JPH09254257A - 熱収縮性ポリエステル系フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被覆用あるいは結束等の包装材料分野におい
て特に好適な熱収縮特性を発揮し、収縮ムラの発生がな
い熱収縮性ポリエステル系フィルムが提供される。 【解決手段】 １方向の７５℃温湯における収縮率が
０．１％以上３０％以下であり、かつ１方向の最大収縮
速度が１００℃で０．１％／秒以上２０％／秒以下、１
４０℃で０．１％／秒以上３０％／秒以下であることを
特徴とする熱収縮ポリエステル系フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱収縮性ポリエステ
ル系フィルムに関し、さらに詳細にはタテヒケ・シワ・
歪み・収縮斑が極めて少なくラベル用途に好適な熱収縮
性ポリエステル系フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】熱収縮性プラスチックフィルムを素材と
して形成されるチューブ状体は、例えば容器、瓶（プラ
スチックボトルを含む）、缶棒状物（パイプ、棒、木
材、各種棒状体）等（以下容器類と略す）の被覆用或は
結束用として、特にこれらのキャップ、肩部、胴部等の
一部又は全面を被覆し、標示、保護、結束、商品価値向
上等を目的として用いられる他、箱、板、瓶、棒、ノー
ト等のような集積包装或はスキンパックのように被覆状
物密着させて包装する分野等において広く使用されてお
り、収縮性及び収縮応力を利用した用途展開が期待され
る。従来上記用途には、ポリ塩化ビニル・ポリエチレン
・等からなるフィルムが主として用いられていたが、近
年、廃棄時の燃焼性の問題、あるいはＰＥＴボトルへの
装着後の回収性の点で熱収縮性ポリエステル系フィルム
が注目をあつめている。しかしながら、熱収縮性ポリエ
ステル系フィルムでは、急激に収縮するものが多く、ラ
ベル用収縮フィルムとして満足されるものではなかっ
た。係る欠点を回避するため、特開平１−１１０９３１
号公報では主収縮方向と直行する方向の破断伸度を著し
く小さくすることによって収縮仕上り性を改良する方法
が開示されている。しかしながら、該方法で得られたフ
ィルムは印刷・ラベリング等の工程でテンションがかか
ると破断しやすいだけでなく、内容物を充填した状態で
通常の輸送を実施すればラベル破れが起こりやすいた
め、ラベル用収縮フィルムとして非常に実用性に乏しい
フィルムであった。又、特開昭６３−３０９４２４号公
報では７５℃での収縮性をコントロールすることによ
り、収縮仕上り性が改良された熱収縮性ポリエステル系
フィルムを得る方法が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、該方法
で得られたフィルムもラベル用収縮フィルムとして未だ
満足されるものではなかった。例えば、最近の飲料用容
器の主流であるＰＥＴボトルでは、冷蔵庫への収納性等
の実用面からボトルの形状が従来の丸型から角型への切
替が急速に進んでいる。この角型ボトルへ前記の特開昭
６３−３０９４２４号公報で開示された熱収縮性ポリエ
ステル系フィルムを装着した場合、収縮後のラベルの下
部がアーチ状に湾曲する外観上の欠点（タテヒケと称す
る欠点）が発生しやすいというラベル用収縮フィルムと
して重大な欠点を有していた。従って、角型のＰＥＴボ
トルが飲料用容器の主流である実情を鑑みれば、タテヒ
ケが発生しにくい熱収縮性ポリエステル系フィルムの開
発が必要である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意検討を
重ねた結果、ある収縮特性を有する熱収縮ポリエステル
系フィルムではタテヒケが発生しにくいことを見出し、
本発明を完成するに至った。即ち、ある収縮特性を有す
る熱収縮ポリエステル系フィルムでは収縮トンネル内で
の急激な収縮に起因すると思われるタテヒケが抑制でき
るため、美麗な収縮仕上り外観が得られることを見出し
た。本発明のポリエステル系の熱収縮性フィルムは１方
向の75℃温湯における収縮率が 0.1％以上30％以下であ
ることが必要である。１方向の75℃温湯における収縮率
が 0.1％以下では、仕上がり不良となる。一方、少なく
とも１方向の75℃温湯における収縮率が30％以上では急
激な収縮のため収縮ムラ及びタテヒケが大きくなる。

