JP5701461B1 - ラベル付きプラスチック容器 - Google Patents
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Abstract
Description
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]米国特許第4,837,075号明細書
[特許文献2]実開平1−105960号公報
[特許文献3]特開平9−207166号公報
[特許文献4]特開2000−290411号公報
(A)前記多孔質層は、熱可塑性樹脂25〜65質量部と、無機微細粉末35〜75質量部とを含む。
(B)次式(1)で表される多孔質層の空孔長Lが、20μm以上である。
L=d×(ρ0−ρ)/ρ0 ・・・式(1)
式(1)において、Lは空孔長[μm]であり、dは、多孔質層の厚さ[μm]であり、ρは、多孔質層の密度[g/cm3]であり、ρ0は、多孔質層の真密度[g/cm3]である。
(C)前記多孔質層の厚さdは、前記フィルムの厚さDの10〜100%である。
p=(ρ0−ρ)/ρ0 ×100・・・式(2)
式(2)において、pは多孔質の空孔率[%]であり、ρは、多孔質層の密度[g/cm3]であり、ρ0は、多孔質層の真密度[g/cm3]である。
Rt=D×10−6/λ・・・式(3)
式(3)において、Rtはフィルムの熱抵抗値[m2・K/W]であり、Dはフィルムの厚さ[μm]であり、λはフィルムの熱伝導率[W/m・K]である。
Tf−10≦Tv≦Tf+60 ・・・式(4)
式(4)において、Tvは、ラベル付きプラスチック容器の容器本体の最表面に含まれる熱可塑性樹脂の融点であり、Tfは、フィルムの容器本体に接する層に含まれる熱可塑性樹脂の融点である。
p=(ρ0−ρ)/ρ0 ×100・・・式(2)
式(2)において、pは前記多孔質の空孔率[%]であり、ρは、前記多孔質層の密度[g/cm3]であり、ρ0は、前記多孔質層の真密度[g/cm3]である。
Rt=D×10−6/λ・・・式(3)
前記式(3)において、Rtは前記フィルムの熱抵抗値[m2・K/W]であり、Dは前記フィルムの厚さ[μm]であり、λは前記フィルムの熱伝導率[W/m・K]である。
本実施形態において、ラベル付きプラスチック容器は、容器本体と、ラベルとを有する。ラベルは、例えば、容器本体にフィルムを貼着することで形成される。
本実施形態のラベル付きプラスチック容器は、例えば、インモールド成形法により作製される。より具体的には、金型の内側の面にフィルム(インモールドラベルと称する場合がある。)を配置した後、当該金型内に成形可能な状態の熱可塑性樹脂組成物を注入することで作製される。インモールド成形法としては、ブロー成形法、インジェクション成形法などを例示することができる。
容器本体の材料は、特に限定されず、公知の材料を使用することができる。容器本体の成形方法は、特に限定されず、公知の成形法を使用することができる。
(容器材料)
容器本体の材料は、中空容器が成形可能な材料であってよい。容器本体の材料としては、例えば、熱可塑性樹脂が使用される。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)又はその共重合体、ポリカーボネート樹脂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等を挙げることができる。ブロー成形法によりラベル付きプラスチック容器を作製する場合、好ましくはポリオレフィン系樹脂が使用される。容器本体の材料として、上記の熱可塑性樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂組成物が使用されてもよい。
Tf−10≦Tv≦Tf+60
ここで、Tvは、プラスチック容器の容器本体の表面に含まれる熱可塑性樹脂の融点である。Tfは、フィルムの容器本体に接する側の表面に含まれる熱可塑性樹脂の融点である。特に、Tfが、後述する多孔質層に含まれる熱可塑性樹脂の融点である場合には、インモールドラベルが、多孔質層の容器本体側の面に接着層を有しない場合であっても、ブリスター及びオレンジピールを抑制することができる。
本実施形態において、フィルムは、少なくとも1層の多孔質層を有する。フィルムは、多孔質層の一方の面の側に配される表面層をさらに有してもよい。フィルムは、多孔質層の一方の面の側に配される表面塗工層をさらに有してもよい。フィルムは、多孔質層の一方の面の側に配される接着層をさらに有してもよい。フィルムが接着層を有する場合、表面層及び表面塗工層の少なくとも一方は、多孔質層の接着層が配されていない面の側に配されてよい。接着層は、前記多孔質層の一方の面に接して配されてよい。表面層又は表面塗工層は、前記多孔質層の他方の面に接して配されてよい。
[多孔質層]
本実施形態において、多孔質層は、熱可塑性樹脂と無機微細粉末とを含む。多孔質層は、添加剤を含んでもよい。
(熱可塑性樹脂)
