JPH0649785B2 - 熱収縮性ポリエステルフィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は，被覆，結束，外装などに用いられる包装材と
して好適な熱収縮性ポリエステルフィルムに関する。特
に，低い温度で収縮させた場合にも優れた熱収縮特性を
示すポリエステルフィルムに関する。

（従来の技術） 熱収縮性フィルムは，瓶（ガラス製およびプラスチック
製のボトルを含む）や缶などの各種容器および長尺物
（パイプ，棒，木材，各種棒状体など）の被覆用，結束
用，または外装用として利用されている。例えば，標
示，保護，結束，商品価値の向上などを目的として，瓶
のキャップ部，肩部，および胴部の一部または全体を被
覆するのに用いられる。さらに，箱，瓶，板，棒，ノー
トなどを複数個ずつ集積して包装する用途や，被包装物
にフィルムを密着させて該フィルムにより包装する（ス
キンパッケージ）用途などにも用いられる。

上記の用途は，いずれもフィルムの熱収縮性および収縮
応力を利用したものである。通常，熱収縮性フィルムを
チューブ状に成形し，例えば瓶や集積したパイプなどに
かぶせた後，熱収縮させることにより，包装または結束
が行われる。したがって，これらの熱収縮性フィルム
は，熱収縮のための処理に耐えなければならない。ま
た，瓶を被覆させるために用いる場合には，被覆後にボ
イル処理やレトルト処理を施こし得る程度の耐熱性を有
さなければならない。特に，ポリエチレン製やポリエチ
レンテレフタレート（PET ）製のボトルなどのプラスチ
ック製品に使用する場合には，加熱によるプラスチック
の変形を避けるために，低い温度で充分に収縮し得るこ
とが要求される。

上記熱収縮性フィルムの素材としては、ポリ塩化ビニ
ル，ポリスチレン，ポリプロピレン，などが用いられて
いる。しかし，このようなフィルムは，一般に耐熱性が
乏しく，ボイル処理やレトルト処理に耐えることができ
ない。ポリ塩化ビニルからなるフィルムは，熱収縮時に
ポリマーや添加剤のゲル状物が生成しやすく，印刷を行
った場合には印刷面にピンホールが生じる。さらに焼却
時に塩素ガスを発生するという問題がある。ポリスチレ
ンからなるフィルムは，耐候性や耐溶剤性に劣り，クラ
ックが生じやすい。さらに，フィルムの寸法が安定しな
い。ポリプロピレンは低い温度での収縮特性が悪く，収
縮部分にシワや斑が生じやすい。

（発明が解決しようとする課題） このような従来の熱収縮性フィルムに対し、ポリエステ
ルフィルムは耐熱性，耐候性，および耐溶剤性に優れて
いる。その反面，低い温度で収縮させた場合の熱収縮特
性（低温収縮性）が悪く，高収縮部分にシワや斑が生じ
やすいため，実用には至っていない。

これらの問題点を解決するものとして，共重合ポリエス
テルおよび／またはポリエチレンテレフタレートと，共
重合ポリエステルとの混合物による熱収縮性ポリエステ
ルフィルム（特開昭63-156833 号），ガラス転移温度が
35℃以上のポリエステルおよび／または共重合ポリエス
テルと，他の重合体とを配合した熱収縮性ポリエステル
フィルム（特開昭62-32028号および特開昭62-121732
号）などが提案されている。しかし，依然として低温収
縮性が不充分であり、プラスチック製品への使用は困難
であった。

本発明は上記従来の問題点を解決するものであり，その
目的とするところは，優れた低温収縮性と耐熱性とを有
する熱収縮性ポリエステル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） 本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムは，ポリエチレ
ンテレフタレート30〜70重量％と，35℃以上のガラス転
移温度を有するポリエステルおよび／または共重合ポリ
エステル20〜70重量％と，34℃以下のガラス転移温度を
有するポリエステルおよび／または共重合ポリエステル
１〜30重量％とを含む組成物からなり，そのことにより
上記目的が達成される。

