(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレンテレフタレートを主たる構成成分とする二軸延伸ポリエステルフィルムを罫線加工したフィルムにおいて、
前記罫線加工が超音波加工によって行われるものであり、
該フィルムにおける罫線加工部の変形深さが、非罫線加工部のフィルムの厚みに対して３０〜２００％であり、かつ、当該罫線加工部の強度（ＡＳＴＭ  Ｄ８８２−６７Ｔ、２０℃×６５％ＲＨの雰囲気下）が１０〜２０ｋｇ／ｍｍ2であることを特徴とする罫線加工されたポリエステルフィルム。
【請求項２】
前記フィルムが、ポリエチレンテレフタレート層とポリエステル層（但し、ポリエチレンテレフタレートからなる層を除く）からなるものである請求項１に記載の罫線加工されたポリエステルフィルム。
【請求項３】
前記フィルムが空洞を含有するものである請求項１または２に記載の罫線加工されたポリエステルフィルム。
【請求項４】
前記罫線加工がフィルムの裏面側の変形を伴うものである請求項１〜３のいずれかに記載の罫線加工されたポリエステルフィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、化粧箱、食品容器、液体容器、雑貨品容器等に用いられる折箱等に使用される罫線加工されたポリエステルフィルムに関し、詳細には、罫線加工部分の折り曲げ易さ、強度維持および機械加工性が良好であると共に、外観的にも優れた折箱等に用いることのできる罫線加工されたポリエステルフィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
折箱とは、平面状の厚紙材を切り抜き加工もしくは罫線加工し、それによって形成された切り抜き部もしくは罫線部の形状に沿って厚紙材を折り曲げ、組立てることによって形成された剛性構造体のことである。この折箱は通常、印刷された板材に、切り抜き加工と罫線加工を同時に行う、いわゆる「打ち抜き工程」を施した後、「むしり工程」及びサックマシン等による「製函工程」を経て形成されるものである。
【０００３】
上記折箱等に使用される材料としては、熱可塑性樹脂によるシート材が広く用いられており、その様な例として例えば、ポリプロピレン（以下ＰＰと略す）、ポリ塩化ビニル（以下ＰＶＣと略す）、未延伸ポリエチレンテレフタレート（以下Ａ−ＰＥＴと略す）等が挙げられる。これらのシート材は柔らかくて加工し易いという利点がある反面、耐熱性に劣る、剛性が得られ難いという欠点があった。更にＰＶＣの場合には、焼却時に有毒ガスが発生するという問題があり、Ａ−ＰＥＴでは、表面の耐溶剤性が劣るために印刷加工等の表面処理が困難である等の問題があった。
【０００４】
この様な問題を抱える上記シート材に代わる材料として、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（以下ＯＥＳと略す）が挙げられる。ＯＥＳは、剛性や耐熱性に優れる反面、その高剛性のために罫線加工が困難で、罫線部の折り曲げ性が不充分であるという問題があり、加圧・加熱方式等の罫線加工によって無理に罫線を入れようとすると、切断したり、サックマシンによる組立て加工を施す場合には組立て不良等の障害が発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、罫線部での安定した加工性と折り曲げ性に優れると共に強度も維持することができ、サックマシンによる組立て加工も可能な罫線加工されたポリエステルフィルムを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することのできた本発明の罫線加工されたポリエステルフィルムとは、ポリエチレンテレフタレートを主たる構成成分とする二軸延伸ポリエステルフィルムを罫線加工したフィルムにおいて、上記罫線加工が超音波加工によって行われるものであり、該罫線加工部の変形深さが、非罫線加工部のフィルムの厚みに対して３０〜２００％であり、かつ、当該罫線加工部の強度（ＡＳＴＭ  Ｄ８８２−６７Ｔ、２０℃×６５％ＲＨの雰囲気下）が１０〜２０ｋｇ／ｍｍ2であることに要旨を有するものである。
