JP2946691B2 - 積層ポリエステルフィルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は滑り性、加工適性の改良された熱接着性積層
ポリエステルフイルムの製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来ポリエステルフイルムに熱接着性を付与する方法
としては、共重合ポリエステルを積層し熱処理工程でい
ったん溶融し急冷することにより非晶層を形成する方法
が提案されている。しかしながら、こうするとフイルム
の滑り性が低下するために、不活性粒子を該積層厚みよ
りも厚くするといった提案がなされている（たとえば、
特公昭61−22631号公報） ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、平均粒径の大きい粒子を添加した場
合、透明性が低下したり、熱接着性が低下したりすると
いった問題点があり、その改良効果としてはいまだ不十
分な点があった。

本発明は、熱接着性、滑り性ともに優れた積層ポリエ
ステルフイルムの製造方法を提供せんとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明の積層ポリエステルフイルムの製造
方法は、熱可塑性ポリエステルＡからなる［Ａ］層と、
ポリエステルＡよりも融点が10℃以上低いポリエステル
Ｂからなる［Ｂ］層と、不活性粒子を含有する水分散性
及び／または水可溶性ポリエステルＣからなる［Ｃ］層
とを少なくとも［Ａ］／［Ｂ］／［Ｃ］の順で積層する
とともに、［Ａ］／［Ｂ］を溶融押出時に積層すること
を特徴とする方法からなる。

本発明でいうポリエステルＡとは、芳香族ジカルボン
酸および脂肪族グリコールとからなる熱可塑性ポリエス
テルであって、具体的にはポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン2,6ナ
フタレンカルボキシレート等の樹脂およびこれらのブレ
ンド物あるいは共重合体である。本発明では、特に80モ
ル％以上、更に好ましくは85〜95モル％がエチレンテレ
フタレートであるポリエチレンテレフタレートであるこ
とが好ましい。ここで、該ポリエステルＡは、加工時に
被る熱負荷に対する耐久性の観点からその結晶融解エネ
ルギー（ΔHu）は5cal/g以上であることが好ましい。

次いで本発明において、ポリエステルＡよりも融点が
10℃以上低いポリエステルＢとは、芳香族および／また
は脂肪族ジカルボン酸と脂肪族および／または脂環族グ
リコールからなるエステル繰り返し単位を主骨格とする
ものである。

特にテレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレン
ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸
から選ばれた少なくとも一種のジカルボン酸とエチレン
グリコール、1,4ブタンジオール、ジエチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、1,4シクロヘキサンジメ
タノールから選ばれた少なくとも一種のアルコール成分
からなることが好ましい。また、ポリεカプロラクト
ン、ポリオキシアルキレングリコールがブロック状に共
重合されていてもよい。

さらにポリエステルＢはヒートシール性を向上させる
観点からΔHuが0.1〜4cal/gの範囲であることが好まし
く、さらに0.5〜3cal/gの範囲であることが好ましい。

また、ポリエステルＡとポリエステルＢとの融点差
は、接着性を良好とする上で、20〜60℃であることが好
ましく、さらに好ましくは、20〜50℃である。同様な観
点から、ポリエステルＢのガラス転移温度は45〜70℃で
あることが好ましく、さらに好ましくは、50〜65℃の範
囲であることが好ましい。

なお、［Ｂ］層の厚みはヒートシート性を良好とする
上で１〜15μｍであることが好ましく、さらに好ましく
は２〜８μｍの範囲である。

［Ｂ］層中には不活性粒子を添加してもよく、通常平
均粒径0.1〜10μｍ、添加量としては0.05重量％の範囲
であるとヒートシール性を阻害しないので好ましい。こ
こで、不活性粒子としては、二酸化珪素、アルミナ粒
子、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、炭化珪素
等の無機粒子、架橋ポリスチレン粒子、シリコーン粒子
等の粒子が例示される。

次いで、水分散性及び／または水可溶性ポリエステル
Ｃとは、水または熱水に分散及び／または可溶なポリエ
ステルであって、芳香族ポリエステルを主骨格として、
エステル形成性芳香族環に結合したスルホン酸塩基およ
び／またはポリアルキレングリコールをそのポリエステ
ルセグメントとして含有する構造であると好ましい。こ
こで、エステル形成性芳香族環に結合したスルホン酸塩
基とは５ソディウムスルホイソフタル酸、５ソディウム
スルホテレフタル酸、５ソディウムスルホ２、７ナフタ
レンジカルボン酸等に例示されるスルホン酸塩基であ
り、またスルホン酸塩基に結合するイオンとしてはナト
リウムの他にカリウム、リチウム、セシウム等のアルカ
リ金属が例示される。該共重合量としては３〜20モル％
の範囲であることが好ましい。また、ポリオキシアルキ
レングリコールとは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が例
示され、分子量としては1000〜10000の範囲であり、共
重合量としては、１〜50重量％、好ましくは５〜30重量
％の範囲であると好ましい。