上記組成物に含有されるポリエチレンテレフタレートの
量は，好ましくは30〜70重量％であり，さらに好ましく
は40〜60重量％である。30重量％を下まわると，得られ
たフィルムの耐熱性および耐衝撃強度が低下する。逆
に，70重量％を越えると，熱収縮時におけるフィルムの
残留収縮応力が低下する。したがって，例えばボイル処
理を行うと，高収縮部分にゆるみが生じる。なお，上記
ポリエチレンテレフタレートの固有粘度は，好ましくは
0.55〜1.3 dl／ｇであり，さらに好ましくは0.63〜1.2
dl／ｇである。

上記組成物に含有されるガラス転移温度が35℃以上のポ
リエステルおよび／または共重合ポリエステルの量は，
好ましくは20〜70重量％であり，さらに好ましくは30〜
50重量％である。20重量％を下まわると，熱収縮時にお
けるフィルムの残留収縮応力が低下する。したがって，
例えばボイル処理を行うと，高収縮部分にゆるみが生じ
る。逆に，70重量％越えると，得られたフィルムの耐熱
性および耐衝撃強度が低下する。さらに，熱収縮時の感
温性が増大し，収縮速度が速くなる。したがって，収縮
斑が生じ易くなる。なお，上記ポリエステルおよび共重
合ポリエステルの固有粘度は，好ましくは0.50〜1.3 dl
／ｇであり，さらに好ましくは0.60〜1.2 dl／ｇであ
る。

本発明に用いられるガラス転移温度が35℃以上のポリエ
ステルおよび共重合ポリエステルとしては，以下のよう
なものが挙げられる。まず，ポリエステルは，ガラス転
移温度が35℃以上であればどのようなものでもよい。共
重合ポリエステルは，例えばテレフタル酸およびエチレ
ングリコールを主成分とし，他の酸成分および／または
他のグリコール成分を共重合成分として含有するポリエ
ステルである。他の酸成分としては，脂肪族の二塩基酸
（例えば，アジピン酸，セバチン酸，アゼライン酸）や
芳香族の二塩基酸（例えば，イソフタル酸，ジフェニル
ジカルボン酸，５−第３ブチルイソフタル酸，2,2,6,６
−テトラメチルビフェニル−4,４−ジカルボン酸，2,６
−ナフタレンジカルボン酸，1,1,３−トリメチル−3-フ
ェニルインデン−4,５−ジカルボン酸）が用いられる。
グリコール成分としては，脂肪族ジオール（例えば，ネ
オペンチルグリコール，ジエチレングリコール，プロピ
レングリコール，ブタンジオール，ヘキサンジオー
ル），脂環族ジオール（例えば，1,４−シクロヘキサン
ジメタノール）または芳香族ジオール（例えば，キシリ
レングリコール，ビス（４−β−ヒドロキシフェニル）
スルホン，2,２−（４−ヒドロキシフェニル）プロパン
誘導体）が用いられる。

上記組成物に含有されるガラス転移温度が34℃以下のポ
リエステルおよび／または共重合ポリエステルの量は，
好ましくは１〜30重量％であり，さらに好ましくは３〜
20重量％である。30重量％を越えると，熱収縮時におけ
るフィルムの残留収縮応力が低下する。したがって，例
えばボイル処理を行うと，高収縮部分にゆるみが生じ
る。さらに，低温収縮性が大きく改善されるものの，印
刷済フィルムの保管中に該フィルムが自然に収縮する割
合が大きくなり，印刷ピッチが減少するといった問題が
生じる。なお，上記ポリエステルおよび共重合ポリエス
テルの固有粘度は好ましくは0.50〜1.3 dl／ｇであり，
さらに好ましくは0.60〜1.2 dl／ｇである。

