JP5176170B2 - ポリエチレンテレフタレート系透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法 - Google Patents
ポリエチレンテレフタレート系透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法 Download PDFInfo
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Description
一般的に、ラミネート法パウチフィルムの構成は、汎用品はパウチフィルムと呼ばれて2層または3層構造から成る。2層構造体は、外側層に200℃の透明耐熱性二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(O−PET)フィルムを使用して表面保護の役目とし、内側層に低温融解用のエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)フィルムを使用して印刷された天然紙との接着の役目をさせている。また、3層構造体は、更に中側層に中温融解用の低密度ポリエチレン(LDPE)フィルムで層間接着の助剤および低コスト化の役目をさせている。この他に、特殊品として外側層にポリプロピレン(PP)フィルムを使用したラミネート法パウチフィルムもある。
一般に、自動車産業等で使用される金属部品は切削油が付着した状態で製造され、各部品の種類毎に数百、数千のかご型容器に入れ、それぞれに名札を付した状態で脱脂を行い、脱脂後にプログラムに沿って各工程に配送されるが、近年その新しい脱脂洗浄法として大気汚染の無い洗浄剤としてパラフィン系油を使用する脱脂法が開発されて来た。本発明の透明耐熱耐油性積層体名札は、金かご中に設置されて切削油が付着した金属部品と共にパラフィン系洗浄槽で60℃、10分に浸漬され、次いで真空乾燥炉で140〜150℃、5分の脱脂工程を経ても、層間剥離および大変形せずに形状保持されることを課題としている。
市販のラミネート法パウチフィルムでは、150℃以上の耐熱性がないことである。何故ならば、構成要素の熱接着性フィルムの融点が、EVA約80−100℃、LDPE約100−120℃、PP約160−170℃であって、熱変形温度はさらに約10−20℃も下回るので、150℃以上の耐熱性が無い。
特に、本発明が解決しょうとする課題であるパラフィン系洗浄剤に対する耐油性が、それらの樹脂がパラフィンと同質のために無い。一方、表面保護フィルムのO−PETは、融点約250℃であって200℃の耐熱性があり、パラフィンと異質のポリエステルであるために耐油性がある。従って、本発明の熱接着性フィルムの耐熱性を150℃以上および耐油性にする課題に適合する。
第1に、外側からの第1層が透明耐熱性延伸ポリエステルフィルム(L1)、第2層が(A)ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル100重量部、(B)結合剤として骨格樹脂の分子量1,000〜300,000および該分子内に5〜100個のエポキシ基を含有する高分子型多官能エポキシ化合物0.05〜2重量部、(C)結合反応触媒として有機酸の金属塩0.1〜1重量部、(D)エチレングリコール・シクロヘキサンジメタノール・テレフタール酸の重縮合物(PETG)0〜50重量部、(E)ポリエステル系エラストマー0〜50重量部から構成される混合物を、250℃以上の温度で均一反応させたポリエチレンテレフタレート系耐熱耐油性樹脂から成る耐熱耐油接着性ポリエステルフィルム(L2)および第3層がポリオレフィン系接着性樹脂から成るフィルム(L3)により3種3層フィルム(F)を構成し、その2面を(L3)層が相対するようにしたパウチフィルムにより、中心層を成す印刷物(L4)を両面で挟んで、共に加熱融着させることを特徴とする、ポリエチレンテレフタレート系透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
第2に、透明耐熱性延伸ポリエステルフィルム(L1)は、厚さ30−150μmおよび結晶化度20%以上の二軸延伸ポリエチレンテレフタレート系フィルムであることを特徴とする透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
第3に、耐熱耐油接着性ポリエステルフィルム(L2)は、(A)回収されたまたは新品のポリエチレンテレフタレート100重量部、(B)結合剤として骨格樹脂の分子量1,000〜300,000および該分子内に5〜100個のエポキシ基を含有する高分子型多官能エポキシ化合物0.05〜2重量部、(C)結合反応触媒としてアルカリ金属およびアルカリ土類金属のステアリン酸塩0.1〜1重量部、(D)エチレングリコール・シクロヘキサンジメタノール・テレフタール酸の重縮合物0〜50重量部、(E)ポリエステル系エラストマー0〜50重量部から構成される混合物を、250〜300℃の温度で反応押出法により均一反応させてJIS法 で280℃、荷重2.16Kgにて50g/10分以下にして合成されるポリエチレンテレフタレート系耐熱耐油性樹脂がキャスト法にて250〜300℃で押出成形されたラミネートフィルムであることを特徴とする透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
