明 細 書
ポリエチレンテレフタレート系ブロック共重合ポリエステル製溶断シール性 •熱収縮性包装用フィルムの製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、熱収縮性フィルム包装用途に適するポリエチレンテレフタレート (PET) 系ブロック共重合ポリエステル製溶断シール性.熱収縮性包装用フィルムの製造方 法に関する。
背景技術
[0002] これまでに、包装用の熱融着性フィルム、溶断シール性フィルム、および溶断シー ル性 '熱収縮性フィルムの素材榭脂として、ポリ塩ィ匕ビュル (塩ビ、 PVC)、ポリプロピ レン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PETまたはペット)、およ び PETG (エチレングリコール ·シクロへキサンジメタノール ·テレフタル酸縮合体の非 結晶性榭脂)積層体などが試みられて来たが、これらの素材には、成形加工性、品 質、価格、環境適合性等に関して、一長一短がある。
近年、熱収縮性フィルムの素材として、例えばペットボトル用の溶剤接着型熱収縮 性ラベルとして、延伸ポリエチレン(PEストレッチ)、延伸ポリスチレン(OPS)、延伸 P ET、および PETGなどが、延伸ポリ塩化ビュル(PVCストレッチ)の代わりに、急速に 試みられるようになって来た。ペットボトル用熱収縮性ラベルとしての PETおよび PE TG系熱収縮性ラベルに関する特許は多数ある力 これらはいずれも重縮合法により PET系または PETG系ランダム共重合ポリエステルを合成し、キャスト法によりシート として押出し、得られたシートを横方向一軸延伸法により一軸延伸フィルム (厚み約 2 5— 75 μ m、 1一 3mil)を成形する方法である。
一方、カップ食品、デザート食品、紙パック、菓子などの食品包装および製本、雑 貨 (AV、 OA)などの一般包装用の溶断シール性'熱収縮性包装材として、二軸延伸 ポリプロピレンフィルム(OPP、 IOPP)および二軸延伸ポリオレフイン多層体フィルム( PO多層体)が試みられている力 二軸延伸 PET系ポリエステルフィルム(厚み約 25 /z m以下、 lmil以下)はいまだ無い。この PET系ポリエステル製包装材は、ポリプロ
ピレンおよびポリオレフイン製包装材とは異なり、食品の香りを吸着せず、通気性も小 さぐ保香性および酸化防止特性を持つので、食品包装材により一層適すると期待さ れる。
また、最近は環境適合性に優れる素材の開発が期待されており、例えば、印刷イン クは、トルエン等の油性溶剤系インク力も水性系インクへと移行しており、フィルム素 材は、油性であり水性印刷インクになじみ難い延伸ポリスチレン (OPS)、延伸ポリプ ロピレン(OPP、 IOPP)、延伸ポリエチレン(PEストレッチ)よりも、親水性 PETおよび PETGが好まれる傾向になった。なお、本発明者らは、 PET系ポリエステルに適合す る水性印刷インキおよび印刷方法を開発し出願した (特許文献 1)。
現在までに、安価かつ環境適合性に優れる PET系ポリエステル製溶断シール性' 熱収縮性包装用フィルムの開発が期待されていた。
[0003] ポリエチレンテレフタレートは、その高い品質のために延伸ブロー法によるペットボト ルとして大量に利用され、またアモルファスのポリエチレンテレフタレート(A— PET) のシートも、透明性、剛性、および環境適合性に優れるために、食品包装材、食品容 器、 IT用資材、ブリスター 'パック等の日用品用途を急拡大して来ている。特に、使用 済みペットボトル、フィルム、シート等は、大量の回収再利用が積極的に進められつ つあり、汎用樹脂の半値という安価にて大量入手が可能となった。
本発明者らは、汎用樹脂の半値で入手できる回収ペットボトル 'フレークおよび回 収ペットシート、または重縮合法により安価に得られる繊維用ペットを主成分とし、ェ ポキシ系結合剤および結合反応触媒を用いて高分子量化 ·高熔融張力化させた榭 脂を押出ラミネート法により無延伸フィルムに成形することによって、熱融着性フィル ムおよび基体を含む熱融着性フィルム積層体を完成することが出来た (特許文献 2) 。し力し、溶断シール性フィルムおよび溶断シール性.熱収縮性フィルムについての 着想はなかった。いずれにせよ、従来の市販の二軸延伸 PETフィルムおよびキャスト 法による無延伸 A— PETフィルムには熱収縮性が無ぐヒートシール強度および溶断 シール強度が実用レベルに達して!/、な!/、。
[0004] 特許文献 1:特願 2003— 182777号公報
特許文献 2:特願 2002 - 360003号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、安価であり、熱収縮性、かつ耐熱性である PET系ブロック共重合ポリェ ステル製溶断シール性包装用フィルムの製造方法を提供することを目的とする。 従来の二軸延伸 PETフィルムは、重縮合法により得られる低分子量 PET榭脂(固 有粘度:約 0. 6— 0. 7dlZg)を、二軸延伸法により配向結晶化し、熱固定して製造 される。また近年、塩ビ 'シートの代替用としての無延伸フィルム (A— PETフィルム)が 、固層重合法により中分子量化させた比較的高価な PET榭脂(固有粘度:約 0. 8dl Zg)力もキャスト法により製造される。更にまた、固層重合法により高分子量化させた 高価な PET榭脂(固有粘度:約 0. 8— 1. 2)は、線状構造体であるため比較的小さ い溶融張力を持ち、このために容易に結晶化するので、フィルム成形するには困難 である。これら市販の二軸延伸 PETフィルムおよび無延伸 A— PETフィルムは、本発 明が目的とする熱融着性、溶断シール性能、および熱収縮性を持たないか、たとえ 僅かに持っていても、実用に適さない。
そこで、汎用樹脂の半値にて入手できる回収ペットボトル 'フレークおよび回収ぺッ トシート破砕物、または重縮合法により安価にて入手できる繊維用バージン 'ペレット を主原料とし、その他の透明榭脂を副原料として、更にエポキシ系結合剤および結 合反応触媒により改質し、溶断シール性能および熱収縮性を向上させることを課題と した。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、上記の課題を達 成することに成功し、本発明を完成するに至った。即ち、フィルムの主原料として安価 な回収 PETまたは繊維用 PETを採用し、副原料として PETGおよびポリエステル ·ェ ラストマーを採用した。その高分子量化'高熔融張力化およびブロック共重合を、結 合剤および触媒、またはこれらのマスターバッチを使用する反応押出法、または反応 釜法を採用して行 ヽ、高速にてゲルやフィッシュアイの副生を劇的に減少させた榭脂 またはペレットを得た。得られたペレットから、二軸延伸法またはチューブラー法によ り、 PET系ブロック共重合ポリエステル製溶断シール性 ·熱収縮性包装用フィルムを
製造できることを見出した。
[0007] 本発明の基本は、 PET榭脂、 PETG、およびポリエステル 'エラストマ一が含有する 芳香族系の末端カルボン酸を、触媒の存在下に結合剤としてのエポキシ榭脂と結合 反応させ、ポリヒドロキシ ·エステル結合を 4元ブロック共重合体の内部に形成させるこ とである。なお、両末端力 Sヒドロキシ基の PET等の原料は、結合反応しない。主原料 である PETには、 2個のエポキシ基を含有する化合物(2官能: D)に加えて更に、 3 個以上のエポキシ基を含有する化合物(3官能: T、 4官能以上: Ρ)を併用することに よって「長鎖分岐構造体」を導入する。 TZD比を増カロさせることにより結晶化速度が 増大し、熱融着性が発現するものと推察される。即ち、 3個以上のエポキシ基を含有 する化合物の反応生成物(ジ一、トリー、またはポリーヒドロキシ ·エステル結合を有する )が、触媒であるアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはその他の金属に配位し、「 分子レベルの結晶化核剤」として作用するものと推察される。また、 PET榭脂の内部 にエポキシ榭脂の残基が導入されるので、本発明の PET榭脂と市販 PET榭脂との 組成物は「多結晶体」となり、熱融着性および溶断シール性能を発現する。
また、副原料である PETGは、融点を持たない非晶性成分として作用し、ブロック共 重合体フィルムにお 、て低温度での延伸成形性をも可能にさせ、低温度での熱収縮 率の向上に寄与する。
また、副原料であるポリエステル ·エラストマ一も同様に、低温度での延伸成形性を 改善し、溶断シール強度を向上させ、柔軟ィ匕に大きく寄与する。
本発明の「長鎖分岐構造体」の PET系ブロック共重合ポリエステルは、従来の「線 状構造体」の PETに比べて、分子鎖の「絡み合い効果」により溶融粘度が約 10— 10 0倍にも増大することが可能となるので、従来の PETでは不可能であったチューブラ 一法による二軸延伸フィルム成形に付すことも可能になった。
[0008] すなわち、本発明は、下記の事項を提供するものである。
第 1に、
(1)主原料として、メルトフローレート(MFR、JIS法: 280°C、荷重 2. 16Kg)が 45 一 130gZlO分のポリエチレンテレフタレート(PET)系ポリエステル a: 100重量部;
(2)副原料として、エチレングリコール'シクロへキサンジメタノール 'フタル酸コポ
リエステノレ b: 0— 100重量部;
(3)副原料として、ポリエステル 'エラストマ一 c: 0— 20重量部;
(4)結合剤として、 2個のエポキシ基を含有する化合物 d対 3個以上のエポキシ基 を含有する化合物 eの重量比が 95— 40対 5— 60である混合物 f : 0. 1— 2重量部;
(5)触媒として、有機酸金属塩 g : 0. 05— 1重量部
力も構成される混合物 Aを、その融点以上の温度で溶融させるとともに、真空下に脱 気脱水しながら均一反応させることによってブロック重合体ペレットとし、得られたペレ ットの 100— 10重量部と、固有粘度 0. 60—0. 80dlZgの PET0— 90重量部からな る組成物 Bとを、キャスト法にて無延伸フィルムへと成形しながら、二軸延伸法にて延 伸フィルムへと成形することを特徴とする、 PET系ブロック共重合ポリエステル製溶断 シール性 ·熱収縮性包装用フィルムの製造方法が提供される。
