JPH04276441A - 熱収縮性多層バリアフィルム及びその製造方法 - Google Patents
熱収縮性多層バリアフィルム及びその製造方法Info
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
し、主として各種包装材料の用途(主に家庭用ラップフ
ィルム、バリア性を利用する非収縮包装用フィルム、収
縮包装用フィルム、ラミネート用フィルムその他用途を
限定しない。)に有用な熱収縮性多層フィルムとその製
造方法に関するものであり、詳しくはエチレン−ビニル
アルコール系共重合体を主体とした重合体を主たるガス
バリア(主としてO2 、CO2 その他ガスのバリア
性。 以後、単にガスバリアと略して言う事とする)層として
有し、その他の層として熱可塑性ポリエステルを主体と
した特定の重合体層を含む熱収縮性多層フィルムとその
製造方法に関する。
ムの特性を生かして、例えば、家庭用ラップ包装、オー
バーラップ包装、ひねり包装、袋詰め包装、スキン包装
、収縮包装、ストレッチ包装等、各種の包装方法が採用
されている。中でも収縮包装はその特徴として包装物の
外観が美しく、商品価値を高め、内容物を衛生的に保ち
視覚による品質確認が容易なこと、又異形物でも複数個
の商品でも迅速かつ、タイトに固定及び包装ができるこ
とから、食品、雑貨等の包装に多用されているが、一方
で被包装物の変質や腐敗を抑制し、その保存期間を向上
させるためにガスバリア性に優れるフィルムが、食品分
野を中心にして、化学薬品、更にはエレクトロニクス部
品等の包装用として要求されている。又、一般に被包装
物は熱をきらう場合が多く、熱収縮性フィルムの場合、
保管も含めて流通過程で寸法変化を起さない程度の低温
収縮性を有することも望まれている。
ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン等を主
体として用いたフィルムが知られているが、これらのフ
ィルムはガスバリア性が劣る他、ポリ塩化ビニルを用い
た熱収縮性フィルムにあっては、添加併用される可塑剤
や熱安定剤が衛生上好ましくなかったり、廃棄、焼却処
理に関しては環境保全・衛生上、問題がある。
体として塩化ビニリデン系重合体およびエチレン−ビニ
ルアルコール系共重合体があるが、前者はフィルムの製
造時の押出安定性のため、また、良好な延伸性を与える
ために多量の可塑剤や安定剤を添加するのが通常であり
、これらのものは衛生上好ましくなかったり、臭いや変
色の問題がある。又、他に多層フィルムにおいては場合
により、これらの添加剤が隣層へ移行し、バリア特性が
経時的に不安定になることがある。更に、前述のポリ塩
化ビニル同様、廃棄、焼却処理に関しては環境保全・衛
生上、問題がある。一方、後者のエチレン−ビニルアル
コール系共重合体は前者の有する上述の如き環境衛生上
の問題はなく、又、乾燥時のガスバリア性も一般に前者
よりも優れるために各種包装フィルムへの利用が検討さ
れている。
ル系共重合体はそれ自体、結晶性であることに加えて、
強い水素結合の存在により、延伸加工時にネッキング状
(厚みの極端に厚い所と薄い所を同時に伴なう)延伸を
示し、安定性が悪く破断しやすく、薄膜化が困難である
等、その延伸製膜性は極めて悪く、とりわけ熱収縮性フ
ィルムとして必要な延伸配向を付与することが困難であ
るという問題があった。又、得られたフィルムもシュリ
ンクフィルムとしては収縮性(特に低温収縮性)の悪い
ものであり、実用上、高い収縮性が必要な場合問題があ
った。
1号公報にはエチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物に、
そのエチレン含有率に応じた特定量の水分を含有させる
ことで延伸性を改良する方法が開示されているが、共押
出し成形時の気泡の発生や延伸製膜時のフィルムの破断
等のトラブルを避けるための水分含有率の調整が繁雑で
あり、更に水分を含有させることでガスバリア性の低下
は免れられない。又、延伸前、延伸中に可塑剤となって
いる水分量を全面に均一にコントロールしたり、又チュ
ーブ状延伸の場合には内圧を一定に保ったりすることが
困難であり、均一な延伸がしにくい欠点がある。又、水
分が抜けてしまえば、前述の収縮性に劣ってしまうもの
であった。又、特開平2−251418号公報には、エ
チレン酢酸ビニル共重合体ケン化物を内側表面層として
共押出成形によりチューブ状に押出し、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体ケン化物に冷却水を直接接触させて急冷す
ることにより比較的多量(5〜15重量%)の水分を含
ませ、延伸性を改良する方法が開示されているが、エチ
レン酢酸ビニル共重合体ケン化物層が表層にあるため、
外的な影響による品質劣化、特にガスバリア性の低下を
招く危険がある。又、比較的多量の水分を含有させるこ
と自体、ガスバリア性を低下させるが、これをカバーす
るために比較的高温(140〜160℃)で熱処理を行
うために結晶化の促進と部分的な分子配向の緩和が起こ
るため、実用的な熱収縮フィルムは得られない。又、収
縮フィルムとしての収縮性にも劣るものである。
、エチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物とインフレーシ
ョン可能な熱可塑性樹脂(例えば、ポリエチレン、ナイ
ロン6、アイオノマー等)とを共押出しした積層フィル
ムをガス圧により即、直接に円周方向に1.2〜3.5