第4に、ポリオレフィン系接着性フィルム(L3)は、ポリエチレンアクリレート系接着性樹脂および粘着賦与剤から成る樹脂がキャスト法にて250〜300℃で押出成形されたラミネートフィルムであることを特徴とする透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
第5に、印刷物(L4)は、熱風炉150℃10分後における重量減少率が3%以下であり、ポリエステルフィルム基体に所望の情報が少なくとも片面に記入されていることを特徴とする透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
第6に、前記パウチフィルム(P)は、前記3種3層フィルム(F)が所定の寸法に裁断され、その2面をポリオレフィン系接着性フィルム(L3)層が相対するようにして重ね合わされ、少なくとも一ヶ所が120〜230℃で熱融着されて成ることを特徴とする透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
第7に、パウチフィルム(P)に印刷物(L4)が内挿された積層体は、ラミネート機の通過により130〜200℃に加熱融着処理をされることを特徴とする透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
第8に、該透明耐熱耐油性積層体名札は、金かご中に設置されて切削油の付着した金属部品と共にパラフィン系洗浄槽で常温〜70℃ 、5分〜10分間浸漬され、次いで真空乾燥炉で140〜150℃、5分〜10分の脱脂工程を経ても、層間剥離および大変形せずに形状保持されることを特徴とする透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
特に、かんばんとなる印刷物としては、天然紙に水性インクジェットインキで印刷されたものは、通常水分を6%以上含むので高温真空乾燥器中でこの水が膨張し透明耐熱耐油性積層体名札を大変形させるので、好ましくない。印刷物としては、O−PET系フィルムにレーザープリンター機で印刷されたものが好ましいことを本発明で始めて発見した。
本発明の透明耐熱耐油性積層体名札は、金かご中に設置されて切削油の付着した金属部品と共にパラフィン系洗浄槽で常温〜70℃、5分〜10分間浸漬され、次いで真空乾燥炉で140〜150℃、5分〜10分の脱脂工程を経ても、、層間剥離および大変形せずに形状保持される。一方、従来型のポリエチレン系やポリプロピレン系接着剤から成るラミネート法パウチフィルムでは、それらの目的に対応できないので、本発明品が特に有用となった。
透明耐熱性延伸ポリエステルフィルム(L1)は、厚さ30−150μmおよび結晶化度20%以上の二軸延伸ポリエチレンテレフタレート系フィルムが、200℃の透明耐熱性であり、耐油性であるので使用できる。このL1の厚さは、品質とコストから50、75および100μmが好ましい。30μm以下では、熱変形が起こりやすく、150μm以上ではコスト高となる。
本発明のPET系耐熱性熱融着樹脂(R)は、(A)ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル100重量部、(B)結合剤として骨格樹脂の分子量1,000〜300,000および該分子内に5〜100個のエポキシ基を含有する高分子型多官能エポキシ化合物0.05〜2重量部、(C)結合反応触媒として有機酸の金属塩0.01〜1重量部、(D)エチレングリコール・シクロヘキサンジメタノール・テレフタール酸の重縮合物(PETG)0〜50重量部、(E)ポリエステル系エラストマー0〜50重量部から構成される混合物を、250℃以上の温度で均一反応させることによって製造できる。
本発明により、比較的分子量の低いPET系ポリエステル樹脂原料に結合剤および触媒とから成る改質剤を添加して、反応押出法により分子量および熔融粘度を増大させてPET系樹脂を製造するに際し、従来法の低分子量液体の2〜3官能(最大6官能)混合エポキシ樹脂系結合剤とは異なって、高分子型固体の多官能エポキシ系結合剤およびそれら混合物を使用することにより、長期間均一的に結合反応させてもゲルおよびフィッシュアイ(FE)の副生が無く、かつ従来法よりも成形加工性が画期的に改善されたPET系ポリエステル樹脂にすることが出来る。
A成分は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、またはポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレン−2,6−ナフタレート(PEN)、PETGあるいはこれらの共重合体が挙げられるが、ポリエチレンテレフタレート(PET)が特に好ましい。
