JP3336722B2

JP3336722B2 - 熱収縮性ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JP3336722B2
Application number: JP2478094A
Authority: JP
Inventors: 秀紀清水; 慎一郎奥村; 勝朗久世; 勤井坂
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1994-01-26
Filing date: 1994-01-26
Publication date: 2002-10-21
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JPH07216109A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被覆用、結束用或いは
外装用等の包装材料分野において、良好な耐熱性を有
し、かつ、熱収縮させた時のフィルムのシワ、歪み、白
化、弛み等の欠点の極めて少ない美麗な仕上り外観を与
える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】従来、被覆用、結束用、外装用熱収縮性
フィルムにはポリ塩化ビニル、ポリスチレンなどをチュ
ーブ状に成形してから容器類にかぶせたり、集積包装し
て熱収縮させていた。しかしながら、ポリ塩化ビニルは
耐熱性に欠け、廃棄後の焼却時に有害ガスが発生し、か
つ焼却炉の損傷が激しいという問題点があった。またポ
リスチレンは、保管中の経時収縮率が大きく、耐侯性、
耐溶剤性、印刷適性等にも問題点があった。

【０００３】一方、従来のポリエステル系フィルムは上
記他素材のフィルムが持つ問題点は解決しているが、所
望の方向への熱収縮率が不充分であったり、該方向と直
交する方向への熱収縮率を小さくすることができないな
どの問題点があった。しかしながら、このような問題点
は、例えば、特開昭６３−１５６８３３号に開示されて
いるように、原料のポリエステル樹脂としてネオペンチ
ルグリコールの共重合体を用いる等により解決される。
ところが、これらの方法で得られたフィルムも、たとえ
ば収縮力が高すぎたり、収縮速度が早すぎる等の問題が
あり、熱収縮させた時のフィルムのシワ、歪み、収縮
斑、折れ込み等の欠点が発生し美麗な外観が得られにく
いという問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術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、耐熱性に優れ、かつ均一
に収縮するために熱収縮させた時のフィルムのシワ、歪
み、収縮斑、折れ込み等の欠点の発生がなく美麗な外観
を与える熱収縮性ポリエステル系フィルムを提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、グリコール成
分としてネオペンチルグリコールを５〜６０モル％含む
ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル（Ａ）４０
〜９７重量％、ポリブチレンテレフタレート系ポリエス
テル（Ｂ）３〜４０重量％およびポリエチレンテレフタ
レート（Ｃ）０〜５５重量％よりなる組成物を成形して
なることを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム
である。

【０００６】本発明に用いられるグリコール成分として
ネオペンチルグリコールを５〜６０モル％含むポリエチ
レンテレフタレート系ポリエステル（Ａ）は、ポリエチ
レンテレフタレートのグリコール成分の５〜６０モル％
をネオペンチルグリコールに置き換えたものを使用する
のが好ましいが、１０モル％以下であればテレフタル酸
以外のジカルボン酸やエチレングリコール、ネオペンチ
ルグリコール以外の他のジオールを用いてもかまわな
い。

【０００７】ネオペンチルグリコール量が５モル％未満
では、熱収縮させた時のフィルムのシワ、歪み、収縮
斑、折れ込み等の欠点の発生が増え、ラベルとして用い
た時の収縮の仕上り性が劣るので好ましくない。逆に６
０モル％を越える時はポリエステルを製造する時の重合
速度が遅くなり、生産性が低下するので好ましくない。
また、テレフタル酸以外のジカルボン酸およびエチレン
グリコール以外のジオールを用いた場合は耐熱性が低下
し、高温のボイル処理やレトルト処理に耐えることがで
きなくなり、かつ経済的にも不利になるので好ましくな
い。

【０００８】本発明における該ポリエステル（Ａ）の配
合量は４０〜９７重量％であり、好ましくは４５〜９０
重量％である。配合量が４０重量％未満では収縮の仕上
り性が悪化するので好ましくない。また、９７重量％を
越えるとポリエステル（Ｂ）の配合量が不足し、収縮仕
上り性が悪化するので好ましくない。また、ネオペンチ
ルグリコール量が多いポリエステル（Ａ）を用いた時は
耐熱性も低下するので好ましくない。

