JPH11315152A - 熱収縮ポリエステルフィルム - Google Patents

熱収縮ポリエステルフィルム

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JPH11315152A
JPH11315152A JP10137586A JP13758698A JPH11315152A JP H11315152 A JPH11315152 A JP H11315152A JP 10137586 A JP10137586 A JP 10137586A JP 13758698 A JP13758698 A JP 13758698A JP H11315152 A JPH11315152 A JP H11315152A
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heat
polyester film
film
shrinkage
acid
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JP10137586A
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Yoshiaki Takegawa
善紀 武川
Akito Hamano
明人 濱野
Juji Konagaya
重次 小長谷
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Publication date
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    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 共重合成分を含み、熱収縮することによ
り密度が減少する熱収縮ポリエステルフィルムであっ
て、かつ2次転移が理想的に終了したときの動的粘弾性
測定により得られる引張り貯蔵弾性率E’が1.00×
108(dyne/cm2)以上、あるいはせん断貯蔵弾
性率G’が3.00×107(dyne/cm2)以上で
ある熱収縮ポリエステルフィルム。 【効果】 特に厳しい短時間の収縮条件に於ても収縮斑
が少なく、ボトル等への収縮装着後のボイル処理や内容
物の高温充填等の高温条件下での耐熱性に優れ、美麗な
仕上がり外観を安定して保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は被覆、結束、外装な
どに用いる包装材料として好適な熱収縮ポリエステルフ
ィルムに関する。特に厳しい条件下に於ても収縮斑が少
なく耐熱性に優れた収縮結果を与え、美麗な仕上り外観
を安定して保持する種類の熱収縮ポリエステルフィルム
に関する。
【0002】
【従来の技術】熱収縮性フィルムは、瓶(ガラス製およ
びプラスチック製のボトルを含む)や缶などの各種容器
および長尺物(パイプ、棒、木材、各種棒状体など)の
被覆用、結束用、または外装用として利用されている。
例えば、標示、保護、結束、商品価値の向上などを目的
として、瓶のキャップ部、肩部、および胴部の一部また
は全体を被覆するのに用いられる。さらに、箱、瓶、
板、棒、ノートなどを複数個ずつ集積して包装する用途
や、被包装物にフィルムを密着させて該フィルムにより
包装する(スキンパッケージ)用途などにも用いられ
る。いずれもフィルムの収縮性および収縮応力を利用し
ており、このようなフィルムの素材としては、ポリ塩化
ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン、塩酸ゴムなどが
用いられている。通常、これらのフィルムをチューブ状
に形成し、例えば瓶にかぶせたりパイプなどを集積した
後、熱収縮させることにより包装または結束が行われ
る。
【0003】しかし、上記のフィルムは、耐熱性が乏し
く、いずれも高温でのボイル処理やレトルト処理に耐え
ることができないため、フィルムによる被覆後に、高温
での殺菌処理ができない。例えばレトルト処理を行う
と、前記従来のフィルムは、処理中に破損する。さら
に、従来のフィルム、例えばポリ塩化ビニルフィルム
は、インクとの接着性が悪く、フィルム上への印刷等の
用途には向かない。さらに塩化ビニルは耐熱性に欠ける
ため、フィルム形成時に部分的にポリマーや添加材のゲ
ル状物が生成しやすく、このゲル状物のため印刷面にピ
ンホールが発生しやすい。他の従来のフィルムも、製造
後に経時的に収縮するため、収縮による印刷ピッチの変
