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WO2021020167A1 - 熱収縮性ポリエステル系フィルム - Google Patents

熱収縮性ポリエステル系フィルム Download PDF

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WO2021020167A1
WO2021020167A1 PCT/JP2020/027820 JP2020027820W WO2021020167A1 WO 2021020167 A1 WO2021020167 A1 WO 2021020167A1 JP 2020027820 W JP2020027820 W JP 2020027820W WO 2021020167 A1 WO2021020167 A1 WO 2021020167A1
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heat
shrinkage
stretching
shrinkable polyester
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PCT/JP2020/027820
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井上 雅文
雅幸 春田
Original Assignee
東洋紡株式会社
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    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F3/00Labels, tag tickets, or similar identification or indication means; Seals; Postage or like stamps
    • G09F3/04Labels, tag tickets, or similar identification or indication means; Seals; Postage or like stamps to be fastened or secured by the material of the label itself, e.g. by thermo-adhesion

Definitions

  • the present invention relates to a heat-shrinkable polyester-based film. Specifically, even after long-term storage after film formation, the film does not have a decrease in tensile elongation, so that breakage is unlikely to occur in processing processes such as printing and bag making.
  • the present invention relates to a polyester-based heat-shrinkable film that does not decrease in shrinkage rate over time and is suitably used for labels for beverage bottles and outer packaging of convenience store lunches.
  • stretched films made of polyvinyl chloride resin, polystyrene resin, polyester resin, etc. are used for label packaging, cap seals, integrated packaging, etc. that protect glass bottles, PET bottles, etc. and display products.
  • Heat-shrinkable films are becoming widely used.
  • polyvinyl chloride-based films have problems such as low heat resistance, generation of hydrogen chloride gas during incineration, and dioxin.
  • polystyrene-based films are inferior in solvent resistance, and ink with a special composition must be used for printing, and they must be incinerated at high temperatures, and a large amount of black smoke is generated with an offensive odor during incineration.
  • polyester-based heat-shrinkable films having high heat resistance, easy incineration, and excellent solvent resistance have been widely used as shrinkage labels, and the amount of PET containers distributed has increased. With the increase, the amount used tends to increase.
  • Ordinary heat-shrinkable polyester films that shrink significantly in the width direction are widely used.
  • the film is stretched by a tenter stretching method or the like to prepare a wide master roll, and then the master roll is slit with an arbitrary width and wound into a roll of an arbitrary length to obtain a film roll product.
  • the film is subjected to a printing process in the form of a roll for the purpose of giving a design or displaying a product. After printing, it is slit again to the required width and wound into a roll, and then it is made into a tube-shaped bag through a center sealing process by solvent adhesion and wound into a roll (it becomes a roll of a label).
  • the label that was made into a tube and wound up was cut to the required length while being unwound from the roll, and became a ring-shaped label.
  • the annular label is attached to the object to be packaged by a method such as covering with a hand, passes through a steam tunnel, a hot air tunnel, or the like and shrinks to become a label.
  • Patent Document 1 contains a constituent unit derived from diethylene glycol as a polyhydric alcohol component to reduce shrinkage stress.
  • the film stretched only in one axis in the width direction described in Patent Document 1 has a problem that the tensile elongation in the longitudinal direction of the film is remarkably lowered when the film is stored for a long period of time after film formation.
  • the hydrolysis of polyester is facilitated by containing a constituent unit derived from diethylene glycol, and a decrease in molecular weight due to hydrolysis also causes a decrease in tensile elongation.
  • the above film is not immediately applied to post-processes such as printing after being formed into a film and wound into a roll, and is usually stored and transported at room temperature, but in some cases, it is more than half a year. It may be applied to the printing process after a long period of time. If the tensile elongation of the shrink film decreases during this long-term storage, it tends to break when tension is applied in the longitudinal direction in the subsequent process, causing process troubles, and processing is impossible if the elongation decrease is significant. It is a problem next to it.
  • An object of the present invention is to provide a heat-shrinkable polyester-based film having a high heat-shrinkability in the main shrinkage direction, a low shrinkage stress, and a decrease in tensile elongation at break with time.
  • a heat-shrinkable polyester-based film characterized by satisfying the following requirements (1) to (5).
  • the shrinkage rate (warm water shrinkage rate) when the film is immersed in hot water at 98 ° C. for 10 seconds is 40% or more in the main shrinkage direction of the film.
  • the plane orientation coefficient of the film is 0.035 or more. 0.070 or less
  • the amount of diethylene glycol (DEG) component is 6 mol% or more and 25 mol% or less out of 100 mol% of the polyhydric alcohol component in the total polyester resin constituting the film.
  • the maximum shrinkage stress in the main shrinkage direction of the film measured in hot air at 90 ° C. is 2 MPa or more and 17 MPa or less.
  • the heat-shrinkable polyester-based film according to. 4. 1.
  • the solvent adhesive strength is 4N / 15mm width or more and 15N / 15mm width or less.
  • ⁇ 3. The heat-shrinkable polyester-based film according to any one of. 5.
  • the natural shrinkage rate in the main shrinkage direction after aging the film for 28 days in an atmosphere having an atmospheric temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 85% is less than 1.0%.
  • the heat-shrinkable polyester-based film according to any one of. 6. 1.
  • the ultimate viscosity of the film is 0.60 dl / g or more and 0.75 dl / g or less. ⁇ 5.
  • the heat-shrinkable polyester-based film according to any one of. 7. 1.
  • the main contraction direction is the lateral direction.
  • ⁇ 8. A label obtained from the heat-shrinkable polyester-based film according to any one of. 10.
  • the heat-shrinkable polyester-based film of the present invention not only has a high heat-shrinkability, but also has a low shrinkage stress, so that when it shrinks, the adhesive portion of the label does not peel off, and a thin container can be placed on the packaged object. It is a film that does not deform the container even when used, and since the tensile elongation of the film does not decrease even after a lapse of time, it is possible to reduce troubles in post-processing after film formation.
  • the heat-shrinkable polyester-based film of the present invention will be described in detail.
  • the method for producing the heat-shrinkable polyester film will be described in detail later, but the heat-shrinkable film is usually obtained by transporting and stretching the film using a roll or the like.
  • the transport direction of the film is referred to as the longitudinal direction (or the longitudinal direction)
  • the direction orthogonal to the longitudinal direction is referred to as the film width direction (or the lateral direction). Therefore, the width direction of the heat-shrinkable polyester film shown below is a direction perpendicular to the roll unwinding direction
  • the film longitudinal direction is a direction parallel to the roll unwinding direction.
  • the main shrinkage direction of the film is preferably the width direction.
  • a homopolymer (PET) made of ethylene terephthalate is copolymerized with another polyvalent carboxylic acid component or another polyhydric alcohol component.
  • PET polyvalent carboxylic acid component
  • another polyhydric alcohol component for example, neopentyl glycol and 1,4-cyclohexaneditanol are considered and widely used, but in the case of a film in which these components are copolymerized, normal temperature to 40 ° C. It has been found that the heat shrinkage in a low temperature range of 70 ° C. or lower is significantly reduced with time in a temperature atmosphere of about a certain degree.
  • the present inventors can suppress such a decrease in the heat shrinkage rate in a low temperature range due to aging, can exhibit high heat shrinkage, and have solvent adhesion. Also found to be excellent. Further, when a raw material resin obtained by copolymerizing diethylene glycol is obtained, since diethylene glycol is a liquid at room temperature, an essential melting step for a powder raw material such as neopentyl glycol becomes unnecessary. Further, as compared with neopentyl glycol, there is an advantage that the polymerization activity is high and there is less foaming at the time of polymerization leading to a decrease in productivity.
  • the heat-shrinkable polyester-based film of the present invention contains ethylene terephthalate as a main component.
  • the main constituent component means that 50 mol% or more of all the polymer constituent components constituting the film is ethylene terephthalate. It is more preferable to contain 70 mol% or more of ethylene terephthalate.
  • PET Polyethylene terephthalate
  • Any production method such as a transesterification method in which an ester (including a methyl ester of another dicarboxylic acid if necessary) and an ethylene glycol (including another diol component if necessary) are subjected to a transesterification reaction can be used. ..
