JP2007161826A - 熱収縮性フィルム、該フィルムを用いた熱収縮ラベル、成形品、及び容器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリ乳酸系樹脂(A)100質量部と、(メタ)アクリル系樹脂(B)20〜200質量部とを含有させた混合樹脂組成物を少なくとも一軸方向に延伸した熱収縮性フィルムである。この熱収縮性フィルムは、80℃温水中に10秒間浸漬させた際の主収縮方向における熱収縮率が20%以上であり、かつ主収縮方向と直交する方向における70℃での貯蔵弾性率(E’)が100MPa以上に調整される。
【選択図】なし
Description
この発明のフィルムは、ポリ乳酸系樹脂(A)と、アクリル系樹脂(B)とをそれぞれ所定の割合で含有させた混合樹脂組成物を少なくとも一軸方向に延伸したものである。
上記ポリ乳酸系樹脂(A)とは、乳酸の単独重合体(以下、乳酸単独重合体という。)または乳酸系共重合体をいう。
次に、この発明で用いられる(メタ)アクリル系樹脂(B)について説明する。
この発明の混合樹脂組成物は、上記ポリ乳酸系樹脂(A)100質量部に対して、(メタ)アクリル系樹脂(B)を10質量部以上、好ましくは20質量部以上、さらに好ましくは30質量部以上、また、200質量部以下、好ましくは180質量部以下、さらに好ましくは160質量部以下で含有させることが重要である。(メタ)アクリル系樹脂(B)の含有量が10質量部以上であれば、フィルムの収縮特性、収縮仕上がり性、透明性を向上させる効果を得ることができる。一方、この含有量が200質量部以下であれば、フィルムの耐衝撃性を著しく低下させることなく、低温での延伸性および収縮特性を維持することができ、また、実用温度域(70〜90℃程度)の熱収縮率を充分に得ることができる。
上記混合樹脂組成物には、所定量のゴム状成分(C)を含有させることができる。以下にゴム状成分(C)について説明する。
上記ゴム状成分(C)とは、上記ポリ乳酸系樹脂(A)以外の他のゴム成分をいい、上記混合樹脂組成物から得たフィルムの耐衝撃性を向上させるために、そのフィルムの熱収縮性、剛性を損なわない範囲内で前記ゴム状成分(C)を含有させることが好ましい。
この発明では、この発明の効果を著しく損なわない範囲で、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂(汎用ポリスチレン(GPPS)、ゴム変性耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレンブロック共重合体(SBS)、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレンブロック共重合体(SIS)、ポリスチレン−ポリ(エチレン/ブチレン)ブロック−ポリスチレン共重合体(SEBS)、ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン共重合体(SEPS)、ポリスチレン−ポリ(エチレン−エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン共重合体(SEEPS)、スチレン−カルボン酸共重合体など)、ポリアミド系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂などの熱可塑化性樹脂などを少なくとも1種以上を更に含有させることもできる。
この発明のフィルム構成は、単層としてもよく、また、その表面に滑り性、耐熱性、耐溶剤性、易接着性等の新たな機能を付与するために積層構造としてもよい。例えばポリ乳酸系樹脂(A)と(メタ)アクリル系樹脂(B)とゴム成分(C)とからなる(I)層に、樹脂組成または添加剤の異なる(II)層、(III )層を積層した場合には、(I)/(II)の2層構造、(II)/(I)/(II)、(II)/(I)/(III )の3層構造、あるいは(II)/(I)/(III )/(II)の4層構造などが例として挙げられる。また、各層の積層厚みの比率は用途、目的に応じて任意に設定することができる。