化を生じ、高精度の印刷を行うことができない。
【0004】これに対し、耐熱性、耐候性および耐溶剤
性に優れたポリエステルを用いた熱収縮性フィルムが提
案されているが、ポリエステル熱収縮性フィルムこれら
も、これまで所望の方向への熱収縮率が不充分であった
り、該方向と直行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、例えば、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の共重合組成
を最適化することにより解決され得るが、これらの方法
で得られたフィルムにおいても収縮速度が速すぎた結
果、収縮工程に起こる不均一な温度分布を鋭敏に反映し
た収縮斑を発生する欠点がある。また容器に被覆した
後、高温でのボイル処理やレトルト処理等の殺菌処理を
行う場合、フィルムは破損こそしないもののタルミを生
ずるという欠点を有していた。この点に関して特開平6
−31806号では特徴的な収縮応力の静的緩和現象を
示すフィルムを作ることで解決しているが、熱収縮フィ
ルムの仕上り外観とその安定性を保持するためには不十
分である。
【0005】一方被装着物に熱収縮フィルムを装着する
ための熱収縮工程は近年多様化している。例えば湿熱工
程や乾熱工程、低温収縮工程、高速装着工程、及びそれ
らの組合せ工程が行われつつあり、従って、これらの時
には熱収縮フィルムにとって極めて厳しい収縮条件に対
して広範囲に対応できる熱収縮フィルムの技術発明が必
要とされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はポリエステル
系熱収縮フィルムに於て上記従来の技術の問題点を解決
するために、熱収縮によって密度減少が起こるフィルム
において、特に簡略化高速化された収縮条件にあっても
仕上り外観とその安定性を保持するポリエステル熱収縮
フィルムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の熱収縮ポリエス
テルフィルムは下記の構成を有するものである。 (1)共重合成分を含み、熱収縮することにより密度が
減少する熱収縮ポリエステルフィルム、好ましくは1方
向の熱収縮率が100℃に於て30%以上である熱収縮
ポリエステルフィルムであって、かつ2次転移が理想的
に終了したときのいずれかの方向で行った動的粘弾性測
定により得られる引張り貯蔵弾性率E’が1.00×1
8(dyne/cm2)以上である熱収縮ポリエステル
フィルム。 (2) 共重合成分を含み、熱収縮することにより密度
が減少する熱収縮ポリエステルフィルム、好ましくは1
方向の熱収縮率が100℃に於て30%以上である熱収
縮ポリエステルフィルムであって、かつ2次転移が理想
的に終了したときのいずれかの方向で行った動的粘弾性
測定により得られるせん断貯蔵弾性率G’が3.00×
107(dyne/cm2)以上である熱収縮ポリエステ
ルフィルム。 (3)モノマー成分として、テレフタル酸及びエチレン
グリコールを含むとともに、少なくとも、ネオペンチル
グリコール、ビスフェノール系化合物、2,6−ナフタ
レンジカルボン酸、シクロヘキサンジメタノールから選
ばれる1種以上のモノマー、および1,4−ブタンジオ
ール、アジピン酸、セバチン酸から選ばれる1種以上の
モノマーを含有するポリエステル樹脂組成物からなる
(1)または(2)に記載の熱収縮ポリエステルフィル
ム。 (4)ポリエチレンテレフタレートと、モノマー成分と
して、ネオペンチルグリコール、ビスフェノール系化合
物、2,6−ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサン
ジメタノールから選ばれる1種以上のモノマーを含有す
るポリエステルと、およびモノマー成分として、1,4
−ブタンジオール、アジピン酸、セバチン酸から選ばれ
る1種以上のモノマーを含有するポリエステルとを主と
して含有するポリエステル樹脂組成物からなる(1)ま
たは(2)に記載の熱収縮ポリエステルフィルム。
【0008】なお、本発明においてフィルムは所謂シー
トを含む。
【0009】上記(1)、(2)の単独の性質を有する
もしくは(1)、(2)の両方の性質を有する本発明の
熱収縮ポリエステルフィルムは、収縮後の仕上り外観及
びその安定性に優れる。
【0010】本発明において、2次転移が理想的に終了
したときのいずれかの方向で行った動的粘弾性測定によ
り得られる引張り貯蔵弾性率E’、およびせん断貯蔵弾
性率G’は下記のように定義される。即ち、測定された
