JPH04335041A - 熱収縮性ポリエステル系フィルム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コーラ、ジュース、ビ
ール、カップヌードルなどの飲食品、医薬品、雑貨、工
業材料、文房具、玩具、工具、その他種々の商品につい
て、内容物や販売元を表示し包装するためのラベルやキ
ャップシールとして、異物の混入防止、乾電池の放電防
止、商品の酸化や吸湿による劣化防止、商品の展示中の
汚損防止のためのセフティシールドとして、あるいは複
数個束ねるための包装材料などとして用いられる、熱収
縮性ポリエステル系フィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在使用されている熱収縮性フィルムに
は、ポリ塩化ビニル系フィルム、ポリスチレン系フィル
ム、ポリオレフィン系フィルム、ポリエステル系フィル
ムなどがある。ポリ塩化ビニル系フィルムは印刷性がよ
く、きれいな包装ができるのでラベル等に多用されてい
るが、耐熱性が低いので高温レトルト殺菌処理などには
適用できない。また廃棄されたときに腐りにくく、焼却
すると塩化水素の発生とそれによる炉の損傷などの問題
がある。ポリスチレン系フィルムは保存中での自然収縮
量が大きいため、熱収縮性ラベル等として使用するとき
は、収縮が進行して容器に被せることが困難になること
がある。また耐候性、耐溶剤性などが劣るなどの短所も
ある。ポリオレフィン系フィルムは耐熱性が比較的高く
高温レトルト殺菌に耐えるが、印刷性がポリ塩化ビニル
系フィルムに比べて低く、また加熱収縮温度の範囲が狭
いため、収縮斑やしわが発生し易い。

【０００３】一方、ポリエステル系フィルムは透明で抗
張力が高く、耐熱性、耐候性に優れ化学的にも種々の薬
品に耐えるだけでなく、燃焼時の有害なガスの発生も少
ないので種々の用途に使用されている。特に、最近はこ
れらの優れた特性を備えたポリエチレンテレフタレート
（以下ＰＥＴとする）系フィルムが使用され始めている
。しかし、このフィルムには印刷性および低温での収縮
特性が悪く、加熱収縮時に収縮斑やしわが発生しやすい
という問題があった。このためＰＥＴに２〜３５重量％
のポリブチレンテレフタレートを含有させて低温での収
縮特性を高める方法（特開昭５１−８８５５０号公報）
も提案されたが、これによっても加熱収縮時の収縮斑や
しわの発生を防ぐことはできなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、透明性が高く、耐熱性に優れ、機械的強度が高
く、耐薬品性に優れ、しかも、廃棄物処理に際して燃焼
時の有毒ガスの発生や燃焼炉を傷めるなどの問題の少な
いポリエステル系フィルムにおいて、さらに加熱収縮時
の収縮斑やあばた状のしわの発生を防止した熱収縮性フ
ィルムを提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するため、まず加熱収縮過程の観察を行って、収縮
斑やしわの発生の原因の解明につとめた。即ち、従来の
ＰＥＴ系フィルムによるラベルを商品に被せて加熱し、
収縮開始温度以上にすると急激な収縮が起こるが、その
際、商品の表面に早く接触したところは収縮が止まり、
遅く接触したところは収縮がより進行して歪み、収縮斑
、しわなどが発生することを見出した。これより、加熱
収縮時の収縮斑やあばた状のしわ、歪みなどを防ぐには
、フィルムの温度が収縮開始温度以上に達した時に収縮
がゆっくり進むように加熱収縮温度の範囲を広げればよ
いことが判った。そこで、本発明者らはポリエステル系
フィルムの加熱収縮温度の範囲を広げる方法を鋭意研究
した結果、ＰＥＴ系ポリマーに、ガラス転移点（Ｔｇ　
）がＰＥＴ系ポリマーより低いポリエステル系エラスト
マーを５〜３０重量％配合し成形すればよいこと、また
、このフィルムを商品に被せ加熱収縮させると、歪み、
収縮斑、しわなどが殆ど発生しなくなることを見出し、
本発明に到達した。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。一般に、
ポリエステル系樹脂は、その成分組成によってガラス転
移点やブレンド対象レジンとの相溶性が大きく変化する
。ポリマーブレンドの比率によって、見掛け上均一に相
溶したり、相溶性が低下してマトリックス（海）とその
中に分散する島との２相の形態が現われたりする。一般
のポリマーで均一に相溶した場合、単一ポリマーのよう
にガラス転移点前後での弾性率が急激に温度変化する。 しかし、微細に相分離したような２相（以上）が存在す
る状態のものでは、ガラス転移点前後での弾性率は多段
的な変化またはなだらかに変化する。本発明のポリエス
テル系フィルムを構成する一方の成分であるＰＥＴ系ポ
リマーは、ガラス転移点が６０〜８０℃のものが好まし
い。これが６０℃より低くなると、フィルムの収縮開始
温度が低くなり過ぎてフィルムの保管中に部分的に収縮
が始まる。また８０℃より高くなると、フィルムの収縮
開始温度が高くなり過ぎて好ましくない。