本発明に用いられるガラス転移温度が34℃以下のポリエ
ステルおよび共重合ポリエステルとしては，以下のよう
なものが挙げられる。まず，ポリエステルは，ガラス転
移温度が34℃以下であればどのようなものでもよい。共
重合ポリエステルは，例えばテレフタール酸および／ま
たはイソフタル酸とエチレングリコールとを主成分と
し，他の酸成分および／または他のグリコール成分を共
重合成分として含有するポリエステルである。他の酸成
分としては，脂肪族の二塩基酸（例えば，アジピン酸，
セバチン酸，アゼライン酸，イソフタル酸）などが用い
られる。他のグリコール成分としては，脂肪族ジオール
（例えば，ネオペンチルグリコール，ブタンジオール，
ヘキサンジオール）などが用いられる。あるいはこれら
のポリエステルとポリエーテル（例えば，ポリエチレン
オキシド，ポリプロピレンオキシド）とのブロック共重
合体が用いられ得る。

上記ポリエステルおよびポリエステル共重合体は，従来
の方法により製造され得る。例えば，酸成分とグリコー
ル成分とを直接反応させる直接エステル化法，酸成分と
してのエステルとグリコール成分とを反応させるエステ
ル交換法などが用いられ得る。

上記組成物中には，ポリエステル成分の他に，必要に応
じて各種添加剤が含有されていてもよい。添加剤として
は，滑剤（例えば，二酸化チタン，微粒子シリカ，カオ
リン，炭酸カルシウム），帯電防止剤，老化防止剤，紫
外線防止剤，着色剤（例えば，染料）などが用いられ
る。

上記組成物は，周知の方法（例えば，押出し法，カレン
ダー法）により，フィルム状に成形される。フィルムの
形状は，例えば平面状またはチューブ状であり，特に限
定されない。得られたフィルムは，例えば，後述の所定
条件下において，所定の一方向へ3.0 倍から7.0 倍，好
ましくは4.0 倍から6.0 倍の範囲で延伸される。該方向
と直交する方向には1.0 倍から2.0 倍，好ましくは1.1
倍から1.8 倍の範囲で延伸される。この延伸の順序はど
ちらが先であってもよい。主延伸方向と直交する方向へ
延伸することにより，得られた延伸フィルムの耐衝撃性
が向上し，かつ一方向に引き裂かれ易いという性質が緩
和される。上記直角方向の延伸倍率が2.0 を超えると，
主収縮方向と直交する方向へ熱収縮性が大きくなり過
ぎ，熱収縮を行ったときの仕上がりが波打ち状態に不均
一となる。

延伸方法としては，通常の方法が採用される。それに
は，例えば，ロール延伸法，長間隙延伸法，テンター延
伸法，チューブラー延伸法がある。これらの方法のいず
れにおいても，延伸時には逐次２軸延伸，同時２軸延
伸，１軸延伸，およびこれらの組み合わせにより行われ
得る。上記２軸延伸では，縦横方向の延伸は同時に行わ
れてもよいが，どちらか一方を先に行なう逐次２軸延伸
が効果的であり，その縦横の順序はどちらが先でもよ
い。

好ましくは，上記延伸は，次のような工程で行われる。
例えば，まず，上記フィルムを，それを構成する重合体
組成物が有するガラス転移温度（Tg）以上の温度，例え
ばTg＋80℃程度の温度で予熱を行う。ここで，重合体組
成物が有するガラス転移温度とは，各ポリエステル成分
のガラス転移温度を，その含有率で重みを付けて平均し
た値を意味する。そして，全延伸工程の9/10以下の工程
においては，Tg＋80℃程度の温度で延伸を行ない，残る
1/10以下の工程においては，Tg＋60℃以下，好ましくは
Tg＋50℃以下の温度で延伸を行う。主方向（主収縮方
向）への延伸時に，上記温度範囲内で処理を行うと，該
方向と直交する方向の熱収縮を抑制することができる。

これらの延伸時には，通常，ヒートセットが行われる。
例えば，延伸を行った後に，30℃〜150 ℃の加熱ゾーン
を約１秒から60秒間通すことが推奨される。ヒートセッ
トを行うことにより，得られた熱収縮性フィルムの夏期
高温下の寸法変化を防止することができる。さらに，上
記延伸後，緊張状態に保ってフィルムにストレスをかけ
ながら冷却するか，あるいは該処理に続いて緊張状態を
解除した後も引き続いて冷却することにより，得られた
フィルムの熱収縮特性は，より良好かつ安定したものと
なる。

