JPS6164430A - 熱収縮性ポリエステルフイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、シュリンク包装適性に優れた熱収縮性ポリエ
ステルフィルムに関し、就中中軽量物又は直接消費音向
けの個装あるいは集積包装等のツユリンク用包材として
最適な熱収縮性ポリエステルフィルムに関するものであ
る。

（従来技術） ポリエチレンテレフタレートに代表される従来のポリエ
ステル系熱収縮フィルムは、機械的、光学的特性に潰れ
ると共に高度な耐熱性を有するためにシュリンク用包材
への応用が有望視され、既に一部で実用化されているか
、その現状をみるとポリエチレンテレフタレートの高い
配向結晶性か災いしてンユリンク包装上必ずし乙好適で
ない数多くの問題を有している。

即ち、ポリエチレンテレフタレートの如き、結晶性樹脂
は、その製膜過程、例えばフィルム延伸初期において分
子の配向と同時に急激な結晶化が起るために、この配向
結晶化に起因して、得られるフィルムの低温収縮性か阻
害されるのみならず、ヒートンール性も著しく低下する
。しかして、かかる延伸時に配向結晶化か進行したポリ
エステルフィルムを用いてシュリンク包装すると、収縮
性が不充分なために、収縮むらを起して一部にンワが残
ったりあるいはいわゆるドッグイヤーか大きいという外
観上の問題に加えて、元来ポリエチレンテレフタレート
はその収縮応力が他の樹脂に比べて極めて強いという特
性に相反するかの如くシール強度が弱いために、シール
切れが発生しやすいという致命的な問題を有するなど、
ンユリンク用包材として決して満足できるものでなかっ
たのである。一方、かかるポリエステル系熱収縮フィル
ムの低温収縮性とシール強度を改善するために、エチレ
ングリコールの一部をンクロヘキサンノメタノールで変
性したコポリエステル原料を用いる方法が、例えば特開
昭５７−４２７２６号公報及び特開昭５８−６４９５８
号公報に紹介されている。しかしながら、これらシクロ
ヘキサンジメタノール変性コポリエステルは非品性かあ
るいはそれに近い性質である関係上、延伸時における配
向結晶化がほとんど期待できず、従って、得られる熱収
縮性フィルムは低温収縮性とシール強度においては優れ
ているものの、ポリエステル本来の例えば機械的強度、
耐熱性更にはシュリンク包装後の結束力等の特性か失わ
れるばかりか、特に該フィルムをチューブラ−法によっ
て製造する場合には延伸性の悪化がはなはだしく、安定
した生産が極めて困難であるなど、この場合ら実用性と
いう点からみると必ずしも好適でない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、かかる従来のポリエステル系熱収縮フィルム
にみられるンユリンク用包材としての不都合な性質を改
善しようとするものであり、具体的には機械的、光学的
特性並びに結束力等に関するポリエステル本来の特性を
損なうことなく優れた低温収縮性とシール強度を有する
というシュリンク用包材としてこの上ない諸性質を兼備
し、かつ製膜安定性の点でも極めて良好であるような熱
収縮性ポリエステルフィルムを得ようとするものである
。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、これら問題点の解決を図るべく具体的な
手段として、ポリエチレンテレフタレートの高い結晶性
に基づく結晶構造とシクロヘキサンジメタノール変性コ
ポリエステルの非晶構造とを同一面内に混在させれば、
両者の特性が極めて合理的に導き出されることに着目し
、しかもこうして得られる熱収縮性ポリエステルフィル
ムの熱収縮率及び溶断シール強度と熱収縮応力との関係
をある特定の範囲に限定したものか、ンユリンク用包材
として極めて適していることを見出し本発明を完成した
。

