JP2007090877A - 熱収縮性積層フィルム、並びに該フィルムを用いた成形品、熱収縮性ラベル及び容器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ポリ乳酸系樹脂とアクリル系樹脂とを主成分とする(I)層と、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする(II)層の少なくとも2層を有する積層フィルムにおいて、80℃の温水中に10秒間浸漬したときの熱収縮率を少なくとも一方向において20%以上とする。
【選択図】なし
Description
すなわち、本発明の目的は、以下の熱収縮性積層フィルムにより達成される。
(I)層:ポリ乳酸系樹脂(A)とアクリル系樹脂(B)との混合樹脂
(II)層:ポリオレフィン系樹脂
(2)前記(I)層のポリ乳酸系樹脂(A)とアクリル系樹脂(B)との質量比が(A)/(B)=95/5乃至50/50の範囲である(1)に記載の熱収縮性積層フィルム。
(3)JIS K7142に準拠して測定された前記(I)層と(II)層との屈折率の差が±0.05以内である(1)又は(2)に記載の熱収縮性積層フィルム。
(4)フィルム全体に対する(I)層の厚み比が10%以上50%以下である(1)乃至(3)のいずれかに記載の熱収縮性フィルム
(5)(I)層と(II)層との間に接着性樹脂を主成分としてなる(III)層をさらに有する(1)乃至(4)のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
(6)(II)層がリサイクルされた前記フィルムを含有し、該フィルムの含有量が(II)層を構成する樹脂100質量部に対し、1質量部以上50質量部以下であり、かつJIS K7105に準拠して測定されるフィルムのヘーズ値が10%以下である(1)乃至(5)のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
(7)前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルムを基材として用いた成形品。
(8)前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルムを基材として用いた熱収縮性ラベル。
(9)(7)に記載の成形品又は(8)に記載の熱収縮性ラベルを装着した容器。
本発明の熱収縮性積層フィルム(以下「本発明のフィルム」ともいう。)は、ポリ乳酸系樹脂とアクリル系樹脂の混合樹脂を主成分とする(I)層と、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする(II)層、あるいは(I)層と(II)層との間に接着性樹脂を主成分としてなる(III)層を設けることを特徴とする。
本発明において、(I)層はポリ乳酸系樹脂(A)とアクリル系樹脂(B)との混合樹脂を主成分とする。(I)層で使用されるポリ乳酸系樹脂(A)は、D−乳酸若しくはL−乳酸の単独重合体又はそれらの共重合体であり、これらの混合物も含まれる。より具体的には、構造単位がd−乳酸であるポリ(D−乳酸)、構造単位がL−乳酸であるポリ(L−乳酸)、L−乳酸とD−乳酸との共重合体であるポリ(DL−乳酸)、又はこれらの混合物である。
本発明のフィルムにおいて、(II)層はポリオレフィン系樹脂を主成分として構成される。(II)層で用いられるポリオレフィン系樹脂は特に限定されないが、熱収縮特性、機械的物性及び成形性の観点からは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、又はこれらの混合物であることが好ましい。ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂は、重合方法や共重合成分などにより多様な種類が存在するため、好ましい種類を以下に示すが、その範囲に限定されるものではない。
本発明のフィルムは、(I)層と(II)層との層間接着性を向上させる目的で、両層の間に接着樹脂を主成分としてなる(III)層を設けることもできる。接着樹脂としては、下記(a)、(b)、及び(c)からなる群より選ばれる少なくとも1種の共重合体又は樹脂を主成分とすることが好ましい。
(a)エチレンと、酢酸ビニル、アクリル酸、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エチル、メチル(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、及びメタクリル酸グリシジルからなる群から選ばれる1種の単位とからなる共重合体(以下「エチレン系共重合体」ともいう。)
(b)軟質の芳香族系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合体又はこれらの水素添加誘導体
(c)変性ポリオレフィン系樹脂
本発明のフィルムは、(I)層と(II)層を有する少なくとも2層構成のものであれば、層構成は特に限定されるものではない。例として、(I)層/(II)層、(I)層/(II)層/(I)層、また接着層である(III)層を導入した構成として(I)層/(III)層/(II)層、(I)層/(III)層/(II)層/(III)層/(I)層、(II)層/(III)層/(I)層/(III)層/(II)層などの構成が挙げられる。中でもより効果的な積層構成としては、(I)層/(III)層/(II)層/(III)層/(I)層である。この層構成を採用することにより、本発明の目的である熱収縮特性に優れ、自然収縮が小さく、再生添加時の透明性に優れた、収縮包装、収縮結束包装や収縮ラベル等の用途に適した熱収縮性積層フィルムを生産性、経済性よく得ることができる。