【０００７】このポリマ−の組成は、ジカルボン酸の成
分としてテレフタール酸が７０モル％以上、とくには９
０モル％以上のものが好ましく、ガラス転移点を高めた
いときはナフタレンジカルボン酸の１０〜３０モル％以
下を組み合わせ、ガラス転移点を低くしたいときはイソ
フタール酸、オルトフタール酸、コハク酸、グルタル酸
、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、スペリン酸
、シュウ酸、マロン酸等の公知のジカルボン酸の中より
相溶性などを考慮しながら１種単独または２種以上の組
み合わせで選択使用すればよい。また、ジオール成分と
してはエチレングリコールが７０モル％以上、とくには
９０モル％以上のものが好ましく、ガラス転移点やブレ
ンド対象レジンに対する相溶性を考慮しながら、プロピ
レングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール
、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，
４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノ
ール等の公知のジオール成分の１種単独または２種以上
の組み合わせで選択使用すればよい。上記２成分を組み
合せて縮合反応することにより、前記ＰＥＴ系ポリマ−
とすることができる。

【０００８】本発明のポリエステル系フィルムにおける
他方の成分であるポリエステル系エラストマーは、その
ガラス転移点（Ｔｇ　）がＰＥＴ系ポリマーより低く、
５０℃以下のものが好ましい。これが５０℃よりも高く
なると、ＰＥＴ系ポリマーとブレンドした場合に、系の
ガラス転移点が高くなり、ＰＥＴ系ポリマーのガラス転
移点に近くなり過ぎて収縮速度を小さくする効果が殆ど
なくなる。このため、このポリエステル系エラストマー
は高融点の固い性質を有するセグメントと常温でゴム弾
性を示すようなガラス転移点の低い非晶性のセグメント
とを分子中に持つブロック重合体で構成される。

【０００９】前者の固い性質を有するセグメントだけを
構成成分とする重合体は、融点または見掛けの溶融粘度
が１０６　ポイズ以下になる温度が、１８０　℃以上に
なるものが好ましく、テレフタール酸、イソフタール酸
、オルトナフタール酸、２，６−ナフタレンジカルボン
酸などの芳香族ジカルボン酸を主成分とし、コハク酸、
グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、スペリン酸など
で一部置換したカルボン酸類と、エチレングリコール、
プロピレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジ
オール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコー
ル、１，　４−　シクロヘキサンジメタノール等のジオ
ール成分とを縮合反応して得られるポリエステルで示す
ことができる。後者のガラス転移点の低い非晶性のセグ
メントだけを構成成分とする重合体には、ポリエチレン
オキサイドグリコール、ポリプロピレンオキサイドグリ
コール、ポリテトラメチレンオキサイドグリコールなど
のような脂肪族ポリエーテル単位を有する重合体グリコ
ールや、ポリブチレンアジペート、ポリネオペンチルセ
バケートなどの脂肪族ポリエステルが例示される。

