JPH01136722A - 熱収縮性ポリエステル系フイルム - 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） 本発明は被覆用或は結束用等の包装材料分野において特
に好適な特性を発揮する熱収縮性ポリエステル系のフィ
ルム（シートを含む、以下同じ）に関するものである。

（従来の技術） 熱収縮性プラスチックフィルムを素材として形成される
チューブ状体は、例えば容器、瓶（プラスチックボトル
を含む）、缶棒状物（パイプ、棒、木材、各種棒状体）
等（以下容ｎ類と略す）の被覆用或は結束用として、特
に、これ等のキャップ、肩部、胴部等の一部又は全面を
被覆し、標示、保護、結束、商品価値向上環を目的とし
て用いられる他、箱、瓶、板、棒、ノート等のような集
積包装或はスキンパックのように被包装物に密着させて
包装する分野等において広く使用されており、収縮性及
び収縮応力を利用した用途展開が期待される。

従来上記用途にはポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ
エチレン、塩酸ゴム等の熱収縮性フィルムを用い、−こ
れをチューブ状体にしてから前記容器類にかぶせたり、
集積包装して熱収縮させていた。

しかしこれらフィルムは耐熱性が乏しく、ボイル処理や
レトルト処理をすると溶融又は破裂してフィルム状体を
維持することができないという欠点があった。

更に印刷の必要な用途ではインクの転移不良による印刷
ピンホール（フィルム内の添加剤やポリマーのゲル状物
によるフィッシュアイに基づく微小凹凸）の発生が見ら
れたり、仮にうまく印刷できたとしてもその後にフィル
ムが収縮（常°温収縮）を起こして印刷ピッチに寸法変
化をきたすという問題もあった。これに対しポリエステ
ル系熱収縮フィルムを用いるチューブは、これまでにも
試行的には作られたことはあるが、希望方向への熱収縮
率を十分に高くすることができなかったり、父上記方向
と直交する方向への熱収縮を小さくすることができない
という問題があり、前記用途への展開は困難であった。

（発明が解決しようとする問題点） ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン等の汎用
熱収縮性フィルムを使う上記従来技術には、以下述べる
様な問題点がある。

（ａ）　　完全に近い一軸収縮性の欠除一方向に大きい
収縮性を有する一方、これと直角方向には全く収縮しな
いことが理想とされる様な用途においては上記従来フィ
ルムは全く不向きである０例えば横方向に収縮させてボ
トル表面に収縮ラベルをつける場合を考えると、ラベル
の樅方向即ちボトルの上下方向に収縮することは、所定
の位置にラベルが来ずにラベルが縮み上がることを意味
し外観不良を招く、これを防止するには縦方向の収縮を
小さくしなければならないが、この目的の為に単純にフ
ィルムを横方向にのみ配向させたとすると、高分子化学
物質の性質上の常識から直ちに理解される様に引裂は易
く、またフィブリル化しやすくなる為強度も弱くなる。

特にボトルが落下する場合は縦方向の強度が破瓶防止上
重要であることを考え合わせると単純な一方向延伸は良
い方法とは言えない、又その他の用途でも耐衝撃性がな
いと使用できない場合が多く存在する。

この様なところから、ある特定の温度領域で極めて小さ
い収縮性を有する反面、その直角方向には充分大きい収
縮性を有する様なフィルムの開発が望まれるのである。

［有］）　耐熱性の不足 前記従来フィルムはいずれも高温のボイル処理やレトル
ト処理に耐えることができず、殺菌処理には不適当なフ
ィルムである０例えばレトルト処理を行なうと、前記従
来フィルムと処理中に破壊、破裂し、全ての機能が失わ
れる。従ってボイル処理やレトルト処理に耐え得る熱収
縮性フィルムの提供が望まれている。

（Ｃ）　　印刷性の不良 ハーフトーン印刷によるピンホールの発生、広範囲な各
種インクとの接着性等に関し、上記従来フィルムはそれ
ぞれ固有の欠点を有する０例えばポリ塩化ビニルではゲ
ル状物によるインクピンホールが発生し易く、連続的な
チューブ加工では、長尺フィルムの途中にピンホールが
存在することになる。これを自動ラベリングマシンに供
給した場合ピンホールを残したまま製品化されてしまう
ので、最終的に全品検査を行なわなければならず、その
労力と抜取りによる再加工等により、実稼動率が著しく
低下する。このピンホール欠陥を印刷終了後の段階で検
査して除去しようとすれば、カット後再び連続フィルム
状に戻すことになり接着テープで継ぐ必要が生じる。そ
の為継目が入り、その部分及び前後は継目の影響によっ
て不良品が生じ、工程中に欠陥包装体を取除かなければ
ならない、更に高精度の印刷では、印刷後にフィルムの
収縮による印刷ピッチの減少（経時収縮）を生じ、しか
も流通温度条件下で絶えず変化するという管理の難しさ
に遭遇する。従ってポリ塩化ビニル収縮フィルム等では
保冷車や低温倉庫等が必要となる。この様なところから
、ピンホール欠陥のない印刷が可能であり、また印刷後
の経時変化がない様な熱収縮性フィルムの提供が望まれ
る。

