説明

熱収縮性積層フィルム、並びに該フィルムを用いた成形品、熱収縮性ラベル及び容器

【課題】 フィルムの紫外線カット性、ミシン目からの手切れ性に優れ、腰、収縮仕上がり性、再生添加時の透明性、自然収縮に優れ、フィルムの層間剥離が抑制された、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の提供。
【解決手段】 多価カルボン酸残基及び多価アルコール残基を含有する非晶性ポリエステル系樹脂組成物で構成されたA層と、スチレン系樹脂組成物で構成されたB層と、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合体又はその水素添加誘導体を含み、該共重合体又は水素添加誘導体の全体に対するスチレン系炭化水素の含有率が5〜40質量%である樹脂組成物で構成されたC層とを有し、波長300nm以下の光線透過率が5%以下であり、JIS K7128−3に準拠して測定されるフィルムの主収縮方向の引裂強さTTDと、それと直交する方向の引裂強さTMDの比TTD/TMDが0.4以上1.6以下とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱収縮性積層フィルム、及び該フィルムを用いた成形品、熱収縮性ラベル容器に関する。より詳しくは、本発明は、紫外線カット性、ミシン目からの手切れ性に優れ、収縮仕上がり性、フィルムの腰の強さ(常温での剛性)、及び再生添加時の透明性が良好であり、フィルムの自然収縮と経時的機械強度の低下が少なく、かつ層間剥離が抑制された、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、及び該フィルムを用いた成形品、熱収縮性ラベル及び容器に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、食用油や例えばアミノ酸含有飲料のような機能性飲料は、リサイクル等を目的としてPETボトルや瓶に充填された状態で販売されている。しかしながら、このような容器に充填された食用油等は、店内の照明として用いられている蛍光灯からの紫外線により品質劣化が起こり得るため、この品質劣化が問題になるケースが最近増加している。また、最近では他社商品との差異化を目的として様々な形状の容器も開発されているため、これらの容器の形状に追随してラベリングを行う場合には、熱収縮性ラベルに高い収縮率が要求される。
【0003】
ポリエステル系熱収縮性フィルムは、高収縮率であり、紫外線カット効果も高いことから、熱収縮性ラベルとして広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。しかし、ポリエステル系熱収縮フィルムからなる熱収縮性ラベルは、使用後の分別時にミシン目から綺麗に剥がせず、リンゴの皮をむいたような状態になってしまうため、分別作業に手間がかかるという問題があった。さらに、ポリエステル系熱収縮性フィルムの場合、より大きく収縮した部分はフィルムが厚く、硬くなるため、ミシン目から切れにくいという問題もあった。
【0004】
上記ミシン目の問題を解決する目的で、ポリスチレン系熱収縮性フィルムが代替品として用いられる場合があるが、ポリエステル系熱収縮性フィルムに比べると紫外線カットの効果が低いという問題があった。また、仮に紫外線吸収剤を増量させて紫外線カットの効果を高めても、ポリエステル系熱収縮性フィルムと同等のレベルまで到達せず、却ってコスト高になるという欠点がある(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
また、紫外線カットの効果に着目すれば、ポリ塩化ビニル系熱収縮性フィルムを用いることも可能であるが、リサイクル性に乏しく、さらに使用後の焼却時に塩化水素等の有害ガスを発生するという問題がある。
【特許文献1】特開平11−012371号公報
【特許文献2】特開2002−326324号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、紫外線カット性、ミシン目からの手切れ性に優れ、収縮仕上がり性、フィルムの腰の強さ(常温での剛性)、及び再生添加時の透明性が良好であり、フィルムの自然収縮と経時的な機械強度の低下が少なく、かつ層間剥離が抑制された、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提供することにある。
【0007】
本発明のもう一つの目的は、収縮包装、収縮結束包装や収縮ラベル等の用途に適した前記フィルムを用いた成形品、熱収縮性ラベル及び前記成形品又は熱収縮性ラベルを装着した容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、熱収縮性フィルムの有する物性値、当該熱収縮性フィルムを形成する材料構成、及び層構成を鋭意検討した結果、上記従来技術の課題を解決し得る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、本発明の目的は、下記A層、B層及びC層の少なくとも3層を有する熱収縮性フィルムであって、300nm以下の光線透過率が5%以下であり、JIS K7128−3に準拠して測定されるフィルムの主収縮方向の引裂強さTTDと、それと直交する方向の引裂強さTMDの比TTD/TMDが0.4以上1.6以下である熱収縮性積層フィルム(以下「本発明のフィルム」ともいう。)により達成される。
A層:多価カルボン酸残基及び多価アルコール残基を含有する非晶性ポリエステル系樹脂組成物
B層:スチレン系樹脂組成物
C層:スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合体又はその水素添加誘導体を含み、該共重合体又は水素添加誘導体中のスチレン系炭化水素の含有率が5質量%以上40質量%以下である樹脂組成物
【0009】
本発明のフィルムは、前記A層を表面層、前記B層を中間層、及び前記C層を接着層として有することが好ましい。
【0010】
本発明のフィルムは、界面活性剤を主成分とするD層をさらに有することができ、D層は前記B層が配設される面と反対側の前記A層上に有することが好ましい。
【0011】
本発明のフィルムは、前記B層が該B層を構成する樹脂組成物100質量部に対し、前記A層を構成する樹脂組成物1質量部以上100質量部以下、及び/又は前記C層を構成する樹脂組成物1質量部以上30質量部以下を含むことができる。
【0012】
また本発明のフィルムは、JIS P8126に準拠して測定される23℃における坐屈強度が4N以上20N以下であり、かつJIS K7127に準拠して測定される23℃におけるフィルム主収縮方向の引張破断伸度が30%以上であることが好ましい。
【0013】
本発明のフィルムは、フィルム主収縮方向と直交する方向のJIS K7127に準拠して測定される引張弾性率が1200MPa以上であることが好ましい。
【0014】
本発明のフィルムは、前記A層を構成する非晶性ポリエステル系樹脂が、芳香族ジカルボン酸残基とジオール残基とからなり、全ジオール残基中に15モル%以上50モル%以下の1,4−シクロヘキサンジメタノール残基を含有する非晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂であることが好ましい。
【0015】
本発明のフィルムは、前記Bを構成するスチレン系樹脂組成物が、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合体、スチレン系炭化水素若しくは共役ジエン系炭化水素と共重合可能なモノマーと前記共重合体との共重合体、又はこれらの混合物であることが好ましい。
【0016】
本発明のフィルムは、前記C層を構成するスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合体又はその水素添加誘導体のガラス転移温度が20℃以下であることが好ましい。
【0017】
本発明のフィルムは、JIS K7105に準拠して測定されるヘーズ値が10%以下であることが好ましい。
【0018】
本発明のフィルムは、70℃温水中で10秒間加熱したときの主収縮方向の熱収縮率が10%以上40%以下であり、かつ80℃温水中で10秒間加熱したときの主収縮方向の熱収縮率が30%以上70%以下であることが好ましい。
【0019】
本発明のフィルムは、JIS K7127に準拠して測定される30℃30日保管後の前記フィルムのフィルム主収縮方向と直交する方向の−5℃における引張破断伸度が100%以上であることが好ましい。
【0020】
本発明のもう一つの目的は、本発明のフィルムを基材として用いた成形品、熱収縮性ラベル、前記成形品又は熱収縮性ラベルを装着した容器により達成される。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、紫外線カット性、ミシン目からの手切れ性に優れ、収縮仕上がり性、フィルムの腰の強さ(常温での剛性)、及び再生添加時の透明性が良好であり、フィルム自然収縮と経時的な機械強度の低下が少なく、かつ層間剥離が抑制された、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提供することができる。
【0022】
また、本発明によれば、フィルムの腰の強さがあり、収縮仕上がり性と再生添加時の透明性に優れ、経時的な機械強度の低下が少ない収縮包装、収縮結束包装や収縮ラベル等の用途に適した成形品、熱収縮性ラベルを提供することができる。さらに、本発明によれば、装着物の形状にかかわらず所望の位置に密着固定させることができ、皺、アバタの発生、収縮不十分等の異常がなく、透明で綺麗な外観を呈した前記成形品又は熱収縮性ラベルを装着した容器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、発明のフィルム、成形品、熱収縮性ラベル、及び容器を詳細に説明する。
【0024】
なお、本明細書において「主成分とする」とは、各層を構成する樹脂の作用・効果を妨げない範囲で他の成分を含むことを許容する趣旨である。この用語は、具体的な含有率を制限するものではないが、各層の構成成分全体の50質量%以上、好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上を占める成分である。また、「主収縮方向」とは、フィルムの縦方向(長手方向)とフィルムの横方向(幅方向)のうち熱収縮率の大きい方向を意味し、例えば、ボトルに装着する場合にはその外周方向に相当する方向を意味し、「直交方向」とは主収縮方向と直交する方向を意味する。
【0025】
[熱収縮性積層フィルム]
