JPH05111960A - 熱収縮性ポリエステル系フイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は被覆用あるいは結束用等の包装材料
分野において特に好適な熱収縮特性を発揮し、かつ、軽
量でクッション性に富んだ熱収縮性ポリエステル系フイ
ルムを提供する。 【構成】 主としてエチレンテレフタレート繰り返し単
位から構成されたポリエステルとポリスチレン系樹脂と
の組成物から構成されるフィルムであり、特定の熱収縮
特性を有する熱収縮性ポリエステルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被覆用あるいは結束用等
の包装材料分野において特に好適な熱収縮特性を発揮
し、かつ、軽量でクッション性に富んだ熱収縮性ポリエ
ステル系フィルムに関する。

【０００２】

【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（以下容器類と略す）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
向上等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。

【０００３】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。

【０００４】しかしこれらの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
ある。

【０００５】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イッシュアイに基づく微少凹凸）
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。

【０００６】一方、ポリエステル系の熱収縮性フィルム
は上記した欠点を大巾に改良した特性を有しており最近
大いに注目されている。

【０００７】しかしながらポリエステル系の熱収縮性フ
ィルムは上記したポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ
エチレンあるいは塩酸ゴム等の熱収縮性フィルムにくら
べ熱収縮速度が大きいという問題がある。熱収縮速度が
大きいとフィルムの収縮斑が発生し商品価値を大巾に低
下させる。たとえば瓶用のシュリンクラベルとして用い
た場合は収縮速度が大きすぎると収縮率が最も高くなる
肩部に収縮斑が集中し、かつ内部からの空気の逃げがス
ムーズに進行せずシール部に気泡をかみこむ等の問題が
発生する。このような収縮斑が発生すると印刷の濃度斑
につながり製品の美感を著しく低下させるので解決する
必要がある。

【０００８】また、ポリエステル系の熱収縮性フィルム
は上気したポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレ
ンあるいは塩酸ゴム等の熱収縮性フィルムに比べ良好な
耐熱性を有しておりボイル処理やレトルト処理をすると
溶融又は破裂する等の問題はなくなるが、ボイル処理や
レトルト処理により二次たるみが発生し商品価値を落す
という問題があるのでこれを解決する必要がある。

【０００９】更に、ポリエステル系の熱収縮性フィルム
は上記したフィルムと同様にフィルム自体がクッション
性を有していないのでガラス容器を包装又はラベリング
した時に輸送や販売の際の衝撃に対する破瓶防止効果は
期待できない。そこで、フィルム自体にクッション性が
付与できれば商品価値が更に向上することになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術の実情に
かんがみ、本発明は、(1) 適度な熱収縮速度を有し収縮
斑の発生が少ない；(2) ボイル処理やレトルト処理によ
る二次たるみが発生しない、(3) フィルム自体に適度な
クッション性を付与しガラス容器の破瓶防止性を向上さ
せることができる等の特徴を有するポリエステル系熱収
縮性フィルムを提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、主としてエチ
レンテレフタレート繰り返し単位から構成されたポリエ
ステルとポリスチレン系樹脂との組成物から構成される
フィルムであり、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に
おいて３０％以上であることを特徴とする熱収縮性ポリ
エステル系フィルムである。

【００１２】本発明における主としてエチレンテレフタ
レート繰り返し単位から構成されたポリエステルとは、
テレフタル酸および又はその誘導体とエチレングリコー
ルとから重合反応によって得られたエチレンテレフタレ
ート繰り返し単位を好ましくは５０モル％以上含む熱可
塑性ポリエステルである。即ち、該ポリエステルは、ポ
リエチレンテレフタレートのホモポリマーあるいは、そ
の他のジカルボン酸成分、および／またはジオール成
分、および／またはオキシカルボン酸が共重合されたも
のであり、共重合成分に限定はない。該ポリエステル
は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いて
もよい。２種以上を併用する場合は、ポリエチレンテレ
フタレートと共重合ポリエステルの組合せでも、共重合
ポリエステル同士の組合せでもかまわない。また、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリエチレン２，６ナフタレ
ート、ポリシクロヘキシレンジメチルテレフタレートな
どのホモポリエステルとの組合せであってもよい。２種
以上のポリエステルを併用することは、多様な特性を有
したフィルムを製造することができるのでより好ましい
実施態様である。

【００１３】該ポリエステルは、常法により、溶融重合
させることによって製造できるが、これに限定されるも
のではなくその他の重合法によって得られるポリエステ
ルであっても良い。該ポリエステルの重合度は、固有粘
度にして０．３〜１．２のものが好ましい。

