(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムであって、前記熱可塑性樹脂系フィルムの温湯収縮率が、主収縮方向において、温度７０℃で５秒処理後で５〜５０％であり、８５℃で５秒処理後で６５％以上７２％以下であり、主収縮方向と直交する方向において、８５℃で５秒処理後で１０％以下であり、厚み分布が６％以下であることを特徴とする熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムに関し、特に飲料用ボトル等の表示ためのラベル用途に好適な熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムに関する。さらに詳しくは、ボトルの広い範囲部分に装着されるフルラベル用途、特にペットボトルのフルラベル用途であって、熱収縮後におけるシワ、収縮斑、歪みの発生が極めて少ない熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱収縮性フィルム、特にボトルの胴部のラベル用の熱収縮性フィルムとしては、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル等からなるフィルムが主として用いられている。
【０００３】
また、ペットボトルにおいて、内容物の保護のために着色ボトルが用いられることがある。しかしながら、着色ボトルは回収リサイクルに不向きであることからその代案が検討されてきた。一つの方法として無着色ボトルを使用し、着色ラベルをボトル全体に装着させることが検討されてきた。
【０００４】
しかし、ボトル形状は複雑でかつ多くの種類があるため、フルラベルとして使用する場合、従来の熱収縮性フィルムでは収縮仕上がり性において問題が発生する場合がある。特に飲料ボトル等の飲み口部分が細く胴部とのボトル径の差が大きいボトルでは、従来の熱収縮性フィルムではボトルの上部首部に収縮不足が発生するという問題がある。そこで、このようなボトルのフルラベルに使用する熱収縮性フィルムは、高収縮率などの熱収縮特性が必要である。
【０００５】
このように、ボトルのフルラベル用途の場合、これまでの熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムでは性能が不十分であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、その目的とするところは、ボトルのフルラベル用、特にペットボトルのフルラベル用の熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムであって、収縮によるシワ、収縮斑、歪みの発生が極めて少ない熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムは、フィルムの温湯収縮率が、主収縮方向において、温度７０℃で５秒処理後で５〜５０％であり、８５℃で５秒処理後で６５％以上７２％以下であり、主収縮方向と直交する方向において、８５℃で５秒処理後で１０％以下であり、厚み分布が６％以下であることを特徴とする熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムであり、そのことにより上記課題が解決される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を具体的に説明する。
【０００９】
本願発明の熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムに関するものであり、特にＰＥＴボトルのフルラベル用途に好適に用いられる。
ここで用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられるが、上記目的を満たす限りにおいて、これらの樹脂に限られるものではない。
【００１０】
ポリ塩化ビニルについては、近年、廃棄時に焼却する際の塩素系ガスが発生したり、ポリスチレンについては、印刷が困難である等の点が指摘されている。さらに、ＰＥＴボトルの回収リサイクルにあたっては、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等のＰＥＴ以外の樹脂のラベルは分別する必要がある。このため、回収リサイクル時に分別の必要のないポリエステル系の熱収縮性フィルムが注目が好適である。
【００１１】
ここでは、特にポリエステル系樹脂を用いた熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムについて説明する。
【００１２】
本発明で使用するポリエステルを構成するジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、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。
【００１３】
脂肪族ジカルボン酸（例えばアジピン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等）を含有させる場合、含有率は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。
【００１４】
また、３価以上の多価カルボン酸（例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸及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、必要な高収縮率を達成しにくくなる。
