WO2016133012A1 - 熱可塑性樹脂フィルムおよびその製造方法、インモールド成形用ラベルならびにラベル付きプラスチック容器およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
一般にこれらのプラスチック容器は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミドなどの樹脂を用いた単層、または複数の樹脂の層を持つものとして、ブロー成形などによって製造される。
またこれらのプラスチック容器には、その内容物を特定するために、商品名その他の情報を含むラベルが設けられる。これらのラベルは多くの場合、紙材に感圧粘着剤層を設けて、或いは熱収縮性のフィルムを用いて、形成された後のプラスチック容器上に設けられているが、ラベルはプラスチック容器の成形と同時に同容器上に設けることも可能である。
一般に、ラベルを金型内に導入しておき、金型内でプラスチック容器を成形すると同時に同容器上にラベルを設ける方法をインモールドラベルプロセスという。このインモールドラベルプロセスは容器成形後のラベル貼りや成形品の仕掛かり保管の必要がないことから、省力化や仕掛かり品保管スペースの削減が可能であり、即座に出荷できるメリットがある。このインモールラベルプロセスに用いられるラベル(インモールド成形用ラベル)としては、通常、熱可塑性樹脂を主成分とする基層の上に、熱融着性を有するヒートシール層が形成された積層構成の熱可塑性樹脂フィルムが用いられる。この熱可塑性樹脂フィルムでは、ヒートシール層の基層と反対側の面(バック面)がプラスチック容器に熱融着するヒートシール面とされ、基層のヒートシール層と反対側の面(フロント面)が文字や画像等の情報が印刷される印刷面とされる。
そこで、インモールドラベルのプラスチック容器に接着する側の面(ヒートシール面)に凹凸をつけて空気の流路を作ることが行われてきた。
例えば、特許文献1には、正グラビアと逆グラビアのエンボスパターン、エンボスのドット形状およびエンボスの線数を比較検討して、ラベルの接着強度が高くブリスターを生じないエンボスパターンを見出したことが開示されている。
また、特許文献2では公知のエンボスパターンのパラメーターを比較したうえで、特定のパターンで突起列が並ぶ構造を、ヒートシール層のラミネート工程においてエンボスする方法で得たことが開示されている。
そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、ヒートシール面に空気流路を形成しうる複数の凹凸を有するとともに、積み重ねられたときにヒートシール面の凹凸形状がフロント面に転写され難い熱可塑性樹脂フィルムを提供することを目的として検討を進めた。また、そのような熱可塑性樹脂フィルムを用いることにより、そのフロント面に画像や文字等の情報を良好に印刷することができるとともに、インモールドラベルプロセスに供された成形用樹脂にブリスターの発生を抑えて高い接着強度で接着することができるインモールド成形用ラベル、およびそのインモールド成形用ラベルが貼着されたラベル付きプラスチック容器を提供することを目的として検討を進めた。
即ち本発明は、以下の構成を有する。
[1]
熱可塑性樹脂を含む基層および熱可塑性樹脂を含むヒートシール層を少なくとも有し、前記ヒートシール層が、前記基層が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低い融点を有する熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂フィルムであって、
前記ヒートシール層表面のISO 13565-2:1996に準じて測定されるコア部のレベル差Rkが1.2~9.0μmであり、前記ヒートシール層表面のJIS B0601:2013附属書1に準じて測定される十点平均粗さRzjisとコア部のレベル差Rkとの比Rzjis/Rkが2.0~9.0であることを特徴とする熱可塑性樹脂フィルム。
[2]
前記ヒートシール層表面のISO 13565-2:1996に準じて測定されるコア部の負荷長さ率Mr1が3.7~15.0%である[1]に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
[3]
前記ヒートシール層表面のJIS P 8155:2010に準じて測定される王研式平滑度が1000~10000秒である[1]に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
[4]
前記基層および前記ヒートシール層との間に中間層を有し、該中間層が熱可塑性樹脂を40~85質量%及び無機微細粉末を15~60質量%含み、前記中間層が含む熱可塑性樹脂の融点が、前記基層が含む熱可塑性樹脂の融点以下である[1]~[3]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム。
[5]
前記ヒートシール層が微細フィラーを15~50質量%含む[1]~[4]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム。
[6]
前記ヒートシール層が、アスペクト比が1~1.5である微細フィラーと、アスペクト比が1.5より大きく10以下の微細フィラーとを含む[5]に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
[7]
前記ヒートシール層が2種類以上の熱可塑性樹脂を含み、それら熱可塑性樹脂のうち、熱可塑性樹脂の合計質量に対する含有率(質量%)で、含有率が最も大きい成分(A)と、前記成分(A)の次に含有率が大きい成分(B)とが互いに非相溶性であり、かつ、成分(A)の含有率と成分(B)の含有率との比[成分(A)の含有率/成分(B)の含有率]が80/20~20/80である[1]~[6]のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
[8]
前記成分(B)の融点が前記成分(A)の融点よりも高く、前記成分(B)の融点と前記成分(A)の融点との差が20~110℃である[7]に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
[4]に記載の熱可塑性樹脂フィルムを製造する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、
熱可塑性樹脂及び無機微細粉末を含む基層用樹脂組成物を成形してフィルムを得る成形工程と、
前記フィルムの上に、熱可塑性樹脂及び無機微細粉末を含む第1樹脂層を形成する第1樹脂層形成工程と、
前記第1樹脂層の上に、熱可塑性樹脂を含む第2樹脂層を形成する第2樹脂層形成工程と、
前記フィルム、前記第1樹脂層および前記第2樹脂層を有する積層体を少なくとも1軸方向に延伸する積層体延伸工程と、を含み、かつ、
前記第1樹脂層が含む熱可塑性樹脂として、その融点が、前記基層用樹脂組成物が含む熱可塑性樹脂の融点以下である熱可塑性樹脂を用い、
前記第2樹脂層が含む熱可塑性樹脂として、その融点が、前記基層用樹脂組成物が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低い熱可塑性樹脂を用いる熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
[10]
前記第1樹脂層が含む熱可塑性樹脂として、その融点が、前記第2樹脂層が含む熱可塑性樹脂の融点よりも高い熱可塑性樹脂を用い、
前記積層体延伸工程で、前記第2樹脂層が含む熱可塑性樹脂の融点より高く、前記第1樹脂層が含む熱可塑性樹脂の融点より低い温度で前記積層体を延伸する[9]に記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
[11]
[1]~[4]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルムを製造する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、
熱可塑性樹脂及び無機微細粉末を含む基層用樹脂組成物を成形してフィルムを得る成形工程と、
前記フィルムを少なくとも1軸方向に延伸して延伸フィルムを得る延伸工程と、
前記延伸フィルムの上に、熱可塑性樹脂を含む樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記樹脂層表面にエンボス加工を行うエンボス加工工程と、を含み、かつ、
前記樹脂層が含む熱可塑性樹脂として、その融点が、前記基層用樹脂組成物が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低い熱可塑性樹脂を用いる熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
[12]
[8]に記載の熱可塑性樹脂フィルムを製造する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、
熱可塑性樹脂を含む基層用樹脂組成物を成形してフィルムを得る成形工程と、
前記フィルムの上に、熱可塑性樹脂を含む樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記フィルムおよび前記樹脂層を有する積層体を少なくとも1軸方向に延伸する積層体延伸工程と、を含み、かつ、
前記樹脂層が含む熱可塑性樹脂として、下記条件(a)~(c)を満たす成分(A)と成分(B)を含有する熱可塑性樹脂の混合物を用い、
前記積層体延伸工程で、前記成分(A)の融点より高く、前記成分(B)の融点より低い温度で前記積層体を延伸する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
(a)前記樹脂層が含む熱可塑性樹脂のうち、前記樹脂層の固形分全量に対する含有率(質量%)で、含有率が最も大きいものが成分(A)であり、前記成分(A)の次に含有率が大きいものが成分(B)であり、成分(A)の含有率と成分(B)の含有率との比[成分(A)の含有率/成分(B)の含有率]が、80/20~20/80であること
(b)成分(A)の融点が、前記基層用樹脂組成物が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低く、成分(A)と成分(B)が互いに非相溶性であること
(c)成分(B)の融点が成分(A)の融点よりも高く、成分(B)の融点と成分(A)の融点との差が20~110℃であること
[1]~[8]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルムを含むインモールド成形用ラベル。
[14]
前記熱可塑性樹脂フィルムのヒートシール層表面と反対側の面に印刷情報を有する[13]に記載のインモールド成形用ラベル。
[15]
[13]または[14]に記載のインモールド成形用ラベルと、前記インモールド成形用ラベルが貼着されたプラスチック容器を有するラベル付きプラスチック容器。
[16]
プラスチック容器をブロー成形すると同時に、[13]または[14]に記載のインモールド成形用ラベルを前記プラスチック容器に貼着する工程を含むラベル付きプラスチック容器の製造方法。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂を含む基層と、熱可塑性樹脂を含むヒートシール層を少なくとも有する。ここで、ヒートシール層は、基層の熱可塑性樹脂よりも融点が低い熱可塑性樹脂を含む。
なお、以下の説明では、熱可塑性樹脂フィルムにおいて、基層のヒートシール層と反対側の表面を「フロント面」または「印刷面」と言い、ヒートシール層の基層と反対側の面を「バック面」、「ヒートシール層表面」または「ヒートシール面」と言うことがある。
また、本発明において、基層、ヒートシール層および後述する中間層が含む熱可塑性樹脂の「融点」は、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に従いDSC(示差走査熱量測定)で測定される融解ピーク温度のことをいう。
本発明では、ヒートシール層表面のコア部のレベル差Rkが1.2~9.0μmであり、ヒートシール層表面の十点平均粗さRzjisとコア部のレベル差Rkとの比Rzjis/Rkが2.0~9.0であることを特徴とする。