  • the content is preferably 0 mol% or more and less than 3 mol%.
  • the heat-shrinkable polyester-based film obtained by using a polyester containing 3 mol% or more of these aliphatic dicarboxylic acids has insufficient film waist when worn at high speed.
  • Examples of the polyhydric alcohol component other than ethylene glycol and diethylene glycol constituting the polyester used in the present invention include aliphatic diols such as 1-3 propanediol, 1-4 butanediol, neopentyl glycol and hexanediol, 1,4-. Examples thereof include alicyclic diols such as cyclohexanedimethanol and aromatic diols such as bisphenol A.
  • the content of these polyhydric alcohol components other than ethylene glycol and diethylene glycol is preferably 0 mol% or more and 15 mol% or less, more preferably 0 mol% or more and 10 out of 100 mol% of the polyhydric alcohol component. It is mol% or less, particularly preferably 0 mol% or more and 4 mol% or less.
  • a method of blending a slurry of particles dispersed in ethylene glycol or water using a kneading extruder with a vent and a polyester resin raw material or a method of blending dried particles and a polyester resin raw material using a kneading extruder. It is also preferable to carry out by a method of blending with.
  • Example 6 From the conditions of Example 4, the lateral stretching ratio was changed to 5.8 times, the film temperature during preheating and stretching was changed to 81 ° C, and the resin extrusion amount was adjusted so that the film thickness after stretching was about 30 ⁇ m. did. Further, the stretching strain rate in the first half of stretching (up to a stretching ratio of 2.4 times) at this time was set to 16.0% / sec, and the stretching strain rate in the latter half of stretching was set to 43.9% / sec. The overall stretching strain rate was 29% / sec, and the stretching rate ratio was 2.7. Except for the above, the same as in Example 4 was applied. The manufacturing conditions are shown in Table 2, and the evaluation results are shown in Table 3.
  • Example 8 From the conditions of Example 7, the lateral stretching ratio was changed to 5.8 times, the film temperature during preheating and stretching was changed to 77 ° C., and the resin extrusion amount was adjusted so that the film thickness after stretching was about 30 ⁇ m. did. Further, the stretching strain rate in the first half of stretching (up to a stretching ratio of 2.4 times) at this time was set to 16.0% / sec, and the stretching strain rate in the latter half of stretching was set to 43.9% / sec. The overall stretching strain rate was 29% / sec, and the stretching rate ratio was 2.7. Other than the above, the same as in Example 7. The manufacturing conditions are shown in Table 2, and the evaluation results are shown in Table 3.
  • Example 9 From the conditions of Example 7, the lateral stretching ratio was changed to 4.8 times, the film temperature during preheating and stretching was changed to 77 ° C., and the resin extrusion amount was adjusted so that the film thickness after stretching was about 30 ⁇ m. did. Further, the stretching strain rate in the first half of stretching (up to a stretching ratio of 2.2 times) at this time was set to 12.0% / sec, and the stretching strain rate in the latter half of stretching was set to 39.5% / sec. The overall stretching strain rate was 23% / sec, and the stretching rate ratio was 3.3. Other than the above, the same as in Example 7. The manufacturing conditions are shown in Table 2, and the evaluation results are shown in Table 3.
  • the stretching strain rate in the first half of stretching (up to a stretching ratio of 2.2 times) was set to 23.0% / sec, and the stretching strain rate in the latter half of stretching was set to 23.0% / sec.
  • the overall stretching strain rate was 23% / sec, and the stretching rate ratio was 1.0.
  • the film was heat-treated at a film temperature of 74 ° C. while relaxing 5% in the width direction inside the tenter. By cutting and removing both edges of the film after the corresponding tenter step, a uniaxially stretched film of about 30 ⁇ m is continuously formed over a predetermined length to obtain a film roll made of a heat-shrinkable polyester film. It was.
  • the manufacturing conditions are shown in Table 2, and the evaluation results are shown in Table 3.
