JP2005280760A - 積層フィルム及び樹脂製カップ用蓋材 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートシール時にもヒートシールバーにポリブチレンテレフタレートが融着することなく、密封できる積層フィルムを提供すること。
【解決手段】
延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、延伸ポリプロピレンフィルム又は延伸ナイロンフィルムの少なくとも１種の延伸基材１と、未延伸のポリブチレンテレフタレートフィルム層２と、シーラント層３とを少なくとも有する積層フィルム。
【選択図】 図１

Description

本発明は、積層フィルム及び樹脂製カップ用蓋材に関し、詳しくはヒートシール時にもヒートシールバーにポリブチレンテレフタレートが融着することなく、密封できる積層フィルム及び樹脂製カップ用蓋材に関する。

ポリブチレンテレフタレート（以下、必要により「ＰＢＴ」と略す。）は電気特性や剛性などに優れたエンジニアリングプラスチックとして自動車用途や電気機器用途など、主に射出成形品の分野で広く使用されてきた。

また、近年ではＰＢＴの有するバリア性や形状保持性能を活かしたフィルム用途分野での応用が注目されている（特許文献１）。

特に、従来の汎用的に使われてきたポリエチレンテレフタレートやナイロンなどの基材と異なり、ＰＢＴは未延伸フィルムであっても高い弾性率と耐熱性を得られる点に期待が集められてきた。

しかしながら、延伸をかけていない（未延伸）ポリブチレンテレフタレートフィルムを有する積層フィルムはヒートシール時に、ヒートシールバーに融着してしまう問題があることが判明してきた。

さらに未延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムを有する積層フィルムを用いて、樹脂製カップ用蓋材を作ろうとする場合に、未延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムがヒートシールバーに融着してしまいシール作業が続行できず樹脂製カップ用蓋材の製造作業性が非常に悪いことが判明した。
特開２００４−６６４５５号公報

そこで、本発明はヒートシール時にもヒートシールバーにポリブチレンテレフタレートが融着することなく、密封できる積層フィルムを提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題を解決すべく種々検討の結果、以下の各発明によって解決されることを見出した。

（請求項１）
延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、延伸ポリプロピレンフィルム又は延伸ナイロンフィルムの少なくとも１種の延伸基材と、未延伸のポリブチレンテレフタレートフィルム層と、シーラント層とを少なくとも有する積層フィルム。

（請求項２）
請求項１に記載の積層フィルムからなることを特徴とする樹脂製カップ用蓋材。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

本発明の積層フィルムの一例を図１に示す。同図に示すように、積層フィルムは、上層から延伸基材１、未延伸のポリブチレンテレフタレートフィルム層２、シーラント層３によって構成されている。

未延伸のポリブチレンテレフタレートフィルム層２に用いるポリブチレンテレフタレートに特に制限は無く、公知の樹脂を用いることが出来るが、特に好適な例としては、ブチレンテレフタレートを主たる構成単位とする樹脂が挙げられる。

ブチレンテレフタレートを主たる構成単位とする樹脂としては、１，４−ブタンジオール、テレフタル酸またはその低級アルコールエステルを主たる構成成分とし重縮合して得られた樹脂が挙げられる。

最も好ましい樹脂としては、ポリブチレンテレフタレートであるが、以下に示す成分を共重合しても良い。

共重合可能な酸成分としては、イソフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、ビス（ｐ−カルボキシフェニル）メタン、アントラセンジカルボン酸、４，４´−ジフェニルエーテルジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸などの脂肪族ジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸およびこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。

また共重合可能なジオール成分としては炭素数２〜２０の脂肪族グリコール（例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオールなど）、分子量４００〜６０００の長鎖グリコール（例えば、ポリエチレングリコール、ポリ−１，２−プロピレングリコール、ポリ−１，３−プロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなど）、およびこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。

これらの共重合可能な成分の配合比は、それぞれテレフタル酸または１，４−ブタンジオールに対して３０モル％以下が好ましく、より好ましくは２０モル％、さらに好ましくは１０モル％以下である。３０モル％を越えると形状保持性が低下し好ましくない。

また、これらのブチレンテレフタレートを主たる構成単位とする樹脂は、ｏ−クロロフェノール溶液を２５℃で測定したときの固有粘度が０．３６〜２．００ｄｌ／ｇ、特に０．８０〜１．８０ｄｌ／ｇの範囲にあるものが機械的特性、製膜性の点から好適である。

本発明で用いられるブチレンテレフタレートを主たる構成単位とする樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲でガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、硼酸アルミニウムウィスカ、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維、石コウ繊維、金属繊維などの繊維状充填剤、ワラステナイト、ゼオライト、セリサイト、カオリン、マイカ、クレー、パイロフィライト、ベントナイト、アスベスト、タルク、アルミナシリケートなどの珪酸塩、アルミナ、シリカ、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄などの金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウムなどの水酸化物、ガラスフレーク、ガラスビーズ、セラミックビーズ、窒化ホウ素、炭化珪素およびシリカなどの非繊維状充填剤などを含んでもよい。

