JP2020131436A - 積層フィルム、熱収縮性積層フィルム、包装資材、成形品、容器 - Google Patents

積層フィルム、熱収縮性積層フィルム、包装資材、成形品、容器 Download PDF

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Abstract

【課題】ポリエステル系樹脂を主成分とする層とポリスチレン系樹脂を主成分とする層の両層に高い層間接着強度を示す樹脂組成物からなる層を有する積層フィルム、該熱収縮性積層フィルムを用いてなる包装資材、包装資材が装着された成形品又は容器を提供する。【解決手段】ポリエステル系樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物からなる(I)層、ポリスチレン系樹脂(B)を主成分とする樹脂組成物からなる(II)層、ポリウレタン系樹脂成分(C−1)とポリスチレン系樹脂成分(C−2)とを含む樹脂組成物からなる(III)層が、(I)/(III)/(II)の順に隣接した、少なくとも3層を有する積層フィルム。【選択図】なし

Description

本発明は、食品用包装材料、飲料用包装材料、医薬・医療用包装材料、化学品用包装材料、化粧品用包装材料、トイレタリー用包装材料、工業用包装材料、農業資材用包装材料等に好適に利用することができる積層フィルム、熱収縮性積層フィルム、包装資材、成形品、容器に関する。
現在、お茶、ジュース、コーヒー等の飲料の多くは、ペットボトル等の容器に充填された状態で販売されており、近年では、ワイン等のアルコール飲料のペットボトル販売も見られるようになった。このように多様性が増す中、他商品との差異化や商品の視認性向上のために装着される熱収縮性フィルムの重要性は高まっている。また熱収縮性フィルムは、飲料のみならず、食品、トイレタリー、医療品、化学品、工業用品に至るまで様々な用途で使用されている。
上記の用途に対し、室温において剛性があり、耐熱性や耐溶剤性に優れ、かつ自然収縮が小さいポリエステル系熱収縮性フィルムが主として使用されている。しかしながら、ポリエステル系熱収縮性フィルムは、ポリスチレン系熱収縮性フィルムと比較すると、急激に収縮するため容器に装着した際に収縮斑やしわが生じやすいといった問題点があった。また、シュリンクフィルムには使用後の容器からシュリンクラベルを容易に剥がす目的でミシン目が設けられていることが多いが、ポリエステル系熱収縮性フィルムでは、ミシン目におけるカット性が悪く、ラベルを容器から容易に剥がせない場合がある。
一方、優れた低温収縮性を有するポリスチレン系熱収縮性フィルムも多く使用されている。しかし、ポリスチレン系熱収縮性フィルムは、低温伸度が低く、冷蔵保存時に誤って落下したときに、容器に装着したラベルが破袋してしまうという問題点があった。またポリスチレン系熱収縮性フィルムは耐溶剤性が不十分であることから、通常の有機溶剤ベースのグラビアインキを用いて印刷すると、フィルムがカールしたり、ラベルに残留する溶剤量が増加し、印刷後にブロッキングが生じたり、有機溶剤臭が発生したりする場合も多かった。
上記問題を解決する手段として、例えば、特許文献1には、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素のブロック共重合体を含んだ中間層の両面にポリエステル系樹脂を含んだ表裏層を有する熱収縮性積層フィルムが開示されている。また、特許文献2には、ポリエステル系樹脂を主成分とする表面層とスチレン系樹脂を主成分とする中間層と接着層を有する熱収縮性積層フィルムが開示されており、該接着層には、表面層と中間層に用いる樹脂を含む混合物や、軟質スチレン系樹脂や変性スチレン系樹脂などが用いられた積層フィルムが開示されている。さらには、特許文献3には主成分としてポリエステル系樹脂を含有する層と、ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含有する層との間に、ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含有する層を有する熱収縮性積層フィルムが開示されている。
特開2005−131824号公報 特開2006−15745号公報 特開2010−264657号公報
しかしながら、特許文献1に開示されている熱収縮性積層フィルムは、輸送中のフィルム同士の擦れや、人の爪等による引っ掻きによる、表層・裏層間の剥離が生じることがあり、使用環境や状況により不具合が生じることがあった。また、特許文献2、3に開示されている熱収縮性積層フィルムにおいても、接着層に隣接する一方の層に対しては、良好な層間接着強度を有するも、隣接するもう一方の層に対する層間接着強度が低下することが生じる場合があり、更なる層間接着強度の改良が求められるようになってきた。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ポリエステル系樹脂を主成分とする層とポリスチレン系樹脂を主成分とする層の両層に高い層間接着強度を示す樹脂組成物からなる層を有する積層フィルムを提供することにある。また、熱収縮特性、透明性、層間接着に優れた熱収縮性積層フィルム、該熱収縮性積層フィルムを用いてなる包装資材、包装資材が装着された成形品又は容器を提供することにある。
本発明者らは、鋭意検討した結果、上記従来技術の課題を解決し得る積層フィルム、熱収縮性フィルムを得ることに成功し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ポリエステル系樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物からなる(I)層、ポリスチレン系樹脂(B)を主成分とする樹脂組成物からなる(II)層、ポリウレタン系樹脂成分(C−1)とポリスチレン系樹脂成分(C−2)とを含む樹脂組成物からなる(III)層が、(I)/(III)/(II)の順に隣接した、少なくとも3層を有する積層フィルムである。
上記積層フィルムにおいては、前記ポリエステル系樹脂(A)が、ジカルボン酸残基としてテレフタル酸残基を含むことが好ましい。
上記積層フィルムにおいては、前記ポリエステル系樹脂(A)が、ジオール残基としてエチレングリコール残基を含むことが好ましい。
上記積層フィルムにおいては、前記ポリエステル系樹脂(A)が、ジオール残基として1,4−シクロヘキサンジメタノール残基を含むことが好ましい。
上記積層フィルムにおいては、前記ポリスチレン系樹脂(B)の芳香族ビニル炭化水素の含有量が50質量%以上であることが好ましい。
上記積層フィルムにおいては、前記ポリスチレン系樹脂(B)が芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体であることが好ましい。
上記積層フィルムにおいては、前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)を構成するイソシアネートの主成分が芳香族イソシアネートであることが好ましい。
上記積層フィルムにおいては、前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)を100質量%としたとき、ポリスチレン系樹脂成分(C−2)の芳香族ビニル炭化水素の含有量が1質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
上記積層フィルムにおいては、23℃50%RH環境下、T型剥離法にて試験速度50mm/分での層間剥離強度が0.5N/10mm幅以上であることが好ましい。
上記積層フィルムにおいては、前記(III)層を構成する樹脂組成物100質量%としたとき、前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)が10質量%以上80質量%以下であり、前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)が10質量%以上80質量%であり、前記(C−1)と前記(C−2)の合計が50質量%以上100質量%以下であることが好ましい。
本発明は、上記いずれかに記載の積層フィルムを少なくとも1方向に延伸してなる熱収縮性積層フィルムであって、100℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率が30%以上である熱収縮性積層フィルムである。
本発明は、上記熱収縮性積層フィルムが用いられた包装資材である。
本発明は、上記包装資材が装着された成形品又は容器である。
本発明によれば、ポリエステル系樹脂を主成分とする層とポリスチレン系樹脂を主成分とする層の両層に高い層間接着強度を示す接着層を有する積層フィルムを得ることができるため、食品用包装材料、飲料用包装材料、医薬・医療用包装材料、化学品用包装材料、化粧品用包装材料、トイレタリー用包装材料、工業用包装材料、農業資材用包装材料等に好適に利用することができる。また、積層フィルムを少なくとも1方向に延伸することで、熱収縮特性、透明性、層間接着に優れた熱収縮性積層フィルムを得ることができるため、上述の包装材料に好適に利用することができる。
以下、本発明の実施形態の一例としての本発明の積層フィルム、本発明の熱収縮性積層フィルム、包装資材、成形品、容器について説明する。ただし、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「主成分」とは、各層を構成する成分の合計を100質量%したとき、50質量%以上を占める成分であることを示し、60質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましい。
また、「X〜Y」(X、Yは任意の数字)と記載した場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」及び「好ましくはYより小さい」の意を包含するものである。
また、本明細書における数値範囲の上限値及び下限値は、本発明が特定する数値範囲内から僅かに外れる場合であっても、当該数値範囲内と同様の作用効果を備えている限り本発明の均等範囲に包含するものとする。
<積層フィルム>
本発明の積層フィルムは、ポリエステル系樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物からなる(I)層、ポリスチレン系樹脂(B)を主成分とする樹脂組成物からなる(II)層、ポリウレタン系樹脂成分(C−1)とポリスチレン系樹脂成分(C−2)とを含む樹脂組成物からなる(III)層が、(I)/(III)/(II)の順に隣接した、少なくとも3層を有する積層フィルムである。
<(I)層 >
本発明では、(I)層は、ポリエステル系樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物からなる層である。
(ポリエステル系樹脂(A))
本発明で用いられるポリエステル系樹脂(A)は、主鎖にエステル結合を有する樹脂であれば、特にその種類を限定するものではない。例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリ−1,4−シクロへキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリ乳酸、ポリ−ε−カプロラクタム等のポリエステル系樹脂などを挙げることができる。中でも、ポリエチレンテレフタレートや、ポリブチレンテレフタレートなどの、ジカルボン酸残基と多価アルコール残基をとから誘導されるポリエステル系樹脂であることが好ましい。
本発明において好適に用いることができるポリエステル系樹脂(A)としては、ジカルボン酸残基とジオール残基とから誘導されるポリエステル系樹脂である。
