JP2003320630A - 熱収縮性ポリエステル系積層フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルムのしわ、ひずみ、収縮斑などを極め
て少なく抑えたポリエステル系樹脂を主原料とした熱収
縮性積層フィルムを提供する。 【解決手段】 ジカルボン酸成分がテレフタル酸及び／
又はイソフタル酸からなり、ジオール成分がエチレング
リコール（ＥＧ）を５０〜９０モル％、及び１，４−シ
クロヘキサンジメタノール、１，４−ブタンジオール
（ＢＤ）を含むとともに、当該ＥＧの量とＢＤとの量の
関係が式１を満足する共重合ポリエステル樹脂（Ａ）層
に、ジカルボン酸成分がイソフタル酸５〜５０モル％、
ジオール成分がエチレングリコール（ＥＧ）を５０〜９
０モル％含み、かつ、少なくとも１，４−シクロヘキサ
ンジメタノール、１，４−ブタンジオール（ＢＤ）を含
み、かつ当該ＥＧの量およびＢＤとの量の関係が式２を
満足する共重合ポリエステル樹脂（Ｂ）層を積層し延伸
してなる熱収縮性ポリエステル系積層フィルムにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボトルの収縮ラベ
ル等として好適に使用できる熱収縮性フィルムに係り、
特に収縮被覆工程においてフィルムのしわ、ひずみ、収
縮斑などを極めて少なく抑え、広範囲の収縮加工条件に
対応できる収縮温度範囲が広く収縮仕上がりに優れた各
種容器の収縮ラベルとして有用な熱収縮性ポリエステル
系積層フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】収縮包装や収縮結束包装、あ
るいはプラスチック容器のラベル、ガラス容器の破壊飛
散防止包装やラベル、キャップシールなどに広く利用さ
れる熱収縮性フィルムの材質としては、ポリ塩化ビニル
（ＰＶＣ）が最もよく知られ、また使用されてきた。と
ころが、ＰＶＣは熱収縮性フィルムとしての優れた実用
特性とコスト性を有しているものの、廃棄後焼却すると
塩化水素ガス等を発生し焼却炉を損傷し易い等の問題か
ら、近年ＰＶＣ以外の材料が要望されるようになってき
た。

【０００３】このようなＰＶＣ以外の材料の一つとし
て、スチレン−ブタジエンブロック共重合体（以下「Ｓ
ＢＳ」と表記することがある）を主たる材料とするポリ
スチレン系熱収縮性フィルムが提案され使用されている
が、このポリスチレン系フィルムは、加熱収縮時の収縮
斑やしわが少なく収縮仕上がり性は優れているものの、
室温における剛性が乏しく、自然収縮（常温よりやや高
い温度、例えば夏場においてフィルムが本来の使用前に
少し収縮してしまうこと）率が大きいことや、耐破断性
に劣る等の問題を有している。

【０００４】さらにＰＶＣ以外の材料として、ポリエス
テル系樹脂を主たる材料とした熱収縮性ポリエステル系
フィルムも提案され使用されている。この熱収縮性ポリ
エステル系フィルムは室温の剛性が高く、耐熱性に優
れ、透明性もよく、自然収縮率は非常に低くＰＶＣに代
わる熱収縮性ラベルとしての利用が期待されている。

