DE60021671T2

DE60021671T2 - Wärmeschrumpfbare Polyesterfolien

Info

Publication number: DE60021671T2
Application number: DE2000621671
Authority: DE
Inventors: Norimi Tabota; Masatoshi Hashimoto; Seizo Takabayashi; Hiroshi Nagano; Atsuhiko Ohtsuka
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2020-09-30
Also published as: EP1090739A2; KR20010050779A; US6447925B1; EP1090739B1; JP4356153B2; JP2001096615A; KR100731470B1; EP1090739A3; DE60021671D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf wärmeschrumpfbare Polyesterfolien und insbesondere auf wärmeschrumpfbare Polyesterfolien, die als Verpackungsmaterialien brauchbar sind, hauptsächlich als Bedeckungsmaterialien für die Öffnungen von Behältern, die zum Verpacken von Nudeln, Puddings, Salaten und anderen Nahrungsmitteln verwendet werden.
Hintergrund der Erfindung
Als wärmeschrumpfbare Folien, insbesondere schrumpfbare Folien als Etikette auf Flaschenkörpern, werden in starkem Maße Polyvinylchloridfolien, Polystyrolfolien und andere Polymerfolien verwendet. Es ergeben sich jedoch einige Probleme, einschließlich der Entwicklung von chlorhaltigen Gasen bei der Verbrennung von Polyvinylchloridfolien-Abfall, der Schwierigkeit des Druckens auf Polystyrolfolien und der Notwendigkeit des Abtrennens der Etikette von Harzen, die von Polyethylenterephthalat (PET) verschieden sind, beim Recycling von PET-Flaschen. Wärmeschrumpfbare Polyesterfolien haben daher in letzter Zeit ein beträchtliches Interesse auf sich gezogen.
Die wärmeschrumpfbaren Polyesterfolien haben eine höhere Festigkeit als die Folien anderer Materialien, andererseits weisen sie aber eine große Schrumpfungsspannung auf, wenn sie geschrumpft werden, so dass sie oft Gegenstände durch Wärmeschrumpfung verformen, die damit in engen Kontakt gebracht werden sollen, wie Kunststoffbehälter oder Aluminiumbehälter. Wenn wärmeschrumpfbare Polyesterfolien als Bedeckungssmaterialien von Behältern verwendet werden, hat sich insbesondere das Problem ergeben, dass die Behälter leicht verformt werden, wenn die Schrumpfeigenschaften der Folien eine große Aniosotropie zwischen der Extrusionsrichtung (d.h. der Maschinenrichtung) und der Richtung senkrecht zur Maschinenrichtung (d.h. Maschinenquerrichtung) bei der Extrusion der Folien aufweisen.
Wärmeschrumpfbare Folien werden oft als Bedeckungsmaterialien für tiefgekühlte oder gefrorene Nahrungsmittel verwendet. In diesem Fall können tiefe Temperaturen die Kondensation von Wasser aus den Inhaltsstoffen auf der Folienoberfläche verursachen, was eine Trübung der Folien ergibt, und selbst wenn transparente Folien verwendet werden, kann die Sicht auf die Inhaltsstoff zuweilen behindert sein. Wenn weiterhin die Folien als Bedeckungsmaterialien verwendet werden, werden sie zu einer vorgeschriebenen Form geschnitten und dann übereinandergeschichtet, wobei sie aus diesem Zustand nacheinander entnommen werden, bevor sie auf Behältern angebracht werden und dieselben zum Verschließen bedecken. Zu diesem Zeitpunkt wird es schwierig, die übereinandergeschichteten Folien aufgrund der statischen Elektrizität voneinander zu lösen, was eine Verschlechterung der Verarbeitbarkeit bewirken kann.
Das Dokument U5-A-3,903,294 beschreibt eine wärmeschrumpfbare Polyesterfolie, die ausgeglichene Schrumpfeigenschaften innerhalb der Bereiche, die in der vorliegenden Erfindung definiert sind, aufweist.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Unter diesen Umständen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um eine wärmeschrumpfbare Polyesterfolie zu entwickeln, bei der ein sehr geringes Auftreten von Kräuselungen, Schrumpfungsflecken und Formänderungen nach der Wärmeschrumpfung verursacht wird, und die daher die Verformung von Anwendungsgegenständen durch Schrumpfungsspannung verhindern kann. Als Ergebnis haben sie gefunden, dass eine solche wärmeschrumpfbare Polyesterfolie erhalten werden kann, indem man die Steuerung der Wärmeschrumpfung gleichmäßig in allen Richtungen erfolgen lässt, insbesondere indem man die Steuerung derartig durchführt, dass die Schrumpffähigkeit und die Schrumpfungsspannung in allen Richtungen im Wesentlichen gleichmäßig werden, wodurch die vorliegende Erfindung vervollständigt wurde.
