JPWO2018180598A1 - 熱収縮性フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2017年3月29日に日本に出願された特願2017−064407号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
熱収縮性フィルムには、収縮性や印刷適性、環境対応素材であること、フィルムの腰が強いことなどに加え、収縮仕上りが優れること(例えば、シワや収縮斑が生じにくいことなど)、ミシン目の開封性に優れること、装着性に優れること(例えば、装着時にラベルの破裂が起きにくいことなど)、自然収縮率が低く、保管時のフィルムの安定性に優れること(例えば、保管時のフィルムにシワや寸法変化が生じにくいことなど)ことが要求されている。
ポリ塩化ビニル系熱収縮性フィルムは、収縮仕上り、ミシン目の開封性、装着性に優れ、自然収縮率が低いが、焼却時に有毒性の塩素含有ガスが発生するなどの問題がある。また、ポリエステル系熱収縮性フィルムは、保管時のフィルムの安定性や、腰強さなどに優れるが、収縮仕上り、ミシン目の開封性、装着性が優れないなどの問題がある。
一方、ポリスチレン系熱収縮性フィルムは、上記の他の材質を用いたフィルムと比べて、収縮仕上り、ミシン目の開封性、装着性に優れるが、自然収縮率が高く、保管時のフィルムの安定性に問題を有している。
[1]ポリスチレン系樹脂を含有する熱収縮性フィルムであって、70℃の水に10秒間浸したときの、主収縮方向の熱収縮率が15%以下であり、98℃の水に10秒間浸したときの、主収縮方向の熱収縮率が60%以上であり、主収縮方向のエルメンドルフ引裂き強度が3〜10N/mmの範囲にあり、主収縮方向と直交する方向のエルメンドルフ引裂き強度が10〜20N/mmの範囲にあり、85℃で5分間放置したときの、主収縮方向の収縮応力が4.0N/mm2以下であり、40℃で7日間放置したときの、主収縮方向の収縮率が1.5%以下である、熱収縮性フィルム。
[2]前記熱収縮性フィルムは、押出成形後に主収縮方向について延伸されることにより形成され、前記延伸は余熱温度が100℃以上、延伸温度及び熱固定温度が90℃以上、延伸倍率が4.9以上となるよう延伸されてなる、[1]に記載の熱収縮性フィルム。
ポリスチレン系樹脂は、熱収縮性フィルムの製造用途に用いられる公知のものであればよく、スチレン−ブタジエン共重合体、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−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−ビニル・ポリイソプレン−スチレン共重合体などのポリスチレン系熱可塑性エラストマー;スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体などの耐衝撃性スチレン系樹脂を挙げることができる。これらのうち、1種を単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
本フィルムは本発明の効果を損なわない範囲で、ポリスチレン系樹脂以外の樹脂を他の樹脂として含んでもよい。他の樹脂としては、熱収縮性フィルムの製造の用途に用いられる公知のものでよい。他の樹脂としては、オレフィン系樹脂(プロピレン系樹脂など)、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられる。これらの他の樹脂成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
本フィルムを構成する全樹脂の質量の合計を100%としたときに、ポリスチレン系樹脂の含有量は、50〜100質量%であることが好ましく、80〜100質量%であることがより好ましい。
本フィルムを、70℃の水に10秒間浸したときの、主収縮方向の熱収縮率(以下、「熱収縮率1」とも記す。)は15%以下であり、5〜15%であることが好ましく、7〜12%であることがより好ましい。熱収縮率1が15%以下であれば、通常の蒸気トンネルによるフィルムの収縮を穏やかにし、シワや収縮斑などを防止し、収縮仕上りが良好となる。
