JP2021063226A - 熱収縮性フィルム、箱状包装資材及び電池セル、熱収縮性フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、図7に示すような箱状包装資材展開体を、図8に示すような箱状包装体600とした場合、箱状包装体600のヒートシール部の一部において、重なるフィルムの収縮方向が主収縮方向と、主収縮方向に直交する方向とが混在することとなる。主収縮方向と、主収縮方向に直交する方向では、二次収縮の大きさが異なるためヒートシール部の際(ヒートシール部の近傍)でフィルムのズリに伴う穴開きが発生しやすいという問題もある。
[1]ポリエステル樹脂を主成分として含む樹脂層をフィルムの少なくとも一方の面に備えた単層又は積層の熱収縮性フィルムであって、
下記a)〜d)を満たす熱収縮性フィルム。
a)前記ポリエステル樹脂が共重合ポリエステル樹脂を含む
b)99℃の温水中に10秒間浸漬した際の主収縮方向における熱収縮率が40%以上65%以下
c)99℃の温水中に10秒間浸漬した際の主収縮方向に対して直交方向における熱収縮率が4%以上15%以下
d)99℃の温水中に10秒間浸漬した際の主収縮方向の熱収縮率と主収縮方向に対して直交方向における熱収縮率との熱収縮率差(主収縮方向における熱収縮率−主収縮方向に対して直交方向における熱収縮率)が30%以上55%以下
[2]下記e)〜g)を満たす[1]に記載の熱収縮性フィルム。
e)示差走査型熱量測定により、10℃/分で昇温した際の結晶融解熱量(ΔHm)が20J/g以下
f)一方の表面同士の融着温度(FT1)と他方の表面同士の融着温度(FT2)との融着温度差(FT1−FT2)の絶対値が20℃以下
g)70℃の温水中に10秒間浸漬した後のネックイン率が5.0%以下
[3]前記共重合ポリエステル樹脂が、共重合成分としてテレフタル酸とエチレングリコールとを含み、更に1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−プロパンジオール、及びイソフタル酸からなる群から選ばれる少なくとも一種を含む、[1]または[2]記載の熱収縮性フィルム。
[4]前記共重合ポリエステル樹脂が、共重合成分として、エチレングリコール以外のジオール成分をジオール成分総量100モル%に対して、15モル%以上含む[1]〜[3]のいずれかに記載の熱収縮性フィルム。
[5]JIS K7204に準拠したテーバー摩耗試験において、摩耗輪に規定の荷重4.9Nを加え、回転台を一定速度70回転/分で回転させた際、試験片表面の1000回転当たりの摩耗質量が25mg以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載の熱収縮性フィルム。
[6]体積固有抵抗が1×1014Ω・cm以上である、[1]〜[5]のいずれかに記載の熱収縮性フィルム。
[7]絶縁破壊電圧が8kV以上である、[1]〜[6]のいずれかに記載の熱収縮性フィルム。
[8]絶縁被覆用である、[1]〜[7]のいずれかに記載の熱収縮性フィルム。
[9]電池セル被覆用である、[1]〜[8]のいずれかに記載の熱収縮性フィルム。[10]箱状包装資材展開体に裁断されてなる、[1]〜[9]のいずれかに記載の熱収縮性フィルム。
[11]上記[10]に記載の熱収縮性フィルムを用いた箱状包装資材であって、折り曲げ加工部及びヒートシール部を備えたことを特徴とする、箱状包装資材。
[12]上記[11]に記載の箱状包装資材で被覆されてなることを特徴とする、電池セル。
[13]上記[1]〜[10]のいずれかに記載の熱収縮性フィルムの製造方法であって、主収縮方向の延伸倍率が3.0倍以上、主収縮方向に直交する方向の延伸倍率が1.3倍以上に延伸する工程を少なくとも有する熱収縮性フィルムの製造方法。
本実施の形態に係る熱収縮性フィルムは、ポリエステル樹脂を主成分として含む樹脂層をフィルムの少なくとも一方の面に備えた単層又は積層の熱収縮性フィルムであって、 下記a)〜d)を満たす熱収縮性フィルムである。
a)前記ポリエステル樹脂が共重合ポリエステル樹脂を含む
