JPH0347752A - 易ヒートシール性積層ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は易ヒートシール性積層ポリエステルフィルムに
関する。更に詳しくは、本発明はヒートシール強度に極
めて優れ、且つ作業性に優れた易ヒートシール性積層ポ
リエステルフィルムに関スる。

〔従来技術および発明が解決しようとする課題〕ポリエ
ステルフィルムは、一般に強度・耐熱性に優れるものの
ヒートシール性に乏しく、包装用、電絶用、一般工業用
等の用途に用いる際には、ヒートシール性を付与する必
要がある。

従来、上記用途において、他のフィルムとの積層やコー
ティング法により、ポリエステルフィルムの片面に易ヒ
ートシール層を形成したフィルムが用いられている。し
かしながら、コーティング法を用いた場合、十分なヒー
トシール強度を得ることは困難であり、一方、他のフィ
ルムを積層する方法においては、単に低結晶性の共重合
ポリエステルフィルムを積層するだけでは十分なヒート
シール強度を得られず、また、ポリエステル以外のフィ
ルムを積層する場合は成形工程が煩雑になり、コスト的
に問題があった。特に最近では電子レンジやオープン用
のＣ−ＰＥＴ容器の蓋材用等の素材としてヒートシール
強度が高く、安全性の問題のない易ヒートシール性ポリ
エステルフィルムが求められている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、ある
特定の構成を有する積層フィルムが優れたヒートシール
強度を有することを見出し、本発明を完成するに至った
。

すなわち本発明の要旨は、エチレンテレフタレート単位
以外の１以上の共重合成分を全ジカルボン酸成分中及び
／又は全ジオール成分中に６〜４０モル％含有する、厚
さ５μｍ以上のポリエステル８層と、エチレンテレフタ
レート単位を主体とし、ポリエステル８層中の上記共重
合成分の少なくとも一成分を全ジカルボン酸成分中及び
／又は全ジオール成分中に０．５〜５モル％含有するポ
リエステルＡ層とを積層してなる、ヒートシール強度が
４００ｇ／１５ｍｍ巾以上である積層ポリエステルフィ
ルムに存する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明のポリエステルＡ層及びポリエステル８層に用い
られるポリエステルは、エチレンテレフタレート単位を
主体とし、１種以上の他の成分を共重合させた共重合ポ
リエステルである。

上記共重合成分としては、ジカルボン酸成分として、シ
ュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン
酸、セバシン酸、１．１０−デカンジカルボン酸、フタ
ル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェ
ニルエーテルジカルボン酸等、公知のジカルボン酸の一
種又は二種以上を用いることができ、一方、ジオール成
分としては、ネオペンチルグリコール、プロピレングリ
コール、１，４−ブタンジオール、トリメチレングリコ
ール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコー
ル、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコール
、ポリアルキレングリコール、１．４−シクロヘキサン
ジメタツール等の公知のジオール成分の一種又は二種以
上を用いることができる。

本発明のポリエステルＡ層及びＢ層に共通する好ましい
共重合成分として、イソフタル酸、アジピン酸、セバシ
ン酸、１，１０−デカンジカルボン酸、ネオペンチルグ
リコール、１．４−ブタンジオール、ポリアルキレング
リコール、１．４−シクロヘキサンジメタツールのうち
少なくとも１種の共重合成分を用いることによりフィル
ムのヒートシール強度を更に高めることができ好ましい
。

本発明の共重合ポリエステルとジカルボン酸成分及び／
又はジオール成分の一部を他のジカルボン酸又はジオー
ル成分に置換することにより得られるが他の成分、例え
ば、Ｐ−オキシ安息香酸、Ｐ−オキシエトキシ安息香酸
のようなオキシカルボン酸、安息香酸、ベンゾイル安息
香酸、メトキシポリアルキレングリコールのような一官
能性化合物、グリセリン、ペンタエリスリトールのよう
な多官能性化合物も、生成物が実質的に線状の高分子を
保持し得る範囲内で使用することができる。