  • the film of Comparative Example 2 had low amorphous property, could not obtain a sufficient shrinkage rate, had a high shrinkage stress, and had a large change in shrinkage rate over time. Since the surface orientation coefficient is high, the solvent adhesive strength is low, and the shrinkage finish is poor such as shrinkage strain and insufficient shrinkage both before and after aging, and peeling of the seal portion also occurs.
  • the films of Comparative Examples 3 and 4 have sufficient shrinkage and low shrinkage stress, they have a low degree of surface orientation, so that the elongation in the longitudinal direction after aging is low, and troubles are likely to occur during post-processing. Met.
  • the film of Comparative Example 6 has high amorphousness due to the cyclohexanedimethanol component, has sufficient shrinkage, has high plane orientation, and has low shrinkage stress, but shrinks at 70 ° C. over time due to its low diethylene glycol ratio.
  • the rate change is large and the natural shrinkage rate is large.
  • the shrinkage finish was good before the lapse of time, but after the lapse of time, shrinkage strain and wrinkles were generated due to a decrease in the shrinkage rate at 70 ° C., which was poor.

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Abstract

【課題】 主収縮方向に高い熱収縮率を有した上で、収縮応力が低く、かつ経時による引張破断伸度の低下が起こりにくい熱収縮性ポリエステル系フィルムを提供すること. 【解決手段】 下記要件(1) ~ (5)を満たす熱収縮性ポリエステル系フィルム。 (1)98℃の温湯中にフィルムを10秒間浸漬させた時の収縮率(温湯収縮率)がフィルム主収縮方向で40%以上であること (2)フィルムの面配向係数が0.035以上0.070以下であること (3)エチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、ジエチレングリコール(DEG)成分の量が、フィルムを構成する全ポリエステル樹脂中の多価アルコール成分100mol%の うち6mol%以上25mol%以下であること (4)90℃熱風中で測定したフィルムの主収縮方向の最大収縮応力が2MPa以上17MPa以下であること (5)雰囲気温度40℃、相対湿度85%の雰囲気下でフィルムを28日間経時させた後の、主収縮方向と直行交する方向の引張破断伸度が20%以上であること

Description

熱収縮性ポリエステル系フィルム
 本発明は、熱収縮性ポリエステル系フィルムに関するものであり、詳しくはフィルム製膜後に長期保管した後も、フィルムの引張伸度低下がないために印刷や製袋などの加工工程において破断が生じにくく、経時での収縮率の低下がなく、飲料ボトル用のラベルや、コンビニ弁当の外包装用途などに好適に使用されるポリエステル系熱収縮性フィルムに関するものである。
近年、ガラス瓶やPETボトル等の保護と商品の表示を兼ねたラベル包装、キャップシール、集積包装等の用途に、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂等からなる延伸フィルム(所謂、熱収縮性フィルム)が広範に使用されるようになってきている。そのような熱収縮性フィルムの内、ポリ塩化ビニル系フィルムは、耐熱性が低い上に、焼却時に塩化水素ガスを発生したり、ダイオキシンの原因となる等の問題がある。また、ポリスチレン系フィルムは、耐溶剤性に劣り、印刷の際に特殊な組成のインキを使用しなければならない上、高温で焼却する必要があり、焼却時に異臭を伴って多量の黒煙が発生するという問題がある。それゆえ、耐熱性が高く、焼却が容易であり、耐溶剤性に優れたポリエステル系の熱収縮性フィルムが、収縮ラベルとして広汎に利用されるようになってきており、PET容器の流通量の増大に伴って、使用量が増加している傾向にある。
 通常の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、幅方向に大きく収縮するものが広く利用されている。そのフィルムはテンター延伸法等によって延伸され、広幅のマスターロールを作製し、その後マスターロールを任意の幅でスリットしながら任意の巻長のロール状に巻取りフィルムロール製品とする。そのフィルムに意匠性を持たせたり、商品の表示の目的で、ロール形態で印刷工程に掛けられる。印刷後は、必要な幅に再度スリットしロール状に巻き取られた後、溶剤接着によるセンターシール工程を経てチューブ状に製袋され、ロール状に巻き取られる(ラベルのロールになる)。
 チューブ状に製袋され巻き取られたラベルは、ロールから巻き出しながら必要な長さにカットされ、環状にラベルになる。環状ラベルは手かぶせ等の方法で、被包装物に装着され、スチームトンネルもしくは熱風トンネル等を通過して収縮させてラベルとなる。
熱収縮性ポリエステル系フィルムは、その収縮特性においてはさらなる改良が求められている。収縮時の収縮応力が高すぎると、収縮により上記チューブの接着部に剥がれが生じて、外観が著しく悪化するだけでなく、被包装物を保護する機能まで損なわれる場合がある。また、近年、ゴミの減量化を目的に、コンビニやスーパーで販売されている弁当や惣菜の容器は厚みが薄い容器が使用されているが、厚みの薄い容器に収縮ラベルを用いると、収縮応力が高い場合に、容器が変形する等のトラブルが生じる。収縮応力は、高すぎず、また、被包装物を密着保護するために低すぎないことが重要である。
 ラベルの収縮応力の高さを改善する方法は、過去にいくつか報告されている。特許文献1には、多価アルコール成分として、ジエチレングリコール由来の構成ユニットを含有し
、収縮応力を低減している。しかしながら、特許文献1に記されている幅方向に一軸のみ延伸したフィルムは、製膜後に長期保管した場合に、フィルム長手方向の引張伸度が著しく低下する問題がある。また、ジエチレングリコール由来の構成ユニットを含有することによりポリエステルの加水分解が進行しやすくなることが知られており、加水分解による分子量低下も引張伸度の低下を招く原因となる。
 上記のフィルムは、製膜してロール状に巻き取られた後、すぐさま印刷等の後工程に掛けられるわけではなく、通常常温で保管や運搬の取扱いをされるが、場合によっては半年以上の長期間を経て印刷工程に掛けられることもある。収縮フィルムはこの長期保管中に、フィルムの引張伸度が低下すると、後工程において長手方向に張力がかかった際に破断しやすくなり工程トラブルを引き起こし、伸度低下が著しい場合は加工が不可能となり問題である。
 この長期保管(経時)での引張伸度の低下を改善する方法として、フィルム幅方向だけでなく長手方向にも延伸する二軸延伸とする方法があるが、必然的に設備が長大となり好ましくない。また、フィルムを構成するポリエステルの極限粘度を高めることにより伸度を維持することも可能であるが、極限粘度で改善できる範囲はわずかであり、また極限粘度を高めるためにはポリエステルの重合度を高めるために重合時間が長くなるためコストがかかる上に、溶融押出の際に濾圧上昇が大きくなり高精度濾過が困難となり好ましくない。
国際公開WO2018/147249号
 本発明は、主収縮方向に高い熱収縮率を有した上で、収縮応力が低く、かつ経時による引張破断伸度の低下が起こりにくい熱収縮性ポリエステル系フィルムを提供することを目的としている。
 本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。即ち本発明は以下の構成よりなる。
1.下記要件(1) ~ (5)を満たすことを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。
(1)98℃の温湯中にフィルムを10秒間浸漬させた時の収縮率(温湯収縮率)がフィルム主収縮方向で40%以上であること
(2)フィルムの面配向係数が0.035以上0.070以下であること
(3)エチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、ジエチレングリコール(DEG)成分の量が、フィルムを構成する全ポリエステル樹脂中の多価アルコール成分100mol%のうち6mol%以上25mol%以下であること
(4)90℃熱風中で測定したフィルムの主収縮方向の最大収縮応力が2MPa以上17MPa以下であること
(5)雰囲気温度40℃、相対湿度85%の雰囲気下でフィルムを28日間経時させた後の、主収縮方向と直交する方向の引張破断伸度が20%以上であること
