JPH01110931A - ポリエステル系収縮フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐温水性、収縮特性、及び強度等に極めて優れ
たポリエステル系収縮フィルムに関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

従来、ラベル用収縮フィルムの分野では、ポリ塩化ビニ
ル、或いはポリスチレン等からなるフィルムが主として
用いられて来た。しかし、かかるフィルムでは廃棄時に
燃焼性の問題を有することから、近年ＰＥＴボトルへの
装着後の回収性に優れるポリエステル系収縮フィルムが
注目を浴びている。しかしながらポリエステル系収縮フ
ィルムは収縮特性が急激なため、収縮時にラベルが歪む
等の問題が発生し、実用化が困難であった。

本発明者らは先に特願昭乙／−コワ５ｓ９０号及び特願
昭乙コー／グ！７６３号にて収縮特性を改良したポリエ
ステル系収縮フィルムを提案して来た。しかしながら、
これらの改良も未だ十分とは言えず、例えば耐熱性ＰＫ
Ｔボトルやガラスびんヘラベルを装着する場合のように
高温、且つ短時間で収縮を完了させると、ラベルの歪み
等が発生しやすく問題となっていた。特に耐熱性ＰＥＴ
ボトルにおいては、近年様々な形状をしたボトルが生産
されておシ、例えばボトルの肩部から首部にかけて急激
に細くなるような形状をしたボトルにラベルを装着する
ことは、従来のポリエステル系収縮フィルムでは全く実
用に耐えなかった。

このように廃棄性、回収性等に問題がなく、又耐温水性
、強度等に優れたポリエステル系収縮フィルムにおいて
、収縮特性を改良する事が早急に望まれていた。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明者らは、上記問題に鑑み、鋭意検討を重ねた結果
、ポリエステル系収縮フィルムにおいである特定の物性
を付与する事によシ、ラベル用収縮フィルムとして満足
すべき特性が得られる事を見出し、本発明に到達するに
至った。

即ち本発明の要旨は、７００℃エアーオーブン中ｊ分で
のフィルムの収縮率が縦、又は横のいずれか／方向にお
いて２０％以上であり、且つ、該方向と直交する方向の
フィルムの破断伸度が／チ以上／θθ％以下であり、且
つ、該フィルムの融解熱がとｃａｌ／ｆ以下である事を
特徴とするポリエステル系収縮フィルムに存する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明におけるポリエステルは、ジカルボン酸成分とし
て、テレフタル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、ア
ジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソ
フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテ
ルジカルボン酸等、公知のジカルボン酸の一種もしくは
二種以上からなり、又、ジオール成分としてエチレング
リコール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコ
ール、トリメチレンクリコール、テトラメチレングリコ
ール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、ポリアルキレングリコール、／、クーシクロヘキサ
ンジメタツール等公知のジオール成分の一種又は二種以
上からなるいかなるポリエステル又は共重合ポリエステ
ルであっても良い。

共重合ポリエステルとしては、ジカルボン酸成分及び／
又はグリコール成分の一部を他のジカルボン酸又はグリ
コール成分に置換することにより得られるものが使用で
きるが、当然の事ながら他の成分、例えば、ｐ−オキシ
安息香酸、ｐ−オキシエトキシ安息香酸のごときオキシ
カルボン酸、安息香酸、ベンゾイル安息香酸、メトキシ
ポリアルキレングリコールのととき一官能性化合物、グ
リセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロール、ト
リメチレンプロパンツごとき多亘能性化合物も、生成物
が実質的に線状の高分子を保持し得る範囲内で使用する
ことが出来る。

本発明のポリエステルにおいては、ジカルボン酸成分と
してテレフタル酸、ジオール成分としてエチレングリコ
ールを主成分とし、共重合成分トシテ、ジカルボン酸成
分にイソフタル酸、７タル酸、ジオール成分にネオペン
チルグリコール、ジエチレングリコール、ポリアルキレ
ンクリコール、必要に応じて／、４ｔ−シクロヘキサン
ジメタツールを用いた共重合ポリエステルが、工業的に
安価に入手出来、且つ収縮性も良好で好ましい。