ヒートシール層表面のRkおよびRzjis/Rkが上記の範囲にある熱可塑性樹脂フィルムは、インモールドラベルプロセスの際、ヒートシール層表面の凹凸が空気流路を形成し、ヒートシール層表面と成形用樹脂との間から空気が効率よく排出される。これにより、この熱可塑性樹脂フィルムと成形用樹脂とを、ブリスターの発生を抑えて高い接着強度で接着することができる。また、熱可塑性樹脂フィルムを積み重ねたときに、ヒートシール層表面の凹凸形状がフロント面に転写することが抑えられ、フロント面に印刷した印刷像に凹凸パターンが現れ難い。このため、この熱可塑性樹脂フィルムは、印刷情報を良好に付与することができる。
以下において、本発明で規定するRkおよびRzjis/Rk、その他の表面性状パラメーターについて詳細に説明する。
[コア部のレベル差Rkについて]
本発明における「コア部のレベル差Rk」は、ISO 13565-2:1996およびJIS B0671-2:2002「製品の幾何特性仕様(GPS)-形体-第2部:円筒及び円すいの測得中心線,測得中心面並びに測得形体の局部寸法」で規定する粗さ曲線の突出山部高さと突出谷部深さの間のコア部のレベル差(core roughness depth)である。
コア部のレベル差Rkは、平滑化粗さ曲線および負荷曲線を用いて求められる表面性状パラメーターである。コア部のレベル差Rkの求め方を、図1を参照しながら説明する。図1(a)は、ヒートシール面の平滑化粗さ曲線の一例であり、図1(b)は、図1(a)の平滑化粗さ曲線から求めた負荷曲線である。ただし、本発明におけるヒートシール面の平滑化粗さ曲線および負荷曲線は、図1(a)、(b)に示すパターンに限るものではない。
コア部のレベル差Rkを求めるには、平滑化粗さ曲線から負荷曲線を求め、その負荷曲線上で等価直線を引く。ここで、負荷曲線の横軸は、平滑化粗さ曲線を、ある高さで水平方向に切断したときの切断位置における、実体部分と空隙部分のうちの実体部分の割合(基準長さに対する実体部分の累積長さの割合(%):負荷長さ率)を示し、縦軸は高さを示す。等価直線は、負荷長さ率の差ΔMrを40%にして引いた負荷曲線の割線(かっせん)が、最も緩い傾斜となる直線である。この直線が負荷長さ率0%と100%の位置で縦軸と交わる二つの高さ位置の間がコア部となり、この二つの高さ位置の差がコア部のレベル差Rkとなる。通常、Rkが大きい値である程、表面の主たる凹部(コア部の凹部)の容積が大きいことを意味する。また、等価直線が負荷長さ率0%の位置で縦軸と交わる位置(コア部の最上部)より高い部分が突出山部である。測定面からみて突出山部が占める面積の割合はMr1で表される。
すなわち、ヒートシール面のコア部のレベル差Rkが大きくなれば、空気流路を形成しうるキャビティの容積が大きくなり、インモールドラベルプロセスにおいて熱可塑性樹脂フィルムと成形用樹脂との間の空気の排出性が向上すると考えられる。このような点から、本発明では、ヒートシール面のコア部のレベル差Rkを1.2μm以上に規定する。コア部のレベル差Rkは、1.5μm以上が好ましく、2.5μm以上がより好ましく、3.0μm以上がさらに好ましい。一方、Rkが大きくなりすぎると、Mr1が減少し、突出山部の面積が測定面積に対し相対的に減少することになる。そのため、熱可塑性樹脂フィルムのヒートシール面と成形前の樹脂との接触面積が減少し、接着強度が低くなる可能性がある。従って、本発明では、ラベル付きプラスチック容器におけるラベル(熱可塑性樹脂フィルム)の接着強度を高くする観点から、ヒートシール層表面のコア部のレベル差Rkを9.0μm以下に規定する。コア部のレベル差Rkは、8.5μm以下が好ましく、8.0μm以下がより好ましい。
本発明における「十点平均粗さRzjis」は、JIS B0601:2013「製品の幾何特性仕様(GPS)-表面性状:輪郭曲線方式-用語,定義及び表面性状パラメーター」附属書1で規定する十点平均粗さ(ten point height of roughness profile)である。すなわち、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した、最も高い山頂から5番目までの山頂の標高(Yp)の絶対値と、最も低い谷底から5番目までの谷底の標高(Yv)の絶対値との和を求め、この値を5で除してマイクロメートル(μm)で表したものをいう。通常、Rzjisが大きい値である程、より深い凹部(より高い凸部)を表面に有することを意味する。
したがって、ヒートシール面の十点平均粗さRzjisが大きくなれば、空気流路を形成しうるキャビティが深くなるため、インモールドラベルプロセスにおいて熱可塑性樹脂フィルムと成形用樹脂との間の空気の排出性が向上することが期待できる。このような点から、ヒートシール面の十点平均粗さRzjisは、9.0μm以上が好ましく、15μm以上がより好ましい。一方、ヒートシール面の十点平均粗さRzjisが大きすぎると、熱可塑性樹脂フィルムのヒートシール面と成形前の樹脂との接触面積が減少し、接着強度が低くなる可能性がある。従って、ラベル付きプラスチック容器におけるラベル(熱可塑性樹脂フィルム)の接着強度を高くする観点から、ヒートシール面の平均粗さRzjisは30μm以下が好ましく、25μm以下がより好ましい。
ところが、キャビティが深くても、キャビティの幅が狭ければ十分な空気の排出性が得られないことが判明した。キャビティの幅の指標が前述のRkである。一方、熱可塑性樹脂フィルム同士をヒートシール面とフロント面が接するように重ねあわせて荷重をかけた場合、ヒートシール面の突起部とフロント面との接触面積が小さいと、その接触部分にかかる圧力が高くなり、ヒートシール面の突起部の形状(凹凸形状)がフロント面に転写されやすくなると考えられる。よって、ヒートシール面の凹凸形状がフロント面に転写されることを抑えるためには、ヒートシール面の突起部とフロント面の接触面積を評価する指標が必要になる。その指標の1つがRzjis/Rkであり、指標のもう1つがMr1である。
ここで、Rzjis/Rkは、コア部の高さに対する突出山部の高さの比率であり、コア部の高さRkが一定のとき、Rzjis/Rkが大きくなれば、突出山部の底面積は変化なく、突出山部の高さが高くなり、突出山部が急峻な傾斜を有することを意味する。ここで突出山部の面積は後述のMr1に相当する。すなわち、キャビティの幅を広げるためには突出山部の底面積を狭くするほうが良いことから、Rzjis/Rkが大きいほうが、ヒートシール面と樹脂との間の空気の排出性が向上する傾向がある。一方、ヒートシール面とフロント面との接触面積を広くするためには突出山部の傾斜が急峻でないほうがよいことから、Rzjis/Rkが小さいほうが、ヒートシール面の凹凸形状がフロント面に転写しにくくなる傾向がある。
以上の点から、本発明においてはRzjis/Rkは2.0以上であり、3.0以上が好ましく、4.0以上がより好ましい。また、Rzjis/Rkは9.0以下であり、8.0以下が好ましく、7.0以下がより好ましい。これにより、熱可塑性樹脂フィルムを積み重ねたときに、ヒートシール面の凹凸形状がフロント面に転写されることが抑えられるとともに、インモールドラベルプロセスにおいて、熱可塑性樹脂フィルムと成形用樹脂との間から空気が効率よく排出され、熱可塑性樹脂フィルムと成形用樹脂を、ブリスターの発生を抑えて高い接着強度で接着することが可能になる。
本明細書中において「コア部の負荷長さ率Mr1」とは、ISO 13565-2:1996で規定するコア部の負荷長さ率(material portion)である。図1(b)に示すように、コア部の負荷長さ率Mr1は、突出山部とコア部の分離線と負荷曲線の交点の負荷長さ率を表す。また、Mr1は上述の通り、突出山部が測定面積に占める割合ととらえることができる。したがって、キャビティの容積を大きくするためにはMr1が小さいほうがよく、ヒートシール面とフロント面との接触面積を広くするためには、Mr1が大きいほうがよい。
ヒートシール面のコア部の負荷長さ率Mr1は3.7%以上であることが好ましく、5.0%以上であることがより好ましく、8.0%以上であることがさらに好ましい。また、ヒートシール面のコア部の負荷長さ率Mr1は15.0%以下であることが好ましく、12.0%以下であることがより好ましく、10.0%以下であることがさらに好ましい。ヒートシール面のコア部の負荷長さ率Mr1が上記の範囲であることにより、熱可塑性樹脂フィルムを積み重ねたときに、フロント面への凹凸形状の転写がより確実に抑えられるとともに、インモールドプロセスにおいて、熱可塑性樹脂フィルムのヒートシール面と成形用樹脂との間の空気がより効率よく排出されるようになる。
(平滑度)
本明細書中において「平滑度」とは、JIS P 8155:2010で規定する王研式平滑度(Oken smoothness)である。
ヒートシール面の平滑度は、1000秒以上であることが好ましく、2000秒以上であることがより好ましく、3000秒以上であることがさらに好ましい。また、ヒートシール面の平滑度は、10000秒以下であることが好ましく、9000秒以下であることがより好ましく、6000秒以下であることがさらに好ましい。ヒートシール面の平滑度が上記の範囲であることにより、熱可塑性樹脂フィルムを積み重ねたときに、フロント面への凹凸形状の転写がより確実に抑えられるとともに、インモールドプロセスにおいて、熱可塑性樹脂フィルムのヒートシール面と成形用樹脂との間の空気がより効率よく排出されるようになる。
ヒートシール面のRk、Rzjis/Rk、その他の表面性状パラメーターを本発明で規定する範囲や好ましい範囲に調整する方法としては、(1)ヒートシール層に微細フィラーを添加し、その粒径や添加量を制御する方法、(2)エンボスロールを用いてヒートシール層表面にエンボスを賦形する方法、(3)基層とヒートシール層の間に、ミクロボイドを有する中間層を設け、そのミクロボイドにヒートシール層の熱可塑性樹脂を溶け落ちさせてヒートシール面に凹部を形成する方法、(4)ヒートシール層の熱可塑性樹脂として相溶性のない組み合わせの熱可塑性樹脂を配合してヒートシール層の表面に凹凸を形成する方法等が挙げられ、2つ以上の方法を組み合わせて表面性状を制御してもよい。
これらの方法の詳細については、熱可塑性樹脂フィルムの製造方法の欄および実施例を参照することができる。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂を含む基層および熱可塑性樹脂を含むヒートシール層を少なくとも有するものであり、基層とヒートシール層のみから構成されていてもよいし、この他の層を含んでいてもよい。
具体的な層構成として、基層とヒートシール層との間に中間層を有するタイプ(Aタイプ)、基層とヒートシール層とを有し、該ヒートシール層に特定形状のエンボス加工等が施されているタイプ(Bタイプ)、基層とヒートシール層とを有し、該ヒートシール層が特定の組成を有するタイプ(Cタイプ)を例示することができる。
Aタイプの熱可塑性樹脂フィルムは、基層およびヒートシール層と、基層とヒートシール層の間に設けられた中間層を有する。
中間層は、熱可塑性樹脂を40~85質量%と、微細フィラーを15~60質量%含む。ここで、中間層が含む熱可塑性樹脂の融点は、基層が含む熱可塑性樹脂の融点以下である。
中間層の熱可塑性樹脂としては、後述の基層が含んでよい熱可塑性樹脂から選択してもよく、後述のヒートシール層が含んでよい熱可塑性樹脂から選択してもよい。ただし、中間層が含む熱可塑性樹脂の融点が基層が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低くなるように選択する。これらは1種類を単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いることもできる。
また、中間層が含む熱可塑性樹脂は、インモールドラベルプロセス時及びラベルの使用時に基層と中間層との層間剥離およびヒートシール層と中間層との層間剥離を起こしにくくする観点から、基層で選択した熱可塑性樹脂およびヒートシール層で選択した熱可塑性樹脂の両方と接着性の高い熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。