（ｄ）　　クレーズの発生 ポリスチレンはクレーズが生じ易く、耐薬品性が悪い、
従って使用中に薬液による損傷を受は易く印刷面も汚れ
る。従って耐薬品性、耐久性の優れたフィルムが望まれ
る。

（ｅ）　　産業廃棄物の問題 近年プラスチックボトルの使用量は急激に伸長している
。このボトルの回収を考えた場合、特にポリエステルボ
トルの被覆にポリ塩化ビニルやポリスチレン等の異種フ
ィルムが使用されていると回収再利用に付することかで
きないという問題がある。

その上ポリ塩化ビニルでは塩素ガスによる腐食の問題も
あり、廃棄物公害を招かない様な熱収縮性フィルムが望
まれる。

（ｆ）　　収縮斑 上記従来フィルムの熱収縮性は均質性に欠けるきらいが
あり、いったん熱をかけて収縮の十分なところと不十分
なところが別々に形成されると、次にもう一度熱を与え
てもそれ以上の再収縮がおこらず、表面の不均一な凹凸
のあるものになる。

従って収縮斑を生じない様な熱収縮性フィルムの提供が
望まれている。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、上記（ａ）〜（「）で述べた様な欠陥を伴わないポリ
エステル系フィルムの提供を目的とするものである。

（問題を解決するための手段） 本発明はテレフタル酸およびエチレングリコールを主た
る成分とし、下記の式（１）で示される化合物を共重合
成分とした共重合ポリエステルからなるフィルムであっ
て、該ポリエステル系フィルムにおいて１００℃の熱風
中での熱収縮率がフィルム長手方向および幅方向の少な
くともいずれか一方向において３０％以上である事を特
徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルムである。

Ｒ＋ ＋１Ｏ−ＣＨＩ−Ｃ−ＣＨＩ−ＯＨ・・甲・・（１）■ （Ｒ１およびＲ８はＣ８〜ＣＳのアルキル基）本発明の
熱収縮性ポリエステルはテレフタル酸およびエチレング
リコールを主成分とし前記（１）式で示した化合物を共
重合成分とするものであり、前記（１）式で示した化合
物が１〜６０モル％の範囲が好ましい、特に好ましくは
５〜５０モル％である。

前記（１）式で示した化合物が１モル％未満の場合は１
００℃にて熱水中で熱処理した時の残留応力の保持時間
が短くなり、例えば瓶に被覆した場合、殺菌処理により
肩部がゆるみを生ずる等の好ましくない現象を引き起こ
す、逆に６０モル％を超えると熱処理した時の残留応力
保持時間を改良する効果が飽和し、かつ非品性が進み、
耐熱特性が失われる。

本発明におけるポリエステル共重合体は従来から一般的
に行なわれているポリエステルの製造方法によって製造
することが出来る０例えばテレフタル酸とエチレングリ
コール、および前記（１）式の化合物の直接エステル法
による方法であっても、又ジメチルテレフタレートとエ
チレングリコール、および前記（１）式の化合物のエス
テル交換法によって製造する方法であってもよい。

更に本発明におけるポリエステル共重合体は本発明の範
囲内および範囲外の共重合体とホモポリエステルあるい
は他の共重合ポリエステルとのブレンドにより製造した
ものであってもよく、前記（１）式の化合物が１〜６０
モル％の範囲であればいかなる方法で製造したものであ
ってもかまわない。

前記（１）式で示した化合物としては、２．２ジエチル
−１，３プロパンジオール、２−　ｎ　−フチルー２−
エチル−１，３プロパンジオール、２．２−イソプロプ
ルー１．３−プロパンジオール、２゜２−ｎ−ブチル−
１，３−プロパンジオール、２−ｎ−ブチル−２−イソ
プロピル−１，３プロパンジオール、２．２−ベンチル
ー１．３−プロパンジオール等が例示出来る。