このようして得られた本発明の熱収縮性ポリエステルフ
ィルムは，所定の一方向における80℃の雰囲気下での熱
収縮率が20％以上，好ましくは30％以上であり，100 ℃
の雰囲気下での熱収縮率が40％以上である。そして，該
方向に対して直交する方向の熱収縮率は極めて小さい。
したがって，本発明の熱収縮性ポリエステルフィルム
は，比較的低い温度で充分な熱収縮特性を示し，シワや
斑などを発生することがない。例えば，ポリエチレンボ
トルやPET ボトルなどのプラスチック製ボトルに用いた
場合には，低い温度でフィルムを熱収縮させることがで
きるため，ボトル自体が変形することはない。また，シ
ワや斑などの発生を防ぐ目的で，熱収縮のための処理時
間を長くする必要もない。

（実施例） 以下に本発明の実施例について説明する。

実施例で用いた測定方法は次の通りである。

(1)熱収縮率 熱収縮性ポリエステルフィルムを幅20mmの短冊状に切断
してサンプルとし，長手方向に200 mmの間隔で標線を記
す。このサンプルに80℃または100 ℃の熱風を10秒間あ
てて加熱し，収縮率を測定する。

(2)最大熱収縮率 上記(1)と同様のサンプルを用い，100 ℃の熱風をあて
て加熱し続け，最も収縮した時点における収縮率を最大
熱収縮率とする。

(3)衝撃強度 熱収縮性ポリエステルフィルムを幅10mm，長さ10cmの短
冊状に切断してサンプルとする。このサンプルを温度23
℃，相対湿度65％の条件下で24時間放置した後，テンシ
ルインパクトテスター（東洋精機製）を用いて衝撃強度
を測定する。

(4)耐熱性 チューブ状の熱収縮性ポリエステルフィルムを，300 cc
のPET ボトルにかぶせ，150 ℃にて10秒間で熱収縮させ
る。このボルトを90℃の温湯中で30分間放置し，熱収縮
したフィルムにゆるみが発生しているかどうかを調べ
る。

(5)ガラス転移温度 JIS-K7121 に基づき，差動走査熱量計によって測定す
る。

実施例１ まず，酸成分としてテレフタル酸100 モル％，グリコー
ル成分としてエチレングリコール80モル％およびネオペ
ンチルグリコール20モル％，を用いて共重合ポリエステ
ルＡを調製した。得られた共重合ポリエステルＡのガラ
ス転移温度は69℃であり，固有粘度は0.67dl／ｇであっ
た。

また，酸成分としてテレフタル酸70モル％およびセバチ
ン酸30モル％，グリコール成分としてエチレングリコー
ル45モル％およびネオペンチルグリコール55モル％，を
用いて共重合ポリエステルＢを調製した。得られた共重
合ポリエステルＢのガラス転移温度は７℃であり，固有
粘度は0.70dl／ｇであった。

本実施例の熱収縮性フィルムは，このようにして得られ
た共重合ポリエステルＡおよびＢをポリエステル成分と
して用いて，次のように調製された。ポリエチレンテレ
フタレート（固有粘度0.70dl／ｇ）を50重量％，ガラス
転移温度が35℃以上のポリエステル成分として共重合ポ
リエステルＡを35重量％，およびガラス転移温度が34℃
以下のポリエステル成分として共重合ポリエステルＢを
15重量％の割合で混合した。さらに該混合物の全重量を
基準にして0.05重量％の二酸化珪素を，この混合物に添
加剤として加え，ポリエステル組成物を得た。このポリ
エステル組成物を 290℃で溶融押出しし，厚さ 190μｍ
のフィルムを得た。

