JP2814496B2 - ポリエステル複合フィルム - Google Patents

ポリエステル複合フィルム

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は成形性と熱接着性とを兼ね備えたポリエステ
ル複合フィルムに関するものである。さらに詳しくは、
ポリエステルフィルムの優れた機械的特性に相応した密
封性及び複合層面の易滑性を改良した、熱接着性及び成
形性に優れたポリエステル複合フィルムを提供せんとす
るものである。
[従来の技術] 熱接着性ポリエステル複合フィルムは、共押出法で低
結晶性ポリエステル樹脂を積層することはすでに知られ
ている。例えば、特開昭46−2694号、特開昭56−166065
号には、ポリエチレンテレフタレート・イソフタレート
共重合体を複合してなる熱密封性フィルム、あるいは上
気フィルムに無機粒子を添加して、易滑性を付与したフ
ィルムについて記載されている。
また、接着層を有したあるいは接着剤を介して二軸配
向ポリエステルフィルムを鉄板にラミネートし、冷間絞
り加工を施すもの(特開昭56−10451号)が知られてい
る。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の熱接着性ポリエステル複合フィ
ルムには、強い熱接着性とフィルムの加工時に必要な走
行性(フィルムの滑性)を兼ねそないることが困難であ
るという欠点を有していた。また、該フィルムは、成形
性には乏しいという欠点も見られた。
[課題を解決するための手段] 本発明は、少なくとも、ポリエステルAからなる層と
ポリエステルAより共重合成分の含有率(モル%)が高
いポリエステルBからなる層とが積層されてなる複合フ
ィルムであって、該複合フィルムの110〜180℃の温度の
結晶化の発熱量が0.1〜1.5cal/gであることを特徴とす
るポリエステル複合フィルムに関するものである。
本発明におけるポリエステルとはジカルボン酸とジオ
ール成分とから縮合法によって得られるエステル基を含
むポリマーの総称であり、ジカルボン酸としてテレフタ
ル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバチン酸、2,6−
ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸
などがあり、ジオールとしてはエチレングリコール、1,
4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキ
サンジメタノール、ポリエチレングリコルなどがある。
当然2種以上のジカルボン酸やジオールからの共重合体
やさらに他のモノマーやポリマーを共重合させたもので
良い。
ポリエステルAとは好ましくはポリエチレンテレフタ
レート(以後PETと称する)であるが、ポリエステルA
中に、エチレンテレフタレートの構成成分が85モル%以
上含有されているものが好ましく、より好ましくは90モ
ル%以上を含有しているものである。エチレンテレフタ
レート以外のポリエステル構成成分を含有せしめる方法
は、例えばPETに他のジカルボン酸およびまたはジオー
ルを共重合添加する方法、あるいは、PETに他の共重合
ポリエステルを溶融混合する方法のいずれでも良く、好
ましくは後者の溶融混合する方法でポリエステルAとな
すことが好ましい。
本発明のポリエステルBとは、ポリエステルAより前
記共重合成分の含有率(モル%)が高く、好ましくは結
晶融解熱が2〜6cal/gの低結晶ポリエステルである。ポ
リエステルBの例としては、イソフタル酸を10モル%以
上含有する共重合体、あるいは共重合体の混合体が挙げ
られる。これらのポリエステル層には用途に応じて、各
種安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、酸化防止剤、帯
電防止剤などが含有しても良い。特にフィルムの滑性を
付与するにあたり、ポリエステル中に平均粒径が2〜0.