ジカルボン酸残基の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2−クロロテレフタル酸、2,5−ジクロロテレフタル酸、2−メチルテレフタル酸、4,4−スチルベンジカルボン酸、4,4−ビフェニルジカルボン酸、オルトフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、ビス安息香酸、ビス(p−カルボキシフェニル)メタン、アントラセンジカルボン酸、4,4−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4−ジフェノキシエタンジカルボン酸、5−Naスルホイソフタル酸、エチレン−ビス−p−安息香酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸またはそれらのエステル誘導体から誘導される残基が挙げられる。これらのジカルボン酸残基は、1種を単独で、または2種以上を含有していてもよい。中でも、前記ポリエステル系樹脂(A)が、ジカルボン酸残基としてテレフタル酸残基を含むことが好ましい。
ジオール残基の例としては、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、イソソルビド等のジオール残基が挙げられる。これらのジオール残基は、1種を単独で、または2種以上を含有していてもよい。中でも、前記ポリエステル系樹脂(A)が、ジオール残基としてエチレングリコール残基や、1,4−シクロヘキサンジメタノール残基を含むことが好ましい。
本発明において、より好ましくはジカルボン酸残基とジオール残基の少なくとも一方が、2種以上の残基からなる混合物である。本明細書では、前記2種以上の残基において、主残基、すなわち質量(モル%)が最多のものを第1残基とし、該第1残基よりも少量のものを第2残基以下の残基(すなわち、第2残基、第3残基・・・)とする。ジカルボン酸残基とジオール残基とをこのような混合物系にすることにより、得られるポリエステル系樹脂(A)の結晶性を低くできるため、結晶化の進行を抑えることができるため好ましい。
好ましいジオール残基の混合物としては、例えば、第1残基として前記エチレングリコール残基、第2残基として1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、イソソルビドからなる群から選ばれる少なくとも一種から誘導される残基、好ましくは1,4−シクロヘキサンジメタノール残基を第2残基として用いたものが挙げられる。
また、好ましいジカルボン酸残基の混合物としては、例えば、第1残基としてテレフタル酸残基、第2残基としてイソフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸及びアジピン酸からなる群より選ばれる少なくとも一種から誘導される残基、好ましくはイソフタル酸残基を第2残基として用いたものが挙げられる。
前記第2残基以下のジカルボン酸残基及びジオール残基の総量の含有率は、前記ジカルボン酸残基の総量(100モル%)と前記ジオール残基の総量(100モル%)との合計(200モル%)に対して、10モル%以上、好ましくは20モル%以上であり、40モル%以下、好ましくは35モル%以下である。前記2残基以下の残基の含有率が10モル%以上であれば、得られるポリエステルの結晶化度を低く抑えることができる。一方、前記2残基以下の残基の含有率が40モル%以下であれば、第1残基の長所を活かすことができる。
例えば、ジカルボン酸残基がテレフタル酸残基であり、ジオール残基の第1残基がエチレングリコール残基、第2残基が1,4−シクロヘキサンジメタノール残基である場合、第2残基である1,4−シクロヘキサンジメタノール残基の含有率は、ジカルボン酸残基であるテレフタル酸残基の総量(100モル%)と、エチレングリコール残基及び1,4−シクロヘキサンジメタノール残基の総量(100モル%)との合計(200モル%)に対して10モル%以上、好ましくは15モル%以上、さらに好ましくは25モル%以上であり、かつ40モル%以下、好ましくは38モル%以下、さらに好ましくは35モル%以下の範囲である。この範囲でジオール残基としてエチレングリコール残基及び1,4−シクロヘキサンジメタノール残基を用いることにより、得られるポリエステルの結晶性がほとんどなくなり、かつ耐破断性も向上できる。そのため、前記ポリエステル系樹脂(A)が、ジオール残基としてエチレングリコール残基を含むことが好ましい。また、上記積層フィルムにおいては、前記ポリエステル系樹脂(A)が、ジオール残基として1,4−シクロヘキサンジメタノール残基を含むことが好ましい。
さらに前記の例において、ジカルボン酸残基が第1残基としてテレフタル酸残基、第2残基としてイソフタル酸残基からなる場合、ジカルボン酸残基であるイソフタル酸残基とジオール残基である1,4−シクロヘキサンジメタノール残基との含有率は、テレフタル酸残基及びイソフタル酸残基の総量(100モル%)と、エチレングリコール残基及び1,4−シクロヘキサンジメタノール残基との総量(100モル%)の合計(200モル%)に対して10モル%以上、好ましくは15モル%以上、さらに好ましくは25モル%以上であり、かつ40 モル%以下、好ましくは38%モル以下、さらに好ましくは35モル%以下の範囲である。
上記ポリエステル系樹脂(A)の屈折率(n1)は、1.560以上1.580以下、好ましくは1.565以上1.574以下であることが好ましい。
上記ポリエステル系樹脂(A)の固有粘度(IV)は、0.5dl/g以上、好ましくは0.6dl/g以上、さらに好ましくは0.7dl/g以上であり、かつ1.5dl/g以下、好ましくは1.2dl/g以下、さらに好ましくは1.0dl/g以下である。固有粘度(IV)が0.5dl/g以上であれば、フィルム強度特性や耐熱性が低下することを抑えられる。一方、固有粘度が1.5dl/g以下であれば、延伸張力の増大に伴う破断等を防ぐことができる。
市販の上記ポリエステル系樹脂(A)の例として、「PETGcoplyester」(イーストマンケミカル社製)、「Embrace」(イーストマンケミカル社製)、「PETGSKYGREEN」(SKケミカル社製)などが挙げられる。
また、耐熱性付与などの観点から、ポリエステル系樹脂(A)として、ポリエチレンテレフタレート系共重合体、ポリブチレンテレフタレート系共重合体の少なくとも1種を用いることも好ましい。また、ポリエチレンテレフタレート系共重合体と、ポリブチレンテレフタレート系共重合体の混合物をポリエステル系樹脂(A)として用いることも好ましい。
熱収縮性を付与するにあたり、前記ポリエチレンテレフタレート系共重合体と前記ポリブチレンテレフタレート系共重合体の少なくとも1種を用いることにより熱収縮挙動を調整することができる。すなわち、前記ポリエチレンテレフタレート系共重合のガラス転移温度(Tg)と前記ポリブチレンテレフタレート系共重合体のTgは大きく相違するため、双方を混合することにより、熱収縮率が増加する温度範囲を拡大でき、その結果、熱収縮開始からの急激な収縮を抑制できる。
また、前記ポリエチレンテレフタレート系共重合体と前記ポリブチレンテレフタレート系共重合体の少なくとも1種を用いることにより、結晶性も制御することができる。そのため、過度な結晶化による熱収縮性の阻害などを抑制し、耐熱性を付与しつつ、十分な収縮率を付与することができる。
また、本発明で用いられるポリエステル系樹脂(A)としては、前記ジカルボン酸残基とジオール残基とから誘導されるポリエステル系樹脂以外にも、カルボン酸残基とアルコール残基とを1分子中に持つモノマーを重合したポリエステル樹脂を用いることもできる。特にポリ乳酸や、ポリ−ε−カプロラクタムは剛性、低温収縮性、低自然収縮性を付与することから好適に用いることができる。
本発明の積層フィルムの(I)層は、フィルムの剛性保持や、自然収縮の抑制、及び耐溶剤性の観点から、最外層となることが好ましい。(I)層を最外層にした場合、通常の有機溶剤ベースのグラビアインキを用いて印刷された際、フィルムがカールしたり、ラベルに残留する溶剤量が増加し、印刷後にブロッキングが生じたり、有機溶剤臭が発生したりすることが少なく好ましい。
本発明の積層フィルムの(I)層が、最外層となる場合、フィルムの滑り性やブロッキング防止のため、フィルムの最外層を構成する層に非相溶性の樹脂をブレンドする手法や、アンチブロッキング剤と呼ばれるものを添加することが好ましい。
前記アンチブロッキング剤を例示すると、シリカ、タルク、炭酸カルシウムなどの無機粒子、無機酸化物、炭酸塩、または、架橋アクリル系、架橋ポリエステル系、架橋ポリスチレン系、シリコーン系等の有機粒子などが挙げられる。また、多段階で重合せしめた多層構造を形成した有機粒子も用いることができる。中でも、シリカや有機粒子が好ましく用いられる。
前記アンチブロッキング剤はフィルム表面を荒らすことにより、滑り性や耐ブロッキング性を発現させるため、適切な添加量、及び、種類を選択しなければ、透明性や、フィルムの光沢を阻害してしまう。これは、(I)層が最外層となる場合の積層フィルムに関しても同様である。上記アンチブロッキング剤の添加量は、(I)層を構成する樹脂組成物全体の質量を基準(100質量%)として、0.01質量%以上2質量%以下とすることが好ましく、0.015質量%以上1.5質量%以下がより好ましく、0.02質量%以上1質量%以下がさらに好ましい。前記アンチブロッキング剤の添加量が少なすぎる場合、フィルム表面へアンチブロッキング剤が析出しづらく、フィルム表面に凹凸を形成しづらいため、十分な滑り性や耐ブロッキング性を発現しづらい。また、逆に多すぎる場合、フィルム表面の過剰な凹凸が生じやすく、表面荒れによる透明性の阻害や、過剰な滑り性の付与によるフィルムロールの巻きづれなどが生じやすい。
前記アンチブロッキング剤の形状は、特に限定されるものではないが、(I)層内での凝集抑制、均一分散の観点、透過する光の乱反射抑制、及びフィルム表面に形成される凹凸の観点から球状のものが好ましく用いられる。前記アンチブロッキング剤の粒径は、0.5μm以上10μm以下が好ましく、1μm以上8μm以下がより好ましく、1μm以上6μm以下がさらに好ましい。前記アンチブロッキング剤の粒径が小さすぎる場合、表面へ析出しづらく、また、表面に析出したアンチブロッキング剤においても、滑り性や耐ブロッキング性を発現するに十分な凹凸を付与しづらい。一方、前記アンチブロッキング剤の粒径が大きすぎる場合、本発明のフィルムに印刷を施し、意匠性を高める場合において、インキ抜けなどが生じやすく、印刷図柄の外観を損ねるため好ましくない。前記アンチブロッキング剤の粒径分布は、特に制限されるものではないが、前記粒径の大小による弊害の関係より、粒径分布が狭いものの方が好ましい。粒径分布が広くなりすぎると、前述した好ましく用いられる粒径の範囲より逸脱するものが含まれる可能性があり、好ましくない。
<(II)層 >
本発明では、(II)層は、ポリスチレン系樹脂(B)を主成分とする樹脂組成物からなる層である。
(ポリスチレン系樹脂(B))
本発明で用いられるポリスチレン系樹脂(B)は、芳香族ビニル炭化水素を有する樹脂であれば、特にその種類を限定するものではない。芳香族ビニル炭化水素としては、例えば、ポリスチレン、ポリ(p−、m−又はo−メチルスチレン)、ポリ(2,4−、2,5−、3,4−又は3,5−ジメチルスチレン)、ポリ(p−t−ブチルスチレン)等のポリアルキルスチレン;ポリ(o−、m−又はp−クロロスチレン)、ポリ(o−、m−又はp−ブロモスチレン)、ポリ(o−、m−又はp−フルオロスチレン)、ポリ(o−メチル−p−フルオロスチレン)等のポリハロゲン化スチレン;ポリ(o−、m−又はp−クロロメチルスチレン)等のポリハロゲン化置換アルキルスチレン;ポリ(p−、m−又はo−メトキシスチレン)、ポリ(o−、m−又はp−エトキシスチレン)等のポリアルコキシスチレン;ポリ(o−、m−、又はp−カルボキシメチルスチレン)等のポリカルボキシアルキルスチレン;ポリ(p−ビニルベンジルプロピルエーテル)等のポリアルキルエーテルスチレン;ポリ(p−トリメチルシリルスチレン)等のポリアルキルシリルスチレン;さらにはポリビニルベンジルジメトキシホスファイド等が挙げられる。前記ポリスチレン系樹脂(B)は、これらの芳香族ビニル炭化水素の単独重合体、共重合体及び/又は芳香族ビニル炭化水素以外の共重合可能なモノマーを含んでいてもよい。本発明においては、積層フィルムの剛性の観点から、前記ポリスチレン系樹脂(B)の芳香族ビニル炭化水素の含有量が50質量%以上であることが好ましい。
