JPH0971668A - 熱収縮性ポリエステルフィルム、その製造方法及びそれに用いる共重合ポリエステル組成物 - Google Patents
熱収縮性ポリエステルフィルム、その製造方法及びそれに用いる共重合ポリエステル組成物Info
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Abstract
温度が低く、また収縮速度も適切で、加熱して被装着体
へ装着させる際にしわ、収縮斑、波打ちなどを発生させ
ることがなく、しかも主収縮方向に対して直角の方向に
はほとんど膨張を示さない。 【解決手段】 (A)テレフタル酸単位を主体とするジ
カルボン酸単位と1,4‐シクロヘキサンジメタノール
単位及びエチレングリコール単位を主体とするジオール
単位とから構成される共重合ポリエステルと、(B)テ
レフタル酸単位を主体とするジカルボン酸単位と2‐メ
チル‐1,5‐ペンタンジオール単位又は3‐メチル‐
1,5‐ペンタンジオール単位及びエチレングリコール
単位を主体とするジオール単位とから構成される共重合
ポリエステルとを重量比40:60ないし95:5の割
合で含む共重合ポリエステル組成物から成る熱収縮性ポ
リエステルフィルム。
Description
テルフィルム、さらに詳しくは、加熱した際、主収縮方
向に対して直角の方向にはほとんど伸縮を示さず、びん
などに装着する際しわや収縮むらを生じることがない熱
収縮性ポリエステルフィルム、その製造方法及びそのフ
ィルムの材料として用いる共重合ポリエステル組成物に
関するものである。
射線などによって加熱すると収縮する性質があるため、
包装材、ラベル、キャップシール、電気絶縁被覆材など
として広い分野で利用されている。
リ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリオレフィン、共重合
ポリエステルなどが用いられているが、ポリ塩化ビニル
系フィルムは使用後焼却処理すると有毒ガスを発生し、
環境汚染の原因となるため、次第にその使用が制限され
る傾向があり、ポリスチレン系フィルムは貯蔵中に自然
収縮して使用時における収縮が不十分になるという欠点
があり、またポリオレフィン系フィルムは低温収縮性が
低いという欠点があるため、最近共重合ポリエステル系
フィルムが注目されるようになってきた。
ルムの中で最も汎用されているポリエチレンテレフタレ
ート系フィルムは、優れた透明性、耐溶剤性、耐候性を
有し、抗張力が高く、しかも焼却時に有毒ガスの発生が
ないという長所があるが、収縮率の限界値が他のフィル
ムに比べ低い上に、収縮開始温度が高く、しかも収縮開
始温度を越えると急激に収縮率の限界値に達し、コント
ロールする余地がないという欠点を有している。このた
め、収縮速度の大きい熱収縮性フィルムを収縮トンネル
装置内で加熱すると、加熱処理初期において瞬時に収縮
が完了し、それ以降の加熱では、ほとんど収縮しないた
め、収縮トンネル装置内に初めに入るフィルム部分と後
から入るフィルム部分との間で収縮差を生じ、収縮斑、
しわ、波打ちなどが発生することになる。このような熱
収縮性ポリエステルフィルムの欠点を改善するために、
ポリエチレンテレフタレートに1,4‐シクロヘキサン
ジメタノール、ネオペンチルグリコール又はイソフタル
酸から誘導される構造単位を導入し、非晶化及びガラス
転移温度の低下をはかったもの(特開昭57−4272
6号公報、特開昭58−64958号公報、特開昭63
−156833号公報、特開昭63−202429号公
報、特公昭63−7573号公報)、ポリエチレンテレ
フタレートにイソフタル酸及び1,4‐ブタンジオール
から誘導される構造単位を導入した共重合ポリエステル
(特開昭63−114629号公報)、ポリエチレンテ
レフタレートに1,4‐シクロヘキサンジメタノールか
ら誘導される構造単位を導入した共重合ポリエステルと
ポリエチレンテレフタレートとの混合物(特開昭61−
64430号公報、特開昭62−95341号公報)な
どが提案されている。
メタノール、ネオペンチルグリコール又はイソフタル酸
から誘導される構造単位を含むものは、収縮率の限界値
の向上という点ではかなり改善されているものの、その
他の収縮特性については必ずしも満足できるものではな
い。すなわち、1,4‐シクロヘキサンジメタノール又
はネオペンチルグリコールから誘導される構造単位を含
む共重合ポリエステルは、熱収縮性フィルムとしたとき
に、ガラス転移温度が高いか、変わらないため、収縮開
始温度が高く、また収縮速度も大きいために、収縮差に
よる収縮斑、しわ、波打ちなどを完全に防止することが
できない。また、イソフタル酸から誘導される構造単位
を含むポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートに
比べてガラス転移温度がわずかに低下し、収縮開始温度
が低くなるものの、収縮速度の低下や収縮率の限界値を
高くするという点で十分な改善が行われていない。ま
た、イソフタル酸及び1,4‐ブタンジオールから誘導
される構造単位を含む共重合ポリエステルも、ポリエチ
レンテレフタレートに比べてガラス転移温度が低下し、
収縮開始温度が低くなるものの、収縮速度の低下や収縮
率の限界値を高めるという点での改善が不十分である。
このように、前記したいずれの共重合ポリエステルによ