Somit stellt die vorliegende Erfindung – wie im Anspruch 1 offenbart ist – eine wärmeschrumpfbare Polyesterfolie bereit, die eine Schrumpffähigkeit in heißem Wasser (nachstehend als Heißwasser-Schrumpffähigkeit bezeichnet) während einer Zeitspanne von 10 Sekunden bei 95 °C hat, die von 30 % bis 50 % in wenigstens einer Richtung (nachstehend als Richtung (A) bezeichnet) reicht und von 25 % bis 45 % in einer Richtung (nachstehend als Richtung (B) bezeichnet) senkrecht zu dieser wenigstens einen Richtung reicht, wobei der Unterschied ΔHS zwischen der Heißwasser-Schrumpffähigkeit in der Richtung (A) und der Heißwasser-Schrumpffähigkeit in der Richtung (B) (d.h. ΔHS = | Heißwasser-Schrumpffähigkeit in Richtung (A) – Heißwasser-Schrumpffähigkeit in Richtung (B)|) 10 % oder geringer ist, wobei die Folie eine Schicht eines Antibeschlagmittels in Form eines nichtionischen Tensids auf wenigstens einer ihrer Flächen umfasst und die Folie einen spezifischen Widerstand bei 23 °C und 65 % RH im Bereich von 1 × 10⁸ bis 1 × 10¹³ Ω/☐ auf wenigstens einer ihrer Flächen hat.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Der in der wärmeschrumpfbaren Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung verwendete Polyester ist nicht speziell eingeschränkt, er kann aber Polyester einschließen, die durch Umsetzung von Säure-Komponenten, wie Terephthalsäure, Isophthalsäure und Naphthalindicarbonsäure, mit Diol-Komponenten, wie Propandiol, Butandiol, Hexandiol, Ethylenglycol, Neopentylglycol und 1,4-Cyclohexandimethanol, erhalten werden. Der Polyester kann vorzugsweise als Diol-Komponenten wenigstens eines der Diole enthalten, die 3 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisen, wie Propandiol, Butandiol, Hexandiol und Neopentylglycol, und der Polyester kann, insbesondere um das Aussehen der Schrumpfung zu verbessern, vorzugsweise Neopentylglycol als eine Art der Diol-Komponenten enthalten. Der Polyester kann weiterhin eine Glasübergangstemperatur (Tg) haben, die auf 60 °C bis 75 °C eingestellt ist.
Der Polyester kann vorzugsweise keines der Diole enthalten, die 8 oder mehr Kohlenstoffatome aufweisen, wie Octandiol, der mehrwertigen Diole, wie Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Glycerin und Diglycerin, und der Polycarbonsäuren, wie Trimellithsäure und Pyromellithsäure, einschließlich ihrer Anhydride. Bei wärmeschrumpfbaren Polyesterfolien, die aus Polyestern hergestellt werden, die diese Diole und/oder Carbonsäuren enthalten, weisen häufig keine hohe Wärmeschrumpffähigkeit auf.
Wenn aliphatische Carbonsäuren, wie Adipinsäure, Sebacinsäure und Decandicarbonsäure, als Säure-Komponenten enthalten sind, kann weiterhin der Gehalt an aliphatischen Carbonsäuren vorzugsweise geringer als 3 Mol-% in allen Säure-Komponenten sein. Die wärmeschrumpfbaren Polyesterfolien, die aus Polyestern bestehen, die diese aliphatischen Carbonsäuren zu 3 Mol-% oder mehr in allen Säure-Komponenten enthalten, weisen eine Verschlechterung der Zähigkeit auf, die beim Verpacken mit hoher Geschwindigkeit notwendig ist.
Weiterhin kann der Polyester vorzugsweise kein Diethylenglycol, Triethylenglycol und Polyethylenglycol als Diol-Komponenten enthalten. Insbesondere Diethylenglycol kann oft als Nebenprodukt-Komponente bei der Polymerisation des Polyesters vorliegen. In dem Polyester, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann der Gehalt von wenigstens Diethylenglycol vorzugsweise auf weniger als 4 Mol-% reduziert sein.
Für den Polyester, der in der wärmeschrumpfbaren Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann eine Art des obigen Polyesters allein verwendet werden, oder zwei oder mehrere Arten der obigen Polyester können als Gemisch verwendet werden. Wenn in der vorliegenden Erfindung der Polyester zwei oder mehrere Arten von Säure-Komponenten und/oder Diol-Komponenten enthält, gibt der Gehalt dieser Säure-Komponenten oder Diol-Komponenten – unabhängig davon, ob nach dem Vermischen ein Esteraustausch erreicht wurde oder nicht – den Gehalt der Säure-Komponenten oder Diol-Komponenten in dem Produkt als Ganzes an. Das Gleiche gilt für den Fall, dass zwei oder mehrere Arten von Polyestern verwendet werden.
