(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の表面が低結晶性ポリエステル（ただし、ＤＳＣで３００℃溶融状態から定速降温するに際し、２０℃／分以上の降温速度では実質的に結晶化発熱ピークが観測されないものを意味する）から構成され、当該低結晶性ポリエステルの融点よりも１０℃以上高いポリエステルから基材層が構成されてなる積層フィルムであり、前記表面を構成する表層が０．３μｍ以上の厚みを有し、当該表層中に平均粒径１．５〜４μｍの無定形シリカ粒子を含有し、前記表面の動摩擦係数が０．５以下であり、フィルム全体のヘーズが５％以下であることを特徴とする二軸配向積層ポリエステルフィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として包装分野において、シート状のもの、例えば各種ポリマーフィルム、プラスチックシート、金属箔、金属板、紙などに熱ラミネートして使用されるポリエステルフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステルフィルムは、その優れた機械的性質、寸法安定性、耐熱性などより幅広く工業的に使用されている。特に包装用途においては、主に構造体である基材層として他の素材を積層して使用されている。通常は、接着剤を用いて他素材とラミネートされるが、予めポリエステル基材層に熱接着性を有する共重合ポリエステルを積層しておき、接着剤を塗布する工程を省略することを可能としたフィルムの使用も増えてきている。例えば、特開平２−２５２５５７号公報などに開示されている積層ポリエステルフィルムなどがこれに該当する。
【０００３】
これらの積層フィルムでは、予めフィルム製造工程において基材層の融点よりも低く、熱接着層の融点よりも高い温度で熱処理を行うことで、基材層を熱固定すると同時に熱接着層を溶融非晶質化させるのが一般的であるが、非晶質化された熱接着層は滑りが著しく悪く、フィルムのハンドリングでトラブルを生じることが少なからずあった。
【０００４】
熱処理温度を熱接着層の融点以下とすることで、前述ハンドリングに関わるトラブルは解決できるものの、ラミネートに際して熱接着層を溶融させなければならないため、貼り合わせ温度が熱接着層融点以上でなければならない制約が生じるとともに、基材層の熱固定が不十分となり寸法安定性を損ねてしまうことから根本的な解決には至っていなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実状に鑑みなされたものであって、その解決課題は、透明性を損なうことなく、相反する特性であるヒートシール性と滑り性とを両立させたフィルムを提供することにある。
【０００６】
【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、特定のフィルム構成とすることで上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の要旨は、少なくとも一方の表面が低結晶性ポリエステル（ただし、ＤＳＣで３００℃溶融状態から定速降温するに際し、２０℃／分以上の降温速度では実質的に結晶化発熱ピークが観測されないものを意味する）から構成され、当該低結晶性ポリエステルの融点よりも１０℃以上高いポリエステルから基材層が構成されてなる積層フィルムであり、前記表面を構成する表層が０．３μｍ以上の厚みを有し、当該表層中に平均粒径１．５〜４μｍの無定形シリカ粒子を含有し、前記表面の動摩擦係数が０．５以下であり、フィルム全体のヘーズが５％以下であることを特徴とする二軸配向積層ポリエステルフィルムに存する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明でいうポリエステルとは、繰り返し単位がエステル結合でつながれたポリマーを指す。繰り返し単位内にエステル結合を有していてもよい。例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとが縮合された単位が繰り返されたものあってもよい。
【００１０】
多価カルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸や、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸、あるいはトリメリット酸やピロメリット酸などの３価以上の多価カルボン酸が挙げられる。多価アルコールの例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのジオールやグリセリンなどの３価以上の多価アルコールが挙げられる。
【００１１】
これらのほかにも、単独で繰り返し単位となりうるｐ―ヒドロキシ安息香酸などのオキシカルボン酸が縮合されていてもよい。
【００１２】
本発明にいう低結晶性ポリエステルとは、ＤＳＣで３００℃溶融状態から定速降温するに際して、２０℃／分以上の降温速度では実質的に結晶化発熱ピークが観測されないポリエステルをいう。
