JPS63156833A - 熱収縮性ポリエステル系フイルム - 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） 本発明は被覆用或は結束用等の包装材料分野において特
に好適な特性を発揮する熱収縮性ポリエステル系フィル
ム（シートを含む。以下同じ）に関するものである。

（従来の技術） 熱収縮性プラスチックフィルムを素材として形成される
チューブ状体は、例えば容器、瓶（プラスチックボトル
を含む）、缶棒状物（パイプ、棒。

木材、各種棒状体）等（以下容器類と略す）の被覆用或
は結束用として、特に、これ等のキャップ、肩部、胴部
等の一部又は全ＷＪを被覆し、標示、保護、結束、商品
価値向上等を目的として用いられる他１箱、瓶、板、棒
、ノート等のような集積包装或はスキンバックのように
被包装物に密着させて包装する分野等において広く使用
されておシ、収縮性及び収縮応力を利用した用途展開が
期待される。

従来上記用途にはポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ
エチレン、塩酸ゴム等の熱収縮性フィルムを用い、これ
をチューブ状体にしてから前記容器類にかぶせたり、集
積包装して熱収縮させていた口 しかしこれらのフィルムは耐熱性が乏しく、ボイル処理
やレトルト処理をすると溶融又は破裂してフィルム状体
を維持することができないという欠点があった。

更に印刷の必要な用途ではインクの転移不良によル印刷
ピンホーμ（フィルム内の添加剤やポリマーのゲル状物
によるフィッシュアイに基づく微小凹凸）の発生が見ら
れたり、仮にうまく印刷できたとしてもその後にフィル
ムが収に７ｊ　（常温状りを起こして印刷ピッチに寸法
変化をきたすという問題もあった。これに対しポリエス
テル系熱収縮フィルムを用いるチューブは、これまでに
も試行的には作られたことはあるが、希望方向への熱収
稲率を十分に高くすることができなかったシ、又上記方
向と直交する方向への熱収縮を小さくすることができな
いという問題があり、前記用途への展開は困難であった
。

（発明が解決しようとする問題点） ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン等の汎用
熱収縮性フィルムを使う上記従来技術には、以下述べる
様な問題点がある。

（ａ）完全に近い一軸収縮性の欠除 一方向に大きい収縮性を有する一方、これと直角方向に
は全く収縮しないことが理想とされる様な用途において
は上記従来フィルムは全く不向きである。例えば横方向
に収縮させてボトル表面に収縮ラベルをつける場合を考
えると。

ラベルの縦方向即ちボトルの上下方向に収縮することは
、所定の位置にラベμが米ずにラベルが縮み上がること
を意味し外観不良を招く。これを防止するには縦方向の
収縮を小さくしなければならないが、この目的の為に単
純にフィルムを横方向にのみ配向させたとすると、高分
子化学物質の性質上の常識から直ちに理解される様に引
裂は易く、またフィブリン化しやすくなる為強度も＠９
くなる。特にポ）／ｌ／が落下する場合は縦方向の強度
が破瓶防止上重要であることを考え合わせると単純な一
方向延伸は良い方法とは言えない。又その他の用途でも
耐衝撃性がないと使用できない場合が多く存在する。

この様なところから、ある特定の温度領域で極めて小さ
い収縮性を有する反面、その直角方向には充分大きい収
縮性を有する様なフィルムの開発が望まれるのである。

（ｂ）耐熱性の不足 前記従来フィルムはいずれも高温のボイル処理やし）／
ｌ／）処理に耐えることができず、殺菌処理には不適当
なフィルムである。例えばレトルト処理を行なうと、前
記従来フィルムは処理中に破壊、破裂し、全ての機能が
失なわれる。

従ってボイル処理やし）／レト処理に耐え得る熱収ｉｉ
フィルムの提供が望まれている。

（Ｃ）印刷性の不良 ハーフトーン印刷によるビンホールノ発生。

広範囲な各種インクとの接着性等に関し、上記従来フィ
ルムはそれぞれ固有の欠点を有する。

例えはポリ塩化ビニ）Ｖではゲル状物によるインクピン
ホーｐが発生し易く、連続的なチューブ加工では、長尺
フィルムの途中にピンホーρが存在することになる。こ
れを自動ヲベリングマシンに供給した場合ピンホーｐを
残したまま製品化されてしまうので、最終的に全品検査
を行なわなければならず、その労力と抜取りによる再加
工等によシ、実稼動率が著しく低下する。