Der Polyester, der in der wärmeschrumpfbaren Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann andere Bestandteile in einem derartigen Maße enthalten, dass sie für die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht schädlich sind, einschließlich anorganischer und organischer Gleitmittel, um die Glätte zu verbessern, Färbemittel, Antioxidationsmittel, Kompatibilisierungsmittel, antistatischer Mittel, Ultraviolettlicht-Absorber und anderer Additive.
Die Dicke der wärmeschrumpfbaren Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell eingeschränkt, vorzugsweise ist sie aber 10 – 200 μm, mehr bevorzugt 20 – 100 μm, wenn die Folie als Schrumpffolie für Etikette verwendet wird.
In der wärmeschrumpfbaren Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung sollte die Heißwasser-Schrumpffähigkeit während einer Zeitspanne von 10 Sekunden bei 95 °C in wenigstens einer Richtung (A) 30 % bis 50 % sein, und die Heißwasser-Schrumpffähigkeit während einer Zeitspanne von 10 Sekunden bei 95 °C in der Richtung (B) senkrecht zu dieser obigen Richtung (A) sollte 25 % bis 45 % sein, und ΔHS (wobei ΔHS= |Heißwasser-Schrumpffähigkeit in der Richtung (A) – Heißwasser-Schrumpffähigkeit in der Richtung (B)|) sollte 10 % oder geringer sein. Wenn ΔHS größer als 10 % ist, erfolgt eine Ungleichmäßigkeit der Schrumpfung bei der Wärmeschrumpfung, um eine Verformung der Behälter oder anderer Gegenstände zu bewirken, für die die wärmeschrumpfbare Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Wenn die wärmeschrumpfbare Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung durch Extrusion in Folienform hergestellt wird, wobei die Richtung der Extrusion bei der Herstellung der Folie als Maschinenrichtung angenommen wird und die Richtung senkrecht zur Maschinenrichtung als die Maschinenquerrichtung angenommen wird, kann die Heißwasser-Schrumpffähigkeit während einer Zeitspanne von 10 Sekunden bei 95 °C vorzugsweise 30 % bis 50 % in der Maschinenquerrichtung betragen und vorzugsweise 25 % bis 45 % in der Maschinenrichtung betragen, und ΔHS (wobei ΔHS= |Heißwasser-Schrumpffähigkeit in der Maschinenquerrichtung – Heißwasser-Schrumpffähigkeit in der Maschinenrichtung) kann vorzugsweise 10 % oder geringer sein.
In der wärmeschrumpfbaren Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung kann das Verhältnis der maximalen Schrumpfungsspannung in der Richtung (A) zur maximalen Schrumpfungsspannung in der Richtung (B) (d.h. maximale Schrumpfungsspannung in der Richtung (A)/maximale Schrumpfungsspannung in der Richtung (B)) in heißer Luft bei 90 °C vorzugsweise 0,5 bis 2,0 sein. Wenn die wärmeschrumpfbare Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung in Folienform durch Extrusion hergestellt wird, kann das Verhältnis der maximalen Schrumpfungsspannung in der Maschinenquerrichtung zur maximalen Schrumpfungsspannung in der Maschinenrichtung (d.h. maximale Schrumpfungsspannung in der Maschinenquerrichtung/maximale Schrumpfungsspannung in der Maschinenrichtung) in heißer Luft bei 90 °C vorzugsweise 0,5 bis 2,0 sein. Wenn das obige Verhältnis der maximalen Schrumpfungsspannungen kleiner als 0,5 ist oder größer als 2,0 ist, können die Schrumpfungsgeschwindigkeit bei der Wärmeschrumpfung und die Art des Anlegens einer Kraft an Behälter oder andere Gegenstände, für die die wärmeschrumpfbare Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung verwendet wird, gemäß den Richtungen der Folie variieren (z.B. der Maschinenrichtung und der Maschinenquerrichtung bei der Herstellung der Folie durch Extrusion), was leicht eine Verformung der Behälter oder anderer Gegenstände verursachen kann.