また、収縮特性の観点から、前記ポリスチレン系樹脂(B)が芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体であることが好ましい。共役ジエン系炭化水素の例としては、ブタジエン、イソプレン、2−メチル−1,3ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3ヘキサジエン等が挙げられる。前記ポリスチレン系樹脂(B)が芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体である場合、共役ジエン系炭化水素ブロックは、これらの共役ジエン系炭化水素の単独重合体、共重合体及び/又は共役ジエン系炭化水素以外の共重合可能なモノマーをブロック内に含んでいてもよい。
本発明の(II)層で好ましく用いられる芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体の1つとしては、芳香族ビニル炭化水素がスチレンであり、共役ジエン系炭化水素がブタジエンである、スチレン−ブタジエン系ブロック共重合体(SBS)が挙げられる。SBSは、スチレン/ブタジエンの質量%比が(95〜60)/(5〜40)程度であることが好ましく、(93〜60)/(7〜40)であることがより好ましく、(90〜60)/(10〜40)程度であることがさらに好ましい。さらに、SBSのメルトフローレート(MFR)測定値(測定条件:温度200℃、荷重49N)は、2g/10分以上、好ましくは3g/10分以上であり、かつ15g/10分以下、好ましくは10g/10分以下、さらに好ましくは8g/10分以下であることが望ましい。
本発明の(II)層で好ましく用いられる芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体としては、スチレン−イソプレン−ブタジエンブロック共重合体(SIBS)も好適に用いられる。SIBSにおいて、スチレン/イソプレン/ブタジエンの質量%比は、(60〜90)/(5〜40)/(5〜30)であることが好ましく、(60〜85)/(10〜30)/(5〜25)であることがより好ましく、(60〜80)/(10〜25)/(5〜20)であることがさらに好ましい。さらに、SIBSのメルトフローレート(MFR)測定値(測定条件:温度200℃、荷重49N)は、2g/10分以上、好ましくは3g/10分以上であり、かつ15g/10分以下、好ましくは10g/10分以下、さらに好ましくは8g/10分以下であることが望ましい。ブタジエン含有量が多くイソプレン含有量が少ないと、押出機内部等で加熱されたブタジエンが架橋反応を起こして、ゲル状物が増す場合がある。一方、ブタジエン含有量が少なくイソプレン含有量が多いと、ブタジエンの架橋反応が抑制され、ゲル状物が抑制される場合がある。
本発明の(II)層で用いられるポリスチレン系樹脂(B)は、単体に限られず、2種類以上の混合物であってもよい。例えば、前記ポリスチレン系樹脂(B)がSBSとSIBSの混合物である場合、SBS/SIBSの質量%比は、(90〜10)/(10〜90)程度であることが好ましく、(80〜20)/(20〜80)程度であることがより好ましく、(70〜30)/(30〜70)程度であることがさらに好ましい。
また、本発明の(II)層で用いられるポリスチレン系樹脂(B)に、汎用ポリスチレン(GPPS)を含有する場合、GPPSのTg(損失弾性率E”のピーク温度)が100℃程度と非常に高いため、熱収縮特性の観点から、混合するGPPSの含有率は、(II)層を構成する樹脂総量の20質量%以下、好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下とすることが望ましい。
また、本発明の(II)層は、ポリスチレン系樹脂(B)を主成分とした樹脂組成物であればよく、(II)層には、ポリスチレン系樹脂(B)以外の樹脂を混合することもできる。そのような樹脂の例示は後述するが、積層フィルムの耳などのトリミングロス等から発生するリサイクル樹脂として添加する観点から、前述した(I)層に用いるポリエステル系樹脂(A)を混合することがより好ましい。
本発明のポリスチレン系樹脂(B)が芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体である場合、前記ブロック共重合体のJIS K7142に準拠して測定された屈折率(n2)は、(II)層に好ましく混合することができるポリエステル系樹脂(A)との屈折率(n1)の±0.02、好ましくは±0.015の範囲内であることが望ましい。すなわち、上述したポリエステル系樹脂(A)の好ましい屈折率(n1)より、用いられる芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体の屈折率(n2)は、1.540以上1.600以下が好ましく、より好ましくは1.550以上1.590以下であり、さらに好ましくは1.555以上1.585以下である。このように、ポリスチレン系樹脂(B)の屈折率(n2)とポリエステル系樹脂(A)の屈折率(n1)との差を所定の範囲内に調整することにより、混練して製膜した場合においても、良好な透明性を有するフィルムが得られる。
前記芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体は、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素の組成比を適宜調整することにより、その屈折率(n2)をほぼ所望の値に調整できる。したがって、(II)層に好ましく混合することができるポリエステル系樹脂(A)の屈折率(n1)に対応して、芳香族ビニル炭化水素と共役ジエン系炭化水素の組成比を調整することにより(n1)±0.02の範囲内の屈折率(n2)が得られる。この所定の屈折率は、芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体単体で調整しても、2種以上の樹脂を混合して調整してもよい。
本発明において、(II)層に用いられるポリスチレン系樹脂(B)の振動周波数10Hz、歪み0.1%、0℃における貯蔵弾性率(E’)は1.00×10Pa以上であることが好ましく、1.50×10Pa以上であることがさらに好ましい。この0℃における貯蔵弾性率(E’)は、フィルムの剛性、つまりフィルムの腰の強さを表す。1.00×10Pa以上の貯蔵弾性率(E’)を有することにより、透明性に加え、剛性を備えたフィルムが得られる。この貯蔵弾性率(E’)は、(II)層に用いられるポリスチレン系樹脂(B)の芳香族ビニル炭化水素の含有量により調整することができる。そのため、本発明においては、積層フィルムの剛性の観点から、前記ポリスチレン系樹脂(B)の芳香族ビニル炭化水素の含有量が50質量%以上であることが好ましい。
前記ポリスチレン系樹脂(B)が、芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体の混合物、又は該共重合体と他の樹脂との混合物を用いる場合には、耐破断性を担わせる共重合体又は樹脂と、剛性を担わせる共重合体又は樹脂とを適宜選択すると、良好な結果を得ることができる。すなわち、高い耐破断性を有する芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体と、高い剛性を有する芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体とを組み合わせることにより、あるいは高い耐破断性を有する芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体と、高い剛性を有する他の種類の樹脂とを混合することにより、それらの芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体の合計組成、あるいはそれらと他の種類の樹脂との混合物が、所望の屈折率(n2)及び0℃における貯蔵弾性率(E’)を満たすように調整できる。
耐破断性を付与可能な芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体として好ましいものは、ピュアブロックSBS及びランダムブロックSBSである。中でも、0℃における貯蔵弾性率(E’)が1.00×10Pa以上1.00×10Pa以下であり、さらに損失弾性率(E”)のピーク温度の少なくとも一つは−20℃以下にある粘弾性特性を有するものが特に好ましい。0℃における貯蔵弾性率が1.0×10Pa以上であれば、剛性を担う樹脂のブレンド量を増やすことにより腰の強さを付与することができる。一方、損失弾性率(E”)のピーク温度において、低温側の温度は主に耐破断性を示す。この特性は延伸条件によって変化するものの、延伸前の状態で損失弾性率(E”)のピーク温度が−20℃以下に存在しない場合、十分なフィルム破断性を積層フィルムに付与することが困難となる場合がある。
また、剛性を付与可能な樹脂としては、0℃での貯蔵弾性率(E’)が2.00×10Pa以上の芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体、例えばブロック構造を制御した芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体、ポリスチレン(GPPS)、芳香族ビニル炭化水素と脂肪族不飽和カルボン酸エステル共重合体を例示できる。
ブロック構造を制御した芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体としては、スチレン−ブタジエンブロック共重合体の特性として0℃での貯蔵弾性率(E’)が2.00×10Pa以上であるSBSが挙げられる。これを満たすSBSのスチレン−ブタジエンの組成比は、スチレン/ブタジエン=(95〜80)/(5〜20)程度で調整されることが好ましい。
ブロック共重合体の構造及び各ブロック部分の構造としては、ランダムブロック及びテーパードブロックであることが好ましい。より好ましくは、その収縮特性を制御するために、損失弾性率(E”) のピーク温度が40℃以上にあり、さらに好ましくは、40℃以下には明確な損失弾性率(E”) のピーク温度がないことである。損失弾性率(E”)のピーク温度が40℃まで見かけ上存在しない場合、ほぼポリスチレンと同様な貯蔵弾性率特性を示すため、フィルムの剛性を付与することが可能となる。また、40℃以上、好ましくは40℃以上90℃以下の範囲に損失弾性率(E”)のピーク温度が存在する。このピーク温度は主に収縮率に影響を及ぼす因子であり、この温度が40℃以上90℃以下の範囲であれば、自然収縮及び低温収縮率が極端に低下することもない。
上記粘弾性特性を満たすような芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体の重合方法を以下に示す。通常、芳香族ビニル炭化水素又は共役ジエン系炭化水素の一部を仕込んで重合を完結させた後、芳香族ビニル炭化水素モノマーと共役ジエン系炭化水素モノマーの混合物を仕込んで重合反応を続行させる。これにより、重合活性の高い共役ジエン系炭化水素の方から優先的に重合し、最後に芳香族ビニル炭化水素の単独モノマーからなるブロックが生じる。
例えば、先ずスチレンを単独重合させ、重合完結後、スチレンモノマーとブタジエンモノマーの混合物を仕込んで重合を続行させると、スチレンブロックとブタジエンブロックとの中間にスチレン・ブタジエンモノマー比が次第に変化するスチレン・ブタジエン共重合体部位をもつスチレン−ブタジエンブロック共重合体が得られる。このような部位を持たせることにより、上記粘弾性特性を持つポリマーを得ることができる。この場合には、前述したようなブタジエンブロックとスチレンブロックに起因する2つのピークが明確には確認できず、見かけ上、1つのピークのみが存在するように見える。つまり、ピュアブロックやブタジエンブロックが明確に存在するランダムブロックのSBSのようなブロック構造では、ブタジエンブロックに起因するTgが0℃以下に主に存在してしまうため、0℃での貯蔵弾性率(E’)が所定の値以上にすることが難しくなってしまう。
