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易引裂性二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム
説明

易引裂性二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム

【課題】少なくともフィルムのMDに沿って引裂直線性が良好で、かつ異方性が少なく、機械的強度や透明性に優れた二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムを提供する。
【解決手段】二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムの主原料として、ポリブチレンテレフタレート樹脂に対してポリエステル系エラストマーを1〜20重量%以下の範囲で配合したポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いて、かつ特定の延伸条件で縦横同時二軸延伸する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は少なくともフィルムの長手方向(以下、MD)に沿って引裂直線性が良好で、かつ異方性が少なく、機械的強度、および透明性に優れた二軸延伸ポリブチレンテレフタレート(以下、OPBT)フィルムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ポリエステル樹脂の一つであるポリブチレンテレフタレート樹脂は、優れた機械的強度、耐熱性、耐薬品性、柔軟性、透明性、表面光沢性、耐候性、および低吸水性等の特性を有しており、従来から代表的なエンジニアリングプラスチックとして幅広い分野、用途で利用されてきた。特に、注目すべきポリブチレンテレフタレート樹脂の特徴として、その他汎用プラスチックと比べて結晶化速度が著しく高い点が挙げられ、その特徴を活かして各種自動車部品や電気・電子部品等の射出成形用途で成形ハイサイクル性を目的に、近年広く用いられている。
【0003】
また、フィルム用途では、主に一般惣菜向けとしてキャスト成形による未延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、または飲料ボトルのシュリンクラベル向けに一軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムが製造されているが、これらの二軸延伸でないフィルムは強度や寸法安定性に問題があるため用途が限定され、特にコンバーティングフィルムなどに用いることはできない。また、OPBTフィルムに関しては、食品用包材向けにコンバーティングフィルムとして一般的に使用されている二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(以下、OPET)フィルムと比べると耐ピンホール性、耐衝撃性が優れており、また二軸延伸ナイロン6フィルムと比べると耐薬品性、防湿性が優れているものの、引張破断強度や寸法安定性、異方性等のフィルムの品質面で問題点があり、またポリブチレンテレフタレート樹脂の特性により安定した二軸延伸が難しいことから、未だ実用化に至っていないのが現状である。
【0004】
ポリブチレンテレフタレート樹脂は、周知の通り、その高い結晶化速度の影響により二軸延伸が極めて困難であり、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン6、ポリプロピレン等の汎用プラスチックの二軸延伸技術をそのまま応用するだけでは安定製造は難しく、未だ実用化に至っていないのが現状である。特に、未延伸原反製膜時の結晶化を極力抑え、その低結晶状態を維持したまま延伸を行うことがポリブチレンテレフタレート樹脂を安定的に二軸延伸フィルムにする大きなポイントと言える。そのポリブチレンテレフタレート系樹脂からなる未延伸原反の結晶化抑制方法や製膜法、及び二軸延伸法に関して、これまで種々の方法が提案されている。特許文献1、特許文献2、および特許文献3では、チューブラー法同時二軸延伸法において、結晶性が比較的低い未延伸原反の製膜法とその低結晶状態を延伸工程まで維持する方法、また延伸温度、延伸倍率等の各種延伸条件の適正化を図ることによりポリブチレンテレフタレート樹脂の二軸延伸性を向上させる方法、さらには、同製膜、延伸技術を用いることにより、機械的強度が比較的大きく、異方性が小さい二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムを得ることが出来ている。しかしながら、上記の方法で得られたOPBTフィルムから作製された包装袋は、引裂開封性、特に手で開封した際の引裂直線性が悪く、開封時に内容物の飛散や破損を起こす可能性があることから、用途によっては致命的な問題となる場合があった。
