JPH03121825A - 低温ヒートシール性ポリエステルフィルムの製造方法 - 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、低温ヒートシール性に優れたポリエステルフ
ィルムを経済的に有利に製造する方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル
フィルムは機械的、熱的性質が優れており、しかも成形
が比較的容易であるため、代表的なプラスチックフィル
ムとして工業用途、包装用途で広く使われている。また
、基材ポリエステルフィルムの表面に特殊な機能を持つ
樹脂を積層したフィルムも基材ポリエステルフィルムの
特質を生かした応用例として従来から広く使われている
。

特に、基材ポリエステルフィルムの表面にヒートシール
性樹脂を積層したフィルムはポリエチレンなどのシーラ
ントフィルムを後工程でラミネー１−することなしに包
装材料として完成するため、特にこれをポリエステルフ
ィルム製造工程インラインで製造する方法は低コストの
包装資材製造法として今や注目されるところとなりつつ
ある。ポリエステルフィルム製造工程インラインでポリ
エステルフィルムの表面にヒートシール性の低融点樹脂
層を積層するための代表的な方法は低融点樹脂の水性分
散液を基材ポリエステルフィルムの表面にコートする方
法、または低融点樹脂と基材となるポリエステル樹脂を
多層共押出する方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、低融点樹脂の水性分散液を基材ポリエステルフ
ィルムの表面にコートする方法の場合には、低融点樹脂
の水性分散液をコートした後、水分を乾燥する必要があ
るが、コート層の厚みが大きいと、乾燥に必要な時間が
長くなるため、厚みを薄くするか、またはライン速度を
下げる必要がある。また、コート層の厚みが薄いと、一
般的にはヒートシール強度が弱くなるため、この方法で
はヒートシール強力の優れたフィルムを高速度、すなわ
ち経済的に優れた方法で製造することは難しい。

次に、低融点樹脂層と基材となるポリエステル樹脂層と
を多層共押出する場合には、低融点樹脂として、ポリオ
レフィンなどの異種ポリマーと低融点ポリエステルコポ
リマーの二通りの選択がある。前者の異種ポリマーを使
用する場合には、別に両者を接着するための接着性樹脂
が要ること、屑フィルムの回収再利用が難しいことなど
の理由で経済的にこれを生産することは難しい。また、
後者のポリエステルコポリマーを使用する場合の問題は
原料ペレットの乾燥と低融点コポリマーの押出技術の困
難さである。融点１５０℃以下のポリエステルコポリマ
ーは容易には結晶化せず、また高温化ではペレットがブ
ロッキングじやすいため、低温乾燥機などで長時間の乾
燥を行うことが必要となり、経済性を阻害する。また、
低融点ポリエステルコポリマーは経済的に妥当な重合方
法で製造する場合、一般的に低粘度であり、この低融点
と低粘度という二つの性質は一般の押出機による溶融成
形を難しいものにする。

次に、ポリエステルフィルムは２軸延伸されることによ
り、樹脂の持つ優れた性質が現れるため、はとんどのポ
リエステルフィルムは２軸延伸フイルムと言える。

ポリエステルフィルムの２軸延伸は一般的には２軸延伸
法、すなわちタテ方向の延伸を熱ロール群よりなるタテ
延伸機で行い、ヨコ方向の延伸をクリップでフィルムの
両端を把持し巾を広げるヨコ延伸機で行う方法が採用さ
れる。低温ヒートシール性樹脂層が表面に積層されたフ
ィルムはタテ延伸機の熱ロールに粘着しやすいため、ヒ
ートシール性樹脂の融点を制限するか、基材フィルムだ
けを最初にタテ延伸し、その後、タテ延伸後のフィルム
にコーティング法で低温ヒートシール性樹脂を積層し、
この積層フィルムをヨコ延伸することが必要になる。し
かしながら、タテ延伸機の熱ロールに粘着しない程度に
融点の高いコポリエステルを選ぶと、ヒートシール性能
が低下するし、また、タテ延伸後の高速度で走行するフ
ィルムにコーティングする方法はコーティング技術、乾
燥技術に高度なものが必要とされ、また、設備も複雑、
大型化し経済的な方法とは言い難くなる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはスクリュー形状の適切な２軸押比機がポリ
エステル樹脂の溶融押出に驚くべき効果を持つこと、す
なわち、ポリエステル樹脂の溶融押出に際して、一般的
に不可欠である樹脂の乾燥を行うことなしに押出成形が
可能となることを知った。ポリエステル樹脂は加水分解
しやすいため、通常は押出前において水分等を５０ｐＰ
ｍ以下程度にまで下げておかないと溶融時に粘度低下す
ることが知られている。しかしながら、適切なスクリュ
ー形状と真空ベント方式を備えた２軸押比機で樹脂を急
速に溶融させて、溶融後すぐ脱気すれば、たとえばポリ
エステルの平衡水分率である０、４％程度の水分を含ん
だペレットを投入しても粘度変化はほとんど生じないこ
と、また、未結晶状態では通常は僅かな温度でブロッキ
ングするため押出機の喰い込み性に問題のあるペレット
が適切なスクリュー形状の２軸押比機の場合はブロッキ
ングすることなしに安定して喰い込み可能であることを
知った。