この発明のフィルムは、公知の方法によって製造することができる。この熱収縮性フィルムの形態は、平面状、チューブ状のいずれであってもよい。平面状のフィルムは、その幅方向に製品として数丁取りすることができ、また、内面に印刷することができるため好ましい。例えば、平面状のフィルムの製造方法は、複数の押出し機を用いて樹脂を溶融し、Tダイから共押出しを行い、チルドロールで冷却固化する。その後、縦方向にロール延伸を、横方向にテンター延伸を行い、アニール処理後冷却して、(印刷が施される場合にはその印刷面にコロナ放電処理をして、)巻取機で巻き取るものである。また、チューブラー法により製造したフィルムを切り開いて平面状のフィルムとしてもよい。
この発明のフィルムは、フィルムの熱収縮性、収縮仕上がり性、透明性等に優れているため、その用途が特に制限されるものではない。必要に応じて印刷層、蒸着層その他機能層を形成することにより、ボトル(ブローボトル)、トレー、弁当箱、総菜容器、乳製品容器等の様々な成形品として用いることができる。特にこの発明のフィルムを食品容器(例えば清涼飲料水用または食品用のPETボトル、ガラス瓶、好ましくはPETボトル)用熱収縮性ラベルとして用いる場合、複雑な形状(例えば、中心がくびれた円柱、角のある四角柱、五角柱、六角柱など)であってもその複雑な形状に密着させることが可能であり、シワやアバタ等のない美しいラベルが装着された容器が得ることができる。この発明の成形品および容器は、通常の成形法を用いることにより作製することができる。また、前記成形品を他の材料からなる成形品と組み合わせることにより容器として使用することもできる。
[熱収縮率]
この発明のフィルムは、80℃温水中に10秒間浸漬させた際の主収縮方向の熱収縮率の下限値が20%以上、好ましくは30%以上、上限値が70%以下、好ましくは65%以下であることが必要である。一般に、熱収縮性フィルムは、被覆対象物への熱の影響などの点からできるだけ低い温度で十分熱収縮することが必要である。従って、前記条件での熱収縮率が20%以上70%以下のフィルムであれば、収縮加工時間内に被覆対象物に十分密着させ、かつ斑、皺、アバタが発生せず良好な収縮仕上がり外観を得ることができる。
この発明において、貯蔵弾性率(E’)は、粘弾性スペクトロメーターを用いて、振動周波数10Hz、ひずみ0.1%の条件下で測定した際の主収縮方向と直交する方向における70℃での貯蔵弾性率(E´)を100MPa以上、1.5GPa以下に調整することが重要である。70℃での貯蔵弾性率(E´)が100MPa以上であれば、収縮温度域での強度が保たれるため、幅広い収縮条件においても収縮仕上がりが良好で、美しい外観を得ることができ、工業生産性も含めた観点から好ましい。なお、上記貯蔵弾性率(E´)の上限値は特に規定されないが、1.5GPa以下であれば低温収縮性が損なわれることがないので好ましく、より好ましくは1.2GPa以下、さらに好ましくは1.0GPa以下である。
この発明のフィルムの主収縮方向と直交する方向の引張弾性率の下限値が1.2GPa以上であることが好ましく、1.4GPa以上であることがより好ましく、1.6GPa以上であることがさらに好ましい。通常使用される熱収縮性フィルムの引張弾性率の上限値は3.0GPa程度であり、好ましくは2.9GPa程度であり、さらに好ましくは2.8GPa程度である。前記引張弾性率が1.2GPa以上あれば、フィルム全体としての腰(常温での剛性)を高くすることができる。これにより、特にフィルムの厚みを薄くした場合においても、ペットボトルなどの容器に製袋したフィルムをラベリングマシン等で被せる際に、斜めに被ったり、フィルムの腰折れなどで歩留まりが低下したりしやすいなどの不具合の発生を抑えることができる。前記引張弾性率は、JISK7127に準じて、23℃の条件で測定することができる。
