JP2005066933A - 熱収縮性ポリエステル系フィルムロールおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 熱収縮性ポリエステル系フィルムを巻取ってなるフィルムロールであって、フィルムから10cm×10cmの正方形状に切り出した複数の試料を85℃の温水中に10秒浸漬して引き上げ、次いで25℃の水中に10秒浸漬して引き上げたときの最大収縮方向の熱収縮率が20%以上であり、長尺フィルムから所定の要件で切り出したフィルム試料の同一面同士の動摩擦係数μdを測定したときに、全ての試料のμdが0.27以下であると共に、これらの平均値を算出したときに、全ての試料のμdがこの平均値±0.06の範囲に収まっている。
Description
(2)上記要件(1)における各試料切り出し部から別途切り出された各試料について同一面同士の動摩擦係数μdを測定したときに、全ての試料のμdが0.27以下であると共に、これらの平均値を算出したときに、全ての試料のμdがこの平均値±0.06の範囲に収まっている。
熱収縮率=100×(収縮前の長さ−収縮後の長さ)÷(収縮前の長さ)
SRa=1/(Lx×Ly)∫0 Lx∫0 Ly|f(x,y)|dx・dy
(i)ポリエチレンテレフタレート(PET)と、ポリシクロヘキシレンジメチルテレフタレートを組み合わせる、
(ii)ポリエチレンテレフタレート(PET)と、ネオペンチルグリコールとテレフタル酸からなるホモポリエステルを組み合わせる、
(iii)ポリエチレンテレフタレート(PET)と、ポリブチレンテレフタレート(1,4−ブタンジオールとテレフタル酸)とからなるホモポリエステルを組み合わせる、
(ix)上記4種類のホモポリエステルを組み合わせる、
(x)PETと、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび1,4−ブタンジオールよりなる群から選択される1種以上のジオールからなる混合ジオール成分(必要によりエチレングリコールも加えてもよい)とテレフタル酸とからなる共重合ポリエステルとを組み合わせる、
等の方法が採用できる。
ブレンド方式では、通常、組成の異なる複数の原料ポリマーチップをホッパ内でブレンドした後、押出機内へチップ混合物を導入し、ポリマーを溶融混練して押出して、フィルム化する。例えば、原料となるポリマーが3種類ある場合、3個のホッパにそれぞれのポリマーチップを連続式あるいは間欠式に供給し、必要に応じて緩衝ホッパを介して、最終的には、押出機直前あるいは直上のホッパ(便宜上「最終ホッパ」という)で3種類のポリマーチップを混ぜながら、押出機の押出量に合わせて原料チップを定量的に押出機に供給してフィルムを形成するのである。ところが、最終ホッパの容量あるいは形状によっては、最終ホッパ内のチップ量が多い場合と残量が少なくなった場合に、最終ホッパから押出機へと供給されるチップの組成が異なってくるという原料偏析の現象が発生していることが本発明者等によって見出された。この問題は、各種ポリマーチップの形状あるいは比重が異なっている場合、特に、顕著に現れる。原料偏析の現象が発生して押出し機より押出されるポリマーの組成もそれに従って変動すると、製造される熱収縮性フィルムの熱収縮挙動の変動の原因となる。また、いずれかのチップにのみ滑剤や帯電防止剤が含まれていると、原料偏析の結果、長尺フィルムの滑り性が変動してしまうのである。
フィルムを得るに当たっては押出機が用いられるが、最終ホッパ形状の適正化も、組成が均一な長尺フィルムを得るための好ましい手段である。すなわち、漏斗状ホッパの傾斜角が65゜より小さいと、小さいチップのみが先に落下してしまって、原料偏析の原因になるからである。傾斜角が65゜以上のホッパを用いることで、大きいチップも小さいチップと同様に落とし易くすることができ、内容物(チップ)の上端部が水平面を保ちつつホッパ内を下降していくため、原料偏析の低減に役立つ。より好ましい傾斜角は70゜以上である。なお、ホッパの傾斜角とは、漏斗状の斜辺と、水平な線分との間の角度である。最終ホッパの上流に複数のホッパを使用してもよく、この場合、いずれのホッパにおいても、傾斜角を65゜以上、より好ましくは70゜以上とするとよい。
ホッパ内での原料偏析を低減する手段として、ホッパの容量を適正化することも好ましい手段である。ホッパの適正な容量としては、押出機の1時間当たりの吐出量の15〜120質量%の範囲内である。この吐出量の15質量%程度以上の容量がホッパにないと原料の安定供給が難しいこと、また大きすぎるホッパでは、原料チップ混合物が長時間に亘ってホッパ内に留まることとなって、その間にチップの偏析が生じるおそれがあること等が、ホッパ容量を上記範囲内とする理由である。ホッパの容量は押出機の1時間当たりの吐出量の20〜100質量%の範囲内がより好ましい。