貯蔵弾性率E’又は貯蔵剛性率G’を横軸に、損失弾性
率E”又は損失剛性率G”を縦軸にプロットする。この
とき縦軸のフルスケールを横軸のフルスケールより1桁
小さくとり、リニアスケールにてプロットし、温度が低
い順に結んでグラフとする。曲線全体を眺めて右側が低
温側、左側が高温側であり、大きな上に凸状の山部が2
次転移である。そして山部の左側裾部のうち損失弾性率
E”又は損失剛性率G”の最大値の1/2以下の連続単
調変化部分をできるだけ下の傾きの急な部分で直線近似
し、横軸である貯蔵弾性率E’又は貯蔵剛性率G’の軸
におろした切片を2次転移が理想的に終了した点とし、
2次転移が理想的に終了したときのいずれかの方向で行
った動的粘弾性測定により得られる引張り貯蔵弾性率
E’又はせん断貯蔵弾性率G’とする。図1、図5〜8
にグラフの例を示す。
【0011】本発明の熱収縮ポリエステルフィルム(以
下、フィルムと略することもある。)は、上記物性を満
たすのであれば、その構成成分、構造、製造法は特に限
定されないが、その実現手段として、ポリエステル樹脂
組成物の結晶状態、その分布、分子量、主鎖への分枝鎖
の導入、架橋状態、分子鎖のからまりの程度、2種以上
の樹脂や構成成分を含有する場合の混合状態の制御等を
有効に利用できる。このような熱収縮性ポリエステルフ
ィルムは、構成成分の設定の他に、例えばその構成素材
であるポリエステルに、ポリエステル〜メラミンやエポ
キシ〜ポリアミド、ウレタン架橋のような架橋構造の導
入、結晶性、非晶性、半結晶性のポリマーの混合又は共
重合、これらの熱処理、フィラーの添加、あるいは、フ
ィルムの延伸等による配向処理、適切な熱固定を施す等
により得ることができる。図1、図5、図6に上記の様
な制御により、引張り貯蔵弾性率E’又はせん断貯蔵弾
性率G’が変化する側定例を示す。
【0012】なお、図1はポリエチレンナフタレートの
未延伸フィルム、図5は曲線が後述の実施例2で使用
するcoPEs−Aの未延伸フィルム、曲線が後述の
実施例1で使用するNPG−coPETと前記coPE
s−Aを重量比で50:50に配合した樹脂の未延伸フ
ィルム、曲線が前記の未延伸フィルムを熱処理後急
冷したもの、図6は、後述の実施例1で使用するSA−
coPETの未延伸フィルムを熱処理したもの、に関す
る測定結果である。なお、参考例として、図7、図8を
示す。図7はポリウレタンとニトロセルロースを重量比
で65:35に配合し、さらに酸化鉄を70重量%にな
るよう添加し乾燥した樹脂のフィルム(それぞれ曲線
は、酸化鉄粒子の分散状態が異なる)、図8はポリウレ
タンにカーボンブラックを30重量%となるよう配合
し、乾燥した樹脂のフィルム、に関する測定結果であ
る。
【0013】本発明の熱収縮ポリエステルフィルムを形
成する素材であるポリエステル樹脂組成物は、主として
ジカルボン酸成分とジオール成分によって構成されたポ
リエステルからなる。
【0014】上記ジカルボン酸成分としてはエチレンテ
レフタレートユニットを構成するテレフタル酸の他、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
カルボン酸のいずれもが用いられ得る。芳香族ジカルボ
ン酸としては、イソフタル酸、オルトフタル酸、5−t
ert−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
などがある。脂肪族ジカルボン酸としては、シュウ酸、
マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼラ
イン酸、セバチン酸、ピメリン酸、スべリン酸、ウンデ
カン酸、ドデカンジカルボン酸、ブラシリン酸、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、
4,4’−ジカルボキシシクロヘキサンおよびその置換
体などがある。
【0015】上記ジオール成分としては、ポリエチレン
テレフタレートユニットを構成するエチレングリコール
があり、この他に脂肪族ジオール、脂環式ジオールおよ
び芳香族ジオールのいずれもが用いられ得る。脂肪族ジ
オールとしては、ジエチレングリコール、プロピレング
リコール、ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、1,10−デカンジオール、ネオペンチルグリコー
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
