JP3695880B2 - 熱収縮性ポリエステル系積層フィルム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種ボトルの外面に被覆する収縮ラベルや結束、外装等に用いられる包装材料として好適に使用できる熱収縮性ポリエステル積層フィルムに係り、特に優れた熱収縮性や溶剤シール性を有するとともに、優れた強度を保持することができる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】
熱収縮性フィルムは加熱により収縮する性質を利用して収縮包装、収縮ラベル、キャップシールなどの用途に広く用いられている。特に、熱収縮性ポリエステル系フィルムは廃棄時の燃焼性の問題や回収性の問題を解消できるフィルムとして注目を集めている。
【０００３】
通常、熱収縮性ポリエステル系フィルムに使用するポリエチレンテレフタレート樹脂は高い結晶性を有しているため、得られる熱収縮性フィルムは熱収縮開始温度が高く、また溶剤による接着力が低下するという欠点を有し、しかも高温で結晶化しやすく収縮率が不足するという問題がある。そのため、ポリエチレンテレフタレート樹脂以外にポリエステル樹脂の共重合成分の改良が進められ、このような欠点を解消できる共重合ポリエステル樹脂が開発されてきた。
【０００４】
しかしながら、これらの共重合ポリエステル樹脂は製造コストが高くなるという問題を有している。したがって、出来るだけ低コストでかつ上記に示した問題点を解消できるポリエステル系熱収縮フィルムが求められてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題を解決するものであり、その目的は比較的低コストであるポリエチレンテレフタレート樹脂を配合し、かつ優れた熱収縮性や溶剤シール性を有すると共に、優れた強度を保持することができ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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の熱収縮性ポリエステル系積層フィルムの中間層は、下記の（ａ）成分と（ｂ）成分および（ｃ）成分の混合物から成り、各成分の割合が重量比で、（ａ）／｛（ｂ）＋（ｃ）｝＝４０〜７０／６０〜３０で、（ｂ）／（ｃ）＝１〜５の範囲にある樹脂組成物、また表裏層は（ａ）／｛（ｂ）＋（ｃ）｝＝８０〜９０／２０〜１０の樹脂組成物からなる積層フィルムを延伸することを特徴とする。
【０００７】
（ａ）成分；芳香族ジカルボン酸成分とジオール成分とからなり、かつジオール成分は１、４−シクロヘキサンジメタノールが２５〜４０モル％存在する共重合ポリエステル系樹脂
（ｂ）成分；ポリエチレンテレフタレート樹脂
（ｃ）成分；ポリブチレンテレフタレート樹脂
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明を構成する（ａ）成分は、芳香族ジカルボン酸成分とジオール成分とからなり、かつ、ジオール成分には１、４−シクロヘキサンジメタノールが特定の含有率で存在する共重合ポリエステル樹脂である。ここで、芳香族ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸もしくはその誘導体、例えば、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル等を例示でき、ジオール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール等を例示できる。
【０００９】
前記ジオール成分中の１、４−シクロヘキサンジメタノールの含有率はジオール成分全体の２５〜４０モル％、好ましくは３０〜３５モル％の範囲とすることが必要である。１、４−シクロヘキサンジメタノールが４０モル％を越えるものでは粘性が高くなり過ぎて押出成形等による製膜が困難になり、２５モル％未満では耐衝撃性やヒートシール性が低下するという問題がある。
【００１０】
つぎに、本発明を構成する（ｂ）成分は、一般にポリエチレンテレフタレート樹脂と呼称されるものであり、例えば、テレフタル酸もしくはその誘導体（テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル等）と、エチレングリコール等のジオールとから得られる重合体を例示できる。また、本発明を構成する（ｃ）成分は、一般にポリブチレンテレフタレート樹脂と呼称されるものであり、例えば、テレフタル酸もしくはその誘導体（テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル等）とブチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−ブテンジオール等の炭素数４個を有するジオールから得られる重合体を例示できる。
【００１１】