また、その固有粘度は、1,1,2,2−テトラクロロエタン/フェノール(1:1)混合溶媒に溶解して25℃で測定して0.60dl/g以上であることが好ましく、0.70dl/g以上であることがより好ましい。固有粘度が0.60dl/g未満であると、本発明によっても高分化が困難であり、得られるポリエステル樹脂が必ずしも優れた機械的強度を得ることができないおそれがある。固有粘度の上限は、特に制限されないが、通常0.90dl/g以下、好ましくは安価な0.80dl/g以下である。
ポリエステル回収品を使用する場合には、通常その成形品が有している固有粘度であり、一般的には0.60〜0.80dl/g、特に0.65〜0.75dl/g程度である。回収したポリエステル成形品を利用する場合、その成形品の形態は、繊維、フィルム、シート、ボトルあるいは他の成形物のいずれであっても良い。また充填剤、顔料、染料などの添加剤を少量含有したものでもよい。特に、ペットボトルは、回収され再循環使用のための社会的環境が整備されつつあり、その上ボトルのポリエステルは再利用に適した組成であるので、本発明の原料のポリエステルとして好適である。
B成分は、骨格樹脂の分子量が1,000〜300,000であり、該分子内に5〜100個のエポキシ基を含有する高分子型多官能エポキシ化合物を単独または2種類以上を混合して使用することができる。高分子量樹脂にエポキシ環を含むグリシジル基をペンダント状に吊下げた市販品、例えば日本油脂株式会社の「モディパー」Aシリーズ、「ノフアロイ」IEシリーズ、「ブレンマー」、「ファルパック」、「マープルーフ」シリーズ、ダイセル化学工業株式会社の「エポフレンド」シリーズ、住友化学工業株式会社の「ボンドファースト」なども使用することができる。
骨格樹脂は、アクリル樹脂系がポリオレフィン系(PP、PS、PE)よりも好ましい。何故ならば、樹脂の溶解度パラメーターは、原料PET 10.7、エポキシ樹脂10.8、ポリアクリル酸メチル10.2、ポリアクリル酸エチル9.4、ポリプロピレン(PP)9.3、ポリメタクリル酸エチル9.0、ポリスチレ(PS)8.9、ポリエチレン(PE)8.0であり、数値が近いほど混合性が良いからである。なお、ポリオレフィン系は1-2%の混合でも、PET系樹脂のフィルム・シートを白濁させるので、成形品が透明性を必要とする場合には適さない。
また、分子内に平均3個のエポキシ基を有する化合物は、代表例としてトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル(分子量288、エポキシ当量150g/eq.、官能基数3個/分子) であった。更にまた、分子内に平均3個以上のエポキシ基を有する多官能化合物は、代表例としてエポキシ化大豆油 (分子量約1,000、エポキシ当量232g/eq.、官能基数4個/分子)および エポキシ化アマニ油 (分子量約1,000、エポキシ当量176g/eq.、官能基数6個/分子) であった。
PETは、固有粘度(IV値)0.7dl/gのもので数平均分子量1.2万程度で絶対分子量が小さく、分子量分布もMw/Mn 2-3で極めて狭い。従って、従来法の結合反応による生成物の分子量は、2.4万(2官能)、3.6万(3官能)および高々7.2万(6官能)であった。一方、ポリオレフィン系樹脂は、一般に数平均分子量10万〜100万と大きく、分子量分布もMw/Mn 5-20と極めて広い。例えて言えば、分子量分布がPETはタワー型で狭く、ポリオレフィン系樹脂は富士山型で極めて広い。従って、成形加工性は、前者が困難で、後者が極めて容易である。
分子量分布の拡大制御は、高分子型多官能エポキシ化合物として例えば、分子内に15個のエポキシ基を持つ物100%、分子内に30個のエポキシ基を持つ物50%、分子内に60個のエポキシ基を持つ物25%から成る混合物を使用することにより、分子量1.2万の原料PETから分子量18万、分子量36万、分子量72万のグラフト共重合体をそれらの仕込み比率および配合量にて生成させて実施することが出来る。但し、ポリオレフィン系樹脂は線状構造体であるが、本発明樹脂はグラフト共重合体であるので、樹脂モデルは異なる。PET系ポリエステルは、通常両末端が水酸基が多いが、片末端がカルボン酸基もあり、エポキシ基と触媒で結合反応をする。従って、本発明品のモデル的イメージは、分子量1.2万の原料PETの海に、分子量18万、分子量36万、分子量72万の栗毬状グラフト共重合体の島がそれぞれの仕込み比率で分散している状態である。
本発明では、高分子型多官能エポキシ化合物の配合量が増大するほど、一般にPET系ポリエステル樹脂の溶融張力や伸張粘度が増大し、一般に、成形加工性が改良される。また、高分子型多官能エポキシ化合物およびカルボン酸金属塩系触媒が「分子サイズの結晶核形成剤」として作用するので、PET系ポリエステル樹脂の結晶化速度が増大する。成形加工における効果は、例えば射出成形のサイクルが短縮されて生産性が向上する。インフレーション・フィルム成形では、バブルが安定し、フィルムの偏肉が減少する。Tダイ・フィルム成形では、水平押出が可能となり、ネックインが減少し、フィルムの歩留まりが向上する。シート成形では、ドローダウン性が改善され、安定な成形が可能となる。
反応押出の樹脂製造においては、原料PETと高分子型多官能エポキシ固体との溶融粘度がほぼ同じなので混合性が良く、従来法の低分子量エポキシ液体の使用での黄変・着色とゲルやFE副生の問題が起こらなくなった。
