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熱収縮性ポリエステル系フィルム及びこれを用いた断熱容器
説明

熱収縮性ポリエステル系フィルム及びこれを用いた断熱容器

【課題】耐自然収縮性に極めて優れると同時に、80℃以上に加熱した時に収縮不足が生じにくい熱収縮性ポリエステル系フィルム、特に、断熱容器用として用いた際に、加熱により速やかに収縮して該断熱容器の断熱把持部を形成し、かつ外気温が上昇する時期においても温度制御下での保管が必要ない熱収縮性ポリエステル系フィルムを提供する。
【解決手段】フィルムの主収縮方向における75℃の最大収縮応力が4.4MPa以上12.0MPa以下であり、フィルムを60℃×40%RH雰囲気下にて8時間保管したときの主収縮方向の収縮率が2.0%以下であり、かつフィルムを80℃の温水に10秒間浸漬したときの主収縮方向の収縮率が10%以上80%未満であることを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱収縮性ポリエステル系フィルムに関し、詳しくは、断熱容器用の熱収縮性フィルムとして有用な熱収縮性ポリエステル系フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
食器や自動販売機の飲料カップ等の用途向けに、断熱構造を付与したカップ状容器が提案されている。例えば、特許文献1及び2には、容器本体の胴部壁外周面に外スリーブをスライド可能に外嵌して上下いずれか一方を固着すると共に、前記外スリーブを上下方向に圧縮して外スリーブに設けた複数のスリット形成区間部を、外スリーブの外方に突出させることで断熱把持部を形成する断熱容器が開示されている。しかしながら、特許文献1及び2で開示されている断熱容器は、その断熱把持部を人の力等を用いて形成させる必要があった。
【0003】
特許文献3には、前記外スリーブの内壁面に熱収縮性フィルムを取り付け、その熱収縮性フィルムが収縮することで前記スリット形成区間部を突出させ、断熱把持部を形成させる方法が開示されている。ここで用いられる熱収縮性フィルムについて、その特性や材質は限定されていないが、一定以上の収縮応力を有し、かつ自然収縮率が低いフィルムであることが求められている。
【0004】
該断熱容器に用いる熱収縮性フィルムについて、その収縮応力が低すぎると前記スリット形成区間部を押し上げることができず、該断熱容器の特徴である断熱性が付与できなくなる。その一方、該断熱容器は、形成後に容器を重ね合わせた状態で倉庫保管されるが、自然収縮率が高いフィルムを用いた場合には、倉庫の気温上昇に伴いフィルムの熱収縮が発生して断熱把持部が突出してしまうため、重ね合わせた容器が外れにくくなる不具合を生じる。更に言えば、該断熱容器の国内流通は、主にトラックによる搬送であるが、トラック荷台の温度が上昇した場合も同様の現象が起こり、その結果、重ね合わせた容器が外れにくくなってしまう。そのため、特に外気温が上昇する季節の製品搬送や保管の際には、保冷倉庫や保冷車等を使用して自然収縮を抑制する必要があり、コストが嵩む一因となっている。
【0005】
自然収縮率の低い熱収縮性フィルムとしては、ポリエステル系樹脂又はポリスチレン系樹脂の単一素材からなるフィルム、又はポリスチレン系樹脂とポリエステル系樹脂の積層フィルム等が検討されている。
単一素材からなるフィルムとしては、例えば特許文献4には、少なくとも2種以上のポリエステル系共重合体からなり、熱収縮率−温度グラフにおいて、60℃〜95℃の間で急激な立ち上がりを画く熱収縮性フィルムが開示されている。また、特許文献5には、ポリエステル系樹脂又はポリスチレン系樹脂からなり、主延伸方向の収縮率が70℃×10秒で10%以下であり、40℃×7日で2.5%以下である熱収縮性フィルムが開示されている。
積層フィルムとしては、例えば特許文献6には、ポリエステル系樹脂と該ポリエステル系樹脂に対して反応性を有する変性スチレン系エラストマーとを含有する表裏層と、ポリスチレン系樹脂とポリエステル系樹脂とを含有する中間層とからなり、30℃で30日間保存した後の主収縮方向の自然収縮率が3.0%以下である熱収縮性積層フィルムが開示されている。また、特許文献7には、ポリエステル系樹脂からなる層、粘着付与樹脂を含む層、スチレン系樹脂からなる層の少なくとも3層からなり、30℃50%RH雰囲気下で30日間保管したときの自然収縮率が3%未満である熱収縮性積層フィルムが開示されている。
【0006】