【０００５】また本発明のポリエステル系の熱収縮性フ
ィルムにおいては、好ましくは１方向の75℃温湯におけ
る収縮率が５％以上30％以下であることが必要である。
１方向の75℃温湯における収縮率が５％以下では、仕上
がり性が少し不足することがある。一方、少なくとも１
方向の75℃温湯における収縮率が30％以上では急激な収
縮のため収縮ムラ及びタテヒケが大きくなる。また本発
明のポリエステル系の熱収縮性フィルムにおいては、さ
らに好ましくは１方向の75℃温湯における収縮率が10％
以上30％以下であることが必要である。１方向の75℃温
湯における収縮率が10％以下では、仕上がり性が条件に
よっては、わずかに不足することがある。一方、少なく
とも１方向の75℃温湯における収縮率が30％以上では急
激な収縮のため収縮ムラ及びタテヒケが大きくなる。

【０００６】また本発明のポリエステル系の熱収縮性フ
ィルムにおいては、最大収縮速度が100℃で 0.1％／秒
以上20％／秒以下、 140℃で 0.1％／秒以上30％／秒以
下、であることが必要である。この最大収縮速度が 100
℃で20％／秒以上では速い収縮のため収縮ムラ及びタテ
ヒケが大きくなる。 140℃での最大収縮速度が30％／秒
以上でも、急な収縮のため収縮ムラ及びタテヒケが大き
くなる。一方、 100℃で 0.1％／秒以下では十分な収縮
が得られず、仕上がり不良となり易い。

【０００７】また本発明のポリエステル系の熱収縮性フ
ィルムにおいては、好ましくは、最大収縮速度が 100℃
で１％／秒以上20％／秒以下、 140℃で10％／秒以上30
％／秒以下、であることが必要である。この最大収縮速
度が 100℃で20％／秒以上では速い収縮のため収縮ムラ
及びタテヒケが大きくなる。最大収縮速度が 100℃で１
％／秒以下では条件によって仕上がり不足となることが
ある。 140℃での最大収縮速度が30％／秒以上では速い
収縮のため収縮ムラ及びタテヒケが大きくなる。最大収
縮速度が 140℃で10％／秒以下では条件によって仕上が
り不足となることがある。

【０００８】また本発明のポリエステル系の熱収縮性フ
ィルムにおいては、さらに好ましくは、最大収縮速度が
100℃で５％／秒以上20％／秒以下、 140℃で15％／秒
以上30％／秒以下、であることが必要である。この最大
収縮速度が 100℃で20％／秒以上では速い収縮のため収
縮ムラ及びタテヒケが大きくなる。最大収縮速度が100
℃で５％／秒以下では条件によっては、わずかに仕上が
り不足となることがある。 140℃での最大収縮速度が30
％／秒以上では速い収縮のため収縮ムラ及びタテヒケが
大きくなる。最大収縮速度が 140℃で10％／秒以下では
条件によっては、わずかに仕上がり不足となることがあ
る。

【０００９】本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルム
に使用するポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とし
て、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成誘導体
と、多価アルコール成分を主成分とするものである。芳
香族ジカルボン酸として、例えば、テレフタル酸、イソ
フタル酸、ナフタレン−１.4−もしくは−２，６−ジカ
ルボン酸、等が上げられる。またこれらのエステル誘導
体としてはジアルキルエステル、ジアリールエステル等
の誘導体が挙げられる。また本発明の効果を損なわない
範囲において脂肪族ジカルボン酸を含有させることがで
きる。本発明で使用できる脂肪族ジカルボン酸として
は、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー
酸、アゼライン酸、シュウ酸、コハク酸等が挙げられ
る。

