JPH0764019B2 - 多層延伸フイルムの製造方法 - Google Patents

多層延伸フイルムの製造方法

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JPH0764019B2
JPH0764019B2 JP10824387A JP10824387A JPH0764019B2 JP H0764019 B2 JPH0764019 B2 JP H0764019B2 JP 10824387 A JP10824387 A JP 10824387A JP 10824387 A JP10824387 A JP 10824387A JP H0764019 B2 JPH0764019 B2 JP H0764019B2
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Description

【発明の詳細な説明】 A 産業上の利用分野 本発明は、ポリエステル及びエチレン−ビニルアルコー
ル共重合体(以下EVOHと記す)の共押出共延伸による多
層延伸フイルムの製造方法に関するものであり、得られ
た延伸フイルムは、透明性、酸素バリヤー性、強度など
に優れることから、各種の食品、たとえば漬物、プリ
ン、味噌、スナツク類、ビスケツト、油菓子、かつお
節、もち、炭酸飲料、酒類等の包装用に主として用いら
れる。
B 従来の技術 ポリエステルフイルムは、ヤング率、引張強度、耐熱
性、透明性等の物理的性質に優れ、これらの特徴をいか
して、各種包装用途に用いられている。EVOHは、酸素、
二酸化炭素、ヘリウム等のガスバリヤー性及び各種臭い
に対する保香性に優れ、広く食品包装用材料として用い
られている。この両者の特性をいかしたポリエステル、
接着性樹脂、EVOHの構成よりなる二軸延伸フイルムは、
力学的強度、ガスバリヤー性、透明性、耐熱性に優れた
食品包装用材料になりうる条件を有する。
ポリエステルは一般に無定形に近い延伸用原反を容易に
得ることが出来、従つて延伸操作を加えることにより、
延伸後の厚み斑の極めて少ない高品質のフイルムが得ら
れる。一方EVOHは高結晶体であり、延伸前原反も結晶化
しており、このため延伸後は、厚み斑の大きなフイルム
となる傾向が強い。この均一延伸が困難なEVOHを含んだ
積層物を二軸延伸方法として、ポリエステル等の延伸可
能な熱可塑性フイルムとラミネートして、共延伸する方
法がすでに提案されている。例えば特開昭51−6276号等
がこれにあたる。こうしてドライラミネート法又は押出
ラミネート法を用いた場合は、ラミネーシヨン時の加熱
により、EVOHの結晶化が進み、従つて積層物の延伸性が
悪化したり、積層工程の複雑化によるコストアツプ等の
問題がある。そこでこれらの問題点を解決するために、
EVOHをバリヤー層として含む積層物の製法として、近年
共押出法が多く採用されてきているのが実情である。
EVOHとポリエステルとを共押出共延伸する場合、EVOHの
延伸性の悪さはポリエステルの良好な延伸性によつて多
少カバーされるとはいえ、満足すべき延伸フイルムを得
ることはできない。
C 本発明が解決しようとする問題点 本発明は、ポリエステルとEVOHを共押出共延伸する場合
の、延伸時の破れや、延伸後の厚さ斑の発生を防止せん
とするものである。
D 問題点を解決するための手段 本発明は、ポリエステル層/接着性樹脂層/EVOH層/接
着性樹脂層/ポリエステル層の少なくとも5層の構成を
有し、かつ下記(I)および(II)式を満足する原反
を、二軸延伸することを特徴とする多層延伸フイルムの
製造方法。
D≦10-2logX+(1.3−3.85×10-3E) ……(I) 0.2≦X≦5 ……(II) E 発明のより詳細な説明 本発明者等は、ポリエステル層/接着性樹脂層/EVOH層
/接着性樹脂層/ポリエステル層の少なくとも5層の構
成フイルムの二軸延伸方法について種々検討した結果、
特定の原反が二軸延伸性に優れていることを見出し、更
にその原因を鋭意究明したところ、原反中のEVOHの密度
D(g/cm2・20℃)とEVOHのエチレン含有量E(モル