組成が均一な長尺フィルムを得るためには、使用する原料チップの削れ等により発生する微粉体の比率を低減することも好ましい手段である。微粉体が原料偏析の発生を助長するので、工程内で発生する微粉体を除去して、ホッパ内に含まれる微粉体の比率を低減することが好ましい。含まれる微粉体の比率は、原料チップが押出機に入るまでの全工程を通じて、原料100質量%中、1質量%以内に制御することが好ましく、0.5質量%以内に制御することがさらに好ましい。具体的には、ストランドカッターでチップを製造した後に、篩を通す方法、原料チップを空送等する場合にサイクロン式エアフィルタを通す方法等により、微粉体を除去すればよい。
後述する実施例および比較例で得られた長さ1000mのフィルムが巻回されたフィルムロールについて、フィルムの第2端部(巻き終り部)から20m間隔で5点試料を切出し、フィルムの第1端部(巻き始め部)から200m内側の部分から前記第1端部に向けて20m間隔で5点の試料を切出し、これら試料の最大収縮方向の熱収縮率(後述)を測定した。各試料の熱収縮率のばらつきは、20%以内の幅に収まっていた。しかもフィルムの製造中、製造・延伸工程は安定していた。従って各フィルムロールは、フィルムの全長に亘って定常領域に該当していることが確認された。
フィルムを長手方向およびその直交方向に沿うように10cm×10cmの正方形に裁断し、85℃±0.5℃の温水中に、無荷重状態で10秒間浸漬して熱収縮させた後、直ちに25℃±0.5℃の水中に10秒浸漬した後、試料の縦および横方向の長さを測定し、下記式に従って求めた。最も収縮率の大きい方向を最大収縮方向とした。
熱収縮率(%)=100×(収縮前の長さ−収縮後の長さ)÷(収縮前の長さ)
(3)動摩擦係数μd
フィルムの易滑層形成面同士の動摩擦係数μd、ばらつきRをJIS K 7125に準拠し、23℃,65%RH環境下で測定した。
フィルムの易滑層形成面の表面固有抵抗値:logΩ(Ω・cm)を、表面抵抗器(KAWAGUCHI ERECTRIC WORKS製固有抵抗測定器)を用いて、印加電圧500V、23℃、65%RH環境下で測定した。
表面粗さ測定器(Surfcorder ET-30HK;小坂研究所製)を用いてフィルム易滑層形成面の表面粗さを測定した。中心面とは、平面と断面曲面との偏差の2乗和が平面に対して上下で等しく、かつ、最小になる平面であり、中心面平均粗さ:SRaとは、粗さ曲線の中心面上に直交座標軸X、Y軸を置き、中心面に直交する軸をZ軸とし、粗さ曲面をf(x,y)、基準面の大きさLx、Lyとしたとき、下記の式で与えられる値である。
SRa=1/(Lx×Ly)∫0 Lx∫0 Ly|f(x,y)|dx・dy
(6)対ステンレス傾斜滑り出し角度
底部形状が短辺55mm、長辺160mmの矩形状である500gの角型重りの底部にフィルムの易滑層形成面を外側にしながらフィルムの最大収縮方向を短辺に沿わせて貼り付け、仮想ボトル試料を作製する。傾きを1°づつ変えた平滑なステンレス板を用意し、このステンレス板の上に、仮想ボトル試料を横長に裁置して仮想ボトル試料が滑り落ちたときのステンレス板の傾斜角度(平均値)を、対ステンレス傾斜滑り出し角度とした。
JIS K 7136に準じて、ヘイズメーター(日本精密機械社製)を用いて測定した。ヘイズが8.0%以下の場合を○、8.0%を超える場合を×とした。
フイルムの一方の面に1,3−ジオキソランを塗布し、この塗布面に他方の面を圧着し、チューブ状に接合加工した。チューブを加工時の流れ方向と直交方向に15mm幅に切断してサンプルとし、JIS K 6854に準じ、接合部分の上記方向についてのT型剥離試験を引張速度200mm/分の条件で行った。なお、溶剤接着性は以下の基準に基づいて評価した。
剥離接着強度1N/15mm以上: △
剥離接着強度1N/15mm未満: ×
撹拌機、温度計および部分還流式冷却器を備えたステンレススチール製オートクレーブに、ジカルボン酸成分としてジメチルテレフタレート(DMT)100モル%と、グリコール成分として、エチレングリコール(EG)70モル%とネオペンチルグリコール(NPG)30モル%を、グリコールがモル比でメチルエステルの2.2倍になるように仕込み、エステル交換触媒として酢酸亜鉛を0.05モル%(酸成分に対して)と、重縮合触媒として三酸化アンチモン0.025モル%(酸成分に対して)添加し、生成するメタノールを系外へ留去しながらエステル交換反応を行った。その後、280℃で26.7Paの減圧条件の下で重縮合反応を行い、固有粘度0.73dl/gのポリエステルAを得て、これをチップ化した。
合成例1と同様な方法により、表1に示すポリエステル原料チップBおよびCを得た。表中、BDは、1,4−ブタンジオールである。それぞれのポリエステルの固有粘度は、チップBが0.72dl/g、チップCが1.20dl/gであった。なお、後述する実験例において無機滑剤を添加する場合は、チップC用のポリエステルの中に、使用する無機滑剤を0.7質量%の割合で添加してマスターバッチとし、これを必要量使用した。滑剤の添加方法は、予めエチレングリコール中に滑剤を分散し、上記方法で重合する方法を採った。
