JP5153463B2 - 成型用延伸ポリエステルフィルム - Google Patents
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Description
すなわち本発明は、以下の構成よりなる。
(1)芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、及び脂肪族グリコールから成る繰り返し単位を有する共重合ポリエステル樹脂を含む二軸延伸ポリエステルフィルムであって、前記フィルムの破断伸度が縦方向及び横方向において160%以上であり、かつ破断伸度の縦方向と横方向の比率が0.8〜1.25の範囲であり、前記フィルムの120℃、15分加熱後の熱収縮率が縦方向及び横方向において5%以下であり、かつ熱収縮率の縦方向と横方向の比率が0.8〜1.2の範囲であり、前記フィルムの融点が180℃以上であり、前記フィルムの10点平均粗さが1.50μm以上であり、かつフィルム表面の表面張力が45mN/m以上であることを特徴とする成型用延伸ポリエステルフィルム。
(2)共重合ポリエステル樹脂が、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、スルホン酸金属塩基を有するジカルボン酸、及び脂肪族グリコールから成る繰り返し単位を有し、酸成分に対して、スルホン酸金属塩基を有するジカルボン酸が0.2〜6モル%である共重合ポリエステル樹脂であることを特徴とする(1)に記載の成型用延伸ポリエステルフィルム。
(3)前記成型用延伸ポリエステルフィルムが、未延伸フィルムを一軸延伸した後すぐに(ガラス転移温度−20℃)〜(ガラス転移温度−40℃)に冷却して得られたものであることを特徴とする(1)又は(2)記載の成型用延伸ポリエステルフィルム。
(4)(1)〜(3)いずれかに記載の成型用延伸ポリエステルフィルムの製造方法であって、二軸延伸した後のフィルムを融解開始温度以上、融点未満の温度で熱処理する工程を含むことを特徴とする成型用延伸ポリエステルフィルムの製造方法。
(5)でんぷん及び/又はパルプの混合物をコア材とし、両側に(1)〜(3)いずれかに記載の成型用延伸ポリエステルフィルムをスキン層として積層した後、金型プレス成型を行った多層成型品。
好ましくは、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、スルホン酸金属塩基を有するジカルボン酸、及び脂肪族グリコールから成る繰り返し単位を有し、酸成分に対して、スルホン酸金属塩基を有するジカルボン酸が約0.2〜6モル%である共重合ポリエステル樹脂である。
また他の芳香族ジカルボン酸として、例えば、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、5−第3ブチルイソフタル酸、2,2,6,6−テトラメチルビフェニル−4,4−ジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,1,3−トリメチル−3−フェニルインデン−4,5−ジカルボン酸、及びそれらのエステル形成性誘導体などを用いても構わない。
融点が180℃未満の場合、耐熱性、機械強度が不充分なものとなり、容器として用いた際の耐熱性、剛性が不足するだけでなく、加工する際に問題となったりする。
また、融点が240℃を超えるものは、芳香族ポリエステルとしての性質が強く、生分解性が不満足なものとなったり、容器への成型性が低下する。
また、熱収縮率が5%を超える場合、収縮率に応じて収縮応力も高くなる為、フィルムを把持しているクリップ等から外れる恐れがあり好ましくない。
熱収縮率の比が0.8〜1.2の範囲を超えると成型時に縦方向、或いは横方向への一方的な収縮が生じ、シワやタルミが発生したり、また成型後にゆがみが生じたりする為好ましくない。
この方法の場合、フィルムで挟み込まれたでんぷんやパルプは焼成されているため容器に成型した直後でも、中間層のでんぷんやパルプは変形しないが、外層のフィルムはまだ十分に冷却されていない状態では、やわらかく変形しやすい状態にある。つまり、中間層のでんぷんやパルプとの密着性が小さいと、成型した直後では、フィルムは重力あるいはもとの形に戻ろうとする力により、中間層との間に空隙ができる問題が発生する。フィルムの表面の10点平均粗さを1.50μm以上、かつフィルム表面の表面張力を45mN/m以上とすることで、容器の開口部の外周縁の外側の凹部の浮きによる空気のかみ込みを防止でき、成型後の外観を向上させることができる。