【００１５】
本発明で使用するポリエステルを構成するジオール成分としては、エチレングリコール、プロパンジオール、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、芳香族ジオール等が挙げられる。
【００１６】
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムに用いるポリエステルは炭素数３〜６個を有するジオール（例えばプロパンジオール、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）のうち１種以上を含有させて、ガラス転移点（Ｔｇ）を６０〜７５℃に調整したポリエステルが好ましい。
【００１７】
また、収縮仕上り性が特に優れた熱収縮性ポリエステル系フィルムとするためには、ネオペンチルグリコールをジオール成分の１種として用いることが好ましい。さらには、ネオペンチルグリコール含有量は１６重量％以上であることが好ましい。
【００１８】
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、トリメチロールエタン、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、必要な高収縮率を達成しにくくなる。
【００１９】
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコールはできるだけ含有させないことが好ましい。特にジエチレングリコールは、ポリエステル重合時の副生成成分のため、存在しやすいが、本発明で使用するポリエステルでは、ジエチレングリコールの含有率が４モル％未満であることが好ましい。
【００２０】
なお、本発明の酸成分、ジオール成分の含有率は、２種以上のポリエステルを混合して使用する場合、ポリエステル全体の酸成分、ジオール成分に対する含有率である。混合後にエステル交換がなされているかどうかにはかかわらない．
さらに、熱収縮性フィルムの易滑性を向上させるために、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無機滑剤、また例えば、長鎖脂肪酸エステルなどの有機滑剤を含有させるのも好ましい。また、必要に応じて、安定剤、着色剤、酸化防止剤、消泡剤、静電防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を含有させてもよい。
【００２１】
上記ポリエステルは、いずれも従来の方法により重合して製造され得る。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、ポリエステルが得られる。重合は、回分式および連続式のいずれの方法で行われてもよい。
【００２２】
本発明の熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムは、温水中で無荷重状態で処理して収縮前後の長さから、熱収縮率＝（（収縮前の長さ−収縮後の長さ）／収縮前の長さ）×１００（％）の式で算出したフィルムの温湯収縮率が、主収縮方向において、温度７０℃で５秒処理後で５〜５０％であり、好ましくは１０〜３０％であり、８５℃で５秒処理後で６５％以上であり、好ましくは６５〜９５％であり、主収縮方向と直交する方向において、８５℃で５秒処理後で１０％以下であり、好ましくは６％以下である。
【００２３】
主収縮方向の温湯収縮率が７０℃・５秒で５％未満の場合は、低温収縮性が不足し、収縮温度を高くする必要があり好ましくない。一方、５０％を越える場合は、熱収縮によるラベルの飛び上がりが発生し好ましくない。
【００２４】
８５℃で５秒処理後の収縮率は好ましくは６５〜９５％であり、６５％未満の場合は、ボトルの口部の収縮が不十分になり好ましくない。一方、９５％を越える場合は加熱収縮後もさらに収縮する力があるため、ラベルが飛び上がりやすくなる。
【００２５】
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムの厚みは、特に限定するものではないが、ラベル用熱収縮性フィルムとして１０〜２００μｍが好ましく、２０〜１００μｍがさらに好ましい。
【００２６】
次に本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムの製造法について、具体例を説明するが、この製造法に限定されるものではない。
【００２７】
本発明に用いる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し、２００〜３００℃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して構わない。押し出し後、急冷して未延伸フィルムを得る。
【００２８】
次に、得られた未延伸フィルムを、Ｔｇ−５℃以上、Ｔｇ＋１５℃未満の温度で、横方向に３．０倍以上、好ましくは３．５倍以上延伸する。
【００２９】
次に、必要により、７０〜１００℃の温度で熱処理して、熱収縮性ポリエステル系フィルムを得る。
【００３０】
延伸の方法は、テンターでの横１軸延伸のみでなく、付加的に縦方向に延伸し２軸延伸することも可能である。このような２軸延伸は、逐次２軸延伸法、同時２軸延伸法のいずれの方法によってもよく、さらに必要に応じて、縦方向または横方向に再延伸を行ってもよい。