本発明の共重合ポリエステルにおいては、ジカルボン酸
成分の好ましくは７０モルチ以上、よシ好ましくは７ｊ
″モル係以上がテレフタル酸単位であり、ジオール成分
の好ましくは７０モルチ以上、より好ましくは７５モル
多以上がエチレングリコール単位である。テレフタル酸
及び／又はエチレングリコール単位が７０モルチ未満の
共重合ポリエステルは、フィルムにした際の該フィルム
の強度、耐溶剤性が劣るので好ましくない。

又、上記ポリエステルは、該ポリエステル以外に３０モ
ル％以下であれば他のポリマーを添加、混合したもので
も良い。

又、フィルムの易滑性を向上させるだめに、有機滑剤、
無機の滑剤等の微粒子を含有させるのも好ましい。又、
必要に応じて安定剤、着色剤、酸化防止剤、消泡剤、静
電防止剤等の添加剤を含有するものであっても良い。滑
り性を付与する微粒子としては、カオリン、クレー、炭
酸カルシウム、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシウム、
酸化アルミニウム、酸化チタン、リン酸カルシウム、フ
ッ化リチウム、カーボンブラツク等の公知の不活性外部
粒子、ポリエステル樹脂の溶融製膜に際して不溶な高融
点有機化合物、架橋ポリマー及びポリエステル合成時に
使用する金属化合物触媒、たとえばアルカリ金属化合物
、アルカリ土類金属化合物などによってポリエステル製
造時に、ポリマー内部に形成される内部粒子をあげるこ
とができる。フィルム中に含まれる該微粒子はθ、θ０
ｊ〜０．９重量乞平均粒径としては０．００７〜３．５
μｍである。

本発明のフィルムの極限粘度は好ましくは０．５０以上
、更に好ましくは０．６０以上、特に好ましくは００ｔ
Ｓ以上である。フィルムの極限粘度がθ、ＳＯ未満であ
ると結晶性が高くなシ、十分な収縮率が得られなくなシ
、好ましくない。

本発明における構成要件の７つとして、本発明のフィル
ムの１００℃エアーオープン中ｊ分での収縮率が縦、又
は横のいずれか／方向において２０％以上であることが
必要であり、好ましくは３θチ以上である。該収縮方向
を、以下フィルムの主収縮方向とする。

本発明において、フィルムの主収縮方向の収縮率が２０
チ未満の場合、ラベルとして収縮させたときの収縮量が
不十分となり、容器に密着せず好ましくない。

又、本発明のフィルムにおいては、主収縮方向と直交す
る方向の該収縮率が７５％以下であることが好ましく、
更に好ましくは７０％以下、特に５％以下であることが
好ましい。該収縮率が／ｊチを越すフィルムは、ラベル
として収縮させると容器の縦方向に沿ってフィルムが大
きく収縮し、図柄の歪み等が発生するため好ましくない
。

更に本発明者らは、ラベル用収縮フィルムとしての収縮
特性の改良すべく鋭意検討した結果、−見何ら相関を持
たないように思えるフィルムの破断伸度とフィルムの収
縮特性とが、驚くべき事に非常に深い相関を持つ事を見
出した。

すなわち本発明の最も重要な構成要件として、本発明の
フィルムの主収縮方向と直交する方向の破断伸度が／チ
以上１００％以下であることが必要であり、好ましくは
２チ以上ｊＯ％以下である事が望ましい。

該破断伸度が１００％を越すフィルムでは、ラベルとし
て収縮させたときにラベルに歪みや、ラベルの上端又は
下端部が斜めになる、所謂斜め被シが発生しゃすくなシ
好ましくない。

又該破断伸度が／チ未満のフィルムは、主収縮方向と平
行に裂けやすくなシ、実用上好ましくない。

このように、該破断伸度とフィルムの収縮特性が深い相
関を持つ理由は明らかではないが、本発明者らはその理
由を以下のように推定する。

すなわち従来のラベル用ポリエステル系収縮フィルムで
は、主収縮方向と直交する方向の破断伸度が約グ０θ〜
５００チ程度もあり、このように該破断伸度の大きいフ
ィルムでは該フィルムの分子構造において該直交方向へ
の分子間の相互作用、或いはからみ合いといったものが
大きく残存しておシ、従って該直交方向への応力も伝播
しやすいと考えられる。このようなフィルムでは、ラベ
ルとして容器に装着後収縮させる際に、主収縮方向に沿
って容器の最大外径部にフィルムが密着し、主収縮方向
への収縮が制限された瞬間、収縮応力の一部が主収縮方
向と直交する方向へ伝播して行き、結果として該直交方
向のフィルムの収縮、即ちラベルの歪みや、斜め被シを
引き起こしやすくなるためと考えられる。