[0009] 第 2に、
(1)主原料として、 MFR(JIS法: 280°C、荷重 2. 16Kg)が 45— 130gZlO分の PET系ポリエステル a: 100重量部;
(2)副原料として、エチレングリコール'シクロへキサンジメタノール 'フタル酸コポ リエステノレ b: 0— 100重量部;
(3)副原料として、ポリエステル 'エラストマ一 c: 0— 20重量部;
(4)結合剤として、 2個のエポキシ基を含有する化合物 d対 3個以上のエポキシ基 を含有する化合物 eの重量比が 95— 40対 5— 60である混合物 f : 0. 1— 2重量部;
(5)触媒として、有機酸金属塩 g : 0. 05— 1重量部
力も構成される混合物 Aを、その融点以上の温度にて溶融させるとともに、真空下に 脱気脱水しながら均一反応させることによってブロック重合体とし、得られたブロック 重合体をキャスト法にて無延伸フィルムへと成形してから、二軸延伸法にて延伸フィ ルムへと成形することを特徴とする、 PET系ブロック共重合ポリエステル製溶断シー ル性 ·熱収縮性包装用フィルムの製造方法が提供される。
[0010] 第 3に、
(1)主原料として、 MFR(JIS法: 280°C、荷重 2. 16Kg)が 45— 130gZlO分の PET系ポリエステル a: 100重量部;
(2)副原料として、エチレングリコール'シクロへキサンジメタノール 'フタル酸コポ リエステノレ b: 0— 100重量部;
(3)副原料として、ポリエステル 'エラストマ一 c: 0— 20重量部;
(4)結合剤として、 2個のエポキシ基を含有する化合物 d対 3個以上のエポキシ基 を含有する化合物 eの重量比が 95— 40対 5— 60である混合物 f : 0. 1— 2重量部;
(5)触媒として、有機酸金属塩 g : 0. 05— 1重量部
力も構成される混合物 Aを、その融点以上の温度で溶融させるとともに、真空下に脱 気脱水しながら均一反応させることによってブロック重合体とし、引き続いて押出して キャスト 'フィルムとし、引き続いて二軸延伸法にて延伸フィルムへと成形することを特 徴とする、 PET系ブロック共重合ポリエステル製溶断シール性 ·熱収縮性包装用フィ ルムの製造方法が提供される。
[0011] 第 4に、上記第 1一第 3の方法において、二軸延伸法にて延伸フィルムへと成形す る温度が 80— 100°Cであることを更に特徴とする、 PET系ブロック共重合ポリエステ ル製溶断シール性 ·熱収縮性包装用フィルムの製造方法が提供される。
[0012] 第 5に、上記の方法により製造される PET系ブロック共重合ポリエステル製溶断シ ール性 ·熱収縮性包装用フィルムの熱収縮率が 130°Cにて 30%以上であることを特 徴とする、 PET系ブロック共重合ポリエステル製溶断シール性 ·熱収縮性包装用フィ ルムの製造方法が提供される。
[0013] 第 6に、上記の方法により製造される PET系ブロック共重合ポリエステル製溶断シ ール性 ·熱収縮性包装用フィルムの溶断シール強度が 500gZ 15mm巾以上である ことを特徴とする、 PET系ブロック共重合ポリエステル製溶断シール性'熱収縮性包 装用フィルムの製造方法が提供される。
[0014] 第 7に、上記の態様において、 PET系ポリエステル aが、固有粘度 0. 60-0. 80dl Zgの PET、および PET系芳香族ポリエステル成形品再循環物カゝらなる群カゝら選ば れる少なくとも 1種以上を含有することを特徴とする、 PET系ブロック共重合ポリエス テル製溶断シール性 ·熱収縮性包装用フィルムの製造方法が提供される。
[0015] 第 8に、結合剤としての 2個のエポキシ基を含有する化合物 dが、脂肪族系のェチ レングリコール ·ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール ·ジグリシジルエーテ
ル、およびへキサメチレン'ジグリシジルエーテル;脂環式の水素化ビスフエノール A · ジグリシジルエーテル;ならびに芳香族系ビスフエノール A ·ジグリシジルエーテルか らなる群力も選ばれる少なくとも 1種以上を含有することを特徴とする、 PET系ブロッ ク共重合ポリエステル製溶断シール性 ·熱収縮性包装用フィルムの製造方法が提供 される。
[0016] 第 9に、結合剤としての 3個以上のエポキシ基を含有する化合物 eが、脂防族系のト リメチロールプロパン .トリグリシジルエーテル、グリセリン 'トリグリシジルエーテル、ェ ポキシィ匕大豆油、およびエポキシィ匕亜麻仁油;ヘテロ環式のトリグリシジルイソシァヌ レート;ならびに芳香族系フエノールノボラック型エポキシ榭脂、およびクレゾ一ルノボ ラック型エポキシ榭脂からなる群力 選ばれる少なくとも 1種以上を含有することを特 徴とする、 PET系ブロック共重合ポリエステル製溶断シール性 ·熱収縮性包装用フィ ルムの製造方法が提供される。
[0017] 第 10に、前記結合反応触媒 gが、ステアリン酸または酢酸のリチウム塩、ナトリウム 塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、およびマンガン塩力 なる群 力も選ばれる少なくとも 2種以上を含有する複合体であることを特徴とする、 PET系ブ ロック共重合ポリエステル製溶断シール性 ·熱収縮性包装用フィルムの製造方法が 提供される。
[0018] 第 11に、
(1)主原料として、 MFR(JIS法: 280°C、荷重 2. 16Kg)が 45— 130gZlO分で ある PET系ポリエステル a: 100重量部;
(2)副原料として、エチレングリコール'シクロへキサンジメタノール 'フタル酸コポ リエステノレ b: 0— 100重量部;
(3)副原料として、ポリエステル 'エラストマ一 c: 0— 20重量部;
(4)結合剤として、 2個のエポキシ基を含有する化合物 d対 3個以上のエポキシ基 を含有する化合物 eの重量比が 95— 40対 5— 60である混合物 f : 100— 50重量部と 、基体 h: 100重量部とから構成される結合剤マスターバッチ i: 1一 15重量部;
(5)触媒として、有機酸金属塩 g : 5— 15重量部と基体 j : 100重量部とから構成さ れる触媒マスターバッチ k: 0. 5— 5重量部
力も構成される混合物 A'を、その融点以上の温度で溶融させるとともに、真空下に 脱気脱水しながら均一反応させることによってブロック重合体とし、得られたブロック 重合体を二軸延伸法またはチューブラー法にて延伸フィルムへと成形することを特 徴とする、請求項 1一 10のいずれか 1項に記載のマスターバッチ方式による、 PET系 ブロック共重合ポリエステル製溶断シール性.熱収縮性包装用フィルムの製造方法 が提供される。
発明の効果
[0019] 溶断シール可能で熱収縮可能な本発明の PET系ポリエステル包装用フィルムにお いては、従来の PETフィルムに見られる物性上の最大弱点が改良されている。このた め、本発明の PET系ポリエステル包装用フィルムは、書籍、集合ボトル、および食品 容器の包装、一般包装、産業資材包装等用の、溶断シール性'熱収縮性包装用フィ ルムとして、 日用品、土木建築、電子電機、 自動車車両部材梱包'包装等の分野に おいて有用である。また、本発明の PET系ポリエステル包装用フィルムは、大量に発 生する回収 PETボトルをプレボリマーとして大量かつ有効に利用しながら製造される ので、社会的にも極めて有益である。更に、本発明の PET系ポリエステル包装用フィ ルムは、この使用後に焼却処理したとしても、ポリエチレンやポリプロピレンと比較して 燃焼発熱量が低ぐこのため焼却炉等を損傷することも少なぐ有毒ガスの発生もな い。
発明を実施するための最良の形態
[0020] 本発明にお 、て、混合物 Aの主原料としての PET系ポリエステル aは、 PET系芳香 族ポリエステルとして世界的に大量生産されている PETあるいはその共重合体が挙 げられる。 PETが、特に好ましいが、固有粘度 (IV値)が 0. 50dlZg以上(これは、 JI S法、温度 280°C、荷重 2. 16kgfにおけるメルトフローレート(MFR)が約 210gZlO 分以下に相当する)が使用できる力 0. 60dlZg以上(MFRが約 130gZlO分以下 )であることが好ましい。固有粘度が 0. 50dlZg未満であると、本発明によっても高分 子量化と高溶融粘度化が困難であり、あるいは PET—ポリエステル ·ブロック共重合 体が必ずしも優れた成形加工性および物性を与えることができな 、恐れがある。固 有粘度の上限は特に制限されないが、通常 0. 90dlZg以下(MFRが約 25gZlO分
以上)、好ましくは 0. 80dlZg以下(MFRが約 45gZlO分以上)である。
[0021] 現実には、大量に収集'回収される PET系ポリエステル製 PETボトルのフレークま たはペレットをプレポリマーとして使用することが多い。通常の PETボトルが有してい る固有粘度は比較的高いので、通常の PETボトルの回収品の固有粘度も高ぐ一般 に ίま 0. 60—0. 80dl/g (MFR力 130— 45g/10分)、特に 0. 65— 0. 75dl/g ( MFRが 100— 55gZl0分)である。一般に、回収 PETボトルのフレークは、 20kg入 り紙袋品および 600kg入りフレコン品として供給される力 通常水分が 3, 000— 6, 0 00ppm (0. 3-0. 6重量%)程度含有されている。勿論、真空圧空成形工場から大 量に回収される A— PETシートのスケルトン 'フレークも、本発明の主原料の PET系ポ リエステル aとして好適である。
[0022] 食品包装材用には、 PET系ポリエステル aとして、重縮合法による繊維用 PET榭脂 およびフラフを使用することができる。通常は、これらの固有粘度は 0. 55-0. 65dl /g (MF尺力 200— 130g/10分)である力 0. 60—0. 65dl/g (MF尺力 130— 1 OOgZ 10分)であることが好ましい。
[0023] 本発明の副原料 bとしては、エチレングリコール'シクロへキサンジメタノール'フタル 酸コポリエステルを使用することが出来る。例えば、 Eastman社の透明非結晶性重 合体 Eastar PETGシリーズ、特〖こ 6763 (固有粘度 0. 73、数平均分子量 Mn26, 000、比重 1. 27、ガラス転位温度 Tg81°C)が好ましい。また、 SK Chemical社の Skygreenシリーズも使用することが出来る。