がある。脂環式ジオールとしては、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
ルなどがある。芳香族ジカルボン酸としては、2,2−
ビス(4’−β−ヒドロキシジエトキシフェニル)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
サイド付加物;キシリレングリコール、ポリエチレング
リコールやポリプロピレングリコール等のポリアルキレ
ングリコールなどがある。
【0016】本発明に用いるポリエステルは、通常、一
種以上の酸成分および/または一種以上のジオール成分
を組み合わせて含有することが好ましく、そのことによ
って熱収縮性フィルムとしての特性が改良され得る。組
み合わせて用いられるモノマー成分の種類およびそれら
のモノマー比率は、所望のフィルム特性、経済性などに
基づいて適宜設定される。
【0017】本発明の熱収縮ポリエステルフィルムを形
成するためのポリエステル樹脂組成物は、主として上記
のような1種または2種以上のポリエステルから構成さ
れる。好ましくは、モノマー成分として、テレフタル酸
及びエチレングリコールを含むとともに、少なくとも、
ネオペンチルグリコール、ビスフェノール系化合物、
2,6−ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジメ
タノールから選ばれる1種以上のモノマー、および1,
4−ブタンジオール、アジピン酸、セバチン酸から選ば
れる1種以上のモノマーを含有するのがよい。
【0018】また、ポリエチレンテレフタレートと、モ
ノマー成分として、ネオペンチルグリコール、ビスフェ
ノール系化合物、2,6−ナフタレンジカルボン酸、シ
クロヘキサンジメタノールから選ばれる1種以上のモノ
マーを含有するポリエステルと、およびモノマー成分と
して、1,4−ブタンジオール、アジピン酸、セバチン
酸から選ばれる1種以上のモノマーを含有するポリエス
テルとを主として含有するポリエステル樹脂組成物、即
ち3種のモノマー構成の異なるポリエステルからなるポ
リエステル樹脂組成物から形成されるものであると、異
なる樹脂特性を独立して制御するのに好適である。
【0019】本発明の熱収縮ポリエステルフィルムに用
いられるポリエステルの製造方法は、特に限定はなく、
従来公知の方法等により製造され得る。例えば、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;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が挙げられる。また、製造
は回分式および連続式のいずれの方法で行われてもよ
い。
【0020】本発明に用いられるポリエステル樹脂組成
物には、1種もしくはそれ以上のポリエステルが含有さ
れるが、2種以上である場合には、ジカルボン酸成分ま
たは/およびジオール成分が2種以上である共重合ポリ
エステルと、各成分がそれぞれ1種であるホモポリエス
テルのうち、本発明の作用が発現される範囲内で所望の
2種以上を選択してもよい。一般に共重合ポリエステル
は融点が低いため、乾燥時の取扱いが難しいなどの問題
があるので、ホモポリエステル(ポリエチレンテレフタ
レート、ポリエチレンナフタレート、ポリ(1,4−シ
クロヘキセンジメチレンテレフタレート)など)と共重
合ポリエステルとを混合して用いることが好ましい。
【0021】本発明に用いられるポリエステル樹脂組成
物には、上記ポリエステルの他に必要に応じて、本発明
の作用を阻害しない範囲で、各種の添加剤が含有され
る。添加剤としては、例えば、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;ポリプ
ロピレン、ポリスチレン、ポリメチルペンテン等のボイ
ド発現剤;帯電防止剤;老化防止剤;紫外線防止剤;着
色剤(塗料等);各種フィラー;各種顔料が挙げられ
る。中には本発明の作用を補強する添加剤も存在する。
【0022】本発明の熱収縮ポリエステルフィルムは、
上記ポリエステル樹脂組成物を、公知の方法(例えば、
押出法、カレンダー法)等によりフィルム状に成形する
ことによって得られる。フィルムの形状は、特に限定さ
れず、例えば平面状またはチューブ状であってよい。得
られたフィルムを、例えば、一軸方向のみに収縮させる
場合、後述の所定条件下において、所定の一方向(主延
伸方向)へ2.5倍から7.0倍、好ましくは3.0倍
から6.0倍の範囲に延伸し、該方向と直行する方向に
は1.0倍から2.0倍、好ましくは1.1倍から1.