本発明のフィルムは、非晶性ポリエステル系樹脂組成物を主成分として構成されるA層と、収縮仕上がり性や経時脆化を防ぐ目的のスチレン系樹脂組成物で構成されるB層と、A層とB層との層間剥離強度を向上させる目的の、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合体又はその水素添加誘導体で構成されるC層とを有する。
【0026】
<A層>
本発明において、A層は多価カルボン酸残基及び多価アルコール残基を含有する非晶性ポリエステル系樹脂を主成分として構成される。
【0027】
本発明において、非晶性ポリエステル系樹脂とは、示差熱走査型熱量計(DSC)を用いて−50℃から300℃まで加熱速度10℃/分で昇温した後、−50℃まで冷却速度10℃/分で降温を行い、再度300℃まで加熱速度10℃/分で昇温した際、2度目の昇温時に明確な融解ピークが現れないポリエステル系樹脂を指す。非晶性ポリエステル系樹脂は、多価カルボン酸残基100モル%と多価アルコール残基100モル%の合計量200モル%中に共重合残基が合計で20モル%以上、好ましくは30モル%以上含まれる。
【0028】
前記多価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−安息香酸等から誘導される芳香族ジカルボン酸残基や、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から誘導される脂肪族ジカルボン酸残基が挙げられる。前記多価カルボン酸残基は、これらの多価カルボン酸残基の単独又は2種以上で構成されていてもよい。
【0029】
また、多価アルコール残基の例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、トランス−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジオール、p−キシレンジオール、ビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA−ビス(2−ヒドロキシエチルエーテル)等から誘導されるグリコール残基が挙げられる。多価アルコール残基は、これらのグリコール残基の単独又は2種以上で構成されていてもよい。
【0030】
本発明では、非晶性ポリエステル系樹脂は、前記多価カルボン酸残基が、テレフタル酸残基、イソフタル酸残基、及び1,4−シクロヘキサンジカルボン酸残基からなる群から選ばれる少なくとも1種の残基であり、かつ多価アルコール残基が、エチレングリコール残基、ジエチレングリコール残基、1,4−ブタンジオール残基、1,4−シクロヘキサンジメタノール残基、1,3−シクロヘキサンジメタノール残基、及びポリテトラメチレングリコール残基からなる群から選ばれる少なくとも1種の残基を有する結晶性ポリエステル系樹脂を用いることが好ましい。
【0031】
非晶性ポリエステル系樹脂が2種以上の残基で構成される場合、最も多く含まれている残基を主残基、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残基以下の成分(すなわち、第2残基、第3残基・・・)として以下に説明する。
本発明において、好ましい多価アルコール残基の混合物としては、例えば、第1残基としてエチレングリコール、第2残基として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、及び1,4−シクロヘキサンジメタノールからなる群から選ばれる少なくとも一種、好ましくは1,4−シクロヘキサンジメタノールを用いたものが挙げられる。
【0032】
また、好ましい多価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、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1種、好ましくはイソフタル酸から誘導される残基からなる混合物を挙げられる。
【0033】
前記第2残基以下の多価カルボン酸残基及び多価アルコール残基の総量の含有率は、多価カルボン酸残基の総量(100モル%)と多価アルコール残基の総量(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%以上であり、かつ50モル%以下、好ましくは45モル%以下であることが望ましい。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調整できる。一方、前記2残基以下の成分の含有率が50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。
【0034】
例えば、多価カルボン酸残基がテレフタル酸残基であり、多価アルコール残基の第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、ジカルボン酸成分であるテレフタル酸の総量(100モル%)と、エチレングリコール及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの総量(100モル%)の合計(200モル%)に対し、10モル%以上、好ましくは15モル%以上であり、かつ50モル%以下、好ましくは45モル%以下、さらに好ましくは40モル%以下の範囲であることが望ましい。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と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化度を低く調整でき、かつ耐破断性を向上できる。
【0035】
さらに前記の例において、多価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、多価カルボン酸残基のイソフタル酸残基と多価アルコール残基の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の総量(100モル%)との合計(200モル%)に対し、10%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50モル%以下、好ましくは45%モル以下、さらに好ましくは40モル%以下の範囲であることが望ましい。
【0036】
本発明では、非晶性ポリエステル系樹脂は、多価カルボン酸残基がテレフタル酸残基であり、多価アルコール残基がエチレングリコール残基と1,4−シクロヘキサンジメタノール残基である非晶性ポリエチレンテレフタレート樹脂を主成分とする樹脂組成物が好適に用いられる。
【0037】
ここで、1,4−シクロヘキサンジメタノール残基の含有率は、全多価アルコール残基中に15モル%以上、好ましくは20モル%以上であり、上限は50モル%以下、好ましくは40モル%以下の範囲であることが望ましい。前記1,4−シクロヘキサンジメタノール残基の含有率が15モル%以上であれば、結晶化による印刷適性の低下も少なく、かつ経時的脆化を抑えることができ、また1,4−シクロヘキサンジメタノール残基の含有率が50モル%以下であれば、押出溶融時に適度な粘度が得られ、適度な製膜性が得られる。なお、1,4−シクロヘキサンジメタノールには、シス型とトランス型の2種類の異性体が存在するが、いずれの残基であってもよい。
【0038】
上記非晶性ポリエステル系樹脂の市販品としては、例えば、「PETG copolyester6763」(イーストマンケミカル社製)、「SKYGREEN PETG」(SKケミカル社製)、「バイロン」(東洋紡績社製)、「ハイトレル」(デュポン社製)などが挙げられる。
【0039】
A層で用いられる非晶性ポリエステル系樹脂の質量平均分子量は、いずれも30,000以上、好ましくは35,000以上、さらに好ましくは40,000以上であり、かつ80,000以下、より好ましくは75,000以下、さらに好ましくは70,000以下である。質量平均分子量が30,000以上であれば、樹脂凝集力不足のためにフィルムの強伸度が不足し、脆くなることを抑えることができる。一方、質量平均分子量が80,000以下であれば、溶融粘度が下がるために、製造、生産性的に好ましい。
【0040】
A層で用いられる非晶性ポリエステル系樹脂の極限粘度(IV)は、いずれも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1.5g/dl以下、好ましくは1.2g/dl以下、さらに好ましくは1.0dl/g以下であることが望ましい。極限粘度(IV)が0.5dl/g以上であれば、フィルム強度特性が低下することを抑えられる。一方、極限粘度(IV)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止できる。
【0041】
本発明のフィルムは、A層にポリブチレンテレフタレートやポリエーテルを共重合したポリブチレンテレフタレート等に代表される結晶性ポリエステル系樹脂を混合することも有用である。熱収縮性フィルムを製造する場合、通常、印刷及び溶剤を用いた製袋工程が伴うため、印刷適性及び溶剤シール性を向上させる目的で、構成材料自体の結晶性を下げることが必要となる。しかし、構成材料の樹脂を完全に非晶性としてしまうと、熱収縮性フィルムとして十分に要求特性を満足させることが困難となる。したがって、用途によっては適度な結晶性を付与させる結晶性ポリエステル系樹脂を添加することが好ましい場合もある。
【0042】
さらに、結晶性ポリエステル系樹脂を混合して結晶性を付与することにより、延伸後のフィルムの厚み精度を向上させることができる。延伸加工の初期段階において、加熱されるフィルムを部分的に見た場合、不均一な温度分布を示すことがある。この場合、高温部分から延伸が開始される。使用する樹脂が非晶性ポリエステル系樹脂の場合、延伸されて薄くなった部分がより延伸され、フィルム全体が不均一な延伸となる。しかし、結晶性ポリエステル系樹脂を混合して結晶性を付与した場合、初期に延伸された部分は薄くなるが、配向結晶化により延伸応力が大きくなるため、非延伸部分が延伸され易くなる。その結果、フィルム全体で均一に延伸することができ、厚み精度を向上できる。
【0043】
上記結晶性ポリエステル系樹脂を表裏層に混合する場合、A層を構成する樹脂組成物の総量に対して1質量部以上、好ましくは3質量部以上、さらに好ましくは5質量部以上とし、かつ33質量部以下、好ましくは25質量部以下、さらに好ましくは18質量部以下として含有させることができる。結晶性ポリエステル系樹脂の含有量が1質量部以上であれば、フィルムに適度な結晶性を付与でき、かつフィルムの収縮が緩やかになるため、良好な収縮仕上がり性が期待できる。また結晶性ポリエステル系樹脂の含有率が33質量部以下であれば、フィルムの腰の強さと収縮特性を維持でき、また印刷適性と溶剤シール性を阻害することなく、熱収縮フィルムとして好適に使用できる。
【0044】
