JP2020105521A - 熱収縮性ポリエステル系フィルムおよび包装体 - Google Patents
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Abstract
Description
1.熱収縮性ポリエステル系フィルムをロール状に巻き取ってなる熱収縮性ポリエステル系フィルムロールであって、該熱収縮性ポリエステル系フィルムはエチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、全ポリエステル樹脂中における多価アルコール成分100モル%中の非晶成分となりうる1種以上のモノマー成分の合計が10モル%以上で、主収縮方向が長手方向であり、下記要件(1)〜(3)を満たし、ボトル又は容器の周囲に巻き付けて装着する用途に用いられ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)70℃の温水に10秒間浸漬したときの主収縮方向の温湯収縮率が20%以上60%以下
(2)55℃35%RH雰囲気下で48時間保管した場合の主収縮方向の自然収縮率が6%未満
(3)下式で示される屈折率差が0.06以上
屈折率差=(主収縮方向の屈折率)―(主収縮方向に対して直交する方向の屈折率)
2.90℃の熱風下で測定した前記熱収縮性ポリエステル系フィルムの主収縮方向の最大収縮応力が15MPa以下であることを特徴とする上記第1に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
3.前記熱収縮性ポリエステル系フィルムを70℃の温水に10秒間浸漬したときの主収縮方向の温湯収縮率について、下式で示される収縮率差が15%以下であることを特徴とする上記第1又は2に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
収縮率差=(55℃35%RH雰囲気下で48時間保管する前の温湯収縮率)−(55℃35%RH雰囲気下で48時間保管した後の温湯収縮率)
屈折率差=(主収縮方向の屈折率)―(主収縮方向に対して直交する方向の屈折率)・・・式(1)
収縮率差=(55℃35%RH雰囲気下で48時間保管する前の温湯収縮率)−(55℃35%RH雰囲気下で48時間保管した後の温湯収縮率)・・・式(2)
示差走査熱量分析装置(セイコー電子工業株式会社製、DSC220)を用いて、JIS−K7121−1987に基づいて求めた。未延伸フィルム5mgをサンプルパンに入れ、パンのふたをし、窒素ガス雰囲気下で−40℃から120℃に10℃/分の昇温速度で昇温して測定した、昇温プロファイルを得た。ガラス転移温度以下のベースラインの延長線と遷移部における最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移温度とした。
フィルムを10cm×10cmの正方形に裁断し、70±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、25℃±0.5℃の水中に10秒間浸漬し、水中から引き出してフィルムの長手方向の寸法を測定し、下式1にしたがって、熱収縮率を求めた。
熱収縮率={(収縮前の長さ−収縮後の長さ)/収縮前の長さ}×100(%) ・・式1
熱収縮性フィルムから長手方向の長さが150mm、幅方向の長さが20mmの短冊状フィルムサンプルを切り出し、東洋ボールドウィン社製(現社名オリエンテック)の加熱炉付き強伸度測定機(テシロンPTM−250(オリエンテック社の登録商標))を用いて収縮応力を測定した。強伸度測定機の加熱炉は予め炉内を90℃に加熱しておき、フィルムサンプルを把持するためのチャック間距離は100mmとした。サンプルを強伸度測定機のチャックに取り付ける際には、加熱炉の送風を一旦止めて加熱炉の扉を開け、長さ方向150mmのサンプルの両端25mmずつをチャック間に挟み、チャック間距離は100mmとして、チャック間とサンプルの長さ方向とが一致し且つサンプルが水平となるように緩みなく固定した。サンプルをチャックに取り付けた後、速やかに加熱炉の扉を閉めて、送風を再開した。加熱炉の扉を閉め送風を再開した時点を収縮応力の測定開始時点とし、収縮応力の測定開始時点から、測定開始後30秒までの間における収縮応力測定値の最大値を収縮応力の最大値(最大収縮応力(MPa))とした。
アタゴ社製の「アッベ屈折計4T型」を用いて、各試料フィルムを23℃、65%RHの雰囲気中で2時間以上放置した後に測定した。
得られたフィルムを、主収縮方向×直交方向=200mm×30mmのサイズに切り取り、55℃35%RHの雰囲気下で48時間放置(高温保管)した後、フィルムの長手方向の寸法を測定し、下式(3)によって自然収縮率を求めた。
自然収縮率={(高温保管前の長さ−高温保管後の長さ)/高温保管前の長さ}×100(%) ・・式(3)