本発明者らはこの知見を利用することにより、低温ヒー
トシール性ポリエステルフィルムを経済的に優れた方法
で製造できることを知り、本発明に到達した。すなわち
、融点が２３０℃以上の高融点ポリエステル層と核層の
少なくとも片面に施さレタ融点カ１５０℃以ドの低融点
ポリエステル層とからなる低温ヒートシール性ポリエス
テルフィルムを製造する方法において、未結晶、未乾燥
状態の低融点ポリエステル樹脂のベレットを真空ベント
装置を備えた２軸押出機に直接投入して溶融と脱水を同
時に行った後、多層押出ダイに導き、ダイ内で高融点ポ
リエステル層と積層して共押出することを特徴とする低
温ヒートシール性ポリエステルフィルムの製造方法であ
る。

２軸押出機のスクリュー形状は低融点ポリエステル樹脂
の性質に応じて最適なものを選ぶ必要があるが、最も代
表的な組み合わせはスクリューの上流からＦ流にむかっ
てフィード量を制限するためのスクリュ一部、例えばリ
ードの小さいスクリュー、急速に樹脂を溶融するための
ニーディングディスク、真空ベント部の直前に設けられ
たブレーキ装置、例えば逆ネジスクリュー、逆ネシニデ
ィングディスク、シールリングなど、好ましくは１ＯＴ
ｏｒｒ以ドの真空状態を実現できる真空ベン１−装置、
送り用スクリュ一部よりなる構成である。

また、真空ベント装置を２段に設けることにより脱水、
脱気をさらに完全に行うことも好適である。

２軸押出機のペレット投入をスクリューフィーダー、ロ
ータリーバルブなどの計量装置を介して行い、２軸押出
機の後にギヤーポンプなどの溶融物計量装置を設けるこ
とにより、フィルムの厚み精度を向上させることも本発
明の目的からは好ましい方法である。

基材フィルムを構成する高融点ポリエステル樹脂は通常
の高速吐出型押出機、たとえば単軸押出機、タンデム型
押出機などに乾燥ペレントを投入して溶融押出する。

溶融状態の高融点ポリエステル樹脂と低融点ポリエステ
ル樹脂はマルチマニホールド型またはフィートフロック
型多層ダイに導かれポリエステル樹脂の片面または両面
にポリエステル樹脂が積層される。高融点樹脂と低融点
樹脂の厚み比率はｌ／１−１０／１の範囲が一般的であ
る。

多層ダイより押出されたフィルムは冷却ロール上で固化
された後、テンター式同時２軸延伸機でタテ方向、ヨコ
方向に同時に延伸される。

テンター式同時２軸延伸機とは未延伸状態のフィルムの
両端部をオーブン内を走行するクリップで把持し、延伸
ゾーンにおいてクリップピッチをタテ方向に拡大するこ
とによりタテ方向に、相対するクリンプ間距離を拡げる
ことによりヨコ方向に同時に延伸し、延伸後において、
クリップで両端を把持したままフィルムを加熱保持して
熱セットするゾーンと冷却のためのゾーンが設けられた
装置である。

延伸ゾーンにおいてタテ方向とヨコ方向の延伸速度比は
０．５〜２．０の範囲が適当であり、最終的な延伸倍率
はタテ方向、ヨコ方向とも３．０〜４．５倍が好ましい
。

同時２軸延伸機においては、フィルムの加熱は熱風吹付
けによって行われるため、フィルム温度が低融点ポリエ
ステル樹脂の融点以上になっても、低融点フィルム層は
変形しない。共押出法で低融点樹脂を積層したフィルム
は熱ロールとの接触が不必要なテンター式同時２軸延伸
で延伸することにより、低融点樹脂に関する制約、例え
ば融点、基材フィルムとの融点などが少なくなり、品質
目標に応じて自由に樹脂を選ぶことが可能になる。

