JP2005161670A - 熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルム及びこれを用いたラベル - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の目的は、熱収縮率が十分に大きく、熱収縮させたときのフィルムに収縮むらが発生せず、美麗な外観をもち、後に経験するような高温条件下においてもその外観を安定して保持し、包装袋またはラベルとして熱収縮装着した後、流通時及び使用時の引き裂き開封性、リサイクル工程でのラベル剥離工程に必用なミシン目カット性に優れた熱収縮性ポリエステル系フィルム及びこれを用いたラベルを提供することにある。
【解決手段】
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、最大熱収縮率が少なくとも１方向で２０％以上であって、ヘイズ値が５０％以上であり、全光線透過率が９３％以上であり、かつ、引き裂き方向と直交方向の最大巾が１ｍｍ以下であるカット性を有する熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムであり、シンジオタクチックポリスチレン系樹脂を０．０５〜３０重量％含有する。又、本発明の熱収縮性ポリエステル系ラベルは、上記熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムを用いて製造される。
【選択図】
なし。

Description

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ポリエステル系フィルム及びこれを用いたラベルに関する。特に収縮むらが少なく、耐熱性に優れた収縮結果を与え、美麗な仕上がり外観を安定して保持し、さらに軽収縮時の引き裂き性、ミシン目カット性に優れ、容器の胴ラベル用途に好適に利用される。また、全光線透過率が高く、かつ、ヘイズの高い特性より、電球等からの直接光線を避けた照明効果を得るための被覆材、遮蔽材、ＯＡ．ＡＶ機器用のディスプレー構成材料としても好適である。

熱収縮性フィルムは、収縮性という機能を有するため、適用する物体に接着剤や留め具等の固定手段を用いず、フィルムから発生する収縮力と賦形性によって対象物に積層一体化する事が出来る。例えばフィルムをチューブ状に加工し、ボトルに被せ、熱収縮トンネルを通過させて収縮密着させることにより、ボトルの形状を活かした意匠を施すことが出来る。そのため積層や被覆することによる対象物の機械的保護ばかりでなく、結束、封緘、などの機能も有する。さらに収縮フィルム自体に特殊な機能を有する場合、積層することで対象物に後付にて自由にその特殊機能を付加することができる。この性質は内容物の保存、流通時における保護と表示および意匠性が主目的である包装及び工業材料分野に於いて有効に用いられている。

例えば瓶（ガラス製及びプラスチック製のボトルを含む）や缶などの各種容器及び長尺物（パイプ、棒、木材、各種棒状体など）、又はフィルム、シート、プレート等の枚葉体の被覆用、結束用、外装用または封緘用、として利用されている。

具体的には、表示、保護、結束、および機能化による商品価値の向上などを目的として、瓶のキャップ部、肩部、及び胴部の一部または全体を被覆する用途に用いられる。ここで、機能化とは、紫外線、可視光、赤外光その他電磁波等の遮蔽性の付与、気体遮断性の付与、その他ベースとなる収縮フィルムに、コーティング、積層、練り込み等の方法を用いて様々な機能性を与えた収縮フィルムを作成し、これを収縮装着することによって例えば機能を持たない容器等に新たな機能を付与することをいう。

更に、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。このときフィルムにあらかじめ表示、意匠目的の造形がなされている場合、収縮ラベルという商品となる。

上記フィルムの素材としては、ポリ塩化ビニル、アタクチックポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、脂肪属系ポリオレフィン、およびその誘導体、塩酸ゴムなどが用いられる。通常、これらのフィルムをチューブ状に成形し、例えば瓶にかぶせたり、パイプなどを集積した後、熱収縮させることにより包装または結束が行われる。このように様々性状の素材を用いる結果、素材ごとに共通あるいは固有の得失が存在する。列挙すれば、前記従来のフィルムはいずれも耐熱性が乏しく、高温でのボイル処理やレトルト処理に耐えることができないため、食品、衛生用品、医薬品用途に適用する場合、高温での殺菌処理ができないという欠点がある。例えばレトルト処理を行うと、前記従来のフィルムは処理中に破損しやすい。

