JP2004292542A - Heat-shrinkable polyester film with good sliding properties - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、滑り性が良好で帯電しにくい熱収縮性ポリエステルフィルムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
熱収縮性フィルムは、熱風、熱水、熱放射線などによって加熱すると収縮する性質を利用して、包装材、ラベル、キャップシール、電気絶縁材などとして広い分野で使用されている。
この熱収縮性フィルムの素材としては、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエステルなどが用いられているが、ポリエステルフィルムは、優れた透明性、耐溶剤性、耐候性を有し、抗張力が高く、しかも焼却時に有毒ガスの発生がないという長所を有する他、耐熱性が高いので、ホット飲料用PETボトルのシュリンクラベルなどにも好適に用いられている。
【0003】
一方、一般的にプラスチックフィルムは、電気絶縁性を有しているので帯電しやすく、静電気の発生によりフィルムの2次加工に支障をきたしたり、ゴミが付着するという問題が生じる。特にポリエチレンテレフタレート系のポリエステルは体積固有抵抗が高く、摩擦により帯電しやすいため、問題は一層深刻である。
また、表面性などによりフィルム同士の滑り性が悪い場合、摩擦により帯電しやすく、また、フィルム表面が傷ついたり、フィルム加工時の取り扱いが困難になる。
【0004】
上記の問題を解決するため、各種帯電防止剤及び/又は滑剤をフィルムに練り込んだり、フィルムの表面に塗布することにより、プラスチックフィルムに帯電防止性及び滑り性を付与する方法が採られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、表面に特定のアニオン系界面活性剤とノニオン系界面活性剤からなる帯電防止剤水溶液を塗布してなる界面活性剤層を有する帯電防止性及び滑り性に優れたポリ乳酸系二軸延伸フィルムが開示されている。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−12687号公報
【0006】
一方、シュリンクラベルとして用いられる熱収縮性ポリエステルフィルムにおいても、筒状に加工したラベルをボトルなどの容器に装着する際、フィルム間の摩擦に起因して発生する静電気により筒状フィルムの口開きが悪くなる問題や、滑り性が悪いため、ラベルを装着したボトル同士が接触する場合、例えば、ベルトコンベアでの移送時、箱詰めされたものの輸送時、自動販売機内での移動時などに、ラベル同士が擦られてラベルが破損したり、傷がついたりする問題が生じており、従来、常温で固体の界面活性剤の水溶液をフィルムの印刷面の反対側の面に塗布し、帯電防止性とともに滑り性を付与することにより対処している。
【0007】
しかしながら、PETボトル用などに使用されるシュリンクラベルは、筒状に加工したものをボトルに装着し、水蒸気で加熱収縮させた後、温水で洗浄する工程を経るのが一般的である。したがって、上記のように界面活性剤水溶液を表面に塗布したラベルは、塗布した界面活性剤層が水蒸気や温水に溶け出してしまう。特にポリエステルフィルムはポリ塩化ビニルフィルムやポリスチレンフィルムと異なり、滑剤を練り込むことが困難なので、表面に設けた界面活性剤層のみが滑り性の向上に寄与しているため、これが水に溶け出して消失すると、フィルム表面の滑り性が著しく低下する。そのため、上記した問題を解決するにはいたっていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ボトルなどの内容物充填容器に装着するシュリンクラベルとして使用した場合に、フィルム間の滑り性を良くすることにより、摩擦による静電気の発生を抑え、筒状にしたフィルムの口開きが悪くならないようにするとともに、ボトルなどに装着したラベル同士が擦られてラベルが破損したり傷が付いたりすることがないように、ラベル装着時に水蒸気や温水に曝された後においても十分な滑り性を保持し帯電しにくい熱収縮性ポリエステルフィルムを提供することを目的になされたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前述の好ましい特徴を有する熱収縮性ポリエステルフィルムを開発すべく鋭意研究を重ねた結果、従来フィルム表面に帯電防止剤として塗布されていた常温で固体の水溶性界面活性剤に代えて、特定の常温で液体の非水溶性界面活性剤を用いることにより、摩擦による静電気の発生を少なくする滑り性とともに、ボトルなどに装着された後のシュリンクラベルにも十分な滑り性を付与することのできる、帯電しにくい熱収縮性ポリエステルフィルムが得られることを見出し、本発明を完成するに到った。