b)99℃の温水中に10秒間浸漬した際の主収縮方向における熱収縮率が40%以上65%以下
c)99℃の温水中に10秒間浸漬した際の主収縮方向に対して直交方向(以下、単に「直交方向」という)における熱収縮率が4%以上15%以下
d)99℃の温水中に10秒間浸漬した際の主収縮方向の熱収縮率と直交方向における熱収縮率との熱収縮率差(主収縮方向における熱収縮率−直交方向における熱収縮率)が30%以上55%以下
まず、熱収縮性フィルムの樹脂層に用いられるポリエステル樹脂について説明する。 上記ポリエステル樹脂とは、構成原料として、ジカルボン酸成分及びジオール成分を含む共重合成分を重合することにより得られる熱可塑性樹脂である。
本実施の形態で用いる共重合ポリエステルとは、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、ジオール成分としてエチレングリコールを含み、更に上記テレフタル酸、エチレングリコール以外のジカルボン酸成分及びジオール成分の少なくとも一方を含む共重合成分を共重合させたものである。また、共重合ポリエステルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施の形態に係る熱収縮性フィルムは、ポリエステル樹脂を主成分として含む樹脂層をフィルムの少なくとも一方の面(例えば、表面又は裏面)に備えていればよい。すなわち、熱収縮性フィルムは、ポリエステル樹脂を主成分として含む樹脂層をフィルムの一方の面(表面又は裏面)に備えていてもよく、両面(表面及び裏面)に備えていてもよい。
上記熱収縮性フィルムの製造方法は、特に限定されるものではない。熱収縮性フィルムが単層フィルムである場合は、例えば、Tダイ法、チューブラー法等公知の方法により製造することができる。また、熱収縮性フィルムが積層フィルムである場合は、例えば、複数の押出機を用いて共押出しする方法や、各層を構成する樹脂を別々にシート化した後に、プレス法、ロールニップ法等を用いて積層する方法等により製造することができる。
主収縮方向の延伸倍率は、熱収縮性フィルムの構成成分、延伸手段、延伸温度、製品形態に応じて適宜決定される。主収縮方向の延伸倍率は、3.0倍以上であり、4.0倍以上が好ましく、5.0倍以上がより好ましく、また7.0倍以下であり、6.0倍以下が好ましい。
b)99℃の温水中に10秒間浸漬した際の主収縮方向における熱収縮率が40%以上65%以下
c)99℃の温水中に10秒間浸漬した際の直交方向における熱収縮率が4%以上15%以下
d)99℃の温水中に10秒間浸漬した際の主収縮方向の熱収縮率と直交方向における熱収縮率との熱収縮率差(主収縮方向における熱収縮率−直交方向における熱収縮率)が30%以上55%以下
上記熱収縮性フィルムは、99℃の温水中に10秒間浸漬した際の主収縮方向における熱収縮率が40%以上であり、42%以上であることが好ましく、44%以上であることがより好ましく、65%以下であり、63%以下であることが好ましく、60%以下であることがより好ましい。熱収縮性フィルムの主収縮方向における熱収縮率が上記下限値以上であれば、図6や図8に示すように、箱状包装体に加工して電池セルに被せた後、シュリンカーで収縮して電池セルに被覆する工程において、タイトに密着できずに、電池セルと熱収縮性フィルムとの間に結露等により水分が入り込むリスクが生じることもない。また、熱収縮性フィルムの主収縮方向における熱収縮率が上記上限値以下であれば、シュリンカーで収縮させた際に、直交方向に大きな引けが生じることもない。ここで、「主収縮方向」とは、99℃の温水中に10秒間浸漬した際の収縮率が最も大きい方向を意味する。
e)示差走査型熱量測定により、10℃/分で昇温した際の結晶融解熱量(ΔHm)が20J/g以下
f)一方の表面同士の融着温度(FT1)と他方の表面同士の融着温度(FT2)との融着温度差(FT1−FT2)の絶対値が20℃以下
g)70℃の温水中に10秒間浸漬した後のネックイン率が5.0%以下