【０００５】しかしながらＰＶＣやＳＢＳからなるフィ
ルムと比較すると、加熱収縮時に収縮斑やしわが発生し
易く収縮仕上がり性に劣る傾向がある。この原因として
はポリエステル系樹脂の有する高い結晶性に起因する熱
収縮開始温度の高さと、温度上昇に伴って収縮が急激に
増大することにあると考えられる。また、同様にポリエ
ステル樹脂の有する高い結晶性に起因する、印刷時にイ
ンキが定着しない、溶剤シール時にシール性が悪いなど
の問題も抱えている。従って、ポリエステル系フィルム
については、なるべく低温から収縮を開始すると共に、
収縮仕上がりの優れた外観が得られ、印刷・溶剤シール
性に優れた熱収縮性ポリエステル系フィルムが要望され
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために種々検討の結果、ポリエステル系フィル
ムにおいて、特定の原料を積層化することにより上記問
題点を解決できることを見出して完成するに至ったもの
である。すなわち、本発明の主旨は、ジカルボン酸成分
がテレフタル酸及び／又はイソフタル酸からなり、ジオ
ール成分がエチレングリコール（ＥＧ）を５０〜９０モ
ル％、及び１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，
４−ブタンジオール（ＢＤ）を含むとともに、当該ＥＧ
の量とＢＤとの量の関係が式１を満足する共重合ポリエ
ステル樹脂（Ａ）層に、ジカルボン酸成分がイソフタル
酸５〜５０モル％、ジオール成分がエチレングリコール
（ＥＧ）を５０〜９０モル％含み、かつ、少なくとも
１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，４−ブタン
ジオール（ＢＤ）を含み、かつ当該ＥＧの量およびＢＤ
との量の関係が式２を満足する共重合ポリエステル樹脂
（Ｂ）層を積層し延伸してなる熱収縮性ポリエステル系
積層フィルムにおいて上記目的が達成されるものであ
る。 式１： ０．３≦（ｂｄ）÷（ｅｇ）≦０．７ 式２： ０．１≦（ｂｄ）÷（ｅｇ）＜０．３ （上記式のｂｄは各々の層のジオール成分中の１，４−
ブタンジオール（ＢＤ）のモル％、ｅｇは各々の層のジ
オール成分中のエチレングリコール（ＥＧ）のモル％を
表す。）

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の熱収縮性ポリエステル系積層フィルムでは特定
の式１を満足する組成からなる共重合ポリエステル樹脂
（Ａ）層と、特定の式２を満足する組成からなる共重合
ポリエステル樹脂（Ｂ）とを積層し延伸してなるフィル
ムであって、共重合ポリエステル樹脂（Ａ）はジカルボ
ン酸成分がテレフタル酸、テレフタル酸及びイソフタル
酸から選ばれてなり、ジオール成分がエチレングリコー
ル（ＥＧ）を５０〜９０モル％、及び１，４−シクロヘ
キサンジメタノール、１，４−ブタンジオール（ＢＤ）
を含むとともに、当該ＢＤの量とＥＧとの量の関係が下
記の式１を満足する必要がある。 式１： ０．３≦（ｂｄ）÷（ｅｇ）≦０．７ ［上記式のｂｄは（Ａ）層のジオール成分中の１，４−
ブタンジオール（ＢＤ）のモル％、ｅｇは（Ａ）層のジ
オール成分中のエチレングリコール（ＥＧ）のモル％を
表す。］

【０００８】ジオール成分として、上記の範囲で１，４
−ブタンジオールが含有されることにより、ガラス移転
温度（Ｔｇ）を下げ、収縮開始温度を下げる効果が得ら
れる。上記式１の（ｂｄ）÷（ｅｇ）の値が、０．３未
満ではＴｇを下げる効果が少なく低温側での収縮開始特
性を満足するものが得られ難い。また、（ｂｄ）÷（ｅ
ｇ）が０．７を越える場合、結晶性が大きくなることに
よりフィルムが脆くなる傾向がある。ここで、１，４−
ブタンジオールを用いることによるフィルムの脆さを改
良するためにジオール中に１，４−シクロヘキサンジメ
タノールを含有させることが好ましい。