【０００７】
上記フィルムが、ポリエチレンテレフタレート層とポリエステル層（但し、ポリエチレンテレフタレートからなる層を除く）からなるもの、及び空洞を含有するものは、本発明の好ましい実施態様である。
【０００８】
上記超音波加工によって罫線加工されたフィルムは、該フィルムの裏面側の変形を伴うことが好ましい。
また、上記罫線加工によって形成された罫線は、フィルムの進行方向に対して連続的に形成されることが好ましい。
【０００９】
【作用】
本発明の罫線加工されたポリエステルフィルムは、ポリエチレンテレフタレートを主たる構成成分とする二軸延伸ポリエステルフィルムを罫線加工したフィルムにおいて、
（１）超音波加工によって罫線加工を行うこと、および
（２）上記罫線加工によって形成された罫線加工部の変形深さが、非罫線加工部のフィルムの厚みに対して３０〜２００％であり、かつ、当該罫線加工部の強度（ＡＳＴＭ  Ｄ８８２−６７Ｔ、２０℃×６５％ＲＨの雰囲気下）が１０〜２０ｋｇ／ｍｍ2であることに特徴を有するものである。
【００１０】
この様に本発明では、上記ポリエステルフィルムを超音波振動により罫線加工を行うことに第１の特徴を有する。上述した様に、従来の罫線加工（例えば、加圧、加熱方式による罫線加工等）では、特にＯＥＳではその剛性のために、罫線加工部分の折り曲げ性や加工性が不充分であった。これに対して本発明の様に、超音波振動による罫線加工を施したポリエステルフィルムは、該罫線加工装置の先端刃と接触する部分のみが局所的に振動加熱されるため、ポリエチレンテレフタレートの溶融が容易である等の理由により、該罫線加工部分には、ＰＶＣ、Ａ−ＰＥＴ等の材料を用いた場合と同程度の優れた折り曲げ性および加工性を付与することができ、サックマシンによる組立て加工も良好である。
【００１１】
本発明に用いられる超音波加工装置は、超音波発振器による電気振動を振動子による機械振動に変換し、振動を増幅させるホーンを備えた装置であり、布、フィルム材等を連続的にシール処理、溶断処理、ソーイング処理する場合等に通常用いられるものである。上記電気振動の変換方法には電歪式（変換効率：約９０％）と磁歪式（変換効率：約５０％）があり、本発明ではいずれの方法をも選択し得るが、変換効率、装置のコンパクト性等の観点から言えば、電歪式を用いることが好ましい。
【００１２】
超音波加工装置を作動させるにあたって、その振動条件は以下の通りである。振動数は、好ましくは毎秒１万回〜６万回であり、より好ましくは１万５千回〜４万回である。毎秒１万回未満では振動エネルギーが不足し、罫線加工を施すことができない。一方、毎秒６万回を超えると振幅が不足し、増幅ホーンの大型化を招くため、実用的でない。
振動子による振幅は、上述した好ましい範囲の振動数に応じて、２〜２０μｍの範囲で適宜選択するとよい。
【００１３】
振動増幅用のブースターおよびホーンによる振幅の拡大倍率は、通常１〜１０倍であることが推奨される。１倍未満では振幅が不足し、一方、１０倍を超えると、ホーンの大型化を招くため実用的でない。ホーン先端部における振幅は、実用上、最終的に１０〜１００μｍであることが推奨される。
【００１４】
上記超音波加工によって罫線を形成するためには、ホーンの先端形状と、フィルムを挟んだ受治具の形状が特に重要である。ホーンの先端と受治具面の形状の組み合わせは、一方が凸状で、一方が平坦または凹状である組み合わせが推奨される。通常は、ホーンの先端側を凸状にし、受治具側を平坦または凹状にして用いられるが、勿論この逆であっても構わない。
凸状および凹状の寸法は、フィルムの罫線深さや罫線幅に応じて適宜選択することができる。
【００１５】