 2.雰囲気温度40℃、相対湿度85%の雰囲気下でフィルムを28日間経時させた後の、主収縮方向と直交する方向の引張破断伸度が100%以上であることを特徴とする1.に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
3.雰囲気温度30℃、相対湿度85%の雰囲気下でフィルムを28日間経時させた後に、70℃の温湯中にフィルムを10秒浸漬させたときの主収縮方向の収縮率と、経時前の収縮率の差が5%未満であることを特徴とする1.又は2.に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
4.溶剤接着強度が4N/15mm幅以上15N/15mm幅以下であることを特徴とする1.~3.のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
 5.雰囲気温度40℃、相対湿度85%の雰囲気下でフィルムを28日間経時させた後の、主収縮方向の自然収縮率が1.0%未満であることを特徴とする1.~4.のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
 6.フィルムの極限粘度が0.60dl/g以上0.75dl/g以下であることを特徴とする1.~5.のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
 7.主収縮方向が横方向であることを特徴とする、1.~6.のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
 8.一軸延伸フィルムであることを特徴とする、1.~7.のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
9.前記1.~8.のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムから得られたラベル。
 10.前記9.に記載のラベルで、包装対象物の少なくとも外周の一部を被覆して熱収縮させて形成されることを特徴とする包装体。
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、高い熱収縮率を有するだけでなく、収縮応力が低いために収縮した際に、ラベルの接着部に剥がれがなく、被包装物に厚みの薄い容器を用いても容器の変形がないフィルムであり、経時後でもフィルムの引張伸度の低下がないために製膜後の後加工でのトラブルを少なくすることが可能である。
 以下、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムについて詳しく説明する。なお、熱収縮性ポリエステル系フィルムの製造方法は、後に詳述するが、熱収縮性フィルムは通常、ロール等を用いて搬送し、延伸することにより得られる。このとき、フィルムの搬送方向を長手方向(又は縦方向)と称し、前記長手方向に直交する方向をフィルム幅方向(又は横方向)と称する。従って、以下で示す熱収縮性ポリエステル系フィルムの幅方向とは、ロール巻き出し方向に対し垂直な方向であり、フィルム長手方向とは、ロールの巻き出し方向に平行な方向をいう。本発明においては、フィルムの主収縮方向が幅方向であることが好ましい。
 熱収縮性ポリエステル系フィルムにおいて、高い熱収縮性を得るために例えばエチレンテレフタレートからなるホモポリマー(PET)に、他の多価カルボン酸成分や他の多価アルコール成分を共重合して使用することが広く行われている。該共重合する成分として使用する多価アルコール成分として、例えばネオペンチルグリコールや1,4-シクロヘキサンジタノールが考えられ広く使用されるが、これらの成分を共重合したフィルムの場合、常温~40℃程度の温度雰囲気下での経時により70℃以下の低温域での熱収縮性が著しく低下することがわかっている。一方で本発明者らは、PETにジエチレングリコールを共重合したフィルムの場合においては、そのような経時による低温域の熱収縮率低下が抑制され、かつ高い熱収縮性を発現できるとともに溶剤接着性にも優れることを見出した。また、ジエチレングリコールを共重合した原料レジンを得る場合、ジエチレングリコールは常温で液体であるためネオペンチルグリコールなどの粉体原料で必須の溶融工程が不要となる。さらに、ネオペンチルグリコール比べて、重合活性が高い上に、生産性の低下に繋がる重合時の発泡が少ないというメリットもある。
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、エチレンテレフタレートを主たる構成成分とするものである。ここで主たる構成成分とは、フィルムを構成する全ポリマー構成成分のうち50モル%以上がエチレンテレフタレートであることを意味している。エチレンテレフタレートを70モル%以上含有することがより好ましい。エチレンテレフタレートを主たる構成成分として用いることにより、優れた機械的強度と透明性を有することができる。
 ポリエチレンテレフタレート(以下、単にPETということがある)の重合法としては、テレフタル酸とエチレングリコール、および必要に応じて他のジカルボン酸成分およびジオール成分を直接反応させる直接重合法、およびテレフタル酸のジメチルエステル(必要に応じて他のジカルボン酸のメチルエステルを含む)とエチレングリコール(必要に応じて他のジオール成分を含む)とをエステル交換反応させるエステル交換法等の任意の製造方法が利用され得る。
 本発明のフィルムで使用するポリエステルを構成するテレフタル酸以外のジカルボン酸成分としてはイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、オルトフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、および脂環式ジカルボン酸等が挙げられる。これらのテレフタル酸以外のジカルボン酸成分の含有率は、多価カルボン酸成分100モル%のうち、0モル%以上15モル%以下であることが好ましく、より好ましくは、0モル%以上10モル%以下、特に好ましくは、0モル%以上4モル%以下である。
 脂肪族ジカルボン酸(例えばアジピン酸、セバシン酸、デカジカルボン酸等)を含有させる場合、含有率は0モル%以上3モル%未満であることが好ましい。これらの脂肪族ジカルボン酸を3モル%以上含有するポリエステルを使用して得た熱収縮性ポリエステル系フィルムでは、高速装着時のフィルム腰が不十分である。
 また、3価以上の多価カルボン酸(例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸およびこれらの無水物等)を含有させないことが好ましい。これらの多価カルボン酸を含有するポリエステルを使用して得た熱収縮性ポリエステル系フィルムでは必要な収縮性を達成しにくくなる。
 本発明のフィルムで使用するポリエステルを構成する多価アルコール成分100モル%のうちジエチレングリコールが、6モル%以上25モル%以下であることが必要である。
 本発明で使用するポリエステルを構成するエチレングリコール及びジエチレングリコール以外の多価アルコール成分としては、1-3プロパンジオール、1-4ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等の脂環式ジオール、ビスフェノールA等の芳香族系ジオール等が挙げられる。これらのエチレングリコール及びジエチレングリコール以外の多価アルコール成分の含有率は、多価アルコール成分100モル%のうち、0モル%以上15モル%以下であることが好ましく、より好ましくは、0モル%以上10モル%以下、特に好ましくは、0モル%以上4モル%以下である。
 炭素数8個以上のジオール(例えばオクタンジオール等)、又は3価以上の多価アルコール(例えば、トリメチロールプロパン、トリメリトールエタン、グリセリン、ジグリセリン等)は含有させないことが好ましい。これらのジオール、又は多価アルコールを含油有するポリエステルを使用して得た熱収縮性ポリエステル系フィルムでは、必要な高収縮を達成しにくくなる。
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムを形成する樹脂の中には、必要に応じて各種の添加剤、例えば、ワックス類、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶核剤、減粘剤、熱安定剤、着色用顔料、着色防止剤、紫外線吸収剤等を添加することができる。
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムを形成する樹脂の中には、フィルムの作業性(滑り性)を良好にする滑剤としての微粒子を添加することが好ましい。微粒子としては、任意のものを選択することができるが、例えば、無機系微粒子としては、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、硫酸バリウム等、有機系微粒子としては、例えば、アクリル系樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、架橋ポリスチレン粒子等を挙げることができる。微粒子の平均粒径は、0.05~3.0μmの範囲内(コールターカウンタで測定した場合)で、必要に応じて適宜選択することができる。フィルム中の微粒子含有率の下限は好ましくは0.01重量%であり、より好ましくは0.015重量%であり、さらに好ましくは0.02重量%である。0.01重量%未満であると滑り性が低下することがある。上限は好ましくは1重量%であり、より好ましくは0.2重量%であり、さらに好ましくは0.1重量%である。1重量%を超えると透明性が低下することがあるため好ましくない。
 熱収縮性ポリエステル系フィルムを形成する樹脂の中に上記粒子を配合する方法としては、例えば、ポリエステル系樹脂を製造する任意の段階において添加することができるが、エステル化の段階、もしくはエステル交換反応終了後、重縮合反応開始前の段階でエチレングリコール等に分散させたスラリーとして添加し、重縮合反応を進めるのが好ましい。また、ベント付き混練押出し機を用いてエチレングリコールまたは水等に分散させた粒子のスラリーとポリエステル系樹脂原料とをブレンドする方法、または混練押出し機を用いて、乾燥させた粒子とポリエステル系樹脂原料とをブレンドする方法等によって行うのも好ましい。