【0010】
すなわち、本発明の要旨は、片面に非水溶性界面活性剤又はポリプロピレングリコールの塗布層を有する滑り性の良好な熱収縮性ポリエステルフィルムに存する。
また、該非水溶性界面活性剤は、ソルビタン又はグリセリン等の多価アルコールの、オレイン酸等のC12〜C20の脂肪酸エステルから選ばれた少なくとも一種からなる。
また、該非水溶性界面活性剤又はポリプロピレングリコールの塗布層を有するフィルム表面同士の動摩擦係数及び静摩擦係数は共に0.3以下であり、温水浸漬後においても同様である。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムに用いられるポリエステルは、テレフタル酸とエチレングリコール及びシクロヘキサンジメタノールとからなる共重合ポリエステルなどの非晶質ポリエステルを主成分とし、ポリエチレンテレフタレートなどの晶質ポリエステルを35重量%以下の範囲で混合することができる。上記共重合ポリエステルにおけるエチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールとのモル比率は、8/2〜6/4が適当である。
【0012】
上記ポリエステルには、必要に応じて、他の熱可塑性樹脂、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、着色剤、潤滑剤、可塑剤、充填剤などを含有させることができる。
【0013】
本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムは、シュリンクラベルとして用いる熱収縮率の高い一軸延伸フィルムを得るためには、上記ポリエステル組成物からなる未延伸シートを一方向に通常ガラス転移点(Tg)より5〜15℃高い温度で3.5〜5倍延伸し、かつ、上記方向と直交する方向にTg〜Tg+10℃の温度で1.0〜2.0倍延伸し、更に、Tg−5℃以上の温度で熱処理を行う。このようにして得られる延伸フィルムの厚さは、20〜60μmであることが好ましい。20μm未満では製膜するのが困難であり、60μmを超えると経済的でない。
【0014】
上記のようにして形成した延伸フィルムの片面には、フィルムに滑り性を付与するために非水溶性界面活性剤又はポリプロピレングリコールの塗布層が形成されるが、該非水溶性界面活性剤としては常温で液体の非水溶性の界面活性剤である多価アルコールのC12〜C20の脂肪酸エステルを用いる。前記多価アルコールはソルビタン又はグリセリンが好ましく、前記12〜C20の脂肪酸はオレイン酸が好ましく、前記ポリプロピレングリコールは分子量が1000〜10000程度のものが好ましい。また、本発明において用いられる界面活性剤には、上記界面活性剤のエチレンオキサイド付加物などの変性体も、非水溶性であり、かつ、本発明の主旨に沿うものは包含される。
【0015】
上記非水溶性界面活性剤又はポリプロピレングリコールの塗布層の形成方法については、先ず上記非水溶性界面活性剤及びポリプロピレングリコールの一種又は二種以上からなる塗布液を未延伸シートの片面全体にグラビアロールコーターなどを用いて塗布する。この塗布液に用いられる溶媒は、イソプロピルアルコール、n−ヘキサン等の上記非水溶性界面活性剤又はポリプロピレングリコールを可溶化し、かつ未延伸シートを犯さない有機溶媒であれば良く、特に限定はされない。この際の該塗布液の塗布量は通常1平方メートル当たり5グラム前後が好ましい。未延伸シートに該塗布液を塗布乾燥した後に延伸することにより、表面に非水溶性界面活性剤又はポリプロピレングリコールの塗布層を形成した延伸フィルムを得る。延伸フィルムにおける有効成分である非水溶性界面活性剤又はポリプロピレングリコールの目付量は1平方メートル当たり0.001〜0.02グラム程度である。
【0016】