無機微細粉末としては、中間層を多孔質化させることができるものであれば、その種類は特に限定されない。無機微細粉末の具体例としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、焼成クレイ、タルク、珪藻土、白土、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、チタン酸バリウム、シリカ、アルミナ、ゼオライト、マイカ、セリサイト、ベントナイト、セピオライト、バーミキュライト、ドロマイト、ワラストナイト、ガラスファイバーなどが挙げられる。またこれらを脂肪酸、高分子界面活性剤、帯電防止剤等で表面処理したものも挙げられる。なかでも重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、焼成クレイ、タルクが、空孔成形性が良く安価なために好ましい。
有機フィラーとしては、中間層が含む熱可塑性樹脂と非相溶であり、融点ないしガラス転移温度が該熱可塑性樹脂よりも高く、加えて該熱可塑性樹脂の溶融混練条件下で微分散するものが好ましい。有機フィラーを構成する樹脂の具体例としては、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、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ナイロン-6、ナイロン-6,6、環状ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリメタクリレート、ポリエチレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチルメタクリレート、ポリ-4-メチル-1-ペンテン、環状オレフィンの単独重合体、環状オレフィンとエチレンとの共重合体などが挙げられる。さらにこれらの樹脂を架橋しておいて用いることもできる。またはメラミン樹脂のような熱硬化性樹脂の微粉末を用いてもよい。
これらの中でも、ミクロボイドの数及びサイズを自由にコントロールする観点から無機微細粉末を選択することが好ましい。
ここで、「無機微細粉末の平均粒子径」とは、粒子計測装置、例えば、レーザー回折式粒子計測装置「マイクロトラック」(株式会社日機装製、商品名)により測定した累積で50%にあたる粒子径(累積50%粒径)のことをいう。また、「有機フィラーの平均分散粒子径」とは、溶融混練と分散により熱可塑性樹脂中に分散した有機フィラーの粒子径(平均分散粒子径)に対応し、熱可塑性樹脂フィルムの切断面の電子顕微鏡観察により粒子の少なくとも10個の最大径を測定しその平均値を粒子径として求めたもののことをいう。
酸化防止剤を添加する場合は、立体障害フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、またはアミン系酸化防止剤等を通常0.001~1質量%の範囲内で使用することができる。光安定剤を使用する場合は、立体障害アミン系光安定剤、ベンゾトリアゾール系光安定剤、またはベンゾフェノン系光安定剤を通常0.001~1質量%の範囲内で使用することができる。分散剤や滑剤は、例えば無機微細粉末を分散させる目的で使用する。具体的には、シランカップリング剤、オレイン酸やステアリン酸等の高級脂肪酸、金属石鹸、ポリ(メタ)アクリル酸ないしはそれらの塩等を通常0.01~4質量%の範囲内で使用することができる。これらは、熱可塑性樹脂フィルムからなるインモールド成形用ラベルの印刷性やヒートシール性を阻害しない範囲で添加することが好ましい。
Aタイプの熱可塑性樹脂フィルムが有する基層は、熱可塑性樹脂フィルムにおいてヒートシール層の支持体となるとともに、熱可塑性樹脂フィルムに機械強度や剛度等を与える。これにより、熱可塑性樹脂フィルムをインモールド成形用ラベルとして用いるときに、印刷時や金型へのラベル挿入時に必要なコシを付与し、更に耐水性、耐薬品性、必要に応じて印刷性、不透明性、軽量性、帯電防止性等を付与するものである。
ポリエステル系樹脂としてはポリエチレンテレフタレートやその共重合体、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、脂肪族ポリエステル等が挙げられる。
ポリオレフィン系樹脂としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、プロピレン系樹脂、ポリ-4-メチル-1-ペンテン、エチレン-環状オレフィン共重合体等が挙げられる。また、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキセン、オクテン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、メチル-1-ペンテンなどのオレフィン類の単独重合体、およびこれらオレフィン類の2種類以上からなる共重合体が挙げられる。また、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体の金属塩(アイオノマー)、エチレン・アクリル酸アルキルエステル共重合体、エチレン・メタクリル酸アルキルエステル共重合体(アルキル基の炭素数は1~8が好ましい)、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリプロピレン等の官能基含有ポリオレフィン系樹脂が挙げられる。
更にこれらのポリオレフィン系樹脂の中でも、フィルム成形性、防湿性、機械的強度、コストの観点からプロピレン系樹脂が好ましく用いられる。プロピレン系樹脂としては、例えばプロピレンを単独重合させたアイソタクティックないしはシンジオタクティック、および様々な立体規則性を有するホモポリプロピレンを挙げることができる。またプロピレンを主体とし、これとエチレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテン等のα-オレフィンとを共重合させた様々な立体規則性を有するプロピレン系共重合体を挙げることができる。プロピレン系共重合体は2元系でも3元系以上の多元系でもよく、またランダム共重合体でもブロック共重合体でもよい。 また、基層が含む熱可塑性樹脂としては、インモールドラベルプロセス時、及びラベルの使用時に基層と中間層との層間剥離を起こしにくくする観点から、中間層で選択した熱可塑性樹脂に対する接着性の高い熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。
Aタイプの熱可塑性樹脂フィルムが有する基層には、必要に応じて上記中間層の項で列挙した無機微細粉末や有機フィラー、公知の添加剤を任意に添加することができる。
ヒートシール層は、中間層の基層と反対側の表面(バック面側の表面)上に設けられている、熱可塑性樹脂を主成分とする層である。ヒートシール層は、熱可塑性樹脂フィルムと他の樹脂とを接合する接着剤の働きを有するものである。
ヒートシール層は、基層が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低い熱可塑性樹脂を含む。ヒートシール層が含む熱可塑性樹脂の融点は、基層が含む熱可塑性樹脂の融点よりも10℃以上低いことが好ましく、20℃以上低いことがより好ましく、30℃以上低いことがさらに好ましい。また、上記のように、ヒートシール層が含む熱可塑性樹脂の融点は、中間層が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低いことが好ましい。
ヒートシール層に用いるのに好適な熱可塑性樹脂としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合体(アルキル基の炭素数は1~8)、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体の金属塩(例えばZn、Al、Li、K、Naから選択される金属との塩)等の樹脂が挙げられる。
また熱可塑性樹脂としては、分子内に炭素2~20個を有するα-オレフィンから選択された少なくとも2種以上のコモノマーを共重合して得られるα-オレフィンのランダム共重合体またはブロック共重合体が挙げられる。
炭素2~20個のα-オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、2-メチル-1-プロペン、1-ペンテン、2-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、1-ヘキセン、2-エチル-1-ブテン、2,3-ジメチル-1-ブテン、2-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ペンテン、3,3-ジメチル-1-ブテン、1-ヘプテン、メチル-1-ヘキセン、ジメチル-1-ペンテン、エチル-1-ペンテン、トリメチル-1-ブテン、メチルエチル-1-ブテン、1-オクテン、1-ヘプテン、メチル-1-ペンテン、エチル-1-ヘキセン、ジメチル-1-ヘキセン、プロピル-1-ヘプテン、メチルエチル-1-ヘプテン、トリメチル-1-ペンテン、プロピル-1-ペンテン、ジエチル-1-ブテン、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、オクタデセン等が挙げられる。これらの中でも共重合のしやすさ、経済性などの観点から、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテンが好ましい。
これらの中でも、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、メタロセン触媒を用いて共重合したエチレン系共重合体が好ましい。
ヒートシール層に用いる熱可塑性樹脂は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
エチレン・α-オレフィン共重合体を合成する際の触媒としては、メタロセン触媒、特にメタロセン・アルモキサン触媒、または、例えば、国際公開公報WO92/01723号公報等に開示されているようなメタロセン化合物と、メタロセン化合物と反応して安定なアニオンをなす化合物からなる触媒が好ましい。
また、ヒートシール層に練り込んで使用し、徐々に表面に移行して帯電防止効果を発現する観点から低分子型の帯電防止剤を使用することができる。また、低濃度で持続的に帯電防止効果を発現する観点から高分子型の帯電防止剤を使用することができる。また、低分子型の帯電防止剤と高分子型の帯電防止剤を併用することもできる。
帯電防止剤の配合率は、ヒートシール層の固形分全量に対して、帯電防止剤の所定の性能を発揮する観点から、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましい。一方、インモールド成形用ラベルをプラスチック容器に貼着した場合の接着強度を確保する観点から、帯電防止剤の配合率は、ヒートシール層の固形分全量に対して、3質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることが更に好ましい。
帯電防止剤の添加方法としては、ヒートシール層用の樹脂組成物に直接配合する方法、ヒートシール層に用いる熱可塑性樹脂と相溶性のある熱可塑性樹脂に帯電防止剤を高濃度で配合して得たマスターバッチをヒートシール層用の樹脂組成物に配合する方法が挙げられる。
アンチブロッキング剤の添加方法としては、ヒートシール層用の樹脂組成物に直接配合する方法、ヒートシール層に用いる熱可塑性樹脂と相溶性のある熱可塑性樹脂にアンチブロッキング剤を高濃度で配合して得たマスターバッチをヒートシール層用の樹脂組成物に配合する方法が挙げられる。
これらの添加剤の配合率は、添加剤の所定の性能を発揮する観点から、ヒートシール層の固形分全量に対して0.05質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましい。一方、この熱可塑性樹脂フィルムからなるインモールド成形用ラベルをプラスチック容器に貼着した場合の接着強度を確保する観点から、添加剤の配合率は、ヒートシール層中の固形分全量に対して7.5質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることが更に好ましい。