多孔質層に含まれる熱可塑性樹脂は、フィルム状に成形することができる材料であれば、その種類は特に制限されない。多孔質層に含まれる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、ポリプロピレン、プロピレン系共重合樹脂、ポリメチル−1−ペンテン、エチレン・環状オレフィン共重合体等のオレフィン系樹脂;エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、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樹脂;アタクティックポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、スチレン−マレイン酸共重合体等のスチレン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリ乳酸、ポリカーボネート等のエステル系樹脂;ナイロン−6、ナイロン−6,6等のアミド系樹脂;これらの樹脂の2種類以上の混合物などが挙げられる。
多孔質層に含まれる無機微細粉末としては、炭酸カルシウム、焼成クレイ、シリカ、けいそう土、白土、タルク、酸化チタン、硫酸バリウム、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、水酸化アルミニウム、ガラスファイバー等からなる群から選択される1種以上が挙げられる。多孔質層が、炭酸カルシウム、タルク及び酸化チタンの少なくとも1種を含む場合、不透明度又は白色度の大きな多孔質層が得られる。また、多孔質層の成形性が向上する。炭酸カルシウム及び酸化チタンの少なくとも1種を含むことにより、当該効果の更に優れた多孔質層が得られる。
多孔質層に含まれる添加剤としては、分散剤又は滑剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、等が挙げられる。多孔質層における添加剤の含有量は、熱可塑性樹脂及び無機微細粉末の合計100質量部に対して、0.1〜5質量部であってよい。経時安定性に優れた多孔質層が得られる。
本実施形態において、接着層は、インモールド成形によりフィルムを容器本体に貼着するときに、容器本体と接する側の面に配される。インモールド成形によりフィルムを容器本体に貼着するときに、接着層の表面が溶融し、容器本体の溶融樹脂と一体化して冷却されることにより、フィルムがプラスチック容器に貼着する。
表面層は多孔質であってもよく、多孔質でなくてもよい。表面層に印刷情報を付加する場合には、表面層は多孔質であることが好ましい。これにより、表面層と印刷用インキとの密着性が向上する。
一実施形態において、表面塗工層は、印刷インキ又は後加工工程で形成する各種機能材層と、フィルムとの密着性を高める目的で形成される。他の実施形態において、表面塗工層は、容器頬態と、フィルムとの接着強度を高める目的で形成される。表面塗工層は、接着性材料を含んでよい。表面塗工層は、帯電防止剤、添加剤などを含んでもよい。
接着性材料は、表面塗工層とフィルム表面との接着性を向上させる。また、フィルム表面と、印刷用インキ又は各種機能材層との接着の仲介をする。接着性材料としては、水溶性ポリマー、水性分散体ポリマー(エマルジョンと称される場合がある。)等が挙げられる。水性分散体ポリマーとしては、ビニル系樹脂エマルジョン又はポリウレタン樹脂エマルジョンを挙げることができる。
帯電防止剤は、帯電によるトラブルを抑制する。帯電防止剤は、分子内に4級アンモニウム塩構造を有する共重合体であってよい。これにより、表面塗工層と、インキ又は各種機能材層との接着性を阻害することなく、帯電を防止することができる。一実施形態において、分子内に4級アンモニウム塩構造を有する共重合体は、3級アミン構造を有するモノマーを必須成分として、これと共重合可能なモノマーとの共重合体を得た後、当該3級アミンをジメチル硫酸、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、グリシジルトリメチルアンモニウムクロリド等の4級化剤で4級化することで得られる。
本実施形態のフィルムは、公知の多孔質フィルム製造法を用いて製造することができる。本実施形態のフィルムは、少なくとも1軸方向に延伸されてなるフィルムであることが好ましい。
フィルムの成形は押し出し成形法によることが好ましい。なお、下記に説明する方法は、フィルムが少なくとも1層の多孔質層からなる場合にも適用でき、フィルムが多孔質層に加えて、接着層、表面層などを有する場合にも適用できる。
フィルムを構成するいずれかの層を延伸する場合において、延伸方法は特に限定されず、公知の種々の方法を使用することができる。具体的には、各層の延伸は1軸延伸であってもよく、2軸延伸であってもよく、無延伸であってもよい。また、延伸の方向は縦方向でも、横方向でもよい。さらに、2軸延伸の場合は、同時に延伸してもよく、逐次延伸してもよい。
(酸化処理)
