JP6862079B1 - ポリエステル系シュリンクフィルムの製造方法及びポリエステル系シュリンクフィルムの使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
より詳しくは、耐衝撃性に優れ、かつ、収縮温度付近における収縮率が均一なポリエステル系シュリンクフィルムの製造方法及びそのフィルムの使用方法に関する。
そして、汎用品であって低価格であり、かつ、廃棄処理が容易なことから、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等を主成分としてなるポリオレフィン系シュリンクフィルムが、好んで用いられている(例えば、特許文献1参照)。
(a)厚みが6〜11μmの範囲である。
(b)引張弾性率が0.8GPa以上である。
(c)120℃での熱収縮率が35%以上である。
(d)40℃雰囲気中で7日間保管後の収縮率が4%以下である。
(e)引裂強度が30mN以上である。
すなわち、乳酸を脱水縮合した構造単位と、ジカルボン酸とジオールを脱水縮合したポリエステル構造単位及び/又はジカルボン酸とポリエーテルポリオールを脱水縮合したポリエーテルポリエステル構造単位とを含む、重量平均分子量1〜70万の乳酸系ポリマーからなるシュリンクフィルムである。
そして、厚みが10〜120μm、1%収縮開始温度が35〜80℃、フィルムのフィルムインパクト試験での耐衝撃強度が6kgf・cm以上、延伸方向の最大収縮率が35〜90%であるポリエステル系シュリンクフィルムである。
そのため、高速自動包装適性や印刷適性が劣り、また、引裂強度の低下により、自動包装機で付与されるエアー抜きの針孔から破れが生じやすくなるという製造上の問題があった。
更に、かかる乳酸由来の構造単位を含むシュリンクフィルムは、機械的強度が低い上に、吸水性が高く、そのため、収縮温度や結晶性の違いによって、収縮率のばらつきが大きいという問題点が見られた。特に、吸水性との関係で、100℃程度の収縮温度付近の温度における収縮率のばらつきが大きいという問題が見られた。
しかも、従来のシュリンクフィルムは、特許文献2に記載された、乳酸を脱水縮合した構造単位を含むポリエステル系シュリンクフィルムを含めて、収縮前の耐衝撃強度、収縮後の耐衝撃強度、更には、収縮温度付近の収縮率等の好適範囲について何ら考慮していなかった。
そのため、従来のシュリンクフィルムは、耐衝撃性に劣り、更には、収縮温度付近における収縮性のばらつきの大きいシュリンクフィルムしか得られないという問題が見られた。
すなわち、本発明は、優れた耐衝撃性を有し、かつ、収縮温度付近における収縮率の均一性や安定性に優れたシュリンクフィルム等の製造方法及びそれらのフィルム等の使用方法を提供することを目的とする。
(1)少なくとも非結晶性ポリエステル樹脂からなる原材料であって、非結晶性ポリエステルを樹脂全体量の90〜100重量%の範囲で含む原材料を、準備及び混合する工程
(2)原材料から原反シートを作成し、当該原反シートから、下記特性i)〜iv)を有するポリエステル系シュリンクフィルムを作成する工程であって、
i)収縮前のポリエステル系シュリンクフィルムの厚さを10〜40μmの範囲内の値とし、
ii)振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される、収縮前の耐衝撃強度をA1とし、それを20〜60J/mmの範囲内の値とし、
iii)80℃の温水中で、10%収縮させた後に、振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される耐衝撃強度をA2としたときに、A2を21.5〜45J/mmの範囲内の値とし、かつ、A1との関係で、A2/A1×100で表される数値を60〜110%の範囲内の値とし、
iv)80℃の温水中で、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB1とし、90℃の温水中で、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB2としたときに、B1を35〜80%の範囲内の値とし、B2を45〜85%の範囲内の値とし、かつ、B1/B2×100で表される数値を70〜90%の範囲内の値とするポリエステル系シュリンクフィルムを作成する工程
すなわち、本発明のポリエステル系シュリンクフィルムの製造方法によって得られたポリエステル系シュリンクフィルムであれば、非結晶性ポリエステル樹脂の含有量を具体的に制限することによって、耐衝撃強度や、収縮温度付近における収縮率を所望範囲に、更に容易に調整しやすくできるとともに、ヘイズ値等についても、定量性をもって制御しやすくなる。
なお、樹脂全体量のうち、非結晶性ポリエステル樹脂の残分は、結晶性ポリエステル樹脂やポリエステル樹脂以外の樹脂が寄与する値である。
また、収縮前のフィルム厚さを所定範囲内の値に具体的に制限することによって、A2/A1×100で表される数値やB1/B2×100で表される数値等を、それぞれ所定範囲内の値に更に容易に制御しやすくなる。
また、耐衝撃強度のA1を所定範囲内の値に具体的に制限することによって、収縮前のポリエステル系シュリンクフィルムにおいて、振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される所定範囲の数値である、良好な耐衝撃強度を得ることができる。
また、耐衝撃強度のA2を所定範囲内の値に具体的に制限することによって、A2/A1×100で表される数値を、所定範囲内の値に制御しやすくなる。
また、A2/A1×100で表される数値を、所定範囲内の値に具体的に制限することによって、A1やA2の耐衝撃強度の値が多少ばらついた場合であっても、所定影響因子の要因を低下させることによって、所定条件で収縮させたポリエステル系シュリンクフィルムにおいて、良好な耐衝撃強度A1やA2に由来した所定割合(A2/A1×100)を得ることができる。