C成分としての結合反応触媒は、(1)アルカリ金属の有機酸塩、炭酸塩および重炭酸塩、(2)アルカリ土類金属の有機酸塩、(3)アルミニウム、亜鉛またはマンガンの有機酸塩、(4)マンガンの有機酸塩、炭酸塩からなる群から選ばれた少なくとも一種類以上を含有する触媒である。有機酸塩としては、カルボン酸塩、酢酸塩等が使用できるが、カルボン酸塩が特に好ましい。
カルボン酸の金属塩を形成する金属としては、リチウム、ナトリウムおよびカリウムのようなアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムのようなアルカリ土類金属が使用できる。
この結合反応触媒としてのカルボン酸塩の配合量は、A成分のPET系ポリエステル100重量部に対して0.1〜1重量部である。特に、0.1〜1重量部であることが好ましい。0.1重量部未満では触媒効果が小さく、反応が未達となって分子量が充分増大しないことがある。1重量部を超えると局部反応によるゲル生成や溶融粘度の急上昇による押出成形機内のトラブルなどが生じる。
D成分は、エチレングリコール・シクロヘキサンジメタノール・テレフタール酸の重縮合物の非結晶性コポリエステル樹脂であり、イーストマン社のイースター・シリーズや鮮京インダストリーのスカイグリーンほかの所謂PETGを0〜50重量部使用できる。D成分は、耐熱性耐油性樹脂を柔軟化し、また他層との接着力を高める。使用量は5〜40重量部が好ましい。5重量部以下では、効果が少なく、50重量部を越えると、耐熱性熱融着樹脂の耐熱性の低下および熱収縮を引起し、また価格上昇を引起こすので、好ましくない。
E成分は、帝人化成のヌーベラン・シリーズ、東洋紡績のペルペレン・シリーズ、東レデュポンのハイトレル・シリーズ等のポリエステル型ポリエステル系エラストマーなどの0〜50重量部を使用できる。帝人化成のPET系ポリエステル・エラストマーが安価でフィルムを透明化するので、特に好ましい。また、三菱化学のプリマロイ・シリーズは、柔軟性および接着性賦与効果があり、好ましく使用できる。E成分は、二軸延伸PETフィルムおよび印刷物(かんばん)との接着力を同時に高める。
使用量は1〜30重量部が好ましく、5〜20重量部が特に好ましい。1重量部以下では、効果が少なく、50重量部を越えると、耐熱性熱融着樹脂の耐熱性を低下させ、価格上昇を引起こすので、好ましくない。
因みに、各原料成分の価格比は、A:回収PET100、新品PET200、D:PETG400、E:ポリエステル系エラストマー1,500である。従って、品質を考慮しながらそれらの比率を選択し、耐熱性熱融着樹脂の価格比を600〜800にすることが、経済的に極めて重要である。
次に、本発明のPET系耐熱性熱融着樹脂を製造方法に付いて説明する。A成分のPET系ポリエステルは、通常のバージンチップ、回収したフレーク、粒状物、粉末、チップ等の任意形状のものが使用し得る。一般的には、A成分のPET系ポリエステル、D成分のPETG、E成分のポリエステル系エラストマーを乾燥するのが好ましい。
各成分をタンブラーやヘンシェルミキサー等の混合機で混和させてから、反応押出装置に供給する。加熱溶融する温度は、ポリエステルの融点250℃以上で300℃以下であることが反応制御の観点から望ましい。特に、280℃以下が好ましく、300℃を越えるとポリエステルの変色や熱分解が生じるおそれがある。
加熱溶融する反応装置としては、単軸押出機、二軸押出機、それらの組合せの二段押出機等を使用することができる。ただし、特殊スクリュー構造の押出機と特殊な真空ラインを必要とする。混練工程の段階数や加熱条件を考慮して最適な配合組成を選定することが重要である。
ポリオレフィン系接着性フィルム(L3)は、ポリエチレンアクリレート系接着性樹脂および粘着賦与剤が追加された樹脂組成物、がキャスト法にて250〜300℃で押出成形されたラミネートフィルムとして使用できる。ポリエチレン系接着性樹脂は、例えば日本ポリエチレンのレクスパールのETおよびRBシリーズおよびEEA樹脂、日本ユニカーのNUCコポリマー、三井・デュポンポリケミカルのエバフレックスなどの市販樹脂が使用できる。粘着賦与剤は、荒川化学のロジン系粘着賦与剤やヤスハラケミカルのテルペン・フェノール樹脂系粘着賦与剤など市販品が使用できる。粘着賦与剤の添加量は、前記のポリエチレン系接着性樹脂、例えばEEA樹脂に対して10〜50%が使用でき、20〜30%が好ましい。
ポリオレフィン系接着性フィルム(L3)の効果は、2種2層(L1/L2)フィルムに比べて、パウチフィルムの熱融着温度を約180〜200℃から約130℃に引下げられること、および3種3層フィルム(F:L1/L2/L3)にPET系フィルムの印刷物(L4)を内挿してラミネート機を通過させて加熱融着させて積層体名札(かんばん)に仕上げる際に、その熱融着温度を約180〜200℃から130〜200℃、好ましくは150〜180℃に引下げられることの改善にある。市販ラミネート機の上限温度は、通常機種が130℃、特殊機種が150℃、極めての特殊機種が160〜180℃であり、かつラミネート機のシリコーン製加熱ロールの耐熱上限温度が180℃であるからである。従って、ポリオレフィン系接着性フィルム(L3)の使用は、本発明の必須要件である。