フィルムの表面に、酸化処理が施されてもよい。成形後のフィルムの表面は、表面自由エネルギーが比較的低く、疎水性でインクや塗工剤をはじきやすい傾向にある。フィルムの表面に酸化処理を施すことにより、フィルムの表面の表面自由エネルギーを向上させることができる。その結果、印刷インキ、及び、後加工工程で形成する各種機能材層(例えば、感熱発色層、インクジェット受容層、接着剤層、ドライラミネート層である。)の少なくとも一方と、フィルムとの密着性が向上する。
フィルムの表面に酸化処理を施した場合、経時的に表面自由エネルギーが低下し、密着性が低下する場合がある。そこで、表面酸化処理の直後、又は表面酸化処理から1週間以内に、塗工工程を実施して、表面塗工層を形成することが好ましい。塗工方法としては、ダイコーター、ロールコーター、グラビアコーター、スプレーコーター、ブレードコーター、リバースコーター、エアーナイフコーター、サイズプレスコーター等による塗工、浸漬等が挙げられる。
本発明のフィルムをインモールド成形によりプラスチック容器に貼着する際、フィルムとプラスチック容器とが接触する面は平滑度を下げておくことが好ましい。そのためにエンボス加工を行うことができる。エンボス加工は彫刻金属ロールと対するゴムロールを用いる。エンボス加工は、フィルム製造時の延伸前に行ってもよく、延伸後に行ってもよい。また、予めエンボス加工を行ったフィルムを多孔質層に貼合する方法で、エンボス加工された接着層を得ることもできる。
エンボス加工のパターンは、不連続の凹部を彫刻したエンボスロールを用いて得られる連続した溝を有するパターンや、50〜300線の溝を有するエンボスロールで得られる稜線パターンが好ましい。
[フィルム全層の特性]
(厚さ)
フィルムの厚さDは、JIS K 7130:1999「プラスチック−フィルム及びシート−厚さ測定方法」に従い、定圧厚さ測定器を用いて決定される。フィルムの厚さDは、20μm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、60μm以上であることがさらに好ましい。これにより、インモールド成形によりフィルムを容器本体に貼着する場合において、ラベルインサーターを用いて金型の内側にフィルムを挿入する場合に、適切な位置にフィルムを配置することが容易になる。また、フィルムのシワの発生を抑制することができる。
フィルムの密度は、フィルム試料を用いて、JIS K 7112:1999「プラスチック−非発泡プラスチックの密度及び比重の測定方法」のA法に基づき、水中置換法によって決定される。フィルムが多孔質層のみからなる場合、フィルムの密度は、0.5g/cm3以上であることが好ましく、0.6g/cm3以上であることがより好ましい。これにより、ラベルの表面強度を維持することができる。また、フィルムの密度は、1.3g/cm3以下であることが好ましく、1.0g/cm3以下であることがより好ましい。これにより、フィルムにIML接着性(ヒートシール強度)を付与することができる。
フィルムの熱抵抗値Rtは、ISO 22007−3:2008に従って熱伝導率測定機(株式会社アイフェイズ製、機器名:ai−Phase Mobaile)を用いて測定されるフィルムの全層の熱伝導率λと、フィルム全層厚さDとを用いて、下記の式により算出する。
Rt=d×10−6/λ
ここで、Rtは、フィルムの熱抵抗値[m2・K/W]であり、Dは、フィルムの全層厚さ[μm]であり、λ:フィルムの全層の熱伝導率[W/m・K]である。
(厚さ)
フィルムにおける多孔質層の厚さdは、下記の手順で決定する。まず、フィルムの厚さ方向に平行な断面を走査型電子顕微鏡で観察して、画像解析により、フィルム厚さDに占める多孔質層の厚さの割合を決定する。決定された割合に、JIS K 7130:1999「プラスチック−フィルム及びシート−厚さ測定方法」に従って決定されたフィルムの厚さDを乗じて、多孔質層の厚さdを決定する。
フィルムにおける多孔質層の密度ρは、JIS K 7112:1999「プラスチック−非発泡プラスチックの密度及び比重の測定方法」のA法に基づき、水中置換法によって決定する。なお、ラベル付きプラスチック容器に貼着されたフィルムを試料として、当該フィルムに含まれる多孔質層の密度ρを決定する場合、当該多孔質層の密度ρは、下記の手順により決定する。まず、切断などにより、ラベル付きプラスチック容器から多孔質層を含むフィルムを取り出す。次に、取り出されたフィルムから多孔質層を剥離して、密度測定用の試料を得る。次に、JIS K 7112:1999「プラスチック−非発泡プラスチックの密度及び比重の測定方法」のA法に基づき、水中置換法によって、上記の密度測定用の試料の密度を測定することにより、多孔質層の密度ρを決定する。
フィルムにおける多孔質層の真密度ρ0は、フィルムから剥離した多孔質層を熱収縮させたものを試料として、JIS K 7112:1999「プラスチック−非発泡プラスチックの密度及び比重の測定方法」のA法に基づき、水中置換法によって決定する。なお、多孔質層に使用されている熱可塑性樹脂組成物の組成が判明している場合には、当該組成に基づいて、新たに作製した樹脂組成物をもって、上記試料に替えてもよい。
