JP2932596B2

JP2932596B2 - 熱収縮性ポリエステルフイルム

Info

Publication number: JP2932596B2
Application number: JP10587690A
Authority: JP
Inventors: 勝朗久世; 安生吉中
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1999-08-09
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JPH044229A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、被覆、結束、外装などに用いられる包装材
として好適な熱収縮性ポリエステルフイルムに関する。
特に、熱収縮させたフイルムが、部分的に白化すること
なく美麗な仕上り外観を与える、ポリエステルフイルム
に関する。

（従来の技術）熱収縮性フイルムは、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
にフイルムを密着させて該フイ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。上記用途
は、該フイルムの収縮性および収縮応力を利用してい
る。

上記フイ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る。
通常、これらのフイルムをチューブ状に成形し、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。

しかし、前記従来のフイルムは、耐熱性が乏しく、い
ずれの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、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、前記従来のフイルムは、処理中
に破損する。

さらに、従来のフイルムは、例えばポリ塩化ビニルフ
イルムに印刷を施すと、インクとの接着性が悪い。さら
に塩化ビニルは耐熱性に欠けるためフイルム形成時に部
分的にポリマーや添加剤のゲル状物が生成しやすい。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。

上記従来のフイルムは、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。

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イルムが提案されてい
る。このポリエステル熱収縮性フイルムは、これまで所
望の方向へ熱収縮率が不充分であったり、該方向と直交
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。しかし、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。しかし、この方法で得られたフイ
ルムも、例えば熱風で収縮させた時、充分に収縮する部
分と収縮が不充分な部分が生じ、フイルム表面に斑状の
模様（収縮斑）が発生しやすい。さらに熱収縮したフイ
ルムの、特に大きく収縮した部分が白化し、製品の外観
を損なうという欠点がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上記従来の問題点を解決するものであり、
その目的とするところは、熱収縮率が充分に大きく、か
つ均一に収縮するため部分的に白化することのない、美
麗な仕上り外観を与える熱収縮性ポリエステルフイルム
を提供することである。

（課題を解決するための手段）本発明の熱収縮性ポリエステルフイルムは、少なくと
も２種のポリエステルを含有する熱収縮性ポリエステル
フイルムであって、含有されるポリエステルの１つは全
体の50〜90モル％がエチレンテレフタレートユニットで
あり、そして0.05〜10モル％がポリエチレングリコール
ユニットおよび／またはポリエチレングリコール共重合
体であり、該ポリエステルフイルムの100℃での熱収縮
率が、該ポリエステルフイルムの100℃での熱収縮率
が、該フイルムの所定の一方向において30％以上であ
り、そのことにより上記目的が達成される。

本発明の熱可塑性ポリエステルフイルムに用いられる
組成物に含まれるポリエステルを構成するジカルボン酸
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−tert−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
−トルメチル−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、スベリン酸、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。

上記組成物に含まれるポリエステルのジオール成分と
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およびジ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、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
ロヘキサンジタメノール、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−ヒドロキシエトキシジフェニル）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などがある。

本発明のフイルムに用いられる組成物に含有されるポ
リエステルは、上記の酸成分およびジオール成分とから
形成され得る。上記成分は、後述の組成物中のエチレン
テレフタレートユニットおよびポリエチレングリコール
および／またはポリエチレングリコール共重合体ユニッ
トの量を満足するように適宜選択されて用いられる。ポ
リエステルを調製するためには、通常、一種以上の酸成
分またはジオール成分を組み合わせて用いることが好ま
しく、そのことによって熱収縮性フイルムとしての特性
が改良され得る。組み合わせて用いられるモノマー成分
の種類および含有量は、所望のフイルム特性、経済性な
どに基づいて適宜決定され得る。

本発明の熱収縮性ポリエステルフイルムは、上記のよ
うに、少なくとも２種のポリエステルを含有する組成物
でなる熱収縮性ポリエステルフイルムであって、含有さ
れるポリエステルの１つは全体の50〜90モル％がエチレ
ンテレフタレートユニットである。エチレンテレフタレ
ートユニットが50モル％を下まわるとフイルムの耐熱性
が低く、高温のボイル処理やレトルト処理に耐えること
ができない。さらに、製造コストも高価となる。逆に、
90モル％を越えると一方向収縮性が低下し、かつ、熱処
理時の残留応力の保持時間が短かくなる。従って、例え
ば、このようなフイルムで瓶を被覆し、加熱殺菌処理を
行うと肩部にゆるみを生じる。

本発明の熱収縮性ポリエステルフイルムに含まれるポ
リエステルの１つは全体のジオール成分のうち、0.05〜
10モル％、好ましくは0.2〜５モル％がポリエチレング
リコールおよび／またはポリエチレングリコール共重合
体ユニットである。ポリエチレングリコールおよび／ま
たはポリエチレングリコール共重合体ユニットの含有量
が0.05モル％以下を下まわると、得られたフイルムを熱
収縮させたときに、収縮の度合が不均一になり、その結
果、部分的に白化し、外観が不良となる。逆に、10モル
％を越えるとフイルムの安定性、特に耐候性および耐熱
性に劣る。そのため、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。フイルムが着色さてれいる
場合には、収縮後のフイルムの色が濃くなるという問題
もある。