次いで、該［Ｃ］量に含有される不活性粒子の平均粒
径は0.01〜５μｍであることが好ましく、さらに好まし
くは0.1〜３μｍである。また添加量としては、該
［Ｃ］層樹脂に対して0.1〜50重量％であることが滑り
性ヒートシール性を両立する上で好ましく、さらに好ま
しくは１〜40重量％の範囲である。ここで不活性粒子と
は先に例示したものからえらばれた少なくとも一種であ
る。

また、［Ａ］層，［Ｂ］層および／または［Ｃ］層に
は、本目的に反しない範囲で、周知の酸化防止剤、熱安
定剤、帯電防止剤、耐候剤、難燃剤、UV吸収剤、易滑
剤、結晶核剤等が添加されていてもよい。ことで、酸化
防止剤としては、イルガノックス1010、BHT等のヒンダ
ードフエノール系の添加剤が、帯電防止剤としては、ア
ルキルベンゼンスルホン酸金属塩、アルクルスルホン酸
金属塩等が例示される。

さらに本発明において金属及び／または酸化金属蒸着
層よりなる［Ｄ］層がさらに積層されていれもよく、こ
の場合、積層構成は［Ｄ］／［Ａ］／［Ｂ］／［Ｃ］ま
たは［Ｄ］／［Ｃ］／［Ａ］／［Ｂ］／［Ｃ］である。
ここで、金属及び／または酸化金属蒸着層［Ｄ］とは、
アルミニウム、亜鉛、コバルト、銅、錫、インジウム、
チタン、シリコン及びこれらの酸化物または若干量の水
酸化物を含む化合物から選ばれた単独組成物、合金、混
合物であり、特に本発明においては、アルミニウム、
錫、シリコンおよび／またはこれらの酸化物であること
が好ましい。［Ｄ］層厚みとしては10〜1000Åの範囲で
あることが好ましい。

次に、本発明に係るフイルムの製造方法の代表的な実
施の形態について説明する。

ポリエステルＡとポリエステルＢに必要に応じて不活
性粒子を添加し、それぞれ別の押出機を用いて溶融押出
して、口金マニホールド部または口金に入るポリマー管
内で積層する。

上記のようにして、積層された［Ａ］／［Ｂ］層を基
本発明構成とする積層体は、シート状又は円筒状に溶融
押出され、ポリエステルＡのガラス転移温度以下に急冷
キャストする。こうして得られたキャストフイルムをポ
リエステルＡのガラス転移温度以上で一軸に延伸し一軸
延伸フイルムを得る。延伸倍率は一軸方向に２〜５倍の
範囲であることが好ましい。ついで、該一軸延伸フイル
ムの［Ｂ］層表面にコロナ放電処理を施して、ポリエス
テルＣ及び必要な不活性粒子を添加した水分散体及び／
または水溶液をコーティングし、ステンターに導いて乾
燥の後幅方向に延伸する。延伸倍率としては２〜５倍の
範囲であると機械特性、平面性共に良好となるので好ま
しい。

次いで該延伸フイルムの熱処理をポリエステルＢの融
点（Tmb）以上、ポリエステルＡの融点（Tma）以下で行
ない、速やかに冷却して巻きとる。

以上のようにして得られたフイルムは必要に応じて、
コロナ放電処理、低温プラズマ処理、火炎処理等の表面
処理、前記コーティング処理等を行なうことができる。

［発明の効果および用途］ 本発明に係る製造方法により得られるポリエステルフ
イルムは、熱可塑性ポリエステルＡからなる［Ａ］層，
ポリエステルＡよりも融点が10℃以上低いポリエステル
Ｂからなる［Ｂ］層、不活性粒子を含有する水分散性及
び／または水可溶性ポリエステルＣからなる［Ｃ］層と
が少なくとも［Ａ］／［Ｂ］／［Ｃ］の順で積層されて
いることを特徴とする積層ポリエステルフイルムである
ことから、以下の効果ならびに用途を有するものであ
る。