Das Verfahren zur Herstellung der wärmeschrumpfbaren Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell eingeschränkt, solange die Folie die obigen Wärmeschrumpfungseigenschaften aufweisen kann, die Folie kann aber vorzugsweise im Schritt der Verstreckungsbehandlung verstreckt werden, wie nachstehend beschrieben wird, und zwar bei einer Temperatur, die nicht niedriger ist als die Glasübergangstemperatur (Tg) – 5 °C, die aber niedriger ist als die Glasübergangstemperatur (Tg) + 15 °C des in der Folie verwendeten Polyesters. Wenn die Folie bei einer Temperatur verstreckt wird, die niedriger ist als Tg – 5 °C, hat die Folie häufig nicht die oben erwähnten Wärmeschrumpfungseigenschaften, und die sich ergebende Folie kann leicht eine Verschlechterung der Transparenz aufweisen. Wenn die Folie bei einer Temperatur verstreckt wird, die nicht niedriger als Tg + 15 °C ist, kann die Folie leicht eine Verschlechterung der Festigkeit aufweisen, die beim Hochgeschwindigkeitsverpacken notwendig ist, und die Ungleichmäßigkeit der Foliendicke nimmt zu.
Spezielle Beispiele des Verfahrens zur Herstellung der wärmeschrumpfbaren Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung können das folgenden Herstellungsverfahren einschließen, sie sind aber nicht darauf beschränkt. Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Polyester wird mit einer Trocknungsvorrichtung, wie einem Trichtertrockner oder einem Schaufeltrockner oder einem Vakuumtrockner, getrocknet und dann in Folienform bei einer Temperatur von 200 °C bis 300 °C extrudiert. Für die Extrusion kann irgendeines der konventionellen Verfahren verwendet werden, einschließlich des Breitschlitzdüsen-Verfahrens und des Schlauchverfahrens. Nach der Extrusion ergibt ein schnelles Kühlen eine nicht verstreckte Folie. In der vorliegenden Erfindung kann die nicht verstreckte Folie vorzugsweise durch Verstrecken behandelt werden, insbesondere durch biaxiales Verstrecken sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der Maschinenquerrichtung.
Bei der Verstreckungsbehandlung kann das Verstrecken in der Maschinenrichtung durch Walzenstrecken oder andere bekannte Verfahren durchgeführt werden. Das Verstreckungsverhältnis kann vorzugsweise 1,5 bis 4,0 betragen, und die Verstreckungstemperatur kann auf den gleichen Wert wie bei der Bedingung für das Verstrecken in der Maschinenquerrichtung eingestellt werden, das nachstehend beschrieben wird. Das Verstrecken in der Maschinenquerrichtung kann durch Spannrahmen-Verstrecken oder andere bekannte Verfahren durchgeführt werden. Um weiterhin die Dickenverteilung der wärmeschrumpfbaren Polyesterfolie gleichmäßig zu machen, kann die Folie vorzugsweise auf eine vorgeschriebene Folientemperatur unter einem geringem Luftstrom erwärmt werden, um einen Wärmeübertragungskoeffizienten von 0,0013 cal/(cm²·s·°C) oder weniger in dem Vorerwärmungsschritt zu erreichen, der vor dem Verstreckungsschritt durchgeführt wird, wenn mit einem Spannrahmen in der Maschinenquerrichtung verstreckt wird. Das Verstreckungsverhältnis in der Maschinenquerrichtung kann vorzugsweise 3,0 oder höher, mehr bevorzugt 3,5- oder höher sein. Die Verstreckungstemperatur kann vorzugsweise auf eine Temperatur eingestellt werden, die nicht niedriger ist als die Glasübergangstemperatur (Tg) – 5 °C, die aber niedriger ist als die Glasübergangstemperatur +15 °C des Polyesters, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Danach wird die Folie, falls es notwendig ist, bei einer Temperatur von 70 °C bis 100 °C wärmebehandelt.
Bei der obigen Verstreckungsbehandlung kann der Wärmeübertragungskoeffizient vorzugsweise 0,0009 cal/(cm²·s·°C) oder größer, mehr bevorzugt 0,0011 bis 0,0017 cal/(cm²·s·°C) oder größer sein, um die innere Wärmeentwicklung in der Folie, von der das Verstrecken begleitet ist, zu verhindern und daher die Ungleichmäßigkeit der Folientemperatur in der Breitenrichtung zu reduzieren. Wenn der Wärmeübertragungskoeffizient, der durch einen Luftstrom in dem obigen Vorerwärmungsschritt erreicht wird, größer als 0,0013 cal/(cm²·s·°C) ist und wenn der Wärmeübertragungskoeffizient in dem Verstreckungsschritt kleiner als 0,0009 cal/(cm²·s·°C) ist, wird es schwierig, eine gleichmäßige Dickenverteilung der Folie zu erreichen; wenn daher die wärmeschrumpfbare Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung durch Mehrfarbendruck verarbeitet wird, kann bei der Überlagerung dieser Muster mit unterschiedlichen Farben leicht ein Abweichen von Mustern auftreten. In der wärmeschrumpfbaren Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung kann die Dickenverteilung vorzugsweise 6 % oder weniger betragen. Die Folie mit einer Dickenverteilung von 6 % oder weniger lässt sich leicht einer Überlagerung von Mustern mit unterschiedlichen Farben in dem Mehrfarbendruck-Verfahren unterziehen, das z.B. durchgeführt wird, wenn die wärmeschrumpfbare Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung bezüglich des Aussehens der Schrumpfung bewertet wird.