前記ポリスチレン系樹脂(B)の分子量は、重量平均分子量(Mw)が100,000以上、好ましくは150,000以上であり、かつ500,000以下、好ましくは400,000以下、さらに好ましくは300,000以下であることが望ましい。前記ポリスチレン系樹脂(B)の重量平均分子量(Mw)が100,000以上であれば、フィルムの劣化が生じるような欠点もなく好ましい。さらに、前記ポリスチレン系樹脂(B)の分子量が500,000以下であれば、流動特性を調整する必要なく、押出性が低下するなどの欠点もないため好ましい。
前記ポリスチレン系樹脂(B)として芳香族ビニル炭化水素と脂肪族不飽和カルボン酸エステルとの共重合体を用いる場合、芳香族ビニル炭化水素に共重合させる脂肪族不飽和カルボン酸エステルとしては、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレートが挙げられる。好ましくは、スチレンとブチル(メタ)アクリレートとの共重合体であり、さらに好ましくは、芳香族ビニル炭化水素が70質量%以上90質量%以下の範囲であり、かつTg(損失弾性率E’’のピーク温度)が50℃以上90℃以下、メルトフローレート(MFR)測定値(測定条件:温度200℃、荷重49N)が2g/10分以上15g/10分以下のものが用いられる。なお、上記(メタ) アクリレートとは、アクリレート及び/又はメタクリレートを示す。
芳香族ビニル炭化水素と脂肪族不飽和カルボン酸エステルとの共重合体の(II)層における含有量は、本発明の規定する範囲を超えない限り、特に限定されるものではないが、(II)層を構成する樹脂組成物総量に対して20質量%以上70質量%以下の範囲で調整される。70質量%以下で混合すれば、フィルムの剛性を大幅に向上でき、かつ良好な耐破断性を維持できる。また、20質量%以上で混合すれば、フィルムに十分な剛性を付与できる。
また、(II)層に、前記ポリエステル系樹脂(A)を混合する場合、(II)層には、前記ポリエステル系樹脂(A)と前記ポリスチレン系樹脂(B)の相溶化剤を用いることが好ましい。
(相溶化剤)
本発明のフィルムの(II)層は、前記ポリエステル系樹脂(A)と前記ポリスチレン系樹脂(B)の相溶化を促進する相溶化剤をさらに含有し、前記相溶化剤が、下記(a)〜(f)の少なくとも1種であることが好ましい
(a)オキサゾリン基含有スチレン系共重合体
(b)スチレン−無水マレイン酸共重合体
(c)ポリエステル系エラストマーまたは変性ポリエステル系エラストマー
(d)ポリスチレン系エラストマーまたは変性ポリスチレン系エラストマー
(e)ポリウレタン系樹脂−ポリスチレン系樹脂共重合体
(f)幹成分と枝成分が異なるグラフト共重合体であり、前記グラフト共重合体の幹成分、または枝成分が、ポリエステル系樹脂、またはポリスチレン系樹脂からなる樹脂組成物
(II)層における相溶化剤の含有率は、本発明の規定する範囲を超えない限り、特に限定されるものではないが、(II)層を構成する樹脂組成物100質量%に対し、1質量%以上、好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上であり、40質量%以下、好ましくは35質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下である。相溶化剤が上記範囲であれば、期待される厚さの均一化や層間接着強度の向上が期待でき、かつ大幅な透明性の悪化を防ぐことができる。
<(III)層 >
本発明では、(III)層は、ポリウレタン系樹脂成分(C−1)とポリスチレン系樹脂成分(C−2)とを含む樹脂組成物からなる層である。
(ポリウレタン系樹脂成分(C−1))
前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)は、イソシアネートとポリオールとがウレタン結合により結合した重合体成分である。また、イソシアネートと鎖延長剤とがウレタン結合により結合したハードセグメントと、イソシアネートとポリオールとがウレタン結合により結合したソフトセグメントを繰り返し単位とする共重合体成分なども挙げられる。これらの重合体単位は単独ないし2種以上を用いることができる。
前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)を構成するイソシアネート成分としては、例えば、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,2,4−トリメチレンヘキサメチレンジイソシアネート、リジンメチルエステルジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、1,5−オクチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネートなどの脂肪族イソシアネート;4,4´−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水添トリレンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソプロピリデンジクトヘキシル−4,4´−ジイソシアネートなどの脂環族イソシアネート;2,4−もしくは2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5−ナフチレンジイソシアネート(NDI)、キシレンジイソシアネート(XDI)、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(4−フェニルイソシアネート)チオフォスフェート、トリジンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、ジフェニルスルホンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネートなどが挙げられる。中でも、ポリエステル系樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物からなる(I)層との接着性の観点から、前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)を構成するイソシアネートの主成分が芳香族イソシアネートであることが好ましい。
前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)を構成するポリオール成分としては、ポリエステル系ポリオール、ポリエステルエーテル系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール等が挙げられる。
前記ポリエステル系ポリオールとしては、ジカルボン酸のエステル化合物、または、酸無水物と、ジオールとの縮合反応で得られるポリエステルポリオール、ε−カプロラクトン等のラクトンモノマーの開環重合で得られるポリラクトンジオール等が挙げられる。上記ポリエステル系ポリオールを構成するジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸などの脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環族ジカルボン酸が挙げられる。なお、上記のジオールとしては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,4−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、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2,2−ジメチロールヘプタン等が挙げられ、これらは2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
また、ポリエステルエーテル系ポリオールとして、前記脂肪族ジカルボン酸、前記芳香族ジカルボン酸、前記脂肪族ジカルボン酸、及び、そのエステル化合物、または、酸無水物と、ジエチレングリコール、プロピレンオキサイド付加物などのグリコール等、または、これらの混合物との縮合反応物などが挙げられる。
また、ポリエーテル系ポリオールとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等の環状エーテルをそれぞれ重合させて得られるポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、または、これらの共重合ポリエーテル等が挙げられる。
また、ポリカーボネート系ポリオールとしては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,4−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,3−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2,2−ジメチロールヘプタン、ジエチレングリコール等の多価アルコールの1種または2種以上と、炭酸エチレン、炭酸ジエチル等を反応させて得られるポリカーボネートポリオール等が挙げられる。また、ポリカプロラクトンポリオールとポリヘキサメチレンカーボネートとの共重合体であってもよい。
また、前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)を構成する鎖延長剤成分としては、低分子量ポリオールが使用され、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,4−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、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2,2−ジメチロールヘプタン、ジエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、グリセリン等の脂肪族ポリオール;1,4−ジメチロールベンゼン、ビスフェノールA 、ビスフェノールA のエチレンオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物等の芳香族グリコールが挙げられる。
(ポリスチレン系樹脂成分(C−2))
前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)は、芳香族ビニル炭化水素を有する重合体成分である。芳香族ビニル炭化水素としては、例えば、ポリスチレン、ポリ(p−、m−又はo−メチルスチレン)、ポリ(2,4−、2,5−、3,4−又は3,5−ジメチルスチレン)、ポリ(p−t−ブチルスチレン)等のポリアルキルスチレン;ポリ(o−、m−又はp−クロロスチレン)、ポリ(o−、m−又はp−ブロモスチレン)、ポリ(o−、m−又はp−フルオロスチレン)、ポリ(o−メチル−p−フルオロスチレン)等のポリハロゲン化スチレン;ポリ(o−、m−又はp−クロロメチルスチレン)等のポリハロゲン化置換アルキルスチレン;ポリ(p−、m−又はo−メトキシスチレン)、ポリ(o−、m−又はp−エトキシスチレン)等のポリアルコキシスチレン;ポリ(o−、m−、又はp−カルボキシメチルスチレン)等のポリカルボキシアルキルスチレン;ポリ(p−ビニルベンジルプロピルエーテル)等のポリアルキルエーテルスチレン;ポリ(p−トリメチルシリルスチレン)等のポリアルキルシリルスチレン;さらにはポリビニルベンジルジメトキシホスファイド等が挙げられる。前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)は、これらの芳香族ビニル炭化水素の単独重合体、共重合体及び/又は芳香族ビニル炭化水素以外の共重合可能なモノマーを含んでいてもよい。