ヒートシール性、易滑性に優れる。

［Ａ］層側に蒸着加工し用いると、ブロッキング等
の発生がないためにガスバリア性に優れる。

，より特に製袋加工し用いると落袋強度、ガス
バリア性が良好であり特性が十分発揮できる。

このような優れた特性を有する積層ポリエステルフ
イルムのとくに［Ａ］／［Ｂ］の積層構成は、溶融押出
時の積層によって、容易に達成される。

［特性の評価方法及び効果の評価方法］ 以下に本発明で用いた効果の評価および測定について
以下にまとめて示す。

（１）溶融エネルギー（ΔHu）、融点（Tm），ガラス転
移温度（Tg）示差走査型熱量計DSC2（パーキンエルマー
社製）を用いて求める。

測定は、サンプル10mgを窒素気流下にて、280℃×５
分間溶融保持し、次いで液体窒素中で急冷する。

こうして得られたサンプルを10℃／分の昇温速度で昇
温していった際に、ガラス状態→ゴム状態への転移にも
とづく比較変化を読み取りこの温度をガラス転移温度
（Tg）とした。また、結晶融解に基づく吸熱ピーク温度
を融点（Tm）とし，該ピーク面積より融解エネルギー
（ΔHu）を求めた。なお、補正はインジウムの融解エン
ルギーを用いて行なった。

（２）粒子の平均粒径 サンプルよりポリエステル部をプラズマ低温灰化処理
法（例えば大和化学製RP−503型）で除去し粒子を露出
させる。処理条件はポリエステルは灰化されるが粒子は
ダメージを受けない条件を選択する。これを走査型電子
顕微鏡（SEM）で観察し、粒子の画像をイメージアナラ
イザー（例えばケンブリッジインスツルメント製QTM90
0）で処理して、観測粒子数1000個以上について、次の
計算式にて得られる数平均径Ｄを平均粒径とする。

Ｄ＝ΣDi/N ここで、Diは粒子の円相当径、Ｎは個数である。

（３）粒子の含有量 ポリエステルは溶解し、粒子は溶解させない溶媒（例
えば、Ｏ−クロロフェノール等）を用いてサンプルを溶
融し、該溶液より粒子を遠心分離し、サンプルの全体重
量に対する粒子の重量比率（重量％）をもって粒子含有
量とする。

（４）［Ｃ］層の厚さ AES（オージェ電子分光法）により、表面より硫黄原
子／炭素原子数比および／または酸素原子／炭素原子数
を厚み方向にエッチングしながら測定し、その値の変曲
点をもって［Ｃ］層と［Ｂ］層の境界とし、エッチング
速度と変曲点に達するまでの時間より厚さを求めた。
尚、測定条件は次の通り。

装置:JEOL製JAMP−10S エッチング条件： Arイオンエッチング（加速電圧3kV） エッチング速度:160Å分 （５）［Ｂ］層の厚さ サンプルの厚み（T1）を電子マイクロメータで測定す
る。次いで［Ｂ］層および［Ｃ］層を溶かすが［Ａ］層
は溶かさない溶媒（例えばｎ−メチルピロリドン等）を
用いて、該測定部の［Ｂ］層を除去して、再度同一部位
の厚み（T2）を測定する。

この結果より、［Ｂ］層＋［Ｃ］層の厚み＝T1−T2で
求める。

いずれも測定は場所を変えて20点測定し、値のもっと
も大きい値より２点、および、最も小さい値より２点省
いた16点の平均値をもって、［Ｂ］層＋［Ｃ］層の厚み
とし、さらに上記方法で求めた［Ｃ］層の厚みを引いた
値をもって［Ｂ］層の厚みとした。

（６）固有粘度（IV） ｏ−クロロフェノールを溶媒として、25℃で測定す
る。単位はdl/g。

（７）熱接着力 フイルム同士を140℃で貼りあわせ、12時間後の接着
力のテンシロンにて測定する。剥離速度は200mm/分，サ
ンプル幅は15mmとする。

（８）蒸着密着力 フイルム幅500mm、長さ3000mmのサンプルにアルミ金
属を電子ビーム加熱式蒸着機を用いて、蒸着厚み500Å
となるように蒸着し巻きとった。次いで、該蒸着フイル
ムを巻き出した際の様子を調べ、ブロッキングの有無を
調べた。