【００３１】
なお、本発明の目的を達成するには、主収縮方向としては横方向が実用的であるので、以上では、主収縮方向が横方向である場合の製膜法の例を示したが、主収縮方向を縦方向とする場合も、上記方法における延伸方向を９０度変えるほかは、上記方法の操作に準じて製膜することができる。
【００３２】
本発明では、ポリエステルから得られた未延伸フィルムを、Ｔｇ−５℃以上、Ｔｇ＋１５℃未満の温度で延伸することが好ましい。
【００３３】
Ｔｇ−５℃未満の温度で延伸した場合、本発明の構成要件である熱収縮率を得にくいばかりでなく、得られたフィルムの透明性が悪化するため好ましくない。
【００３４】
又、Ｔｇ＋１５℃以上の温度で延伸した場合、得られたフィルムは高速装着時のフィルム腰が不十分であり、かつフィルムの厚みむらが著しく損なわれるため好ましくない。
【００３５】
本発明の熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムは、フィルムの厚みから、厚み分布＝（（最大厚み−最小厚み）／平均厚み）×１００（％）の式で算出されたフィルムの厚み分布が６％以下であることが好ましい。さらに好ましくは、５％以下である。
【００３６】
厚み分布が６％以下のフィルムは、例えば収縮仕上り性評価時に実施する３色印刷で、色の重ね合せが容易であるのに対し、６％を越えたフィルムは色の重ね合せの点で好ましくない。
【００３７】
熱収縮性ポリエステル系フィルムの厚み分布を均一化させるためには、テンターを用いて横方向に延伸する際、延伸工程に先立って実施される予備加熱工程では、熱伝達係数が０．００１３カロリー／ｃｍ2・ｓｅｃ・℃以下となるよう低風速で所定のフィルム温度になるまで加熱を行うことが好ましい。
【００３８】
また、延伸に伴うフィルムの内部発熱を抑制し、巾方向のフィルム温度斑を小さくするためには、延伸工程の熱伝達係数は０．０００９カロリー／ｃｍ2・ｓｅｃ・℃以上、好ましくは０．００１１〜０．００１７カロリー／ｃｍ2・ｓｅｃ・℃の条件がよい。
【００３９】
予備加熱工程の熱伝達係数が０．００１３カロリー／ｃｍ2・ｓｅｃを越える場合、また、延伸工程での熱伝達係数が０．０００９カロリー／ｃｍ2・ｓｅｃ未満の場合、厚み分布が均一になりにくく、得られたフィルムを多色印刷加工する際、多色の重ね合せで図柄のずれが起こり好ましくない。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。
【００４１】
本発明のフィルムの評価方法は下記の通りである。
【００４２】
（１）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℃の温水中において、無荷重状態で所定時間処理して熱収縮させた後、フィルムの縦および横方向の寸法を測定し、下記（１）式に従いそれぞれ熱収縮率を求めた。該熱収縮率の大きい方向を主収縮方向とした。
【００４３】
熱収縮率＝((収縮前の長さ−収縮後の長さ)／収縮前の長さ)×１００(％)  (１)
【００４４】
（２）収縮仕上り性
熱収縮性フィルムに、あらかじめ東洋インキ製造（株）の草・金・白色のインキで３色印刷した。
【００４５】
Ｆｕｊｉ  Ａｓｔｅｃ Ｉｎｃ製スチームトンネル（型式：ＳＨ−１５００−Ｌ）を用い、通過時間２．５秒、ゾーン温度８０℃で、５００ｍｌのガラス瓶（高さ２０．６ｃｍ、中央部直径６．５ｃｍ）（（株）吉野工業所製でキリンビバレッジ（株）の午後の紅茶に使用されているボトル）を用いてテストした（測定数＝２０）。
【００４６】
評価は目視で行い、基準は下記の通りとした。
【００４７】
シワ、飛び上り、収縮不足の何れも未発生  ：  ○
シワ、飛び上り、又は収縮不足が発生      ：  ×
【００４８】
（３）Ｔｇ（ガラス転移点）
セイコー電子工業（株）製のＤＳＣ（型式：ＤＳＣ２２０）を用いて、未延伸フィルム１０ｍｇを、−４０℃から１２０℃まで、昇温速度２０℃／分で昇温し、得られた吸熱曲線より求めた。吸熱曲線の変曲点の前後に接線を引き、その交点をＴｇ（ガラス転移点）とした。
【００４９】
（４）厚み分布
アンリツ（株）製の接触厚み計（型式：ＫＧ６０／Ａ）を用いて、縦方向５ｃｍ、横方向５０ｃｍのサンプルの厚みを測定し（測定数＝２０）、各々のサンプルについて、下記（３）式により厚み分布（厚みのバラツキ）を求めた。また、該厚み分布の平均値（ｎ＝５０）を下記の基準に従って評価した。
【００５０】
厚み分布＝（（最大厚み−最小厚み）／平均厚み）×１００（％）    （３）
６％以下                    →  ○
６％より大きく１０％未満    →  △
１０％以上                  →  ×
【００５１】
実施例に用いたポリエステルは以下の通りである。
【００５２】
ポリエステルＡ：ポリエチレンテレフタレート（極限粘度（ＩＶ）＝０．７５ｄｌ／ｇ）
ポリエステルＢ：エチレングリコール７０モル％、ネオペンチルグリコール３０モル％とテレフタル酸とからなるポリエステル（ＩＶ＝０．７２ｄｌ／ｇ）
ポリエステルＣ：ポリブチレンテレフタレート（ＩＶ＝１．２０ｄｌ／ｇ）
ポリエステルＤ：ポリプロピレンテレフタレート（ＩＶ＝１．１０ｄｌ／ｇ）
【００５３】
（実施例１）
ポリエステルＡを１５重量％、ポリエステルＢを７５重量％、ポリエステルＣを１０重量％混合したポリエステルを、２８０℃で溶融しＴダイから押出し、チルロールで急冷して未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムのＴｇは７０℃であった。
