JPH051216A

JPH051216A - 熱収縮性ポリエステル系フイルム

Info

Publication number: JPH051216A
Application number: JP18196491A
Authority: JP
Inventors: Tokuji Abe; 徳治阿部; Toshishige Arai; 利重荒井; Atsushi Sugitani; 厚志杉谷
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1993-01-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】本発明は透明性、耐熱性、機械的強度、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、熱収縮特性がラベル市場で多用
されているＰＶＣ系フィルムと同レベルで、しかも再生
を繰り返しても変化しにくい特性を備えた熱収縮性フィ
ルムを提供する。【構成】この熱収縮性ポリエステル系フィルムは、ポリ
エステル系エラストマーを５〜30重量％配合したポリエ
チレンテレフタレート系ポリマーに、0.1 〜２重量％の
アミド系滑剤を添加し、成形してなるものである。

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）系の熱収縮性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（以下ＰＢＴと
する）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】本発明者らはこの問題の解決のために、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
こで先に、ＰＥＴ系ポリマーに対し、これとの相溶性が
若干劣りガラス転移点（Ｔ_g ）がこれよりも低い、ポリ
エステル系エラストマーを５〜30重量％配合することに
より、微細な相分離を引き起こして熱収縮温度曲線を緩
やかにし、収縮特性を改善したものを提案したが、これ
には再生を繰り返す内に、押出成形時に変色するように
なるほか、延伸したフィルムの熱収縮特性が、ＰＥＴ系
ポリマーやＰＢＴ系ポリマーの単独使用の場合と同様に
急峻なものとなるため、商品を被覆し収縮させようとす
ると、収縮むらやしわが発生しやすくなるという欠点が
あり、なお不十分であることが判った。

【０００５】

【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、耐熱性、機械的強度等に優れると共
に、廃棄物処理に際しては燃焼時の有毒ガスの発生や燃
焼炉を傷めることのない、ＰＥＴ系ポリマーの特性を生
かしつつ、従来欠点とされてきた熱収縮特性がラベル市
場で多用されているＰＶＣ系フィルムと同レベルで、し
かも再生を繰り返しても変化しにくい特性を備えた熱収
縮性フィルムを提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは変
色防止のためには成形加工時の熱履歴を少なくするこ
と、また熱収縮特性が急峻になるのはブレンドしたポリ
マーが均一に分散し相溶するためと考え、如何に相溶を
防ぐか種々検討を重ねた結果、アミド系の滑剤の添加が
有効であることを見出し、本発明に到達した。すなわ
ち、本発明による熱収縮性ポリエステル系フィルムは、
ポリエステル系エラストマーを５〜30重量％配合したポ
リエチレンテレフタレート系ポリマーに、0.1 〜２重量
％のアミド系滑剤を添加し成形してなるものである。

【０００７】以下、本発明をさらに詳細に説明する。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
率は多段的またはなだらかに変化する。

【０００８】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。

【０００９】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90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。

【００１０】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。

【００１１】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（Ｔ_g ）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。

【００１２】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
として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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。これに対し、ポリエステル系エラス
トマーの配合比率が５〜30重量％のものでは、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。

【００１７】さらに、本発明のポリエステル系フィルム
では、このポリエステル系エラストマーを配合したポリ
エチレンテレフタレート系ポリマーに、0.1〜２重量％
のアミド系滑剤が添加される。これが0.1 重量％未満の
ものでは滑剤添加の効果がなく、繰返し押出成形する際
の変色や熱収縮特性が単独使用のものと同様に急峻にな
るのを防止することができない。また２重量％を超える
と押出成形時の固体輸送性を悪化させ押出量を不安定に
するほかフィルムの透明性を低下させる。

【００１８】このアミド系滑剤としては、ステアリン酸
アミド、オレイン酸アミド、リシノール酸アミド、リノ
レイン酸アミド、パルミチン酸アミド、エルカ酸アミ
ド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスパ
ルミチン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、ス
テアリルエルカアミドなどが例示される。なお、本発明
のポリマ−組成物には上記成分のほかに、必要に応じて
安定剤、着色剤、酸化防止剤、静電気防止剤、ブロッキ
ング防止剤などを添加しても差し支えない。

【００１９】

【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１〜６および比較例１〜10 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Ｔ_g ＝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Ｐ
ＥＴ樹脂をＰＥＴ−２（ガラス転移点Ｔ_g＝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Ｔ_g ＜30℃）の各ペレットと、ステアリン酸
アミド、ステアリルエルカアミド、エチレンビスステア
リン酸アミド、ステアリン酸またはステアリルアルコー
ルの各成分を表１に示す割合で混合し、熱風式棚段乾燥
機を用いて 150℃で乾燥した。

【００２０】この各配合物を、ホッパーに約 100℃に加
熱した乾燥空気を流す設備を有する、口径Ｄ＝40φ、L/
D ＝22、CR＝２（ナイロンタイプスクリュー）の押出機
に供給して、C₁＝ 220℃、C₂＝ 290℃、C₃＝ 300℃、Ｄ
（ダイ温）＝ 300℃、スクリュー回転数 30rpmで押出成
形し、直径約２φ、長さ３mmのペレットを作成した。こ
れを３回反覆した後、このペレットを上記と同じ押出機
に供給して、リップ間隙 0.5mm、幅 400mmのＴ−ダイよ
り同じ条件で押出し、約 100μm の厚さのシートを成形
した。これを80℃の熱風加熱方式のテンターを用いて、
コンベヤ速度５m/分で横方向に 2.5倍延伸した。

【００２１】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１〜３に示した。この図より下
記の方法で収縮開始温度と収縮温度勾配とを求めた。ま
た成形品の色を肉眼で判定した。さらにフィルムの実装
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。

【００２２】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。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を求め、被覆状態の目安
とした。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明の熱収縮性ポリエステル系フィル
ムは透明性、耐熱性、機械的強度等に優れると共に、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
めることのない、ＰＥＴ系ポリマーとしての本来の特性
を備えながら、熱収縮特性がラベル市場で多用されてい
るＰＶＣ系フィルムと同レベルで、しかも再生を繰り返
しても変化しにくい、熱収縮性包装材として好適なもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１および４、比較例１、２および10で得
られた各フィルムの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。

【図２】実施例２および３、比較例６および８で得られ
た各フィルムの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。

【図３】実施例５および６、比較例３および４で得られ
た各フィルムの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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉谷厚志茨城県鹿島郡神栖町大字東和田１番地信越化学工業株式会社高分子機能性材料研究所内

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】ポリエステル系エラストマーを５〜30重量
％配合したポリエチレンテレフタレート系ポリマーに、
0.1 〜２重量％のアミド系滑剤を添加し成形してなる熱
収縮性ポリエステル系フィルム。