主原料 aZ副原料 bの比率は、 100Z0— 100Z100である。中でも ΙΟθΖΐΟ— 10 0/90力 子ましく、 100/40— 100/70力更に好ましい。主原料 a/畐 ij原料 bの比 率が 100Z10以下では、低温延伸成形性および熱収縮性の改善効果が少なぐ 10 0Z70以上ではフィルムの延伸成形性および耐熱性が悪化し、原料価格が高価とな る。
[0024] 本発明の副原料 cとしては、ポリエステル ·エラストマ一を使用することが出来る。熱 可塑性ポリエステル 'エラストマ一は、通常ハードセグメントとしてのポリブチレンテレ フタレート(PBT)の様な芳香族ポリエステルと、ソフトセグメントとしてのポリテトラメチ レンダリコールの様な脂肪族ポリエーテルまたはポリ力プロラタトンの様な脂肪族ポリ
エステルとの、ブロック共重合体である。例えば東レ (株)のハイトレル 'シリーズ、東洋 紡績 (株)のペルプレン Pタイプおよび sタイプ、帝人化成 (株)のヌ一べラン'シリーズ の 4000 (ポリエーテル型である)、 4100 (ポリエステル型である)、および 4400 (新し いポリエステル型である)を使用することが出来る。特に、 4400が、フィルムの透明化 および柔軟化に有効であり、安価でもあるので好ま 、。
主原料 aZ副原料 cの比率は、 100Z0— 100Z20である。中でも 100Z2— 100 Z10が好ましぐ 100/5-100/7. 5が更に好ましい。主原料 aZ副原料 cの比率 力 S100Z2以下では、低温延伸成形性、ソフト化、および熱融着性の改善効果が少 なぐ 100/20以上では、フィルムが黄変し、耐熱性も悪ィ匕し、原料価格も高価とな る。
[0025] 本発明の Bとしては、固有粘度 (IV) 0. 60-0. 80の巿販 PET榭脂を使用すること が出来る。
IV0. 60以下では、フィルムの成形性が悪化する。 IV0. 80以上では、巿販 PET榭 脂が高価であり、フィルムの成形性も低下する。 AZBの比率は、 100Z0— 10Z90 である。 80/20— 20/80力好ましく、 70/30— 30/70力更に好まし!/、。
[0026] 本発明の結合剤は、その 1分子内に 2個および 3以上のエポキシ基を含有する化合 物(それぞれ dおよび e)である。
2個のエポキシ基を含有する化合物 dの例としては、脂肪族系のポリエチレングリコ 一ル'ジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール ·ジグリシジルエーテル、テトラ メチレングリコール.ジグリシジルエーテル、 1, 6—へキサメチレングリコール.ジグリシ ジルエーテル、ネオペンチルグリコール'ジグリシジルエーテル、およびグリセリン'ジ グリシジルエーテル;脂環式の水素化ビスフエノール Α·ジグリシジルエーテル、水素 化イソフタル酸ジグリシジルエステル、 3, 4-エポキシ'シクロへキシル 'メチルー 3, 4- エポキシ'シクロへキサン'カルボキシレート、およびビス(3, 4-エポキシ'シクロへキ シル)アジペート;ヘテロ環式のジグリシジル ·ヒダントイン、およびジグリシジル ·ォキ シアルキル'ヒダントイン;ならびに芳香族系のビスフエノール Α·ジグリシジルエーテ ル、ビスフエノール Α·ジグリシジルエーテルの初期縮合物、ジフエ-ルメタンジグリシ ジルエーテル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステ
ル、およびジグリシジル ·ァ-リン等を挙げることができる。
[0027] 3個以上のエポキシ基を含有する化合物 eの例としては、脂肪族系のトリメチロール プロパン ·トリグリシジルエーテル、およびグリセリン 'トリグリシジルエーテル;ヘテロ環 式のトリグリシジルイソシァヌレート、トリグリシジルシアヌレート、およびトリグリシジル · ヒダントイン;ならびに芳香族系のトリグリシジル'パラーまたはメターァミノフエノール等 を挙げることができる。
[0028] 他にも、平均 2. 1個以上一数個といった中間的個数のエポキシ基を有する化合物 として、フエノール'ノボラック'エポキシ榭脂、タレゾール 'ノボラック'エポキシ榭脂、 およびビフエ二ルジメチレン系エポキシ榭脂(例えば、 日本化薬の耐熱エポキシ榭脂 NC— 3000シリーズ)等を挙げることができる。その他の例としては、ダウケミカル社か ら、 1分子内のエポキシ基が平均約 2. 2、 3. 6、 3. 8、および 5. 5個の化合物が上巿 されており、これらを使用することちでさる。
[0029] 本発明の特徴のひとつは、これら結合剤の選定である。結合剤として、 2個のェポ キシ基を含有する化合物 dに加えて、 3個以上のエポキシ基を含有する化合物 eを併 用すること〖こよって「長鎖分岐構造体」を導入し、 eZd比を増加させて結晶化速度を 増大させることができる。これは、 3個以上のエポキシ基を含有する化合物 eが「分子 サイズの結晶化核剤」として作用するからであると推定される。本発明の「長鎖分岐構 造体」は、従来の「線状構造体」に比べて、分子鎖の「絡み合い効果」により、溶融粘 度を約 10— 100倍にも増大することが可能となるので、チューブラー法でのフィルム 成形が可能となる。また、エポキシ基の導入により、多結晶体効果が促進され、溶断 シール性能を向上させる。
本発明の結合剤混合物 fは、 2個のエポキシ基を含有する化合物 d: 100— 0重量 %、および 3個以上のエポキシ基を含有する化合物 e : 0— 100重量%の混合物であ る。後者 eの増加により、榭脂のスゥエルおよび溶融粘度が急上昇する。後者 Z前者 (eZd)の重量比率は、通常 5Z95— 70Z30、好ましくは 10/90— 60/40、更に 好ましくは 12. 5/87. 5— 50Ζ50である。 eZd比の増大により結晶化速度が速く なり、原反フィルムであってもドローダウンを少なくすることが出来る。 eZd比が 5Z95 以下ではこのような効果が少なぐ 60Z40以上では PET系ポリエステル榭脂の製造
自体が困難となり、フィルムを製造する場合においてもゲル'フィッシュアイが副生し て商品にならない。
[0030] 本発明における特徴のもうひとつは、フィルムおよびシートを製造する場合のゲル' フィッシュアイの副生原因となる混合物 fの局所反応を防止する為に、希釈材 (希釈 剤)として基体 hを利用して結合剤マスターバッチ iを使用することにある。
混合物 f: 10— 50重量部と基体 h: 100重量部とから、結合剤マスターバッチ iが構 成される。この場合、混合物 fは 15— 25重量部であることが更に好ましい。混合物 fが 10重量部以下では結合剤マスターバッチ iの効果が少なぐかつコストが割高になる 。結合剤混合物 fが 50重量部以上では、結合剤マスターバッチ iの製造および乾燥 が難しくなり、加えて過剰な結合反応によりゲルが副生し易くなるので、好ましくない。
[0031] 基体 hとしては、固有粘度 0. 60-0. 80dlZgの PET系ポリエステル、回収された PET系ポリエステル成形品再循環物、エチレングリコール'シクロへキサンジメタノー ル'テレフタル酸等の縮合体 (イーストマン社の PETG等)、トルエン、ベンゼン、およ びキシレンなどを使用することが出来る。 目的とする成形体が透明性を必要とする場 合には、 PET系ポリエステル、ならびに、トルエン、ベンゼン、およびキシレンなどを 使用することが出来る。 目的とする成形体が透明性を必要としない場合には、ポリエ チレンアタリレート系榭脂(日本ポリエチレン (株)ほか)などを使用することも出来る。
[0032] 結合剤マスターバッチ iの配合比率は、主原料の PET系ポリエステル a: 100重量部 に対して、通常は 1一 10重量部である力 好ましくは分散 '混合性の良好な 2— 5重 量部前後である。結合剤マスターバッチ iの占める比率の増加とともに、混合物 Aおよ びポリエステル ·ブロック共重合体の MFRを低下させ、溶融粘度を増大させることが 出来る。
[0033] 本発明における触媒である有機酸金属塩 gは、カルボン酸金属塩数種類の複合体 であり、更に好ましくは、これらのマスターバッチ kとして、本発明において使用される カルボン酸金属塩 1種類の単独使用では、本発明の目的に必ずしも適さないことが 判明している。従って、有機酸金属塩 gは、カルボン酸金属塩数種類の複合体である ことが好ましい。
このような好ましい例としては、例えば 2元系触媒である、ステアリン酸リチウム Zス テアリン酸カルシウム = 20/80— 50/100、ステアリン酸ナトリウム/ステアリン酸力 ルシゥム = 20Z80— 50Z100、ステアリン酸カリウム Zステアリン酸カルシウム =20 /80— 50/100,酢酸マンガン Ζステアリン酸リチウム =20— 50/100、あるいは 酢酸マンガン Ζステアリン酸カルシウム =20— 50Z100などが挙げられる。
また、例えば 3元系触媒である、ステアリン酸リチウム Ζステアリン酸ナトリウム Ζステ アリン酸カルシウム = 50Ζ50Ζ100、ステアリン酸カリウム Ζステアリン酸ナトリウム Ζ ステアリン酸カルシウム = 50Z50ZlOO、ステアリン酸リチウム Ζ酢酸ナトリウム Ζス テアリン酸カルシウム = 50Ζ50Ζ100、あるいはステアリン酸リチウム Ζ酢酸マンガ ン Ζステアリン酸カルシウム = 50Z50ZlOOなどが挙げられる。
[0034] 本発明における特徴の更にもう 1つは、フィルムおよびシートを製造する場合のゲ ル 'フィッシュアイの副生原因となる有機酸金属塩 g周辺での局所反応を防止する為 に、希釈材として基体 jを使用して、触媒マスターバッチ kとすることである。
基体 jとしては、前記基体 hとほぼ同様に、 IV0. 50-0. 90dlZgの PET系芳香族 ポリエステル、回収された PET系芳香族ポリエステル成形品再循環物、エチレンダリ コール ·シクロへキサンジメタノール ·テレフタル酸等の縮合体(イーストマン社の PET G等)、ポリエチレンアタリレート系榭脂(日本ポリエチレン (株)ほか)、およびポリアク リレート系榭脂 (共重合体を含む)などを使用することが出来る。 目的とする成形体が 透明性を必要とする場合には、 PET系ポリエステルおよびポリアタリレート系榭脂(共 重合体を含む)などを使用することが出来る。 目的とする成形体が透明性を必要とし ない場合には、ポリエチレンアタリレート系榭脂(日本ポリエチレン (株)ほか)などを使 用することが出来る。