更にまた、収縮率のB1および収縮率のB2を、それぞれ所定範囲内の値に具体的に制限することによって、B1/B2×100で表される数値を、所定範囲内の値に制御しやすくなる。
また、B1/B2×100で表される数値を、所定範囲内の値に具体的に制限することによって、耐衝撃強度のA1やA2の値が多少ばらついた場合であっても、所定影響因子の要因を低下させて、ポリエステル系シュリンクフィルムの収縮温度付近(例えば、80〜90℃、以下同様である。)において、安定的かつ均一な収縮率に由来した所定割合(B1/B2×100)を得ることができる。
よって、このように、非結晶性ポリエステル樹脂の含有量、収縮前のフィルム厚さ、A1、A2、B1、B2、(A2/A1×100)及び(B1/B2×100)を、それぞれ所定範囲内の値に制限することによって、優れた耐衝撃性を有し、かつ、収縮温度付近における収縮率の均一性や安定性に優れたシュリンクフィルムが得られる製造方法を提供することができる。
その上、後述するように、所定の落下試験において、良好な結果を得ることができる。
このように収縮前のフィルムのMD方向における延伸倍率を所定範囲内の値に具体的に制限することにより、A2/A1×100で表される数値やB1/B2×100で表される数値等を、それぞれ所定範囲内の値に更に容易かつ定量性をもって制御しやすくなる。
このように収縮前のフィルムのMD方向のみならず、TD方向における延伸倍率を所定範囲内の値に具体的に制限することによって、A2/A1×100で表される数値やB1/B2×100で表される数値等を、それぞれ所定範囲内の値に更に容易かつ定量性をもって制御しやすくなる。
このようにヘイズ値を所定範囲内の値に具体的に制限することによって、ポリエステル系シュリンクフィルムの透明性についても、定量性をもって制御しやすくなる。
(1´)下記特性i)〜v)を有するポリエステル系シュリンクフィルムから長尺筒状物を形成する工程であって、
i)非結晶性ポリエステルを、樹脂全体量の90〜100重量%の範囲で含み、
ii)収縮前のポリエステル系シュリンクフィルムの厚さを10〜40μmの範囲内の値とし、
iii)振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される、収縮前の耐衝撃強度をA1とし、それを20〜60J/mm範囲内の値とし、
iv)80℃の温水中で、10%収縮させた後に、振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される耐衝撃強度をA2としたときにA2を21.5〜45J/mmの範囲内の値とし、A1との関係で、A2/A1×100で表される数値を60〜110%の範囲内の値とし、
v)80℃の温水中で、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB1とし、90℃の温水中で、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB2としたときに、B1を35〜80%の範囲内の値とし、B2を45〜85%の範囲内の値とし、B1/B2×100で表される数値を70〜90%の範囲内の値とするポリエステル系シュリンクフィルムから長尺筒状物を形成する工程
(2´)長尺筒状物を、自動ラベル装着装置に供給し、必要な長さに切断する工程
(3´)必要な長さに切断された長尺筒状物を、内容物を充填したPETボトルに外嵌する工程
(4´)長尺筒状物を外嵌したPETボトルを、熱風トンネル又はスチームトンネルの内部を通過させ、長尺筒状物を、均一に加熱して熱収縮させる工程
すなわち、本発明のポリエステル系シュリンクフィルムの使用方法で用いるポリエステル系シュリンクフィルムであれば、非結晶性ポリエステル樹脂の含有量を具体的に制限することによって、耐衝撃強度や、収縮温度付近における収縮率を所望範囲に、更に容易に調整しやすくできるとともに、ヘイズ値等についても、定量性をもって制御しやすくなる。
また、収縮前のフィルム厚さを所定範囲内の値に具体的に制限することによって、A2/A1×100で表される数値やB1/B2×100で表される数値等を、それぞれ所定範囲内の値に更に容易に制御しやすくなる。
また、耐衝撃強度のA1を所定範囲内の値に具体的に制限することによって、収縮前のポリエステル系シュリンクフィルムにおいて、振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される所定範囲の数値である、良好な耐衝撃強度を得ることができる。
また、耐衝撃強度のA2を所定範囲内の値に具体的に制限することによって、A2/A1×100で表される数値を、所定範囲内の値に制御しやすくなる。
また、A2/A1×100で表される数値を、所定範囲内の値に具体的に制限することによって、A1やA2の耐衝撃強度の値が多少ばらついた場合であっても、所定影響因子の要因を低下させることによって、所定条件で収縮させたポリエステル系シュリンクフィルムにおいて、良好な耐衝撃強度A1やA2に由来した所定割合(A2/A1×100)を得ることができる。
更にまた、収縮率のB1および収縮率のB2を、それぞれ所定範囲内の値に具体的に制限することによって、B1/B2×100で表される数値を、所定範囲内の値に制御しやすくなる。
また、B1/B2×100で表される数値を、所定範囲内の値に具体的に制限することによって、耐衝撃強度のA1やA2の値が多少ばらついた場合であっても、所定影響因子の要因を低下させて、ポリエステル系シュリンクフィルムの収縮温度付近において、安定的かつ均一な収縮率に由来した所定割合(B1/B2×100)を得ることができる。