【0005】
二軸延伸ポリエステルフィルム、特にOPETフィルムの引裂直線性を改善する方法として、特許文献4〜10には、ポリエチレンテレフタレート樹脂、あるいは共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して、部分的に相分離し島状に分散する成分、例えばポリエステル系エラストマー等の他ポリエステルやポリカーボネート等の他樹脂を2〜3成分ブレンドした原料を用いて二軸延伸することにより、島状構造の長径方向に沿って引裂直線性が発現する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開昭53−79969号公報
【特許文献2】特開平5−261809号公報
【特許文献3】特開平5−269843号公報
【特許文献4】特開平9−255797号公報
【特許文献5】特開平9−316215号公報
【特許文献6】特開平9−324057号公報
【特許文献7】特開2002−003707号公報
【特許文献8】特開2006−241398号公報
【特許文献9】特開2006−247870号公報
【特許文献10】特開2004−18742号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、OPBTフィルムの引裂直線性を改善する方法は、特許文献10にポリブチレンテレフタレート樹脂に対して、ポリエーテル成分をブレンドする方法が提案されているのみで具体的な記載が無く、また、そのままブレンドするだけでは透明性が著しく低下するばかりか、引裂直線性の改良という点でも不十分であり、改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、ポリブチレンテレフタレート樹脂に対してポリエステル系エラストマーを1〜20重量%以下の範囲で配合したポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を原料として用いて、特定の延伸条件で縦横同時二軸延伸することにより、少なくともフィルムのMDに沿って引裂直線性が良好で、かつ異方性が少なく、機械的強度、および透明性に優れたOPBTフィルムを得ることが出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明は以下の物及び手段を提供する。
1、JISK7128−1に準じて測定した引裂強度の最小値が1.0〜5.0N/mm未満であって、該最小引裂強度の測定方向に引裂直線性を有することを特徴とする二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
2、ポリブチレンテレフタレート樹脂に対して、ポリエステル系エラストマーを1〜20重量%以下の範囲で配合したポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物からなることを特徴とする上記1に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
3、前記ポリエステル系エラストマーのガラス転移点が−100℃〜60℃であることを特徴とする上記1または2に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
4、前記ポリエステル系エラストマーのガラス転移点が−50℃〜10℃であることを特徴とする上記1〜3のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
5、前記ポリエステル系エラストマーがポリエステルポリエーテルブロック共重合体であることを特徴とする上記1〜4のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
6、前記ポリエステルポリエーテルブロック共重合体がポリブチレンテレフタレートとポリアルキレンエーテルグリコールのブロック共重合体であることを特徴とする上記1〜5のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
7、前記二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムの4方向(0°(MD)、45°、90°(TD)、135°)すべての引張破断強度が170MPa以上、引張破断伸度が50%以上150%以下であることを特徴とする上記1〜6のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
8、前記二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムの4方向(0°(MD)、45°、90°(TD)、135°)の引張破断強度のうち、最大値と最小値の比が1.5以下であることを特徴とする上記1〜7のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