多孔質層の空孔率p[%]は、上記測定によって得られた密度ρと、上記測定によって得られた真密度ρ0とを用いて、下記の式により算出する。
p=(ρ0−ρ)/ρ0 ×100
多孔質層の空孔の量を示す指標として、上記の空孔率と、上記の多孔質層の厚さdとを用いて、下記の式により算出される空孔長Lを用いる。
L=d×(ρ0−ρ)/ρ0
ここで、Lは空孔長[μm]であり、ρは多孔質層の密度[g/cm3]であり、ρ0は多孔質層の真密度[g/cm3]である。
(厚さ)
接着層の厚さは、多孔質層の厚さdと同様の手順により決定される。まず、フィルムの厚さ方向に平行な断面を走査型電子顕微鏡で観察して、画像解析によりフィルム厚さDに占める接着層の厚さの割合を決定する。決定された割合に、JIS K 7130:1999「プラスチック−フィルム及びシート−厚さ測定方法」に従って決定されたフィルムの厚さDを乗じて、接着層の厚さを決定する。
(平滑度)
フィルムの表面のうち、多孔質層の接着層が配された側の表面(接着側表面と称する場合がある。)における平滑度sは、JIS P 8155:2010「紙及び板紙−平滑度試験方法−王研法」に従って決定される。平滑度sは、5〜4000秒であることが好ましい。これにより、インモールド成形によりフィルムを容器本体に貼着する場合において、フィルムと容器本体の間の空気が速やかに排出され、空気溜りのないラベル付きプラスチック容器が得られる。
フィルムの表面に枚葉オフセット印刷、輪転オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、レタープレス印刷、スクリーン印刷等の各種印刷方式で印刷を施す場合、JIS K 6768:1999「プラスチック−フィルム及びシート−ぬれ張力試験方法」で求められる表面のぬれ張力Wは、34mN/m以上であることが好ましく、42mN/m以上であることがより好ましい。これにより、インキ受理性を十分に発現することができる。表面のぬれ張力Wは74mN/m以下であることが好ましく、72mN/m以下であることがより好ましい。これにより、フィルムの打抜き加工時に、フィルム同士の端部が貼り付くことを抑制できる。なお、ぬれ張力の測定は、フィルムにぬれ張力試験用混合液を滴下し、フィルム上の液をNo.2ワイヤーバーで広げ、2秒後の液滴の状態で判定する。
23℃50%RHにおける表面抵抗率Rsは、JIS K6911:1995「熱硬化性プラスチック一般試験方法」の表面抵抗率に従って決定する。フィルムの少なくとも一方の表面の表面抵抗率は、1×108〜1×1012Ωであることが好ましい。これにより、フィルムの帯電を防止することができる。表面抵抗率が上記の範囲内である場合、帯電防止性及びオフセット印刷適性に優れたフィルムが得られる。フィルムの少なくとも一方の表面は、表面加工を施された面であってよい。
[印刷]
フィルムには、情報が印刷されてよい。フィルムに含まれる層のうち、多孔質層の一方の面の側に配される層の表面に、情報が印刷されてよい。フィルムに含まれる層のうち、多孔質層の接着層が配されていない側に配される層の表面に、情報が印刷されてもよい。グラビア印刷、フレキソ印刷、レタープレス印刷、スクリーン印刷、電子写真記録方式等の印刷方式により、フィルムに情報が直接印刷されてもよい。インクジェット記録方式、熱転写記録方式、感圧転写記録方式等の印刷方式を用いる場合には、フィルムの表面に、それぞれの印刷方式に適した公知の受容層をさらに設けてよい。グラビア印刷、インクジェット記録方式及び電子写真記録方式は、精細性に優れる。レタープレス印刷及びフレキソ印刷は、小ロットの印刷にも対応できる。
<厚さ>
シート成形例で得られたフィルム全体の厚さDは、JIS K 7130:1999「プラスチック−フィルム及びシート−厚さ測定方法」に基づき、定圧厚さ測定器(株式会社テクロック製、機器名:PG−01J)を用いて測定した。また、シート成形例で得られたフィルムにおける各層の厚さは、下記の手順で測定した。まず、測定対象試料を液体窒素にて−60℃以下の温度に冷却した。次に、冷却後の測定対象試料をガラス板上に載置し、測定対象試料に対してカミソリ刃(シック・ジャパン株式会社製、商品名:プロラインブレード)を直角に当てて、測定対象試料を切断することで、断面測定用の試料を作製した。次に、断面測定用の試料を走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製、機器名:JSM−6490)を使用して断面を観察し、観察像から境界線を判別して、フィルム全体の厚さDに対する、測定対象となる層の厚さの比率を決定した。その後、全体の厚さDに、断面測定用の試料の観察により決定された上記の比率を乗算することで、測定対象となる層の厚さを決定した。