【０００９】本発明に用いられるポリブチレンテレフタ
レート系ポリエステル（Ｂ）はポリブチレンテレフタレ
ートあるいはジカルボン酸およびジオール成分と１０モ
ル％以下の範囲でそれぞれテレフタル酸および１，４ブ
タンジオール以外のジカルボン酸やジオールを用いた共
重合ポリブチレンテレフタレートが用いられる。共重合
成分がそれぞれ１０モル％を越えると耐熱性が低下し、
経済的にも不利になるので好ましくない。

【００１０】本発明における該ポリエステル（Ｂ）の配
合量は３〜４０重量％であり、好ましくは５〜３０重量
％である。配合量が３重量％未満では収縮仕上り性が悪
化するので好ましくない。逆に４０重量％を越えると耐
熱性が低下するので好ましくない。

【００１１】本発明においては、ポリエチレンテレフタ
レート（Ｃ）は用いても用いなくてもよいが、５５重量
％以下の範囲で配合して用いるのが経済的に有利であ
り、好ましい実施態様である。配合量が５５重量％を越
えると収縮仕上り性が悪化するので好ましくない。

【００１２】上記したポリエステル（Ａ）および（Ｂ）
に用いられるテレフタル酸以外のジカルボン酸としては
芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸および脂環式
ジカルボン酸のいずれも用いることができる。

【００１３】ここで、芳香族ジカルボン酸としては、イ
ソフタル酸、オルトフタル酸、５−ｔｅｒｔ−ブチルイ
ソフタル酸などのベンゼンジカルボン酸類；２，６−ナ
フタレンジカルボン酸などのナフタレンジカルボン酸
類；４，４′−ジカルボキシジフェニル、２，２，６，
６−テトラメチルビフェニル−４，４′−ジカルボン酸
などのジカルボキシビフェニル類；１，１，３−トルメ
チル−３−フェニルインデン−４，５−ジカルボン酸お
よびその置換体；１，２−ジフェノキシエタン−４，
４′−ジカルボン酸およびその置換体などがある。また
脂肪族ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コ
ハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバ
チン酸、ピメリン酸、スベリン酸、ウンデカン酸、ドデ
カンジカルボン酸、ブラシリン酸、テトラデカンジカル
ボン酸、タプシン酸、ノナデカンジカルボン酸、ドコサ
ンジカルボン酸、およびこれらの置換体、４，４′−ジ
カルボキシシクロヘキサンおよびその置換体などが挙げ
られる。

【００１４】同じく本発明のポリエステル（Ａ）および
（Ｂ）に用いられるエチレングリコール、ネオペンチル
グリコールあるいは１，４ブタンジオール以外のジオー
ルとしては脂肪族ジオール、脂環式ジオール、および芳
香族ジオールのいずれも用いることができる。

【００１５】ここで、脂肪族ジオールとしては、ジエチ
レングリコールプロピレングリコール、１，６−ヘキサ
ンジオール、１，１０−デカンジオール、２−メチル−
２−エチル−１，３−プロパンジオール、２−ジエチル
−１，３−プロパンジオール、２−エチル−２−ｎ−ブ
チル−１，３−プロパンジオールなどがある。また脂環
式ジオールとしては、１，３−シクロヘキサンジメタノ
ール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどがあ
る。また芳香族ジカルボン酸としては、２，２−ビス
（４′−β−ヒドロキシエトキシジフェニル）プロパ
ン、ビス（４′−β−ヒドロキシエトキシフェニル）ス
ルホンなどのビスフェノール系化合物のエチレンオキサ
イド付加物；キシリレンジグリコール、ポリエチレング
リコールやポリプロピレングリコール等のポリアルキレ
ングリコールなどが挙げられる。

【００１６】また、ポリエステル（Ａ）のジオール成分
としては１，４ブタンジオールを、ポリエステル（Ｂ）
のジオール成分としてはエチレングリコールおよびネオ
ペンチルグリコールを用いることができる。

【００１７】本発明の組成物中に含有されるポリエステ
ルは、いずれも従来から行われている公知の方法により
製造することができる。例えば、ジカルボン酸とジオー
ルとを直接反応させる直接エステル化法あるいはジカル
ボン酸ジメチルエステルとジオールとを反応させるエス
テル交換法などを用いてポリエステルが調製される。調
製は、回分式および連続式のいずれの方法で行われても
よい。

