JP2003025438A - 熱収縮性ポリエステル系フィルム - Google Patents
熱収縮性ポリエステル系フィルムInfo
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Abstract
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。 【構成】 1方向の80℃における収縮率が8%以上40%
以下であり、かつ1方向の最大収縮速度が100℃で3%
/秒以上20%/秒以下、140℃で40%/秒以下であるこ
とを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。
Description
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(シートを含む。)に関するものである。
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
物を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。
スチレン、ポリエチレン、塩酸ゴム等の熱収縮性フィル
ムを用い、これをチューブ状体にしてから前記容器類に
かぶせたり、集積包装して熱収縮させていた。しかしこ
れらのフィルムは耐熱性が乏しく、ボイル処理やレトル
ト処理をすると溶融又は破裂してフィルム状体を維持す
ることができない欠点がある。更に印刷の必要な用途で
はインクの転移不良による印刷ピンホール(フィルム内
の添加材やポリマーのゲル状物によるフィッシュアイに
基づく微小凹凸)の発生が見られたり、仮にうまく印刷
できたとしてもその後にフィルムが収縮(常温収縮)を
起こして印刷ピッチに寸法変化をきたすという問題もあ
った。
記した欠点を大巾に改良した特性を有しており最近大い
に注目されている。しかしながらポリエステル系の熱収
縮性フィルムは、上記したポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、ポリエチレン或は塩酸ゴム等の熱収縮性フィルムに
比べ、収縮仕上がり性において満足できるものではなか
った。例えばPETボトルや、ガラス瓶等の容器にラベ
ル等として被覆収縮する際に、収縮ムラが発生しやす
く、内部からの空気の逃げがスムーズに進行せず、シー
ル部に気泡をかみこむ等の問題が発生する。このような
収縮ムラが発生すると印刷の濃度ムラにつながり製品の
美観を著しく低下させるので、解決する必要がある。こ
の収縮ムラを改善する方策として、公開特許公報の特開
平5-261816、特開平5-305664、特開平6-877、特開平6-8
322等にあるように、60℃の温水での収縮特性を改善し
たもの等がある。
比較的低温での収縮性は満足されるものの、最も一般的
な熱風型の収縮トンネルでの収縮ムラの発生を抑制する
のは不十分であり、上記したポリ塩化ビニル、ポリスチ
レン、ポリエチレン或は塩酸ゴム等の熱収縮性フィルム
にくらべ、収縮仕上がり性において満足できるものでは
なかった。
ステル系フィルムは、該フィルムの1方向の80℃におけ
る収縮率が8%以上40%以下であり、かつ1方向の最大
収縮速度が100℃で0.5%/秒以上24%/秒以下、140℃
で10%/秒以上40%/秒以下であることを特徴とする。
ては、ナフタレンジカルボン酸残基を含有することが好
ましい。また、ポリテトラメチレングリコール残基を含
有することも、本発明の好ましい実施態様である。
にかんがみ、ポリエステル系の熱収縮性フィルムの熱収
縮挙動について鋭意検討した結果、本発明に到達したも
のである。すなわち、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80℃における収縮率が8%以上
40%以下、好ましくは8%以上38%以下、最も好ましく
は8%以上35%以下である。1方向の80℃における収縮
率が8%以下では、さらに昇温した時、急激な収縮が発
生し、収縮ムラが発生する。もしくはさらに昇温した
時、十分な収縮が得られず、仕上がり不良となる。一
方、少なくとも1方向の80℃における収縮率が40%以上
では急激な収縮のため収縮ムラが発生する。
度が100℃で0.5%/秒以上24%/秒以下、140℃で10%
/秒以上40%/秒以下、好ましくは100℃で0.5%/秒以
上22%/秒以下、140℃で15%/秒以上40%/秒以下、
最も好ましくは100℃で0.5%/秒以上20%/秒以下、14
0℃で20%/秒以上40%/秒以下である。この最大収縮
速度が100℃で24%/秒以上では速い収縮のため収縮ム
ラが発生し易い。140℃での最大収縮速度が40%/秒以
上でも、急な収縮のため収縮ムラが発生し易い。一方、
100℃で0.5%/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。140℃で10%/秒以下でも十分な
収縮が得られず、仕上がり不良となり易い。
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。
フタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−1,4−もしく
は−2,6−ジカルボン酸等が挙げられる。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。
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。
に使用するポリエステル樹脂組成に限定はないが、熱収
縮性ポリエステル系フィルムのガラス転移温度が比較的
高くなる樹脂組成が好ましい。例えば芳香族ジカルボン
酸としてはナフタレン−1,4−もしくは−2,6−ジ
カルボン酸またはこれらのエステル誘導体を、ポリエス
テル樹脂の全ジカルボン酸成分中に10モル%以上90モル
%以下、テレフタル酸又はイソフタル酸を10モル%以上
90モル%以下の範囲で含むものが挙げられる。
的低温での収縮性を確保するために、例えば、分子量30
0から3000のポリテトラメチレングリコールを1モル%
以上10モル%以下の範囲で含有させることが好ましい。