【０００９】共重合ポリエステル樹脂（Ｂ）はジオール
成分として１，４−ブタンジオールが式２：０．１≦
（ｂｄ）÷（ｅｇ）≦０．３の割合で含有されておりこ
れによりガラス点移転Ｔｇを下げつつ、結晶性の上げ過
ぎを防ぐ効果を得ることができる。 ［上記式のｂｄは（Ｂ）層のジオール成分中の１，４−
ブタンジオール（ＢＤ）のモル％、ｅｇは（Ｂ）層のジ
オール成分中のエチレングリコール（ＥＧ）のモル％を
表す。］（ｂｄ）÷（ｅｇ）が、０．１未満ではＴｇを
下げる効果が少なく共重合ポリエステル樹脂（Ａ）層と
の収縮開始温度に差が大き過ぎることにより満足する収
縮仕上りは得られない。（ｂｄ）÷（ｅｇ）が０．３を
越える場合、結晶性が大きくなることによりフィルムが
脆くなると共に２次加工における印刷・溶剤シール性に
劣る傾向がある。また、１，４−ブタンジオールを用い
ることよる脆さを改良するためにジオール中に１，４−
シクロヘキサンジメタノールを含有させることが好まし
い。さらに、２次加工における印刷・溶剤シール性にお
いてその適性を発現させるために酸成分としてイソフタ
ル酸を含有させることにより結晶性を下げることが好ま
しい。すなわち、本発明の積層フィルムは共重合ポリエ
ステル樹脂（Ａ）層にて収縮特性を発現させつつ、共重
合ポリエステル樹脂（Ｂ）層にて印刷・溶剤シール特性
を発現させることにより上記目的を達成したものであ
る。本発明の積層フィルムにおいては、上記の共重合ポ
リエステル樹脂（Ａ）層と共重合ポリエステル樹脂
（Ｂ）層を任意の組み合わせで積層構造とすることがで
きる。その構成としてはＡ／Ｂ、Ｂ／Ａ／Ｂ等の任意の
組合わせが可能である。

【００１０】なお、本来ポリエステル系樹脂は結晶性樹
脂であり、フィルムを延伸することによって配向結晶化
してしまう。耐破断性の向上および印刷適性、溶剤シー
ル性の向上のためには構成材料自体の結晶性を下げるこ
とが必要となる。しかし、構成材料の樹脂を完全に非晶
性としてしまうと、熱収縮性フィルムとして十分に要求
特性を満足させることが困難となる。つまり完全非晶性
のポリエステル系フィルムでは、その粘弾性特性に応じ
て急激な収縮カーブの立ち上がりと、非常に高い収縮応
力を有しているため収縮仕上がりにおいて難がある。従
って、適度な結晶性を付与させることが重要である。本
発明のポリエステル系熱収縮フィルムは適度な結晶性を
付与させることによって、高温時での収縮率が低減され
るために、結果的に収縮カーブ曲線が緩やかになり収縮
仕上がり性を向上させることができる。さらに、適度な
結晶性を付与させることによって延伸後のフィルムの厚
み精度を向上できる。延伸加工条件によっても厚み精度
を向上させる方法はいくつかあるが、最も厚み精度に影
響するのは構成材料の樹脂の結晶性である。

【００１１】延伸加工の初期の段階において、加熱され
るフィルムを部分的に見た場合、不均一な温度分布を示
すことがある。この場合、より高い温度の個所から延伸
が開始される。使用する樹脂が非晶性樹脂の場合では、
延伸され薄くなった個所がより延伸され、フィルム全体
が不均一な延伸となる。一方、結晶性がある場合、初期
に延伸された部分は薄くなるとともに配向結晶化により
延伸応力が大きくなるので、非延伸部分が延伸され易く
なり、その結果フィルム全体で均一延伸されることによ
って厚み精度が向上するのである。

【００１２】本発明の積層フィルムにおいて、上述した
以外にもさらにＴｇを下げる手段としてジオール成分と
してポリエーテルやネオペンチルグリコールを各層、あ
るいは共重合ポリエステル樹脂（Ａ）層のみに含有させ
ることもできる。ポリエーテルとしてはポリテトラメチ
レンオキシドグリコール、ポリエチレンオキシドグリコ
ール、ポリプロピレンオキシドグリコール等が考えられ
る。さらに上記以外のジオール成分としてはプロピレン
グリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキ
サンジオール、ネオペンチルグリコール、４，４’−ジ
シクロヘキシルヒドロキシメタン、４，４’−ジシクロ
ヘキシルヒドロキシプロパンなどを加えることも有用で
ある。１，４−ブタンジオールを含有させること自体で
もＴｇを下げる効果は十分に期待できるが、ポリブチレ
ンテレフタレートの添加量のみで、より低温収縮性を付
与させる場合、上記に示した通り、結晶性が上昇しすぎ
てしまい、溶剤シール性、インキ密着性が低下し易い。