これらの充填剤は中空であってもよく、これら充填材を複数種類併用することも可能である。

これら充填剤の中でも、得られるフィルムの滑り性、透明性、形状保持性等をバランス良く発現させる目的においては、シリカ粒子が好ましい。

充填剤の平均粒子径には特に制限はないが、透明性、滑り性、強度、剛性等のバランス良く発現させるためには平均粒径が０．０５〜５μｍであることが好ましく、更に好ましくは０．１〜３．５μｍである。

また、充填剤の添加量は、ブチレンテレフタレートを主たる構成単位とする樹脂１００重量部に対して０．００５〜５重量部が好ましく、より好ましくは０．０１〜２重量部、更に好ましくは０．０５〜１重量部である。

また、これら繊維状／非繊維状の無機充填剤をイソシアネート系化合物、有機シラン系化合物、有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物、およびエポキシ化合物などのカップリング剤で同時にもしくは予備的に処理して使用することは、より優れた機械的特性や外観を得る意味において好ましい。

さらに、本発明で用いられるブチレンテレフタレートを主たる構成単位とする樹脂は、本発明の目的を損なわない範囲で、要求される特性に応じて他のポリエステル樹脂や他のポリマー類、添加剤、結晶核剤、耐熱剤や紫外線吸収剤などの安定剤、難燃剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、およびカップリング剤などを添加することも可能である。

本発明に用いるポリブチレンテレフタレートフィルムの成形方法にも特に制限は無いが、一般に、ポリブチレンテレフタレートはフィルム成形が難しいとされているため、特に好適な例を説明する。

成形機はＴダイや環状ダイによるインフレ成形機などの一般の溶融製膜機を用いることが出来る。

成形温度は、ポリブチレンテレフタレートは樹脂温度が融点の２２５℃以下では軟化もしないので、融点より高い方が好ましく、具体的には２３０℃以上が好ましく、安定製膜を得るには樹脂温度が２４０℃以上となるよう調整しつつ成形することが好ましい。

一方で、樹脂温度が高すぎると溶融押し出し時に熱劣化を及ぼすこともあるので、ある程度は低い方が好ましく、具体的には２８０℃以下が好ましく、２６０℃以下で製膜することが更に好ましい。

また、ポリブチレンテレフタレート樹脂はポリエステルであるため、水の存在により高温下で加水分解を引き起こすことがあるので、他のポリエステル樹脂同様充分に乾燥を施してから成形することが好ましい。具体的には１０００ｐｐｍ以下まで乾燥させることが好ましく、５００ｐｐｍ以下まで乾燥できれば更に好ましく、２００ｐｐｍ以下まで乾燥できれば溶融加工時の加水分解を充分に抑制できるので特に好ましい。

本発明において、ポリブチレンテレフタレートフィルムの膜厚に特に制限は無いが、ある程度薄いフィルムの方が、軟包装用フィルムとしてはしなやかさを発揮するので１５０μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下であるとより好ましく、６０μｍ以下であれば更に好ましく、４０μｍ以下であれば一般の軟包装用フィルムとして好適に用いることが出来るので特に好ましい。

また、ポリブチレンテレフタレートの保香性や形状保持性能を発揮させるためにはある程度厚い方が好ましく、具体的には５μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上であれば更に好ましく、１５μｍ以上であるとポリブチレンテレフタレートの有する機能を充分に発揮できるので特に好ましい。

次に、延伸基材１は、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、延伸ポリプロピレンフィルム又は延伸ナイロンフィルムの少なくとも１種であればよく、これらの延伸基材を１種だけ使用してもよいし、任意に組み合わせて使用することもできる。

本発明に用いる延伸基材は、ポリブチレンテレフタレートの有する保香性やバリア性等の機能を損なわず、ヒートシール加工時にヒートシールバーに融着することなく加工せしめることができれば、特に制限は無く、公知のフィルムを用いることが出来る。

具体的には、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムとしては、三菱化学ポリエステルフィルム「ダイヤホイルＨ−１００Ｃ」、延伸ポリプロピレンフィルムとしては、二村化学社製「ＰＢ２６０」、延伸ナイロンフィルムとしては、ユニチカ社製「エンブレムＯＮ」など、一般的なものを用いることが出来る。

次にシーラント層３に用いるシーラントは、ヒートシール機能を付与せしめることが出来れば特に制限は無く、公知のシーラントを用いることが出来る。

具体的には、ＬＬＤＰＥが挙げられ、市販品としては、東セロ社製「ＴＵＸ−ＦＣＳ」などを用いることが出来る。

本発明の積層フィルムは、上記の延伸基材１と、ポリブチレンテレフタレートフィルム層２と、シーラント層３とを積層せしめたフィルムであり、本目的を達成せしめるものであれば積層方法には特に制限は無く、公知の方法を用いることが出来る。具体的には押出ラミネーション法やドライラミネーション法などにより好適に積層せしめることが出来る。