なお、10点平均粗さの上限は、5μm以下が好ましい。5μmを超えると上記容器の表面外観が劣る場合がある。
まず、水分率を50ppm以下に乾燥させた上記の共重合ポリエステル樹脂を押出機に供給し、融点+30℃程度の温度で溶融押し出しし、Tダイより押し出し、回転冷却ドラム上で冷却固化させて未延伸フィルムを成型する。
このとき、冷却ドラムの温度は15℃以上、好ましくは25℃以上とし、あまり冷却しすぎないようにするのがフィルム表面の10点平均粗さが1.50μm以上とするのに良い。しかし、温度を上げすぎると結晶化がすすみ、後の工程の延伸がしにくくなるので冷却ドラムの温度は70℃以下が好ましい。
このとき、縦方向の延伸倍率と横方向の延伸倍率は、なるべく同程度の倍率にするのが、フィルムの破断伸度や熱収縮率の縦方向と横方向の比を同程度にするのに好ましい。
島津製作所社製DSC−60型示差走査熱量計を用いて測定した。得られたフィルム約5.0mgを、30〜280℃の温度範囲を20℃/minの昇温速度で測定した。得られたDSC曲線の融解ピークについて、ベースラインからの変極点温度を求め、ピーク温度を融点とした。
JIS−K7127に則り測定した。
JIS−0601に準拠し、3次元接触式表面粗さ計(小坂製作所製:型式ET−30K)を用い、フィルムの長手方向に沿ってフィルム表面の凹凸曲線を求めるとともに、その動作をフィルムロールの幅方向に2.0μm間隔で100回繰り返すことによって、フィルム表面の所定範囲(長さ1.0mm×幅0.2mm)の「断面曲面」を求めた。また、データ解析装置(小坂製作所製:型式AT−30K)を用いて算出した。
JIS−K6768に準じて23℃、65%RHの雰囲気下で測定した。
幅20mm、長さ300mmのサンプルを切り出し、200mm間隔で印をつけ、5gの一定張力で間隔Aを測る。続いて、120℃の雰囲気中のオーブンに無荷重で5分間放置した。オーブンから取り出し室温まで冷却後に、5gの一定張力で間隔Bを求め、以下の式により熱収縮率を求めた。測定はフィルムの幅方向を等間隔に5ヶ所からサンプルを切りだし測定し、その最大値およびバラツキ(最大値と最小値の差)をもとめた。 熱収縮率=(A−B)/A×100(%)
フィルムに10mm四方のマス目印刷を施した後、120℃に加熱した熱板で4秒間接触加熱後、金型温度50℃、保圧時間5秒にてプレス成型を行った。金型の形状はカップ型で、開口部は直径が50mmであり、底面部は直径が40mmで、深さが30mmであり、全てのコーナーは直径0.5mmの湾曲をつけたものを用いた。
[◎の場合]
(a)成型品に破れがない
(b)角の曲率半径が1mm以下で、かつ印刷ずれが0.1mm以下
(c)×に該当する外観不良がない
[○の場合]
(a)成型品に破れがなく、
(b)角の曲率半径が1mmを超え1.5mm以下、または印刷ずれが0.1mmを超え
0.2mm以下
(c)外観不良がなく、実用上問題ないレベル
[×の場合]
成型品に破れがあるもの、または破れがなくとも以下の項目(i)〜(iv)のいず
れかに該当するもの
(a)角の曲率半径が1.5mmを超えるもの
(b)大きなシワが入り外観が悪いもの
(c)フィルムが白化し透明性が低下したもの
(d)印刷のずれが0.2mmを超えるもの
浮きの評価方法
上記の金型を用いて、でんぷんとパルプの混合物をコア材とし、両側に本発明のフィルムをスキン層として積層した後、120℃に加熱した熱板で4秒間接触加熱後、金型温度160℃、保圧時間5秒にてプレス成型を行った後200℃で焼成を行った。出来上がった成型品の凹部のスキン層のフィルムとコア層のデンプン/パルプとの界面の剥れ具合にて評価した。
○:剥れが無くフィルムとコア材が密着している
△:カップあたりの剥れが1個以下であり、且つその大きさが5mmΦ以下
×:カップあたりの剥れが2個以上又は1個でその大きさが5mmΦを超える
共重合ポリエステル樹脂として生分解性ポリエステル系樹脂であるデュポン社製ポリエチレン−テレフタレート/サクシネート系樹脂「バイオマックス4024」を用いた。該樹脂は結晶性を有し、融解開始温度158.8℃、融点199.8℃であった。
にて熱処理を行った。
押出量を上げて。縦延伸倍率、横延伸倍率をそれぞれ3.2倍とした以外は実施例1と同様にして、厚さ50μm、幅600mm、長さ50mのフィルムロールを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