【００１３】
本発明の積層フィルムは、少なくとも一方の表面が低結晶性ポリエステルから構成されている。両面とも熱接着性が求められる用途では、低結晶性ポリエステルによって両表面を構成し、片面のみ熱接着性が求められる用途では、一方の面のみ低結晶性ポリエステルで構成する。
【００１４】
本発明の積層フィルムにおいて、構造体として機能する基材層は、表面層を形成する低結晶性ポリエステルの融点よりも１０℃以上、好ましくは２０℃以上高いポリエステルで構成する。かかる融点差が１０℃未満では、基材層において完分子配向や結晶化度の低下などが認められ、表面層においては、貼り合わせの際に障害となる。
【００１５】
本発明の積層フィルムの基材層は、構造体としての機能を有する２軸配向を付与されたポリエステル層であることが好ましく、その組成は特に限定されないが、相応の強度を付与するために、高結晶性の芳香族ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどを主体に構成することが推奨される。
【００１６】
本発明の積層フィルムのヘーズは５％以下、好ましくは４％以下である。包装用途においては、各種印刷が施されて使用されることが一般的であり、ヘーズが５％を超えると印刷が不鮮明となり好ましくない。
【００１７】
本発明の積層フィルムにおいて、低結晶性ポリエステルによって構成される表面の動摩擦係数は０．５０以下、好ましくは０．４０以下である。かかる動摩擦係数が０．５０を超えると、フィルムのハンドリングが低下し、巻き取りなどの作業において皺が発生する可能性が高くなり好ましくない。
【００１８】
低結晶性ポリエステルから構成される表面の動摩擦係数を０．５０以下とする方法としては、粒子を多量に含有させるものが挙げられる。なお、使用する粒子の平均粒径が１μｍに満たない場合、動摩擦係数の低減効果が少ないため、多量の粒子を使用しなければならなくなり、その結果、フィルムの透明性を損なう場合があるので、平均粒径１μｍ以上の粒子を使用することが推奨される。一方、平均粒径が４μｍを超える大粒子系の場合は、かかる大粒子を核として形成された大突起のために被着体と十分に密着させることができずシール強度が不十分となる場合があるので、平均粒径４μｍ以下の粒子を使用することが推奨される。
【００１９】
これら滑剤粒子の例としては、シリカ、チタニア、アルミナ、カオリン、炭酸カルシウム、架橋高分子等のように、ポリエステルフィルムの滑剤粒子として従来使用されてきたものを用いることができる。滑り性が比較的高く、透明性もあるということから、特に無定形のシリカが推奨される。
【００２０】
また、平均粒径を所定範囲内に制御したとしても、滑り性を十分に改良できるだけの粒子を含有させた低結晶性ポリエステルからなる表面層は、透明性低下の要因となるので、表面層を可能な限り薄く構成することが推奨されるが、少なくとも０．１μｍ程度の厚みがなければ、熱接着性・滑り性の点で特性を満足させることができないので、目安として低結晶性ポリエステルから構成される表面層の厚みは０．３〜３μｍくらいが適当である。
【００２１】
本発明の積層フィルムにおいて、低結晶性ポリエステルから構成される表面層、基材層、およびその他の層には、特性を損ねない範囲で各種用途に応じて滑剤粒子以外にも各種添加剤を配合することができる。例えば、帯電防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、耐磨耗剤、各色の染料・顔料などを配合してもよい。
【００２２】
本発明の積層フィルムは、常法によって得ることができる。例えば、各層を構成するポリエステルを別々の押出機で溶融し、Ｔダイより共押出したものをクーリングドラム上で急冷し非晶質シートとした後、ロール延伸機でＴｇを１０〜３０℃程度上回る温度で長手方向に延伸した後、さらにテンター延伸機でロール延伸温度よりも５〜２０℃程度高い温度で横方向に延伸し、引き続きテンター延伸機内で基材層の融点よりも低くかつ低結晶性ポリエステルからなる表面層の融点よりも高い温度で熱固定を施す。用途に応じて熱固定前後で弛緩を施して熱収縮率を調整することができる。またロール延伸の前後で種々のインラインコーティングを施してもよい。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の諸例において、「部」とあるのは重量部の意味である。
（１）結晶性
示差走査熱量計として、ティー・エイ・インスツルメント社製ＭＤＳＣ−２９２０を使用して以下の測定を行った。
【００２４】
すなわち、１０ｍｇの試料を３００℃の平衡状態とした後、２０℃／分の降温速度で降温測定を行った。出現した結晶化発熱ピークの面積より、単位質量当たりの結晶化エンタルピーを求め、該エンタルピーが０．５Ｊ／ｇ以下であるものを低結晶性とした。
（２）融点
示差走査熱量計として、ティー・エイ・インスツルメント社製ＭＤＳＣ−２９２０を使用して以下の測定を行った。
【００２５】