ポリ塩化ビニルフィルムに言及すれば、このフィルムは熱収縮特性は極めて良好であるものの、印刷時インクとの接着性が悪く、さらに該樹脂に特徴的な添加剤のゲル状物を生成しやすいため、フィルムの印刷面にピンホールを発生し易い。さらに、廃棄、焼却された場合の環境汚染の問題がある。

ポリスチレンフィルムは密度が低く、リサイクル工程での分離に有利であるが、耐熱性に乏しい。また、製造後に経時的に収縮するため収縮による印刷ピッチの変化を生じ、高精度の印刷を行うことができない。更に印刷インクに含まれる溶剤に一部溶解又は膨潤し良好な印刷が難しかった。

ポリエステルフィルムに関しては、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、等に優れる。しかし望ましい収縮特性、接着性等を達成するためには精密な製造条件の制御技術が必要である。さらに一般の熱収縮性ポリエステルフィルムは包装袋またはラベルとして熱収縮装着した後、流通時の引き裂き開封性、リサイクル工程でのラベル剥離工程に必用なミシン目カット性に劣ると言われており、場合によってはカット方向に沿わないばかりか全く直交方向に破れてしまうことがあった。

本発明は、従来の熱収縮性ポリエステル系フィルム、及びこれを用いたラベル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、熱収縮率が十分に大きく、熱収縮させたときのフィルムに収縮むらが発生せず、美麗な外観をもち、後に経験するような高温条件下においてもその外観を安定して保持し、包装袋またはラベルとして熱収縮装着した後、流通時及び使用時の引き裂き開封性、リサイクル工程でのラベル剥離工程に必用なミシン目カット性に優れた熱収縮性ポリエステル系フィルム及びこれを用いたラベルを提供することにある。

請求項１の発明は最大熱収縮率が少なくとも１方向で２０％以上であって、ヘイズ値が５０％以上であり、全光線透過率が９３％以上であり、かつ、フィルムに目の間隔が４．７２ｍｍのミシン目を直線状に１条入れ手作業にて引き裂き、投影機（対物１０倍）を用い、クロスニコルとした偏光板の間にフィルムを暗視野となるよう入れ、視野スケール範囲内にある明るくなった部分の引き裂き方向と直交方向の最大巾を測定したときに値が１ｍｍ以下であるカット性を有する熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムであり、請求項２の発明は、請求項１記載の熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムがシンジオタクチックポリスチレン系樹脂を０．０５〜３０重量％含有することを特徴とする熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムであり、請求項３の発明は請求項１、２記載の熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムを用いたことを特徴とする熱収縮性ポリエステル系ラベルである。

さらに、この場合において、前記熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムの用途としては、熱収縮性ポリエステル系ラベルや電球、蛍光灯等に対する防眩かつ破壊防止効果を得るための被覆材、遮蔽材、ＯＡ．ＡＶ機器用ディスプレーの構成材料として好適である。

本発明の熱収縮性フィルム及びこれを用いたラベルは実用上充分な熱収縮率を有し、熱収縮させ、被覆用途または結束用途に用いたとき、収縮工程での温度のゆらぎや不均一にかかわりなく均等な収縮結果を与え、さらに特異な光学的性質、意匠性を有し、また、カット性に優れるため、特に胴ラベルのような軽収縮ラベル分野や工業意匠材料に好適であり、そのリサイクル適性が発揮される。

本発明に用いられるフィルムはポリエステル系樹脂組成物からなる。該ポリエステル系樹脂としては、ジカルボン酸成分として、芳香族ジカルボン酸、それらのエステル形成誘導体、脂肪族ジカルボン酸の１種以上を用い、多価アルコール成分と重縮合した公知の（共重合）ポリエステルを用いることができる。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、５−ナトリウムスルホイソフタル酸等が挙げられる。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。また脂肪族ジカルボン酸としては、ダイマー酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、シュウ酸、コハク酸等が挙げられる。また、ｐ−オキシ安息香酸等のオキシカルボン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等の多価のカルボン酸を、ジカルボン成分として必要に応じて併用してもよい。