本発明方法の融点が２３０℃以上の高融点ポリエステル
樹脂としてはポリエチレンテレフタレートが代表的であ
る。融点が１５０℃以下の低融点ポリエステル樹脂とは
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸以外の成分、例え
ば、イソフタル酸、セバシン酸、アジピン酸などの共重
合成分を含むもの、あるいは、ジオール成分としてエチ
レングリコール以外の成分、例えば、ネオペンチルグリ
コール、ジエチレングリコール、ヘキサンジオールなど
を共重合成分として含むものであり、ＤＳＣで測定した
融点が１５０℃以下のものがある。汎用のシール装置で
実用的な強度を得るには融点は１５０℃以００ 下とする必要がある。

なお、必要に応じて、ポリエステル樹脂に滑剤、帯電防
止剤などを添加することもできる。

〔作用〕

融点が１５０℃以下の低融点ポリエステル樹脂を基材ポ
リエステル層の片面または両面に積層したフィルムは同
じポリエステル樹脂同士の積層であるため接着層なしに
延伸しても剥離しない界面が容易にできること、積層フ
ィルムの光学的性質もコントロールしやすいこと、屑フ
ィルムの再生利用も比較的容易に行えることなどの利点
があり、しかも、ポリエステル系コポリマーは共重合成
分の種類と量を広い範囲で選択することが可能であり、
目的に応した製品設計が容易である。しかしながら、こ
れらの低融点コポリマーの成形は従来においては簡単で
はなかった。その大きな理由はペレントの乾燥である結
晶化しにくいためと低融点のため、乾燥温度を高くする
ことができず、乾燥速度の遅い低温条件での乾燥が必要
となり、乾燥コストが極めて大きくなり、経済的に有利
な方法で低融点コポリマーを押出成形することは極めて
困難であった。

本発明方法によれば乾燥工程が不要になり、その効果と
して低温ヒートシール性ポリエステルフィルムを経済的
に製造することが可能になる。

また、熱ロール等の表面と接触することなしに加熱、冷
却の可能なテンター式同時２軸延伸機を行うことにより
、共押出積層法と２軸延伸を結びつけることができ、簡
単な設備で２軸延伸された低温ヒートシール性ポリエス
テルフィルムの製造が可能になる。

〔実施例〕

６５陶φ単軸押出機、３０ｍｍφ同方向回転式２段ベン
ト付２軸押出機、ｒｌ］４００　ｍｍのフィードブロッ
ク式２層共押出ダイを基本構成要素とする２層押出装置
を使用し、単軸押出機には結晶化、乾燥済（水分率５０
ｐｐｍ）の高融点ポリエステルＡ、２軸押出機には未乾
燥（水分率０．３５％）の低融点ポリエステルＢを投入
して２層共押出フイルムを製造した。

ポリエステルＡ・・・ポリエチレンテレフタレート相対
粘度　１．３８ 融点　２５２℃ ポリエステルＢ・・・ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエチレンイソフタレート 共重合物（イソフタレート共 重合率４０モル％） 相対粘度　１．３３ 融点　１１０℃ 得られたフィルムをテンター式同時２軸延伸機で温度１
０５℃でタテ方向３．３倍、ヨコ方向３．５倍に同時２
軸延伸した後、温度２２５℃で５秒間熱処理した。得ら
れたフィルムはポリエステルＡ層の厚みが１２μ、ポリ
エステル８層の厚みが４μで、１６０℃でヒートシール
したところ、シール強力は６００ｇ／１５　ｔｒｔｎ巾
以上であった。

〔発明の効果］ 本発明によれば、同じポリエステル樹脂同士の積層によ
り延伸しても剥離しない界面が容易にでき、積層フィル
ムの光学的性質もコントロールし２ やすく、屑フィルムの再生利用も比較的容易に行えるこ
となどの利点を有するほか、ボリエ、ステル系コポリマ
ーは共重合成分の種類と量を広い範囲で選択することが
可能であり、目的に応した製品設計が容易であり、さら
に乾燥工程が不要であって、経済的に有利に低温ヒート
シール性ポリエステルフィルムの製造が可能になる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、融点が２３０℃以上の高融点ポリエステル層と
   該層の少なくとも片面に施された融点が１５０℃以下の
   低融点ポリエステル層とからなる低温ヒートシール性ポ
   リエステルフィルムを製造する方法において、未結晶、
   未乾燥状態の低融点ポリエステル樹脂のペレットを真空
   ベント装置を備えた２軸押出機に直接投入して溶融と脱
   水を同時に行った後、多層押出ダイに導き、ダイ内で高
   融点ポリエステル層と積層して共押出することを特徴と
   する低温ヒートシール性ポリエステルフィルムの製造方
   法。
2. （２）、前記第１項で得られた積層フィルムを面積延伸
   倍率６００％以上に同時２軸延伸することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の低温ヒートシール性ポリエ
   ステルフィルムの製造方法。