Aタイプの熱可塑性樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂及び無機微細粉末を含む基層用樹脂組成物を成形してフィルムを得る成形工程と、フィルムの上に、熱可塑性樹脂及び無機微細粉末を含む第1樹脂層を形成する第1樹脂層形成工程と、第1樹脂層の上に、熱可塑性樹脂を含む第2樹脂層を形成する第2樹脂層形成工程と、フィルムと第1樹脂層と第2樹脂層とを有する積層体を、少なくとも1軸方向に延伸する積層体延伸工程を用いて製造することができる。ここで、第1樹脂層が含む熱可塑性樹脂の融点は、基層用樹脂組成物が含む熱可塑性樹脂の融点以下であり、第2樹脂層が含む熱可塑性樹脂の融点は、基層用樹脂組成物が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低い温度である。また、この製造方法で得られる熱可塑性樹脂フィルムにおいて、基層用樹脂組成物を成形して得たフィルムに由来する層は「基層」に対応し、第1樹脂層に由来する層は「中間層」に対応し、第2樹脂層に由来する層は「ヒートシール層」に対応する。
フィルムに用いる材料、第1樹脂層に用いる材料、第2樹脂層に用いる材料の説明については、上記の基層の材料、中間層の材料、ヒートシール層の材料についての説明をそれぞれ参照することができる。
ここで、この熱可塑性樹脂フィルムの製造方法では、さらに、第1樹脂層(中間層)が含む熱可塑性樹脂の融点が第2樹脂層(ヒートシール層)が含む熱可塑性樹脂の融点よりも高くなるように材料を選択し、且つ、積層体延伸工程を、ヒートシール層が含む熱可塑性樹脂の融点より高くかつ中間層が含む熱可塑性樹脂の融点より低い温度で行うと、中間層にミクロボイドを生じさせるとともに、ヒートシール層が含む熱可塑性樹脂が該ミクロボイド中に溶け落ちることによって、バック面に多数の凹部を形成することができる。これにより、ヒートシール層表面のRkとRzjis/Rkを、容易に本発明で規定する範囲に調整することができる。
フィルムの成形技術としては、例えば、スクリュー型押出機に接続された単層または多層のTダイ、Iダイなどにより溶融状態の樹脂組成物をシート状に押し出すキャスト成形、カレンダー成形、圧延成形、インフレーション成形などを用いることができる。
このとき成形するフィルムは、単層構造であってもよく、2層構造、3層構造以上の多層構造のものであってもよい。例えば基層の多層化により機械特性の向上や、筆記性、耐擦過性、2次加工適性等の様々な機能の付加が可能となる。
フィルムの積層技術としては、種々の接着剤を使用したドライラミネート方式、ウェットラミネート方式および溶融ラミネート方式や、フィードブロック、マルチマニホールドを使用した多層ダイス方式(共押出方式)や、複数のダイスを使用する押出しラミネーション方式や、種々のコーターを使用した塗工方法等が挙げられる。また、多層ダイスと押出しラミネーションを組み合わせて使用することも可能である。
Aタイプの熱可塑性樹脂フィルムは、中間層(第1樹脂層)とヒートシール層(第2樹脂層)とが積層された後に少なくとも1軸方向に延伸されている。基層/中間層/ヒートシール層の延伸軸数は、2軸/1軸/1軸、1軸/2軸/2軸、2軸/2軸/1軸、2軸/2軸/2軸であっても良い。また、各層を積層する前に個別に延伸しておいてもよいし、積層した後にまとめて延伸してもよい。また、延伸した層を積層後に再び延伸しても差し支えない。
これらの中でも多層ダイの中で基層/中間層/ヒートシール層を積層してフィルムに成形し、これを1軸または2軸方向に延伸する方法、基層となる単層または複層の無延伸フィルムに、中間層およびヒートシール層を同時又は順次積層し、さらに1軸または2軸延伸する方法、または基層となる単層または複層の1軸延伸フィルムに、中間層およびヒートシール層を同時又は順次積層し、さらに1軸2軸延伸する方法が好ましい。
Aタイプの熱可塑性樹脂フィルムを延伸する場合の延伸速度は、特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂フィルムの安定した延伸成形のために20~350m/分の範囲内であることが好ましい。また延伸倍率は、熱可塑性樹脂フィルムに用いられる熱可塑性樹脂の延伸特性などを考慮して適宜決定される。例えば、熱可塑性樹脂フィルムに用いられる熱可塑性樹脂がプロピレンの単独重合体またはその共重合体である場合は、熱可塑性樹脂フィルムを一方向に延伸する場合の延伸倍率は、約1.5~12倍が好ましく、2~10倍がより好ましい。また、二軸延伸する場合の延伸倍率は、面積延伸倍率で1.5~60倍が好ましく、4~50倍がより好ましい。
Bタイプの熱可塑性樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂を含む基層および熱可塑性樹脂を含むヒートシール層を少なくとも有し、ヒートシール層表面にエンボス加工が施されることにより、ヒートシール面のコア部のレベル差Rkと、十点平均粗さRzjisとコア部のレベル差Rkとの比Rzjis/Rkが本発明で規定する範囲に調整されている。
Bタイプの熱可塑性樹脂フィルムが有する基層は、熱可塑性樹脂フィルムにおいてヒートシール層の支持体となるとともに、熱可塑性樹脂フィルムに機械強度や剛度等を与える。これにより、熱可塑性樹脂フィルムをインモールド成形用ラベルとして用いるときに、印刷時や金型へのラベル挿入時に必要なコシを付与し、更に耐水性、耐薬品性、必要に応じて印刷性、不透明性、軽量性、帯電防止性等を付与するものである。
基層における熱可塑性樹脂の含有量は、基層の固形分全量に対して、フィルム成形性の観点から30質量%以上であることが好ましく、45質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが更に好ましい。またその上限は100質量%であってよい。Bタイプの熱可塑性樹脂フィルムは、基層における熱可塑性樹脂の含有量を比較的高く設定することにより、透明熱可塑性樹脂フィルムとして好適に使用しうる。熱可塑性樹脂フィルムに白色性、不透明性、軽量性を付与する場合は、基層における熱可塑性樹脂の含有量は90質量%以下が好ましく、85質量%以下がより好ましく、80質量%以下がさらに好ましい。
微細フィラーとしては、Aタイプの熱可塑性樹脂フィルムが有する中間層の項で説明した種類が挙げられる。なかでも空孔成形性が良く安価である観点から、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、焼成クレイ、タルクが好ましい。またインモールド成形用ラベルの白色化および不透明化の観点から酸化チタンが好ましい。
基層は異なる機能を発現する層を有して複層構成になっていてもよい。こうした機能を発現する層としては、白色度、不透明度、軽量化のための低密度層、ダイスから押し出して成形するときの異物の発生を抑制したり中間層との接着力を高くしたりするためのスキン層、印刷インキの定着性に優れ、熱可塑性樹脂フィルムのフロント面に設けられる印刷適性層等が挙げられる。
ヒートシール層は、基層の一方の面(バック面側の表面)上に設けられている、熱可塑性樹脂を主成分とする層である。ヒートシール層は、熱可塑性樹脂フィルムと他の樹脂とを接合する接着剤の働きを有するものである。ヒートシール層が含む熱可塑性樹脂は、基層が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低いものである。ヒートシール層が含む熱可塑性樹脂の融点は、基層が含む熱可塑性樹脂の融点よりも10℃以上低いことが好ましく、20℃以上低いことがより好ましく、30℃以上低いことがさらに好ましい。
ヒートシール層に用いるのに好適な熱可塑性樹脂は、Aタイプの熱可塑性樹脂フィルムが有するヒートシール層の項における説明が参照できる。
これらの中でも、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、メタロセン触媒を用いて共重合したエチレン系共重合体が好ましい。
ヒートシール層に用いる熱可塑性樹脂は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
Bタイプの熱可塑性樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂及び無機微細粉末を含む基層用樹脂組成物を成形してフィルムを得る成形工程と、フィルムの上に、熱可塑性樹脂を含む樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、必要に応じてフィルムを少なくとも1軸方向に延伸して延伸フィルムを得る延伸工程と、樹脂層表面にエンボス加工を行うエンボス加工工程を用いて製造することができる。「延伸工程」は、「フィルムを得る成形工程」と「樹脂層形成工程」の間で行ってもよく、「樹脂層形成工程」と「エンボス加工工程」の間で行ってもよく、「エンボス加工工程」の後に行ってもよい。
ここで、樹脂層が含む熱可塑性樹脂の融点は、基層用樹脂組成物が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低い温度である。また、この製造方法で得られる熱可塑性樹脂フィルムにおいて、基層用樹脂組成物を成形して得たフィルムに由来する層は「基層」に対応し、樹脂層に由来する層は「ヒートシール層」に対応する。
フィルムに用いる材料および樹脂層に用いる材料の説明については、上記の基層の材料、ヒートシール層の材料についての説明をそれぞれ参照することができる。
従来の技術では、バック面におけるJIS B0601:2013附属書1に規定されるRzjis(十点平均粗さ)が3~30μmであることが好ましいとされてきた。しかしながら、Rzjisをこの範囲内とした熱可塑性樹脂フィルムをインモールド成形に使用した場合、熱可塑性樹脂フィルムと成形用樹脂との間の空気排出性が不十分であり、ブリスターが生じることがあった。本発明では、RkおよびRzjis/Rkを特定の範囲にするようなエンボス加工方法を採用する。
フィルムの成形技術としては、例えば、スクリュー型押出機に接続された単層または多層のTダイ、Iダイなどにより溶融状態の樹脂組成物をシート状に押し出すキャスト成形、カレンダー成形、圧延成形、インフレーション成形などを用いることができる。
このとき成形するフィルムは、単層構造であってもよく、2層構造、3層構造以上の多層構造のものであってもよい。例えば基層の多層化により機械特性の向上や、筆記性、耐擦過性、2次加工適性等の様々な機能の付加が可能となる。
フィルム(樹脂層)の積層技術としては、種々の接着剤を使用したドライラミネート方式、ウェットラミネート方式および溶融ラミネート方式や、フィードブロック、マルチマニホールドを使用した多層ダイス方式(共押出方式)や、複数のダイスを使用する押出しラミネーション方式や、種々のコーターを使用した塗工方法等が挙げられる。また、多層ダイスと押出しラミネーションを組み合わせて使用することも可能である。
基層となるフィルムが複数の層から構成される場合は、機械強度が高く、厚みの均一性に優れる観点から、少なくともその一層が少なくとも1軸方向に延伸されていることが好ましい。基層となるフィルム各層の延伸軸数は、1軸/1軸、1軸/2軸、2軸/1軸、1軸/1軸/2軸、1軸/2軸/1軸、2軸/1軸/1軸、1軸/2軸/2軸、2軸/2軸/1軸、2軸/2軸/2軸等を選択できる。複数層を延伸する場合は、各層を積層する前に個別に延伸しておいてもよいし、積層した後にまとめて延伸してもよい。また、延伸した層を積層後に再び延伸しても差し支えない。
延伸温度、延伸速度および延伸倍率は、基層となるフィルムに含まれる熱可塑性樹脂に好適な条件で行う限り特に限定されない。例えば熱可塑性樹脂がプロピレンの単独重合体(融点155~167℃)である場合は100~166℃が好適であり、高密度ポリエチレン(融点121~136℃)である場合は70~135℃が好適である。延伸速度は、20~350m/分の範囲が好適である。延伸倍率は、例えば、熱可塑性樹脂がプロピレンの単独重合体またはその共重合体である場合に、同フィルムを一方向に延伸する場合の延伸倍率は、約1.5~12倍が好適であり、二軸延伸する場合の延伸倍率は、面積延伸倍率で1.5~60倍が好適である。