この発明のフィルムの透明性は、例えば、厚み50μmのフィルムをJIS K7105に準拠して測定した場合、ヘーズ値は10%以下であることが好ましく、7%以下であることがより好ましく、5%以下であることがさらに好ましい。ヘーズ値が10%以下であれば、フィルムの透明性が得られ、ディスプレー効果を奏することができるからである。
この発明のフィルムの耐衝撃性は、引張破断伸度により評価され、23℃環境下の引張試験において、特に熱収縮性ラベル用途ではフィルムの引き取り(流れ)方向(MD)で伸び率が100%以上、好ましくは150%以上、さらに好ましくは200%以上である。23℃環境下での引張破断伸度が100%以上あれば印刷・製袋などの工程時にフィルムが破断するなどの不具合が生じにくい。また、印刷・製袋などの工程のスピードアップにともなってフィルムに対してかかる張力が増加する際にも、引張破断伸度が150%以上あれば破断しにくくなり好ましい。また、好ましい引張破断伸度の上限値は特に設定されないが、十分な速度でフィルムを製造するためには500%程度あることが望ましい。
なお、実験例および比較例中の測定値および評価は、以下の方法により測定し、評価を行った。フィルムの引き取り(流れ)方向を「縦」方向、それと直交する方向を「横」方向と記載する。
フィルムを縦100mm、横100mmの大きさに切り取り、80℃の温水バスに10秒間浸漬し、収縮量を測定した。熱収縮率は、縦方向または横方向のうちより大きいものについて、収縮前の原寸に対する収縮量の比率を%値で表示した。
測定対象のフィルムを縦60mm、横4mmの大きさに切り取り、粘弾性スペクトロメーター(アイティー計測(株)製、DVA−200)を用いて振動周波数10Hz、ひずみ0.1%、昇温速度1℃/分、チャック間2.5cm、測定温度0から150℃の範囲で縦方向について測定を行い、70℃における貯蔵弾性率を測定した。
JIS K7105に準拠してフィルム厚み40μmでのフィルムのヘーズ値を測定した。
JIS K7127に準拠して、温度23℃、試験速度200mm/分の条件でフィルムの主収縮方向と直交する方向(縦方向)について測定した。
JIS K7127に準じて、温度23℃の条件でフィルムの主収縮方向と直交する方向(縦方向)について測定した。
10mm間隔の格子目を印刷したフィルムを縦(MD)170mm×横(TD)114mmの大きさに切り取り、横(TD)の両端を10mm重ねてテトロヒドロフラン(THF)溶剤で接着し、円筒状フィルムを作製した。この円筒状フィルムを、容量500mLの円筒型ペットボトルに装着し、蒸気加熱方式の長さ3.2m(3ゾーン)の収縮トンネル中を回転させずに、約4秒間で通過させることにより、容器に被覆させた。各ゾーンでのトンネル内雰囲気温度は、蒸気量を蒸気バルブで調整し、60〜90℃の範囲とした。そのときの雰囲気温度を下記に示す。
被覆条件1・・・65℃/80℃/80℃
被覆条件2・・・90℃/90℃/60℃
被覆条件3・・・75℃/85℃/85℃
フィルム被覆後は下記基準で評価した。
◎:収縮が十分でシワ、アバタ、白化、格子目の歪みが全く生じない。
○:収縮が十分だが、シワ、アバタ、白化、格子目の歪みがごく僅かに生じるが、実用上問題にならない。
△:収縮が十分だが、シワ、アバタ、白化、格子目の歪みがごく僅かに生じ、用途によっては問題となる。
×:収縮が不充分、またはシワ、アバタ、格子目の歪みが顕著に生じる。
(ポリ乳酸系樹脂(A)成分)
・ポリ乳酸系樹脂…Nature WorksLLC社製 商品名『NatureWork NW4050』、L体/D体量=95/5、以下「PLA1」と略称する。
・ポリ乳酸系樹脂…Nature WorksLLC社製 商品名『NatureWork NW4032』、L体/D体量=99.5/0.5、以下「PLA2」と略称する。
・ポリ乳酸系樹脂…NatureWorksLLC社製 商品名『NatureWork NW4060』、L体/D体量=88/12、以下「PLA3」と略称する。
・ポリメタクリル酸メチル樹脂…三菱レイヨン(株)製 商品名『アクリペット VH01』、以下「PMMA」と略称する。
