JP4015207B2 - ポリカーボネート系熱収縮性フィルム・チューブ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、収縮包装、収縮結束包装、収縮ラベル等に好適なポリカーボネート組成物からなる熱収縮性フイルム・チューブに関するものである。
以後、特に区別が必要な場合を除き、「フイルム・チューブ」をまとめて、単に「フィルム」と呼ぶことにする。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
収縮包装や収縮結束包装、あるいは収縮ラベルやキャップシールなどに利用される熱収縮性フイルムとしては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、スチレンーブタジエンブロック共重合体（ＳＢＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを溶融押出した後、延伸・急冷して作られる熱収縮性フイルム（以後、収縮フィルムと呼ぶ）が知られており、産業界で広く利用されている。
【０００３】
ところが、ＰＶＣは収縮フィルムとしての優れた実用特性とコスト性を有しているものの、廃棄後焼却する際に塩素を含んだ有毒ガスを発生するという問題が指摘されており、用途によっては、こういった焼却公害問題のないＳＢＳやＰＥＴに置き換えられている。
【０００４】
一方、ＳＢＳやＰＥＴは、焼却公害問題はないが、ＰＶＣに比べ収縮フィルムとしてのいくつかの問題点を有している。代表的なものとして、ＳＢＳは室温の剛性（弾性率）が低い、ＰＥＴは引張り破断伸度が小さい場合が多い等の問題点があり、それぞれ実用上の不具合を引き起こしている。
【０００５】
弾性率が高く、引張り破断伸度も大きい非ＰＶＣ材料としては、ポリカーボネートが挙げられる。ポリカーボネートは、弾性率・破断伸度以外にも、優れた引張り破断強度、衝撃強度、光学特性、自消性等を備えており、収縮フィルムとして従来品に優るとも劣らない物性を有していると考えられる。そして、原料のコスト性も、従来原料と比較し決して不利ではないレベルまで低下してきた。
【０００６】
ところが収縮フィルムは、その使用対象物が食品や医薬・化粧品、もしくはそれらを包む紙やプラスチックの容器である場合が多く、これら使用対象物に変化を与えないようなマイルドな加熱条件下で収縮されることが必要条件となる。具体的には、蒸気、熱風、温水等を用い、７０〜１６０℃、通常８０〜１００℃で１分以内、多くの場合数秒〜十数秒間の加熱により収縮される。したがって、収縮フィルムとして実用的な収縮特性を有しているか否かの一つの簡便な指標として、フィルムを実際上の代表的な温度である８０℃の温水に１０秒浸漬した時、ある程度の収縮率を持っているかどうかが重要となる。
【０００７】
収縮フィルムの収縮特性は、ひとつには延伸工程における温度、時間、倍率等の条件に依存するが、ポリカーボネートは、フィルムが破断しない範囲のいかなる条件で延伸しても、８０℃×１０秒で収縮する、すなわち実用的な収縮特性を有するフィルムを作ることは不可能であった。それゆえ、収縮特性以外は収縮フィルムとして多くの優れた物性を有しながら、ポリカーボネートの収縮フィルムは存在しなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題を解決するものであって、その要旨は、ポリカーボネート１００重量部に対し、可塑剤３〜５０重量部を配合してなる組成物からなるポリカーボネート系熱収縮性フィルム・チューブに存する。
【０００９】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明フィルムの主体となるポリカーボネートは、構造単位中に炭酸エステル結合を持つ重合体の中で、ビスフェノールＡ由来の芳香族構造を有するものを指す。ビスフェノールＡ以外のジオキシ化合物を含むコポリカーボネートや、エステル結合やアミド結合を含むヘテロ結合共重合体も用いることができる。