多価アルコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ダイマージオール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル１，５−ペンタンジオール、２−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール等のアルキレングリコール、ビスフェノール化合物またはその誘導体のアルキ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、ε−カプロラクトンも多価アルコール成分として使用可能である。

ポリエステル系熱収縮性フィルムを構成するポリエステル原料は、単独でもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。単独の場合は、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、ポリエチレンナフタレート等のポリエチレンテレフタレート以外のホモポリエステルが好ましい。ポリエチレンテレフタレート単独では、熱収縮性が発現しないからである。

熱収縮特性の調節、具体的には熱収縮温度領域の調整、収縮速度及び収縮応力の調整の点からは、ガラス転移温度（Ｔｇ）の異なる２種以上のポリエステルを混合して使用することが好ましい。特に、ポリエチレンテレフタレートと共重合ポリエステル（２種以上であってもよい）を混合して使用することが好ましいが、共重合ポリエステル同士を混合してもよい。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、ポリエチレンナフタレート同士を混合したり、これらと他の共重合ポリエステルを混合して用いることもできる。

最も熱収縮特性的に好ましいものとしては結晶性、ガラス転移点、等の調節に好適な、ポリエチレンテレフタレートと、ポリブチレンテレフタレート、エチレングリコールとネオペンチルグリコールとの混合ジオール成分とテレフタル酸とからなる共重合ポリエステルとの３種類の原料ポリエステルを混合したポリエステルが挙げられる。

前記ポリエステルは常法により溶融重合することによって製造できるが、例えばジカルボン酸類とグリコール類とを直接反応させ得られたオリゴマーを重縮合する、いわゆる直接重合法、ジカルボン酸のジメチルエステル体とグリコールとをエステル交換反応させたのちに重縮合する、いわゆるエステル交換法等が挙げられ、任意の製造法を適用することができる。また、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。

得られるポリエステルの重合度は、力学特性、成形性の点から、固有粘度にして０．３〜１．３ｄｌ／ｇのものが好ましい。

前記ポリエステルには、着色やゲル発生等の不都合を起こさないようにするため、酸化アンチモン、酸化ゲルマニウム、チタン化合物等の重合触媒以外に、Ｍｇ塩、Ｃａ塩、Ｍｎ塩、Ｚｎ塩、Ｃｏ塩等の金属塩を添加することができる。また、リン酸エステル誘導体等のリン系化合物を添加することができる。

また、必要に応じて、シリカ、二酸化チタン、カオリン、炭酸カルシウム等の微粒子を添加してもよく、さらに酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤、抗菌剤等を添加することもできる。

本発明における熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムおよびこれを用いたラベルは、カット性を有することが必要である。

ここでいうカット性とは、フィルムに目の間隔が４．７２ｍｍのミシン目を直線状に１条入れ、手作業にて引き裂き、投影機（対物１０倍）を用い、クロスニコルとした偏光板の間にフィルムを暗視野となるよう入れ、視野スケール範囲内にある明るくなった部分の引き裂き方向と直交方向の最大巾を測定したときに値が１ｍｍ以下であることを意味する。

本発明における熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムおよびこれを用いたラベルに、カット性を付与する方法としては、カット性改良材を原料ポリエステルに配合することが挙げられる。カット性改良材としてはシンジオタクチックポリスチレン系樹脂が好適である。好ましい添加量としては０．０５〜３０重量％である。このようなカット性改良剤を添加することで完全若しくは準完全な相分離構造が発生し、これによりカット時の応力が集中することによりカット性が発現するものと考えられる。