よって、このように、非結晶性ポリエステル樹脂の含有量、収縮前のフィルム厚さ、A1、A2、B1、B2、(A2/A1×100)及び(B1/B2×100)を、それぞれ所定範囲内の値に制限することによって、優れた耐衝撃性を有し、かつ、収縮温度付近における収縮率の均一性や安定性に優れたシュリンクフィルムの使用方法を提供することができる。
このように収縮前のフィルムのMD方向における延伸倍率を所定範囲内の値に具体的に制限することにより、A2/A1×100で表される数値やB1/B2×100で表される数値等を、それぞれ所定範囲内の値に更に容易かつ定量性をもって制御しやすくなる。
このように収縮前のフィルムのMD方向のみならず、TD方向における延伸倍率を所定範囲内の値に具体的に制限することによって、A2/A1×100で表される数値やB1/B2×100で表される数値等を、それぞれ所定範囲内の値に更に容易かつ定量性をもって制御しやすくなる。
このようにヘイズ値を所定範囲内の値に具体的に制限することによって、ポリエステル系シュリンクフィルムの透明性についても、定量性をもって制御しやすくなる。
第1の実施形態は、ポリエステル樹脂に由来したポリエステル系シュリンクフィルムであって、下記(a)〜(c)の構成を満足することを特徴とするポリエステル系シュリンクフィルムである。
(a)振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される、収縮前の耐衝撃強度をA1とし、それを20〜60J/mmの範囲内の値とする。
(b)80℃の温水中で10%収縮させた後に、振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される耐衝撃強度をA2としたときに、A1との関係で、A2/A1×100で表される数値を60〜110%の範囲内の値とする。
(c)温水80℃、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB1とし、温水90℃、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB2としたときに、B1/B2×100で表される数値を70〜90%の範囲内の値とする。
以下、第1の実施形態のポリエステル系シュリンクフィルムの構成に分けて、具体的に各種パラメータ等を説明する。
基本的に、ポリエステル樹脂の種類は問わないが、通常、ジオール及びジカルボン酸からなるポリエステル樹脂、ジオール及びヒドロキシカルボン酸からなるポリエステル樹脂、ジオール、ジカルボン酸、及びヒドロキシカルボン酸からなるポリエステル樹脂、あるいは、これらのポリエステル樹脂の混合物であることが好ましい。
ここで、ポリエステル樹脂の化合物成分としてのジオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール、1,4ーシクロヘキサンジメタノール等の脂環式ジオール、芳香族ジオール等の少なくとも一つが挙げられる。
また、同じくポリエステル樹脂の化合物成分としてのジカルボン酸としては、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等の脂肪酸ジカルボン酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、1,4ーシクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸、あるいは、これらのエステル形成性誘導体等の少なくとも一つが挙げられる。
また、同じくポリエステル樹脂の化合物成分としてのヒドロキシカルボン酸としては、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ポリカプロラクトン等の少なくとも一つが挙げられる。
一方、結晶性ポリエステル樹脂として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート等があるが、それぞれ単独であっても、あるいは混合物であっても良い。
構成(a)は、第1の実施形態のポリエステル系シュリンクフィルムにおいて、振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される、収縮前の耐衝撃強度(A1と称する場合がある。)を20〜60J/mmの範囲内の値とする旨の必要的構成要件である。
この理由は、このように収縮前の耐衝撃強度を所定範囲内の値とすることにより、ポリエステル系シュリンクフィルムにおいて、良好な耐衝撃強度を得ることができるためである。
一方、収縮前の耐衝撃強度(A1)が60J/mmを超えた値になると、収縮温度付近において、良好かつ均一な収縮率を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、構成(a)として、収縮前の耐衝撃強度を23〜50J/mmの範囲内の値とすることがより好ましく、25〜40J/mmの範囲内の値とすることが更に好ましい。
これらの図2及び図3中に示される測定データは、いずれもかなりばらついており、収縮前のポリエステル系シュリンクフィルムの耐衝撃強度(A1)と、所定条件で加熱処理したポリエステル系シュリンクフィルムの収縮率(B1、B2)との相関関係に乏しいことが理解される。
これらの図4及び図5に中に示されるデータは、いずれもかなりばらついており、収縮後のポリエステル系シュリンクフィルムの耐衝撃強度(A2)と、所定条件で加熱処理したポリエステル系シュリンクフィルムの収縮率(B1、B2)との相関関係に乏しいことが理解される。
なお、第1の実施形態のポリエステル系シュリンクフィルムにおける収縮率は、下記式で定義される。
収縮率(%)=(L0-L1)/L0×100
L0:熱処理前のサンプルの寸法(長手方向又は幅方向)
L1:熱処理後のサンプルの寸法(L0と同じ方向)
