JP2000280343A - ポリ乳酸系収縮シート状物及びその製造方法、並びに、これを用いた包装材又は収縮ラベル材 - Google Patents
ポリ乳酸系収縮シート状物及びその製造方法、並びに、これを用いた包装材又は収縮ラベル材Info
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Abstract
キがなく均一性を有し、耐熱融着性に優れた生分解可能
なポリ乳酸系収縮シート状物を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 ポリ乳酸系重合体を主成分とする生分解
性重合体から成形されるシート状物において、上記ポリ
乳酸系重合体の結晶融解熱量(△Hm)と、上記シート
状物を昇温したとき、このシート状物を形成する生分解
性重合体の構成成分であるポリ乳酸系重合体の結晶化に
より生じる結晶化熱量(ΔHc)との差、すなわち、△
Hm−△Hcが20J/g以上であり、上記ポリ乳酸の
構成成分であるL−乳酸とD−乳酸との構成割合が10
0:0〜92:8又は0:100〜8:92であり、上
記ポリ乳酸系重合体を、延伸温度70〜95℃で少なく
とも一軸方向に延伸倍率2.5〜6.0で延伸すること
を特徴とする。
Description
体を主成分とした収縮性を有するシート状物及びその製
造方法に関する。
に利用される熱収縮性シート又はフィルムとして、ポリ
塩化ビニル、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエチ
レンテレフタレート等のシートやフィルムが知られてお
り、また、産業界で広く利用され、消費されている。し
かし、これらのシートやフィルムは自然環境下に棄却さ
れると、その安定性のため分解されることなく残留し、
景観を損ない、魚、野鳥等の生活環境を汚染する等の問
題を引き起こす。
合体からなる材料が要求されており、実際多くの研究、
開発が行われている。その一例として、ポリ乳酸があげ
られる。ポリ乳酸は、土壌中において自然に加水分解が
進行し、土中に原形が残らず、ついで微生物により無害
な分解物となることが知られている。
酸は、素材が本来有する脆性のため、これをシート状や
フィルム状にしても、十分な強度が得られず、実用に供
し難い。
報には、ポリ乳酸からなるラベル用熱収縮フィルムが開
示されているが、この熱収縮フィルムは、収縮温度が1
40〜150℃と高く、ガラス瓶等のラベルとして用い
得ることができる高温収縮性フィルムである。これに対
し、一般的な収縮包装や収縮結束包装では、被包装体が
生鮮食品や紙箱、あるいは食品や薬品の入った各種容器
類であり、熱による被包装体の変性や変形を防ぐため、
70〜120℃程度の低温で収縮加工が行われる。上記
公報においては、ラベル用熱収縮フィルムが、上記低温
域で十分に収縮性を有することは示されていない。さら
に、高温収縮性のラベルとしても、収縮仕上がりが悪
く、被収縮物に接触せずに浮いた部分などができ、十分
な性能を発揮し得ない場合がある。
は、所定の要件を満たすポリ乳酸系重合体からなる熱収
縮フィルムが開示されている。この熱収縮フィルムは、
低温収縮性を有するが、短時間に収縮しないと熱固定さ
れて十分に収縮しなくなる。さらにまた、収縮仕上がり
が悪く、被収縮物に接触せずに浮いた部分などができる
場合がある。
のコントロールが難しく、延伸後の厚みにバラツキが生
じることがある。
料用ボトル等のラベルに使用する場合は、ボトルにラベ
ルを巻き付けた後に飲料を充填して、生産ラインで加熱
殺菌を行う。このとき、隣接するボトルのラベル同士が
熱により融着することがある。
ると共に、厚みにバラツキがなく均一性を有し、耐熱融
着性に優れた生分解可能なポリ乳酸系収縮シート状物を
提供すること、更には、飲料用ボトル等のラベルに使用
した場合、加熱殺菌時にラベル同士が融着しない、生分
解可能なポリ乳酸系収縮シート状物を提供することを目
的とする。
重合体を主成分とする生分解性重合体から成形されるシ
ート状物において、上記ポリ乳酸系重合体の結晶融解熱
量(△Hm)と、上記シート状物を昇温したとき、この
シート状物を形成する生分解性重合体の構成成分である
ポリ乳酸系重合体の結晶化により生じる結晶化熱量(Δ
Hc)との差、すなわち、△Hm−△Hcが20J/g
以上であり、上記ポリ乳酸の構成成分であるL−乳酸と
D−乳酸との構成割合が100:0〜92:8又は0:
100〜8:92であり、上記ポリ乳酸系重合体を、延
伸温度70〜95℃で少なくとも一軸方向に延伸倍率
2.5〜6.0で延伸することにより、上記の課題を解
決したのである。
ことにより、充分な収縮率を有すると共に、厚みにバラ
ツキがなく均一性を有し、耐熱融着性に優れた生分解可
