JP6551419B2 - 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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Description
1.下記要件(1)〜(4)を満たすことを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。
(1)98℃の温水中で10秒間に亘って処理した場合におけるフィルム主収縮方向の温湯収縮率が50%以上
(2)フィルム幅方向100mmごとに試料を採取し、全ての試料について98℃の温水中で10秒間に亘って処理した場合におけるフィルム主収縮方向に対して直交する方向の温湯収縮率を求めたときのバラツキが5%以下
(3)分子配向角の絶対値が15度以下
(4)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.ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、イソフタル酸のうち少なくとも一種をポリエステル原料樹脂に使用してい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。
3.主収縮方向がフィルム長手方向であることを特徴とする上記1又は2に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
4.上記第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に由来するラベルを包装対象物の少なくとも外周の一部に有することを特徴とする包装体。
2:フィルム
3:シワ
4:弁当容器(蓋部)
5:弁当容器(胴部)
6:フィルム
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、98℃の温水中で無荷重状態で10秒間に亘って処理したときに、収縮前後の長さから、下式1により算出したフィルムの主収縮方向である長手方向の熱収縮率(すなわち、98℃の温湯熱収縮率)が、50%以上である。
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)
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(2)
通常の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、収縮させたい方向に未延伸フィルムを延伸することによって製造される。本発明では主収縮方向である長手方向に一軸延伸する。通常の長手方向に一軸延伸する場合、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、予熱ロール上(低速ロール)でフィルムを所定の温度まで加熱した後、予熱ロールの下流に予熱ロールよりも速度の速い低温ロール(高速ロール)を設けて、低速ロールと高速ロールの速度差によってフィルムを長手方向に延伸する。この時、低速ロールからフィルムが離れる地点から、高速ロールにフィルムが接する地点までの距離を延伸距離と呼ぶが、延伸距離と縦延伸時のネックインには密接な関係があり、延伸距離が長いほどネックインによる幅方向の力が影響する範囲が大きくなる。本発明ではこの延伸距離を小さくすることでネックインによる幅方向の力が影響する範囲を小さくした。
[Tg(ガラス転移点)]
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、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。
ポリエステル0.2gをフェノール/1,1,2,2-テトラクロルエタン(60/40(重量比))の混合溶媒50ml中に溶解し、30℃でオストワルド粘度計を用いて測定した(単位:dl/g)。
フィルムを10cm×10cmの正方形に裁断し、98±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縦および横方向の寸法を測定し、下記式(1)にしたがって、それぞれ熱収縮率を求めた。熱収縮率の大きい方向を主収縮方向とした。
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
フィルム幅方向(主収縮方向に対して直交する方向)で一方の端縁からもう一方の端縁まで10cm×10cmの正方形のサンプルを10cmピッチで採取し、上記式(1)に従い、各サンプルの幅方向の収縮率を測定した。前記方法により測定した各サンプルの幅方向の収縮率につき、その最大値と最小値の差を収縮率のバラツキとした。
本発明における分子配向軸とは、フィルムの長手方向をX軸、フィルムの幅方向をY軸、フィルムの厚み方向をZ軸方向とした場合に、フィルムのXY平面上で見た場合に、最も分子配向度が大きい方向を分子配向軸と称する。そして、分子配向角とは上記分子配向軸を測定した場合の分子配向軸が、フィルム長手方向又はフィルム幅方向からずれてくる角度を意味する。分子配向角の測定方法としては、まずフィルムから長手方向×幅方向=140mm×100mmの矩形のサンプルを採取する。切り出したフィルムサンプルについて分子配向角(分子配向軸方向の角度)を王子計測機器株式会社製の分子配向角測定装置(MOA-6004)で測定する。分子配向角は、フィルムの長手方向の角度を0度とし、上記分子配向軸の方向が、長手方向を基準として45度より小さい時は0度からの差、45度より大きい時は90度からの差を求める。前記方法による分子配向角測定を、フィルム幅方向において一方の端縁からもう一方の端縁まで10cmピッチで採取した矩形サンプルの全てについて行い、その絶対値が最大となるものを本発明における「分子配向角の絶対値」とした。
