JP2011178160A - 熱収縮性延伸積層フィルム及びその製造方法、並びに、トップシール包装体及びピローシュリンク包装体 - Google Patents
熱収縮性延伸積層フィルム及びその製造方法、並びに、トップシール包装体及びピローシュリンク包装体 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明の熱収縮性延伸積層フィルムは、高剛性で高いバリア性を有する芳香族ポリアミド系樹脂を含む芯層と、低融点のエチレン−α−オレフィン共重合体を含むシール層と、高融点のポリプロピレン系共重合体を含む耐熱層と、芯層及びシール層の間並びに芯層及び耐熱層の間にそれぞれ介在する接着層とを備える延伸フィルムであり、特定の熱収縮率及び熱収縮応力を兼ね揃えている。
【選択図】なし
Description
食料品を覆う包装方法として、例えば、家庭用ラップ包装、オーバーラップ包装、ひねり包装、袋詰め包装、スキン包装、ピローシュリンク包装、ストレッチ包装、トップシール包装が挙げられる。特に、ピローシュリンク包装及びトップシール包装の連続包装機は高速包装でき、シンプルできれいな仕上がりが得られるため主流になりつつある。
特許文献2には、シール層を引張弾性率50kg/mm2以下のポリエチレン系樹脂層とし、中間層を引張弾性率120〜400kg/mm2の剛性ある樹脂層とポリアミド樹脂層とし、表面層をエチレン−ビニルアルコール共重合体からなる層として積層してなる複合フィルムが開示されている。
特許文献3には、変性ポリオレフィン系樹脂層、ポリアミド系樹脂層、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂層、変性ポリオレフィン系樹脂層、エチレン−α−オレフィン系共重合体樹脂層の順で積層されてなり、架橋して耐熱性を付与した延伸フィルムが開示されている。
特許文献1において両外層の樹脂が実質的に同じであり、ヒートシールバーが接触する面が耐熱性を有さないと、シール時に該シールバーにフィルムが融着する、又は表面が荒れる等の不良が発生しやすい点が課題となる。
特許文献2のように表面層にガスバリア性のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂を用いると、吸湿によりガスバリア性能が低下するため長期保存が難点となる。
特許文献3では、非シール面である外層に電子線架橋処理することにより耐熱性を付与しているが、コストや維持管理の手間がかかる場合がある。
1. 融点が95〜125℃であるエチレン−α−オレフィン共重合体を含む表層(A)と、
接着層(B)と、
芳香族ポリアミド系共重合体を含む芯層(C)と、
接着層(D)と、
融点が130〜150℃であるプロピレン系共重合体を含む表層(E)と、
をこの順に備える熱収縮性延伸積層フィルムであり、
測定法ASTM−D2732に準拠して測定される熱収縮率が、100℃で5〜20%であり且つ160℃で40%以上であり、
測定法ASTM−D2838に準拠して測定されるTD方向の最大熱収縮応力が、100〜160℃の温度領域で0.4N/cm以下である、熱収縮性延伸積層フィルム。
2. 前記芯層(C)の引張弾性率が3000MPa以上であり、且つ、前記芯層(C)の厚みが1〜5μmである、1.に記載の熱収縮性延伸積層フィルム。
3. 引張弾性率が700〜1600MPaであり、且つ、厚みが10〜25μmである、1.又は2.に記載の熱収縮性延伸積層フィルム。
4. 1.〜3.のいずれか一つに記載の熱収縮性延伸積層フィルムの製造方法であって、
前記表層(A)、前記接着層(B)、前記芯層(C)、前記接着層(D)及び前記表層(E)の各層が共押出法により積層された積層体をMD方向及びTD方向それぞれ延伸倍率5.0〜8.0倍で二軸延伸する、製造方法。
5. 1.〜3.のいずれか一つに記載の熱収縮性延伸積層フィルムを備える、トップシール包装体。
6. 1.〜3.のいずれか一つに記載の熱収縮性延伸積層フィルムを備える、ピローシュリンク包装体。
グリセリン系脂肪酸エステルとしては、グリセリンのモノ脂肪酸エステル、ジ脂肪酸エステル、トリ脂肪酸エステル、ポリ脂肪酸エステル等が挙げられ、炭素数が8〜18の飽和又は不飽和脂肪酸のモノグリセリンエステル、ジグリセリンエステル、トリグリセリンエステル、テトラグリセリンエステル等が挙げられる。その中でもジグリセリンオレート、ジグリセリンラウレート、グリセリンステアレート、グリセリンモノオレート、又はそれらの混合物を主成分としたものが、フィルムの滑り性や光学特性を阻害し難く、使い勝手が良いので好ましい。
上記接着性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂とα,β−不飽和カルボン酸及びその誘導体から選ばれる少なくとも一種のモノマーとをグラフトした変性ポリエチレン系樹脂及び変性ポリプロピレン系樹脂並びにこれらの混合物が挙げられる。
上記接着性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂とα,β−不飽和カルボン酸及びその誘導体から選ばれる少なくとも一種のモノマーとをグラフトした変性ポリエチレン系樹脂及び変性ポリプロピレン系樹脂並びにこれらの混合物が挙げられる。
さらに、印刷適正を向上させるために、延伸後にコロナ処理やプラズマ処理等の表面処理を行ってもよい。