倍ブローしてインフレーションフィルムを得る方法が開
示されている。しかしながらこの方法では、高度の配向
を付与するのに難があり、通常一般の1段インフレーシ
ョン法では、延伸製膜中に分子間の流動が起こり易く、
実用的な熱収縮性を発現させるに必要な分子配向の付与
は困難である。更に、エチレン酢酸ビニル系共重合体ケ
ン化物よりなるフィルムと他の延伸可能な熱可塑性フィ
ルム(例えば、ポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル樹脂
、ポリエステル樹脂、アクリルニトリル共重合体等)を
密着積層した後、二軸延伸を行なう方法(特開昭51−
6267号公報)があるが、延伸性も不充分であり、高
収縮性フィルムは得られていない。又、未延伸または1
軸延伸されたポリエステルフィルムにエチレン酢酸ビニ
ル共重合体ケン化物フィルムを複合した後、延伸を行な
う方法(特開昭55−86722号公報)が提案されて
いるが、いずれも多層を構成する各層とも、高度に延伸
されたフィルムを得るには、各樹脂ごとの最適の押出条
件、延伸条件等が異なるために、延伸製膜時に偏肉、パ
ンク、層間剥離、白化の発生等、かならずしも延伸製膜
性が満足し得るものでなく、結果として実用的な熱収縮
性フィルムを得ることが困難である。又、その他の方法
として、特開昭62−103140号公報、同62−1
13526号公報、および特開平1−97623号公報
には、ポリエステル/接着性樹脂/エチレン−ビニルア
ルコール共重合体/接着性樹脂/ポリエステルの構成を
有する多層延伸フィルムの共押出共延伸に関する技術の
開示がなされているが、これらは延伸性や厚み斑を良好
にならしめるために、共押出時における多層の安定な流
れを得るための原反成形条件を規定したものであり、こ
れまで述べた方法と同様不充分であり、又、実用的な熱
収縮性フィルム、特に低温収縮性に優れるフィルムを得
ることは困難である。
、環境衛生上に特に問題がなく、優れた延伸製膜性と熱
収縮性を有し、機械的特性や光学特性に優れるガスバリ
アフィルムの開発が強く望まれている。
層のエチレン−ビニルアルコール系共重合体を主体とし
た重合体層(A)と、その他の層(B)として、その層
を構成する樹脂のVicat軟化点が該(A)層を構成
する上記主体となる樹脂のガラス転移点以上で且つ同主
体樹脂のVicat軟化点以下の値を有する少なくとも
1層の熱可塑性ポリエステルを主体とした重合体層を含
み、(B)層を構成する樹脂のVicat軟化点より3
0℃高い温度における熱収縮率が、タテとヨコの少なく
とも1方向において20%以上であることを特徴とする
熱収縮性多層フィルムである。
−ビニルアルコール系共重合体を主体とした重合体層(
A)と、その他の層(B)として、その層を構成する樹
脂のVicat軟化点が該(A)層を構成する上記主体
となる樹脂のガラス転移点以上で且つ同主体樹脂のVi
cat軟化点以下の値を有する少なくとも1層の熱可塑
性ポリエステルを主体とした重合体層を含む構成となる
如くに各層の重合体をそれぞれの押出機で溶融して多層
ダイで共押出し急冷して、少なくとも(B)層が実質的
に非晶状態を保つように冷却固化して多層フィルム原反
を得た後、該原反を加熱して(B)層を構成する樹脂の
Vicat軟化点より20℃低い温度以上、(A)層を
構成する主体となる樹脂の融点以下の温度範囲内の延伸
温度で、少なくとも1方向に面積延伸倍率で5〜50倍
に延伸することである。
の重合体層(A)は、主たるガスバリア層としての役割
をもち、外部からの直接的な熱や物理的、化学的作用等
による物性劣化を避け、後述する延伸配向効果を一層有
効ならしめるために、好ましくは、内部に少なくとも1
層配置される。この(A)層を構成する主体となるエチ
レン−ビニルアルコール系共重合体は、エチレン含量が
15〜80モル%のエチレン−酢酸ビニル共重合体をケ
ン化度が80モル%以上となるようにケン化して得られ
る共重合体又は他の共重合体から誘導して−OH基を付
与せしめたものが用いられる。この場合、エチレン含量
が15モル%未満のものは、溶融成形性や延伸製膜性が
劣り、一方80モル%を越える場合はガスバリア性が不
足する。又、フィルムとしてはできるだけ低温収縮性で
ある事が好ましいが、この低温収縮性は多層を構成する
樹脂の特性による影響と多層構成の層構成の組合せ方の
影響、更に製膜時の延伸温度の影響を強く受ける。その
ため、低温収縮性を付与するためにはビカット軟化点の
低いものが良いが、更にガスバリア性も考慮し、エチレ
ン含量が20〜55モル%、酢酸ビニル成分のケン化度
が90%以上、より好ましくは同95%以上のものが好
ましい。又、その他の成分としてバリア性を大巾に阻害
しない範囲内で、少なくとも1種の混合し得る樹脂を5
0wt%を上まわらない範囲内で混合し、このエチレン
−ビニルアルコール系共重合体を主体とした混合樹脂で
内部層(A)を構成してもよい。その量は好ましくは4
0wt%以下、より好ましくは、30wt%以下更に好
ましくは20wt%以下である。
、主として使用するエチレンビニルアルコール系共重合
体と異なるエチレン含量のもの、又は、上述以外のエチ
レン含量の多いグループのエチレン−ビニルアルコール
共重合体、又、それ等の部分ケン化物、ポリアミド系重
合体、ポリエステル系共重合体、エチレン−ビニルエス
テル共重合体、エチレン−脂肪族不飽和脂肪酸共重合体
、エチレン−脂肪族不飽和脂肪酸エステル共重合体、ア
イオノマー樹脂、スチレン−共役ジエンブロック共重合
体、該ブロック共重合体の少なくとも一部を水添したも