このようにして表面処理した本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムは、十分な滑り性を備えたものであり、シュリンクラベルの水蒸気加熱による容器への収縮装着とその後の温水洗浄を想定して定めた条件(95℃,10秒間)での温水浸漬前後において、処理面同士の動摩擦係数及び静摩擦係数が共に0.3以下である滑り性を有するものである。
【0017】
【実施例】
次に、本発明の内容を実施例によって、更に詳細に説明する。なお、実施例中の各物性は以下の方法で評価したものである。
【0018】
滑り性(摩擦係数)
JIS−K7125に準じて界面活性剤又はポリプロピレングリコールの塗布層を有する面同士の動摩擦係数と静摩擦係数を測定した。摩擦係数の測定は温水浸漬(水温:95℃,浸漬時間:10秒間、乾燥:24時間風乾)前後で行い、両係数共0.3以下を合格(○)と判定した。
【0019】
実施例1
テレフタル酸とエチレングリコールよりなる極限粘度0.63dl/gのポリエチレンテレフタレートと、テレフタル酸とエチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールよりなる極限粘度0.70dl/gの共重合ポリエステルを重量比30/70の割合に混合した混合ポリエステルを用い、これを270℃に加熱された真空ベント式二軸押出機に供給し、溶融されたポリマーをTダイから押出し、30℃のキャストロール上にて冷却し、厚さ250μmの未延伸シートを得た。次いで、この未延伸シートの片面に、ポリプロピレングリコール(分子量約4000)のイソプロピルアルコール1%溶液をグラビアロール(180メッシュ,版深50μm)を用いて1平方メートル当たり約5グラムの目付量で塗布した後、乾燥して塗布層を形成した。
次に上記のようにして表面処理した未延伸シートを縦延伸機に供給して87℃で1.05倍に延伸した後、テンター式横延伸機に導いて95℃で予熱し、90℃の温度雰囲気下で4.8倍に横延伸した後、80℃で熱処理を行い、50μmの一軸延伸フィルムを巻取機でロール状に巻取った。
このようにして得られた延伸フィルムについて、その温水浸漬(95℃,10秒間)前後の表面処理面同士の動摩擦係数と静摩擦係数を実測して、滑り性を評価した。物性の実測値と評価を表1に示す。結果は表1に示すとおり、滑り性は良好であった。
【0020】
実施例2
ポリプロピレングリコールのイソプロピルアルコール溶液の濃度を0.5%としたこと以外は、実施例1に準じた。得られたフィルムについて、実施例1と同様に摩擦係数の実測値と評価を表1に示す。結果は表1に示すとおり、滑り性は良好であった。
【0021】
実施例3
ポリプロピレングリコールのイソプロピルアルコール1%溶液の代わりに、ソルビタンオレイン酸エステルのイソプロピルアルコール1%溶液を用いたこと以外は、実施例1に準じた。得られたフィルムについて、実施例1と同様に摩擦係数の実測値と評価を表1に示す。結果は表1に示すとおり、滑り性は良好であった。
【0022】
比較例1
ポリプロピレングリコールのイソプロピルアルコール1%溶液の代わりに、ジデシルジメチルアンモニウムクロライドのイソプロピルアルコール0.2%溶液を用いたこと以外は、実施例1に準じた。得られたフィルムについて、実施例1と同様に摩擦係数の実測値と評価を表1に示す。結果は表1に示すとおり、温水浸漬前の滑り性は実施例のものより劣り、温水浸漬後の滑り性は浸漬前より著しく低下し、不良であった。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】
以上、実施例に示したとおり、本発明による滑り性の良好な熱収縮性ポリエステルフィルムは、従来の帯電防止処理したフィルムより滑り性が良いので、フィルム同士の摩擦による帯電が少ないため、シュリンクラベルとして使用した場合に、筒状に加工したフィルムの口開きが良いという特性を有するばかりでなく、ラベルの加熱収縮あるいは洗浄時に水蒸気や温水に曝された後においても良好な滑り性を維持するので、ボトル等の容器に装着されたラベル同士が擦られて破損したり傷が付いたりすることがないという優れた効果を奏するものである。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat-shrinkable polyester film having good slipperiness and being hardly charged.
