JP2009503200A - 小さなゴム粒子を含みゴム粒子ゲル含有量が少ない二軸配向ポリスチレンフィルム - Google Patents
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Abstract
二軸配向フィルムは、1.2より大きな縦方向配向(MDO)比および2.0以下の横方向配向(TDO)比を有し、MDO比がTDO比よりも大きく、そのフィルムは、ブロックコポリマーがポリスチレンにグラフトされた第一の耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)成分を含むポリマー組成物を含み、ゴム状共役ジエン含有量が第一のHIPS質量を基準として1〜7質量%であり、ゲル濃度が10質量%未満であり、平均ゴム粒度が1〜0.01μmであり、ゴム粒子の約40〜約90体積%が約0.4μm未満の直径を有し、そしてゴム粒子の約10〜約60体積%が約0.4〜約2.5μmの直径を有し、ゴム粒子の過半数がコア/シェル形態を有し、第一のHIPS成分の濃度が全ポリマー組成物質量の30〜100質量%を占め、ゴム状ジエンが全ポリマー組成物質量を基準として1〜5質量%である。そのフィルムは、また、全ポリマー組成物質量を基準として、汎用ポリスチレンを70質量%まで、および第一のHIPS成分とは異なる第二のHIPS成分を20質量%まで含んでもよい。そのポリマー組成物は、フィルムの少なくとも95質量%を占め、フィルム質量の残りは添加剤である。
Description
本発明は、縦方向(machine direction)に優先的に配向した二軸配向ゴム強化ポリスチレンフィルムおよびそのようなポリスチレンフィルムを含む収縮ラベルフィルムに関する。
収縮ラベルは、一般に、2つの範疇、すなわちロールオン収縮オン(roll-on shrink-on)(ROSO)ラベルおよびスリーブ形ラベル(スリーブラベル)に分類される。ROSOラベルは容器のまわりを包むフィルムシートである。スリーブラベルは形状が管状で、容器を覆って配置することによって容器のまわりにぴったりと合う。容器のまわりに配置された収縮ラベルを加熱すると、ラベルは収縮し、容器に適合する。
容器に適合するためには、各種のラベルは、容器の周囲方向に優先的に(すなわち他の方向よりも大きな度合いで)収縮しなければならない。ROSOフィルムは、フィルムの縦方向(MD)を容器の周囲方向に合わせて、容器の上に存在する。従って、ROSOフィルムは、主として、優先的な縦方向配向(MDO)のために、フィルムの縦方向(MD)が収縮する。対照的に、スリーブラベルは、典型的には、ラベルの横方向(TD)を容器の周囲方向に合わせて、容器の上に存在する。従って、スリーブラベルは、主として、優先的な横方向配向(TDO)のために、フィルムの横方向(TD)が収縮する。
ROSOラベルは、特に、加工が少なく、生産原価が低いので、スリーブラベルよりも望ましい。ROSOラベルは、典型的には、連続ウェブ法において配向フィルム上に印刷することに起因して、ロール状である。対照的に、スリーブラベルは、ロール状でも入手可能であるが、ロール状に巻き取る前に、印刷し、切断し、そしてスリーブ状に接着することを必要とし、それがROSOラベルと比較するとスリーブラベルの製造工程を複雑にし製造原価を増加させる。更に、スリーブラベル用にTDにフィルムを配向させるのは、ROSOラベル用にMDにフィルムを配向させるよりも費用のかかる傾向がある。その上、ROSOラベルの容器へのROSO適用は、典型的には、スリーブラベルの適用よりも速いプロセスである。
ROSOラベルは生産速度に利点があるが、スリーブラベルは歴史的には容器のまわりの収縮の程度に利点を享有してきた。スリーブラベルは、典型的には、容器の周囲方向に70パーセント(%)まで収縮する。対照的に、ROSOフィルムは、歴史的には、容器の周囲方向に約20%までの収縮を示す。ROSOラベルのより低い収縮は主として次の理由による。(1)そのフィルム用に配向ポリプロピレン(OPP)、結晶性ポリマー、の優勢な使用、および(2)容器のまわりに(包まれる)適所にラベルを保持する接着継目の上に許容される応力の限界(接着継目に対する応力が大きすぎると、ラベルが容器上で移動したり、または極端な場合には、ラベルを容器のまわりから解けたりする場合がある。)。接着部を有しないか、または容器に適用する前に強力に硬化された接着部を有するスリーブラベルは、収縮中のより大きな応力に耐えることができる。
スリーブラベルは歴史的にはより大きな収縮を享有し、したがって、ROSOラベルよりも複雑な輪郭の容器により適合する。しかしながら、ROSOラベルの生産上の利点を考慮して、流通しているROSOラベルよりも大きく(すなわち、スリーブラベルに、より匹敵する程度に)、しかしラベルの接着部の破損なしに、容器の周囲方向に収縮することができるROSOラベルを調製するのに適した配向フィルムを識別することが望ましい。
ポリスチレン(PS)は収縮ラベル用に特に望ましいポリマーである。ポリプロピレン(PP)の収縮ラベルフィルムは、たとえば、典型的には、120℃より低い温度でのいかなる方向にも約20%までしか収縮しない。PPの結晶性は、付加的な配向を解放するためにはPPの結晶溶融温度より高く加熱することを必要とする。対照的に、PS系収縮ラベルフィルムは、単に、その非晶質の特徴のために、ポリマーのガラス転移温度(そのガラス転移温度は一般にPPの結晶溶融温度よりも低い。)を超えるだけでよい。したがって、PSフィルムは、望ましいことに、PPフィルムよりも低い加工温度でより大きな収縮を提供することができる。
さらに、PSは、PPと比較して、(ポリマーフィルムの表面を印刷に適したものするのに必要な)コロナ処理の後、長時間、より高い表面エネルギーを保持する。したがって、PPフィルムと異なり、PSフィルムのコロナ処理は、ラベルに印刷する直前にではなく、製造中にすることができる。
コポリエステルおよびポリ塩化ビニル(PVC)のフィルムとは対照的に、PSフィルムの使用は、より低い密度が、ラベルがより高い密度の(たとえばポリエステルの)瓶から容易に分離されることを可能にするので、瓶およびラベルのリサイクル可能性を促進する。更に、より低いPS密度は、好都合にも、より高いフィルム収率またはフィルムのより大きな面積/ポンドを与える。コポリエステルまたはPVCのフィルムのような、より高い密度のラベル原料は、同様の利点を持たない。
ポリスチレン系収縮ラベルフィルムは、しばしば、ラベルの靭性(たとえば引裂抵抗)を改善するために、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)成分を含む。しかしながら、典型的なHIPS中のゴム粒子は、1マイクロメートルより大きな平均粒度を有する(たとえば、米国特許第6897260号明細書第4欄第26行〜第27行参照)。大きなゴム粒子は、ラベルフィルムの明澄性を減少させる傾向があり、それは、ラベルを通して容器または製品を見ることを妨げるとともに、裏面印刷(印刷がフィルムを通して読めるように、容器に近いラベルフィルム面の上の印刷)用にそのフィルムを使用するのを妨げる。典型的なHIPSは、また、全HIPS質量を基準として7パーセントより多くのゴムを含む。高濃度のゴムは、フィルムの印刷適性を妨げ、フィルムの明澄性を減少させ、寸法安定性を低下させ、望ましくないことに、最終フィルム中のゲル量を増加させる場合がある。