の、又これ等の重合体をモデファイして、例えば極性官
能基としてカルボン酸基を有する単量体をグラフトした
もの、又はエチレンと一酸化炭素、あるいは、これらに
更に酢酸ビニル成分を含む共重合体、又は同樹脂の少な
くとも一部を水酸基に変換させたものの他、上記以外の
エチレン系樹脂、プロピレン系樹脂等が挙げられ、これ
らのうちから少なくとも1種選ばれるものとする。 又、該(A)層のバリア性としては通常、酸素透過度で
約200cc〔25.4μ/m2 ・24hr・atm
(25℃、65%RH)〕以下の値を有するものである
が、好ましくは100cc〔25.4μ/m2 ・24
hr・atm〕以下の値である。
、本発明のフィルムは熱可塑性ポリエステルを主体とし
た重合体層(B)を少なくとも1層含むものである。 該(B)層を構成する樹脂のVicat軟化点は(A)
層を構成する主体となる樹脂のガラス転移点以上で且つ
、同主体樹脂のVicat軟化点以下の値を有するもの
であり、この要件を満たすことにより本発明の主要課題
である特に優れた延伸製膜性と熱収縮性、特に低温収縮
性の両者を同時に達成すると共に、機械的特性や光学特
性に優れたガスバリアフィルムを完成するに至ったもの
である。
なすエチレン−ビニルアルコール系共重合体が、本質的
に結晶性樹脂であり、その延伸は非晶部分の配向と結晶
化が主体をなすと思われるが、ガスバリアー性の観点か
らは分子配向に加えて結晶化するのは好ましい現象であ
るが、過度の結晶化は収縮性を阻害するばかりか、透明
性を著しく悪化させる。これに対して、優れた機械的特
性、光学特性を有し、それ自身優れた延伸性を有する本
発明の特定の熱可塑性ポリエステルを主体とする重合体
層を組み合せることで、延伸性、特に低温延伸性が著し
く向上することから、延伸によってエチレン−ビニルア
ルコール系共重合体中に分子配向による結晶核が多数生
成し、結果として、熱収縮性や透明性に悪影響を及ぼさ
ない微結晶が多数生成し、ガスバリア性の向上及びタイ
分子の増加も伴って、機械的特性も向上するものと思わ
れる。
層(B)を構成する樹脂のVicat軟化点が、重合体
層(A)を構成する主体となる樹脂のガラス転移点未満
の場合は、延伸製膜性が低下する傾向にあり、ネッキン
グの発生およびフィルムの破断や厚みムラ等を発生し易
く、(A)層に対しても有効な配向を付与することが困
難になり、えられるフィルムも機械的特性に劣る他、熱
収縮が不足する等の問題を生じ易い。一方、該(B)層
を構成する樹脂のVicat軟化点が(A)層を構成す
る主体となる樹脂のVicat軟化点を越えると、延伸
温度が高くなり過ぎ、同時に製膜安定性が悪くなると共
に、(A)層における分子間のすべりが相対的に多くな
って、有効な配向を付与することが困難になる。得られ
るフィルムも両層の収縮性能の低下と相まって低温収縮
性に劣り、又、(A)層の収縮性があまりにも不足する
傾向にあるため、(B)層の熱収縮性とのアンバランス
によって、熱収縮時にジグザグ白化現象が発生し易くな
るといった問題を生じるのである。
点は、好ましくは40℃以上で120℃以下、より好ま
しくは60℃以上で110℃以下である。ここでVic
at軟化点は、ASTM D1525−76(Rat
e B、荷重1kg)によって測定される値であって
、同一樹脂に対しては通常、ガラス転移点と同等以上の
値を有する。
法(昇温スピード:10℃/分)により測定される値を
指す。重合体層(B)を構成する主体となる熱可塑性ポ
リエステルとしては、該(B)層が表層に配置する場合
はヒートシール性、又、層(A)に隣接して配置する場
合は、層間接着性といった点も考慮し、特に限定するも
のではないが、好ましくは共重合ポリエステル、より好
ましくは、低結晶性・低結晶融点の共重合ポリエステル
更に好ましくは実質的に非晶性の共重合ポリエステルで
ある。又、バリア性のより高い成分(例えば、アルコー
ル成分として芳香族系のモノマーを混合共重合等)を共
重合したもの等がある。具体的には、例えば、アルコー
ルを共重合成分とする場合は、エチレングリコールが一
般的であるが、この他の共重合成分として、プロピレン
グリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタ
ンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチル
グリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチ
レングリコール、シクロヘキサンジメタノール、キシリ
レングリコール、又はその他公知のものから選ばれる少
なくとも1種のジオールが挙げられ、エチレングリコー
ルとこれらのジオールの1種との組合せ、又はエチレン
グリコールを含まず、上記ジオールの何れか一つをベー
スとして他のジオールの一つを含んだものでも良い。
ル酸が一般的であるが、その他にイソフタル酸、フタル
酸、ナフタレンジカルボン酸、その他の芳香族系のもの
、又は、その芳香族環にエステル化反応に寄与しない置
換基を有するジカルボン酸等がある。又、コハク酸、ア
ジピン酸、セバチン酸、その他の脂肪族ジカルボン酸類
等、又はその他公知のものから選ばれる少なくとも1種
のジカルボン酸を含む場合がある。
一方を利用する場合、又は両方を適時利用する場合があ
る。好ましい組合せの例としては、例えばアルコール成
分としてエチレングリコールを主成分として、1,4−
シクロヘキサンジメタノールを40モル%以下含み、酸