この未延伸フィルムを 120℃で６秒間予熱した後，所定
の一方向へ4.7 倍に延伸した。なお，延伸時における温
度条件は，全延伸工程の1/2までは80℃に，残りの1/2は
70℃に設定した。延伸後，緊張状態を保ちながら，40℃
に冷却した。得られた熱収縮性フィルムは，厚さが40μ
ｍで，80℃および100 ℃における熱収縮率は，それぞれ
31％および52％であった。他の物性値は表１に示す。

この熱収縮性フィルムをチューブ状に成形して，収縮ラ
ベルを得，PET ボトルにかぶせた後，150 ℃で10秒間加
熱することにより熱収縮させた。ラベルは全体にわたっ
て均一に収縮し，ボトルの肩部における斑の発生や，高
収縮部分におけるシワの発生，およびラベル端部のゆる
みなどは認められなかった。また，ボトルの変形も認め
られなかった。これらの結果と表１に示す物性値とか
ら，本実施例の熱収縮性フィルムは低温収縮性および耐
熱性に優れていることがわかる。

比較例１ ポリエチレンフタレート（固有粘度0.70dl／ｇ）50重量
％と，共重合ポリエステルＡ50重量％との混合物を使用
し，最大熱収縮率が実施例１の熱収縮性フィルムと一致
するように，延伸倍率を 4.9としたこと以外は実施例１
と同様にして熱収縮性フィルムを得た。80℃および100
℃における熱収縮率は，それぞれ16％および50％であっ
た。他の物性値は表１に示す。

この熱収縮性フィルムをチューブ状に成形して収縮ラベ
ルを得，PET ボトルにかぶせた後，150 ℃で10秒間加熱
することにより熱収縮させた。ラベルは均一に収縮せ
ず，高収縮部分にシワが残留した。また，170 ℃で10秒
間加熱することにより熱収縮させたところ，ボルトの一
部に変形が認められた。

比較例２ ポリエチレンフタレート（固有粘度0.70dl／ｇ）50重量
％と，共重合ポリエステルＢ50重量％との混合物を使用
し，最大熱収縮率が実施例１の熱収縮性フィルムと一致
するように，延伸倍率を 4.8としたこと以外は実施例１
と同様にして熱収縮性フィルムを得た。80℃および 100
℃における熱収縮率は，それぞれ48％および49％であっ
た。他の物性値は表１に示す。

この熱収縮性フィルムをチューブ状に成形して収縮ラベ
ルを得，PET ボトルにかぶせた後，150 ℃で10秒間加熱
することにより熱収縮させた。ラベルが不均一にかつ急
速に収縮するため，部分的に斑が発生した。加熱時間を
30秒に変更して熱収縮させたところ，斑は発生しなかっ
たが，収縮したラベル上端の高収縮部分にゆるみが発生
した。また，130 ℃で10秒間加熱することにより熱収縮
させたところ，やはりラベルは均一に収縮せず，高収縮
部分にシワが残留した。このように，本比較例の熱収縮
性フィルムは，収縮速度が大きく，残留収縮応力が急速
に低下するため，良好な収縮特性が得られなかった。

実施例２ まず，酸成分としてテレフタル酸80モル％および1,３−
トリメチル-3−フェニルインデン-4, ５−ジカルボン酸
20モル％，グリコール成分としてエチレングリコール10
0 モル％，を用いて共重合ポリエステルＣを調製した。
得られた共重合ポリエステルＣのガラス転移温度は98％
であり，固有粘度は0.69dl／ｇであった。

また，酸成分としてテレフタル酸50モル％およびアジピ
ン酸50モル％，グリコール成分としてエチレングリコー
ル42モル％およびブタンジオール58モル％，を用いて共
重合ポリエステルＤを調製した。得られた共重合ポリエ
ステルＤのガラス転移温度は−20℃であり，固有粘度は
0.90dl／ｇであった。