ROSOラベル用途に適した配向PSフィルムを有することが望ましい。フィルムの印刷適性または明澄性を妨げずにフィルムの強靭化を達成するために、フィルムは、典型的なHIPSよりもゴム粒子が小さくかつゴム濃度が低いタイプの耐衝撃性ポリスチレンを含むことがさらに望ましい。そのようなフィルムが、スリーブラベルと同様の容器の周囲方向収縮を示すROSOラベルとして役立つことができるならば、いっそう望ましい。
本発明は、ROSOラベルとして使用するのに適した、そして典型的なHIPSよりゴム粒度が小さくかつゴム濃度が低いHIPSを含む、二軸配向ポリスチレン系フィルムを提供することによって、収縮ラベル技術を進歩させる。本発明は、驚くべきことに、高い明澄性、従来のROSOラベルを超える改善されたMD収縮、および従来のROSOラベルと比較して高い収縮および低い残留配向応力(oriented release stress)の組み合わせの1つまたはそれ以上を有する、ゴム強化ポリスチレンフィルム、およびそのようなフィルムを含むROSOラベルを提供することができる。
第一の態様においては、本発明は、ポリマー組成物を含む二軸配向フィルムであって、ポリマー組成物は
(a)第一の耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)成分と、
(b)200,000グラム/モル超350,000グラム/モル以下の質量平均分子量を有し、ポリマー組成物の質量に対して0質量%以上70質量%以下の濃度で存在する、汎用ポリスチレンと、
(c)ポリマー組成物の質量に対して0質量%以上20質量%以下の濃度で存在する(a)とは異なる第二のHIPS成分とからなり、
第一のHIPS成分は、(i)スチレンとゴム状共役ジエン(rubbery conjugated diene)のブロックコポリマー(ただしコポリマーはポリスチレンにグラフトされている。)、(ii)所望により、第一のHIPS成分の質量を基準として2質量%以上8質量%以下のゴムホモポリマー、(iii)第一のHIPS成分の全質量を基準として1質量%以上7質量%以下の全ゴム状共役ジエン含有量、(iv)10質量%未満のゲル濃度(ただしゲル濃度はメチルエチルケトン/メタノール抽出による。)、(v)1.0マイクロメートル未満0.01マイクロメートル以上の平均ゴム粒度、(vi)約0.4ミクロン未満の直径のゴム粒子約40〜約90体積%および約0.4〜約2.5ミクロンの直径のゴム粒子約10〜約60体積%、(vii)コア/シェル形態の過半数のゴム粒子、(viii)ポリマー組成物の質量に対して100質量%以下30質量%以上を占めかつ全組成物の質量に対してゴムジエン質量が1質量%以上5質量%以下を占める濃度、を有し、そして
(a)、(b)および(c)の合計はポリマー組成物の100質量%を占め、ポリマー組成物は二軸配向フィルムの質量の少なくとも95質量%を占め、その残りの質量%は添加剤から選ばれ、フィルムは1.2より大きいMDO比および2.0以下のTDO比を有し、そしてMDO比はTDO比率よりも大きい。
(a)第一の耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)成分と、
(b)200,000グラム/モル超350,000グラム/モル以下の質量平均分子量を有し、ポリマー組成物の質量に対して0質量%以上70質量%以下の濃度で存在する、汎用ポリスチレンと、
(c)ポリマー組成物の質量に対して0質量%以上20質量%以下の濃度で存在する(a)とは異なる第二のHIPS成分とからなり、
第一のHIPS成分は、(i)スチレンとゴム状共役ジエン(rubbery conjugated diene)のブロックコポリマー(ただしコポリマーはポリスチレンにグラフトされている。)、(ii)所望により、第一のHIPS成分の質量を基準として2質量%以上8質量%以下のゴムホモポリマー、(iii)第一のHIPS成分の全質量を基準として1質量%以上7質量%以下の全ゴム状共役ジエン含有量、(iv)10質量%未満のゲル濃度(ただしゲル濃度はメチルエチルケトン/メタノール抽出による。)、(v)1.0マイクロメートル未満0.01マイクロメートル以上の平均ゴム粒度、(vi)約0.4ミクロン未満の直径のゴム粒子約40〜約90体積%および約0.4〜約2.5ミクロンの直径のゴム粒子約10〜約60体積%、(vii)コア/シェル形態の過半数のゴム粒子、(viii)ポリマー組成物の質量に対して100質量%以下30質量%以上を占めかつ全組成物の質量に対してゴムジエン質量が1質量%以上5質量%以下を占める濃度、を有し、そして
(a)、(b)および(c)の合計はポリマー組成物の100質量%を占め、ポリマー組成物は二軸配向フィルムの質量の少なくとも95質量%を占め、その残りの質量%は添加剤から選ばれ、フィルムは1.2より大きいMDO比および2.0以下のTDO比を有し、そしてMDO比はTDO比率よりも大きい。
第二の態様においては、本発明は、フィルムが片面または両面に印刷を有する、第一の態様の二軸配向ポリマーフィルムを含む収縮ラベルである。
本発明のフィルムは、第一のHIPS成分、および所望により汎用ポリスチレン(GPPS)、第二のHIPS成分、またはGPPSと第二のHIPS成分の両方を含むポリマー組成物を含む。第一のHIPS成分、GPPSおよび第二のHIPS成分の合計は、ポリマー組成物の100質量%を占める。ポリマー組成物は、望ましくは全フィルム質量の95質量%以上を占め、好ましくは97質量%以上を占め、そして100質量%を構成してもよい。ポリマー組成物がフィルム質量の100質量%未満であるときは、100質量%への残りは添加剤からなり、その添加剤は第一のHIPS成分、GPPSおよび第二のHIPS成分の一部であるかもしれない任意の添加剤を含む。添加剤としては、標準的な充填剤および可塑剤のような標準的な加工助剤が挙げられる。
第一のHIPS成分は、グラフトされたゴム成分を含むスチレンポリマーである。ポリスチレンにゴム成分をグラフトすると、ポリスチレンの靭性および機械的強さを増加させる傾向がある。グラフトすることによってポリスチレンにゴムを結合することは、ポリスチレンにゴム成分を単に混合する以上の技術的利点を有する。ゴムを結合させることは、一般に、単に混合されたゴムよりも、より高いモジュラスおよびより低いゴム含有量で同等の衝撃強さを、物質に付与する。スチレンモノマーの重合前に、ゴム成分をスチレンモノマーと混ぜ合わせることによって、典型的にはスチレンモノマーにゴムを溶解させることによって、スチレンポリマーにゴム成分をグラフトする。その後、スチレンモノマーを重合すると、スチレンポリマーにグラフトされたゴムを含むポリスチレンの母体が生成する。