本フィルムを、100℃の水に10秒間浸したときの、主収縮方向の熱収縮率(以下、「熱収縮率3」とも記す。)は60%以上であり、60〜80%であることが好ましく、65〜75%であることがより好ましい。熱収縮率3が60%以上であれば、収縮性に優れ、種々の容器に対する装着が可能となり、収縮不足による装着トラブルを防止することができる。
また、熱収縮率2と熱収縮率3の差(Δ23)は±1%以内であることが好ましい。Δ23が±1%以内であれば、種々の容器に対する装着が可能となり、収縮不足による装着トラブルをさらに防止することができる。
自然収縮率[%]={[(500)−(放置後の長さ[mm])]/(500)}×100 ・・・(I)
熱収縮性フィルムには、充填材、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤などの添加物が含まれてもよい。
熱収縮性フィルムは、特に限定されないが、主にボトル容器のラベルとして使用される。ラベルとして使用する場合には、意匠性を向上させるために、熱収縮性フィルムに印刷を施してもよい。
熱収縮性フィルムからなるラベルをボトル容器に装着する方法としては、例えば、熱収縮性フィルムを所定の長さに切断し、その切断したフィルムの端部どうしを接合して筒状体とし、該筒状体にボトル容器を挿入した後、加熱して収縮させる方法が挙げられる。
本フィルムは、公知の方法(Tダイ法、インフレーション法など、多層フィルムの場合はそれらの共押出法)によって得ることができる。例えば、これに限定されないが、材料を、フラット状またはチューブ状に、160〜240℃に加熱したダイスから押出成形して、得られた未延伸物を主収縮方向(TD方向)と、これに直交する方向(MD方向)とに二軸延伸することが好ましい。この場合、MD方向とTD方向の逐次二軸延伸であってもよく、同時二軸延伸であってもよい。
なお、TD方向の延伸は、予熱工程、延伸工程および熱固定工程の3工程で行うことが好ましい。
本実施形態のフィルムは、前記製造のTD方向の延伸工程を行う工程において、余熱温度が100℃以上、延伸温度及び熱固定温度が90℃以上で延伸を行い、延伸倍率が4.9以上となるよう行うことが好ましい。この条件で延伸工程を行うことにより、フィルムの自然収縮率を適切な値とすることができる。
以上説明したように、本発明の熱収縮性フィルムは、上記の各物性値を満たすため、優れた収縮仕上りと、ミシン目の開封性と、装着性を備えながら、従来のポリスチレン系熱収縮性フィルムと比べて、保管時のフィルムの安定性が向上している。
実施例中の熱収縮性フィルムの各物性値の測定と、各評価項目の評価は、以下の記載および基準にしたがって行った。
JIS Z1709に準じて、70±0.5℃(「熱収縮率1」の測定温度)、98±0.5℃(「熱収縮率2」の測定温度)および100±0.5℃(「熱収縮率3」の測定温度)における熱収縮性フィルムの熱収縮率を測定した。
JIS K7128‐2に準じて、熱収縮性フィルムのMD方向およびTD方向について引裂き力を測定し、それぞれ熱収縮性フィルムの厚みで除して算出した。
主収縮方向の長さが80mm、幅が25mmの試料片について、85℃で5分間放置したときに測定される応力の最大値を収縮応力とした。
熱収縮性フィルムの主収縮方向の長さが500mmのサンプルを、40℃で7日間放置した後、サンプルの長さを測定し、次式(I)により算出した。
自然収縮率[%]={[(500)−(放置後の長さ[mm])]/(500)}×100 ・・・(I)
目視により、熱収縮後のラベル上のシワおよび収縮斑の有無を判定し、下記の基準により評価した。
○:シワも収縮斑も生じていない。
×:シワまたは収縮斑が生じている。
目視により、熱収縮後のラベル上の破裂の有無を判定し、下記の基準により評価した。
○:破裂が生じていない。
×:破裂が生じている。
予め主収縮方向と直向する方向にミシン目を入れた上記の筒状体のラベルを、ボトル容器に装着した。ただし、ミシン目は、長さ1mmの孔を4mm間隔で入れることによって形成し、ミシン目の方向(MD方向)に幅20mm、長さ200mmにわたって2本設けた。その後、ラベルのミシン目を指先で引裂き、MD方向に設けたミシン目に沿って裂けたかどうかを判定した。