8倍の範囲で延伸する。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われる。上記直角方向の延伸率
が2倍を越えると、主収縮方向と直行する方向への熱収
縮性が大きくなり過ぎ、熱収縮を行ったときの仕上がり
が波打ち状態に不均一となりやすい。
【0023】延伸方法としては特に限定されず、通常公
知の方法、例えば、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等により行うことがで
きる。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
み合わせにより行われ得る。上記2軸延伸では、縦横方
向の延伸は同時に行われてもよいが、どちらか一方を先
に行う逐次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。
【0024】好ましくは、上記延伸は、次のような工程
で行われる。例えば、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移温度(Tg)以上
の、例えばTg+80℃以下の温度で予熱を行う。主方
向延伸(主収縮方向)時に、上記温度範囲で予熱を行う
と、該方向と直行する方向の熱収縮を抑制することがで
きる。
【0025】これら延伸時には、ヒートセットが行われ
ることが望ましい。例えば、延伸を行った後に、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。このヒートセット処理により、任意に配
向を制御すると同時に材料中の結晶化の度合の制御も行
われる。そして結晶化の度合と分布によって、所望の物
性を適当に制御することができる。
【0026】本発明の熱収縮ポリエステルフィルムは、
高分子の動的粘弾性を考えるゆえに在る特異的現象を材
質中の固体構造を変えて制御することにより、所望の性
質を有するフィルムを得る。その裏付けは以下の通りで
ある。熱収縮フィルムの最も単純な粘弾性モデルとし
て、図2(a)に示すようなマックスウェルモデルとフ
ォクトモデルを直列につないだ4要素モデルを用いるこ
とができる。(例えば Wayne K.Shin.P
olymer Engineering and Sc
ience,July 1994,Vol 34,N
o.14.P1121〜1128.やM.Trznad
el,et.al.Polymer,1985,Vol
26,July.P1019〜1024.)
【0027】このモデルでは昇温することでダッシュポ
ットの粘性が下がる。この条件のもとに高温状態で4要
素モデルを延伸し急冷すると、フォクトモデル部のスプ
リングに、収縮するためのエネルギーが貯えられ固定さ
れる。この際マックスウェルモデル部のダッシュポット
も少し変位するため、これが延伸時のロスとなる。この
延伸された4要素モデルを再び延伸温度条件まで急昇温
するとフォクトモデル部のダッシュポットの粘性が急に
減少するためフォクトモデル部のスプリングが収縮す
る。自由端の収縮であればフォクトモデル部が収縮し切
れば収縮現象は終了であるが、実際には収縮しながらあ
る時点で被装着物に接触する。後は固定端の収縮(収縮
応力の緩和過程)となる。この緩和過程には主にマック
スウェルモデル部のダッシュポットも利いてくる。この
現象は一般に行われる収縮応力実験すなわち固定端とし
た収縮フィルムを温度ジャンプし、発生する収縮応力を
時間とともにプロットすることで測定できる。この収縮
応力実験に4要素モデルを適用するために、各素子定数
の値を収縮温度領域に於て収縮後のフィルムを用い見積
もった。短形波応力への応答歪みを測定するアルフレー
の方法によるマクスウェル部を見積もったもの、更に同
様の温度に於る熱収縮フィルム収縮率〜時間プロットを
行いフォクトモデル部を見積もったものが図2(b)で
ある。得られた値を表2に示す。この値を図3の式に代
入して収縮応力実験を半経験的に再現した結果および実
測値を図4に示す。結果として収縮斑を起こさず収縮後
の熱安定性の良いフィルムは半経験的に再現した収縮応
力の緩和が小さかったばかりでなく、実測値の緩和は更
に小さかった。この事は収縮斑を起こさないフィルムは
4要素モデルに於るマックスウェルモデル部のダッシュ
ポットの高温時での粘性挙動が小さいか又はダッシュポ
ット部に特別な力学的要素が関与して単純なダッシュポ