っても、前記したポリエチレンテレフタレートのもつ欠
点を完全に克服することはできない。
4‐シクロヘキサンジメタノールから誘導される構造単
位を導入した共重合ポリエステルとポリエチレンテレフ
タレートとの混合物は、収縮率の限界値の向上あるいは
収縮速度の低下という点においては1種類の共重合ポリ
エステルを用いた素材よりも改善されているが、実際の
使用においてはまだ不十分である。しかも、ポリエチレ
ンテレフタレートとほぼ等しいガラス転移温度であるた
め、収縮開始温度が高く、熱収縮性フィルムとして用い
ると、フィルムの被装着体への一般的な装着方法である
蒸気トンネル使用の際に、しわ、収縮斑、波打ちなどの
発生を完全に防止することができない。また、円筒状の
フィルムなどを製造するために行うテトラヒドロフラン
等の溶剤でのシール工程において、経時的にシール性が
低下し、十分な強度が得られないという欠点も有する。
このように、前記したいずれのポリエステル及びその混
合物を用いても、実用上の使用条件において満足できる
収縮特性を有するポリエステルフィルムは得られなかっ
た。
ルでは、一軸延伸フィルムを製造した場合、主収縮方向
に対して直角の方向に膨張する傾向があり、円筒状に成
形し、びんなどの被装着体に嵌装して加熱した場合、収
縮過程において一時的に膨張するため、しわ、収縮斑、
波打ちなどを生じるという欠点があることも知られてい
る。
熱収縮性ポリエステルフィルムのもつ欠点を克服し、熱
による収縮率の限界値が大きく、収縮開始温度が低く、
また収縮速度も適切で、加熱して被装着体へ装着させる
際に、しわ、収縮斑、波打ちなどを発生させることがな
く、しかも主収縮方向に対して直角の方向にはほとんど
膨張を示さず、さらに溶剤シール性に優れた熱収縮性ポ
リエステルフィルムを提供することを目的としてなされ
たものである。
ポリエステルフィルムの物性を改善するために種々研究
を重ねた結果、テレフタル酸と1,4‐シクロヘキサン
ジメタノール及びエチレングリコールとから得られる共
重合ポリエステルと、テレフタル酸と2‐メチル‐1,
5‐ペンタンジオール又は3‐メチル‐1,5‐ペンタ
ンジオール及びエチレングリコールとから得られる共重
合ポリエステルを混合して新規な共重合ポリエステル組
成物を調製し、次いでこれを製膜にしたのち、得られた
フィルムを一方向に3〜7倍延伸し、加熱すると、延伸
方向に対して直角の方向、すなわち主収縮方向に対して
直角の方向には膨張がほとんど認められず、しかも収縮
率の限界値が大きく、低い収縮開始温度及び低い収縮速
度をもつ熱収縮性ポリエステルフィルムが得られること
を見出し、この知見に基づき本発明をなすに至った。
単位を主体とするジカルボン酸単位と1,4‐シクロヘ
キサンジメタノール単位及びエチレングリコール単位を
主体とするジオール単位とから構成される共重合ポリエ
ステルと、(B)テレフタル酸単位を主体とするジカル
ボン酸単位と2‐メチル‐1,5‐ペンタンジオール単
位又は3‐メチル‐1,5‐ペンタンジオール単位及び
エチレングリコール単位を主体とするジオール単位とか
ら構成される共重合ポリエステルとを重量比40:60
ないし95:5の割合で含む共重合ポリエステル組成物
から成り、かつ主収縮方向の収縮率が40%以上であ
り、主収縮方向に対して直角の方向の収縮率が−5%な
いし5%である熱収縮性ポリエステルフィルムを提供す
るものである。
ィルムは、(A)成分と(B)成分の2種の共重合ポリ
エステルを含む共重合ポリエステル組成物から成ってい
る。この(A)成分として用いられる共重合ポリエステ
ルは、テレフタル酸単位、すなわち式(I)
1,4‐シクロヘキサンジメタノール単位、すなわち、
式(II)
ち、式(III)
される共重合ポリエステルである。
と式(III)の単位とは、好ましくはモル比で10:
90ないし50:50、より好ましくは20:80ない
し40:60の範囲内にある。式(II)の単位がこれ
よりも少ないと、主収縮方向に対して直角の方向に熱膨
張性を生じ、装着性が悪くなったり、十分な熱収縮性が
得られなくなることがある。また、これよりも多くなる
と、主収縮方向に対して直角の方向に大きな熱伸縮性を
生じ装着性が悪くなることがある。
造単位の他に、所望に応じ、ポリエステルの熱特性に影
響を与えない量、通常5重量%以下の割合でアジピン
酸、アゼライン酸などの脂肪族ジカルボン酸;ナフタレ
ンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニル
スルホンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン
酸、ジフェニルケトンジカルボン酸、ナトリウムスルホ
イソフタル酸、ジブロモテレフタル酸などの芳香族ジカ
ルボン酸;1,4‐シクロヘキサンジカルボン酸などの
脂環式ジカルボン酸又はそれらのエステル形成性誘導
体;1,3‐プロパンジオール、1,4‐ブタンジオー
ル、1,5‐ペンタンジオール、1,6‐ヘキサンジオ
ール、1,4‐ヘキサンジオール、1,7‐ヘプタンジ
オール、1,8‐オクタンジオール、1,9‐ノナンジ
オール、1,10‐デカンジオール、ネオペンチルグリ
コール、2‐メチル‐1,8‐オクタンジオールなどの
脂肪族ジオール;1,3‐シクロヘキサンジオール、