9、前記二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムが、溶融押出した直後に200℃/秒以上の冷却速度で急冷製膜して得られた未延伸原反を、MDの延伸倍率は3.0倍〜4.5倍、TDの延伸倍率は2.5倍以上、かつMDの延伸倍率以下で同時二軸延伸することにより得られることを特徴とする上記1〜8のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
10、前記冷却速度が250℃/秒以上であることを特徴とする上記1〜9のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
11、前記冷却速度が350℃/秒以上であることを特徴とする上記1〜10のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
12、前記急冷製膜が、膜状に溶融押出された直後のポリブチレンテレフタレートの両面に30℃以下の水を直接接触させことによるものであることを特徴とする上記1〜11のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
13、下記(a)のいずれか一種または二種以上と貼り合わせて用いられることを特徴とする上記1〜12のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
(a)二軸延伸ナイロン6フィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸エチレン−ビニルアルコール系フィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、二軸延伸ポリスチレンフィルム、二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸芳香族ポリアミドフィルム、二軸延伸ポリ塩化ビニリデンフィルム、二軸延伸ポリビニルアルコールフィルム、各種コートフィルム、各種蒸着フィルム、未延伸ポリエチレン系フィルム、未延伸ポリプロピレン系フィルム、未延伸ポリ塩化ビニルフィルム、エチレン−酢酸ビニルフィルム、アイオノマーフィルム、その他エチレンコポリマー系フィルム、未延伸ポリビニルアルコールフィルム、未延伸ナイロン6フィルム、未延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、アルミ箔、銅箔、ステンレス箔、紙、不織布、発泡ポリスチレン。
14、印刷して使用されることを特徴とする上記1〜13のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
15、食品包装用の基材として使用されることを特徴とする上記1〜14のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【発明の効果】
【0010】
本発明者らは、OPBTフィルムの主原料として、ポリブチレンテレフタレート樹脂に対してポリエステル系エラストマーを1〜20重量%以下の範囲で配合したポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いて、特定の延伸条件で縦横同時二軸延伸することにより、少なくともフィルムのMDに沿って引裂直線性が良好で、かつ異方性が少なく、機械的強度や透明性に優れたOPBTフィルムを得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】チューブラー同時二軸延伸装置の概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
(OPBTフィルムの原料) OPBTフィルムに用いられる主原料は、ブチレンテレフタレートを主たる繰返し単位とするポリエステルであれば特に限定されるものでは無いが、具体的にはグリコール成分としての1,4−ブタンジオール、二塩基酸成分としてのテレフタル酸を主成分としたホモタイプが好ましい。また、最適な機械的強度特性を付与するためには、ポリブチレンテレフタレート系樹脂のうち、融点200〜250℃、IV値1.10〜1.35dl/gの範囲のものが好ましく、さらには融点215〜225℃、IV値1.15〜1.30dl/gの範囲のものが特に好ましい。
【0013】
本発明は、ポリブチレンテレフタレート樹脂に対して、部分的に相分離し島状に分散するポリエステル系エラストマーをポリブチレンテレフタレート樹脂に対して1〜20重量%以下の範囲で適宜配合し、特定の延伸条件で同時二軸延伸することにより、島状構造の長径方向に沿って引裂直線性を発現させることが出来る。ポリエステル系エラストマーが1重量%未満では引裂き直線性が十分に発現せず、また、20重量%を超えると機械的強度、透明性などの他性能が低下して実用上問題が生じるため好ましくない。