このピンホール欠陥を印刷終了後の段階で検査して除去
しようとすれば、カット後再び連続フィルム状に戻すこ
とになり接着テープで継ぐ必要が生じる。その為継目が
入９、その部分及び前後は継目の影響によって不良品が
生じ、工程中に欠陥包装体を取除かなければならない。

更に高精度の印刷では、印刷後にフィルムの収縮による
印刷ピッチの減少（経時収縮）を生じ、しかも流通温度
条件下で絶えず変化するという管理の難しさに遭遇する
。従ってポリ塩化ビニル収縮フィルム等では保冷車や低
温倉庫等が必要となる。この様なところから、ピンホー
ル欠陥のない印刷が可能であり、また印刷後の経時変化
がない様な熱収縮性フィルムの提供が望まれる。

（ｄ）クレーズの発生 ポリスチレンはクレーズが生じ易く、耐薬品性が悪い。

従って使用中に薬液による損傷を受は易く印刷面も汚れ
る。従って耐薬品性、耐久性の優れたフィルムが望まれ
ている。

（ｅ）産業廃棄物の問題 近年プラスチックボ）／しの使用量は急激に伸長してい
る。このポ）／ｌ／の回収を考えた場合。

特にポリエステルボトルの被覆にポリ塩化ビニルやポリ
スチレン等の異種フィルムが使用されていると回収再利
用に付すことができないという問題がある。

その上ポリ塩化ビニルでは塩素ガスによる腐食の問題も
あり、廃棄物公害を招かない様な熱収縮性フィルムが望
まれる。

（ｆ）収　縮　斑 上記従来フィルムの熱収縮性は均質性に欠けるきらいが
あり、いったん熱をかけて収縮の十分なところと不十分
なところが別々に形成されると１次にもう一度熱を与え
てもそれ以上の再収稙がおこらず１表面の不均一な凹凸
のあるものになる。従って収縮斑を生じない様な熱収縮
性フィルムの提供が望まれている。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、上記（ａ）〜（ｆ）で述べた様な欠陥を伴なわないポ
リエステル系フィルムの提供を目的とするものである。

（問題を解決するための手段） 本発明はテレフタル酸およびエチレングリコ−／Ｌ／金
主たる成分とし、ネオペンチルグリコ−！を共重合成分
とした共重合ポリエステルからなるフィルムであって、
該ポリエステル系フィルムにおいて１００℃の熱風中で
の熱収縮率がフィルム長手方向および幅方向の少なくと
もいずれか一方向において３０％以上である事を特徴と
する熱収縮性ポリエステル系フィルムである。

本発明の熱収縮ポリエステルはテレフタル酸およびエチ
レングリコールを主成分としネオペンチルグリコールを
共重合成分とするものであシ、ネオペンチルグリコ−μ
が３〜３０モ／７％の範囲が好ましい。特に好ましくは
５〜２０七ルチである。

ネオペンチルグリコールが３モ／１／％未満の場合は１
００℃にて熱水中で熱処理した時の残留応力の保持時間
が短かくなり１例えば瓶に被覆した場合、殺菌処理によ
り肩部がゆるみを生ずる等の好′ましくない現象を引き
起す。一方、ネオペンチルグリコールが３０モｆｉ／％
を超えると熱処理した時の残留応力保持時間を改良する
効果が飽和し、かつ非品性が進み、耐熱特性が失なわれ
る。

本発明におけるポリエステル共重合体は従来から一般的
に行なわれているポリエステルの製造方法によって製造
することが出来る。例えばテレフタ／”酸とエチレング
リコ−／Ｉ／、ネオペンチルグリコールの直接エステル
化法による方法であっても。

又ジメチルテレフタレートとエチレングリコ−／１／。

ネオペンチルグリコールのエステル交換法によって製造
する方法であってもよい。

更に本発明におけるポリエステル共重合体は本発明の範
囲内および範囲外の共重合体とホモポリエステ）Ｖ３る
いは他の共重合ポリエステルとのブレンドによｆ）製造
したものであってもよく、ネオペンチルグリコールが３
〜３０モルチの範囲であればいかなる方法で製造したも
のであってもかまわない。