Beim biaxialen Verstrecken, das oben als Streckbehandlung beschrieben wurde, kann die Folie durch irgendein Verfahren des nacheinander erfolgenden biaxialen Verstreckens oder des gleichzeitigen biaxialen Verstreckens verstreckt werden, und falls es notwendig ist, kann die Folie weiterhin wieder in der Maschinenrichtung oder der Maschinenquerrichtung verstreckt werden.
Die wärmeschrumpfbare Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise eine Antibeschlagmittel-Schicht auf wenigstens einer ihrer Oberflächen aufweisen. Das Antibeschlagmittel ist nicht speziell eingeschränkt, solange es die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt, vorzugsweise kann das Antibeschlagmittel aber ein Antibeschlagmittel in Form eines nichtionischen Tensids sein. Spezielle Beispiele des Antibeschlagmittels in Form eines nichtionischen Tensids können z.B. mehrwertige Alkoholfettsäureester, höhere Fettsäureamine, höhere Fettsäureamide und Ethylenoxid-Addukte von höheren Fettsäureaminen oder -amiden einschließen. Von diesen werden mehrwertige Alkoholfettsäureester bevorzugt und Glycerinfettsäureester mehr bevorzugt, weil sie sowohl bezüglich der Antibeschlag-Eigenschaften als auch der Rückgewinnung überschüssiger Antibeschlagmittel bei einer Bildung Antibeschlagmittel-Schicht ausgezeichnet sind und darüber hinaus im Hinblick auf die antistatischen Eigenschaften der Oberfläche einer Antibeschlagmittel-Schicht ausgezeichnet sind, wie nachstehend beschrieben wird. Weiterhin kann die Antibeschlagmittel-Schicht andere Bestandteile enthalten, die für die Antibeschlag-Eigenschaften nicht schädlich sind.
In der vorliegenden Erfindung ist die Dicke einer Antibeschlagmittel-Schicht nicht speziell eingeschränkt, vorzugsweise kann sie aber im trockenen Zustand 0,001 bis 1 g/m², mehr bevorzugt 0,005 – 0,51 g/m² betragen, wobei 0,01 – 0,1 g/m² besonders bevorzugt sind. Wenn die Dicke im trockenen Zustand geringer als 0,001 g/m² ist, ist das Antibeschlagmittel wirkungslos, und selbst ein Antibeschlagmittel, das antistatische Eigenschaften bereitstellen kann, wie oben beschrieben wurde, ist wirkungslos. Wenn demgegenüber die Dicke im trockenen Zustand größer als 1 g/m² ist, wird die Antibeschlagmittel-Schicht klebrig oder verursacht leicht ein Blocking auf der Oberfläche derselben.
In der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung einer Antibeschlagmittel-Schicht nicht speziell eingeschränkt, es kann aber z.B. ein Verfahren einschließen, in dem ein Antibeschlagmittel – wie oben beschrieben wurde – auf die Oberfläche einer wärmeschrumpfbaren Polyesterfolie aufgetragen wird. Für diese Technik des Auftragens eines Antibeschlagmittels können das Tief- druckbeschichten, das Umkehr-Kiss-Coating-Verfahren, das Tauch-Stabbeschichten (fountain bar coating) und andere konventionelle Techniken verwendet werden. Das Auftragen eines Antibeschlagmittels kann entweder durch ein In-line-Beschichtungsverfahren durchgeführt werden, das das Auftra gen bei der Herstellung einer wärmeschrumpfbaren Polyesterfolie umfasst, oder durch das Off-line-Beschichtungsverfahren, das das Auftragen nach der Herstellung einer wärmeschrumpfbaren Polyesterfolie umfasst; um jedoch die Haftung einer Antibeschlagmittel-Schicht an der Folie zu verbessern, wird ein In-line-Beschichtungsverfahren bevorzugt. Beim In-line-Beschichtungsverfahren kann das Auftragen entweder auf eine nicht verstreckte Folie nach der Extrusion durchgeführt werden oder auf eine uniaxial orientierte Folie nach dem Verstrecken in der Maschinenrichtung.