2μの無機粒子を0.2〜0.01重量%含有することが好まし
い。無機粒子としては例えば、サイロイド、タルク、シ
リカ、架橋型シリコン粒子などが挙げられる。
本発明の複合フィルムは、好ましくはポリエステルA
とポリエステルBの結晶融解温度の差(TmA−TmB)が5
〜40℃、更に好ましくは7〜25℃である。
本発明の複合フィルムの110〜180℃での結晶化にとも
なう吸熱量が0.1〜1.5cal/gの範囲、好ましくは、0.2〜
1.0cal/gの範囲のものであるが、0.1cal/g未満のものは
ポリエステルB面同士のヒートシール力が劣り好ましく
ない。また結晶化の吸熱量が1.5cal/gを超えるときは、
ポリエステルB面の滑性が不足し、製袋時の作業性が悪
く好ましくない。
本発明の複合フィルムのポリエステルA層のフィルム
の厚さ方向の屈折率(ηz D)は、1.485〜1.525、好ま
しくは、1.490〜1.520、さらに好ましくは、1.500〜1.5
15の範囲である。この範囲未満では、ポリエステルBの
熱接着性が良好であっても、ポリエステルAとポリエス
テルBの層間剥離が原因となり、満足する熱接着力が得
られず好ましくない。また、該フィルムを成形に供する
場合、成形時の変形応力が大きく、成形時の変形に追従
するのが困難になり好ましくない。またこの範囲を越え
る場合は、熱接着時、フィルムの熱負けによる収縮が大
きくなり好ましくない。また、加熱体への粘着が起こり
易くなり好ましくない。
本発明の複合ポリエステルフィルムは、次のような工
程で製造されるが一例であるがこれに制約されることは
ない。ポリエステルAとポリエステルBとを別々の押出
機に供給し、融解させ、その融解体をパイプ内あるいは
口金内で合流させて押出して未延伸フィルムを得る。該
未延伸フィルムは縦および横方向に延伸されるが、その
温度はポリエステルAの二次転移点以上、ポリエステル
Bの融点以下であり、通常80〜150℃である。延伸倍率
は縦、横方向それぞれに2.5〜5倍であり、この二軸延
伸は逐次延伸でも同時延伸でも良い。この延伸されたポ
リエステルフィルムは熱処理工程に移される。熱処理温
度はポリエステルBの結晶融解開始温度〜結晶融解終了
温度の範囲で行なわなければならない。熱処理されたフ
ィルムは、ポリエステルBの結晶化温度の範囲、通常は
130〜190℃の温度の範囲に冷却され、1〜10秒間保持さ
れた後、50〜5℃/秒の冷却速度で冷却されるべきであ
る。
特に本発明の複合フィルムの製造方法において特にポ
リエステルフィルムの好ましい厚み方向の屈折率(ηz
D)を得るには、ポリエステルAとポリエステルBとを
溶融合流させ、押出したシートを金属ロールに巻き回
し、静電印加を架け、密着冷却し、未延伸フィルムを得
る。該未延伸フィルムを加熱ロールに巻きつけ、ポリエ
ステルBのガラス転移温度(約80℃)まで加熱した後、
85〜100℃の温度の駆動加熱ロールを介して2段階、好
ましくは3段階以上に段階延伸し、各段階の延伸速度が
30000%/min好ましくは10000%minを越えない範囲で、
縦方向に2.8〜3.4倍に延伸する。次に、テンター法で、
フィルムの両端をクリップで把持し、95℃の熱風を吹き
つけ、加熱した後、85℃に加熱し、2000〜7000%/minの
延伸速度で、横方向に3.0〜3.3倍に延伸し、次いで前記
熱処理、及び冷却する方法が好ましい。
本発明の複合フィルムの構成は、少なくともポリエス
テルAからなる層とポリエステルBからなる層が複合さ
れていれば足り、その他にポリエステルA及び/又はポ
リエステルBからなる層が更に積層されていても、また
これらと種類の異なるフイルムが積層されていても構わ
ない。この中でも、好ましい態様としてはA/B、B/A/B、
A/B/Aなどが挙げられる。フイルム厚み及び厚み構成比
は特に限定されるものではないが、好ましくは複合フイ