【0014】
本発明におけるポリエステル系エラストマーは、極めて良好な引裂き直線性、及び最適な機械的強度を維持するために、ガラス転移点が−100〜60℃の範囲のものが好ましく、さらには−50〜10℃の範囲のものが特に好ましい。ガラス転移点が−100℃よりも低いポリエステル系エラストマーを用いた場合、相溶性が著しく低下し、透明性や強度物性の低下、さらにはエラストマー成分の脱落による生産性の低下が発生する可能性があるため、好ましくない。一方、ガラス転移点が60℃よりも高い場合は、耐衝撃性の低下や相溶性が良すぎるため十分な引裂直線性が発現しないため好ましくない。
【0015】
ポリエステル系エラストマーの種類としては、ハードセグメントに芳香族ポリエステル、ソフトセグメントに脂肪族ポリエーテルを用いたポリエステルポリエーテルブロック共重合体、またはハードセグメントに同じく芳香族ポリエステルを用いて、ソフトセグメントに脂肪族ポリエステルを用いたポリエステルポリエステルブロック共重合体が好ましい。ここでハードセグメントは、芳香族ジカルボン酸とアルキレングリコールとを重縮合反応させて得られるポリエステルであり、具体例としてはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどが挙げられる。また、ポリエステルポリエーテルブロック共重合体のソフトセグメントとして用いるポリアルキレンエーテルグリコールは、例えばポリエチレングリコール、ポリ(1,2および1,3プロピレンエーテル)グリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレンエーテルグリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロック又はランダム共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランのブロック又はランダム共重合体等が挙げられる。これらの中でもポリブチレンテレフタレートとポリテトラメチレングリコールのブロック共重合体が特に好ましい。一方、ポリエステルポリエステルブロック共重合体のソフトセグメントとして用いる脂肪族ポリエステルは、例えば炭素数2〜12の脂肪族ジカルボン酸と炭素数2〜10の脂肪族グリコールとから得られるポリエステル、具体的にはポリエチレンアジペート、ポリテトラメチレンアジペート、ポリエチレンセバケート、ポリネオペンチルセバケート、ポリヘキサメチレンアゼレート、ポリ−ε−カプロラクトン等が挙げられる。前記ポリエステルポリエーテルブロック共重合体、およびポリエステルポリエステルブロック共重合体は、ベース樹脂であるポリブチレンテレフタレート樹脂との相溶性を向上させる目的で、種々の極性基をグラフト化したタイプでも何ら差し支えない。
【0016】
なお、必要に応じて滑剤、アンチブロッキング剤、無機増量剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、着色剤、結晶化抑制剤、結晶化促進剤等の添加剤を加えても差し支えない。また、用いるポリエステル系樹脂ペレットは加熱溶融時の加水分解による粘度低下を避けるため、加熱溶融前に水分率が0.05wt%以下、好ましくは0.01wt%以下になるように十分予備乾燥を行った上で使用するのが好ましい。
【0017】
(ポリブチレンテレフタレート未延伸原反の製造方法)OPBTフィルムを安定的に製造するには、延伸前未延伸原反の結晶化を極力抑制する必要があり、押出されたポリブチレンテレフタレート系溶融体を冷却して製膜する際、該ポリマーの結晶化温度領域をある速度以上で冷却する、すなわち原反冷却速度が重要な因子となる。その原反冷却速度は200℃/秒以上、好ましくは250℃/秒以上、特に好ましくは350℃/秒以上であり、高い冷却速度で製膜された未延伸原反は極めて低い結晶状態を保っているため、延伸時のバブルの安定性が飛躍的に向上する。さらには高速での製膜も可能になることから、生産性も向上する。冷却速度が200℃/秒未満では、得られた未延伸原反の結晶性が高くなり延伸性が低下するばかりでなく、極端な場合には延伸バブルが破裂し、延伸が継続しない場合がある。
【0018】
原反製膜方式は、前記原反冷却速度を満たす方法であれば特に限定されるものでは無いが、急冷製膜の点では内外直接水冷式がもっとも適している。その内外直接水冷式による原反製膜法の概要を以下に説明する。まず、ポリブチレンテレフタレート系樹脂は210〜260℃の温度に設定された押出機によって溶融混練され、Tダイ製膜の場合は、シート状の溶融樹脂を水槽に浸漬することにより内外とも直接水冷する。一方、環状製膜の場合は、押出機に下向きに取り付けられた環状ダイより下方に押し出され、溶融管状薄膜が成形される。