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、アタゴ社製の「アッベ屈折計4T型」を用いて、ナトリウムD線(波長:589.3nm)における屈折率を、フィルムの主収縮方向および主収縮方向に対して直交する方向のそれぞれについて求めた。そして下式(3)の通り、主収縮方向(フィルム長手方向)の屈折率から、主収縮方向に対して直交する方向(フィルム幅方向)の屈折率を引いた値を「屈折率の差」とした。
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(3)
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にして巻き付け、220℃で溶断シール後、設定温度90℃のシュリンクトンネルにて加熱収縮させた。収縮仕上り性の評価においては、シワとゆがみの2点において評価した。シワに関しては、図2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
○:0mm ≦ R < 5mm
△: 5mm ≦ R < 10mm
×: 10mm ≦ R
<ポリエステル原料の調製>
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1と同様の方法により、表1に示すポリエステル2〜4を得た。ポリエステル2の製造の際には、滑剤としてSiO2(富士シリシア社製サイリシア266;平均粒径1.5μm)をポリエステルに対して7200ppmの割合で添加した。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、2:0.75dl/g,3:1.20dl/g,4:1.20dl/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、ポリエステル3およびポリエステル4を質量比25:5:60:10で混合して(混合原料A)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42μmの未延伸フィルムを得た。未延伸フィルムのTgは75℃であった。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80℃になるまで加熱した後に、ロール延伸法の1段延伸によって長手方向の延伸倍率を3.5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。この時延伸距離は31mmであった。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、収縮仕上がり性が良いフィルムであった。
長手方向の延伸倍率を4.5倍とし、長手方向への延伸後のフィルムの厚さが12μmになるように溶融させた混合樹脂のTダイから押出し量を調整した以外は実施例1と同様とした。評価の結果、十分な収縮性を有し、収縮仕上がり性が良いフィルムであった。
長手方向の延伸倍率を5.5倍とし、長手方向への延伸後のフィルムの厚さが12μmになるように溶融させた混合樹脂のTダイから押出し量を調整した以外は実施例1と同様とした。評価の結果、十分な収縮性を有し、収縮仕上がり性が良いフィルムであった。
長手方向の延伸倍率を6倍とし、長手方向への延伸後のフィルムの厚さが12μmになるように溶融させた混合樹脂のTダイから押出し量を調整した以外は実施例1と同様とした。評価の結果、十分な収縮性を有し、収縮仕上がり性が良いフィルムであった。
ロール延伸方式の二段延伸によって一段目の延伸を1.3倍、2段目の延伸を2.7倍にした以外は実施例1と同様とした。この時の一段目の延伸距離を160mm、二段目の延伸距離を31mmであった。評価の結果、十分な収縮性を有し、収縮仕上がり性が良いフィルムであった。
〔実施例6〕
ロール延伸方式の二段延伸によって一段目の延伸を1.5倍、2段目の延伸を3.0倍にした以外は実施例2と同様とした。この時の一段目の延伸距離を160mm、二段目の延伸距離を31mmであった。評価の結果、十分な収縮性を有し、収縮仕上がり性が良いフィルムであった。
〔実施例7〕
ロール延伸方式の二段延伸によって一段目の延伸を1.9倍、2段目の延伸を2.9倍にした以外は実施例3と同様とした。この時の一段目の延伸距離を160mm、二段目の延伸距離を31mmであった。評価の結果、十分な収縮性を有し、収縮仕上がり性が良いフィルムであった。
〔実施例8〕
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70:5:25で混合して(混合原料B)、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およびポリエステル4を質量比5:5:66:24で混合して(混合原料C)、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層のシートを作製した。この時、スキン層とコア層の厚み比がスキン層:コア層=2:8となるように共押出しした。次いで、当該シートを80℃に加熱し、ロール延伸法の一段延伸によって長手方向の延伸倍率を4.5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。この時延伸距離は31mmであった。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。評価結果を表3に示す。評価の結果、十分な収縮性を有し、収縮仕上がり性が良いフィルムであった。