即ち、本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムは、ポリ
エチレンテレフタレート３０乃至９０重量％とシクロヘ
キサンノメタノール変性コポリエステルＩＯ乃至７０重
量％との混合物からなり、かつ該ポリエステルフィルム
の８０℃熱水′中での収縮率が長手及び幅方向の少なく
ともいづれか一方に３０％以上で、しから溶断シール強
度と熱収縮応力との間に下記（１）式が満足されてなる
ことを特徴とする。

１０≦α／β≦５０・・・（１） 但しα；厚さ１２ミクロンの時の溶断シール強度（ｇ／
　ｌ　５　ｎａ＋） β；８０℃熱水中での熱収縮応力 （ｋｇ／ｃｍ２） （作　用） 本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムは、ポリエチレ
ンテレフタレート３０乃至９０重量％に対してシクロヘ
キサンジメタノール変性コポリエステル（以下単にコポ
リエステルと称す）か１０乃至７０重量％の割合で混合
された組成物からなる。

ポリエチレンテレフタレートに対するコボリエステルの
混合割合が１０重量％未満の場合は、低温収縮性と溶断
シール強度の改善効果が少なく、従って熱収縮率及び溶
断シール強度と熱収縮応力等に関する本発明の範囲を満
足させることができないのであり、また一方コポリエス
テルの混合割合が７０重量％を超えると低温収縮性と溶
断ンール強度は改善されるものの、ポリエステル本来の
機械的強度、熱収縮応力、耐熱性等の特性が失われて、
最早シュリンク用包材としての優れた諸性質を兼備し得
ないばかりか、特に該フィルムをチューブラ−法によっ
て延伸製膜する場合には、延伸性の悪化がはなはだしく
安定した生産が出来ないのである。

ここでコポリエステルの混合割合が７０重量％を超える
と延伸性が著しく悪化するのは、おそらく次の理由によ
るものと推察される。

即ち、延伸過程でのフィルム張力（γ）がバブル内ガス
圧を（ｐ）、フィルム厚みを（ｔ）、バブル半径を（ｒ
）とした時、γ＝ｒｐ／ｌなる関係式で示されるチュー
ブラ−延伸法においては、延伸中たえずフィルム張力が
変化するので、延伸性の良否はフィルムの配向結晶性に
依存するところが大きく、例えばポリエチレンテレフタ
レートの如き結晶性を有するフィルムでは、延伸中フィ
ルム張力が増大しても、同時にフィルム強度も配向結晶
化によって高められることから両者がバランスしやすく
、従って比較的安定した形状を保って延伸されるのであ
る。

ところがこれに対して、ポリエチレンテレフタレートに
対するコポリエステルの混合割合が７０重量％を超える
と、延伸過程での配向結晶化があまり期待できない関係
上、フィルム張力の増大に対してフィルム強度が追随で
きず、その結果バブルがパンクしたり、あるいはバブル
の一部が他の部分より僅かでも薄くなると以後その部分
が優先的に膨張を続けてその結果バブルがいびつになっ
たりして、そのために安定した延伸ができなくなるので
はないかと推量されるのである。

尚、本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムに配合され
るコポリエステルは酸成分がテレフタル酸、ジオール成
分が５０乃至９０モル％のエチレングリコールとｌＯ乃
至５０モル％の１．４−シクロヘキサンジメタノールか
らなるものが好適である。該コポリエステルを形成する
共重合成分としてのシクロヘキサンジメタノールがエチ
レングリクールに対して１０モル％未満になると、得ら
れる熱収縮性ポリエステルフィルムには低温収縮性と高
い溶断シール強度が期待できなくなり、また一方シクロ
ヘキサンジメタノールが５０モル％を超えると、フィル
ム製造工程、例えば原料の乾燥あるいは移送時等におい
て加熱によるコポリエステルの粘着性が著しくなる結果
、原料相互が付着して均一な分散、移送が出来なくなる
など敗多くの問題が派生して実用性に乏しくなるのであ
る。