本実施例の熱収縮性フィルムは，このようにして得られ
た共重合ポリエステルＣおよびＤをポリエステル成分と
して用いて，次のように調製された。ポリエチレンテレ
フタレート（固有粘度0.70dl／ｇ）を50重量％，ガラス
転移温度が35℃以上のポリエステル成分として共重合ポ
リエステルＣを40重量％，およびガラス転移温度が34℃
以下のポリエステル成分として共重合ポリエステルＤを
10重量％の割合で混合した。さらに，該混合物の全重量
を基準にして0.05重量％の二酸化珪素を，この混合物に
添加剤として加え，ポリエステル組成物を得た。このポ
リエステル組成物を 290℃で溶融押出しし，厚さ 210μ
ｍのフィルムを得た。

この未延伸フィルムを 120℃で７秒間予熱した後，所定
の一方向へ5.2 倍に延伸した。なお，延伸時における温
度条件は，全延伸工程の1/2までは90℃に，残りの1/2は
70℃に設定した。延伸後，緊張状態を保ちながら，50℃
に冷却した。得られた熱収縮性フィルムは、厚さが40μ
ｍで，80℃および 100℃における熱収縮率は，それぞれ
29％および53％であった。

この熱収縮性フィルムをチューブ状に成形して，収縮ラ
ベルを得，PETボトルにかぶせた後，150℃で10秒間加熱
することにより熱収縮させたところ，表１に示すような
良好な結果が得られた。

比較例３ ポリエチレンフタレート（固有粘度0.70dl／ｇ）50重量
％と，共重合ポリエステルＣ50重量％との混合物を使用
し，最大熱収縮率が実施例２の熱収縮性フィルムと一致
するように，延伸倍率を 5.3としたこと以外は実施例２
と同様にして熱収縮性フィルムを得た。80℃および 100
℃における熱収縮率は，それぞれ８％，および48％であ
った。他の物性値は表１に示す。

この熱収縮性フィルムをチューブ状に成形して収縮ラベ
ルを得，PET ボトルにかぶせた後， 150℃で10秒間加熱
することにより熱収縮させた。ラベルは均一に収縮せ
ず，高収縮部分にシワが残留した。また， 170℃で10秒
間加熱することにより熱収縮させたところ，ボトルの一
部に変形が認められた。

比較例４ ポリエチレンテレフタレート（固有粘度0.70dl／ｇ）50
重量％と，共重合ポリエステルＤ50重量％との混合物を
使用し，最大熱収縮率が実施例２の熱収縮性フィルムに
一致するように，延伸倍率を 5.4としたこと以外は実施
例２と同様にして熱収縮性フィルムを得た。80℃および
100℃における熱収縮率は，それぞれ42％および47％で
あった。他の物性値は表１に示す。

この熱収縮性フィルムをチューブ状に成形して収縮ラベ
ルを得，PET ボトルにかぶせた後，150 ℃で10秒間加熱
することにより熱収縮させた。ラベルは均一に収縮せず
高収縮部分にシワが発生した。また，斑をなくすために
加熱時間を30秒に変更したところ，高収縮部分にゆるみ
が発生した。

（発明の効果） 本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムは，このように
優れた低温収縮性と耐熱性とを有する。このような熱収
縮性フィルムは，例えばポリエチレン製や PET製ボトル
のようなプラスチック製品を被覆包装または結束包装す
る際に，美しい外観と強固な包装状態とを与える。ま
た，印刷を施こした場合には，印刷ピッチの安定性に優
れる。したがって，本発明の熱収縮性ポリエステルフィ
ルムは，広範な包装材料分野において有用であり，利用
価値が高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:02 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】次のポリエステル成分を含む組成物からな
   る熱収縮性ポリエステルフィルム： ポリエチレンテレフタレート30〜70重量％；35℃以上の
   ガラス転移温度を有するポリエステルおよび／または共
   重合ポリエステル20〜70重量％；および34℃以下のガラ
   ス転移温度を有するポリエステルおよび／または共重合
   ポリエステル１〜30重量％。
2. 【請求項２】フィルムの所定の一方向において，80℃で
   熱収縮率が20％以上であり，100 ℃での熱収縮率が40％
   以上である，請求項１に記載の熱収縮性ポリエステルフ
   ィルム。