本発明の熱収縮性ポリエステルは酸成分としてテレフタ
ル酸を主成分とするが、それらの性質を大きく変えない
範囲で他の酸成分を共重合してもよい０例えばアジピン
酸、セパチン酸、アゼライン酸の様な脂肪族の２．塩基
酸やイソフタル酸、ジフェニールジカルボン酸、５−タ
ーシャリブチルイソフタル酸、２，２，６．６−テトラ
メチルビフェニール４．４ジカルボン酸等の芳香族の２
塩基酸や２．６ナフタエンジカルボン酸１．１，１゜３
トリメチル−３フェニルインデン４．５ジカルボン酸の
如き芳香族の２塩基酸を例示出来る。同様にグリコール
成分はエチレングリコールを主成分とし前記（１）式で
示した化合物を共重合成分とするがそれらの性質を大き
く変えない範囲で他の成分を共重合してもよい。例えば
ジ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、ブタンジオール、ヘキサンジオール
の如き脂肪族系のジオールや１．４シクロヘキサンジメ
クール、キシリレングリコール、ビス（４−ベーターヒ
ドロオキシフェニール）スルホン、２゜２（４−オキシ
フェニール）プロパン誘導体のジオールを例示出来る。

また、必要に応じて２酸化チタン、微粒子シリカ、カオ
リン、炭酸カルシウム等の滑剤を添加してもよく、更に
帯電防止剤、老化防止剤、紫外線防止剤や着色剤として
染料等を添加することも出来る。なお、フィルム基材と
しての好ましい固有粘度は０．５０〜１．３ｄｌ／ｇで
ある。

かかる重合体を用いて押出法やカレンダー決算任意の方
法で得たフィルムは一方向に２．５倍から７．０倍、好
ましくは３．０倍から６．０倍に延伸し、該方向と直角
方向に１．０倍から２．０倍以下、好ましくは１．１倍
から１．８倍延伸される。最初の方向への延伸は高い熱
収縮率を得るために行われるものであり、最初の方向と
直角方向への延伸は、最初の一方向に延伸されたフィル
ムの耐衝撃性や引裂抵抗性の悪さを解決するのに極めて
有効である。

しかしながら２．０倍を超えて延伸すると、主収縮方向
と直角方向の熱収縮も大きくなり過ぎ、仕上がりが波打
ち状となる。この波打ちを抑えるには、熱収縮率を１５
％以下、好ましくは８乃至９％以下、更に好ましくは７
％以下とすることが推奨される。延伸手段についても特
段の制限はなく、ロール延伸、長間隙延伸、テンター延
伸等の方法が適用され、又形状面においてもフラット状
、チューブ状等の如何は問わない。

又延伸は遂次２軸延伸、同時２軸延伸、１軸延伸或はこ
れらの組合せ等で行われる。又本発明フィルムに対して
は例えば縦１軸、横１軸、縦横２軸等の延伸を行なうが
、特に２軸延伸では縦横方向の延伸は、どちらか一方を
先に行う遂次２軸延伸が有効であり、その順序はどちら
が先でもよい。

尚同時２軸延伸法を行なうときはその延伸順序が、縦横
同時、縦先行、横先行のどちらでもよい、又これら延伸
におけるヒートセットは目的に応じて実施されるが、夏
季高温下の寸法変化を防止する為には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。又かかる処理の前後どちらか一方又は両方で最高７
０％迄の伸張をかけてもよい、特に主方向に伸張し、非
収縮方向（主収縮方向に対して直角方向）には緩和させ
るのが良く、該直角方向への伸張は行なわない方が良い
。

本発明の好適特性を発揮させる為には、上記延伸倍率だ
けでなく、重合体組成物が有する平均ガラス転移温度（
Ｔｇ）以上の温度、例えばｔｇ　＋　８０℃程度の下で
予熱、延伸することも有効な手段として挙げられる。特
に主方向延伸（主収縮方向）における上記処理温度は該
方向と直角方向の熱収縮率を抑制し、且つ前記の如り８
０±２５℃の温度範囲に、その最小値を持ってくる上で
極めて重要である。更に延伸後、伸張或は緊張状態に保
ってフィルムにストレスをかけながら冷却するか或は更
に引続いて冷却することにより、前後収縮特性はより良
好且つ安定したものとなる。

このようにして得たフィルムの面配向係数は１００　Ｘ
　１０−”以下のものが好ましい。面配向係数が１００
　Ｘ　１０−　’を超えると衝撃的外力に対して破壊し
やすくなり、少しの外傷によっても破れ易くなるからで
ある。一方複屈折率は１５　Ｘ　１０−’〜１６０　Ｘ
　１０−’が好ましく、複屈折率は１５Ｘ１０−”未満
では縦方向の熱収縮率や収縮応力が不足し、又１６０　
Ｘ　１０−’を超えると引っかき抵抗力や衝撃強度の低
下を生じ、フィルムにはなっても実用上は有用性が低下
する。