積層フィルム全体、及び、芯層(C)の引張弾性率をASTM−D882に準拠して測定した。芯層(C)の引張弾性率は、積層フィルムをテープ等で剥離することにより、芯層(C)の単層フィルムを得てサンプリングして測定した。MD方向(縦方向)及びTD方向(横方向)についてそれぞれ測定し、その平均値を引張弾性率として用いた。
ASTM−D2732に準拠して、100℃及び160℃の温度にて積層フィルムを10分間収縮させて、積層フィルムの熱収縮率を測定した。MD方向及びTD方向についてそれぞれ測定し、その平均値を熱収縮率として用いた。
ASTM−D2838に準拠して、積層フィルムのTD方向における100〜160℃の熱収縮応力を測定した。測定は連続して5分間行い、上記温度領域での測定値のうちの最大値を最大熱収縮応力として用いた。
MOCON社製の酸素透過分析装置(OX−TRAN(登録商標2/21SH))を用いて、酸素の条件を65%RH、測定温度を23℃として酸素透過率を測定し、測定開始3時間経過後の酸素透過率の値により酸素バリア性の評価を行った。なお、酸素透過率の測定値単位は「cc/m2/MPa/day」である。
得られた積層フィルムを所定の幅にスリットし、茨木精機(株)製TL−3000Sを用いて、内部に200gの粘土を入れたポリプロピレン製トップシール用の楕円型のトレー容器を用い包装速度30パック/分、ヒートシール圧力0.4MPaの条件で包装を行った。なお、積層フィルムのTD方向をトレー容器の短軸方向に合わせて包装を行った。ヒートシール性は、シール部の表面荒れ及びピンホールの有無を目視にて外観評価を行って以下の基準により評価した。
<評価基準>
○:シール強度が2N/15mm幅以上となる下限のヒートシール設定温度において、シール部の表面が荒れず、ピンホールも発生しない。
×:シール強度が2N/15mm幅以上となる下限のヒートシール設定温度において、シール部の表面が荒れる、又はピンホールが発生する。
「トップシール包装」
得られた積層フィルムを所定の幅にスリットし、茨木精機(株)製TL−3000Sを用いて、内部に200gの粘土を入れたポリプロピレン製トップシール用の楕円型のトレー容器を用い包装速度30パック/分で包装を行った。なお、積層フィルムのTD方向をトレー容器の短軸方向に合わせて包装を行った。熱風トンネルとしてK&Uシステム(株)製BBT−600Sを用い、熱風温度を100℃に設定した。包装体の仕上がり性は、目視にてトレー容器の外観評価を行って下記の基準により評価した。
「ピローシュリンク包装」
得られた積層フィルムを所定の幅にスリットし、茨木精機(株)製VSP−2000を用いて、内部に200gの粘土を入れたポリスチレン製トレー容器を用い包装速度30パック/分で包装を行った。なお、積層フィルムのTD方向をトレー容器の短軸方向に合わせて包装を行った。熱風トンネルとしてK&Uシステム(株)製FB−800を用い、熱風温度を160℃に設定した。包装体の仕上がり性は、目視にてトレー容器の外観評価を行って下記の基準により評価した。
<評価基準>
○:トレー容器に変形(歪みや反り)が認められず、かつ角残りが少ない。
×:トレー容器に変形(歪みや反り)が認められる、又は収縮不足により角残りが多い。
まず、表2に示す層構成にて環状5層ダイを用いて溶融共押出した後に約15℃の冷水で固化して、総厚みが約700μmのチューブ状の無延伸原反を作製した。ついで、この無延伸原反を110℃に加熱して、インフレーション法により、表2に示した延伸倍率にて二軸延伸した後、90℃の加熱ロールにより熱処理することにより、最終厚み20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表2に示す。得られた積層フィルムは、剛性が優れ、TD方向の最大熱収縮応力が低いフィルムであり、包装後の仕上がりも良好であった。
各構成層の樹脂成分以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表2に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表2に示す。得られた積層フィルムは、剛性が優れ、TD方向の最大熱収縮応力が低いフィルムであり、包装後の仕上がりも良好であった。
芯層(C)の樹脂成分及び延伸倍率以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表2に示す層構成を有する17μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表2に示す。得られた積層フィルムは、剛性が優れ、TD方向の最大熱収縮応力が低いフィルムであり、包装後の仕上がりも良好であった。
芯層(C)の樹脂成分及び延伸倍率以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表3に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表3に示す。延伸工程においてバブルが千切れるようにパンクし易く、また、得られた積層フィルムは100℃の熱収縮率が高く、トップシール包装体にした際に容器変形が起こり包装フィルムとして不適切であった。
表層(A)の樹脂成分及び延伸倍率以外を実施例1と同様にして共押出し、ついでこの無延伸原反を95℃に加熱して、インフレーション法により二軸延伸を行って、表3に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表3に示す。得られた積層フィルムでは、フィルム延伸性が実施例1〜8、及び比較例1,3,5,6に比べて低下したため、厚み精度が低下し、且つインフレーションバブルがパンクしやすい等、製膜安定性が劣っていた。また、得られた積層フィルムは、TD方向の最大熱収縮応力が高いため包装体にした際に容器変形が起こり包装フィルムとして不適切であった。