このポリカーボネートの重量平均分子量としては、機械物性と成形加工性のバランスから、通常の押出成形用には２万〜４万の範囲が好適であるといわれているが、本発明においては可塑剤を配合することもあり、やや高めの２．５万〜７．５万が望ましい範囲となる。
【００１０】
また、成形加工性やフィルムの物性を調整する目的で、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の高分子材料、例えば、ＡＢＳ、ポリメチルメタクリレート、ＰＥＴ、フッ素樹脂等、および酸化防止剤、滑剤、無機フィラー、紫外線吸収剤、光安定剤などの添加剤・改質剤を添加することも可能である。
【００１１】
本発明においては、このようなポリカーボネート原料に、収縮フィルムとして求められる収縮特性を付与することを最大の目的として、可塑剤を配合することが最も重要である。
【００１２】
可塑剤としては、
ａ）ジオクチルセバケート、ジオクチルアジペート、ジイソノニルアジペート、ジイソデシルアジペート等の脂肪族エステル系
ｂ）ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート等の芳香族エステル系
ｃ）ポリ（１，４−アジペート）等の脂肪族ポリエステル系
ｄ）トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、三塩化リン等のリン酸エステル系
等の可塑剤を単独で、あるいは２種以上混合して用いることができる。
【００１３】
添加量は、原料特性や用途に応じ適宜微調整されるが、通常ポリカーボネート１００重量部に対し可塑剤は３〜５０重量部、好ましくは５〜４０重量部、さらに好ましくは１０〜３０重量部の範囲で決められる。かかる範囲を下回る場合には、収縮特性が十分発現されず、逆に上回る場合には、溶融時の粘度が下がり過ぎ押出・引き落としが困難になったり、フィルムの機械物性が著しく低下したり、フィルムが室温付近でも収縮したりして実用上好ましくない。
【００１４】
ポリカーボネートに可塑剤を配合し押出す方法としては、それ自体既知のあらゆる手法を採用することができる。顆粒状のポリカーボネート原料と可塑剤をヘンシェルミキサー等で撹拌混合し可塑剤を顆粒状原料にしみ込ませた後、エクストルーダーに投入し押出す方法、または、同方向２軸エクストルーダーを用いてポリカーボネートを溶融させた後、同エクストルーダーのバレル途中部分から直接ポンプ等で可塑剤を注入し押出す方法が工業的に好ましく採用される。
【００１５】
Ｔダイ、Ｉダイ、丸ダイ等から押出されたシート状物または円筒状物は、冷却ロール、空気、水等で冷却された後、熱風、温水、赤外線ヒーター、マイクロウエーブ等の適当な方法で再加熱され、ロール法、テンター法、チューブラー法等により、１軸または２軸に延伸される。
【００１６】
延伸温度（本発明においては、延伸工程における材料温度を延伸温度と規定する）は、ポリカーボネートと可塑剤の組成比や延伸速度等によって変える必要があるが、概ね５０〜１５０℃、好ましくは６０〜１２０℃、さらに好ましくは７０〜１００℃の範囲で制御される。これを下回ると、延伸過程における材料の弾性率が高くなり過ぎ延伸性が低下し、フィルムの破断を引き起こしたり、厚み斑が生じる等、延伸が不安定になる。一方、上回る場合は、所望の収縮特性が発現しなかったり、延伸過程における材料の弾性率が低くなり過ぎ、材料が自重で垂れ下がって延伸そのものが不可能になったりする。
【００１７】
延伸倍率は、原料、延伸手段、延伸温度、目的の製品形態に応じ、１．３〜８倍の範囲で、適宜決定される。また、１軸延伸を採用するか、２軸延伸を採用するかは製品の用途によって、決定される。
【００１８】
本発明においては、最大の因子としてポリカーボネートと可塑剤の組成比、そして、延伸温度や延伸倍率を調整することにより、延伸したフィルムを８０℃の温水中に１０秒浸漬した時の収縮率が、少なくとも一方向に５％以上にすることが肝要である。かかる範囲を下回る場合には、収縮フィルムとして、実用的な収縮機能を発揮しないケースが多くなる。
【００１９】
収縮率をより大きくするためには、可塑剤の添加量を増やす、延伸温度を下げる、延伸倍率を大きくすることが有効である。しかし、延伸温度を下げたり延伸倍率を大きくすることには原料特性上の限界があり、この原料特性を改良し延伸性を付与することにも可塑剤は大きく寄与する。