成分としてテレフタル酸を利用し共重合したもの等があ
る。その場合、共重合のより好ましい比率は1,4−シ
クロヘキサンジメタノールが20〜40モル%、更に好
ましくは25〜36モル%程度である。好ましいのは、
これらの内、原料としての結晶化度(広角X線回折法で
測定)が30%以下、より好ましくは10%以下、更に
好ましくは実質的に非晶質のものである。又、他の樹脂
のブレンドは、(A)層の場合と同様(量、種類とも、
但し(A)層の主体樹脂も加えて)である。
)層と(B)層との接着性が優れている事にあり、それ
は延伸性、フィルムとしての実用性に有利である。 更に、本発明のフィルムは、(B)層を構成する樹脂の
Vicat軟化点より30℃高い温度における熱収縮率
が、タテとヨコの少なくとも1方向において20%以上
、好ましくは30%以上の値を有する。ここで(B)層
を構成する樹脂のVicat軟化点より30℃高い温度
で、フィルムの熱収縮率を規定する理由は、フィルムの
熱収縮性を発現させる主たる延伸配向が(B)層によっ
てもたらされることに起因して、フィルムの収縮特性が
(B)層を構成する樹脂のVicat軟化点の影響を比
較的強く受ける点、および実用上の収縮特性が(B)層
を構成する樹脂のVicat軟化点より30℃高い温度
での収縮特性で、ほぼ表わすことができるためである。 熱収縮率が20%未満では、収縮後のフィット性が不十
分になり、包装後のシワやタルミが発生する原因となる
。又、フィルムは保管も含めて流通過程において、極力
、寸法変化を起こさせない安定性が必要であり、フィル
ムの収縮発現温度は45℃以上、好ましくは55℃以上
であることが望ましい。ただし、フィルムの収縮発現温
度とは熱収縮率が5%になる時の温度をいう。
それぞれその本来の特性を損なわない範囲で、可塑剤、
酸化防止剤、界面活性剤、着色剤、紫外線吸収剤、滑剤
、無機フィラー等を含んでも良く、又、本発明のフィル
ムの表面の片面あるいは両面が防曇性、帯電防止性、密
着性、滑性等を付与するために、グループ(1)として
コロナ処理、プラズマ処理等の表面改質、あるいはグル
ープ(2)として界面活性剤、防曇剤、帯電防止剤等で
コーティング処理を行なったものでも良く、又、グルー
プ(3)として公知の密着剤、粘着剤を同処理しても良
い。例えばグループ(2)としては、ソルビタン脂肪酸
エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン
脂肪酸エステルなどの多価アルコール部分脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ
エチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリ
コール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン
脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸
エステルなどのエチレンオキサイド付加物、アルキルア
ミン、アルキルアミド、アルキルエタノールアミン、ア
ルキルエタノールアミドなどのアミン、アミド類、ポリ
アルキレングリコール、グラニジン誘導体、含リン酸陰
イオン活性剤、スルホン酸塩誘導体、第四アンモニウム
塩、ピリジニウム塩、イミダゾリン誘導体の他、ポリビ
ニルアルコール、アクリル酸系の親水性ポリマー、ピロ
リジウム環を主鎖に有するポリマー、更にはシリカゾル
、アルミナゾル等が挙げられ、又、グループ(3)とし
ては、ミネラルオイル、液状ポリブテン、前者に含まれ
ない油脂類、他に粘性液体(500センチポイズ以上)
等があり、これらは単独又は適宜併用される。又、上記
の各処理、又は、各グループの添加剤等を自由に組合せ
ても良い。
(B)の少なくともそれぞれ各1層からなる少なくとも
2層から構成されるが、層の配置としては、(A)/(
B)、(A)/(B)/(A)、(B)/(A)/(B
)、(B)/(A)/(B)/(A)、(A)/(B)
/(A)/(B)/(A)、(B)/(A)/(B)/
(A)/(B)等が挙げられるが、(A)層が内部層と
して配置されることが好ましい。(A)層または(B)
層をそれぞれ2層以上有する場合、それらの層を構成す
る樹脂は、それぞれ同一であっても、又異なっていても
良い。又、(B)層はそれぞれ異なる熱可塑性ポリエス
テルを主体とした重合体の多層、例えば(B1 )/(
B2 )等であっても良く、(A)層についても同様で
ある。又、更に使用条件により必要によっては、各層間
の接着力を改良するために、場合により、別の公知の接
着性樹脂よりなる接着層を設けても良い。かかる接着層
に用いられる樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸共重合体、エ
チレン−脂肪族不飽和カルボン酸エステル共重合体、又
はエチレンと上記の共重合する各単量体の自由な組合せ
の少なくとも2種からなる多元共重合体、又は、他のエ
チレン−酢酸ビニル共重合体の部分ケン化物、エチレン
−一酸化炭素−酢酸ビニル共重合体、熱可塑性ポリウレ
タン、公知の酸変性ポリオレフィン等が用いられる。
の熱可塑性樹脂で構成される別の層を表層部に配しても
良い。これらには、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸共重合体(例
えば、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタ
クリル酸共重合体等)、エチレン−脂肪族不飽和カルボ
ン酸エステル共重合体(例えば、エチレン−アクリル酸
エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共
重合体等)、ポリプロピレン系重合体、ポリブテン−1
、エチレン系重合体(通常の低密度、中密度、高密度ポ
リエチレンおよびエチレン−αオレフィン共重合体より
なる密度0.880〜0.935g/cm3 の線状低
密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン等)、エチレ
ン−αオレフィン共重合体又は異なったα−オレフィン
共重合体よりなるより軟質の重合体、イオン架橋性共重
合体、ビニル芳香族炭化水素と共役ジエン誘導体とのブ
ロック共重合体及びその誘導体、結晶性1・2ポリブタ
ジエン等が挙げられ、これらのうち少なくとも1種用い
られる。又、これらの樹脂で構成された層が(A)層、
(B)層の内部層、又は(A)層と(B)層の間に配置
されても良く、又各層間には同様に前述の接着層を設け
ても良い。これらは自由に目的に合わせて組合せて良い
。
厚みが5〜100ミクロン、より好ましくは7〜80ミ
クロンである。5ミクロン未満では、フィルムの腰が不
足する傾向にあると共に引き裂け易くなる等、包装時の
作業性に問題が生じると共に、主たるガスバリア層とし
ての内部層(A)のとりうる厚みも薄くなり、実用上支
障をきたす。又、100ミクロンを越えるとフィルムの
腰が強くなり過ぎ、フィット性、シール性が悪くなる等
の問題点を有するようになる。又、収縮の応答性が悪く
なったり、全体の収縮力が強くなり過ぎたりして、仕上
りが損なわれることがある。好ましい態様としての内部
層(A)の厚みは、合計で0.7〜20ミクロン、好ま
しくは、1.0〜15ミクロンである。0.7ミクロン
未満では、ゲル等の異物によるピンホールの発生の確率
の増大や厚みムラの影響によるガスバリア性の品質低下
を招く場合がある。又、20ミクロン以上では、高価格
レジンの使用によるコストアップ、又は性能上過剰であ
る。又、延伸性に問題が生じたりする。
性多層フィルムの種々の構成に応じて適宜選ばれるが、
(A)層の総厚みに対する比率で、0.3〜20、好ま
しくは、0.5〜20、より好ましくは0.7〜20、
更に好ましくは1.0〜20である。その下限は延伸改
良性(安定性、延伸条件範囲の拡大性)から制限される
。
ついて述べる。まず、エチレン−ビニルアルコール系共
重合体を主体とした重合体層(A)と、熱可塑性ポリエ
ステルを主体とする、Vicat軟化点が該(A)層を
構成する主体となる樹脂のガラス転移点以上で且つ同主
体樹脂のVicat軟化点以下である重合体層(B)と
を含む該多層フィルムを構成する各層の重合体をそれぞ
れの押出機で溶融して多層ダイで共押出し急冷して、少
なくとも(B)層が実質的に非晶状態を保つように冷却
固化して多層フィルム原反を得る。
層を実質的に非晶状態に保つのは、後の延伸製膜を容易
ならしめるためのものであり、有効な分子配向の付与と
厚みの均一性等を達成する上で重要である。(B)層が
混合樹脂で構成される場合は、少なくとも主体をなす熱
可塑性ポリエステルが非晶状態に保たれる。又、押出法
は、特に制限されるものではなく、多層のTダイ法、多
層のサーキュラー法等を用いることができ、好ましくは
後者が良い。
加熱して、(B)層を構成する樹脂のVicat軟化点
より20℃低い温度以上、(A)層を構成する主体とな
る樹脂の融点以下の延伸温度で、延伸を行なう。ここで
、延伸温度とは、延伸開始から延伸終了までに至る流れ
方向でのフィルムの表面温度の平均値(延伸開始点、延
伸終了点、および延伸開始点と延伸終了点の中間点での
フィルム表面温度の平均値。)で表わす。
樹脂の融点を越えると、破断が生じ易くなる他、有効な
配向を付与することが困難になり、得られるフィルムも
機械的特性が低下したり、熱収縮性も損なわれる。一方
、延伸温度が(B)層を構成する樹脂のVicat軟化
点より20℃低い温度未満の場合は、延伸応力が高くな
りすぎて破断が生じ易くなったり、厚みムラや白化現象
を発生し易くなる。好ましい延伸温度は(B)層を構成
する樹脂のVicat軟化点より15℃低い温度以上、
(A)層を構成する主体となる樹脂のVicat軟化点
以下の範囲である。
率で5〜50倍、好ましくは8〜36倍で延伸し、用途
により必要な熱収縮率に応じて適宜選択される。延伸方
法としては、ロール延伸法、テンター法、バブル法等、
特に制限はないが、同時二軸延伸で製膜される方法が好
ましい。又、必要に応じ、後処理、例えばヒートセット
、他種フィルム等とのラミネーションが行なわれてもよ
く、更に、延伸前、後自由に電子線、紫外線等のエネル
ギー線により改質処理が施されても良い。
特に収縮包装に適しているが、特にその優れたガスバリ
ア性を生かして、家庭用、業務用ラップフィルムとして
も利用可能なフィルムである。以下、本発明を実施例に
て更に詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるも
のではない。
評価方法を記す。 (1)結晶化度 原料樹脂を充分アニーリング処理し、平衡状態としたも
のを広角X線回折法により求めた。X線装置は理学電機
社製ロータフレックスRV−200B(グラファイト・
モノクロメーター使用)を用い、加速電圧:50KV、
管球電流:160mA(ターゲット:Cu)、2θ:5
〜36゜で行った。また、簡易的にはあらかじめ広角X