[0002]
[Prior art]
A heat-shrinkable film is used in a wide range of fields as a packaging material, a label, a cap seal, an electric insulating material, etc., utilizing the property of shrinking when heated by hot air, hot water, heat radiation, or the like.
As the material of the heat-shrinkable film, polyvinyl chloride, polystyrene, polyolefin, polyester, etc. are used, but the polyester film has excellent transparency, solvent resistance, weather resistance, high tensile strength, Moreover, it has the advantage that no toxic gas is generated during incineration, and has high heat resistance, so that it is suitably used for shrink labels of PET bottles for hot beverages.
[0003]
On the other hand, plastic films generally have an electrical insulating property and thus are easily charged, which causes problems in secondary processing of the film due to generation of static electricity and adhesion of dust. In particular, polyethylene terephthalate-based polyester has a high volume specific resistance and is easily charged by friction, so the problem is more serious.
In addition, when the slipperiness between the films is poor due to surface properties, etc., the films are liable to be charged due to friction, and the film surface is damaged, and handling during film processing becomes difficult.
[0004]
In order to solve the above-mentioned problems, a method of imparting an antistatic property and a slip property to a plastic film by kneading various antistatic agents and / or lubricants into the film or applying the antistatic agent and / or the lubricant to the surface of the film has been adopted. (For example, see Patent Document 1). Patent Literature 1 discloses a polylactic acid system having a surfactant layer formed by applying an aqueous solution of an antistatic agent composed of a specific anionic surfactant and a nonionic surfactant to a surface, and having excellent antistatic properties and slipperiness. A biaxially stretched film is disclosed.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-12687
On the other hand, even for heat-shrinkable polyester films used as shrink labels, when a cylindrically processed label is mounted on a container such as a bottle, the opening of the cylindrical film is opened due to static electricity generated due to friction between the films. If the bottles with the labels come into contact with each other due to the problem of worsening or poor slipperiness, for example, when transferring on a belt conveyor, transporting boxed items, or moving inside a vending machine Has been rubbed and the label has been damaged or scratched.Conventionally, an aqueous solution of a surfactant that is solid at room temperature is applied to the surface on the opposite side of the printed surface of the film. This is dealt with by providing slipperiness.
[0007]
However, shrink labels used for PET bottles and the like generally go through a process in which a cylindrically processed shrink label is attached to the bottle, heated and shrunk with steam, and then washed with warm water. Therefore, in the label in which the surfactant aqueous solution is applied to the surface as described above, the applied surfactant layer is dissolved in steam or hot water. In particular, unlike a polyvinyl chloride film or a polystyrene film, it is difficult to knead a lubricant with a polyester film.Therefore, only the surfactant layer provided on the surface contributes to the improvement of the sliding property. When it disappears, the slipperiness of the film surface is significantly reduced. For this reason, the above-mentioned problem has not been solved.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention, when used as a shrink label to be attached to a content-filled container such as a bottle, suppresses the generation of static electricity due to friction by improving the slipperiness between the films, and the opening of the tubular film is reduced. Sufficient slippage even after exposure to water vapor or hot water at the time of label mounting so that the labels do not deteriorate and the labels mounted on the bottle etc. do not rub against each other and damage or scratch the labels. An object of the present invention is to provide a heat-shrinkable polyester film which retains properties and is hardly charged.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to develop a heat-shrinkable polyester film having the above-mentioned preferable characteristics, and as a result, have replaced a water-soluble surfactant at room temperature which was conventionally applied as an antistatic agent on the film surface. In addition, by using a water-insoluble surfactant that is liquid at a specific room temperature, it imparts sufficient slipperiness to shrink labels after being attached to bottles, etc., as well as to reduce the generation of static electricity due to friction. The present inventors have found that a heat-shrinkable polyester film which can be hardly charged is obtained, and the present invention has been completed.