表層(E)の樹脂成分以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表3に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表3に示す。得られた積層フィルムは、ヒートシールした時に、シール部の表面が荒れて美麗性に劣り、且つ部分的にピンホールが発生してガスパック包装フィルムとして非実用的であった。
表層(A)及び表層(E)の樹脂成分以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表3に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表3に示す。得られた積層フィルムでは、フィルム延伸性が実施例1〜8、及び比較例1,3,5,6に比べて低下したため、厚み精度・透明性が低下し、且つインフレーションバブルがパンクしやすい等、製膜安定性が劣っていた。また、得られた積層フィルムは、TD方向の熱収縮応力が高いため包装体にした際に容器変形が起こり包装フィルムとして不適切であった。
延伸倍率以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表3に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表3に示す。積層フィルムの熱収縮率が小さいため、トップシール包装、及びピローシュリンク包装で得られた包装体はいずれもフィルムの緩みや弛みがあり、タイトな仕上がりが得られなかった。
芯層(C)の樹脂成分以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表3に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表3に示す。得られた積層フィルムは、引張弾性率が低いためトップシール包装体の蓋材として十分な剛性が得られず、また、酸素透過率が高いためガスパック包装フィルムとしては不適切であった。
比較例2の結果から、シール層である表層(A)のエチレン−α−オレフィン共重合体樹脂の融点が低すぎると、製膜安定性が劣るため生産性や品質が低下することが分かる。さらに、得られた積層フィルムにおけるTD方向の最大熱収縮応力が大きくなるため、比較例1と同様に包装体の容器変形が生じてしまうことが分かる。
比較例3の結果から、表層(E)を融点が130℃未満のプロピレン系共重合体樹脂としてしまうと、表層(E)の耐熱性が低下するためシールバーに表層(E)が溶着したり、表面が荒れたり、ピンホールが発生するため、非実用的であることが分かる。
比較例4の結果から、表層(E)を融点が150℃を超えるポリプロピレン樹脂とすると、製膜安定性が劣るため生産性や品質が低下することが分かる。さらに、得られた積層フィルムにおけるTD方向の最大熱収縮応力が大きくなるため、比較例1と同様に包装体の容器変形が生じてしまうことが分かる。
比較例5の結果から、フィルム延伸倍率を低くして生産すると収縮率が低すぎるため、熱収縮工程での収縮が不十分となり、熱収縮後の包装体に緩みや弛みが生じて仕上がり不良となることが分かる。
比較例6の結果から、芯層(C)のポリアミド樹脂として脂肪族ポリアミドを使用すると、剛性が低いため蓋材としての手触り感が劣ることが分かる。さらに、芳香族ポリアミドに比べて酸素バリア性が低いため、ガスパック包装に適さないことが分かる。
Claims (6)
- 融点が95〜125℃であるエチレン−α−オレフィン共重合体を含む表層(A)と、
接着層(B)と、
芳香族ポリアミド系共重合体を含む芯層(C)と、
接着層(D)と、
融点が130〜150℃であるプロピレン系共重合体を含む表層(E)と、
をこの順に備える熱収縮性延伸積層フィルムであり、
測定法ASTM−D2732に準拠して測定される熱収縮率が、100℃で5〜20%であり且つ160℃で40%以上であり、
測定法ASTM−D2838に準拠して測定されるTD方向の最大熱収縮応力が、100〜160℃の温度領域で0.4N/cm以下である、熱収縮性延伸積層フィルム。 - 前記芯層(C)の引張弾性率が3000MPa以上であり、且つ、前記芯層(C)の厚みが1〜5μmである、請求項1に記載の熱収縮性延伸積層フィルム。
- 引張弾性率が700〜1600MPaであり、且つ、厚みが10〜25μmである、請求項1又は2に記載の熱収縮性延伸積層フィルム。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱収縮性延伸積層フィルムの製造方法であって、
前記表層(A)、前記接着層(B)、前記芯層(C)、前記接着層(D)及び前記表層(E)の各層が共押出法により積層された積層体をMD方向及びTD方向それぞれ延伸倍率5.0〜8.0倍で二軸延伸する、製造方法。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱収縮性延伸積層フィルムを備える、トップシール包装体。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱収縮性延伸積層フィルムを備える、ピローシュリンク包装体。
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