ルム厚みは5〜50μmであり、各層の厚みはB/A/Bの場
合においては、ポリエステルB層の厚みが0.5〜10μ
m、A/B/Aの場合においては、ポリエステルA層の厚み
は0.5〜10μmである。
本複合フイルムの用途例について以下に説明するが、
これらに限定されるものではない。
A/Bの複合フイルム、B層面同士を重ね合せ、加熱バ
ーで熱接着し、袋状に加工することで、密封性の良い包
装材料として使用できる。また、紙、プラスチック、ア
ルミニウム、鉄などの金属板などを基材として、B層面
を熱接着したラミネート板とし、プレス成形、冷間絞り
加工により、電子レンジ用トレー、金属缶とすること
で、成形性に優れ、かつ耐熱性の良いラミネートフイル
ムとして使用できる。またB/A/Bは、オーバーラップ包
装又は両面接着フイルムとして適し、A/B/Aは、カール
がなく、ラミネート加工などのハンドリング性に適した
成形加工用フイルムとして使用できる。
[発明の効果] 本発明は、複合フィルムの特定のポリエステル二軸延
伸フィルムを特定の熱処理および冷却を施こし、本発明
の複合フィルムとすることで、大きな熱接着力が得られ
てるとともに、ポリエステルBの滑りを兼ねそないたフ
ィルムが得られたものと思われる。特に本発明は、ポリ
エステルAの屈折率を特定することで、ポリエステルB
との界面剥離が防止でき、予想以上の熱接着力を得るこ
とができ、かつ二軸延伸ポリエステルフイルムに優れた
成形性も付与することができた。
本発明品は、強い熱接着力により、密封性の安全度が
高まり、食品包装に特に適しており、それ以外に電気材
料、一般オーバーレイなどの用途に適している。またポ
リエステルA面に金属蒸着を施せば酸素や水蒸気を抑制
すべき用途に利用できる。また、他の基材と貼り合せ
て、成形加工に供することで、成形性の優れた被覆フイ
ルムに適する。
[特性の評価法] (1) 屈折率 アッベ屈折計により、NaD線光で屈折率を測定する。
マウント液はヨウ化メチレンを用い、25℃で測定した。
(2) 結晶融解温度及び結晶化発熱量 試料フイルムをパーキンエルマー社製差動操作型熱量
計DSC−II型を用い、試料10mgを、N2気流中で、10℃/
分の速度で昇温してサーモグラフを測定し、試料の融解
に伴う吸熱ピーク(ダブルピーク)を各ポリエステル層
の結晶融解温度とした。また、サーモグラフの110〜180
℃の範囲での試料フイルムの結晶化に伴う発熱ピーク面
積より換算される発熱量をその試料の重さで割った値
(cal/g)を結晶化の発熱量とした。
(3) フィルムの滑性 フィルムのポリエステルB面同士を重ね合せ、指では
さみ、横方向にこするようにして、フィルム面すべり性
を次の段階で評価した。
○:簡単にすべり、包装加工に適している。
△:簡単にすべらず、包装加工に難がある。
×:全くすべらず、包装加工に不適。
(4) 熱接着力 ポリエステルB面を重ね合せ、140℃のヒートシール
バー(片面:平板加熱体、他片面:シリコンゴム非加熱
体)に1Kg/cm2の圧力で、0.5秒加圧シールし、その試料
を15mm幅にサンプリングし、テンシロンで、100mm/分の
速度で、シール面のピール力を測定した。
(5) 落下テスト 該フィルムのポリエステルB面同士を重ね、ヒートシ
ール力測定と同じ条件で20cm角の袋を作り、中に蒸留水
を600g充てんし、密閉不良を除いて、完成品を30個準備
し、高さ60cmの高さより、20回落下テストし、密封破壊
した数で次の段階評価した。
落下破壊数 4個以下:○ 〃 5〜14個:△ 〃 15個以上:× [実施例] 本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例1 ポリエステルAとしてPET(平均粒径1.2μのシリカ粒
子を0.04重量%含有)に、ポリエチレンテレフタレート
