JP2004026310A - 熱収縮性ポリエステルフィルムの容器側への折れ込みを防止する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内面に印刷が施され、センターシール後長期間保管した熱収縮性ポリエステルフィルムであっても、容器に被せ熱収縮させる際、容器側に折れ込みが発生しない方法を提供すること。
【解決手段】センターシールにより筒状に成形し容器に装着される熱収縮性ポリエステルフィルムの内面に、容器に装着するときに上端部と下端部とが非印刷部となるように、溶剤が水及び／又はアルコールである印刷インキを用いて予め印刷しておく。
【選択図】なし。
１３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センターシール後長期間保管しても、熱収縮性ポリエステルフィルムが熱収縮するときに容器側に上端部が折れ込まない方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックボトル、ガラスボトルその他の容器には、商品名や注意書き等の情報を伝えるためと意匠性を持たせるために、内面に印刷を施した熱収縮性フィルムを装着することが一般に行われている。
フィルムとしては、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリエステルフィルムがある。しかし、ポリ塩化ビニルフィルムやポリスチレンフィルムは耐熱性が劣るために、高温ボイル処理やレトルト処理に耐えることができないという問題がある。
これに対し、ポリエステルフィルムは耐熱性があるため、このような用途には最適なフィルムとして多用されている。しかしながら納期や使用量等の点からセンターシール後長期間保管したポリエステルフィルムを、いざ容器に被せ熱収縮させようとすると、フィルムの上端部が容器側に折れ込み見栄えが悪くなり、不良品としてはねなければならないという問題が発生していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする第１の課題は、内面に印刷が施され、センターシール後長期間保管した熱収縮性ポリエステルフィルムであっても、容器に被せ熱収縮させる際、容器側に折れ込みが発生しない方法を提供することにある。
【０００４】
第２の課題は、内面に印刷が施された熱収縮性ポリエステルフィルムを折れ込み無く装着した容器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための手段として本発明は、センターシールにより筒状に成形し容器に装着される熱収縮性ポリエステルフィルムの内面に、容器に装着するときに上端部と下端部とが非印刷部となるように、溶剤が水及び／又はアルコールである印刷インキを用いて予め印刷しておくことことにより、熱収縮性ポリエステルフィルムが容器側への折れ込みを防止する方法であることを特徴とする。
【０００６】
そして、前記の方法によって熱収縮性ポリエステルフィルムを折れ込み無く装着した容器であることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に詳述する。
【０００８】
本発明の　熱収縮性ポリエステルフィルムとは、１方向は無延伸または２倍以下の低倍率延伸であり、それと直交する方向（以下主軸方向と呼ぶ）は４倍以上の高倍率延伸のフィルムである。
フィルムの原料樹脂は共重合ポリエステルと一般的に呼ばれているものを主成分としたものである。好ましくは、テレフタル酸とエチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールとから製造されたポリエステル樹脂にテレフタル酸とエチレングリコールとから製造されたポリエステル樹脂を配合した混合物である。
なおフィルムの表面に、印刷インキとの接着性を挙げるためにコロナ放電処理等の表面処理をしたり、あるいは帯電防止効果を持たせるために反対面に帯電防止剤を塗布してもよい。
【０００９】
フィルム製造工場で製造されたフラット状熱収縮性ポリエステルフィルムは、グラビア印刷機で片面印刷（容器に装着するとき、容器側にくる面に印刷）し、必要なら印刷面にインナーコートして、紙管に巻き取られる。印刷の図柄は、容器に装着したときに上端部と下端部とが非印刷部となるように、間欠的な図柄になっており、その間隔は８０ｍｍ以下、通常１０ｍｍ以下である。（間欠的な図柄にする理由は以下によるものである。即ちもしも連続した図柄である場合には、容器に装着したときにフィルムの上端部まで印刷されていることになり、これを加熱収縮させると、収縮完了間際に上端部即ち容器の首部のフィルムが容器の外側にカールし、見栄えが悪くなるばかりか、加熱源が熱水や蒸気の場合、あるいは後工程でボイル処理やレトルト処理をする場合に湯や蒸気がフィルムと容器の間に浸入して不良品となるからである。フィルムが外カールするのは、最終到達収縮率が内面の印刷面より外面のほうが大きいためであると推量される。）