冷却ロールのエンボス模様としては、2.54cm(1インチ)当りの線密度として、バック面の空気排出の観点から20線以上が好ましく、30線以上がより好ましく、50線以上が更に好ましい。また、印刷面にエンボスパターンが現れにくくする観点から、1500線以下が好ましく、1200線以下がより好ましく、1000線以下が更に好ましい。また、エンボスの深さとしては、インモールドラベルプロセスにおいて、熱可塑性樹脂フィルムのヒートシール面と成形用樹脂との間から効率よく空気を排出させる観点から5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましく、15μm以上が更に好ましい。一方、熱可塑性樹脂フィルムのヒートシール面と成形前の樹脂との接触面積を確保する観点から、エンボスの深さは、50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましく、25μm以下がより好ましい。
また、ヒートシール層となる樹脂層にエンボスを賦形した後、加熱延伸することもできる。ただし、ヒートシール層のRkおよびRzjis/Rkを上記範囲に容易に調整するためには、エンボス賦形後に加熱延伸しない場合に比べて、エンボスロールの線数は上記範囲の中で高めを選択することが好ましく、エンボスの深さは上記範囲の中で深めを選択することが好ましい。
また、Rkが一定の条件では、ヒートシール層に凹エンボス賦形してもよいが、ヒートシール層に凸エンボスを賦形した方が、Rzjis/Rkが比較的高くなって上記範囲内に容易に調整できる観点から好ましい。
Cタイプの熱可塑性樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂を含む基層および熱可塑性樹脂を含むヒートシール層を少なくとも有し、該ヒートシール層が特定の組成を有することにより、ヒートシール面のコア部のレベル差Rkと、十点平均粗さRzjisとコア部のレベル差Rkとの比Rzjis/Rkが本発明で規定する範囲に調整されている。ここで、熱可塑性樹脂を含む基層および該基層を構成する各成分の好ましい範囲と具体例は、[Bタイプの熱可塑性樹脂フィルム]における基層と同様であり、その対応する記載を参照することができる。また、Cタイプの熱可塑性樹脂フィルムも、Bタイプの熱可塑性樹脂フィルムと同様に、基層における熱可塑性樹脂の含有量を比較的高く設定することにより、透明熱可塑性樹脂フィルムとして好適に使用しうる。
ヒートシール層は、基層の一方の面(バック面側の表面)上に設けられている、熱可塑性樹脂を主成分とする層である。ヒートシール層は、熱可塑性樹脂フィルムと他の樹脂とを接合する接着剤の働きを有するものである。ヒートシール層が含む熱可塑性樹脂は、基層が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低いものである。ヒートシール層が含む熱可塑性樹脂の融点は、基層が含む熱可塑性樹脂の融点よりも10℃以上低いことが好ましく、20℃以上低いことがより好ましく、30℃以上低いことがさらに好ましい。
Cタイプの熱可塑性樹脂フィルムでは、そのヒートシール層の例として、(i)熱可塑性樹脂と微細フィラーを含有するヒートシール層と、(ii)互いに非相溶性である少なくとも2種類の熱可塑性樹脂を含有するヒートシール層を挙げることができる。
以下において、これらのヒートシール層についてそれぞれ説明する。
(i) 熱可塑性樹脂と微細フィラーを含有するヒートシール層
このヒートシール層に用いるのに好適な熱可塑性樹脂は、Aタイプの熱可塑性樹脂フィルムが有するヒートシール層の項における説明が参照できる。
これらの中でも、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、メタロセン触媒を用いて共重合したエチレン系共重合体が好ましい。
ヒートシール層に用いる熱可塑性樹脂は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
微細フィラーは、アスペクト比が1~1.5のものと、アスペクト比が1.5より大きく10以下のものを組み合わせて使用することが好ましい。微細フィラーとして、アスペクト比が1~1.5のもののみを使用した場合は、Rkの増加よりRzjisの増加が顕著で、Rzjis/Rkが増大しやすい傾向がある。一方、アスペクト比が1.5より大きく10以下のもののみを使用した場合は、Rzjisの増加よりRkの増加が顕著で、Rzjis/Rkが減少しやすい傾向がある。微細フィラーとして、アスペクト比が1~1.5のものと、アスペクト比が1.5より大きく10以下のものとを併用することにより、Rzjis/Rkを本発明で規定する所定範囲に容易に調整することができる。なお、微細フィラーとしてアスペクト比が10を超えるものを使用すると、Rkが増加しにくく、Rzjisも増加しにくい傾向がある。
本明細書中において「アスペクト比」とは、走査型電子顕微鏡による画像解析で観察領域の中央付近に存在する任意の20個の粒子を選択し、個々の粒子の長径を短径で除した値を求め、20個の値を加法平均した値のことを言う。
アスペクト比が1~1.5である無機微細粉末の市販品として、Cube50KAS(いずれも備北粉化工業社製)を挙げることができ、アスペクト比が1.5より大きく10以下である無機微細粉末の市販品として、ソフトン#1800、ソフトン#1000、BF100、BF200、(いずれも備北粉化工業社製)を挙げることができる。
次に、互いに非相溶性である少なくとも2種類の熱可塑性樹脂を含有するヒートシール層について説明する。
このヒートシール層は、ヒートシール層の表面に凹凸を付与するため、互いに非相溶性である少なくとも2種類の熱可塑性樹脂を含有する。互いに非相溶性である2種類以上の熱可塑性樹脂を混合して加熱溶融した後、冷却固化すると、その冷却固化の過程において、各熱可塑性樹脂の熱収縮率の差によって、自発的に凹凸のある表面が形成される。このヒートシール層では、こうした機構により表面に凹凸が付与され、RkやRzjis/Rkを本発明で規定する範囲に調整することができる。
ここで、「互いに非相溶性である」とは、上記熱可塑性樹脂の混合物のDSC(示差走査熱量測定)において、各熱可塑性樹脂の融解ピークがそれぞれ独立に観察される組み合わせのことをいう。
互いに非相溶性である少なくとも2種類の熱可塑性樹脂の組み合わせは、互いに非相溶性である2種類の熱可塑性樹脂の組み合わせであってもよいし、互いに非相溶性である3種類以上の熱可塑性樹脂の組み合わせであってもよい。ここで言う「互いに非相溶性である3種類以上の熱可塑性樹脂の組み合わせ」は、各熱可塑性樹脂が、他の熱可塑性樹脂の少なくとも1種に対して非相溶性であればよく、全ての熱可塑性樹脂に対して非相溶性である必要はない。
互いに非相溶性である熱可塑性樹脂の組み合わせとして、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等のエチレン系樹脂の場合は、プロピレン単独重合体、(プロピレン-エチレン)ランダム共重合体等との組み合わせが挙げられる。また、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合体、エチレン・α-オレフィン共重合体等のエチレン系共重合体の場合は、プロピレン単独重合体等との組み合わせが挙げられる。
なお、ヒートシール層の熱可塑性樹脂は、互いに非相溶性である熱可塑性樹脂のみで構成されていてもよいし、互いに非相溶性である熱可塑性樹脂の他に、いずれの熱可塑性樹脂に対しても相溶性を有する熱可塑性樹脂(相溶性樹脂)を含んでいてもよい。ただし、相溶性樹脂の含有率は、互いに非相溶性である熱可塑性樹脂よりも小さいことが好ましい。相溶性樹脂としては、例えばAタイプの熱可塑性樹脂フィルムのヒートシール層の項で例示した熱可塑性樹脂の中から選択することができる。
また、このヒートシール層では、互いに非相溶性である熱可塑性樹脂のうち、該ヒートシール層が含む熱可塑性樹脂の合計質量に対する含有率(質量%)で、含有率が最も大きい成分以外は、その融点が基層が含む熱可塑性樹脂の融点以上であってもよい。
成分(A)と成分(B)の含有率の比[成分(A)の含有率/成分(B)の含有率]は、RkやRzjis/Rkを所定の範囲に調整する観点から、80/20~55/45であることが好ましく、30/70~55/45であることがより好ましく、40/60~55/45であることがさらに好ましい。
また、RkやRzjis/Rkを所定の範囲に調整する観点から、成分(B)の融点は、成分(A)の融点よりも高いことが好ましく、成分(B)の融点と成分(A)の融点との差が20~110℃であることがより好ましく、40~90℃であることがさらに好ましい。具体的には、成分(A)の融点は、60~140℃であることが好ましく、70~120℃であることがより好ましい。また、成分(B)の融点は、100~200℃であることが好ましく、120~180℃であることがより好ましい。
成分(A)および成分(B)の組み合わせは、上記の「互いに非相溶性である熱可塑性樹脂の組み合わせ」から適宜選択することができる。これらのうち、例えば、成分(A)が直鎖状低密度ポリエチレンであり、成分(B)がプロピレン単独重合体である場合は、Rkの増加よりRzjisの増加が顕著で、Rzjis/Rkが増大しやすい傾向がある。また、成分(A)が直鎖状低密度ポリエチレンであり、成分(B)が(プロピレン-エチレン)ランダム共重合体である場合は、Rzjisの増加よりRkの増加が顕著で、Rzjis/Rkが減少しやすい傾向がある。こうした傾向を考慮して、成分(A)および成分(B)を選択することが好ましい。
たとえば成分(A)が直鎖状低密度ポリエチレンであり、成分(B)が(プロピレン-エチレン)ランダム共重合体である場合、アスペクト比が1~1.5である微細フィラーを、ヒートシール層の固形分全量に対して0.5~5質量%添加することが好ましく、0.8~3質量%添加することがより好ましい。成分(A)および成分(B)と、アスペクト比が1~1.5である微細フィラーを組み合わせることにより、成分(A)と成分(B)を含み、微細フィラーを含有していないヒートシール層や、アスペクト比が1~1.5の微細フィラーを含んでいるが、成分(A)に成分(B)を組み合わせていないヒートシール層に比べて、Rkが増加し、Rzjis/Rkも増加する傾向がある。これにより、成分(A)と成分(B)のような、互いに非相溶性である少なくとも2種類の熱可塑性樹脂の使用やアスペクト比が1~1.5の微細フィラーの添加だけでは得られない、顕著な効果が得られる。
また、成分(A)が直鎖状低密度ポリエチレンであり、成分(B)が(プロピレン-エチレン)ランダム共重合体である場合、アスペクト比が1.5より大きく10以下である微細フィラーを、ヒートシール層の固形分全量に対して10~35質量%添加することが好ましく、15~30質量%添加することがより好ましい。
Cタイプの熱可塑性樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂及び無機微細粉末を含む基層用樹脂組成物を成形してフィルムを得る成形工程と、フィルムの上に、熱可塑性樹脂を含む樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、必要に応じてフィルムを少なくとも1軸方向に延伸して延伸フィルムを得る延伸工程を用いて製造することができる。ここで、樹脂層が含む上記成分(A)の熱可塑性樹脂の融点は、基層用樹脂組成物が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低い温度である。また、この製造方法で得られる熱可塑性樹脂フィルムにおいて、基層用樹脂組成物を成形して得たフィルムに由来する層は「基層」に対応し、樹脂層に由来する層は「ヒートシール層」に対応する。
ヒートシール層として、微細フィラーを含有するものを形成する場合には、熱可塑性樹脂と微細フィラーを含む樹脂組成物を用いて樹脂層を形成し、ヒートシール層として、互いに非相溶性である少なくとも2種類の熱可塑性樹脂を含有するものを形成する場合には、樹脂層の熱可塑性樹脂として、互いに非相溶性である少なくとも2種類の熱可塑性樹脂を含有するものを使用する。フィルムに用いる材料および樹脂層に用いる材料の説明については、上記の基層の材料、ヒートシール層の材料についての説明をそれぞれ参照することができ、樹脂層の熱可塑性樹脂には、上記の成分(A)および成分(B)に相当するものを用いることが好ましい。
従来の技術では、バック面におけるJIS B0601:2013附属書1に規定されるRzjis(十点平均粗さ)が3~30μmであることが好ましいとされてきた。しかしながら、Rzjisをこの範囲内とした熱可塑性樹脂フィルムをインモールド成形に使用した場合、熱可塑性樹脂フィルムと成形用樹脂との間の空気排出性が不十分であり、ブリスターが生じることがあった。本発明では、RkおよびRzjis/Rkを特定の範囲にするようなヒートシール層の組成を採用する。
