JP6197333B2 - 熱収縮性ポリエステル系フィルム - Google Patents

Description

本発明は、熱収縮性ポリエステル系フィルムに関するものであり、詳しくは、ラベル用途で、ポリエステルを構成するモノマー成分として非晶性の成分を多量には含まない熱収縮性ポリエステル系フィルムに関するものである。

近年、ガラス瓶やＰＥＴボトル等の保護と商品の表示を兼ねたラベル包装、キャップシール、集積包装等の用途に、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂等からなる延伸フィルム（所謂、熱収縮性フィルム）が広範に使用されるようになってきている。そのような熱収縮性フィルムの内、ポリ塩化ビニル系フィルムは、耐熱性が低い上に、焼却時に塩化水素ガスを発生したり、ダイオキシンの原因となる等の問題がある。また、ポリスチレン系フィルムは、耐溶剤性に劣り、印刷の際に特殊な組成のインキを使用しなければならない上、高温で焼却する必要があり、焼却時に異臭を伴って多量の黒煙が発生するという問題がある。それゆえ、耐熱性が高く、焼却が容易であり、耐溶剤性に優れたポリエステル系の熱収縮性フィルムが、収縮ラベルとして広汎に利用されるようになってきており、ＰＥＴ容器の流通量の増大に伴って、使用量が増加している傾向にある。

それゆえ、耐熱性が高く、焼却が容易であり、耐溶剤性に優れたポリエステル系フィルムが、収縮ラベルとして広汎に利用されるようになってきており、ＰＥＴ容器の流通量の増大に伴って、使用量が増加している傾向にある。

また、通常の熱収縮性ポリエステル系フィルムとしては、幅方向に大きく収縮させるものが広く利用されている。そのように幅方向が主収縮方向である熱収縮性ポリエステル系フィルムは、幅方向への収縮特性を発現させるために幅方向に高倍率の延伸が施されているが、主収縮方向と直交する長手方向に関しては、低倍率の延伸が施されているだけであることが多く、延伸されていないものもある。そのように、長手方向に低倍率の延伸を施したのみのフィルムや、幅方向のみしか延伸されていないフィルムは、長手方向の機械的強度が劣るという欠点がある。

また、環境面からペットボトルのリサイクル原料を使用するフィルムへの要望が高い。しかし、通常の熱収縮性ポリエステルフィルムは、熱収縮特性を付与するため、非晶質成分を多く含む原料を用いるので、リサイクル原料を混合する比率には限界があり、リサイクル原料を多く含む熱収縮性ポリエステル系フィルムを提供することができていなかった。

例えば、横方向が主収縮方向となり、縦・横方向に機械的強度が高い熱収縮性ポリエステル系フィルムが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、全ポリエステル樹脂成分中において非晶質成分となりうる１種以上のモノマー成分を１５モル％以上含有するものであり、リサイクル原料の添加率には自ずと上限ができてしまう。

また、特許文献２の実施例１には 結晶性のＰＥＴの未延伸フィルムをチューブ延伸機で縦方向に２倍、横方向に０．９５倍延伸して得られた熱収縮性フィルムが開示されている。この熱収縮性フィルムは、縦方向を主収縮方向とするフィルムであるが、横方向には延伸されておらず、横方向（非収縮方向）の機械的強度が低い事が推定される。また特許文献２の比較例２に記されているが、横方向に１．３倍延伸すると横方向の収縮率が高くなり、ボトルのラベル用途に使用される縦方向を主収縮方向とする熱収縮性フィルムとしては望ましくない。即ち、特許文献２に記載された発明から、縦方向を主収縮方向とし、横方向には小さな熱収縮率しか示さず、かつ横方向の機械的強度を高い熱収縮性フィルムを得ることは困難である。

一方、実質的にポリエチレンテレフタレートのホモポリマーからなり、二軸延伸されてなる熱収縮性ポリエステル系フィルムの知られている（例えば、特許文献３参照）。同文献によれば、一軸延伸でもニ軸延伸でもよいと記載されており、一軸収縮性でも、双方向ニ軸収縮性でもよいことが記載されている。しかしながら、実際に開示されている技術は、ニ軸延伸されてなるニ軸収縮性を示すフィルムだけであり、二軸延伸されていながら一軸収縮性を示すフィルムは記載されていない。

特許２００８−２９１２００号公報（請求項１など） 特開平１−１２７３１７号公報（実施例１など） 特表２０１１−５０４４３０号公報（実施例１、２、図４など）

本発明の目的は、上記のような熱収縮性ポリエステルフィルムが有する問題点を解消し、非晶質成分となりうるモノマー成分を多く含まずとも、主収縮方向である幅方向に熱収縮特性を有し、前記主収縮方向と直交する長手方向においては熱収縮率が低く、機械的強度が高い上、ペットボトルリサイクル原料を多く含ませても製造が可能であり、厚み斑が小さい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。