Weiterhin kann die wärmeschrumpfbare Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung vorzugsweise einen spezifischen Oberflächenwiderstand bei 23 °C und 65 % RH auf wenigstens einer Oberfläche derselben haben, der von 1 × 10⁸ Ω/☐ bis 1 × 10¹³ Ω/☐ reicht. Das Verfahren zur Steuerung des spezifischen Oberflächenwiderstands in dem obigen Bereich ist nicht speziell eingeschränkt, bevorzugt wird jedoch ein Verfahren, in dem der spezifische Oberflächenwiderstand auch durch die Bildung einer Antibeschlagmittel-Schicht gesteuert wird, wie oben beschrieben wurde.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend weiterhin durch einige Beispiele erläutert; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Die wärmeschrumpfbaren Polyesterfolien, die in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellt werden, wurden durch die Testmethoden bewertet, die nachstehend beschrieben sind.
(1) Heißwasser-Schrumpffähigkeit
Eine Folie wurde derartig zu einem Quadrat einer Größe von 10 cm × 10 cm geschnitten, dass die Extrusionsrichtung bei der Herstellung als die Maschinenrichtung (MD) angenommen wurde und zwei Seiten des Quadrats parallel zur Maschinenrichtung und die anderen zwei Seiten senkrecht zur Maschinenrichtung (d.h. parallel zur Maschinenquerrichtung (TD)) gemacht wurden. Die geschnittene Folie wurde dann durch Eintauchen in heißes Wasser von 95 °C (die Fehler grenze war –0,5 °C bis +0,5 °C) ohne Belastung behandelt, um eine Wärmeschrumpfung zu verursachen, anschließend erfolgte die Messung der Foliengrößen sowohl in der Maschinenrichtung als auch der Maschinenquerrichtung, um die Heißwasser-Schrumpffähigkeit gemäß der folgenden Gleichung 1 zu bestimmen.
(2) ΔHS
Aus den Ergebnissen des obigen Tests (1) wurde ΔHS bestimmt (wobei ΔHS = |Heißwasser-Schrumpffähigkeit in der Maschinenquerrichtung – Heißwasser-Schrumpffähigkeit in der Maschinenquerrichtung| (%)).
(3) Maximales Schrumpfungspannungs-Verhältnis
Eine Folie wurde zu einem Rechteck einer Länge von 200 mm entlang der Hauptschrumpfungsrichtung und einer Breite von 20 mm geschnitten und als Teststück verwendet, in dem die Richtung der Folie, die dem größeren Wert der Heißwasser-Schrumpffähigkeit entspricht, die im Test (1) bestimmt wurde, als die Hauptschrumpfungsrichtung verwendet wurde. Das Teststück wurde zwischen den Spannvorrichtungen einer von Toyo Seiki Co., Ltd. erhältlichen Tensilon-Zugprüfmaschine (d.h. Festigkeits- und Dehnungs-Messapparatur mit einem Heizofen) mit einem Abstand der Spannvorrichtungen von 100 mm in einer vorher auf 90 °C erwärmten Atmosphäre befestigt, nachdem ein Luftstrom unterbrochen wurde, anschließend erfolgte die Messung der Schrumpfungsspannung, die nachgewiesen wurde, als die Tür des Heizofens schnell geschlossen wurde und der Luftstrom erneut gestartet wurde. Basierend auf dem maximalen Wert, der aus den Ergebnissen der Messung erhalten wurde, wurde das Verhältnis der maximalen Schrumpfungsspannung in der Maschinenquerrichtung (TD) zur maximalen Schrumpfungsspannung in der Maschinenrichtung (MD) (d.h. die maximale Schrumpfungsspannung in der Maschinenquerrichtung/maximale Schrumpfungsspannung in der Maschinenrichtung) bestimmt.