本発明積層フィルムの表裏層を構成する樹脂組成物は、収縮フィルムに優れた熱収縮性や溶剤シール性を付与させるという観点から（ａ）／｛（ｂ）＋（ｃ）｝＝８０〜９０／２０〜１０であることが必要である。（ａ）成分が８０重量％未満のものでは、結晶性が高くなりすぎて、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）のような非塩素系溶剤での溶剤シール性が得られにくくなり、９０重量％を越えるものでは、収縮開始温度が高くなり、しかも収縮を開始する温度で急激に収縮率が増大するという収縮挙動を示しやすいため収縮仕上がりが悪くなるという問題がある。ここで低温収縮性を必要とする場合には（ｂ）≦（ｃ）とすることが好ましい。
【００１２】
つぎに、本発明積層フィルムの中間層を構成する樹脂組成物は、収縮フィルムに優れた熱収縮性や耐破断性を付与させるという観点から重量比で、（ａ）／
｛（ｂ）＋（ｃ）｝＝４０〜７０／６０〜３０で、（ｂ）／（ｃ）＝１〜５の範囲にあることが必要である。（ａ）成分が４０重量％未満のものでは、結晶性が高くなるため高収縮率が得られなくなり、また、耐破断性も低下してしまうという問題がある。一方、７０重量％を越えるものでは、収縮開始温度が高く、しかも収縮を開始する温度で急激に収縮率が増大するという収縮挙動を示しやすいため収縮仕上がりが悪化してしまう。さらに（ｂ）／（ｃ）＝１〜５、好ましくは２〜４の範囲にあることが必要である。この関係において（ｃ）成分であるポリブチレンテレフタレート樹脂に対する（ｂ）成分であるポリエチレンテレフタレート樹脂の重量比が１未満のもの、すなわち（ｂ）＜（ｃ）となると（ｃ）成分の結晶化の影響で収縮率の低下と強度の低下が顕著に現れてしまい、５を越えるものでは低温収縮性を向上させる効果が低下してしまうという問題がある。
【００１３】
さらに、経済性の観点から言えば、各層とも比較的安価である（ｂ）成分であるポリエチレンテレフタレート樹脂の含有量をできるだけ増やし、比較的高価である（ａ）成分の共重合ポリエステル系樹脂および（ｃ）成分のポリブチレンテレフタレート樹脂を上述した範囲内において減らすのが好ましい。
【００１４】
また本発明の積層フィルムでは、上記成分組成のほかに目的に応じて各種の帯電防止剤、滑剤、充填剤等を適宜添加しても構わない。
【００１５】
つぎに本発明積層フィルムの製造方法を具体的に説明するが下記製造方法には限定されない。中間層用、表裏層用に各々上記時内容の特定範囲で配合されたポリエステル系樹脂を別々の押出機によって溶融させ、得られた溶融体をダイ内で合流させて押出す製造方法が一般的である。押出に際しては、Ｔダイ法、チューブラ法などの既存のどの方法を採用してもよい。Ｔダイ法を用いた場合、共押出後表面温度１５〜８０℃のキャステイングドラム上で急冷して中間層と表裏層からなる未延伸フィルムを形成する。得られた未延伸フィルムを加熱し縦延伸ロールを用いてロール温度６０〜１２０℃において１．０〜２．０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３〜６倍延伸し、６０〜１００℃の温度で熱処理する。
【００１６】
上記方法で得られる積層フィルムの総厚みは２０〜６０μｍの範囲が好ましく、３０〜５０μｍがより好ましい。２０μｍ未満ではフィルムの強度や剛性（腰の強さ）等の力学的特性が不足し、６０μｍを越えると経済的に不利となる。
【００１７】
また、表裏層の厚みは表裏それぞれ最低３μｍ以上あるのが好ましい。表層又は裏層が３μｍ未満では溶剤シール性が低下し、ＴＨＦによってフィルム同士が接着できなくなるという欠点が生じやすい。一方、最大ではフィルム全厚みに対して表裏層合わせた厚みが３０％以下であることが好ましい。表裏層が３０％を越えると収縮特性に対する影響が大きくなり収縮仕上がりの悪化を招きやすい。また、コスト面の観点からも上記範囲内でできるだけ表裏層を薄くすることが好ましい。
【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、フィルム特性の評価方法は以下の通りである。
【００１９】
１）収縮率
フィルムの収縮する方向を長辺とし、幅１０ｍｍに切断してサンプルとし、この長辺方向に１００ｍｍの間隔の標線を付して、８０℃の温水に１０秒間浸漬させ、下記式により求めた。
【００２０】
収縮率＝［（１００−Ｌ）／１００］×１００ （％）
（Ｌ：収縮後の標線間隔；単位ｍｍ）
２）溶剤シール性
２３℃の雰囲気下において、フィルム表面にＴＨＦを１〜２滴滴下しもう一枚を主収縮方向が同じになるように重ね合せた後にロールでフィルム同士を接着させ、２枚を主収縮方向に互いに引き剥がし、両フィルムが完全に接着していれば（○）、剥がれるがかなり抵抗があるものを（△）、両フィルムが全く接着していないものを（×）として評価した。
【００２１】
３）耐破断性（強度）
フィルムを４５℃の雰囲気下で３日間放置した後、主収縮方向と直行する方向に引張試験を行い（ＪＩＳ Ｋ７１２７に準拠）、破断伸びを測定した。その破断伸びが５％未満のものを破断フィルムとみなして以下に示した式により数値化して評価した。
【００２２】