即ち、本発明は以下の構成よりなる。
１． エチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、全ポリエステル樹脂成分中において非晶質成分となりうるモノマー成分として、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、イソフタル酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，２−ジエチル１，３−プロパンジオール、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、２，２−イソプロピル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジ−ｎ−ブチル−１，３−プロパンジオール、及びヘキサンジオールからなる群より選択されてなる１種以上を０モル％以上５モル％以下含有しているとともに、主収縮方向が幅方向である熱収縮性ポリエステル系フィルムであって、下記要件（１）〜（３）を満たすことを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。
（１）９０℃の温水中で１０秒間に亘って処理した場合における幅方向の温湯熱収縮率が１５％以上４５％以下であること
（２）９０℃の温水中で１０秒間に亘って処理した場合における幅方向と直交する長手方向の温湯熱収縮率が０％以上１２％以下であること
（３）主収縮方向である幅方向の屈折率が１．５７５以上１．６１以下であり、かつ主収縮方向と直交する方向である長手方向の屈折率が、１．６２以上１．６６以下である幅方向の屈折率よりも高いこと
２． 主収縮方向と直交する方向である長手方向の引張破壊強さが１００ＭＰａ以上２４０ＭＰａ以下であることを特徴とする上記第１に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
３． ９０℃の温水中でフィルム幅方向に１０％収縮させた後のフィルム長手方向の単位厚み当たりの直角引裂強度が１００Ｎ／ｍｍ以上３００Ｎ／ｍｍ以下である上記第１又は第２に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
４． 長手方向及び幅方向の厚み斑が、１％以上１５％以下であることを特徴とする上記第１〜第３のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。

本発明によれば、非晶質成分となりうるモノマー成分を多く含まずとも、また、意図的に使用しなくとも、主収縮方向である幅方向に熱収縮特性を有し、主収縮方向と直交する長手方向においては熱収縮率が低く、機械的強度も高い上、厚み斑が小さい熱収縮性ポリエステル系フィルムの提供を可能とした。また、原料に非晶質成分となりうるモノマー成分を多く含ませる必要がないので、ペットボトルリサイクルポリエステルを多量に含ませた環境対応性の高い熱収縮性ポリエステル系フィルムの提供を可能とした。本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、ペットボトル等の容器のラベルとして好適に用いることができる。

直角引裂強度の測定における試験片の形状を示す説明図である（なお、図中における試験片の各部分の長さの単位はｍｍであり、Ｒは半径を表す）。

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムを連続的に製造するための好ましい製造方法としては、エチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、全ポリエステル樹脂成分中において非晶質成分となりうるモノマー成分が０モル％以上５モル％以下含有されたポリエステル系未延伸フィルムを、速度差がある加熱されたロールを用いてＴｇ＋５℃以上Ｔｇ＋４０℃以下の温度で長手方向に４倍以上６倍以下の倍率で延伸し、その後にテンター内で幅方向の両端際をクリップによって把持した状態でＴｇ＋１５℃以上Ｔｇ＋５０℃以下の温度で幅方向に１．５倍以上２．５倍以下の倍率で延伸した後、フィルム両端をクリップで把持した状態で、幅方向への延伸温度＋５℃以下の温度で熱処理をすることを挙げることができる。

本発明のフィルムは、エチレンテレフタレートを主たる構成成分とするものである。ここで主たる構成成分とは、フィルムを構成する全ポリマー構成成分のうち９５モル％以上がエチレンテレフタレートであることを意味している。エチレンテレフタレートを主たる構成成分として用いることにより、優れた機械的強度と透明性を奏することができる。

エチレンテレフタレートがフィルムを構成するポリマーの全構成成分であってもよく、このようなポリエチレンテレフタレート（以下、単にＰＥＴということがある）の重合法としては、テレフタル酸とエチレングリコール、および必要に応じて若干量の他のジカルボン酸成分およびジオール成分を直接反応させる直接重合法、およびテレフタル酸のジメチルエステル（必要に応じて他のジカルボン酸のメチルエステルを含む）とエチレングリコール（必要に応じて他のジオール成分を含む）とをエステル交換反応させるエステル交換法等の任意の製造方法が利用され得る。

ポリエチレンテレフタレートの固有粘度は、０．４５から０．７０の範囲が好ましい。固有粘度が０．４５よりも低いと、耐引き裂き性向上効果が低下し、０．７０より大きいと濾圧上昇が大きくなり高精度濾過が困難となり、あまり好ましくない。