【００１４】本発明で用いるポリスチレン系樹脂とは、
スチレンモノマーを重合して得られるポリスチレンホモ
ポリマーおよび他のモノマーを共重合したスチレンの繰
り返し単位を主とするランダム共重合体、ブロック共重
合体、グラフト共重合体である。さらにかかるポリマー
に他のポリマーを配合したブレンド物やポリマーアロイ
も含まれる。例えば、一般用の非晶性ポリスチレン、立
体規則性のある結晶性ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチ
レン、アクリロニトリルスチレン共重合体、アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン樹脂などが挙げられる。

【００１５】また、該ポリスチレン系樹脂はｎ−ヘキサ
ン抽出分が５重量％以下のポリスチレン系樹脂であるの
が好ましい。通常成形品等の原料に用いられているポリ
スチレン系樹脂には、金型離型性の改良、金型内流動性
の改良、押出し性の改良、摺動性の改良、熱劣化、熱酸
化劣化防止、あるいは重合時の乳化や懸濁などを目的と
して、多量の改質剤や重合助剤が添加されている。例え
ば高級脂肪酸、あるいはそれらのエステル、アミド、金
属塩や高級脂肪アルコールや流動パラフィンやシリコー
ンオイルなどが挙げられる。更ポリスチレン系樹脂は、
低分子量のポリスチレンやモノマーを含有している。そ
れらは溶融押出し成形時、あるいは延伸配向処理時、あ
るいは熱固定処理時にフィルムの表面にブリードアウト
してくる。そのため、表面の濡れ性が著しく悪化する。
こうした表面の空洞含有フィルムはインキやコーティン
グ剤を塗った時にはじきやむらが生じる。又はこれら塗
膜の接着性も悪い。更に表面にブリードアウトしてきた
物質を有機溶剤などで洗浄した場合も、一時的には濡れ
性が改良されるが再び、内部から表面へとブリードアウ
トが起こり、濡れ性や接着性が低下してしまう。

【００１６】したがって、ｎ−ヘキサン抽出分が５重量
％以下のポリスチレン系樹脂を用いることが本発明にお
いては好ましい。

【００１７】本発明におけるｎ−ヘキサン抽出分が５重
量％以下のポリスチレンは、たとえば常法の塊状重合、
乳化重合、懸濁重合などで得られたポリスチレンをｎ−
ヘキサンやｎ−ヘプタン等のポリスチレンが不溶であ
り、かつ、非極性有機溶媒で抽出洗浄を行うことによっ
て得られる。また常法によって得られたポリスチレンを
押出機でチップ化する際にベントを設けて排気すること
によっても得られる。当然ではあるが、重合する際や押
出機でチップ化する際に前記の濡れ性を悪化させるｎ−
ヘキサンに抽出されやすい添加剤をなるべく加えないこ
とが好ましい。

【００１８】前記ポリエステルに混合させる該ポリスチ
レン系樹脂の量は重合体混合物全体を基準として１重量
％〜４０重量％が好ましい。１重量％未満では、熱収縮
特性の向上やクッション性の付与等に対する効果が充分
でなくなるので好ましくない。逆に、４０重量％を超え
ると熱収縮特性の向上やクッション性付与に対する効果
が飽和し、かつ、ポリエステルフィルムの持つ耐熱性や
強度が著しく損なわれるので好ましくない。

【００１９】該ポリエステルと該ポリスチレン系樹脂を
混合してなる重合体混合物の調製にあたっては、たとえ
ば、各樹脂のチップを混合し押出機内で溶融混練した後
押出してもよいし、予め混練機によって両樹脂を混練し
たものを更に押出機より溶融押出ししてもよい。また、
ポリエステルの重合工程においてポリスチレン系樹脂を
添加し、攪拌分散して得たチップを溶融押出してもかま
わない。

【００２０】該重合体混合物には、用途に応じて２酸化
チタン、炭酸カルシウム、、シリカ、カオリン等の滑
剤、顔料、着色剤、耐光剤、蛍光剤、帯電防止剤などを
添加することも可能である。これらの添加剤は、重合体
混合物に直接添加してもよいし、重合体に高濃度で添加
した、いわゆるマスターバッチとして添加してもよい。
また、各重合体の重合工程で添加してもよい。