熱収縮性フィルムは、JIS K7122に準拠し、示差熱走査型熱量測定により、昇温速度10℃/分でフィルムを昇温した際の結晶融解熱量(ΔHm)が20J/g以下であることが好ましい。結晶融解熱量(ΔHm)が20J/g以下であれば、ヒートシールが可能な温度が場所によって異なる現象が起こらず、ヒートシールが不安定になることがない。熱収縮性フィルムの結晶融解熱量(ΔHm)は、18J/g以下が特に好ましく、16J/g以下がより好ましい。
熱収縮性フィルムは、一方の面(例えば、被覆体に対する熱収縮性フィルムの表面)同士の融着温度(FT1)と他方の面(例えば、被覆体に対する熱収縮性フィルムの裏面)同士の融着温度(FT2)との融着温度差(FT1−FT2)の絶対値が20℃以下であることが好ましく、15℃以下がより好ましく、10℃以下が更に好ましい。融着温度差(FT1−FT2)の絶対値が20℃以下であれば、熱収縮性フィルムの一方の面(例えば、表面)と他方の面(例えば、裏面)とをヒートシールする際に、融着温度を低い方の条件に合わせてヒートシール加工を行っても、ヒートシールが不充分になり接着不良が起こる等の不具合が生じない。また、融着温度を高い方に合わせてヒートシール加工を行っても、融着温度の低い面のシール部に過熱による穴開き等の不具合が発生することがない。このように、一方の面と他方の面とをヒートシールする場合であっても、融着温度差(FT1−FT2)の絶対値が20℃以下であれば、ヒートシール加工を好適に行うことができる。
熱収縮性フィルムは、70℃の温水に10秒間浸漬した時のネックイン率が5.0%以下であることが好ましく、3.5%以下であることが特に好ましく、2.1%以下であることがより好ましい。ネックイン率が5.0%以下であれば、上述したバッテリー搭載部の温度の上昇と下降との繰り返しにより、少しずつ収縮及びネックインが進み、電池セルの一部が剥き出しになってしまうという不具合が生じることがない。上記熱収縮性フィルムは、上記熱収縮率及び上記ネックイン率をどちらも満足することで、長期間使用しても被覆不良等が起こらず、優れた絶縁性や防水性を維持することができるものとなる。なお、ネックイン率は、フィルム製造時の延伸条件等により調整することができる。
また、本実施の形態の熱収縮性フィルムは、下記の耐摩耗性を有することが好ましい。 熱収縮性フィルムは、JIS K7204に準拠したテーバー摩耗試験において、摩耗輪に規定の荷重4.9Nを加え、回転台を一定速度70回転/分で回転させた際、試験片表面の1000回転当たりの摩耗質量が25mg以下であることが好ましく、22mg以下であることがより好ましく、20mg以下であることが更に好ましく、18mg以下であることが特に好ましい。
熱収縮性フィルムは、体積固有抵抗が、1×1014Ω・cm以上であることが好ましく、1×1015Ω・cm以上であることがより好ましい。熱収縮性フィルムは、体積固有抵抗が1×1014Ω・cm以上であれば、絶縁性能を担保可能であり、電池セルに過電圧がかかってしまった場合でも、破壊せずに耐性を有することができるので、電池セルの電気的ショートによるトラブルを防止することができる。
熱収縮性フィルムの絶縁破壊電圧は、8kV以上であることが好ましく、10kV以上であることがより好ましく、11kV以上であることが更に好ましい。熱収縮性フィルムは、絶縁破壊電圧が8kV以上であれば、絶縁性能を担保可能であり、過電圧がかかってしまった場合でも、破壊せずに耐性を有することができるので、電池セルの電気的ショートによるトラブルを防止することができる。熱収縮性フィルムの絶縁破壊電圧の上限値に特に制限はなく、例えば、20kV以下である。
熱収縮性フィルムの固有粘度は、0.50dl/g以上1.10dl/g以下であることが好ましい。熱収縮性フィルムの固有粘度が、0.50dl/g以上であれば、容易に製膜でき、物性、強度も充分なフィルムが得られる。また、当該固有粘度が、1.10dl/g以下であれば、安定して押出することができる。上述した効果がより一層向上する観点から、熱収縮性フィルムの固有粘度は、0.55dl/g以上であることがより好ましく、0.60dl/g以上であることが更に好ましく、また1.0dl/g以下であることがより好ましく、0.90dl/g以下であることが更に好ましい。なお、上記フィルムの固有粘度は、測定試料1gを精秤し、フェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン(質量比1対1)の混合溶媒に溶解させて濃度が0.01g/cm3の溶液を調製し、30℃における溶媒との相対粘度ηrを測定して求めた値である。