また本発明は ＰＥＴの中でもペットボトルリサイクル原料を用いることができる。（以下 単にリサイクル原料と記すことがある）。リサイクル原料は ペットボトルにする際の成形性を良くするために概ねＰＥＴを構成成分とするが、イソフタル酸がモノマー成分として少し含まれていることが一般的である。本発明においては、非晶質成分となりうるモノマー成分を多く含有するポリマー原料を多量に使用するものではないが、リサイクル原料にイソフタル酸が含まれていることがあるため、非晶性モノマーの含有量が０mol％以上５mol％以下の範囲で含まれていると表現している。

非晶質成分となり得るモノマーとしては、代表例はイソフタル酸であるが、例えば、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、イソフタル酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，２−ジエチル１，３−プロパンジオール、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、２，２−イソプロピル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジ−ｎ−ブチル−１，３−プロパンジオール、ヘキサンジオールを挙げることもでき、前記含有量の範囲で含まれていても特に差し支えない。

また、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、９０℃の温水中で無荷重状態で１０秒間に亘って処理したときに、収縮前後の長さから、下式１により算出したフィルムの幅方向の熱収縮率（すなわち、９０℃の温湯熱収縮率）が、１５％以上４５％以下であることが好ましい。
熱収縮率＝｛（収縮前の長さ−収縮後の長さ）／収縮前の長さ｝×１００（％）・・式１

９０℃におけるフィルム幅方向の温湯熱収縮率が１５％未満であると、ラベルとして使用する場合に、収縮量が小さいために、熱収縮した後のラベルにシワやタルミが生じてしまうので好ましくない。一方、９０℃における幅方向の温湯熱収縮率は高いことが様々な形状の容器に対応できて好ましいが、現在のところ４５％程度が熱収縮率の上限である。なお、９０℃における幅方向の温湯熱収縮率の下限値は２０％であると好ましく、２５％であるとより好ましく、３０％であると特に好ましい。

また、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、９０℃の温水中で無荷重状態で１０秒間に亘って処理したときに、収縮前後の長さから、上式１により算出したフィルムの長手方向の温湯熱収縮率が、０％以上１２％以下であることが好ましい。

９０℃における長手方向の温湯熱収縮率が１２％を上回ると、ラベルとして用いた場合に熱収縮時に収縮に歪みが生じ易くなるので好ましくない。なお、９０℃における長手方向の温湯熱収縮率の上限値は、１１％以下であると好ましく、１０％以下であるとより好ましく、９％以下であるとさらに好ましく、８％以下であると特に好ましく、最も好ましくは７％以下である。なお、原料であるポリエステル系樹脂の本質的な特性を考慮すると、９０℃における長手方向の温湯熱収縮率の下限値は０％程度であると考えている。

また、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、主収縮方向である幅方向の屈折率は１．５７５以上であることが好ましい。また幅方向の屈折率は１．６１以下であることが好ましい。また主収縮方向と直交する長手方向の屈折率は１．６１以上であることが好ましく、更に好ましくは１．６２以上１．６６以下であり、かつ、長手方向の屈折率が幅方向の屈折率より高いことが好ましい。

従来、熱収縮フィルムは主収縮方向の分子鎖の配向性が高いと収縮率も高くなるというのが一般的であった。しかし本発明の結晶性ＰＥＴで製膜された熱収縮フィルムは、分子鎖を配向させると収縮率も高くなるが、更に分子鎖の配向性を高くすると熱収縮率が低下することが分かった。従って本発明においては、これまでの非晶性原料を用いた熱収縮フィルムとは異なり、収縮方向の分子鎖の配向性は低いことが望ましく、主収縮方向と直交する長手方向の分子鎖の配向性は高い方が望ましい。

主収縮方向である幅方向の屈折率が１．５７５以上１．６１以下であることが好ましい。幅方向の屈折率が１．５７５未満であると幅方向の収縮率が不足しやすく、また幅方向の機械的強度が低くなりやすいのであまり好ましくない。また幅方向の屈折率が１．６１より高いと、幅方向の機械的強度は高いが、熱収縮率が低くなりやすいのであまり好ましくない。幅方向の屈折率は １．５８以上１．６０５以下が好ましく 更に好ましくは １．５８５以上１．６０以下である。