1,4‐シクロヘキサンジオール、1,3‐シクロヘキ
サンジメタノール、ノルボルネンジメタノール、トリシ
クロデカンジメタノールなどの脂環式ジオール;2,2
‐ビス(4‐ヒドロキシフェニル)プロパンのエチレン
オキシド付加物、4,4'‐スルホニルビスフェノール
のエチレンオキシド付加物、1,4‐ヒドロキシベンゼ
ンのエチレンオキシド付加物などの芳香族ジオール;2
‐ヒドロキシプロピオン酸、3‐ヒドロキシ酪酸、4‐
ヒドロキシ吉草酸、5‐ヒドロキシカプロン酸、6‐エ
ナント酸、7‐ヒドロキシカプリル酸、8‐ヒドロキシ
ペラルゴン酸、9‐ヒドロキシカプリン酸などの脂肪族
ヒドロキシカルボン酸;ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキ
シトルイル酸、ヒドロキシナフトエ酸、3‐(ヒドロキ
シフェニル)プロピオン酸、ヒドロキシフェニル酢酸、
3‐ヒドロキシ‐3‐フェニルプロピオン酸などの芳香
族ヒドロキシカルボン酸;ヒドロキシメチルシクロヘキ
サンカルボン酸、ヒドロキシメチルノルボルネンカルボ
ン酸、ヒドロキシメチルトリシクロデカンカルボン酸な
どの脂環式ヒドロキシカルボン酸又はそれらのエステル
形成性誘導体などの二官能性化合物から誘導される構造
単位を含むことができる。また、ポリエステルの物性を
そこなわない程度の量、通常0.5重量%以下の割合で
あれば、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット
酸、トリカルバリル酸などの三価以上の多価カルボン酸
やトリメチロールプロパン、ペンタエリスルトールなど
の三価以上の多価アルコールなどの多官能化合物から誘
導される構造単位を含むこともできる。
ムにおける(A)成分は、ガラス転移温度が50〜10
0℃の範囲内であることが好ましい。このガラス転移温
度がこれよりも低いと、熱収縮性フィルムとしたときに
常温で自然収縮が生じてしまうので実用に適さない。こ
のガラス転移温度がこれよりも高いと、熱収縮性フィル
ムとしたときの収縮開始温度が高く、被装着体への装着
が困難となる。熱収縮性フィルムとしての使用において
特に適する収縮開始温度を有するためには、ガラス転移
温度は60〜90℃の範囲内であることがより好まし
い。
ノールとテトラクロロエタンの等重量混合溶媒中、30
℃において0.4dl/g以上であることが好ましい。
この値よりも小さいと、熱収縮性フィルムとしたときの
強度、耐衝撃性などの機械的性能が不十分となる。また
この値が大きすぎると、熱収縮性フィルムの製造におけ
る成形性の点が問題となる。したがって熱収縮性フィル
ムへの成形性、及びフィルムの機械的強度の点から、こ
の極限粘度は0.5〜1.5dl/gの範囲内にあるこ
とがより好ましい。
おける(A)成分は、公知のポリエステルの製造方法、
例えば米国特許第4,786,692号明細書記載の方
法によりジカルボン酸とジオールを直接エステル化した
のち、重縮合させる直接法、あるいはジカルボン酸低級
アルキルエステル化合物とジオールをエステル交換した
のち、重縮合させるエステル交換法を用いて製造するこ
とができる。通常、重合には、溶融重合法が用いられる
が、高重合度のものが要求されるときには、溶融重合法
と固相重合法との組み合せ、例えば溶融重合法で得られ
たポリエステルを減圧下又は不活性ガス気流下におい
て、融点又は軟化点以下の温度で熱処理して固相重合さ
せる方法が用いられる。
シクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコールか
ら誘導される構造単位を有する共重合ポリエステルの場
合の製造方法について説明する。すなわち、テレフタル
酸に1,4‐シクロヘキサンジメタノール及びエチレン
グリコールから成るジオール混合物を、そのジオール混
合物の合計量がテレフタル酸の量に対し、過剰量例えば
1.1〜2.5倍モルとなるような割合で加え、常圧な
いしは絶対圧3kg/cm2以下の加圧下に、約230
〜280℃の温度で生成する水を留出させながらエステ
ル化反応を行い、次いで必要に応じて重縮合触媒、着色
防止剤を添加したのち、5mmHg以下の圧力に減圧
し、約200〜280℃で、所望の極限粘度を有する共
重合ポリエステルが得られるまで反応させる。この際に
用いる重縮合触媒としては、例えば酸化アンチモンなど
のアンチモン化合物、酸化ゲルマニウムなどのゲルマニ
ウム化合物、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチ
タン、テトラ‐n‐プロポキシチタン、テトライソプロ
ポキシチタン、テトラブトキシチタンなどのチタン化合
物、ジ‐n‐ブチルスズジラウレート、ジ‐n‐ブチル
スズオキシド、ジ‐n‐ブチルスズジアセテートなどの
スズ化合物等が挙げられ、これらの触媒の併用も可能で
ある。この触媒は、生成する共重合ポリエステルに対し
て0.002〜0.8重量%の範囲内となるような量で
用いることが好ましい。また、前記着色防止剤として
は、例えば亜リン酸、リン酸、トリメチルホスファイ
ト、トリフェニルホスファイト、トリデシルホスファイ
ト、トリメチルホスフェート、トリデシルホスフェー
ト、トリフェニルホスフェート等のリン化合物を挙げる
ことができ、生成する共重合ポリエステルに対し、0.