ポリスチレン母体は、典型的には、組成物に望ましい水準の加工性および機械的性質を付与するのに十分に高い質量平均分子量(Mw)を有し、Mwは典型的には少なくとも100,000、好ましくは少なくとも約120,000、より好ましくは少なくとも約130,000、そして最も好ましくは少なくとも約140,000グラム/モル(g/mol)である。ポリスチレンは、十分な加工性を付与するためには、典型的には約260,000以下、好ましくは約250,000以下、より好ましくは約240,000以下、そして最も好ましくは約230,000g/mol以下のMwを有する。ポリスチレン母体のMwは、ポリスチレン標準を較正に用いて、ゲル透過クロマトグラフィーを用いることによって測定する。
ゴム成分は、ゴム状共役ジエンとスチレンのコポリマー(ゴムコポリマー)またはゴムコポリマーと少量のゴム状共役ジエンホモポリマー(ゴムホモポリマー)の両方を含む混合物である。両方のゴムにおける共役ジエンは、典型的には、1,3−アルカジエン、好ましくはブタジエン、イソプレンまたはブタジエンとイソプレンの両方、最も好ましくはブタジエンである。共役ジエンコポリマーゴムは、好ましくはスチレン/ブタジエン(S/B)ブロックコポリマーである。ポリブタジエンは望ましいゴムホモポリマーである。
ゴムコポリマーは、望ましくは100,000g/mol以上、好ましくは150,000g/mol以上のMwを有し、そして望ましくは350,000g/mol以下、好ましくは300,000g/mol以下、より好ましくは250,000g/mol以下のMwを有する。Mwは、三角度光散乱(Tri Angle Light Scattering)ゲル透過クロマトグラフィーを用いて測定する。
ゴムコポリマーは、また、溶液粘度が、望ましくは約5〜約100センチポアズ(cP)(約5〜約100ミリパスカル秒(mPa・s))、好ましくは約20〜約80cP(約20〜約80mPa・s)の範囲にあり、そしてシス含有量が少なくとも20%、好ましくは少なくとも25%、より好ましくは少なくとも約30%、そして望ましくは99%以下、好ましくは55%以下、より好ましくは50%以下である。Buna BL 6533 T銘柄ゴムおよびその他の類似のゴムがゴムコポリマーの望ましい例である。
第一のHIPS成分を調製するときにゴムコポリマーにゴムホモポリマーを含めることは、破断点伸びの値を高めることによってHIPSポリマーの機械的性能に寄与することができる。適切なゴムホモポリマーは、望ましくは、摂氏0度(℃)以下、好ましくは−20℃以下の二次転移温度を有する。好ましくは、ゴムホモポリマーは、約20〜約250cP(約20〜約250mPa・s)、より好ましくは約80cP〜200cP(約80〜約200mPa・s)の範囲の溶液粘度を有する。ゴムホモポリマーは、望ましくは少なくとも約20%、好ましくは少なくとも約25%、より好ましくは少なくとも約30%、そして望ましくは約99%以下、好ましくは55%以下、より好ましくは50%以下のシス含有量を有する。望ましくは、ゴムホモポリマーは、100,000g/mol以上、より好ましくは150,000g/mol以上、そして望ましくは600,000g/mol以下、好ましくは500,000g/mol以下のMwを有する。Mwは、三角度光散乱ゲル透過クロマトグラフィーによって測定する。適切なゴムホモポリマーの具体例はDieneTM55銘柄ゴムである(Dieneはファイアストーン社(Firestone)の商標である。)。
ゴムホモポリマーは、存在するときは、典型的には、HIPSポリマー中の全ゴム質量を基準として、少なくとも約2質量%、好ましくは少なくとも4質量%、より好ましくは少なくとも6質量%、そして最も好ましくは少なくとも8質量%を含むであろう。不必要に低い透明性(transparency)または明澄性(clarity)を避けるためには、ゴムホモポリマーの含有量は、全ゴム質量を基準として、望ましくは25質量%以下、好ましくは20質量%以下、より好ましくは16質量%以下、そして最も好ましくは12質量%以下である。
第一のHIPS成分は、ゴム成分からの全ジエン成分の含有量(すなわち第一のHIPS成分を調製するときのゴムコポリマーおよびゴムホモポリマーの両方のゴム状共役ジエンから生じる含有量)が、第一のHIPS成分の質量を基準として、約1質量%以上、好ましくは1.5質量%以上、より好ましくは2質量%以上、さらに好ましくは2.5質量%以上、そして最も好ましくは3質量%以上である。約1質量%より低いゴム濃度は望ましい水準の機械的強さおよび靭性を得ることができない。望ましい透明性を付与するためには、ゴム濃度は、典型的には、第一のHIPS成分の全質量を基準として、7質量%以下、好ましくは6質量%以下、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは4質量%以下である。
理論に縛られることなく、HIPS基準で7質量%以下のような、より低いゴム濃度は、ゴム粒子中の高度な架橋を回避しかつゲル生成の可能性を減少させるために望ましい。ゴム中のいくらかの架橋は製造における剪断中にゴムの保全性(integrity)を維持するのに望ましいが、高度な架橋は、ゴム粒子のフィルム配向中に変形する能力を妨害する場合がある。フィルムの明澄性および透明性は、ゴム粒子がより高いアスペクト比の粒子に変形するにつれて、増加する。架橋のより少ないゴム粒子は、より高度に架橋されたゴム粒子よりも容易に変形し変形した形状を保持する傾向があり、それは架橋のより少ない粒子を明澄かつ透明なフィルムに、より従順にする。架橋が望ましくないほどに高度になるような特定のゴム濃度を定義することは、それが特定の加工条件に依存するので、困難である。それでも、HIPS質量基準で12質量%以上のゴム濃度は、望ましくないほどに高度の架橋を有する傾向がある。
同様に、理論に縛られることなく、本発明のフィルムは、恐らく、より低いゴム濃度の結果としてより低いゲル生成を有することから利益を得る。ゲルは、フィルム製造中に小さな粒子に剪断しないゴム凝集物の高度な架橋によって生成する。架橋されたゲル凝集物は、たとえばインフレートフィルム(blown film)法においてバブル破裂を引き起こすことによって、フィルム製造中に困難を引き起こす場合がある。ゲル凝集物は、また、フィルム品質に有害な影響を及ぼし、それはフィルム中に不均一な欠陥として現われ、そして凝集物粒子の上に巻かれたフィルムにくぼみを生じさせる。くぼみは、フィルムの表面のくぼんだ所にインクの受容を妨げることによって印刷中に問題を引き起こす傾向がある。
第一のHIPS成分は、さらに、メチルエチルケトン/メタノール抽出によるゲル濃度が、第一のHIPS成分の全質量を基準として、10質量%未満である。そのような低いゲル濃度はフィルム明澄性を最大にするのに望ましい。ゲル濃度を決定するためには、日本特許出願公開第2000−351860号公報の方法と同様のメチルエチルケトン/メタノール抽出を行なう。要するに、室温(約23℃)で、混合溶媒メチルエチルケトン/メタノール(10:1体積比)の中に第一のHIPSの試料(試料の質量はW1)を溶解する。溶解しない画分を遠心分離によって分離する。溶解しない画分を単離し乾燥する。単離され乾燥された不溶性画分の質量はW2である。質量%で表わしたゲル濃度は100×W2/W1である。