基体 jとして上記の榭脂を使用しない場合には、触媒活性が穏やかであり、かつ滑 剤効果もあるステアリン酸カルシウムを、有機酸金属塩 gの 1種として使用してもよい。 有機酸金属塩 gに占めるステアリン酸カルシウムの割合は、 50重量部以上がよい。こ の場合、有機酸金属塩 gは粉末状となるが、粉末飛散に関する作業性の課題がある ものの、安価であり小規模製造に適するという利点を持つ。
[0035] 触媒マスターバッチ kにおける構成比率は、通常は触媒 g: 5— 15重量部および基
体 j : 100重量部である。更に好ましくは触媒 g: 7. 5— 12. 5重量部および基体 j: 10 0重量部であり、最も好ましくは触媒 glO重量部および基体 j 100重量部である。触媒 gが 5重量部以下では、触媒マスターバッチ kの効果が少なぐかつコストが割高にな る。触媒 gが 15重量部以上では、触媒マスターバッチ kの製造自体が難しぐ結合反 応時にゲルが副生し易ぐかつ成形加工時に得られた榭脂の加水分解原因となるの で、好ましくない。
触媒マスターバッチ kの使用量は、主原料である PET系ポリエステル a : 100重量部 に対して、通常は 0. 25— 10重量部であり、好ましくは分散 '混合性の良好な 0. 5—
5重量部前後である。
本発明において加熱溶融する場合の反応装置としては、単軸押出機、二軸押出機 、これらの組合せである二段式押出機、ニーダ一'ルーダー、 PET系ポリエステル榭 脂の重縮合の製造に通常使用されるセルフクリーニング二軸反応装置、および回分 式反応釜等が挙げられる。
本発明のポリエステル榭脂を製造する際に採用される高温反応法は、特に押出機 中では約 2— 10分間の短時間に行われるので、二軸押出反応機や単軸押出反応機 の LZDは 30— 50程度であることが好ましぐ特に 36— 45程度であることが好ましい 。本発明によれば、反応押出機の性能にもよるが、一般に短い時間、例えば 30秒一 20分、好ましくは 1分一 10分、特に好ましくは 1. 5分一 5分の滞留時間に、主原料お よび副原料 a、 bおよび cが急激に反応して大きな分子量を与え、所望の PET系プロ ック共重合ポリエステルが生成する。
一般に、反応押出法は、数分間という短時間内の高速反応であるので、ゲル'フイツ シュアィが副生し易い。これを防止するために、大規模生産段階においては通常、 主原料、副原料、および結合剤の 3者を予め熔融混練し、次いで触媒をサイドフィー ドする。
反応時間に 30分一 1時間の余裕がある場合には、回分式反応釜を使用し、原料等 の前記の添加順序により、この結合反応を、安定剤の存在下に実施することが出来 る。
また、セルフクリーニング方式二軸反応装置を使用する場合も、原料等の同様な添
加順序により、連続方式でこの結合反応を、安定剤の存在下に実施することも出来る これらの反応時間は、重縮合や固層重合の場合の反応時間である 10— 30時間に 比較して、はるかに高速度である。
[0037] 上記の反応押出法においては一般に、主原料である回収 PETボトル'フレークまた は新品ポリエステル榭脂を、予め 110— 140°Cにて熱風乾燥して、水分量を 100— 2 OOppmに下げたものや、除湿空気により乾燥させて、水分量を 50ppm以下に下げ たものを使用することが好ましい。ポリエステル榭脂は通常、空気中の湿度を吸着し て、湿度環境に応じて 3, 500-6, 000ppm (0. 35-0. 60重量0 /0)の水分を含ん でおり、上記のような乾燥処理を行うことにより、本発明の目的を安定的に達成するこ とができる。副原料の乾燥は、夫々の乾燥条件に従って実施される。
一方、未乾燥のままで回収 PETボトル'フレークまたは新品ポリエステル榭脂等を 副原料と共に使用する場合には、二軸押出機の真空ラインを非水封式でない油封 式または乾式とし、第 1一第 3ベントの真空度を 13. 3 X 103Pa (100mmHg)以下、 好ましくは 2. 6 X 103Pa (20mmHg)以下、更に好ましくは 0. 66 X 103Pa (5mmHg )以下、更に一層好ましくは 0. 26 X 103Pa (2mmHg)に下げて、ポリエステル等の 原料が溶融した直後および溶融混合中に、水分を真空脱気して除去することによつ て達成することができる。
[0038] 本発明の最大の特徴は、 PET系ポリエステルを、エポキシ系結合剤とアルカリ金属 •アルカリ土類金属とで高分子量化 ·高熔融張力化して、耐熱性かつ弱い溶断シー ル性フィルム素材とした後、さらに副原料である PETGおよびポリエステル 'エラストマ 一をブロック共重合させることにより、延伸フィルムを成形する場合の加工性、溶断シ ール強度、および熱収縮率の大幅な改善を実現したことである。また、従来の PET 系ポリエステルでは熔融張力が小さくて不可能であったチューブラー法 (ダブルまた はトリプル 'バブル方式)による成形加工での、二軸延伸法による PET系ブロック共重 合ポリエステル製溶断シール性'熱収縮性包装用フィルムを実現させたことである。
[0039] ここで、溶断シールとは、ヒートシールと同時に生じるシール幅を限りなく小さくした シールであり、これは、従来のヒートシール性フィルムを用いては達成されない。従来
のヒートシール性フィルムを用いた場合には、必ずや 1一 2mm幅のシール部分が必 要となる。本発明による PET系ブロック共重合ポリエステル製溶断シール性'熱収縮 性包装用フィルムを用いることにより、その優れた物性に起因して、このシール幅を限 りなく小さくすることが出来、この溶断シールが可能となった。
このようにシール幅を必要としない溶断シールは、面接着ではなぐいわば線接着 であり、従来の包装フィルムでは達成され得な力つた技術的な困難さがある。本発明 による PET系ブロック共重合ポリエステル製溶断シール性'熱収縮性包装用フィルム は、このような溶断シールに求められる物性、すなわち優れた溶断シール性を備えて いる。
[0040] また、従来のヒートシール性フィルムは優れた熱収縮性を持っておらず、厚手の箱 、厚手の容器、ボトルなどの立体的包装は不可能であり、ゴミ袋のような無延伸の平 膜で済むものへの適用に限られて 、た。本発明による PET系ブロック共重合ポリエス テル製溶断シール性 ·熱収縮性包装用フィルムは、このような立体的包装に求められ る物性、すなわち優れた熱収縮性も備えている。
[0041] 以上のように、本発明により、溶断シールを可能にし、同時に熱収縮も可能にする P ET系ブロック共重合ポリエステル製溶断シール性'熱収縮性包装用フィルムを製造 することが出来る。
実施例
[0042] 次に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。実施例における評価方法は 以下の通りである。
(1)固有粘度:芳香族系飽和ポリエステルについては、 1, 1, 2, 2—テトラクロロェ タンとフエノールとの等重量混合溶媒を使用し、キャノンフェンスケ粘度計により 25°C にて測定した。
(2) MFR:JIS K7210の条件 20に従い、 PET系ポリエステル、および PET系ポ リエステル芳香族系飽和ポリエステル ·ブロック共重合体については、温度 280°C、 荷重 2. 16kgの条件下に測定した。
(3)スゥエル: MFR用のメルトインデクサ一を用い、温度 280°C、荷重 2. 16kgの 条件下に垂れ流し、サンプルが 2. Ocm垂れたところでカットし、下端から 5. Ommの
ところの直径を測定し、下記の計算式により算出した。
スゥエル(%) = [ (直径の平均値— 2. 095) /2. 095] X 100
(4)分子量: PET系ポリエステルについては、 GPC法により、下記の条件下に測 疋'し 7こ。
(本体)昭和電工社製 SYSTEM - 21
(カラム) Shodex KF— 606M (2本)サンプル、リファレンス側とも (溶剤)へ キサフルォロイソプロピルアルコール
(カラム温度) 40°C
(注入量) 20 1
(流量) 0. 6mlZ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: Shodex M— 75
(5) DSCの測定:セイコー電子製 DSC220を使用し、サンプル 5— 15mg、窒素 5 OmLZ分、昇温速度 10°CZ分、 20— 300°Cにて測定した。
(6)溶断シール強度:協和電機製の L型シール機 VT450を使用した。本発明の フィルムをそのまま 2枚合わせ、電磁石により加圧し、タイマーにより 2秒間かけて自 動的に溶断シールした。溶断部を含むフィルムを 15mm巾に裁断し、オリエンテック のテンシロン STA-1150により、引張速度 lOOmmZ分にて溶断シール強度を測定 した。
(7)フィルムの熱収縮度の測定:フィルムを 15mm巾 X 15cm長に裁断し、中央部 10cmに二本線を記入した。所定温度 60— 180°C (通常 90— 130°C)の電気炉に 2 分間吊るし、中央部 10cmの熱収縮率を測定した。
(8)シュリンク包装試験と溶断シール強度:協和電機製のシュリンクトンネル VS500 を使用した。本発明のフィルム 2枚の間に食品トレーまたは食品箱を挟んで力も溶断 シールした。コンベア長約 lmを温度 140°C、 2— 3秒の通過によりシュリンク試験をした 。溶断部を含むフィルムを 15mm巾に裁断し、オリエンテックのテンシロン STA- 1150に より、引張速度 100mm/分にて溶断シール強度を測定した。
(9)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、 テンシロンを使用し、弓 |張速度 50— 500mm/分で行った。
(10)溶融粘度:スウェーデン国 REOLOGICA社製 DynAlyser DAR— 100を 使用し、 2cm角 X厚さ 2mmの試験片を窒素雰囲気下 280°Cでホットプレート間のね じり振動を加えることにより測定した。