熱収縮性フィルムの収縮応力は特に制限はないが、80℃のシリコンオイル中に1分間浸漬した際の最大収縮応力が、7.0MPa以下であることが好ましく、5.0Ma以下であることがより好ましく、また1.0MPa以上であることが好ましく、2.0MPa以上であることがより好ましい。熱収縮性フィルムは、収縮応力が7.0MPa以下であれば、被覆対象物を被覆した際にシール部が剥がれる等の不具合が生じることがなく、また収縮応力が1.0MPa以上であれば、被覆後に熱収縮性フィルムがシワになりにくく、電池セルを電気回路等に組み込む際にシワが配列の障害となることがない。
また、熱収縮性フィルムは、裁断、折り曲げ、接着等の各種加工を施し、包装資材とすることができる。形状としては、例えば、箱状や袋状とすることができる。具体的には、熱収縮性フィルムを裁断加工して箱状展開断裁体とし、更に折り曲げ、ヒートシール等により接着加工を施すことにより、箱状包装資材とすることができる。
一方、本実施の形態に係る熱収縮性フィルムは、前記a)〜d)を満たすため、二次収縮の発生を抑えることができるものである。そのため、本実施の形態に係る熱収縮性フィルムを用いて上記箱状包装体600を作製した場合は、穴開き等の不具合が発生しにくいものとなる。
(1)熱収縮率
実施例及び比較例で得られた熱収縮性フィルムをMD20mm、TD100mmの大きさに切り取り、99℃の温水バスに10秒間浸漬した後、30℃以下の冷水に10秒間浸漬して主収縮方向における収縮量を測定した。また、実施例及び比較例で得られた熱収縮性フィルムをTD20mm、MD100mmの大きさに切り取り、99℃の温水バスに10秒間浸漬した後、30℃以下の冷水に10秒間浸漬して直交方向における収縮量を測定した。熱収縮率は、収縮前の原寸に対する収縮量の比率を%値で示す。また、主収縮方向における熱収縮率と、直交方向における熱収縮率との差を算出した。参考値として、温水バスの温度を80℃とし、同様の方法にて80℃での主収縮方向における収縮量、直交方向における収縮量を測定し、熱収縮率を算出した。
JIS K7122に準拠し、示差走査型熱量計(型番:「Diamond DSC」、パーキンエルマージャパン社製)により、昇温速度10℃/分で熱収縮性フィルムを昇温した際のサーモグラフのピーク面積から結晶融解熱量(ΔHm)を求めた。
実施例及び比較例で得られた熱収縮性フィルムをTD60mm、MD30mmの大きさに切り取り、熱収縮性フィルムの各面同士を2枚重ねて、10mm幅のヒートシールバーを有するヒートシーラーに、ヒートシールバーの長手方向に熱収縮性フィルムのTDを合わせセットした後、所定の温度で片側より加熱し、0.1MPaの圧力で60秒間ヒートシールした。その後、10秒間静置してシール部を剥離した。以上を3回実施(N=3)して、全て破れずに剥離できる最高温度を融着温度とした。シール温度は5℃間隔とした。熱収縮性フィルムの一方の面(表面)同士の融着温度(FT1)、他方の面(裏面)同士の融着温度(FT2)、及び融着温度差(FT1−FT2)の絶対値を測定した。
実施例及び比較例で得られた熱収縮性フィルムを主収縮方向に140mm以上、直交方向に100mmの大きさに切り取り、内寸長さ140mm、幅120mmの固定枠治具に主収縮方向と内寸長さ方向を合わせて、主収縮方向を140mm長さで両端を固定した状態で取り付けた後、70℃の温水バスに10秒間浸漬した後、30℃以下の冷水に10秒間浸漬した。その後、直交方向の最大の熱収縮率を測定し、測定した値を2で割った値をネックイン率(%)とした。