本発明の3種3層(L1/L2/L3)フィルム(F)は、結晶化度20%以上の二軸延伸されたPETフィルム(O-PETフィルム:L1)上に、PET系耐熱耐油接着性樹脂およびフィルム(L2)、次いでポリオレフィン系接着性樹脂およびフィルム(L3)を、キャスト法にてTダイより250〜300℃で押出して例えば1,00〜1,200mm巾のフィルムに成形することによって製造できる。
O-PETフィルム(L1)は、本発明のPET系耐熱耐油接着性樹脂との接着性を高めるために、コロナ処理してから更にプライマー(AC)剤で処理をすることが有益である。また、PET系耐熱耐油接着性樹脂の押出成形時にオゾン処理することも有益である
延伸されたPETフィルム(O-PETフィルム)は、一軸延伸でも、二軸延伸でも結晶化度が20%以上であれば、耐熱性があるので使用できる。通常、厚みが10-250μmのものが市販品にあるので容易に使用できる。二軸延伸O-PETフィルムが、高温乾燥炉において変形および熱収縮が殆ど無いので、特に好ましい。市販ラミネート法パウチフィルムの厚みは、一般に100μmであり、ラミネート機種もそれに対応して製造・販売されている。従って、本発明では厚手のO-PETフィルムが高価なので、O-PETフィルムの厚みは、30-100μmが好ましく、 50-75μmが更に好ましい。O-PETフィルムの厚みが、30μm以下になるとラミネート機の通過処理時に皺が発生し易く、また積層体名札の耐熱性が低下する。一方、厚みが、100μm以上になるとラミネート処理時に伝熱不足で印刷物とパウチフィルムとの接着不良が発生し、また高価格になり経済性が無くなる。
パウチフィルム(P)は、3種3層フィルム(F)が所定の寸法、例えば本発明の封筒サイズの場合には200mm幅に裁断されてロール巻きされる。次いで、ロール巻の2本について、ポリオレフィン系接着性フィルム(L3)の面を重ね合わせて自動送りし、この2枚合せフィルム(F)の片端5mm内側について送り方向の一ヶ所を120〜200℃で2〜5mm巾に熱融着させて後に、自動送りされて来たフィルムを例えば100mm巾にギロチン切断してパウチフィルム(P:100mm巾×200mm長さ、一ヶ所シール)を製造する。
印刷物(L4)は、金属部品の品名、詳細仕様、加工法、洗浄法、乾燥法、貯蔵法および収納法などを細かく印刷された指示書が、耐熱耐油性パウチフィルム(P)に内挿されラミネートされて透明耐熱耐油性積層体名札(かんばん)とされ、部品と共に洗浄工程を移動するので、耐熱耐油性および高温真空乾燥器における非膨張性および形状保持が必須要件となる。従って、印刷物の基体の含水率と印刷方法(水性インクのインクジェット印刷が不適で、乾式顔料インクのレーザー印刷が適切である)が決定的に重要であることが、本発明で明確となった。印刷物基体の含水率は、A4版一枚の熱風炉150℃・10分後における重量減少率(5分後もほぼ同じ数値。主に水分の揮発に起因していた)で測定した。
先願では、天然上質紙にインクジェットインキで印刷された印刷紙を使用したが、本発明の目的達成には薄い用紙(厚み85μm)が適し、中厚口紙(厚み100μm、−6.4)がやや適し、厚口紙(厚み130μm)と特厚口紙(厚み150μm、−5.9〜−6.2%)と最厚口紙(厚み180μm、−6.7%)は、不適であった。本発明者らのその後の研究により、天然上質紙のインクジェットインキでの印刷紙には、上記の様に水分が約6%含まれており、これが150℃の真空炉で積層体名札(かんばん)の内部で膨張し、大変形を惹起させることを付き止めた。従って、本発明の印刷物(L4)の基体としては、水分をできるだけ含まず、高温で熱収縮し難い材質、例えば薄いコート紙や合成紙(合成樹脂フィルム)を選定すれば課題が改善されることを見出した。
その結果、本発明の印刷物(L4)は、熱風炉150℃10分後における重量減少率が3%以下で熱収縮し難い、延伸ポリエステルフィルム基体に所望の情報が少なくとも片面に、好ましくは両面にレーザー印刷機で印刷されたものが、好ましく使用できる。一方、合成紙でも、ポリプロピレン系両面インクジェット印刷用は熱収縮率が大きくて不適であった。
本発明の透明耐熱耐油性積層体名札(かんばん)は、パウチフィルム(P)に印刷物(L4)が内挿された積層体がラミネート機の通過により130〜200℃、好ましくは150〜180℃に加熱融着処理をされることによって製造される。
該透明耐熱耐油性積層体名札は、金属製かご中に設置されて切削油の付着した金属部品と共にパラフィン系洗浄槽で60℃、10分に浸漬され、次いで真空乾燥炉で140〜150℃、5分の脱脂工程を経ても、層間剥離および大変形せずに形状保持されることが実現できる。本発明の150℃以上の耐熱耐油性を実現するためには、高温仕様のラミネーターを使用する必要があるが、これら特殊仕様のラミネーターは市場で比較的容易かつ安価に入手できるので、本発明は比較的容易に実現できる。
(1)分子量の測定はGPC法によった。