上記凸状先端部は、角を滑らかに落とした形状であることが好ましい。角を落とす方法としては特に限定されず、またその程度は通常の面取り程度でよい。角度が９０度以下のエッジが存在すると、罫線部の切れ、ひび割れ、罫線両端部へのバリ立ちが過大に生じてしまい、実用的でない。
【００１６】
凹状先端と平坦状先端の形状は、フィルムへの罫線の深さに応じて適宜選択することができる。罫線の深さがフィルム厚みの６０％未満の場合には、平坦状先端でも構わないが、６０％以上の場合には凹状先端が好ましい。凹状先端とすることによって、フィルムの切断を防ぎながら、罫線加工を深く施すことができる。
上記超音波加工は、その原理から言えば点加工が好ましいが、打ち抜き同時罫線入れ等に示される複数線による面加工を排除するものではない。
【００１７】
本発明の第２の特徴は、上記超音波加工によって形成された罫線加工部の変形深さが、非罫線加工部のフィルムの厚みに対して３０〜２００％であることである。
上記罫線加工部のフィルムの変形深さが３０％未満では、罫線部の折り曲げ性が劣り、サックマシン機で折り箱を形成することは事実上困難となる。一方、変形深さが２００％を超えると、罫線部方向への寸法変化が大きくなり、同時に複数本の罫線加工を行うことが困難となること、および罫線加工部分のフィルムの厚みが不足するため、折り箱の強度不足を招く等の問題がある。
【００１８】
ここで、罫線加工部分におけるフィルムの厚みは、元の厚みに対して２０〜９０％であることが好ましく、４０〜８０％に維持することがより好ましい。元の厚みに対して２０％未満では強度が不足し、一方９０％を超えると加工が事実上困難である。
【００１９】
上述した従来の罫線加工方法によっても上記範囲の罫線加工部の変性深さは得られるが、その場合には、該罫線加工部のフィルム引き込みが大きく、フィルム幅が減少してしまう、平面性が悪化する等の問題が起こる。これに対して、本発明の場合にはこの様な問題を招くことなく、罫線加工部の変形深さを上記範囲内とすることができるので、この観点からも非常に優れた方法と言えるのである。
【００２０】
次に、本発明に用いられる材料について説明する。
本発明に用いられるポリエステルフィルムとは、ポリエチレンテレフタレートを主たる構成成分とするものであり、具体的には、エチレンテレフタレート単位を９０モル％以上含有するものである。その様な例としては、例えばポリエチレンテレフタレートのみを単独に含有するものであってもよいし、また、単一の共重合レジンを用いたものでも、２種以上の共重合物もしくはホモポリエステルの混合物を用いることも可能である。この様なフィルムは、上述した様に元々優れた耐熱性および機械的強度を有しているものである。
このうち、上記共重合物は、ジオール成分とジカルボン酸成分とから形成され得る。
【００２１】
上記ジオール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ポリアルキレングリコール、ペンタエリストール、ジエチレングリコール、ポリオキシアルキレングリコール等が挙げられる。
また、上記ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられる。
【００２２】
好ましくは、ジオール成分がエチレングリコールで、ジカルボン酸成分がテレフタル酸およびイソフタル酸である共重合体が用いられ、より好ましくは、テレフタル酸／イソフタル酸の混合比が６０／４０〜９５／５モル％比である混合物を用いる。ジカルボン酸成分中におけるテレフタル酸のモル％比が９５％を超えると、共重合による改質効果が得られず、一方、６０％未満になると製膜工程での安定性、フィルムの取り扱い性等が低下する。
【００２３】