[0043] [製造例 1一 5:結合剤マスターバッチ i 1-15]
[製造例 1]
ベルストルフ製ニ軸押出し機 ZA40A— 40D、口径 43mm、 LZD= 37、 3段水封 式真空引きを使用し、 120°Cにて約 12時間熱風乾燥したよのペットボトルリサイクル( 株)のクリアフレーク(PETボトルの回収品、固有粘度 0. 73dlZg、 MFR40. 4g/l 0分、 PET含有量 99. 9%) 70重量部、およびュ-チカ製ペット NEH—2050 (IVO. 80、比重 1. 35)乾燥袋品 30重量部を、設定温度 260— 270°C、スクリュー回転数 1 50rpm、第 1ベント約 600mmHg、第 3ベント約 670mmHg、榭脂自動供給速度 35KgZhにて押出しながら、第 2ベント孔より、結合剤 d (2官能エポキシィ匕合物)であ るエチレングリコール.ジグリシジルエーテル(共栄社ィ匕学 (株)のェポライト 40E、ェ ポキシ当量 135gZeq、淡黄色液体) 15重量部を、定量ポンプを用いて注入混合し た。ダイスの穴径 3. 5mm力 流出する 5本のストランドを水冷し、回転カッターを用 いて切断してミニペレットにした。得られたミニペレットの夫々の lOOKgを、 130°Cに て約 0. 5時間、次いで 80°Cにて約 12時間熱風乾燥した後、防湿袋 (紙 Zアルミ Zポ リエチレン 3層)に保管した (結合剤マスターバッチ il: e/d=0/100)。
[0044] [製造例 2]
同様にして、エチレングリコール'ジグリシジルエーテル 75重量部、および結合剤 e ( 3官能エポキシィ匕合物)であるトリメチロールプロパン 'トリグリシジルエーテル(共栄社 化学 (株)のェポライト 100MF、エポキシ当量 150gZeq、淡黄色液体) 25重量部の 混合物 15重量部を、定量ポンプを用いて注入した。ダイスの穴径 3. 5mmから流出 する 5本のストランドを水冷し、回転カッターを用いて切断してミニペレットにした。得ら れたミニペレツ卜の夫々の lOOKgを、 130°C【こて約 0. 5時 、次!/ヽで 80°C【こて約 12 時間熱風乾燥した後、防湿袋 (紙 Zアルミ Zポリエチレン 3層)に保管した (結合剤マ
スターバッチ i2: e/d= 25/75)。
[0045] [製造例 3]
同様にして、エチレングリコール'ジグリシジルエーテル 50重量部、およびトリメチロ ールプロパン ·トリグリシジルエーテル 50重量部の混合物 15重量部を、定量ポンプを 用いて注入した。ダイスの穴径 3. 5mmから流出する 5本のストランドを水冷し、回転 カッターを用いて切断してミニペレットにした。得られたミニペレットの夫々の lOOKg を、 130°Cにて約 0. 5時間、次いで 80°Cにて約 12時間熱風乾燥した後、防湿袋 (紙 Zアルミ Zポリエチレン 3層)に保管した (結合剤マスターノツチ i3: e/d= 50/50)
[0046] [製造例 4]
同様にして、ベルストルフ製ニ軸押出し機を使用し、熱風乾燥したよのペットボトル リサイクル (株)のクリアフレーク 80重量部、および韓国エスケーケミカル (株)の PET Gスカイグリーン S2008の 70。C乾燥品 20重量部を、設定温度 260— 270。C、スクリ ユー回転数 150rpm、第 1ベント約— 600mmHg、第 3ベント約— 670mmHg、榭脂 自動供給速度 35KgZhにて押出しながら、結合剤 dである 1, 6—へキサンジオール' ジグリシジルエーテル(旭電化工業 (株)のアデカグリシロール ED— 503、エポキシ当 量 165gZeq、無色液体) 87. 5重量部、および結合剤 eであるグリセリン 'トリグリシジ ルエーテル(旭電化工業 (株)のアデカグリシロール ED— 507、エポキシ当量 145g Zeq、無色液体) 12. 5重量部の混合物 15重量部を、定量ポンプを用いて注入した 。ダイスの穴径 3. 5mmから流出する 5本のストランドを水冷し、回転カッターで切断 してミニペレットにした。得られたミニペレットの夫々の lOOKgを、 130°Cにて約 0. 5 時間、次いで 80°Cにて約 12時間熱風乾燥した後、防湿袋 (紙 Zアルミ Zポリエチレ ン 3層)中に保管した (結合剤マスターバッチ i4 : eZd= 12. 5/87. 5)。
[0047] [製造例 5]
製造例 4と同様にして、結合剤 eである 4官能性エポキシィ匕大豆油 (旭電化工業 (株 )のアデ力サイザ一 O— 130P、エポキシ当量 232gZeq、黄色粘稠液体) 7. 5重量部 を、定量ポンプを用いて注入した。ダイスの穴径 3. 5mm力も流出する 5本のストラン ドを水冷し、回転カッターを用いて切断してミニペレットにした。得られたミニペレット
の夫々の lOOKgを、 130°Cにて約 0. 5時間、次いで 80°Cにて約 12時間熱風乾燥し た後、防湿袋 (紙 Zアルミ Zポリエチレン 3層)中に保管した (結合剤マスターバッチ i 5:eZd= 100Z0)。
[0048] [製造例 6— 8:触媒マスターバッチ kl一 k3]
[製造例 6]
ステアリン酸リチウム 25重量部、およびステアリン酸ナトリウム 25重量部に、滑剤、 およびマスターバッチの基材としてのステアリン酸カルシウム 50重量部をカ卩えた。こ の混合物を、タンブラ一を用いて均一になるまで混合し、粉末状複合触媒マスターバ ツチ kl : LiZNaZCa= 25Z25Z50を得た。
[0049] [製造例 7]
ステアリン酸カリウム 50重量部、およびステアリン酸ナトリウム 50重量部に、滑剤、 およびマスターバッチの基材としてのステアリン酸カルシウム 50重量部をカ卩えた。こ の混合物を、タンブラ一を用いて均一になるまで混合し、粉末状複合触媒マスターバ ツチ k2: K/Ca = 50/50を得た。
[0050] [製造例 8]
ベルストルフ製ニ軸押出し機(口径 43mm、 L/D= 37, 3段水封式真空引き)を 使用し、よのペットボトルリサイクル (株)のクリアフレーク(PETボトルの回収品、固有 粘度 0. 725dl/g, MFR56gZlO分、 280。Cでのゼロシェア溶融粘度 690Pa. s) の乾燥品 50重量部、およびイーストマン社 PETG6763 (IV0. 73、密度 1. 27)の乾 燥品 50重量部と、ステアリン酸リチウム 2. 5重量部、ステアリン酸ナトリウム 2. 5重量 部、およびステアリン酸カルシウム 5. 0重量部の粉末状複合体触媒とを、粉末状複 合体触媒をサイドフィードする方式にて熔融混合した。設定温度 260°C、スクリュー 回転数 150rpm、第 1ベント約— 630mmHg、第 3ベント約— 730mmHg、自動供給 速度 30KgZhにて押出しながら、ダイスの穴径 3. Omm力 流出する 5本のストラン ドを水冷し、回転カッターを用いて切断してペレットにした。得られたペレット約 lOKg を、 140°Cにて約 1時間、次いで 120°Cにて約 12時間熱風乾燥した後、同様の防湿 袋中に保管した (ペレット状複合触媒マスターバッチ k3:触媒 10重量部 (LiZNaZ Ca= 25/25/50) Z基材 100重量部)。
[0051] [製造例 9 :二軸押出機による高分子量 ·高熔融張力 PET榭脂ペレット Al (eZd = 12. 5/87. 5)の製造]
よのペットボトルリサイクル (株)のクリアフレーク(PETボトルの回収品、 PET含有量 99. 9%、固有粘度 0. 72dl/g, MFR57gZlO分、スゥエル 10%、分子量 Mnl l, 500、 Mw27, 800、 Mw/Mn= 2. 4)の未乾燥品 100重量部、結合剤 dであるェ チレングリコール'ジグリシジルエーテルのマスターバッチ il (製造例 1 : e/d=0/10 0) 4重量部(有効量 0. 52重量部)、結合剤 eであるトリメチロールプロパン 'トリグリシ ジルエーテを含むマスターバッチ i3 (製造例 3: e/d= 50/50) 4重量部(有効量 0. 52重量部)、および粉末状複合触媒マスターバッチ kl (製造例 6: Li/Na/Ca = 2 5/25/50) 0. 15重量部を、タンブラ一ミキサーにより 5分間混合した。池貝(株)製 二軸押出機 PCM—70 (口径 70mm、 L/D= 37, 3ベント方式)の油封式真空ライン を使用し、設定温度 280°C、スクリュー回転数 100rpm、第 1ベント約 0. 096MPa、 第 2および第 3ベント約 0. 098、自動供給速度 50KgZhにて押出しながら、脱水 *脱 気'混合して反応させ、 10本のストランドを水中に押出し、回転カッターを用いて切断 してペレットにした。得られたペレットを、 140°Cにて約 3. 5時間熱風乾燥した後、同 様の防湿袋中に保管した。回収 PETボトルを原料とする本発明の高重合 ·高熔融張 力 PETペレット A1は、 MFRが平均 2. 6gZlO分(IV値 0. 99)であり、収量が約 30 OKgであった。
[0052] [製造例 10 :タンデム式反応押出機による高分子量 ·高熔融張力榭脂ペレット A2 ( e/d= 12. 5/87. 5)の製造]
よのペットボトルリサイクル (株)のクリアフレーク(PETボトルの回収品、固有粘度 0. 74dlZg、 MFR40gZlO分)の未乾燥品 100重量部、結合剤 dであるエチレングリコ ール ·ジグリシジルエーテルおよび結合剤 eであるトリメチロールプロパン ·トリダリシジ ルエーテを含むマスターバッチ i2 (製造例 2: e/d= 25/75) 4. 5重量部(有効量 0 . 59重量部)、および粉末状複合触媒マスターバッチ kl (製造例 6 :LiZNaZCa = 25/25/50) 0. 20重量部を、スーパーミキサーにより 2分間混合した。
タンデム方式の第 1段として、 日本製鋼所 (株)製二軸押出機 TEX— 30 (口径 30m m、 LZD = 32、 2ベント方式)の油封式真空ラインを使用し、設定温度 270— 280°C
