JP2552337B2 - 熱収縮性ポリウレタンフィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種物品の収縮用包材として極めて好適
な、突刺、衝撃等の機械的強度に優れた熱収縮性ポリウ
レタンフィルムに関する。

［従来の技術］ 従来より、収縮包装用フィルムとしては、ポリ塩化ビ
ニル系、ポリプロピレン系、ポリエチレン系などの熱収
縮性フィルムが知られ、それぞれの特徴を活した分野で
広く利用されている。

しかしながら、これらのうちポリ塩化ビニル系熱収縮
フィルムは、低温収縮性に優れるが、反面熱シールの際
に塩素ガスが発生したり、あるいは可塑剤等の移行によ
る衛生上の問題に加えて、引張、引裂、突刺、衝撃等の
機械的強度の乏しいといった数多くの欠点を有してい
る。また一方、ポリプロピレン系及びポリエチレン系熱
収縮フィルムはコストが安く汎用されているが、収縮温
度が比較的高い上にこの場合も突刺、衝撃等の強度が弱
く裂けやすいという問題を有するなど、これら既存の収
縮包装用フィルムは、そのいずれをとってみても突刺、
衝撃等に対する抵抗性の点でユーザーの要望に応えられ
るものが見当たらないのが現状である。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、かかる事情に鑑みなされたものであり、そ
の目的とするところは、柔軟で、引張、引裂等の強度が
強く、しかも突刺、衝撃等の外力に対してとりわけ優れ
た抵抗性を有する熱収縮性ポリウレタンフィルムを提供
する点にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は、前記目的を達成するために、機械的強
度が強く、しかも柔軟性と弾性力に関して優れた性質を
有する熱可塑性ポリウレタン樹脂に着目し、該ポリウレ
タン樹脂ベースの熱収縮性フィルムについて鋭意検討し
た結果、特定の結晶性と熱収縮性並びに永久伸びを有す
るポリウレタンフィルムであれば、これまでのポリ塩化
ビニル系樹脂等の熱収縮フィルムには見られなかった優
れた突刺、衝撃等の機械的強度を有する、収縮用包材と
して好適なフィルムが得られることを見い出し、本発明
を完成させた。

即ち、本発明は結晶融解熱0.1乃至3.0cal/gの熱可塑
性ポリウレタン樹脂よりなるフィルムであって、該フィ
ルムの120℃グリセリン浴中での熱収縮率が長さ及び幅
方向の少くともいずれか一方に20％以上であり、且つ永
久伸びが30％以下であることを特徴とする熱収縮性ポリ
ウレタンフィルムに係るものである。

以下、本発明の熱収縮性ポリウレタンフィルムについ
て詳しく説明する。

本発明において熱可塑性ポリウレタン樹脂とは、二官
能性ポリオールとジイソシアネート及びグリコールを主
原料としてなる分子構造中にウレタン基を含有するゴム
状弾性高分子のうち、熱可塑性を有するものを総称し、
具体的には使用される前記ポリオール等の原料の種類に
よって区別されるところのアジペートエステル系、ポリ
エーテル系、カプロラクトンエステル系、ポリ炭酸エス
テル系等の熱可塑性ポリウレタン樹脂の一種又は二種以
上からなるものであって、且つその結晶融解熱が0.1乃
至3.0cal/g、好ましくは0.5乃至2.0cal/gのものであ
る。

ここで、熱可塑性ポリウレタン樹脂の結晶融解熱が0.
1cal/g未満の場合は、粘着性が強く、内包する物品とフ
ィルムとが密着しやすいために、密着した部分が収縮不
足となったり、あるいはひきつり現象を生じて外観不良
を呈するなど、収縮用包材として致命的な問題が発生す
るのに対し、結晶融解熱が3.0cal/gより大きくなると、
柔軟性、弾性力、更には熱収縮性等が低下して、本発明
の目的とするような熱収縮性フィルムが得られない。