線回折法で結晶化度を固定した試料を密度法(JIS
K7112−D法準拠)、またはDSC法(JIS
K7122準拠)で測定して検量線を求めておき、未
知試料を密度法、DSC法で求めても良い。 (2)Vicat軟化点 原料樹脂を充分に加熱溶融した後急冷して、少なくとも
原料樹脂が熱可塑性ポリエステルの場合には無定形状態
にして、厚み3±0.2mmの試料を作製し、ASTM
D1525−76(Bate:B、荷重1Kg)に
よって測定した。 (3)ガラス転移点 上記(2)と同様にして得た試料(約10mg)を用い
、DSC法により窒素気流下にて10℃/分の昇温速度
で測定した。 (4)融点 DSCにより、上記(3)の条件で一旦、290℃まで
昇温した後、20℃/分の降温速度で室温以下に冷却し
、再度10℃/分で昇温して測定を行ない、その時の主
吸熱ピーク温度を融点とした。 (5)フィルム表面温度 鉄−コンスタンタン型熱電対を用いた接触式の表面温度
計を用い、フィルム表面に熱電対先端を接触させ、20
秒後の指示値をフィルム表面温度とした。 (6)製膜安定性 所定の方法において加熱延伸を行った際の、フィルムの
連続安定性(延伸バブルの連続安定性)、出来上ったフ
ィルムの厚み斑について評価した。
度◎:フィルム(延伸バブル)の延伸パターンがほ
とんど変動せず、連続安定性が良好。 ○:フィルム厚み斑が±15%以内。 △:延伸開始位置がやや不安定。厚み斑±15%を越え
た±25%以内。
。 あるいは、延伸ができても延伸開始位置の変動が大きく
、厚み斑が±25%を越える。 (7)加熱収縮率 100mm角のフィルム試料を所定の温度に設定したエ
アオーブン式恒温槽に入れ、自由に収縮する状態で10
分間処理した後、フィルムの収縮量を求め、元の寸法で
割った値の百分比で表した。1軸延伸の場合は延伸方向
、好ましい態様である2軸延伸の場合には、縦、横方向
の平均とした。但し、所定の温度とは本発明の(B)層
を構成する樹脂のVicat軟化点より30℃高い温度
である。 (8)HAZE ASTM−D−1003−52に準じて測定した。 (9)引張弾性率 ASTM−D−882−67に準じて行い、2%伸び時
の応力を100%に換算した値で表した。 (10)O2 TR(酸素透過度)単位:cc/m2
・24hr・atm ASTM D3985の方法により測定した。
に記す。 a1 ;エチレン−ビニルアルコール共重合体(エチレ
ン含量;44モル%、ケン化度;99%以上、MFR(
210℃、2160g);3.5、ガラス転移点;55
℃、Vicat軟化点;150℃、融点;165℃) a2 ;同 上 (エチレン含量;38モル%、ケン化度;99%以上、
MFR(210℃、2160g);3.2、ガラス転移
点;58℃、Vicat軟化点;154℃、融点;17
6℃) a3 ;同 上 (エチレン含量;29モル%、ケン化度;99%以上、
MFR(210℃、2160g);3.2、ガラス転移
点;62℃、Vicat軟化点;175℃、融点;19
0℃) b1 ;酸成分としてテレフタル酸を主体とし、ジオー
ル成分が1,4−シクロヘキサンジメタノールを30モ
%とエチレングリコール70モル%よりなる共重合ポリ
エステル (Vicat軟化点;82℃、結晶化度;0%(非晶質
)) b2 ;酸成分としてテレフタル酸85モル%、イソフ
タル酸15モル%,ジオール成分がエチレングリコール
98モル%、ジエチレングリコール2モル%よりなる共
重合ポリエステル (Vicat軟化点;75℃,結晶化度;20%,融点
;230℃) b3 ;酸成分としてテレフタル酸85モル%、イソフ
タル酸10モル%、アジピン酸5モル%、シオール成分
がエチレングリコール98モル%、ジエチレングリコー
ル2モル%よりなる共重合ポリエステル (Vicat軟化点;67℃、結晶化度;10%、融点
;180℃) b4 ;酸成分としてテレフタル酸80モル%、イソフ
タル酸20モル%、ジオール成分がテトラメチレングリ
コール97モル%、エチレングリコール3モル%よりな
る共重合ポリエステル (Vicat軟化点;40℃、結晶化度15%、融点;
193℃) b5 ;慣用のフィルム形成性ポリエチレンテレフタレ
ート (Vicat軟化点;71℃,結晶化度;45%,融点
;263℃) b6 ;酸成分としてテレフタル酸85モル%、イソフ
タル酸15モル%、ジオール成分がエチレングリコール
よりなる共重合ポリエステル (Vicat軟化点;70℃、結晶化度;17%、融点
;220℃) c1 ;エチレン−酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル含
量;15重量%、Vicat軟化点;67℃、MFR(
190℃、2160g);2)c2 ;無水マレイン酸
変性エチレン−酢酸ビニル共重合体 (酢酸ビニル含量;28重量%、Vicat軟化点;5
2℃、MFR(190℃、2160g);3)
6】
1 (エチレン含量;44モル%、ケン化度;99%以
上、MFR(210℃、2160g);3.5、ガラス
転移点;55℃、Vicat軟化点;150℃、融点;
165℃)を(A)層、酸成分としてテレフタル酸を主
体とし、ジオール成分が1,4−シクロヘキサンジメタ
ノールを30モル%とエチレングリコール70モル%よ
りなる共重合ポリエステル;b1 (Vicat軟化点
;82℃,結晶化度;0%(非晶質))を(B)層とし
て、層配置が(B)/(A)/(B)の3層になるよう
に環状多層ダイを用いて押出した後、冷媒にて急冷固化
して折巾200mm,厚み320μの各々各層とも均一
