JPH07216107A - 熱収縮性ポリエステル系フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱収縮率が十分に大きく、耐熱性に優れ、か
つ熱収縮させたとき、フィルムのシワ、歪み、収縮斑、
折れ込み等の欠点の発生がなく美麗な外観を与える熱収
縮性ポリエステル系フィルムを提供する。 【構成】 テレフタル酸成分７０〜１００モル％および
テレフタル酸以外のジカルボン酸成分０〜３０モル％か
らなるジカルボン酸成分と、１，４−ブタンジオール成
分３〜４０モル％、ネオペンチルグリコール成分５〜５
０モル％およびその他のジオール成分１０〜９２モル％
からなるジオール成分とからなることを特徴とする、熱
収縮性ポリエステル系フィルム。他のジカルボン酸成分
として、たとえばセバシン酸、他のジオール成分とし
て、たとえばエチレングリコール、ジエチレングリコー
ルを用いる。

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、結束用あるい
は外装用等の包装材料分野において、良好な耐熱性を有
し、かつ熱収縮させたとき、フィルムのシワ、歪み、白
化、弛み等の欠点の極めて少ない美麗な仕上り外観を与
える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】従来、被覆用、結束用、外装用熱収縮性
フィルムには、たとえばポリ塩化ビニル、ポリスチレン
などがあり、これらはチューブ状に成形してから容器類
に被せたり、集積包装して熱収縮させていた。

【０００３】しかし、ポリ塩化ビニルは耐熱性に欠ける
ことと、廃棄後の焼却時に有害ガスが発生し、かつ焼却
炉の損傷が激しいという問題点があった。また、ポリス
チレンは、保管中の経時収縮率が大きく、また耐候性、
耐溶剤性、印刷適性等にも問題点があった。

【０００４】一方、他の熱収縮性フィルムとしてポリエ
ステル系フィルムが存在するが、従来のポリエステル系
フィルムは、上述したフィルムが持つ問題点は解決して
いる一方、所望の方向への熱収縮率が不十分であった
り、該方向と直交する方向への熱収縮率を小さくするこ
とができないなどの問題点があった。このような問題点
は、たとえば、特開昭６３−１５６８３３号などに開示
されているように、原料のポリエステル樹脂としてネオ
ペンチルグリコールの共重合体を用いるなどにより解決
され得る。しかし、これらの方法で得られたフィルム
も、たとえば収縮力が高すぎたり、収縮速度が速すぎる
等の問題があり、熱収縮させたとき、フィルムのシワ、
歪み、収縮斑、折れ込み等の欠点が発生し美麗な外観が
得られにくいという欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決するものであり、その目的とするところ
は、熱収縮率が十分に大きく、耐熱性に優れかつ均一に
収縮するため熱をかけたとき、フィルムのシワ、歪み、
収縮斑、折れ込み等の欠点の発生がなく美麗な外観を与
える熱収縮性ポリエステル系フィルムを提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の熱収縮性ポリエ
ステル系フィルムは、テレフタル酸成分７０〜１００モ
ル％およびテレフタル酸以外のジカルボン酸成分０〜３
０モル％からなるジカルボン酸成分と、１，４−ブタン
ジオール成分３〜４０モル％、ネオペンチルグリコール
成分５〜５０モル％およびその他のジオール成分１０〜
９２モル％からなるジオール成分とからなることを特徴
とする。

【０００７】本発明のポリエステルにおいて、ジカルボ
ン酸成分１００モル％中、テレフタル酸成分の占める割
合は、７０〜１００モル％、好ましくは８０〜１００モ
ル％、より好ましくは９０〜１００モル％である。それ
に合せて、テレフタル酸以外のジカルボン酸成分が占め
る割合は、０〜３０モル％、好ましくは０〜２０モル
％、より好ましくは０〜１０モル％である。テレフタル
酸が７０モル％未満では、フィルムの耐熱性が低下し、
フィルムは高温のボイル処理やレトルト処理に耐えるこ
とができない。さらに製造コストが高価になる。