001〜0.5重量%の範囲内となるような量で用い
る。
が不純物として含有されているが、この量が実質的に
(A)成分の物性をそこなわない限りそのまま使用して
も差しつかえない。このようなテレフタル酸を用いる
と、(A)成分の共重合ポリエステルA中にイソフタル
酸から誘導される単位が混在することになる。
テレフタル酸アルキルエステルが用いられるが、このよ
うなエステルの例としては、ジメチルテレフタレート、
ジエチルテレフタレート、ジプロピルテレフタレートの
ような低級アルキルエステルを挙げることができる。
交換触媒の存在下に、ジオール混合物をテレフタル酸ア
ルキルエステルに対して2.0〜4.0倍モルの割合で
加え、常圧ないしは絶対圧3kg/cm2以下の加圧下
に、約160〜250℃で、生成するアルコールを留出
させながらエステル交換反応を行った後に、上記した方
法と同様に重縮合させるとよい。そして、エステル交換
反応触媒としてはナトリウムメチラート、マグネシウム
メチラートなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の
アルコラート;酢酸亜鉛、酢酸カドミウム、酢酸マンガ
ン、酢酸コバルト、酢酸カルシウム、酢酸バリウムなど
の金属の脂肪酸塩;ホウ酸亜鉛、ホウ酸カドミウム、ホ
ウ酸マンガン、ホウ酸コバルト、ホウ酸カルシウム、ホ
ウ酸バリウムなどの金属のホウ酸塩;炭酸亜鉛、炭酸カ
ドミウム、炭酸マンガン、炭酸コバルト、炭酸カルシウ
ム、炭酸バリウムなどの金属の炭酸塩;酸化マグネシウ
ム、酸化鉛、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ゲルマニウムなど
の金属酸化物等を挙げることができる。
る共重合ポリエステルは、テレフタル酸単位、すなわち
前記式(I)で表わされるジカルボン酸単位と、2‐メ
チル‐1,5‐ペンタンジオール単位又は3‐メチル‐
1,5‐ペンタンジオール単位すなわち式(IV)
り、他方は水素原子である)で表わされるジオール単位
及びエチレングリコール単位、すなわち式(III)
おける式(IV)で表される2‐メチル‐1,5‐ペン
タンジオール単位又は3‐メチル‐1,5‐ペンタンジ
オール単位と前記式(III)で表わされるエチレング
リコール単位とのモル比は、好ましくは5:95ないし
35:65であり、より好ましくは10:90ないし3
0:70の範囲内である。2‐メチル‐1,5‐ペンタ
ンジオール単位又は3‐メチル‐1,5‐ペンタンジオ
ール単位の含有割合がこれよりも少ないと熱収縮性フィ
ルムとしたときの収縮率の限界値が低くなったり、ある
いはガラス転移温度が高くなって、低温における収縮性
に劣る。またこれよりも多いとガラス転移温度が低くな
りすぎて、熱収縮性フィルムとしたときに室温付近で自
然収縮を生じやすくなる。
(B)成分は前記した構造単位に加え、必要に応じて炭
素数3〜18の脂肪族ジカルボン酸から誘導される構造
単位を含有してもよい。共重合ポリエステルBにおける
ジカルボン酸単位中のテレフタル酸単位とこの脂肪族ジ
カルボン酸単位とのモル比は好ましくは90:10ない
し99.1:0.1、より好ましくは95:5ないし9
9.5:0.5の範囲内である。炭素数3〜18の脂肪
族ジカルボン酸単位を上記した割合で含有すると、熱収
縮性フィルムとしたときにガラス転移温度が低くなり、
また低温における収縮性も良好となる。さらに収縮速度
も適度に低下し、びんなどの被装着体に加熱装着する際
の収縮むら、しわ、波打ちなどが低減される。
は、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピ
メリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウ
ンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、ペンタ
デカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、ヘプ
タデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸など
の脂肪族ジカルボン酸またはそれらのエステル形成性誘
導体から誘導される構造単位を挙げることができる。こ
のなかでも特に炭素数3〜18の脂肪族ジカルボン酸単
位がアジピン酸単位又はセバシン酸単位である場合は、
容易に製造でき、熱収縮性フィルムとしたときに、びん
などの被装着体に加熱装着する際の収縮むら、しわ、波
打ちなどがなく、極めて良好に被覆することが可能であ
る。
おける(B)成分のガラス転移温度は、40〜80℃の
範囲内にあることが好ましい。ガラス転移温度が40℃
未満では、熱収縮性フィルムとしたときに常温付近で自
然収縮が生じ、またガラス転移温度が80℃を越える
と、熱収縮性フィルムとしたとき収縮開始温度が高く、
低温収縮性が低下する。熱収縮性フィルムとしての使用
において特に適する収縮開始温度とするためには、ガラ
ス転移温度は、特に50〜70℃、さらには55〜70
℃の範囲内にあることが好ましい。
は、フェノールとテトラクロロエタンの等重量混合溶媒
中、30℃において0.4dl/g以上が好ましい。極
限粘度が0.4dl/gより小さいと、熱収縮性フィル
ムとしたときの強度、耐衝撃性等の機械的性能が不十分
となる。またこの値が大きすぎると、熱収縮性フィルム
の製造における成形性の点が問題となる。したがって熱
収縮性フィルムへの成形性、及びフィルムの機械的強度
の点から、この極限粘度は0.5〜1.5dl/gの範
囲内にあることがより好ましい。
開平7−188400号公報に記載された方法、すなわ
ちジカルボン酸とジオールを重縮合させる直接法、ある
いはジカルボン酸低級アルキルエステル化合物とジオー
ルをエステル交換反応によって重縮合反応させる方法に
より製造することができる。この重合は、溶融重合によ