 熱収縮性ポリエステル系フィルムは、長期保管後でも加工時のトラブルを防ぐために、経時によるフィルムの引張伸度の低下が小さいことが好ましい。一般的にフィルムの引張に対する伸度は、分子配向の寄与が大きい。高分子は、延伸により分子鎖が伸ばされる(分子が配向する)ことで剛直性が増し、さらに分子同士の絡み合いにより強固なネットワークを形成し、引張に対して強くなり伸度が向上する。しかし、製膜から長期間経過する(経時する)と、分子配向が緩和されるために引張に対する伸度が低下することがわかっている。また、経時によるポリエステルの加水分解により分子量が低下し、引張に対する伸度が低下することも知られている。この経時劣化に対して、製膜後のフィルムにおいてフィルム面方向の分子配向(面配向)を十分に高めることによって、経時後の伸度の低下を防ぐことが可能であることを見出した。面配向が高いと、分子鎖の剛直性や絡み合いが強く、経時によって緩和されにくく、加水分解が発生しても、伸度の低下が発生しにくくなると考える。経時による伸度低下についての評価方法は後述する。また、面配向を高める方法についても後述する。
 また、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、98℃の温水中で無荷重状態で10秒間に亘って処理したときに、収縮前後の長さから、下式1により算出したフィルムの主収縮方向の熱収縮率(すなわち、98℃の温湯熱収縮率)が、40%以上であることが好ましい。
 熱収縮率={(収縮前の長さ-収縮後の長さ)/収縮前の長さ}×100(%)・・式1
 98℃における主収縮方向の温湯熱収縮率が40%未満であると、飲料ラベル用途や弁当包装のフィルムとして使用する場合に、収縮量が小さいために、熱収縮した後のラベルシワやタルミが生じてしまうので好ましくない。98℃の温湯収縮率は42%以上であるとより好ましく、45%以上であると特に好ましい。
 70℃における主収縮方向の温湯収縮率は特に限定されないが、10%以上40%以下であることが好ましい。10%未満であると、飲料ラベル用途や弁当包装のフィルムとして使用する場合に、収縮量が小さいために、熱収縮した後のラベルシワやタルミが生じてしまうので好ましくない。また、40%以上であると、スチームを使用した収縮トンネルなどの内部で急激な収縮が発生し、シワや歪みとなるため好ましくない。より好ましくは、15%以上35%以下であり、特に好ましくは20%以上30%以下である。
 フィルムの面配向係数が0.035以上0.070以下であることが好ましい。面配向係数は以下の式2で求められる。
面配向係数ΔP=(Nx+Ny)/2-Nz ・・・式2
Nx:フィルム長手方向の屈折率
Ny:フィルム幅方向の屈折率
Nz:フィルム厚み方向の屈折率
 面配向係数が0.035未満であると、後述する経時による初期破断が悪化し、フィルム製膜後長期間保管すると引張伸度が低下するため好ましくない。面配向係数が0.070を上回ると、結晶性が高くなりすぎ、飲料ラベルとしてチューブ状に製袋する際の溶剤接着強度が低下するため好ましくない。面配向係数は0.040以上0.065以下がより好ましく、0.045以上0.060以下がさらに好ましい。
 本発明のフィルムで使用するポリエステルを構成する多価アルコール成分100モル%のうちジエチレングリコールが、6モル%以上25モル%以下であることが好ましい。ジエチレングリコールが6モル%未満であると、後述する経時による70℃10秒での収縮率が大きく低下するため好ましくない。ジエチレングリコールが25モル%を上回ると、面配向係数が低下し、経時による伸度低下が起きやすく好ましくない。ジエチレングリコールの含有比率は8モル%以上24モル%以下がより好ましく、10モル%以上23モル%以下がさらに好ましく、12モル%以上21モル%以下が特に好ましい。
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、90℃の熱風下で測定した主収縮方向の最大収縮応力が2MPa以上17MPa以下であることが好ましい。なお、収縮応力の測定は実施例に記載の方法で行うものとする。
 主収縮方向の90℃での最大収縮応力が17MPaを上回ると、ラベル貼り合わせ部の浮きや剥がれが生じたり、薄肉化した容器では収縮時に収縮応力により潰れが生じたりするため好ましくない。90℃の最大収縮応力は、15MPa以下がより好ましく、13MPa以下がさらに好ましい。また90℃の最大収縮応力は、2MPaを下回ると、容器のラベルとして使用する際に、ラベルが弛んで容器に密着しないことがあるため、好ましくない。90℃の最大収縮応力は、3MPa以上がより好ましく、4MPa以上がさらに好ましい。
 本発明のフィルムで使用するポリエステルは、温度40℃、相対湿度85%の雰囲気化でフィルムを28日間経時させた後の、フィルム長手方向の引張破断伸度が20%以上であることが好ましい。経時後の破断伸度が20%を下回ると、フィルムを長期保管後に過去した際に工程の張力などによる破断トラブルが発生しやすくなり好ましくない。経時前および経時後の破断伸度のより好ましい範囲は100%以上であり、さらに好ましくは200%以上、特に好ましくは300%以上である。破断伸度は高ければ高いほうが好ましいが、本発明品の場合は、700%が上限である。
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは温度40℃、相対湿度85%の雰囲気下でフィルムを28日間経時させた後に、70℃の温水中にフィルムを10秒浸漬させた時の主収縮方向の収縮率と、経時前の収縮率の差が0%以上5%以下であることが好ましい。上記収縮率の差が5%を上回ると、製膜したフィルムを長期間保管すると低温での収縮率が低下することとなり、ラベルなどとして収縮させる際にシワや収縮斑が発生しやすくなるため好ましくない。より好ましくは収縮率の差が4%以下であり、特に好ましくは3%以下である。収縮率差の下限は低ければ低いほど好ましいが、経時後に収縮率が増加することは考えにくいため、0%が下限と考えられる。
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、溶剤接着強度が4(N/15mm)以上であることが好ましい。溶剤接着強度が4(N/15mm)未満であると、ラベルが熱収縮した際に、収縮力によって溶剤接着部が剥れ易くなるので好ましくない。なお、溶剤接着強度は、5(N/15mm)以上であるとより好ましく、7(N/15mm)以上であると特に好ましい。なお、溶剤接着強度は高いほど好ましいが、当該溶剤接着強度の上限は15(N/15mm)程度が限界であると考えている。溶剤接着強度があまりにも高すぎると、2枚のフィルムを溶剤接着させてラベルとする際、不必要にフィルムが接着されてしまう事態が起きやすくなり、ラベルの生産性が低下する場合もあるので、10(N/15mm)以下であっても実用上構わない
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、温度40℃湿度85%RHの雰囲気下で28日間経時させた後の主収縮方向の自然収縮率が1.0%以下であることが好ましい。なお、自然収縮率の評価方法は実施例に示す。
 自然収縮率が1.0%を超えると、ロール状に巻き取られた製品を保管しておく場合にフィルムロールにシワが入り易いので好ましくない。なお、自然収縮率は、小さいほど好ましい。また、自然収縮率は、0.9%以下であると好ましく、0.8%以下であると
より好ましい。
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムフィルムの極限粘度(IV)が0.60dl/g以上0.75dl/gであることが好ましい。フィルムの極限粘度(IV)が0.60dl/g以上であると、フィルムを長期保管した場合でも引張伸度の低下がなく加工時の破断等のトラブルや不良の発生を低減できる。また、極限粘度を高めるためにはポリエステルの重合度を高めるために重合時間が長くなるためコストがかかる上に、溶融押出の際に濾圧上昇が大きくなり高精度濾過が困難となるため、上限は0.75dl/gが好ましい。
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムの厚みは、特に限定されるものではないが、ラベル用途や弁当包装用途の熱収縮性フィルムとして8~100μmが好ましく、10~60μmがより好ましい。フィルム8μm未満であるとフィルムの腰感が著しく低下するためロールにシワが入りやすくなり好ましくない。一方、フィルム厚みは厚くてもフィルムロールとして問題はないが、コストの観点から薄肉化することが好ましい。フィルムの厚みは10~58μmがより好ましく、12μm~56μmが特に好ましい。
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、上記したポリエステル原料を押出機により溶融押し出しして未延伸フィルムを形成し、その未延伸フィルムを幅方向に延伸して得ることができる。なお、ポリエステルは、前記した好適なジカルボン酸成分とジオール成分とを公知の方法で重縮合させることで得ることができる。また、通常は、チップ状のポリエステルをフィルムの原料として使用する。
 原料樹脂を溶融押し出しする際には、ポリエステル原料をホッパードライヤー、パドルドライヤー等の乾燥機、または真空乾燥機を用いて乾燥するのが好ましい。そのようにポリエステル原料を乾燥させた後に、押出機を利用して、230~270℃の温度で溶融しフィルム状に押し出す。押し出しに際しては、Tダイ法、チューブラー法等、既存の任意の方法を採用することができる。
 そして、押し出し後のシート状の溶融樹脂を急冷することによって未延伸フィルムを得ることができる。なお、溶融樹脂を急冷する方法としては、溶融樹脂を口金から回転ドラム上にキャストして急冷固化することにより実質的に未配向の樹脂シートを得る方法を好適に採用することができる。