第一のHIPS成分は、1マイクロメートル(μm)未満、好ましくは0.5μm以下、一般に0.01μm以上、好ましくは0.1μm以上、そしてより好ましくは0.3μm以上の体積平均ゴム粒度を有する。そのような体積平均ゴム粒度は従来のHIPS物質と対照的である。従来のHIPS物質は、少なくとも1μmの平均ゴム粒度を有する(たとえば、米国特許第6897260号明細書第4欄第22行〜第34行を参照。引用によってここに組み入れられる。)。小さなゴム粒度は、それらがより大きなゴム粒子のフィルムよりも高い明澄性およびより低い曇り度のフィルムを生成する傾向があるので、望ましい。しかしながら、0.01μmより小さいゴム粒子は、透明性および明澄性にもかかわらず、組成物の耐久性にほとんど寄与しない傾向がある。
第一のHIPS成分中のゴム粒子は、過半数の粒子がより小さく、限られた量の粒子だけがより大きいような、広い粒度分布を有する。特に、粒子の約40〜約90体積パーセント(vol%)が約0.4μm未満の直径を有するような分布を有することが望ましい。対応して、粒子の約10〜約60vol%が約0.4μmより大きく約2.5よりも小さい直径を有するような、好ましくは粒子の約15〜55vol%、より好ましくは約20〜約50vol%が約0.5μm以上約2.5μm以下の直径を有するような、相対的に大きな粒子の分布を有することが望ましい。好ましくは、相対的に大きな粒子のこの成分については、明記された百分率の量の粒子は、約2μm未満、より好ましくは約1.5μm以下、さらに好ましくは約1.2μm以下、さらに好ましくは約1μm以下の直径を有する。
ゴム粒度は、ゴム粒子の内部にモノビニリデン芳香族ポリマーのすべての吸蔵(occlusions)を含むゴム含有粒子の測定である。ゴム粒度は、ベッカム・コールター(Beckham Coulter)LS230光散乱機器(light scattering instrument)およびソフトウェアで測定する。製造者の説明書および文献(ジュン・ガオ(Jun Gao)およびチ・ウー(Chi Wu),「固体母体の中に分散した粒子の寸法の測定への商用フラウンホーファー回折計の新規な用途(A Novel Application of Using a Commercial Fraunhofer Diffractometer to Size Particles Dispersed in a Solid Matrix)」,応用ポリマー科学誌(JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE),2000年,第77巻,p.1165)は、ベッカム・コールターでゴム粒度を測定する方法を提供する。好ましくは、この機器およびソフトウェアを用いて、ゴム粒度および分布統計を計算するための光学モデルは、以下のとおりである。(i)流体屈折率1.43、(ii)試料の実数屈折率1.57、および(iii)試料の虚数屈折率0.01。
第一のHIPS成分中のゴム粒子の過半数、好ましくはゴム粒子の70%以上、より好ましくはゴム粒子の80%以上、より好ましくはゴム粒子の90%以上は、コア/シェル粒子形態を有するであろう。コア/シェル形態とは、ゴム粒子が薄い外側シェルを有し、かつ母体ポリマーの単一の中心の吸蔵を含むことを意味する。この種の粒子形態は、一般に、「単一吸蔵」または「カプセル」形態と呼ばれる。対照的に、用語「絡み合い(entanglement)」または「細胞状(cellular)」形態は、様々な他のより複雑なゴム粒子形態を指し、そのような形態としては、「絡み合った(entangled)」、「複吸蔵(multiple occlusions)」、「ラビリンス(labyrinth)」、「コイル(coil)」、「タマネギの皮(onion skin)」または「同心円(concentric circle)」構造が挙げられる。コア/シェル形態を有するゴム粒子の百分率は、第一のHIPS成分の透過型電子顕微鏡写真中の500個の粒子からの数百分率として決定する。
第一のHIPS成分中のコア・シェル粒子は、それらが剪断の場で(すなわち配向工程中に)伸びるが破壊しない程度に架橋される。それらの薄い壁(コポリマーゴムの存在から生じてくる高い相容性の結果としての)は、さらに薄くなるであろうが、必要とされる機械的な性質および引張強さの性質を付与するために完全なままであろう。推測上、フィルム配向に際して、配向されたゴム形態は、恐らく系(細胞状形態)中の少量の複吸蔵粒子の結果として、ゴムの非常に薄いリボンの共連続型分布に非常に近い。非常に薄いシェル壁は、より厚い壁で生じるよりも良い光透過率を有し、配向に際して非常に薄いリボンとして分布しない残りの細胞状または複吸蔵粒子がある場合よりも明らかに良い。
第一のHIPS成分は、鉱油または他の可塑剤のような他の添加剤を含まなくてもよいし含んでもよい。適正な量の鉱油は、破断点伸びのような機械的性質を改善することができる。第一のHIPS成分は、典型的には、第一のHIPS成分の全質量を基準として、少なくとも約0.4質量%、好ましくは0.6質量%以上、より好ましくは0.8質量%以上、さらに好ましくは1質量%以上の鉱油を含むであろう。望ましい明澄性を得るためには、第一のHIPS成分は、一般に、第一のHIPS成分の全質量を基準として、約3質量%未満、好ましくは2.8質量%以下、より好ましくは2.6質量%以下、最も好ましくは2.4質量%以下の鉱油を含むであろう。
第一のHIPS成分として使用するのに適した物質は、「改善されたゴム改質モノビニリデン芳香族ポリマーおよび熱成形品(IMPROVED RUBBER MODIFIED MONOVINYLIDENE AROMATIC POLYMERS AND THEMOFORMED ARTICLES)」と題する米国特許出願公開第2006−0084761号明細書に記述されたものである。
第一のHIPS成分は、ゴム粒度分布が相対的に広く、ゴム粒子の過半数がコア・シェル形態を有する点において、標準的な塊状または溶液重合HIPSと異なる。対照的に、従来のHIPS樹脂は、相対的に狭い粒度分布を有しそして主たる割合または少なくともより大きな割合の細胞状複吸蔵粒子構造を有する傾向がある。
本発明のフィルムは、全ポリマー組成物質量を基準として、100質量%以下30質量%以上の第一のHIPS成分を含む。本発明のフィルムは、全ポリマー組成物質量を基準として、80質量%以下または60質量%以下、そして50質量%以上または75質量%以上の第一のHIPS成分を含んでもよい。
本発明のフィルム中の第一のHIPS成分から生じる全ゴム含有量(コポリマーおよびホモポリマーからのジエン含有量の合計を基準として)は、全フィルム質量を基準として、2質量%以上、好ましくは3質量%以上、そして5質量%以下である。
本発明のフィルムのポリマー組成物は、汎用ポリスチレン(GPPS)とも呼ばれる結晶ポリスチレンを含むことができる。本発明で使用されるGPPSは、望ましくは200,000g/mol超、好ましくは280,000g/mol以上、そして350,000g/mol以下、好ましくは320,000g/mol以下のMwを有する。Mwはゲル透過クロマトグラフィーによって測定する。GPPSは、望ましくは1以上、好ましくは10分当たり1.2グラム(g/10min)以上、望ましくは3g/10min以下、好ましくは2g/10min以下の溶融流量(MFR)を有する。MFRはASTM法D1238に従って測定する。GPPSは、鉱油、エチレンもしくはプロピレングリコール、フタル酸エステルまたはスチレンオリゴマーのような可塑剤を含んでいなくてもよいし、含んでいてもよい。可塑剤は、存在するときは、典型的には、GPPS質量を基準として、4質量%以下、好ましくは3質量%以下の濃度で存在する。存在するときは、可塑剤は典型的にはGPPS質量の1質量%以上を含む。