【００１４】Ｔｇを下げるために使用する上記ポリエー
テルのなかでもポリテトラメチレングリコールが、重合
面や品質面より最も良好である。ポリブチレンテレフタ
レート中のポリテトラメチレングリコール含有量はジオ
ール成分中０．３〜１０モル％が好ましく、より好まし
くは０．５〜３モル％である。ポリテトラメチレングリ
コールユニットが０．３モル％未満ではポリブチレンテ
レフタレート単体の場合と同様に物性が変化しない。一
方、１０モル％を越える場合、他の混合樹脂との相溶性
が悪くなり透明性の低下をもたらし易い。

【００１４】なお、本発明積層フィルムの極限粘度は
（Ａ）層、（Ｂ）層ともに０．５以上、好ましくは０．
６以上がよい。フィルムの極限粘度が０．５未満である
と耐破断性が低下し易い。また本発明の積層フィルムで
は、フィルムの易滑性を向上させるため、有機滑剤、無
機滑剤などの微粒子を含有させてもよく、静防剤等を練
り込み方法やコーティング方法によって付与させること
も可能である。本発明に使用される原料は各成分をもつ
ポリエステル樹脂を混合した状態で使用されるにとどま
らず、重合段階において上記内容と同等のポリエステル
を作成し、使用することもできる。

【００１５】つぎに本発明の積層フィルムの製造法を具
体的に説明するが、下記製造法には限定されない。重縮
合反応によって得られた共重合ポリエステル（Ａ）層と
（Ｂ）層を３層押出し装置のＴダイより２００〜３２０
℃の温度で３層シート状に溶融押出する。押出に際して
は、Ｔダイ法、チューブラ法などの方法を採用してもよ
い。Ｔダイ法を用いた場合、押出後表面温度１５〜８０
℃のキャスティングドラム上で急冷して、厚さ３０〜３
００μｍの未延伸積層シートを形成する。得られた未延
伸シートを、加熱縦延伸ロールを用いて、ロール温度６
０〜１２０℃にて１．０〜２．０倍、好ましくは１．０
〜１．５倍延伸する、縦延伸後、テンターを用いて延伸
温度６０〜１２０℃にて１．７〜７．０倍延伸し、６０
〜１００℃の温度で熱処理して巻き取る。

【００１６】ここで、前記フィルムの諸特性のうち、収
縮特性は主に延伸倍率と延伸温度に依存するので、主収
縮方向の収縮率を上げるという面からは高倍率、低温延
伸が好ましい。一方収縮応力も延伸温度の主に依存し、
高倍率、低温延伸ほど収縮能力が大きくなり、また延伸
後の熱処理（アニーリング、特に弛緩熱処理）の影響も
ある。収縮率よりなだらかに設定するためには、やや高
温での延伸を行いつつ延伸倍率を調整するのが一つの方
法であり、延伸後のフィルムの平坦性改良や収縮率調整
のために熱処理を行う場合にはポリエステルの結晶化を
促進しない低温で行うことである。それにより、加熱収
縮時初期のフィルムの挙動に大きく影響する収縮応力を
低く抑えなだらかな収縮特性を示すフィルムを得ること
が可能になる。具体的な温度条件は使用するポリエステ
ルの種類に応じて適宜設定することができる。

【００１７】また本発明においては、前記延伸工程中、
延伸前または延伸後に、フィルムの片面または両面にコ
ロナ放電処理などの表面活性化処理を施してフィルムの
印刷層に対する接着性を向上させることも可能である。
また上記延伸工程中、延伸前または延伸後に、フィルム
の接着性、帯電防止性、滑り性、遮光性などを向上させ
ることも可能である。