実施例及び比較例で得られた熱収縮性フィルムについて、JIS K7204に準拠し、テーバー摩耗試験を行った。テーバー式摩耗試験機(型番:「ロータリーアブレッサーNo.410」、東洋精機製作所社製)の回転台に試験片を固定し、規定の摩耗輪CS−17を取付けた。摩耗輪に規定の荷重4.9Nを加え、回転台を一定速度70回転/分で1000回転させた際、試験片表面の1000回転当たりの摩耗質量により以下の通り評価した。評価基準を以下に示す。評価「○」および「△」が合格範囲である。
〇:摩耗質量20mg以下
△:摩耗質量20mgを超え25mg以下
×:摩耗質量25mgを超える
実施例及び比較例で得られた熱収縮性フィルムについて、JIS K6911に準拠し、体積固有抵抗を測定した。熱収縮性フィルムをMD100mm、TD100mmの大きさに切り取り、体積固有抵抗測定機(アドバンテスト社製)を用いて、二つの電極を表面と裏面に接触させ、500Vの直流電圧を印加し、1分後の電極間に流れる電流を測定し体積固有抵抗値を求めた。
実施例及び比較例で得られた熱収縮性フィルムについて、JIS C2110に準拠し、絶縁破壊電圧を測定した。絶縁破壊電圧試験機(原口工業社製)の2つの電極間に試験片を挟んだ後、1kV/secで電圧を上昇させ、絶縁破壊の起こる瞬間の電圧を求めた。
図1に示すように、実施例及び比較例で得られた熱収縮性フィルム10を、表1に記載のシール条件で、縦95mm(L1参照)、横25.5mm(L2参照)、奥行き150mm(L3参照)の箱状に加工した後、図2に示すように、角形電池セルを想定した縦90mm(L4参照)、横25mm(L5参照)、奥行き145mm(L6参照)の箱状の大きさのアルミ金属塊20に、120℃で30秒間熱風を当てて被せた。この段階でシール部に穴開きが発生したものは、下記のヒートサイクル試験を行わなかった。
次に、−40℃及び65℃にてそれぞれ0.5時間保持し、昇温、降温にそれぞれ0.5時間かけるヒートサイクルを1000回実施し、アルミ金属塊20に被覆されたフィルムにおけるヒートシール部の穴開き(耐久性)について評価した、評価基準を以下に示す。評価「○」が合格範囲である。
○:穴開きなし
△:ヒートシール部の際(近傍)に合計10mm未満の穴開き
×:ヒートシール部の際(近傍)に合計10mm以上の穴開き、又はシール部に穴開き また、アルミ金属塊20へのフィルムの被覆保持性について評価した。評価基準を以下に示す。評価「○」が合格範囲である。
○:被覆状態正常
△:電池セル一部剥き出し
×:シール部に穴開きが発生し、ヒートサイクル試験ができなかった
実施例及び比較例で得られた熱収縮性フィルムの固有粘度(IV:Intrinsic Viscosity)[dl/g]は、測定試料1gを精秤し、フェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン(質量比1対1)の混合溶媒に溶解させて濃度が0.01g/cm3の溶液を調製し、30℃における溶媒との相対粘度ηrを測定して求めた。
実施例及び比較例で得られた熱収縮性フィルムを主収縮方向に70mm、直交方向10mmの大きさに切り出し、チャック間距離50mmにてロードセルにタルミが無い様に固定した。その後、80±0.5℃のシリコンバスに試料片を浸漬し、1分間での最大応力を測定した。収縮応力は下記式(2)により算出した。
収縮応力(MPa)=ロードセルにかかる荷重(N)/試料片の断面積(mm2)・・・式(2)
ジカルボン酸成分がテレフタル酸98モル%及びイソフタル酸2モル%、ジオール成分がエチレングリコール55モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノール30モル%及び1,4−ブタンジオール15モル%である共重合成分を共重合させて得られた共重合ポリエステル樹脂を、240℃以上260℃以下で溶融混練した。その後、押出機で押出し、45℃のキャストロールで引き取り、冷却固化させて未延伸フィルムを得た。次に、縦延伸機を用いて、得られた未延伸フィルムを予熱73℃、延伸温度78℃で縦方向(MD)に1.45倍延伸し、縦延伸フィルムを得た。次にフィルムテンターを用いて、得られた縦延伸フィルムを予熱温度100℃、延伸温度84℃で横方向(TD)に5.0倍延伸後、100℃にて熱処理を行い、厚さ100μmの熱収縮性フィルム(固有粘度:0.77dl/g)を得た。ヒートサイクル試験のサンプル作製シール条件は、180℃にて1秒間保持とした。得られた熱収縮性フィルムの評価結果を下記表1に示す。
