JPH02155630A - ポリエステル系収縮フィルム - Google Patents

ポリエステル系収縮フィルム

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JPH02155630A
JPH02155630A JP63309439A JP30943988A JPH02155630A JP H02155630 A JPH02155630 A JP H02155630A JP 63309439 A JP63309439 A JP 63309439A JP 30943988 A JP30943988 A JP 30943988A JP H02155630 A JPH02155630 A JP H02155630A
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    • C08G63/12Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は収縮時のフィルムのシワ、歪み、収縮斑の極め
て少ない、ラベル用ポリエステル系収縮フィルムに関す
る。
(従来の技術および発明が解決しようとする課題〕従来
、ラベル用収縮フィルムの分野では、ポリ塩化ビニル、
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
いたが、近年、廃棄時の燃焼性の問題、或いはPET(
ポリエチレンテレフタレート)ボトルへの装着後の回収
性の点で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、象
、激に収縮し、収縮時にラベルが歪む問題が発生し実用
化が困難であった。
本発明者らは、先にフィルムの収縮時の歪みを低下させ
る種々の方法を提案している。これらの改良手法を用い
れば、収縮時のフィルムの歪みはかなり低下するが、実
用的にはまだ十分では無く、特に最近用いられつつある
角型のPETボトル等の特殊形状容器のラベルとして用
いた場合、ラベルに部分的にシワが数多く発生する等の
問題点があった。
従って、更に収縮特性を改良したポリエステル系収縮フ
ィルムの開発が単2、に望まれていた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、上記問題点に鑑み鋭意検討した結果、あ
る特定の収縮特性を有するポリエステル系収縮フィルム
がラベル用収縮フィルムとして有用であることを見出し
本発明を完成するに至った。
すなわち本発明の要旨は、100℃エアーオーブン中で
5分間処理後の収縮率が一方向(主収縮方向)において
30%以上であって、咳主収縮方向と直交する方向の収
縮率が20%以下であり、且つ75℃シリコンオイル中
で5秒経過するまでの、該主収縮方向の初期収縮応力F
0が2000g/ mm Z以下であり、該シリコンオ
イル中で20秒経過後の該方向の収縮応力F2゜が(F
、−100)g/ mm ”以上であることを特徴とす
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、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
、トリメチレングリコール、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、1.4−シクロヘキサジメ
タノ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
ってもよい。
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、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ようなオキシカルボン酸、安
息香酸、ヘンジイル安息香酸、メトキシポリアルキレン
グリコールのような一官能性化合物、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
パンのような多官能性化合物も、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。
本発明においては、これらのポリエステルの中でも特に
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、共重合成分とし
て、ジカルボン酸成分にイソフタル酸、フタル酸、アジ
ピン酸、セバシン酸、1.10−デカンジカルボン酸、
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、ポリアルキレングリコール、必要に応じて1
.4−シクロヘキサジメタノ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でき、且つ収縮特性も良
好で好ましい。
本発明の共重合ポリエステルにおいて、共重合成分の一
つとしてジカルボン酸成分を用いることは後述するフィ
ルムの収縮応力を減少させ好ましい。特に、アジピン酸
、セバシン酸、1,10−デカンジカルボン酸等の脂肪
族ジカルボン成分を用いることにより、フィルムのガラ
ス転移温度(Tg)を下げ、後述するフィルムの収縮応
力発生開始温度を低下させることができ好ましい。
本発明の共重合ポリエステルにおいて上記脂肪族ジカル
ボン酸成分の含有量としては好ましくは1〜20mof
%、更に好ましくは2〜15moffi%の範囲である
。かかる含有量が20mof%を超えるフィルムでは、
Tgの低下が著しく、フィルムの自然収縮を誘発し、好
ましくない。
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%以上、より好ましくは75
モル%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%以上、より好まし7くは75モル
%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%未満の
共重合ポリエステルは、フィルムにした際にフィルムの
強度、耐溶剤性が劣るので好ましくない。
また、上記ポリエステルは、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
もよい。
更に、フィルムの易滑性を向上させるために、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。ま
た、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よい
。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
、フッ化すチウム、カーボンブラッ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、架線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、例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挙げる
ことができる。フィルム中に含まれる微粒子は通常0.