特許文献4〜7に開示されている熱収縮性フィルムは、常温下では殆ど自然収縮しない程度の耐自然収縮性を有しつつ、60℃以上に加熱した際には速やかに収縮するという良好な収縮仕上がり性や収縮加工性も有している。
しかしながら、外気温が上昇する季節においては、倉庫やトラックの荷台の雰囲気温度は50℃を超える可能性があり、これら熱収縮性フィルムの収縮開始温度に近づいてしまう。したがって、特許文献4〜7に開示されている熱収縮性フィルムを前記断熱容器に用いる場合には、コストが嵩む保冷倉庫での保管や保冷車での搬送が必要不可欠である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2006−044723号公報
【特許文献2】特開2006−160346号公報
【特許文献3】国際公開第2009/054110号
【特許文献4】特開平6−122152号公報
【特許文献5】特開2000−229357号公報
【特許文献6】特許第4364085号公報
【特許文献7】特許第4426488号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の課題は、耐自然収縮性に極めて優れると同時に、80℃以上に加熱した時に収縮不足が生じにくい熱収縮性ポリエステル系フィルム、特に、断熱容器用として用いた際に、加熱により速やかに収縮して該断熱容器の断熱把持部を形成し、かつ外気温が上昇する季節においても温度制御下での保管が必要ない熱収縮性ポリエステル系フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、下記[1]〜[4]に関する。
[1]フィルムの主収縮方向における75℃の最大収縮応力が、4.4MPa以上12.0MPa以下であり、フィルムを60℃×40%RH雰囲気下にて8時間保管したときの主収縮方向の収縮率が2.0%以下であり、かつフィルムを80℃の温水に10秒間浸漬したときの主収縮方向の収縮率が10%以上80%未満であることを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。
[2]全ポリエステル樹脂成分中において、ジカルボン酸成分の主成分をテレフタル酸、ジオール成分の主成分をエチレングリコールとし、かつ(a)イソフタル酸、(b)1,4−シクロヘキサンジメタノール、及び(c)ネオペンチルグリコールからなる群から選ばれる1種以上を含有した共重合ポリエステルである、上記[1]に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
[3]60℃の温水に5分間浸漬したときの主収縮方向の収縮率が2.7%以下であり、かつ70℃の温水に10秒間浸漬したときの主収縮方向の収縮率が3%以下である、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[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を用いた断熱容器。
【発明の効果】
【0010】
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、60℃以下の雰囲気下では収縮しにくく自然収縮率が極めて低い一方で、80℃以上に加熱した時には良好に熱収縮し、収縮不足が生じにくい。該フィルムを断熱容器へ用いた場合、加熱により速やかに収縮して断熱把持部を形成し、かつ外気温が上昇する季節においても温度制御下での保管が必要ない断熱容器を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムならびに該フィルムを用いた断熱容器について、詳細に説明する。
【0012】
[熱収縮性ポリエステル系フィルム]
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、フィルムの主収縮方向における75℃の最大収縮応力が、4.4MPa以上12.0MPa以下であり、好ましくは4.4MPa以上10.0MPa以下、より好ましくは5.0MPa以上8.0MPa以下である。75℃の最大収縮応力が4.4MPa未満であると、断熱容器に該フィルムを用いた場合、断熱把持部が形成されるまでに時間がかかりすぎる、もしくは断熱把持部を完全に形成できない(いわゆる腑形性が悪い)場合がある。一方、12.0MPaを超えると、フィルムの自然収縮率が高くなってしまうため好ましくない。
【0013】