さらに、得られた未延伸フィルムを、後述するように、所定の条件で幅方向に延伸し本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムを得ることが可能となる。以下、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムを得るための好ましい延伸について説明する。
 通常の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、収縮させたい方向に未延伸フィルムを延伸することによって製造される。本発明では主収縮方向である幅方向に一軸延伸する。なお幅方向の一軸延伸による製造手段は、長手方向の延伸設備を使用しないので簡易な設備で製造できる利点を有する。
 幅方向の延伸は、未延伸フィルムをフィルムの両端をクリップで把持して加熱することができるテンター装置に導き、熱風によりフィルムをTg+10℃以上25℃以下の温度に予熱した後、長手方向に搬送しながらクリップ間の距離を広げることで延伸する。
 延伸倍率は4.5倍以上6倍以下が好ましい。延伸倍率が4.5未満であると、必要な面配向係数を得ることが困難になるため好ましくない。延伸倍率が6倍を超えると、製膜時に破断するリスクが高くなる上に、設備が長大になるため好ましくない。より好ましくは4.7倍以上5.8倍以下である。
 延伸ひずみ速度は、延伸の前半と後半で異なる速度にすることが好ましく、延伸前半と後半の延伸ひずみ速度の比率(延伸ひずみ速度比)は下記式で表し、延伸ひずみ速度比は2.5以上5.0以下であることが好ましい。また、延伸ひずみ速度は単位時間(秒)あたりの公称ひずみで表す(%/s)。
延伸ひずみ速度比=(延伸後半の延伸ひずみ速度)÷(延伸前半の延伸ひずみ速度)・・・式3
 ここでの延伸前半とは、最終的な延伸倍率の平方根の値の倍率までの延伸を指し、延伸後半とはそれ以後の延伸を指す。例えば、最終的な延伸倍率が5.0倍の時、延伸前半は倍率2.2倍までを指し、それ以後の残り2.3倍の延伸部分は延伸後半である。
 延伸ひずみ速度比が2.5未満であるとき、必要な面配向係数が得られず好ましくない。延伸ひずみ速度比が5.0を超えるとき、延伸時の破断が発生しやすくなる上に、フィルムの収縮応力が高くなり好ましくない。より好ましくは、2.7以上4.8以下であり、さらに好ましくは、2.9以上4.6以下である。
 また、延伸開始から終了までのトータルの延伸ひずみ速度は、10%/秒以上30%/秒以下であることが好ましい。10%/秒未満であると、分子配向が小さくなり、経時での初期破断が悪化するため好ましくない。30%/秒を超えると、フィルムの収縮応力が高くなりすぎて好ましくない。より好ましくは、13%以上27%以下であり、さらに好ましくは16%以上24%以下である。
 上記のように延伸ひずみ速度比が、2.5以上5.0以下であることは、つまり、延伸前半よりも後半の方が、延伸速度が速くなり、ひずみ速度が加速される。発明者の研究の結果、ひずみ速度を延伸後半で増加させることにより、フィルムの分子配向が高くなり、面配向係数が高まり、経時での伸度低下が起こりにくくなることを見出した。未延伸フィルムの加熱引張試験における応力―ひずみ曲線では、延伸の後半で応力値が大きく増加することが知られており、延伸後半において分子配向が大きく進むと考えられる。延伸後半の延伸速度を高くすることで、より延伸応力が高くなり、分子配向がより高くなると考えられる。従来、テンター延伸では、延伸の開始から終了までほぼ一定速度で延伸を行う(つまり延伸ひずみ速度比はおおよそ1となる)が、この時、延伸ひずみ速度を高くして延伸することが分子配向を高める上では有効ではあるが、延伸によってフィルムに与えられるエネルギーが大きくなり、延伸後のフィルムの収縮応力が高くなりすぎて好ましくない。経時でのフィルムの主収縮方向と直交する方向の伸度低下を抑制しつつ、フィルムの主収縮方向の収縮応力を低減させるために、延伸前半の延伸ひずみ速度は低く、後半は高くすることが本発明においては重要である。
 具体的に、延伸ひずみ速度の調整は、テンターにおけるフィルムの搬送速度および、テンターのパターンを調整することで調整を行う。また、延伸ひずみ速度比は、テンターのパターンにより調整を行う。
 大掛かりな設備が必要となるため長手方向の延伸はしない方がよい。また特に限定しないが、幅方向の延伸後に、収縮率の調整のため熱処理を行ってもよい。熱処理の温度は70℃以上110℃以下が好ましい。70℃未満の熱処理では70℃の幅方向収縮率が40%を超えるため好ましくない。また熱処理温度が110℃を超えると、98℃の幅方向の収縮率が40%を下回るため好ましくない。より好ましい範囲は75℃以上105以下であり、さらに好ましくは80℃以上100℃以下である。
 幅方向延伸時のフィルム温度は、フィルムTg+5℃以上Tg+40℃であることが好ましい。フィルム温度がTg+5℃未満であると、延伸力が高くなりすぎて、フィルムの収縮応力が高くなるため好ましくない。フィルム温度がTg+40℃を超えると、延伸力が低すぎるために、分子配向が付与されず面配向が低下し、経時での伸度低下が発生しやすくなり好ましくない。特に限定されないが、延伸前半と後半でフィルム温度は同じでもよいが、延伸後半の温度が前半よりも低いほうが、面配向が高くなるため好ましい。
 本発明の包装体は、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムから得られたラベルが、包装対象物の少なくとも外周の一部に被覆して熱収縮させて形成されるものである。包装対象物としては、飲料用のPETボトルを始め、各種の瓶、缶、菓子や弁当等のプラスチック容器、紙製の箱等を挙げることができる。なお、通常、それらの包装対象物に、熱収縮性ポリエステル系フィルムから得られるラベルを熱収縮させて被覆させる場合には、当該ラベルを約5~70%程度熱収縮させて包装体に密着させる。なお、包装対象物に被覆されるラベルには、印刷が施されていても良いし、印刷が施されていなくても良い。
 ラベルを作製する方法としては、長方形状のフィルムの片面の端部から少し内側に有機溶剤を塗布し、直ちにフィルムを丸めて端部を重ね合わせて接着してラベル状にするか、あるいは、ロール状に巻き取ったフィルムの片面の端部から少し内側に有機溶剤を塗布し、直ちにフィルムを丸めて端部を重ね合わせて接着して、チューブ状体としたものをカットしてラベル状とする。接着用の有機溶剤としては、1,3-ジオキソランあるいはテトラヒドロフラン等の環状エーテル類が好ましい。この他、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素やフェノール等のフェノール類あるいはこれらの混合物が使用できる。
 以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例の態様に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更することが可能である。
また、フィルムの評価方法は下記の通りである。
[Tg(ガラス転移点)]
  示差走査熱量分析装置(セイコー電子工業株式会社製、DSC220)を用いて、未延伸フィルム5mgをサンプルパンに入れ、パンのふたをし、窒素ガス雰囲気下で-40℃から120℃に10℃/分の昇温速度で昇温して測定した。Tg(℃)はJIS-K7121-1987に基づいて求めた。
[固有粘度 (IV)]
 ポリエステル0.2gをフェノール/1,1,2,2-テトラクロルエタン(60/40(重量比))の混合溶媒50ml中に溶解し、30℃でオストワルド粘度計を用いて測定した。単位はdl/gである。
[熱収縮率(温湯熱収縮率)]
 フィルムを10cm×10cmの正方形に裁断し、所定温度±0.5℃の温水中に無荷重状態で10秒間浸漬して熱収縮させた後、25℃±0.5℃の水中に10秒間浸漬し、水中から引き出してフィルムの縦および横方向の寸法を測定し、下記式(1)にしたがって、それぞれ熱収縮率を求めた。熱収縮率の大きい方向を主収縮方向とした。 
熱収縮率={(収縮前の長さ-収縮後の長さ)/収縮前の長さ}×100(%) 式1
[収縮応力の最大値]
 熱収縮性フィルムから主収縮方向の長さが150mm、幅20mmの短冊状フィルムサンプルを切り出し、東洋ボールドウィン社製(現社名オリエンテック)の加熱炉付き強伸度測定機テシロン万能試験機 PTM-250(オリエンテック社の登録商標)を用いて収縮応力を測定した。強伸度測定機の加熱炉は予め炉内を90℃に加熱しておき、フィルムサンプルを把持するためのチャック間距離は100mmとした。サンプルを強伸度測定機のチャックに取り付ける際には、加熱炉の送風を一旦止めて加熱炉の扉を開け、長さ方向150mmのサンプルの両端25mmずつをチャック間に挟み、チャック間距離は100mmとして、チャック間とサンプルの長さ方向とが一致し且つサンプルが水平となるように緩みなく固定した。サンプルをチャックに取り付けた後、速やかに加熱炉の扉を閉めて、送風を再開した。加熱炉の扉を閉め送風を再開した時点を収縮応力の測定開始時点とし、収縮応力の測定開始時点から、測定開始後30秒までの間における収縮応力測定値の最大値を収縮応力の最大値(最大収縮応力(MPa))とした。
[経時収縮率変化]
 フィルムを40℃×85%RHの雰囲気下で28日間(672時間)放置(経時)した後、70℃の温水中において、上記温湯収縮率を測定し、長手方向の70℃温湯収縮率を求め、経時前の長手方向の70℃温湯収縮率との差を求め、「経時前後の収縮率差」とした。
[溶剤接着強度]
 熱収縮性フィルムに1,3-ジオキソランを塗布量5±0.3g/m 2 、塗布幅5±1mmで塗布して2枚を張り合わせることによってシールを施した。しかる後、シール方向と直行方向に15mmの幅に切り取り、それを(株)ボールドウィン社製 万能引張試験機 STM-50にチャック間20mmでセットし、引張速度200mm/分の条件で引張り剥離し、剥離抵抗力を測定した。そしてその時の強度を溶剤接着強度とした。