主収縮方向と直交する長手方向の屈折率は１．６２以上１．６６以下であることが好ましい。屈折率が１．６２未満であると収縮率が高くなりやすく、また長手方向の機械的強度が低くなりやすいのであまり好ましくない。また長手方向の屈折率が１．６６より高いと 幅方向の機械的強度は高くなり、熱収縮率も低くなる点では好ましいものの、製膜時に破断等の操業性の点であまり好ましくない。長手方向の屈折率は １．６２５以上１．６５５以下が好ましく 更に好ましくは １．６３以上１．６５以下である。

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、長手方向の引張破壊強さが１００ＭＰａ以上２４０ＭＰａ以下であることが好ましい。なお、引張破壊強さの測定方法は実施例で説明する。上記引張破壊強さが１００ＭＰａを下回ると、ラベルとしてボトル等に装着する際の“腰”（スティフネス）が弱くなるので好ましくなく、反対に、引張破壊強さが２４０ＭＰａを上回ると、ラベルを引き裂く際の初期段階におけるカット性（引き裂き易さ）が不良となるので好ましくない。なお、引張破壊強さは、１１０ＭＰａ以上がより好ましく、１２０ＭＰａ以上がさらに好ましく、１３０ＭＰａ以上が特に好ましく、２３０ＭＰａ以下がより好ましく、２２０ＭＰａ以下がさらに好ましく、２１０ＭＰａ以下が特に好ましい。

また本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムは ９０℃の温湯で１０％収縮させた後に、以下の方法で単位厚み当りの幅方向の直角引裂強度を求めたときに、その幅方向の直角引裂き強度が１００Ｎ／ｍｍ以上３００Ｎ／ｍｍ以下であると好ましい。

［直角引裂強度の測定方法］
９０℃に調整された温湯中でフィルムを長手方向に１０％収縮させた後に、ＪＩＳ−Ｋ−７１２８に準じて所定の大きさの試験片としてサンプリングする。しかる後に、万能引張試験機で試験片の両端を掴み、引張速度２００ｍｍ／分の条件にて引張試験を行い、フィルムが長手方向に完全に引き裂かれたときの最大荷重を測定した。この最大荷重をフィルムの厚みで除して、単位厚み当たりの直角引裂強度を算出した。

９０℃の温水中で長手方向に１０％収縮させた後の直角引裂強度が１００Ｎ／ｍｍ未満であると、ラベルとして使用した場合に運搬中の落下等の衝撃によって破れてしまう事態を生ずる恐れがあるので好ましくなく、反対に、直角引裂強度が３００Ｎ／ｍｍを上回ると、ラベルを引き裂く際の初期段階におけるカット性（引き裂き易さ）がよくないためあまり好ましくない。なお、直角引裂強度の下限値は、１２５Ｎ／ｍｍであると好ましく、１５０Ｎ／ｍｍ以上であるとより好ましく、１７５Ｎ／ｍｍであると特に好ましい。また、直角引裂強度の上限値は、２７５Ｎ／ｍｍであると好ましく、２５０Ｎ／ｍｍであるとより好ましく、２２５Ｎ／ｍｍであると特に好ましい。

加えて、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、式２より求めた長手方向と幅方向の厚み斑が、４００ｍｍの測定長さで１％以上１５％以下であることが好ましい。厚み斑が１５％を超える値であると、ラベル作成の際の印刷時に印刷斑が発生し易くなったり、熱収縮後の収縮斑が発生し易くなったりするのであまり好ましくない。なお、厚み斑は１０％以下であるとより好ましく、８％以下であると更に好ましく、６％以下であれば特に好ましい。厚み斑は０％に近づくほど良いが、下限は１％であっても実用上構わない。
厚み斑＝（最大厚み−最小厚み）÷ 平均厚み × １００ ・・式２

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムの厚みは、特に限定されるものではないが、ラベル用熱収縮性フィルムとして５〜１００μｍが好ましく、１０〜９５μｍがより好ましい。

また、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、その製造方法について何ら制限されるものではないが、例えば、上記したポリエステル原料を押出機により溶融押し出しして未延伸フィルムを形成し、その未延伸フィルムを以下に示す方法により、二軸延伸することによって得ることができる。

原料樹脂を溶融押し出しする際には、ポリエステル原料をホッパードライヤー、パドルドライヤー等の乾燥機、または真空乾燥機を用いて乾燥するのが好ましい。そのようにポリエステル原料を乾燥させた後に、押出機を利用して、２００〜３００℃の温度で溶融しフィルム状に押し出す。かかる押し出しに際しては、Ｔダイ法、チューブラー法等、既存の任意の方法を採用することができる。

そして、押し出し後のシート状の溶融樹脂を急冷することによって未延伸フィルムを得ることができる。なお、溶融樹脂を急冷する方法としては、溶融樹脂を口金より回転ドラム上にキャストして急冷固化することにより実質的に未配向の樹脂シートを得る方法を好適に採用することができる。