また、A層で用いられるポリエステル系樹脂は、上記ポリエステル系樹脂の他に、ハードセグメントとして高融点・高結晶性の芳香族ポリエステル、ソフトセグメントとして非晶性ポリエステルや非晶性ポリエーテルなどで構成されている熱可塑性ポリエステル系エラストマー(市販品としては、例えば「プリマロイ」(三菱化学社製)、「ペルプレン」(東洋紡績社製)など)も適宜含有させてもよい。また、これらは単独、又は2種以上を上記ポリエステル系樹脂に含有させてもよい。
【0045】
<B層>
本発明では、フィルムのB層を形成する樹脂としてスチレン系樹脂組成物を用いる。スチレン系樹脂組成物は、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合が好適に用いられる。
【0046】
スチレン系炭化水素としては、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。前記スチレン系炭化水素は、これらの単独重合体、共重合体及び/又はスチレン系炭化水素以外の共重合可能なモノマーを単量体単位として含んでいてもよい。
【0047】
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。共役ジエン系炭化水素は、これらの単独重合体、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単量体単位として含んでいてもよい。
【0048】
B層で好ましく使用されるスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合の一つは、スチレン系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−ブタジエン共重合体(SBS)である。SBSのスチレン含有率は60質量%以上、好ましくは65質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。またスチレン含有率の上限は95質量%、好ましくは90質量%、さらに好ましくは85質量%である。スチレンの含有率が60質量%以上であれば、耐衝撃性の効果が発揮でき、また上限を95質量%とすることにより、室温前後の温度でのフィルムの弾性率が保持され、良好な腰の強さが得られる。スチレン系樹脂としてスチレン−ブタジエン系共重合体を用いる場合の重合形態は特に限定されず、ブロック共重合体、ランダム共重合体及びグラフト共重合体のいずれの態様であってもよいが、ピュア構造、ランダム構造、及びテーパー構造を含むブロック共重合体が好ましい。
【0049】
本発明で好ましく使用されるスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合体の他の例としては、スチレン−イソプレン−ブタジエンブロック共重合体(SIBS)が挙げられる。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。また、SIBSのMFRの測定値(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、原料単価が上昇し、製造コストが嵩む場合がある。
【0050】
また上記スチレン系樹脂は単独で用いてもよいし、スチレン含有率の異なる2種以上のスチレン系樹脂を混合して用いてもよい。さらに、上記スチレン系樹脂は、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合体と、前記共重合体とスチレン系炭化水素又は共役ジエン系炭化水素と共重合可能なモノマーとの共重合体、又はスチレン系炭化水素の単独重合体との混合物であってもよい。
【0051】
例えば、前記スチレン系樹脂が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。
【0052】
上記スチレン系樹脂組成物としてスチレン系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、前記スチレン系炭化水素と、脂肪族不飽和カルボン酸エステル成分として、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、及びステアリル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種とを共重合させたものが用いられる。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、スチレンが70質量%以上90質量%以下の範囲であり、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。
【0053】
上記スチレン系樹脂組成物の分子量は、質量平均分子量(Mw)が100,000以上、好ましくは150,000以上であり、上限が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。スチレン系樹脂組成物の質量平均分子量が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、スチレン系樹脂組成物の質量平均分子量が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。
【0054】
上記スチレン系樹脂組成物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。MFRが2g/10分以上であれば、押出成型時の流動粘度が適当であり、生産性に優れる。また、MFRが15g/10分以下であれば、適当な樹脂の凝集力が得られ、フィルムの機械的強度が良好であり、実用上好ましい。
【0055】
B層に含まれるスチレン系樹脂組成物の0℃における貯蔵弾性率(E’)は1.00×109Pa以上であることが好ましく、1.50×109Pa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。1.00×109Pa以上の貯蔵弾性率(E’)を有することにより、積層フィルムを形成した際に、積層フィルムに腰強さ(常温での剛性)を与えることができる。特に積層フィルムの厚みを薄くした場合において、ペットボトルなどの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、斜めに被ってしまう現象や、フィルムの腰折れなどで歩留まりが低下する現象を防ぐことができるため好ましい。この貯蔵弾性率(E’)は、上述のスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体の単体、2種以上の該共重合体の混合物、又は透明性を損なわない範囲でその他の樹脂と混合することにより得られる。
【0056】
B層に含まれるスチレン系樹脂組成物が、スチレン含有率が異なるスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素とのブロック共重合体の混合物又は他の樹脂との混合物である場合には、耐破断性を担わせる樹脂と剛性を担わせる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、耐破断性の高いスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体と、剛性の高い該共重合体とを組み合わせることにより、あるいは耐破断性の高いスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体と、剛性の高い他の種類の樹脂とを混合することにより、それらのスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素の合計組成、あるいはそれらと他の種類の樹脂との混合物が、所望の0℃における貯蔵弾性率(E’)を満たすように調整できる。
【0057】
耐破断性を付与可能なスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック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1.00×108Pa以上1.00×109Pa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好ましい。0℃における貯蔵弾性率が1.0×108Pa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。該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。
【0058】
剛性を付与可能な樹脂としては、0℃での貯蔵弾性率(E’)が2.00×109Pa以上のスチレン系炭化水素を含む共重合体、例えばブロック構造を制御したスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素とのブロック共重合体、ポリスチレン、スチレン系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。
【0059】
ブロック構造を制御したスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体としては、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2.00×109Pa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。
【0060】
上記粘弾性特性満たすことが可能となる重合方法例を以下に示す。通常にスチレン又はブタジエンの一部を仕込んで重合を完結させた後、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反応を続行させる。これにより、重合活性の高いブタジエンの方から優先的に重合し、最後にスチレン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、見かけ上一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。また、分子量も関してはMFR測定値(測定条件:温度200℃、荷重49N)が2g/10分以上15g/10分以下で調整される。この剛性を付与するスチレン−ブタジエンブロック共重合体の混合量は、その熱収縮性積層フィルムの特性に応じて適宜調整され、B層を形成する樹脂総量の20質量%以上、好ましくは40質量%以上であり、かつ80質量%以下、好ましくは70質量%以下の範囲で調整されることが望ましい。樹脂総量の80質量%以下であれば、フィルムの剛性は大幅に向上でき、かつ耐破断性を低下させることを抑えることができる。一方、樹脂総量の20質量%以上であれば、フィルムに十分な剛性を付与できる。
【0061】