[自然収縮率]
 フィルムを、主収縮方向×直交方向=200mm×30mmのサイズに切り取り、主収縮方向に長さ150mmの標線を引いた。温度40℃湿度85%RHの雰囲気下で28日間放置(経時)した後、標線の長さを測定し、下式によって自然収縮率を算出した。
自然収縮率=(経時前の標線の長さ(150mm)― 経時後の標線の長さ)÷(経時前の標線の長さ(150mm)×100(%) ・・・式4
[面配向係数]
 フィルム長手方向、幅方向、厚み方向の屈折率をアタゴ社製の「アッベ屈折計4T型」を用いて、各試料フィルムを23℃、65%RHの雰囲気中で2時間以上放置した後に測定した。測定結果より以下の式2を用いて面配向係数を求めた
面配向係数ΔP=(Nx+Ny)/2-Nz ・・・式2
Nx:フィルム長手方向の屈折率
Ny:フィルム幅方向の屈折率
Nz:フィルム厚み方向の屈折率
[引張破断伸度]
 JIS-K-7127に準じて、主収縮方向と直交する方向(フィルム長手方向)の長さ50mm×主収縮方向(フィルム幅方向)の長さ20mmの長方形状にサンプリングして試験片とし、万能引張試験機((株)島津製作所製 オートグラフ(登録商標))を利用して、試験片の両端(長尺方向の両端)を掴み、引張速度200mm/分の条件にて引張試験を行い、破断時の伸びを破断伸度とした。引張試験は、製膜後と温度40℃85%RH雰囲気下で28日間放置(経時)した後に測定した。
[収縮仕上り性(経時前と経時後]
 熱収縮性フィルムに、予め東洋インキ製造(株)の草・金・白色のインキで3色印刷を施した。そして、印刷したフィルムの両端部をジオキソランで接着することにより、円筒状のラベル(熱収縮性フィルムの主収縮方向を周方向としたラベル)を作製し、それを裁断した。ラベルの収縮方向の直径は70mmであった。しかる後、Fuji Astec Inc 製スチームトンネル(型式;SH-1500-L)を用い、通過時間4秒、ゾーン温度90℃で、500mlのPETボトル(胴直径 62mm、ネック部の最小直径25mm)に熱収縮させることにより、ラベルを装着した。なお、装着の際には、ネック部においては、直径30mmの部分がラベルの一方の端になるように調整した。収縮後の仕上がり性の評価は目視で行い、基準は下記の通りとした。
[ラベルの収縮歪み]
 収縮後の仕上り性の評価として、装着されたラベル上部の360度方向の歪みをゲージを使用して測定し、歪みの最大値を求めた。以下の基準に従って評価した。
○:最大歪み 2.0mm未満
×:最大歪み 2.0mm以上
[ラベル収縮不足]
 上記したラベル収縮状態を以下の基準に従って評価した。
○:装着したラベルと容器との間に弛みが無く収縮している。
×:ラベルと容器の間に収縮不足による弛みがある。
[ラベルのシワ]
 上記したラベルの収縮歪みの条件と同一の条件で、シワの発生状態を、以下の基準に従って評価した。
○:大きさ2mm以上のシワの数が2個以下。
×:大きさ2mm以上のシワの数が3個以上。
[接着部の剥がれ]
上記したラベル収縮状態を以下の基準に従って評価した。
○:ラベル同士の接着部に剥がれがない。
×:ラベル同士の接着部に剥がれがある。
 <ポリエステル原料の調製>
 [合成例1]
 撹拌機、温度計および部分環流式冷却器を備えたステンレススチール製オートクレーブに、ジカルボン酸成分としてジメチルテレフタレート(DMT)100モル%と、多価アルコール成分としてエチレングリコール(EG)100モル%とを、エチレングリコールがモル比でジメチルテレフタレートの2.2倍になるように仕込み、エステル交換触媒として酢酸亜鉛を0.05モル%(酸成分に対して)、重縮合触媒として三酸化アンチモン0.225モル%(酸成分に対して)を添加し、生成するメタノールを系外へ留去しながらエステル交換反応を行った。その後、280℃で26.7Paの減圧条件のもとで重縮合反応を行い、固有粘度0.75dl/gのポリエステル1を得た。組成を表1に示す。
 [合成例2~5]
 合成例1と同様の方法により、表1に示すポリエステル2~4を得た。ポリエステル2の製造の際には、滑剤としてSiO2(富士シリシア社製サイリシア266;平均粒径1.5μm)をポリエステルに対して7200ppmの割合で添加した。なお、表中、NPGはネオペンチルグリコール、CHDMは1,4―シクロヘキサンジメタノールである。なおポリエステルの固有粘度は、それぞれ、2:0.75dl/g,3:0.75dl/g,4:0.75dl/g, 5:0.75dl/gであった。
 なお、各ポリエステルは、適宜チップ状にした。各ポリエステルの組成は表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
[実施例1]
 上記したポリエステル1、ポリエステル2、およびポリエステル3を質量比80:5:15で混合して押出機に投入した。しかる後、その混合樹脂を280℃で溶融させてTダイから押出し、表面温度30℃に冷却された回転する金属ロールに巻き付けて急冷することにより、厚さが144μmの未延伸フィルムを得た。未延伸フィルムのTgは72℃であった。当該未延伸フィルムをテンターに導き、フィルム両端部をクリップで把持した状態で、フィルム温度が82℃(Tg+10℃)になるまで予熱し、その後、フィルム温度が82℃(Tg+10℃)で横方向に4.8倍延伸した。この時、延伸前半(延伸倍率2.2倍まで)の延伸ひずみ速度を12.5%/秒とし、延伸後半の延伸ひずみ速度を37.3%/秒とした。全体の延伸ひずみ速度は23%/秒、延伸速度比は3.0とした。延伸後、テンター内部でフィルム幅は定長のまま、フィルム温度85℃で加熱処理を行った。該当延伸後のフィルムの両縁部は裁断除去することで、約30μmの一軸延伸フィルムを所定の長さに亘って連続的に製膜して熱収縮性ポリエステル系フィルムからなるフィルムロールを得た。そして、得られたフィルムの特性を上記の方法により評価した。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[実施例2]
 実施例1の条件から、横方向の延伸倍率を5.3倍、予熱と延伸時のフィルム温度を83℃に変更して、延伸後のフィルム厚みが約30μmになるように樹脂押出量を調整した。
 また、この時の延伸前半(延伸倍率2.3倍まで)の延伸ひずみ速度を14.3%/秒とし、延伸後半の延伸ひずみ速度を40.4%/秒とした。全体の延伸ひずみ速度は26%/秒、延伸速度比は2.8とした。上記以外は、実施例1と同様とした。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[実施例3]
 実施例1の条件から、横方向の延伸倍率を5.8倍、予熱と延伸時のフィルム温度を87℃に変更して、延伸後のフィルム厚みが約30μmになるように樹脂押出量を調整した。
また、このときの延伸前半(延伸倍率2.4倍まで)の延伸ひずみ速度を16.0%/秒とし、延伸後半の延伸ひずみ速度を43.9%/秒とした。全体の延伸ひずみ速度は29%/秒、延伸速度比は2.7とした。上記以外は、実施例1と同様とした。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[実施例4]
 上記のポリエステル1、ポリエステル2、およびポリエステル3を質量比70:5:25で混合して押出機に投入し、予熱と延伸時のフィルム温度を76℃にした以外は実施例1と同様にした。この時、未延伸フィルムのTgは68℃であった。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[実施例5]
 実施例4の条件から、横方向の延伸倍率を5.3倍、予熱と延伸時のフィルム温度を77℃に変更して、延伸後のフィルム厚みが約30μmになるように樹脂押出量を調整した。
 また、この時の延伸前半(延伸倍率2.3倍まで)の延伸ひずみ速度を14.3%/秒とし、延伸後半の延伸ひずみ速度を40.4%/秒とした。全体の延伸ひずみ速度は26%/秒、延伸速度比は2.8とした。上記以外は、実施例4と同様とした。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[実施例6]
 実施例4の条件から、横方向の延伸倍率を5.8倍、予熱と延伸時のフィルム温度を81℃に変更して、延伸後のフィルム厚みが約30μmになるように樹脂押出量を調整した。
 また、このときの延伸前半(延伸倍率2.4倍まで)の延伸ひずみ速度を16.0%/秒とし、延伸後半の延伸ひずみ速度を43.9%/秒とした。全体の延伸ひずみ速度は29%/秒、延伸速度比は2.7とした。上記以外は、実施例4と同様とした。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[実施例7]
 上記のポリエステル1、ポリエステル2、およびポリエステル3を質量比58:5:37で混合して押出機に投入し、予熱と延伸時のフィルム温度を75℃にした以外は実施例2と同様にした。この時、未延伸フィルムのTgは62℃であった。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[実施例8]
 実施例7の条件から、横方向の延伸倍率を5.8倍、予熱と延伸時のフィルム温度を77℃に変更して、延伸後のフィルム厚みが約30μmになるように樹脂押出量を調整した。
 また、このときの延伸前半(延伸倍率2.4倍まで)の延伸ひずみ速度を16.0%/秒とし、延伸後半の延伸ひずみ速度を43.9%/秒とした。全体の延伸ひずみ速度は29%/秒、延伸速度比は2.7とした。上記以外は、実施例7と同様とした。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[実施例9]
 実施例7の条件から、横方向の延伸倍率を4.8倍、予熱と延伸時のフィルム温度を77℃に変更して、延伸後のフィルム厚みが約30μmになるように樹脂押出量を調整した。