○:ミシン目に沿ってラベルが裂けた。
×:ミシン目に沿ってラベルが裂けなかった、またはTD方向ではない向きにラベルが裂けた。
熱収縮性フィルムを、40℃で7日間保管した後、熱収縮性フィルム上のシワや寸法変化の有無を目視により判定し、下記の基準により保管時のフィルムの安定性を評価した。
○:シワまたは寸法変化が従来品と比べて生じていない。
×:シワまたは寸法変化が従来品と同等に生じている。
(ポリスチレン系熱収縮性フィルムの原料)
以下に述べる実施例のポリスチレン系熱収縮性フィルムは、次の成分からなる3層構造をとる。
ポリスチレン系熱収縮性フィルムの中間層は、スチレン−ブタジエン共重合体である、SBC(A)とSBC(B)の混合物を原料として用いた。
ポリスチレン系熱収縮性フィルムの両外層は、スチレン−ブタジエン共重合体(SBC(A))および耐衝撃性ポリスチレン系樹脂(表1中、「HiPS」と記す。)の混合物を原料として用いた。
各構成成分のビカット軟化点およびメルトマスフローレート(表1中、「MFR」と記す。)、ならびに各層の構成成分の成分比を表1に示す。
ポリスチレン系熱収縮性フィルムの原料を表1に示す配合量で混合して、200℃に保った3層ダイスより共押出し、3層構造のポリスチレン系フィルム原反を得た。このフィルム原反の両外層の厚さは34μmで、中間層の厚さは270μmであった。次に、このフィルム原反を85℃でMD方向に1.35倍に延伸処理して、厚さ250μmのポリスチレン系樹脂からなる延伸フィルムを得た。さらに、このMD方向に延伸処理を施したフィルムを105℃で10秒間予熱した後、98℃でTD方向に5.00倍に延伸し、その後97℃で約15秒間延伸した状態を保持してから冷却し、ポリスチレン系熱収縮性フィルムを得た。
延伸条件を表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系熱収縮性フィルムを得た。
(ポリエステル系熱収縮性フィルムの原料)
以下に述べる比較例2のポリエステル系熱収縮性フィルムは、単層構造であり、SKケミカル社製のP−SFであるポリエステル系樹脂(表1中、「ポリエステル(A)」と記す。)とスミカカラー社製のEPM7E―325であるシリカゲルマスターバッチ(表1中、「シリカゲルMB」と記す。)の混合物を原料として用いた。
使用したポリエステルAのガラス転移点(表1中、「Tg」と記す。)および極限粘度(表1中、「IV」と記す。)ならびにフィルムを構成する成分の成分比を表1に示す。
ポリエステル系熱収縮性フィルムの原料を表1に示す配合量で混合して、260℃に保ったダイスより押出し、厚さ200μmの単層構造のポリエステル系フィルム原反を得た。この単層構造のフィルム原反を用いたこと、および表2に示すように延伸条件を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、ポリエステル系熱収縮性フィルムを得た。
また、各評価項目について上記の基準で評価した結果を表4に示す。
ポリエステル系樹脂を用いた比較例2のポリエステル系熱収縮性フィルムは、実施例1の熱収縮性フィルムに比べて、収縮仕上がり、装着性およびミシン目開封性に劣っていた。
Claims (2)
- ポリスチレン系樹脂を含有する熱収縮性フィルムであって、
70℃の水に10秒間浸したときの、主収縮方向の熱収縮率が15%以下であり、
98℃の水に10秒間浸したときの、主収縮方向の熱収縮率が60%以上であり、
主収縮方向のエルメンドルフ引裂き強度が3〜10N/mmの範囲にあり、
主収縮方向と直交する方向のエルメンドルフ引裂き強度が10〜20N/mmの範囲にあり、
85℃で5分間放置したときの、主収縮方向の収縮応力が4.0N/mm2以下であり、
40℃で7日間放置したときの、主収縮方向の収縮率が1.5%以下である、熱収縮性フィルム。 - 前記熱収縮性フィルムは、押出成形後に主収縮方向について延伸されることにより形成され、前記延伸は余熱温度が100℃以上、延伸温度及び熱固定温度が90℃以上、延伸倍率が4.9以上となるよう延伸されてなる、請求項1に記載の熱収縮性フィルム。
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