（９）滑り性 フィルム幅500mm、長さ3000mのフィルムを外径３イン
チの紙管に巻き取る際に次のランクで評価した。尚、実
用上、ランクＡである必要がある。

ランクA:シワ等の発生なく問題なく巻き取れる。

ランクB:巻き始めにシワ等が発生するが巻き取り過程
で消失し、外観上綺麗に巻き取れる。

ランクC:終始シワ等が発生し、綺麗に巻き取ることが
できない。

［実施例］ 本発明を実施例を用いて具体的に説明する。

ポリエステル［Ａ］層の樹脂としてポリエチレンテレ
フタレート（IV＝0.66dl/g,融点＝260℃）に無機粒子と
して、平均粒径２μｍのシリカ粒子を0.1重量％添加し
たものを準備した。また、ポリエステル［Ｂ］層の樹脂
として表１に示すポリマＡ並びにポリマＢを、ポリエス
テル［Ｃ］層の樹脂として表１のポリマＣを準備した。

実施例１ ポリエステル［Ａ］層の樹脂とポリエステル［Ｂ］層
の樹脂としてポリマＡをそれぞれ別の押出機で溶融押し
出しし、口金マニホールド部で積層し、［Ａ］／［Ｂ］
からなる溶融シートを押し出した。ついで、該溶融シー
トをキャスティングドラム上で冷却固化した後、85℃に
加熱して、長手方向に3.5倍にロール延伸した。こうし
て得られた一軸延伸フイルムの［Ｂ］層表面にコロナ放
電処理を施した後、ポリマＣの水分散体と球状シリカ粒
子（スフェリカ1000、平均粒径１μｍ）を該ポリマ固形
分換算で10重量％添加し、最終積層厚み0.1μｍとなる
ように塗布した。

ついで、該コーティングフイルムをステンターに導い
て幅方向に3,8倍延伸して、ポリマーＢの融点＋５℃で
熱処理して巻きとった。

こうして得られたフイルムは熱接着力は500g/15mmと
良好であり、滑り性もランクＡと良好であった。

実施例２ 実施例１において、ポリエステル［Ｂ］層の樹脂とし
てポリマＢを用い、ポリエステル［Ｃ］層として表２に
示す構成のフイルムを得た。こうして得られたフイルム
の特性は表２に示すごとく熱接着力、滑り性共に良好で
あった。

実施例３ 実施例１において、「Ｂ］層としてポリマＡを用い積
層厚みが３μｍとなるようにした。また、［Ｃ］層の構
成を表２に示すものとした以外は同様に製膜を行なっ
た。こうして得られたフイルム特性は表２に示すごとく
優れていた。

比較例1,2 実施例１において、ポリエステル［Ｂ］に無機粒子と
して平均粒径７μｍのシリカ粒子を0.3重量％添加（比
較例１）、ならびに６重量％添加（比較例２）し、ポリ
エステル［Ｃ］層を設けずに製膜を行なった。この結
果、表２に示すように、熱接着力または滑り性の少なく
とも一方が劣り、熱接着性と滑り性の両立が困難である
ことがわかる。

実施例4/比較例３ 実施例１で得られたフイルムおよび比較例１で得られ
たフイルムのポリエステル［Ａ］側に真空下で膜厚が約
500Åとなるようにアルミ蒸着を施し巻きとった（それ
ぞれ実施例４、比較例３とする）。ついで該蒸着フイル
ムを巻き出した際の様子を調べたが比較例３では部分的
にブロッキングを生じてアルミ抜けを生じた。なお、実
施例４では全くブロッキングの発生はなかった。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性ポリエステルＡからなる［Ａ］層
   と、ポリエステルＡよりも融点が10℃以上低いポリエス
   テルＢからなる［Ｂ］層と、不活性粒子を含有する水分
   散性及び／または水可溶性ポリエステルＣからなる
   ［Ｃ］層とを少なくとも［Ａ］／［Ｂ］／［Ｃ］の順で
   積層するとともに、［Ａ］／［Ｂ］を溶融押出時に積層
   することを特徴とする積層ポリエステルフイルムの製造
   方法。
2. 【請求項２】水分散性及び／または水可溶性ポリエステ
   ルＣがエステル形成性芳香族環に結合したスルホン酸塩
   基および／またはポリオキシアルキレングリコールをそ
   のポリマセグメントとして含有し、該層に含有される不
   活性粒子の平均粒径が0.01〜５μｍ、添加量が0.1〜50
   重量％であることを特徴とする請求項（１）に記載の積
   層ポリエステルフィルムの製造方法。
3. 【請求項３】金属及び／または酸化金属蒸着層よりなる
   ［Ｄ］層を［Ｄ］／［Ａ］／［Ｂ］／［Ｃ］または
   ［Ｄ］／［Ｃ］／［Ａ］／［Ｂ］／［Ｃ］の構成で積層
   することを特徴とする請求項（１）または（２）に記載
   の積層ポリエステルフイルムの製造方法。