JPH0777757B2

JPH0777757B2 - ポリエステル系収縮フィルム

Info

Publication number: JPH0777757B2
Application number: JP62269765A
Authority: JP
Inventors: 裕二郎福田; 滋夫内海
Original assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp
Current assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1995-08-23
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPH01110931A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は耐温水性、収縮特性、及び強度等に極めて優れ
たポリエステル系収縮フィルムに関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

従来、ラベル用収縮フィルムの分野では、ポリ塩化ビニ
ル、或いはポリスチレン等からなるフィルムが主として
用いられて来た。しかし、かかるフィルムでは廃棄時に
燃焼性の問題を有することから、近年PETボトルへの装
着後の回収性に優れる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
ルムは収縮特性が急激なため、収縮時にラベルが歪む等
の問題が発生し、実用化が困難であった。

本発明者らは先に特願昭61-295590号及び特願昭62-1457
53号にて収縮特性を改良したポリエステル系収縮フィル
ムを提案して来た。しかしながら、これらの改良も未だ
十分とは言えず、例えば耐熱性PETボトルやガラスびん
へラベルを装着する場合のように高温、且つ短時間で収
縮を完了させると、ラベルの歪み等が発生しやすく問題
となっていた。特に耐熱性PETボトルにおいては、近年
様々な形状をしたボトルが生産されており、例えばボト
ルの肩部から首部にかけて急激に細くなるような形状を
したボトルにラベルを装着することは、従来のポリエス
テル系収縮フィルムでは全く実用に耐えなかった。

このように廃棄性、回収性等に問題がなく、又耐温水
性、強度等に優れたポリエステル系収縮フィルムにおい
て、収縮特性を改良する事が早急に望まれていた。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明者らは、上記問題に鑑み、鋭意検討を重ねた結
果、ポリエステル系収縮フィルムにおいてある特定の物
性を付与する事により、ラベル用収縮フィルムとして満
足すべき特性が得られる事を見出し、本発明に到達する
に至った。

即ち本発明の要旨は、100℃エアーオーブン中５分での
フィルムの収縮率が縦、又は横のいずれか１方向におい
て20％以上であり、且つ、該方向と直交する方向のフィ
ルムの破断伸度が１％以上100％以下であり、且つ、該
フィルムの融解熱が8cal/g以下である事を特徴とするポ
リエステル系収縮フィルムに存する。

以下、本発明を詳細に説明する。

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、又、ジオール成分としてエチレング
リコール、ネオベンチルグリコール、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−シクロヘキサン
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
であっても良い。

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、当然の事ながら他の成分、例えば、ｐ−オキシ
安息香酸、ｐ−オキシエトキシ安息香酸のごときオキシ
カルボン酸、安息香酸、ベンゾイル安息香酸、メトキシ
ポリアルキレングリコールのごとき一官能性化合物、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ごとき多官能性化合物も、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。

本発明のポリエステルにおいては、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、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−シクロヘキサンジ
メタノールを用いた共重合ポリエステルが、工業的に安
価に入手出来、且つ収縮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、フィルムにした際の該フィルムの強度、耐溶
剤性が劣るので好ましくない。

又、上記ポリエステルは、該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
良い。

又、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。又、
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良い。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
ッ化リチウム、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、架橋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、たと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あげる
ことができる。フィルム中に含まれる該微粒子は0.005
〜0.9重量％、平均粒径としては0.001〜3.5μｍであ
る。

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
くなり、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分での収縮率が縦、又は
横のいずれか１方向において20％以上であることが必要
であり、好ましくは30％以上である。該収縮方向を、以
下フィルムの主収縮方向とする。

本発明において、フィルムの主収縮方向の収縮率が20％
未満の場合、ラベルとして収縮させたときの収縮量が不
十分となり、容器に密着せず好ましくない。

又、本発明のフィルムにおいては、主収縮方向と直交す
る方向の該収縮率が15％以下であることが好ましく、更
に好ましくは10％以下、特に５％以下であることが好ま
しい。該収縮率が15％を越すフィルムは、ラベルとして
収縮させると容器の縦方向に沿ってフィルムが大きく収
縮し、図柄の歪み等が発生するため好ましくない。