ることができるが、高重合度のものが要求されるときに
は、溶融重合と固相重合との組み合せ、例えば溶融重合
で得られたポリエステルを減圧下又は不活性ガス気流下
において融点又は軟化点以下の温度で熱処理して固相重
合させることにより行うことができる。
ル‐1,5‐ペンタンジオール及びエチレングリコール
から誘導される構造単位を有する共重合ポリエステルの
製造方法について説明する。すなわち、テレフタル酸及
びセバシン酸から成るジカルボン酸混合物と、3‐メチ
ル‐1,5‐ペンタンジオール及びエチレングリコール
から成るジオール混合物を、そのジオール混合物の合計
量がテレフタル酸の量に対し、過剰量例えば1.1〜
2.5倍モルとなるような割合で加え、常圧ないしは絶
対圧3kg/cm2以下の加圧下に、約230〜280
℃の温度で、生成する水を留出させながらエステル化反
応を行い、次いで必要に応じて重縮合触媒、着色防止剤
を添加したのち、5mmHg以下の圧力に減圧し、約2
00〜280℃で、所望の極限粘度を有する共重合ポリ
エステルが得られるまで反応させる。この際に用いる重
縮合触媒としては、(A)成分の製造において挙げた公
知のものを用いることができる。ただし、ジオール混合
物中の3‐メチル‐1,5‐ペンタンジオールの割合が
高い場合には、重縮合性が著しく低下することがあるた
め、チタン化合物等の高活性の重合触媒を用いることが
好ましい。この触媒は、生成する共重合ポリエステルに
対して0.002〜0.8重量%の範囲内となるような
量で用いることが好ましい。また、前記着色防止剤とし
ては、(A)成分の製造例において挙げた公知のものを
用いることができ、生成する共重合ポリエステルに対
し、0.001〜0.5重量%の範囲内となるような量
で用いる。
(A)成分の製造において挙げた公知のテレフタル酸の
低級アルキルエステル及びエステル交換触媒を用いるこ
とができる。
て、(A)成分と、(B)成分とを、重量比40:60
ないし95:5、好ましくは50:50ないし80:2
0、より好ましくは60:40ないし70:30の割合
で含む共重合ポリエステル組成物を用いる。(A)成分
と(B)成分の割合がこの範囲内であれば延伸処理した
熱収縮性フィルムに加工して使用するに際し、びんなど
に装着させるための加熱時に主収縮方向に対して直角の
方向の伸縮を小さくすることができるが、40:60な
いし95:5の範囲外になると、延伸処理した熱収縮性
フィルムに加工して使用するに際し、加熱時の伸縮を小
さくすることができず、したがって被装着体に装着する
際に生じる収縮むら、しわ、波打ちなどを抑制すること
ができない。
状に加工するには、通常の熱可塑性ポリエステルフィル
ムの製造に慣用されている方法、すなわち製膜し、それ
と同時に又はその後で延伸し、さらに必要に応じて熱処
理する。この製膜方法としては、特に制限はなく任意の
方法を用いることができるが、キャスト法、インフレー
ション法などの押出成形法を用いるのが好ましい。ま
た、このフィルムの延伸は、フィルム化と同時又はその
後に(A)成分と(B)成分とから成る共重合ポリエス
テル組成物のガラス転移温度より高い温度の範囲内にお
いて行われる。この際好ましい温度範囲はガラス転移温
度ないしガラス転移温度より高い温度であり、好ましく
はガラス転移温度より5ないし20℃高い温度である。
また延伸は少なくとも一軸方向に3〜7倍、より好まし
くは3.5〜5.0倍延伸する。このようにして一軸方
向に延伸することによりフィルムに一軸収縮性が付与さ
れる。例えば100℃の温水中に30分浸漬すると、主
収縮方向に50〜70%、少なくとも40%以上収縮
し、その一方で主収縮方向に対して直角の方向には−5
%ないし5%しか伸縮しない。したがって、フィルムを
延伸することにより主収縮方向に対して直角方向には実
質的に伸縮を示さない、良好な一軸収縮性のフィルムが
得られ、これは被装着体への装着などに好適である。
そのまま熱収縮性フィルムとして使用することが可能で
あるが、さらに熱処理してもよい。この熱処理は通常5
0〜150℃の範囲内の温度で数秒間から数十秒間の範
囲内の時間において、収縮性を喪失しないような条件下
で行う。このような熱処理を行うことにより、熱収縮性
フィルムの収縮率の調整、熱収縮性フィルム保存時の自
然収縮の抑制、収縮後の収縮斑の減少など、寸法安定性
を向上させることができる。
は、一般のポリエステル系熱収縮性フィルムの場合と同
様、必要に応じ他の熱可塑性樹脂、紫外線安定剤、帯電
防止剤、難燃剤、難燃補助剤、着色剤、潤滑剤、可塑
剤、充填剤などを含有させることができる。また、この
熱収縮性フィルムは、特定の性能を付与するために、通
常行われている表面処理、例えば、紫外線、α線、β
線、γ線、電子線などの照射、コロナ処理、プラズマ処
理、火炎処理や、塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリオ
レフィン、ポリビニルアルコールなどの樹脂被覆処理、
金属蒸着等を施すことができる。
は、通常の熱収縮性フィルムの場合と同じく、用途に応
じて適宜選択しうるが、通常1〜600μmの範囲内で
ある。包装用途、特に、食品、飲料、医薬品等の包装用
途においては、厚さが5〜380μmの範囲のものが好
適である。また、ポリエステルボトル、ガラス瓶等のボ
トルのラベルとして用いる場合には、厚さが20〜70
μmの範囲内のものが好適である。
明する。
価したものである。 (1)共重合ポリエステル中に導入された構造単位の含
有割合 共重合ポリエステルを構成するテレフタル酸等の各モノ
マーから誘導されたそれぞれの構造単位について、共重
合ポリエステル中の全構造単位に対する割合は、重水素
化トリフルオロ酢酸を溶媒として、1H−NMR測定
(日本電子株式会社製,JNM−GX−270型)の結
果から求めた。
30℃で、ウデローデ型粘度計(林製作所製「HRK−
3型」)を用いて測定した。
により、熱分析システム「メトラータTA3000」