 また、このときの延伸前半(延伸倍率2.2倍まで)の延伸ひずみ速度を12.0%/秒とし、延伸後半の延伸ひずみ速度を39.5%/秒とした。全体の延伸ひずみ速度は23%/秒、延伸速度比は3.3とした。上記以外は、実施例7と同様とした。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[実施例10]
 延伸前半(延伸倍率2.2倍まで)の延伸ひずみ速度を11.5%/秒とし、延伸後半の延伸ひずみ速度を42.3%/秒とした。全体の延伸ひずみ速度は23%/秒、延伸速度比は3.7とした以外は実施例9と同様とした。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[比較例1]
 上記のポリエステル1、ポリエステル2、およびポリエステル3を質量比87:5:8で混合して押出機に投入し、予熱と延伸時のフィルム温度を84℃にした以外は実施例1と同様にした。この時、未延伸フィルムのTgは73℃であった。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[比較例2]
 上記のポリエステル1、ポリエステル2、およびポリエステル3を質量比87:5:8で混合して押出機に投入し、予熱と延伸時のフィルム温度を84℃にした以外は実施例3と同様にした。この時、未延伸フィルムのTgは73℃であった。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[比較例3]
 上記のポリエステル1、ポリエステル2、およびポリエステル3を質量比45:5:50で混合して押出機に投入し、予熱と延伸時のフィルム温度を72℃にした以外は実施例3と同様にした。この時、未延伸フィルムのTgは60℃であった。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[比較例4]
 延伸前半(延伸倍率2.3倍まで)の延伸ひずみ速度を30.0%/秒とし、延伸後半の延伸ひずみ速度を24.6%/秒とし、全体の延伸ひずみ速度は29%/秒、延伸速度比は0.8とした以外は実施例7と同様とした。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[比較例5]
 上記のポリエステル1、ポリエステル2、およびポリエステル4を質量比45:5:50で混合して押出機に投入し、予熱と延伸時のフィルム温度を76℃にした以外は実施例1と同様にした。この時、未延伸フィルムのTgは75℃であった。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す

[比較例6]
 上記のポリエステル1、ポリエステル2、およびポリエステル5を質量比45:5:60で混合して押出機に投入し、予熱と延伸時のフィルム温度を76℃にした以外は実施例1と同様にした。この時、未延伸フィルムのTgは73℃であった。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
[比較例7]
 上記のポリエステル1、ポリエステル2、ポリエステル3、およびポリエステル4を重量比4:5:25:66で混合して押出機に投入し、実施例1と同様の方法で厚み153μmの未延伸シートを得た。未延伸フィルムのTgは68℃であった。該未延伸フィルムをテンターに導き、フィルム両端部をクリップで把持した状態で、フィルム温度が73℃(Tg+5℃)になるまで予熱し、その後、フィルム温度が73℃(Tg+5℃)で横方向に5.1倍延伸した。この時、延伸前半(延伸倍率2.2倍まで)の延伸ひずみ速度を23.0%/秒とし、延伸後半の延伸ひずみ速度を23.0%/秒とした。全体の延伸ひずみ速度は23%/秒、延伸速度比は1.0とした。延伸後、テンター内部でフィルムを幅方向に5%弛緩させながら、フィルム温度74℃で加熱処理を行った。該当テンター工程後のフィルムの両縁部は裁断除去することで、約30μmの一軸延伸フィルムを所定の長さに亘って連続的に製膜して熱収縮性ポリエステル系フィルムからなるフィルムロールを得た。製造条件を表2に、評価結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 評価の結果、実施例1~10のフィルムは、十分な収縮性を有し、収縮応力も低いために、収縮仕上がりも良好であった。また、フィルム面配向が高いために経時後の初期破断発生率が0%で良好である上に、経時後も70℃収縮率がほぼ低下しないために、経時後の収縮仕上り性も良好であった。
比較例1のフィルムは、ジエチレングリコール比率が小さいために、非晶性が低く、十分な収縮率が得られず、経時での70℃収縮率変化が大きいフィルムであった。収縮仕上がり性は経時前後いずれも収縮歪み、収縮不足など不良であった。
 比較例2のフィルムは、ジエチレングリコール比率が小さいために、非晶性が低く、十分な収縮率が得られず、収縮応力は高く、経時での収縮率変化が大きいフィルムであった。面配向係数が高いために溶剤接着強度が低く、収縮仕上がり性は経時前後いずれも収縮歪み、収縮不足など不良であり、シール部の剥がれも発生した。
 比較例3および4のフィルムは十分な収縮性を有し、収縮応力も低いものの、面配向度が小さいために、経時後の長手方向の伸度が低く、後加工時にトラブルが発生しやすいフィルムであった。
 比較例5のフィルムは、ネオペンチルグリコール成分により非晶性が高く、十分な収縮性を有し、面配向度が高く、収縮応力が低いものの、ジエチレングリコール比率が低いために、経時での70℃収縮率変化が大きく、自然収縮率が大きい。収縮仕上り性は、経時前は良好であるものの、経時後は、70℃収縮率の低下により収縮歪みやシワが発生してしまい不良であった。
 比較例6のフィルムは、シクロヘキサンジメタノール成分により非晶性が高く、十分な収縮性を有し、面配向が高く、収縮応力が低いものの、ジエチレングリコール比率が低いために、経時での70℃収縮率変化が大きく、自然収縮率が大きい。収縮仕上り性は、経時前は良好であるものの、経時後は、70℃収縮率の低下により収縮歪みやシワが発生してしまい不良であった。
 比較例7のフィルムは、十分な収縮性を有し、収縮応力も低いものの、面配向度が小さいために、経時後の長手方向の伸度が低く、後加工時にトラブルが発生しやすいフィルムであった。
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、上記の如く十分な収縮性を有し、収縮応力が低いために、収縮仕上がり性が良好である上に、経時での収縮率変化が小さいために経時後の収縮仕上がり性も良好である。さらに面配向度が高いために経時での初期破断率が低く、長期保管後でも印刷等の後加工時での破断トラブルなどが発生しにくいフィルムである。上記のように製造直後および長期間保管後も収縮仕上がり性や加工性に優れており、飲料ボトル用のラベルや、弁当のバンディング包装用途などに好適に使用することができる。

Claims (10)

  1.  下記要件(1) ~ (5)を満たすことを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルム。
    (1)98℃の温湯中にフィルムを10秒間浸漬させた時の収縮率(温湯収縮率)がフィルム主収縮方向で40%以上であること
    (2)フィルムの面配向係数が0.035以上0.070以下であること
    (3)エチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、ジエチレングリコール(DEG)成分の量が、フィルムを構成する全ポリエステル樹脂中の多価アルコール成分100mol%のうち6mol%以上25mol%以下であること
    (4)90℃熱風中で測定したフィルムの主収縮方向の最大収縮応力が2MPa以上17MPa以下であること
    (5)雰囲気温度40℃、相対湿度85%の雰囲気下でフィルムを28日間経時させた後の、主収縮方向と直交する方向の引張破断伸度が20%以上であること
  2.  雰囲気温度40℃、相対湿度85%の雰囲気下でフィルムを28日間経時させた後の、主収縮方向と直交する方向の引張破断伸度が100%以上であることを特徴とする請求項1に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
  3.  雰囲気温度30℃、相対湿度85%の雰囲気下でフィルムを28日間経時させた後に、70℃の温湯中にフィルムを10秒浸漬させたときの主収縮方向の収縮率と、経時前の収縮率の差が5%未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
  4.  溶剤接着強度が4N/15mm幅以上15N/15mm幅以下であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
  5.  雰囲気温度40℃、相対湿度85%の雰囲気下でフィルムを28日間経時させた後の、主収縮方向の自然収縮率が1.0%未満であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
  6.  フィルムの極限粘度が0.60dl/g以上0.75dl/g以下であることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
  7.  主収縮方向が横方向であることを特徴とする、請求項1~6のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
  8.  一軸延伸フィルムであることを特徴とする、請求項1~7のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルム。
  9.  請求項1~8のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムから得られたラベル。
  10.  請求項9に記載のラベルで、包装対象物の少なくとも外周の一部を被覆して熱収縮させて形成されることを特徴とする包装体。
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