また、(II)層との接着強度向上の観点から、前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)は、芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体、または、その水添物であることが好ましい。共役ジエン系炭化水素の例としては、ブタジエン、イソプレン、2−メチル−1,3ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3ヘキサジエン等が挙げられる。また、前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)が、芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体の水添物である場合、上述に例示した共役ジエン系炭化水素の水添物と芳香族ビニル炭化水素の共重合体であることが好ましい。
前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)が芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体、または、その水添物である場合、共役ジエン系炭化水素ブロック、またはその水添物ブロックは、これらの共役ジエン系炭化水素、またはその水添物の単独重合体、共重合体及び/又は共役ジエン系炭化水素以外の共重合可能なモノマーをブロック内に含んでいてもよい。
前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)として、好ましく用いられる芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体としては、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−プロピレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−(エチレン−プロピレン)−スチレン共重合体、スチレン−イソブチレン−スチレン共重合体が挙げられ、これらの変性物(例えば無水マレイン酸やアミンが修飾されたもの)や、水添物も好ましく用いることができる。
また、ポリスチレン系樹脂(B)を主成分とする樹脂組成物からなる(II)層との接着性の観点から、前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)を構成する芳香族ビニル炭化水素の含有量は、前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)を100質量%としたとき、1質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
本発明における(III)層は、ポリウレタン系樹脂成分(C−1)とポリスチレン系樹脂成分(C−2)とを含む樹脂組成物からなる層であればよく、特に制限されるものではないが、前記(III)層を構成する樹脂組成物100質量%としたとき、前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)が10質量%以上80質量%以下であり、前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)が10質量%以上80質量%であり、前記(C−1)と前記(C−2)の合計が50質量%以上100質量%以下であることが好ましい。前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)が10質量%以上である場合、(I)層との接着強度が向上するため好ましく、前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)が80質量%以下である場合、(II)層との接着強度が向上するため好ましい。また、前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)が10質量%以上である場合、(II)層との接着強度が向上するため好ましく、前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)が80質量%以下である場合、(I)層との接着強度が向上するため好ましい。さらには、前記(C−1)と前記(C−2)の合計が50質量%以上であると、(I)層と(II)層の両層への接着強度が向上し、各層間に対する接着強度の差異が小さくなるため好ましい。
前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)と前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)とを含む樹脂組成物としては、前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)とポリスチレン系樹脂成分(C−2)との混合物を含んだ樹脂組成物であってもよく、前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)と前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)との共重合体を含んだ樹脂組成物であってもよい。前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)と前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)との共重合体の場合、その共重合様式は、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよく、グラフト共重合体であってもよい。
<その他の成分>
本発明の積層フィルムは、本発明の効果を損なわない範囲において、各層を構成する樹脂組成物には、主成分となる樹脂以外の他の樹脂を含有することを許容することができる。
他の樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、塩素化ポリエチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリ乳酸系樹脂、ポリブチレンサクシネート系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアミドビスマレイミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリケトン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、アラミド系樹脂等が挙げられる。
また、熱可塑性エラストマーが含有されていてもよく、含有し得る熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、動的加硫系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマーや、アクリル系熱可塑性エラストマー、乳酸系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー、シリコーン系熱可塑性エラストマー、アイオノマー、及び、これらのブレンドやアロイ、変性物、動的架橋物、ブロック共重合体、グラフト共重合体、ランダム共重合体、コアシェル型多層構造ゴムなどが挙げられる。
また、各層を構成する樹脂組成物には、前述した成分のほか、本発明の効果を著しく阻害しない範囲内で、一般に樹脂組成物に配合される添加剤を適宜添加できる。前記添加剤としては、成形加工性、生産性および積層フィルムの諸物性を改良・調整する目的で添加される、耳などのトリミングロス等から発生するリサイクル樹脂や、シリカ、タルク、カオリン、炭酸カルシウム等の無機粒子、酸化チタン、カーボンブラック等の顔料、難燃剤、耐候性安定剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、溶融粘度改良剤、架橋剤、滑剤、核剤、可塑剤、老化防止剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、着色剤などの添加剤が挙げられる。
<積層フィルムの層構成>
本発明の積層フィルムは、前記(I)層、前記(II)層、前記(III)層が、(I)/(III)/(II)の順に隣接した、少なくとも3層を有する積層フィルムであれば、層構成は特に限定されるものではない。
本発明において好適な積層構成は例示するならば、(I)/(III)/(II)からなる3層構成、他の(IV)層をさらに積層させた、(I)/(III)/(II)/(IV)、(IV)/(I)/(III)/(II)からなる4層構成、さらにもう1層の(I)層を有する(I)/(III)/(II)/(I)からなる3種4層構成、さらにもう1層の(II)層を有する(II)/(I)/(III)/(II)からなる3種4層構成、さらにもう1層の(III)層を有する(I)/(III)/(II)/(III)や、(III)/(I)/(III)/(II)からなる3種4層構成、(II)/(III)/(I)/(III)/(II)や(I)/(III)/(II)/(III)/(I)からなる3種5層構成などの構成を採用することができ、層数や(I)〜(III)層以外のその他の層((IV)層、(V)層、(VI)層など)の種類に制限はない。
また、各層は、共押出によって積層としてもよいし、別工程で得たフィルムをプレスやラミネートなどにより積層してもよい。また、上述したその他の層としては、不織布、紙、金属などを積層してもよい。
本発明において好適な積層構成は前記(I)層が最外層となり、(I)/(III)/(II)/(III)/(I)の3種5層構成である。この層構成を採用することにより、剛性や表面光沢に優れ、層間剥離の抑制を実現した積層フィルムを得ることができる。また、熱収縮性積層フィルムとした場合において、良好な収縮特性、層間剥離の抑制を実現した、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。
本発明の積層フィルムにおいて、総厚さは特に限定されないが、包装資材への適用の観点から、5μm以上1mm以下であることが好ましく、10μm以上800μm以下であることがより好ましく、15μm以上600μm以下であることがさらに好ましい。また、熱収縮性積層フィルムの場合、5μm以上200μm以下であることが好ましく、10μm以上150μm以下であることがより好ましく、15μm以上70μm以下であることがさらに好ましい。
本発明の積層フィルムにおいて、各層厚さや積層比は特に限定されないが、フィルムの剛性維持の観点から、積層比は、(I)/(III)/(II)=20〜80%/1〜50%/20〜80%(ただし、(I)層、(II)層、(III)層の積層比の合計が100%とする。)であることが好ましい。
本発明のフィルムにおいて、(I)層と(II)層との厚さ比は、(I)層を1とした場合、(II)層が2以上、好ましくは3以上、さらに好ましくは4以上であり、かつ12以下、好ましくは10以下、さらに好ましくは8以下である。また、(III)層の厚さは、(I)層の厚さの合計の10%以上、好ましくは15%以上であり、150%以下、好ましくは100%以下、さらに好ましくは80%以下の厚さであることが望ましい。(III)層の厚さが(I)層の厚さの合計の10%以上であれば、良好な接着効果が得られ、また150%以下、すなわち(I)層の合計の厚さの1.5倍以下の厚さであれば透明性が大幅に低下することもない。
本発明のフィルムの総厚さは特に限定されないが、原料コスト等をできるだけ抑える観点からは薄い方が好ましく、具体的には延伸後の厚さが60μm以下であることが好ましく、55μm以下であることがより好ましく、50μm以下であることがさらに好ましく、45μm以下であることが最も好ましい。
本発明における、もう一つの形態は、上述の積層フィルムを少なくとも1方向に延伸してなる熱収縮性積層フィルムであって、100℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率が30%以上である熱収縮性積層フィルムである。