構成(b)は、第1の実施形態のポリエステル系シュリンクフィルムの耐衝撃強度をA1とし、80℃の温水中、10%収縮させた後に、振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される耐衝撃強度をA2としたときに、A2/A1×100で表される数値を60〜110%の範囲内の値とする旨の必要的構成要件である。
この理由は、このようにA2/A1×100で表される数値を所定範囲内の値とすることにより、構成(a)等の耐衝撃強度の値が多少ばらついた場合であっても、所定影響因子の要因を低下させ、ポリエステル系シュリンクフィルムにおいて、良好な耐衝撃強度及び所定割合を得ることができるためである。
したがって、構成(b)として、A2/A1×100で表される数値を65〜105%の範囲内の値とすることがより好ましく、68〜100%の範囲内の値とすることが更に好ましい。
そして、図6中に示される測定データのばらつきに関し、A2/A1×100の数値と、80℃、10秒で加熱処理したポリエステル系シュリンクフィルムの収縮率(B1)との関係において、それなりの相関関係(一次式による近似で、相関係数(R)が、0.57)があることが理解される。
同様に、図7中に示される測定データのばらつきに関し、A2/A1×100の数値と、90℃、10秒で加熱処理したポリエステル系シュリンクフィルムの収縮率(B2)との関係において、それなりの相関関係(一次式による近似で、相関係数(R)が、0.54)があることが理解される。
構成(c)は、第1の実施形態のポリエステル系シュリンクフィルムにつき、80℃、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB1とし、90℃、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB2としたときに、B1/B2×100で表される数値を70〜90%の範囲内の値とする旨の必要的構成要件である。
この理由は、このようにB1/B2×100で表される数値を所定範囲内の値とすることにより、構成(a)や構成(b)の耐衝撃強度の値が多少ばらついた場合であっても、所定影響因子の要因を下げて、ポリエステル系シュリンクフィルムの収縮温度付近において、安定的かつ均一な収縮率を得ることができるためである。
したがって、構成(c)として、B1/B2×100で表される数値を72〜88%の範囲内の値とすることがより好ましく、75〜86%の範囲内の値とすることが更に好ましい。
とすると、A2/A1×100の数値が60%未満になると、B1/B2×100で表される数値のばらつきが大きくなる場合がある。
また、A2/A1×100の数値が110%を過ぎると、B1/B2×100で表される数値のばらつきが、若干大きい傾向が得られている。
したがって、よりB1/B2×100で表される数値の均一化、安定化のためには、A2/A1×100の数値を62〜108%の範囲内の値とすることが好ましく、65〜105%の範囲内の値とすることが更に好ましいと言える。
(1)構成(d)
また、構成(d)は、80℃の温水中で、10%収縮させた際のポリエステル系シュリンクフィルムにつき、振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される耐衝撃強度(A2)を20〜45J/mmの範囲内の値とする旨の任意的構成要件である。
この理由は、このように、かかるA2を具体的に制限することにより、A2/A1×100で表される数値を、所定範囲内の値に制御しやすくなるためである。
一方、耐衝撃強度のA2が、45J/mmを超えた値になると、収縮温度付近において、安定的かつ均一な収縮率を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、構成(d)として、耐衝撃強度のA2を23〜43J/mmの範囲内の値とすることがより好ましく、25〜40J/mmの範囲内の値とすることが更に好ましい。
また、構成(e)は、第1の実施形態のポリエステル系シュリンクフィルムにつき、80℃、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率であるB1を35〜80%の範囲内の値とし、かつ、90℃、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率であるB2を40〜85%の範囲内の値とする旨の任意的構成要件である。
この理由は、かかるB1及びB2を、それぞれ具体的に制限することにより、結果として、B1/B2×100で表される数値を、所定範囲内の値に制御しやすくなふぇるためである。
一方、収縮率のB2が、40%未満の値になったり、あるいは、85%を超えた値になったりすると、装飾用ラベルとして、PETボトルに装着した際に、ラベルがボトルにしっかりと密着せず、隙間が生じる場合があるためである。
また、それぞれB1/B2×100で表される数値を、所定範囲内の値に制御することが困難となる場合もあるためである。
したがって、構成(e)として、収縮率のB1を40〜75%の範囲内の値とし、収縮率のB2を45〜80%の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、構成(e)として、収縮率のB1を45〜70%の範囲内の値とし、収縮率のB2を50〜75%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
より具体的には、B1/B2×100で表される数値を70〜90%の範囲内の値とすることが好ましく、72〜88%の範囲内の値とすることがより好ましく、75〜86%の範囲内の値とすることが更に好ましい。
この理由は、ポリエステル系シュリンクフィルムの収縮温度付近における収縮率の値をより狭く制限し、収縮時の温度反応性を良好なものとし、PETボトルの装飾用ラベル等としての歩留まりを高めることができるためである。