本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムを構成するポリ
エチレンテレフタレート及びコポリエステルには、もち
ろんそれらの性質を大きく変えない範囲内で第３、第４
の例えばイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸等の酸
あるいは１．４−テトラメチレングリコール、１．６−
へキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等
のジオール成分を共重合させてもよく、また必要に応じ
て種々の添加剤、例えば滑剤、着色剤、酸化防止剤、紫
外線吸収剤、帯電防止剤等を適宜添加することらでき、
更に該熱収縮性ポリエステルフィルムの片面あるいは両
面には印刷または帯電防止、紫外線劣化防止、接着性向
上、バリヤー性向上等を目的とした種々の塗料をコーテ
ィングしたものであっても何らさしつかえないことはい
うまでもない。

本発明のシュリンク包装適性に優れた熱収縮性ポリエス
テルフィルムはまた、８０℃熱水中での熱収縮率が長手
方向及び幅方向の少なくともいづれか一方に３０％以上
で、且つ溶断シール強度と熱収縮応力の比が下記（１）
式を満足する必要があり、これら熱収縮率及び溶断シー
ル強度と熱収縮応力等の関係は本発明の目的を達成する
上で不可欠のものである。

ＩＯ≦α／β≦５０・・・（１） 但しα：厚さ１２ミクロンの時の溶断シール強度（ｇ／
　１５　ｍｍ） β：８０℃熱水中での熱収縮応力 （ｋｇ／ｃｍ’） 本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムにおいて、８０
℃熱水中での収縮率が長手方向及び幅方向の少なくとも
いづれか一方に３０％以上であるという要件は、これま
でこの種の収縮用包材の中で最も低温収縮性に優れてい
ると言われてきたポリ塩化ビニル系熱収縮フィルムの収
縮特性にも匹敵するものであり、かかる本発明の収縮率
に関する要件を満足しない限り、最早低温収縮性による
利点、例えばトンネル装置における熱源コストの低減化
あるいはシュリンク包装の高速化といった数々の利点が
失われるばかりか、シュリンクトンネル装置の加熱条件
をいかに操作してみても完全に収縮むらを消すととか出
来ず、従って包装外観面での訴求効果も著しく損なわれ
ることとなる。

また、本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムにおいて
、溶断シール強度と熱収縮応力との関係はシュリンク包
装後のシール部分の仕上り状態並びに結束力を決定付け
る上で極めて重要な要件である。

即ち、本発明者等は前記従来のポリエチレンテレフタレ
ートよりなる熱収縮性フィルムにおいて、シュリンク包
装時のシール切れがシール強度と熱収縮応力のアンバラ
ンスによって引き起こされているとの推論から、これら
両者の関係についてあらゆる角度から分析検討を加えた
結果、ポリエステル特有の結束力を保持しつつツユリン
ク包装時のシール切れを回避するには、強い熱収縮応力
が期待できるポリエチレンテレフタレートとシール強度
の改善に有効なコポリエステルを同一面内にて混在させ
、しかもこうして得られるフィルムの溶断ソール強度と
熱収縮応力との間にある特定の条件を満足させることが
不可欠であるとの結論に到達したものであり、従ってこ
れら溶断シール強度と熱収縮応力の関係が前記（１）式
に示す本発明の範囲から逸脱すると、シュリンク包装時
にシール切れが発生しやす（なったりあるいは結束力が
乏しいという不都合な事態が生起して、本発明の目的を
完遂し得なくなるのである。

尚、本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムにおいて、
溶断シール強度と熱収縮応力との間に前記（１）式の関
係を満足させるには、ポリエチレンテレフタレートとコ
ポリエステルの混合割合あるいはコポリエステル中のシ
クロヘキサンジメタノールの共重合比率を適宜選択すれ
ばよいことは既に明らかである。

（実施例） 以下、本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明する
が、本発明は勿論これらの例に限定されるものではない
。尚、本実施例の熱収縮性ポリエステルフィルムについ
て行った物性の測定法及び評価方法は次の如くである。