【0019】
次に環状ダイに連結されている冷却マンドレルに導かれ、冷却マンドレル各ノズルから導入された冷却水が溶融管状薄膜の内側に直接接触して冷却される。同時に、冷却マンドレルと組み合わせて使用される外部冷却槽からも冷却水が流され、溶融管状薄膜の外側にも冷却水が直接接触して冷却される。内部水、および外部水の温度は30℃以下が好ましく、急冷製膜の観点では20℃以下が特に好ましい。30℃より高くなると、原反の白化や冷却水の沸騰による原反外観不良等を招き、延伸も徐々に困難になる。
【0020】
(OPBTフィルムの製造方法)ポリブチレンテレフタレート未延伸原反は、25℃以下、好ましくは20℃以下の雰囲気温度に保ちつつ延伸ゾーンまで搬送する必要があり、当該温度管理下では滞留時間に関係無く、製膜直後の未延伸原反の結晶性を維持することが出来る。この延伸開始点までの結晶化制御は、前記未延伸原反の製膜技術とともに、ポリブチレンテレフタレート樹脂の二軸延伸を安定して行う上で重要なポイントである。
【0021】
同時二軸延伸法は、例えばチューブラー方式やテンター方式が挙げられるが、縦横の強度バランスの点で、チューブラー法が特に好ましい。図1はチューブラー法同時二軸延伸装置の概略図である。延伸ゾーンに導かれた未延伸原反1は、一対の低速ニップロール2間に挿通された後、中に空気を圧入しながら延伸用ヒーター3で加熱するとともに、延伸終了点に冷却ショルダーエアーリング4よりエアーを吹き付けることにより、チューブラー法によるMD、およびTD同時二軸延伸フィルム7を得た。延伸倍率は、MDに3.0倍以上、好ましくは3.2倍以上の延伸倍率で延伸し、次いでTDにMDの延伸倍率以下の条件で延伸する。MDの延伸倍率の上限については、4.5倍以下が好ましく、TDの延伸倍率の下限については、2.5倍以上であることが好ましい。MDの延伸倍率が3.0倍未満、および/またはTD方向の延伸倍率が2.5倍未満の場合、引張強度や衝撃強度が不十分となり好ましくない。また、MDの延伸倍率が4.5倍を超える場合、延伸により過度な分子鎖のひずみが発生するため、延伸加工時に破断やパンクが発生し、安定的に生産出来ない。延伸温度は、40〜80℃の範囲が好ましく、特に好ましくは45〜65℃である。前記の高い冷却速度で製造した未延伸原反は、結晶性が低いため、比較的低温域の延伸温度で安定して延伸可能である。80℃を超える高温延伸では、延伸バブルの揺れが激しくなり、大きな延伸ムラが発生して厚み精度の良好なフィルムは得られない。一方、40℃未満の延伸温度では、低温延伸による過度な延伸配向結晶化が発生し、フィルムの白化等を招き、場合によって延伸バブルが破裂し延伸継続困難となる。このように二軸延伸加工を施すことにより、特に強度物性が飛躍的に向上し、かつ異方性が小さい二軸延伸ポリブチレンテレフタレート系フィルムを得ることが出来る。
【0022】
得られたOPBTフィルムを熱ロール方式またはテンター方式、あるいはそれらを組み合わせた熱処理設備に任意の時間投入し、180〜240℃、特に好ましくは190〜210℃で熱処理を行うことにより、熱寸法安定性に優れた二軸延伸ポリブチレンテレフタレート系フィルムを得ることができる。熱処理温度が220℃よりも高い場合は、ボーイング現象が大きくなり過ぎて幅方向での異方性が増加する、または結晶化度が高くなり過ぎるため強度物性が低下してしまう。一方、熱処理温度が185℃よりも低い場合は、フィルムの熱寸法安定性が大きく低下するため、ラミネートや印刷加工時にフィルムが縮み易くなり、実用上問題が生じる。
【0023】
OPBTフィルムの厚みは、特に制限されるものでは無いが、一般コンバーティングフィルムとして用いる場合は5〜50μm、好ましくは10〜20μmである。
【0024】
本発明におけるOPBTフィルムは、フィルムの全方向に対して、JISK7128−1に準じて引裂強度を測定した際に、MDの引裂強度が最も小さい値となる。また、本発明におけるOPBTフィルムは、ポリエステル系エラストマーがポリブチレンテレフタレート樹脂中に細長い島状に分散していることを特徴とし、その島状分散の長径の方向に直線的な引裂性が発現することになる。フィルムの全方向に対して、引裂強度を測定した際の最小値は、5.0N/mm以下、好ましくは4.0N/mm以下、特に好ましくは3.0N/mm以下であることが好ましい。前述の引裂強度の最小値が5.0N/mmを越えると、引裂強度が強すぎて手による開封が困難となる。なお、前述の引裂強度の最小値の下限については、包装する際の取扱い性の向上や製膜時の破断防止などの観点から、少なくとも1.0N/mm、好ましくは2.0N/mm以上であることが必要である。
【0025】