一方本発明のフィルムのように主収縮方向と直交する方
向の破断伸度が小さいフィルムでは、上記のような該直
交方向への収縮応力の伝播が極めて少なく、従ってラベ
ルの歪みや斜め被シの発生も少なくなるものと考えられ
る。

又、本発明におけるフィルムの融解熱は／ｃａｌ／ｐ以
下であることが必要であり、更に好ましくは呂ｃａｌ／
ｆ以下、特に好ましくは２　ｃａｂ／２以上４ｃａｌ／
４７’以下である事が望ましい。該融解熱がｆ　ｃａｌ
／ｒを越すフィルムは、収縮特性が悪化するため好まし
くない。これは、シュリンクトンネルで加熱されたとき
結晶化が進行し、収縮が不均一になる為と思われる。

又本発明のフィルムは、主収縮方向の両端部を固定した
ときの７ｊ℃温水中ｊ秒処理後の該収縮方向と直交する
方向への最大収縮率（ネックイン率）が１０％以下であ
ることが好ましく、更にはｊ％以下である事が望ましい
。該ネックイン率が１０％を越すフィルムは、ラベルと
しての収縮時に、やはシ歪みや斜め被シが多発し、好ま
しくない。

本発明のフィルムの複屈折率は好ましくは０．０９０以
上０．／２０以下、更に好ましくはｏ、ｏｙｏ以上０．
０りＯ以下である事が望ましい。

複屈折率がＯ０θ４ｔｏ未満のフィルムはラベルとして
の耐温水性、耐溶剤性等に劣シ好ましくない。又、複屈
折率が０．／２０を越えるフィルムは、主収縮方向に沿
って発生する収縮応力が高くなり、収縮特性が悪化し好
ましくない。

本発明のフィルムにおいて主収縮方向と直交する方向の
破断強度は、好ましくは３　Ａｌ’／−以上、更に好ま
しくはｊφ−以上である。該破断強度が３醇々−未満の
フィルムは主収縮方向と平行方向に裂けやすく、実用上
好ましくない。

本発明のフィルムは、９０℃エアーオーフン中、λ週間
での主収縮方向における収縮率が好ましくは３％以下、
更に好ましくは２チ以下、より好ましくは７％以下であ
る。該収縮率が３チを越えると、ラベルとして製袋後、
保管期間中に寸法変化を起こし好ましくない。

本発明のフィルムの平均表面粗さは好ましくは０．００
　ｊ　〜０．７　ｐｍ　１更に好ましくはｏ、ｏ　ｏ　
ｓ　〜θ、ＯＳμｍである。該表面粗度が０．００５μ
ｍ未満のフィルムでは、フィルムの滑シ性が悪く、ラベ
ルとしたときに容器との間にブロッキングが発生し、円
滑な収縮が行なわれないため、好ましくない。又該表面
粗度が０．７μｍを越えるフィルムは透明性が悪化する
ので好ましくない。

本発明のフィルムの片面又は両面において、発泡性のイ
ンキ層を印刷しだシ、又は内部に気泡を持つ熱可塑性樹
脂のフィルム、又はシートを積層してクツション性を持
たせ、ガラス瓶包装後の破瓶効果等を向上させる事も可
能である。

該熱可塑性樹脂としてはポリ塩化ビニル、ポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリアクリル系、ポリスチレン、ポ
リエステル等、既知のいか々る熱可塑性樹脂を用いても
構わない。

上記のようにして得られたフィルムの厚さは特に限定さ
れないが、ラベル用収縮フィルムとして好ましく用いら
れる厚さは７０〜３００μｍであり、特に好ましくは２
０〜２００μｍである。

以上、本発明の構成要件を満たす事により、極めて優れ
た収縮特性、耐温水性等を持つポリエステル系収縮フィ
ルムを得る事が出来る。

〔実施例〕

以下、実施例にて本発明を更に具体的に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限シ、これらの実施例に限定
されるものではない。

