JP3351473B2 - 熱収縮性ポリエステル系フイルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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熱収縮性ポリエステル
系フイルムに関する。特に、熱収縮させた時のフイルム
のシワ、歪み、収縮斑部分白化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イ
ルムに関する。

【０００２】上記従来のフイルムは、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。これに対し、耐熱
性、耐侯性および耐溶剤性に優れたポリエステルを用い
た熱収縮性フイルムが提案されている。このポリエステ
ル熱収縮性フイルムは、これまで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、このような問題点は、例えば、特開昭６３
−１５６８３３号などに開示されているように、原料の
ポリエステル樹脂の共重合組成を最適化することにより
解決され得る。しかし、これらの方法で得られたフイル
ムも、たとえば収縮速度が早すぎる等の問題があり、熱
収縮させた時のフイルムのシワ、歪み、収縮斑、部分的
な白化等の欠点が発生し美麗な外観が得られにくいとい
う欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決するものであり、その目的とするところ
は、熱収縮率が充分に大きく、かつ均一に収縮するため
に熱収縮させた時のフイルムのシワ、歪み、収縮斑、部
分的な白化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イルムを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の熱収縮性ポリエ
ステル系フイルムは、１００℃での熱収縮率が主たる収
縮方向（主収縮方向）において４０％以上（１次熱収縮
率）であって、該主収縮方向と直交する方向の熱収縮率
が９％以下である熱収縮性ポリエステル系フイルムであ
り、主収縮方向を１００℃の熱風中で１０秒間加熱し４
０％熱収縮させた後１３０℃の熱風中で１０秒間処理し
た時の熱収縮率（２次熱収縮率）が２０％以上であり、
グリコール成分として１，４−シクロヘキサンジメタノ
ールを含有することを特徴とする熱収縮性ポリエステル
系フイルムである。

【０００５】本発明の熱可塑性ポリエステルフイルムに
用いられる組成物に含まれるポリエステルを構成するジ
カルボン酸成分としてはエチレンテレフタレートユニッ
トを構成するテレフタル酸の他、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
もが用いられ得る。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。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ある。

【０００６】上記組成物に含まれるポリエステルのジオ
ール成分としては、ポリエチレンテレフタレートユニッ
トを構成するエチレングリコールがあり、この他に脂肪
族ジオール、脂環式ジオールおよび芳香族ジオールのい
ずれもが用いられ得る。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、ブタンジオー
ル、１，６−ヘキサンジオール、１，１０−デカンジオ
ール、ネオペンチルグリコール、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。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。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
ンシグリコール、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あ
る。

【０００７】本発明のフイルムに用いられる組成物に含
有されるポリエステルは、上記の酸成分およびジオール
成分とから形成され得る。ポリエステルを調製するため
には、通常、一種以上の酸成分またはジオール成分を組
み合わせて用いることが好ましく、そのことによって熱
収縮性フイルムとしての特性が改良され得る。組み合わ
せて用いられるモノマー成分の種類および含有量は、所
望のフイルム特性、経済性などに基づいて適宜決定され
得る。

【０００８】本発明の熱収縮性ポリエステル系フイルム
は、上記のように、少なくとも１種のポリエステルを含
有する組成物でなる熱収縮性ポリエステルフイルムであ
って、含有されるポリエステル全体の４０〜９０モル％
がエチレンテレフタレートユニットであることが好まし
い。上記組成物中に含有されるポリエステルは、いずれ
も従来の方法により製造され得る。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；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（共重合）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。

【０００９】一般に共重合ポリエステルは融点が低いた
め、乾燥時の取扱いが難しいなどの問題があるので、ホ
モポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリエ
チレンナフタレート、ポリ（１，４−シクロヘキセンジ
メチレンテレフタレート）など）と共重合ポリエステル
とを混合して用いることが好ましい。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を混合する方法
は、ポリエチレンテレフタレートが安価で入手できるの
で経済的な点で好ましい。該組成物としては非晶質でガ
ラス転移点が５０℃以上のものが好ましい。