本発明のフィルムはGPPSを含まなくてもよいが、フィルムはポリマー組成物質量を基準として70質量%までのGPPSを含むことができる。本発明のフィルム中のGPPSの望ましい範囲は、ポリマー組成物質量を基準として、20質量%以上、好ましくは25質量%以上、そして70質量%以下、好ましくは65質量%以下を含む。
適切なGPPSの具体例としては、STYRONTM665汎用ポリスチレン(STYRONはダウ・ケミカル社(The Dow Chemical Company)の商標である。)、STYRON 663およびSTYRON 685Dが挙げられる。
本発明のフィルムのポリマー組成物は、また、第二のHIPS成分をも含むことができ、それは第一のHIPS成分とは異なるいかなるHIPS成分であってもよい。
第二のHIPS成分は、GPPS成分に追加するものであってもよいし、GPPS成分の代わりであってもよい。本発明のフィルムは、また、第二のHIPS成分を含まなくてもよい。GPPSが存在するときは、第二のHIPS成分は、典型的には、フィルム質量の20質量%までを含み、そしてGPPSが存在しないときは、フィルム質量の10質量%までを含む。これらの範囲を超えると、フィルムは、望ましくないことに、明澄性が低くなる傾向がある。
第二のHIPS成分は、GPPS成分に追加するものであってもよいし、GPPS成分の代わりであってもよい。本発明のフィルムは、また、第二のHIPS成分を含まなくてもよい。GPPSが存在するときは、第二のHIPS成分は、典型的には、フィルム質量の20質量%までを含み、そしてGPPSが存在しないときは、フィルム質量の10質量%までを含む。これらの範囲を超えると、フィルムは、望ましくないことに、明澄性が低くなる傾向がある。
同様に、本発明のフィルム中の(第一のHIPS成分および存在する場合は第二のHIPS成分からの)全ゴム濃度は、フィルム質量を基準として、望ましくは10質量%未満、好ましくは8質量%以下、より好ましくは7質量%以下であり、そして6質量%以下であることもできる。ゴムが10質量%以上の配向フィルムは、望ましくないことに、低いフィルム明澄性および印刷適性を有する場合があり、そして低い寸法安定性を有する傾向があり、低い寸法安定性は、時期尚早の収縮を防ぐために、たとえば、船積み中に冷却を必要とする場合がある。
第二のHIPS成分は、第一のHIPS成分以上にフィルム靭性を高めるのに有用である。しかしながら、第二のHIPS成分を多量に入れると、フィルムの明澄性および透明性を不明瞭にする傾向があり得る。これは、明澄なフィルムが望まれるときは、有害になる場合があるが、明澄性が必要ではなく、高度のフィルム靭性が必要な用途では有益である。
本発明のフィルムは、縦方向配向(MDO)が優先的な二軸配向を有する。優先的なMDOとは、配向が横方向(TD)よりも縦方向において強いことを意味する。TDは、フィルムの押し出しまたは吹き込み(blowing)中のフィルム搬送の方向に垂直である。MDはフィルムの押し出しまたは吹き込み中のフィルム搬送の方向である。優先的なMDOは、加熱すると本発明のフィルムを主としてMD方向に収縮させる。
本発明のフィルムは、MDO比(MD方向の未配向の長さに対する配向後の長さの比)が1.2より大きく、好ましくは1.5以上、より好ましくは2以上、さらに好ましくは2.5以上、さらに好ましくは3以上、そしてさらに好ましくは3.5以上である。フィルムは、また、典型的には、ROSO用途で役立つためには、TDO比よりも大きなMDO比を有する。1.2未満のMDOを有するフィルムは、ROSOラベル用途において容器に合致するには不十分なMDOを有する傾向がある。フィルムは典型的には20以下のMDO比を有するが、MDO比については明確な上限はない。20より大きなMDO比を有するフィルムは、瓶のまわりのラベルを保持する接着継目が弱くなるかまたは破損し得る程度にまでROSOラベル用途において容器のまわりに収縮する危険にさらす。
望ましくは、本発明のフィルムは、1.0より大きいTDO比(TD方向の未配向の長さに対する配向後の長さの比)を有する。TDOが1のフィルムは、取り扱いに際して不十分な保全性および曲げに際して破断に苦しむ傾向がある。したがって、いくらかのTDOがフィルム保全性を高めるのに望ましい。高いTDOは、フィルムの収縮およびそれによるTD方向のラベルの歪みに帰着することによって、フィルムのROSOラベル用途における性能を妨げる。したがって、本発明のフィルムは、典型的には、2以下、好ましくは1.5以下、より好ましくは1.2以下、さらに好ましくは1.1以下のTDO比を有する。TDO比は1.05以下であってもよい。
MDO比およびTDO比は、MDおよびTDの両方が5.75インチ(14.6センチメートル)の二軸配向フィルム試料(すなわち正方形試料)を用いて測定する。
試料を120℃の熱風オーブン中に10分間置き、その後、再びMDおよびTDの寸法を測定する。加熱後のMDおよびTD寸法に対する加熱前のMDおよびTD寸法の比が、それぞれMDO比およびTDO比に相当する。
試料を120℃の熱風オーブン中に10分間置き、その後、再びMDおよびTDの寸法を測定する。加熱後のMDおよびTD寸法に対する加熱前のMDおよびTD寸法の比が、それぞれMDO比およびTDO比に相当する。
本発明のフィルムは、望ましくは、MD方向に、105℃で収縮を示し、好ましくは100℃で20%以上、好ましくは30%以上、より好ましくは40%以上、さらに好ましくは50%以上、さらに好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上の収縮を示す。20%より小さい収縮は、望ましくないことに、フィルムが容器の外形に適合することができる範囲を限定する傾向がある。MD収縮の範囲についての上限は未知であるが、それは100%未満であろう。
望ましくは、フィルムは100℃でTD収縮を示し、好ましくは105℃でTD方向に30%以下、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは5%以下の収縮を示す。本発明のフィルムは、さらに望ましくは、105℃で、好ましくは100℃でTD方向の伸び(growth)を示さない。(規定温度で30%より大きく収縮するまたはTD方向に伸びるフィルムは、TD方向の歪みのために、ROSOラベル用途において、フィルムの容器への適合を複雑にする傾向がある。) 収縮はASTM法D−1204に従って測定する。本発明のフィルムは、さらに望ましくは、米国特許第6,897,260号明細書に従った試験方法でTD方向の伸びがないことを示す。