更に本発明者らは、ラベル用収縮フィルムとしての収縮
特性の改良すべく鋭意検討した結果、一見何ら相関を持
たないように思えるフィルムの破断伸度をフィルムの収
縮特性とが、驚くべき事に非常に深い相関を持つ事を見
出した。

すなわち本発明の最も重要な構成要件として、本発明の
フィルムの主収縮方向と直交する方向の破断伸度が１％
以上100％以下であることが必要であり、好ましくは２
％以上50％以下である事が望ましい。

該破断伸度が100％を越すフィルムでは、ラベルとして
収縮させたときにラベルに歪みや、ラベルの上端又は下
端部が斜めになる、所謂斜め被りが発生しやすくなり好
ましくない。

又該破断伸度が１％未満のフィルムは、主収縮方向と平
行に裂けやすくなり、実用上好ましくない。

このように、該破断伸度とフィルムの収縮特性が深い相
関を持つ理由は明らかではないが、本発明者らはその理
由を以下のように推定する。

すなわち従来のラベル用ポリエステル系収縮フィルムで
は、主収縮方向と直交する方向の破断伸度が約400〜500
％程度もあり、このように該破断伸度の大きいフィルム
では該フィルムの分子構造において該直交方向への分子
間の相互作用、或いはからみ合いといったものが大きく
残存しており、従って該直交方向への応力も伝播しやす
いと考えられる。このようなフィルムでは、ラベルとし
て容器に装着後収縮させる際に、主収縮方向に沿って容
器の最大外径部にフィルムが密着し、主収縮方向への収
縮が制限された瞬間、収縮応力の一部が主収縮方向と直
交する方向へ伝播して行き、結果として該直交方向のフ
ィルムの収縮、即ちラベルの歪みや、斜め被りを引き起
こしやすくなるためと考えられる。

一方本発明のフィルムのように主収縮方向と直交する方
向の破断伸度が小さいフィルムでは、上記のような該直
交方向への収縮応力の伝播が極めて少なく、従ってラベ
ルの歪みや斜め被りの発生も少なくなるものと考えられ
る。

又、本発明におけるフィルムの融解熱は8cal/g以下であ
ることが必要であり、更に好ましくは6cal/g以下、特に
好ましくは2cal/g以上6cal/g以下である事が望ましい。
該融解熱が8cal/gを越すフィルムは、収縮特性が悪化す
るため好ましくない。これは、シュリンクトンネルで加
熱されたとき結晶化が進行し、収縮が不均一になる為と
思われる。

又本発明のフィルムは、主収縮方向の両端部を固定した
ときの75℃温水中５秒処理後の該収縮方向と直交する方
向への最大収縮率（ネックイン率）が10％以下であるこ
とが好ましく、更には５％以下である事が望ましい。該
ネックイン率が10％を越すフィルムは、ラベルとしての
収縮時に、やはり歪みや斜め被りが多発し、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0.040以上0.1
20以下、更に好ましくは0.040以上0.090以下である事が
望ましい。複屈折率が0.040未満のフィルムはラベルと
しての耐温水性、耐溶剤性等に劣り好ましくない。又、
複屈折率が0.120を越えるフィルムは、主収縮方向に沿
って発生する収縮応力が高くなり、収縮特性が悪化し好
ましくない。

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
破断強度は、好ましくは3kg/mm²以上、更に好ましくは5
kg/mm²以上である。該破断強度が3kg/mm²未満のフィル
ムは主収縮方向と平行方向に裂けやすく、実用上好まし
くない。

本発明のフィルムは、40℃エアーオーブン中、２週間で
の主収縮方向における収縮率が好ましくは３％以下、更
に好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下であ
る。該収縮率が３％を越えると、ラベルとして製袋後、
保管期間中に寸法変化を起こし好ましくない。