、スクリュー回転数 40rpm、第 1ベント約 0. 096MPa、第 2ベント約 0. 098MPa、自 動供給速度 40KgZhにて押出しながら、脱水 ·脱気'混合して反応を開始させた。 第 2段として、 日立造船 (株)製単軸押出機(口径 90mm、スクリュー回転数 40rpm) を用いて高重合体化させ、巾 500 X lmmの Tダイからのシートを空冷し、回転カツタ 一を用いて切断して、角状ペレットにした。得られたペレットを、 140°Cにて約 3. 5時 間熱風乾燥した後、同様の防湿袋中に保管した。回収 PETボトルを原料とする本発 明の高重合ペット A2は、 MFRが平均 5. 4gZlO分(IV値 0. 96)であり、収量が約 8 OKgであった。
[0053] [製造例 11:タンデム式反応押出機による高分子量'高熔融張力'柔軟性 PET榭 脂ペレット A3の製造]
製造例 10とほぼ同様に、よのペットボトルリサイクル (株)のクリアフレーク未乾燥品 100重量部、結合剤 dである 1, 6—へキサンジオール ·ジグリシジルエーテルおよび結 合剤 eであるグリセリン 'トリグリシジルエーテを含むマスターバッチ i4 (製造例 4: e/d = 12. 5/87. 5) 3. 0重量部(有効量 0. 39重量部)、結合剤 eであるエポキシ化大 豆油 7. 5重量部を含む結合剤マスターバッチ i5 (製造例 5 : e/d= 100/0) 4. 3重 量部 (有効量 0. 30重量部)、および粉末状複合触媒マスターバッチ kl (製造例 6 : L i/Na/Ca=25/25/50) 0. 20重量部を、スーパーミキサーにより 2分間混合した 同様のタンデム方式押出機により結合反応を完結させて、巾 500 X 1mmの Tダイ 力 のシートを空冷し、回転カッターを用いて切断して角状ペレットにした。得られた ペレットを、 140°Cにて約 3. 5時間熱風乾燥した後、同様の防湿袋中に保管した。回 収 PETボトルを原料とする本発明の高重合ペット A3は、 MFRが平均 8. 5gZlO分( IV値 0. 88、および 280。Cでのゼロシェア溶融粘度 3800Pa. s)であり、収量力約 80 Kgであった。
[0054] [製造例 12— 13:タンデム式反応押出機による PET—ポリエステルゴム ·ブロック共 重合榭脂ペレット B1— B2の製造]
[製造例 12]
台湾 TUNTEX社の重縮合法による PETペレット (繊維グレードの新品、固有粘度
0. 61dlZg、 MFR85gZlO分)の乾燥品 100重量部、帝人化成 (株)のポリエステ ル 'ゴム:ヌ一べラン 4000 (ポリエーテル型 TRB— EL6、 230。Cの MFR30gZl0分、 比重 1. 23)の乾燥ペレット 10重量部、結合剤 dである 1, 6—へキサンジオール'ジグ リシジルエーテルおよび結合剤 eであるグリセリン.トリグリシジルエーテを含むマスター バッチ i4 (製造例 4 : eZd= 12. 5/87. 5) 3. 5重量部(有効量 0. 46重量部)、結 合剤 eである 4官能性エポキシィ匕大豆油 7. 5重量部を含む結合剤マスターバッチ i5 ( 製造例 5 : eZd= 100Z0) 4. 3重量部(有効量 0. 30重量部)、および低温活性型 粉末状複合触媒マスターバッチ k2 (製造例 7 :KZCa= 50Z50) 0. 20重量部を、 スーパーミキサーにより 2分間混合した。
製造例 11とほぼ同様に、タンデム方式押出機により 260°Cにて結合反応を完結さ せて、巾 500 X lmmの Tダイからのシートを空冷し、回転カッターを用いて縦横切断 して角状ペレットにした。得られたペレットを、 130°Cにて約 5時間熱風乾燥した後、 同様の防湿袋中に保管した。回収 PETボトルを原料とする本発明の PET— PESゴム ブロック共重合体ペレット B1は、 MFRが平均 9. OgZlO分であり、収量が約 80Kg であった。 DSCによれば、ガラス転移温度 71. 4°C、結晶化温度 116°C、同熱量 3 3. j/g,融点 250°C、融解熱量 58. Oj/g,結晶化度 17. 6%であった。
[0055] [製造例 13]
帝人化成 (株)のポリエステル .ゴム:ヌ一べラン 4400 (新ポリエステル型 TRB— EL A、開発品)の乾燥品を使用し、製造例 12と同様にして、 PET— PESゴムブロック共 重合体ペレット B2を得た。この MFRは平均 8. 5gZl0分であり、この乾燥収量は約 80Kgであった。
[0056] [製造例 14 :単軸圧縮混練押出機による PETZPETGZポリエステルゴム'ブロッ ク共重合 C1ペレットの製造例]
台湾 TUNTEX社製重縮合法 PET青白色乾燥ペレット 100重量部(主原料 a :繊維 グレードの新品、固有粘度 0. 61dlZg、 280°Cにおける MFR85g/10分)、ィース トマン社製 PETG6763透明乾燥ペレット 30重量部(副原料 b :新品、固有粘度 0. 73 dl/g、 280°Cにおける MFR120g/10分、 Mn26, 000)、帝人ィ匕成製ポリエステ ル ·エラストマ一:ヌ一べラン 4400系褐色乾燥ペレット 5重量部(副原料 c:新ポリエス
テル型 TRB— ELA、 230°Cにおける MFR約 40gZlO分)、結合剤マスターバッチ i2 の透明ミニペレット 9. 5重量部(有効量 1. 23重量部、 eZd=25Z75)、粉末状複 合触媒マスターバッチ kl (製造例 6 :LiZNaZCa = 25Z25Z50) 0. 30重量部、 酸ィ匕防止剤 ·着色防止剤としての IRGANOX B225粉末 0. 1重量部、および粉末 の展着剤としての流動パラフィン 0. 15重量部を、スーパーミキサーを用いて 2分間 混合した後、同様の防湿袋中に保管した。
このフレーク混合物を、星プラスチック (株)製単軸圧縮混練押出機 (スクリュー径 1 00mm Φ ,実の LZD= 32、 1ベント式、フライト間ピッチ約半分、ミキシング'スクリュ 一型)を使用し、設定温度シリンダー 250— 260°Cおよびダイス 270°C、ベント孔の 真空度 0. IMPa以下、スクリュー回転数 20rpm、該フレーク混合物の供給速度 60 KgZhにて反応押出を行い、得られる 9本のストランドを水冷した後、回転カッターに より切断して円柱状ペレットにした。得られたペレットを、 130°Cにて約 3時間熱風乾 燥した後、同様の防湿袋中に保管した。得られた本発明の PET— PETG— PESゴム' ブロック共重合体ペレット C1 (組成比: 100Z30Z5)の MFRは 6. 4gZlO分、およ び 280°Cでのゼロシェア溶融粘度 7900Pa. sであり、収量は約 lOOKgであった。
[実施例 1一 3]
[溶断シール性'熱収縮性包装用フィルム F1— F3の、二軸延伸法による製造およ び物性評価]
本発明の乾燥した高分子量 ·高熔融張力 PETペレット A1 (MFR2. 6gZlO分、 IV 値 0. 99、製造例 9) 40、 20、 10、および 0重量部に、乾燥した巿販 PETペレット(M FR120gZlO分、 IV値 0. 60) 60、 80、 90、および 100重量部を、夫々スーノ ーミ キサーを用いて 1分間混合した。夫々の混合物を、口径 40mmの単軸押出機を用い て、 270°Cにて 300mm巾の T型ダイスより押出した後、冷却ロールにより厚み約 300 mの A— PETシートへと成形し、 90°Cにて縦横 3. 5 X 3. 5倍に二軸延伸した後、 9 0°Cにて熱固定し、厚み 15 μ mの 2軸延伸フィルム(それぞれを実施例 Fl、 F2、 F3、 および比較例 HIとする)を製造した。
溶断シール強度、溶断シール部分の衝撃強度、および DSCによる熱分析の結果 を表 1に示した。これらは温度 270°Cにて実施され、これらの結果は 5点の平均値で
ある。本発明によるフィルム Fl— F3の溶断シール強度は、本発明の PET榭脂 A1を 含まな ヽ比較例 HIおよび H2 (市販の二軸延伸 PETフィルム)よりも改善された。特 に、本発明品の溶断シール部分の衝撃強度は、 2. 3-3. lKg'cmであり、市販の 延伸ポリプロピレン 'フィルム(IOPP、約 1. 5Kg' cm)に比べて大きいことが特徴であ る。但し、溶断シール強度は、 IOPPの 1以上 KgZl5mmの半分である。
DSCによれば、本発明のフィルム F1— F3は、本発明の PET榭脂 A1を含まない比 較例 HIに比べて、融点が 3°C低くなり、結晶化度が約 3%低くなつている力 これは「 多結晶化効果」によるものと推定され、溶断シール強度および溶断シール部分の衝 撃強度が向上した理由と推定される。 DSCチャートにおいては、 F1— F3全てにつ いて、ガラス転移温度 (Tg)および結晶化温度 (Tc)の出現が無ぐ F1— F3全てが 高結晶体であることが分力つた。
[0058] [表 1]
表 1 :溶断シール試験および D S C測定結果
*比較例 1
#比較例 2、 巿販ニ軸 P E Tのみ
[0059] [実施例 4一 5 :溶断シール性.熱収縮性包装用フィルム F4— F5の、二軸延伸法に よる製造およびシュリンク包装の評価]
本発明の乾燥した高分子量 ·高熔融張力 PETペレット A2 (MFR5. 4gZlO分、 IV 値 0. 96、製造例 10) 50および 10重量部に、乾燥した巿販シート用 PET榭脂(MF R80gZlO分、 IV値 0. 72) 50および 90重量部を、夫々スーパーミキサーにより 1分 間混合した。夫々の混合物を、口径 40mmの単軸押出機により、 270°Cにて 300m
m巾押出ダイスより押出した後、冷却ロールにより A— PETシートへと成形し、 85— 9 0°Cにて縦横 3. 5 X 3. 5倍に 2軸延伸し、熱固定せずにそのまま、厚み 12 mの 2 軸延伸フィルム (それぞれ実施例 F4および F5とした)を製造した。
更に比較例 H3として、本発明の PET榭脂 A2を全く含まないことを除き、同一条件 下にフィルムを製造した。また、表 2中の比較例 H2は、前記のように巿販ニ軸延伸フ イルムである力 比較例 H3とは異なり熱固定はされているので、熱収縮はしない参考 例として記載されている。
[0060] シュリンク試験および溶断シール強度の測定は、協和電機製シュリンクトンネル VS 500を使用した。本発明のフィルム 2枚の間に、食品用の箱(縦 14. 5cmX横 8cm X 巾 3. 3cm)または食品用丸型カップ(上蓋 14. 5cm X底 8cm X巾 4cm)を挟んでか ら、協和電機製溶断シール機 VT450により自動溶断シールした。 130— 140°C、 2 一 3秒の、コンベア長約 lmの通過の間に熱収縮シュリンクさせた。溶断シール部分 を含む得られたフィルムを 15mm巾に裁断し、オリエンテック製テンシロン STA— 115 0により、引張速度 1 OOmmZ分にて溶断シール強度を測定した。