【０００８】本発明のポリエステルにおいて、ジオール
成分１００モル％中、１，４−ブタンジオール成分の占
める割合は、３〜４０モル％、好ましくは１０〜３５モ
ル％、より好ましくは１５〜３０モル％である。ネオペ
ンチルグリコール成分の占める割合は、５〜５０モル
％、好ましくは１０〜４０モル％、より好ましくは１５
〜３５モル％である。これに合せて、その他のジオール
成分の占める割合は、１０〜９２モル％、好ましくは２
５〜８０モル％、より好ましくは３５〜７０モル％であ
る。

【０００９】本発明に従う範囲内において、耐熱性が良
好であり、かつ熱収縮させたとき、フィルムのシワ、歪
み、白化、弛み等の欠点の極めて少ない美麗な仕上り外
観を与えることができる。

【００１０】テレフタル酸以外のジカルボン酸成分とし
て、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸および脂
環式ジカルボン酸からなる群から選択される少なくとも
いずれかのジカルボン酸成分を用いることができる。

【００１１】芳香族ジカルボン酸として、イソフタル
酸、オルトフタル酸、５−ｔｅｒｔ−ブチルイソフタル
酸などのベンゼンジカルボン酸類；２，６−ナフタレン
ジカルボン酸などのナフタレンジカルボン酸類；４，
４′−ジカルボキシジフェニル，２，２，６，６−テト
ラメチルビフェニル−４，４′−ジカルボン酸などのジ
カルボキシビフェニル類；１，１，３−トリメチル−３
−フェニルインデン−４，５−ジカルボン酸およびその
置換体；１，２−ジフェノキシエタン−４，４′−ジカ
ルボン酸およびその置換体などを挙げることができる。
脂肪族ジカルボン酸として、蓚酸、マロン酸、コハク
酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン
酸、ピメリン酸、スベリン酸、ウンデカン酸、ドデカン
ジカルボン酸、ブラシル酸、テトラデカンジカルボン
酸、タプシン酸、ノナデカンジカルボン酸、ドコサンジ
カルボン酸、およびこれらの置換体、脂環式ジカルボン
酸として、４，４′−ジカルボキシシクロヘキサンおよ
びその置換体などを挙げることができる。

【００１２】１，４−ブタンジオールおよびネオペンチ
ルグリコール（２，２−ジメチルプロパン−１，３−ジ
オール）以外のジオールとして、該ジオール以外の脂肪
族ジオール、脂環式ジオールおよび芳香族ジオールから
なる群から選択される少なくともいずれかのジオールを
用いることができる。

【００１３】脂肪族ジオールとして、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、
１，６−ヘキサンジオール、１，１０−デカンジオー
ル、２−メチル−２−エチル−１，３−プロパンジオー
ル、２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、２−エ
チル−２−ｎ−ブチル−１，３−プロパンジオールなど
を挙げることができる。脂環式ジオールとして、１，３
−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサ
ンジメタノールなどを挙げることができる。芳香族ジオ
ール酸として、２，２−ビス（４′−β−ヒドロキシエ
トキシジフェニル）プロパン、ビス（４′−β−ヒドロ
キシエトキシフェニル）スルホンなどのビスフェノール
系化合物のエチレンオキシド付加物、キシリレングリコ
ールなどを挙げることができる。その他、ポリエチレン
グリコールまたはポリプロピレングリコール等のポリア
ルキレングリコールを用いることもできる。その他のジ
オールの中で、エチレングリコールの使用が、フィルム
の品質および経済性の面で最も好ましい。

【００１４】本発明のポリエステルは、いずれも従来の
方法により製造することができる。たとえば、ジカルボ
ン酸とジオールとを直接反応させる直接エステル化法、
あるいはジカルボン酸ジメチルエステルとジオールとを
反応させるエステル交換法などを用いて本発明のポリエ
ステルを調製することができる。調製は、回分式および
連続式のいずれの方法で行なってもよい。

【００１５】本発明のポリエステルには、必要に応じて
各種の添加剤が含有される。添加剤には、たとえば、二
酸化チタン、微粒子状シリカ、カオリン、炭酸カルシウ
ムなどの滑剤、帯電防止剤、老化防止剤、紫外線防止
剤、着色剤（染料等）がある。

【００１６】本発明に従うポリエステルの固有粘度は、
０．５０〜１．３ｄｌ／ｇが好ましい。

【００１７】本発明のポリエステルは、上述した組成の
単一の共重合ポリエステルから構成されてもよいし、２
種以上の共重合ポリエステルまたはホモポリエステルを
混合した組成物から構成されてもよい。