縦延伸機を用いて、得られた未延伸フィルムを縦方向(MD)に1.6倍延伸したこと以外は、実施例1と同様に熱収縮性フィルム(固有粘度:0.77dl/g)を作製して評価した。ヒートサイクル試験のサンプル作製シール条件は、180℃にて1秒間保持とした。得られた熱収縮性フィルムの評価結果を下記表1に示す。
縦延伸機を用いて、得られた未延伸フィルムを縦方向(MD)に1.6倍延伸し、フィルムテンターの熱処理温度を105℃としたこと以外は、実施例1と同様に熱収縮性フィルム(固有粘度:0.77dl/g)を作製して評価した。ヒートサイクル試験のサンプル作製シール条件は、180℃にて1秒間保持とした。得られた熱収縮性フィルムの評価結果を下記表1に示す。
ジカルボン酸成分がテレフタル酸98モル%及びイソフタル酸2モル%、ジオール成分がエチレングリコール55モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノール30モル%及び1,4−ブタンジオール15モル%である共重合成分を共重合させて得られた共重合ポリエステル樹脂を240℃以上260℃以下で溶融混練した。その後、押出機で押出し、55℃のキャストロールで引き取り、冷却固化させて未延伸フィルムを得た。次に、フィルムテンターを用いて、得られた未延伸フィルムを予熱温度100℃、延伸温度90℃で横方向(TD)に5.0倍延伸後、75℃にて熱処理を行い、厚さ100μmの熱収縮性フィルム(固有粘度:0.77dl/g)を得た。ヒートサイクル試験のサンプル作製シール条件は、180℃にて1秒間保持とした。得られた熱収縮性フィルムの評価結果を下記表1に示す。
ジカルボン酸成分がテレフタル酸90モル%及びイソフタル酸10モル%、ジオール成分がエチレングリコール65モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノール20モル%及び1,4−ブタンジオール15モル%である共重合成分を共重合させて得られた共重合ポリエステル樹脂を240℃以上260℃以下で溶融混練した。その後、押出機で押出し、35℃のキャストロールで引き取り、冷却固化させて未延伸フィルムを得た。次に、フィルムテンターを用いて、得られた未延伸フィルムを予熱温度110℃、延伸温度88℃で横方向(TD)に2.2倍延伸後、91℃にて熱処理を行い、厚さ100μmの熱収縮性フィルム(固有粘度:0.78dl/g)を得た。ヒートサイクル試験のサンプル作製シール条件は、180℃にて1秒間保持とした。得られた熱収縮性フィルムの評価結果を下記表1に示す。
延伸温度を80℃としたこと以外は、比較例1と同様に熱収縮性フィルム(固有粘度:0.77dl/g)を作製して評価した。ヒートサイクル試験のサンプル作製シール条件は、180℃にて1秒間保持とした。得られた熱収縮性フィルムの評価結果を下記表1に示す。
ジカルボン酸成分がテレフタル酸100モル%、ジオール成分がエチレングリコール95モル%、及び1,4−ブタンジオール5モル%である共重合成分を共重合させて得られた共重合ポリエステル樹脂を、先端に丸ダイを装着した単軸押出機を用いて溶融成形し、直ちに冷水に浸漬させ、チューブ状の成形物を得た。得られたチューブ状の成形物は連続的に次の延伸工程に供給した。延伸工程において、チューブ状の成形物は、一方の端から圧縮気体による圧力を管の内側に加えつつ一定速度で送り出された後、90℃の温水により加熱され、径方向の延伸倍率を規制するために冷却された円筒管の中を通され、縦方向(MD)1.05倍、横方向(TD)1.67倍の延伸倍率で延伸された。円筒管で冷却された延伸後のチューブは、一対のニップロールにより挟んで延伸張力を保持しながら延伸チューブ(熱収縮性フィルム)として引き取り巻き取った。フィルム厚みが、80μmとなるように延伸し、熱収縮性フィルム(固有粘度:0.72dl/g)を得た。ヒートサイクル試験のサンプル作製シール条件は、230℃にて1.5秒間保持とした。得られた熱収縮性フィルムの評価結果を下記表1に示す。
