JP2013091729A - 形状保持性バリアフィルムとその製造方法、包装用積層体、包装材とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
形状保持性とバリア性とを両立したフィルムとその製造方法を提供すること。
【解決手段】
密度が950kg/m3以上であり、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)が5〜20である、エチレン単独重合体または炭素数3〜6のα−オレフィン含有量が2重量%未満であるエチレン−α−オレフィン共重合体を含み、小角X線散乱法により測定される22〜40nmの範囲の長周期構造を有し、周期性結晶の割合Fが0.015〜0.08であり、前記長周期の構造が存在する方向の引張弾性率が5〜50GPaであり、かつJIS K7129に準拠し40℃、90%RHで測定される透湿度が2.5g/m2・24hr以下である形状保持性バリアフィルム。
【選択図】 図3
Description
[2]前記長周期構造の周期が存在する方向の180°曲げによる戻り角度が65°以下である、[1]に記載の形状保持性バリアフィルム。
[3]前記形状保持性バリアフィルムの厚さは、10〜100μmである、[1]〜[2]のいずれか一項に記載の形状保持性バリアフィルム。
[4][1]〜[3]のいずれか一項に記載の形状保持性バリアフィルムを含む包装用積層体。
[5]前記包装用積層体は、保護層およびヒートシール層からなる群より選ばれる少なくとも1層をさらに含む、[4]に記載の包装用積層体。
[6]前記形状保持性バリアフィルム以外の透湿度が2.5g/m2・24hr以下の層を含まない、[4]または[5]に記載の包装用積層体。
[7][1]〜[3]のいずれか一項に記載の形状保持性バリアフィルムまたは[4]〜[6]のいずれか一項に記載の包装用積層体の一部がシールされた包装材であって、前記包装材の開口面が、前記包装用積層体に含まれる形状保持性バリアフィルムの長周期構造の周期が存在する方向と交差する、包装材。
[8]前記包装材の開口面が、前記包装用積層体に含まれる形状保持性バリアフィルムの長周期構造の周期が存在する方向と略直交する、[7]に記載の包装材。
[9][1]〜[3]のいずれか一項に記載の形状保持性バリアフィルムまたは[4]〜[6]のいずれか一項に記載の包装用積層体と、被包装体と、を備え、前記被包装体が前記包装用積層体に含まれる前記形状保持性バリアフィルムで覆われている包装体。
[10][1]〜[4]のいずれか一項に記載の形状保持性バリアフィルムの製造方法であって、密度が950kg/m3以上であり、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)が5〜20である、エチレン単独重合体または炭素数3〜6のα−オレフィン含有量が2重量%未満であるエチレン−α−オレフィン共重合体を含む原反フィルムを得る工程と、前記原反フィルムを、延伸による延伸倍率が5〜30倍となるように延伸する工程と、を含む、形状保持性バリアフィルムの製造方法。
[11][4]〜[6]のいずれか一項に記載の包装用積層体を得る工程と、前記包装用積層体同士を重ね合わせるか、あるいは前記包装用積層体と他のシートとを重ね合わせる工程と、前記重ね合わせた包装用積層体の一部をシールして包装材を得る工程と、
を含む、包装材の製造方法。
本発明の形状保持性バリアフィルムは、ポリエチレンを含むフィルムを延伸して得られるフィルムである。
長周期は、I(q,μ)をμ=90°方向に走査して得られる強度I(q, μ=90°)、またはI(q,μ)をμ=270°方向に走査して得られる強度I(q, μ=270°)、またはI(q,μ)を下記式1に従って積分したIμ(q)をqに対してプロットした小角X線散乱曲線〔縦軸がI(q, μ=90°)またはI(q, μ=270°)またはIμ(q)、横軸がq〕でピークが観測され、そのピーク位置qmから得られる。なおここでLはqmとの間にL=2π/qmの関係を有する。
式2において、q1=0.1nm-1,q2=0.8nm-1,μ1=165°,μ2=195°,μ3=0°, μ4=360°である。
本発明のフィルムが高い水蒸気バリア性を発現するメカニズムは明確ではないが、長周期構造の周期と周期における結晶31の割合を大きく、水蒸気バリア性が比較的低いと考えられる結晶性が低い部分32を極小化し分散しているため、結晶性が低い部分を通じで水蒸気などが透過しにくくなっているためと推測される。