本発明のフィルムは、上記ポリエチレンテレフタレート層とポリエステル層（但し、ポリエチレンテレフタレートからなる層を除く）からなる積層物であってもよい。具体的には、ポリエチレンテレフタレート層と共重合ポリエステル層との積層物等が挙げられ、あるいは共重合ポリエステル層を中間層とし、該中間層の両側にポリエチレンテレフタレート層が積層された３層構造の積層物であっても良い。
本発明に用いられる上記積層フィルムの製造方法としては、特に限定されるものではなく、既知の多層共押し出し法、ドライラミネート法等が用いられる。
【００２４】
上記空洞を含有するフィルムは、ポリエステルに、該ポリエステルに非相溶の熱可塑性樹脂を混合した重合体混合物を少なくとも１軸に配向することによって得られる微細な空洞を含有するものであり、延伸ボイドにより作られることが好ましい。ここで上記ポリエステルとは、好ましくはポリエチレンテレフタレート単位を７０モル％以上、より好ましくは８０モル％以上、更に好ましくは９０モル％以上含有するものを指す。また、上記ポリエステルに非相溶の熱可塑性樹脂とは、例えばポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂等が挙げられるが、特にポリスチレン系樹脂；ポリメチルペンテン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂が好ましい。ここで空洞含有率は、ポリエステル層の最表面から３μｍまでの範囲に含まれる空洞含有率として８体積％以下であることが好ましく、一方、フィルム全体の平均空洞含有率として１０体積％以上で、且つ５０体積％以下であることが好ましい。
【００２５】
これらのフィルムには、必要に応じて他の粒子成分、顔料成分、抗酸化剤、紫外線吸収剤等を適宜添加・配合してもよく、その含有量は用途に応じて適宜選択される。
また、これらのフィルム表面には必要に応じて表面加工層、表面塗工層、表面蒸着層、他材料とのラミネート層を設けてもよい。
【００２６】
本発明のフィルムの厚みは５０〜５００μｍが好ましく、１００〜２５０μｍがより好ましい。上記フィルムの厚みが５０μｍより薄い場合には、剛性不足のため十分な折り曲げ性が得られにくい。一方、５００μｍより厚い場合には、フィルムの剛性が高くなり過ぎる結果、罫線部を折り曲げた際にフィルムの割れが生じる等の問題がある。
本発明によって得られる罫線は、フィルムの進行方向に対して連続的に形成されたものであることが好ましい。
【００２７】
以下実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発明の技術的範囲に包含される。
【００２８】
【実施例】
以下の実施例および比較例に用いた罫線加工方法および下記項目の測定法は次の通りである。
Ａ．罫線加工方法
（i ）超音波振動による罫線加工方法
使用機器：精電舎電子工業株式会社（ＳＯＮＯＰＥＴ １２００Ｂ型）
出力：１２００Ｗ，振動数：１９．１５ＫＨｚ
ホーンの押し圧：約２５ｋｇ，静止間隙：約１５０μｍ
ホーンの先端形状：０．３〜１．０ｍｍ厚カット刃
受け治具：Ｖ字溝付き（巾：０．７〜２ｍｍ，開き角：６０度）
加工速度：３ｍ／ｍｉｎ
（ii）電熱加熱刃による罫線加工方法
加熱温度：１６０℃
加熱刃に５ｋｇ荷重の圧力を加えて加工した。
加工速度：３ｍ／ｍｉｎ
加熱刃形状：上［４５度角回転刃］，下［６０度角溝付き刃］
【００２９】
Ｂ：測定項目
（１）罫線加工部分の変形深さの測定
カッター刃を用いて、フィルムの罫線加工部分を厚み：約１ｍｍにスライスする。次に、該スライス部分を横に倒した状態で光学顕微鏡で観察（倍率：５０〜４００倍）し、該形成部分の変形深さ量を読み取った。
【００３０】
（２）罫線加工部分の折り曲げ性の測定
フィルム罫線加工部分から両端に２０ｍｍ離れた部分を固定し、罫線を挟んで９０度の角度になるよう折り曲げて、該罫線加工部分の折り曲げ性を評価した。その判定基準は以下の通りである。
○：罫線加工部分にエッジが生じ、曲がり位置が安定する。
×：罫線加工部分にエッジが生じず、そのため罫線からずれた位置で折り曲が