また、構成(f)は、第1の実施形態のポリエステル系シュリンクフィルムにつき、収縮前のフィルム厚さを10〜100μmの範囲内の値とする旨の任意的構成要件である。
この理由は、このように収縮前のフィルム厚さを所定範囲内の値に具体的に制限することにより、A2/A1×100で表される数値やB1/B2×100で表される数値等を、それぞれ所定範囲内の値に更に容易に制御しやすくなるためである。
より具体的には、収縮前のフィルム厚さが10μm未満の値になったり、あるいは、100μmを超えたりすると、それぞれ収縮率や耐衝撃強度の調整が困難となって、A2/A1×100で表される数値やB1/B2×100で表される数値等の正確な調整もまた、困難となる場合があるためである。
したがって、構成(f)として、収縮前のフィルム厚さを10〜100μmの範囲内の値とすることがより好ましく、25〜40μmの範囲内の値とすることが更に好ましい。
また、構成(g)は、第1の実施形態のポリエステル系シュリンクフィルムにつき、収縮前のフィルムのMD方向における延伸倍率を100〜200%の範囲内の値とする旨の任意的構成要件である。
この理由は、このように収縮前のフィルムのMD方向における延伸倍率を所定範囲内の値に具体的に制限することにより、A2/A1×100で表される数値やB1/B2×100で表される数値等を、それぞれ所定範囲内の値に更に容易かつ定量性をもって制御しやすくなるためである。
一方、MD方向における延伸倍率が200%を超えると、TD方向における収縮率に影響し、その収縮率の調整自体が困難となる場合があるためである。
したがって、構成(g)として、収縮前のフィルムのMD方向における延伸倍率を110〜180%の範囲内の値とすることがより好ましく、120〜170%の範囲内の値とすることが更に好ましい。
また、構成(h)は、第1の実施形態のポリエステル系シュリンクフィルムにつき、収縮前のフィルムのTD方向における延伸倍率を300〜600%の範囲内の値とする旨の任意的構成要件である。
この理由は、このように収縮前のフィルムのMD方向のみならず、TD方向における延伸倍率を所定範囲内の値に具体的に制限することにより、A2/A1×100で表される数値やB1/B2×100で表される数値等を、それぞれ所定範囲内の値に更に容易かつ定量性をもって制御しやすくなるためである。
一方、収縮前のフィルムのTD方向における延伸倍率が、600%を超えた値になると、収縮率が著しく大きくなって、使用可能なポリエステル系シュリンクフィルムの用途が過度に制限されたり、あるいは、その延伸倍率自体を一定に制御することが困難となったりする場合があるためである。
したがって、構成(h)として、収縮前のフィルムのTD方向における延伸倍率を350〜550%の範囲内の値とすることがより好ましく、400〜500%の範囲内の値とすることが更に好ましい。
また、構成(i)は、第1の実施形態のポリエステル系シュリンクフィルムにつき、収縮前のフィルムのJIS K 7105に準拠して測定されるヘイズ値を5%以下の値とする旨の任意的構成要件である。
この理由は、このようにヘイズ値を所定範囲内の値に具体的に制限することにより、ポリエステル系シュリンクフィルムの透明性についても、定量性をもって制御しやすくなるためである。
より具体的には、収縮前のフィルムのヘイズ値が、5%を超えた値になると、透明性が低下し、PETボトルに対する装飾用途等への適用が困難となる場合があるためである。
一方、収縮前のフィルムのヘイズ値が、過度に小さくなると、安定的に制御することが困難になって、生産上の歩留まりが著しく低下する場合がある。
したがって、構成(i)として、収縮前のフィルムのヘイズ値を0.1〜3%の範囲内の値とすることがより好ましく、0.5〜1%の範囲内の値とすることが更に好ましい。
また、構成(j)は、第1の実施形態のポリエステル系シュリンクフィルムにつき、非結晶性ポリエステル樹脂を、全体量の90〜100重量%含む旨の任意的構成要件である。
この理由は、このように非結晶性ポリエステル樹脂の含有量を所定範囲内の値に具体的に制限することにより、構成(a)や構成(b)の耐衝撃強度の値が多少ばらついた場合であっても、適宜配合量等を調整し、所定影響因子の要因を低下させることができるためである。
したがって、結果として、ポリエステル系シュリンクフィルムの耐衝撃強度や、収縮温度付近における収縮率を所望範囲に調整できるとともに、ヘイズ値等についても、定量性をもって制御しやすくなる。
但し、非結晶性ポリエステル樹脂の含有量が過度に多くなると、所定影響因子の要因を低下させる範囲が著しく狭くなる可能性がある。
したがって、構成(j)として、非結晶性ポリエステル樹脂の含有量を、全体量の90〜100重量%の範囲内の値とすることがより好ましく、91〜100重量%の範囲内の値とすることが更に好ましい。
第1の実施形態のポリエステル系シュリンクフィルム中、又は、その片面、あるいは両面に、各種添加剤を配合したり、それらを付着させたりすることが好ましい。
より具体的には、加水分解防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、着色剤、有機フィラー、無機フィラー、有機繊維、無機繊維等の少なくとも一つを、ポリエステル系シュリンクフィルムの全体量に対して、通常、0.01〜10重量%の範囲で配合することが好ましく、0.1〜1重量%の範囲で配合等することがより好ましい。
その場合、ポリエステル系シュリンクフィルムの厚さを100%としたときに、追加で積層する他の樹脂層の単層厚さ又は合計厚さを、通常、0.1〜10%の範囲内の値とすることが好ましい。
かかる収縮率調整層は、ポリエステル系シュリンクフィルムの収縮特性に応じて、接着剤、塗布方式、あるいは加熱処理等によって、積層することができる。
また、所定温度におけるポリエステル系シュリンクフィルムの収縮率が過度に小さい場合には、それを拡大するタイプの収縮率調整層を積層することが好ましい。