(4) Aussehen der Schrumpfung
Eine Folie wurde zu einem Quadrat einer Größe von 245 mm × 245 mm geschnitten, und die geschnittene Folie wurde als Überzugsmaterial auf der Öffnung eines Aluminiumgefäßes, das japanische Nudeln enthält, angeordnet, wobei der Behälter allgemein für gefrorene japanische Nudeln verwendet wird, die von Katokichi Co., Ltd. erhältlich sind, so dass die aus der Beschichtungsschicht gebildete Oberfläche der Folie – falls vorliegend – der Seite des aufnehmenden Teils des Behälters zugewendet war. Ein Gewicht wurde auf die Folie gelegt, die man dann zusammen mit dem Gefäß durch einen Heißluft-Tunnel hindurchführte, um eine Wärmeschrumpfung der Folie zu bewirken. Zur Bewertung der Verformung wurde die obige Folie vorher mit drei Farben unter Verwendung von grasgrüner, goldfarbener und weißer Tinten bedruckt, die von Toyo Ink Mfg. Co., Ltd erhältlich sind. Die Bewertung des Aussehens der Schrumpfung wurde durch visuelle Beobachtung durchgeführt, und die Kriterien für die Bewertung waren wie folgt:
Kein Auftreten von Kräuselungen, keine Verformung des Behälters oder eine ungenügende Schrumpfung: O
Auftreten einer Verformung des Behälters oder eine ungenügende Schrumpfung: x
(5) Antibeschlag-Eigenschaften
Nachdem mit der Folie eine Wärmeschrumpfung in dem obigen Test (4) durchgeführt wurde, wurde der Behälter, der japanische Nudeln enthält, in einem Kühlschrank gekühlt. Das Überzugsmaterial wurde dann nach dem Kühlen im Hinblick auf das Auftreten einer Trübungsbildung durch Wasserkondensation auf der Seite des aufnehmenden Teils des Behälters gemäß den folgenden Kriterien bewertet:
Kein Auftreten von Trübungsbildung: O
Auftreten von Trübungsbildung (auf wenigstens der Hälfte der Oberfläche): x
(6) Spezifischer Oberflächenwiderstand
Der spezifische Oberflächenwiderstand einer Folie wurde auf ihrer aus der Beschichtungsschicht gebildeten Oberfläche – falls vorliegend – bei 23 °C und 65 % RH gemäß JIS K 6911 gemessen (auf den Inhalt desselben wird hierin Bezug genommen) (die Testergebnisse sind in logarithmischen Werten ausgedrückt).
Die Polyester, die in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet werden, waren wie folgt:

– Polyethylenterephthalat (IV 0,75; nachstehend als Polyester A bezeichnet),
– Polyester, bestehend aus Monomer-Komponenten, die 70 Mol-% Ethylenglycol und 30 Mol-% Neopentylglycol als Diol-Komponenten enthalten, und Terephthalsäure als Säure-Komponente (IV 0,72; nachstehend als Polyester B bezeichnet),
– Polybutylenterephthalat (IV 1,20; nachstehend als Polyester C bezeichnet).

Beispiel 1
Eine Polyester-Mischung, die 10 Gew.-% Polyester A, 66 Gew.-% Polyester B und 24 Gew.-% Polyester C enthält, wurde bei 280 °C extrudiert und dann schnell gekühlt, um eine nicht verstreckte Folie zu ergeben. Diese nicht verstreckte Folie wurde vorerwärmt, so dass die Folien-Temperatur 83 °C erreichte, und dann zwischen Walzen bei 98 °C in der Maschinenrichtung in einem Verhältnis von 2,5 verstreckt. Auf eine Oberfläche dieser Folie, die uniaxial in der Maschinenrichtung verstreckt wurde, wurde Poem J0021 (Polyglycerin-Fettsäureester), das von Riken Vitamin Co., Ltd. erhältlich ist, so aufgetragen, dass die Trockendicke derselben nach dem Strecken in der Maschinenquerrichtung 0,02 g/m² erreichte. Die Folie wurde in einer Vorerwärmungszone für das Verstrecken in der Maschinenquerrichtung getrocknet und dann bei 81 °C in der Maschinenquerrichtung in einem Verhältnis von 4,0 verstreckt, anschließend erfolgte eine Wärmebehandlung bei 88 °C, um eine wärmeschrumpfbare Polyesterfolie einer Dicke von 25 μm zu ergeben, die eine Beschichtungsschicht aufweist (d.h. eine Schicht eines Antibeschlagmittel in Form eines nicht ionischen Tensids).
Die so erhaltene wärmeschrumpfbare Polyesterfolie wurde durch die oben beschriebenen Testmethoden (1) bis (6) bewertet. Die Testergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiele 2 bis 4, Vergleichsbeispiele 1, 2
Jede wärmeschrumpfbare Polyesterfolie wurde auf die gleiche Weise, wie derjenigen, die im Beispiel 1 beschrieben ist, erhalten und bewertet, außer dass die Streckbedingungen sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der Maschinenquerrichtung und die Dicke einer Beschichtungsschicht abgeändert wurden, wie in der Tabelle 1 aufgeführt ist.
Beispiel 5
Eine wärmeschrumpfbare Polyesterfolie wurde auf die gleiche Weise, wie derjenigen, die im Beispiel 1 beschrieben ist, erhalten und bewertet, außer dass der Polyglycerinfettsäureester nicht darauf aufgetragen wurde.