得られたフィルムより50mm幅4000m巻のフィルムロールを作成し、55℃35%RHの雰囲気下で48時間放置(高温保管)した後にロール表層より10m分のフィルムを除去した。ついで、得られたフィルムロールの表層より長さ30cmのフィルムを採取し、上記収縮率の評価方法にて70℃の温水に10秒間浸漬したときの収縮率を求め、下式(4)より収縮率差(高温保管後の収縮率低下)を求めた。
収縮率差=(55℃35%RH雰囲気下で48時間保管する前の温湯収縮率)−(55℃35%RH雰囲気下で48時間保管した後の温湯収縮率)・・・式(4)
弁当のプラスチック容器(辺 150×150mm、高さ100mm)に対して、容器の胴部と蓋部をフィルムが結束するように、幅50mmのフィルムを容器の周方向をフィルムの収縮方向(長手方向)にして巻き付け、170℃で溶断シール後、設定温度90℃の熱風トンネルにて加熱し熱収縮仕上げを実施した。シワの評価に関しては、図1において、弁当容器の辺方向に入る長さ5cm以上のシワの個数で判断し、基準は下記のようにした
○:0〜4個
△ : 5〜14個
× : 15個以上
○:収縮不足なし
×:収縮不足あり
上記、高温保管後の収縮率低下の評価後の高温保管フィルムロールを用いて、上記収縮仕上がり性評価と同様の方法にて収縮仕上げを実施し、高温処理前の仕上がりと比較を行い、収縮仕上がり性の安定性の評価を実施した。収縮仕上りの安定性の基準は以下のようにした。
○:高温保管前と同等以上
×:高温保管前より悪化
上記、高温保管後の収縮率低下の評価にて作成した高温保管フィルムロールの紙管の内径の寸法を測定し、下式4より得られた紙管内径減少量より判断した。基準は以下のようにした。
紙管内径の減少=高温保管前の内径−高温保管後の内径 ・・式4
○:内径の減少1mm未満
×:内径の減少1mm以上
上記、高温保管後の収縮率低下の評価にて作成した高温保管フィルムロールの表層シワを確認し判断した。基準は以下のようにした。
○:シワの発生なし
×:シワの発生あり
合成例1
撹拌機、温度計および部分環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、多価アルコール成分としてエチレングリコール(EG)100モル%とを、エチレングリコールがモル比でジメチルテレフタレートの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)、重縮合触媒として三酸化アンチモン0.225モル%(酸成分に対して)を添加し、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の減圧条件のもとで重縮合反応を行い、固有粘度0.75dl/gのポリエステル1を得た。組成を表1に示す。
合成例2〜3
合成例1と同様の方法により、表1に示すポリエステル2、3を得た。なお、表中、NPGはネオペンチルグリコール、BDは1,4−ブタンジオール、DEGは副生成物のジエチレングリコールである。各ポリエステルの固有粘度は、それぞれ、2:0.74dl/g,3:1.20dl/gであった。なお、各ポリエステルは、適宜チップ状にした。
上記したポリエステル1、ポリエステル2およびポリエステル3を質量比30:60:10で混合して、スキン層用の樹脂混合物とした。上記したポリエステル1、ポリエステル2、ポリエステル3を質量比30:30:40で混合して、コア層用の樹脂混合物とした。上記、スキン層およびコア層の各層用の樹脂混合物を、2台の2軸押出機を使用して2層マルチマニホールドを備えたTダイ金型を用いて280℃の温度で共押出し、速やかに冷却ロールで冷却し、スキン層/コア層の2層の厚さが48μmの未延伸フィルムを得た。未延伸フィルムのTgは62℃であった。この時、スキン層とコア層の厚み比がスキン層:コア層=1:4となるように共押出しした。次いで、当該未延伸フィルムを複数のロール群が連続的に配置した縦延伸機に導き、予熱ロール状でフィルム温度95℃になるまで加熱した後に、ロール延伸法によって長手方向の延伸倍率を4.0倍、延伸後のフィルムの厚さが12μmになるように縦延伸した。縦延伸後は表面温度25℃に設定された冷却ロールで冷却し、次いでロール状に巻き取った。得られたフィルムの特性を上記の方法により評価した。評価結果を表3に示す。評価の結果、十分な収縮性を有し、高温保管前後共に収縮仕上がり性が良好で高温保管による紙管潰れやシワの発生のない良好な結果であった。
長手方向の延伸温度を80℃とし、長手方向への延伸後、80℃のロールで5秒間熱処理を行った以外は実施例1と同様とした。評価の結果、十分な収縮性を有し、高温保管前後共に収縮仕上がり性が良好で高温保管による紙管潰れやシワの発生のない良好な結果であった。
長手方向の延伸温度を80℃とし、長手方向への延伸後、IRヒーターで1秒間熱処理を行った以外は実施例1と同様とした。この時、熱処理後のフィルム温度は100℃であった。評価の結果、十分な収縮性を有し、高温保管前後共に収縮仕上がり性が良好で高温保管による紙管潰れやシワの発生のない良好な結果であった。