【００１８】

【実施例】以下、実施例について説明するが、本発明
は、これに限定されるものではない。なお、フィルムの
特性の評価方法は以下の通りである。

【００１９】１）収縮外観 格子目を入れたフィルムを円筒状にしてペットボトルに
かぶせ、下記蒸気シュリンクトンネルを通過させてボト
ルに装着し、収縮外観を評価した。蒸気シュリンクの温
度は８０℃、９０℃、にて実施した。ラベルの格子目の
歪みがなく密着性も優れ美しい仕上がりのものを
（○）、収縮不足、ゆがみしわなどは少ないが完全では
なく実用上やや問題のあるものを（△）、完全な収縮不
足もしくは仕上がり性が完全に実用レベルに達しないも
のを（×）とした。 ケーユーシステム（株）製 「スチーム収縮トンネルＳ
ＫＴ−３０００」

【００２０】２）シール性 フィルムを下記シール機にて溶剤シール（溶剤はＴＨＦ
を使用）し、シール方向に沿って引張試験機で引張り、
平均剥離荷重を測定した。平均剥離荷重が１Ｎに達しな
い場合を（×）、１Ｎ以上あった場合を（○）として評
価した。 山陽機械（株）製 「ＨＷＳ−２５０センターシール
機」

【００２1】

【表１】

【００２2】表１に示した組成内容の樹脂を東芝製５８
ｍｍφ押出機および三菱重工製２５ｍｍφ押出機に３層
口金を取り付け、それぞれ吐出量８０Ｋｇ／時間、２０
Ｋｇ／時間、樹脂温２７０℃にて３層のシートをキャス
トロール上に押出し、その後連続して縦１．０５倍、横
４．０倍に延伸した。速度、延伸温度及び熱処理温度を
調整し、厚みが５０μｍのフィルムを得た。

【００２３】

【表２】

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、低温のシュリンカーで
も十分対応し、収縮時のフィルムのしわ、ひずみ、収縮
斑などの極めて少ない、収縮特性の優れたフィルムが得
られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 9:00 9:00 Ｆターム(参考） 4F100 AK41A AK41B AL01A AL01B BA02 EJ37 GB15 GB90 JA03 JL01 4F210 AA24 AE01 AG01 AG03 RA03 RC02 RG02 RG04 RG09 RG43

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ジカルボン酸成分がテレフタル酸及び／
   又はイソフタル酸からなり、ジオール成分がエチレング
   リコール（ＥＧ）を５０〜９０モル％、及び１，４−シ
   クロヘキサンジメタノール、１，４−ブタンジオール
   （ＢＤ）を含むとともに、当該ＥＧの量とＢＤとの量の
   関係が式１を満足する共重合ポリエステル樹脂（Ａ）層
   に、ジカルボン酸成分がイソフタル酸５〜５０モル％、
   ジオール成分がエチレングリコール（ＥＧ）を５０〜９
   ０モル％含み、かつ、少なくとも１，４−シクロヘキサ
   ンジメタノール、１，４−ブタンジオール（ＢＤ）を含
   み、かつ当該ＥＧの量およびＢＤとの量の関係が式２を
   満足する共重合ポリエステル樹脂（Ｂ）層を積層し延伸
   してなる熱収縮性ポリエステル系積層フィルム。 式１： ０．３≦（ｂｄ）÷（ｅｇ）≦０．７ 式２： ０．１≦（ｂｄ）÷（ｅｇ）＜０．３ （上記式のｂｄは各々の層のジオール成分中の１，４−
   ブタンジオール（ＢＤ）のモル％、ｅｇは各々の層のジ
   オール成分中のエチレングリコール（ＥＧ）のモル％を
   表す。）
2. 【請求項２】 共重合ポリエステル樹脂（Ａ）層と共重
   合ポリエステル樹脂（Ｂ）層の厚み比が（Ａ）層：
   （Ｂ）層＝３：２〜１０：１の範囲であることを特徴と
   する請求項１記載の熱収縮性ポリエステル系積層フィル
   ム。
3. 【請求項３】 少なくとも１方向に３．５倍以上７．０
   倍以下の延伸がなされ、８０℃の温水に１０秒間浸漬し
   た際の収縮率が３５％以上であることを特徴とする請求
   項１又は２記載の熱収縮性ポリエステル系積層フィル
   ム。