本発明において、易ヒートシール層を形成するポリエス
テル８層は、エチレンテレフタレート単位以外の共重合
成分を全カルボン酸成分中及び／又はジオール成分中に
６〜４０モル％含有するポリエステルであり、好ましく
は該共重合成分を全カルボン酸成分中及び／又はジオー
ル成分中に１０〜４０モル％含有するポリエステルであ
る。

かかる共重合成分含有量が６モル％未満のフィルムでは
、融点の低下が不十分で、十分なヒートシール強度が得
られず好ましくない。一方、かかる共重合成分含有量が
４０モル％を越えるフィルムでは、フィルムにカールが
発生し易く好ましくない。

また、ポリエステル８層中の前記共重合成分の含有量は
、ポリエステルＢに対し３〜２５ｍｏ１％の範囲が好ま
しく、更に好ましくは５〜２０ｍｏ１％の範囲である。

ポリエステル８層よりなる易ヒートシール層の厚さは５
μｍ以上であり好ましくは７〜４０Ｉｊｍ。

更に好ましくは１０〜３０８ｍの範囲である。易ヒート
シール層の厚さが５μｍ未満の場合、フィルムのヒート
シール力が著しく低下し、実用上好ましくない。易ヒー
トシール層が薄い場合、フィルムを引張ったときの応力
が、薄い易ヒートシール層に集中し、凝集破壊が起こり
易くなるためヒ−トシールカが低下すると推察される。

易ヒートシール層の厚さが４０μｍを越える場合、積層
フィルム全体の強度が相対的に低（なり好ましくない。

本発明のポリエステルＡ層は、エチレンテレフタレート
単位を主体とし、ポリエステル８層中の前記共重合成分
の少なくとも一成分を全カルボン酸成分中及び／又はジ
オール成分中に０．５〜５モル％含有するポリエステル
であり、好ましくは０゜５〜４モル％更に好ましくは１
〜３モル％含有するポリエステルである。

かかる共重合成分の含有量が０．５モル％未満のフィル
ムでは、フィルムをヒートシールさせた後のヒートシー
ル部が凝集破壊を起こす力が低く、結果としてヒートシ
ール力が低下し好ましくない。

本発明者らの推察によると、このようなヒートシール部
の凝集破壊は、フィルムを引張った際に該ヒートシール
部の接合部付近に局所的に応力集中が発生し、その結果
、フィルム自身の持つ引張強度に比べ極めて低い値で凝
集破壊が発生するため生じると考えられる。本発明のよ
うに、ポリエステルＡ層にポリエステル８層すなわちヒ
ートシール層と同一の共重合成分を０．５モル％以上含
有させた場合に、凝集破壊に必要な強度が向上するとい
う驚くべき事実は、ヒートシール層と基体フィルム層の
ヒートシール部の一体化が進み、該部分への応力集中が
緩和されるためではないかと考えられる。

ポリエステルＡ層において前記共重合成分が５モル％を
越えるフィルムでは、フィルムの全体の機械的特性、耐
熱性等が低下し好ましくない。

本発明のポリエステルにおいては、３０ｗｔ％以下であ
れば他のポリマーを添加、混合したものでもよい。

本発明のポリエステルにおいてフィルムの易滑性を向上
させるために、存機滑剤、無機の滑剤等の微粒子を含有
させるのも好ましい。また、必要に応じて安定剤、着色
剤、酸化防止剤、消泡剤、静電防止剤等の添加剤を含有
するものであってもよい、滑り性を付与する微粒子とし
ては、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、酸化ケイ素
、テレフクル酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チ
タン、リン酸カルシウム、フッ化リチウム、カーボンブ
ラック等の公知の不活性外部粒子、ポリエステル樹脂の
溶融製膜に際して不溶な高融点有機化合物、架橋ポリマ
ー及びポリエステル合成時に使用する金属化合物触媒、
例えばアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物な
どによってポリエステル製造時に、ポリマー内部に形成
される内部粒子を挙げることができる。フィルム中の微
粒子含有量は通常０．　ＯＯ５〜０．９重置％、平均粒
径は通常ｏ、ｏｏｔ〜３．５μｍである。