上記スチレン系樹脂組成物の含有率は、B層を形成する樹脂総量の50質量%以上であり、65質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましい。但し、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、混合するGPPSの含有率は、B層を構成する樹脂総量の40質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下とすることが望ましい。
【0062】
B層に含まれるスチレン系樹脂は、上述のとおりB層を形成する樹脂総量の50質量%以上含まれれば、その他の樹脂を混合することもできる。そのような樹脂を例示すれば、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられ、中でもポリエステル系樹脂を用いることが好ましい。
【0063】
本発明におけるB層は、A層や後述するC層の主成分を構成する樹脂組成物を含ませることもできる。B層にA層及び/又はC層の主成分を構成する樹脂組成物を含ませることができれば、例えば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フィルムを再利用することができ、製造コストを削減することができる。
【0064】
B層がA層を構成する樹脂組成物を含む場合、B層を構成する樹脂100質量部に対し、A層を構成する樹脂を1質量部以上100質量部以下、好ましくは80質量部以下、さらに好ましくは60質量部以下とすることが望ましい。A層を構成する樹脂組成物が100質量部以下であれば、フィルムの機械的強度を低下させることなく、再生添加時の透明性を維持することができる。
【0065】
また、B層がC層を構成する樹脂組成物を含む場合、B層を構成する樹脂100質量部に対し、C層を構成する樹脂を1質量部以上30質量部以下、好ましくは25質量部以下、さらに好ましくは20質量部以下とすることが望ましい。C層を構成する樹脂組成物が30質量部以下であれば、フィルムの腰の強さを維持できるとともに、自然収縮率も小さく抑えられ、また1質量部以上であれば、耐破断性と接着性の改善に寄与することができる。
【0066】
またB層を構成するスチレン系樹脂組成物は、無延伸フィルムを形成した場合に、フィルム主収縮方向と直交する方向の引張弾性率1,000MPa以上、好ましくは1,100MPa以上、さらに好ましくは1,200MPa以上を与える樹脂組成物であることが望ましい。引張弾性率1,000MPa以上を与えることができれば、積層フィルム全体としての腰が高く、特に、積層フィルムの厚みを薄くしていった場合にも、ペットボトルなどの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、斜めに被ってしまい、あるいはフィルムの腰折れなどで歩留まりが低下しやすいなどの問題点が発生し難く好ましい。
なお、上記「無延伸フィルム」とは、スチレン系樹脂組成物を原料として成形されたフィルムであって、フィルム形成時に延伸しないで得られたフィルムをいう。
【0067】
上記スチレン系樹脂組成物の市販品としては、例えば、「クリアレン」(電気化学工業社製)、「アサフレックス」(旭化成ケミカルズ社製)、「スタイロフレックス」(BASFジャパン社製)、「Kレジン」(シェブロンフィリップス化学社製)などが挙げられる。
【0068】
<C層>
本発明において、C層は、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合体又はその水素添加誘導体を含有する。ここで、スチレン系炭化水素としては、スチレンが好適に用いられ、α−メチルスチレン等のスチレン同族体なども用いることができる。また、共役ジエン系炭化水素としては、1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン等が挙げられ、これらは単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。また、第3成分として、ビニル芳香族系化合物及び共役ジエン系炭化水素以外の成分を少量含んでいてもよい。また、共役ジエン系炭化水素部分のビニル結合を主とした二重結合が多く存在することにより、A層のポリエステル系樹脂と馴染みが良くなり、層間接着強度を向上できるため好ましい。
【0069】
スチレン系炭化水素と共役ジエンの共重合体又はその水素添加誘導体をC層として用いる場合、スチレン系炭化水素の含有率は5質量%以上、好ましくは7質量%以上であり、さらに好ましくは10質量%以上であり、かつ40質量%以下、好ましくは37質量%以下、さらに好ましくは35質量%であることが重要である。スチレン系炭化水素の含有率が5質量%以上であれば、フィルムをA層、B層、又はA層及びB層へ再生添加した際(通常はB層へ添加する)の相溶性が良好であり、透明性が維持されたフィルムが得られるため好ましい。一方、スチレン系炭化水素の含有率が総量の40質量%以下であれば、C層は柔軟性に富み、例えばフィルム全体に応力又は衝撃が加わった際、A層とB層との間に生じる応力への緩和作用が働くため、層間剥離を抑えることができる。
【0070】
また、上記スチレン系炭化水素と共役ジエン系共重合体又はその水素添加誘導体のガラス転移温度(Tg)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、0℃以下であることがさらに好ましい。ここで、ガラス転移温度(Tg)が20℃以下であれば、該積層フィルムに力が加わった際、柔軟なC層が緩衝材としての役割を果たすため、層間剥離を抑えることができ、実用上好ましい。
【0071】
なお、本発明においてのTgは、次のようにして求めた値である。すなわち、粘弾性スペクトロメーターDVA−200(アイティ計測(株)製)を用い、振動周波数10Hz、ひずみ0.1%、昇温速度3℃/分で測定し、得られたデータから損失弾性率(E”)のピーク値を求め、その時の温度をTgとした。なお、損失弾性率(E”)のピークが複数存在した場合には、損失弾性率(E”)が最高値を示すピーク値の温度をTgとする。
【0072】
上記の共重合体の市販品としては、例えば、スチレン−ブタジエンブロック共重合体エラストマー(旭化成ケミカルズ(株)商品名「タフプレン」)、スチレン−ブタジエンブロック共重合体の水素添加誘導体(旭化成ケミカルズ(株)商品名「タフテックH」、シェルジャパン(株)商品名「クレイトンG」)、スチレン−ブタジエンランダム共重合体の水素添加誘導体(JSR(株)商品名「ダイナロン」)、スチレン−イソプレンブロック共重合体の水素添加誘導体((株)クラレ商品名「セプトン」)、スチレン−ビニルイソプレンブロック共重合体エラストマー((株)クラレ商品名「ハイブラー」)等が挙げられる。
【0073】
また、ビニル芳香族系化合物と共役ジエン系炭化水素との共重合体又はその水素添加誘導体は、極性基を導入することで、ポリエステル系樹脂組成物からなるA層との層間剥離強度(層間接着性)を更に向上させることができる。導入する極性基としては、酸無水物基、カルボン酸基カルボン酸エステル基、カルボン酸塩化物基、カルボン酸アミド基、カルボン酸塩基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸塩化物基、スルホン酸アミド基、スルホン酸塩基、エポキシ基、アミノ基、イミド基、オキサゾリン基、水酸基などが挙げられる。これらの共重合体は、各々単独に、又は2種以上を混合して使用することができる。
【0074】
上記の極性基を導入したビニル芳香族系化合物と共役ジエン系炭化水素との共重合体又はその水素添加誘導体としては、例えば、無水マレイン酸変性SEBS、無水マレイン酸変性SEPS、エポキシ変性SEBS、エポキシ変性SEPSなどが代表的に挙げられ、具体的には、旭化成ケミカルズ(株)商品名「タフテックM」、ダイセル化学(株)商品名「エポフレンド」などとして市販されている。
【0075】
C層を構成する樹脂組成物として、上記のビニル芳香族系炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体等のほか、A層で用いるポリエステル系樹脂とB層で用いるスチレン系樹脂との混合樹脂を用いることもできる。該混合樹脂をC層に用いることにより、A層に含まれるポリエステル系樹脂とC層に含まれるポリエステル系樹脂成分とを接着させ、またB層に含まれるスチレン系樹脂とC層に含まれるスチレン系樹脂成分とを接着させ、両層間の接着強度をより向上させることができる。混合樹脂における、(ポリエステル系樹脂/スチレン系樹脂)の混合比は、隣接する側の層との接着効果を向上させる観点から、質量%比で(20〜80)/(80〜20)、好ましくは(30〜70)/(70〜30)、さらに好ましくは(40〜60)/(60〜40)であることが望ましい。C層を構成する樹脂中に両樹脂を20質量%以上含有させることにより対応する層との良好な接着効果が得られる。
【0076】
<D層>
本発明では、A層、B層、及びC層に、上述した成分のほか、本発明の効果を著しく阻害しない範囲内で、成形加工性、生産性及び熱収縮性フィルムの諸物性を改良・調整する目的で、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、老化防止剤などの添加剤を適宜添加することもできる。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は、A層、B層、又はA層及びB層、好ましくはB層に再生添加することが望ましい。
【0077】
本発明のフィルムは、さらに界面活性剤を主成分としてなるD層を有することができる。D層は、フィルムに耐熱性を付与するための層であり、フィルム表面上に、好ましくはA層が表面層、B層が中間層、C層が接着層である場合に、B層が配設される面と反対側のA層上に形成することが好ましい。D層を構成する界面活性剤は各種の界面活性剤を用いることができる。界面活性剤は、従来、帯電防止剤や静電気防止剤として用い、所定の樹脂と共に混合してフィルム表面にコート層を形成することにより帯電防止又は静電気防止の効果を付与するために用いられていた。しかし、界面活性剤が耐熱性を付与する目的で使用される知見についてはこれまで報告されていない。本発明者は、界面活性剤につき鋭意検討した結果、界面活性剤(特にカチオン系界面活性剤又は両性界面活性剤)をフィルム表面に積層することにより、フィルムの耐熱性を向上できることを見出した。このような耐熱層をフィルム表面に積層することにより、例えば、加温販売用のPETボトルを加温器で加熱した際に、PETボトルに装着されたフィルムが加熱板に融着すること、並びにPETボトルに装着されたフィルム同士が融着するのを有効に防止できる。
【0078】