さらに、得られた未延伸フィルムを、後述するように、所定の条件で長手方向に延伸した後に、所定の条件で幅方向に延伸し、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムを得ることが可能となる。以下、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムを得るための好ましい二軸延伸について、従来の熱収縮性ポリエステル系フィルムの延伸方法との差異を考慮しつつ詳細に説明する。

［熱収縮性ポリエステル系フィルムの好ましい延伸方法］
通常の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、収縮させたい方向に未延伸フィルムを延伸することによって製造される。従って非収縮方向に延伸することは実施されていなかった。

また上述したように特許文献１には、長手方向と幅方向に機械的特性を向上させるために未延伸フィルムを所定の条件下で縦延伸−熱処理―横延伸の順に延伸する方法が示されている。しかし、この方法では非晶性モノマーが１５ｍｏｌ％以上含まれており、リサイクル原料の添加に制限がある。また、特許文献１で示されているような幅方向への高い延伸倍率を施すと、本発明における非晶質成分を多く含まないＰＥＴ原料を使用するフィルムでは幅方向の収縮率が減少し、長手方向の収縮率が増加するので好ましくない。

また、上述したように、特許文献２には、非晶性モノマーを使用せずに長手方向に収縮するフィルムが開示されているが、幅方向に未延伸状態なので幅方向（非収縮方向）の引張り破壊強さが低く、かつ幅方向の直角引裂き強度が高く、現在のラベルとしての要求品質を満たさないと考えられる。

[長手方向への延伸倍率]
本発明者らは、研究の結果 意図的に非晶ＰＥＴ原料を使用しないフィルムは 延伸倍率２倍前後が延伸方向の収縮率が高くなることが分かった。また延伸倍率を３倍より高くすると 延伸方向の収縮率は低下し、非延伸方向の収縮率が高くなることが分かった。この研究結果より、二軸に延伸して幅方向に収縮させるには 最初の縦延伸倍率をＴｇ＋５℃以上Ｔｇ＋４０℃以下の温度で、４倍以上６倍以下で延伸することが好ましい。４倍より低いと 幅方向の収縮率を低下させるには十分で無い。また縦延伸倍率の上限は 特に規定は無いが６倍より高いと、長手方向に延伸し難くなる（所謂 破断が生じやすくなる）ので好ましくない。より好ましくは４．２倍以上５．８倍以下であり、更に好ましくは ４．４倍以上５．６倍以下である。

このように多量には非晶質成分を含有しないＰＥＴ原料を使用するフィルムの延伸倍率と収縮率の関係は上記のようになるので 特許文献１で示されている長手方向延伸後幅方向延伸前の熱処理は実施してもしなくても、どちらでも構わない。

[幅方向への延伸倍率]
幅方向へＴｇ＋１５℃以上Ｔｇ＋５０℃以下の温度で、延伸倍率は１．５倍以上２．５倍以下が好ましい。１．５倍以下では収縮率が不足し、２．５倍を超えると長手方向の収縮率が高くなってくるので、幅方向への一軸収縮フィルムとして好ましくない。より好ましくは１．６倍以上２．４倍以下であり、更に好ましくは １．７倍以上２．３倍以下である。

また幅方向の延伸温度がＴｇ＋１５℃未満であると、延伸時に破断が生じやすくなり、好ましくない。またＴｇ＋５０℃より高いと、フィルムの熱結晶化が進んで収縮率が低下するので好ましくない。より好ましくはＴｇ＋１７℃以上Ｔｇ＋４８℃以下であり、更に好ましくはＴｇ＋１９℃以上Ｔｇ＋４６℃以下である。

[熱処理]
フィルム両端をクリップで把持した状態で、幅方向への延伸温度以上、延伸温度＋５℃以下の温度で熱処理をし、幅方向へ弛緩しないことが好ましい。熱処理温度が延伸温度未満であると、熱処理の意味が薄くなり、製品後に保管時の経時収縮（所謂自然収縮率）が高くなり好ましくない。またＴｇ＋５℃より高いと、分子鎖の熱結晶化が進んで、幅方向の収縮率が低下するのであまり好ましくない。より好ましくは幅方向への延伸＋４℃以下であり、更に好ましくは幅方向への延伸＋３℃以下である。

また幅方向の弛緩を実施すると、幅方向の収縮率が減少するので好ましくない。

上記のように、本発明における好ましい延伸方法としては、幅方向の延伸倍率の方が長手方向の延伸倍率より小さくすることが例示される。そして、延伸後のフィルムの分子鎖の配向性については、幅方向の方が長手方向より低いと考えられる。それを延伸後のフィルムの屈折率で表現すると、長手方向の屈折率の方が幅方向の屈折率より高い値になるものである。