フィルムの最大収縮応力は、フィルムの材質や成分、ならびに主収縮方向の延伸条件により制御することができる。
PETボトルの収縮ラベルの材質としては、ポリ塩化ビニル(PVC)やポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂等を延伸してなる熱収縮性フィルムが好適に用いられているが、本発明の効果を達成するにはポリエステル系樹脂からなるフィルムであることが重要である。ポリエステル系樹脂からなる熱収縮性フィルムは材質の特性上、他に比べて耐自然収縮性に優れ、収縮応力の制御が容易なためである。
ポリエステル系フィルムを構成する成分が変動すると結晶性が変化し、例えば結晶性が高いフィルムほど収縮応力が高くなる傾向にある。ただし、結晶性が高いフィルムは収縮不足が生じやすくなる。そのため、本発明においては結晶性を抑えるようなフィルム成分とする方が好ましい。
延伸条件については、延伸温度、熱処理温度、ならびに弛緩率等を調整することで、収縮応力を制御することができる。中でも延伸温度は収縮応力に大きく影響し、延伸温度を低く設定するほど収縮応力を高い値に制御することができる。
【0014】
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、60℃×40%RH雰囲気下にて8時間保管したときの主収縮方向の収縮率が2.0%以下であり、好ましくは1.8%以下、より好ましくは1.6%以下である。60℃×40%RH雰囲気下にて8時間保管したときの収縮率が2.0%を超えると、断熱容器に該フィルムを用いた場合、保管時の気温上昇に伴い、フィルムの熱収縮が発生して断熱把持部が少し突出してしまう。その結果、前述のとおり、重ね合わせた断熱容器が外れにくくなってしまうため、好ましくない。
【0015】
60℃×40%RH雰囲気下にて8時間保管したときの収縮率を2.0%以下に抑えるには、フィルムの主収縮方向の延伸条件を制御することが有用である。例えば、テンター法により主収縮方向に延伸した場合、延伸温度、熱処理温度、及び弛緩率を制御する必要があり、延伸温度については破断しない程度に極力低い温度で延伸し、続いて収縮不足を引き起こさない程度に極力高い温度で熱処理を施すのが好ましい。その後に弛緩しながら再熱処理を施せば、更に収縮率を抑えることが可能である。より具体的に言えば、延伸温度はフィルムのガラス転移温度Tg〜(Tg+25℃)の範囲、好ましくはTg〜(Tg+20℃)の範囲で延伸するのがよく、熱処理は、伸温度と同等以上の温度で処理するのがよい。再熱処理における弛緩率は、0.1〜10%の範囲が好ましい。以上のように、極力低温で延伸した後、熱処理や弛緩により低温域の配向を緩和させることで、60℃×40%RH雰囲気下にて8時間保管したときの収縮率を2.0%以下に抑えることができる。
【0016】
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、80℃の温水に10秒間浸漬したときの主収縮方向の収縮率が10%以上80%未満であり、好ましくは15%以上75%未満、より好ましくは20%以上70%未満である。80℃の温水に10秒間浸漬したときの収縮率が10%未満であると、80℃以上に加熱した時に収縮不足が生じて、断熱容器の断熱把持部を完全に形成できない場合があり、好ましくない。また、80%以上であると、フィルムの自然収縮率が高くなってしまうため好ましくない。
【0017】
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、全ポリエステル樹脂成分中において、ジカルボン酸成分の主成分をテレフタル酸、ジオール成分の主成分をエチレングリコールとし、かつ(a)イソフタル酸、(b)1,4−シクロヘキサンジメタノール、及び(c)ネオペンチルグリコールからなる群から選ばれる1種以上を含有した共重合ポリエステルであることが好ましい。
【0018】
ポリエステル系樹脂を構成する主なジカルボン酸成分は、前述のとおりテレフタル酸であり、ジカルボン酸成分100モル%に対してテレフタル酸を好ましくは50モル%以上、より好ましくは55モル%以上、更に好ましくは60モル%以上含有する。テレフタル酸以外のジカルボン酸成分としては、例えば、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、オルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、アゼライン酸、デカン酸、ダイマー酸、シクロヘキサンジカルボン酸、トリメリット酸等を含有することができるが、中でもイソフタル酸を好適に含有することができる。