1モル%未満では比較定低温での収縮性を確保できず、
10モル%以上では低温での収縮性が大きくなり、保存状
態で自然収縮し、実用に耐えない。また本発明の効果を
高め、収縮量をコントロールする目的で、例えばネオペ
ンチルグリコール等の脂肪族グリコールを5モル%以上
50モル%以下の範囲で含有させることが好ましい。
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。
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、または溶融混練によっ
て得られるポリエステルであってもよい。また、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、0.50dl/g以上1.30dl/g以下であ
る。
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1.1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。
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30〜150℃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。特に主方向に伸張し、非収縮方向
(主収縮方向に対し直角方向)には緩和させるのが良
く、該直角方向への伸張は行わないほうがよい。
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3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+50℃以下、延伸はTg−20℃から+30℃の
範囲内の温度で、徐々に温度が上がるように温度差を設
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合わせて重要である。
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、収縮速度が適切
な範囲になるため、熱収縮トンネルの温度ムラに対して
も収縮速度差が少ない状態が実現され、収縮ムラの発生
しにくいフィルムが得られる。
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性フ
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。
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)耐熱性 従来の汎用フィルムはいずれも高温ボイル処理やレトル
ト処理には耐えうることが出来ず、殺菌処理には不適当
なフィルムであり、処理中に破壊し、機能が失われる
が、本発明のフィルムはボイル処理やレトルト処理が出
来る熱収縮性フィルムとして優れた有用性を示す。 (c)印刷性 ハーフトーン印刷による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
刷性は改善されている。 (d)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、この点で有利であ
る。 (e)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
た最大収縮加速度が適切なことから収縮ムラの発生はし
ない。
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。
風量目盛り0(ファン回転数約460rpm)、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5cm、その直交方向4
cm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。
ブンを、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
温したオーブン中に時間0秒で投入し、10秒後に取りだ
し、室温で冷却固定する。冷却固定後に収縮率を測定す
る方法で定量化を行った。
ムを装着し150℃の熱風(風速10m/秒)の熱収縮
トンネルを通し、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。
してジメチルテレフタレート30モル%と、ジメチルナフ
タレート70モル%、グリコール成分としてエチレングリ
コール80モル%、と、ネオペンチルグリコール20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、ポリテトラメチレングリコール(分
子量650)5モル%(酸成分に対して)、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30モル%と、
2,6−ナフタレンジカルボン酸成分70モル%、エチレ
ングリコール成分74モル%、と、ネオペンチルグリコー
ル成分21モル%と、ポリテトラメチレングリコール(分
子量650)成分5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0.70dl/gであっ
た。このポリエステルを280℃で溶融押出し、厚さ1
80μmの未延伸フィルムを得た。該フィルムを縦方向
に10500%/分の延伸速度、115℃で1.1倍延伸し、次
いで予熱120℃、3秒、次いで横方向に第1段延伸を630
0%/分の延伸速度、100℃で1.5倍、続いて、100℃で3
秒間定長把持し、引き続き105℃、110℃の2ゾーンに分
けて合計4.1倍まで延伸した。次いで110℃で熱処理
を5.5秒行い、厚さ40μmの熱収縮性フィルムを得
た。得られたフィルムの物性値を表1に示す。
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29モル%、と、ネオペンチルグリ
コール成分67モル%と、ポリテトラメチレングリコール
(分子量650)成分4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1