従来の多くの非晶質成分を多く含む熱収縮性ポリエステル系フィルムにおいては、長手方向、幅方向で、高い延伸倍率を採用して屈折率が高くなっている方向が主収縮方向になる場合が多かったが、本発明は前記とは逆の挙動を示していることになる。これは、本発明においては非晶質成分となり得るモノマー成分を多くは含まない結晶性のＰＥＴの性質が関係しているものと考えられる。即ち、結晶性のＰＥＴについては、例えば幅方向に４倍以上といった高い延伸倍率で延伸されると、分子鎖が配向すると共に分子鎖の結晶化が進み、これが長手方向の熱収縮率を低くする要因として働いているものと推察される。この点、幅方向の２．５倍程度以下の延伸倍率は、幅方向にある程度分子鎖が配向しても、結晶化があまり進まない領域であるので、相対的に高い熱収縮率が得られるものと推定している。本発明においては、分子鎖の配向性と結晶化度の関係を簡単に表すことが困難であるので、それを長手方向及び幅方向の熱収縮率、屈折率とその大小関係により分子鎖の構造の代用メジャーとして表現しているものである。

以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例の態様に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更することが可能である。実施例、比較例で使用した原料の性状、組成、実施例、比較例におけるフィルムの製造条件（延伸・熱処理条件等）を、それぞれ表１、表２に示す。

また、フィルムの評価方法は下記の通りである。

［Ｔｇ（ガラス転移点）］
セイコー電子工業株式会社製の示差走査熱量計（型式：ＤＳＣ２２０）を用いて、未延伸フィルム５ｍｇを、−４０℃から１２０℃まで、昇温速度１０℃／分で昇温し、得られた吸熱曲線より求めた。吸熱曲線の変曲点の前後に接線を引き、その交点をＴｇ（ガラス転移点）とした。

[固有粘度 （ＩＶ）]
ポリエステル０．２ｇをフェノール／１，１，２，２−テトラクロルエタン（６０／４０（重量比））の混合溶媒５０ｍｌ中に溶解し、３０℃でオストワルド粘度計を用いて測定した。単位はｄｌ／ｇ。

［熱収縮率（温湯熱収縮率）］
フィルムを１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形に裁断し、９０℃±０．５℃の温水中において、無荷重状態で１０秒間処理して熱収縮させた後、フィルムの縦および横方向の寸法を測定し、上式１にしたがって、それぞれ熱収縮率を求めた。

［長手方向、幅方向の屈折率］
アタゴ社製の「アッベ屈折計４Ｔ型」を用いて、各試料フィルムを２３℃、６５％ＲＨの雰囲気中で２時間以上放置した後に測定した。

［引張破壊強さ］
測定方向（フィルム長手方向）が１４０ｍｍ、測定方向と直交する方向（フィルム幅方向）が２０ｍｍの短冊状の試験片を作製した。万能引張試験機「ＤＳＳ−１００」(島津製作所製)を用いて、試験片の両端をチャックで各々２０ｍｍずつ把持（チャック間距離１００ｍｍ）して、雰囲気温度２３℃、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎの条件にて引張試験を行い、引張破壊時の強度（応力）を引張破壊強さとした。

［直角引裂強度］
９０℃に調整された温湯中にてフィルムを主収縮方向に１０％収縮させた後に、ＪＩＳ−Ｋ−７１２８に準じて、図１に示す形状にサンプリングすることによって試験片を作製した（なお、サンプリングにおいては、試験片の長手方向をフィルムの主収縮方向とした）。しかる後に、万能引張試験機（（株）島津製作所製 オートグラフ）で試験片の両端を掴み、引張速度２００ｍｍ／分の条件にて引張試験を行い、フィルムが長手方向に完全に引き裂かれたときの最大荷重を測定した。この最大荷重をフィルムの厚みで除して、単位厚み当たりの直角引裂強度を算出した。

［厚み斑］
測定方向を４５０ｍｍ、測定方向と直交する方向を４０ｍｍにサンプリングし、ミクロン測定器株式会社製の連続接触式厚み計を用いて、５（ｍ／分）の速度で測定し、４００ｍｍの長さの厚み斑を上式２から算出した。