【0019】
ポリエステル系樹脂を構成する主なジオール成分は、前述のとおりエチレングリコールであり、ジオール成分100モル%に対してエチレングリコールを好ましくは50モル%以上、より好ましくは55モル%以上、更に好ましくは60モル%以上含有する。エチレングリコール以外のジオール成分としては、例えば、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ヘキサンジオール、ノナンジオール、ダイマージオール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物やプロピレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、トリシクロデカンジメタノール、2,2,4−トリメチル−1,5−ペンタンジオール等を含有することができ、中でもネオペンチルグリコールや1,4−シクロヘキサンジメタノールを好適に含有することができる。また、1,4−シクロヘキサンジメタノールにはシス型及びトランス型の2種類の異性体が存在するが、いずれであってもよい。
ただし、1,4−ブタンジオールのように、エチレングリコールに比べてガラス転移温度(Tg)が低下するような成分を含有させる場合は、自然収縮率の上昇を抑える観点から、その含有量をジオール成分100モル%に対して、好ましくは5モル%以下、より好ましくは3%以下に抑える。
【0020】
本発明において、特に好適に用いられるのは、ジカルボン酸成分がテレフタル酸100モル%であり、ジオール成分がエチレングリコールを主成分とし、第2成分として1,4−シクロヘキサンジメタノールを含有した熱収縮性ポリエステル系フィルムである。ここで言う主成分及び第2成分とは、全ポリエステル樹脂成分中におけるジカルボン酸成分、ジオール成分を各々100モル%(合計200モル%)としたとき、各成分においてモル比率が最も高いものを主成分、2番目に高いものを第2成分という。同様に3番目に高いものを第3成分といい、第3成分以降を含有していても本発明の要件を満たしていれば構わない。
イソフタル酸やネオペンチルグリコールを第2成分として含有した熱収縮性フィルムも好適に用いることができるが、ガラス転移温度をより適切な範囲として、耐自然収縮性、収縮応力、及び収縮率の制御を効率的に行う観点からは、1,4−シクロヘキサンジメタノールを第2成分として含有するフィルムがより好ましい。1,4−シクロヘキサンジメタノールの含有量は、上記観点から、全ジオール成分100モル%中、好ましくは10モル%以上45モル%以下であり、より好ましくは20モル%以上40モル%以下である。
【0021】
本発明に係るポリエステル系樹脂は、ポリエステル系樹脂の慣用の製造方法、すなわち、直接重合法又はエステル交換法等により、回分式又は連続式によって製造することができる。ここで、任意の共重合成分は、重縮合反応過程の任意の段階で添加することができる。また、ジカルボン酸化合物とジオール化合物とから低重合度のオリゴマーを製造しておき、これと任意の共重合成分とを重縮合させてポリエステル樹脂を製造することもできる。
重縮合反応により得られた樹脂は、通常、重縮合反応槽の底部に設けられた抜き出し口からストランド状に抜き出して、水冷しながら若しくは水冷後、カッターで切断されてペレット状とされる。さらに、この重縮合後のペレットを加熱処理して固相重縮合させることにより、さらに高重合度化させ得ると共に、反応副生物のアセトアルデヒドや低分子オリゴマー等を低減化することもできる。
前記製造方法において、エステル化反応は、必要に応じて、例えば、三酸化二アンチモンや、アンチモン、チタン、マグネシウム、カルシウム等の有機酸塩や有機金属化合物等のエステル化反応触媒の存在下で行うことができ、エステル交換反応は、必要に応じて、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、チタン、亜鉛等の有機酸塩や有機金属化合物等のエステル交換反応触媒の存在下で行うことができる。
また、重縮合反応は、例えば、正リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ポリリン酸、及びこれらのエステルや有機酸塩等のリン化合物の存在下で行うことができ、例えば、三酸化二アンチモン、二酸化ゲルマニウム、四酸化ゲルマニウム等の金属酸化物、或いは、アンチモン、ゲルマニウム、亜鉛、チタン、コバルト等の有機酸塩や有機金属化合物等の重縮合触媒の存在下で行うこともできる。これらの重縮合触媒のうち、特にテトラブトキシチタネート、三酸化二アンチモン、二酸化ゲルマニウムから選択される1種以上が好適に使用される。