本発明の熱収縮性ポリエステルは酸成分としてテレフタ
ル酸を主成分とするが、それらの性質を大きく変えない
範囲で他の酸成分を共重合してもよい。例えばアジピン
酸、セパチン酸、アゼライン酸の様な脂肪族の２塩基酸
やイソフタｙｖＨ，ジフェニールジカルボン酸、５−タ
ーシャリブチルイソフタル酸、　２，２，６．６−チト
ラメチルビフエニーμ４，４ジカルボン酸等の芳香族の
２塩基酸や２゜６ナフタレンジカルポン酸、　　Ｌｌ、
３　）ジメチル−３フエニルインデン４，５ジカルボン
酸の如き芳香族の２塩基酸を例示出来る。同様にグリコ
−〃成分はエチレングリコールを主成分としネオペンチ
ルグリコ−／Ｌ’を共重合成分とするがそれらの性質を
大きく変えない範囲で他の成分を共重合してもよい。例
えば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、ヘキサンジオールの如き脂肪族系のジオ
ールや１，４シクロヘキサン−１〇− ジメタノ−μ、キシリレングリコーμ、ビス（４−ベー
ターヒドロオキシフエニー／ｌ／）スルホン。

２．２　（４−オキシフエニー／ｌ／）プロパン誘導体
のジオ−ｐを例示出来る。

また、必要に応じて２酸化チタン、微粒子シリカ、カオ
リン、炭酸力ｐシウム等の滑剤を添加してもよく、更に
帯電防止剤、老化防止剤、紫外線防止剤や着色剤として
染料等を添加することも出来る。なお、フィルム基材と
しての好ましい固有積度は０．５０〜１．３　ｄｉ／ｌ
である。

かかる重合体を用いて押出法やカレンダー法等任意の方
法で得たフィルムは一方向に２．５倍から７．０倍、好
ましくは３．０倍から６．０倍に延伸し。

該方向と直角方向に１．０倍から２．０倍以下、好まし
くは１．１倍から１．８倍延伸される。最初の方向への
延伸は高い熱収縮率を得るために行なわれるものであり
、最初の方向と直角方向への延伸は、最初の一方向に延
伸されたフィルムの耐衝撃性や引裂抵抗性の悪さを解決
するのに極めて有効である口 しかしながら２．０倍を超えて延伸すると、主収縮方向
と直角方向の熱収縮も大きくなｐ過ぎ、仕上が９が波打
ち状となる。この波打ちを抑えるには、熱収縮率を１５
％以下、好ましくは８乃至９チ以下、更に好ましくは７
％以下とすることが推奨される。延伸手段についても特
段の制限はなく。

ロール延伸、長間隙延伸、テンター延伸等の方法が適用
され、又形状面においてもフラット状、チューブ状等の
如何は問わない。

又延伸は遂次２軸延伸、同時２軸延伸、１軸延伸或はこ
れらの組合せ等で行なわれる。又本発明フィルムに対し
ては例えば縦１軸、＠１軸、縦横２軸等の延伸を行なう
が、特に２軸延伸では縦横方向の延伸は、どちらか一方
を先に行なう逐次２軸延伸が有効であり、その順序はど
ちらが先でもよい。尚同時２軸延伸法を行なうときはそ
の延伸順序が、縦横同時、縦先行、横先行のどちらでも
よい。又これら延伸におけるヒートセットは目的に応じ
て実施されるが、夏季高温下の寸法変化を防止する為に
は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。又かかる処
理の前後どちらか一方又は両方で最高７０チ迄の伸張を
かけてもよい。特に主方向に伸張し。

非収縮方向（主収縮方向に対して直角方向）には緩和さ
せるのが良く、該直角方向への伸張は行なわない方が良
い。

本発明の好適特性を発揮させる為には、上記延伸倍率だ
けでなく１重合体組成物が有する平均ガラス転移温度（
Ｔｇ　）以上の温度１例えばＴｇ＋８０℃程度の下で予
熱、延伸することも有効な手段として挙けられる。特に
主方向延伸（主収縮方向）における上記処理温度は該方
向と直角方向の熱収縮率を抑制し、且つ前記の如く８０
±２５℃の温度範囲に、その最小値を持ってくる上で極
めて重要である。更に延伸後、伸張或は緊張状粗に保っ
てフィルムにストレスをかけながら冷却するか或は更に
引続いて冷却することにより１前後収縮特性はより艮好
且つ安定したものとなる。

このようにして得たフィルムの面配向係数は１００　Ｘ
　１０−３以下のものが好ましい。面配向係数が１００
ＸＩＯ−３を超えると、衝撃的外力に対して破壊しゃす
くなＱ、少しの外傷によっても破れ易くなるからである
。−力抜屈折率は１５Ｘ１０−３〜１６０Ｘ１０−３が
好ましく、複屈折率が１５Ｘ１０−３未満では縦方向の
熱収縮率や収縮応力が不足し。