本発明のフィルムの平均表面粗さは好ましくは0.005〜
0.1μｍ、更に好ましくは0.005〜0.05μｍである。該表
面粗度が0.005μｍ未満のフィルムでは、フィルムの滑
り性が悪く、ラベルとしたときに容器との間にブロッキ
ングが発生し、円滑な収縮が行なわれないため、好まし
くない。又該表面粗度が0.1μｍを越えるフィルムは透
明性が悪化するので好ましくない。

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、又は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ッション性を持
たせ、ガラス瓶包装後の破瓶効果等を向上させる事も可
能である。該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。

上記のようにして得られたフィルムの厚さは特に限定さ
れないが、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、10〜300μｍであり、特に好ましくは20〜2
00μｍである。

以上、本発明の構成要件を満たす事により、極めて優れ
た収縮特性、耐温水性等を持つポリエステル系収縮フィ
ルムを得る事が出来る。

〔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）収縮率 1cm幅の短冊状としたフィルムを100±２℃の温度のギヤ
ードオーブ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。

（２）主収縮方向と直交する方向における破断伸度主収縮方向において15mm幅のフィルムを、チャック間50
mmにてインテスコ（株）社製インテスコ2001型を用い
て、引張速度200mm/minで破断伸度を測定した。

（３）ネックイン率フィルムを主収縮方向に長さ13cm以上、幅10cmの長方形
に切り出し、内寸13cm長×10cm幅の金具に該収縮方向の
両端を固定後、該方向と直交する方向の最大の収縮率を
求め、該フィルムのネックイン率とした。

（４）フィルムの融解熱（cal/g）パーキンエルマー社製DSC-1Bにより感度４、昇温速度16
℃/mm、チャートスピード40mm/mmにて測定した試料の結
晶の融解に伴うピークの面積を求め、下記式に従い計算
した。

（５）複屈折率；Δｎカールツァ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。

（６）平均表面粗さ;Ra 小坂研究所社製表面粗さ測定器（SE-3FK）によって次の
ように求めた。触針の先端半径は２μｍ、荷重は30mgで
ある。フィルム断面曲線からその中心線の方向に基準長
さＬ（2.5mm）の部分を抜き取り、この抜き取り部分の
中心線をＸ軸、縦倍率の方向をＹ軸として、粗さ曲線ｙ
＝ｆ（ｘ）で表わした時、次の式で与えられた値を平均
表面粗さとしてμｍで表わす。但しカットオフ値は80μ
ｍで、Raは縦方向に５点、横方向に５点の計10点測定
し、その平均値を求めた。

（７）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＝50/50の
混合溶媒20mlに加え、約110℃で１時間加熱後、30℃で
測定した。

（８）ポリエステルのガラス転移温度（Tg）パーキンエルマー社製 DSC-1Bにより、昇温速度４℃/m
inにて測定した。

（９）フィルムの収縮特性フィルムを収縮ラベルとして円筒形にした後、細首の耐
熱性PETボトルにて被せ、設定温度95℃のシュリンクト
ンネルを５秒間で通過させて収縮させた。トンネル通過
後、該フィルムが十分に密着しているかを視覚で判定
し、密着度として○、×で評価した。又、該フィルム上
端部又は下端部が収縮後斜めになったり歪んでいないか
を目視判定し、収縮斑として○、×で評価した。総合評
価として上記２項目を満足し、且つ収縮後のフィルムに
白化、シワ等が全く見られないものを○、そうでないも
のを×とした。

実施例１、比較例１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単位87mol％及びネオペンチル
グリコール単位13mol％よりなり、平均粒径1.2μｍの無
定形シリカを350ppm含む〔η〕＝0.66、Tg＝75℃の共重
合ポリエステルを真空乾燥機により乾燥後、280℃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。