また、重縮合過程での消泡を促進するため、シリコーンオイル等の消泡剤を添加することもできる。
【0022】
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、50℃を超える雰囲気温度においても熱収縮しにくいという高い耐自然収縮性の観点から、60℃の温水に5分間浸漬したときの主収縮方向の収縮率が好ましくは2.7%以下、より好ましくは2.6%以下、更に好ましくは2.5%以下である。
また、同様の観点から、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、70℃の温水に10秒間浸漬したときの主収縮方向の収縮率が好ましくは3%以下、より好ましくは2.5%以下である。
【0023】
本発明の熱収縮性フィルムは、単層フィルムであってもよく、積層フィルムの少なくとも1層に用いてもよい。積層フィルムの場合、本発明の要件を満たしていれば、積層するフィルムの材質や層の数には特に制限がなく、本発明のフィルムと同質の材料であっても異質の材料であっても構わない。異質の材料としては、例えばポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。しかし、本フィルムの特長である優れた耐自然収縮性を維持するためには、他層についてもポリエステル系樹脂で構成されるのが好ましい。また、積層フィルムとした場合の本フィルムの厚さについて、特に制限されるものではないが、全層の厚さに対して50%以上であれば、耐自然収縮性を阻害しにくいので好ましい。
【0024】
本発明では、前述した成分のほか、本発明の効果を著しく阻害しない範囲内で、フィルムの耳等のトリミングロス等から発生するリサイクル樹脂、その他樹脂;シリカ、タルク、カオリン、炭酸カルシウム等の無機粒子;酸化チタン、カーボンブラック等の顔料;難燃剤、紫外線吸収剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、溶融粘度改良剤、架橋剤、滑剤、核剤、可塑剤等の添加剤を適宜添加することもできる。
【0025】
[熱収縮性ポリエステル系フィルムの製造方法]
本発明の熱収縮性フィルムは、前述のポリエステル系樹脂や添加剤等からなる混合物を、一軸押出機、又は二軸(同方向、異方向)押出機によって溶融押出してシート又はフィルムを作製し、更に少なくとも1軸に延伸して製造されることが好ましい。混合物は、ヘンシェルミキサー等の公知の方法で作製してもよいし、押出機で溶融してペレット化しても構わない。押出方法としては、Tダイ法、チューブラ法等の公知の方法を採用してもよい。また、積層フィルムを製造する場合、共押出や、単層毎に押し出した後に重ね合わせる方法等を採用することができる。
【0026】
溶融押出されたシート又はフィルムは、冷却ロール、空気、水等で冷却された後、熱風、温水、赤外線等の適当な方法で再加熱され、ロール法、テンター法、チューブラ法等により、少なくとも1軸に延伸されることが好ましい。延伸温度は、熱収縮性フィルムを構成する各樹脂のガラス転移温度(Tg)や要求される特性によって変える必要があるが、生産性や収縮特性の観点から、概ねTg〜(Tg+25℃)とするのがよい。
【0027】
主収縮方向における延伸倍率は特に制限されるものではないが、生産性や収縮特性の観点から、2〜8倍の範囲が好ましい。
【0028】
延伸されたフィルムは、加熱収縮時の急激な収縮を防ぎ、かつ耐自然収縮性を向上させる目的で、熱処理工程にて熱処理されることが好ましい。熱処理は、ロール、テンター等、公知のどの方法を採用しても構わない。熱処理条件は特に限定されないが、生産性や収縮特性の観点から、延伸温度〜(延伸温度+40℃)で2〜120秒処理するのが好ましい。
【0029】
熱処理工程は、弛緩せずに熱処理する工程と、主収縮方向に弛緩させながら熱処理する工程とを組み合わせるのが好ましい。主収縮方向への弛緩率が高いほど耐自然収縮性は向上するが、弛緩率は、生産性や収縮特性の観点から、0.5〜10%の範囲とするのが好ましい。
【0030】