【００１０】本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルム
に使用するポリエステル樹脂の多価アルコール成分とし
ては、プロピレングリコール、トリエチレングリコー
ル、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオ
ペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビ
スフェノール化合物またはその誘導体のエチレンオキサ
イド付加物、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペ
ンタエリスリトール、ポリオキシテトラメチレングリコ
ール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。また、
多価アルコールではないが、イプシロンカプロラクトン
も同様に使用可能である。

【００１１】本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルム
に使用するポリエステル樹脂は、共重合成分に限定はな
い。該ポリエステルは、単独でもよいし、２種以上を混
合して用いてもよい。２種以上を併用する場合は、ポリ
エチレンテレフタレートと共重合ポリエステルの組み合
わせでも、共重合ポリエステル同士の組み合わせでもか
まわない。また、ポリブチレンテレフタレート、ポリシ
クロヘキシレンジメチルテレフタレートなどのホモポリ
エステルとの組み合わせであってもよい。２種以上のポ
リエステルを併用することは、多様な特性を有したフィ
ルムを製造することができるのでより好ましい。該ポリ
エステルは、常法により、溶融重合させることによって
製造できるが、これに限定されるものではなくその他の
重合方法によって得られるポリエステルであってもよ
い。該ポリエステルの重合度は、固有粘度にして０．３
以上１．２以下のものが好ましい。

【００１２】叉、本発明ではTg90〜160 ℃のポリアリレ
ートを混合してもよい。更に、必要に応じて、２酸化チ
タン、シリカ、カオリン、炭酸カルシウム等の滑剤を添
加してもよく、更に帯電防止剤、劣化防止剤、紫外線防
止剤や着色剤として染料等を添加することも出来る。な
おフィルム基材としての好ましい固有粘度は０．５０以
上１．３０dl／ｇ以下である。かかる重合体を用いて押
出法やカレンダー法等任意の方法で得たフィルムは最終
的に一方向に２．５倍から７．０倍、好ましくは３．０
倍から６．０倍に延伸し、該方向と直角方向に１．０倍
から２．０倍以下、好ましくは１．０倍から１．８倍延
伸される。しかしながら２．０倍を超えて延伸すると、
主収縮方向と直角方向の熱収縮も大きくなりすぎ、仕上
がりが波打ち状となる。この波打ちを抑えるには、熱収
縮率を１５％以下、好ましくは９％以下、更に好ましく
は７％以下とすることが推奨される。延伸方法について
は特定の制限はなく、ロール延伸、長間隙延伸、テンタ
ー延伸等の延伸方法が適用され、又形状面においてもフ
ラット状、チューブ状の何れかは問わない。又、延伸は
逐次２軸延伸が有効であり、その順序どちらが先でもよ
い。延伸におけるヒートセットは目的に応じ実施される
が、夏期高温下の寸法変化を防止する為には３０から１
５０℃の加熱ゾーンを約１秒から３０秒間通すことが推
奨される。また、かかる処理の前後どちらか一方または
両方で最高７０％までの伸張をかけてもよい。

【００１３】本発明の好適特性を発揮させるためには、
上記延伸倍率だけではなく、重合体組成物が有する平均
ガラス転移温度（Ｔｇ）付近の温度でかつ、数段階（好
ましくは２段階以上）に温度を分けて延伸することが有
効な手段として挙げられる。特に主方向延伸（主収縮方
向）における上記処理温度は、予熱はＴｇ+0℃から＋５
０℃以下、延伸はＴｇ-2０℃から+3０℃の範囲内の温度
でで徐々に温度が上がるよう、温度差を設けて延伸する
ことが重要である。また、延伸の途中で、一端、延伸を
止め、緩和工程を設け、しかる後に、２段目の延伸工程
を行い、総合の延伸倍率が所定倍率となるよう延伸する
ことも有効である。