［収縮仕上り性（筒状体嵌め込み）］
熱収縮性フィルムに、予め東洋インキ製造（株）の草・金・白色のインキで３色印刷を施した。そして、印刷したフィルムの両端部を溶断シールで接着することにより、円筒状のラベル（熱収縮性フィルムの主収縮方向を周方向としており、外周長が装着するボトルの外周長の１．０２倍である円筒状のラベル）を作成した。しかる後、その円筒状のラベルを、５００ｍｌのＰＥＴボトル（胴直径６２ｍｍ、ネック部の最小直径２５ｍｍ）に被せて、Fuji Astec Inc製スチームトンネル（型式；ＳＨ−１５００−Ｌ）を用い、通過時間５秒、ゾーン温度９０℃で熱収縮させることにより、ラベルを装着した。なお、装着の際には、ネック部においては、直径５５ｍｍの部分がラベルの一方の端になるように調整した。収縮後の仕上がり性の評価は目視で行い、基準は下記の通りとした。
◎：シワ，飛び上り、収縮不足の何れも未発生で、かつ色の斑も見られない
○：シワ，飛び上り、または収縮不足が確認できないが、色の斑が見られる
△：ネック部の収縮不足や収縮斑が見られる
×：全体的にシワ、飛び上り、収縮不足が発生

［ミシン目開封性］
予めフィルムの主収縮方向とは直向する幅方向にミシン目を入れておいたラベルを、上記した収縮仕上り性の測定条件（筒状体嵌め込み）と同一の条件でＰＥＴボトルに装着した。ただし、ミシン目は、長さ１ｍｍの孔を１ｍｍ間隔で入れることによって形成し、ラベルの縦方向（高さ方向）に幅２２ｍｍ、長さ１２０ｍｍに亘って２本設けた。その後、このボトルに水を５００ｍｌ充填し、５℃に冷蔵し、冷蔵庫から取り出した直後のボトルのラベルのミシン目を指先で引裂き、縦方向にミシン目に沿って綺麗に裂け、ラベルをボトルから外すことができた本数を数え、全サンプル５０本に対する割合（％）を算出した。不良率２０％以下を合格とした。

また、実施例および比較例に用いたポリエステルは以下の通りである。

・ポリエステル１：ポリエチレンテレフタレート（ＩＶ ０．７５ｄｌ／ｇ）
・ポリエステル２：上記ポリエステル２の製造の際に、滑剤としてＳｉＯ_２（富士シリシア社製サイリシア２６６）をポリエステルに対して８，０００ｐｐｍの割合で添加したポリエチレンテレフタレート（ＩＶ ０．７５ｄｌ／ｇ）、
・ポリエステル３：リサイクル原料 ｛よのペットボトルリサイクル（株）製 「クリアペレット」（ＩＶ ０．６３ｄｌ／ｇ、なお、このポリエステル３は、表１に記載のとおり、ポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分に対してイソフタル酸を２ｍｏｌ％含んでいる）。

［実施例１］
上記したポリエステル１とポリエステル２とを重量比９３：７で混合して押出機に投入した。しかる後、その混合樹脂を２８０℃で溶融させてＴダイから押出し、表面温度３０℃に冷却された回転する金属ロールに巻き付けて急冷することにより、厚さが２００μｍの未延伸フィルムを得た。このときの未延伸フィルムの引取速度（金属ロールの回転速度）は、約１０ｍ／ｍｉｎ．であった。また、未延伸フィルムのＴｇは７５℃であった。しかる後、その未延伸フィルムを、複数のロール群を連続的に配置した縦延伸機へ導き、予熱ロール上でフィルム温度が８５℃（Ｔｇ＋１０℃）になるまで予備加熱した後に、ロールの速度差を用いて５倍に延伸した。しかる後、縦延伸したフィルムを、表面温度２５℃に設定された冷却ロールによって強制的に冷却した。

そして縦延伸されたフィルムを横延伸機（以下テンターと記す）に導いた。そして、テンターに導かれた縦延伸フィルムを、フィルム温度が１１０℃（Ｔｇ＋３５℃）になるまで予備加熱した後、横方向に１０５℃（Ｔｇ＋３０℃）で２倍に延伸し、１０６℃で熱処理した（前記１０６℃の熱処理はしてもしなくても、最終製品の物性に極小さな影響しか及ぼさないしない）。

テンター後に両縁部を裁断除去することによって、約２０μｍの二軸延伸フィルムを所定の長さに亘って連続的に製膜して熱収縮性ポリエステル系フィルムからなるフィルムロールを得た。そして、得られたフィルムの特性を上記した方法によって評価した。評価結果を表３に示す。長手方向の屈折率が幅方向より高く、ミシン目開封性等が良好なフィルムであった。

［実施例２］
ポリエステル３とポリエステル２を重量比９３：７で混合して押出機に投入した以外は、実施例１と同様の方法によって熱収縮性フィルムを連続的に製造した。そして、得られたフィルムの特性を実施例１と同様の方法によって評価した。評価結果を表３に示す。実施例１と同等のフィルムであり、ミシン目開封性等が良好なフィルムであった。