ジカルボン酸成分がテレフタル酸100モル%、ジオール成分がエチレングリコール65モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノール30モル%及び1,4−ブタンジオール5モル%である共重合成分を共重合させて得られた共重合ポリエステル樹脂を用いたこと、フィルム厚みが70μmとなるように延伸したこと以外は、比較例4と同様に熱収縮性フィルム(固有粘度:0.76dl/g)を作製して評価した。ヒートサイクル試験のサンプル作製シール条件は、180℃にて1秒間保持とした。得られた熱収縮性フィルムの評価結果を下記表1に示す。
ジカルボン酸成分がテレフタル酸98モル%及びイソフタル酸2モル%、ジオール成分がエチレングリコール55モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノール30モル%及び1,4−ブタンジオール15モル%である共重合成分を共重合させて得られた共重合ポリエステル樹脂を240℃以上260℃以下で溶融混練した。その後、押出機で押出し、55℃のキャストロールで引き取り、冷却固化させて未延伸フィルムを得た。次に、縦延伸機を用いて、得られた未延伸フィルムを予熱70℃、延伸温度75℃で縦方向(MD)に1.15倍延伸し、縦延伸フィルムを得た。次にフィルムテンターを用いて、得られた縦延伸フィルムを予熱温度100℃、延伸温度84℃で横方向(TD)に5.0倍延伸後、100℃にて熱処理を行い、厚さ100μmの熱収縮性フィルム(固有粘度:0.77dl/g)を得た。ヒートサイクル試験のサンプル作製シール条件は、180℃にて1秒保持とした。得られた熱収縮性フィルムの評価結果を下記表1に示す。
共重合ポリエステル樹脂に代えて、ポリ塩化ビニルを用いたこと及び厚みを100μmとしたこと以外は、比較例4と同様にして熱収縮性フィルムを作製して評価した。ヒートサイクル試験のサンプル作製シール条件は、190℃にて1秒保持とした。得られた熱収縮性フィルムの評価結果を下記表1に示す。
これに対して、熱収縮率差が大きく、直交方向における熱収縮率が小さい場合は、ヒートシール部の際(近傍)のに穴開きが発生した(比較例1、比較例3、比較例6)。この結果は、二次収縮によるヒートシールされたフィルムにズリが発生し、直交方向の剛性不足により穴開きにつながったと考えられる。
また、直交方向における熱収縮率が小さい場合には、ヒートシール部の際に軽微な穴開きが発生した(比較例2、比較例5)。この結果は、主収縮方向における熱収縮率、熱収縮率差が所定範囲であるが、直交方向の剛性不足により軽微な穴開きにつながったと考えられる。
また、結晶融解熱量(ΔHm)及び融着温度差(FT1−FT2)の絶対値が大きすぎる場合には、ヒートシール時にシール部に穴開きが生じヒートサイクル試験ができなかった(比較例4)。この結果は、結晶融解熱量(ΔHm)が大きすぎたために、熱収縮性フィルム内で結晶性に分布が生じ、ヒートシールが不安定になると共に、融着温度差(FT1−FT2)の絶対値が大きすぎたために、熱収縮性フィルムの表面と裏面とを合わせてシールした際に、接着不良が生じてヒートサイクル試験ができなかったためと考えられる。
更に、ポリ塩化ビニルを用いた場合には、ヒートサイクル試験後に電池セルの一部が剥き出しとなり、絶縁性が不充分であった(参考例1)。この結果は、ネックイン率が高すぎたためと考えられる。
このように、実施例1及び実施例2及び実施例3に係る熱収縮性フィルムは、絶縁性、耐摩耗性、被覆保持性、耐久性等の全ての品質において、比較例1〜6、参考例1に対して優れたものであった。
101 電池セル
102 胴体部
201 一端側
300 箱状包装資材展開体
301 山折り部
303 一端側
302 切り込み部
304 他端側
400 箱状包装体
500 箱状包装資材展開体
501 山折り部
502 切り込み部
503,504 他端側
505 一端側
600 箱状包装体
Claims (16)
- ポリエステル樹脂を主成分として含む樹脂層をフィルムの少なくとも一方の面に備えた単層又は積層の熱収縮性フィルムであって、