0 O5〜0.9重量%、平均粒径としては通常0.0
01〜3.5μmの範囲のものである。
本発明において、フィルムの融解熱は好ましくは1ca
12/g以上、8caffi/g以下、更に好ましくは
2caffi/g以上、6cae/g以下である。フィ
ルムの融解熱が1caf/g未満のものでは押出製膜前
の乾燥工程で、通常のポリエチレンテレフタレートに用
いられる乾燥方法が採用困難となり好ましくない。また
、融解熱が8cal/gを超えるフィルムでは、十分な
収縮率が得られず好ましくない。
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0,
65以上である。フィルムの極限粘度が0.50未満で
あると結晶性が高くなるため十分な収縮率が得られなく
なり好ましくない。
本発明における構成要件の1つとして、本発明のフィル
ムの100℃エアーオーブン中5分間処理後の収縮率が
1方向(主収縮方向)において、30%以上であること
が必要であり、好ましくは40%以上、更に好ましくは
40〜65%の範囲である。通常、この主収縮方向はフ
ィルムの縦または横方向である。主収縮方向の収縮率が
30%未満の場合、ラベルとして収縮させたときに収縮
量が不十分となり、フィルムが容器に十分密着しなかワ
たり、フィルムにシワが入り易くなり好ましくない。ま
た、主収縮方向の収縮率が65%を超えるフィルムでは
、収縮の発生初期に急激に収縮し、ラベルに歪みが生じ
易くなり好ましくない。
また、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100℃エアーオープン中5分間処理後の収縮
率は、20%以下であることが必要であり、好ましくは
15%以下、更に好ましくは10%以下である。
かかる収縮率が20%を超すフィルムでは、ラベルとし
て収縮させた場合、容器の桁方向に沿ってフィルムが大
きく収縮し、歪み、端部のカール等が発生するため好ま
しくない。
本発明のフィルムにおいて、主収縮方向における70℃
エアーオープン中5分間処理後の収縮率は、好ましくは
20%以上、更に好ましくは30%以上、特に好ましく
は40%以上である。かかる収縮率が20%未満では、
フィルム収縮の発生初期に、部分的(例えば製袋後の折
り目部分等)に、収縮の遅れが起こるため収縮斑が発生
し好ましくない。
更に、本発明のフィルムは75℃シリコンオイル中での
前記主収縮方向の収縮応力がある特定の条件を満たす必
要がある。すなわち初期値F。が2000 g/+nm
”以下であることが必要であり、好ましくは1500 
g/+nm”以下、更に好ましくは1000 g/mm
”以下である。本発明で言う初期値F0とはフィルムを
シリコンオイルに浸した直後から5秒後までの値である
。Foが2000 g/mm2を越えるフィルムでは、
フィルムの収縮初期における収縮速度が大きくなり、ラ
ベルとしての使用時に、歪みやシワが多数発生し好まし
くない。
また、本発明のフィルムは、75℃シリコンオイル中へ
フィルムを浸して20秒経過した時の主収縮方向の収縮
応力haが(FO−100)g/mm2以上であること
が必要であり、好ましくは(p。
50)g/mm”以上、更に好ましくはF。以上である
。すなわち、本発明者らの検討によると、ラベルの収縮
が完了した(例えば一般のシュリンクトンネルでは収縮
開始から3〜20秒後)時点でも、フィルムの主収縮方
向に所定量以上の収縮応力が継続して存在していること
が、フィルムのシワ解消に効果的であり、しかも該所定
量は、収縮応力の初期ピーク値と密接に関係している。
従って、F2゜が(F、−100)g/胴2未満の場合
、フィルムの収縮初期に発生したシワを、収縮後期成い
は収縮完了後に矯正、解消することが困難となり好まし
くない。
本発明のフィルムの主収縮方向における収縮応力発生開
始温度は、好ましくは40〜65゛c、更に好ましくは
45〜65゛C1特に好ましくは45〜60℃の範囲で
ある。かかる温度が40’C未満のフィルムでは、収縮
加工前に倉庫等で長期保存する時に、大きな自然収縮が
発生し、ボトルへの装置が不可となり好ましくない。一
方、かかる温度が65℃を越えるフィルムでは、シュリ
ンクトンネル内での収縮速度が小さく、均一な収縮が難
しいので、収縮斑やシワが多数発生し好ましくない。
本発明のフィルムの密度は好ましくは1.35以下、更
に好ましくは1.20〜1.35、特に好ましくは1.