Cタイプの熱可塑性樹脂フィルムを製造する際、ヒートシール層の表面に凹凸を付与するため、熱可塑性樹脂に微細フィラーを配合する場合、ヒートシール層となる樹脂層を積層成形したのちに延伸するほうが好ましい。延伸によって微細フィラーの形状がヒートシール層となる樹脂層の表面(ヒートシール面)により反映されやすい。また、樹脂層を延伸する場合、無延伸の場合に比べて微細フィラーの量が少なくてもRkおよびRzjis/Rkを特定の範囲に調整しやすく、インモールド成形用ラベルをプラスチック容器に貼着した場合の接着強度が低下しにくい効果がある。
基層となるフィルムの成形方法、フィルム(樹脂層)の延伸温度、延伸速度および延伸倍率および延伸技術の説明もまた[Bタイプの熱可塑性樹脂フィルムの製造方法]を参照することができる。
同様に、ヒートシール層に含まれる熱可塑性樹脂を非相溶性の2成分以上の樹脂の組み合わせとする場合、無延伸であっても自発的に凹凸のある表面を形成することが出来るが、ヒートシール層となる樹脂層を積層成形したのちに延伸するほうが好ましい。延伸を組み合わせることによって凹凸がヒートシール層となる樹脂層の表面(ヒートシール面)に強調されやすい。このとき、成分Bが海島構造の島となることから、延伸温度は成分(A)の融点より高く、成分(B)の融点より低いことが好ましい。
(厚さ)
熱可塑性樹脂フィルムの厚さは、JIS K7130:1999「プラスチック-フィルム及びシート-厚さ測定方法」に従って測定する。熱可塑性樹脂フィルムをインモールド成形用ラベルに用いる場合、その厚さは、インモールド成形用ラベルに充分なコシを与えて、印刷時や金型挿入時のトラブルを抑制する観点から、30μm以上であることが好ましく、40μm以上であることがより好ましく、50μm以上であることがさらに好ましい。また、大型ボトル容器における耐落下性の観点から、熱可塑性樹脂フィルムの厚さは、200μm以下であることが好ましく、150μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることがより好ましい。
熱可塑性樹脂フィルムの密度は、JIS P8124:2011「紙及び板紙-坪量の測定方法」に基づいて測定して得た坪量を、熱可塑性樹脂フィルムの厚さで割った値として求める。熱可塑性樹脂フィルムの厚さの測定方法については、上記の(厚さ)の欄に記載された測定方法を参照することができる。
熱可塑性樹脂フィルムをインモールド成形用ラベルに用いる場合、熱可塑性樹脂フィルムの密度は、インモールド成形用ラベルに充分なコシを与えて、印刷時や金型挿入時のトラブルを生じにくくする観点から、0.6g/cm3以上であることが好ましく、0.65g/cm3以上であることがより好ましく、0.7g/cm3以上であることがさらに好ましい。また、インモールド成形用ラベルを軽量化する観点から、熱可塑性樹脂フィルムの密度は、0.95g/cm3以下であることが好ましく、0.9g/cm3以下であることがより好ましく、0.85g/cm3以下であることがさらに好ましい。熱可塑性樹脂フィルムをインモールド成形用ラベルとして使用するとき、成形後のラベルの外観にオレンジピールと称する模様が現れることがあるが、オレンジピールがデザインとして不要である場合、熱可塑性樹脂フィルムの密度として、上記範囲の中で高めの値(0.8g/cm3以上)を選択すればよく、オレンジピールがデザインとして必要である場合、上記範囲の中で低めの値(0.8g/cm3未満)を選択すればよい。
表面抵抗率は、23℃、相対湿度50%の条件下で、JIS K-6911:1995「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠し、2重リング法の電極を用いて測定される抵抗率である。
熱可塑性樹脂フィルムのヒートシール層表面と反対側の面(フロント面)の表面抵抗率は1×108Ω以上であることが好ましく、5×108Ω以上であることがより好ましく、1×109Ω以上であることがさらに好ましい。また、熱可塑性樹脂フィルムのフロント面の表面抵抗率は、1×1012Ω以下であることが好ましく、5×1011Ω以下であることが好ましく、1×1011Ω以下であることがさらに好ましい。これにより、熱可塑性樹脂フィルムの印刷時、ラベル製造時、インモールド成形時にフィルム又はラベルが2枚以上重なって搬送されること(重送)が抑制されるとともに、帯電インサーターを用いてインモールド成形用金型にラベルを装填するときにラベルの落下が起こりにくくなる。
本発明のインモールド成形用ラベルは、本発明の熱可塑性樹脂フィルムを含む。熱可塑性樹脂フィルムの説明については、上記の<<熱可塑性樹脂フィルム>>の欄に記載された説明を参照することができる。
[印刷]
本発明のインモールド成形用ラベルは、そのフロント面にバーコード、製造元、販売会社名、キャラクター、商品名、使用方法などを印刷することができる。この場合、インモールド成形用ラベルに供する熱可塑性樹脂フィルムのフロント面には印刷適性を付与することが好ましい。その方法としては、コロナ放電等の表面酸化処理や、インキ定着性に優れた物質の塗布などの表面処理が挙げられる。印刷には、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、シール印刷、スクリーン印刷などの手法を採用することができる。
従来の熱可塑性樹脂フィルムからなるインモールド成形用ラベルは、バック面が有するエンボス形状がフロント面に強く転写されているため、フロント面にベタ印刷を行うとエンボスパターンが目立って現れる傾向があった。これに対して、本発明の熱可塑性樹脂フィルムを用いるインモールド成形用ラベルでは、印刷面にエンボスパターンが全く現れないか現れても目立たず、印刷情報を良好に付与することができる。
インモールド成形用ラベルは、本発明の熱可塑性樹脂フィルムを打抜加工により必要な形状寸法に分離することで得ることができる。ラベルに印刷情報を付与する場合、打抜加工は、印刷を行う前の熱可塑性樹脂フィルムに行ってもよいし、印刷を行った後の熱可塑性樹脂フィルムに行ってもよいが、印刷を行った後の熱可塑性樹脂フィルムに行われることが多い。打抜加工されたインモールド成形用ラベルは、プラスチック容器表面の全面に貼着されるものであってもよいし、一部に貼着される部分的なものであってもよい。例えば、インモールド成形用ラベルはインジェクション成形により付型されるカップ状のプラスチック容器の側面をぐるりと取巻くブランクラベルとして用いるものであってもよいし、中空成形により付型されるボトル状のプラスチック容器の表面および裏面に貼着されるラベルとして用いるものであってもよい。
本発明のラベル付きプラスチック容器は、本発明のモールド成形用ラベルと、モールド成形用ラベルが貼着されたプラスチック容器本体を有する。
モールド成形用ラベルの説明については、上記の<<モールド成形用ラベル>>についての説明を参照することができる。
プラスチック容器の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)やその共重合体などのポリエステル系樹脂;ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)などのポリオレフィン系樹脂;ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。なかでも、ブロー成形し易い樹脂であることから、ポリエステル系樹脂またはポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。また、これらの熱可塑性樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂組成物を使用することが好ましい。
インモールド成形用ラベルをプラスチック容器に貼着する方法としては、中空成形、インジェクション成形、差圧成形等のプロセスにおいて、成形と同時にインモールド成形用ラべルを樹脂に接着する方法が挙げられる。
例えば中空成形では、インモールド成形用ラベルを、成形金型の少なくとも一つの金型のキャビティ内にラベルのバック面が金型のキャビティ側(フロント面が金型に接するよう)に向くように配置した後、吸引や静電気により金型内壁に固定する。次いで容器成形材料となる樹脂のパリソンまたはプリフォームの溶融物が金型間に導かれ、型締めした後に常法により中空成形され、該ラベルがプラスチック容器の外壁に一体に融着されたラベル付きプラスチック容器が成形される。
また例えばインジェクション成形では、インモールド成形用ラベルを、雌金型のキャビティ内にラベルのバック面が金型のキャビティ側に向くよう(フロント面が金型に接するよう)に配置した後、吸引や静電気により金型内壁に固定し、型締めした後に、容器成形材料となる樹脂の溶融物を金型内に射出し容器成形して、該ラベルがプラスチック容器の外壁に一体に融着されたラベル付きプラスチック容器が成形される。
また例えば差圧成形では、インモールド成形用ラベルを、差圧成形金型の下雌金型のキャビティ内にラベルのバック面が金型のキャビティ側に向くよう(フロント面が金型に接するよう)に設置した後、吸引や静電気により金型内壁に固定する。次いで容器成形材料となる樹脂シートの溶融物が下雌金型の上方に導かれ、常法により差圧成形され、該ラベルがプラスチック容器の外壁に一体に融着されたラベル付きプラスチック容器が成形される。差圧成形は、真空成形、圧空成形のいずれも採用できるが、一般には両者を併用し、かつプラグアシストを利用した差圧成形が好ましい。
本発明のインモールド成形用ラベルは、容器の樹脂温度が低温で成形する際のプラスチック中空成形やインジェクション成形に用いるものとして、特に有用である。
プラスチック容器本体とラベルとの間の接着強度はJIS K 6854-3:1999「接着剤-はく離接着強さ試験方法-第3部:T形はく離」に従って測定する。ブリスターが生じない状況下では、上記接着強度は2N/15mm以上が好ましく、4N/15mm以上が好ましく、6N/15mm以上が更に好ましい。
以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
(厚さ)
熱可塑性樹脂フィルムの厚さは、JIS K7130:1999に基づき、定圧厚さ測定器(株式会社テクロック製、「PG-01J」)を用いて測定した。
熱可塑性樹脂フィルムの坪量は、JIS P8124:2011「紙及び板紙-坪量の測定方法」に基づき、100mm×100mmサイズに打抜いたサンプルを電子天秤で秤量して測定した。
熱可塑性樹脂フィルムの密度は、上記で得た坪量を、上記で得た厚みで割った値として求めた。
熱可塑性樹脂フィルムの王研式平滑度をJIS P 8155:2010「紙及び板紙-平滑度試験方法-王研法」に従って、デジタル王研式透気度、平滑度試験機(旭精工株式会社製「EYO-55-1M」)で測定した。
熱可塑性樹脂フィルムのヒートシール層表面の表面粗さRzjisをJIS B0601:2013附属書1に従って、表面粗さ測定機(株式会社東京精密製、「SURFCOM 1500DX」)を用いて、(50mm×50mm)に断裁したラベルのヒートシール面を測定長さ30mmで測定した。
熱可塑性樹脂フィルムをミクロトーム(Leica Biosystems製、「RM2265」)を用いて切断して測定用サンプルを作成し、走査型電子顕微鏡((株)トプコン製、「SM-200」)を用いて、加速電圧10kVで熱可塑性樹脂フィルムのヒートシール層断面の観察像を得た。次に画像解析装置((株)ニレコ製、「LUZEX AP」)を用いて、観察領域から任意に20個の粒子を選択し、個々の粒子について最大径と最小径を求め、最大径を最小径で除した値を当該粒子のアスペクト比とし、20個の粒子のアスペクト比の値を平均して、微細フィラーのアスペクト比とした。
熱可塑性樹脂フィルムのヒートシール層表面の表面形状をISO 13565-1:1996に従い非接触3次元表面形状粗さ測定器(Zygo Corporation製、「NewView5010」)を用いて、面方向の3次元表面形状を、測定面積:2mm×2mm、対物レンズ:20倍、14μm以下の波長をカットする条件下で測定を行い、ISO 13565-2:1996に従って解析ソフト(Zygo Corporation製、「MetroPro」)を用いて解析して求めた。