本発明のフィルムにおいてポリエステルＢ層同士のヒー
トシール強度は４００ｇ／１５ｍ巾以上であり、好まし
くは５００ｇ／１５ｍｍ巾以上である。

ヒートシール強度が４００ｇ／１５ｍ巾未満のフィルム
では、例えば電子レンジやオーブン用Ｃ−ＰＥＴ容器の
蓋材として用いる場合、ヒートシール強度が十分でなく
、調理時に内容物の水蒸気圧により蓋が開いてしまい好
ましくない。

また、本発明のフィルムにおいてポリエステルＢ層同士
をヒートシール後、９０℃温水中で３０分間処理した後
のヒートシール強度は好ましくは、１００ｇ／１５ａｉ
巾以上、更に好ましくは２００ｇ／１５ｍ巾、特に好ま
しくは３００ｇ／１５ｍｎ＋中以上である。かかるヒー
トシール強度が１００ｇ／１５＋＋ｕ＊巾未満のフィル
ムでは上記と同様の問題が発生し実用に供することがで
きない。

本発明のフィルムのボリエスルＢ層のガラス転移温度（
Ｔ　ｇ　）は好ましくは４０°Ｃ以上、更に好ましくは
５０〜１００°Ｃの範囲である。Ｔｇが４０℃未満の場
合、フィルムを保管時にブロッキングが発生し好ましく
ない。また、Ｔｇが１００℃を越えると低温でのヒート
シール性が低下し好ましくない。

本発明のフィルムにおいてポリエステルフィルム８層の
面配向度は好ましくは０．０２０以下、更に好ましくは
０．０１０以下である。面配向度が０゜０２０を越える
とヒートシール性が低下し好ましくない。

本発明のフィルムにおいて、二輪延伸熱固定後のポリエ
ステル８層の平均屈折率五、は、ポリエステル８層を溶
融径急冷して得られる実質的に非晶状態の未延伸フィル
ムの平均屈折率五〇との関係において、 ｎ１≦　ｎＯ＋　　Ｏ，ＯＯ５ を満足することが好ましい。Ｈ、が（ｎＯ＋０．００５
）を越えるフィルムでは十分なヒートシール性が得られ
ず好ましくない。

本発明のフィルムにおいてポリエステル８層の表面にお
ける最大高さ（Ｒ１）と中心線平均粗さ（Ｒａ）の比Ｒ
ｔ　／　Ｒａは、好ましくは２０以下、更に好ましくは
５〜１５の範囲である。Ｒｔ／Ｒａはフィルム表面の形
状を表わす特性値の１つであり、該値が大きい程フィル
ム表面に急峻な突起が多く、また、咳値が小さい程、フ
ィルム表面にブロードな突起が多く存在する。本発明の
フィルムにおいてポリエステル８層の表面のＲｔ　／　
Ｒａが２０を越えるフィルムでは、ヒートシール時の密
着不足や、低強度でのヒートシール部の凝集破壊を招き
易く好ましくない。また、Ｒｔ　／　Ｒａが５未満のフ
ィルムでは、フィルムの滑り性、作業性が低下し好まし
くない。

一方、本発明のフィルムにおいて滑り性、作業性の良否
を大きく左右するのは、ポリエステルＡ層の表面粗さで
あり、本発明のフィルムにおいてポリエステルＡ層の表
面の中心線平均粗さ（Ｒａ）は好ましくは０．０２０μ
ｍ以上、更に好ましくは０、０３０〜０．０６０μｍの
範囲である。かかるＲａ値が０．０Ｏ２０１Ｉ未満のフ
ィルムでは滑り性、作業性が低下し、好ましくない。ま
た、Ｒａ値が０、０６０μｍを越すフィルムでは透明性
が失なわれ包装用途等に用いる場合好ましくない。