25〜1.35の範囲である。密度が1.35を越える
フィルムでは、フィルムの腰が強く、収縮時に入ったシ
ワが解消されにくく好ましくない。
また密度カ月、20未満のフィルムでは、耐溶剤性に劣
り、溶剤を用いてシールを行なう場合、シール部にシワ
が入り、やはり好ましくない。
本発明のフィルムの複屈折率は好ましくは0、030〜
0.090、更に好ましくは0.040〜0、080の
範囲である。複屈折率が0.030未満のフィルムでは
、耐溶剤性、厚さ斑等が悪化しラベル用フィルムとして
印刷適性上好ましくない。
また、複屈折率が0.090を越えるフィルムでは収縮
応力発生開始温度が高くなり、やはり好ましくない。
更に、本発明のフィルムにおいて、フィルムの面配向度
は好ましくは0.020〜0.060、更に好ましくは
0.020〜0.050の範囲である。かかる面配向度
が0.020未満のフィルムは、耐溶剤性、耐温水性が
低く好ましくない。一方、面配向度が0.060を越え
るフィルムでは、フィルムの主収縮方向と直交方向の最
大収縮応力が高くなり、収縮特性が悪化し、好ましくな
い。
更に、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たり、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を向上させることも
可能である。そのような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、既知のいかなる熱
可塑性樹脂を用いても構わない。
本発明のフィルムの厚さについて特に限定はないが、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5
〜300μm、より好ましくは10〜200μmの範囲
である。
次に本発明のフィルムの製造法を具体的に説明するが、
本発明はその要旨を越えない限り下記製造法に特に限定
されるものではない。
滑剤として無機粒子等を必要に応じて適量含有させたポ
リエステル又は共重合ポリエステルを、通常のホッパド
ライヤー、パドルドライヤー、真空乾燥機等を用いて乾
燥した後、200〜320′Cの温度で押出しを行なう
。押出しに際してはTダイ法、チューブラ法等、既存の
どの方法を採用しても構わない。
押出し後、急冷して未延伸フィルムを得るが、Tダイ法
を用いた場合、象、冷時にいわゆる静電印加密着法を用
いることにより、厚さ斑の均一なフィルムが得られ好ま
しい。
得られた未延伸フィルムを、最終的に得られるフィルム
が本発明の構成要件を満たすように1段又は2段以上で
1軸延伸する。
1軸延伸の手法としては、ロールで縦1軸にのみ延伸し
たり、テンターで横1軸にのみ延伸する方法の他、公知
の2軸延伸に際し縦又は横のいずれか一方向に強く延伸
し、他方を極力小さく延伸することも可能である。
そのような2軸延伸の方法としては公知の逐次2軸延伸
法、又は同時2軸延伸法を使用でき、更に再延伸を行な
うことも可能である。
このように延伸されたフィルムを、延伸後60〜100
℃で0.01〜60秒、特に好ましくは0.01〜30
秒の熱処理を行なうこともフィルムの均一な収縮を得る
上で好ましい手法である。熱処理は通常緊張固定上実施
されるが、同時に40%以下の弛緩又は巾出しを行なう
ことも可能である。熱処理法としては加熱ロールに接触
させる方法やテンター内でクリップに把持して行なう方
法等の既知の方法を用いることができる。また、熱処理
後再延押を行なうことも可能である。
本発明において特に、熱処理前のフィルムに対する熱処
理後のフィルムの面配向の低下が0.003以上となる
ように熱処理を行なうことが好ましい。
前記延伸工程中、延伸前、又は延伸後にフィルムの片面
又は両面にコロナ放電処理を施し、フィルムの印刷層等
に対する接着性を向上させることも可能である。
また、上記延伸工程中、延伸前、又は延伸後にフィルム
の片面又は両面に塗布を行ない、フィルムの接着性、帯
電防止性、易滑性、遮光性等を向上させることも可能で
ある。
かくして得られたフィルムを巻き取り、製品とする。
以上、本発明の構成要件を満たすことにより、収縮時の
フィルムの歪み、シワ、収縮斑等の極めて少ない収縮特
性に優れたポリエステル系収縮フィルムを得ることがで
きる。