る可能性がある。
【００３１】
（３）罫線加工部分の強度測定
罫線加工部分が中央に位置するよう採集した試料を用い、ＡＳＴＭＤ８８２〜６７Ｔの測定方法に準じて、２０℃×６５％ＲＨ下の雰囲気下で、該罫線加工部分の強度（ｋｇ／ｍｍ2 ）を測定した。
【００３２】
（４）罫線加工によるフィルムの幅収縮性の測定
フィルム中に予め設定しておいた２本の標線間に、罫線加工を施すことによって５本の罫線を入れ、罫線加工によるフィルムの幅収縮性を目視で観察して、下記の基準により評価した。
○：フィルムの幅方向の寸法変化なし。
×：フィルムの幅方向への収縮（縮み）が見られる。
【００３３】
（５）罫線部の外観性（美観性）
罫線部の外観を目視で観察し、フィルムを折り曲げた際にその表面にクラック等のひび割れが生じるかを調べた。
○：クラックの発生がなく、外観的に優れている。
×：クラックの発生があり、美的外観性に劣る。
【００３４】
実施例１
ポリエチレンテレフタレート二軸延伸フィルム［東洋紡製Ｅ５００１（厚み：２５０μｍ）］を用い、超音波振動による罫線加工を施した後、上記（１）〜（５）の各項目を測定した。得られた結果を表１に示すと共に、図１にその罫線加工部分の断面図を示す。
【００３５】
【表１】
0003684596.tif 000002
【００３６】
本実施例で得られた罫線部の変形深さは約１００μｍで、非罫線加工部のフィルムの厚みに対して４０％であった（本発明の範囲内）。従って、折り曲げ性も良好であり、フィルムの幅収縮性もなく、外観的にも優れていた。さらに、罫線部の強度も、単位断面積当りの値に換算すると非罫線部並の強度を有するものであった。
【００３７】
実施例２
延伸ボイド空隙含有ポリエステル系二軸延伸フィルム［東洋紡製クリスパーＧタイプ（厚み：２５０μｍ）］を用い、実施例１と同様にして罫線加工を施した後、各項目を測定した。得られた結果を表１に併記すると共に、図２にその罫線加工部分の断面図を示す。
【００３８】
表１から明らかな様に、本実施例で得られた罫線部の変形深さは約１３０μｍで、非罫線加工部のフィルムの厚みに対して５０％（本発明の範囲内）となり、実施例１よりも罫線加工部の折り曲げ性が更に良好であることが分かった。また受け治具側に約３０μｍのふくらみが生じたが、本実施例の様に空隙含有フィルムを用いた場合には、罫線側のみならず反対側への折り曲げ性も良好であり、非常に優れた折り曲げ性を有することが分かった。その他、フィルムの幅収縮性もなく、外観的にも優れていた。
【００３９】
実施例３
まず、実施例１で用いたフィルム（厚さ：２５μｍ）の片面に下記接着剤を厚み：４μｍに塗布しておいた。次に、実施例２で用いたフィルム（厚さ：１８８μｍ）を中間層とし、該フィルムの両面に、上記実施例１のフィルムを下記に記載のドライラミネート処理法で貼り合わせることにより、３層構造の積層フィルムを得た。
接着剤の組成
バイロン（東洋紡）                      ：１００部
コロネートＬ（日本ポリウレタン社）      ：    ５部
Ｕｃａｔ ＳＡ−１０２（サンアボット社）：    ０．１部
ドライラミネート処理法
加熱ロール（１４０℃）
圧力：約２０ｋｇ／ｃｍ2
速度：４ｍ／ｍｉｎ
【００４０】
この積層フィルムを実施例１と同様に罫線加工し、上記項目を測定した。得られた結果を表１に併記すると共に、図３にその罫線加工部分の断面図を示す。
表１から明らかな様に、得られた罫線部の変形深さは約１００μｍで、非罫線加工部のフィルムの厚みに対して約４０％（本発明の範囲内）となり、折り曲げ性は良好であった。さらに、フィルムの幅収縮性もなく、外観的にも優れたものであった。
【００４１】
実施例４
実施例２で用いたフィルムを用い、実施例１と同様に罫線加工を施した後、上記項目を測定した。得られた結果を表１に併記する。