【００１０】本発明のフイ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。それには、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。上記ポリエステル、および必要に応
じて各種添加剤を含むポリエステル組成物の各種成分を
混合したときの固有粘度は、好ましくは０．５０〜１．
３ｄ／ｇである。本発明の熱収縮性ポリエステル系フイ
ルムにおいて、主収縮方向における１００℃での熱収縮
率（１次熱収縮率）が４０％以上であることが必要であ
る。かかる収縮率が４０％未満では、該フイルムを異形
被包装物の表面に添えて熱収縮させたときに、各部にお
ける必要な収縮を達成することができず、上記収縮を達
成するためには高温まで加熱しなければならなくなる。
しかるに被包装物の耐熱性についても制限もあり、自ら
適用範囲が狭められるので好ましくない。

【００１１】また、本発明において、主収縮方向と直交
する方向の１００℃における熱収縮率が９％以下である
必要がある。かかる収縮率が９％を超えるフイルムで
は、たとえばラベルとして収縮させた場合、容器の縦方
向に沿ってフイルムが大きく収縮して、歪み、端部のカ
ール等が発生するため好ましくない。更に、本発明のフ
イルムは、主収縮方向を１００℃の熱風中で１０秒間加
熱し４０％熱収縮させた後、１３０℃の熱風中で１０秒
間処理した時の熱収縮率（２次収縮率）が１４％以上で
あることが必要である。該熱収縮率が１４％未満では、
熱収縮させた時のフイルムにシワ、歪み、収縮斑等の欠
点の発生が起り美麗な外観が得られないので好ましくな
い。

【００１２】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）によりフイルム状に
成形される。フイルムの形状は、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。得られたフイルム
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７．０倍、好ましくは
３．０倍から６．０倍の範囲に延伸される。４．０倍か
ら６．０倍がより好ましく、４．５倍から６．０倍が最
も好ましい。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１．８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、得られたフイ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倍を超えると、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イルムは、通常、主方向
の収縮率に対して、それと直交する方向の収縮率が９％
以下であることが必要である。このようなフイルムは加
熱処理を行ったときに仕上がりが均一になる。

【００１３】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、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。好ましくは、上記延伸は、次のような工程で行われ
る。例えば、まず、上記フイルムを、それを構成する重
合体が有する平均ガラス転移温度（Tg）以上の、例えば
Ｔｇ＋８０℃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。かつ
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。

【００１４】これら延伸時には、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、得られたフイル
ムの夏期高温下の寸法変化を防止することができる。フ
イ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、フイルム長の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）には伸長は行われない方が
良い。さらに、上記延伸後、伸長あるいは緊張状態に保
ってフイ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、得られたフイ
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。

【００１５】このようにして得たフイルムの面配向係数
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。得られるフイルムの厚さは６
〜２５０μｍの範囲が好ましい。

【００１６】実施例 以下に本発明を実施例につき説明する。実施例で用いた
測定方法は次の通りである。 （１） １次熱収縮率 フイルムを幅１５mmに切断してサンプルとし、長手方向
に２００mmの間隙に標線を記す。このサンプルに所定の
温度（１００℃）の熱風を１分間あてて加熱し、収縮率
を測定する。 （２） ２次熱収縮率 主収縮方向のフイルム幅に対して４０％分たるみをつけ
た状態で金属製の枠に固定し、１００℃の熱風中で１０
秒間加熱してフイルムを４０％収縮させる。該熱収縮さ
せたフイルムを幅１５mmに切断し、長手方向２００mmの
間隔に標線を記す。このサンプルを１３０℃の熱風中で
１０秒間処理し、収縮率を測定する。 （３） 収縮仕上り フイルムを収縮ラベルとしてメタリック調印刷および円
筒形にチューブ化した後、１．５ の角形ＰＥＴボトル
に被せシュリンクトンネルを通過させた。シュリンクト
ンネルの条件は第１ゾーンを１００℃で滞留時間４．５
秒、第２ゾーンを１４０℃で滞留時間５秒とした。得ら
れたラベルの収縮の仕上りを、シワ、印刷ゆがみ、収縮
斑による印刷の濃淡について、視覚により判定した。