上記のようにして得られた積層フィルムの厚さは特に限
定されないが、−船釣に用いられる厚さとしては６〜４
００．ｕｍである。

次に本発明のフィルムの製造法を具体的に説明するが本
発明は下記製造法に特に限定されるものではない。

本発明において積層フィルムを得る方法としては、共押
出法エクストルージョンラミネート法、ドライラミネー
ト法等の公知の手法が用いられる。

特に共押出法は薄いヒートシール層を形成するのに有利
であり、生産性の面から好ましい。

以下、共押出法による製造法を説明する。

滑剤として無機粒子等を必要に応じて適量含有するポリ
エステル（Ａ）とポリエステル（Ｂ）を各々ホッパドラ
イヤー、パドルドライヤー、真空乾燥機等を用いて乾燥
した後、別々の押出機を用いて２００〜３２０“Ｃの温
度で溶融させ、その後２種のポリエステルをパイプ内又
は口金内で合流させて押出し、急冷して未延伸フィルム
を得る。

押出しに際しては、Ｔダイ法、チューブラ法等、既存の
どの方法を採用しても構わない。押出しの際、各々の押
出機の吐出量を調整することにより、積層フィルムの厚
さ比を適宜変更することができる。該未延伸フィルムを
得る際に、Ｔダイを用いた場合、急冷時にいわゆる静電
密着法を用いることは、厚さ斑の均一なフィルムを得る
方法として好ましい、得られた未延伸フィルムは続いて
延伸工程においてＴｇ−１０℃以上、Ｔｃ−１０°Ｃ以
下の温度範囲で面積倍率にして１．１〜５０倍、好まし
くは６〜３０倍の範囲で長手方向及び／又は幅方向に延
伸される（上記Ｔｇ、Ｔｃは各々、ポリエステルＡのガ
ラス転移温度、昇温時結晶化温度を示す）、延伸方法と
しては用途に応じて一軸延伸でもよいし、二輪延伸でも
よい。二輪延伸を行なう場合には、逐次二軸延伸、同時
二輪延伸、それらを組合せた延伸、いずれであってもよ
い。

なお、逐次二輪延伸の場合は、一般には縦方向に延伸し
た後、横方法に延伸する方法が好ましく採用される。ま
た、二輪延伸後、次工程の熱処理工程に供する前に長手
方向及び／又は幅方向に再延伸を行なってもよい。

このようにして−軸又は二輪方向に延伸されたフィルム
は必要に応じて熱固定ゾーンにて、１００〜２６０°Ｃ
で１秒〜１０分間熱処理される。熱処理の最高温度はポ
リエステルＢの融点−１Ｏ°Ｃ以上２６０℃以下とする
ことが好ましい。

上記熱処理は通常緊張固定下で実施されるが該熱処理時
及び／又は熱処理後の冷却時に、フィルムの長手及び／
又は幅方向に２０％以下の弛緩又は巾出しを行なうこと
も可能である。

前記延伸工程中、延伸前、又は延伸後にフィルムの片面
又は両面にコロナ放電処理を施し、フィルムの印刷層等
に対する接着性を向上させることも可能である。

また、上記延伸工程中、延伸前、又は延伸後にフィルム
の片面又は両面に塗布を行ない、フィルムの接着性、帯
電防止性、易滑性、遮光性等を向上させることも可能で
ある。

か＜シ・て得られたフィルムを巻き取り、製品とする。

以上、本発明の構成要件を満たすことにより、ヒートシ
ール強度が大きく向上した易ヒートシール性ポリエステ
ルフィルムを得ることができる。

〔実施例〕

以下、実施例にて本発明を更に具体的に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り、これらの例に限定され
るものではない。

なお、フィルムの肝価方法を以下に示す。

（１）　　ガラス転移温度（Ｔｇ） ポリマーを窒素気流下３００°Ｃで５分間加熱溶融後、
急冷して無定形状態にし、セイコー電子工業■製差動熱
量計５ＳＣ５８０・ＤＳＣ２０型により昇温速度４℃／
ｍｉｎにて測定した。