本発明のフィルムの厚さは６〜２５０μ−の範囲が実用
的である。

本発明のフィルムは１００℃における熱収縮率が３０％
以上のものでなければならない。

３０％未満であると異形被包装物の表面に添えて収縮さ
せたとき十分に表面に添えない。上限については９０％
が妥当である。

本発明のフィルムは５０％緩和させて１００℃にて熱風
中で熱処理した時に２分以上残留応力を保持する必要が
ある。４分以上−保持されることがより好ましい、該残
留応力の保持時間が短いと２次りルミが発生し、例えば
瓶に被覆した場合、殺菌処理により肩部のゆるみが生ず
る等の現象が発生するので好ましくない。

以下本発明フィルムを用途面から説明する。包装用途、
特に食品、飲料の包装においてボイル処理やレトルト処
理が行なわれている。現存する熱収縮性フィルムではこ
れらの処理に十分耐え得るものはない。本発明のフィル
ムはボイル処理やレトルト処理による加熱殺菌に耐え得
ることができ、しかも元々のフィルム外観、更には熱収
縮による仕上がりも良好であり、又ｐｖｃよりも高い熱
収縮応力を有し、結束性も優れている。

従って重量物や変形成形物に対しても荷くずれしない強
固な被覆乃至結束包装が可能である。又包装上必要とさ
れる５０〜７０％の熱収縮率レベルにおいて、主収縮方
向に対し直角方向の熱収縮率が最低値を示すというブロ
ードな熱収縮性を有する為、熱収縮初期から収縮包装完
了迄のプロセスは前記最小収縮量を示す温度領域（８０
±２５℃）で熱収縮させることになる。その結果、仕上
がり寸法の誤差が小さくなるという特徴が得られた。

尚熱収縮性を利用する包装においては、熱収縮完了（被
包装物に密着し、更に縮む能力を有していても、それ以
上は縮めない状態になること）後、引続き加熱するのが
一般的手段になっており、これは数多い製品のばらつき
に対応し完全な収縮を達成する上で重要な役割りを果た
している。このとき、もしフィルムの収縮能が飽和に達
していると、引続いて行なっている加熱によってフィル
ムが逆に線膨張し、折角きっちり収縮させておいたにも
拘らず、かえって暖みが生じてくるという問題がある０
本発明ではその様な事態になるのを防止する意味で、収
縮応力を高め、且つ先に記載した如く、延伸後に更に伸
張を行なうことを推奨するのである。又この点に本発明
でいう配向性の意味が存在する。

以下更に具体的に述べる。

（ａ）　　一方向収縮性： 収縮フィルムの役割りの１つは被包装物の破壊や荷くず
れ等を防止する点にあるが、その為には高い耐衝撃性を
有し且つ主方向に大きい収縮率を得ることが必要である
。その点本発明のフィルムは高い収縮率と高い耐衝撃性
を有するので美しい包装が得られ、しかも被包装物の保
護という面で優れた耐久性を示す、この傾向は落袋テス
トによって証明される。又完全に近い一方向収縮性によ
って収縮包装後の仕上り寸法安定性が良い。

（ロ）　耐熱性： 従来の汎用フィルムはいずれも高温のボイル処理やレト
ルト処理には耐えることが出来ず殺菌処理には不適当な
フィルムであり、処理中に破壊し、機能が失われるが本
発明のフィルムはボイルやレトルト処理が出来る熱収縮
フィルムとして優れた有用性を示す。

（Ｃ）　　印刷性： ハーフトーン印刷によりピンホ、−ルの発生やインクと
の接着性等に関し従来フィルムは固有の欠点を有するが
、該ポリエステルフィルムは耐薬品性を有する点と共重
合体にすることにより接着性が向上することから印刷性
は改善された。

（ｄ）　　産業廃棄物の問題： 近年プラスチックボトルの利用が２．速に広まっている
。この様なボトルの回収を考えた場合は同物質で形成さ
れることが好ましく、本発明フィルムをポリエステル系
ボトルの包装に適用することはこの点有利である。

（ｅ）　　収縮斑； 本発明フィルムは大きな収縮率と高い収縮応力を有し、
２次加熱でも引続き加熱すれば収縮傾向を示すので収縮
斑は発生しない。

（実施例） 以下に実施例を説明するが実施例で用いた測定方法は次
の通りである。

１、　熱収縮率 サンプル標線間を２００ｍ＋＊にとり、フィルムを幅１
５ｍ５＋に切断して、各温度で測定した。加熱には８０
℃及び１００℃の熱風を用い夫々１分間加熱した。