(メトラー社製)を用いて、昇温速度10℃/分の条件
で測定した。
の方向の収縮率) 所定条件下で一軸延伸したフィルムを延伸方向に対して
直角の方向(縦方向)に長さ100mm、幅10mmの
短ざく状に裁断して試験片とし、これを100℃の温水
中に30秒間浸漬し、0.5mm目盛のスケールで測定
した数値から次式に従って、縦方向の熱収縮率(%)を
求め、収縮分に+、伸長分に−を付して示した。
向)に長さ100mm、幅10mmの短ざく状に裁断し
た試験片を用い、(4)と同様にして横方向の熱収縮率
(%)を求めた。数値に付した+と−の意味は(4)と
同じである。
サンジメタノール28.94重量部及びエチレングリコ
ール44.83重量部からなるスラリーを調製し、これ
に0.035重量部の三酸化アンチモン及び0.010
重量部の亜リン酸を加えたのち、加圧下(絶対圧2.5
kg/cm2)、250℃の温度でエステル化率が95
%になるまでエステル化を行い、低重合体を製造した。
次いで、絶対圧1mmHgの減圧下、270℃の温度で
この低重合体を重縮合し、極限粘度0.80dl/gの
共重合ポリエステルA1を得た。得られた共重合ポリエ
ステルA1における各構造単位の全構造単位に対する含
有割合は、テレフタル酸単位50モル%、1,4‐シク
ロヘキサンジメタノール15モル%、エチレングリコー
ル単位34モル%、副生ジエチレングリコール単位1モ
ル%であって、1,4‐シクロヘキサンジメタノール単
位とエチレングリコール単位とのモル比は30.6:6
9.4であった。また、ガラス転移温度は81℃であっ
た。
チル‐1,5‐ペンタンジオール18.72重量部及び
エチレングリコール44.83重量部からなるスラリー
を調製し、これに0.035重量部のテトライソプロポ
キシチタンを加えたのち、加圧下(絶対圧2.5kg/
cm2)、250℃の温度でエステル化率が95%にな
るまでエステル化を行い、低重合体を製造した。次い
で、この低重合体を絶対圧1mmHgの減圧下、270
℃の温度で重縮合し、極限粘度0.73dl/gの共重
合ポリエステルB1を得た。得られた共重合ポリエステ
ルB1における各構造単位の含有割合を、上記した方法
で測定したところ、テレフタル酸単位50モル%、3‐
メチル‐1,5‐ペンタンジオール単位12.5モル
%、エチレングリコール単位36モル%、副生ジエチレ
ングリコール単位1.5モル%であって、3‐メチル‐
1,5‐ペンタンジオール単位とエチレングリコール単
位とのモル比は25.8:74.2であった。また、ガ
ラス転移温度は57℃であった。
びB1を用い、これらを表1に示す割合で混合し、27
0℃に加熱して溶融させ、T−ダイより30℃の冷却ロ
ール上に押し出し、厚さ0.2mm、幅650mmの未
延伸フィルムを得た。表1にそのガラス転移温度を示
す。
温度(ガラス転移温度より約10℃高い温度)で3.8
倍、4.0倍又は4.2倍に延伸し、厚さ約50μmの
延伸フィルム(熱収縮性ポリエステルフィルム)を得
た。このようにして得た各熱収縮性ポリエステルフィル
ムの縦及び横の収縮率を表1に示す。
ステルA1単独で用いた場合(比較例)は、横方向(主
収縮方向)への収縮率は良好であるが、縦方向(主収縮
方向に対して直角の方向)への伸張率が高いため、加熱
による装着処理の際に、しわや波打ちの原因となる。そ
の一方、共重合ポリエステルA1にB1が40:60ない
し95:5の範囲内の割合で混合されると横方向(主収
縮方向)への収縮率は良好に保ちつつ、縦方向(主収縮
方向に対して直角の方向)への伸張率を抑えることがわ
かる。また、共重合ポリエステルA1のB1に対する割合
がこれよりも小さくなると加熱時の縦方向への伸縮が大
きくなっている。
量部、3‐メチル‐1,5‐ペンタンジオール11.8
5重量部及びエチレングリコール44.83重量部から
なるスラリーを調整し、実施例1と同様にしてエステル
化及び重縮合を行い、極限粘度0.72dl/gの共重
合ポリエステルB2を得た。得られた共重合ポリエステ
ルB2における各構造単位の含有割合は、テレフタル酸
単位49.35モル%、セバシン酸単位0.65モル
%,3‐メチル‐1,5‐ペンタンジオール単位7.5
0モル%、エチレングリコール単位41.50モル%、
副生ジエチレングリコール単位1.00モル%であっ
て、テレフタル酸単位とセバシン酸単位とのモル比は9
8.7:1.3であり、3‐メチル‐1,5‐ペンタン
ジオール単位とエチレングリコール単位とのモル比は1
5.3:84.7であった。また、ガラス転移温度は6
1℃であった。
1及び上記のポリエステルB2をそれぞれ用い、これらを
表2に示す割合で混合し、実施例1と同様の方法で未延
伸フィルム製造した。表2にそのガラス転移温度を示
す。
度(ガラス転移温度より約10℃高い温度)で3.8
倍、4.0倍又は4.2倍に延伸し、厚さ約50μmの
延伸フィルム(熱収縮性ポリエステルフィルム)を得
た。このようにして得た各熱収縮性ポリエステルフィル
ムの縦及び横の収縮率を表2に示す。
ステルA1単独で用いた場合(比較例)は、横方向(主
収縮方向)への収縮率は良好であるが、縦方向(主収縮
方向に対して直角の方向)への伸張率が高いため、加熱
による装着処理の際に、しわや波打ちの原因となる。そ
の一方、共重合ポリエステルA1にB2が40:60ない
し95:5の範囲内の割合で混合されると横方向(主収
縮方向)への収縮率は良好に保ちつつ、縦方向(主収縮
方向に対して直角の方向)への伸張率を抑えることがわ
かる。また、共重合ポリエステルA1のB2に対する割合
がこれよりも小さくなると加熱時の縦方向への伸縮が大
きくなっている。
量部、2‐メチル‐1,5‐ペンタンジオール15.8
1重量部及びエチレングリコール44.83重量部から
なるスラリーを調製し、実施例1と同様にしてエステル
化及び重縮合を行い、極限粘度0.73dl/gの共重
合ポリエステルB3を得た。
各構造単位の含有割合は、テレフタル酸単位48.75