第一のHIPS成分の存在は、本発明のフィルムに望ましい高い明澄性および透明性を与えると同時にフィルムの靭性を高める。明澄性および透明性は、ラベルが存在する製品の視界を不明瞭にしないために、ラベル産業において望ましい。高い明澄性および透明性は、また、印刷がラベルと容器の間に存在し、消費者がラベルを通して印刷を見るような、ラベルの「裏面」印刷にも望ましい。典型的には、本発明のフィルムは、2.0ミル(50μm)のフィルム厚さにおける明澄性の値が10以上、
好ましくは15以上、より好ましくは20以上、さらに好ましくは25以上、さらに好ましくは30以上である。明澄性は、ASTM法D−1746に従って測定する。
好ましくは15以上、より好ましくは20以上、さらに好ましくは25以上、さらに好ましくは30以上である。明澄性は、ASTM法D−1746に従って測定する。
曇り度の値もまたフィルムの明澄性の尺度を提供し、低い曇り度は高い明澄性に対応する。本発明のフィルムのための曇り度の値は、考えられるいかなる値に及んでもよい。しかしながら、本発明の1つの利点は、高い明澄性および低い曇り度の二軸配向フィルムを得る能力である。2.0ミル(50μm)のフィルム厚さでの本発明のフィルムの典型的な曇り度の値は、10以下、好ましくは8以下、より好ましくは6以下、最も好ましくは4以下である。曇り度は、ASTM法D−1003に従って測定する。
スチレン系フィルムは、好都合にも、たとえば配向ポリプロピレンまたは配向ポリ塩化ビニルフィルムよりも高い割線モジュラスを有する。収縮ラベルフィルムの割線モジュラスを増加させることは、印刷中にフィルムが伸張する可能性を妨げるのに望ましい。その結果、本発明のフィルムは、第一のHIPS成分のないより低い割線モジュラスのフィルムに比べて、フィルム切断または歪みの危険なしにより速い印刷速度で印刷することができる。本発明のフィルムは、MDおよびTDの両方の1%割線モジュラスが、250,000ポンド毎平方インチ(psi)(1,724メガパスカル(MPa))以上、好ましくは300,000psi(2,068MPa)以上、より好ましくは320,000psi(2,206MPa)以上である。1%割線モジュラスは米国材料試験協会(ASTM)法D−882によって測定する。
高い降伏点引張応力、特にMD方向の高い降伏点引張応力を有するフィルムは、高い割線モジュラスのフィルムと同様に、より低い引張応力のフィルムよりも、フィルムが伸張せずに印刷工程においてより速くかつより高い張力で走ることができるために、望ましい。望ましくは、本発明のフィルムは、7000psi(48MPa)以上、好ましくは8000psi(55MPa)以上、より好ましくは9000psi(62MPa)以上、そしてさらに好ましくは10,000psi(69MPa)以上の降伏点引張応力を有する。
本発明のフィルムは、通常、1ミル(25μm)以上、好ましくは1.5ミル(38μm)以上、そして、通常、4ミル(100μm)以下、好ましくは3ミル(76μm)以下の厚さを有する。1ミル未満(25μm)の厚さでは、フィルムは、望ましくないことに、加工および取り扱い中に切るのが困難である傾向がある。4ミル(100μm)を超える厚さは技術的に達成可能であるが、通常、経済的に望ましくない。
本発明のフィルムは、望ましくは、400psi(2758kPa)以下の残留配向応力(orientation release stress)(ORS)を有する。ORSは、フィルムが加熱により収縮する間に経験する応力の尺度である。ROSOフィルムにおいてORS値を下げることは望ましい。ROSOフィルムは、典型的には、フィルムが適用される容器に接着される少なくとも1つの端を有する。高いORS値を有するラベルは、容器のまわりにラベルを保持する接着継目に損傷を与えまたはその継目を破るのに十分な応力を、収縮中に、その継目に与える場合がある。ORS値を下げることは、継目線(フィルム上のフィルム)が収縮中に損傷を受けまたは破れる可能性を減少させる。
本発明のフィルムは、配向フィルム製造の任意の手段によって調製されるが、その手段にはインフレートフィルム法(blown film process)および流延・幅出し法がある。特に望ましいのは、米国特許第6,897,260号明細書および英国特許(GBP)第862,966号明細書(それらの両方は引用によってここに組み入れられる。)に記載されているようなインフレートフィルム法である。
本発明のフィルムを調製するのに適した1つの方法(「プロセスA」)は、米国特許第6,897,260号明細書または英国特許第862,966号明細書に記載されているような装置を用いたインフレートフィルム法である。ポリマーペレットを装置に供給し、それらを170℃〜100℃の範囲内の温度を有するポリマー溶融物に変える。その後、気体雰囲気中にインフレートフィルム口金を通してポリマー溶融物を押し出す前に溶融粘度を増加させるために、130℃〜170℃の範囲内の温度にポリマー溶融物を冷却する。ポリマー溶融物中の各ポリマー組成物成分(第一のHIPS成分および存在する場合はGPPSおよび/または第二のHIPS成分)の加熱撓み温度より少なくとも40℃低い温度に気体雰囲気を維持する。英国特許第862,966号明細書のバブル法に従って、押し出されたポリマー溶融物を吹込成形する。
本発明のフィルムを調製するのに適した別の可能性のあるインフレートフィルム法(「プロセスB」)は、2つの押出機(押出機1および押出機2)を直列に使用する。押出機1は、5つのバレル域を有する直径2.5インチ(6.35cm)の24:1単軸押出機であり、各バレル域は155℃と200℃の間の温度に設定され、典型的には押出機の下流に行くほど温度が高くなる。押出機2は、遮断混合スクリューおよび5つのバレル域を有する直径3.5インチ(8.89cm)の32:1単軸であり、各バレル域は典型的には115℃〜175℃の温度に温度設定点を有する。ポリマーを可塑化するために押出機1にポリマーペレットを供給し、そしてポリマーを200〜260℃の温度で押出機2にポンプで送り込む。ポリマーは、押出機1から移送管路を通って押出機2の入口へ進む。安定したバブルを達成しそして生じるフィルムの残留配向応力(ORS)の特性を望ましい値に最適化するために、150〜190℃の間で選択された溶融温度(押出温度)に、押出機2中のポリマーを冷却する。押出機2の壁を冷却することによってポリマーを冷却する。押出機2から3.25インチ(8.3cm)の環状の口金を通して、その後直径4.5インチ(11.4cm)の空冷環を通して、ポリマーを押し出し、そしてポリマーを、典型的には9インチ(22.9cm)から24インチ(63.5cm)の範囲の直径を有するバブルに吹込成形しすなわち膨張させる。英国特許第862,966号明細書のバブル吹込成形法を用いる。
本発明のフィルムは、熱が引き金となるMD方向の収縮から利益を得る任意の用途において有用性を有する。そのフィルムはROSOラベルとして特別の有用性を有する。本発明のフィルムを本発明のROSOラベルに変えるためには、フィルムを望ましい幅に切り、そして(任意の順序で)フィルムの面をコロナ処理し、その後フィルムのコロナ処理された面に印刷する。印刷は、裏面印刷ラベルを作るために、フィルムの「裏」面にあってもよい。フィルムの裏面は容器に接して存在し、裏面印刷は、フィルムがROSOラベル用途において容器のまわりにあるときは、フィルムを通して見る。これらの工程は、典型的には、その技術分野において有用な任意の方法によって連続ウェブ法で行われる。