各実施例、比較例で得られたフィルムを150mm幅で小割して、スリット状の試料を作製した。スリット状の試料の一方の表面に、フレキソ印刷機(商品名「TCL」、太陽機械製作所株式会社社製)、及び紫外線硬化型フレキソインキ(商品名「UVフレキソCF」、T&K TOKA株式会社製)を用いて、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と、バーコード及び意匠を含む図柄とを印刷した。印刷は、4色印刷であった。印刷は、温度23℃、相対湿度50%の環境下で実施した。また、印刷速度は、60m/分であった。次に、印刷後の試料を、紫外線照射器(メタルハライド灯、100W/cm、1灯、アイグラフィック株式会社製)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、評価用サンプルを作製した。
評価用サンプルのインキ転移状態を目視にて判定を行った。下記の記号を用いてインキ転移評価の結果を示す。
○:転移不良が発生せず良好。
×:転移不良が発生して不良。
評価用サンプルの印刷面に、18mm幅のセロハン粘着テープ(株式会社ニチバン製、製品名:CT405AP−18)を5cmの長さで貼り付け、高速手剥離を行いインクの剥がれを目視にて確認し、判定を行った。下記の記号を用いてインキ密着評価の結果を示す。
○:手剥離を実施した部分の100%の面積でインクが残った。又はインクの密着が強すぎて熱可塑性樹脂フィルムが材破した。
△:手剥離を実施した部分の50〜100%の面積でインクが残った。
×:手剥離を実施した部分の0〜50%の面積でインクが残った。
各実施例、比較例で得られたフィルムをA3サイズに断裁し、オフセット印刷機(リョービ株式会社製、機器名:RYOBI3300CR)、UVオフセット印刷用インキ(T&K TOKA株式会社製、製品名:BC161)を用いて、2000枚印刷した。得られた印刷物にUV(照射量100mJ/cm2)を照射し、インキを固化させて、評価用サンプルを作製した。
評価用サンプルのインキ転移状態を目視にて判定した。下記の記号を用いてインキ転移評価の結果を示す。
○:転移不良が発生せず良好。
×:転移不良が発生して不良。
評価用サンプルの印刷面に、18mm幅のセロハン粘着テープ(株式会社ニチバン製、製品名:CT405AP−18)を5cmの長さで貼り付け、高速手剥離を行いインクの剥がれを目視にて判定した。下記の記号を用いてインキ密着評価の結果を示す。
○:手剥離を実施した部分の100%の面積でインクが残った。又はインクの密着が強すぎて熱可塑性樹脂フィルムが材破した。
△:手剥離を実施した部分の50〜100%の面積でインクが残った。
×:手剥離を実施した部分の0〜50%の面積でインクが残った。
各実施例、比較例で得られたフィルムを、横60mm、縦110mmの矩形に打抜加工することで、ラベル付きプラスチック容器の製造に用いるラベルを作製した。準備したラベルを、ブロー成形用の一対の金型の一方の内側の面に固定した。上記金型は、400mlの内容量のボトルを成型できる金型を用いた。ラベルは、ラベルの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。
得られたラベル付きプラスチック容器の外観を目視にて確認し、後述の記号を用いて160℃接着性を評価した。
・200℃接着性
高密度ポリエチレンを200℃で溶融してパリソン状に押し出した以外は、160℃接着性の評価に用いたラベル付きプラスチック容器と同様の方法により、200℃接着性の評価に用いるラベル付きプラスチック容器を作製した。
得られたラベル付きプラスチック容器の外観を目視にて確認し、後述の記号を用いて200℃接着性を評価した。
○:ブリスターなく綺麗に接着する。
△:接着するが4本中1本以下の割合でブリスターが発生する。
×:接着強度が弱い、もしくは4本中2本以上の割合でブリスターが発生する。
200℃接着性の評価に用いたラベル付きプラスチック容器の外観を目視にて確認し、後述の記号を用いてオレンジピールを評価した。
○:斜光をあてても凹凸が目立たない。
△:斜光を当てた際に凹凸が目立ち、凹凸の間隔が0.5mm未満である。
×:斜光を当てた際に凹凸が目立ち、凹凸の間隔が0.5mm以上である。
表1に、フィルム成形に使用した材料とその物性を示す。無機微細粉末の平均粒径はBET比表面積から求められる粒径であり、D50はマイクロトラックHRA(日機装株式会社社製)による体積分布の累積値50%における粒径(体積平均粒径と称される場合がある。)を示し、D90は同じく累積値90%における粒径(体積平均粒径と称される場合がある。)を示す。
(フィルム成形)
多孔質層の材料として、表1に記載の高密度ポリエチレン(A−1)、重質炭酸カルシウム(B−1)、添加剤(分散剤および酸化防止剤)を質量比30:70:1で混合し、これを180℃に設定した押出機にて溶融混練した後、190℃に設定したTダイに供給し、シート状に押し出した。押し出されたシートを冷却ロールにて約40℃まで冷却して、296μmの無延伸シートを得た。次に、無延伸シートを、110℃に再加熱した後、ロール群の周速差を利用して縦方向に2倍延伸(MD延伸)し、引き続きテンターオーブンを用いて128℃に再加熱した後、テンターを用いて横方向に2倍延伸(TD延伸)した。その後、130℃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、多孔質層単層で構成される2軸延伸HDPEフィルムを得た。