各実施例、比較例で得られたインモールド成形用ラベルを小割スリット処理し、これの片面にフレキソ印刷機(太陽機械製作所株式会社製、「TCL」)、および紫外線硬化型フレキソインキ(T&K TOKA株式会社製、「UVフレキソCF」)を用いて、温度23℃、相対湿度50%の環境下で、商品名、製造元、販売会社名、使用方法、注意事項等の文字情報およびバーコードや意匠を含む図柄を、60m/分の速度にて4色印刷を施した。次いでこれを紫外線照射器(アイグラフィック株式会社製、メタルハライド灯、100W/cm、1灯)の下を60m/分の速度にて通過させて印刷面のインキを乾燥させて、フレキソ印刷物を得た。
適性評価(目視):
◎:良好(ルーペ観察で外観不良は見られない)
○:良好(ルーペ観察で文字の輪郭に揺らぎが見られる)
△:可(ルーペ観察で文字の輪郭に欠損が見られる)
×:不良(目視観察で白抜けが見られる)
各実施例または比較例から得たインモールド成形用ラベルを、横120mm、縦150mmの矩形に打抜加工してラベル付きプラスチック容器の製造に用いるラベルとした。
このラベルを3Lの内容量のボトルを成型できるブロー成形用金型の一方にヒートシール層がキャビティ側に向くように配置し、吸引を利用して金型上に固定した後、金型間に高密度ポリエチレン(日本ポリエチレン株式会社製、「ノバテックHD HB420R」、MFR(JIS K7210:1999)=0.2g/10分、融解ピーク温度(JIS K7121:2012)=133℃、結晶化ピーク温度(JIS K7121:2012)=115℃、密度(JIS K7112:1999)=0.956g/cm3)を160℃で溶融してパリソン状に押出し、ラベルが貼着する部分のパリソンを160℃に設定した。次いで金型を型締めした後、4.2kg/cm2の圧空をパリソン内に供給し、16秒間パリソンを膨張させて金型に密着させて容器状とするとともにラベルと融着させ、次いで、金型内で成型物を冷却し、型開きをしてラベル付きプラスチック容器を得た。この際、金型冷却温度は20℃、ショットサイクル時間は38秒/回とし、ラベル付きプラスチック容器の外観評価と接着強度の評価を実施した。
ラベル付きプラスチック容器を23℃、相対湿度50%の環境下に1週間保管した後、JIS K 6854-3:1999に従い、ラベル付きプラスチック容器のラベル貼着部分を15mm幅の短冊状に切り取り、ラベルと容器との間の接着強度を、引張試験機(株式会社島津製作所製、「オートグラフAGS-D型」)を用い、300mm/minの引張速度でT字剥離することにより求めた。
適性評価(目視):
◎:良好(外観不良は見られない)
○:良好(若干の外観不良が発生するが、剥離は見られない)
△:可(オレンジピールが発生するが、剥離は見られず、実用上問題ない)
×:不良(ブリスターや位置ずれによる外観不良が発生する)
実施例および比較例にて熱可塑性樹脂フィルムの製造に用いた原料を表1にまとめて示す。
表1に記載のPP1を83質量%、CA1を16質量%、TIOを1質量%の割合で混合した基層用材料を、250℃に設定した押出機にて溶融混練した後、250℃に設定したTダイに供給し、シート状に押し出し、これを冷却ロールにて約60℃まで冷却して無延伸シートを得た。次いでこの無延伸シートを、シート表面の温度が140℃になるよう熱ロールで再加熱した後、ロール群の周速差を利用して縦方向に4倍延伸し、冷却ロールにてシート表面の温度が約60℃になるまで冷却して4倍延伸シートを得た。
次いで表1に記載のPP2を25質量%、PP3を14質量%、CA1を60質量%、TIOを1質量%の割合で混合した中間層用材料と、表1記載のPE2からなるヒートシール層材料とを、230℃に設定した別の2台の押出機にて溶融混練した後、230℃に設定したTダイよりシート状に押し出し、上記4倍延伸シートに積層し、基層/中間層/ヒートシール層の3層構造を有する積層シートを得た。
次いでこの積層シートを、テンターオーブンを用いてシート表面の温度が160℃になるように再加熱した後、テンターを用いて横方向に9倍延伸し、更に170℃に調整した熱セットゾーンによりアニーリング処理を行い、冷却ロールにて約60℃まで冷却し、耳部をスリットして3層構造の2軸延伸樹脂フィルムを得た。
次いでこれをガイドロールでコロナ放電処理器に導き、基層側の表面に50W・分/m2の処理量でコロナ放電処理を施し、巻き取り機で巻き取って、これを熱可塑性樹脂フィルムとした。
得られた熱可塑性樹脂フィルムの負荷曲線を図2に示す。得られた熱可塑性樹脂フィルムは、厚さ76μm、密度0.81g/cm3、平滑度5664秒、表面粗さパラメーターはそれぞれRa1.33μm、Rzjis17.63μm、Rk3.79μm、Rpk1.24μm、Rvk2.64μm、Rzjis/Rk4.65であった。
実施例1において、基層用材料、中間層用材料、ヒートシール層材料、縦延伸温度、横延伸温度を表2記載の通り変更したこと以外は実施例1と同様にして熱可塑性樹脂フィルムを得た。これらの熱可塑性樹脂フィルムの厚さ、密度、平滑度、表面粗さの各パラメーターは表1の通りであった。実施例5の熱可塑性樹脂フィルムの負荷曲線を図3に示す。また、比較例2の熱可塑性樹脂フィルムの負荷曲線を図5に示す。
表1に記載の材料を表2に記載の割合で混合した基層用材料と、中間層用材料とをそれぞれ250℃に設定した別の2台の押出機にて溶融混練した後、250℃に設定したTダイに供給し、Tダイ内で積層してシート状に押し出し、これを冷却ロールにて約60℃まで冷却して無延伸シートを得た。次いでこの無延伸シートを、表2に記載の縦延伸温度に再加熱した後、ロール群の周速差を利用して縦方向に表2記載の倍率で延伸し、冷却ロールにて約60℃まで冷却して延伸シートを得た。
次いでヒートシール層用材料のPE1を、230℃に設定した押出機にて溶融混練した後、230℃に設定したTダイよりシート状に押し出し、4倍延伸シートの中間層側表面に積層し、#150線のグラビアエンボスを付形した金属冷却ロールとマット調ゴムロールとの間にヒートシール層側が金属冷却ロールに接するように導き、挟圧して両者を接合しながらヒートシール層側にエンボスパターンを転写し、冷却ロールにて冷却して、基層/中間層/ヒートシール層の3層構造を有する積層シートを得た。
次いでこの積層シートを、テンターオーブンを用いて表2に記載の横延伸条件に再加熱した後、テンターを用いて横方向に9倍延伸した後、更に160℃に調整した熱セットゾーンによりアニーリング処理を行い、冷却ロールにて約60℃まで冷却し、耳部をスリットして3層構造の2軸延伸樹脂フィルムを得た。
次いでこれをガイドロールでコロナ放電処理器に導き、基層側の表面に50W・分/m2の処理量でコロナ放電処理を施し、巻き取り機で巻き取ってこれを熱可塑性樹脂フィルムとした。
これらの熱可塑性樹脂フィルムの厚さ、密度、平滑度、表面粗さの各パラメーターは表2に記載の通りであった。比較例1の熱可塑性樹脂フィルムの負荷曲線を図4に示す。
表1に記載のPP1を73質量%、CA1を22質量%、TIOを5質量%の割合で混合した基層用材料と、PP2を99質量%、CA1を1質量%の割合で混合した中間層用材料とを、それぞれ250℃に設定した押出機にて溶融混練した後、250℃に設定したTダイに供給し、Tダイ内で積層してシート状に押し出し、これを冷却ロールにて約60℃まで冷却して無延伸シートを得た。次いでこの無延伸シートを、表2に記載の縦延伸温度に再加熱した後、ロール群の周速差を利用して縦方向に5倍延伸した。
続いて、テンターオーブンを用いて表2に記載の横延伸条件に再加熱した後、テンターを用いて横方向に8倍延伸した後、更に160℃に調整した熱セットゾーンによりアニーリング処理を行い、冷却ロールにて約60℃まで冷却し、耳部をスリットして、基層/中間層の2層構造を有する積層2軸延伸シートを得た。
次いで表1に記載のPE1からなるヒートシール層樹脂を、230℃に設定した押出機にて溶融混練した後、230℃に設定したTダイよりシート状に押し出し、上記積層2軸延伸シートの中間層側表面に積層し、#25線、深さ25μmのグラビアエンボスを付形した金属冷却ロールとマット調ゴムロールとの間に導き、挟圧して両者を接合しながらヒートシール層側にエンボスパターンを転写し、冷却ロールにて冷却して、基層/中間層/ヒートシール層の3層構造を有する積層シートを得た。
次いで積層シートをガイドロールでコロナ放電処理器に導き、基層側の表面に50W・分/m2の処理量でコロナ放電処理を施し、巻き取り機で巻き取って、これを熱可塑性樹脂フィルムとした。
これらの熱可塑性樹脂フィルムの厚さ、密度、平滑度、表面粗さの各パラメーターは表2に記載の通りであった。
表1に記載のPP1からなる基層用材料を、210℃に設定した押出機にて溶融混練した後、250℃に設定したTダイに供給し、Tダイからシート状に押し出し、これを冷却ロールにて約60℃まで冷却して無延伸シートを得た。次いでこの無延伸シートを、140℃に再加熱した後、ロール群の周速差を利用して縦方向に4倍延伸した。
続いて、テンターオーブンを用いて155℃に再加熱した後、テンターを用いて横方向に9倍延伸した後、更に160℃に調整した熱セットゾーンによりアニーリング処理を行い、冷却ロールにて約60℃まで冷却し、耳部をスリットして、基層の透明2軸延伸シートを得た。
次いで表1に記載のPE1からなるヒートシール層樹脂を、230℃に設定した押出機にて溶融混練した後、230℃に設定したTダイよりシート状に押し出し、上記の透明2軸延伸シートの片面に積層し、#25線、深さ25μmのグラビアエンボスを付形した金属冷却ロールとマット調ゴムロールとの間に導き、挟圧して両者を接合しながらヒートシール層側にエンボスパターンを転写し、冷却ロールにて冷却して、基層/ヒートシール層の2層構造を有する積層シートを得た。
次いで積層シートをガイドロールでコロナ放電処理器に導き、基層側の表面に50W・分/m2の処理量でコロナ放電処理を施し、巻き取り機で巻き取って、これを熱可塑性樹脂フィルムとした。
この熱可塑性樹脂フィルムの厚さ、密度、平滑度、表面粗さの各パラメーターは表2に記載の通りであった。
表1に記載のPP1を73質量%、CA1を22質量%、TIOを5質量%の割合で混合した基層用材料と、PP2を99質量%、CA1を1質量%の割合で混合した中間層用材料とを、それぞれ250℃に設定した押出機にて溶融混練した後、250℃に設定したTダイに供給し、Tダイ内で積層してシート状に押し出し、これを冷却ロールにて約60℃まで冷却して無延伸シートを得た。次いでこの無延伸シートを、表2に記載の縦延伸温度に再加熱した後、ロール群の周速差を利用して縦方向に5倍延伸した。
続いて、テンターオーブンを用いて表2に記載の横延伸条件に再加熱した後、テンターを用いて横方向に8倍延伸した後、更に160℃に調整した熱セットゾーンによりアニーリング処理を行い、冷却ロールにて約60℃まで冷却し、耳部をスリットして、基層/中間層の2層構造を有する積層2軸延伸シートを得た。
次いで表1に記載のPE3を76質量%、CA2を18質量%、CA5を6質量%の割合で混合したヒートシール層樹脂を、240℃に設定した押出機にて溶融混練した後、230℃に設定したTダイよりシート状に押し出し、上記積層2軸延伸シートの中間層側表面に積層し、冷却ロールにて冷却して、基層/中間層/ヒートシール層の3層構造を有する積層シートを得た。
次いで積層シートをガイドロールでコロナ放電処理器に導き、基層側の表面に50W・分/m2の処理量でコロナ放電処理を施し、巻き取り機で巻き取って、これを熱可塑性樹脂フィルムとした。
これらの熱可塑性樹脂フィルムの厚さ、密度、平滑度、表面粗さの各パラメーターは表2に記載の通りであった。
表1に記載のPP1からなる基層用材料を、210℃に設定した押出機にて溶融混練した後、250℃に設定したTダイに供給し、Tダイからシート状に押し出し、これを冷却ロールにて約60℃まで冷却して無延伸シートを得た。次いでこの無延伸シートを、140℃に再加熱した後、ロール群の周速差を利用して縦方向に4倍延伸した。
続いて、テンターオーブンを用いて155℃に再加熱した後、テンターを用いて横方向に9倍延伸した後、更に160℃に調整した熱セットゾーンによりアニーリング処理を行い、冷却ロールにて約60℃まで冷却し、耳部をスリットして、基層の透明2軸延伸シートを得た。