本発明のフィルムおよびラベルは、また、好都合にも、フィルムまたはラベルを貫く穿孔をも有することができる。穿孔は、最も望ましくは、フィルムがROSO用途に適用される容器の最も狭い1つまたは複数の部分に近いフィルムの部分に配置される。その穿孔は、さもないとラベルと容器との間に閉じ込められる傾向がある気体が逃げるのを可能にし、それによって、ラベルが容器に、よりしっかりと適合するのを可能にする。本発明のフィルムおよびラベルは、フィルム表面の全体にわたって一様に分布した穿孔を含むこともできるし、フィルム(またはラベル)が存在する容器の最も狭い部分にぴったり合うフィルム(またはラベル)の領域の近くに特に設置された穿孔を含むこともできる。本発明のフィルムおよびラベルの穿孔は、いつ穿孔してもよいが、ROSOラベルの印刷を容易にするためには、望ましくは印刷の後にフィルムおよびラベルを穿孔する。
次の実施例は本発明の例証としての役目を果たすものであり、本発明の完全な範囲を確立する役目を果たすものではない。
比較例A
フィルム質量を基準として100質量%のGPPS(STYRONTM665。STYRONはダウ・ケミカル社の商標)を含むポリマー組成物で比較例Aを調製する。「プロセスB」に従ってフィルムを調製する。
フィルム質量を基準として100質量%のGPPS(STYRONTM665。STYRONはダウ・ケミカル社の商標)を含むポリマー組成物で比較例Aを調製する。「プロセスB」に従ってフィルムを調製する。
実施例1〜6用のHIPS−X成分
以下の実施例1〜6は、第一のHIPS成分としてHIPS−Xを利用する。たとえば直列に運転される3つの攪拌反応器を使用する次の連続法で、HIPS−Xを生産する。15部のBuna6533に対して1部のDiene55のゴム成分比(すなわち全ゴム供給原料溶液質量基準で0.3質量%のDiene55および4.5質量%のBuna6533)で、表1のゴム成分をスチレンに溶解することによって、ゴム供給原料溶液を調製する。ゴム供給原料溶液に、2.5質量%の鉱油(動粘度70センチストーク)および7質量%のエチルベンゼンを混合し、供給原料流れを作る(ただし質量%は全供給原料流れ質量基準である。)。最終生成物中に約1200ppmの含有量を付与するために0.1質量%の酸化防止剤Irganox1076を添加する。供給原料の100質量%への残りはスチレンである。毎時750グラム(g/h)の速度で第一の反応器に供給原料流れを供給する。4質量%のブタジエンを含むゴム改質ポリスチレン生成物(HIPS−X)を生成するために、供給原料流れ中のゴム混合含有量および反応器へのスチレンおよびゴムの供給速度を標的とする。
以下の実施例1〜6は、第一のHIPS成分としてHIPS−Xを利用する。たとえば直列に運転される3つの攪拌反応器を使用する次の連続法で、HIPS−Xを生産する。15部のBuna6533に対して1部のDiene55のゴム成分比(すなわち全ゴム供給原料溶液質量基準で0.3質量%のDiene55および4.5質量%のBuna6533)で、表1のゴム成分をスチレンに溶解することによって、ゴム供給原料溶液を調製する。ゴム供給原料溶液に、2.5質量%の鉱油(動粘度70センチストーク)および7質量%のエチルベンゼンを混合し、供給原料流れを作る(ただし質量%は全供給原料流れ質量基準である。)。最終生成物中に約1200ppmの含有量を付与するために0.1質量%の酸化防止剤Irganox1076を添加する。供給原料の100質量%への残りはスチレンである。毎時750グラム(g/h)の速度で第一の反応器に供給原料流れを供給する。4質量%のブタジエンを含むゴム改質ポリスチレン生成物(HIPS−X)を生成するために、供給原料流れ中のゴム混合含有量および反応器へのスチレンおよびゴムの供給速度を標的とする。
3つの反応器の各々は、独立して温度制御される3つの帯域を有する。次の温度分布を使用する。125、130、135、143、149、153、157、165、170℃。第一の反応器においては毎分80回転(RPM)、第二の反応器においては50RPM、そして第三の反応器においては25RPMで撹拌する。第一の反応器の第二の帯域に連鎖移動剤(n−ドデシルメルカプタンすなわちnDM)を100ppm加える。
残余のスチレンおよびエチルベンゼン希釈剤を追い出し(flash out)そしてゴムを架橋するために液化(devolatilizing)押出機を使用する。液化押出機用の温度分布は、バレルの最初、バレルの中間帯域およびバレルの最終帯域において240℃である。スクリュー温度は220℃である。
HIPS−Xを特徴づけるために次の試験方法(または前にここに定義した方法)を使用する。溶融流量:ISO−133。PS母体分子量分布:PS較正ゲル透過クロマトグラフィー。ゴム粒度:ベックマン・コールター製のLS230装置およびソフトウェアを使用する光散乱。引張降伏、伸びおよびモジュラス:ISO−527−2。
HIPS−Xのゲル濃度はメチルエチルケトン抽出によって決定する。HIPS−Xを分析するために、既知の質量の試験管に試料および混合物を入れて室温(23℃)で2時間手首振盪機で撹拌することによって、メチルエチルケトン/メタノール混合物(体積比10:1)に0.25グラムのHIPS−X試料を溶解する。試験管を高速遠心分離機の中に置き、5℃で1時間毎分19500回転で回転させることによって、不溶性画分を単離する。過剰の液体の上澄みを取り除き、45分間2〜5水銀柱ミリメートルの真空度で150℃の真空度乾燥器中に試験管を置く。乾燥器から試験管を取り出し、約23℃まで放冷する。測定すべき試験管の質量を量り、試験管の既知の質量を引いて、ゲルの質量を決定する。ゲルの質量を0.25グラムで割り、100を掛ければ、全HlPS−X質量に対する質量%ゲル含有量が得られる。
HIPS−Xは、0.35μmの体積平均ゴム粒度を有し、粒子の65vol%は0.4μm未満の粒度を有し、そして粒子の35vol%は0.4〜2.5μmの粒度を有する。HIPS−Xは、ゴム濃度がHIPS−X質量を基準としてブタジエンホモポリマー0.38質量%およびスチレン/ブタジエンコポリマー5.6質量%であり、合計ゴム濃度は5.98質量%である。HIPS−Xは、全HIPS−X質量に対して、約8質量%のゲル濃度を有する。HIPS−Xは2質量%の鉱油を含み、7.0g/10minのMFR、101℃のビカー軟化温度、20メガパスカル(MPa)の引張降伏、25%の破断点伸びおよび2480MPaの引張弾性率を有する。
実施例1〜6
次のポリマー組成物(ただし質量%は全フィルム質量基準)を使用する以外は、比較例Aと同様の方法で実施例1〜6の各々を調製する。
実施例1:STYRON 665(80質量%)/HIPS−X(20質量%)
実施例2:STYRON 665(65質量%)/HIPS−X(35質量%)
実施例3〜5:STYRON 665(35質量%)/HIPS−X(65質量%)
実施例6:HIPS−X(100質量%)
次のポリマー組成物(ただし質量%は全フィルム質量基準)を使用する以外は、比較例Aと同様の方法で実施例1〜6の各々を調製する。
実施例1:STYRON 665(80質量%)/HIPS−X(20質量%)