又１６０Ｘ１０−３を超えると引っかき抵抗力や衝撃強
度の低下を生じ、フィルムにはなっても実用状は有用性
が低下する。

本発明のフィルムの厚さは６〜２５０μｍの範囲が実用
的である。

本発明のフィルムは５０％緩和させて１００℃にて熱風
中で熱処理した時に２分以上残留応力を保持する必要が
ある。４分以上保持されることがより好ましい。該残留
応力の保持時間が短いと２次りルミが発生し２例えば瓶
に被覆した場合、殺菌処理によυ肩部のゆるみが生ずる
等の現象が発生するので好ましくない。

以下本発明フィルムを用途面から説明する。包装用途、
特に食品、飲料の包装においてはボイル処理やレトルト
処理が行なわれている。現存する熱収縮性フィルムでは
これらの処理に十分耐え得るものはない。本発明のフィ
ルムはボイル処理やレトルト処理による加熱殺菌に耐え
得ることができ、しかも元々のフィルム外観、更には熱
収縮による仕上がりも良好であり、又ＰＶＣよυも高い
熱収縮応力を存し、結束性も優れている。

従って重置物や変形成形物に対しても荷くずれしない強
固な被覆乃至結束包装が可能である。又包装上必要とさ
れる５０〜７０％の熱収縮率レベルにおいて、主収縮方
向に対し直角方向の熱収縮率が最低値を示すというブロ
ードな熱収縮性を有する為、熱収縮初期から収縮包装完
了迄のプロセスは前記最小状Ｍ量を示す温度領域（８０
±２５℃）で熱収縮させることになる。その結果、仕上
がり寸法の誤差が小さくなるという特徴が得られたＯ 尚熱収縮性を利用する包装においては、熱収縮完了（被
包装物に密着し、更に猫む能力を有していても、それ以
上は稲めない状Ｉになること）後、引続き加熱するのが
一般的手順になっており、これは数多い製品のばらつき
に対応し完全な収縮を達成する上で重要な役割りを果た
している。このとき、もしフィルムの収縮能が飽和に達
していると、引続いて行なっている加熱によってフィル
ムが逆に線膨張し、折角きりちり収縮させておいたにも
拘らず、かえって緩みが生じてくるという問題がある。

本発明ではその様な事態になるのを防止する意味で、収
縮応力を高め、且つ先に記載した如く、延伸後に更に伸
張を行なうことを推奨するのである。又この点に本発明
でいう配向性の意味が存在する。

以下更に具体的に述べる。

（ａ）一方向収縮性： 収縮フィルムの役割りの１つは被包装物の破壊や荷くず
れ等を防止する点にあるが、その為には高い耐衝撃性を
有し且つ主方向に大きい収縮率を得ることが必要である
。その点本発明のフィルムは高い収縮率と高い耐衝撃性
を有するので美しい包装が得られ、しかも被包装物の保
護という面で優れた耐久Ｉ＆を示す。この傾向は落袋テ
ストによって証明される。又完全に近い一方向収ｉ性に
よって収縮包装後の仕上シ寸法安定性が良い。

（ｂ）耐　熱　性： 従来の汎用フィルムはいずれも高温のボイル処理やし）
／ｋ）処理には耐えることが出来ず殺菌処理は不適当な
フィルムであＶ、処理中に破壊し１機能が失われるが本
発明のフィルムはボイルやレトルト処理が出来る熱収縮
フィルムとして優れた有用性を示す。

（Ｃ）印　刷　性： ハーフトーン印刷によりピンホーｐの発生やインクとの
接Ｍ性等に関し従来フィルムは固有の欠点を有するが、
該ポリエステルフィルムは耐薬品性を有する点と共重合
体にすることにより接着性が向上することから印刷性は
改善された０ （ｄ）産業廃棄物の問題： 近年プラスチックホトμの利用が急速に広まっている。

この様なボトルの回収を考えた場合は同質物で形成され
ることが好ましく１本発明フィルムをポリエステル系ボ
トルの包装に適用することはこの点有利である。

（ｅ）収　縮　斑： 本発明フィルムは大きな収縮率と高い収縮応力を有し、
２次加熱でも引続き加熱すれば収縮傾向を示すので収ｉ
斑は発生しない。

（実施例） 以下に実施例を説明するが実施例で用いた測定方法は次
の通りである。

１、　　ヘ　　イ　　ズ ＪＩＳ−Ｋ　　６７１４に基づいて測定した。

２、熱収縮率 サンプル標線間’ｅ２００ｍＩｔにとり、フィルムを幅
１５ｆｌに切断して、各温度で測定した。加熱には８０
℃及び１００℃の熱風を用い夫々１分間加熱した。