【００１８】本発明のポリエステルは、既知の方法（た
とえば、押出法、カレンダー法）によりフィルム状に成
形される。フィルムの形状は、たとえば平面状またはチ
ューブ状であり、特に限定されない。得られたフィルム
は、たとえば、後述の所定条件下において、所定の位置
方向（主延伸方向）へ２．５倍から６．０倍、好ましく
は３．０倍から５．０倍の範囲に延伸される。該方向と
直交する方向には、１．０倍から２．０倍、好ましくは
１．１倍から１．５倍の範囲で延伸される。この延伸の
順序はどちらが先であってもよい。主延伸方向への延伸
は、この方向に高い熱収縮率を得るために行なわれる。
主延伸方向と直交する方向へ延伸することにより、得ら
れたフィルムの耐衝撃性が向上し、かつ一方向に引き裂
かれ易いという性質が緩和される。上記直交方向の延伸
率が２倍を超えると、主収縮方向と直交する方向への熱
収縮性が大きくなりすぎ、熱収縮を行なったときの仕上
りが波打ち状に不均一となる。上記割合で延伸を行なっ
たフィルムは、通常、主方向の収縮率に対して直交する
方向の収縮率が１５％以下、好ましくは１０％以下、さ
らに好ましくは７％以下である。このようなフィルム
は、加熱処理を行なったときに仕上りが均一になる。

【００１９】延伸方向としては通常の方法が採用され
る。それに従えば、ロール延伸法、長間隙延伸法、テン
ター延伸法、チューブラー延伸法がある。これらの方法
のいずれにおいても、延伸は、逐次２軸延伸、同時２軸
延伸、１軸延伸、およびこれらの組合わせにより行なわ
れ得る。上記２軸延伸では、縦横方向の延伸は同時に行
なわれてもよいが、どちらか一方を先に行なう逐次２軸
延伸が効果的であり、その縦横の順序はどちらが先でも
よい。

【００２０】好ましくは、上記延伸は、次のような工程
で行なわれる。たとえば、まず、上記フィルムを、それ
を構成する重合体が有する平均ガラス転位温度（Ｔｇ）
以上の、たとえばＴｇ＋６０℃以下の温度で予熱を行な
う。主方向延伸（主収縮方向）時に、上記温度範囲で予
熱を行なうと、該方向と直交する方向の熱収縮を抑制す
ることができる。かつ８０±２５℃の温度範囲で行なう
ことにより、直交する方向の熱収縮率がほぼ最小とな
る。

【００２１】上記延伸時には、通常、ヒートセットが行
なわれる。たとえば、延伸を行なった後に、３０℃〜１
５０℃の加熱ゾーンに約１秒から３０秒間通すことが推
奨される。ヒートセットを行なうことにより、得られた
フィルムの夏期高温下の寸法変化を防止することができ
る。フィルムの延伸後であって、ヒートセットを行なう
前もしくは行なった後に、所定の度合で伸張を行なって
もよい。その場合には、フィルム長の７０％の長さまで
の割合で伸長が行なわれる。特に主方向に伸長し、非収
縮方向（主収縮方向に対して直交する方向）には伸長は
行なわれない方がよい。

【００２２】さらに、上記延伸後、伸長あるいは緊張状
態に保ってフィルムにストレスをかけながら冷却する工
程、あるいは、該処理に続いて緊張状態を解除した後も
引続いて冷却する工程を付加することにより、得られた
フィルムの加熱による収縮特性はより良好かつ安定した
ものとなる。

【００２３】このようにして得たフィルムの面配向係数
は、１００×１０^-3以下であることが好ましい。面配向
係数が１００×１０^-3を超えると、強度が低下し、少し
の外傷によっても破れやすくなる。たとえば、ビンの外
表面に巻付けて補強材として使用しても補強効果が低
い。

【００２４】フィルムの複屈折率は、１５×１０^-3〜１
６０×１０^-3であることが好ましい。複屈折率が１５×
１０^-3未満では、主収縮方向の収縮率および収縮応力が
低くなる。逆に、１６０×１０^-3を超えると、外傷によ
って破れやすくなり、かつ衝撃強度が低いため実用性が
低い。得られるフィルムの厚さは、６〜２５０μｍの範
囲が好ましい。