よって、ポリエステル系シュリンクフィルムとして、収縮率が異なる各種シュリンクフィルムを作成することなく、収縮率調整層によって、所望の収縮率を得ようとするものである。
第2の実施形態は、第1の実施形態のポリエステル系シュリンクフィルムの製造方法に関する実施形態である。
まずは、原材料として、非結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、ゴム系樹脂、帯電防止剤、加水分解防止剤等の、主剤や添加剤を準備することが好ましい。
次いで、攪拌容器内に、秤量しながら、準備した結晶性ポリエステル樹脂や非結晶性ポリエステル樹脂等を投入し、攪拌装置を用いて、均一になるまで、混合攪拌することが好ましい。
次いで、均一に混合した原材料を、絶乾状態に乾燥することが好ましい。
次いで、典型的には、押し出し成形を行い、所定厚さの原反シートを作成することが好ましい。
より具体的には、例えば、押出温度180℃の条件で、L/D24、押出スクリュー径50mmの押出機(田辺プラスチック(株)製)により、押し出し成形を行い、所定厚さ(通常、10〜100μm)の原反シートを得ることができる。
次いで、得られた原反シートにつき、シュリンクフィルム製造装置を用い、ロール上やロール間を移動させながら、加熱押圧して、ポリエステル系シュリンクフィルムを作成する。
すなわち、所定の延伸温度、延伸倍率で、フィルム幅を基本的に拡大させながら、加熱押圧しながら、所定方向に延伸することにより、ポリエステル系シュリンクフィルムを構成するポリエステル分子を所定形状に結晶化させることが好ましい。
そして、その状態で固化させることによって、装飾やラベル等として用いられる熱収縮性のポリエステル系シュリンクフィルムを作成することができる。
作成したポリエステル系シュリンクフィルムにつき、連続的又は間断的に、下記特性等を測定し、所定の検査工程を設けることが好ましい。
すなわち、所定の検査工程によって、下記特性等を測定し、所定範囲内の値に入ることを確認することによって、より均一な収縮特性等を有するポリエステル系シュリンクフィルムとすることができる。
1)ポリエステル系シュリンクフィルムの目視検査
2)厚さむら測定
3)引張弾性率測定
4)引裂強度測定
5)SSカーブによる粘弾性特性測定
(a)振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される、収縮前の耐衝撃強度A1。
(b)80℃の温水中で、10%収縮させた後に、振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される耐衝撃強度をA2としたときに、A2/A1×100で表される数値。
(c)80℃、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB1とし、90℃、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB2としたときに、B1/B2×100で表される数値。
第3の実施形態は、ポリエステル系シュリンクフィルムの使用方法に関する実施形態である。
したがって、公知のシュリンクフィルムの使用方法を、いずれも好適に適用することができる。
次いで、当該長尺筒状物を、自動ラベル装着装置(シュリンクラベラー)に供給し、更に必要な長さに切断する。
次いで、内容物を充填したPETボトル等に外嵌する。
そして、これらのトンネルに備えてなる赤外線等の輻射熱や、90℃程度の加熱蒸気を周囲から吹き付けることにより、ポリエステル系シュリンクフィルムを均一に加熱して熱収縮させる。
よって、PETボトル等の外表面に密着させて、ラベル付き容器を迅速に得ることができる。
したがって、後述するように、所定の落下試験において、良好な結果を得ることができる。
しかも、構成(c)を満足することによって、構成(a)や構成(b)の耐衝撃強度の値が多少ばらついた場合であっても、所定影響因子の要因を低下させて、ポリエステル系シュリンクフィルムの収縮温度付近において、安定的かつ均一性に富んだ収縮性を得ることができる。
更に、本発明のポリエステル系シュリンクフィルムは、乳酸由来の構造単位を事実上含まないことから、保管条件における厳格な湿度管理等が不要になるという利点もある。
なお、実施例において、用いた樹脂は、以下の通りである。
(PETG1)
ジカルボン酸:テレフタル酸100モル%、ジオール:エチレングリコール70モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノール25モル%、ジエチレングリコール5モル%からなる非結晶性ポリエステル
(PETG2)
ジカルボン酸:テレフタル酸100モル%、ジオール:エチレングリコール72モル%、ネオペンチルグリコール25モル%、ジエチレングリコール3モル%からなる非結晶性ポリエステル
(APET)
ジカルボン酸:テレフタル酸100モル%、ジオール:エチレングリコール100モル%からなる結晶性ポリエステル
(PBT)
ジカルボン酸:テレフタル酸100モル%、ジオール:1,4−ブタンジオール100モル%からなる結晶性ポリエステル
1.ポリエステル系シュリンクフィルムの作成
攪拌容器内に、非結晶性ポリエステル樹脂(PETG1)を100重量部用いた。
次いで、この原料を絶乾状態にしたのち、押出温度180℃の条件で、L/D24、押出スクリュー径50mmの押出機(田辺プラスチック(株)製)により、押し出し成形を行い、厚さ100μmの原反シートを得た。
次いで、シュリンクフィルム製造装置を用い、原反シートから、延伸温度83℃、延伸倍率(MD方向:105%、TD方向:480%)で、厚さ30μmのポリエステル系シュリンクフィルムを作成した。
(1)厚さ
得られたポリエステル系シュリンクフィルムの厚さ(所望値である30μmを基準値として)を、マイクロメータを用いて測定し、以下の基準に準じて評価した。