【００５４】
前記未延伸フィルムを、フィルム温度が８５℃になるまで予備加熱した後、テンターで横方向に８３℃で５倍に延伸し、厚み５０μｍの熱収縮性ポリエステルフィルムを得た。
【００５５】
（実施例２）
ポリエステルＡを１０重量％、ポリエステルＢを８０重量％、ポリエステルＣを１０重量％混合したポリエステルを、２８０℃で溶融しＴダイから押出し、チルロールで急冷して未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムのＴｇは６９℃であった。
【００５６】
前記未延伸フィルムを、フィルム温度が８４℃になるまで予備加熱した後、テンターで横方向に８２℃で５倍に延伸し、厚み５０μｍの熱収縮性ポリエステルフィルムを得た。
【００５７】
（実施例３）
ポリエステルＡを１５重量％、ポリエステルＢを８０重量％、ポリエステルＣを」５重量％を混合したポリエステルを、２８０℃で溶融しＴダイから押出し、チルロールで急冷して未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムのＴｇは７１℃であった。
【００５８】
前記未延伸フィルムを用い、実施例１に記載した方法と同様にして、厚み５０μｍの熱収縮性ポリエステルフィルムを得た。
【００５９】
（実施例４）
ポリエステルＡを１５重量％、ポリエステルＢを７５重量％、ポリエステルＤを１０重量％を混合したポリエステルを、２８０℃で溶融しＴダイから押出し、チルロールで急冷して未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムのＴｇは７１℃であった。
【００６０】
前記未延伸フィルムを、実施例１に記載した方法と同様にして、厚み５０μｍのフィルムを得た。
【００６１】
（実施例５）
ポリエステルＡを１５重量％、ポリエステルＢを６０重量％、ポリエステルＣを２５重量％混合したポリエステルを、２８０℃で溶融しＴダイから押出し、チルロールで急冷して未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムのＴｇは６２℃であった。
【００６２】
前記未延伸フィルムを用い、実施例１に記載した方法と同様にして、厚み５０μｍの熱収縮性ポリエステルフィルムを得た。
【００６３】
（比較例１）
延伸温度を８８℃とした以外は実施例１に記載した方法と同様にして、厚み５０μｍの熱収縮性ポリエステルフィルムを得た。
【００６４】
（比較例２）
延伸温度を６５℃とした以外は実施例１に記載した方法と同様にして、製膜した。フィルムはテンター出口で全巾にわたって白化していた。
【００６５】
（比較例３）
ポリエステルＡを４０重量％、ポリエステルＢを５０重量％、ポリエステルＣを１０重量％混合したポリエステルを、２８０℃で溶融しＴダイから押出し、チルロールで急冷して未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムのＴｇは６９℃であった。
【００６６】
前記未延伸フィルムを、フィルム温度が８４℃になるまで予備加熱した後、テンターで横方向に７７℃で４．４７倍延伸した。次いで７７℃で１０秒間熱処理しながら１．１倍さらに延伸し、厚み５０μｍの熱収縮性ポリエステルフィルムを得た。
【００６７】
（比較例４）
ポリエステルＡを１５重量％、ポリエステルＢを６０重量％、ポリエステルＣを２５重量％混合したポリエステルを２８０℃で溶融しＴダイから押出し、チルロールで急冷して未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムのＴｇは６２℃であった。
【００６８】
前記未延伸フィルムを、フィルム温度が８３℃になるまで予備加熱した後、テンターで横方向に７０℃で４．４７倍延伸した。次いで７３℃で１０秒間熱処理しながら１．１倍さらに延伸し、厚み５０μｍの熱収縮性ポリエステルフィルムを得た。
【００６９】
（比較例５）
延伸倍率を４．０倍に変更した以外は実施例１に記載した方法と同様にして、厚み５０μｍの熱収縮性ポリエステルフィルムを得た。
【００７０】
実施例１〜５及び比較例１〜５で得られたフィルムの評価結果を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例１〜５で得られたフィルムはいずれも収縮仕上り性が良好であった。また、厚み分布も良好であった。本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは高品質で実用性が高く、特に収縮ラベル用として好適である。
【００７１】
一方、比較例１で得られた熱収縮性フィルムは厚み分布が劣る。また比較例３、４及び５で得られた熱収縮性フィルムは、収縮によってシワ、収縮不足が発生し、いずれも収縮仕上り性が劣る。このように比較例で得られた熱収縮性ポリエステル系フィルムはいずれも品質が劣り、実用性が低いものであった。
【００７２】
【表１】
0004552097.tif 000002
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、ボトルのラベル用、特にＰＥＴ製ボトルのフルラベル用に好適な熱収縮性熱可塑性系フィルムが得られる。
【００７４】
本発明の熱収縮性熱可塑性樹脂系フィルムは、フルラベルとして使用する場合、熱収縮によるシワ、収縮斑、歪み及び収縮不足の発生が極めて少ない良好な仕上がり性が可能であり、フルラベル用途として極めて有用である。