本発明における熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムおよびこれを用いたラベルは、ヘイズ値が５０％以上であり、かつ、全光線透過率が９３％以上である必要がある。これにより反対面の明るさを落とさずかつ半透明な風合いで、用途によりカット性との兼ね合いにて最適な値に調整することが出来る。そして、例えば、カット性改良材の量の加減に加えて、無機粒子、有機粒子の添加により具体的には後記の実施例に裁示した方法によりこれらの物性値を有するフィルム及びこれを用いたラベルを得ることができる。

上記ポリエステルは、既知の方法（例えば、押し出し法、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。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、延伸は逐次２軸延伸、同時２軸延伸、１軸延伸、及びこれらの組合せにより行われる。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、どちらか一方をさきに行う逐次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。

延伸倍率は１．０倍から６．０倍の範囲で任意に設定され、所定の一方向の倍率と該方向と直行する方向の倍率が同じであっても異なっていてもよい。延伸工程においてはフィルムを構成する重合体が有するガラス転移温度（Ｔｇ）以上の例えばＴｇ＋５０℃以下の温度で予熱を行うのが好ましい。延伸後の熱固定では、例えば、延伸を行った後に、３０℃〜１５０℃の加熱ゾーンを約１秒〜３０秒通すことが推奨される。また、フィルムの延伸後であって、熱固定を行う前もしくは行った後に、所定の度合で弛緩処理を行ってもよい。さらに、上記延伸後、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工程、あるいは、該処理に引き続いて緊張状態を解除した後も冷却工程を付加してもよい。得られるフィルムの厚さは１０〜１００μｍの範囲が好ましい。

本発明における熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムおよびこれを用いたラベルは、最大熱収縮率が少なくも１方向で２０％以上であることが必要である。この性能により一般の胴ラベルに用い得る。また５０％以上であれば一般のＰＥＴボトルに装着することができる。さらに６０％以上あれば複雑な形状の容器であっても装着できる。７０％以上あれば複雑な形状の容器のフルラベルとして好適である。

本発明では、高延伸倍率化、熱固定の軽減、混合樹脂の相溶状態の調整、等、例えば後記の実施例記載の方法により最大熱収縮率が少なくも１方向で２０％以上の熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムおよびこれを用いたラベルが得られる。

かくして得られる本発明の熱収縮性フィルムおよびラベルは、従来提案された熱収縮性フィルムを用いた場合に比べ、美麗な外観を持って仕上がると共に、包装袋またはラベルとして熱収縮装着した後、流通時ノッチを入れて引き裂いた時に手作業にて大方思う方向に安定して切断できる引き裂き開封性、さらに、ミシン目が設けられたラベルをリサイクル工程の一環として手作業にてラベルを剥がす時、ミシン目に沿って安定して切断できるミシン目カット性、これらの性質を有するため厳密な分別リサイクル用途に好適である。

以下に実施例にて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

本発明で使用したフィルムの評価方法を以下に示す。

（１）最大熱収縮率
フィルムを収縮する方向を長辺とし、幅１５ｍｍとなるように切り出す。この長辺方向に２００ｍｍの間隔に標線を記す。この試料をギアーオーブン中に吊り下げ、１００℃の熱風を１分間当てて加熱し、標線間の距離の変化量を測る。この変化量の元の長さに対する１００分率を熱収縮率（％）とし、５℃ずつ昇温して同測定を１５０℃まで行う。これら試料の熱収縮率の最大値を採用する。

（２）ミシン目カット性（波及距離）
フィルムに目の間隔が４．７２ｍｍのミシン目を直線状に１条入れ（ＣＬＯＶＥＲ印のルーレットの歯を１枚おきに欠いたものにて作成）手作業にて引き裂く。投影機（Ｎｉｋｏｎ社製ＰＲＯＦＩＬＥ ＰＲＯＪＥＣＴＯＲ，Ｖ−１２、対物レンズ倍率１０倍）を透過光で用い、クロスニコルとした偏光板の間にフィルムを暗視野となるよう入れ、視野スケール範囲内にある明るくなった部分の引き裂き方向と直交方向の最大巾を測定する。値が１ｍｍ以下のものをカット性ありとした。