【００２０】
本発明フィルムは、ポリカーボネート自体のもつ高い剛性により、例えば可塑剤２０〜３０重量部添加で約２００ｋｇｆ／ｍｍ² といったレベルの引張弾性率（２０℃、引張り速度１００ｍｍ／分）を維持しており、例えばＳＢＳ（１５０ｋｇｆ／ｍｍ² 程度）に比べても高剛性で使用しやすいフィルムとなる。
【００２１】
【実施例】
以下に実施例を示すが、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、実施例中に示す収縮率は、以下のように求めた。
１）フラット状フィルムの場合
１００ｍｍ×１００ｍｍに切り出したサンプルを、８０℃の温水に１０秒間浸漬し、ＭＤ（フィルムの流れ方向）・ＴＤ（フィルムの流れに垂直方向）それぞれに、切り出したサンプル長さに対する収縮した長さの率（％）を求めた。
【００２２】
２）チューブの場合
径（幅）はチューブラー延伸したサイズそのままで、長さは１００ｍｍに切り出したサンプルを、８０℃の温水に１０秒間浸漬し、ＭＤ（チューブの流れ（長さ）方向）・ＴＤ（チューブの幅方向）それぞれに、サンプル長さに対する収縮した長さの率（％）を求めた。
【００２３】
（実施例１〜４／比較例１〜３）
ポリカーボネートとして三菱化学社製ノバレックス７０２７ＰＵ（顆粒状）１００重量部と、可塑剤として大八化学社製ＴＰＰ（トリフェニルフォスフェート）所定量をヘンシェルミキサーで撹拌混合しながら１５０℃まで加熱し、可塑剤が吸収されたポリカーボネート原料を調製した。これらの原料を３０ｍｍφ単軸エクストルーダーを用い、押出温度を適宜調整しながらＴダイ押出し、キャストロールで急冷し、２５０μｍのシートを採取した。
【００２４】
続いて、これらのシートを三菱重工社製フィルムテンターを用いて、破断の起こらない延伸可能最低温度を見極めた上、所定の温度で、ＴＤに２．５倍延伸した後、冷風で急冷して収縮フィルムを得た。これらの評価結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
（実施例５〜９／比較例４・５）
ポリカーボネートとして、１，１０−デカンジカルボン酸１０重量％共重合体である日本ＧＥＰ社製レキサンＳＰ１０１０を１００重量部に対し、可塑剤として、三菱化成ビニル社製ダイアサイザーＤＯＰ（ジオクチルフタレート）、同ＤＩＮＡ（ジイソノニルアジペート）、大日本インキ工業社製ポリサイザーＷ４０００（脂肪族ポリエステル：ポリ（１，４−アジペート））のそれぞれを所定量４０ｍｍφ同方向２軸押出機を用いて溶融混合しペレタイザーを通し、数種の原料ペレットを得た。これらの原料ペレットを丸ダイ押出し、外径８．０ｍｍφ、厚み０．２０ｍｍの未延伸チューブを得た。
【００２７】
続いて、これらを赤外線ヒーター加熱式横型チューブラー延伸機を用いて、破断の起こらない延伸可能最低温度を見極めた上、所定の温度で、ＭＤに１．１倍、ＴＤに３．０倍チューブラー延伸した後、冷水で急冷して収縮チューブを得た。これらの評価結果を表２に示す。
【００２８】
【表２】

【００２９】
表１、２から明らかなように、本発明の規定する範囲においては、好適な押出性・延伸性、および収縮フィルムとして実用的な収縮特性を発現することがわかる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリカーボネートに可塑剤を配合することにより実用的な熱収縮性を発現するフイルム・チューブを得ることが可能になり、ポリカーボネートの有する高弾性率、高破断伸度、光学特性、自消性等の特性を備えた、収縮包装、収縮結束包装、収縮ラベル等に好適な熱収縮性フイルム・チューブを得ることができる。

Claims (1)

1. ポリカーボネート１００重量部に対し、可塑剤３〜５０重量部を配合してなる組成物からなるポリカーボネート系熱収縮性フィルム・チューブであって、
   ８０℃の温水中に１０秒浸漬した時の収縮率が少なくとも一方向に５％以上であることを特徴とするポリカーボネート系熱収縮性フィルム・チューブ。