本発明のフィルムの腰(常温での剛性)は、フィルムの主収縮方向と直交する方向の引張弾性率が1,200MPa以上であることが好ましく、1,400MPaであることがより好ましく、1,600MPa以上であることがさらに好ましい。また、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3,000MPa程度であり、好ましくは2,900MPa程度であり、さらに好ましは2,800MPa程度である。フィルムの主収縮方向と直交する方向の引張弾性率が1,200MPa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、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問題点が発生し難く、好ましい。
なお、本明細書において主収縮方向とは、縦方向と横方向のうち延伸方向の大きい方を意味し、例えば、ボトルに装着する場合にはその外周方向に相当する方向である。
本発明において、主収縮方向の熱収縮率を80℃で40%以上85%以下、70℃で5%以上35%以下、直交方向の熱収縮率を80℃で10%以下とするためには、各層の樹脂組成を本発明で規定する範囲とすることが重要であるが、特に(I)層のフィルム全体の厚みに対する厚み比を10%以上70%以下とすること、(II)層の厚み比を20%以上80%以下とすること、及び延伸倍率を2倍以上10倍以下、延伸温度を60以上130℃以下の範囲で制御するとよい。
本発明のフィルムは、フィルムの低温収縮性、収縮仕上がり性、透明性、自然収縮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が、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。特に本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)であっても該形状に密着可能であり、シワやアバタ等のない美麗なラベルが装着された容器が得られる。本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。
なお、実施例に示す測定値及び評価は次のように行った。実施例では、積層フィルムの引き取り(流れ)方向を「縦」方向、その直角方向を「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、70℃、80℃及び90℃の温水バスに10秒間それぞれ浸漬し、収縮量を測定した。熱収縮率は、縦方向及び横方向について、収縮前の原寸に対する収縮量の比率を%値で表示した。
フィルムを縦100mm、横1000mmの大きさに切り取り、30℃の雰囲気の恒温槽に30日間放置し、横方向について、収縮前の原寸に対する収縮量を測定し、その比率を%値で表示した。
JIS K7127に準じて、1号形試験片、温度23℃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 K7105に準拠してフィルム厚み40μmのフィルムのヘーズ値を測定した。
JIS K7127に準じて、1号形試験片、温度0℃、試験速度100mm/分の条件でフィルムの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100mm×横298mmの大きさに切り取り、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1.5L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、70〜85℃の範囲とした。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、格子目の歪みが全く生じない。
○:収縮が十分でシワ、アバタ、格子目の歪みがごく僅かに生じる
×:収縮は十分だがシワ、アバタ、格子目の歪みが顕著に生じる
得られた熱収縮性積層フィルムを粉砕器を用いて粉砕し、再生ペレット化した後、(II)層を構成する樹脂100質量部に対して30質量部に相当する量を(II)層にリターンして、各実施例と同様、再生添加フィルムを得た。得られた厚み40μmのフィルムを用いて、JIS K7105に準拠してヘーズ値を測定した。また、下記の基準で評価した結果も併記した。
◎:ヘーズ値が7%未満
○:ヘーズ値が7%以上10%未満
×:ヘーズ値が10%以上
表1に示すように、(I)層を構成する樹脂として、Nature WorksLLC社製ポリ乳酸樹脂 商品名『NatureWorks NW4060』(以下「PLA1」と略称する。)70質量%と、住友化学社製アクリル樹脂 商品名『スミペック LG21』(以下「PMMA」と略称する。)20質量%と、三菱レイヨン社製アクリルゴム 商品名『メタブレン S2001』(以下「アクリルゴム」と略称する)10質量%との混合樹脂を用い、また中間層(II)層を構成する樹脂として、日本ポリプロ社製ランダムポリプロピレン樹脂 商品名『WINTEC WFX6』(プロピレン/エチレン=97/3、MFR2.0g/10分、融点125℃、密度0.90g/cm3)(以下「PP」と略称する。)40質量%と、三菱化学社製 ポリエチレン樹脂 商品名『カーネルKF360』(MFR3.5g/10分、融点97℃、密度0.898g/cm3)(以下「PE」と略称する。)30質量%と、荒川化学社製 水添石油樹脂 商品名『アルコンP140』(以下「石油樹脂」と略称する。)30質量%とからなる混合樹脂を用い、さらに接着層(III)層を構成する樹脂として、旭化成ケミカルズ社製 酸変性SEBS 商品名『タフテック M1913』(以下「SEBS」と略称する。)を用い、それぞれの樹脂を別個の三菱重工業株式会社製単軸押出機に投入し、設定温度200℃で溶融混合後、各層の厚みが(I)層/(III)層/(II)層/(III)層/(I)層=30μm/10μm/120μm/10μm/30μmとなるよう3種5層ダイスより共押出し、50℃のキャストロールで引き取り、冷却固化させて幅300mm、厚さ200μmの未延伸積層シートを得た。次いで、京都機械株式会社製フィルムテンターにて、予熱温度90℃、延伸温度80℃で横一軸方向に5.0倍に延伸を行い、厚さ40μmの熱収縮性フィルムを得た。評価項目の全てが◎であったフィルムを(◎)、○が含まれるフィルムを(○)、1つでも×があったフィルムを(×)として総合評価した。評価した結果を表2に示す。