【００２５】

【実施例】以下に本発明を具体的に説明する。なお、実
施例で用いた測定方法は次のとおりである。

【００２６】（１） 収縮率 フィルムを１４０×１４０ｍｍに切断してサンプルと
し、縦横に１００×１００ｍｍの間隙で標線を記す。こ
のサンプルを所定の温度の温水中に１０秒間浸漬した
後、冷却水により冷却した後、標線間の寸法を読取り、
下記の式から収縮率を算出した。

【００２７】（熱収縮率）＝（収縮前寸法−収縮後寸
法）÷（収縮前寸法）×１００（％） （２） 収縮応力 幅２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのサンプルを採取し、その
サンプルに１００ｍｍの標線を記し、１００ｍｍに設定
したテンシロンの上下チャックにサンプルを装着し、９
０℃の熱風中で３分間処理し、その間の収縮応力を算出
した。

【００２８】（３） 収縮仕上り フィルムを収縮ラベルとしてメタリック調印刷し、かつ
センターシールにより円筒形にした後、１．５ｌ容積の
ＰＥＴボトルに被せ、乾熱シュリンクトンネルを通過さ
せた。シュリンクトンネルの条件は、１５０℃、滞留時
間１０秒で、１分間に２０回転させた。フィルム収縮の
仕上りを、シワ、印刷歪み、収縮斑について視覚により
判定した。

【００２９】（４） 耐熱性 フィルムを収縮ラベルとしてセンターシールにより円筒
形にした後、３００ｍｌのガラスビンに被せ、乾熱シュ
リンクトンネルを通過させて熱収縮させた。次に、この
ようにしてラベルが装着されたビンを、ラベル同士が接
するように結束し、９０℃の熱湯中に１０分間浸漬した
後、ラベル同士のブロッキング状態を観察して以下のご
とく判定した。

【００３０】○：ブロッキングしていない。 △：ブロッキングの痕跡はあるが簡単に剥れる。 ×：ブロッキングをしておりラベル同士が接合してい
る。

【００３１】実施例１ 通常の方法により、たとえば直接重合法に従い、テレフ
タル酸、セバシン酸、エチレングリコール、ジエチレン
グリコール、ネオペンチルグリコールおよび１，４−ブ
タンジオールが重縮合し、それらの成分モル比が、テレ
フタル酸：セバシン酸／エチレングリコール：ジエチレ
ングリコール：ネオペンチルグリコール：１，４−ブタ
ンジオール＝９７：３／５３：２：２０：２５であっ
て、平均粒径２．５μｍの二酸化ケイ素０．０５重量％
を含む、固有粘度が０．７５ｄｌ／ｇ共重合ポリエステ
ルを調製した。得られた共重合ポリエステルを２８０℃
で溶融押出しし、厚さ２００μｍのフィルムを得た。得
られた未延伸フィルムを１００℃で１０秒間予熱した
後、所定の一方向へ５．０倍に延伸した。なお、延伸時
における温度条件は８０℃に設定した。延伸後、７０℃
で１０秒間熱処理を行なった。この熱処理時に横方向に
３％の弛緩処理を行ない、４０μｍの厚みの熱収縮性フ
ィルムを得た。得られた熱収縮性フィルムの特性を表１
に示す。本実施例で得られた熱収縮性フィルムは、収縮
ラベルとしての適正な収縮率を有し、かつ耐熱性および
収縮仕上りは良好でボトル冷却時の弛みもなく、実用性
の高いものであった。

【００３２】比較例１ 実施例１の方法において、ポリエステル中の芳香族ジカ
ルボン酸成分の組成をテレフタル酸６５モル％、セバシ
ン酸３５モル％とする以外、実施例１と同じ方法で熱収
縮性フィルムを得た。得られたフィルムの特性を表１に
示す。本比較例で得られた熱収縮性フィルムは、耐熱性
に劣り、かつ収縮仕上り性も完全ではなく、収縮ラベル
としては品質の低いものであった。