本発明の形状保持性バリアフィルムは、前述のポリエチレンを含む原反フィルムを得る工程と、前記原反フィルムを一定以上の延伸倍率に延伸(好ましくは一軸延伸)する工程とを経て得ることができる。原反フィルムに含まれるポリエチレンは、前述の形状保持性バリアフィルムに含まれるポリエチレンとほぼ同様である。ただし、ポリエチレンは、延伸によって結晶化すると密度が高くなることがある。そのため、延伸後の形状保持性バリアフィルムの密度は950kg/m3以上、好ましくは955kg/m3以上であることが好ましい。
本発明の包装用積層体は、前述の形状保持性バリアフィルムを含み、必要に応じて他の層をさらに含んでもよい。
本発明の包装用積層体の製造方法は、1)前述の形状保持性バリアフィルムを得る工程と、2)前記形状保持性バリアフィルムと他の層とをラミネートして包装用積層体を得る工程と、を含む。
本発明の包装用積層体は高い形状保持性と水蒸気バリア性を有するため、例えば食品類や洗剤類などの包装材、各種詰め替え用の包装材として好適である。さらに、アルミニウム箔等の金属箔を含まない包装材とすれば、電子レンジでの加熱調理用の包装材としても好適である。
袋状または筒状の包装材は、1)包装用積層体を準備する工程と、2)包装用積層体同士を重ね合わせるか、あるいは包装用積層体と他のシートとを重ね合わせる工程と、3)重ね合わせた包装用積層体の一部をシールして包装材を得る工程と、を経て得ることができる。他のシートは、例えば熱可塑性樹脂のシート等であってよい。
本発明の包装体は、前述の本発明の包装用積層体で被包装体が包まれているまたは封止されているものである。被包装体としては、特に限定されないが、湿気などにより劣化するものを包装した場合、本発明の水蒸気バリア性を活用することができる。具体的には、被包装体としては食品、医薬品、錆を防止する必要がある金属などが挙げられる。好ましい包装体の形態は、本発明の包装用積層体が蓋状体か袋状体で用いられるかによって異なる。食品容器を密閉する蓋材など、蓋状体として本発明の包装用積層体を用いる場合は、本発明の積層体で密封する前記容器の開口部の全面を本発明の形状保持性バリアフィルムが覆うように配置されていることで、開口部から湿気などの侵入を防ぐことができるので好ましい。一方、袋状体として本発明の包装用積層体を用いる場合は、包装体中の被包装体が本発明の包装用積層体に含まれる本発明の形状保持性バリアフィルムで覆われているのが好ましい。
密度が963kg/m3、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)が15.8であり、190℃でのメルトフローインデックスが0.3/10minの高密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製 ノバテックHD(登録商標)HB530)を原材料として、押出機にて250℃で溶融混練した後、Tダイから吐出させて、厚さ650μmの原反フィルムを製膜した。
製造条件や原材料を表1に記載の条件にした以外は、実施例1と同様にして無延伸フィルムを製造した。
一般的な形状保持性バリアフィルムとして、アルミナを蒸着したポリエチレンテレフタラートフィルム(三井化学東セロ株式会社製、TL−PET HP)を用意した。
一軸延伸フィルムをカットして、巾(フィルムの延伸方向と直交する方向)10mm、長さ(フィルムの延伸方向)120mmの短冊状の試料片を得た。次いで、JIS K7161に準拠して、引張試験機を用いてチャック間距離100mm、引張速度100mm/分で、試料片の延伸方向の引張弾性率を測定した。5つの試料片について、同様にして引張弾性率を測定し、平均値を算出した。測定は、温度23℃、湿度55%の条件下で実施した。
一軸延伸フィルムをカットして、幅(フィルムの延伸方向と直交する方向)10mm、長さ(フィルムの延伸方向)50mmの試料片を得た。そして、図6(A)に示されるように、試料片60を厚みが1.2mmの金属板材62の下面、端部(R=0.5)、上面にわたって巻き付けた。このようにして、試料片60を180°に折り曲げて、その上に荷重1.0kgの錘61を掛けて、折り曲げ状態を30秒間保持した。その後、図6(B)に示されるように、錘を開放して、折り曲げ状態を解除して30秒間後に、62の金属板材62の上面62Aと試料片60のなす角θを戻り角として測定した(図6参照)。なお、測定は温度23℃、湿度55%RHの条件下で実施した。
JIS K7129に準拠し、温度40℃、湿度90%RHの条件下で測定を行なった。