[0010]
That is, the gist of the present invention resides in a heat-shrinkable polyester film having good slipperiness and having a coating layer of a water-insoluble surfactant or polypropylene glycol on one surface.
Further, the water-insoluble surfactant comprises at least one selected from C12 to C20 fatty acid esters of polyhydric alcohols such as sorbitan and glycerin, such as oleic acid.
Further, the coefficient of dynamic friction and the coefficient of static friction between the surfaces of the films having the coating layer of the water-insoluble surfactant or polypropylene glycol are both 0.3 or less, which is the same after immersion in warm water.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The polyester used for the heat-shrinkable polyester film of the present invention is mainly composed of an amorphous polyester such as a copolymerized polyester composed of terephthalic acid and ethylene glycol and cyclohexane dimethanol, and 35% by weight of a crystalline polyester such as polyethylene terephthalate. % Or less. The molar ratio between ethylene glycol and cyclohexanedimethanol in the above copolymerized polyester is suitably from 8/2 to 6/4.
[0012]
If necessary, the above-mentioned polyester may contain other thermoplastic resins, ultraviolet absorbers, antistatic agents, flame retardants, coloring agents, lubricants, plasticizers, fillers, and the like.
[0013]
In order to obtain a uniaxially stretched film having a high heat shrinkage rate used as a shrink label, the heat-shrinkable polyester film of the present invention is obtained by moving an unstretched sheet made of the above polyester composition in one direction, usually from the glass transition point (Tg) by 5 Stretched 3.5 to 5 times at a temperature higher by 15 to 15 ° C, and stretched 1.0 to 2.0 times at a temperature of Tg to Tg + 10 ° C in a direction orthogonal to the above direction. Heat treatment is performed at a temperature. The thickness of the stretched film thus obtained is preferably 20 to 60 μm. If it is less than 20 μm, it is difficult to form a film, and if it exceeds 60 μm, it is not economical.
[0014]
On one side of the stretched film formed as described above, a coating layer of a water-insoluble surfactant or polypropylene glycol is formed in order to impart slipperiness to the film. And a C12-C20 fatty acid ester of a polyhydric alcohol which is a liquid, water-insoluble surfactant. The polyhydric alcohol is preferably sorbitan or glycerin, the fatty acid of 12 to C20 is preferably oleic acid, and the polypropylene glycol has a molecular weight of about 1,000 to 10,000. The surfactant used in the present invention also includes modified surfactants such as ethylene oxide adducts, which are insoluble in water and conform to the gist of the present invention.
[0015]
Regarding the method of forming the coating layer of the water-insoluble surfactant or polypropylene glycol, first, a coating solution comprising one or more of the water-insoluble surfactant and polypropylene glycol is applied to the entire surface of an unstretched sheet by gravure roll. Apply using a coater or the like. The solvent used for this coating solution is not particularly limited, as long as it is an organic solvent that solubilizes the above water-insoluble surfactant such as isopropyl alcohol and n-hexane or polypropylene glycol and does not violate the unstretched sheet. . In this case, the coating amount of the coating solution is usually preferably about 5 grams per square meter. The coating solution is applied to an unstretched sheet, dried and stretched to obtain a stretched film having a surface coated with a water-insoluble surfactant or polypropylene glycol. The basis weight of the water-insoluble surfactant or polypropylene glycol as an active ingredient in the stretched film is about 0.001 to 0.02 g per square meter.
[0016]
The heat-shrinkable polyester film of the present invention surface-treated in this way has sufficient slipperiness, and is determined on the assumption that the shrink label is shrink-fitted into a container by steam heating and then washed with hot water. Before and after immersion in warm water under the conditions (95 ° C., 10 seconds), both of the kinetic friction coefficient and the static friction coefficient between the treated surfaces have a sliding property of 0.3 or less.