溶断シール強度の測定結果を表 2に示した。溶断シールは、温度約 270°Cにて実 施され、これらの測定値は 5点の平均値である。本発明によるフィルム F4および F5の 溶断シール強度は、本発明の PET榭脂 A2を含まな 、比較例 H2および H3よりも 1. 4-1. 8倍改善されていた。
なお、本発明の二軸延伸フィルム F4については、一方向の熱収縮率は 80°C、 10 分〖こて 11%、 130°C、 10分にて 40%であった。一方、巿販ニ軸延伸 PETフィルム( 比較例 H2)については、熱収縮性は見られな力つた。
DSCによれば、本発明のフィルム F4は、熱固定されていないがガラス転移温度 (T g)が無ぐ結晶化温度が 114°C、同熱量 3. 3jZg、融点 256°C、融解熱量 50jZg 、結晶化率 33. 4%であった。本発明のフィルム F4および F5は、 PET榭脂 A2を含 むので、「多結晶化効果」によって、比較例 H2および H3に比べて溶断シール強度 が向上していることが分かる。
[0061] [表 2]
表 2 :溶断シール試験測定結果
*比較例 3
#比較例 2、 巿販ニ軸 P E Tのみ
[0062] [実施例 6— 8 :溶断シール性.熱収縮性包装用フィルム F6— F8の、二軸延伸法に よる製造および熱収縮包装評価]
[実施例 6]
本発明の乾燥した高分子量 ·高熔融張力 'ブロック共重合 PETペレット Bl (MFR9 . OgZlO分、ポリエーテルゴム 6が 10重量部用いられている、製造例 12) 90重量部 に、乾燥した巿販シート用 PET榭脂(MFR80gZlO分、 IV値 0. 72) 10重量部を、 スーパーミキサーを用いて 2分間混合した。この混合物を、口径 40mmの単軸押出 機により、 270°Cにて 300mm巾押出ダイスより押出した後、冷却ロールを用いて A— PETシートへと成形し、 85— 90°Cにて縦横 3. 5 X 3. 5倍に二軸延伸し、熱固定せ ずに厚み 12 mの延伸フィルム (F6)を製造した。厚みを 9 mとした場合には、破 れ易かった。
[0063] [実施例 7— 8]
本発明の乾燥した高分子量 ·高熔融張力 ·ブロック共重合 PETペレット B2 (MFR8 . 5gZlO分、新ポリエステル ·ゴム A10重量部、製造例 13) 90重量部に、乾燥した 巿販シート用 PET榭脂(MFR80gZlO分、 IV値 0. 72) 10重量部を、スーパーミキ サーを用いて 2分間混合した。この混合物を、口径 40mmの単軸押出機を用いて、 2 70°Cにて 300mm巾押出ダイスより押出した後、冷却ロールを用 、て A— PETシート へと成形し、 85— 90°Cにて縦横 3. 5 X 3. 5倍に二軸延伸し、熱固定せずに、厚み 1 2 μ mおよび 9 μ mの延伸フィルム(それぞれ F7および F8)を製造した。
F7および F8につ 、ての溶断シール強度の測定結果 (熱収縮包装後)を表 3に示し た。溶断シールは、温度約 270°Cにて実施され、これらの測定値は 5点の平均値で ある。溶断シール強度は、熱収縮無し、および円筒容器を熱収縮包装した後の 2つ のケースについて測定したが、後者のケースの方が約 2割優れていた。本発明による フィルム F7および F8の溶断シール強度は、本発明のポリエステル 'ゴム Aを含まない 榭脂から製造された二軸延伸 PETフィルムよりも、約 2倍と大幅に改善された。厚み 9 mの延伸フィルム(F8)力 12 mのもの(F7)よりも柔軟であり、包装材として優れ ていた。
[0064] [表 3]
表 3 :熱収縮性包装後の溶断シール試験測定結果
実 フ 熱収縮性包装後の 5点平均値 樹脂 B種類 厚み
ィ
施 / P E T * 溶断シール強度 # (Kg/ 15mm) [重量%比] ノレ
( fa)
例 ム (Kg/15mm) [0. 45比]
6 F6 12 1. 86 0. 84 0. 61 1. 52 0. 66 0. 83 [1. 8]
7 F7 12 1. 15 2. 06 0. 66 0. 93 1. 38 1. 24 [2. 8]
8 F8 9 0. 48 0. 45 0. 66 1. 38 1. 12 0. 818 [1. 8] ネ P E Tの I V値は 0 . 7 2
# 5点において測定
[0065] [実施例 9一 10 :溶断シール性 ·熱収縮性包装用フィルム F9— F10の、チューブラ 一法による製造および物性評価]
[実施例 9]
本発明の乾燥した高分子量 ·高熔融張力 PETペレット A3 (MFR8. 5gZlO分、 IV 値 0. 88、製造例 11) 100重量部に、ステアリン酸カルシウム 0. 1重量部をカ卩えて、 スーパーミキサーにより 2分間混合した。次に、ダブル'バブル方式チューブラー法を 実施した。第 1段の口径 40mmの単軸押出機を用いて、この混合物を、スクリュー温 度 270°C、榭脂供給 5KgZhにて、口径 50mmのダイスより下方に押出し、水冷方式
によりチューブイ匕し、得られたチューブを上方に搬送してから、第 2段の下向きチュー ブラー法により、 90— 100°Cにて縦横に数倍の同時二軸延伸をかけて、厚み約 12 μ mのチューブラー法延伸フィルム F9とした。 F9にはフィッシュアイが観察された。 本発明のペット ·フィルム F9を平膜状態にお 、て溶断シールし、熱風炉中 120°Cに て 2分間保持した後、溶断シール強度を測定した。溶断シール強度は 0. 46Kg/15 mm巾あり、 2週間後もほぼ同一であった。本発明のフィルムは全て、長鎖分岐構造 に由来する分子鎖の「絡み合い効果」があるので、フィルム物性の経時変化が殆ど無 い。
[0066] [実施例 10]
同様にして、本発明の高分子量 ·高熔融張力 PETZPETGZポリエステルゴム 'ブ ロック共重合ペレット C1 (組成比: 100Z30Z5、 MFR6. 4gZlO分)力ら、ダブル' バブル方式チューブラー法により、フィルムへの成形を実施した (F10、厚み約 12 m)。ただし、ブロック共重合体のために、比較的低温度での同時二軸延伸が可能に なったので、第 2段目の下向きチューブラー法による二軸延伸の温度を 85— 95°Cと した。単軸特殊スクリューの混合性改善効果により、結合剤、触媒、および榭脂の局 所反応が無ぐスクリュー内に樹脂が充満するので、黒褐色の焼焦げの発生が防止 されたので、フィルム F10のフィッシュアイ発生は、画期的に減少した。得られた F10 を平膜状態にて溶断シールし、熱風炉中 120°Cにて 2分間保持した。溶断シール強 度が 1. lKgZl5mm巾、熱収縮率が 45%となり、これらの値は 2週間後もほぼ同一 だったので、本発明による F10は実用上充分であることが分力つた。
[0067] [実施例 11一 14 :キャスト法による、 PETフィルム Sl l、 PETZポリエステルゴム' 共重合体フィルム S 12、および PETZPETGZポリエステルゴム ·共重合体フィルム S13— S14の製造、ならびにこれら S11— S14の二軸延伸フィルム F11— F14への 変成および熱収縮包装例]
[キャスト法によるフィルム S11の製造]
台湾 TUNTEX社製重縮合法 PET青白色乾燥ペレット 100重量部(主原料 a :繊維 グレードの新品、 IVO. 61dlZg、 280°C〖こおける MFR85gZlO分、同温度でのゼ 口シェア溶融粘度 150Pa. s、カルボン酸価 30meqZkg)、結合剤マスターバッチ i6
の透明ミニペレット 2重量部(有効量 0. 26重量部、結合剤 dであるエチレングリコー ル ·ジグリシジルエーテルおよび結合剤 eであるトリメチロールプロパン ·トリグリシジル エーテルを用い、製造例 4に準じて eZd= 6. 25/93. 75に変更して製造した)、粉 末状複合触媒マスターバッチ kl (製造例 6 :LiZNaZCa = 25Z25Z50) 0. 30重 量部、酸ィ匕防止剤'着色防止剤としての IRGANOX B225粉末 0. 1重量部、およ び粉末の展着剤としての流動パラフィン 0. 15重量部を、スーパーミキサーを用いて 2分間混合した後、得られたフレーク混合物を、前記と同様の防湿袋中に保管した。 この混合物を、 日立造船 (株)製同方向二軸型押出機 (スクリュー径 80πιπιΦ、 LZ D = 36、 2ベント式)を使用し、シリンダーの設定温度を 260— 280°C、第 1および第 2ベントの真空度を 0. 3KPa以下、スクリュー回転数を 100rpm、フレーク混合物の 供給速度を 200KgZhとして反応押出を行い、巾 1, 400mmの 265°Cの Tダイで押 出した後、 30— 60°Cの冷却ロールを通すキャスト法により、厚み 0. 22mm,スリット 巾 1, 040mmの高分子量'高溶融張力 PETZポリエステルゴム'ブロック共重合フィ ルム SI 1 (組成比: 100Z5)を約 300m製造した。
[0068] [キャスト法によるフィルム S 12の製造]
上記の製造例 11と同様に、但し帝人化成製ポリエステル ·エラストマ一:ヌ一べラン 4400系褐色乾燥ペレット 5重量部(副原料 c:新ポリエステル型 TRB— ELA、 230°C における MFR約 40gZlO分)を追加して、キャスト法により、厚み 0. 22mm,スリット 巾 1, 040mmの高分子量'高溶融張力 PETZポリエステルエラストマ一'ブロック共 重合フィルム S 12 (組成比: 100Z5)を約 300m製造した。
[0069] [キャスト法によるフィルム S 13の製造]
上記の製造例 11と同様に、但し帝人化成製ポリエステル ·エラストマ一:ヌ一べラン 4400系褐色乾燥ペレット 5重量部およびイーストマン社製 PETG6763の透明乾燥 ペレット 66重量部(畐 IJ原料 b :新品ペレット、 IVO. 73dl/g、 280。Cにおける MFR12 Og/10分、 Mn26, 000)を追カロして、キャスト法により、厚み 0. 22mm,スリット巾 1 , 040mmの高分子量'高溶融張力 PETZPETGZポリエステルエラストマ^ ブロッ ク共重合フィルム S 13 (組成比: 100Z66Z5)を約 300m製造した。