昭和電工社製SYSTEM−21、カラム(サンプル、リファレンス側とも)Shodex KF−606M(2本)、溶剤ヘキサフロロイソプロピルアルコール、カラム温度 40 ℃、流量 0.6 ml/分、ポリマー濃度 0.15重量%、検出器 Shodex RI-74、分子量換算スタンダード PMMA(ShodexM−75)、注入量 20μl
(2)メルトフローレート(MFR)は、JIS K6760に従い、温度 280℃、荷重2.16kgの条件で測定した。
(3)固有粘度(IV値)は、1,1,2,2ーテトラクロロエタンとフェノールの等重量の混合溶媒を使用し25 ℃でキャノンフェンスケ粘度計で測定した。
(4)DSCの測定:セイコー電子製DSC220を使用し、サンプル5-15mg、窒素50ml/分 、昇温速度10℃/分、20-300℃で測定した。
(5)ヒートシール強度:本発明のラミフィルムの積層体を15mm巾に裁断し、フィルム面を合わせ、基体裏面より100〜200℃のヒーターでKg/cm2×1秒間ヒートシールをした。テンシロンRTC-121Cにより、引張速度300mm/分にてシール強度を測定した。
(6)層間の剥離強度:本発明のフィルム・基体を15mm巾に裁断し、その一端を酢酸エチル溶液に浸漬させ、剥離した2層間のT型剥離強度を、テンシロンRTC-121Cにより引張速度300mm/分にて測定した。
(7)機械的物性の測定:本発明のフィルムの引張試験は、JIS K7113に従い、テンシロンRTC-121Cを使用し、引張速度50mm/分で行った。
回収ペットボトル・パリソン破砕物(A成分、共栄産業株式会社、固有粘度0.783dl/g、数平均分子量Mn 1.4万、重量平均分子量Mw 3.4万、MFR 45g/10分、120℃・12時間熱風乾燥した水分含有率 150ppm )100重量部、PETG(D成分、イーストマン社、MFR 110g/10分、70℃・4時間熱風乾燥した水分含有率 100ppm) 10重量部、 ポリエステル系エラストマー(E成分、帝人化成、PET系赤褐色ゴムTRB-ELA、120℃・4時間熱風乾燥した水分含有率 120ppm )5重量部に、高分子型エポキシ化合物の混合物0.80重量部(E成分、日本油脂株式会社、ブレンマーCP30S: 分子量9,000、エポキシ基数17個/分子、ブレンマーCP50M: 同10,000、同32、マープループG01100:同12,000、同71、それら重量比0.5:1:0.5)、反応触媒としてステアリン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム混合粉(それら重量比25:25:50)重量部、安定剤としてIRGANOX B225の 0.1重量部および展着剤として流動パラフィン0.05重量部をタンブラーで10分間混合した。
回収ペットボトル・ フレーク(A成分、共栄産業株式会社、固有粘度0.73dl/g、数平均分子量Mn 1.2万、重量平均分子量Mw 3.1万、MFR 60g/10分、120℃・12時間熱風乾燥した水分含有率 130ppm )100重量部、PETG(D成分、鮮京インダストリー社スカイグリーンS2008、MFR 120g/10分、70℃・4時間熱風乾燥した水分含有率 120ppm) 50重量部、 ポリエステル系エラストマー(E成分、帝人化成、PET系赤褐色ゴムTRB-ELA、120℃・4時間熱風乾燥した水分含有率 120ppm )5重量部に、高分子型エポキシ化合物1.0重量部(E成分、日本油脂株式会社、ブレンマーCP50M: 分子量10,000、エポキシ基数17個/分子32)、反応触媒としてステアリン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム混合粉(それら重量比25:25:50)重量部、安定剤としてIRGANOX B225の 0.1重量部および展着剤として流動パラフィン0.05重量部をタンブラーで10分間混合した。 株式会社星プラスチック製の単軸押出機を使用し、製造例1と同様な操作により、耐熱耐油性接着樹脂ペレットR2( MFR 23g/10分)約200Kgを得て、120℃・12時間の熱風乾燥をした後に、防湿袋または防湿容器に貯蔵した。
3種3層フィルムF1の製造例3:厚み75μmの2軸延伸ペット・フィルムL1(ユニチカ製、片面にコロナ処理)に製造例1のPET系耐熱耐油性熱接着性樹脂R1を積層した。接着性樹脂ペレットR1の100重量部に滑剤としてステアリン酸カルシウム0.05重量部をスーパーミキサーで1分間混合した。押出ラミネート装置は、口径90mmの単軸スクリュー(圧縮比4.6倍)、押出ダイス:1,300mm巾、間隔調整、エアーギャップ140mm、水平配置のシリコーンゴム製タッチロールと冷却マットロール(チラーにて20℃に冷却)を使用した。
押出機のシリンダーの設定温度270〜290℃、スクリュー回転数50〜100rpm、ダイス設定温度280〜290℃、マットロール温度20℃、オゾン処理の条件で、また厚み50μmの2軸延伸PETフィルムL1にはインラインでコロナ処理とウレタン系プライマーの塗布・乾燥を行い、巻取り速度50〜60m/分にて、ラミネート操作を行った。プライマーのAC剤は、ポリエステルウレタン系タケダAC-63/日本ポリウレタンのコロネートLを使用した。かくして、厚み50μmの2軸延伸PETフィルムL1と厚み25μmの耐熱耐油接着性樹脂フィルムL2とから成る透明な2種2層(L1/L2)積層体S1を、950mm巾で150mのロール巻きで得た。