【００１４】更に延伸後、伸張あるいは緊張状態に保っ
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
更に引き続いて冷却することにより、前後処理特性はよ
り良好かつ安定したものとなる。又、このように多段階
の温度に分けて延伸することにより、最大収縮速度が小
さくなるため熱収縮トンネルの温度ムラに対しても速度
差が少ない状態で収縮する収縮ムラの発生しにくいフィ
ルムが得られる。

【００１５】以下本発明フィルムを用途面から説明す
る。包装用途、特に食品、飲料の包装においては、ボイ
ル処理やレトルト処理が行われている。現存する熱収縮
性フィルムではこれらの処理に十分耐えうるものはな
い。本発明のフィルムはボイル処理やレトルト処理によ
る加熱殺菌に耐えうることができ、しかも元々のフィル
ムの外観、更には熱収縮性による仕上がり性も良好であ
り、またポリ塩化ビニル系やポリスチレン系熱収縮フィ
ルムよりも高い熱収縮応力を有し、結束性も優れてい
る。以下更に具体的に述べる。

【００１６】（ａ）耐衝撃性 収縮フィルムの役割の一つは被包装物の破壊や荷くずれ
等を防止する点にあるが、そのためには高い耐衝撃性を
有し且つ主方向に大きい収縮率を得ることが必要であ
る。その点本発明のフィルムは高い収縮率と高い耐衝撃
性を有するので美しい包装が得られ、しかも被包装物の
保護という面で優れた耐久性を示す。この傾向は落体テ
ストによって証明される。 （ｂ）印刷性 ハーフトーン印刷によりピンホールの発生やインクとの
接着性等に関し従来フィルムは固有の欠点を有するが該
ポリエステルフィルムは耐薬品性を有する点と共重合体
にすることにより接着性が向上することから印刷性は改
善された。 （ｃ）産業廃棄物の問題 近年プラスッチックボトルの利用が急速に広まってい
る。このようなボトルの回収を考えた場合は同物質で形
成されることが好ましく、本発明フィルムをポリエステ
ル系ボトルの包装に適用することはこの点有利である。 （ｄ）収縮ムラ 本発明フィルムは高い収縮率と高い収縮応力を有し、ま
た収縮速度が適切なことから収縮ムラの発生はしない。

【００１７】実施例 以下本発明を実施例で示すことにより詳細に説明する
が、本発明はその要旨を越えない限りこれからの例に何
ら制約されない。本発明で用いた測定法を以下に示す。 （１）最大収縮速度 先ずヤマト（株）社製DF-42 型ドライオーブンを、風量
設定０、エアダンパー閉の状態に設定し、測定温度に設
定し、昇温する。次に、試料サイズを主たる収縮方向５
cm、その直交方向４cmに切り出し、4.7gの微小荷重をか
けた状態でつり下げる。さらに、所定の温度に昇温した
ドライオーブン中に時間0秒で投入し、外部から観察可
能なように改造した窓越しにビデオカメラで収縮の時間
変化を記録し、１秒毎の定量を行った。これによって得
られた時間に対する収縮率の変化のうち最大のものを最
大収縮速度とした。

【００１８】（２）温水収縮率 湯浴の温度を75℃に昇温する。次に、試料サイズを主た
る収縮方向10cm、その直交方向10cmの正方形に切り出
し、治具につり下げる。さらに、所定の温度に昇温した
温湯中に時間０秒で投入し、10秒後に取りだし、水で冷
却固定する。冷却固定後に収縮率を測定する方法で定量
化を行った。

【００１９】（３）タテヒケ Ｆｕｊｉ Ａｓｔｅｃ ＩＮＣ製 ＳＨ−１５００−Ｌ
のスチームトンネルを用い、通過時間１０秒で１ゾーン
温度／２ゾーン温度：８５℃／９０℃で２Ｌ角型ＰＥＴ
ボトル（市販のサントリー 製の南アルプスの天然水に
使用されているボトル）を用いてテストした。タテヒケ
の測定は図１のようにボトルの長辺において、ボトル端
のラベル下部と中央部のラベル下部ズレを測定した。な
お、東洋インキ製造社製の草・金・白のインキで３色印
刷したフィルムを用いた。測定値は４mm以下を合格レベ
ルとした。