◎:厚さのばらつきが基準値±0.1μmの範囲内の値である。
〇:厚さのばらつきが基準値±0.5μmの範囲内の値である。
△:厚さのばらつきが基準値±1.0μmの範囲内の値である。
×:厚さのばらつきが基準値±3.0μmの範囲内の値である。
ASTM−D3420に準拠して、振り子の先端部が半円球である、T.S.S.フィルムインパクトテスター(東洋精機製作所製)を用いて、収縮前のポリエステル系シュリンクフィルムの耐衝撃強度(J/mm、A1)を測定し、以下の基準に準じて評価した。
◎:25〜40J/mmの範囲内の値である。
〇:23〜50J/mmの範囲内の値であって、かつ、25〜40J/mmの範囲外の値である。
△:20〜60J/mmの範囲内の値であって、かつ、23〜50J/mmの範囲外の値である。
×:20〜60J/mmの範囲外である。
耐衝撃強度1の測定と同様に、80℃の温水中で、10%収縮させた後のポリエステル系シュリンクフィルムの耐衝撃強度(J/mm、A2)を測定し、以下の基準に準じて評価した。
◎:25〜38J/mmの範囲内の値である。
〇:23〜40J/mmの範囲内の値であって、かつ、25〜38J/mmの範囲外の値である。
△:20〜45J/mmの範囲内の値であって、かつ、23〜40J/mmの範囲外の値である。
×:20〜45J/mmの範囲外である。
収縮前後のポリエステル系シュリンクフィルムの耐衝撃強度(A2/A1)から、A2/A1×100を算出し、以下の基準に準じて評価した。
◎:65〜105%の範囲内の値である。
〇:60〜110%の範囲内の値であって、65〜105%の範囲外である。
△:50〜120%の範囲内の値であって、60〜110%の範囲外である。
×:50〜120%の範囲外の値である。
得られたポリエステル系シュリンクフィルム(TD方向)を、恒温槽を用いて、80℃の温水に、10秒間浸漬し(B1条件)、熱収縮させた。
次いで、それぞれの加熱処理前後の寸法変化から、下式に準じて、収縮率(B1)を算出し、以下の基準に準じて評価した。
収縮率=(熱収縮前のフィルムの長さ−熱収縮後のフィルムの長さ)/熱収縮前のフィルムの長さ×100
◎:収縮率(B1)が35〜80%の範囲内の値である。
〇:収縮率(B1)が30〜85%の範囲内の値であって、かつ、35〜80%の範囲外の値である。
△:収縮率(B1)が25〜90%の範囲内の値であって、かつ、30〜85%の範囲外の値である。
×:収縮率(B1)が25〜90%の範囲外の値である。
得られたポリエステル系シュリンクフィルム(TD方向)を、恒温槽を用いて、90℃の温水に、10秒間浸漬し(B2条件)、熱収縮させた。
次いで、それぞれの加熱処理前後の寸法変化から、下式に準じて、収縮率(B2)を算出し、以下の基準に準じて評価した。
収縮率=(熱収縮前のフィルムの長さ−熱収縮後のフィルムの長さ)/熱収縮前のフィルムの長さ×100
◎:収縮率(B2)が50〜75%の範囲内の値である。
〇:収縮率(B2)が45〜80%の範囲内の値であって、かつ、50〜75%の範囲外の値である。
△:収縮率(B2)が40〜85%の範囲内の値であって、かつ、45〜80%の範囲外の値である。
×:収縮率(B2)が40〜85%の範囲外の値である。
得られたポリエステル系シュリンクフィルムの収縮率(TD方向のB1、B2)から、B1/B2×100を算出し、以下の基準に準じて評価した。
◎:収縮率3が、75〜85%の範囲内の値である。
〇:収縮率3が、70〜90%の範囲内の値であって、かつ、75〜85%の範囲外の値である。
△:収縮率3が、65〜98%の範囲内の値であって、かつ、70〜90%の範囲外の値である。
×: 収縮率3が、65〜98%の範囲外の値である。
JIS K 7105に準拠して、得られたポリエステル系シュリンクフィルムのヘイズ値を測定し、以下の基準に準じて評価した。
◎:1%以下の値である。
〇:3%以下の値である。
△:5%以下の値である。
×:5%を超えた値である。
市販の飲料水が充填された状態の円柱状PETボトルを準備した(商品名:エビアン、容積:500ml)。
次いで、ポリエステル系シュリンクフィルムを幅26cmにスリットして得た長尺状のシュリンクフィルムに、長手方向に沿って幅1mmのミシン目を設け、幅方向端部に1,3−ジオキソランを塗布し、重ね代が約1cmとなるよう幅方向端部同士を重ね合わせて接着し、直径約8cmの筒状フィルムとした。さらに、この筒状フィルムを長手方向に5cm毎に切りだし、複数の筒状ラベルを得た。
次いで、当該筒状ラベルを準備した円柱状PETボトルに被せ、85℃に保持された蒸気トンネルの中を、ベルトコンベアの上にのせるとともに、6m/minの通過速度で移動させ、筒状ラベルが円柱状PETボトルに密着するよう熱収縮させた。
次いで、ラベル状のポリエステル系シュリンクフィルムを、ラベル残り幅がミシン目残り1個となるようにミシン目を引き裂いて、落下試験用サンプルとした。
次いで、コンクリート製の床面に対して、1.5mの高さから、落下試験用サンプルを自然落下させ、ラベル状のポリエステル系シュリンクフィルムが、目視にて切断又は破損等されるまでの回数を測定し、以下の基準に沿って、落下試験性を評価した。
◎:3回以上の落下試験に耐える。
〇:2回以上の落下試験に耐える。
△:1回の落下試験に耐える。
×:1回の落下試験に耐えない。
実施例2〜9において、表1及び表2に示すように、それぞれ構成(a)〜(c)等の値を変えて、実施例1と同様に、ポリエステル系シュリンクフィルムを作成し、評価した。
比較例1において、表1及び表2に示すように、構成要件(b)を満足しない、ポリエステル系シュリンクフィルムを作成し、実施例1と同様に、評価した。
すなわち、実施例1と同じ非結晶性ポリエステル樹脂(PETG1)のみを原材料にして、構成要件(b)を満足しない、厚さ25μmのポリエステル系シュリンクフィルムを作成した。