・コアシェル構造型アクリル−シリコーン共重合体…三菱レイヨン(株)製 商品名『メタブレン S2001』、以下「ゴム1」と略称する。
・脂肪族ポリエステル系樹脂…ダイセル化学工業(株)製 商品名『セルグリーンPH7』、以下「ゴム2」と略称する。
・脂肪族ポリエステル系樹脂…昭和高分子(株)製 商品名『ビオノーレ1010』、以下「ゴム3」と略称する。
・脂肪族ポリエステル系樹脂…昭和高分子(株)製 商品名『ビオノーレ3003』、以下「ゴム4」と略称する。
・ポリエステル系可塑剤…大日本インキ化学工業(株)製 商品名『DOZ』、以下「可塑剤」と略称する。
・疎水性シリカ粒子…富士シリシア化学(株)製 商品名『サイロホービック100』、以下「シリカ粒子」と略称する。
表1に示す(I)層用樹脂として(A)成分、(B)成分および(C)成分の混合樹脂を2軸押出機(三菱重工業(株)製)に投入し、設定温度200℃で溶融混合し、Tダイ口金により押出した後、50℃のキャストロールで引き取り、冷却固化させて幅300mm、250μmの未延伸シートを得た。次に、フィルムテンター(三菱重工業(株)製)により、予熱温度90℃、延伸温度75℃で横一軸方向に5.0倍に延伸して、厚さ50μmの熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの物性および評価結果を表1に示す。
これにより、この発明のフィルムは、熱収縮性、透明性、および耐衝撃性等の機械的特性に優れ、かつ収縮仕上がり性に優れたものであることが分かる。
Claims (9)
- ポリ乳酸系樹脂(A)100質量部と、(メタ)アクリル系樹脂(B)20質量部以上、200質量部以下とを含有する混合樹脂組成物を少なくとも一軸方向に延伸した熱収縮性フィルムであり、
80℃温水中に10秒間浸漬させた際の主収縮方向における熱収縮率が20%以上、70%以下であり、
かつ粘弾性スペクトロメーターを用いて、振動周波数10Hz、ひずみ0.1%の条件下で測定した際の主収縮方向と直交する方向における70℃での貯蔵弾性率(E’)が100MPa以上、1.5GPa以下である熱収縮性フィルム。 - 上記混合樹脂組成物は、ゴム状成分(C)10質量部以上、100質量部以下を含有する請求項1に記載の熱収縮性フィルム。
- JIS K7127にもとづき、23℃、引張速度200mm/分にて測定した際の主収縮方向に直交する方向の引張破断伸度が、100%以上である請求項1または2に記載の熱収縮性フィルム。
- 上記ポリ乳酸系樹脂(A)が、D−乳酸とL−乳酸との共重合体、またはこの共重合体の混合樹脂組成物からなる請求項1から3のいずれかに記載の熱収縮性フィルム。
- 上記(メタ)アクリル系樹脂(B)が、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、および(メタ)アクリル酸から選ばれる2種以上の単量体からなる共重合体、またはメタクリル酸メチル単独重合体である請求項1から4のいずれかに記載の熱収縮性フィルム。
- 上記ゴム状成分(C)が、上記ポリ乳酸系樹脂(A)以外の乳酸系共重合体、脂肪族ポリエステル、芳香族脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、ジオールとジカルボン酸と乳酸単独重合体との共重合体、コアシェル構造型ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、およびエチレン−(メタ)アクリル酸メチル共重合体から選ばれる少なくとも1種以上からなる請求項1から5のいずれかに記載の熱収縮性フィルム。
- 請求項1から6のいずれかに記載の熱収縮性フィルムを用いた成形品。
- 請求項1から6のいずれかに記載の熱収縮性フィルムを用いた熱収縮性ラベル。
- 請求項7に記載の成形品を用いた、または請求項8に記載の熱収縮性ラベルを装着した容器。
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