・イソフタレート(PET/I)=80/20(モル比)を30重量
%ブレンドした組成物(エチレンイソフタレート成分6
モル%)および、ポリエステルBとして、ポリエチレン
テレフタレート・イソフタレート(PET/I)=84/16(平
均粒径1.2μのシリカ粒子を0.10重量%含有)を別々の
押出機で溶融させ、この溶融体をパイプ内で合流させた
のち押出し、積層未延伸フィルムを得た。該未延伸フィ
ルムをまず縦方向に90℃で3.0倍延伸し、次いで横方向
に100℃で3.2倍に延伸したのち、210℃×4秒間熱処理
した後、冷却工程において、170℃×3秒間保持したの
5.1m/分の微風ゾーンにおいて、5秒間でフィルム表面
を30℃まで冷却(約30℃/秒の冷却速度)した。フィル
ムの総厚みは15μ、ポリエステルB層が5μのフィルム
を得た。得られたフィルムの特性を表1に示した。この
フィルムは、高い熱接着力とフィルムのすべりが両立さ
れ、製袋特性に優れたものであった。
実施例2 ポリエステルAとしてPET(平均粒径1.2μのシリカ粒
子を0.06重量%含有)に変更した以外は実施例1と同様
にして、二軸延伸複合フイルムを得た。フイルム特性、
熱接着性は表1のとおりであった。
比較例1、2 実施例2と同様にして未延伸フィルムを得て、まず縦
方向に3.5倍、横方向に3.6倍延伸したのち、比較例1は
210℃、比較例2は200℃にて熱処理した後、冷却ゾーン
で2秒間でフィルム表面を30℃まで冷却(約100℃/秒
の冷却速度)した。得られたフィルムの厚みは実施例1
と合せた。その特性を表1に示した。比較例1ではすべ
りが悪く、また比較例2では、シール力が弱く、包装体
の密閉性が悪かった。
実施例3、4 ポリエステルAとして、実施例1と同様にPETに表1
の原料を30重量%混合して押出機に入れ、その他は、実
施例1と同様にして複合フィルムを得た。得られたフィ
ルムの特性を表1に示した。ポリエステルAの屈折率を
発明範囲としたことから、強いヒートシール性が得られ
るとともに、フィルムのすべりも損なうことなく、包装
基材として適したフィルムが得られた。
実施例5 ポリエステルAとしてPET/I=90/10(モル比)(結晶
融解点:236℃)とポリエステルBとしてPET/I=85/15
(モル比)(結晶融解点:225℃、結晶融解熱2.6cal/g)
を実施例1と同様にして、二軸延伸ポリエステル複合フ
イルムを得た。フイルム厚みは、ポリエステルA層の厚
み15μm、ポリエステルB層の厚み5μmの複合フイル
ムを得た。該フイルムのポリエステルB層面を接着層と
し、220℃に予熱した鉄板(厚さ170μm、クロム酸電界
メッキ処理品)に加熱圧着し、3段絞り加工が可能な製
缶機を用いて、絞り比2.5の円形缶を作成した。製缶時
のフイルム破損もなく、更に120℃のレトルト殺菌時の
被覆フイルムの収縮剥離も見られなかった。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B32B 1/00 - 35/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも、ポリエステルAからなる層と
    ポリエステルAより共重合成分の含有率(モル%)が高
    いポリエステルBからなる層とが積層されてなる複合フ
    ィルムであって、該複合フィルムの110〜180℃の温度の
    結晶化の発熱量が0.1〜1.5cal/gであることを特徴とす
    るポリエステル複合フィルム。
  2. 【請求項2】ポリエステルAからなる層の厚み方向の屈
    折率(nzD)が1.485〜1.525であることを特徴とする請
    求項1記載のポリエステル複合フィルム。
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