能なポリ乳酸系収縮シート状物を提供することができ
る。また、飲料用ボトル等のラベルに使用した場合、加
熱殺菌時にラベル同士が融着しない、生分解可能なポリ
乳酸系収縮シート状物を提供することができる。
する。
物は、ポリ乳酸系重合体を主成分とする生分解性重合体
から成形されるシート状物である。
ち、微生物によって分解される性質を有する重合体をい
う。この生分解性重合体の主成分であるポリ乳酸系重合
体とは、乳酸、具体的には、D−乳酸又はL−乳酸の単
独重合体又はそれらの共重合体をいう。すなわち、構成
単位がL−乳酸であるポリ(L−乳酸)、構造単位がD
−乳酸であるポリ(D−乳酸)さらにはL−乳酸とD−
乳酸の共重合体であるポリ(DL−乳酸)がある。ま
た、これらの混合体も含まれる。
重合法等、公知の方法で製造することができる。例え
ば、縮重合法では、D−乳酸、L−乳酸又はこれらの混
合物を直接脱水縮重合して任意の組成を持つポリ乳酸が
得られる。また、開環重合法では、乳酸の環状二量体で
あるラクチドを、必要に応じて重合調製剤等を用いなが
ら、所定の触媒の存在下で開環重合して任意の組成を持
つポリ乳酸が得られる。上記ラクチドには、L−乳酸の
二量体であるL−ラクチド、D−乳酸の二量体であるD
−ラクチド、D−乳酸とL−乳酸の二量体であるDL−
ラクチドがあり、これらを必要に応じて混合して重合す
ることにより任意の組成、結晶性をもつポリ乳酸系重合
体を得ることができる。
るポリ乳酸系重合体のみから構成されてもよく、また、
上記ポリ乳酸系重合体に、ポリ乳酸系重合体以外の生分
解性脂肪族ポリエステルを混合したものでもよい。ポリ
乳酸系重合体以外の生分解性脂肪族ポリエステルとは、
具体的には、乳酸以外のヒドロキシカルボン酸の単独重
合体又は共重合体、乳酸と乳酸以外のヒドロキシカルボ
ン酸との共重合体、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオー
ルから得られる脂肪族ポリエステル、環状ラクトン類を
開環重合した脂肪族ポリエステル、これらの各重合体の
混合体等をいう。上記の乳酸以外のヒドロキシカルボン
酸としては、グリコール酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−
ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ吉草酸、5−ヒドロキ
シ吉草酸、6−ヒドロキシ吉草酸等があげられる。さら
に、上記脂肪族ジカルボン酸としては、コハク酸、アジ
ピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等が例
としてあげられ、また、上記脂肪族ジオールとしては、
エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4
−シクロヘキサンジメタノール等があげられる。さらに
また、環状ラクトン類としては、ε−カプロラクトン、
δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン
等があげられ。
をいう。JISにおける定義上、シートとは、薄く、一
般にその厚さが長さと幅の割りには小さい平らな製品を
いい、フィルムとは、長さ及び幅に比べて厚さが極めて
小さく、最大厚さが任意に限定されている薄い平らな製
品で、通例、ロールの形で供給されるものをいう(JI
S K 6900)。したがって、シートの中でも厚さ
の特に薄いものがフィルムであるといえる。しかし、シ
ートとフィルムの境界は定かではなく、明確に区別しに
くので、本願においては、上記のとおり、シートとフィ
ルムの両方を含んだ概念として「シート状物」の用語を
使用する。
ダー法、プレス法等の一般的な溶融成形法により、未延
伸のシート状、具体的には、平面状又は円筒状に成形さ
れる。次いで、これをロール法、テンター法、チューブ
ラ法、インフレーション法等により一軸又は二軸に延伸
することによってシート状物が得られる。
は、延伸温度70〜95℃で、少なくとも一軸方向、具
体的には、少なくとも上記未延伸のシート状成形物の進
行方向と直角方向に延伸倍率2.5〜6.0で延伸する
のがよい。ΔHm−ΔHcが20J/g以上とするため
には、上記の各範囲内とするのがよい。延伸温度が70
℃未満では、充分なシート状物の延伸倍率が得られない
場合がある。延伸温度が95℃を越えると、実質的にシ
ート状物の白化が目立つようになる。延伸倍率が2.5
未満では、多少温度に左右されるが、結晶化度が増大せ
ず、ΔHcが大きくなる。このため、ΔHm−ΔHcの
値が、20J/g以上となりにくく、厚みを均一にする
ことが困難となる場合が生じる。また、延伸倍率が6.