本発明で得られるポリエステル系熱収縮フィルムの厚みは、特に限定されないが、断熱容器に用いる場合は、断熱把持部の形成の観点並びにフィルムを容器に貼り合わせる加工工程における作業性の観点から、10μm以上200μm以下、好ましくは20μm以上150μm以下とするのがよい。
【0031】
[断熱容器]
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムを用いて断熱容器を製造することができる。当該断熱容器としては特に限定されないが、例えば上記の特許文献1〜3等に記載された断熱容器であってもよい。その製造方法も特に限定されず、例えば上記の特許文献1〜3等に記載された方法を参照することができる。具体的には、断熱突出部を形成する外スリーブの高さ方向にスリット群を形成し、スリットにより形成された短冊が上下方向に圧縮され突出するように短冊部に山折罫線と谷折り罫線を形成してなる外スリーブに、本発明の熱収縮性フィルムを、該スリーブとカップとの間にフィルムがカップ外面側に接するように、かつ、該スリーブのスリットにより形成される短冊群を覆うように添着して、断熱容器を製造することができる。
該スリーブがカップに巻かれるとき、該スリーブの接着部が必要であるが、接着部が二重になるため接着部のみ熱伝導が伝わりにくいため、そこに短冊の突出部を設けるとそこだけ突出が弱いか、突出しない場合がある。そのため、接着部の突出部については、重ならないように切り欠いておくことが好ましい。
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムを用いた断熱容器は、断熱容器(カップ)内に熱湯を注ぐと、カップ外面に配置された熱収縮性フィルムに熱が伝わって該フィルムが高さ方向に収縮し、前記スリットにより形成される短冊が突出することで断熱把持部を形成する。
当該断熱容器は、容器内に熱湯を注ぐことにより飲食できるインスタントラーメンやスープ等用の容器として好適であり、使用者が手で把持する部分(断熱把持部)の断熱性が優れる。
【実施例】
【0032】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら制限を受けるものではない。なお、実施例に示す測定値及び評価は、次のとおり実施した。
【0033】
[収縮応力]
(フィルムの主収縮方向における75℃の最大収縮応力)
主収縮方向が長手方向となるように幅10mm、長さ120mmの大きさにフィルムを切り取り、試料とした。その試料の両端をチャック間距離が50mmとなるように把持し、75℃に調整されたオイルバスに浸漬した際の荷重を検出し、その最大荷重から算出した値を最大収縮応力とした。
【0034】
[熱収縮率]
(1)60℃×40%RH雰囲気×8時間保管後の主収縮方向の熱収縮率
主収縮方向が長手方向となるように幅30mm、長さ600mmの大きさにフィルムを切り取り、かつ500mm間隔となる標線を入れて試料とした。その試料を60℃×40%RHの雰囲気に調整された恒温槽に入れた。8時間保管後に恒温槽より取り出し、標線間A(mm)の寸法を計測した。その寸法より、熱収縮率を次式で算出した。
収縮率(%)=[(500−A)/500]×100
(2)80℃温水×10秒浸漬後の主収縮方向の熱収縮率
主収縮方向が長手方向となるように幅10mm、長さ140mmの大きさにフィルムを切り取り、かつ100mm間隔となる標線を入れて試料とした。その試料を80℃の温水に10秒間浸漬し、その後すばやく冷水で冷却してから標線間B(mm)の寸法を計測した。その寸法より、熱収縮率を次式で算出した。
収縮率(%)=[(100−B)/100]×100
(3)70℃温水×10秒浸漬後の主収縮方向の熱収縮率
主収縮方向が長手方向となるように幅10mm、長さ140mmの大きさにフィルムを切り取り、かつ100mm間隔となる標線を入れて試料とした。その試料を70℃の温水に10秒間浸漬し、その後すばやく冷水で冷却してから標線間C(mm)の寸法を計測した。その寸法より、熱収縮率を次式で算出した。
収縮率(%)=[(100−C)/100]×100
(4)60℃温水×5分浸漬後の主収縮方向の熱収縮率
主収縮方向が長手方向となるように幅30mm、長さ600mmの大きさにフィルムを切り取り、かつ500mm間隔となる標線を入れて試料とした。その試料を60℃の温水に5分間浸漬し、その後すばやく冷水で冷却してから標線間D(mm)の寸法を計測した。その寸法より、熱収縮率を次式で算出した。
収縮率(%)=[(500−D)/500]×100
【0035】
[断熱容器についての評価]
(1)耐熱性評価