【００１８】本発明のフィルムを構成するポリエステル
組成物には、上記ポリエステルの他に必要に応じて各種
の添加剤が含有される。かかる添加剤としては、例え
ば、二酸化チタン、微粒子状シリカ、カオリン、炭酸カ
ルシウムなどの滑剤、帯電防止剤、老化防止剤、紫外線
防止剤、着色剤（染料等）がある。該ポリエステル
（Ａ）〜（Ｃ）の固有粘度は、好ましくは０．５０〜
１．３ｄｌ／ｇである。

【００１９】上記ポリエステル組成物は、既知の方法
（例えば、押出法、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
（主延伸方向）へ２．５倍から６．０倍、好ましくは
３．０倍から５．０倍の範囲に延伸される。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１．５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。主延伸方向への延伸は、
この方向に高い熱収縮率を得るために行われる。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率が２
倍を越えると、主収縮方向と直交する方向への熱収縮性
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。上記割合で延伸を行ったフィ
ルムは、通常、主方向の収縮率に対して直交する方向の
収縮率が１５％以下、好ましくは１０％以下、さらに好
ましくは７％以下である。このようなフィルムは加熱処
理を行ったときに仕上がりが均一になる。

【００２０】延伸方法としては通常の従来から行われて
いる方法が採用され、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挙げられ
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、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。

【００２１】本発明では、上記延伸は、次のような工程
で好ましく行われる。例えば、まず、上記フィルムを、
それを構成する重合体が有する平均ガラス転移温度（Ｔ
ｇ）以上の、例えばＴｇ＋６０℃以下の温度で予熱を行
う。主方向延伸（主収縮方向）時に、上記温度範囲で予
熱を行うと、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。そしてさらに８０±２５℃の温度範囲で
行うことにより、直交する方向の熱収縮率がほぼ最小と
なる。

【００２２】上記延伸時には、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３０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。フィ
ルムの延伸後であって、ヒートセットを行う前もしくは
行った後に、所定の度合で伸長を行ってもよい。その場
合には、フィルム長の７０％の長さまでの割合で伸長が
行われる。特に主方向に伸長し、非収縮方向（主収縮方
向に対して直交する方向）には伸長は行わない方が良
い。さらに、上記延伸後、伸長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
いは該処理に続いて緊張状態を解除した後も引き続いて
冷却する工程を付加することにより、得られたフィルム
の加熱による収縮特性はより良好かつ安定したものとな
る。

【００２３】このようにして得たフィルムの面配向係数
は１００×１０^-3以下であることが好ましい。面配向係
数が１００×１０^-3を超えると、強度が低下し、少しの
外傷によっても破れ易くなる。例えば瓶の外表面に巻き
つけて補強材として使用しても補強効果が低い。複屈折
率は１５×１０^-3〜１６０×１０^-3であることが好まし
い。複屈折率が１５×１０^-3未満では主収縮方向の収縮
率および収縮応力が低くなる。逆に、１６０×１０^-3を
超えると外傷によって破れ易くなり、かつ、衝撃強度が
低いため実用性が低い。得られたフィルムの厚さは６〜
２５０μｍの範囲が好ましい。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。な
お、実施例で用いた測定方法は次の通りである。

【００２５】（１）収縮率フィルムを１４０×１４０ｍｍに切断してサンプルと
し、縦横に１００×１００ｍｍの間隙に標線を記す。こ
のサンプルを所定の温度の温水中に１０秒間浸漬した
後、冷却水により冷却し、標線間の寸法を読み取り下記
の式より収縮率を算出した。（収縮率）＝（収縮前寸法−収縮後寸法）÷（収縮前寸
法）×１００〔％〕

【００２６】（２）収縮応力幅２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのサンプルを採取し、その
サンプルに１００ｍｍの標線を記し、１００ｍｍに設定
したテンシロンの上下チャックにサンプルを装着し、９
０℃の熱風中で３分間処理し、その間の収縮応力を算出
した。

【００２７】（３）収縮仕上り性フィルムを収縮ラベルとしてメタリック調印刷およびセ
ンターシールにより円筒形にチューブ化した後、１．５
ｌのＰＥＴボトルに被せ、乾熱シュリンクトンネルを通
過させた。シュリンクトンネルの条件は１５０℃で滞留
時間１０秒、１分間に２０回転させた。得られたボトル
の収縮仕上り性を、シワ、印刷ゆがみ、収縮斑について
視覚により判定した。