Beispiel 6
Eine wärmeschrumpfbare Polyesterfolie wurde auf die gleiche Weise, wie derjenigen, die im Beispiel 1 beschrieben ist, erhalten und bewertet, außer dass die Polyester-Mischung 35 Gew.-% Polyester A, 55 Gew.-% Polyester B und 10 Gew.-% Polyester C enthielt und die Verstreckungstemperatur in der Maschinenrichtung auf 100 °C abgeändert wurde.
Vergleichsbeispiel 3
Eine wärmeschrumpfbare Polyesterfolie wurde auf die gleiche Weise, wie derjenigen, die im Beispiel 1 beschrieben ist, erhalten und bewertet, außer dass Polyester A zu 100 Gew.-% verwendet wurde.
Tabelle 1
Wie aus der Tabelle 2 ersichtlich ist, wiesen alle Folien der Beispiele 1 bis 6 ein gutes Aussehen der Schrumpfung auf, und die Folien der Beispiele 1 bis 4, 6, die Antibeschlagmittel-Schichten aufweisen, hatten gute Antibeschlag-Eigenschaften und gute antistatische Eigenschaften. Demgegenüber hatten die Folien der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 ungleichmäßige Schrumpfungseigenschaften und wiesen daher ein schlechtes Aussehen der Schrumpfung auf, die zur praktischen Anwendung nicht geeignet war.
Die wärmeschrumpfbaren Polyesterfolien der vorliegenden Erfindung sind dahingehend vorteilhaft, dass sie ein geringfügiges Auftreten von Kräuselungen, Schrumpfungsflecken und Formänderungen nach der Wärmeschrumpfung verursachen, und daher können sie die Verformung von verwendeten Gegenständen durch Schrumpfungsspannung verhindern, während sie das Problem der Entwicklung von chlorhaltigen Gasen durch Verbrennung nicht aufweisen und Polyesterfolien mit ausgezeichneter Bedruckbarkeit sind. Weiterhin wird es durch das Aufbringen einer Antibeschlagmittel-Schicht in Form eines nichtionischen Tensids ermöglicht, das Auftreten einer Trübung durch Wasserkondensation auf der Folienoberfläche und die Verschlechterung des Aussehens zu verhindern, selbst wenn Gegenstände ausgestellt werden. Wenn der Folienoberfläche ein spezifischer Oberflächenwiderstand bei 23 °C und 65 % RH im Bereich von 1 × 10⁸ – 1 × 10¹⁹ Ω/☐ verliehen wird, lassen sich die Folien leicht trennen, selbst wenn sie übereinander geschichtet sind, und die Folien haben eine ausgezeichnete Verarbeitbeitbarkeit. Die wärmeschrumpfbaren Polyesterfolien der vorliegenden Erfindung sind daher als Verpackungsmaterialien, insbesondere als Überzugsmaterialien brauchbar.

Claims

Wärmeschrumpfbare Polyesterfolie, die eine Heißwasser-Schrumpffähigkeit während einer Zeitspanne von 10 Sekunden bei 95 °C hat, die von 30 % bis 50 % in wenigstens einer Richtung (A) reicht und von 25 % bis 45 % in einer Richtung (B) senkrecht zu dieser wenigstens einen Richtung (A) reicht, wobei der Unterschied ΔHS zwischen der Heißwasser-Schrumpffähigkeit in der Richtung (A) und der Heißwasser-Schrumpffähigkeit in der Richtung (B) 10 % oder geringer ist, wobei die Folie eine Schicht eines nichtionischen Tensids/Antibeschlagmittels auf wenigstens einer ihrer Flächen umfasst und die Folie einen spezifischen Widerstand bei 23 °C und 65 % RH im Bereich von 1 × 10⁸ bis 1 × 10¹³ Ω/☐ auf wenigstens einer ihrer Flächen hat.
Wärmeschrumpfbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 1, wobei das Verhältnis der maximalen Schrumpfungsspannung in der Richtung (A) der Folie in heißer Luft bei 90 °C zur maximalen Schrumpfungsspannung in der Richtung (B) der Folie in heißer Luft bei 90 °C 0,5 bis 2,0 ist.
Wärmeschrumpfbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 1, wobei die Richtung (B) der Extrusionsrichtung bei der Herstellung der Folie entspricht und die Richtung (A) einer Richtung senkrecht zur Maschinenrichtung entspricht.
Wärmeschrumpfbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 3, wobei das Verhältnis der maximalen Schrumpfungsspannung in der Richtung (A) der Folie in heißer Luft bei 90 °C zur maximalen Schrumpfungsspannung in der Richtung (B) der Folie in heißer Luft bei 90 °C 0,5 bis 2,0 ist.