%)、及び原反中のポリエステル層とEVOH層の厚み比X が上記式(I)および(II)を満足する時に良好な結果
が得られることを数多くの実験から見出し本発明に至つ
た。
この理由は明らかではないが、EVOHの密度は低いほど結
晶化度も低く、分子も相互に滑り易いために伸び易くな
ること、さらにポリエステル層/EVOH層の厚み比は延伸
性に優れたポリエステルの比率が大きい方が延伸し易く
なること、さらにまたEVOHのエチレン含有量が大きいほ
ど結晶化度とは関係なくEVOHの密度が、低下すること、
などによるものと推定される。
(I)式を満足しない場合は、後述する比較例1、2、
4などからも明らかなように良好な延伸フイルムを得る
ことはむづかしい。
また(I)式を満足させるためにはX、Eのコントロー
ルのほかに共押出し後の冷却条件も重要である。共押出
し後の未延伸原反の厚さに応じて、ダイ吐出口より冷却
引取ロールに接触する迄の間隔、冷却ロール表面温度の
設定が重要で、たとえばダイ吐出後2秒以内、とくに1
秒以内で引取冷却ロール温度を60℃未満、とくに55℃以
下、最適には50℃以下とすることにより(I)式を満足
させることができる。
通常ポリエステル単独フイルムの場合では、引取冷却ロ
ール温度60〜70℃が適用されている。
次に本発明においては(II)式を満足することも重要
で、Xが0.2未満では延伸時、斑が生じ易くなり、また
Xが5を越えるとガスバリヤー性を高水準に維持しよう
とすると全厚さを大きくしなければならず経済的でな
い。好適な範囲は1≦X≦3である。
また本発明ではEVOHが表面にない層構成とすることが重
要である。EVOH層/接着性樹脂層/ポリエステル層のよ
うにEVOHが表面にある構成にすると、EVOH層の表面にク
レーターのような膜面荒れが生じたり、製品がカールし
たり、さらにまた熱処理の温度がEVOHの融点以上である
ため、テンターグリツプへの粘着などの問題が生じる。
本発明のようにEVOH層を完全にポリエステル層で被覆す
ることにより、これらの問題点を解決することができ
る。
さらに本発明においてはこの5層構成に、さらに必要に
応じ、他の層を内外層、場合によつては中間層に付加
(共押出し、押出しラミ、ドライラミなどにより)する
ことは自由である。
本発明に用いられるEVOHとしては、エチレンと酢酸ビニ
ルとの共重合体をけん化して得られた共重合体を主とし
て意味する。ガスバリヤー生、熱安定生、共延伸適性の
見地から、エチレン含有量は20乃至60モル%、好ましく
は25乃至45モル%である。またガスバリヤー性の見地か
ら酢酸ビニル成分のけん化度は95%以上、好ましくは98
%以上である。さらに、特に延伸性改良のため、エチレ
ン、ビニルアルコール単位以外の第3成分を、バリヤー
性、成形性に著しい影響を及ぼさない範囲で含ませるこ
とが出来る。また透明性、ガスバリヤー性を損わない範
囲で組成の異なるEVOHを2種以上混合使用することもで
きる。
本発明に用いられるポリエステル樹脂は、二軸延伸可能
な飽和ポリエステルであればよく、通常のフイルム成形
用単独重合物、共重合物、重合体混合物等のポリエステ
ルを含む。最も適当なのはポリエチレンテレフタレート
(PET)である。ここでPETとはエチレングリコールとテ
レフタル酸を主体としたもので、酸成分の80モル%以
上、好ましくは90モル%以上がテレフタル酸であり、グ
リコール成分の80モル%以上、好ましくは90モル%以上
がエチレングリコールであるポリエステル樹脂であり、
他の酸成分としてはフタル酸、ナフタレン1,4−または
2,6−ジカルボン酸、ジフエニルエーテル4,4′−ジカル
ボン酸、ジフエニルジカルボン酸およびジフエノキシエ
タンジカルボン酸のごとき芳香族ジカルボン酸類、アジ
ピン酸、セバチン酸、アゼライン酸およびデカン1,10−
ジカルボン酸のごとき脂肪酸ジカルボン酸類、シクロヘ
キサンジカルボン酸のごとき脂環族ジカルボン酸類を例
示できる。これらは単独あるいは2種以上混合して酸成
分の20モル%未満の範囲でテレフタル酸に混合して使用
することができる。
他のグリコール成分としては、プロピレングリコール、
トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、
ジエチレングリコール、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、ヘキサメチレングリコール、ドデカメチレングリコ
ールおよびネオペンチールグリコールのごとき脂肪族グ
リコール類、シクロヘキサンジメタノールのごとき脂環
族グリコール類、2,2−ビス(4′−β−ヒドロキシエ
トキシフエニル)プロパン、その他の芳香族ジオール類
を例示できる。これらのグリコールは、グリコール成分
内の20モル%未満の量で含有させることができる。
本発明に使用されるポリエステル樹脂は、トリメチロー
ルプロパン、ペンタエリスリトール、トリメリツト酸、
トリメシン酸のごとき多官能基成分を5モル%、好まし
くは3モル%未満共重合させてもよい。また着色剤、酸
化防止剤、紫外線防止剤、帯電防止剤、抗菌剤、滑剤等
の添加剤を必要に応じて適量含有することができる。
本発明において使用するポリエステルの固有粘度は、機
械的性質の点から、フエノール/テトラクロルエタンの
重量比が50/50の混合溶媒中(30℃)における値で0.55d
l/g〜0.9dl/gを有することが望ましい。粘度がより大き
くなつても機械的物性には特に利点は見い出せないた
め、フイルム物性の点からは粘度を高くする必要はな
い。しかしながら成形の方法によつては、ダイからの樹
脂の吐出方向がより水平に近くなつてくる、さらには引
取速度が遅い等の条件からもたらされる制約によつて、
粘度が大きい(〔η〕として0.8〜0.9dl/g)ポリエステ
ルが好ましい場合もある。
接着性樹脂は、ポリエステル及びEVOHの両者に対し、共
押出時に接着し、かつEVOHの延伸のしにくさを、ポリエ
ステルでカバーするために、延伸応力が伝達されるだけ
の接着力があり、さらに延伸・熱処理後の積層フイルム
が実際に使用される時に問題を生じないだけの接着力を
有する必要がある。これらの例としては、たとえばカル
ボキシル基変性ポリオレフイン、カルボキシル基変性エ
チレン−アクリル酸エチル共重合体、カルボキシル基変
性エチレン−酢酸ビニル共重合体、変性スチレン−ブタ
ジエン共重合体ラテツクス、ポリアクリレート、ポリウ
レタン、さらには特開昭59−115327号に記載のアルミニ
ウム元素およびモノカルボン酸の結合したポリエステル
を用いることができる。なおここでカルボキシル変性と
は不飽和カルボン酸またはその無水物(例 無水マレイ
ン酸、アクリル酸)で変性したことを意味する。
本発明における共押出の方法は、マルチマニホールド合
流方式Tダイ法、フイードブロツク合流方式Tダイ法、
インフレーシヨン法のいずれでもよい。また共押出する
際のEVOH中には水分を若干、たとえば0.01〜0.03%程度
含ませておいてもよい。さらに二軸延伸については、各
々の方向について2倍から4.5倍、好ましくは2.5〜4倍
の範囲の倍率が望ましい。またタテ延伸倍率/ヨコ延伸
倍率比は0.5〜2、好ましくは0.7〜1.3である。また二
軸延伸としては、同時または逐次延伸を採用できる。延
伸の適温は75℃〜130℃である。延伸装置および熱処理
装置については、種々のものを使用できるが、通常ポリ
エチレンテレフタレート二軸延伸フイルムの製造におい
て、使用されている延伸装置及び熱処理装置の使用が可
能である。
本発明に用いられるフイルムの未延伸原反は総厚さ50〜
2000μ、さらには100〜1000μであることが好適であ
る。厚さ50μ未満では延伸時破れ易く、2000μを越える
と急冷が難しくなり、結晶化度が増すため延伸張力が大
となり、均一な延伸が難しくなる。また未延伸原反のEV
OH層の厚さは20〜200μ、さらには40〜100μであること
が好適である。ポリエステル層(合計層)の厚さは20〜
950μ、さらには20〜300μが好適であり、また接着性樹
脂層(各層)の厚さは10〜300μ、さらには10〜100μが
好適である。さらにポリエステル層同志の厚さの比(薄
いポリエステル層/厚いポリエステル層の比)は1/3以
上が望ましい。ポリエステル層同志の厚さ比が1/3より