ットではなくなっていることを示している。
【0028】高分子を4要素モデルを含めた比較的簡単
な等価力学モデルに表現する方法は様々ある。本発明に
利用した方法は動的粘弾性測定で得られる貯蔵弾性率
(又は剛性率)と損失弾性率(又は剛性率又は粘性率)
をそれぞれ実数軸、虚数軸にプロットする方法である。
このプロットは誘電損測定に於るCole−Coleプ
ロットと類似のものであり、粘弾性研究分野では古くか
ら知られているものである。誘電損測定では実軸と虚軸
は測定周波数を媒介変数としているが、動的粘断性では
温度を媒介変数としている。ただし高分子科学の唱える
ところでは周波数と温度には1:1の換算則があるとい
われている。誘電損測定では被測定物の個性を表現する
ため円弧則、レムニスケイト則などが統一的に確立され
ているが、動的粘断性に於ては高分子の個性を表現する
方法は個別になされている。(例えばProgress
in Organic Coatings(11(1
983)139−165 A.Toussaint e
t L.Dhont)
【0029】上記の動的粘断性測定のプロットを熱収縮
ポリエステルフィルムに関して適用すると、ある種の収
縮斑を起さず仕上りを安定に保持するフィルムのプロッ
ト曲線は、大凡を占める上方に凸の曲線の裾部を延長し
た先が複素平面の原点を通らなかった。この事は4要素
モデルの再現実験で得られた結果であるマックスウェル
部のダッシュポットの粘性が大きく変形への寄与が小さ
いことに相等している。例えば上記文献のzenerモ
デルやbiparabolique limiteのモ
デルの特徴を有している。本発明の熱収縮性ポリエステ
ルフィルムは上述のモデルに類する。各パラメターの上
限に関しては、2次転移が理想的に終了したときの値
が、2次転移を起こす前の値(ガラス状態)の1/3以
下である必要があり、それより大きい場合は熱収縮挙動
そのものを阻害する。
【0030】熱収縮機能は、熱力学的2次転移の形を変
えた現象であるため、転移領域、特にその際中での高分
子の熱的、機械的挙動を把握し制御することが重要な鍵
となる。上記のような高分子の2次転移の開始と終了を
明確化する手法により、2次転移の挙動が熱収縮フィル
ムの仕上りやその安定性に適したものを半経験的にする
ことができる。
【0031】上記の2次転移挙動が収縮後の状態に及ぼ
す作用は下記の通りと考えられる。即ち、2次転移後半
のポリマー鎖の運動性が大きい領域でG’が大きいとい
う現象は例えばフィラーが多い系によく見られるが、こ
れは剪断に対してフィラー又はフィラー周辺のポリマー
も含めて、剛体や弾性体と同じような実数弾性を示すと
いうことであり、剪断という流動変形への実数としての
抵抗と見ることができる。このことはポリマー鎖の運動
により2次転移の熱転移を起こし収縮している際の腰の
強さとして機能し、結果として熱収縮の均等性を向上
し、収縮時の温度斑に影響されなくなると考えられる。
一方2次転移後半でのε’が大きい場合、熱収縮により
自ら生じた引張り応力に対し、一定量の実数弾性により
抗しているため、高速な収縮条件であっても部分的な過
度の収縮をおさえ、更に応力緩和の小さい安定した状態
となると考えられる。
【0032】以下に試験例および実施例を用いて本発明
を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定される
ものではない。 試験例 1.試験方法 (1)熱収縮率測定 実施例1〜5、比較例1〜3の熱収縮ポリエステルフィ
ルムについて、フィルムの収縮する方向を長辺とし、幅
15mmとなるよう切り出す。この長辺方向に200m
mの間隔に標線を記す。このサンプルを所定の温度のギ
ヤーオーブン中に保ち1分後に取り出し、標線間の距離
の変化量を測定する。この変化量の元の長さ(200m
m)に対する百分率を熱収縮率(%)とした。
【0033】(2)密度測定 実施例1〜5、比較例1〜3の熱収縮ポリエステルフィ
ルムについて、未加熱のものと、90℃のホットプレー
ト上で1分間加熱して熱収縮したものを、それぞれ3m
m角に切断したサンプルを10枚ずつ用意する。このサ
ンプルについてJIS K−7112に基づき硝酸カル
シウム溶液を用いた密度勾配管にて30℃にて密度を測
定した。
【0034】(3)動的粘弾性測定 実施例1〜5、比較例1〜3の熱収縮ポリエステルフィ
ルムについて、次のように動的粘弾性測定を行った。レ