４）収縮外観
格子目を入れたフィルムを円筒状にして円筒状のＰＥＴボトルにかぶせ、熱風シュリンクトンネルを通過させてＰＥＴボトルに装着し、収縮外観を評価した。ラベルの格子目のゆがみがなく密着性も優れ美しい仕上がりのものを（○）、ゆがみ、しわなどがわずかにあるが実用上支障がないものを（△）、ゆがみ、しわなどがあり実用上問題のあるものを（×）とした。
【００２３】
［実施例１］

上記、中間層用樹脂および表裏層用樹脂の各ポリエステルをそれぞれ別々の押出機で溶融押出した。得られた溶融体をダイ内で合流させて、表層／中間層／裏層の三層構造からなる溶融体を冷却ロールで急冷し、総厚み１８５μｍの未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを９５℃予熱した後、８０℃で横方向へ４倍延伸して、厚さ４５μｍ（表層／中間層／裏層の厚み比＝１／７／１）の熱収縮性積層フィルムを得た。得られたフィルムの特性の評価結果を表１に示した。
【００２４】
［実施例２］
中間層を実施例１と同様な組成とし表裏層を以下の組成、混合比率に変えた以外は実施例１と同様な方法で積層フィルムを得、評価を行った。
【００２５】

［実施例３］
中間層を実施例１と同様な組成とし表裏層を以下の組成、混合比率に変えた以外は実施例１と同様な方法で積層フィルムを得、評価を行った。
【００２６】

［実施例４］
中間層及び、表裏層を以下の組成、混合比率に変えた以外は実施例１と同様な方法で積層フィルムを得、評価を行った。
【００２７】

［比較例１］
中間層を実施例１と同様な組成とし表裏層を以下の組成、混合比率に変えた以外は実施例１と同様な方法で積層フィルムを得、評価を行った。
【００２８】

［比較例２］
中間層を実施例１と同様な組成とし、表裏層も中間層と同様な組成としたこと以外は実施例１と同様な方法で積層フィルムを得、評価を行った。
【００２９】
［比較例３］
中間層を実施例１と同様な組成とし表裏層を以下の組成、混合比率に変えた以外は実施例１と同様な方法で積層フィルムを得、評価を行った。
【００３０】

［比較例４］
表裏層を実施例４と同様な組成とし中間層を以下の組成、混合比率に変えた以外は実施例１と同様な方法で行った。
【００３１】

［比較例５］
表裏層を実施例４と同様な組成とし中間層を以下の組成、混合比率に変えた以外は実施例１と同様な方法で行った。
【００３２】

【表１】

【００３３】
表１から実施例１〜３、４についてみると、表裏層の組成が規定範囲にある場合は溶剤シール性、収縮仕上がりともに良好な結果が得られた。また、比較例１〜３をみてみると、表裏層において｛（ｂ）＋（ｃ）｝成分が１０重量％より低くなると収縮仕上がりが低下し、２０重量％を越えたり、表裏層が中間層と同様な組成になると溶剤シール性が低下していることが分かる。また、比較例４、５のように中間層が規定の組成範囲を出ると収縮仕上がりや破断強度が低下することが分かる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、熱収縮性ポリエステル系積層フィルムにおいて特定のポリエステル系樹脂を用い、特定の樹脂組成及び混合比率の範囲とすることにより収縮仕上がり、溶剤シール性に優れ、さらには優れた強度を保持するポリエステル系の熱収縮性フィルムが得られるという利点を有している。

Claims (1)

1. 下記の（ａ）成分と（ｂ）成分および（ｃ）成分の混合物からなり、各成分の割合が重量比で（ａ）／｛（ｂ）＋（ｃ）｝＝４０〜７０／６０〜３０で、（ｂ）／（ｃ）＝１〜５の範囲にある樹脂組成物を中間層とし、また、（ａ）／｛（ｂ）＋（ｃ）｝＝８０〜９０／２０〜１０の樹脂組成物を表裏層として積層したフィルムであり、かつ該フィルムの８０℃での熱収縮率が縦方向または横方向のうち少なくともいずれか一方において２０％以上であることを特徴とする熱収縮性ポリエステル系積層フィルム。
   （ａ）成分；芳香族ジカルボン酸成分とジオール成分とからなり、かつジオール成分は１、４−シクロヘキサンジメタノールが２５〜４０モル％存在する共重合ポリエステル系樹脂
   （ｂ）成分；ポリエチレンテレフタレート樹脂
   （ｃ）成分；ポリブチレンテレフタレート樹脂