実施例2:STYRON 665(65質量%)/HIPS−X(35質量%)
実施例3〜5:STYRON 665(35質量%)/HIPS−X(65質量%)
実施例6:HIPS−X(100質量%)
各フィルムの押出温度は表2に記載のとおりである。実施例1〜4および6については膨張比(blow up ratio)2.6を使用する。実施例5については押出温度3.6を使用する。
結果
表2は、比較例Aおよび実施例1〜6のフィルム特性を説明する。本願の開示の全体にわたってフィルムを特徴づけるために次の試験方法を使用する。曇り度はASTM法D−1003に従って測定する。明澄性はASTM法D−1746に従って測定する。引張応力および歪み、靭性ならびに割線モジュラスはASTM法D−882に従って測定する。残留配向応力(ORS)はASTM法D−2838に従って測定する。自由空気収縮(Free Air Shrink)はASTM法D−1204に従って測定する。
表2は、比較例Aおよび実施例1〜6のフィルム特性を説明する。本願の開示の全体にわたってフィルムを特徴づけるために次の試験方法を使用する。曇り度はASTM法D−1003に従って測定する。明澄性はASTM法D−1746に従って測定する。引張応力および歪み、靭性ならびに割線モジュラスはASTM法D−882に従って測定する。残留配向応力(ORS)はASTM法D−2838に従って測定する。自由空気収縮(Free Air Shrink)はASTM法D−1204に従って測定する。
実施例1〜6は、種々のGPPS/第一のHIPS成分の比の本発明のフィルムを説明する。実施例3〜5は、類似したGPPS/第一のHIPS成分の比を有する本発明のフィルムを例証し、押し出し中のオリフィス温度を上げることによって(実施例3に比べて実施例4)、および膨張比を増加させることによって(実施例3に比べて実施例5)、最終フィルム中のORSを減少する方法を例証する。
実施例1〜6は、第一のHIPS成分を20質量%(フィルム質量(これらの実施例においてはポリマー組成物質量でもある。)を基準として)添加すると、比較例AのGPPSフィルムに比べて、100℃および105℃でのMD方向の自由空気収縮がどのように劇的に増加するかをも例証する。
実施例2〜6は、さらに、35質量%以上の第一のHIPS成分を含むフィルムが、比較例AのGPPS100質量%のフィルムよりも著しくより低いORSを有することを例証する。
Claims (16)
- ポリマー組成物を含む二軸配向フィルムであって、
ポリマー組成物は、
(a)第一の耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)成分、
(b)ポリマー組成物質量に対して0〜70質量%の、200,000グラム/モルより大きく350,000グラム/モル以下の質量平均分子量を有する汎用ポリスチレン、および
(c)ポリマー組成物質量に対して0〜20質量%の(a)とは異なる第二のHIPS成分
からなり、
第一のHIPS成分は、
(i)スチレンとゴム状共役ジエンのブロックコポリマー(ただしコポリマーはポリスチレンにグラフトされる。)を含み、
(ii)所望により、第一のHIPS成分中の全ゴム質量を基準として、2質量%以上8質量%以下のゴム状共役ジエンホモポリマーを含み、
(iii)ゴム成分からの全ジエン成分含有量が、第一のHIPS成分の全質量を基準として、1質量%以上7質量%以下であり、
(iv)メチルエチルケトン/メタノール抽出によるゲル濃度が10質量%未満であり、
(v)平均ゴム粒度が0.01μm以上1.0μm未満であり、
(vi)直径が約0.4μm未満のゴム粒子が約40体積%以上約90体積%以下、直径が約0.4μm以上約2.5μm以下のゴム粒子が約10体積%約60体積%以下であり、
(vii)ゴム粒子の過半数がコア/シェル形態を有し、
(viii)第一のHIPS成分がポリマー組成物質量の30質量%以上100質量%以下を占め、ゴムジエンが全組成物質量の1質量%以上5質量%以下であり、そして
(a)、(b)および(c)の合計は、ポリマー組成物の100質量%を占め、ポリマー組成物は二軸配向フィルム質量の少なくとも95質量%を占め、二軸配向フィルム質量からポリマー組成物を除いた残りの質量は添加剤から選ばれ、そしてフィルムは1.2以上のMDO比および2.0以下のTDO比を有し、MDO比はTDO比よりも大きいことを特徴とするフィルム。 - 第一の耐衝撃性ポリスチレン成分が、0.5μm以下0.01μm以上の体積平均ゴム粒度を有することを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
- フィルムのASTM法882による縦方向(MD)および横方向(TD)の1%割線モジュラスが250,000ポンド毎平方インチ(1,724メガパスカル)以上であることを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
- 第二のHIPS成分の量がフィルム質量を基準として0質量%であることを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
- 汎用ポリスチレンの量がフィルム質量を基準として0質量%であることを特徴とする請求項4に記載のフィルム。
- 汎用ポリスチレンの量がフィルム質量を基準として0質量%であることを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
- (a)のコポリマー中のゴム状共役ジエンが1,3−アルカジエンであることを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
- (a)のコポリマー中のゴム状共役ジエンがブタジエンであることを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
- 全ゴム濃度が全フィルム質量を基準として10質量%未満であることを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
- フィルムは、110℃の熱風乾燥器中で5分後に横方向の伸びがないことを示すことを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
- ゴム粒子の90%以上が0.4μm未満の粒度を有し、残りのゴム粒子が2.5μm以下の粒度を有することを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
- フィルムが鉱油を含むことを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
- さらに穿孔を含む、請求項1に記載のフィルム。
- 請求項1に記載の二軸配向ポリマーフィルムを含む収縮ラベルであって、フィルムが片面または両面に印刷を有することを特徴とする収縮ラベル。
- ラベルが裏面印刷されていることを特徴とする請求項14に記載の収縮ラベル。
- さらに穿孔を含む、請求項14に記載の収縮ラベル。
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