オロジー社製 DVEレオスペクトラー DVE−V4
を用い、正弦波歪、連続加振、周波数110Hz、測定
温度−30℃〜150℃、昇温速度2℃/分を共通の条
件とする。引張りモード測定の場合、熱収縮フィルムの
MD方向か又はTD方向を長手方向として5mm×(2
0mm+つかみ代)に切り出し、引張り治具にとりつ
け、静荷重20g一定、振幅変位2μmで動的粘弾性の
測定を行った。剪断モード測定の場合、熱収縮フィルム
のMD方向か又はTD方向を長て方向として8mm×1
0mmに切り出したものを5枚重ねたものを2束用意
し、剪断治具にとりつけ、振幅変位0.2μmで測定を
行った。
【0035】得られた値について、貯蔵弾性率E’又は
貯蔵剛性率G’を横軸に、損失弾性率E”又は損失剛性
率G”を縦軸にプロットする。このとき縦軸のフルスケ
ールが横軸のフルスケールにより1桁小さくとり、リニ
アスケールにてプロットし、温度が低い順にむすんでグ
ラフとする。曲線全体を眺めて右方が低温側、左側が高
温側であり、大きな上に凸の山が2次転移である。そし
て上に凸の山の左側裾部のうち損失弾性率E”又は損失
剛性率G”の最大値の・以下の連続単調変化部分をでき
るだけ下の傾きの急な部分で直線近似し、横軸である貯
蔵弾性率E’又は貯蔵剛性率G’の軸におろした切片を
2次転移が理想的に終了した点として、引張り貯蔵弾性
率E’又はせん断貯蔵弾性率G’を求めた。
【0036】(4)収縮斑 実施例1〜5、比較例1〜3の熱収縮ポリエステルフィ
ルムについて、メタリック調裏印刷を施し円筒形にチュ
ーブ化した後、1.5lのPETボトルに被せ、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設定
は、仕上りにとって通常より厳しい条件である。乾熱式
130℃、5秒、1ゾーン、ボトル非回転で行った。仕
上り具合の判定として、目視により下記の基準に基づい
て収縮斑、色斑を観察した。 ◎:クレーター状斑が1サンプルにつき1個以下 ○:クレーター状斑が1サンプルにつき2〜3個 ×:クレーター状斑が1サンプルにつき4個以上
【0037】(5)ボイル処理 実施例1〜5、比較例1〜3の熱収縮ポリエステルフィ
ルムについて、フィルムを収縮ラベルとし、水を入れた
ボトルに被せ80℃の温湯中で収縮させる。これを再び
80℃の温湯中に30分間浸漬しラベルのタルミの状態
を目視にて判定した。これを10サンプルについて行
う。 ◎:タルミ、シワが10サンプル中0個 ○:タルミ、シワが10サンプル中1〜2個 ×:タルミ、シワが10サンプル中3個以上
【0038】2.試験結果 上記(1)〜(5)の試験結果を表1に示す。
【表1】
【0039】
【実施例】実施例1 ポリエチレンテレフタレート(PET)、グリコール成
分のうち30モル%ネオペンチルグリコールを共重合し
たコポリエチレンテレフタレート(NPGーcoPE
T)、ジカルボン酸のうち52モル%セバチン酸を共重
合したコポリエチレンテレフタレート(SA−coPE
T)をそれぞれ5:85:10の重量比で混合し、平均
粒径2.4μmのシリカを0.05重量部含有したポリ
エステル樹脂組成物を用い、290℃で溶融押出しし、
厚さ190μmのシートを得た。この未延伸シートを1
20℃で6秒間予熱した後70℃の温度に於て所定の一
方向に4.8倍に延伸した。延伸後、緊張状態を保ちな
がら93℃にて5秒間ヒートセットを行った後40℃に
冷却し、厚さ40μmの熱収縮ポリエステルフィルムを
得た。
【0040】実施例2 SA−coPETにかえて、ジカルボン酸成分としてテ
レフタル酸65モル%、イソフタル酸10モル%、アジ
ピン酸25モル%、グリコール成分として1,4−ブタ
ンジオール100モル%を用い重縮合したポリエステル
(coPEs−A)を用いた以外は全て実施例1と同様
にして、厚さ40μmの熱収縮ポリエステルフィルムを
得た。
【0041】実施例3 NPGーcoPETにかえて、グリコール成分としてシ
クロヘキサンジメタノールを35モル%となるよう共重
合したポリエチレンテレフタレート(CHDM−coP
ET)を用いた以外は全て実施例1と同様にして、厚さ
40μmの熱収縮ポリエステルフィルムを得た。
【0042】実施例4 NPGーcoPETにかえて、CHDM−coPETを
用い、ヒートセット温度を92℃とした以外は全て実施
例2と同様にして、厚さ40μmの熱収縮ポリエステル
フィルムを得た。
【0043】実施例5 ヒートセット温度を70℃にした以外は実施例1と同様