本発明に用いられるポリアルキレングリコールおよび
ポリアルキレングリコール共重合体ユニットの分子量は
特に限定されないが150〜200,000、好ましくは200〜20,
000のものが好適である。

共重合体の場合の共重合成分としてはプロピレングリ
コール、テトラメチレングリコール等が挙られる。

上記組成物中に含有されるポリエステルは、いずれも
従来の方法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を用いて（共重合）ポリエステルが
調製される。調製は、回分式および連続的のいずれの方
法で行われてもよい。

本発明のフイルムを構成するポリエステル組成物に
は、２種もしくはそれ以上のポリエステルが含有され
る。それは共重合ポリエステルおよびホモポリエステル
の所望の２種以上の混合物であり、該混合物が上記条件
を満足する。一般的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。ガラス転移温度の
異なるポリエステルを混合して用いることによって、得
られるフイルムの熱収縮特性が向上する。特に、ポリエ
チレンテレフタレートと共重合ポリエステルを混合する
方法は、ポリエチレンテレフタレートが安価で入手でき
るので経済的な点で好ましい。

本発明のフイルムを構成するポリエステル組成物に
は、上記ポリエステルの他に必要に応じて各種の添加剤
が含有される。それには、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；帯
電防止剤；老化防止剤；紫外線防止剤；着色剤（染料
等）がある。

上記ポリエステル、および必要に応じて各種添加剤を
含むポリエステル組成物の各種成分を混合したときの固
有粘度は、好ましくは0.50〜1.3dl/gである。

上記ポリエステル組成物は、既知の方法（例えば、押
出法、カレンダー法）によりフイルム状に成形される。
フイルムの形状は、例えば平面状またはチューブ状であ
り、特に限定されない。得られたフイルムは、例えば、
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
囲に延伸される。該方向と直交する方向には1.0倍から
2.0倍、好ましくは1.1倍から1.8倍の範囲で延伸され
る。この延伸の順序はどちらか先であってもよい。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。主延伸方向と直交する方向へ延伸すること
により、得られたフイルムの耐衝撃性が向上し、かつ一
方向に引き裂かれ易いという性質が緩和される。上記直
角方向の延伸率が２倍を超えると、主収縮方向と直交す
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る。上記割合
で延伸を行ったフイルムは、通常、主方向の収縮率に対
して、それと直交する方向の収縮率が15％以下、好まし
くは８〜９％以下、さらに好ましくは７％以下である。
このようなフイルムは加熱処理を行ったときに仕上がり
が均一になる。

延伸方法としては通常の方法が採用される。それには
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がある。これらの方法いずれに
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。

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、上記フイルムを、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
交する方向の熱収縮を抑制することができる。かつ80±
25℃の温度範囲で行うことにより、直交する方向の熱収
縮率がほぼ最小となる。

これら延伸時には、通常、ヒートセットが行われる。
例えば、延伸を行った後に、30℃〜15℃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。ヒートセット
を行うことにより、得られたフイルムの夏期高温下の寸
法変化を防止することができる。フイルムの延伸後であ
って、ヒートセットを行う前もしくは行った後に、所定
の度合で伸長を行ってもよい。その場合には、フイルム
長の70％の長さまでの割合で伸長が行われる。特に主方
向に伸長し、非収縮方向（主収縮方向に対して直交する
方向）には伸長は行われない方が良い。

さらに、上記延伸後、伸長あるいは緊張状態に保って
フイルムにストレスをかけながら冷却する工程、あるい
は、該処理に続いて緊張状態を解除した後も引き続いて
冷却する工程を付加することにより、得られたフイルム
の加熱による収縮特性はより良好かつ安定したものとな
る。

このようにして得たフイルムの面配向係数は100×10
^-3以下であることが好ましい。面配向係数が100×10^-3
を超えると、強度が低下し、少しの外傷によっても破れ
易くなる。例えば瓶の外表面に巻きつけて補強材として
使用しても補強効果が低い。

複屈折率は15×10^-3〜160×10^-3であることが好まし
い。複屈折率が15×10^-3未満では主収縮方向の収縮率お
よび収縮応力が低くなる。逆に、160×10^-3を超えると
外傷によって破れ易くなり、かつ、衝撃強度が低いた
め、実用性が低い。得られるフイルムの厚さは６〜250
μｍの範囲が好ましい。

このようにして得られた本発明の熱収縮性ポリエステ
ルフイルムは、例えば、40℃で３日間貯蔵後、熱風をあ
てて収縮させてもフイルムに部分的な白化が生じない。
本発明のフイルムは、必要に応じてその表面に印刷がな
される。熱収縮させることにより、被覆、結束、外装な
どの各種用途に用いられる。

（実施例）以下に本発明を実施例につき説明する。実施例で用い
た測定方法は次の通りである。

（１）熱収縮率フイルムを幅15mmに切断してサンプルとし、長手方向
200mmの間隔に標線を記す。このサンプルに所定の温度
（100℃）の熱風を１分間あてて加熱し、収縮率を測定
する。