OPBTフィルムの4方向(0°(MD)、45°、90°(TD)、135°)における引張破断強度は、いずれも170MPa以上、および4方向(0°(MD)、45°、90°(TD)、135°)の引張破断強度のうち、最大値と最小値の比は1.5以下に調整することが好ましく、特に好ましくは1.3以下である。一方、引張破断伸度は50%以上150%以下であり、好ましくは70%以上140%以下、特に好ましくは80%以上120%以下である。150%より大きい、あるいは50%より小さい場合、印刷や他基材と貼り合わせる際の張力により、フィルムの破断や伸び等が発生しやすくなるため好ましくない。このような特性をもつフィルムは、上述した製造方法により安定して得られる。
【0026】
OPBTフィルムは、単独で用いることも可能だが、一種または二種以上の他基材と貼り合わせるコンバーティングフィルムとして用いることが出来る。代表的なものとして、二軸延伸ナイロン6フィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸エチレン−ビニルアルコール系フィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、二軸延伸ポリスチレンフィルム、二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸芳香族ポリアミドフィルム、二軸延伸ポリ塩化ビニリデンフィルム、二軸延伸ポリビニルアルコールフィルム、各種コートフィルム、各種蒸着フィルム、未延伸ポリエチレン系フィルム、未延伸ポリプロピレン系フィルム、未延伸ポリ塩化ビニルフィルム、エチレン−酢酸ビニルフィルム、アイオノマーフィルム、その他エチレンコポリマー系フィルム、未延伸ポリビニルアルコールフィルム、未延伸ナイロン6フィルム、未延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、アルミ箔、銅箔、ステンレス箔、紙、不織布、発泡ポリスチレン等が挙げられる。
【0027】
本発明のOPBTフィルムは、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷といった既知の印刷方法により印刷を施して用いることも出来る。
【実施例】
【0028】
以下に実施例および比較例を用いて、本発明を具体的に説明する。
【0029】
なお、実施例及び比較例に用いたポリエステル系エラストマーは、以下の通りである。
<ポリエステルポリエーテルブロック共重合体>ハイトレル2751、ハイトレル3046、ハイトレル4767、ハイトレル5557、ハイトレル6347、ハイトレル7247(東レ・デュポン社製)、NOVADURAN5505S(三菱エンジニアリングプラスチックス社製)
<ポリエステル−ポリエステルブロック共重合体>ペルプレンS1001(東洋紡績社製)
【0030】
<実施例1> (OPBTフィルムの製造)
ポリブチレンテレフタレート樹脂ペレット(ホモタイプ、融点=224℃、IV値=1.26dl/g)に対しポリエステル系エラストマー(東レ・デュポン製、ハイトレル4767、Tg−32℃)を5重量%配合したポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を140℃で5時間熱風乾燥機にて乾燥し押出機中、シリンダーおよびダイ温度215〜260℃の各条件で溶融混練して溶融管状薄膜を環状ダイより下方に押し出した。引き続き、冷却マンドレルの外径を通しカラプサロールで折り畳んだ後、引取ニップロールにより1.2m/minの速度で製膜引取りを行った。溶融管状薄膜に直接接触する冷却水の温度は内側、外側ともに20℃であり、原反冷却速度は416℃/秒であった。未延伸原反の厚みは185μm、折径は143mmであり、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物中にはあらかじめ滑剤としてステアリン酸マグネシウムを1000ppm添加した。以上の条件で製膜した未延伸原反1を20℃の雰囲気中で低速ニップロール2まで搬送し、図1に示す構造のチューブラー同時二軸延伸装置にて縦横同時二軸延伸を行った。延伸倍率はMDが4.0倍、TDが3.0倍であり、延伸温度は60℃であった。次に、この二軸延伸フィルム7を熱ロール式、およびテンター式熱処理設備にそれぞれ投入し、210℃で熱処理を施すことにより本発明のOPBT系フィルムを得た。なお、OPBT系フィルムの厚みは15μmであった。
【0031】
(原反冷却速度の測定方法)前記原反冷却速度は下記に示した式により算出した。溶融薄膜、および原反温度は接触式の放射温度計にて測定した。また、冷却開始点は溶融薄膜が冷却水、または冷却装置に接触する部分、冷却終了点は未延伸原反の温度が30℃に到達する部分をいう。
原反冷却速度(℃/秒)=(冷却開始点直前の溶融薄膜温度−冷却終了点の原反温度)(℃)/(冷却開始点〜冷却終了点間距離)(m)×冷却開始点〜冷却終了点間の原反の通過速度(m/秒)
【0032】
(フィルムの引裂強度の評価方法) OPBTフィルムの引裂強度は、JISK7128−1(トラウザー引裂法)に準じて、フィルムのMD、およびTDに対してそれぞれ測定し、結果を表1に示した。