実施例1〜10、比較例1のフィルムについて、下記測定条件の下、下記装置を用いてSAXS測定およびWAXS測定を行なった。実施例1のフィルムのSAXS測定結果を図1に示す。また実施例1のフィルムを折り曲げる前のWAXS測定結果を図4、折り曲げた後のWAXS測定結果を図5に示す。
(測定装置)
SAXS測定は、大型放射光施設SPring−8(兵庫県)に設置されている高分子専用ビームラインBL03XUで実施した。WAXS測定は、SPring-8に設置されているBL24XUにおいてマイクロビームを用いて実施した。
(測定条件)
・X線は、波長が1Å(0.1nm)であるX線を用いた。
・検出器はSAXS測定の場合はイメージインテンシファイア付きCCDを、マイクロビームWAXS測定の場合はフラットパネルディテクターを用いた。
・測定は、室温(25℃)にて実施した。
・試料サイズは5mm×20mmとした。
SAXS測定により得られた散乱像から前述の式1および式2を用いて、長周期構造の周期Lと周期性結晶の割合Fを計算した。
32 長周期構造中の比較的結晶性が低い部分
60 試料片
61 錘
62 金属板材
62A 金属板材62の上面
70 包装材
70A 包装材70の開口部
P 包装材70の開口面
Claims (11)
- 密度が950kg/m3以上であり、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)が5〜20である、エチレン単独重合体または炭素数3〜6のα−オレフィン含有量が2重量%未満であるエチレン−α−オレフィン共重合体を含み、
小角X線散乱法により測定される22〜40nmの範囲の長周期構造を有し、
周期性結晶の割合Fが0.01〜0.08であり、
前記長周期構造の周期が存在する方向の引張弾性率が5〜50GPaであり、JIS K7129に準拠し40℃、90%RHで測定される透湿度が2.5g/m2・24hr以下である形状保持性バリアフィルム。 - 前記長周期構造の周期が存在する方向の180°曲げによる戻り角度が65°以下である、請求項1に記載の形状保持性バリアフィルム。
- 前記形状保持性バリアフィルムの厚さは、10〜100μmである、請求項1または2に記載の形状保持性バリアフィルム。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の形状保持性バリアフィルムを含む包装用積層体。
- 前記包装用積層体は、保護層およびヒートシール層からなる群より選ばれる少なくとも1層をさらに含む、請求項4に記載の包装用積層体。
- 前記形状保持性バリアフィルム以外の透湿度が2.5g/m2・24hr以下の層を含まない、請求項4または5に記載の包装用積層体。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の形状保持性バリアフィルムまたは請求項4〜6のいずれか一項に記載の包装用積層体の一部がシールされた包装材であって、前記包装材の開口面が、前記包装用積層体に含まれる形状保持性バリアフィルムの長周期構造の周期が存在される方向と交差する、包装材。
- 前記包装材の開口面が、前記包装用積層体に含まれる形状保持性バリアフィルムの長周期構造の周期が存在する方向と略直交する、請求項7に記載の包装材。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の形状保持性バリアフィルムまたは請求項4〜6のいずれか一項に記載の包装用積層体と、被包装体と、を備え、前記被包装体が前記包装用積層体に含まれる前記形状保持性バリアフィルムで覆われている包装体。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の形状保持性バリアフィルムの製造方法であって、密度が950kg/m3以上であり、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)が5〜20である、エチレン単独重合体または炭素数3〜6のα−オレフィン含有量が2重量%未満であるエチレン−α−オレフィン共重合体を含む原反フィルムを得る工程と、前記原反フィルムを、延伸による延伸倍率が5〜30倍となるように延伸する工程と、を含む、形状保持性バリアフィルムの製造方法。
- 請求項4〜6のいずれか一項に記載の包装用積層体を得る工程と、
前記包装用積層体同士を重ね合わせるか、あるいは前記包装用積層体と他のシートとを重ね合わせる工程と、
前記重ね合わせた包装用積層体の一部をシールして包装材を得る工程と、
を含む、包装材の製造方法。
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