該未延伸フィルムを縦方向に82℃で1.1倍延伸した後テ
ンターに導き、延伸開始時の該フィルムの表面温度が10
0℃、延伸終了時の該フィルムの表面温度が65℃となる
ように加熱して横方向に4.0倍延伸した。延伸後92℃
（実施例１）及び86℃（比較例１）にて６秒間熱処理を
行ない、その後冷却して巻き取り、平均厚さ約60μｍの
フィルムを得、各々を実施例１、比較例１とした。

比較例２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単位94mol％及びネオペンチル
グリコール単位6mol％よりなり、実施例１と同様に粒子
を含む〔η〕＝0.65、Tg＝72℃の共重合ポリエステル
を、実施例１と同様に溶融押出して未延伸フィルムを得
た。

該未延伸フィルムを実施例１と全く同様に延伸製膜して
平均厚さ約60μｍのフィルムを得、これを比較例２とし
た。

実施例２、比較例３ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位を80mol％及
びイソフタル酸単位を20mol％、またジオール成分とし
てエチレングリコール単位98mol％及びジエチレングリ
コール単位2mol％よりなり、平均粒径0.8μｍの球状シ
リカ500ppmを含む〔η〕＝0.70、Tg＝66℃の共重合ポリ
エステルを、パドルドライヤーにより予備結晶化後本乾
燥を行ない、260℃で押出機より押出し、急冷固化し未
延伸フィルムを得た。

該未延伸フィルムを70℃で横方向に3.2倍延伸した後、8
5℃（実施例２）及び75℃（比較例３）で10秒間熱処理
を行ない、冷却して平均厚さ約40μｍのフィルムを得
た。これを各々実施例２、比較例３とした。

実施例３ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位90mol％及び
フタル酸単位10mol％、またグリコール成分としてエチ
レングリコール単位95mol％及びジエチレングリコール
単位5mol％よりなり、平均粒径1.0μｍの炭酸カルシウ
ムを800ppm含有する、〔η〕＝0.73、Tg＝69℃の共重合
ポリエステルを常法により乾燥後、300℃にて押出し、
急冷して未延伸フィルムを得た。

該未延伸フィルムを75℃の加熱延伸ロールと冷却ロール
の間で4.0倍延伸した。このとき幅方向に５％の弛緩も
合わせて行なった。該フィルムを延伸後巻き取り、再び
巻き出して、カーボンアークを用い、15mJ/cm²の紫外線
照射処理を行なった後再度巻き取り、平均厚さ約30μｍ
のフィルムを得、これを実施例３とした。

比較例４実施例３と同様の粒子を含有する〔η〕＝0.65のポリエ
チレンテレフタレートを実施例３と同様に押出して未延
伸シートを得た。該未延伸ロールを83℃の延伸ロールと
冷却ロールとの間で3.0倍延伸し、平均厚さ約30μｍの
フィルムを得た。これを比較例４とした。

上記実施例及び比較例で得られたフィルムの諸物性及び
収縮特性の評価を表１にまとめた。

比較例２においては収縮率が十分でない為、シュリンク
トンネル通過後も、ラベルのボトルへの密着度が不十分
となり好ましくない。

比較例１、３及び４のフィルムは、収縮率は十分である
が、破断伸度が100％を越える為に、シュリンクトンネ
ル通過後ラベルの歪みや斜め被りが数多く発生し好まし
くない。

実施例１〜３のフィルムは上記比較例のフィルムに比
べ、ラベル用収縮フィルムとして極めて優れた特性を有
する事が分かる。

〔発明の効果〕

以上記載の通り、本発明の条件を満足するフィルムはラ
ベル用収縮フィルムとして特に種々の形状をとる耐熱性
PETボトル用収縮フィルムとして極めて好適なものであ
る事が分かる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】100℃エアーオーブン中５分でのフィルム
の収縮率が縦、又は横のいずれか１方向において20％以
上であり、且つ、該方向と直交する方向のフィルムの破
断伸度が１％以上100％以下であり、且つ、該フィルム
の融解熱が8cal/g以下である事を特徴とするポリエステ
ル系収縮フィルム。