0倍未満では、延伸中にシート状物が破断する場合があ
る。この場合、高温で延伸することにより、破断を回避
することが可能であるが、シート状物が白化し、外観の
悪いシート状物となりやすい。
向には、必要に応じて、ロール法等によって1.01〜
4倍の延伸をかけることができる。
乳酸系重合体の結晶融解熱量(「△Hm」と略する。)
と、上記シート状物を昇温したとき、このシート状物を
形成する生分解性重合体の構成成分であるポリ乳酸系重
合体の結晶化により生じる結晶化熱量(「ΔHc」と略
する。)との差、すなわち、△Hm−△Hcは20J/
g以上がよく、25〜40J/gが好ましい。△Hm−
△Hcが20J/g未満のときは、厚みムラを生じやす
い。また、△Hm−△Hcが上記より特に低くなると、
具体的には5J/g以下となると、得られるシート状物
の耐熱性が低くなり、50℃を越える雰囲気では、フィ
ルム同士が融着を越しやすくなる。
なるよう延伸すると、得られるフィルムの厚みはそろい
やすく、また、融着も抑制される。
成成分であるポリ乳酸系重合体の融点より30℃低い温
度で熱処理をし、JIS K 7122に記載の方法に
したがって、昇温速度10℃/分で上記シート状物を昇
温したときの、上記ポリ乳酸系重合体中に生じている結
晶を融解させるのに必要な熱量である。これは、上記シ
ート状物の示差走査熱量測定(以下、「DSC」と略す
る。)において、上記ポリ乳酸系重合体の結晶融点付近
に現れる結晶融解による吸熱ピークの面積から求められ
る。上記ポリ乳酸系重合体の融点より30℃低い温度で
熱処理を行うのは、この熱処理によって、上記ポリ乳酸
系重合体を結晶化させることができる。この結晶化した
状態で所定の昇温速度で昇温させて△Hmを測定するの
で、同じ組成を持つ生分解性重合体、例えば、同じ組成
を有するD、L−ポリ乳酸であっても、ロット差によっ
て生じることのある△Hmの差を解消することができ
る。
熱量であり、JIS K 7122に記載の方法にした
がって一次昇温したときの昇温過程で生じる結晶化の際
に発生する熱量であり、上記シート状物のDSCにおい
て、発熱ピークの面積から求められる。
の結晶性に依存し、結晶性が大きいポリ乳酸系重合体で
は大きな値をとる。ちなみに最も結晶性が大きいと考え
られるホモのポリ−L−乳酸では、約50J/gとな
る。また、ΔHcはそのときのシート状物の結晶化度に
関係する指標であり、ΔHcが大きいときは、昇温過程
でシート状物の結晶化が進行する、すなわち、昇温前の
シート状物の結晶化度が相対的に低かったことを表す。
逆に、ΔHcが小さいときは、昇温前のシート状物の結
晶化度が相対的に高かったことを表す。
物を形成する生分解性重合体の構成成分であるポリ乳酸
系重合体の有する結晶性を基準としたときの、上記シー
ト状物の結晶化度を示す。したがって、△Hm−△Hc
が小さいほど、上記シート状物の結晶化度が低いことを
示す。
としては、結晶性の高いポリ乳酸系重合体を用いること
や、結晶化度の比較的高いシート状物を作ることがあげ
られる。特に、結晶性が高いポリ乳酸系重合体を原料
に、結晶化度の比較的高いシート状物を作製すれば、△
Hm−△Hcをより増加させることができる。シート状
物の結晶化度は、生分解性重合体の組成に少なからず依
存するが、フィルムの成形加工条件によっても大きく影
響される。
においてフィルムの結晶化度を下げるためには、適当な
延伸温度、延伸倍率を選び配向結晶化を抑えたり、延伸
後速やかに結晶化温度以下に冷却して結晶化を抑える等
の方法によっても、△Hm−△Hcを低下させることが
できる。
酸系重合体の構成成分であるL−乳酸とD−乳酸との組
成比は、100:0〜92:8、又は、0:100〜
8:92がよく、100:0〜94:6、又は、6:9
4〜0:100が好ましい。この範囲を外れると、延伸
時の結晶化が十分でない場合が生じ、得られるシート状
物の厚みにバラツキを生じやすい。また、得られるシー
ト状物としたときに、各シート状物を重ねても融着する
のを防ぐことができる。
率は、80℃、10秒間の条件下で、20%以上である
ことがよく、30〜100%が好ましい。収縮率が20
%未満だと、ボトルのような複雑な形状をしているもの
では凸凹のため、きれいな収縮が仕上がらないからであ
る。
シート状物は、包装材や収縮ラベル材として使用するこ
とができる。この包装材や収縮ラベル材が使用される被
包装物としては、容器、生鮮食品等の食品等があげられ
る。上記容器としては、ガラス瓶、ガラス容器、硬質プ
ラスチック容器等の硬度の高い容器、又は、紙や、ポリ
スチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート
等の硬度の低いプラスチック等から成形される容器等が
あげられる。これらの容器は、食品用、飲料用、薬品用