な厚み精度のチューブ状原反を作製した。又、その時、
チューブ内部には、ミネラルオイルとジグリセリン・モ
ノオレートの混液(重量比で50:50)を封入し、ニ
ップロールでしごくことにより、内面コーティングした
。各層の厚みはチューブの外側から順に128μ/64
μ/128μであった。ついで、この原反を2対の差動
ニップロール間に通し、加熱ゾーンで115℃に加熱し
、同雰囲気下の延伸ゾーン(多段フード下)で延伸倍率
、縦4.0倍、横4.0倍に同時二軸延伸し、冷却ゾー
ンで20℃のエアーで冷却してバブル延伸を行なった。 この時の延伸温度は105℃であった。得られたフィル
ムの耳部(両端)をスリットし、2枚のフィルムとして
巻取機でロール状に巻取った。
に8μ/4μ/8μで合計20μのフィルムであった。 (Run−1)次に同じ原反を用いて、延伸温度および
延伸倍率を変え、上記と同様に延伸を行ったが、どの場
合もパンクによる破断はは殆ど発生せず、製膜安定性は
良好であった。(Run−2〜5)得られたフィルムの
層構成、延伸条件、物性評価結果等を表1に示す。
定性が極めて良好であり、ガスバリア性、光学特性、低
温収縮性、機械的特性等に優れるものであった。又、層
間接着力も高く、剥離不能(セロハンテープ使用)であ
った。なおRun比−1および2は、Run−1と同様
の層構成を有するチューブ状原反を用いて延伸温度をそ
れぞれ167℃および74℃で延伸を行ったが、いずれ
もパンクが頻発し、安定して製膜を行なうことが困難で
あった。
成のフィルムを得た。延伸条件、物性評価結果を合わせ
て表2に示す。延伸製膜性は良好であり、得られたフィ
ルムもガスバリア性、低温収縮性等に優れるものであっ
た。
合体;C1 (酢酸ビニル含量;15重量%、Vica
t軟化点;67℃、MFR(190℃、2160g);
2)および無水マレイン酸変性エチレン−酢酸ビニル共
重合体:C2 (酢酸ビニル含量;28重量%,Vic
at軟化点;52℃、MFR(190℃、2160g)
;3)を用い、3種5層ダイを使用して、層配置が(B
)/(接着層)/(A)/(接着層)/(B)の表3に
示す層構成のフィルムを実施例1と同様な方法で得た。
性評価結果を同様に表3に示す。
成のフィルムを得た。延伸条件、物性評価結果を合わせ
て表4に示す。
1 (エチレン含量;44モル%、ケン化度;99%以
上、MFR(210℃,2160g);3.5、ガラス
転移点;55℃、Vicat軟化点;150℃、融点;
165℃)を(A)層、酸成分としてテレフタル酸80
モル%、イソフタル酸20モル%、ジオール成分がテト
ラメチレングリコール97モル%、エチレングリコール
3モル%よりなる共重合ポリエステル;b4 (Vic
at軟化点;40℃、結晶化度;15%、融点;193
℃)を(B)層として、実施例1と同様な方法で層配置
が(B)/(A)/(B)の3層チューブ状原反を作製
した。各層の厚みが実施例1と同じであり、以下同様の
条件で延伸製膜を行なったが、延伸開始位置が変動し、
パンクも頻発したため、延伸倍率を落として、縦3.2
倍、横、2.2倍でかろうじてフィルムを得たが、フィ
ルム厚みの斑が大きく(±31%)、熱収縮率も約15
%で不均一なシワやうねりの発生が認められた。
2 (エチレン含量;38モル%、ケン化度;99%以
上、MFR(210℃、2160g);3.2、ガラス
転移点;58℃、Vicat軟化点;154℃、融点;
176℃を(A)層、慣用のフィルム形成性ポリエチレ
ンテレフタレート:b5 (Vicat軟化点;71℃
、結晶化度;45%、融点;263℃)を(B)層、接
着層として無水マレイン酸変性エチレン−酢酸ビニル共
重合体:c2(酢酸ビニル含量;28重量%、Vica
t軟化点;52℃、MFR(190℃、2160g);
3)を用い、層配置が(B)/(接着層)/(A)/(
接着層)/(B)の5層になるようにダイ内で溶融複合
して、60℃に温調された冷却ロールで厚み224μの
各々各層とも均一な厚み精度のシート状原反を作製した
。各層の厚みは上記の層配置の順に64μ/32μ/3
2μ/32μ/64μであった。ついで、この原反を条
件■として、85℃でタテ3倍、ヨコ3倍に逐次二軸延
伸を行なった。また、条件■として、まず95℃でタテ
3倍、引きつづき130℃でヨコ3倍に逐次二軸延伸を
行なったが、条件■では、タテ方向の延伸は比較的スム
ーズであったが、ヨコ方向の延伸時にフィルムの裂けが
多発したため、延伸速度を遅くしてかろうじて所定の延
伸倍率のフィルムを得た。しかしながら得られたフィル
ムには局部的な白化が認められ、その熱収縮率も約13
%と低いものであった。これは、延伸製膜に必要な原反
の加熱から延伸を含めた熱履歴が長いために結晶化が進
行し、熱収縮性が低下したためと思われる。
ヨコ共、比較的スムーズに延伸はできたが、得られたフ
ィルムの熱収縮率は9%と同様に低く、また、両者のフ
ィルムを少なくとも150℃以上で熱処理したものの熱
収縮率は2%以下であり、熱収縮性フィルムとしては不
適当であった。以上、公知の先行技術では、本発明の目
的とする優れた熱収縮性を有するフィルムを得ることは
困難であった。表4における a11;(a1 :90重量%+b1 :10重量%)
a12;(a1 :80重量%+b1 :20重量%)
a13;(a1 :80重量%+SEBc:20重量%
)SEBc;(スチレン−ブタジエンブロック共重合体
のブタジエンブロックを水素添加したものを酸モデファ
イ(無水マレイン酸2wt%)したもの。スチレン含量
約40重量%、MFR(230℃,2.16Kg)1.