にして、厚さ40μmの熱収縮ポリエステルフィルムを
得た。
【0044】比較例1、2 ヒートセット温度を20℃にした以外は実施例1、2と
同様にして、厚さ40μmの熱収縮ポリエステルフィル
ムを得た。
【0045】比較例3 用いるポリエステル原料にNPG−coPETのみを用
いヒートセット温度を40℃とした以外は、全て実施例
1と同様にして、厚さ40μmの熱収縮ポリエステルフ
ィルムを得た。
【0046】
【発明の効果】本実施例の熱収縮ポリエステルフィルム
は、特に厳しい短時間の収縮条件に於ても収縮斑が少な
く、ボトル等への収縮装着後のボイル処理や内容物の高
温充填等の高温条件下での耐熱性に優れ、美麗な仕上が
り外観を安定して保持する。従って、被覆、結束、外装
等の用途に好適に用いられる。
【0047】
【表2】
【図面の簡単な説明】
【図1】 ポリエチレンナフタレートの未延伸フィルム
について、動的粘弾性測定により得られる貯蔵剛性率
G’、損失剛性率G’’の測定例を示す図である(2次
転移が理想的に終了したときの動的粘弾性測定により得
られるせん断貯蔵弾性率G’を算出するための図であ
る)。
【図2】 (a)は、熱収縮フィルムの粘弾性モデルと
しての4要素モデルを示す図、(b)は各素子定数の値
を収縮温度領域に於て収縮後のフィルムを用いた見積り
である。
【図3】熱収縮応力の発生モデルを示す図である。
【図4】 図3のモデルを用いて収縮応力実験を半経験
的に再現した結果および実測値のグラフである。
【図5】動的粘弾性測定により得られる貯蔵剛性率
G’、損失剛性率G’’の他の測定例を示す図である。
【図6】 動的粘弾性測定により得られる貯蔵剛性率
G’、損失剛性率G’’の他の測定例を示す図である。
【図7】 動的粘弾性測定により得られる貯蔵弾性率
E’、損失弾性率E’’の測定例を示す参考図である。
【図8】 動的粘弾性測定により得られる貯蔵弾性率
E’、損失弾性率E’’の測定例を示す参考図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B29K 67:00 105:02 B29L 7:00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 共重合成分を含み、熱収縮することによ
    り密度が減少する熱収縮ポリエステルフィルムであっ
    て、かつ2次転移が理想的に終了したときの動的粘弾性
    測定により得られる引張り貯蔵弾性率E’が1.00×
    108(dyne/cm2)以上である熱収縮ポリエステ
    ルフィルム。
  2. 【請求項2】 共重合成分を含み、熱収縮することによ
    り密度が減少する熱収縮ポリエステルフィルムであっ
    て、かつ2次転移が理想的に終了したときの動的粘弾性
    測定により得られるせん断貯蔵弾性率G’が3.00×
    107(dyne/cm2)以上である熱収縮ポリエステ
    ルフィルム。
  3. 【請求項3】 モノマー成分として、テレフタル酸及び
    エチレングリコールを含むとともに、少なくとも、ネオ
    ペンチルグリコール、ビスフェノール系化合物、2,6
    −ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジメタノー
    ルから選ばれる1種以上のモノマー、および1,4−ブ
    タンジオール、アジピン酸、セバチン酸から選ばれる1
    種以上のモノマーを含有するポリエステル樹脂組成物か
    らなることを特徴とする請求項1または2に記載の熱収
    縮ポリエステルフィルム。
  4. 【請求項4】 ポリエチレンテレフタレートと、モノマ
    ー成分として、ネオペンチルグリコール、ビスフェノー
    ル系化合物、2,6−ナフタレンジカルボン酸、シクロ
    ヘキサンジメタノールから選ばれる1種以上のモノマー
    を含有するポリエステルと、およびモノマー成分とし
    て、1,4−ブタンジオール、アジピン酸、セバチン酸
    から選ばれる1種以上のモノマーを含有するポリエステ
    ルとを主として含有するポリエステル樹脂組成物からな
    ることを特徴とする請求項1または2に記載の熱収縮ポ
    リエステルフィルム。
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