等任意の用途に使用されるものである。
包装又は収縮結束包装される。このとき、上記包装材が
ポリ乳酸系収縮シート状物が充分な収縮率を有し、延伸
時の厚みムラがないので、収縮包装したとき収縮仕上が
りがよく、包装された状態において見栄えがよい。さら
に、包装後に、加熱処理を行っても、包装材が互いに融
着しないので、取扱いが容易となる。また、上記ポリ乳
酸系収縮シート状物は、印刷性能がよく、綺麗に印刷す
ることができるので、収縮ラベル材として使用する場
合、まず、上記ポリ乳酸系収縮シート状物に印刷したの
ち、被包装材に収縮させて密着させることにより、ラベ
ルとして効果よく使用することができる。
は何ら制限を受けるものではない。なお、表1及び表2
において、「D−乳酸の割合」は、ポリ乳酸系重合体を
構成するL−乳酸とD−乳酸の組成比のうち、D−乳酸
の割合を示す。さらに、「MD」は、シート状物の長手
方向を示し、「TD」は、シート状物の幅方向を示す。
また、実施例 中に示す測定、評価は、次に示すような
条件で行った。
所定のL/D比を有するポリ乳酸系重合体自体を用いて
測定した。
0℃低い温度で、当該ポリ乳酸系重合体を2時間、熱処
理を行い、当該ポリ乳酸系重合体を結晶化させた。次い
で、パーキンエルマー製DSC−7を用い、上記の結晶
化させた当該ポリ乳酸系重合体10mgをJIS−K7
122に基づいて、昇温速度10℃/分で昇温したとき
の吸熱ピークの面積からΔHmを求めた。
ンプル10mgをJIS−K7122に基づいて、昇温
速度10℃/分で昇温したときの発熱ピークの面積から
ΔHcを求めた。
mm×10mmに切り出し、MDに100mm間の評線
を入れ、80℃の温水バスに10秒間浸漬した後、その
評線間の寸法を計り、次式にしたがって熱収縮率を算出
した。 熱収縮率(%)={(収縮前の寸法)−(収縮後の寸
法)}/(収縮前の寸法)×100 (4)耐融着試験 延伸されたシート状物を縦60mm、横30mmの大き
さに切り取り、キャスティングロールに接した面同士を
2枚重ねて、10mm幅のヒートシールバーを有するヒ
ートシール機に、バーの長手方向にシート状物の縦方向
を合わせ、該フィルムの中央にセットした後、所定の温
度で片面より加熱し、1.5kgf/cm2 の圧力で6
0秒間ヒートシールした。その後、5分間放置してヒー
トシール部を剥離し、破れずに剥離できる最高温度を調
査した。また、該温度が100℃以上のものを良好
(○)とし、該温度が80℃以上100℃未満のものを
やや良好(△)とした。また、該温度が80℃未満のも
のを不良(×)とした。
は500mm間隔で20点の合計200点の厚みをダイ
ヤルゲージで測定し、その厚みの平均値(X)と標準偏
差(σ)を求め、(3 σ/X)×100(%)を求め
た。この値が15%を下回るものは良好な厚みをもつも
のとして(○)と表記し、15%以上のものは(×)と
表記した。
耐融着試験から総合評価を行った。全体として良好な性
能を有するものは(○)と表記した。全体として十分な
性能を有さないものは(×)と表記した。
分子量24万、ガラス転移点58℃のポリ乳酸系重合体
(D−乳酸の割合が1%以下)を40mmΦ単軸押出機
にて、Tダイより押出し、約43℃のキャスティングロ
ールにて急冷し、未延伸のシート状物を得た。続いて長
手方向にロール延伸、次いで、幅方向にテンターで延伸
した。テンターでの熱処理ゾーンの温度は50℃と一定
にし、実質熱固定しないシート状物を製造した。シート
状物の延伸温度、延伸倍率は表1又は表2の通りで、実
質幅方向に延伸した一軸延伸シート状物である。シート
状物の厚みはおおよそ平均が50μmとなるように押出
機からの溶融樹脂の吐出量とライン速度を調整した。ラ
イン速度はおよそ6〜17m/min、得られたシート
状物の幅も幅方向の延伸倍率によって異なりシート状物
の両耳約100mmずつ落として300mm幅から12
00mm程度までのシート状物を得た。得られたシート
状物について上記の方法で各評価を行った。その評価結
果を表1及び表2に示す。
量20万、ガラス転移点56℃のポリ乳酸系重合体(D
−乳酸の割合が約5%)を上記実施例と同様にして、表
1に示す厚さ約50μmのシート状物を得た。評価結果
を表1に示す。
ス転移点53℃のポリ乳酸系重合体(D−乳酸の割合が
約10%)を上記実施例と同様にして、表1に示す厚さ
約50μmのシート状物を得た。評価結果を表1に示
す。
共に、厚みのバラツキがなく、耐熱融着性に優れた、生
分解可能なポリ乳酸系収縮シート状物を提供することが
できる。
場合、加熱殺菌時にラベル同士が融着しない、生分解可
能なポリ乳酸系収縮シート状物を提供することができ
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 ポリ乳酸系重合体を主成分とする生分解