[0017]
【Example】
Next, the contents of the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, each physical property in an Example is evaluated by the following methods.
[0018]
Slippery (friction coefficient)
According to JIS-K7125, the kinetic friction coefficient and the static friction coefficient between the surfaces having the surfactant or the coating layer of polypropylene glycol were measured. The friction coefficient was measured before and after immersion in warm water (water temperature: 95 ° C., immersion time: 10 seconds, drying: air-drying for 24 hours), and both coefficients were 0.3 or less, which was judged as acceptable (合格).
[0019]
Example 1
A polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.63 dl / g consisting of terephthalic acid and ethylene glycol and a copolyester having an intrinsic viscosity of 0.70 dl / g consisting of terephthalic acid, ethylene glycol and cyclohexanedimethanol in a weight ratio of 30/70. The mixed polyester was mixed and fed to a vacuum vented twin-screw extruder heated to 270 ° C., and the molten polymer was extruded from a T-die, cooled on a 30 ° C. cast roll, and cooled to a thickness of 250 μm. Was obtained. Next, a 1% solution of polypropylene glycol (molecular weight: about 4000) in isopropyl alcohol was applied to one surface of the unstretched sheet using a gravure roll (180 mesh, plate depth: 50 μm) at a basis weight of about 5 grams per square meter. After drying, a coating layer was formed.
Next, the unstretched sheet surface-treated as described above is supplied to a longitudinal stretching machine and stretched 1.05 times at 87 ° C., and then guided to a tenter type transverse stretching machine and preheated at 95 ° C. After being stretched 4.8 times in a temperature atmosphere, heat treatment was performed at 80 ° C., and a 50 μm uniaxially stretched film was wound into a roll by a winder.
With respect to the stretched film thus obtained, the kinetic friction coefficient and the static friction coefficient between the surface-treated surfaces before and after immersion in hot water (95 ° C., 10 seconds) were measured to evaluate the slipperiness. Table 1 shows the measured values and evaluations of the physical properties. As shown in Table 1, the results were good in slipperiness.
[0020]
Example 2
Example 1 was repeated except that the concentration of the isopropyl alcohol solution of polypropylene glycol was 0.5%. Table 1 shows the measured values and evaluations of the coefficient of friction of the obtained film in the same manner as in Example 1. As shown in Table 1, the results were good in slipperiness.
[0021]
Example 3
Example 1 was repeated except that a 1% solution of sorbitan oleate was used instead of a 1% solution of polypropylene glycol in isopropyl alcohol. Table 1 shows the measured values and evaluations of the coefficient of friction of the obtained film in the same manner as in Example 1. As shown in Table 1, the results were good in slipperiness.
[0022]
Comparative Example 1
Example 1 was repeated except that a 0.2% solution of didecyldimethylammonium chloride in isopropyl alcohol was used instead of the 1% solution of polypropylene glycol in isopropyl alcohol. Table 1 shows the measured values and evaluations of the coefficient of friction of the obtained film in the same manner as in Example 1. As shown in Table 1, the slipperiness before immersion in warm water was inferior to that of the example, and the slipperiness after immersion in warm water was significantly lower than before immersion and was poor.
[0023]
[Table 1]
[0024]
【The invention's effect】
As described above, as shown in the examples, the heat-shrinkable polyester film having good slipperiness according to the present invention has better slipperiness than the conventional antistatic-treated film, and thus has less charge due to friction between the films. When used as a film, it not only has the property that the opening of the film processed into a cylindrical shape is good, but also maintains a good slipperiness even after being exposed to steam or hot water at the time of heat shrinkage or washing of the label. In addition, the present invention has an excellent effect that labels attached to containers such as bottles are not rubbed against each other, and are not damaged or scratched.
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