（３）引き裂き性
ハサミにて５ｍｍの切り込みを入れ方向を定め、手作業にて引き裂く。
評価基準は以下のとおり設定した。
○；大方思う方向に安定して切断できる
△；切断する方向が定まらない
×；意図しない方向に切断

（４）極限粘度
ウベローデ型粘度管を用い、フェノール／テトラクロルエタンの重量比６／４の混合溶媒に、本発明に用いた樹脂のサンプルを溶液濃度０．４ｇ／ｄｌで溶解し、温度３０℃で測定した値から還元粘度を求め極限粘度に換算した。

（５）ヘイズ
ＪＩＳ Ｋ−７１０５に従い測定した。

（６）全光線透過率
ＪＩＳ Ｋ−７１０５に従い測定した。

（実施例１）
ＰＥＴ樹脂（ＰＥｓ−Ａ：極限粘度０．７５）とネオペンチルグリコールを３０ｍｏｌ％共重合した共重合ＰＥＴ樹脂（ＰＥｓ−Ｂ：極限粘度０．７２５）、ＰＢＴ樹脂（ＰＥｓ−Ｃ：ＮＶ５０２０／三菱レイヨン製（株）社製）のペレットをそれぞれ３５：５０：１５の重量比で混合したものにカット性改良材としてシンジオタクチックポリスチレン（ザレックＳ１００ 出光石油化学工業（株）製）を１０重量％混合し、３０ｍｍφの２軸押し出し機に投入し２７５℃で溶融し、ダイスより冷却ロール上に押し出し、静電印加法により密着・冷却固化し、厚さ約１６０μｍの無定形シートを得た。
該無定形シートをステンター式横１軸延伸機を用い、先ず８４℃に予熱し、延伸温度７６℃で横方向に倍率４．０にて延伸した。その後、７９℃で１０秒熱固定処理を行った後室温に急冷した。得られたフィルムの厚さは４０μｍであった。得られたフィルムを用いて熱収縮ラベルを作製した。このものの最大熱収縮率、ヘイズ、ＭＤ方向引裂のカット性、全光線透過率、引き裂き性を測定した。

（実施例２）
実施例１において用いたカット性改良材のかわりにシンジオタクチックポリスチレン（ザレックＣ１２２ 出光石油化学工業（株）製）を用いた以外実施例１と同様の方法にてフィルムを得、測定を行った。

（比較例１）
実施例１において、カット性改良材を用いないこと以外、実施例１と同様の方法にてフィルムを得、測定を行った。

（比較例２）
実施例１において用いたカット性改良材のかわりにポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）を用いた以外実施例１と同様の方法にてフィルム、ラベルを得、測定を行った。

以上の結果を表１に示す。

本発明の熱収縮性フィルム及びこれを用いたラベルは実用上充分な熱収縮率を有し、熱収縮させ、被覆用途または結束用途に用いたとき、収縮工程での温度のゆらぎや不均一にかかわりなく均等な収縮結果を与え、さらに特異な光学的性質、意匠性を有し、また、カット性に優れるため、特に胴ラベルのような軽収縮ラベル分野や工業意匠材料に好適であり、そのリサイクル適性が発揮される。

Claims (3)

1. 最大熱収縮率が少なくとも１方向で２０％以上であって、ヘイズ値が５０％以上であり、全光線透過率が９３％以上であり、かつ、フィルムに目の間隔が４．７２ｍｍのミシン目を直線状に１条入れ手作業にて引き裂き、投影機（対物１０倍）を用い、クロスニコルとした偏光板の間にフィルムを暗視野となるよう入れ、視野スケール範囲内にある明るくなった部分の引き裂き方向と直交方向の最大巾を測定したときに値が１ｍｍ以下であるカット性を有する熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルム。
2. 請求項１記載の熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムがシンジオタクチックポリスチレン系樹脂を０．０５〜３０重量％含有することを特徴とする熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルム
3. 請求項１、２記載の熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムを用いたことを特徴とする熱収縮性ポリエステル系ラベル。