次いで表1に記載のPE3、PE3と非相溶の樹脂としてPP3またはPP4、無機微細粉末としてCA2またはCA5をそれぞれ表2記載の割合で混合したヒートシール層樹脂を、230℃に設定した押出機にて溶融混練した後、230℃に設定したTダイよりシート状に押し出し、上記の透明2軸延伸シートの片面に積層し、冷却ロールにて冷却して、基層/ヒートシール層の2層構造を有する積層シートを得た。
次いで積層シートをガイドロールでコロナ放電処理器に導き、基層側の表面に50W・分/m2の処理量でコロナ放電処理を施し、巻き取り機で巻き取って、これを熱可塑性樹脂フィルムとした。
これらの熱可塑性樹脂フィルムの厚さ、密度、平滑度、表面粗さの各パラメーターは表2に記載の通りであった。
ヒートシール層表面のRkが9.0μmを超える比較例1では、Rkが7.1μmの実施例12やRkが8.5μmの実施例13に比べて、接着強度が低下する傾向があった。これはラベルのヒートシール面と成形前の樹脂との接触面積が減ったためと考えられる。一方、ヒートシール層表面のRkが1.2μmより小さい比較例2、3、5~8では、ラベル付きプラスチック容器のラベル部外観評価でブリスターが生じた。これは、空気排出のためのキャビティが浅く、空気の排出性が不良になったためと考えられる。
また、Rkが適正な範囲内であり、Rzjis/Rkが9.0を超える比較例4は、ラベル付きプラスチック容器のラベル部外観評価でブリスターが生じた。これは、狭いキャビティが多数存在し、空気の排出性が不良になったためと考えられる。一方、Rkが9.0を超え、Rzjis/Rkが2.0より小さい比較例1では、フレキソ印刷して得たインモールド成形用ラベルの表面評価で白抜けが生じた。これは、キャビティが広くなった代わりに隣り合う熱可塑性樹脂フィルムの接触面積が狭くなり、ヒートシール層の突起部の転写が起こりやすくなったためと考えられる。
実施例1~8は、中間層に大きなミクロボイドを多数生じせしめ、該ミクロボイドに、ヒートシール層が含む熱可塑性樹脂が溶け落ちることによって、バック面に凹部を形成することを企図したもの(Aタイプの熱可塑性樹脂フィルム)である。Aタイプの熱可塑性樹脂フィルムの製造方法は、基層の無機微細粉末含有量より中間層の無機微細粉末含有量を増加する方法(実施例7)、中間層が含有する熱可塑性樹脂の融点を基層が含有する熱可塑性樹脂の融点より低くする方法(実施例8)、および前記2つの方法を組み合わせる方法(実施例1~6)があることを示している。
また、実施例12~14は、延伸したフィルムにヒートシール層を積層する際にエンボスロールを用いてエンボスを賦形する方法(Bタイプの熱可塑性樹脂フィルム)である。Bタイプの熱可塑性樹脂フィルムの製造方法は、不透明基材(実施例12、13)、透明基材(実施例14)の両方に適用できることを示している。
また、実施例15~18は、ヒートシールを構成する樹脂組成物が特殊な配合で、製造過程でヒートシール層表面に自発的に凹凸を生じさせる方法(Cタイプの熱可塑性樹脂フィルム)である。
Cタイプの熱可塑性樹脂フィルムの製造方法は、まずヒートシール層に無機微細粉末を配合する方法(実施例15)がある。比較例5及び6と対比すれば、無機微細粉末の配合量を適正化することと、アスペクト比が1~1.5の粒子とアスペクト比が1.5より大きく10以下の粒子とを併用することが良いことが示唆される。また、無機微細粉末の一部または全部を有機フィラーに変更してもアスペクト比が1~1.5の粒子として扱えばよいことも示唆される。Rkが下限値に近いと、Rzjis/Rkが上限値に近くなりやすい傾向がある。
また、Cタイプの熱可塑性樹脂フィルムの製造方法には、ヒートシール層に含まれる熱可塑性樹脂を非相溶性の2成分以上の樹脂の組み合わせとする方法(実施例16、17)がある。さらにヒートシール層に無機微細粉末を配合する方法との併用(実施例18)もあるが、実施例18と比較例5、6とを対比すると、非相溶性の樹脂と無機微粉末の配合とを併用するほうがRkとRzjis/Rkとを調節しやすいことがわかる。
実施例9、10は、中間層に無機フィラーを比較的多量に配合する、Aタイプの熱可塑性樹脂フィルムの特徴と、ヒートシール層に無機微細粉末を添加する、Cタイプの熱可塑性樹脂フィルムの特徴とを併用した方法である。
また、実施例11は、中間層に無機フィラーを比較的多量に配合する、Aタイプの熱可塑性樹脂フィルムの特徴と、延伸したフィルムにヒートシール層を積層する際にエンボスロールを用いてエンボスを賦形する、Bタイプの熱可塑性樹脂フィルムの特徴とを併用した方法であり、エンボス法と延伸を組み合わるとRkおよびRzjis/Rkを好ましい範囲に調整しやすいことを示している。
Claims (16)
- 熱可塑性樹脂を含む基層および熱可塑性樹脂を含むヒートシール層を少なくとも有し、前記ヒートシール層が、前記基層が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低い融点を有する熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂フィルムであって、
前記ヒートシール層表面のISO 13565-2:1996に準じて測定されるコア部のレベル差Rkが1.2~9.0μmであり、前記ヒートシール層表面のJIS B0601:2013附属書1に準じて測定される十点平均粗さRzjisとコア部のレベル差Rkとの比Rzjis/Rkが2.0~9.0であることを特徴とする熱可塑性樹脂フィルム。 - 前記ヒートシール層表面のISO 13565-2:1996に準じて測定されるコア部の負荷長さ率Mr1が3.7~15.0%である請求項1に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 前記ヒートシール層表面のJIS P 8155:2010に準じて測定される王研式平滑度が1000~10000秒である請求項1に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 前記基層および前記ヒートシール層との間に中間層を有し、該中間層が熱可塑性樹脂を40~85質量%及び無機微細粉末を15~60質量%含み、前記中間層が含む熱可塑性樹脂の融点が、前記基層が含む熱可塑性樹脂の融点以下である請求項1~3のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 前記ヒートシール層が微細フィラーを15~50質量%含む請求項1~4のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 前記ヒートシール層が、アスペクト比が1~1.5である微細フィラーと、アスペクト比が1.5より大きく10以下である無機微細粉末とを含む請求項5に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 前記ヒートシール層が2種類以上の熱可塑性樹脂を含み、それら熱可塑性樹脂のうち、熱可塑性樹脂の合計質量に対する含有率(質量%)で、含有率が最も大きい成分(A)と、前記成分(A)の次に含有率が大きい成分(B)とが互いに非相溶性であり、かつ、成分(A)の含有率と成分(B)の含有率との比[成分(A)の含有率/成分(B)の含有率]が80/20~55/45である請求項1~6のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 前記成分(B)の融点が前記成分(A)の融点よりも高く、前記成分(B)の融点と前記成分(A)の融点との差が20~110℃である請求項7に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 請求項4に記載の熱可塑性樹脂フィルムを製造する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、
熱可塑性樹脂及び無機微細粉末を含む基層用樹脂組成物を成形してフィルムを得る成形工程と、
前記フィルムの上に、熱可塑性樹脂及び無機微細粉末を含む第1樹脂層を形成する第1樹脂層形成工程と、
前記第1樹脂層の上に、熱可塑性樹脂を含む第2樹脂層を形成する第2樹脂層形成工程と、
前記フィルム、前記第1樹脂層および前記第2樹脂層を有する積層体を少なくとも1軸方向に延伸する積層体延伸工程と、を含み、かつ、
前記第1樹脂層が含む熱可塑性樹脂として、その融点が、前記基層用樹脂組成物が含む熱可塑性樹脂の融点以下である熱可塑性樹脂を用い、
前記第2樹脂層が含む熱可塑性樹脂として、その融点が、前記基層用樹脂組成物が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低い熱可塑性樹脂を用いる熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。 - 前記第1樹脂層が含む熱可塑性樹脂として、その融点が、前記第2樹脂層が含む熱可塑性樹脂の融点よりも高い熱可塑性樹脂を用い、
前記積層体延伸工程で、前記第2樹脂層が含む熱可塑性樹脂の融点より高く、前記第1樹脂層が含む熱可塑性樹脂の融点より低い温度で前記積層体を延伸する請求項9に記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂フィルムを製造する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、
熱可塑性樹脂及び無機微細粉末を含む基層用樹脂組成物を成形してフィルムを得る成形工程と、
前記フィルムを少なくとも1軸方向に延伸して延伸フィルムを得る延伸工程と、
前記延伸フィルムの上に、熱可塑性樹脂を含む樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記樹脂層表面にエンボス加工を行うエンボス加工工程と、を含み、かつ、
前記樹脂層が含む熱可塑性樹脂として、その融点が、前記基層用樹脂組成物が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低い熱可塑性樹脂を用いる熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。 - 請求項8に記載の熱可塑性樹脂フィルムを製造する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、
熱可塑性樹脂を含む基層用樹脂組成物を成形してフィルムを得る成形工程と、
前記フィルムの上に、熱可塑性樹脂を含む樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記フィルムおよび前記樹脂層を有する積層体を少なくとも1軸方向に延伸する積層体延伸工程と、を含み、かつ、
前記樹脂層が含む熱可塑性樹脂として、下記条件(a)~(c)を満たす成分(A)と成分(B)を含有する熱可塑性樹脂の混合物を用い、
前記積層体延伸工程で、前記成分(A)の融点より高く、前記成分(B)の融点より低い温度で前記積層体を延伸する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
(a)前記樹脂層が含む熱可塑性樹脂のうち、前記樹脂層の固形分全量に対する含有率(質量%)で、含有率が最も大きいものが成分(A)であり、前記成分(A)の次に含有率が大きいものが成分(B)であり、成分(A)の含有率と成分(B)の含有率との比[成分(A)の含有率/成分(B)の含有率]が、80/20~55/45であること
(b)成分(A)の融点が、前記基層用樹脂組成物が含む熱可塑性樹脂の融点よりも低く、成分(A)と成分(B)が互いに非相溶性であること
(c)成分(B)の融点が成分(A)の融点よりも高く、成分(B)の融点と成分(A)の融点との差が20~110℃であること - 請求項1~8のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂フィルムを含むインモールド成形用ラベル。
- 前記熱可塑性樹脂フィルムのヒートシール層表面と反対側の面に印刷情報を有する請求項13に記載のインモールド成形用ラベル。
- 請求項13または14に記載のインモールド成形用ラベルと、前記インモールド成形用ラベルが貼着されたプラスチック容器を有するラベル付きプラスチック容器。
- プラスチック容器をブロー成形すると同時に、請求項13または14に記載のインモールド成形用ラベルを前記プラスチック容器に貼着する工程を含むラベル付きプラスチック容器の製造方法。
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