なお、本明細書において「少なくとも1方向」とは、積層フィルムの押出機からの流れ方向(MD)を縦方向、その直交方向(TD)としたとき、縦方向と横方向のいずれか又は両方向を意味し、「主収縮方向」とは、縦方向と横方向のうち、100℃の温水中に10秒間浸漬したときの熱収縮率が大きい方向を意味する。
<積層フィルム、熱収縮性積層フィルムの製造方法>
本発明の積層フィルム、及び、本発明の熱収縮性積層フィルムは、従来公知の製造方法において条件を適宜変更して製造することができ、特に製造方法が限定されるものではないが、前記(I)層を構成する樹脂組成物と前記(II)層を構成する樹脂組成物と前記(III)層を構成する樹脂組成物とを(I)/(III)/(II)の順に隣接するように同時又は逐次的に積層して積層フィルムを作製することができる。次いで該積層フィルムを加熱し、少なくとも1軸方向に延伸して得られるより熱収縮性積層フィルムを作製することができる。
本発明の積層フィルム、及び、本発明の熱収縮性積層フィルムの形態は特に限定されず、平面状、チューブ状の何れであってもよいが、生産性(原反フィルムの幅方向に製品として数丁取りが可能)や内面への印刷可能性等の観点から、平面状の形態であることが好ましい。平面状フィルムの製造方法としては、例えば、複数の押出機を用いて各層で使用する樹脂及び樹脂組成物を溶融し、Tダイから共押出し、チルドロールで冷却固化して積層フィルムを得る方法が例示できる。また、得られた積層フィルムを縦方向にロール延伸、横方向にテンター延伸をし、その後、アニール、冷却、必要に応じてコロナ放電処理等を経る工程により、1軸又は2軸方向に延伸されたフィルムを製造する方法が例示できる。
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フィルムを製造する方法も適用できる。また、前記積層フィルムは、各層を構成する樹脂を別々にフィルム状にした後にプレス法やロールニップ法などを用いて積層して逐次的に作製することもできる。
前記積層フィルムは、冷却ロール、空気、水等で冷却された後、熱風、温水、赤外線等の適当な方法で再加熱され、ロール延伸法、テンター延伸法、チューブラ延伸法、長間隔延伸法などにより、同時もしくは逐次に1軸又は2軸延伸される。2軸延伸では、MDとTD方向の延伸は同時に行われてもよいが、いずれか一方を先に行う逐次2軸延伸が効果的であり、その順序はMD及びTDのどちらが先でもよい。延伸温度は、フィルムを構成する樹脂の軟化温度や熱収縮性積層フィルムに要求される用途によって変える必要があるが、概ね60℃、好ましくは70℃以上であって、130℃以下、好ましくは120℃以下の範囲で制御される。主収縮方向(好ましくはTD)の延伸倍率は、フィルム構成成分、延伸手段、延伸温度、目的の製品形態に応じて2倍以上、好ましくは3倍以上、さらに好ましくは4倍以上であって、7倍以下、好ましくは6倍以下の範囲で適宜決定される。また、1軸延伸にするか2軸延伸にするかは目的の製品の用途によって決定される。
ポリエステル系樹脂製容器用ラベルのように、ほぼ一方向の収縮特性を必要とする用途の場合でもその垂直方向に収縮特性を阻害しない範囲で延伸をすることも効果的となる。その延伸温度は、典型的には60℃以上90℃以下の範囲である。さらにその延伸倍率については、サイズが大きくなるほど耐破断性は向上するが、それに伴い熱収縮率が上昇し、良好な収縮仕上がりを得ることが困難となるため、1.03倍以上1.5倍以下であることが特に好ましい。
また、本発明の積層フィルムは、延伸後に延伸フィルムの分子配向が緩和しない時間内に速やかに、当フィルムの冷却を行うことにより、収縮性を付与して保持することができる。
<熱収縮性積層フィルムの収縮特性>
本発明の熱収縮性積層フィルムは、100℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率が30%以上であることが重要である。また、100℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率は、40%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましい。また、90%以下であることが好ましく、80%以下であることがより好ましい。
また、該主収縮方向は、熱収縮フィルムの押出機からの流れ方向(MD)を縦方向、その直交方向(TD)としたとき、押出機からの直交方向(TD)であることが好ましい。容器の収縮ラベルは、収縮加工工程において比較的短時間(数秒〜十数秒程度)で収縮する必要がある。熱収縮率は、熱収縮性フィルムが収縮ラベル用途に適応できるかどうかの可能性を判断する際の指標となる。すなわち、容器のラベル装着用途に工業的に最も多く用いられている収縮加工機は、収縮加工を行う加熱媒体として水蒸気を用いる蒸気シュリンカーと一般に呼ばれているものであり、熱収縮性フィルムは被覆対象物への熱の影響等の点からできるだけ短時間で十分熱収縮することが必要である。
このような工業生産性を考慮すると、100℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率が30%以上であれば、収縮加工時間内に十分に被覆対物に密着することができると判断することができるため、重要となる。
また、80℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率が20%以上であることが好ましく、25%以上であることがより好ましく、30%以上であることがさらに好ましい。また、80%以下であることが好ましく、75%以下であることがより好ましく、70%以下であることがさらに好ましい。
また、70℃温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率は10%以上50%以下であることが好ましく、10%以上40%以下であることがより好ましく、10%以上30%以下であることがさらに好ましい。
また、50℃温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率が5%以下であることが好ましく、3%以下であることがより好ましく、1%以下であることがさらに好ましい。
熱収縮工程においては、熱収縮性積層フィルムを被覆対象物に対して完全に被覆する前に、低温で少し収縮(プレシュリンク)させ、被覆対象物へフィルムの位置固定が行われることもある。その際、各温度における収縮率が上述の好ましい範囲にある場合、より低温から少しずつ被覆対象物にフィルムを収縮させることができるため好ましい。
80℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率が20%以上とすることで、前記容器の首部や天面においても熱収縮が充分となり好ましい。
また、70℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率の下限を10%以上とすることで熱収縮力が大きくなるため、例えば積層フィルムを前記の容器用ラベルとして用いた場合に、熱収縮工程でフィルムが天面の方向にずれ上がってしまうことがなく好ましい。一方、70℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率の上限を50%以下とすることで、低温域で急激に熱収縮が起きることなく好ましい。
また、50℃温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率が5%以下であれば、フィルムの自然収縮率が小さく抑えられるので、ロール状に巻いて保管した際の巻き絞まりや、ロール端面が不揃いとなる外観不良を引き起こすことがなく好ましい。
したがって、80℃、70℃、50℃の温水中に10秒間浸漬したときの熱収縮率が上記範囲内であれば、70℃付近の低温域では積層フィルムが、例えば容器に仮止めされる程度の熱収縮性を有し、かつ70℃を超えて100℃付近の高温域では急激に収縮が起こるようになり、その結果、所定の位置で、容器の胴部はもとより胴部と比べて非常に細い首部や天面もおいてもシワやアバタ等の異常が発生せず、かつ均一な収縮が得られ、美麗な収縮仕上がりとなる。
本発明の熱収縮性積層フィルムがポリエステル系樹脂製容器用ラベルとして用いられる場合、80℃温水中に10秒間浸漬したときの直交方向の熱収縮率は20%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、8%以下であることがさらに好ましい。また70℃温水中に10秒間浸漬したときの直交方向の熱収縮率は10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましく、3%以下であることがさらに好ましい。直交方向の収縮率が10%を越えるとラベル用途において収縮後に縦方向の収縮が顕著となり、寸法ずれや外観上不具合を生じる場合がある。
<透明性>
本発明の熱収縮性積層フィルムの透明性はJIS K7105に準拠して測定されたヘイズ値により評価され、ヘイズ値は10%以下であることが好ましく、8%以下であることがより好ましく、5%以下がさらに好ましい。ヘイズ値が10%以下であれば、良好な透明性を得られ、美麗な印刷等が可能となる。
<引張破断伸度>
(常温引張破断伸度)
本発明の熱収縮性積層フィルムは、雰囲気温度23℃、引張速度200mm/分の条件下で、JISK7127に準拠して測定される、主収縮方向に直交する方向の引張破断伸度が、100%以上であることが好ましい。より好ましくは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上記範囲内であれば、印刷・製袋などの工程時にフィルム状物が破断するなどの不具合が生じにくく、好ましい。また被覆物との密着部分から破袋等が発生しにくく、好ましい。なお、主収縮方向に直交する方向は、フィルム状物の引き取り(流れ)方向(又は、MD)であることが好ましい。
雰囲気温度23℃での引張破断伸度を上記範囲とするには、配合の調整、製膜工程での押出条件の調整ならびに延伸条件の調整、熱収縮率の調整などを適宜行うことによって調整できる。
(低温引張破断伸度)
本発明の熱収縮性積層フィルムは、雰囲気温度0℃、引張速度100mm/分の条件下で、JISK7127に準拠して測定される、主収縮方向に直交する方向の引張破断伸度が、100%以上であることが好ましく、より好ましくは150%以上、さらに好ましくは200%以上である。0℃環境下での引張破断伸度が上記範囲内であれば、印刷・製袋などの工程時にフィルム状物が破断するなどの不具合が生じにくく、好ましい。また被覆物との密着部分から破袋等が発生しにくく、好ましい。なお、主収縮方向に直交する方向は、フィルム状物の引き取り(流れ)方向(又は、MD)であることが好ましい。
雰囲気温度0℃での引張破断伸度を上記範囲とするには、配合の調整、製膜工程での押出条件の調整ならびに延伸条件の調整、熱収縮率の調整などを適宜行うことによって調整できる。
(極低温引張破断伸度)
本発明の熱収縮性積層フィルムは、雰囲気温度−10℃、引張速度100mm/分の条件下で、JISK7127に準拠して測定される、主収縮方向に直交する方向の引張破断伸度が、100%以上であることが好ましい。より好ましくは150%以上、さらに好ましくは200%以上である。−10℃環境下での引張破断伸度が上記範囲内であれば、印刷・製袋などの工程時にフィルム状物が破断するなどの不具合が生じにくく、高速化されたラインにおいても耐破断性を維持できるため、好ましい。また被覆物との密着部分から破袋等が発生しにくく、好ましい。なお、主収縮方向に直交する方向は、フィルム状物の引き取り(流れ)方向(又は、MD)であることが好ましい。
雰囲気温度−10℃での引張破断伸度を上記範囲とするには、配合の調整、製膜工程での押出条件の調整ならびに延伸条件の調整、熱収縮率の調整などを適宜行うことによって調整できる。
<引張弾性率>