比較例2において、表1及び表2に示すように、構成要件(b)及び構成要件(c)を満足しない、ポリエステル系シュリンクフィルムを作成し、実施例1と同様に、ポリエステル系シュリンクフィルムを作成し、評価した。
すなわち、非結晶性ポリエステル樹脂(PETG2)のみを原材料にして、構成要件(b)及び構成要件(c)を満足しない、厚さ29μmのポリエステル系シュリンクフィルムを作成した。
10a:他の樹脂層1
10b:他の樹脂層2
10c:収縮率調整層
Claims (8)
- 少なくとも下記工程(1)〜(2)を含むことを特徴とするポリエステル系シュリンクフィルムの製造方法。
(1)少なくとも非結晶性ポリエステル樹脂からなる原材料であって、非結晶性ポリエステルを樹脂全体量の90〜100重量%の範囲で含む原材料を、準備及び混合する工程
(2)前記原材料から原反シートを作成し、当該原反シートから、下記特性i)〜iv)を有するポリエステル系シュリンクフィルムを作成する工程であって、
i)収縮前の前記ポリエステル系シュリンクフィルムの厚さを10〜40μmの範囲内の値とし、
ii)振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される、収縮前の耐衝撃強度をA1とし、それを20〜60J/mmの範囲内の値とし、
iii)80℃の温水中で、10%収縮させた後に、振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される耐衝撃強度をA2としたときに、前記A2を21.5〜45J/mmの範囲内の値とし、かつ、前記A1との関係で、A2/A1×100で表される数値を60〜110%の範囲内の値とし、
iv)80℃の温水中で、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB1とし、90℃の温水中で、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB2としたときに、前記B1を35〜80%の範囲内の値とし、前記B2を45〜85%の範囲内の値とし、かつ、B1/B2×100で表される数値を70〜90%の範囲内の値とするポリエステル系シュリンクフィルムを作成する工程 - 前記工程(2)において、収縮前のフィルムのMD方向における延伸倍率を100〜200%の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1に記載のポリエステル系シュリンクフィルムの製造方法。
- 前記工程(2)において、収縮前のフィルムのTD方向における延伸倍率を300〜600%の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリエステル系シュリンクフィルムの製造方法。
- 前記工程(2)において、特性v)として、収縮前のフィルムのJIS K7105に準拠して測定されるヘイズ値を5%以下の値とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリエステル系シュリンクフィルムの製造方法。
- 少なくとも下記工程(1´)〜(4´)を含むことを特徴とするポリエステル系シュリンクフィルムの使用方法。
(1´)下記特性i)〜v)を有するポリエステル系シュリンクフィルムから長尺筒状物を形成する工程であって、
i)非結晶性ポリエステルを、樹脂全体量の90〜100重量%の範囲で含み、
ii)収縮前の前記ポリエステル系シュリンクフィルムの厚さを10〜40μmの範囲内の値とし、
iii)振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される、収縮前の耐衝撃強度をA1とし、それを20〜60J/mmの範囲内の値とし、
iv)80℃の温水中で、10%収縮させた後に、振り子式フィルムインパクトテスターにより測定される耐衝撃強度をA2としたときに、前記A2を21.5〜45J/mmの範囲内の値とし、前記A1との関係で、A2/A1×100で表される数値を60〜110%の範囲内の値とし、
v)80℃の温水中で、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB1とし、90℃の温水中で、10秒の条件で収縮させた場合の収縮率をB2としたときに、前記B1を35〜80%の範囲内の値とし、前記B2を45〜85%の範囲内の値とし、B1/B2×100で表される数値を70〜90%の範囲内の値とするポリエステル系シュリンクフィルムから長尺筒状物を形成する工程
(2´)前記長尺筒状物を、自動ラベル装着装置に供給し、必要な長さに切断する工程
(3´)必要な長さに切断された前記長尺筒状物を、内容物を充填したPETボトルに外嵌する工程
(4´)前記長尺筒状物を外嵌した前記PETボトルを、熱風トンネル又はスチームトンネルの内部を通過させ、前記長尺筒状物を、均一に加熱して熱収縮させる工程 - 前記工程(1´)において、特性vi)として、収縮前のフィルムのMD方向における延伸倍率を100〜200%の範囲内の値とすることを特徴とする請求項5に記載のポリエステル系シュリンクフィルムの使用方法。
- 前記工程(1´)において、特性vii)として、収縮前のフィルムのTD方向における延伸倍率を300〜600%の範囲内の値とすることを特徴とする請求項5又は6に記載のポリエステル系シュリンクフィルムの使用方法。
- 前記工程(1´)において、特性viii)として、収縮前のフィルムのJIS K7105に準拠して測定されるヘイズ値を5%以下の値とすることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載のポリエステル系シュリンクフィルムの使用方法。
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