上記界面活性剤は、特に限定されず、種々の界面活性剤を用いることができる。アニオン系界面活性剤としては、脂肪酸アミン塩、アルキルホスフェート型、アルキルサルフェート型、アルキルアリルサルフェート型等の低分子系のもののほか、ポリアルキレンサルフェート及びその共重合体のような高分子系のものも例示できる。また、カチオン系界面活性剤としては、アルキルアミンサルフェート型、第四級アンモニウム塩型、第四級アンモニウム樹脂型、ピリジウム塩、モルホリン誘導体等を例示できる。また、非イオン系界面活性剤としては、ソルビタン型、エーテル型、アミン型、アミド型、エタノールアミド型、脂肪酸グリセリンエステル、アルキルポリエチレンイミン等を例示できる。また両性イオン系界面活性剤としては、アルキルベタイン型、アルキルイミダゾリン誘導体、N−アルキル、β−アラニン型等を例示できる。
【0079】
D層は、上記界面活性剤を溶媒に溶解させた状態の塗布液を塗布することにより形成できる。媒体としては、水や水と水溶性有機溶剤との混合溶剤を用いるのができる。前記水溶性有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−プロピルアルコール、tert−ブチルアルコール、1,2‐プロピレンアルコール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル等のグリコール類又はその誘導体、アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン類、その他、水溶性エーテル類、水溶性エステル類等が好ましいものとして挙げられる。
【0080】
フィルムの表面層(好ましくはA層)へのD層の形成方法としては、例えば、スプレーコート法、エアーナイフコート法、リバーコート法、キスコート法、グラビヤコート法、リバースロールコート法、ダイコート法、マイヤーバー法、ロールブラッシュ法、バーコート法、リバースキスコート法、オフセットグラビアコート法、ドクターブレード法、カーテンコート法、ディッピング法等を単独又は組み合わせて塗布することにより形成することができる。塗布液の塗布量は、特に限定されることはないが、所望の耐熱効果を得るには例えば、固形分として0.0005g/m2以上0.5g/m2以下、好ましくは0.001g/m2以上0.1g/m2以下の範囲であることが好ましい。
【0081】
<フィルムの層構成>
本発明の熱収縮性フィルムは、上記A層、B層、及びC層の少なくとも3層を有する層構成であれば、特に限定されるものではない。ここで、B層は、単層でも多層でもよく、また多層の場合にはその中にA層と同様の層を有してもかまわない。
【0082】
本発明において好適な積層構成は、A層が表面層であり、B層が中間層であり、C層が接着層をそれぞれ構成する、A層/C層/B層/C層/A層からなる5層構成であり、さらに好ましくはA層上にD層が形成された6層構成(D層/A層/C層/B層/C層/A層)、あるいは7層構成(D層/A層/C層/B層/C層/A層/D層)である。これらの層構成を採用することにより、本発明の目的である収縮仕上がり性、フィルムの腰、及び再生添加時の透明性が良好であり、かつフィルムの自然収縮と経時的な機械強度の低下が少なく、かつ層間剥離が抑制され、さらには耐熱性と分別性に優れた、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。
【0083】
次に、本発明の好適な実施形態の一つである表面層A層とB層、C層、及びD層からなるA層/C層/B層/C層/A層/D層の6層構成のフィルムについて説明する。
各層の厚み比は、上述した効果及び作用を考慮して設定すればよく、特に限定されるものではない。本発明において、A層のフィルム全体の厚みに対する厚み比は10%以上、好ましくは20%以上であり、上限が75%、好ましくは65%以下である。またB層のフィルム全体の厚みに対する厚み比は20%以上、好ましくは30%以上であり、上限は80%以下、好ましくは70%以下である。さらにC層はその機能から、0.5μm以上、好ましくは1μm以上であり、かつ6μm以下、好ましくは5μm以下の範囲である。またD層は0.0006g/m2以上、好ましくは0.0015g/m2以上、さらに好ましくは0.0045g/m2以上となるように塗布する。各層の厚み又は塗布量が上記範囲内であれば、フィルムの腰(常温での剛性)、収縮仕上がり性、再生添加時の透明性、自然収縮に優れ、かつフィルムの層間剥離が抑制され、耐熱性と分別性に優れた、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がバランス良く得ることができる。
【0084】
<フィルムの物理的・機械的特性>
本発明のフィルムはJIS K7361−1に準拠して測定されるフィルムの光線透過率において、300nm以下の光線透過率が5%以下であることが重要であり、好ましくは4%以下、さらに好ましくは3%以下である。紫外線をカットする目的においては、この波長領域における光線透過率は低いほどよく、0%、すなわち光線透過しない場合が最良の場合である。従来のポリスチレン系熱収縮性フィルムでは、300nm以下の光線透過率5%を切ることは不可能であったが、スチレン系樹脂組成物層と非晶性ポリエステル系樹脂組成物層とスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合体層とを積層させることにより、前記波長の光線透過率を5%以下に抑えることができる。これにより、本発明のフィルムは、紫外線吸収剤を使用しなくても300nm以下の光線透過率を5%以下に抑制でき、良好な紫外線カット性を示す。
【0085】
本発明のフィルムは、JIS K7128−3に準拠して測定されるフィルムの主収縮方向の引裂強さTTDと、それと直交する方向の引裂強さTMDの比TTD/TMDが0.4以上、好ましくは0.5以上、さらに好ましくは0.6以上であり、かつ1.6以下、好ましくは1.5以下、さらに好ましくは1.4以下であることが重要である。引裂強さの比がこの範囲にあれば、ミシン目を手で切る際に切り易く、廃棄物の分別性にも優れる。
本発明において、引裂強さを上記のように調整するためには、各層の組成を本発明で規定されるように調整するほか、例えば、引裂強さの比を上げたい場合には、延伸倍率を上げる、延伸温度を下げるなどにより調整可能であり、反対に引裂強度を下げたい場合には、延伸温度を上げる、延伸倍率を下げるなどにより調整可能である。
【0086】
本発明のフィルムは、フィルムの主収縮方向と直交する方向のJIS K7127に準拠して測定された引張弾性率が1,200MPa以上であることが重要であり、より好ましくは1,300MPa、さらに好ましくは1,400MPa以上である。また、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は、3,000MPa程度、好ましくは2,900MPa程度であり、さらに好ましは2,800MPa程度である。ここで、引張弾性率が1,200MPa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、フィルムの厚みを薄くした場合にも、ペットボトルなどの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、斜めに被り、あるいはフィルムの腰折れなどで歩留まりが低下しやすいなどの問題点が発生し難く好ましい。上記引張弾性率は、JIS K7127に準じて、23℃の条件で測定することができる。
【0087】
本発明のフィルムの引張弾性率を上記のように調整するためには、各層の組成を本発明で規定されるように調整する他、例えば、引張弾性率を上げたい場合には、A層の厚みの比率を上げる、B層のスチレン量を増やすなどにより調整可能であり、反対に引張弾性率を下げたい場合には、A層の厚みの比率を下げる、B層のスチレン量を減らすなどにより調整可能である。
【0088】
次に、本発明のフィルムは、JIS K7127に準拠して測定される23℃におけるフィルム主収縮方向の引張破断伸度が30%以上であることが重要であり、好ましくは50%、さらに好ましくは60%以上である。また、通常使用される熱収縮性フィルムの引張破断伸度の上限値は、100%以上200%以下程度である。
【0089】
本発明のフィルムは、JIS P8126を準拠して測定されるフィルム主収縮方向と直交する方向の23℃における坐屈強度は4N以上、好ましくは4.5N、さらに好ましくは5N以上であり、かつ20N以下、好ましくは18N以下、さらに好ましくは15N以下にすることが望ましい。フィルムを構成する材料構成として、引張弾性率を一定以上の値にすることは重要であるが、フィルムそのものの商品価値を判断するには、フィルムの厚みも踏まえた腰強さを評価する必要がある。そのため、本発明においては坐屈強度を少なくとも4N以上に調整することが重要である。一方、座屈強度の上限は、フィルム全体の厚み、延伸倍率により定まるが、熱収縮性フィルムとして用いるためには20N程度であれば十分である。
【0090】
本発明において、座屈強度を上記のように調整するためには、各層の組成を本発明で規定されるように調整するほか、例えば、座屈強度を上げたい場合には、フィルム全体の厚みを厚くする、A層の厚みの比率を上げる、B層のスチレン含有率を上げるなどにより調整することができる。
【0091】
引張破断伸度は、熱収縮性ラベルのミシン目破袋に対する耐性を推し量る指標となる。ミシン目とは、プラスチックボトル、ガラス瓶等容器に熱収縮により装着されるラベルやキャプシールに易開封性を付与し、ボトル、瓶のリサイクル時に容易に剥離できるようにするために、ラベルに予め1本線又は2本線以上のミシン目が加工されているものである。ミシン目加工は、通常センターシール加工時にミシン刃を用いて行われる。ミシン目破袋とは、収縮ラベルが容器に装着された後、輸送及び店頭販売時に、例えばボトルを地面に落下するといった衝撃が加わることで、ミシン目部分に応力が集中して破断してしまう現象であり、好ましくない。
【0092】
本発明のフィルムは、JIS K7127に準拠して測定される23℃におけるフィルム主収縮方向の引張破断伸度が30%以上であることが重要であり、好ましくは50%、さらに好ましくは60%以上である。また、通常使用される熱収縮性フィルムの引張破断伸度の上限値は、100%以上200%以下程度である。23℃におけるフィルム主収縮方向の引張破断伸度が30%以上であるフィルムであれば、ボトル等に衝撃が加わった際にもミシン目破袋を起こし難く、実用上好ましい。
【0093】
本発明のフィルムの23℃における引張破断伸度を上記のように調整するためには、各層の組成を本発明で規定されるように調整するほか、例えば、引張破断伸度を上げたい場合には、延伸倍率を下げる、延伸温度を上げるなどにより調整可能であり、反対に引張破断伸度を下げたい場合には、延伸倍率を上げる、延伸温度を下げるなどにより調整可能である。
【0094】