２、　熱収縮応力（Ｋｇ／ｓｍ”） テンシロンを使用し、幅２０＋ｉｍ、長さ１５０１の試
料片を採取し、そのフィルムに１００ｍｍの標線を記し
、１００ｍｍに設定した上下チャックに試料片を装着し
、１００℃の熱風中で処理し、その間の最大収縮応力を
もとめ次式にしたがって収縮応力を算出した。

最大収縮力／断面積＝熱収縮応力 ３、　熱収縮残留応力保持時間（５０％緩和時）テンシ
ロンを使用し、熱収縮応力と同様に試料片を作成し、試
料片のフィルムに１００ｍｍの標線を記し、５０１１１
１に設定した上下チャックに正確に１００１の標線を合
せて装着し、１００℃の熱風中で処理し、収縮応力がＯ
になるまでの時間又は１０分後の残留応力をもとめる。

１０分後応力を保持する場合は熱収縮応力と同様に算出
する。

実施例１ ステンレス製オートクレーブを使用し、二塩基酸成分と
してテレフタル酸１００モル％、グリコール成分として
エチレングリコールを１７０モル％と２．２ジエチル−
１，３プロパンジオ一ル３０モル％を用い、触媒として
二酸化アンチモン０．０２５モル（酸成分に対し）を用
いて直接エステル化法により重縮合した。

この共重合体は固有粘度０．７０ｄｌ／ｇであった。

このポリエステルを２８０℃で溶融押出し、厚さ２００
μ讃の未延伸フィルムを得た。該フィルムを縦方向に１
．２倍延伸し、次いで横方向に４．１倍に延伸し、次い
で約２０％横方向に伸長下で冷却させ厚さ４０μ−の熱
収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの複屈折率お
よび面配向係数はそれぞれ７２×１０１およびｓｔ　ｘ
　ｔｏ−３であった。このフィルムの物性値を第１表に
示した。第１表に示した様に高収縮率を示し熱収縮残留
応力保持時間も十分長い結果が得られ、実用テストでも
良好な結果が得られた。

実施例２〜７ 実施例１と同様にし第１表に示した組成のポリエステル
よりなる熱収縮性フィルムを得た。得られた熱収縮性フ
ィルムの特性値を第１表に示す。

いずれの熱収縮性フィルムも熱収縮率、熱収縮残留応力
保持時間共十分満足する結果であり、実用テストでも良
好な結果を得た。

比較例１〜２ 実施例１と同様にし第１表に示した組成のポリエステル
フィルムを得た。比較例１は通常のポリエチレンテレフ
タレートである。比較例２は二塩基酸成分としてイソフ
タル酸を１０モル％共重合した共重合ポリエステルであ
る０本比較例で得たフィルムの熱収縮率は良好であるが
、熱収縮残留応力保持時間が短かく、ボイル処理やレト
ルト処理により二次クルミが発生するため実用に供する
ことが出来ないし縦方向の熱収縮率も高く実用テストで
美感をそこねた。

実施例８〜９ 実施例８はポリエステル樹脂（Ａ）としてポリエチレン
テレフタレートを、ポリエステル樹脂（Ｂ）として２．
２ジエチル−１，３プロパンジオールを３０モル％共重
合したポリエチレンテレフタレートを用いそれぞれを５
０　：　５０の重量比で均一ブレンドし３００℃で溶融
押出し厚さ１８０μの未延伸フィルムを得た。該フィル
ムを実施例１と同様に延伸した延伸フィルムの特性を第
２表に示す、得られたフィルムはいずれも優れた熱収縮
特性を有しており高品質である。

以下余白 （発明の効果） 本発明フィルムは上記の様に構成されているので特定方
向に対する安定した熱収縮性が発揮され被覆包装や結束
包装において美麗で且つ強固な包装状態を与えることが
でき広範な分野において優れた利用価値を発揮すること
ができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）テレフタル酸およびエチレングリコールを主たる
   成分とし、下記の式（１）で示される化合物を共重合成
   分とした共重合ポリエステルからなるフィルムであって
   、該ポリエステル系フィルムにおいて１００℃の熱風中
   での熱収縮率がフィルム長手方向および幅方向の少なく
   ともいずれか一方向において３０％以上である事を特徴
   とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。 ▲数式、化学式、表等があります▼…‥‥（１） （Ｒ＿１およびＲ＿２はＣ＿２〜Ｃ＿５のアルキル基）
   （２）式（１）で示した化合物が１〜６０モル％からな
   る共重合ポリエステルである特許請求の範囲第１項記載
   の熱収縮性ポリエステル系フィルム。