【００１０】前者の固い性質を有するセグメントを構成
する成分は、後者のガラス転移点の低い非晶性のセグメ
ントの構成成分と組み合わせることにより、次のような
２つのタイプのエラストマーができる。例えば、固い性
質を有するセグメントとしてポリブチレンテレフタレー
ト（以下ＰＢＴとする）単位を、ガラス転移点の低い非
晶性のセグメントとしてポリエチレンオキサイドグリコ
ールのような脂肪族ポリエステルを用いると、ポリエス
テル・ポリエーテルタイプのポリエステル系エラストマ
ーが得られる。また、固い性質を有するセグメントとし
てＰＢＴ単位のようなポリエステルを、ガラス転移点の
低い非晶性のセグメントとしてポリブチレンアジペート
を組み合わせると、ポリエステル・ポリエステルタイプ
のポリエステル系エラストマーが得られる。このような
ポリエステル系エラストマーの代表的な市販品には、デ
ゥ・ポン社製のハイトレル（Ｈｙｔｒｅｌ）、アクゾ社
製のアーニテル（Ａｒｎｉｔｅｌ　）、東洋紡績社製の
ペルプレンなどが挙げられる。

【００１１】熱収縮性ポリエステル系フィルムの収縮温
度範囲を広げるには、ＰＥＴ系ポリマーとポリエステル
系エラストマーとのガラス転移点の差が１０℃以上、と
くには２０℃以上、さらには４０℃以上離れていること
が好ましい。これが１０℃以下であれば両ポリマーの収
縮開始温度が近くなり過ぎるので収縮温度範囲を広げる
効果が小さく好ましくない。

【００１２】ポリエステル系エラストマーのＰＥＴ系ポ
リマーに対する添加量は５〜３０重量％であることが必
要である。これが５重量％未満ではＰＥＴ系ポリマー単
独の場合と同様の熱収縮性を示し、収縮むら、しわなど
が発生する。また３０重量％を超えるとブレンド体の収
縮開始温度が高くなり過ぎてフィルムまたは包装材が保
管中に自然収縮し、いびつになって商品に被せられなく
なる。しかも収縮温度曲線はＰＥＴ系ポリマー単独の場
合と同じような勾配になり収縮温度曲線の勾配を小さく
することができない。本発明におけるＰＥＴ系ポリマー
に対するポリエステル系エラストマーの配合比率を５〜
３０重量％にしたものでは、収縮開始温度がＰＥＴ系ポ
リマーより低くなり、しかも収縮温度曲線の勾配がそれ
ぞれのポリマーより小さくなって、このフィルムを用い
たラベルを収縮させたときに歪み、収縮斑、しわの発生
などが非常に少なく、従来のポリエステルフィルムより
著しい改善が認められた。なお、本発明のポリマ−配合
物には上記ポリマー成分のほかに、必要に応じて安定剤
、滑剤、着色剤、酸化防止剤、静電気防止剤、フィルム
同士の滑性を改良するための有機または無機の滑剤など
を添加してもよい。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の具体的態様を実施例および比
較例により説明するが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。 実施例１〜３および比較例１〜３ テレフタール酸とエチレングリコールとを１：１のモル
比で縮重合反応して得られたＰＥＴ樹脂をＰＥＴ−１（
ガラス転移点Ｔｇ　＝８０℃）、テレフタール酸８０モ
ル％とイソフタール酸２０モル％との混合酸と、エチレ
ングリコールとを１：１のモル比で縮重合反応して得ら
れたＰＥＴ樹脂をＰＥＴ−２（ガラス転移点Ｔｇ＝７０
℃）、ポリエステル系エラストマーとして東洋紡績社製
のペレプレン　Ｓ１００１（エステル型ポリエステルエ
ラストマー、ガラス転移点Ｔｇ　＜３０℃）の各ペレッ
トを表１に示す割合で混合し、熱風式棚段乾燥機を用い
て　１５０℃で混合・乾燥し、２２０　〜　３００℃に
設定した押出機でＴ−ダイより約　１００μｍ　の厚さ
のシートとして押出し、ガラス転移点以下に急冷した。 これを８０℃の熱ロールで　１．１倍に縦延伸をした後
、テンターを用いて７０〜　１１０℃で横方向に　２．
５倍延伸して厚さ約４０μｍ　のフィルムを得た（この
条件をＡとする）。これをさらに８０℃のテンター内で
横方向に５％弛緩させて熱処理し、厚さ約３０μｍ　の
フィルムを得た（この条件をＢとする）。得られた各フ
ィルムについて下記の方法で収縮温度曲線を求めて図１
に示し、これより下記の方法で収縮開始温度と収縮温度
勾配とを求めた。またフィルムの保存性の試験と実装テ
ストによる被覆状態の観察を行い、それぞれの結果を表
１に併記した。