本発明のフィルムJIS K7127に準拠して測定される−5℃におけるフィルム主収縮方向に直交する方向の引張破断伸度は100%以上であり、好ましくは200%以上であり、さらに好ましくは300%以上あることが望ましい。また、−5℃におけるフィルム主収縮方向と直交する方向の引張破断伸度が100%以上であれば、低温下においても十分な機械的強度が得られ、フィルムが破断し難く、実用上好ましい。
本発明のフィルムの−5℃におけるフィルム主収縮方向に直交する方向の引張破断伸度を上記のように調整するためには、各層の組成を本発明で規定されるように調整するほか、例えば、引張弾性率を上げたい場合には、延伸温度を下げる、延伸倍率を上げる などにより調整可能であり、反対に引張破断伸度を下げたい場合には、延伸温度を上げる、延伸倍率を下げるなどにより調整可能である。
【0095】
また、本発明のフィルムは、JIS K7127に準拠して測定される30℃30日経時後の−5℃環境下におけるフィルム主収縮方向と直交する方向の引張破断伸度が100%以上であり、好ましくは200%以上であり、さらに好ましくは300%以上であることが望ましい。経時後の引張破断伸度が100%以上であれば、フィルムを長期保管した際にも、機械的強度が保持されており、印刷、製袋、工程においてもフィルムが破断し難く、実用上好ましい。
【0096】
上記の引張破断伸度は、JIS K7127に準拠して測定され、具体的には、23℃−5℃、30℃30日の環境下でフィルム主収縮方向又は直交する方向に対し、それぞれ試験速度200mm/分の引張試験で評価することができる。
【0097】
本発明のフィルムは、70℃温水中で10秒間加熱したときの主収縮方向の熱収縮率が10%以上40%以下、好ましくは10%以上35%以下であり、80℃温水中で10秒間加熱したときの主収縮方向の熱収縮率が30%以上70%以下、好ましくは35%以上65%以下であることが重要である。
【0098】
上記温度における熱収縮率は、ペットボトルの収縮ラベル用途等の比較的短時間(数秒〜十数秒程度)での収縮加工工程への適応性を判断する指標となる。例えばペットボトルの収縮ラベル用途に適用される熱収縮性フィルムに要求される必要収縮率はその形状によって様々であるが一般に20%以上70%以下程度である。
【0099】
また、現在ペットボトル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としては、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る。さらに熱収縮性フィルムは被覆対象物への熱の影響などの点からできるだけ低い温度で十分熱収縮することが必要である。しかしながら、温度依存性が高く、温度によって極端に収縮率が異なるフィルムの場合、蒸気シュリンカー内での温度斑により収縮挙動の異なる部位が発生し易いため、収縮斑、皺、アバタなどが発生し収縮仕上がり外観が悪くなる傾向にある。これら工業生産性も含めた観点から、熱収縮率が上記条件の範囲内にあるフィルムであれば、収縮加工時間内に十分に被覆対象物に密着でき、かつ収縮斑、皺、アバタが発生せず良好な収縮仕上がり外観を得ることができるため、好ましい。
【0100】
また、本発明のフィルムが熱収縮性ラベルとして用いられる場合、縦方向(主収縮方向に対して垂直方向)の収縮率は、80℃温水中で10秒間加熱したときは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く、また70℃温水中で10秒間加熱したときは、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。ここで、主収縮方向と直交する方向の熱収縮率が10%以下のフィルムであれば、収縮後の主収縮方向と直交する方向の寸法自体が短くなったり、収縮後の印刷柄や文字の歪み等が生じやすかったり、角型ボトルの場合においては縦ひけ等のトラブルが発生し難く、好ましい。
【0101】
本発明のフィルムの熱収縮率を上記の範囲に調整するためには、各層の組成を本発明で規定することのほか、後述する延伸倍率や延伸温度に調整するなどの手法により調整することができる。例えば、フィルム主収縮方向の熱収縮率を上げたい場合には、延伸温度を下げる、延伸倍率を上げるなどの方法により調整可能である。
【0102】
本発明のフィルムの自然収縮率はできるだけ小さいほうが望ましいが、一般的に熱収縮性フィルムの自然収縮率は、例えば、30℃で30日保存後の自然収縮率が3.0%以下、好ましくは2.0%以下、さらに好ましくは1.5%以下であることが望ましい。上記条件下における自然収縮率が3.0%であれば作製したフィルムを長期保存する場合であっても容器等に安定して装着することができ、実用上問題を生じにくい。
本発明において、自然収縮率を上記のように調整するためには、各層の組成を本発明で規定されるように調整するほか、例えば、自然収縮率を小さくしたい場合には、延伸温度を上げる、延伸倍率を下げる、熱処理を行うなどにより調整可能である。
【0103】
本発明のフィルムの透明性は、JIS K7105に準拠して測定されたヘーズ値が10%以下であることが好ましく、7%以下であることがより好ましく、5%以下であることがさらに好ましい。ヘーズ値が10%以下であれば、フィルムの透明性が得られ、ディスプレー効果を奏することができる。
【0104】
また、本発明のフィルムは、B層が該B層を構成する樹脂100質量部に対し、A層を構成する樹脂組成物1質量部以上100質量部以下、及び/又はC層を構成する樹脂1質量部以上30質量部以下を含む場合(例えば、フィルム作製時に発生するフィルムの耳などのトリミングロス品を再生添加した場合)においても、厚み40μmのフィルムをJIS K7105に準じて測定したヘーズ値が10%以下、好ましくは7%以下、さらに好ましくは5%以下であることができる。B層がA層及び/又はC層を構成する樹脂を含有する場合におけるヘーズ値が10%以下であれば、再生利用品においても良好な透明性を維持することができる。
【0105】
本発明において、ヘーズ値を上記のように調整するためには、各層の組成を本発明で規定されるように調整するほか、例えば、ヘーズ値を下げたい場合には、延伸倍率を下げる、延伸温度を上げるなどにより調整可能である。
【0106】
本発明のフィルムは、90℃シリコンオイル中に10秒浸漬させた際のフィルム主収縮方向の最大収縮応力が1.0MPa以上、好ましくは1.5Mpa以上、さらに好ましくは2.0MPa以上であり、上限が8.0MPa以下、好ましくは7.5MPa以下、さらに好ましくは7.0MPa以下であることが望ましい。最大収縮応力が1.0MPa以上であれば、例えばラベルを加熱収縮でボトル装着させた際、ラベルとボトルが完全に密着し、仕上がり外観が良好なほか、いわゆる「ともまわり(ラベルとボトルがずれる現象。例えば、本来角ボトルパネル面に位置するはずのラベル印刷図柄がボトルエッジにくるなど、視認性が悪くなるため好ましくない)」を抑えることができるため好ましい。また近年、薄肉化が進み、多様な形状を有するペットボトルでは内容物を充填した際、内圧によりボトルに膨らみが生じ、外観が悪くなる場合がある。これに対しても最大収縮応力が1.0MPa以上であれば、フィルムの応力をもってボトルの膨らみを十分に補正する効果があり好ましい。一方、最大収縮応力が8.0MPa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、アバタなどが発生し難いため収縮仕上がり性は良好である。また、ホット飲料PETボトル用の収縮ラベルとして使用した場合の内容物の飛び出しを抑えることができるため好ましい。
【0107】
本発明のフィルムの最大収縮応力を上記範囲に調整するためには、各層の組成を本発明で規定されるように調整することが重要である。例えば、最大収縮応力を上げたい場合には、延伸温度を下げる、延伸倍率を上げる などにより調整可能であり、反対に最大収縮応力を下げたい場合には、延伸温度を上げる、延伸倍率を下げるなどにより調整可能である。
【0108】
また、本発明のフィルムのシール強度は、後述する実施例で記載された測定方法を用いて3N/15mm幅以上、好ましくは4N/15mm幅以上、より好ましくは5N/15mm幅以上であり、かつ15N/15mm幅以下、12N/15mm幅以下である。ここでのシール強度とは、後述するセンターシールによりフィルムを筒状に製袋した際の、シール部の剥離強度値を指す。注意すべき点は、A層とC層又はC層とB層の層間接着力が乏しい場合、シール強度測定の際、フィルム表面同士の剥離ではなく層間剥離が先行する可能性があり、十分なシール強度が確保できない。本発明のフィルムは、十分な層間接着力を有しており、シール強度が3N/15mm幅以上であるため、使用時にシール部分が剥がれてしまう等のトラブルが生じることもない。
本発明において、シール強度を上記のように調整するためには、各層の組成を本発明で規定されるように調整するほか、例えば、シール強度を上げたい場合には、延伸倍率を下げる、延伸温度を上げるなどにより調整可能であり、反対にシール強度を下げたい場合には、延伸倍率を上げる、延伸温度を下げるなどにより調整可能である。
【0109】
<フィルムの製造方法>
本発明のフィルムは、公知の方法によって製造することができる。フィルムの形態としては平面状、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)や内面に印刷が可能という点から平面状が好ましい。平面状の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樹脂を溶融し、Tダイから共押出し、チルドロールで冷却固化し、縦方向にロール延伸をし、横方向にテンター延伸をし、アニールし、冷却し、(印刷が施される場合にはその面にコロナ放電処理をして、)巻取機にて巻き取ることによりフィルムを得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とする方法も適用できる。
【0110】
延伸倍率はオーバーラップ用等、二方向に収縮させる用途では、縦方向が2倍以上、好ましくは3倍以上、上限が10倍以下、好ましくは6倍以下であり、横方向が2倍以上、好ましくは3倍以上、上限が10倍以下、好ましくは6倍以下程度である。一方、収縮ラベル用等、主として一方向に収縮させる用途では、主収縮方向に相当する方向が2倍以上10倍以下、好ましくは4倍以上8倍以下、それと直交する方向が1倍以上2倍以下(1倍とは延伸していな場合を指す)、好ましくは1.1倍以上1.5倍以下の、実質的には一軸延伸の範疇にある倍率比を選定することが望ましい。上記範囲内の延伸倍率で延伸した二軸延伸フィルムは、主収縮方向と直交する方向の熱収縮率が大きくなりすぎることはなく、例えば、収縮ラベルとして用いる場合、容器に装着するとき容器の高さ方向にもフィルムが熱収縮する、いわゆる縦引け現象を抑えることができるため好ましい。
【0111】