すなわち、１０ｍｇの試料を十分に予備結晶化した後、０℃で平衡状態とし、そこからさらに２０℃／分の昇温速度で昇温測定を行った。結晶融解吸熱ピークのピーク温度を融点（℃）とした。
（３）動摩擦係数
平滑なガラス板上に、幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍに切り出したフィルムを低結晶性ポリエステルから構成された表面同士を合わせて２枚重ね、その上にゴム板を載せ、さらにその上に１４０ｇのおもりを載せて、２０ｍｍ／分でフィルム同士を滑らせて摩擦力を測定した。５ｍｍ滑らせた時点での摩擦力を荷重で除した値を動摩擦係数とした。
（４）ヘーズ
ＪＩＳ  Ｋ６７１４に準じ、日本電色工業製分球式濁度計ＮＤＨ−２０Ｄによりフィルムのヘーズ（曇価；％）を測定した。
（５）シール強度
ＪＩＳ  Ｚ１７０７に準拠してシール強度（ヒートシール強さ；Ｎ／１５ｍｍ）を測定した。なお、ヒートシール条件は低結晶性ポリエステルから構成される表面同士を合わせて、１５０℃１０秒間１００ＭＰａとした。
（ポリエステルの製造）
ポリエステルＡ
テレフタル酸ジメチル１００部、エチレングリコール６０部を仕込み、窒素置換を行った後、チタニウムテトラブトキシドをチタン金属元素量として２２５モル加え窒素雰囲気下で２４０℃まで２時間かけて昇温し、さらに２４０℃で１時間保持してエステル交換を行った後、リン酸エチルとリン酸ジエチルの等モル混合物をリン元素量として４４０モル加え、その後続いて、酢酸コバルト四水和物をコバルト金属元素量として３７０モル、二酸化ゲルマニウムをゲルマニウム金属元素量として３００モル、平均粒径１．５μｍの無定形シリカ粒子を含有したエチレングリコールスラリーを適当量加えた。
【００２６】
その後、系を１時間２５分で１ｍｍＨｇまで減圧し、減圧開始後２０分から昇温も開始し、最終的に２７０℃として重合反応を実施した。減圧開始後３時間１６分で重合を終了した。生成したポリエステルはストランドとして抜き出し、ペレット化して回収しポリエステルＡとした。ポリエステルＡの固有粘度は０．７１ｄｌ／ｇ、シリカ含有濃度は０．５部であった。
【００２７】
ポリエステルＢ
無定形シリカを添加しなかったほかは、ポリエステルＡと同様にしてポリエステルＢを得た。ポリエステルＢの固有粘度は０．７０ｄｌ／ｇであった。
【００２８】
ポリエステルＣ
テレフタル酸１００部に代えて、テレフタル酸７８部、イソフタル酸２２部としたほかはポリエステルＡと同様にしてポリエステルＣを得た。ポリエステルＣの固有粘度は０．７１ｄｌ／ｇ、シリカ含有濃度は０．５部であった。
【００２９】
ポリエステルＤ
無定形シリカを添加しなかったほかは、ポリエステルＣと同様にしてポリエステルＤを得た。ポリエステルＤの固有粘度は０．７０ｄｌ／ｇであった。
【００３０】
実施例１
ポリエステルＢとポリエステルＣを別々の押出機で溶融し、吐出量比を５：１として、Ｂ／Ｃの層序となるようにＴダイ内で融液を合流させ共押出した。押出後、直ちにクーリングドラム上でガラス転移温度未満に急冷し、実質的に非晶質シートを得た。得られた非晶質シートをロール延伸機にて８５℃で長手方向に３．８倍延伸を施し、さらにテンター延伸機にて１００℃で横方向に４．０倍延伸を施し、引き続きテンター延伸機内で定幅にて２４０℃の熱固定を施した後、１６０℃まで冷却しながら幅方向に５％に弛緩を施したものを室温まで冷却し製品とした。得られた積層フィルムの厚みは１２μｍであった。
【００３１】
実施例２
層序がＢ／Ｃではなく、Ｃ／Ｂ／Ｃとなるように融液を合流させたほかは実施例１と同様にして厚み１２μｍの積層フィルムを得た。
【００３２】
実施例３
ポリエステルＢに代えて、ポリエステルＡとポリエステルＢとを１：５の重量比でブレンドした混合ポリエステルＩを使用したほかは実施例１と同様にして厚み１２μｍの積層フィルムを得た。
【００３３】
比較例１
ポリエステルＢに代えて、ポリエステルＡとポリエステルＤとを２：９の重量比でブレンドした混合ポリエステルIIを使用し、さらに熱固定温度を２００℃としたほかは実施例１と同様にして厚み１２μｍの積層フィルムを得た。得られたフィルムはシール強度の劣ったものであった。
【００３４】
比較例２
ポリエステルＣに代えてポリエステルＤを使用したほかは実施例３と同様にして厚み１２μｍの積層フィルムを得た。得られたフィルムは滑り性が悪く、加工する際にしわが発生し、ハンドリング性の劣ったフィルムであった。
【００３５】
比較例３
ポリエステルＡとポリエステルＢとのブレンド重量比を１：１としたほかは実施例３と同様にして厚み１２μｍの積層フィルムを得た。得られたフィルムに印刷を施したところ不鮮明であり、実用的ではなかった。
【００３６】
以上、得られた結果をまとめて下記表１に示す。
【００３７】
【表１】
0004484306.tif 000002
【００３８】
【発明の効果】
本発明の積層ポリエステルフィルムは、透明性を損なわうことなく、相反する特性であるヒートシール性と滑り性とを両立させたものであり、例えば包装用フィルムとして好適であり、その工業的価値は非常に高い。