〔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り、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)フィルムの極限粘度〔η〕 試料200mgをフェノール/テトラクロロエタン=5
0150の混合溶媒20m2に加え、約110℃で1時
間加熱後、30℃で測定した。
(2)収縮率(%) 1 c+n幅10cm長の短冊状としたフィルムを7゜
℃±2℃及び、100±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。
〔1:収縮後の長さ(C1n)〕 (3)  フィルムに収縮応力(g /mm”)フィル
ムをチャック間10印、巾ICl11となるように切り
出、し、張力検出器にセットした後、75゛Cのシリコ
ンオイル中に浸し、発生する収縮応力を測定した。フィ
ルムをオイル中に浸した直後から5秒後までに発生する
応力の単位断面積当りの値をFoとした。
また、フィルムをオイル中に浸して20秒後の応力の単
位断面積当りの値をFtOとした。
(4)収縮応力発生開始温度(℃) インテスク01製インテスコ2001型を用い、チャッ
ク間10cm、巾11となる様に切り出したサンプルを
用いて、循環温風式の恒温槽内で、IO’C/minの
昇温速度で測定した。
フィルムの主収縮方向において収縮応力が実質的に(例
えば5g/mm”以上)発生する温度を収縮応力発生開
始温度とした。
(5)  ?!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、次式により複屈折率(Δn)を求めた。
Δn = R/ d (6)面配向度 ΔP アタゴ社■製アツベ屈折計を用い、光源をナトリウムラ
ンプとして、フィルムの屈折率の測定を行なった。
フィルム面内の最大屈折率nγ、それに直交する方向の
屈折率nβ、及び厚さ方向の屈折率nαを求め、下記式
により面配向度ΔPを求めた。
ΔP−(nγ+nβ)−nα (7)フィルムの密度 ρ(g/cTI)n−へブタン
、四塩化炭素の混合溶液により構成される密度勾配管を
用い、25“Cで測定した。
(8)フィルムの収縮特性 フィルムを収縮ラベルとして印刷・製袋(円筒形にした
後、角形のPETボトルに被せ、150℃設定のシュリ
ンクトンネルを10秒間で通過させた。得られたラベル
の収縮の仕上りを、シワ及び収縮斑による印刷の濃淡に
ついて、視覚により、01Δ、×で判定した。○は各々
の欠点がほとんど見られないもの、Δは若干具られるも
のの実用化可能なもの、×は数多くの欠点が見られ、実
用化に耐えられないものとした。また、上記2点の評価
項目に加え、フィルムがボトルに十分密着しているか等
を考慮し、収縮特性として○、×の評価を与えた。
実施例1 ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位83Illo
2%、イソフタル酸単位14moffi%、セバシン酸
単位3 mo 12%よりない、ジオール酸成分として
エチレングリコール単位97moj2%、ジエチレング
リコール単位3m20が(F%よりなる、平均粒径1.
2μmの無定形シリカ300ppmを含む(77)=0
゜66、Tg=61℃の共重合ポリエステルを常法によ
り乾燥後、280 ’Cで押出機より押出し、象、冷固
化して未延伸フィルムを得た。
得られた未延伸フィルムを90℃の加熱ロールと冷却ロ
ールの間で1.1倍縦方向に延伸した後テンターに導き
、横方向に120″Cで2.0倍延伸後、続いて65゛
Cで2.3倍延伸し、82℃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
緩処理を行なった。冷却後得られたフィルムの平均厚さ
は45μmで、Δnは0、062、ΔPは0.040で
あった。
比較例1 実施例1の未延伸フィルムを実施例1と同様に延伸した
後、引き続いて78℃にて5秒間緊張熱処理を行ない、
その後冷却して巻き取り、平均厚さ45μmのフィルム
を得た。
得られたフィルムのΔnは0. O65、ΔPは0゜0
43であった。
比較例2 ジカルボン酸成分として、テレフタル酸単位よりない、
ジオール成分としてエチレングリコール単位88 mo
 1%、ネオペンチルグリコール単位12mon%より
なる、平均粒径1.0μmの炭酸カルシウム微粒子を5
00ppI11含有すル(η)=0.68、Tg=72
℃の共重合ポリエステルを予備結晶化後乾燥し、290
℃で押出機より押出し、急冷固化して未延伸フィルムを
得た。得られた未延伸フィルムを縦方向に85℃で1.