グラビア印刷用インキの溶剤は主として、酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエンの混合溶剤であり、これにイソプロピルアルコールを添加する場合もある。
次いで、フィルムを溶解させる溶剤を用いて図１のようにしてセンターシール（筒状に仕上げる）し、扁平に折り畳み、かせ巻きまたは紙管に巻き取る。
次いで非印刷部のほぼ中央でフィルムをカットし、各々容器に被せ、熱収縮させることにより目的の容器を得る。容器には予め中味商品が充填されている場合と、フィルムを装着した後で容器に中味商品を充填する場合がある。
【００１０】
センターシールしたフィルムは全量すぐに容器に装着される場合もあるが、納期や使用量等の関係から、全てのフィルムを使い切るのに一般にはセンターシールしてから１〜３ヶ月かかる。この間はかせ巻き状または紙管巻きで保管される。そして長期間保管されたフィルムをカットし、いざ容器に被せ熱収縮しようとすると、容器側にフィルムの上端部が折れ込み、見栄えの悪い不良品が多発する。
【００１１】
本発明者らはこの原因を解明するために以下に示す検証実験を行った。
【００１２】
（検証物Ａの作成）
フラット状熱収縮性ポリエステルフィルムの片面に、間隔４ｍｍの非印刷部がある間欠的な図柄をグラビア印刷機にて印刷した。用いた印刷インキの溶剤は、酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン、イソプロピルアルコールからなる混合溶剤であった。翌日、このフィルムの印刷面が内面になるように溶剤を用いてセンターシールし、長さが１００ｍの紙管巻きのフィルム５巻を得た。
【００１３】
（検証物Ｂの作成）
印刷をしない無地フィルムである以外、検証物Ａの作成と同様にして、紙管巻きのフィルム５巻を得た。
【００１４】
（検証実験１）
センターシールした翌日、検証物ＡとＢとのそれぞれ１巻のほぼ中央部の２０枚分を各々カットし、１枚づつ２０本のＰＥＴボトルに被せ、９０℃の蒸気トンネル内で８秒間加熱することにより、熱収縮させて装着した。そして上端部の折れ込みが発生したＰＥＴボトルの本数を調べた。結果を表１に示す。表１から判るように、いづれもフィルムの折れ込みは発生しなかった。
【００１５】
（検証実験２）
残りの４巻を用いて、検証実験１と同様にして、センターシールしてから１ヶ月後、２ヶ月後、３ヶ月後、４ヶ月後（この間はフィルムを２５℃で保管）に熱収縮装着してフィルムの折れ込みが発生したＰＥＴボトルの本数を調べた。結果を表１に示す。
【００１６】
検証実験１、２の検証物Ａと検証物Ｂとの差異から、折れ込みの原因はグラビア印刷インキにある。　そしてグラビア印刷インキのなかでも、残留溶剤が原因あろうという推測を本発明者らは持つに至った。なぜならば、グラビア印刷インキの主要成分はビヒクル、顔料、分散剤、有機溶剤であり、このうち保管期間の長さによって変化するのは有機溶剤に起因する残留溶剤だけだからである。
この推測を実証するため、次の実験を行った。
【００１７】
（検証実験３）
無地の熱収縮性ポリエステルフィルムをセンターシールして、筒状のフィルムを作成した。次いで、この筒状フィルムを１ｍ長に５本カットして、それぞれに５種類の溶剤、即ち、酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン、イソプロピルアルコール、及びそれらを等重量づつ混合した混合液（検証物Ａの作成に使用したグラビア印刷インキの溶剤の組成と同じ）をそれぞれ数滴筒状内に滴下し、すぐに両端をアルミ粘着テープで密封した。そして、促進のため４０℃で３０時間保管した。
次いで、この５本を用いて検証実験１と同様にしてＰＥＴボトルに装着して折れ込みを調べたところ、イソプロピルアルコールを封入したもの以外は全て折れ込みが発生した。このことから、折れ込みの原因は残留溶剤であり、またイソプロピルアルコールは折れ込みとは関係がないことが判った。
そこで、各溶剤のフィルムに及ぼす影響を見るために、以下の検証実験４、５、６を行った。
【００１８】
（検証実験４）
フィルムの透湿度測定の規格であるＪＩＳ　Ｚ０２０８において塩化カルシウムに代えて、検証実験３で使用した５種類の溶剤を用い、センターシールがなされていない無地の熱収縮性ポリエステルフィルムの各有機溶剤の透過量を測定した。結果を表２に示す。
検証実験４から、酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン及び混合液はフィルムを透過するが、透過量即ち透過速度は非常に小さいこと、一方、イソプロピルアルコールはフィルムを透過しないことが判った。
【００１９】
（検証実験５）