80μmの未延伸フィルムを得た。該フィルムを縦方向
に11000%/分の延伸速度、95℃で1.1倍延伸し、次
いで予熱95℃、3秒、次いで横方向に第1段延伸を7100
%/分の延伸速度、80℃で1.5倍、続いて、80℃で3秒
間定長把持し、引き続き85℃、95℃の2ゾーンに分けて
合計4.1倍まで延伸した。次いで80℃で熱処理を5.5
秒行い、厚さ40μmの熱収縮性フィルムを得た。得ら
れたフィルムの物性値を表1に示す。
と、2,6−ナフタレンジカルボン酸成分20モル%、エ
チレングリコール成分94モル%、と、ネオペンチルグリ
コール成分4モル%と、ポリテトラメチレングリコール
(分子量650)成分2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0.70dl/gであっ
た。このポリエステルを280℃で溶融押出し、厚さ18
0μmの未延伸フィルムを得た。該フィルムを縦方向に
10500%/分の延伸速度、85℃で1.1倍延伸し、次い
で予熱95℃、3秒、次いで横方向に第1段延伸を7100%
/分の延伸速度、85℃で1.5倍、続いて、85℃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100℃で熱処理を5.5
秒行い、厚さ40μmの熱収縮性フィルムを得た。得ら
れたフィルムの物性値を表1に示す。
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80モル%、と、ネオペンチルグリ
コール成分19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%から成るポリエステルを
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295℃で溶融押出し、厚さ18
0μmの未延伸フィルムを得た。該フィルムを縦方向に
11000%/分の延伸速度、130℃で1.1倍延伸し、次い
で予熱125℃、3秒、次いで横方向に7200%/分の延伸
速度、120℃で4.1倍まで延伸した。次いで140℃で熱
処理を5.5秒行い、厚さ40μmの熱収縮性フィルムを
得た。得られたフィルムの物性値を表1に示す。
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64モル%と、ネオペンチルグリコー
ル成分35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275℃で溶融押出し、厚さ180μ
mの未延伸フィルムを得た。該フィルムを縦方向に1100
0%/分の延伸速度、90℃で1.1倍延伸し、次いで予
熱120℃、3秒、次いで横方向に6800%/分の延伸速
度、90℃で4.0倍まで延伸した。次いで75℃で熱処理
を5.5秒行い、厚さ40μmの熱収縮性フィルムを得
た。得られたフィルムの物性値を表1に示す。
%と、エチレングリコール成分98モル%と、ポリテトラ
メチレングリコール(分子量650)成分2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.
70dl/gであった。このポリエステルを285℃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9000%/分の延伸速度、90℃で1.05
倍延伸し、次いで予熱110℃、3秒、次いで横方向に630
0%/分の延伸速度、85℃で4.0倍まで延伸した。次
いで75℃で熱処理を5.5秒行い、厚さ40μmの熱収縮
性フィルムを得た。得られたフィルムの物性値を表1に
示す。
と、2,6ナフタレンジカルボン酸成分95モル%、エチ
レングリコール成分75モル%、と、ネオペンチルグリコ
ール成分25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11000%/分の
延伸速度、120℃で1.1倍延伸し、次いで予熱140℃、
3秒、次いで横方向に第1段延伸を6800%/分の延伸速
度、120℃で1.5倍、続いて120℃で3秒間定長把持し、
引き続き125℃、130℃の2ゾーンに分けて合計4.1倍
まで延伸した。次いで 100℃で熱処理を5.5秒行い、厚
さ40μmの熱収縮性フィルムを得た。得られたフィル
ムの物性値を表1に示す。
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%から成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270℃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85℃、3秒、次
いで横方向延伸を7100%/分の延伸速度、65℃で4.0
倍まで延伸した。次いで60℃で熱処理を5.5秒行い、厚
さ40μmの熱収縮性フィルムを得た。得られたフィル
ムの物性値を表1に示す。
ルムは目的とする仕上がり性が良好なことが分かった。
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。
Claims (3)
- 【請求項1】熱収縮性ポリエステル系フィルムにおい
て、該フィルムの1方向の80℃における収縮率が8%以
上40%以下であり、かつ1方向の最大収縮速度が100℃
で0.5%/秒以上24%/秒以下、140℃で10%/秒以上40
%/秒以下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】請求項1記載の熱収縮性ポリエステル系フ
ィルムが、ナフタレンジカルボン酸残基を含有すること
を特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。 - 【請求項3】請求項1記載の熱収縮性ポリエステル系フ
ィルムが、ポリテトラメチレングリコール残基を含有す
ることを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。
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