部、エルカ酸アマイド:0.1重量部。
尚、使用した各原料の商品名は上記と同様である。
【0083】
【発明の効果】
本発明に係わる芳香族ポリエステルフィルムは、優れたフィルム成形性、防曇性、透明性、包装作業性、ヒートシール性等を有する。また、本発明に係わる芳香族ポリエステルフィルムから形成した袋は優れた開口性を有する。その上、従来の生分解性フィルムと同等の生分解性及び土中崩壊性を有する。そのため、主として家庭廃棄物として処理される食品包装用資材等として極めて有用である。

Claims (11)

  1. 芳香族ポリエステル樹脂100重量部及び界面活性剤0.1〜5重量部を含むことを特徴とする芳香族ポリエステルフィルム。
  2. 界面活性剤がグリセリン脂肪酸エステルであることを特徴とする請求項1記載の芳香族ポリエステルフィルム。
  3. 80重量%以下のグリセリン脂肪酸エステルがソルビタン脂肪酸エステルにより代替されていることを特徴とする請求項2記載の芳香族ポリエステルフィルム。
  4. 界面活性剤がソルビタン脂肪酸エステルであり、且つ、アンチブロッキング剤0.001〜1重量部を含むことを特徴とする請求項1記載の芳香族ポリエステルフィルム。
  5. アンチブロッキング剤が、高級脂肪酸アマイド及び無機粒状体から選ばれた少なくとも1種類の化合物であることを特徴とする請求項4記載の芳香族ポリエステルフィルム。
  6. 30重量%以下の芳香族ポリエステル樹脂が脂肪族ポリエステル樹脂により代替されていることを特徴とする請求項1記載の芳香族ポリエステルフィルム。
  7. 温度40℃、相対湿度23%の条件下に7日間放置した巻物状フィルムの剥離応力が0.2〜4N/30cmであることを特徴とする請求項1記載の芳香族ポリエステルフィルム。
  8. 厚みが5〜50μm、ヘイズ値が3%以下であることを特徴とする請求項1記載の芳香族ポリエステルフィルム。
  9. 請求項1記載のフィルムを少なくとも1層有する積層であることを特徴とする芳香族ポリエステルフィルム。
  10. 食品包装用ラップフィルムである請求項1〜9のいずれか1項に記載の芳香族ポリエステルフィルム。
  11. 厚みが20〜70μmであり、且つ、シーラントフィルムである請求項1〜7のいずれか1項に記載の芳香族ポリエステルフィルム。
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