【００２１】本発明のフィルムの厚さは６〜２５０μｍ
の範囲が好ましい。

【００２２】本発明のフィルムは１００℃における長手
方向および幅方向の少なくとも一方向における熱収縮率
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熱収縮させたときに
各部に必要な収縮を達成することができない。上限につ
いては９０％が妥当である。

【００２３】前述の重合体組成物を用いて押出法やカレ
ンダー法等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き抵抗性の悪さを
解決するのに極めて有効である。

【００２４】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。

【００２５】又延伸は逐次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逐次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７０％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
は行わない方が良い。

【００２６】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
ス転移点（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
如く８０±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である。

【００２７】このようにして得たフィルムの面配向係数
は１００×１０^-3以下のものが好ましい。面配向係数が
１００×１０^-3を越えると、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１５×１０^-3〜１６０×１０^-3が
好ましく、複屈折率が１５×１０^-3未満では縦方向の熱
収縮率や収縮応力が不足し、又１６０×１０^-3を越える
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。

【００２８】本発明のフィルムは単層フィルムであって
も多層フィルムであってもかまわない。また、印刷性や
帯電防止性等を付与するためにフィルム表面に機能性付
与物質を積層する等の手段は商品の価値を高める意味で
有用な方法であり推奨される。これらを実施する方法に
ついては何ら制限を受けない。

【００２９】

【実施例】以下本発明を実施例で示すことにより詳細に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限りこれらの
例に何ら制約されない。本発明で用いた測定法を以下に
示す。

【００３０】1.熱収縮率 サンプル標線間を２００ｍｍにとり、フィルムを幅１５
ｍｍに切断して１００℃の熱風を用いて１分間加熱し、
標線間長さを測定して求めた。

【００３１】2.熱収縮速度 熱収縮率測定と同様のサンプルを用い、７０〜１０５℃
までの範囲を５℃ピッチで熱収縮率測定と同様の方法で
各温度の熱収縮率を求めた。各測定温度と熱収縮率の関
係を図にプロットし熱収縮率が２０〜５０％範囲の変化
率を直線近似で求め％／１０℃の単位で表示した。この
ようにして求めた熱収縮速度としては５〜４０％／１０
℃のものが実用的である。特に１０〜３０％／１０℃の
ものが特に好ましい。

【００３２】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幅２０ｍｍ長さ１５０ｍｍの資料片
を採取し、そのフィルムに１００ｍｍの標線を記し５０
ｍｍに設定した上下チャックに正確に１００ｍｍの標線
を合せて装着し、１００℃の熱風中で処理し、収縮応力
が０になるまでの時間を測定した。

【００３３】4.フィルムの見掛け比重 フィルムを５．００ｃｍ×５．００ｃｍの正方形に正確
に切り出して、それの厚みを５０点測定し平均厚みｔμ
ｍとし、それの重さを０．１ｍｇまで測定しｗｇとし、
下式によって計算した。 見掛け比重（−）＝Ｗ／５×５×ｔ×１００００

【００３４】5.フィルムの空洞含有率 下式によって計算した。 空洞含有率（体積％）＝１００×（１−真比容積／見掛
け比容積） 但し、 真比容積＝ｘｉ／ｄｉ＋ｘ₂ ／ｄ₂ ＋ｘ₃ ／ｄ₃ ＋ …
＋ｘｉ／ｄｉ＋ … 見掛け比容積＝１／フィルムの見掛け比重 上式におけるｘｉはｉ成分の重量分率、ｄｉはｉ成分の
真比重を表わす。実施例中の計算において用いた真比重
の値はポリエステル樹脂１．４０、一般用ポリスチレン
樹脂１．０５、結晶性ポリプロピレン樹脂０．９１を用
いた。

【００３５】6.クッション性 ３ｍｍφの円形平底の測定子が付いたダイヤルゲージ
（尾崎製作所ＫＫ）を用い、初めに測定圧力１０ｇｆ／
ｃｍ² で厚さｔ₀ を測定し、次にそのままの状態で重り
を乗せ測定圧力を５Ｋｇｆ／ｃｍ² に上げて、重りを乗
せた１０秒後に厚さｔ₁ を測定した。更に重りを乗せた
３０秒後に乗せた重りを取り除き、厚さｔ₂ を測定し
た。次式より圧縮率と回復率を計算した。圧縮率と回復
率がともに大きい程、クッション性が良く、破瓶防止効
果が期待できる。