尚、本発明で使用する熱可塑性ポリウレタン樹脂は、
結晶融解熱が前記条件を満足するものであれば、結晶性
を有する熱可塑性ポリウレタン樹脂と結晶性を持たない
通常の熱可塑性ポリウレタン樹脂をブレンドして用いる
ことができるほか、その性質を大きく変えない範囲内で
ポリ塩化ビニル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ア
クリル系、ポリオレフィン系等の熱可塑性樹脂をブレン
ドしたり、あるいは耐候性、取扱い性等を向上させる目
的で紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、滑剤等を必要
に応じて適宜添加してもさしつかえない。

本発明の熱収縮性ポリウレタンフィルムはまた、該フ
ィルムの120℃グリセリン浴中での熱収縮率が長さ及び
幅方向の少なくともいずれか一方に20％以上、好ましく
は30％以上であって、且つ永久伸びが30％以下、好まし
くは20％以下でなければならない。

なぜなら、本発明者等は、柔軟性と弾性力に特異な性
質を有する熱可塑性ポリウレタンフィルムを収縮用包材
として用いた場合、比較的低い収縮率でも優れた緊縛性
が得られる点に着目し、該フィルムの収縮率と包装後の
緊縛性並びに突刺、衝撃などに対する抵抗性について詳
しく検討した結果、フィルムの収縮率が大きくなると緊
縛性は向上するが、反面分子配向が進みすぎて永久伸び
が増大し、突刺、衝撃等の機械的強度が低下するという
現象がみられるなど、熱収縮率と永久伸びの両者が特定
の条件を満足してはじめてポリウレタンフィルムの収縮
用包材への応用が可能になるからである。

従って、本発明のポリウレタンフィルムにおいて、12
0℃グリセリン浴中での熱収縮率が長さ及び幅方向の少
くともいずれか一方に20％未満の場合は、収縮不足とな
って包装後の仕上り外観が悪くなる一方、フィルムの永
久伸びが30％より大きくなると突刺、衝撃等の機械的強
度が大幅に低下して、ポリウレタンフィルムの特性が失
われるという不都合な問題が生じる。

尚、本発明において、ポリウレタンフィルムの熱収縮
率をグリセリン浴中での値として表した理由は、収縮包
装の際に通常よく用いられる熱風あるいはスチーム等の
熱媒に比べて、フィルムへの熱伝導が均一で、熱収縮率
を正しく定量評価できるためである。

また、本発明の熱収縮性ポリウレタンフィルムの厚さ
は、その用途に応じて適宜選択されるもので特に限定す
る必要はないが、フィルム強度、緊縛性、経済性、更に
は内包される物品へのフィット感等を考慮した場合、フ
ィルム厚さは、通常10乃至300μのものが好適である。

［実施例］ 以下、本発明の熱収縮性ポリウレタンフィルムについ
て、実施例により更に詳しく説明する。

尚、本発明において行った物性の測定法及び評価方法
は次の如くである。

（１） 結晶融解熱 差動走査熱量計（DSC）に15mgの試料を入れ、これを1
5℃/minの昇温速度で昇温し、融解時にあらわれる発熱
ピークの面積から発熱量を求め、これを試料1g当りに換
算して求めた。

（２） 熱収縮率 試料フィルムを120℃グリセリン浴中に10秒間浸漬
し、その間の熱収縮率を求めた。

（３） 永久伸び ダンベル１号形に打抜いた試料フィルムを、標線間の
伸びが100％に相当する長さに引張り、10分間保持した
のち収縮させ、次式により永久伸びを測定した。

L₀:標線間距離 L₁:収縮させた後の標線間距離 （４） 突刺強度 直径75φの円筒状リングの断面に、試料フィルムを覆
せて固定した後、該円形フィルム面の中心に先端角53度
の円錐ヘッドを200mm/minの速度で突刺し、フィルムに
穴が開くまでの最大荷重（単位:g）を突刺強度とした。

（５） 衝撃強度 振子式衝撃試験機（東洋精機製作所製フィルムインパ
クトテスター）を用い、フルスケール30kg−cm、衝撃ヘ
ッド1/2インチの条件で衝撃強度（単位:kg−cm）を測定
した。