【0033】
(フィルムの引裂直線性の評価方法)OPBTフィルムのMDを、フィルムから切り出す短冊の長辺に合わせ、4cm×30cmの短冊を切り出した。この短冊の短辺に切れ目を入れて、該切れ目より2つに引裂いたときの、引裂き開始位置から短冊の短辺方向におけるズレを測定した。そして、該ずれを短冊の長辺の長さ(30cm)で割った値が5%未満のもの合格とし、各水準ごとに10個の短冊を測定し、その結果から、以下の基準で判断した。
○:10個中8個以上が合格する良好な引裂直線性
×:10個中7個以下しか合格しない乏しい引裂直線性
【0034】
(フィルムの引張破断強伸度の評価方法)OPBTフィルムの引張破断強伸度は、オリエンテック製―テンシロン(RTC−1210−A)を使用し、試料幅15mm、チャック間100mm、引張速度200mm/minの条件で、0℃(MD)方向/45°方向/90°(TD)方向/135°方向の4方向についてそれぞれ測定を行った。得られた応力−ひずみ曲線に基づいて求めた、各方向での引張破断強度、破断伸度、および4方向の引張破断強度のうち最大値と最小値の比を表1に示した。
【0035】
<実施例2〜5、比較例1> 実施例1において、ポリブチレンテレフタレート樹脂に対するポリエステル系エラストマーの添加量を表1に記載した条件に変えた以外は実施例1と同様に行った。
【0036】
<実施例6〜11、比較例2> 実施例1において、Tgの異なるポリエステル系エラストマーを表1に記載した種類に変えた以外は実施例1と同様に行った。
【0037】
<実施例12、比較例3〜5> 実施例1において、延伸倍率を表1に記載した条件に変えた以外は実施例1と同様に行った。
【0038】
<比較例6> 実施例1において、ポリエステル系エラストマーを用いずにポリブチレンテレフタレート樹脂のみを用いた以外は実施例1と同様に行った。
【0039】
<比較例7> 実施例1において、原反冷却速度を表1に記載した条件に変えた以外は実施例1と同様に行った。
【0040】
<比較例8> 実施例1において、二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムに変えて、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(フタムラ化学製、FE2001、フィルム厚み16μm)を用いた以外は実施例1と同様に行った。
【0041】
表1及び2に示すように、OPBTフィルムの主原料として、ポリブチレンテレフタレート樹脂に対してポリエステル系エラストマーを1〜20重量%以下の範囲で配合したポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物を用いて、特定の延伸条件で縦横同時二軸延伸することにより、得られたOPBTフィルムは、少なくともフィルムのMDに沿って引裂直線性が良好で、かつ異方性が少なく、機械的強度、寸法安定性や透明性に優れた特徴を有していることが分かった。
【0042】
【表1】

【0043】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0044】
本発明のOPBTフィルムが利用される分野、および用途としては、異方性が少なく、機械的性質が良好であるとともに、少なくともフィルムのMDに沿って引裂直線性が優れていることから、引裂開封性、及び引裂直線性が必要とされる一般食品包装用のコンバーティングフィルムとして利用可能である。
【符号の説明】
【0045】
1 未延伸原反
2 低速ニップロール
3 延伸用ヒーター
4 冷却ショルダーエアーリング
5 カラプサロール
6 高速ニップロール
7 二軸延伸フィルム

【特許請求の範囲】
【請求項1】
JIS K7128−1に準じて測定した引裂強度の最小値が1.0〜5.0N/mm未満であって、該最小引裂強度の測定方向に引裂直線性を有することを特徴とする二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【請求項2】
ポリブチレンテレフタレート樹脂に対して、ポリエステル系エラストマーを1〜20重量%以下の範囲で配合したポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなることを特徴とする請求項1に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【請求項3】
前記ポリエステル系エラストマーのガラス転移点が−100℃〜60℃であることを特徴とする請求項1または2に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【請求項4】