【００１４】収縮温度曲線：一辺が１０ｃｍ角の正方形
のフィルムを調製し、３０℃から１０℃間隔の各温度の
温水浴に３０秒間浸した後、室温に冷却して縦横両方向
の寸法を計測し、収縮率の平均値を求め、収縮率（縦軸
）と温度（横軸）との関係で示した。 収縮開始温度：収縮温度曲線において収縮率が約２０〜
４０％の範囲にある直線部分を下方に延長し、０％のラ
インとの交点の温度で表した。 収縮温度勾配：収縮温度曲線において収縮率が約２０〜
４０％の範囲にある直線部分の勾配で表した。 フィルムの保存性：各フィルムを３０ｃｍ幅にスリット
して外径９６ｍｍの紙管に１０００ｍ巻いたロール状物
を、４０℃のオーブンに７２時間保持した後、外観の変
化を観察して下記の基準で評価した。 ◎：収縮等の変化が見られない ○：収縮等の変化が若干認められる △：収縮等の変化が著しく認められる 実装テストによる被覆状態の観察：２５℃の水を充填し
た１リットルのＰＥＴ製ボトルに各フィルムより調製し
たラベルを被せた試料を２０本づつ用意し、炉内温度を
９０〜９５℃に維持した長さ２ｍ、幅４０ｃｍのスチ−
ム式シュリンクトンネル炉内に、各試料をコンベヤ速度
８ｍ／分で通して加熱収縮させた。得られたボトルの肩
部や胴部での収縮状態を観察して、収縮条件の調節でも
容易に改善できないような収縮むらの発生本数の比率を
求め、被覆状態の目安とした。

【００１５】

【表１】

【００１６】比較例１では収縮が不完全であった。比較
例２ではフィルムの保存性が悪く、偏肉も発生した。比
較例３ではＰＥＴ樹脂単独によるフィルム（比較例１）
よりも低い温度で加熱収縮させることができたが、これ
と同様収縮斑が発生した。図１の収縮温度曲線によれば
、本発明による実施例１〜３の各フィルムは比較例１、
３のフィルムと比較して収縮温度勾配が低く、５０％以
上も収縮速度が遅くなった。

【００１７】

【発明の効果】本発明の熱収縮性ポリエステル系フィル
ムは、収縮時の収縮速度を遅くすることができ、フィル
ムの歪み、収縮斑、しわ等が極めて少ないほか、付随効
果として印刷性も改良された優れた熱収縮性包装材とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１〜３および比較例１〜３で得られた各
フィルムについて、収縮率の温度依存性を温度（横軸）
と収縮率（縦軸）との関係で示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエチレンテレフタレート系ポリマーに
   、ガラス転移点（Ｔｇ）がポリエチレンテレフタレート
   系ポリマーより低いポリエステル系エラストマーを５〜
   ３０重量％配合成形してなる熱収縮性ポリエステル系フ
   ィルム。