センターシールがなされていない無地の熱収縮性ポリエステルフィルムを縦×横１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切り取り、検証実験３で使用した５種類の溶剤に２５℃で２４時間浸漬し、各溶剤の膨潤率を測定した。結果を表３に示す。
【００２０】
（検証実験６）
センターシールがなされていない無地の熱収縮性ポリエステルフィルムを縦×横１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切り取り、検証実験３で使用した５種類の溶剤に２５℃で２４時間浸漬し、浸漬前との主軸方向（このフィルムでは横方向）の寸法変化率を測定した。結果を表４に示す。表４において−とあるのは、フィルムが収縮したことを表す。
検証実験５、６から、酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン及び混合液はフィルム内に吸収され、その可塑化効果によりフィルムが収縮すること、一方、イソプロピルアルコールはそのようなことがないことが判った。
【００２１】
前記検証実験４、５、６から、本発明者らは、フィルムが容器側に折れ込む現象は、以下の作用によるものであるとの結論に至った。
即ち、センターシールにて筒状内に閉じこめられた印刷インキの残留溶剤は、透過速度が遅いので、検証実験１のようにセンターシールした翌日ではフィルムに吸収されない。従って、非印刷部である上端部のフィルムの筒内側と筒外側は共に残留溶剤の影響を受けないので、折れ込みが発生しない。
【００２２】
一方、センターシール後長期間保管すると、イソプロピルアルコール以外の残留溶剤は徐々にフィルムに吸収されてゆくが、透過速度が遅いため、上端部のフィルムの筒内側の方が筒外側より残留溶剤の吸収量が多くなるという吸収量勾配ができるために、折れ込みが発生しやすくなるという結論である。
【００２３】
熱収縮性ポリエステルフィルムに影響を及ぼさないイソプロピルアルコールと、影響を及ぼす酢酸エチル、メチルエチルケトン、及びトルエンとを種々の組成及び種々の組成比にして混合液を作成し、混合液それぞれについて検証実験３、５、６を繰り返し行った結果、混合液が、フィルムへの膨潤率が３％以下、好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．５％以下であり、フィルムの延伸方向の寸法変化率が３％以下、好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．５％以下である混合物であれば、折れ込みに対して有利であることを見いだした。
即ち、印刷インキの溶剤がこの条件の範囲内にある印刷インキを用いて、熱収縮性ポリエステルフィルムに印刷したものは折れ込みに対して有利である。
【００２４】
なお従来の印刷インキを用いて、残留溶剤量を減らすべく、フィルムが収縮しない範囲内で印刷機の乾燥温度を上げたり、熱風量を上げたり、あるいは印刷速度を下げたりしてみたが、いずれも折れ込みには効果がなかった。
【００２５】
前記のフィルムへの好ましい膨潤率及びフィルムの延伸方向の好ましい寸法変化率を有する印刷インキの具体的溶剤としては、水及び／又はアルコールが挙げられる。
【００２６】
アルコールとは例えばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール等が例示できるが、これらに限定するものではなく、セルソルブ等分子中に水酸基を有するものであれば全てこれに含まれる。
【００２７】
印刷インキ中には前記した溶剤の特性を損なわない範囲内で、目的に応じ、適宜他の液状物質を添加してもよい。例えばビヒクルの溶解性を高めるためにｎ−メチルピロリドンを少量添加する等が例示できる。
【００２８】
印刷インキに用いるビヒクルは特に限定はなく、前記した溶剤に溶解するものであればよい。例えばメタクリル酸やアクリル酸を主な出発原料とした水溶性アクリル樹脂が例示できる。また顔料、分散剤等は公知のものを用いればよい。
【００２９】
センターシールにより筒状に成形され、容器に装着するときに上端部と下端部とが非印刷部となるように予め内面印刷を施した熱収縮性ポリエステルフィルムにおいて、印刷インキの溶剤を前記したものとする。
そしてこの筒状体を被せ熱収縮させることにより、フィルムの上端部に折れ込みのない容器が得られる。
【００３０】
熱収縮させる熱源は特に限定はなく、例えば蒸気、温水、熱風、電気ヒーター等が例示できる。
【００３１】
容器についても特に限定はなく、フィルムを熱収縮装着することによる効果が認められるものであればよい。例えばプラスチックボトル、ガラスボトル、金属カン等が例示できる。
【００３２】
【実施例】
次に本発明の代表的な実施例を挙げて説明する。
【００３３】
本発明において使用した物性値の測定方法及び評価方法は次の通りである。
【００３４】