55℃×50%RHに調整された恒温恒湿槽に断熱容器を入れ、8時間保管後に恒温恒湿槽から断熱容器を取り出し、短冊把持部の変形の有無を目視観察した。
耐熱性の評価基準は、○=変形なし、△=丸みのある変形、×=突起部角が形成された変形、とした。
(2)機能性評価
断熱容器内に85℃の熱湯を注ぎ、3分後の短冊把持部の状態を目視観察した。
機能性の評価基準は、○=完全に変形完了、△=不完全な変形、×=若干の変形又は変形なし、とした。
【0036】
以下の実施例及び比較例では、表1に示された組成のポリエステル(A)〜(C)を使用した。なお、表1に示されたポリエステル系樹脂の組成は、それぞれNMR(核磁気共鳴装置)により定性定量分析して得られたものである。
【0037】
【表1】

【0038】
実施例1
表1記載のポリエステル(A)を押出機で溶融した後、Tダイにて押出し、その溶融体をキャストロールで冷却し、厚さ260μmの未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを流れ方向(MD)に1.05倍延伸してからテンターに導き、その直角方向(TD)に88℃で5.8倍延伸した。引き続き90℃で5秒間熱処理した後、85℃で4.6%TD方向に弛緩しながら5秒間再熱処理を施し、厚さ45μmの単層フィルムを作製した。このとき、主収縮方向はTD方向である。
作製したフィルムを、断熱突出部を形成する外スリーブの高さ方向にスリット群を形成し、スリットにより形成された短冊が上下方向に圧縮され突出するように短冊部に山折罫線と谷折り罫線を形成してなる外スリーブに、該スリーブとカップとの間にフィルムがカップ外面側に接するように、かつ、該スリーブのスリットにより形成される短冊群を覆うように添着して、断熱容器を作製した。
得られたフィルム及び断熱容器の評価結果を表2に示す。
【0039】
実施例2
実施例1のTD方向での延伸後における熱処理条件を変更して、88℃で5秒間熱処理した後、85℃で4.6%TD方向に弛緩しながら5秒間再熱処理を施したこと以外は、実施例1と同様にして厚さ45μmの単層フィルム及び断熱容器を作製した。得られたフィルム及び断熱容器の評価結果を表2に示す。
【0040】
実施例3
実施例1と同様にして厚さ235μmの未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを流れ方向(MD)に1.05倍延伸してからテンターに導き、その直角方向(TD)に88℃で5.2倍延伸し、引き続き90℃で5秒間熱処理した後、90℃で5.2%TD方向に弛緩しながら5秒間再熱処理を施したこと以外は、実施例1と同様にして厚さ45μmの単層フィルム及び断熱容器を作製した。得られたフィルム及び断熱容器の評価結果を表2に示す。
【0041】
実施例4
実施例1と同様にして厚さ275μmの未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを流れ方向(MD)に1.05倍延伸してからテンターに導き、その直角方向(TD)に88℃で5.8倍延伸した。引き続き90℃で5秒間熱処理した後、弛緩せずに80℃で5秒間再熱処理を施し、厚さ45μmの単層フィルムを作製した。このとき、主収縮方向はTD方向である。このフィルムを用いて実施例1と同様にして断熱容器を作製した。得られたフィルム及び断熱容器の評価結果を表2に示す。
【0042】
比較例1
実施例1と同様にして厚さ365μmの未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを流れ方向(MD)に1.05倍延伸してからテンターに導き、その直角方向(TD)に87℃で5.8倍延伸した。引き続き84℃で5秒間熱処理した後、弛緩せずに80℃で5秒間再熱処理を施し、厚さ60μmの単層フィルムを作製した。このフィルムを用いて実施例1と同様にして断熱容器を作製した。得られたフィルム及び断熱容器の評価結果を表2に示す。
【0043】
比較例2
表1記載の原材料ペレットのうち、ポリエステル(A)/ポリエステル(B)/ポリエステル(C)=58/27/15(重量比)の比率でブレンドしておき、押出機のホッパーへ投入して溶融した後、Tダイにて押出し、その溶融体をキャストロールで冷却し、厚さ245μmの未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを流れ方向(MD)に1.05倍延伸してからテンターに導き、その直角方向(TD)に81℃で5.2倍延伸した。引き続き95℃で5秒間熱処理した後、弛緩せずに80℃で5秒間再熱処理を施し、厚さ45μmの単層フィルムを作製した。このフィルムを用いて実施例1と同様にして断熱容器を作製した。得られたフィルム及び断熱容器の評価結果を表2に示す。