【００２０】（４）収縮仕上がり性 タテヒケと同様のスチームトンネルと角型ＰＥＴボトル
によりタテヒケと同様のテストをし、仕上がり性を目視
にて判定した。なお、仕上がり性のランクについては５
段階評価をし、 ５：仕上がり性最良 ４：仕上がり性良 ３：収縮ムラ少し有り（２ヶ所以内） ２：収縮ムラ有り（３〜６ケ所） １：収縮ムラ多い（６ケ所以上） として、４以上を合格レベルとした。実施例１〜３及び
比較例１〜３で得られたフィルムの評価結果を表１に示
す。表１から明らかなように、実施例１〜３で得られた
フィルムはいずれも良好な収縮仕上りを示し（シワ・収
縮不足等の欠点がなく）、タテヒケも発生しにくい。従
って、ラベル用の熱収縮性ポリエステル系フィルムとし
て高品質で実用性が高いといえる。一方、比較例１で得
られたフィルムはタテヒケが発生しやすく、比較例２で
得られたフィルムは収縮不足を生じるため、いずれもラ
ベル用の熱収縮性ポリエステル系フィルムとして品質が
劣るといえる。又、比較例３で得られたフィルムはタテ
ヒケ改良効果が小さい。

【００２１】実施例１ ステンレス製オートクレーブを使用し、二塩基酸成分と
してジメチレンテレフタレート７０モル％と、ジメチレ
ンナフタレート３０モル％、グリコール成分としてエチ
レングリコール モル％とネオペンチルグリコール モ
ル％の組成で、グリコールがメチルエステルの２倍モル
になるように仕込み、エステル交換触媒として酢酸亜鉛
を０．０５モル（酸成分に対して）を用いて、エステル
交換反応を行った。その後、触媒として、三酸化アンチ
モン０．０２５モル（酸成分に対して）、及び添加剤と
して０．０５モル（酸成分に対して）を、重縮合した。
これにより、テレフタル酸成分７０モル％と、２，６ナ
フタレンジカルボン酸成分３０モル％、エチレングリコ
ール成分５０モル％とネオペンチルグリコール成分５０
モル％から成るポリエステルを得た。この共重合体は固
有粘度０．６８ｄｌ／ｇであった。このポリエステルを
２８０℃で溶融押出し、厚さ２００μｍの未延伸フィル
ムを得た。該フィルムを縦方向に１２０℃で１．５倍延
伸し、次いで余熱１１０℃、３秒、次いで横方向に第１
段延伸を１１０℃で１．５倍、続いて、１１０℃で３秒
間定長把持し、引き続き１１５℃、１２０℃の２ゾーン
に分けて合計４．１倍まで延伸した。次いで１１３℃で
熱処理を５．５秒行い厚さ４０μｍの熱収縮フィルムを
得た。得られたフィルムの物性値を表１に示す。

【００２２】実施例２ 実施例１の重合方法により、テレフタル酸成分３０モル
％と、２，６ナフタレンジカルボン酸成分７０モル５、
エチレングリコール成分４０モル％とネオペンチルグリ
コール成分５４モル％と、ポリテトラメチレングリコー
ル（分子量６５０）成分６モル％から成るポリエステル
を得た。この共重合体は固有粘度０．７１ｄｌ／ｇであ
った。このポリエステルを２９０℃で溶融押出し、厚さ
１８０μｍの未延伸フィルムを得た。該フィルムを縦方
向に１０５℃で１．４倍延伸し、次いで余熱１００℃、
３秒、次いで横方向に第１段延伸を８８℃で１．５倍、
続いて、８８℃で３秒間定長把持し、引き続き９５℃、
１００℃の２ゾーンに分けて合計４．１倍まで延伸し
た。次いで８２℃で熱処理を５．５秒行い厚さ４０μｍ
の熱収縮フィルムを得た。得られたフィルムの物性値を
表１に示す。