〔実施例9〕
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70:5:25で混合して(混合原料B)、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およびポリエステル4を質量比5:5:66:24で混合して(混合原料C)、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3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/スキン層の3層のシートを作製した。この時、スキン層とコア層の厚み比がスキン層:コア層:スキン層=1:8:1となるように共押出しした。次いで、当該シートを80℃に加熱し、ロール延伸法の一段延伸によって長手方向の延伸倍率を4.5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。この時延伸距離は31mmであった。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。評価結果を表3に示す。評価の結果、十分な収縮性を有し、収縮仕上がり性が良いフィルムであった。
予熱ロール状でフィルム温度75℃になるまで加熱した後に、赤外線ヒーターで低速ロールと高速ロールの間のフィルムを加熱しながら、ロールの速度差を利用して長手方向に4.5倍、延伸後のフィルムが12μmとなるように縦延伸した以外は実施例1と同様とした。この時、延伸距離は300mmであった。評価の結果、幅方向の収縮率のばらつきが大きく、収縮後のバンディングフィルムにシワが生じ、ゆがみが発生して仕上り性に劣るフィルムであった。
[比較例2]
予熱ロール状でフィルム温度75℃になるまで加熱した後に、赤外線ヒーターで低速ロールと高速ロールの間のフィルムを加熱しながら、ロールの速度差を利用して長手方向に4.5倍、延伸後のフィルムが12μmとなるように縦延伸した以外は実施例8と同様とした。この時、延伸距離は300mmであった。評価の結果、幅方向の収縮率のばらつきが大きく、収縮後のバンディングフィルムにシワが生じ、ゆがみが発生して仕上り性に劣るフィルムであった。
[比較例3]
予熱ロール状でフィルム温度75℃になるまで加熱した後に、赤外線ヒーターで低速ロールと高速ロールの間のフィルムを加熱しながら、ロールの速度差を利用して長手方向に4.5倍、延伸後のフィルムが12μmとなるように縦延伸した以外は実施例9と同様とした。この時、延伸距離は300mmであった。評価の結果、幅方向の収縮率のばらつきが大きく、収縮後のバンディングフィルムにシワが生じ、ゆがみが発生して仕上り性に劣るフィルムであった。
[比較例4]
延伸距離を250mmにした以外は実施例2と同様とした。評価の結果、幅方向の収縮率のばらつきが大きく、収縮後のバンディングフィルムにシワが生じ、ゆがみが発生して仕上り性に劣るフィルムであった。
Claims (4)
- 下記要件(1)〜(4)を満たすことを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。
(1)フィルムを10cm×10cmの正方形に裁断し、98±0.5℃の温水中で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縦および横方向の寸法を測定し、下式にしたがって、それぞれ熱収縮率を求め、熱収縮率の大きい方向を主収縮方向とした場合におけるフィルム主収縮方向の温湯収縮率が50%以上
熱収縮率={(収縮前の長さ−収縮後の長さ)/収縮前の長さ}×100(%)
(2)フィルム幅方向100mmごとに試料を採取し、全ての試料について98℃の温水中で10秒間に亘って処理した場合におけるフィルム主収縮方向に対して直交する方向の温湯収縮率を上記(1)の方法に従って求めたときの最大値と最小値の差を温湯収縮率のバラツキとしたときに、該バラツキが5%以下
(3)長手方向×幅方向=140mm×100mmの矩形のフィルムサンプルを分子配向角測定装置で測定し、フィルムの長手方向の角度を0度とし、分子配向軸の方向が、長手方向を基準として45度より小さい時は0度からの差、45度より大きい時は90度からの差を分子配向角とし、フィルム幅方向において一方の端縁からもう一方の端縁まで10cmピッチで採取した矩形サンプルの全てについて前記測定を行い、その絶対値が最大となるものを分子配向角の絶対値としたときに、該分子配向角の絶対値が15度以下
(4)アッベ屈折計を用いて、フィルムを23℃、65%RHの雰囲気中で2時間以上放置した後のナトリウムD線(波長:589.3nm)における屈折率を、フィルムの主収縮方向および主収縮方向に対して直交する方向のそれぞれについて求め、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) - ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、イソフタル酸のうち少なくとも一種をポリエステル原料樹脂に使用してい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。
- 主収縮方向がフィルム長手方向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。
- 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から得られたラベルを包装対象物の少なくとも外周の一部に有することを特徴とする包装体。
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