引続いて、2種2層積層体S1の上に、ポリエチレン系接着性樹脂(ヤスハラケミカル株式会社のヒロダイン7589、EEA樹脂と粘着賦与剤)を前記の同様な操作方法、但し、温度設定をシリンダー100〜290℃、ダイス250〜270℃とし、インラインのプライマー無しに厚み30μmでラミネートして、透明な3種3層積層体F1(L1−75μm/L2−25μm/L3−30μm、総厚み130μm)を、850mm巾で100mのロール巻きで得た。
ラミネート法パウチフィルムP1の製造例5:透明な3種3層積層体F1(L1−75μm/L2−25μm/L3−30μm、総厚み130μm)の850mm巾で100mのロール巻きをスリッターにより、200mm巾に裁断して100mのロール巻4本を採取した。
次いで、これら100mのロール巻の2本について、ポリオレフィン系接着性フィルム(L3)の面を重ね合わせて自動送りし、この2枚合せフィルム(F1)の片端5mm内側について送り方向の一ヶ所を130〜132℃で2mm巾に熱融着させて後に、自動送りされて来たフィルムを180mm長にスリットし、最終的に100mm巾にギロチン切断してパウチフィルムP1(100mm巾×180mm長さ、一ヶ所シール、2枚の総厚み130×2μm)500袋を製造した。
ラミネート法パウチフィルムP2の製造例6:透明な3種3層積層体F2(L1−50μm/L2−25μm/L3−30μm、総厚み105μm)の850mm巾で100mのロール巻きをスリッターにより、200mm巾に裁断して100mのロール巻4本を採取した。
次いで、これら100mのロール巻の2本について、ポリオレフィン系接着性フィルム(L3)の面を重ね合わせて自動送りし、この2枚合せフィルム(F2)の片端5mm内側について送り方向の一ヶ所を130〜132℃で2mm巾に熱融着させて後に、自動送りされて来たフィルムを180mm長にスリットし、最終的に100mm巾にギロチン切断してパウチフィルムP2(100mm巾×180mm長さ、一ヶ所シール、2枚の総厚み105×2μm)500袋を製造した。
パウチフィルムP1と印刷物L4とから透明耐熱耐油性積層体名札(かんばん)K1〜K2シリーズの製造例:パウチフィルムP1(L1−75μm/L2−25μm/L3−30μm、総厚み130μm:K1シリーズ)またはP2(L1−50μm/L2−25μm/L3−30μm、総厚み105μm:K2シリーズ)に、各種の印刷物L4(寸法:85mm巾×170mm長さ)を内挿し、フジプラ株式会社製のラミネーター(IDカード発行業務用、95〜180℃、ラミパッカーLPC1506)を使用して、ダイヤル調節により145〜180℃の温度範囲でラミネート処理をして、透明耐熱耐油性積層体名札の各種かんばんモデルを試作した。なお、括弧内に熱風炉150℃・10分後における重量減少率を示した。
本発明の印刷物L4の基体として、レーザー印刷仕様の2軸延伸PET系フィルム:東洋紡のクリスパーK2323の厚み75μm(−1.2%)、100μm(−0.60%)、125μm(−0.98%)、SKC株式会社のSkyrol SW84Gの厚み75μm(−2.2%)、100μ(−1.2%)などのレーザー印刷物で、各種かんばんモデルを試作した。ラミネート機の適温は、160〜180℃であった。厚手K1シリーズが高温度側で、薄手K1シリーズが低温度側で適温性を示した。
比較例として、インクジェット印刷仕様のPP系合成紙:株式会社ユポ・コーポレーションのユポジェット厚み245μmの印刷物(−2.0%)でかんばんモデルを試作した。また、レーザー印刷仕様のコート紙:オフィス24のカラーレーザー用紙PPC−WAA4Cの厚み85μm(−6.2%)、FujiZeroxのカラーレーザー用紙の厚み95μm(−5.2%)、KOKUYOのカラーレーザー用紙・セミ光沢の厚み95μm(−6.7%)および同光沢の厚み110μm(−6.5%)、紀州製紙株式会社の耐水耐油紙ポエムの厚み100μm(−6.4%)および150μm(−6.9%)、並びにインクジェット印刷仕様の超耐水:ゼネラルサプライ株式会社の厚み210μm(−6.9%)の各種印刷物で、かんばんモデルを試作した。
更にまた、インクジェット印刷仕様の上質紙について、厚み100μm(−6.4%)、厚み130μm、厚み150μm(−5.9〜−6.2%)、厚み180μm−6.7%)の各種印刷紙で、かんばんモデルを試作した。
[透明耐熱耐油性積層体名札(かんばん)Kシリーズの評価例]
簡易評価試験法として、下記の様に実施した。積層体名札のかんばんモデルを、ジャパンエナジー社製のパラフィン系洗浄油(NSクリーン200)に50〜60℃、10分間浸漬し、次いで熱風炉でステンレス製トレーにかんばんモデルを水平置きして145〜150℃、5分間加熱し、直後に内容積5Lの透明ガラス製真空ビンに移動させて垂直置きし、ビン上部のコックを開いて真空引きした(1分後の到達真空度は、―101KPa、―760mmHg)。この簡易評価試験法は、工場のライン試験との対応が良く、本発明の透明耐熱耐油性積層体名札(かんばん)の実用性を実証できた。各種基体について印刷物の重量減少率とかんばんの簡易評価試験と工場ラインテストの結果を下記に示した。