３、熱収縮応力（橡／−） テンシロンを使用し、幅２０ｍＩ、長さ１５０絹の試料
片を採取し、そのフィルムに１１００１Ｒの標線を記し
ｂｌｏｏｔａｒに設定した上下チャックに試料片を装着
し、１００℃の熱風中で処理し、その間の最大収縮応力
をもとめ次式にしたがって収縮応力を算出した。

最大収縮力／断面積＝熱収稲応力 ４、　熱収縮残留応力保持時間（５０％緩和時）テンシ
ロンを使用し、熱収縮応力と同様に試料片を作成し、試
料片のフィルムに１００ｆｌの標線を記し＋５０ｍに設
定した上下チャックに正確に１００絹の標線を合せて装
着し、１００℃の熱風中で処理し、収縮応力がＯになる
までの時間又は１０分後の残留応力をもとめる。

１０分後応力を保持する場合は熱収縮応力と同様に算出
する。

実施例１ ステンレス製オートクレーブを使用し、二塩基酸成分と
してテレフタル酸を１００七Ｐ％、グリコール成分色し
てエチレングリコールを９０七ルチトネオベンチルグリ
コール１０モル％ヲ用い。

触媒として三酸化アンチモン０．０５モ／Ｌ／（酸成分
に対し）を用いて直接エステル化法によυ重縮合した。

この共重合体は固有粘度０．７５　ｄ　Ａ／ｆであった
。このポリエステルを３００℃で溶融押出し。

厚さ１８０μｍの未延伸フィルムを得た。該フィルムを
縦方向に１．２倍延伸し、次いで横方向に４．１倍延伸
し１次いで約２０％横方向に伸長下で冷却させ厚さ４０
μｍの熱収縮性フィルムを得た。

得られたフィルムの複屈折率および面配向係数はそれぞ
れｌ００Ｘ１０−３および５０Ｘ１０−３であった。

この物性値を表１に示す。表１よジ明らかなごとく高品
質であり、実用テストでも艮好な結果が得られた。

実施例２〜３および比較例１〜２ 実施例工と同様にして表１に記載した組成のポリエステ
ルを得た。比較例１は通常のポリエチレンテレフタレー
トであり、比較例２は二塩基酸成分としてテレフタル酸
９０モ／７％とイソフタル酸１０モ）Ｖ％からなる共重
合ポリエステルである。

延伸条件は実施例１と同様にして実施した。物性値は表
１に示す。同表からネオペンチルグリコールを共重合し
たものは縦の熱収縮率が低く、熱収縮残留応力を保持し
ている事が確認された。また比較例として示したポリエ
チレンテレフタレート及びテレフタル酸とイソフタル酸
からなる共重合体は縦の熱収縮率が高く、実用テストで
は仕上りが悪かった。

実施例４〜５ 実施例１と同様の方法で重合および製膜した熱収縮性フ
ィルムの物性値を表１に示す。どちらも高品質であり実
用テストでも良好な結果が得られた。

実施例６ 実施例４に用いた共重合エステルと比較例１に用いたポ
リエチレンテレフタレートを重量比で３０　：　７００
割合でチップブレンドし製膜した熱収縮性フィルムの物
性値を表１に示す。表１より明らかな様に高品質であり
実用テストでも良好な結果が得られた。

比較例３ 二塩基酸成分としてテレフタル酸を１００モル％、グリ
コール成分としてエチレングリコ−）Ｖを６０モル係と
ネオベンチμグリコー／Ｌ／４０モ）Ｖ％からなる共重
合ポリエステルを実施例１と同様の方法で製膜したが、
ポリエステルの耐熱性が低く。

テンター内でクリップ切れが発生し、安定しｆｃ製膜を
する事ができなかった。

以下−余白 （発明の効果） 本発明フイルムは上記の様に構成されているので、特定
方向に対する安定した熱収縮性が発揮され被覆包装や結
束包装においては美麗で且つ強固な包装状態を与えるこ
とができ、また印刷ピッチの安定性、耐熱性の向上等の
諸効果を有し、広範な分野において優れた利用価値を発
揮することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）テレフタル酸およびエチレングリコールを主たる
   成分とし、ネオペンチルグリコールを共重合成分とした
   共重合ポリエステルからなるフイルムであつて、該ポリ
   エステル系フイルムにおいて１００℃の熱風中での熱収
   縮率がフイルム長手方向および幅方向の少なくともいず
   れか一方向において３０％以上である事を特徴とする熱
   収縮性ポリエステル系フイルム。
2. （２）ネオペンチルグリコールが３〜３０モル％からな
   る共重合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系フイルム。