（２）フィルムの面配向度（ΔＰ）、平均屈折率（五） アタゴ光学社製アツベ式屈折計を用い、フィルム面内の
屈折率の最大値ｎ７．それに直角の方向の屈折率ｎβ、
及びフィルムの厚さ方向の屈折率ｎαを測定し、次式よ
り平均屈折率、？！屈折率、面配向度を算出した。なお
、屈折率の測定は、ナトリウムＤ線を用い、２３℃で行
なった。

ΔＰ＝　　　　（ｎｙ＋ｎβ）−ｎα ’Ｈ＝　　　　　（ｎα＋ｎβ＋ｎγ）（３）中心線平
均粗さ（Ｒａ） ■小板研究所社製表面粗さ測定機（ＳＥ−３Ｆ）を用い
て次のようにして求めた。すなわち、フィルム断面曲線
からその中心線の方向に基準長さしく２．５ｍｍ）の部
分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をｙ軸、縦倍
率の方向をｙ軸として粗さ曲線ｙ＝ｆ　（ｘ）で表わし
たとき、次の式で与えられた値を〔μｍ〕で表わす。中
心線平均粗さは、試料フィルム表面から１０本の断面曲
線を求め、これらの断面曲線から求めた抜き取り部分の
中心線平均粗さの平均値で表わした。なお、触針の先端
半径は２μｍ、荷重は３０■とし、カットオフ値は０．
０８ｍとした。

（４）最大高さ（Ｒｔ） ■小板研究所製　表面粗さ測定機（ＳＥ−３Ｆ）によっ
て得られた断面曲線から、基準長さ（２，５ｍｍ）だけ
抜き取った部分（以下、抜き取り部分という。）の平均
線に平行な２直線で抜き取り部分を挟んだとき、この２
直線の間隔を断面曲線の縦倍率の方向に測定してその値
をマイクロメートル（μｍ）単位で表わしたものを抜き
取り部分の最大高さとした。最大高さは、試料フィルム
表面から１０本の断面曲線を求め、これらの断面曲線か
ら求めた抜き取り部分の最大高さの平均値で表わした。

なお、この時使用した触針の半径は、２．０８ｍ１荷重
３０■でカットオフ値は、０．０８　ｍである。

（５）　　ヒートシール強度 フィルムを２枚切出し、ポリエステルＢ層同士が接する
ように重ねた後、テスター産業■製ヒートシールテスタ
ー（ＴＰ７０１）にて温度１４５℃、圧力２ｋｇｆ、時
間１秒にてヒートシールを行なった。ヒートシールバー
は１５ａｓＸ３００閤のものを使用した。ヒートシール
部を中１５１１Ｉｌｌとなるように切出し、引張速度５
００ｍ／ｍ　ｉ　ｎにて９０”剥離試験を行なった。

ヒートシール部の剥離が、界面剥離又は凝集破壊による
剥離のいずれの場合でも、剥離強度の初期応力の値をヒ
ートシール強度（ｇ／１５ｍ巾）とした。

また、上記試験にて、ヒートシール後、試験片を切り出
した後、９０°Ｃの温水中で３０分間処理したものにつ
いても同条件でヒートシール強度（ｇ／１５ｍｎ＋巾）
を測定した。

比較例１、実施例１．２ ポリエステルＡ層の原料としてジカルボン酸成分がテレ
フタル酸単位９８．５モル％、イソフタル酸単位１．５
モル％よりなり、ジオール成分がエチレングリコール単
位よりなる、平均粒径゛１．４μｍの無定形シリカ粒子
を７００ｐｐ−含む共重合ポリエステル（Ｉ）（極限粘
度０．６５　）を用いた。

一方、ポリエステル８層の原料として、ジカルボン酸成
分がテレフタル酸単位８０モル％、イソフタル酸単位２
０モル％よりなり、ジオール成分としてエチレングリコ
ール単位９７モル％、ジエチレングリコール単位３モル
％よりなる、平均粒径１，４μｍの無定形シリカ粒子３
００ｐｐａ＋を含有する共重合ポリエステル（■）（極
限粘度０．７０　）を用いた。