尚、フィルムの評価方法を以下に示す。

（１）収縮率 １ｃｍ幅の短冊状としたフィルムを７００士２℃の温度
のギャードオープン中に無荷重の状態で５分間熱収縮さ
せ、下記式に従い収縮率を求めた。

度 主収縮方向において１５咽幅のフィルムを、チャック間
ｊｏｒｒａｎにてインテスコ■社製インテスコ２００／
型を用いて、引張速度２０θｍｍ／ｍｉｎで破断伸度を
測定した。

（３）ネックイン率 フィルムを主収縮方向に長さ／３Ｃｍ以上、幅７０副の
長方形に切り出し、内寸／３Ｃｍ長×１０（Ｍ幅の金具
に該収縮方向の両端を固定後、該方向と直交する方向の
最大の収縮率を求め、該フィルムのネックイン率とした
。

（４）　　フィルムの融解熱（ｃａｌ／　ｆ　）パーキ
ンエルマー社製ＤＳＣ−／Ｂにより感度グ、昇温速度／
　６Ｃ／ｒｒｒｍ　、チャートスピード１ｌｔＯｒｒｍ
／ｒｔｒｍにて測定した試料の結晶の融解に伴うピーク
の面積を求め、下記式に従い計算した。

フィルムの融解熱＝Ａ−８・− （５）複屈折率；Δｎ カールツアイス社製偏光顕微鏡によりリターデーション
を測定し、次式によシ複屈折率Δｎを求めた。

Δｎ　＝　Ｒ／ｄ （６）平均表面粗さ；Ｒａ 小板研究所社製表面粗さ測定器（ＳＫ−３ＰＫ　）によ
って次のように求めた。触針の先端半径は２μｍ、荷重
は３０■である。フィルム断面曲線からその中心線の方
向に基準長さＬ（−２，５ｍｍ）の部分を抜き取シ、こ
の抜き取９部分の中心線をＹ軸、縦倍率の方向をＹ軸と
して、粗さ曲線ｙ　＝　ｆ　（ｘ）で表わした時、次の
式で与えられた値を平均表面粗さとしてμｍで表わす。

但しカットオフ値はＦＯμｍで、Ｒａは縦方向Ｋｊ点、
横方向にｊ点の計１０点測定し、その平均値を求めた。

Ｒａ　＝　Ｔ　ｆｏＬｌ、ｆ（ｘ）　ｌ　（ＬＸ（７）
　　フィルムの極限粘度（〔η〕）試料２００ｍｇをフ
ェノール／テトラクロロｘ　ｐ　ｙ＝　ｓＯ／ｓＯ（１
）混合溶媒２０ｒｎｌに加え、約／１０℃で７時間加熱
後、３０℃で測定した。

（８）　　ポリエステルのガラス転移温度（Ｔｇ）パー
キンエルマー社製ＤＳＣ！−／Ｂにより、昇温速度４　
’Ｃ／ｍｉｎにて測定した。

（９）　　フィルムの収縮特性 フィルムを収縮ラベルとして円筒形にした後、細首の耐
熱性ＰＥＴボトルに被せ、設定温度９５℃のシュリンク
トンネルを５秒間で通過させて収縮させた。トンネル通
過後、該フィルムが十分に密着しているかを視覚で１判
定し、密着度として○、Ｘで評価した。又、該フィ・ル
ム上端部又は下端部が収縮後斜めになった９歪んでいな
いかを目視判定し、収縮斑として○、Ｘで評価した。総
合評価として上記２項目を満足し、且つ収縮後のフィル
ムに白化、シワ等が全く見られないものを○、そうでな
いものをＸとした。

実施例／、比較例／ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、ジオール成分と
してエチレングリコール単位　ｒ７ｍｏ１％及びネオペ
ンチルグリコール単位／３ｍｏ１％よりなり、平均粒径
へコμｍの無定形シリカを３！Ｏｐ含む〔η〕＝０．３
乙、Ｔｇ＝７ｊ℃の共重合ポリエステルを真空乾燥機に
よシ乾燥後、２♂Ｏ℃で押出機よシ押出し、急冷固化し
て未延伸フィルムを得た。