【００３３】比較例２ 実施例１の方法において、ポリエステル中のジオール成
分のうちエチレングリコールおよびネオペンチルグリコ
ールの量をそれぞれ１８モル％および５５モル％とする
以外、実施例１と同じ方法で熱収縮性フィルムを得た。
得られたフィルムの特性を表１に示す。本比較例で得ら
れた熱収縮性フィルムは、収縮仕上り性は良好である
が、耐熱性に劣り、収縮ラベルとしては品質の低いもの
であった。

【００３４】比較例３ 実施例１の方法において、ポリエステル中のジオール成
分のうちネオペンチルグリコールをなくしエチレングリ
コールの量を７３モル％とする以外、実施例１と同じ方
法で熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの特性
を表１に示す。本比較例で得られた熱収縮性フィルム
は、耐熱性は良好であるが、主収縮方向の収縮率が低
く、かつ収縮仕上り性に劣り、収縮ラベルとしては品質
の低いものであった。

【００３５】比較例４ 実施例１の方法において、ポリエステル中のジオール成
分のうちブタンジオールおよびエチレングリコールの量
をそれぞれ４５モル％および３３モル％とする以外、実
施例１と同じ方法で熱収縮性フィルムを得た。得られた
フィルムの特性を表１に示す。本比較例で得られた熱収
縮性フィルムは、主収縮方向の収縮率が低く、かつ収縮
仕上り性に劣り、収縮ラベルとしては品質の低いもので
あった。

【００３６】比較例５ 実施例１の方法において、ポリエステル中のジオール成
分のうちブタンジオールをなくし、エチレングリコール
の量を７８モル％とする以外、実施例１と同じ方法で熱
収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの特性を表１
に示す。本比較例で得られた熱収縮性フィルムは、耐熱
性は良好であるが、収縮仕上り性に劣り、収縮ラベルと
しては品質の低いものであった。

【００３７】比較例６ 実施例１の方法において、ポリエステル中のジオール成
分のうちブタンジオールをなくし、ネオペンチルグリコ
ールの量を４５モル％とする以外、実施例１と同じ方法
で熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの特性を
表１に示す。本比較例で得られた熱収縮性フィルムは、
収縮仕上り性および耐熱性が劣り、収縮ラベルとしては
品質の低いものであった。

【００３８】実施例２ 実施例１の成分の代わりに、次の成分、テレフタル酸／
エチレングリコール：ジエチレングリコール：ネオペン
チルグリコール＝１００／６８：２：３０（モル比）を
用いた以外は、実施例１と同じ方法で共重合ポリエステ
ルを調製した。次いで、得られた共重合ポリエステル、
ポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフ
タレートを、それぞれ、７０重量％、５重量％および２
５重量％の割合で混合し組成物を得た後、実施例１と同
じ方法により熱収縮性フィルムを得た。得られた熱収縮
性フィルムの特性を表１に示す。本実施例で得られた熱
収縮性フィルムは、収縮仕上り性および耐熱性ともに良
好で収縮ラベルとして実用性の高いものであった。

【００３９】比較例７ 実施例２の方法において、ポリブチレンテレフタレート
の添加をやめ、ポリエチレンテレフタレートの量を３０
重量％とする以外、実施例２と同じ方法で熱収縮性フィ
ルムを得た。得られたフィルムの特性を表１に示す。本
比較例で得られた熱収縮性フィルムは、耐熱性は良好で
あるが、収縮仕上り性に劣り、収縮ラベルとしては品質
の低いものであった。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の効果】本発明の熱収縮フィルムは、熱により収
縮させたとき、フィルムの耐熱性が高く、かつシワ、歪
み、収縮斑等の欠点の極めて少ない美麗な外観を与え
る。したがって、本発明のフィルムは、ラベル用収縮フ
ィルムをはじめ、広範な包装材料分野において有用であ
り、利用価値が高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 67:00 (72)発明者 井坂 勤 大阪市北区堂島浜二丁目２番８号 東洋紡 績株式会社本社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テレフタル酸成分７０〜１００モル％お
   よび前記テレフタル酸以外のジカルボン酸成分０〜３０
   モル％からなるジカルボン酸成分と、 １，４−ブタンジオール成分３〜４０モル％、ネオペン
   チルグリコール成分５〜５０モル％およびその他のジオ
   ール成分１０〜９２モル％からなるジオール成分とから
   なることを特徴とする、熱収縮性ポリエステル系フィル
   ム。