上記したポリエステル1、ポリエステル2およびポリエステル3を質量比30:60:10で混合して押出機に投入した。しかる後、その混合樹脂を280℃で溶融させてTダイから押出し、表面温度30℃に冷却された回転する金属ロールに巻き付けて急冷することにより、厚さが48μmの未延伸フィルムを得た。未延伸フィルムのTgは68℃であった。次いで、当該シートを95℃に加熱し、ロール延伸法によって長手方向の延伸倍率を4.0倍、延伸後のフィルムの総厚さが12μmとなるように縦延伸した。縦延伸後は冷却ロールで冷却し、次いでロール状に巻き取った。得られたフィルムの特性を上記の方法により評価した。評価の結果、十分な収縮性を有し、高温保管前後共に収縮仕上がり性が良好で高温保管による紙管潰れやシワの発生のない良好な結果であった。
長手方向の延伸温度を80℃とし、長手方向への延伸後、80℃のロールで5秒間熱処理を行った以外は実施例4と同様とした。評価の結果、十分な収縮性を有し、高温保管前後共に収縮仕上がり性が良好で高温保管による紙管潰れやシワの発生のない良好な結果であった。
長手方向の延伸温度を80℃とし、長手方向への延伸後、IRヒーターで1秒間熱処理を行った以外は実施例4と同様とした。この時、熱処理後のフィルム温度は100℃であった。評価の結果、十分な収縮性を有し、高温保管前後共に収縮仕上がり性が良好で高温保管による紙管潰れやシワの発生のない良好な結果であった。
長手方向の延伸倍率を5.0倍とし、長手方向への延伸後、IRヒーターで1秒間熱処理を行った以外は実施例4と同様とした。この時、熱処理後のフィルム温度は110℃であった。評価の結果、十分な収縮性を有し、高温保管前後共に収縮仕上がり性が良好で高温保管による紙管潰れやシワの発生のない良好な結果であった。
長手方向の延伸温度を80℃とした以外は実施例1と同様とした。評価の結果、高温保管前のフィルムでは収縮仕上り良好であったが、高温保管後では仕上りが悪化し、紙管つぶれおよび表層シワが発生した。
長手方向の延伸温度を80℃とした以外は実施例4と同様とした。評価の結果、高温保管前のフィルムでは収縮仕上り良好であったが、高温保管後では仕上りが悪化し、紙管つぶれおよび表層シワが発生した。
長手方向の延伸温度を120℃とした以外は実施例4と同様とした。評価の結果、高温保管後では、紙管つぶれおよび表層シワは発生しなかったが、高温保管前の時点で低温収縮性が低く、収縮仕上り不良が発生した。
長手方向への延伸後、70℃のロールで5秒間熱処理を行った以外は実施例5と同様とした。評価の結果、高温保管前のフィルムでは収縮仕上り良好であったが、高温保管後では仕上りが悪化し、紙管つぶれおよび表層シワが発生した。
長手方向への延伸後、IRヒーターで1秒間熱処理後のフィルム温度を75℃とした以外は実施例6と同様とした。評価の結果、高温保管前のフィルムでは収縮仕上り良好であったが、高温保管後では仕上りが悪化し、紙管つぶれおよび表層シワが発生した。
Claims (3)
- 熱収縮性ポリエステル系フィルムをロール状に巻き取ってなる熱収縮性ポリエステル系フィルムロールであって、該熱収縮性ポリエステル系フィルムはエチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、全ポリエステル樹脂中における多価アルコール成分100モル%中の非晶成分となりうる1種以上のモノマー成分の合計が10モル%以上で、主収縮方向が長手方向であり、下記要件(1)〜(3)を満たし、ボトル又は容器の周囲に巻き付けて装着する用途に用いられ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)70℃の温水に10秒間浸漬したときの主収縮方向の温湯収縮率が20%以上60%以下
(2)55℃35%RH雰囲気下で48時間保管した場合の主収縮方向の自然収縮率が6%未満
(3)下式で示される屈折率差が0.06以上
屈折率差=(主収縮方向の屈折率)―(主収縮方向に対して直交する方向の屈折率) - 90℃の熱風下で測定した前記熱収縮性ポリエステル系フィルムの主収縮方向の最大収縮応力が15MPa以下であることを特徴とする請求項1に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
- 前記熱収縮性ポリエステル系フィルムを70℃の温水に10秒間浸漬したときの主収縮方向の温湯収縮率について、下式で示される収縮率差が15%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
収縮率差=(55℃35%RH雰囲気下で48時間保管する前の温湯収縮率)−(55℃35%RH雰囲気下で48時間保管した後の温湯収縮率)
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