該未延伸フィルムを縦方向に２２℃でれ７倍延伸した後
テンターに導き、延伸開始時の該フィルムの表面温度が
７００℃、延伸終了時の該フィルムの表面温度がｔｓ℃
となるように加熱して横方向にり、０倍延伸した。延伸
後９２℃（実施例／）及び！６℃（比較例／）にて６秒
間熱処理を行ない、その後冷却して巻き取り、平均厚さ
約６０μｍのフィルムを得、各々を実施例／、比較例／
とした。

比較例コ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、ジオール成分と
してエチレングリコール単位　９グｍｏ１％及びネオペ
ンチルグリコール単位６　ｍｏ１％よシなシ、実施例／
と同様に粒子を含む〔η〕＝０、ｔｊ１Ｔｇ＝７．！℃
の共重合ポリエステルを、実施例／と同様に溶融押出し
て未延伸フィルムを得た。

該未延伸フィルムを実施例／と全く同様に延伸製膜して
平均厚さ約６０μｍのフィルムを得、これを比較例２と
した。

実施例２、比較例３ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位ヲＪ’Ｏｍｏ
１％及びイソフタル酸単位を−２０ｍ０１％、またジオ
ール成分としてエチレングリコール単位？　？　ｍ０１
％及びジエチレングリコール単位＝ｍｏ１％よシなシ、
平均粒径０．？μｍの球状シリカ５０θ四を含む〔η〕
＝０．２０、Ｔｇ　＝乙乙℃の共重合ポリエステルを、
パドルドライヤーによシ予備結晶化後本乾燥を行ない、
２ｇθ℃で押出機よシ押出し、急冷固化して未延伸フィ
ルムを得た。

該未延伸フィルムを２０℃で横方向に３．２倍延伸した
後、？ｓ℃（実施例２）及び７５℃（比較例３）で７０
秒間熱処理を行ない、冷却して平均厚さ約グθμｍのフ
ィルムを得た。これを各々実施例コ、比較例３とした。

実施例３ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位りθｍｏ’１
％及びフタル酸単位／θｍｏ１％、またグリコール成分
としてエチレングリコール単位り！　ｍ０１％及びジエ
チレングリコール単位ｊｍＯ１％よシなり、平均粒径へ
０μｍの炭酸カルシウムを？θ０四含有する、〔η）　
：　０．７３、Ｔｇ　：乙２℃の共重合ポリエステルを
常法により乾燥後、３００℃にて押出し、急冷して未延
伸フィルムを得だ。

該未延伸フィルムを７５℃の加熱延伸ロールと冷却ロー
ルの間で９．０倍延伸した。このとき外線照射処理を行
なった後再度巻き取シ、平均厚さ約３θμｍのフィルム
を得、これを実施例３とした。

比較例グ 実施例３と同様の粒子を含有する〔η〕−〇ｊｊのポリ
エチレンテレフタレートを実施例３と同様に押出して未
延伸シートを得た。該未延伸ロールを２３℃の延伸ロー
ルと冷却ロールとの間で３．０倍延伸し、平均厚さ約３
０μｍのフィルムを得た。これを比較例グとした。

上記実施例及び比較例で得られたフィルムの諸物性及び
収縮特性の評価を表／にまとめた。

比較例λにおいては収縮率が十分でない為、シュリンク
トンネル通過後も、ラベルのボトルへの密着度が不十分
となり好ましくない。

比較例／、３及びグのフィルムは、収縮率は十分である
が、破断伸度が１００％を越える為に、７ユリンクトン
ネル通過後ラベルの歪みや斜め被シが数多く発生し好ま
しくない。

実施例／〜３のフィルムは上記比較例のフィルムに比べ
、ラベル用収縮フィルムとして極めて優れた特性を有す
る事が分かる。

〔発明の効果〕 以上記載の通シ、本発明の条件を満足するフィルムはラ
ベル用収縮フィルムとして特に種々の形状をとる耐熱性
ＰＫＴボトル用収線収縮フィルムて極めて好適なもので
ある事が分かる。

出　願　人　　ダイアホイル株式会社 代　理　人　　弁理士　長谷用　　− ほか／名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１００℃エアーオーブン中５分でのフィルムの収
   縮率が縦、又は横のいずれか１方向において２０％以上
   であり、且つ、該方向と直交する方向のフィルムの破断
   伸度が１％以上１００％以下であり、且つ、該フィルム
   の融解熱が８ｃａｌ／ｇ以下である事を特徴とするポリ
   エステル系収縮フィルム。