延伸温度は、用いる樹脂組成物のTgやフィルムに要求される特性によって変える必要があるが、概ね60℃以上、好ましくは70℃以上であり、上限は130℃以下、好ましくは110℃以下の範囲で制御される。また、延伸倍率は、用いる樹脂組成物の特性、延伸手段、延伸温度、目的の製品形態等に応じて、主収縮方向には1.5倍以上、好ましくは3倍以上であり、上限が10倍以下、好ましくは7倍以下の範囲で1軸又は2軸方向に適宜決定される。また、横方向に1軸延伸の場合でもフィルムの機械物性改良等の目的で縦方向に1.05倍以上1.8倍以下の弱延伸を付与することも効果的である。次いで、延伸したフィルムは、必要に応じて、自然収縮率の低減や熱収縮特性の改良等を目的として、50℃以上100℃以下の温度で熱処理や弛緩処理を行った後、分子配向が緩和しない時間内に速やかに冷却され、熱収縮性積層フィルムとなる。
【0112】
本発明のフィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、通常20μm以上、好ましくは30μm以上であり、かつ80μm以下、好ましくは70μm以下の厚さである。ここで、厚さが20μm以上であれば、フィルムのハンドリング性が良好であり、一方、80μm以下であれば透明性や収縮加工性に優れ、経済的にも好ましい。また、必要に応じて、コロナ処理、印刷、コーティング、蒸着等の表面処理や表面加工、さらには、各種溶剤やヒートシールによる製袋加工やミシン目加工などを施すことができる。
【0113】
本発明のフィルムは、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物にとっては、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良い。センターシール方法としては、有機溶剤による接着方法、ヒートシールによる方法、接着剤による方法、インパルスシーラーによる方法が考えられる。この中でも、生産性、見栄えの観点から有機溶剤による接着方法が好適に使用される。
【0114】
[成形品、熱収縮性ラベル及び容器]
本発明のフィルムは、フィルムの低温収縮性、収縮仕上がり性、透明性、自然収縮等に優れているため、その用途が特に制限されるものではないが、必要に応じて印刷層、蒸着層その他機能層を形成することにより、ボトル(ブローボトル)、トレー、弁当箱、総菜容器、乳製品容器等の様々な成形品として用いることができる。特に本発明の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)用熱収縮性ラベルとして用いる場合、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)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。本発明の成形品及び容器は、通常の成形法を用いることにより作製することができる。
【0115】
本発明のフィルムは、優れた低温収縮性、収縮仕上がり性を有するため、高温に加熱すると変形を生じるようなプラスチック成形品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)の熱収縮性ラベル素材として好適に利用できる。
【0116】
本発明のフィルムが利用できるプラスチック包装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包装体は2種以上の樹脂類の混合物でも、積層体であってもよい。
【実施例】
【0117】
以下に本発明について実施例を用いて説明する。なお、実施例に示す測定値及び評価は次のように行った。ここでは、積層フィルムの引き取り(流れ)方向をMD(Machine Direction)、その直角方向をTD(Transverse Direction)と記載する。
【0118】
(1)光線透過率
得られたフィルムをJIS K7361−1に準じてフィルムの光線透過率を測定した。また下記基準で評価した結果も併記した。
(◎):300nm以下の光線透過率が3%以下
(○):300nm以下の光線透過率が5%以下
(×):300nm以下の光線透過率が5%を越える
【0119】
(2)引裂強さ
得られたフィルムをJIS K7128−3に準じて温度23℃、試験速度200mm/分の条件下でフィルム主収縮方向の引き裂き強さTTDとそれに直交する方向の引き裂き強さTMDを測定し、その測定値から比TTD/TMDを求めた。
【0120】
(3)引張弾性率
得られたフィルムをJIS K7127に準じて温度23℃の条件下でフィルム主収縮方向と直交する方向(MD)について測定した。また、下記の基準で評価した結果も併記した。
(◎):引張弾性率が1,400MPa以上
(○):引張弾性率が1,200MPa以上1,400MPa未満
(×):引張弾性率が1,200MPa未満
【0121】
(4)座屈強度(リングクラッシュ)
得られたフィルムをJIS P8126に準拠して、加重を掛ける速度を10mm/分として試料が圧かいする際の最大荷重を測定した。また、下記の基準で評価した結果も併記した。
(◎):引張弾性率が5N以上
(○):引張弾性率が4N以上5N未満
(×):引張弾性率が4N未満
【0122】
(5)熱収縮率
フィルムをMD10mm、TD100mmの大きさに切り取り、70℃、80℃、及び90℃の温水バスに10秒間それぞれ浸漬し、収縮量を測定した。熱収縮率は、フィルムの主収縮方向(TD)について、収縮前の原寸に対する収縮量の比率を%値で表示した。
【0123】
(6)自然収縮率
フィルムからMD50mm、TD1000mmの大きさに試験片を切り取り、この試験片を30℃の雰囲気の恒温槽に30日間放置し、フィルム主収縮方向(TD)について、収縮前の原寸に対する収縮量を測定し、その比率を%値で表示した。
【0124】
(7)ヘーズ値
JIS K7105に準拠してフィルム厚み40μmでフィルムのヘーズ値を測定した。
【0125】
(8)TD引張破断伸度
JIS K7127に準拠して温度23℃、試験速度200mm/分の条件下でフィルム主収縮方向(TD)について測定した。この際、測定する試験片は20個とし、結果の平均値をTD引張破断伸度とした。
【0126】
(9)MD低温引張破断伸度
JIS K7127に準拠して、温度−5℃、試験速度200mm/分の条件下でフィルム主収縮方向と直交する方向(MD)について測定した。この際、測定する試験片は20個とし、結果の平均値をMD低温引張破断伸度とした。
【0127】
(10)経時後の低温引張破断伸度
得られたフィルムを30℃の雰囲気の恒温槽に30日間放置した後、JIS K7127に準拠して、温度−5℃、試験速度200mm/分の条件下でフィルム主収縮方向と直交する方向(MD)について測定した。この際、測定する試験片は20個とし、結果の平均値を経時後の低温引張破断伸度とした。
【0128】
(11)接着層(C層)樹脂のTg
接着層(C層)の原料樹脂ペレットを熱プレス加工機械により200℃、10MPa、10分の条件にてシート化(200μm)した後、試料を4×60mmに切り出し、粘弾性スペクトロメーターDVA−200(アイティ計測(株)製)を用い、振動周波数10Hz、ひずみ0.1%、昇温速度3℃/分、チャック間25mmで長手方向について、−150〜150℃まで測定し、得られたデータから損失弾性率(E”)のピーク値を求め、その時の温度をTgとした。
【0129】
(12)シール強度
フィルムのTDの両端より10mmの位置で、テトロヒドロフラン(THF)溶剤を用いて接着し、筒状ラベルを製造した。シール部分を円周方向(TD)に15mm幅に切り取り、それを恒温槽付引張試験機((株)インテスコ製「201X」)にて、TDに試験速度200mm/分の条件でT型剥離強度試験を行い、下記の基準で評価した。
◎:シール強度が5N/15mm幅以上
○:シール強度が4N/15mm幅以上5N/15mm幅未満
×:シール強度が3N/15mm幅未満
【0130】
(13)収縮仕上がり性
10mm間隔の格子目を印刷したフィルムをMD100mm×TD298mmの大きさに切り取り、TDの両端を10mm重ねてテトロヒドロフラン(THF)溶剤で接着し、円筒状フィルムを作製した。この円筒状フィルムを、容量1.5Lの円筒型ペットボトルに装着し、蒸気加熱方式の長さ3.2m(3ゾーン)の収縮トンネル中を回転させずに、約4秒間で通過させた。各ゾーンでのトンネル内雰囲気温度は、蒸気量を蒸気バルブで調整し、70〜85℃の範囲とした。フィルム被覆後は下記基準で評価した。
◎:収縮が十分でシワ、アバタ、格子目の歪みが全く生じない。
○:収縮が十分でシワ、アバタ、格子目の歪みがごく僅かに生じる
×:収縮は十分だがシワ、アバタ、格子目の歪みが顕著に生じる
【0131】
(14)再生添加フィルムのヘーズ値
得られた熱収縮フィルムを粉砕器にて粉砕して再生ペレット化した後、フィルム100質量部に対して50質量部に相当する量を中間層(B層)に再生添加して、各実施例と同様にして再生添加フィルムを得た。得られた再生添加フィルムを用いて、JIS K7105に準拠してヘーズ値を測定した。また、下記の基準で評価した結果も併記した。
◎:ヘーズ値が5%未満
○:ヘーズ値が5%以上10%未満
×:ヘーズ値が10%以上
【0132】
(15)フィルムの耐熱性評価
得られた熱収縮フィルムを巻いて外面同士(帯電防止剤を塗布したフィルムの場合は塗布面同士)を重ね合わせ、テスター産業 ヒートシールテスター TP−701−Aを用いて、0.1MPaの加圧下で70℃から120℃まで1℃間隔で加熱し、それぞれ1分間保持した。加圧加熱後、試料を10mm×40mmの大きさに切り出し、フィルム端部から剥がして、フィルム表面の融着の有無を確認した。フィルムが融着し始める直前の温度を確認して、N数=3にて全試料が融着しない温度を耐熱融着温度とした。また、下記の基準で評価した結果も併記した。
◎:100℃を超える温度にて融着するもの
○:90℃〜100℃の温度で加熱すると融着するもの
×:90℃未満の温度でも融着するもの
【0133】
(実施例1)
表1に示すように、表面層(A層)の非晶性ポリエステル系樹脂としてジカルボン酸残基がテレフタル酸残基、ジオール残基がエチレングリコール残基68mol%と1,4−シクロヘキサンジメタノール残基32mol%の共重合ポリエステル樹脂(以下「PET1」と略称する)を用いた。また、中間層(B層)のスチレン系樹脂として、SBSブロック共重合体(スチレン/ブタジエン=90/10、貯蔵弾性率E’=2.5×109Pa、損失弾性率E”ピーク温度=54℃、ビカット軟化点=76℃、以下「SBS1」と略称する。)45質量%とSBS(スチレン/ブタジエン=71/29、貯蔵弾性率E’=2.1×108Pa、損失弾性率E”ピーク温度=−46℃及び84℃、ビカット軟化点=69℃、以下「SBS2」と略称する。)55質量%との混合樹脂組成物100質量部と、該組成物100質量部に対して酸化防止剤(住友化学社製、商品名:スミライザーGS)0.2質量部とを含有する樹脂組成物を用いた。さらに接着層(C層)のスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素又はその水素添加誘導体として、SIS(JSRクレイトンポリマー社製 クレイトンD1124、スチレン含有率30質量%、Tg−56℃、以下「AD1」と略称する。)を用いた。各層を構成する原料をそれぞれ別個の三菱重工業株式会社製2軸押出機に投入し、設定温度240℃で溶融混合後、各層の厚みが表面層(A層)/接着層(C層)/中間層(B層)/接着層(C層)/表面層(A層)=55μm/7μm/151μm/7μm/55μmとなるよう3種5層ダイスより共押出し、60℃のキャストロールで引き取り、冷却固化させて幅300mm、厚さ220μmの未延伸積層シートを得た。