表1に示すように、(I)層を構成する樹脂の組成比をPLA1:70質量%、PMMA:30質量%とし、(II)層を構成する樹脂の組成比をPP:60質量%、石油樹脂:40質量%とし、(III)層を構成する樹脂を三井化学社製 変性ポリオレフィン 商品名『アドマー SE800』(以下「変性PO」と略称する。)とした以外は、実施例1と同様に熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムを評価した結果を表2に示す。
表1に示すように、(I)層を構成する樹脂の組成比をPLA1:65質量%、PMMA:25質量%、アクリルゴム10質量%とし、(II)層を構成する樹脂の組成比をPP:40質量%、PE:60質量%とし、それぞれの樹脂を別個の三菱重工業株式会社製単軸押出機に投入し、設定温度200℃で溶融混合後、各層の厚みが(I)層/(III)層/(I)層=30μm/140μm/30μmとなるよう2種3層ダイスより共押出し、50℃のキャストロールで引き取り、冷却固化させて幅300mm、厚さ200μmの未延伸積層シートを得た。次いで、予熱温度90℃、延伸温度80℃で横一軸方向に5.0倍に延伸を行い、厚さ40μmの熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムを評価した結果を表2に示す。
表1に示すように、実施例1において、(I)層を構成する樹脂の組成比をPLA1:35質量%、Nature WorksLLC社製 ポリ乳酸樹脂 商品名『NatureWorks NW4050』(L体/D体量=95/5、以下「PLA2」と略称する。):35質量%、PMMA:20質量%、アクリルゴム:10質量%に変更した以外は、実施例1と同様に熱収縮性積層フィルムを得た。得られたフィルムを評価した結果を表2に示す。
表1に示すように、実施例1において、(I)層の組成比をPLA1:50質量%、PMMA:40質量%、アクリルゴム:10質量%に変更した以外は、実施例1と同様に熱収縮性積層フィルムを得た。得られたフィルムを評価した結果を表2に示す。
表1に示すように、実施例1において、(III)層を構成する樹脂を三井・デュポンポリケミカル社製 エチレン−酢酸ビニル共重合体 商品名『エバフレックス EV45LX』(以下「EVA」と略称する。)とした以外は、実施例1と同様に熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムを評価した結果を表2に示す。
表1に示すように、(I)層及び(III)層を有さず、(II)層のみの未延伸単層シートを200μmで採取し予熱温度90℃、延伸温度80℃で横一軸方向に5.0倍に延伸を行い、厚さ40μmの熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムを評価した結果を表2に示す。
表1に示すように、(II)層及び(III)層を有さず、(I)層のみの未延伸単層シートを200μmで採取し、予熱温度90℃、延伸温度80℃で横一軸方向に5.0倍に延伸を行い、厚さ40μmの熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムを評価した結果を表2に示す。
表1に示すように、実施例1において、(I)層を構成する樹脂の組成比をPLA1:90質量%、アクリルゴム:10質量%に変更した以外は、実施例1と同様に熱収縮性積層フィルムを得た。得られたフィルムを評価した結果を表2に示す。
これに対し、(I)層及び(III)層を有しない場合(比較例1)には、熱収縮特性や収縮仕上がり性に劣り、また(II)層及び(III)層を有しない場合(比較例2)には、収縮仕上がり性に劣る結果となった。また(I)層がPMMAを含まない場合(比較例3)には、再生添加時の透明性が劣る(10%超)結果となった。
これより、本発明のフィルムは、熱収縮特性に優れ、自然収縮が小さく、収縮仕上がり性、再生添加時の透明性に優れた、収縮包装、収縮結束包装や熱収縮性ラベル等の用途に適した熱収縮性積層フィルムであることが分かる。
Claims (9)
- (I)層と(II)層の少なくとも2層を有する積層フィルムであって、各層が下記樹脂を主成分としてなり、かつ80℃の温水中に10秒間浸漬したときの熱収縮率が少なくとも一方向において20%以上であることを特徴とする熱収縮性積層フィルム。
(I)層:ポリ乳酸系樹脂(A)とアクリル系樹脂(B)との混合樹脂
(II)層:ポリオレフィン系樹脂 - 前記(I)層のポリ乳酸系樹脂(A)とアクリル系樹脂(B)との質量比が(A)/(B)=95/5乃至50/50の範囲である請求項1に記載の熱収縮性積層フィルム。
- JIS K7142に準拠して測定された前記(I)層と(II)層との屈折率の差が±0.05以内である請求項1又は2に熱収縮性積層フィルム
- フィルム全体の厚みに対する(I)層の厚み比が10%以上50%以下である請求項1乃至3のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
- (I)層と(II)層との間に接着性樹脂を主成分としてなる(III)層をさらに有する請求項1乃至4のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
- (II)層がリサイクルされた前記フィルムを含有し、該フィルムの含有量が(II)層を構成する樹脂100質量部に対し、1質量部以上50質量部以下であり、かつJIS K7105に準拠して測定されるフィルムのヘーズ値が10%以下である請求項1乃至5のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルムを用いた成形品。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルムを用いた熱収縮性ラベル。
- 請求項7に記載の成形品又は請求項8に記載の熱収縮性ラベルを装着した容器。
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