（６） 収縮包装後の外観 トンネル内温度約140乃至160℃、通過時間約10秒に設
定した収縮トンネル装置を用いて、試料フィルムが二軸
収縮性の場合（実施例１〜７、比較例１〜４）は三方シ
ール包装によって、また試料フィルムが一軸収縮性の場
合（実施例８〜10、比較例５〜６）はスリーブシール包
装によってそれぞれスプレー容器を収縮包装した。包装
後の状態を目視で評価し、緊縛性、外観共に良好なもの
を（○）、緊縛性が悪いかあるいは著しい収縮むらが認
められたものを（×）とした。

（７） 総合評価 突刺強度、衝撃強度及び収縮包装後の外観などの結果
をもとに総合評価したもので、収縮包装用フィルムとし
て好適なものを（○）、不適当なものを（×）とした。

実施例１〜４、比較例１〜２ 口径50mmのインフレーション押出成形機を用いて、第
１表に示す如き結晶融解熱の種々異なる熱可塑性ポリウ
レタン樹脂を160乃至200℃の温度で溶融混練し、インフ
レダイスから押出した後、引続きブローアップ比2.8乃
至3.0、引取速度10乃至12m/minの条件でインフレーショ
ン成形することによって、フィルム厚さ30μの熱収縮性
ポリウレタンフィルムを作成した。

これらポリウレタンフィルムについて、熱収縮率、永
久伸び、突刺強度、衝撃強度及び収縮包装後の外観等を
評価した結果を第１表に示した。同表より、結晶融解
熱、熱収縮率、永久伸びが共に本発明の範囲にあるもの
は、突刺、衝撃等の機械的強度が強く、収縮包装後の外
観も良好であるなど、熱収縮性フィルムとして好適で、
更にこれらの性質は参考例として示した市販のポリ塩化
ビニル製熱収縮フィルム（参考例１）、及びポリプロピ
レン製熱収縮フィルム（参考例２）に比べて、はるかに
優れたものであることが確認された。

実施例５〜７、比較例３〜４ 結晶融解熱0.8cal/gの熱可塑性ポリウレタン樹脂を、
口径40mmのインフレーション押出成形機により樹脂温度
180℃にて押出した後、ブローアップ比1.8乃至4.0、引
取速度６乃至20m/minの条件でそれぞれインフレーショ
ン成形することによって、長さ及び幅方向の熱収縮率が
種々異なる、厚さ30μのポリウレタンフィルムを作成し
た。

これらのポリウレタンフィルムについて、永久伸び、
突刺強度、衝撃強度及び収縮包装後の外観等を評価した
結果を第２表に示したが、同表より熱収縮率と永久伸び
が共に本発明の範囲にあるものは突刺、衝撃等の機械的
強度が強く、しかも収縮包装後の外観も良好であること
が確認された。

実施例８〜10、比較例５〜６ 結晶融解熱1.5cal/gの熱可塑性ポリウレタン樹脂を、
口径50mmのＴダイ押出成形機を用いて、樹脂温度190℃
の条件で押出成形した。その際、ダイスから押出された
溶融シートを周速３乃至12m/minで回転する冷却ロール
で引取ることにより、長さ方向の熱収縮率が種々異なる
ポリウレタンフィルムを作成した。

これらポリウレタンフィルムについて、永久伸び、突
刺強度、衝撃強度及び収縮包装後の外観等を評価した結
果、第３表に示す如く、熱収縮率と永久伸びが本発明の
範囲にあるものは、突刺、衝撃等の強度が強く、収縮包
装後の外観も良好であることが確認された。

［発明の効果］ 以上の如く本発明の熱収縮ポリウレタンフィルムは、
これまでこの種のフィルムでは持ち合わせることができ
なかった、優れた突刺、衝撃等の機械的強度を有するほ
か、更にポリウレタン樹脂特有の高度な引張特性と耐摩
耗性、透湿性、柔軟性並びに熱接着性等を兼備するた
め、収縮用包材への応用はもちろん、収縮テープ、精密
作業用手袋等の産業用資材にも使用できるなど、その応
用範囲は多岐にわたるものである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結晶融解熱0.1乃至3.0cal/gの熱可塑性ポ
   リウレタン樹脂よりなるフィルムであって、該フィルム
   の120℃グリセリン浴中での熱収縮率が長さ及び幅方向
   の少くともいずれか一方に20％以上であり、且つ永久伸
   びが30％以下であることを特徴とする熱収縮性ポリウレ
   タンフィルム。