(インモールド評価)
実施例1のフィルムについて、上述の方法でパリソン温度160℃及び200℃でインモールド成形して得られたラベル付きプラスチック容器の評価を行った。160℃接着性:○、200℃接着性:○、オレンジピール:○であり良好であった。
(フィルム成形)
実施例1において、MD延伸温度およびTD延伸温度を表2又は表3のとおり変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2〜3及び比較例1のフィルムを作製した。なお、比較例1のフィルムは、延伸むらが顕著であり、実用に耐えないと判断した。そのため、比較例1のフィルムについては、フィルムの物性値を測定していない。また、IML適性、フレキソ印刷適性及びオフセット印刷適性についても評価していない。
(インモールド成形評価)
得られた実施例2〜3のフィルムについて、インモールド適性に関する評価(インモールド成形評価と称する場合がある。)を実施した。いずれも実施例1と同様に接着性、オレンジピールとも良好な結果を得た。
(フィルム成形)
実施例1において、冷却ロールにおける引き取り速度を増速して無延伸シートの厚さを表2又は表3の通りに変更したこと以外は、実施例1と同様にして実施例4、比較例2のフィルムを作製した。
(インモールド成形評価)
作製したフィルムについて、インモールド成形評価を実施した。結果を表2又は表3に示す。空孔長が20μmを下回ると断熱性が不足してIML適性が低下した。
(フィルム成形)
実施例1において、成分Aの熱可塑性樹脂、成分Bの重質炭酸カルシウムを表2の通り変更したこと以外は、実施例1と同様にして実施例5〜6のフィルムを作製した。
(インモールド成形評価)
作製したフィルムについて、インモールド成形評価を実施した。結果を表2に示す。多孔質層の配合を変更したが、実施例1に劣らない評価が得られた。
(フィルム成形)
実施例1において、多孔質層における熱可塑性樹脂(A−1)、重質炭酸カルシウム(B−1)、添加剤(分散剤および酸化防止剤)の配合量を表2のとおり変更し、多孔質層の空孔率が35〜40%になるように無延伸シートの厚さ及び延伸条件を調整して、実施例7のフィルムを作製した。
(インモールド成形評価)
作製したフィルムについて、インモールド成形評価を実施した。結果を表2に示す。多孔質層における無機微細粉末の含有量を下げた場合、延伸倍率を上げる等調整して空孔長を確保すればIML適性が発現していることが分かる。しかしながら、凹凸の間隔が0.5mm未満のオレンジピールが生じた。
(フィルム成形)
多孔質層の材料として、表1に記載の高密度ポリエチレン(A−1)、重質炭酸カルシウム(B−1)、添加剤(分散剤および酸化防止剤)を質量比75:25:1で混合し、同方向二軸混練機で混練して多孔質層用の熱可塑性樹脂組成物ペレットを得た。一方、高密度ポリエチレン(A−1)、重質炭酸カルシウム(B−1)、添加剤を質量比80:20:0.5で混合し、同方向二軸混練機にて混練して表面層用の熱可塑性樹脂組成物ペレットを得た。
(インモールド成形評価)
作製したフィルムについて、インモールド成形評価を実施した。結果を表3に示す。無機微細粉末の含有量が35質量%を下回る従来型のインモールドフィルムは、接着性を発現するためには延伸倍率を大きくするだけでは不十分であり、しかも、凹凸の間隔が0.5mm以上のオレンジピールが発生した。
(フィルム成形)
2種3層無延伸シートの厚さを1248μmにしたこと以外は比較例3と同様にして、比較例4の2種3層2軸延伸HDPEフィルムを作製した。比較例4のフィルムは厚さDが130μm、熱抵抗値Rtが0.12m2・K/Wであり、多孔質層は厚さdが118μmであり、密度ρが0.677g/m3であり、空孔率pが39%であり、空孔長Lが51μmであり、平滑度sが101秒であり、表面抵抗値Rsが1.1×1016Ωであった。
作製したフィルムについて、インモールド成形評価を実施した。結果を表3に示す。比較例3のフィルムと比較して厚さdが増加したことにより、空孔長Lが大きくなり、IML適性が発現した。しかし、空孔サイズが大きく、凹凸の間隔が0.5mm以上のオレンジピールが発生した。
(フィルム成形)
実施例1において、多孔質層における熱可塑性樹脂(A−1)、重質炭酸カルシウム(B−1)、添加剤(分散剤および酸化防止剤)の配合量を20:80:1に変更し、フィルムの作製を試みた。しかし、分散媒となる熱可塑性樹脂が少なく、Tダイで成形した無延伸シートが脆くなり縦延伸することが不可能であった。そのため、比較例5のフィルムについては、フィルムの物性値を測定していない。また、IML適性、フレキソ印刷適性及びオフセット印刷適性についても評価していない。
(フィルム成形)