［実施例３］
ポリエステル３とポリエステル２を重量比９３：７で混合して厚み１５０μmの未延伸フィルムを得た。横延伸倍率を１．５倍に変更した以外は 実施例１と同様の方法によって熱収縮性フィルムを連続的に製造した。そして、得られたフィルムの特性を実施例１と同様の方法によって評価した。評価結果を表３に示す。幅方向の収縮率は少し減少したが、実施例１と同等のフィルムであり、ミシン目開封性等が良好なフィルムであった。

［実施例４］
ポリエステル３とポリエステル２を重量比９３：７で混合して厚み２４０μmの未延伸フィルムを得た。縦延伸での延伸倍率を６倍に変更した以外は 実施例１と同様の方法によって熱収縮性フィルムを連続的に製造した。そして、得られたフィルムの特性を実施例１と同様の方法によって評価した。評価結果を表３に示す。長手方向の収縮率は少し減少し、直角引裂強度も低下しており、ミシン目開封性等が良好なフィルムであった。

［実施例５］
厚み１８０μmの未延伸フィルムを得た。縦方向の延伸倍率を４．５倍へ変更した以外は実施例１と同様の方法によって熱収縮性フィルムを連続的に製造した。評価結果を表３に示す。実施例１と比較して長手方向の収縮率は少し高くなり、長手方向の直角引裂強度も増加してミシン目開封不良率も増加したが、使用上は問題無い良好なフィルムであった。

［比較例１］
ポリエステル１とポリエステル２を重量比９３：７で混合して厚み４０μmの未延伸フィルムを得た。縦延伸しないで幅方向に実施例１と同様の方法で９０℃で２倍延伸した。そして、得られたフィルムの特性を実施例１と同様の方法によって評価した。評価結果を表３に示す。幅方向のみ熱収縮するフィルムであったが、長手方向の屈折率が低く、長手方向の破断強度が低く、ミシン目開封性が実施例１よる劣るフィルムであった。また幅方向の厚み斑も悪かった。

［比較例２］
ポリエステル１とポリエステル２を重量比９３：７で混合して厚み４００μmの未延伸フィルムを得た。横延伸倍率を４倍に変更した以外は 実施例１と同様の方法によって熱収縮性フィルムを連続的に製造した。そして、得られたフィルムの特性を実施例１と同様の方法によって評価した。評価結果を表３に示す。長手方向の収縮率が高く、幅方向の収縮率は低下した。また屈折率は幅方向の方が高いフィルムとなった。また収縮仕上り性で劣るフィルムとなった。

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、上記の如く優れた特性を有しているので、ボトル等のラベル用途に好適に用いることができ、同フィルムがラベルとして用いられている。ポリエステル中に非晶質成分をとなりうるモノマー成分がないか、若しくは極めて少ない含有量においても幅方向に熱収縮率を有するフィルムであるので、リサイクル原料比率を高くすることができ、環境にも適したフィルムである。

Ｆ：フィルム

Claims (4)

1. エチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、全ポリエステル樹脂成分中において非晶質成分となりうるモノマー成分として、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、イソフタル酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，２−ジエチル１，３−プロパンジオール、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、２，２−イソプロピル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジ−ｎ−ブチル−１，３−プロパンジオール、及びヘキサンジオールからなる群より選択されてなる１種以上を０モル％以上５モル％以下含有しているとともに、主収縮方向が幅方向である熱収縮性ポリエステル系フィルムであって、下記要件（１）〜（３）を満たすことを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。
   （１）９０℃の温水中で１０秒間に亘って処理した場合における幅方向の温湯熱収縮率が１５％以上４５％以下であること
   （２）９０℃の温水中で１０秒間に亘って処理した場合における幅方向と直交する長手方向の温湯熱収縮率が０％以上１２％以下であること
   （３）主収縮方向である幅方向の屈折率が１．５７５以上１．６１以下であり、かつ主収縮方向と直交する方向である長手方向の屈折率が、１．６２以上１．６６以下である幅方向の屈折率よりも高いこと
2. 主収縮方向と直交する方向である長手方向の引張破壊強さが１００ＭＰａ以上２４０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
3. ９０℃の温水中でフィルム幅方向に１０％収縮させた後のフィルム長手方向の単位厚み当たりの直角引裂強度が１００Ｎ／ｍｍ以上３００Ｎ／ｍｍ以下である請求項１又は２に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
4. 長手方向及び幅方向の厚み斑が、１％以上１５％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。