性重合体から成形されるシート状物において、 上記ポリ乳酸系重合体の結晶融解熱量(△Hm)と、上
記シート状物を昇温したとき、このシート状物を形成す
る生分解性重合体の構成成分であるポリ乳酸系重合体の
結晶化により生じる結晶化熱量(ΔHc)との差、すな
わち、△Hm−△Hcが20J/g以上であり、 上記ポリ乳酸の構成成分であるL−乳酸とD−乳酸との
構成割合が100:0〜92:8又は0:100〜8:
92であり、 上記ポリ乳酸系重合体を、延伸温度70〜95℃で少な
くとも一軸方向に延伸倍率2.5〜6.0で延伸するこ
とを特徴とするポリ乳酸系収縮シート状物。 - 【請求項2】 少なくとも一軸方向の熱収縮率が、80
℃、10秒での温水中で20%以上であることを特徴と
する請求項1記載のポリ乳酸系収縮シート状物。 - 【請求項3】 D−乳酸とL−乳酸の構成割合が10
0:0〜92:8又は0:100〜8:92であるポリ
乳酸系重合体を主成分とし、ΔHm−ΔHcが20J/
g以上となる生分解性重合体をシート状に成形し、次い
で、上記シート状物の進行方向と直角方向に延伸温度7
0〜95℃、延伸倍率2.5〜6.0で延伸するポリ乳
酸系収縮シート状物の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1又は2に記載のポリ乳酸系収縮
シート状物を用いてなる包装材。 - 【請求項5】 請求項1又は2に記載のポリ乳酸系収縮
シート状物を用いてなる収縮ラベル材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9484999A JP2000280343A (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | ポリ乳酸系収縮シート状物及びその製造方法、並びに、これを用いた包装材又は収縮ラベル材 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP9484999A JP2000280343A (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | ポリ乳酸系収縮シート状物及びその製造方法、並びに、これを用いた包装材又は収縮ラベル材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000280343A true JP2000280343A (ja) | 2000-10-10 |
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|---|---|---|---|
| JP9484999A Pending JP2000280343A (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | ポリ乳酸系収縮シート状物及びその製造方法、並びに、これを用いた包装材又は収縮ラベル材 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000280343A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002194112A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-10 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | 熱収縮性フィルム |
| JP2007268841A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Fuji Seal International Inc | 積層シュリンクラベル |
-
1999
- 1999-04-01 JP JP9484999A patent/JP2000280343A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002194112A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-10 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | 熱収縮性フィルム |
| JP2007268841A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Fuji Seal International Inc | 積層シュリンクラベル |
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