上記ポリエステル（１）、（ＩＩ）を各々乾燥後、別々
の押出機にて２９０°Ｃで溶融し、パイプ内で合流した
後、共押出法により押出し急冷して未延伸フィルムを得
た。該未延伸フィルムを８５°Ｃの加熱ロールと冷却ロ
ールの間で３．６倍長手方向に延伸し、次いでテンター
に導き１００°Ｃにて４．０倍幅方向に延伸を行ない、
その後２３０℃にて１０秒間熱処理を行なった。熱処理
後、１８０°Ｃの冷却ゾーンで幅方向に３％の弛緩を行
なった。得られたフィルムのポリエステル（１）の層と
ポリエステル（ｎ）の層の厚さの構成は各々、１７μｍ
／３μｍ（比較例１）、１３　μｍ／７　μｍ　（実施
例１）、８μｍ／１２μｍ（実施例２）であった。

実施例３ ポリエステルＡ層の原料としてジカルボン酸成分がテレ
フタル酸単位よりなり、ジオール成分がエチレングリコ
ール単位９７モル％、ネオペンチルグリコール単位２モ
ル％、ジエチレングリコール単位１モル％よりなる、平
均粒径０．９μｍの合成炭酸カルシウム粒子１２００ｐ
ｐｍを含有する共重合ポリエステル（ＩＩ［）　　（Ｉ
比粘度０．６０　）を用いた。一方、ポリエステル８層
の原料としてジカルボン酸成分がテレフタル酸単位より
なり、ジオール成分としてエチレングリコール単位８５
モル％、ネオペンチルグリコール単位１５モル％よりな
る、平均粒径１．３μｍのカオリンの粒子を４００　ｐ
ｐｍ含有する共重合ポリエステル（■）（極限粘度０．
６６　）を用いた。

上記ポリエステル（Ｉ［［）、（ＩＶ）を比較例１と同
様に乾燥、押出し、延伸を行なった後、２４０°Ｃ１６
秒間の緊張固定下における熱処理を行なった。得られた
フィルムの厚さは、ポリエステル（ＩＩＩ）の層が１０
ａｍ、（ＩＶ）の層が２３μｍであった。

比較例２ ポリエステルＡの原料として共重合ポリエステルＣＩ）
と同様の粒子を含むポリエチレンテレフタレート（Ｖ）
（極限粘度０．６５　）を用い、ポリエステルＢの原料
として共重合ポリエステル（ｎ）を用いた。該ポリエス
テル（Ｖ）、（ＩＩ）を実施例１と全く同様に乾燥、押
出し、製膜を行ない、ポリエステル（Ｖ）の層が１３μ
ｍ、（ｎ）の層が７μｍのフィルムを得た。

上記実施例、比較例で得られたフィルムの物性を表−１
にまとめて示す。

比較例１のフィルムはポリエステル８層の厚さが薄くヒ
ートシール強度が低く好ましくない。また、比較例２の
フィルムはポリエステルＡ層の組成が本発明の構成要件
を満たしていないためやはりヒートシール強度が低（好
ましくなかった。

これに対し、実施例のフィルムは十分なヒートシール強
度を持つフィルムであった。

〔発明の効果〕

本発明のフィルムはヒートシール強度に優れ、包装用、
電絶用、−ＩＣ工業用等の用途に幅広く用いることが可
能であり、その工業的価値は高い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレンテレフタレート単位以外の１以上の共重
   合成分を全ジカルボン酸成分中及び／又は全ジオール成
   分中に６〜４０モル％含有する、厚さ５μｍ以上のポリ
   エステルＢ層と、エチレンテレフタレート単位を主体と
   し、ポリエステルＢ層中の上記共重合成分の少なくとも
   一成分を全ジカルボン酸成分中及び／又は全ジオール成
   分中に０．５〜５モル％含有するポリエステルＡ層とを
   積層してなる、ヒートシール強度が４００ｇ／１５ｍｍ
   巾以上である積層ポリエステルフィルム。