小さくなると得られた二軸延伸フイルムがカールし、フ
イルム自体の取扱いに問題が生じ、さらにシール層のラ
ミネーシヨン、印刷等の後加工時の作業がしにくくなる
傾向がある。
得られた延伸フイルムは、透明性、酸素バリヤー性、強
度等に優れることから、各種の食品、たとえば、味噌、
漬物、スナツク類、ビスケツト、油菓子、かつお節、も
ちなどの包装用に主として用いられる。
なお二軸延伸後のフイルムの総厚さは10〜80μ、さらに
は15〜30μ、ポリエステル層の厚さ(合計厚さ)は4〜
60μ、さらには10〜20μ、接着性樹脂層の厚さ(各層)
は1〜15μ、さらには1〜10μであることが好適であ
る。EVOH層の厚さは2〜20μ、さらには2〜15μが好適
である。
以下実施例にて、本発明を詳細に説明する。実施例中の
物性測定は、以下の測定方法による。
1. 酸素透過量;20℃、85%RHの条件下14日間調湿後、M
odern Controls社製の酸素透過性測定器OX−TRAN100を
用いて20℃、85%RHで測定した。(単位;cc/m2・24hr・
atm) 2. 密度;温度20℃でベンゼンと四塩化炭素を用い浮沈
法により求めた。(単位;g/cm2) F 実施例 実施例1〜3 エチレン含量31モル%、けん化度99.5%のEVOH(融点18
1℃)及び〔η〕=0.6のPET(融点255℃)及び接着性樹
脂としてアルミニウム元素および安息香酸の結合した変
性ポリエステル(融点100℃)を用いて、PET/変性ポリ
エステル/EVOH/変性ポリエステル/PETの共押出しを行な
い、表1に示すような各種厚み構成の延伸用原反を作製
した。成形条件は、ダイ260℃、引取冷却ロール温度50
℃(実施例1)、40℃(実施例2)および30℃(実施例
3)、静電印加方式による1ロール密着方法により、製
膜速度10m/分で行なつた。なおダイから1ロールへのエ
アギヤツプへの平均通過時間は0.6秒であつた。
延伸は、東洋精機製作所製の二軸延伸試験機を用いて、
同時法にて倍率3.3×3.3倍、90℃にて行なつた。延伸後
170℃、5分の熱処理を行なつた。
得られた延伸フイルムは、良好な外観を有し、優れた酸
素ガスバリヤー性を有していた。
比較例1〜5 実施例1にて用いた原料を用いて実施例1で示した方法
にて試験を行なつた。
実施例1とは異なる条件は、冷却ロール温度を65℃とし
た点である。得られた延伸フイルムには斑が生じてい
た。
実施例4および5 エチレン含量44モル%、けん化度99.5%のEVOH(融点16
4℃)を用い、他は実施例1と同様の方法にて延伸テス
トを行なつた結果を表1に示す。延伸後150℃、5分熱
処理を行なつた。
実施例6 エチレン含有27モル%、けん化度99.5%のEVOH(融点19
1℃)を用い、他は実施例1と同様の方法にて延伸テス
トを行なつた結果を表1に示す。延伸後170℃、5分の
熱処理を行なつた。
G 発明の効果 本発明によれば、外観の良好な、しかもガスバリヤー性
の優れた多層延伸フイルムを得ることができる。
フロントページの続き (72)発明者 田中 信雄 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 (72)発明者 川井 収治 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 (56)参考文献 特開 昭62−103140(JP,A) 特開 昭62−113526(JP,A) 特開 昭59−143616(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエステル層/接着性樹脂層/エチレン
    −ビニルアルコール共重合体層/接着性樹脂層/ポリエ
    ステル層の少なくとも5層の構成を有し、かつ下記
    (I)および(II)式を満足する原反を、二軸延伸する
    ことを特徴とする多層延伸フイルムの製造方法。 D≦10-2logX+(1.3−3.85×10-3E) ……(I) 0.2≦X≦5 ……(II)
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