ｌ）押出し、延伸性の評価 原料の乾燥から押出しに至る工程及び延伸工程でのトラ
ブル発生状況を評価したもので、押出、延伸共にトラブ
ルらなく安定して製膜できたものを（０）、押出しある
いは延伸工程のいづれかでトラブルが発生したものを（
×）とした。

２）引張り強度（ｋｇ／ｃｍ２） ＪＩＳＣ２３１８に準する方法で測定した。

３）熱収縮率（％） フィルムの長手方向と平行になるように縦、横共１００
＋ｎ＋＋＋の正方形に切り取った試料フィルムを８０℃
熱水中に３０秒間浸漬し、次式により長手及び幅方向の
熱収縮率を算出した。

但しＡは浸漬後の縦あるいは横方向の 長さく単位ｍｍ）を示す。

４）溶断シール強度（ｇ／　１５　ｍｍ）厚さ［２ミク
ロンの熱収縮性ポリエステルフィルムを二枚重ね合せた
状態で溶断シール＠（富士製作所製、ＰＳＣ−３１０Ｅ
型）によりヒートシールした後、シール部の剥離強度（
ｇ／１５ｍｍ）を測定した。

溶断シール条件；電圧＝ｌＯ（ＩＶ、電流−３，８Ａ、
通電時間＝約０．８秒、ヒート線の太さ＝約０．５５ｍ
ｍφ 尚、フィルム厚みが１２ミクロン以外の場合は本発明者
等の行った試験データから、次の式により概略の換算値
を求めた。

厚さ１２ミクロンの時の溶断シール強度＝但しＴ：厚み
ｔ（単位ミクロン）の時の溶断シール強度（ｇ／　１５
１ｎ） ５）熱収縮応力（ｋｇ／　ａｍ’） 巾１５ａ＋ｍ、長さ５０ｍｍに採取した試料フィルムを
間隔３０ｍｌ１１に設定した上下のチャツレに装着した
後、８０℃熱水中に３０秒間浸漬し、その間の最大収縮
応力を熱収縮応力（単位ｋｇ／ａｍ’）とした。

６）収縮包装による評価 １）　シュリンクトンネルの適正温度 トンネル内通過時間を１０秒に設定したトンネル装置を
用いて市販の缶ジュース（３木組）をンユリンク包装し
た。その際、包“装置に比較的良好な仕上り状態を与え
るに必要な最低の温度を適正温度とした。

ｉｉ）　　シール状態 上記適正温度でシュリンク包装した時、シール切れが全
く発生しなかったものを（Ｏ）、シール切れが発生した
ものを（×）とした。

１１１）結束力 上記、適正温度でシュリンク包装した時、缶ジュースを
強固に結束し得たものを（Ｏ）、結束力が不充分であっ
たものを（×）とした。

（実施例１〜３、比較例１〜３） ポリエチレンテレフタレートと、ジオール成分中の約２
０モル％が１．４−シクロヘキサンジメタノールで変性
されたコポリエステｔとを種々の割合で混合した原料を
、２４０乃至２９０℃の温度で溶融押出して厚さ２１Ｏ
ミクロンの無定形チューブを得た。この無定形チューブ
を更に８５℃の温度に加熱下、圧縮空気を用いて長手方
向に３．５倍、幅方向に４゜０倍それぞれ同時延伸した
後、１１０℃の温度で熱固定して厚さ１５ミクロンの熱
収縮ポリエステルフィルムを得た。

これら熱収縮性ポリエステルフィルムの諸物性を第１表
に示したが、同表からポリエチレンテレフタレートとコ
ポリエステルとの混合比、熱収縮率、溶断シール強度と
熱収縮応力の関係等が本発明範囲内にあるもの−は、安
定した押出し延伸が可能であるほか、シュリンクトンネ
ルの適正温度が低く経済的で、しかもシュリンク包装時
のシール切れが全くなく、結束力の点でも優れているこ
とが確認された。