本発明の熱収縮性積層フィルムは、フィルムの腰(常温での剛性)の観点から、フィルム主収縮方向と直交する方向(以下「直交方向」ともいう)の、雰囲気温度23℃における引張弾性率が1500MPa以上であることが好ましく、1600MPa以上であることがより好ましく、1700MPa以上であることがさらに好ましい。また、フィルム直交方向の引張弾性率の上限は特に制限されないが、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を考慮すれば、上限値は2500MPa〜3000MPa程度であるのが好ましい。フィルム直交方向の引張弾性率が1500MPa以上であれば、フィルム全体としての腰(常温での剛性)が高く、特にフィルムの厚さを薄くしていった場合にも、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る、フィルムの腰折れ等で歩留まりが低下しやすい等の問題点が発生し難く、好ましい。
<収縮応力>
本発明の熱収縮性積層フィルムは、80℃シリコンオイルに10秒間浸漬したときのフィルム主収縮方向の最大収縮応力が10MPa以下、好ましくは8MPa以下、さらに好ましくは6MPa以下であることが好ましい。一方、フィルム主収縮方向の最大収縮応力の下限は、ボトルと熱収縮性フィルムとの密着性を維持する観点から0.5MPa以上であることが好ましい。フィルム主収縮方向の最大収縮応力が10MPa以下であれば、蒸気シュリンカーでのラベル装着時、シュリンカー内の温度斑に対して、フィルムの収縮挙動の異なる部位が発生し難く、斑、皺、アバタ等が発生し難いため、収縮仕上がりが良好となりやすい。
<層間剥離強度>
本発明の積層フィルムの層間剥離強度は、23℃50%RH環境下で、T型剥離法にて試験速度50mm/分で剥離する方法を用いて評価する。一般的に剥離試験では、180度剥離法とT型剥離法があるが、本発明者らが評価確認した結果、180度剥離法と比較し、T型剥離法の方が、層間剥離強度が低く算出される傾向が見られた。今回の評価においては、強度が低く算出されるT型剥離法においても、高い層間剥離強度を有するように鋭意検討を行った。本発明の積層フィルムの層間剥離強度は、0.5N/10mm幅以上が好ましく、0.6N/10mm幅以上がより好ましく、0.7N/10mm幅以上がさらに好ましい。また、本発明の熱収縮性積層フィルムの層間剥離強度は、23℃50%RH環境下で、T型剥離法にて試験速度50mm/分で剥離する方法を用いて評価される。層間剥離強度は、1.0N/15mm幅以上が好ましく、1.2N/15mm幅以上がより好ましく、1.4N/15mm幅以上がさらに好ましい。
<包装資材>
本発明の熱収縮性積層フィルムは、各種用途への利用が可能であるが、好ましくは、フィルムの片面又は両面に印刷層を形成して、ガラス製容器やペットボトル等のプラスチック製容器に装着する熱収縮性ラベルなどの包装資材を形成することができる。
一般に、ラベル用途に用いられる熱収縮性フィルムの表面及び/又は裏面には、全面及び/又は部分的にグラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、バーコータ等の公知方法により印刷層を形成する。印刷層形成に使用される印刷インキは特に限定されず、前記印刷法に応じて適宜選択でき、例えば、溶剤系(非水性)又は水性のアクリル樹脂系やウレタン樹脂系インキ、発泡性インキ、加熱発泡性インキ等を挙げることができる。
ラベル用途の包装資材は、被包装物によってフラット状から円筒状等に加工して包装に供される。ペットボトル等の円筒状の容器で印刷を要するものは、まずロールに巻き取られた広幅のフラットフィルムの一面に必要な画像を印刷し、そしてこれを必要な幅にカットしつつ、印刷面が内側になるように折り畳んでセンターシール(シール部の形状はいわゆる封筒貼り)して円筒状とすればよい。センターシール方法としては、有機溶剤によるシール法、ヒートシールによる方法、接着剤による方法、及びインパルスシーラーによる方法があるが、外観の見栄えを考慮すると、有機溶剤のシール法を用いることが好ましい。
<成形品、容器>
本発明の熱収縮性積層フィルムは、フィルムの腰(常温での剛性)、耐指紋白化性、収縮仕上がり性、透明性、再生添加性等の機械的強度等に優れ、かつ自然収縮及び収縮応力が小さいため、成形品又は容器に装着する際、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)の成形品又は容器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に装着する包装資材とすることができる。よって、本発明の熱収縮性積層フィルムを装着する対象物としては、例えば瓶、ボトル(ブローボトル)、トレー、弁当箱、総菜容器、乳製品容器など、様々な形状の成形品又は容器が挙げられる。
特に本発明の熱収縮性積層フィルムを食品容器(例えば清涼飲料水用又は食品用のPETボトル、ガラス瓶、好ましくはPETボトル)用の収縮性ラベルとして用いた場合には、前述のように複雑な形状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点で特に優れている。
本発明の熱収縮性積層フィルムは、プラスチック製容器の熱収縮性ラベル素材のほか、熱膨張率や吸水性等が本発明の熱収縮性フィルムとは極めて異なる材質、例えば金属、磁器、ガラス、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸エステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂から選ばれる少なくとも1種を構成素材として用いた包装体(容器)の熱収縮性ラベル用途の包装資材として好適に利用できる。
本発明の包装資材が装着されたプラスチック製容器体を構成する材質としては、上記の樹脂の他、ポリスチレン、ゴム変性耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、スチレン−ブチルアクリレート共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、メタクリル酸エステル−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS)、ポリ塩化ビニル系樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等を挙げることができる。これらのプラスチック製容器は2種以上の樹脂類の混合物でも、積層体であってもよい。
以下に本発明の内容を実施例でさらに詳しく説明するが、これらにより本発明は何ら制限を受けるものではない。なお、本明細書中に表示されるフィルムについての種々の測定値及び評価は以下のようにして行った。ここで、フィルムの押出機からの流れ方向(MD)を縦方向、その直交方向(TD)を横方向と呼ぶ。
(1)ヘイズ測定
JISK7136に準拠して、実施例、比較例で採取した熱収縮性積層フィルムのヘイズ値を測定した。
(2)23℃引張破断強度、引張破断伸度(MD)
得られた熱収縮性積層フィルムをMDに120mm、TDに15mmの大きさに切り出し、JISK7127に準拠し、引張速度200mm/minで、雰囲気温度23℃におけるフィルムのMDの引張破断強度、引張破断伸度を測定し、10回の測定値の平均値を測定した。
(3)23℃引張破断強度、引張破断伸度(TD)
得られた熱収縮性積層フィルムをTDに120mm、MDに15mmの大きさに切り出し、JISK7127に準拠し、引張速度200mm/minで、雰囲気温度23℃におけるフィルムのTDの引張破断強度、引張破断伸度を測定し、10回の測定値の平均値を測定した。
(4)0℃引張破断強度、引張破断伸度(MD)
得られた熱収縮性積層フィルムをMDに120mm、TDに15mmの大きさに切り出し、JISK7127に準拠し、引張速度100mm/minで雰囲気温度0℃におけるフィルムの引き取り方向(MD)の引張破断強度、引張破断伸度を測定し、10回の測定値の平均値を測定した。
(5)−10℃引張破断強度、引張破断伸度(MD)
得られた熱収縮性積層フィルムをMDに120mm、TDに15mmの大きさに切り出し、JISK7127に準拠し、引張速度100mm/minで雰囲気温度−10℃におけるフィルムの引き取り方向(MD)の引張破断強度、引張破断伸度を測定し、10回の測定値の平均値を測定した。
(6)熱収縮率
得られた熱収縮性積層フィルムをMD10mm、TD200mmの大きさに切り取り、50℃、70℃、80℃、100℃の温水バスに10秒間それぞれ浸漬し、TDの収縮量を測定した。熱収縮率は、収縮前の原寸に対する収縮量の比率を%値で表示した。また、得られた熱収縮性フィルムをMD200mm、TD10mmの大きさに切り取り、TDの熱収縮率測定と同様の測定条件にて、MDの熱収縮率を測定した。
(7)層間剥離強度
実施例、比較例で採取した積層フィルム、及び、熱収縮性積層フィルムの層間剥離強度を測定した。測定は、23℃50%RH環境下で、T型剥離法にて試験速度50mm/分で剥離する方法にて行い、積層フィルムのサンプル幅は10mm、熱収縮性積層フィルムのサンプル幅は15mmにて、積層フィルムのTDに剥離することで層間剥離強度の算出を行った。層間剥離強度の算出は、剥離試験にて得られる荷重がある程度一定となったところの平均値を層間剥離強度とした。
各実施例、比較例で使用した原材料は、下記の通りである。
<ポリエステル系樹脂(A)>
・共重合ポリエステル、商品名;SKYGREEN PETG S2008(SK Chemicals社製)、以下「a−1」と略する。
・共重合ポリエステル、商品名:EmbreceLV(イーストマンケミカル社製)、以下「a−2」と略する。
<ポリスチレン系樹脂(B)>
・スチレン/ブタジエン=82質量%/18質量%、貯蔵弾性率E’(0℃):2.14×10Pa、損失弾性率E”のピーク温度74℃のスチレン−ブタジエン共重合体、以下「b−1」という。
・スチレン−ブタジエン共重合体、商品名;アサフレックス830(旭化成ケミカルズ社製)、以下「b−2」という。
<ポリウレタン系樹脂>
・エーテル系ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、商品名;エラストラン1195A10TR(BASF社製)、以下「TPU−1」という。
・エーテル系ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、商品名;エラストランET−385−10(BASF社製)、以下「TPU−2」という。
・エステル系ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、商品名;エラストランC85A10(BASF社製)、以下「TPU−3」という。
・エステル系ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、商品名;エラストランET595−10U(BASF社製)、以下「TPU−4」という。
<ポリウレタン系樹脂成分(C−1)とポリスチレン系樹脂成分(C−2)とを含む樹脂組成物>
・下記ポリウレタン系樹脂成分と下記ポリスチレン系樹脂成分の共重合体を使用した。
「ポリウレタン系樹脂成分」:4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)とアジピン酸と1,4−ブタンジオールとで構成されるウレタン系熱可塑性エラストマー、「ポリスチレン系樹脂成分」:スチレン/共役ジエン系炭化水素の水添物=32質量%/68質量%のスチレン−共役ジエン系炭化水素の水添物共重合体、「ポリウレタン系樹脂成分」/「ポリスチレン系樹脂成分」=45質量%/55質量%、以下、「D−1」という。
<実験例1>
ポリエステル系樹脂「a−1」100質量%を、設定温度を210℃とした2軸押出機に導入し、溶融混練を行い、溶融樹脂をTダイ(口金)から72℃に設定したキャストロールで引き取り、冷却固化させて厚さ200μmのフィルムを得た。
<実験例2>
ポリスチレン系樹脂「b−1」100質量%を、設定温度を210℃とした2軸押出機に導入し、溶融混練を行い、溶融樹脂をTダイ(口金)から70℃に設定したキャストロールで引き取り、冷却固化させて厚さ200μmのフィルムを得た。
<実験例3>