印刷物L4の基体として、レーザー印刷仕様の2軸延伸PET系フィルムは、熱風炉150℃10分後の重量減少率が−0.60〜−2.9%と小さく、かんばんモデルは簡易評価試験に全て合格し、工場ラインテストも合格した。但し、厚手K1シリーズは、薄手K2シリーズよりも、かんばんとしての形状保持に勝っていた。別試験によれば、更に厚いO−PET100μm(L1)のかんばん試作品の形状保持は、更に優れていた。
更に、比較例のインクジェット印刷仕様の上質紙は、熱風炉150℃10分後の重量減少率が−5.9〜−6.7%と大きく、かんばんモデルは簡易評価試験と工場ラインテストに殆どが不合格であった。
Claims (8)
- 外側からの第1層が透明耐熱性延伸ポリエステルフィルム(L1)、第2層が(A)ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル100重量部、(B)結合剤として骨格樹脂の分子量1,000〜300,000および該分子内に5〜100個のエポキシ基を含有する高分子型多官能エポキシ化合物0.05〜2重量部、(C)結合反応触媒として有機酸の金属塩0.1〜1重量部、(D)エチレングリコール・シクロヘキサンジメタノール・テレフタール酸の重縮合物(PETG)0〜50重量部、(E)ポリエステル系エラストマー0〜50重量部から構成される混合物を、250℃以上の温度で均一反応させたポリエチレンテレフタレート系耐熱耐油性樹脂から成る耐熱耐油接着性ポリエステルフィルム(L2)および第3層がポリオレフィン系接着性樹脂から成るフィルム(L3)により3種3層フィルム(F)を構成し、その2面を(L3)層が相対するようにしたパウチフィルムにより、中心層を成す印刷物(L4)を両面で挟んで、共に加熱融着させることを特徴とする、ポリエチレンテレフタレート系透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
- 透明耐熱性延伸ポリエステルフィルム(L1)は、厚さ30−150μmおよび結晶化度20%以上の二軸延伸ポリエチレンテレフタレート系フィルムであることを特徴とする請求項1に記載の透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
- 耐熱耐油接着性ポリエステルフィルム(L2)は、(A)回収されたまたは新品のポリエチレンテレフタレート100重量部、(B)結合剤として骨格樹脂の分子量1,000〜300,000および該分子内に5〜100個のエポキシ基を含有する高分子型多官能エポキシ化合物0.05〜2重量部、(C)結合反応触媒としてアルカリ金属およびアルカリ土類金属のステアリン酸塩0.1〜1重量部、(D)エチレングリコール・シクロヘキサンジメタノール・テレフタール酸の重縮合物0〜50重量部、(E)ポリエステル系エラストマー0〜50重量部から構成される混合物を、250〜300℃の温度で反応押出法により均一反応さたJIS法で280℃、荷重2.16Kgにて50g/10分以下のメルトフローレートを持つポリエチレンテレフタレート系耐熱耐油性樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
- ポリオレフィン系接着性フィルム(L3)は、ポリエチレンアクリレート系接着性樹脂および粘着賦与剤から成る樹脂がキャスト法にて250〜300℃で押出成形されたラミネートフィルムであることを特徴とする請求項1に記載の透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
- 印刷物(L4)は、熱風炉150℃10分後における重量減少率が3%以下であり、ポリエステルフィルム基体に所望の情報が少なくとも片面に記入されていることを特徴とする請求項1に記載の透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
- 前記パウチフィルム(P)は、前記3種3層フィルム(F)が所定の寸法に裁断され、その2面をポリオレフィン系接着性フィルム(L3)層が相対するようにして重ね合わされ、少なくとも一ヶ所が120〜230℃で熱融着されて成ることを特徴とする請求項1に記載の透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
- パウチフィルム(P)に印刷物(L4)が内挿された積層体は、ラミネート機の通過により130〜200℃に加熱融着処理をされることを特徴とする請求項1に記載の透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
- 該透明耐熱耐油性積層体名札は、金かご中に設置されて切削油の付着した金属部品と共にパラフィン系洗浄槽で常温〜70℃、5分〜10分間浸漬され、次いで真空乾燥炉で140〜150℃、5分〜10分の脱脂工程を経ても、層間剥離および大変形せずに形状保持されることを特徴とする請求項1に記載の透明耐熱耐油性積層体名札の製造方法。
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