（実施例４〜５、比較例４〜６） ポリエチレンテレフタレートと、ジオール成分中の約４
０モル％が１．４−シクロヘキサンジメタノールで変成
されたコポリエステルとを種々の割合で混合した原料を
２２０乃至２８５℃の温度で溶融押出して厚さ７０ミク
ロンの無定形チューブを得た。この無定形チューブを通
常の延伸機により８０℃で長手方向に２．０倍、幅方向
に３．９倍それぞれ同時延伸した後、１００℃の温度で
熱固定して厚さ９ミクロンの熱収縮性ポリエステルフィ
ルムを得た。

これら熱収縮性ポリエステルフィルムの諸物性を第２表
に示したが、同表からポリエチレンテレフタレートとコ
ポリエステルとの混合比、熱収縮率、溶断シール強度と
熱収縮応力の関係等が本発明の範囲内にあるものは、安
定した押出し、延伸が可能であるほか、シュリンクトン
ネルの適正温度が低く経済的で、しかもシュリンク包装
時のシール切れが全くなく結束力の点でも優れているこ
とが確認された。

（実施例６〜７、比較例７〜８） ポリエチレンテレフタレート６０重量％に対して、ジオ
ール成分中の１．４−シクロヘキサンジメタノールの共
重合比率を種々変えたコポリエステルを４０重量％配合
してなる原料を２８０℃の温度で溶融押出して厚さ２０
０ミクロンの無定形チューブを得た。この無定形チュー
ブを通常の延伸機により８５℃で長手方向に４．０倍、
幅方向に４．１倍それぞれ同時延伸した後、１０５℃の
温度で熱固定して厚さ１２ミクロンの熱収縮性ポリエス
テルフィルムを得た。　　　　　゛ これら熱収縮性ポリエステルフィルムの諸物性を第３表
に示したが、同表からコポリエステル中、　　の１．４
−シクロヘキサンジメタノールの共重合比率、熱収縮率
、溶断シール強度と熱収縮応力の関係等が本発明の範囲
内にあるものは、安定した押出し、延伸が可能であるほ
か、シュリンクトンネルの適正温度か低く経済的で、し
かもシュリンク包装時のシール切れが全く結束力の点で
ら優れていることが確認された。

（発明の効果） 以上の如く、本発明の熱収縮性ポリエステルフィルムは
、これまでこの種のフィルムでは到底持ち合わせること
のできなかった、例えば低温収縮性、シール強度、結束
力、機械的強度、耐熱性等に関するシュリンク用包材と
して欠くことのできない諸性質を兼備したものであるた
め、収縮を要する包装分野への広い応用が期待でき、そ
の実用的価値は極めて多大である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリエチレンテレフタレート３０乃至９０重量％と
   シクロヘキサンジメタノール変性コポリエステル１０乃
   至７０重量％との混合物からなり、且つ該ポリエステル
   フィルムの８０℃熱水中での熱収縮率が長手方向及び幅
   方向の少なくともいづれか一方に３０％以上であること
   、及び溶断シール強度と熱収縮応力の比が下記（１）式
   を満足することを特徴とする熱収縮性ポリエステルフィ
   ルム。 １０≦α／β≦５０・・・・（１） 但しα；厚さ１２ミクロンの時の溶断シール強度（ｇ／
   １．５ｍｍ） β：８０℃熱水中での熱収縮応力 （ｋｇ／ｃｍ＾２） ２、シクロヘキサンジメタノール変性コポリエステルが
   酸成分としてテレフタル酸、ジオール成分として５０乃
   至９０モル％のエチレングリコールと１０乃至５０モル
   ％の１．４−シクロヘキサンジメタノールからなるコポ
   リエステルである特許請求の範囲第１項記載の熱収縮性
   ポリエステルフィルム。