多孔質層の材料として、表1に記載の高密度ポリエチレン(A−1)、重質炭酸カルシウム(B−1)、添加剤(分散剤および酸化防止剤)を質量比30:70:1で混合し、同方向二軸混練機で混練して多孔質層用の熱可塑性樹脂組成物ペレットを得た。一方、高密度ポリエチレン(A−1)、重質炭酸カルシウム(B−1)、添加剤を質量比80:20:0.5で混合し、同方向二軸混練機にて混練して表面層用の熱可塑性樹脂組成物ペレットを得た。
実施例8のフィルムをエポキシ樹脂で包埋し、ミクロトームで切断して断面測定用の試料を作製した。次に上記の試料を、走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製、機器名:JSM−6490)を使用して断面を観察し、観察像から境界線を判別した。フィルム全体の厚さDに対する、多孔質層の厚さdの比率は42%であった。上記の比率から、多孔質層の厚さdを55μmと決定した。
(インモールド成形評価)
作製したフィルムについて、インモールド成形評価を実施した。それらの結果を表2に示す。空孔長が20μmに近いことから、断熱性が低くIML適性は△を示した。一方、延伸倍率が2×2倍であり空孔のサイズが小さく、オレンジピールは生じなかった。接着層を設けたことにより平滑度sは上昇したが、接着層とプラスチック容器との間に空気の混入は見られなかった。
(フィルム成形)
多孔質層の材料として、表1に記載の高密度ポリエチレン(A−1)、重質炭酸カルシウム(B−1)、添加剤(分散剤および酸化防止剤)を質量比30:70:1で混合し、同方向二軸混練機で混練して多孔質層用の熱可塑性樹脂組成物ペレットを得た。一方、高密度ポリエチレン(A−1)、重質炭酸カルシウム(B−1)、添加剤を質量比80:20:0.5で混合し、同混練機にて混練して表面層用の熱可塑性樹脂組成物ペレットを得た。
実施例9のフィルムの片面に45W/m2/分の強度でコロナ放電処理を施し、実施例10のフィルムを得た。表面のぬれ張力Wは42mN/mであった。また、実施例9のフィルムの両面に45W/m2/分の強度でコロナ放電処理を施し、引き続き以下の(a)を 0.5質量%、(b)を0.4質量%および(c)を0.5質量%含む水溶液(表面処理剤)を、単位面積(m2)当たり乾燥後0.01gの帯電防止剤が含有するようにサイズプレス方式にて塗工し、70℃で乾燥して、実施例11のフィルムを得た。表面のぬれ張力Wは70mN/mであった。
表面処理剤には以下の材料(a)〜(c)を使用した。
(a)四級窒素含有アクリル系三元共重合体
下記の(a−1)〜(a−3)のユニットからなる三級級窒素含有アクリル系三元共重合体を合成し、モノクロル酢酸カリウムで4級化して、両性ポリマーとして得た。なお、三級級窒素含有アクリル系三元共重合体中における(a−1)〜(a−3)の含有量を各成分とともに示す。
(a−1)N,N'−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド(興人株式会社製):40質量%
(a−2)n−ブチルアクリレート(関東化学株式会社製):35質量%
(a−3)オクタデシルアクリレート(関東化学株式会社製):25質量%
(b)ポリエチレンイミン(日本触媒株式会社製、エポミン−1000(商品名))
(c)水溶性ポリアミンポリアミドのエピクロルヒドリン付加物(星光PMC株式会社製、WS−4024(商品名))
実施例9〜11のフィルムについて、インモールド成形評価を行ったところ、いずれも160℃接着性:○、200℃接着性:○、オレンジピール:○であり良好であった。
実施例10のフィルムのコロナ放電処理面及び実施例11のフィルムの片面に対し、フレキソ印刷評価を行ったが、インキ転移性およびインキ密着性が○で良好であった。
(オフセット印刷評価)
実施例10のフィルムのコロナ放電処理面に対しオフセット印刷評価を試みたが、シート同士が静電気によって張り付き給紙できなかったため、評価を中止した。実施例11のフィルムの片面に対し、オフセット印刷評価を行った。2000枚印刷し、インキ転移性、インキ密着とも良好であった。
(フィルム成形)
実施例1において、多孔質層層配合の添加剤配合を6質量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして実施例12のフィルムを得た。フィルム表面には白い粉が見られた。
(インモールド成形評価)
得られたフィルムについてインモールド成形評価を行った。結果を表2に示す。インモールド適性は実施例2と同等であった。
(フレキソ印刷評価)
得られたフィルムの片面に45W/m2/分の強度でコロナ放電処理を施し、コロナ放電処理面に対し、フレキソ印刷評価を行ったが、インキ転移性およびインキ密着性が不良となった。オフセット印刷評価は実施しなかった。
Claims (17)
- 熱可塑性樹脂を含有するフィルムをインモールド成形により貼着してなるラベル付きプラスチック容器であって、
前記フィルムが、下記(A)及び(B)の条件を満たす多孔質層を少なくとも1層有し、