【００２８】（４）耐ブロッキング性（耐熱性）フィルムを収縮ラベルとしてセンターシールにより円筒
形にチューブ化した後、３００ｍｌのガラスビンに被
せ、乾熱シュリンクトンネルを通過させ、熱収縮させ
る。該ラベル装着ビンをラベル同士が接するように結束
し、９０℃の温湯中に１０分間浸漬した後の、ラベル同
士のブロッキング状態を観察して以下のごとく判定し
た。 ○：ブロッキングしていない。 △：ブロッキングの痕跡はあるが、簡単にはがれる。 ×：ブロッキングをしており、ラベル同士が接合してい
る。

【００２９】実施例１ジカルボン酸としてテレフタル酸１００モル％、ジオー
ル成分としてエチレングリコール５８．５モル％、ジエ
チレングリコール１．５モル％、ネオペンチルグリコー
ル４０モル％よりなり、平均粒径２．４μｍの二酸化珪
素０．０５重量％を含む固有粘度が０．７５ｄｌ／ｇの
ポリエステル（Ａ）５５重量％、平均粒径２．４μｍの
二酸化珪素０．０５重量％を含む固有粘度が１．１０ｄ
ｌ／ｇポリブチレンテレフタレートよりなるポリエステ
ル（Ｂ）２０重量％、および平均粒径２．４μｍの二酸
化珪素０．０５重量を含む固有粘度が０．７５ｄｌ／ｇ
のポリエチレンテレフタレート（Ｃ）２５重量％よりな
る組成物を２８０℃で溶融押出し、厚さ２００μｍのフ
ィルムを得た。

【００３０】この未延伸フィルムを１００℃で１０秒間
予熱した後、所定の一方向へ５．０倍に延伸した。なお
延伸時における温度条件は８０℃に設定した。延伸後、
７０℃で１０秒間熱処理を行った。この熱処理時に横方
向に３％の弛緩処理を行い、４０μｍの熱収縮性フィル
ムを得た。得られた熱収縮性フィルムの特性を表１に示
す。本実施例で得られた熱収縮性フィルムは収縮ラベル
としての適切な収縮率を有し、かつ耐熱性および収縮仕
上り性は良好でボトル冷却時の弛みもなく、実用性の高
いものであった。

【００３１】比較例１実施例１の方法において、ポリエステル（Ａ）の配合を
取り止め、ポリエステル（Ｃ）の配合量を８０重量％と
する以外、実施例１と同じ方法で熱収縮性フィルムを得
た。得られたフィルムの特性を表１に示す。本比較例で
得られた熱収縮性フィルムは耐熱性は良好であるが、主
収縮方向の収縮率が低く、かつ収縮仕上り性に劣り、収
縮ラベルとして低品質であった。

【００３２】比較例２実施例１の方法においてポリエステル（Ａ）の配合量を
９８重量％、およびポリエステル（Ｂ）の配合量を２重
量％に変更して、かつポリエステル（Ｃ）の配合を取り
止める以外、実施例１と同じ方法で熱収縮性フィルムを
得た。得られたフィルムの特性を表１に示す。本比較例
で得られた熱収縮性フィルムは収縮仕上り性および耐熱
性が劣り、収縮ラベルとして低品質であった。

【００３３】比較例３実施例１の方法において、ポリエステル（Ｂ）の配合を
取り止め、ポリエステル（Ａ）およびポリエステル
（Ｃ）の配合量をそれぞれ７５重量％および２５重量％
とする以外、実施例１と同じ方法で熱収縮性フィルムを
得た。得られたフィルムの特性を表１に示す。本比較例
で得られた熱収縮性フィルムは耐熱性は良好であるが、
収縮仕上り性に劣り、収縮ラベルとして低品質であっ
た。

【００３４】比較例４実施例１の方法において、ポリエステル（Ｂ）の配合を
取り止め、ポリエステル（Ａ）およびポリエステル
（Ｃ）の配合量をそれぞれ５５重量％および４５重量％
とする以外、実施例１と同じ方法で熱収縮性フィルムを
得た。得られたフィルムの特性を表１に示す。本比較例
で得られた熱収縮性フィルムは耐熱性は良好であるが、
収縮仕上り性に劣り、収縮ラベルとして低品質であっ
た。