表１から明らかな様に、得られた罫線加工部の変形深さは約４００μｍで、非罫線加工部のフィルムの厚みに対して１６０％であり（本発明の範囲内）、折り曲げ性は良好であった。さらに、フィルムの幅収縮性もなく、外観的にも優れたものであった。
【００４２】
比較例１
電熱加熱刃による罫線加工を施したこと以外は実施例１と同様に罫線加工した後、上記項目を測定した。得られた結果を表１に併記すると共に、図４にその罫線加工部分の断面図を示す。
【００４３】
表１から明らかな様に、得られた罫線部の変形深さは約５０μｍであり、非罫線加工部のフィルムの厚みに対して２０％であった（本発明の範囲外）。そのため、罫線加工部の折り曲げ性が悪く、罫線通りに折り曲げることができなかった。変形深さの向上をねらって、加工圧力を高めたり、加熱温度を高めたりしたものの、逆にフィルム幅の減少や罫線部にクラック等のひび割れが生じ、安定した加工性を得ることはできなかった。
【００４４】
比較例２
実施例２で用いたフィルムを用い、比較例１と同様に罫線加工を施した後、上記項目を測定した。得られた結果を表１に併記すると共に、図５にその罫線加工部分の断面図を示す。
【００４５】
表１から明らかな様に、得られた罫線加工部の変形深さは約３００μｍで、非罫線加工部のフィルムの厚みに対して１２０％であり（本発明の範囲内）、外観は裏側に２００μｍ盛り上がる形状となった。この様に罫線加工部の折り曲げ性は良好であったが、罫線部へのフィルム引き込みが大きく、フィルムが幅方向に収縮してフィルム幅が減少した。フィルム幅を固定した形でさらに罫線加工を施すと、罫線加工部の変形深さは約５０μｍとなり［非罫線加工部のフィルムの厚みに対して２０％（本発明の範囲外）］、罫線部の折り曲げ性は悪くなった。
【００４６】
比較例３
実施例１で用いたフィルムを用い、実施例１と同様に罫線加工を施した後、上記項目を測定した。得られた結果を表１に併記する。
表１から明らかな様に、得られた罫線加工部の変形深さは約５０μｍで、非罫線加工部のフィルムの厚みに対して２０％（本発明の範囲外）であったため、折り曲げ性が悪く、罫線通りに折り曲げることができなかった。
【００４７】
比較例４
実施例１で用いたフィルムを用い、比較例１と同様に罫線加工を施した後、上記項目を測定した。得られた結果を表１に併記する。
表１から明らかな様に、得られた罫線加工部の変形深さは約７５μｍで、非罫線加工部のフィルムの厚みに対して３０％（本発明の範囲内）であり、折り曲げ性は良好であったものの、フィルムの幅収縮性が悪かった。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の罫線加工されたポリエステルフィルムは上記の様に構成されているので、従来罫線加工が充分に得られず、特にサックマシンによる組立て加工が困難であったポリエチレンテレフタレート二軸延伸フィルム等のポリエステルフィルムに対して、罫線加工部での強度を保持したまま、優れた折り曲げ性を付与することができる。
【００４９】
従って本発明のフィルムを用いれば、機械加工が可能なため製造コストを削減することができると共に、ポリエステルフィルムの特性を生かした新たなパッケージ用途への展開をも図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のポリエステルフィルムにおける罫線加工部分の断面図を示す。
【図２】実施例２のポリエステルフィルムにおける罫線加工部分の断面図を示す。
【図３】実施例３のポリエステルフィルムにおける罫線加工部分の断面図を示す。
【図４】比較例１のポリエステルフィルムにおける罫線加工部分の断面図を示す。
【図５】比較例２のポリエステルフィルムにおける罫線加工部分の断面図を示す。
【図１】
0003684596.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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