本発明の積層フィルムの用途は、特に制限は無いが、食品や医薬品の包装材や樹脂製カップ容器の蓋材など、軟包装フィルム分野であれば、ポリブチレンテレフタレートの保香性や形状保持性能を活かし、且つヒートシール加工性を充分に活かすことが出来るので特に好ましい。

図２には、本発明の積層フィルムを樹脂製カップ用蓋材に適用した例が示されている。

図２において、４は樹脂製カップであり、５はヒートシーラである。このような適用例によると、ポリブチレンテレフタレートの保香性や形状保持性能を活かし、且つヒートシール加工性を充分に活かすことが出来る。

以下、実施例に基づき更に本発明を詳述するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
（ポリブチレンテレフタレートフィルムの製造）
ポリブチレンテレフタレート（東レ社製、グレード：１２０９ Ｘ０１、極限粘度：１．２５）を熱風式乾燥機にて、１３０℃８時間乾燥後、Ｔダイ製膜機（三菱重工製Ｔダイ成形機：ダイ巾２６００ｍｍ、押出機φ１１５ｍｍ）にて製膜した。加工温度は２６０℃とした。

押出速度１００ｋｇ／ｈの設定で、膜厚が２０μｍとなるように引速を調整した。

レザー刃でインラインスリットし、耳をおとし、１，０００ｍｍ巾２丁取れるように紙管に巻き取った。

キャスティングロールを表面温度が６０℃となるようにロール内循環水温度を調整した。

製膜中にインラインで両面にコロナ処理を施した。

（積層フィルムの製造）
上記で得られたポリブチレンテレフタレートフィルムをＰＥＴ／ＤＬ／ＰＢＴ／ＤＬ／シーラントとなるような層構成で積層せしめた。

ＰＥＴの基材としては、東レ社製「ルミラー ＃２５」を用いた。またシーラントとしては、ジェイフィルム社製「イージーピールシーラント ＳＭＸ Ｚ４２」を用いた。更にＤＬ（ドライラミネート用接着剤）としては、主剤（東洋モートン社製「ＴＭ−３２９」、硬化剤（東洋モートン社製「ＣＡＴ−８Ｂ」を用いた。

（樹脂製カップ用蓋材に適用）
上記の積層フィルムをドライラミネートによって樹脂製カップ用蓋材を作成した。

ドライラミネートの際、固形分濃度が２８％にとなるよう調合し、単位面積あたりの塗布量が２．５ｇ／ｍ^２となるよう調整した。

市販のＰＳ製カップ（口径３５ｍｍ、深さ３０ｍｍ）を１０００個用意し、上記積層フィルムを口径に合うように打ち抜いた後、ＰＳ容器にヒートシールせしめた。

用意した１０００個分、良好に密封せしめることが出来た。

比較例１
実施例１で得られたポリブチレンテレフタレートフィルムをＰＢＴ／ＤＬ／ＰＥＴ／ＤＬ／シーラントとなるような層構成で積層せしめた。

ドライラミネートの際、固形分濃度が２８％となるように調合し、単位面積あたりの塗布量が２．５ｇ／ｍ^２となるよう調整した。

市販のＰＳ製カップ（口径３５ｍｍ、深さ３０ｍｍ）を１０００個用意し、上記積層フィルムを口径に合うように打ち抜いた後、ＰＳ容器にヒートシールせしめた。

ヒートシールを続けるうち、５２個目くらいからヒートシールバーに若干のベタつきが生じ始め、１００個目をシールする頃には、ヒートシールバーに溶融物が顕著に付着し、シールする際に、蓋材にべたつき、操作性が悪くなり、且つ、蓋材に茶色状の変色物が付着した。

ヒートシールバーをきれいに拭き取った後、シールを再開した所、良好にシールできたが、１６０個目をシールする頃には再びベタつき始め、シールバーの掃除無しでは良好にシールを続けることが出来なかった。

本発明の積層フィルムの一例を示す断面図 本発明の好ましい態様の要部断面図

符号の説明

１：延伸基材
２：ポリブチレンテレフタレートフィルム層
３：シーラント層
４：樹脂製カップ
５：ヒートシーラ

Claims (2)

1. 延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、延伸ポリプロピレンフィルム又は延伸ナイロンフィルムの少なくとも１種の延伸基材と、未延伸のポリブチレンテレフタレートフィルム層と、シーラント層とを少なくとも有する積層フィルム。
2. 請求項１に記載の積層フィルムからなることを特徴とする樹脂製カップ用蓋材。

Images