ポリエステル系樹脂「a−2」65質量%、ポリスチレン系樹脂「b−2」35質量%を、設定温度を210℃とした2軸押出機に導入し、溶融混練を行い、溶融樹脂をストランドダイからストランドを引き取り、水槽にて冷却固化させた後、ペレタイザーにてコンパウンドペレットを得た。以下、該ペレット(ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂の混合物)を「CPD−1」という。
<実験例4>
保護フィルムとして、ユーピレックス50S(宇部興産社製)2枚を用いて、ポリウレタン系樹脂成分とポリスチレン系樹脂成分の共重合体「D−1」5gを、上記保護フィルムに挟み、温度210℃、圧力20MPaに設定した熱プレス機にて3分間プレスし、厚さ200μmのフィルムを得た。
<実験例5>
実験例4で用いた「D−1」を、「TPU−1」に変更した以外は、実験例4と同様の手法にて、厚さ200μmのフィルムを得た。
<実験例6>
実験例4で用いた「D−1」を、「TPU−4」に変更した以外は、実験例4と同様の手法にて、厚さ200μmのフィルムを得た。
<実験例7>
実験例4で用いた「D−1」を、「CPD−1」に変更した以外は、実験例4と同様の手法にて、厚さ200μmのフィルムを得た。
<実施例1>
実験例1で得た「a−1」フィルム、実験例4で得た「D−1」フィルム、実験例2で得た「b−1」フィルムと、実験例4で用いた保護フィルムを用いて、保護フィルム/「a−1」フィルム/「D−1」フィルム/「b−1」フィルム/保護フィルムの順に重ね合わせ、温度210℃、圧力0.2MPaで10秒間プレスした後、2枚の保護フィルムを剥がして積層フィルムを得た。得られた積層フィルムを手で剥離しようとした際、「a−1」フィルム/「D−1」フィルム間は剥離できないほど強固に接着していたため、「D−1」フィルム/「b−1」フィルム間で層間剥離強度を評価した。結果を表1に纏める。
<比較例1>
実施例1で用いた「D−1」フィルムを、実験例5で得た「TPU−1」フィルムに変更した以外は、実施例1と同様の手法により積層フィルムを得た。得られた積層フィルムを手で剥離しようとした際、「a−1」フィルム/「D−1」フィルム間は剥離できないほど強固に接着していたため、「D−1」フィルム/「b−1」フィルム間で層間剥離強度を評価した。結果を表1に纏める。
<比較例2>
実施例1で用いた「D−1」フィルムを、実験例6で得た「TPU−4」フィルムに変更した以外は、実施例1と同様の手法により積層フィルムを得た。得られた積層フィルムを手で剥離しようとした際、「a−1」フィルム/「D−1」フィルム間は剥離できないほど強固に接着していたため、「D−1」フィルム/「b−1」フィルム間で層間剥離強度を評価した。結果を表1に纏める。
<比較例3>
実施例1で用いた「D−1」フィルムを、実験例7で得た「CPD−1」フィルムに変更した以外は、実施例1と同様の手法により積層フィルムを得た。得られた積層フィルムを手で剥離しようとした際、「a−1」フィルム/「D−1」フィルム間は剥離できないほど強固に接着していたため、「D−1」フィルム/「b−1」フィルム間で層間剥離強度を評価した。結果を表1に纏める。
<実施例2>
3台の単軸押出機(三菱重工業社製)、および3種5層マルチマニホールド口金により、(I)層/(III)層/(II)層/(III)層/(I)層の積層共押出が可能な設備において、(I)層を形成する単軸押出機に、ポリエステル系樹脂「a−1」100質量%を導入し、(II)層を形成する単軸押出機に、ポリスチレン系樹脂「b−1」100質量%を導入し、(III)層を形成する単軸押出機に、ポリウレタン系樹脂成分とポリスチレン系樹脂成分の共重合体「D−1」100質量%を導入し、各押出機設定温度210℃で溶融混合後、各層の厚さが、(I)層/(III)層/(II)層/(III)層/(I)層=25μm/5μm/140μm/5μm/25μmとなるよう共押出し、70℃のキャストロールで引き取り、冷却固化させて厚さ200μmの積層シートを得た。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97℃、延伸温度88℃で横一軸方向に5.0倍延伸後、76℃にて熱処理を行い、厚さ40μmの熱収縮性積層フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表2に示す。
<比較例4>
実施例2で用いた「D−1」100質量%を、「TPU−1」100質量%に変更し、(III)層を形成する単軸押出機に導入した以外は、実施例2と同様の手法により、厚さ40μmの熱収縮性積層フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表2に示す。
<比較例5>
実施例2で用いた「D−1」100質量%を、「TPU−2」100質量%に変更し、(III)層を形成する単軸押出機に導入した以外は、実施例2と同様の手法により、厚さ40μmの熱収縮性積層フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表2に示す。
<比較例5>
実施例2で用いた「D−1」100質量%を、「TPU−3」100質量%に変更し、(III)層を形成する単軸押出機に導入した以外は、実施例2と同様の手法により、厚さ40μmの熱収縮性積層フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表2に示す。
<比較例6>
実施例2で用いた「D−1」100質量%を、「TPU−4」100質量%に変更し、(III)層を形成する単軸押出機に導入した以外は、実施例2と同様の手法により、厚さ40μmの熱収縮性積層フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表2に示す。
<比較例7>
実施例2で用いた「D−1」100質量%を、「CPD−1」100質量%に変更し、(III)層を形成する単軸押出機に導入した以外は、実施例2と同様の手法により、厚さ40μmの熱収縮性積層フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表2に示す。












Figure 2020131436
Figure 2020131436
表1より実施例1で得られた本発明の積層フィルムは、比較例1〜3と比較して、高い剥離強度を有する積層フィルムであることが分かる。また、これは、(III)層が、本発明で規定される、ポリウレタン系樹脂成分(C−1)とポリスチレン系樹脂成分(C−2)とを含む樹脂組成物から構成されることに起因する。
一方、比較例1、2で得られた積層フィルムは、(III)層がポリウレタン系樹脂のみで構成されており、本発明が規定するポリスチレン系樹脂成分(C−2)を含まないため、(I)層/(III)層の層間においては、十分な接着強度を有するものの、(III)層/(II)層との層間接着強度が非常に低く、ほとんど接着力を示さなかった。
また、比較例3で得られた積層フィルムは、(III)層がポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂の混合物で構成されており、発明が規定するポリウレタン系樹脂成分(C−1)が含まれていないため、(III)層/(II)層との層間接着強度が不十分であった。
また、表2より、実施例2で得られた本発明の熱収縮性積層フィルムは、比較例4〜8と比較し、高い剥離強度を有する熱収縮性積層フィルムであることが分かる。また、実施例2で得られた本発明の熱収縮性積層フィルムは、透明性、耐衝撃性、剛性、熱収縮特性の観点からも熱収縮性フィルムとしての機能を十分に達成できることがわかった。
以上、現時点において、最も実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う積層フィルム、熱収縮性積層フィルムもまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
本発明の積層フィルム、及び、本発明の熱収縮性積層フィルムは、層間接着性、収縮性、耐破断性、耐衝撃性、剛性に優れるため、食品用包装材料、飲料用包装材料、医薬・医療用包装材料、化学品用包装材料、化粧品用包装材料、トイレタリー用包装材料、工業用包装材料、農業資材用包装材料等に好適に利用することができ、これら用途向けの包装資材として好適に用いることができる。

Claims (13)

  1. ポリエステル系樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物からなる(I)層、ポリスチレン系樹脂(B)を主成分とする樹脂組成物からなる(II)層、ポリウレタン系樹脂成分(C−1)とポリスチレン系樹脂成分(C−2)とを含む樹脂組成物からなる(III)層が、(I)/(III)/(II)の順に隣接した、少なくとも3層を有する積層フィルム。
  2. 前記ポリエステル系樹脂(A)が、ジカルボン酸残基としてテレフタル酸残基を含む、請求項1に記載の積層フィルム。
  3. 前記ポリエステル系樹脂(A)が、ジオール残基としてエチレングリコール残基を含む、請求項1または請求項2に記載の積層フィルム。
  4. 前記ポリエステル系樹脂(A)が、ジオール残基として1,4−シクロヘキサンジメタノール残基を含む、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の積層フィルム。
  5. 前記ポリスチレン系樹脂(B)の芳香族ビニル炭化水素の含有量が50質量%以上である、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の積層フィルム。
  6. 前記ポリスチレン系樹脂(B)が芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体である、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の積層フィルム。
  7. 前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)を構成するイソシアネートの主成分が芳香族イソシアネートである、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の積層フィルム。
  8. 前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)を100質量%としたとき、ポリスチレン系樹脂成分(C−2)の芳香族ビニル炭化水素の含有量が1質量%以上50質量%以下である、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の積層フィルム。
  9. 前記(III)層を構成する樹脂組成物100質量%としたとき、前記ポリウレタン系樹脂成分(C−1)が10質量%以上80質量%以下であり、前記ポリスチレン系樹脂成分(C−2)が10質量%以上80質量%であり、前記(C−1)と前記(C−2)の合計が50質量%以上100質量%以下である、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の積層フィルム。
  10. 請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の積層フィルムであって、23℃50%RH環境下、T型剥離法にて試験速度50mm/分での層間剥離強度が0.5N/10mm幅以上である積層フィルム。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の積層フィルムを少なくとも1方向に延伸してなる熱収縮性積層フィルムであって、100℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率が30%以上である熱収縮性積層フィルム。
  12. 請求項11に記載の熱収縮性積層フィルムを用いてなる包装資材。
  13. 請求項12に記載の包装資材が装着された成形品又は容器。
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