【００１７】実施例１ ジカルボン酸としてテレフタル酸９５モル％、アジピン
酸５モル％、ジオール成分としてエチレングリコール６
８モル％、ジエチレングリコール２モル％、シクロヘキ
サンジメタノール３０モル％よりなり、平均粒径２．４
μｍの二酸化珪素０．０５重量％を含む、固有粘度が
０．７０ｄ／ｇの共重合ポリエステルを２９０℃で溶融
押出しし、厚さ２００μｍのフイルムを得た。この未延
伸フイルムを１２０℃で６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
は全工程の1/2 までは８０℃に、残りの1/2 は９０℃に
設定した。延伸後、９５℃で５秒間熱処理を行なった。
この熱処理時に横方向に３％、縦方向に０．２％の弛緩
処理を行ない４０μｍの熱収縮性フイルムを得た。得ら
れた熱収縮性フイルムの特性を表２に示す。本実施例で
得られた熱収縮性フイルムは２次熱収縮性が高く、収縮
ラベルとしての収縮仕上がりは良好で実用性の高いもの
であった。

【００１８】比較例１ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸８３モル％、イソ
フタル酸１４モル％、セバチン酸３モル％、グリコール
成分としてエチレングリコール９７モル％、ジエチレン
グリコール３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０．７０ｄ／
ｇの共重合ポリエステルを２９０℃で溶融押出しし、厚
さ１７２μｍのフイルムを得た。この未延伸フイルム１
２０℃で６秒間予熱した後、所定の一方向へ４．３倍に
延伸した。なお延伸時における温度条件は全工程を６５
℃とした。延伸後、８２℃で５秒間熱処理を行った。こ
の熱処理時に横方向に３％、縦方向に０．２％の弛緩処
理を行い４０μｍの熱収縮性フイルムを得た。得られた
熱収縮性フイルムの特性を表２に示す。本比較例で得ら
れた熱収縮性フイルムは２次熱収縮性が低く、収縮ラベ
ルとしての収縮仕上がりが悪く実用性の低いものであっ
た。

【００１９】参考例１、実施例２、参考例２ 表１に示したポリエステル組成物を用い、実施例１と同
様にして得られた熱収縮性フイルムの特性を表２に示
す。実施例２で得られた熱収縮性フイルムは、実施例１
で得られた熱収縮性フイルムと同様に、２次収縮性が高
く、収縮ラベルとしての収縮仕上がりは良好で実用性の
高いものであった。

【００２０】比較例２〜３ 表１に示したポリエステル組成物を用い、比較例１と同
様にして得られた熱収縮性フイルムの特性を表２に示
す。これらの比較例で得られた熱収縮性フイルムは、２
次熱収縮率が低く収縮ラベルとしての収縮仕上がりが悪
く実用性の低いものであった。

【００２１】

【発明の効果】本発明の収縮フイルムは、熱収縮させた
時のフイルムのシワ、歪み、収縮斑等の欠点の極めて少
くない美麗な外観を与えるフイルムであり、ラベル用収
縮フイルムを始め広範な包装材料分野において有用であ
り、利用価値が高い。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−142224（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−86522（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−81338（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−156833（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−91555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−230746（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−59333（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−29763（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−202428（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−155630（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−16032（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−258935（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−27535（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−150331（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−146940（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−68634（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−64430（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−203161（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−320378（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−222216（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−197733（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−232857（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−6511（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 61/00 - 61/10 B29C 55/00 - 55/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １００℃での熱収縮率が主たる収縮方向
   （主収縮方向）において４０％以上（１次熱収縮率）で
   あって、該主収縮方向と直交する方向の熱収縮率が９％
   以下である熱収縮性ポリエステル系フイルムであり、主
   収縮方向を１００℃の熱風中で１０秒間加熱し４０％熱
   収縮させた後、１３０℃の熱風中で１０秒間処理した時
   の熱収縮率（二次熱収縮率）が２０％以上であり、グリ
   コール成分として１，４−シクロヘキサンジメタノール
   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
   イルム。