【0044】
比較例3
比較例2と同様の方法で製膜したフィルムを、さらに60℃に調整された恒温槽にて24時間アニール処理し、厚さ45μmの単層フィルムを得た。このフィルムを用いて実施例1と同様にして断熱容器を作製した。得られたフィルム及び断熱容器の評価結果を表2に示す。
【0045】
比較例4
比較例2と同様の方法で製膜したフィルムの両面に、グラビア校正機((株)日商グラビア製、型式:CM型)と、ベタ図柄版(版深36μm、ナベプロセス(株)製)を用いて白インキを塗布した後に自然乾燥し、総厚み55μmの印刷フィルムを得た。このとき、片面あたりのインキ厚みは5μmであった。なお、白インキは、DIC(株)製の「ファインラップNTV PET−HC白2」を80vol%、同じくDIC(株)製の「ユニビアNT No.20レジューサー」を20vol%の比率で混合したものを使用した。この印刷フィルムを用い、実施例1と同様にして断熱容器を作製した。得られたフィルム及び断熱容器の評価結果を表2に示す。
【0046】
【表2】

【0047】
表2の結果より、実施例1〜4の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、60℃40%RHの雰囲気下では収縮しにくく、かつ、60℃及び70℃の温水に浸漬した際にも収縮しにくく、耐自然収縮性に極めて優れることがわかる。その一方で、75℃における最大収縮応力が好適な範囲にあり、80℃の温水に浸漬した際には速やかに熱収縮することがわかる。そして、この熱収縮性フィルムを断熱容器に用いた場合には、耐熱性及び機能性のバランスに優れていることがわかる。
これに対し、比較例1〜4のフィルムは、60℃40%RHの雰囲気下において熱収縮が起きており、外気温が上昇する季節の製品搬送や保管の際には、製品の変形が生じる可能性が高いことがわかる。このようなフィルムを用いて作製した容器では、短冊把持部(断熱把持部)が突出し、断熱容器の直径変形量が大きくなることがわかる。また、収縮応力が低い比較例3のフィルムを用いて作製した容器では断熱把持部が形成されず、断熱容器としての機能性が発現されないことがわかる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フィルムの主収縮方向における75℃の最大収縮応力が4.4MPa以上12.0MPa以下であり、フィルムを60℃×40%RH雰囲気下にて8時間保管したときの主収縮方向の収縮率が2.0%以下であり、かつフィルムを80℃の温水に10秒間浸漬したときの主収縮方向の収縮率が10%以上80%未満であることを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。
【請求項2】
全ポリエステル樹脂成分中において、ジカルボン酸成分の主成分をテレフタル酸、ジオール成分の主成分をエチレングリコールとし、かつ(a)イソフタル酸、(b)1,4−シクロヘキサンジメタノール、及び(c)ネオペンチルグリコールからなる群から選ばれる1種以上を含有した共重合ポリエステルである、請求項1に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
【請求項3】
60℃の温水に5分間浸漬したときの主収縮方向の収縮率が2.7%以下であり、かつ70℃の温水に10秒間浸漬したときの主収縮方向の収縮率が3%以下である、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4】
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を用いた断熱容器。

【公開番号】特開2012−36272(P2012−36272A)
【公開日】平成24年2月23日(2012.2.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−176442(P2010−176442)
【出願日】平成22年8月5日(2010.8.5)
【出願人】(000223193)東罐興業株式会社 (90)
【出願人】(000006172)三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Fターム(参考)】