前記多孔質層の厚さ方向に平行な断面における下記無機微細粉末の表面から空孔壁までの最大距離は50μm以下であることを特徴とするラベル付きプラスチック容器。
(A)前記多孔質層は、熱可塑性樹脂25〜65質量部と、無機微細粉末35〜75質量部とを含む。
(B)下記の式(1)で表される前記多孔質層の空孔長Lは20μm以上である。
L=d×(ρ0−ρ)/ρ0 ・・・式(1)
前記式(1)において、Lは前記多孔質層の空孔長[μm]であり、dは、前記多孔質層の厚さ[μm]であり、ρは、前記多孔質層の密度[g/cm3]であり、ρ0は、前記多孔質層の真密度[g/cm3]である。 - 前記フィルムの少なくとも一方の面の表面抵抗率Rsは、23℃50%RHにおいて1×108〜1×1012Ωである、
請求項1に記載のラベル付きプラスチック容器。 - 熱可塑性樹脂を含有するフィルムをインモールド成形により貼着してなるラベル付きプラスチック容器であって、
前記フィルムが、下記(A)及び(B)の条件を満たす多孔質層を少なくとも1層有し、
前記フィルムの少なくとも一方の面の表面抵抗率Rsは、23℃50%RHにおいて1×108〜1×1012Ωであることを特徴とするラベル付きプラスチック容器。
(A)前記多孔質層は、熱可塑性樹脂25〜65質量部と、無機微細粉末35〜75質量部とを含む。
(B)下記の式(1)で表される前記多孔質層の空孔長Lは20μm以上である。
L=d×(ρ0−ρ)/ρ0 ・・・式(1)
前記式(1)において、Lは前記多孔質層の空孔長[μm]であり、dは、前記多孔質層の厚さ[μm]であり、ρは、前記多孔質層の密度[g/cm3]であり、ρ0は、前記多孔質層の真密度[g/cm3]である。 - 前記フィルムは、下記(C)の条件をさらに満たす、
請求項1から請求項3までの何れか一項に記載のラベル付きプラスチック容器。
(C)前記多孔質層の厚さdは、前記フィルムの厚さDの10〜100%である。 - 前記多孔質層は、前記熱可塑性樹脂及び前記無機微細粉末の合計100質量部に対して、添加剤0.1〜5質量部を含む、
請求項1から請求項4までの何れか一項に記載のラベル付きプラスチック容器。 - 前記多孔質層の式(2)で表される空孔率pは15〜75%である、
請求項1から請求項5までの何れか一項に記載のラベル付きプラスチック容器。
p=(ρ0−ρ)/ρ0 ×100・・・式(2)
前記式(2)において、pは前記多孔質の空孔率[%]であり、ρは、前記多孔質層の密度[g/cm3]であり、ρ0は、前記多孔質層の真密度[g/cm3]である。 - 前記多孔質層に含まれる前記熱可塑性樹脂は、ポリオレフィンを主成分とする、
請求項1から請求項6までの何れか一項に記載のラベル付きプラスチック容器。 - 前記多孔質層が少なくとも1軸方向に延伸されてなる、
請求項1から請求項7までの何れか一項に記載のラベル付きプラスチック容器。 - 前記フィルムの厚さDは、40〜250μmである、
請求項1から請求項8までの何れか一項に記載のラベル付きプラスチック容器。 - 前記多孔質層の一方の面の側に配された表面層をさらに有する、
請求項1から請求項9までの何れか一項に記載のラベル付きプラスチック容器。 - 前記フィルムの前記多孔質層の一方の面の側に配される層の表面に情報が印刷される、
請求項1から請求項10までの何れか一項に記載のラベル付きプラスチック容器。 - 前記多孔質層の一方の面の側に配された接着層をさらに有し、
前記接着層の表面におけるJIS P 8119:1998で測定される王研式平滑度sは、5〜4000秒である、
請求項1から請求項9までの何れか一項に記載のラベル付きプラスチック容器。 - 前記多孔質層の他方の面の側に配された表面層をさらに有する、
請求項12に記載のラベル付きプラスチック容器。 - 前記フィルムの前記多孔質層の他方の面の側に配される層の表面に情報が印刷される、
請求項12又は請求項13に記載のラベル付きプラスチック容器。 - 前記フィルムの前記接着層側の表面の表面抵抗率Rsは、23℃50%RHにおいて1×1012Ω以上である、
請求項12から請求項14までの何れか一項に記載のラベル付きプラスチック容器。 - 前記フィルムの下記の式(3)で表される熱抵抗値Rtは、0.05m2・K/W以上である、
請求項1から請求項15までの何れか一項に記載のラベル付きプラスチック容器。
Rt=D×10−6/λ・・・式(3)
前記式(3)において、Rtは前記フィルムの熱抵抗値[m2・K/W]であり、Dは前記フィルムの厚さ[μm]であり、λは前記フィルムの熱伝導率[W/m・K]である。 - 下記の式(4)の関係を満足する、
請求項1から請求項16までの何れか一項に記載のラベル付きプラスチック容器。
Tf−10≦Tv≦Tf+60 ・・・式(4)
前記式(4)において、Tvは、前記ラベル付きプラスチック容器の容器本体の最表面に含まれる熱可塑性樹脂の融点であり、Tfは、前記フィルムの前記容器本体に接する層に含まれる熱可塑性樹脂の融点である。
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