溶剤のフィルムへの膨潤率は以下により測定した。縦×横１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさの無地のフィルムを溶剤に２５℃で２４時間浸漬し、浸漬後増えたフィルムの重量を浸漬前のフィルムの重量で除した数値に１００を掛けた数値を膨潤率とした。
【００３５】
フィルムの寸法変化率は以下により測定した。縦×横１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさの無地のフィルムを溶剤に２５℃で２４時間浸漬し、浸漬後主軸方向の寸法変化した量（ｍｍ）を寸法変化率（％）とした。
【００３６】
（実施例１）
テレフタル酸とエチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールとから製造されたポリエステル樹脂１００重量部に、テレフタル酸とエチレングリコールとから製造されたポリエステル樹脂３０重量部を配合した混合物を、２８０℃でＴダイより押出し、冷却固化し、９５℃で横方向に５．０倍テンター延伸し、引き続きアニールして、厚さ４０μｍの熱収縮性ポリエステルフィルムを得た。
【００３７】
（実施例２）
溶剤が水１００重量部、エチルアルコール２００重量部、ｎ−メチルピロリドン２重量部の混合溶剤からなり、ビヒクルが水溶性アクリル樹脂からなる白と藍の２色の印刷インキを用いて、グラビア印刷機で、実施例１で得たフィルムの片面に２色印刷を施した。印刷図柄は、フィルムの流れ方向に非印刷部が４ｍｍの幅で間欠的にある図柄を使用した。
【００３８】
次いで、印刷面が内面になるように溶剤を用いて図１のようにしてセンターシール（筒状に仕上げる）し、扁平に折り畳み、長さ１００ｍの紙管巻きのフィルム５巻を得た。
【００３９】
センターシールした翌日、１ヶ月後、２ヶ月後、３ヶ月後、４ヶ月後（この間はフィルムを２５℃で保管）に、それぞれ１巻のほぼ中央部の２０枚分を非印刷部の中央で各々カットし、１枚づつ２０本のＰＥＴボトルの被せ、９０℃の蒸気トンネル内で８秒加熱することにより、熱収縮させて装着した。そして非印刷部であるフィルムの上端部の折れ込みが発生したＰＥＴボトルの本数を調べた。結果を表５に示す。表５から判るとおり、フィルムの折れ込みは１本も無かった。
【００４０】
（比較例１）
溶剤が酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン、イソプロピルアルコールを等重量混合した混合溶剤からなり、ビヒクルがアクリル樹脂からなる白と藍の２色の印刷インキを用いた以外、実施例２と同様にしてフィルムを装着したＰＥＴボトル２０本を得た。そしてフィルムの上端部の折れ込みが発生したＰＥＴボトルの本数を調べた。結果を表５に示す。表５から判るとおり、保管期間が長くなるほど折れ込みの発生する率が高くなった。
【００４１】
（実施例３）
実施例１で得たフィルムを用いて、実施例２で用いた印刷インキの混合溶剤の膨潤率及び寸法変化率を測定した。結果を表６に示す。表６から、膨潤率、寸法変化率共に変化がなかったことが判る。
【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】

【００４６】

【００４７】

【００４８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載するような効果を奏す。
印刷インキの溶剤が、フィルムへの膨潤率が３％以下であり、フィルムの延伸方向の寸法変化率が３％以下である、印刷インキを用いて印刷することにより、センターシール後長期間保管した熱収縮性ポリエステルフィルムであっても、容器に被せ熱収縮させる際、フィルムの上端部が容器側に折れ込まない。
【００４９】
印刷インキの溶剤の主成分を水及び／又はアルコールとすることにより、センターシール後長期間保管した熱収縮性ポリエステルフィルムであっても、容器に被せ熱収縮させる際、フィルムの上端部が容器側に折れ込まない。
【図面の簡単な説明】
【図１】フラット状熱収縮性ポリエステルフィルムをセンターシールして得られた筒状フィルムの簡略図である。
【図２】正常に容器に収縮装着されたフィルムの状態を示す簡略図である。
【図３】
上端部が容器側に折れ込んだフィルムの状態を示す簡略図である。

Claims (2)

1. センターシールにより筒状に成形し容器に装着される熱収縮性ポリエステルフィルムの内面に、容器に装着するときに上端部と下端部とが非印刷部となるように、溶剤が水及び／又はアルコールである印刷インキを用いて予め印刷しておくことを特徴とする熱収縮性ポリエステルフィルムの容器側への折れ込みを防止する方法。
2. 請求項１に記載の方法によって熱収縮性ポリエステルフィルムを折れ込み無く装着した容器。

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