【００３６】実施例 １ 固有粘度０．７５ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレー
ト樹脂８５重量％とメルトフローインデックス３．０ｇ
／１０分の一般ポリスチレン１０重量％（予めヘプタン
で洗浄処理し、ｎ−ヘキサン押出分の量が０．９重量％
になったもの）を、２軸スクリュー押出機でＴ−ダイス
より２８５℃で溶融押出しし、静電気的に冷却回転ロー
ルに密着固化し、厚さ１８０μｍ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倍延伸し、次いで約２０％横方向に伸張下で
冷却させ、厚さ４０μｍの熱収縮性フィルムを得た。

【００３７】本実施例で得られたフィルムは熱収縮率が
高く、かつ、適度な収縮速度を有しており、瓶用のシュ
リンクラベル用としての実用性テストにおいても収縮斑
や印刷の濃度斑の発生がなく美感のすぐれた製品が得ら
れた。また、該フィルムは収縮後の残留応力の保持特性
が優れており、該フィルムでラベリングしたＰＥＴボト
ル瓶をボイル処理してもラベルの二次たるみの発生はな
かった。更に、該フィルムはクッション性にもすぐれて
おり破瓶特性も良好であった。また、該フィルムと水と
の接触角は８０°であり、印刷適性も良好であった。

【００３８】実施例 ２ 実施例１の方法において、ポリエステル樹脂とポリスチ
レン樹脂との混合割合を変更する以外、実施例１と同じ
方法で熱収縮性フィルムを得た。本実施例で得られたフ
ィルムも優れた特性を有しており高品質であった。

【００３９】実施例 ３〜６ 表１に示したような各種ポリエステル樹脂およびポリス
チレン系樹脂を用い、実施例１と同様の方法で収縮性フ
ィルムを得た。これらの実施例で得られたフィルムは、
いずれもが優れた特性を有しており高品質であった。

【００４０】比較例 １ 実施例１の方法でポリスチレン樹脂を配合せずポリエチ
レンテレフタレート樹脂のみを用いる以外、実施例１と
同じ方法で熱収縮性フィルムを得た。本比較例で得られ
たフィルムは熱収縮率が高いが、熱収縮速度が大きいた
め、瓶用のシュリンクラベル用としての実用性テストに
おいて収縮斑や印刷斑が発生し低品質であった。また、
該フィルムは収縮後の残留応力の保持特性が劣り、該フ
ィルムでラベリングしたＰＥＴボトル瓶をボイル処理す
るとラベルの二次たるみが発生した。更に、該フィルム
はクッション性に劣り破瓶特性の劣るものであった。

【００４１】比較例 ２ 実施例１の方法において、ポリスチレン樹脂の代わり
に、メルトフローインデックス２．５ｇ／１０分の結晶
性ポリプロピレンを用いた以外、実施例１と同じ方法で
熱収縮性フィルムを得た。本比較例で得られたフィルム
はクッション性がすぐれており、破瓶特性は良好である
が、熱収縮速度が大きいため、瓶用のシュリンクラベル
用としての実用性テストにおいて収縮斑や印刷斑が発生
し低品質であった。また該フィルムは水との接触角が１
０４°と高く印刷適性も劣っていた。

【００４２】なお、上記の実施例および比較例において
フィルムの成形のために用いた樹脂の組成を表１に、ま
た得られたフィルムの特性を表２に示す。

【００４３】 （註） ＰＥＴ：ホ゜リエチレンテレフタレート 共重合ホ゜リエステスA ：テレフタル 酸／イソフタル酸//エチレンク゛リコール （モ
ル比80/20//100) 共重合ホ゜リエステルB ：テレフタル 酸／セハ゛チン酸//エチレンク゛リコール （モ
ル比53/47//100) 共重合ホ゜リエステルC ：テレフタル 酸//エチレンク゛リコール ／ネオヘ゜ンチルク゛リ
コール （モル比100//70/30）

【００４４】

【００４５】

【発明の効果】以上実施例で示した通り本発明フィルム
は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かつ強固な包装状態を与え
ることができ、広範囲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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 67:00 105:02 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ (72)発明者 多賀 敦 滋賀県大津市堅田二丁目１番１号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 (72)発明者 澤崎 真治 愛知県犬山市大字木津字前畑344番地 東 洋紡績株式会社犬山工場内 (72)発明者 廣岡宗生 愛知県犬山市大字木津字前畑344番地 東 洋紡績株式会社犬山工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主としてエチレンテレフタレート繰り返
   し単位から構成されたポリエステルとポリスチレン系樹
   脂との組成物から構成されるフィルムであり、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において３０％以上であるこ
   とを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。