前記ポリエステル系エラストマーのガラス転移点が−50℃〜10℃であることを特徴とする請求項1〜3に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【請求項5】
前記ポリエステル系エラストマーがポリエステルポリエーテルブロック共重合体であることを特徴とする請求項1〜4に記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【請求項6】
前記ポリエステルポリエーテルブロック共重合体がポリブチレンテレフタレートとポリアルキレンエーテルグリコールのブロック共重合体であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【請求項7】
前記二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムの4方向(0°(MD)、45°、90°(TD)、135°)すべての引張破断強度が170MPa以上、引張破断伸度が50%以上150%以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【請求項8】
前記二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムの4方向(0°(MD)、45°、90°(TD)、135°)の引張破断強度のうち、最大値と最小値の比が1.5以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【請求項9】
前記二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムが、溶融押出した直後に200℃/秒以上の冷却速度で急冷製膜して得られた未延伸原反を、MDの延伸倍率は3.0倍〜4.5倍、TDの延伸倍率は2.5倍以上、かつMDの延伸倍率以下で同時二軸延伸することにより得られることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【請求項10】
前記冷却速度が250℃/秒以上であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【請求項11】
前記冷却速度が350℃/秒以上であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【請求項12】
前記急冷製膜が、膜状に溶融押出された直後のポリブチレンテレフタレートの両面に30℃以下の水を直接接触させことによるものであることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【請求項13】
下記(a)のいずれか一種または二種以上と貼り合わせて用いられることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
(a)二軸延伸ナイロン6フィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸エチレン−ビニルアルコール系フィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、二軸延伸ポリスチレンフィルム、二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸芳香族ポリアミドフィルム、二軸延伸ポリ塩化ビニリデンフィルム、二軸延伸ポリビニルアルコールフィルム、各種コートフィルム、各種蒸着フィルム、未延伸ポリエチレン系フィルム、未延伸ポリプロピレン系フィルム、未延伸ポリ塩化ビニルフィルム、エチレン−酢酸ビニルフィルム、アイオノマーフィルム、その他エチレンコポリマー系フィルム、未延伸ポリビニルアルコールフィルム、未延伸ナイロン6フィルム、未延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、アルミ箔、銅箔、ステンレス箔、紙、不織布、発泡ポリスチレン。
【請求項14】
印刷して使用されることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。
【請求項15】
食品包装用の基材として使用されることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム。

【図1】
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【公開番号】特開2013−91693(P2013−91693A)
【公開日】平成25年5月16日(2013.5.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−233480(P2011−233480)
【出願日】平成23年10月25日(2011.10.25)
【出願人】(000142252)興人ホールディングス株式会社 (182)
【Fターム(参考)】