また、得られた熱収縮フィルムを粉砕器にて粉砕して再生ペレット化した後、フィルム100質量部に対して50質量部に相当する量を中間層(B層)に再生添加して、上記と同様にして再生添加後の熱収縮性積層フィルムを得た。再生添加を行った後の中間層(B層)の樹脂組成は、中間層を構成するスチレン系樹脂組成物100質量部に対し、表面層(A層)を構成する樹脂組成物が42質量部、接着層(C層)を構成する樹脂組成物が4質量部であった。
得られたフィルムを評価項目の全てに対して問題がなかったものを(○)、1つでも問題があったものを(×)として総合評価した。得られた結果を表2に示す。
【0134】
(実施例2)
表1に示すように、表面層(A層)上に耐熱層(D層)を形成するために、キス方式のロールコーターを用いて東邦化学工業(株)製の「アンステックスC200X」の水溶液(カチオン系界面活性剤、界面活性剤濃度50%、以下「SAA1」という。)を延伸前のシートに塗布した。その後、実施例1と同様の条件で延伸することにより表面層(A層)上にSAA1を0.0006g/m2含有する耐熱層(D層)を設けた。得られた熱収縮性積層フィルム及び再生添加後の熱収縮性積層フィルムを評価した結果を表2に示す。
【0135】
(実施例3)
表1に示すように、耐熱層(D層)を形成するために、キス方式のロールコーターを用いて花王(株)製の「エレクトロストリッパーAC」の水溶液(両性界面活性剤、界面活性剤濃度9.9%、以下「SAA2」という。)を延伸前のシートに塗布した。その後、実施例1と同様の条件で延伸することにより耐熱層(D層)としてSAA2を0.0015g/m2含有する熱収縮性フィルムを得た。得られた熱収縮性積層フィルム及び再生添加後の熱収縮性積層フィルムを評価した結果を表2に示す。
【0136】
(比較例1)
表1に示すように、表面層をPET1と結晶性ポリエステル系樹脂としてジカルボン酸残基がテレフタル酸残基90mol%とイソフタル酸残基10mol%、ジオール残基が1,4−ブタンジオール残基である共重合ポリブチレンテレフタレート樹脂(以下「PBT1」と略称する)からなる混合樹脂組成物とし、接着層を有さず、中間層の組成をPET1とPBT1混合樹脂組成物として、積層シートの厚みが表面層/中間層/表面層=100μm/75μm/100μmとなるように2種3層ダイスより共押出した以外は、実施例1と同様に熱収縮性積層フィルムを得た。得られたフィルム及び再生添加後の熱収縮性積層フィルムを評価した結果を表2に示す。
【0137】
(比較例2)
表1に示すように、表面層をSBS1とSBS2の混合樹脂組成物として、接着層を有さず、中間層の組成をSBS1とSBS2の混合樹脂組成物として、各層の該組成物100質量部に対して酸化防止剤(住友化学社製、商品名:スミライザーGS)0.2質量部と紫外線吸収剤(シプロ化成社製、商品名:シーソーブ703を0.9質量部含有する樹脂組成物を用いた。積層シートの厚みが表面層/中間層/表面層=100μm/75μm/100μmとなるように2種3層ダイスより共押出した以外は、実施例1と同様に熱収縮性積層フィルムを得た。得られたフィルム及び再生添加後の熱収縮性積層フィルムを評価した結果を表2に示す。
【0138】
【表1】

【0139】
【表2】

【0140】
表1及び2より本発明で規定する範囲内の層により構成された実施例のフィルムは、紫外線カット性、ミシン目からの手切れ性に優れ、収縮仕上がり性、経時後の機械的強度、TD引張破断伸度、シール強度、及び再生添加時の透明性、耐熱性、ミシン目の手切れ性のいずれも比較例よりも優れていた。 これより、本発明のフィルムは、フィルムの腰、自然収縮、再生添加時の透明性が良好であり、かつフィルムの経時的な機械強度低下、層間剥離が抑制され、耐熱性、分別性に優れた、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であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【0141】
本発明のフィルムは、フィルムの腰と再生添加時の透明性が良好であり、かつフィルムの自然収縮及び経時的な機械強度の低下と、層間剥離が抑制された、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であるため、ボトル(ブローボトル)、トレー、弁当箱、総菜容器、乳製品容器等で用いられる各種の成形品、特に熱収縮性ラベルとして利用できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記に記載の組成物を主成分としてなるA層、B層及びC層の少なくとも3層を有する熱収縮性フィルムであって、300nm以下の光線透過率が5%以下であり、JIS K7128−3に準拠して測定されるフィルムの主収縮方向の引裂強さTTDと、それと直交する方向の引裂強さTMDの比TTD/TMDが0.4以上1.6以下である熱収縮性積層フィルム。
A層:多価カルボン酸残基及び多価アルコール残基を含有する非晶性ポリエステル系樹脂組成物
B層:スチレン系樹脂組成物
C層:スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合体又はその水素添加誘導体を含み、該共重合体又は水素添加誘導体中のスチレン系炭化水素の含有率が5質量%以上40質量%以下である樹脂組成物
【請求項2】
前記A層を表面層、前記B層を中間層、及び前記C層を接着層として有する請求項1に記載の熱収縮性積層フィルム。
【請求項3】
界面活性剤を主成分とするD層をさらに有する請求項1又は2に記載の熱収縮性積層フィルム。
【請求項4】
前記D層を前記B層が配設される面と反対側の前記A層上に有する請求項3に記載の熱収縮性フィルム。
【請求項5】
前記B層が該B層を構成する樹脂組成物100質量部に対し、前記A層を構成する樹脂組成物1質量部以上100質量部以下、及び/又は前記C層を構成する樹脂組成物1質量部以上30質量部以下を含む請求項1乃至4のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
【請求項6】
JIS P8126に準拠して測定される23℃におけるフィルム主収縮方向と直交する方向の坐屈強度が4N以上20N以下であり、かつJIS K7127に準拠して測定される23℃におけるフィルム主収縮方向の引張破断伸度が30%以上である請求項1乃至5のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
【請求項7】
フィルム主収縮方向と直交する方向のJIS K7127に準拠して測定される引張弾性率が1,200MPa以上である請求項1乃至6のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
【請求項8】
前記A層を構成する非晶性ポリエステル系樹脂が、芳香族ジカルボン酸残基とジオール残基とからなり、全ジオール残基中に15モル%以上50モル%以下の1,4−シクロヘキサンジメタノール残基を含有する非晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂である請求項1乃至7のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
【請求項9】
前記Bを構成するスチレン系樹脂組成物が、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合体、スチレン系炭化水素若しくは共役ジエン系炭化水素と共重合可能なモノマーと前記共重合体との共重合体、又はこれらの混合物である請求項1乃至8のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
【請求項10】
前記C層を構成するスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素との共重合体又はその水素添加誘導体のガラス転移温度が20℃以下である請求項1乃至9のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
【請求項11】
JIS K7105に準拠して測定されるヘーズ値が10%以下である請求項1乃至10のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
【請求項12】
70℃温水中で10秒間加熱したときの主収縮方向の熱収縮率が10%以上40%以下であり、かつ80℃温水中で10秒間加熱したときの主収縮方向の熱収縮率が30%以上70%以下である請求項1乃至11のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
【請求項13】
JIS K7127に準拠して測定される30℃30日保管後の前記フィルムのフィルム主収縮方向と直交する方向の−5℃における引張破断伸度が100%以上である請求項1乃至12のいずれかに記載の熱収縮性フィルム。
【請求項14】
請求項1乃至13のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルムを基材として用いた成形品。
【請求項15】
請求項1乃至13のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルムを基材として用いた熱収縮性ラベル。
【請求項16】
請求項14に記載の成形品又は請求項15に記載の熱収縮性ラベルを装着した容器。

【公開番号】特開2007−160543(P2007−160543A)
【公開日】平成19年6月28日(2007.6.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−356475(P2005−356475)
【出願日】平成17年12月9日(2005.12.9)
【出願人】(000006172)三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Fターム(参考)】