熱処理温度を160℃とした以外は実施例1と同様にして、厚さ50μm、幅600mm、長さ50mのフィルムロールを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
縦延伸温度を60℃にし、縦延伸倍率、横延伸倍率をそれぞれ3.2倍にし、熱処理温度を175℃とした以外は実施例1と同様にして、厚さ50μm、幅600mm、長さ50mのフィルムロールを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
縦延伸温度を60℃にし、押出量を上げて、縦延伸倍率、横延伸倍率をそれぞれ4.0倍とした以外は実施例1と同様にして、厚さ50μm、幅600mm、長さ50mのフィルムロールを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
縦延伸温度を60℃にし、熱処理温度を140℃とした以外は実施例1と同様にして、厚さ50μm、幅600mm、長さ50mのフィルムロールを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
縦延伸温度を60℃にし、縦延伸倍率、横延伸倍率をそれぞれ2.8倍、4.0倍にした以外は実施例1と同様にして、厚さ50μm、幅600mm、長さ50mのフィルムロールを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
縦延伸温度を60℃にし、押出量を上げて、縦延伸倍率、横延伸倍率をそれぞれ5.0倍とした以外は実施例1と同様にして、厚さ50μm、幅600mm、長さ50mのフィルムロールを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
冷却ロールの温度を10℃とし、縦延伸温度を60℃にし、コロナ処理を行わなかった以外は実施例1と同様にして厚さ50μm、幅600mm、長さ50mのフィルムロールを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
押出量を上げて。縦延伸倍率、横延伸倍率をそれぞれ3.0倍、4.5倍にし、熱処理温度を150℃とした以外は実施例1と同様にして、厚さ50μm、幅600mm、長さ50mのフィルムロールを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
Claims (5)
- 芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、及び脂肪族グリコールから成る繰り返し単位を有する共重合ポリエステル樹脂を含む二軸延伸ポリエステルフィルムであって、
前記フィルムの破断伸度が縦方向及び横方向において160%以上であり、かつ破断伸度の縦方向と横方向の比率が0.8〜1.25の範囲であり、
前記フィルムの120℃、15分加熱後の熱収縮率が縦方向及び横方向において5%以下であり、かつ熱収縮率の縦方向と横方向の比率が0.8〜1.2の範囲であり、
前記フィルムの融点が180℃以上であり、
前記フィルムの10点平均粗さが1.50μm以上であり、かつフィルム表面の表面張力が45mN/m以上であることを特徴とする成型用延伸ポリエステルフィルム。 - 共重合ポリエステル樹脂が、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、スルホン酸金属塩基を有するジカルボン酸、及び脂肪族グリコールから成る繰り返し単位を有し、酸成分に対して、スルホン酸金属塩基を有するジカルボン酸が0.2〜6モル%である共重合ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の成型用延伸ポリエステルフィルム。
- 前記成型用延伸ポリエステルフィルムが、未延伸フィルムを一軸延伸した後すぐに(ガラス転移温度−20℃)〜(ガラス転移温度−40℃)に冷却して得られたものであることを特徴とする請求項1又は2記載の成型用延伸ポリエステルフィルム。
- 請求項1〜3いずれかに記載の成型用延伸ポリエステルフィルムの製造方法であって、
二軸延伸した後のフィルムを融解開始温度以上、融点未満の温度で熱処理する工程を含むことを特徴とする成型用延伸ポリエステルフィルムの製造方法。 - でんぷん及び/又はパルプの混合物をコア材とし、両側に請求項1〜3いずれかに記載の成型用延伸ポリエステルフィルムをスキン層として積層した後、金型プレス成型を行った多層成型品。
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