[0070] [キャスト法によるフィルム S 14の製造]
上記の製造例 11と同様に、但し帝人化成製ポリエステル ·エラストマ一:ヌ一べラン 4400系褐色乾燥ペレット 5重量部およびイーストマン社製 PETG150重量部を追加 して、キャスト法により、厚み 0. 22mm,スリット巾 1, 040mmの高分子量 ·高溶融張 力 PETZPETGZポリエステルエラストマ一'ブロック共重合フィルム S 14 (組成比: 1 00/150/5)を約 300m製造した。
[0071] [S11— S14の、二軸延伸フィルム F11— F14への変成、ならびに熱収縮性および 溶断シール性能の評価]
キャスト法により力べして得られた厚み 0. 22mmの各種フィルム、すなわち、 PETフ イルム S 11 (組成比: 100)、 PETZポリエステルゴム'ブロック共重合体フィルム S 12 (組成比: 100Z5)、 PETZPETGZポリエステルゴム'ブロック共重合体フィルム S1 3 (組成比: 100Z66Z5)、および S14 (組成比: 100Z150Z5)を、それぞれ 14c m角に裁断した。また、比較例 H3として、キャスト法による厚み 0. 20mmの PETGフ イルムも、 14cm角に裁断した。
これら 14cm角の小片から、岩本製作所 (株)製二軸延伸試験装置を使用して、縦 横同時の二軸延伸、フィルム表面設定温度 80— 105°C、チャック間隔 13cm、チヤッ ク速度 20— 50mmZ秒等の条件下に、二軸延伸フィルム F11— F14を試作した。ま た、二軸延伸フィルム F11— F14の平膜について、熱風循環炉を使用して、 90— 12 0°C、 2分間での熱収縮率を測定した。この結果を、比較例 H3の PETGの例と共に、 表 4に示した。
[0072] [表 4]
表 4 : 4 c m X 4 c m小片からの同時二軸延伸フィルム、 およびその熱収縮率
実施例 11の様に、主原料 aである PETのみでは、キャスト法によるフィルム S11は 8 0— 90°Cにおける低温延伸が不可能であり、従って、 S 11から得られる二軸延伸フィ ノレム F11の熱収縮率も、 90— 120°Cにおいて 8— 22%と/ Jヽさ力つた。 F11は光沢力 あり、透明性が良くて硬いので雑誌などの薄手包装には最適である力 一方厚手包 装には不向きである。
[0074] 実施例 12の様に、副原料 cであるポリエステル ·エラストマ一 5部を併用すると、キヤ スト法によるフィルム S12の様に延伸成形性が非常に改善され、特に 85°Cにおける 低温延伸が可能となった。従って、 S12から得られる二軸延伸フィルム F12の熱収縮 率も、 90— 120°Cの夫々の温度において若干改善された。 F12は光沢があり更に透 明性が良くなり、しかも柔軟であり溶断シール強度も倍増したので、雑誌や薄い容器 などの薄手包装には好適である。しかしなお厚手包装には不向きである。
[0075] 実施例 13の様に、副原料 bである PETG66部および副原料 cであるポリエステル · エラストマ一 5部を併用すると、キャスト法によるフィルム S13の様に延伸成形性が更 に改善され、 85°Cにおける低温延伸が可能であると共に、 S 13から得られるニ軸延 伸フィルム F13の熱収縮率が、 90— 120°Cの夫々の温度において 10%以上と、特 に大幅に改善された。 F13は光沢があり、更に一層透明性が良く柔軟であり、溶断シ ール強度も 0. 7— lkgZl5mmと充分であるので、一般包装に好適である。
[0076] 実施例 14の様に、副原料 bである PETG150部および副原料 cであるポリエステル
'エラストマ一 5部とすると (倍増)、キャスト法によるフィルム S 14の様に、特に 80°Cに おいての低温延伸が可能となった。この低温延伸のために、 S14から得られる二軸 延伸フィルム F14の熱収縮率が、 90— 120°Cの夫々の温度において 20%以上改善 され、最大 51%まで大幅に改善された。 F14は光沢があり、更に一層透明性が良く 柔軟であり、溶断シール強度も 0.6—0. 8kgZl5mmとほぼ充分であるので、低温 用途の特定包装に好適である。但し、 PETGはガラス転移温度 (Tg) 81°Cの非結晶 性榭脂であるので、 80°C以上の耐熱性が要求される一般包装には、 PET100部に 対して PETG100部以下であることが好まし 、。
[0077] 比較例 3の、キャスト法による PETGフィルム H3については、 80— 85°Cにおける延 伸成形は不可能であった力 高温成形により成形した場合に得られる二軸延伸フィ ルム (FH3)の熱収縮率は、最大 73%であった。溶断シール強度は 0.4— lkgZl5 mmとばらつきが大きぐ特に夏期の 35°C下における 2週間後の溶断シール強度の 低下が著し力つた。
[0078] [実施例 15— 16 :キャスト法による PETZPETGZポリエステルゴム ·共重合体フィ ルム S13— S14の、連続的二軸延伸フィルム F15— F16への変成および熱収縮包
装例]
実施例 13および 14において製造した厚み 0. 22mmのキャスト法によるフィルム S1 3 (PETZPETGZポリエステル ·エラストマ一の組成比: 100Z66Z5)および S 14 ( 同糸且成比: 100Z150Z5)を、夫々巾 260mm X 250m巻きにスリットした。
前記の 14cm角小片についてのバッチ式二軸延伸の成形試験結果を参考にして、 小型二軸延伸製造装置を使用し、連続式二軸延伸試験を実施した。巾 260mmの S 13または S14を、装置入口より連続的に供給し、入口チャック間隔 225mm、入口速 度 0. 5mZ分、熱風温度 80— 100°C、予熱 350mm長 ·延伸 775mm長 · 3段式熱 固定 1, 500mm長、同時二軸延伸 3. 5 X 3. 5— 4 X 4等の条件下に、厚み 13— 18 /z mおよびスリット巾 400— 500mmの二軸延伸フィルム F15— F16を製造した。 これらの製造試験結果を表 5に示した。これら実施例 15— 16の連続式二軸延伸フ イルム F15— F16の成形力卩ェ性は、前記実施例 13— 14における小片についての回 分式二軸延伸フィルムの成形カ卩ェ性とは、キャスト法による同一のフィルムを使用し たにもかかわらずかなり異なっていた。連続式においては、回分式に比べて、全体的 に延伸温度が 10°C高かった。また、連続式においては、回分式とは逆に、 S13 (PE T/PETG/ポリエステル 'エラストマ一の組成比: 100Z66Z5)が S 14 (同組成比: 100Z150Z5)よりも成形カ卩ェ性においてはるかに優れていた。従って、 PETGの 配合比は、 40— 70重量部が好ましい。
[表 5]
[0080] また、力べして得られた二軸延伸フィルム F15— F16の平膜の、 120°C、 2分におけ る熱収縮率は 40— 60%であり、溶断シール強度は 0.7—1. 2kgZl5mmと大きぐ 特に 35°C下 2週間後の溶断シール強度も充分保持されていた。
[0081] [実施例 17 :高粘度用反応釜での、ゲル'フィッシュアイの無い PETZPETG ポ リエステルゴム 'ブロック共重合 C2ペレットの製造、およびチューブラー法による二軸 延伸フィルムの製造例]
高粘度用反応釜 (容積 lm3、熱媒体加熱型、ヘリカル型攪拌羽根、トルク計付き強 力攪拌機、低部にギヤ一ポンプ、真空ライン等を設置)中に、台湾 TUNTEX社製重 縮合法 PET青白色乾燥ペレット 200Kg (主原料 a)を投入し、窒素雰囲気下に 270 °Cにて熔融させた。ついで、イーストマン社製 PETG6763の透明乾燥ペレット 40Kg (副原料 b)、および帝人化成製ポリエステル 'エラストマ一:ヌ一べラン 4400系褐色 乾燥ペレット lOKg (副原料 c)を追加投入して、高真空下に脱気脱水しながら均一混 合した。次いで、窒素雰囲気下に粉末状複合触媒マスターバッチ kl (製造例 6 :Li/ Na/Ca= 25/25/50) 0. 30Kg、酸ィ匕防止剤 ·着色防止剤である IRGANOX B225粉末 0. 10Kg、安定剤である亜燐酸 0. 15Kg、および結合剤マスターバッチ i 2の透明ミニペレット 20Kg (有効量 1. 32重量部、 eZd= 25 75)を追加投入し、 1 0— 30分間 lOOrpm以上の高速攪拌を行い反応系を均一化した。この均一化によつ て、ゲルやフィッシュアイの副生反応が防止された。ブロック共重合体の形成により、
急速な粘度上昇が起こるので、トルクオーバーにならないように攪拌を停止し、更に 2 70°Cにて 2時間保持した。該反応釜に窒素圧をかけると共に、得られた柔らかい餅 状物を、該反応釜下のギヤ一ポンプを稼動させ円周配置ストランド孔を持つダイスか ら 20本のストランドとして下向きに水中に押出し、水冷後回転カッターにより切断して 円柱状ペレットに得た。得られたペレットを 130°Cにて約 3時間熱風乾燥した後、前 記の防湿袋中に保管した。こうして得られた本発明による PET— PETG— PESゴム · ブロック共重合体ペレット C2 (組成比: 100Z40Z5)の MFRは 3. 2gZlO分であり 、収量は約 250Kgであった。
実施例 9と同様にして、得られた本発明のブロック共重合ペレット C2 (組成比: 100 /40/5. MFR3. 2gZlO分)力ら、ダブル'バブル方式チューブラー法により、フィ ルムを成形した (F17、厚み約 12 /ζ πι)。但し、ブロック共重合体のために比較的低 温度での同時二軸延伸が可能になったので、第 2段目の下向きチューブラー法によ る二軸延伸温度を、 85— 95°Cとした。該反応釜中の安定剤の存在による混合性改 善効果により、結合剤、触媒、および榭脂の局所反応が無くなり、得られたフィルムに はゲル'フィッシュアイが全く見られなかった。本発明によるブロック共重合フィルム F 17の溶断シール強度は約 1. OKgZl5mm巾、熱収縮率は約 48%であり、これらの 値は 2週間後もほぼ同一だったので、 F17は実用上充分であることが分かった。