（２）熱収縮残留応力保持時間（50％緩和時）フイルムを幅20mm、長さ150mmの試験片とし、その長
手方向に100mmの間隔に標線を記す。テンシロンの上下
一対のチャックの間隔を50mmに設定し、これらのチャッ
クに上記フイルムを標線の位置で固定する。これに100
℃の熱風をあて、フイルムを収縮させ、収縮応力が０に
なるまでの時間を求める。

（３）部分白化フイルムをロールに巻いた状態で、40℃で３日間貯蔵
する。これを230mm幅に裁断し、チューブ状成形装置に
かけ、チューブ状に加工する。該チューブを長さ140mm
切断し、シングルサービスサイズのガラス瓶にかぶせ
て、５秒間130℃の熱風にあてて、熱収縮させる。該熱
収縮したフイルムを肉眼で観察し、白化部分の有無を判
定する。

実験例１テレフタル酸100モル％、分子量1000のポリエチレン
グリコール0.5モル％、エチレングリコール8.75モル
％、ジエチレングリコール２モル％およびネオペンチル
グリコール10モル％よりなる共重合ポリエステルを300
℃で溶融押出し、厚さ180μｍの未延伸フイルムを得
た。このフイルムを縦方向に1.2倍延伸し、次いで横方
向に4.1倍延伸した。次いでさらに横方向に約20％伸張
させた状態で冷却し、厚さ40μｍの延伸フイルムを得
た。得られたフイルムの特性を、後述の実施例２〜７、
比較例１〜８の結果とともに表１に示す。

比較例１実験例１の方法でポリエチレングリコールの配合する
代わりに、その相当モル数分、エチレングリコールの割
合を増した共重合ポリエステルを用いる以外は、実験例
１と同様にして延伸フイルムを調製した。

得られたフイルムの特性を表１に示す。ここで得られ
たフイルムの部分白化試験を行うと、フイルムの収縮率
の高い瓶の肩部において部分的な白化が見られた。

比較例２実験例１の方法でネオペンチルグリコールの配合割合
を50モル％として、エチレンテレフタレートユットの割
合を本特許の請求範囲外の45.5モル％とする以外実験例
１と同様にして延伸フイルムを調製した。得られたフイ
ルムの特性を表１に示す。ここで得られたフイルムの特
性を表１に示す。ここで得られたフイルムは、熱処理し
た時の残留応力保持時間が短く、熱処理によってゆるみ
を生じ易い。

実施例１〜６ポリエチレンテレフタレートとポリエチレングリコー
ルあるいはポリエチレングリコール共重合体を含有した
各種共重合ポリエステルとを表１に示した割合で均一に
ブレンドして、実験例１と同様にして延伸フイルムを調
製した。

得られたフイルムの特性を表１に示す。

比較例３〜８実施例１〜６の方法において共重合ポリエステル中の
ポリエチレングリコールあるいはポリエチレングリコー
ル共重合体の配合の代わりに、その相当モル数分のエチ
レングリコールの割合を増した共重合ポリエステルを用
いる以外は実施例１〜６と同様にして調製したフイルム
の特性を表１に示す。

これらの比較例で得られたフイルムはいずれもが部分
白化試験においてフイルムの収縮率の高い瓶の肩部にお
いて部分的な白化が見られた。

表１から、本発明の熱収縮性フイルムは、実施例１〜
６に示されるように主収縮方向に58％以上の熱収縮率を
有し、それに直交する方向への熱収縮率は2.5％以下で
あるという優れた熱収縮特性を有する。熱処理時の残留
応力保持時間も充分に長く、例えば瓶に被覆した場合、
殺菌のための熱処理時に肩部にゆるみを生じることがな
い。さらに収縮したフイルムが部分的に白化することが
なく、美麗な外観を有する。

（発明の効果）本発明によれば、このように、所定の方向に対する熱
収縮性が充分であり、かつ均一に収縮する熱収縮性ポリ
エステルフイルムが得られる。このフイルムを利用する
と、被覆包装や結束包装において、強固な包装状態を与
えることができる。さらに、収縮したフイルムが部分的
に白化することがなく、美麗な外観の包装が可能であ
る。従って、本発明のフイルムは、広範な分野で好適に
利用され得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２９Ｌ 7:00 Ｃ０８Ｌ 67:00 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C08J 5/00 - 5/02 C08J 5/12 - 5/22 B29C 61/06 B29C 55/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少くとも２種のポリエステルを含有する熱
収縮性ポリエステルフイルムであって、含有されるポリ
エステルの１つは全体の50〜90モル％がエチレンテレフ
タレートユニットであり、そして0.05〜10モル％がポリ
エチレングリコールユニットおよび／またはポリエチレ
ングリコール共重合体よりなるポリエステルであり、該
ポリエステルフイルムの100℃での熱収縮率が、該フイ
ルムの所定の一方向において30％以上である事を特徴と
する熱収縮性ポリエステルフイルム。