【００３５】比較例５実施例１の方法においてポリエステル（Ｂ）の配合量を
５０重量％、ポリエステル（Ａ）の配合量を５０重量％
に変更して、かつポリエステル（Ｃ）の配合を取り止め
る以外、実施例１と同じ方法で熱収縮性フィルムを得
た。得られたフィルムの特性を表１に示す。本比較例で
得られた熱収縮性フィルムは収縮仕上り性が完全でな
く、かつ耐熱性が劣り、収縮ラベルとして低品質であっ
た。

【００３６】比較例６実施例１の方法でポリエステル（Ｃ）の配合量を６５重
量％とし、かつポリエステル（Ａ）の配合量を１５重量
％とする以外、実施例１と同じ方法で熱収縮性フィルム
を得た。得られたフィルムの特性を表１に示す。本比較
例で得られた熱収縮性フィルムは耐熱性が劣り、収縮ラ
ベルとして低品質であった。

【００３７】実施例２ジカルボン酸としてテレフタル酸１００モル％、ジオー
ル成分としてエチレングリコール６８モル％、ジエチレ
ングリコール２．０モル％、ネオペンチルグリコール３
０モル％よりなり、平均粒径２．４μｍの二酸化珪素
０．０５重量％を含む固有粘度が０．７５ｄｌ／ｇのポ
リエステル（Ａ）７５重量％と、ジカルボン酸としてテ
レフタル酸９５モル％、セバチン酸５モル％、ジオール
成分として１．４ブタンジオール９５モル％、エチレン
グリコール５モル％よりなり、平均粒径２．４μｍの二
酸化珪素０．０５重量％を含む固有粘度が１．１０ｄｌ
／ｇのポリエステル（Ｂ）２５重量％よりなる組成物を
用い、実施例１と同様の方法で熱収縮性フィルムを得
た。得られたフィルムの特性を表１に示す。本実施例で
得られた熱収縮性フィルムは収縮ラベルとしての適切な
収縮率を有し、かつ耐熱性および収縮仕上り性が良好で
あり、実用性の高いものであった。

【００３８】比較例７実施例２の方法において、ポリエステル（Ａ）の配合を
取り止め、実施例１において用いたポリエステル（Ｃ）
を７５重量％配合するよう変更する以外、実施例２と同
じ方法で熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの
特性を表１に示す。本比較例で得られた熱収縮性フィル
ムは耐熱性は良好であるが、収縮仕上り性に劣り、収縮
ラベルとして低品質であった。

【００３９】比較例８実施例２の方法において、ポリエステル（Ｂ）の配合を
取り止め、ポリエステル（Ａ）のみを用いるよう変更す
る以外、実施例２と同じ方法で熱収縮性フィルムを得
た。得られたフィルムの特性を表１に示す。本比較例で
得られた熱収縮性フィルムは収縮仕上り性および耐熱性
共に劣り、収縮ラベルとして低品質であった。

【００４０】比較例９実施例２の方法において、ポリエステル（Ａ）のポリマ
ー組成をテレフタル酸／ネオペンチルグリコール＝１０
０／１００（モル％）とし、かつ、その配合量を２５重
量％とし、更に、実施例１において用いたポリエステル
（Ｃ）を５０重量％を配合するように変更する以外、実
施例２と同様の方法で熱収縮性フィルムを得た。得られ
たフィルムの特性を表１に示す。本比較例で得られた熱
収縮性フィルムは耐熱性は良好であるが、収縮仕上り性
に劣り、収縮ラベルとして低品質であった。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】本発明の収縮フィルムは、熱収縮させた
時のフィルムの耐熱性が高く、かつシワ、歪み、収縮斑
等の欠点が極めて少ない、美麗な外観を与えるフィルム
であり、ラベル用収縮フィルムを初め広範な包装材料分
野において有用で、利用価値が高いものである。

フロントページの続き (72)発明者井坂勤大阪府大阪市北区堂島浜二丁目２番８号東洋紡績株式会社本社内 (56)参考文献特開平３−81338（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−156833（ＪＰ，Ａ) 特開平４−170436（ＪＰ，Ａ) 特開平７−216107（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 5/00 - 5/24 C08L 67/00 - 67/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】グリコール成分としてネオペンチルグリ
コールを５〜６０モル％含むポリエチレンテレフタレー
ト系ポリエステル（Ａ）４０〜９７重量％、ポリブチレ
ンテレフタレート系ポリエステル（Ｂ）３〜４０重量％
およびポリエチレンテレフタレート（Ｃ）０〜５５重量
％よりなる組成物を成形してなることを特徴とする熱収
縮性ポリエステル系フィルム。