モル%、アジピン酸単位1.25モル%,2‐メチル‐
1,5‐ペンタンジオール単位10.00モル%、エチ
レングリコール単位39.00モル%、副生ジエチレン
グリコール単位1.00モル%であって、テレフタル酸
単位とアジピン酸単位とのモル比は97.5:2.5で
あり、2‐メチル‐1,5‐ペンタンジオール単位とエ
チレングリコール単位とのモル比は20.4:79.6
であった。また、ガラス転移温度は56℃であった。
1及び上記の共重合ポリエステルB3をそれぞれ用い、こ
れらを表3に示す割合で混合し、実施例1と同様な方法
で未延伸フィルム製造した。そのガラス転移温度を表3
に示す。
温度(ガラス転移温度より約10℃高い温度)で3.8
倍、4.0倍又は4.2倍に延伸し、厚さ約50μmの
延伸フィルム(熱収縮性ポリエステルフィルム)を得
た。このようにして得た各熱収縮性ポリエステルフィル
ムの縦及び横の収縮率を表3に示す。
ステルA1単独で用いた場合(比較例)は、横方向(主
収縮方向)への収縮率は良好であるが、縦方向(主収縮
方向に対して直角の方向)への伸張率が高いため、加熱
による装着処理の際に、しわや波打ちの原因となる。そ
の一方、共重合ポリエステルA1へのB3の混合割合を4
0:60ないし95:5の範囲内に調整することにより
方向(主収縮方向)への収縮率は良好に保ちつつ、縦方
向(主収縮方向に対して直角の方向)への伸張率を抑え
ることがわかる。また、共重合ポリエステルA1のB3に
対する割合がこれよりも小さくなると加熱時の縦方向へ
の伸縮が大きくなっている。
83重量部からなるスラリーを調製し、実施例1と同様
にしてエステル化及び重縮合を行い、極限粘度0.74
dl/gのポリエチレンテレフタレート(PET)を得
た。
ける各構造単位の含有割合は、テレフタル酸単位50モ
ル%、エチレングリコール単位49モル%、副生ジエチ
レンングリコール単位1モル%であった。また、ガラス
転移温度は80℃であった。
1及び上記のポリエチレンテレフタレートを用い、これ
らを表4に示す割合で混合し、実施例1と同様な方法で
未延伸フィルム製造した。そのガラス転移温度を表4に
示す。
温度(ガラス転移温度より約10℃高い温度)で3.8
倍、4.0倍又は4.2倍に延伸し、厚さ約50μmの
延伸フィルム(熱収縮性ポリエステルフィルム)を得
た。このようにして得た各熱収縮性ポリエステルフィル
ムの縦及び横の収縮率を表4に示す。
てポリエチレンテレフタレートを用いた場合は、横方向
(主収縮方向)への収縮率が小さいばかりでなく、縦方
向(主収縮方向に対して直角方向)の伸張率を低く制御
することができないため、加熱による装着過程において
しわや波打ちの原因となる。
量比で混合し、表5〜8に示す延伸温度及び延伸倍率で
延伸した熱収縮性ポリエステルフィルムについて装着性
を調べた。すなわち、これらを用いて、円筒状の熱収縮
性ポリエステルフィルム(折径113mm、高さ110
mm)を形成させ、容量330mlのガラスびん(最大
径70mm、最小径50mm、高さ190mm)に嵌合
し、長さ3m、入口温度90℃、出口温度95℃の蒸気
トンネル中を通過時間8秒で通過させることにより装着
したものについて、目視により、しわ、収縮斑及び波打
ちなどの収縮に起因する凹凸の有無を観察し、以下の基
準により評価した。(試験は各試料について3回行っ
た。) ◎…全く凹凸がない ○…1試料当り平均1個未満の凹凸あり △…1試料当り平均1個以上2個未満の凹凸あり ×…1試料当り平均2個以上の凹凸あり この結果を表5〜8に示す。
収縮性ポリエステルフィルムは、装着した後の外観は良
好であり、一般のポリエステルフィルムに比べても優れ
ている。特に共重合ポリエステルAと共重合ポリエステ
ルBの重量比が70:30から60:40のときに良好
であり、3.8倍に延伸したものが最も良好である。
で混合し、延伸倍率4.2倍、延伸温度85℃の条件下
で一軸延伸した熱収縮性ポリエステルフィルムについ
て、溶剤シール性を調べた。すなわちこのフィルムから
2枚の試験片を裁断し、両者をテトラヒドロフランで接
着し、23℃で一昼夜放置したのち、両者の90°剥離
強度を経時的に測定し以下の基準で評価した。 ○…力を加えてもフィルム同士が界面剥離しない △…力を加えるとフィルム同士が界面剥離する ×…力を加えずにフィルム同士が界面剥離する この結果を表9に示す。
性ポリエステルフィルムは、優れた溶剤シール性を示
し、びんなどの被装着体に装着する場合に適した形状に
加工することができ、従来のポリエステルフィルムの溶
剤シール性をはるかに改善するものであることがわか
る。特にこの溶剤シール性は(A)成分と(B)成分の
重量比が80:20から60:40の値であるときに良
好である。
は、主収縮方向において収縮率の限界値が大きく、低温
収縮性に優れ、かつ収縮速度が緩和され、また主収縮方
向に対して直角の方向に実質的な伸縮を示さないので、
伸縮後のフィルムに、収縮斑、しわ、波打ち等のない良
好な仕上りを与える。さらに溶剤シール性に優れるた
め、成形性もよい。したがって、被覆材、結束材、外装
材、電気絶縁材など、殊に包装材、ラベル、キャップシ
ールの材料として好適に用いることができる。
Claims (12)
- 【請求項1】 (A)テレフタル酸単位を主体とするジ
カルボン酸単位と1,4‐シクロヘキサンジメタノール
単位及びエチレングリコール単位を主体とするジオール
単位とから構成される共重合ポリエステルと、(B)テ
レフタル酸単位を主体とするジカルボン酸単位と2‐メ
チル‐1,5‐ペンタンジオール単位又は3‐メチル‐
1,5‐ペンタンジオール単位及びエチレングリコール
単位を主体とするジオール単位とから構成される共重合
ポリエステルとを重量比40:60ないし95:5の割
合で含む共重合ポリエステル組成物から成り、かつ主収
縮方向の収縮率が40%以上であり、主収縮方向に対し
て直角の方向の収縮率が−5%ないし5%である熱収縮