各々別個に予備乾燥された表1に示したポリエステルチップAを66質量%、Cを9質量%、Dを25質量%を、それぞれ押出し機直上のホッパに定量スクリューフィーダーで連続的に別供給して、ホッパ内で混合し、280℃で単軸式押出し機で溶融押出しし、急冷して、厚さ180μmの未延伸フィルムを得た。このとき、ホッパの容量は原料重量にして150kgで、押出し機の押出し量は1時間あたり450kg、ホッパの傾斜角は70゜であった。
事前に混合された後に予備乾燥された表1に示すポリエステルチップB65質量%、C10質量%、D25質量%を、原料重量にして400kgの容量で、ホッパの傾斜角が60゜の同一の形状のホッパを3個経由させた後に押出し機直上のホッパに供給した以外は実験例1と同じ方法で、厚さ45μmの熱収縮性ポリエステル系フィルムを製膜し、続いて実験例1と同じ方法で熱収縮性フィルムロールを得た。得られたフィルムロールのフィルムの物性値を表2〜5に示す。
各々別個に予備乾燥された表1に示すポリエステルチップAを51質量%、Cを23質量%、Dを26質量%を、押出し機直上のホッパに定量スクリューフィーダーでそれぞれ連続的に別供給し、ホッパ内で混合し、280℃で単軸式押出し機で溶融押出しし、急冷して、厚さ180μmの未延伸フィルムを得た。このとき、ホッパの容量は原料重量にして100kgで、押出し機の押出し量は1時間あたり450kg、ホッパの傾斜角は75゜であった。
実験例1において、インラインコートでのスムージングバーの回転数110±15(回転/分)とし、スムージングバー上にはイソプロピルアルコールを滴下しない以外は実験例1と同様の方法にて熱収縮性フィルムロールを得た。得られたフィルムロールのフィルムの物性値を表2〜5に示す。
実験例1において塗布液を塗布しない以外は同様の方法にて熱収縮性フィルムロールを得た。得られたフィルムロールのフィルムの物性値を表2〜5に示す。
Claims (5)
- 熱収縮性ポリエステル系フィルムを巻取ってなるフィルムロールであって、この熱収縮性ポリエステル系フィルムが、下記要件(1)および(2)を満足することを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
(1)上記フィルムの長さ方向にフィルム物性が安定している定常領域のフィルムの巻き始め側の端部を第1端部、巻き終わり側の端部を第2端部としたとき、上記第2端部の内側2m以内に1番目の試料切り出し部を、また、上記第1端部の内側2m以内に最終の切り出し部を設けると共に、1番目の試料切り出し部から約100m毎に試料切り出し部を設け、それぞれ10cm×10cmの正方形状に切り出した試料を85℃の温水中に10秒浸漬して引き上げ、次いで25℃の水中に10秒浸漬して引き上げたときの最大収縮方向の熱収縮率が、全ての試料について20%以上である、
(2)上記要件(1)における各試料切り出し部から別途切り出された各試料について同一面同士の動摩擦係数μdを測定したときに、全ての試料のμdが0.27以下であると共に、これらの平均値を算出したときに、全ての試料のμdがこの平均値±0.06の範囲に収まっている。 - さらに、下記要件(3)を満足するものである請求項1に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
(3)上記要件(1)における各試料切り出し部から別途切り出された各試料の少なくとも一方の面の表面固有抵抗値を測定したときに、全ての試料の表面固有抵抗値:logΩが14.0未満であると共に、これらの平均値を算出したときに、全ての試料の表面固有抵抗値:logΩがこの平均値±1.0の範囲に収まっている。 - さらに、下記要件(4)を満足するものである請求項1または2に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
(4)上記要件(1)における各試料切り出し部から別途切り出された各試料について、動摩擦係数を測定した面と同一面の中心面平均粗さが全ての試料について0.04μm以下であると共に、これらの平均値を算出したとき、全ての試料の中心面平均粗さがこの平均値±0.01μmの範囲に収まっている。 - フィルム表面に易滑層が形成されている請求項1〜3のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
- 請求項4に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールを製造する方法であって、溶融押出された未延伸ポリエステル系フィルムまたは一軸延伸ポリエステル系フィルムの少なくとも片面に、易滑層用塗布液を塗布した後、この塗布フィルムを二軸延伸または一軸延伸する工程を含むことを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルムロールの製造方法。
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