0) a14;(a1 :80重量%+EVOH注):20重
量%) 注EVOH;(エチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物。 エチレン含量約89モル%、ケン化度99%以上、MF
R(090℃、2.16Kg)5) a15;(a1 :80重量%+EVC:20重量%)
EVC;(エチレン−酢酸ビニル−一酸化炭素共重合体
。MFR(190℃、2.16Kg)3.5、融点66
℃)a16;(a1 :85重量%+Ny6:15重量
%)Ny6;(ナイロン6.98%硫酸液中(25℃)
で測定した相対粘度2.8) a17;(a1 :85重量%+Ny6/66:15重
量%) Ny6/66;(共重合ナイロン6/66。ナイロン6
6含量;15重量%、95%硫酸液中(25℃)で測定
した相対粘度3.0) a18;(a1 :85重量%+IR:1.5重量%)
IR;(エチレン−メタアクリル酸メチルエステル共重
合体(メタアクリル酸メチル含量20重量%)をMgイ
オンで、30%中和したもの。MFR(190℃、2.
16Kg)1.5) a19;(a1 :70重量%+IR:15重量%+N
y6/66:15重量%) IRおよびNy6/66は上記のもの(RunNo.2
0、21で使用したもの)に同じ。 b11;(b1 :90重量%+a1 :10重量%)
(Vicat軟化点;87℃)
表5に示す層構成のフィルムを得た。延伸条件、物性評
価結果を合わせて表5に示す。RunNo.27および
28の延伸製膜後の各熱可塑性ポリエステル層の結晶化
度は、それぞれ7%と10%であった。(測定は得られ
たフィルムをメタノール中に室温以下で10hr以上浸
漬した後、熱可塑性ポリエステル層を剥離したものを風
乾燥後、密度勾配管にて密度を測定し、あらかじめ広角
X線回折法で結晶化度を固定した試料を同様に密度法に
て測定して作成した検量線より求めた。)これらのフィ
ルムの両面にジグリセリンモノオレート約120mg/
m2 の塗布量になるように全面ほぼ均一にコーティン
グ処理を行ない、ラップフィルムとしての適性を評価し
たところ、本発明のフィルムは腰があり、カット性が良
く、フィルム同志のまとわりつきも少ないために作業性
が容易であった。また自己粘着性も良好であり、電子レ
ンジでの加熱処理に対してもフィルムのめくれ、溶融に
よる穴あきや白化現象がなく、電子レンジ適性も良好で
あった。比較に用いた塩化ビニリデン系ラップより優れ
ている点が多く、またラップした時の臭いバリア性も優
れていた。
ルムをそれぞれ180℃,150℃の温度で熱処理を行
ない各フィルムの熱可塑性ポリエステル層の結晶化度を
各々41%,15%にして、(結晶化度の測定方法は上
記と同様。)同様なコーティング処理を施したものにつ
いても、ラップフィルムとしての同様な評価を行なった
ところ、カット性、自己粘着性、電子レンジ適性等に優
れるものであった。
ター(旭化成工業(株)製サランラップR 用箱)で切
断して見ると、切断途中から異方向への裂けがなく、ほ
ぼ鋸歯に沿って無駄なくスムーズにカットできるものを
良好とした。 ■ 粘着性:200mm×200mmのフィルムで瀬
戸物湯飲み(口径約60mm)をくるみ、24hr後の
密着状態で目視判定を行なった。 ■ 電子レンジ適性:豚バラ肉約40gをフィルムで
包み、定格高周波出力600Wの電子レンジを用いて3
分間処理し、フィルムの変化を目視判定した。
ルムは、環境衛生面でも十分な適応性を有するエチレン
−ビニルアルコール系共重合体を主体とした重合体層を
主たるガスバリア層として有し、該重合体層を構成する
主体となるエチレン−ビニルアルコール系共重合体との
関係において、熱可塑性ポリエステルを主体とした特定
のVicat軟化点を有する重合体層を組み合わせるこ
とで、優れた延伸製膜性と熱収縮性、特に低温収縮性を
同時に達成することが可能であり、ガスバリア性は勿論
のこと、機械的特性や光学特性に優れ、主として各種包
装材料の用途に極めて有用である。
Claims (2)
- 【請求項1】 少なくとも1層のエチレン−ビニルア
ルコール系共重合体を主体とした重合体層(A)と、そ
の他の層(B)として、その層を構成する樹脂のVic
at軟化点が該(A)層を構成する上記主体となる樹脂
のガラス転移点以上で且つ同主体樹脂のVicat軟化
点以下の値を有する少なくとも1層の熱可塑性ポリエス
テルを主体とした重合体層を含み、(B)層を構成する
樹脂のVicat軟化点より30℃高い温度における熱
収縮率が、タテとヨコの少なくとも1方向において20
%以上であることを特徴とする熱収縮性多層フィルム。 - 【請求項2】 少なくとも1層のエチレン−ビニルア
ルコール系共重合体を主体とした重合体層(A)と、そ
の他の層(B)として、その層を構成する樹脂のVic
at軟化点が該(A)層を構成する上記主体となる樹脂
のガラス転移点以上で且つ同主体樹脂のVicat軟化
点以下の値を有する少なくとも1層の熱可塑性ポリエス
テルを主体とした重合体層を含む構成となる如くに各層
の重合体をそれぞれの押出機で溶融して多層ダイで共押
出し急冷して、少なくとも(B)層が実質的に非晶状態
を保つように冷却固化して多層フィルム原反を得た後、
該原反を加熱して(B)層を構成する樹脂のVicat
軟化点より20℃低い温度以上、(A)層を構成する主
体となる樹脂の融点以下の温度範囲内の延伸温度で、少
なくとも1方向に面積延伸倍率で5〜50倍に延伸する
ことを特徴とする熱収縮性多層バリアフィルムの製造方
法。
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JP3038583A JP3065678B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 熱収縮性多層バリアフィルム及びその製造方法 |
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JPH04276441A true JPH04276441A (ja) | 1992-10-01 |
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