性ポリエステルフィルム。 - 【請求項2】 (A)成分のジオール単位における1,
4‐シクロヘキサンジメタノール単位とエチレングリコ
ール単位とのモル比が10:90ないし50:50であ
り、(B)成分のジオール単位における2‐メチル‐
1,5‐ペンタンジオール単位又は3‐メチル‐1,5
‐ペンタンジオール単位とエチレングリコール単位との
モル比が5:95ないし35:65である請求項1記載
の熱収縮性ポリエステルフィルム。 - 【請求項3】 (B)成分がテレフタル酸単位、2‐メ
チル‐1,5‐ペンタンジオール単位又は3‐メチル‐
1,5‐ペンタンジオール単位及びエチレングリコール
単位の他に炭素数3〜18の脂肪族ジカルボン酸単位か
ら構成され、かつテレフタル酸単位と炭素数3〜18の
脂肪族ジカルボン酸単位とのモル比が90:10ないし
99.9:0.1である請求項2記載の熱収縮性ポリエ
ステルフィルム。 - 【請求項4】 (B)成分を構成する炭素数3〜18の
脂肪族ジカルボン酸単位がアジピン酸単位又はセバシン
酸単位である請求項3記載の熱収縮性ポリエステルフィ
ルム。 - 【請求項5】 (A)テレフタル酸単位を主体とするジ
カルボン酸単位と1,4‐シクロヘキサンジメタノール
単位及びエチレングリコール単位を主体とするジオール
単位とから構成される共重合ポリエステルと、(B)テ
レフタル酸単位を主体とするジカルボン酸単位と2‐メ
チル‐1,5‐ペンタンジオール単位又は3‐メチル‐
1,5‐ペンタンジオール単位及びエチレングリコール
単位を主体とするジオール単位とから構成される共重合
ポリエステルとを重量比40:60ないし95:5の割
合で含む共重合ポリエステル組成物を製膜し、得られる
フィルムを一方向に3〜7倍延伸することを特徴とする
請求項1記載の熱収縮性ポリエステルフィルムの製造方
法。 - 【請求項6】 (A)成分のジオール単位における1,
4‐シクロヘキサンジメタノール単位とエチレングリコ
ール単位とのモル比が10:90ないし50:50であ
り、(B)成分のジオール単位における2‐メチル‐
1,5‐ペンタンジオール単位又は3‐メチル‐1,5
‐ペンタンジオール単位とエチレングリコール単位との
モル比が5:95ないし35:65である請求項5記載
の熱収縮性ポリエステルフィルムの製造方法。 - 【請求項7】 (B)成分がテレフタル酸単位、2‐メ
チル‐1,5‐ペンタンジオール単位又は3‐メチル‐
1,5‐ペンタンジオール単位及びエチレングリコール
単位の他に炭素数3〜18の脂肪族ジカルボン酸単位か
ら構成され、かつテレフタル酸単位と炭素数3〜18の
脂肪族ジカルボン酸単位とのモル比が90:10ないし
99.9:0.1である請求項6記載の熱収縮性ポリエ
ステルフィルムの製造方法。 - 【請求項8】 (B)成分を構成する炭素数3〜18の
脂肪族ジカルボン酸単位がアジピン酸単位又はセバシン
酸単位である請求項7記載の熱収縮性ポリエステルフィ
ルムの製造方法。 - 【請求項9】 (A)テレフタル酸単位を主体とするジ
カルボン酸単位と1,4‐シクロヘキサンジメタノール
単位及びエチレングリコール単位を主体とするジオール
単位とから構成される共重合ポリエステルと、(B)テ
レフタル酸単位を主体とするジカルボン酸単位と2‐メ
チル‐1,5‐ペンタンジオール単位又は3‐メチル‐
1,5‐ペンタンジオール単位及びエチレングリコール
単位を主体とするジオール単位とから構成される共重合
ポリエステルとを重量比40:60ないし95:5の割
合で含む共重合ポリエステル組成物。 - 【請求項10】 (A)成分のジオール単位における
1,4‐シクロヘキサンジメタノール単位とエチレング
リコール単位とのモル比が10:90ないし50:50
であり、(B)成分のジオール単位における2‐メチル
‐1,5‐ペンタンジオール単位又は3‐メチル‐1,
5‐ペンタンジオール単位とエチレングリコール単位と
のモル比が5:95ないし35:65である請求項9記
載の共重合ポリエステル組成物。 - 【請求項11】 (B)成分がテレフタル酸単位、2‐
メチル‐1,5‐ペンタンジオール単位又は3‐メチル
‐1,5‐ペンタンジオール単位及びエチレングリコー
ル単位の他に炭素数3〜18の脂肪族ジカルボン酸単位
から構成され、かつテレフタル酸単位と炭素数3〜18
の脂肪族ジカルボン酸単位とのモル比が90:10ない
し99.9:0.1である請求項10記載の共重合ポリ
エステル組成物。 - 【請求項12】 (B)成分を構成する炭素数3〜18
の脂肪族ジカルボン酸単位がアジピン酸単位又はセバシ
ン酸単位である請求項11記載の共重合ポリエステル組
成物。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP9562196A JP3580633B2 (ja) | 1995-06-29 | 1996-04-17 | 熱収縮性ポリエステルフィルム、その製造方法及びそれに用いる共重合ポリエステル組成物 |
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|---|---|---|---|
| JP16350795 | 1995-06-29 | ||
| JP7-163507 | 1995-06-29 | ||
| JP9562196A JP3580633B2 (ja) | 1995-06-29 | 1996-04-17 | 熱収縮性ポリエステルフィルム、その製造方法及びそれに用いる共重合ポリエステル組成物 |
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| Publication Number | Publication Date |
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ID=26436843
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