2倍延伸した後、横方向に120℃で4.2倍延伸し、
続いて冷却を行ないながら1.2倍巾出しを行なった。
得られたフィルムの平均厚さは30μmで、Δnは0.
082、ΔPは0.062であった。
実施例2 ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位861IIo
i%、1.10−デカンジカルボン酸単位14m。
1%よりなり、ジオール成分としてエチレングリコール
よりなる、平均粒径0.6μmの微細架橋高分子を70
0ppm含有する(77)=0.72、”rg=50℃
の共重合ポリエステルを比較例2と同様に押出し、象、
冷して未延伸フィルムを得た。得られた未延伸フィルム
を110℃の加熱ロールにより2.0倍延伸した後、7
5℃の加熱ロールで2.0倍延伸を行ない、その後、8
5℃の加熱ロールに0.5秒接触させて熱処理を行なっ
た。この熱処理時に縦方向に1%、横方向に10%の弛
緩を行なった。熱処理後冷却して得られたフィルムの平
均厚さは50μmであり、Δnは0. O65、ΔPは
0.041であった。
比較例3 ジカルボン酸単位としてテレフタル酸単位95mob%
、イソフタル酸単位5mo42%よりなり、ジオール成
分としてエチレングリコール単位よりなり、実施例2と
同様の微粒子を含む〔η)=0.68、Tg=69℃の
共重合ポリエステルを、実施例2と同様に乾燥・押出し
を行ない、急冷して未延伸フィルムを得た。得られた未
延伸フィルムを実施例2と全(同様に延伸、熱処理を行
ない、冷却して平均厚さ50μmのフィルムを得た。得
られたフィルムのΔnは0.069、ΔPは0.048
であった。
実施例3 ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位60woe%
、イソフタル酸単位20moρ%、アジピン酸単位20
mo42%よりなり、ジオール成分としてエチレングリ
コール単位98moffi%、ジエチレングリコール単
位2 mo 1%、よりなる共重合ポリエステルと平均
粒径1.2μmの無定形シリカ100o ppmを含む
ポリエチレンテレフタレートを50150(重量比)の
割合でブレンド後、真空乾燥を行ない、280℃にて押
出し急冷固化して未延伸フィルムを得た。得られたフィ
ルムの〔η]は0.70、Tgは59“Cであった。か
かる未延伸フィルムを用いて実施例1と全く同様に延伸
を行ない、平均厚さ45μmのフィルムを得た。
上記、実施例、比較例で得られたフィルムの評価結果を
まとめて表−1に示す。
比較例1.2のフィルムでは、F2゜が(Fo−100
) g/mmzより小さく、その結果、収縮後のラベル
にシワが数多く残り、好ましくない。また、比較例2の
フィルムではFoO値も大きく、収縮斑による印刷の濃
淡が発生し、好ましくない。
比較例3のフィルムでは100℃エアーオープン中5分
間におけるフィルムの収縮率が小さいため、ラベルがボ
トルに十分密着せず、その結果シワや、収縮斑による印
刷の濃淡が数多く発生しやはり好ましくない。
上記、比較例に較べ、実施例1〜3のフィルムは、シワ
収縮斑等も全くなく、ラベル用収縮フィルムとして極め
て優れた特性を備えている。
〔発明の効果〕
本発明の収縮フィルムは、収縮時のフィルムのシワ、歪
み、収縮斑等の極めて少ない、収縮特性の優れたフィル
ムであり、ラベル用収縮フィルムとして工業的価値の極
めて高いフィルムである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)100℃エアーオーブン中で5分間処理後の収縮
    率が一方向(主収縮方向)において30%以上であって
    、該主収縮方向と直交する方向の収縮率が20%以下で
    あり、且つ75℃シリコンオイル中で、5秒経過するま
    での該主収縮方向の初期収縮応力F_0が2000g/
    mm^2以下であり、該シリコンオイル中で20秒経過
    後の該方向の収縮応力F_2_0が(F_0−100)
    g/mm^2以上であることを特徴とするポリエステル
    系収縮フィルム。
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