【００２３】比較例１ 実施例１の重合方法により、テレフタル酸成分１０モル
％と、２，６ナフタレンジカルボン酸成分９０モル％、
エチレングリコール成分４５モル％とネオペンチルグリ
コール成分５５モル％からなるポリエステルを得た。こ
の共重合体は固有粘度０．７０ｄｌ／ｇであった。この
ポリエステルを２９５℃で溶融押出し、厚さ１８０μｍ
の未延伸フィルムを得た。該フィルムを予熱１２５℃、
３秒、次いで横方向に１２０℃で４倍まで延伸した。次
いで１４０℃で熱処理を行い厚さ４０μｍの熱収縮フィ
ルムを得た。得られたフィルムの物性値を表１に示す。

【００２４】比較例２ 実施例１の重合方法により、テレフタル酸成分９５モル
％と、２，６ナフタレンジカルボン酸成分５モル％、エ
チレングリコール成分３０モル％とネオペンチルグリコ
ール成分６９モル％とポリテトラメチレングリコール
（分子量６５０）成分１モル％からなるポリエステルを
得た。この共重合体は固有粘度０．６９ｄｌ／ｇであっ
た。このポリエステルを２８５℃で溶融押出し、厚さ１
８０μｍの未延伸フィルムを得た。該フィルムを予熱１
２０℃、３秒、次いで横方向に８０℃で４．１倍まで延
伸した。次いで７５℃で熱処理を行い厚さ４０μｍの熱
収縮フィルムを得た。得られたフィルムの物性値を表１
に示す。

【００２５】比較例２ 実施例１の重合方法により、テレフタル酸成分９０モル
％と、２，６ナフタレンジカルボン酸成分１０モル％、
エチレングリコール成分６５モル％とネオペンチルグリ
コール成分３５モル％からなるポリエステルを得た。こ
の共重合体は固有粘度０．７１ｄｌ／ｇであった。この
ポリエステルを２７５℃で溶融押出し、厚さ１８０μｍ
の未延伸フィルムを得た。該フィルムを予熱１２５℃、
３秒、次いで横方向に８０℃で４．０倍まで延伸した。
次いで９２℃で熱処理を行い厚さ４０μｍの熱収縮フィ
ルムを得た。得られたフィルムの物性値を表１に示す。

【００２６】比較例３ 実施例１の重合方法により、テレフタル酸成分８２モル
％と、イソフタル酸成分１８モル％、エチレングリコー
ル成分９５モル％とポリテトラメチレングリコール（分
子量１０００）成分５モル％からなるポリエステルを得
た。この共重合体は固有粘度０．６９ｄｌ／ｇであっ
た。このポリエステルを２８５℃で溶融押出し、厚さ１
８０μｍの未延伸フィルムを得た。該フィルムを予熱８
５℃、３秒、次いで横方向に６５℃で４．０倍まで延伸
した。次いで６０℃で熱処理を行い厚さ４０μｍの熱収
縮フィルムを得た。得られたフィルムの物性値を表１に
示す。

【００２７】

【表１】 表１より明らかになるように本発明のフィルムは目的と
する仕上がり性が良好なことが分かった。

【００２８】

【発明の効果】被覆用あるいは結束等の包装材料分野に
おいて特に好適な熱収縮特性を発揮し、仕上がり性が良
好な熱収縮性ポリエステル系フィルムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】収縮性フィルムのＰＥＴボトル胴部における収
縮後のタテヒケを示す側面図である。

【符号の説明】

１ ＰＥＴボトル ２ 収縮フィルム ３ タテヒケ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱収縮性ポリエステル系フィルムにおいて
   １方向の75℃温湯における収縮率が 0.1％以上30％以下
   であり、かつドライオーブン中での１方向の最大収縮速
   度が 100℃で 0.1％／秒以上20％／秒以下、 140℃で
   0.1％／秒以上30％／秒以下であることを特徴とする熱
   収縮ポリエステル系フィルム。