下記a)〜c)を満たす熱収縮性フィルム。
a)前記ポリエステル樹脂が共重合ポリエステル樹脂を含み、前記共重合ポリエステル樹脂が、共重合成分としてテレフタル酸とエチレングリコールとを含み、更に1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−プロパンジオール、及びイソフタル酸からなる群から選ばれる少なくとも一種を含み、エチレングリコール以外のジオール成分をジオール成分総量100モル%に対して、15モル%以上含む
b)99℃の温水中に10秒間浸漬した際の主収縮方向に対して直交方向における熱収縮率が4%以上15%以下
c)前記熱収縮性フィルムが二軸延伸フィルムであり、主収縮方向に対して直交方向の延伸倍率が1.3倍以上 - 前記熱収縮性フィルムを99℃の温水中に10秒間浸漬した際の主収縮方向における熱収縮率が40%以上65%以下である請求項1に記載の熱収縮性フィルム。
- 前記熱収縮性フィルムを99℃の温水中に10秒間浸漬した際の主収縮方向の熱収縮率と主収縮方向に対して直交方向における熱収縮率との熱収縮率差(主収縮方向における熱収縮率−主収縮方向に対して直交方向における熱収縮率)が30%以上55%以下である請求項1または2記載の熱収縮性フィルム。
- 前記熱収縮性フィルムを示差走査型熱量測定により、10℃/分で昇温した際の結晶融解熱量(ΔHm)が20J/g以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱収縮性フィルム。
- 前記熱収縮性フィルムの一方の表面同士の融着温度(FT1)と他方の表面同士の融着温度(FT2)との融着温度差(FT1−FT2)の絶対値が20℃以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱収縮性フィルム。
- 前記熱収縮性フィルムを70℃の温水中に10秒間浸漬した後のネックイン率が5.0%以下である請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱収縮性フィルム。
- 主収縮方向の延伸倍率が3.0倍以上である請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱収縮性フィルム。
- JIS K7204に準拠したテーバー摩耗試験において、摩耗輪に規定の荷重4.9Nを加え、回転台を一定速度70回転/分で回転させた際、試験片表面の1000回転当たりの摩耗質量が25mg以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の熱収縮性フィルム。
- 体積固有抵抗が1×1014Ω・cm以上である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の熱収縮性フィルム。
- 絶縁破壊電圧が8kV以上である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の熱収縮性フィルム。
- 絶縁被覆用である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の熱収縮性フィルム。
- 電池セル被覆用である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の熱収縮性フィルム。
- 箱状包装資材展開体に裁断されてなる、請求項1〜12のいずれか一項に記載の熱収縮性フィルム。
- 請求項13に記載の熱収縮性フィルムを用いた箱状包装資材であって、折り曲げ加工部及びヒートシール部を備えたことを特徴とする、箱状包装資材。
- 請求項14に記載の箱状包装資材で被覆されてなることを特徴とする、電池セル。
- 請求項1〜13のいずれか一項に記載の熱収縮性フィルムの製造方法であって、主収縮方向の延伸倍率が3.0倍以上、主収縮方向に直交する方向の延伸倍率が1.3倍以上に延伸する工程を少なくとも有する熱収縮性フィルムの製造方法。
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