JP2014188677A - 電子線照射された易引裂性多層フィルム及び包装材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリエチレン(a)を樹脂主成分とする外層、環状オレフィン系樹脂(b1)とポリエチレン樹脂(b2)の混合樹脂を樹脂主成分とする中間層(B)及びポリエチレン(c)を樹脂主成分とする内層(c)が順に積層されたフィルム、特に好ましくは密度が0.870〜0.960g/cm3のポリエチレン(a)からなる外層(A)、環状オレフィン系樹脂(b1)10〜90重量%と、密度が0.930〜0.960g/cm3の直鎖状低密度ポリエチレンを主成分とするポリエチレン(b2)10〜90重量%とからなる中間層(B)及び密度が0.870〜0.960g/cm3のポリエチレン(c)からなる内層(C)が、順に積層されたフィルムに電子線照射してなることを特徴とする易引裂性多層フィルム。
【選択図】 図1
Description
従来の易引裂包装袋に用いられている包装用積層体は、易引裂性、ヒートシール性、耐突き刺し性などを有する容器として必要な特性付与の観点から、二軸延伸したポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン等のフィルムを基材とし、この基材にヒートシール層樹脂として高圧法低密度ポリエチレン(LDPE)、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)等からなる無延伸ポリエチレン系樹脂を積層したものが用いられていた。
また、特定のポリエチレンからなる外層、環状オレフィン系樹脂と、特定の直鎖状低密度ポリエチレンとからなる中間層、及び特定のポリエチレンからなる内層が、順に積層されてなることを特徴とする易引裂性多層フィルムが提案されている。(特許文献6)
特に、中間層に、密度が0.930g/cm3以上の直鎖状ポリエチレンを使用すると、衝撃強度が低くなり、輸送時に破袋してしまう等の問題があった。
したがって、縦方向及び横方向の引裂性に優れ、さらに、縦方向及び横方向の引裂性のバランスに優れ、衝撃強度、ヒートシール性等の包装用フィルムに必要とされる特性も併せ持つ、包装材に好適な易引裂性フィルムが望まれていた。
また、本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明において、前記エチレン・環状オレフィン共重合体は、エチレン/環状オレフィンの含有割合が重量比で15〜40/85〜60のものであることを特徴とする易引裂性多層フィルムが提供される。
特に第2、第3の発明においては、特定の密度のポリエチレンからなる外層、環状オレフィン系樹脂を特定量と特定の密度の直鎖状ポリエチレン特定量とからなる中間層及び特定のポリエチレンからなる内層が組み合わされた多層フィルムにより、縦方向及び横方向の引裂強度の値が小さく易引裂性に優れる上に、両方向の引裂強度のバランスが優れ、衝撃強度にも優れる易引裂性多層フィルムである。
また、第14の発明においては、第1〜10の易引裂性多層フィルムを用いてなる包装材であるため、引裂性に優れる上に、衝撃強度も兼ね備えた、品質の高い包装材である。
2 中間層(B)
3 内層(C)
本発明の易引裂性フィルムは、特定の密度のポリエチレンからなる外層、環状オレフィン系樹脂10〜90重量%と特定の密度の直鎖状ポリエチレン10〜90重量%とからなる中間層及び特定のポリエチレンからなる内層が、順に積層されてなることを特徴とする。
また、本発明の包装材は、前記易引裂性フィルムを用いてなることを特徴とする。
(1)中間層(B)
本発明のフィルムにおける中間層(B)は、環状オレフィン系樹脂(b1)とポリエチレン樹脂(b2)の混合樹脂を樹脂主成分とする層であり、好ましくは、環状オレフィン系樹脂(b1)10〜90重量%と、密度が0.870〜0.960g/cm3の直鎖状ポリエチレン(b2)10〜90重量%、特に好ましくは密度が0.930〜0.960g/cm3の直鎖状ポリエチレン(b2)10〜90重量%とからなることを特徴とする。すなわち、中間層(B)は、環状オレフィン系樹脂(b1)10重量%以上からなることが好ましい。より好ましくは、環状オレフィン系樹脂(b1)20〜80重量%と、密度が0.930〜0.960g/cm3の直鎖状ポリエチレン(b2)20〜80重量%とからなることが好ましい。環状オレフィン系樹脂が10重量%未満であると十分な易引裂性が得られない恐れがあり好ましくない。
本発明の易引裂性フィルムの中間層(B)で用いる環状オレフィン系樹脂(b1)としては、例えば、ノルボルネン系重合体、ビニル脂環式炭化水素重合体、環状共役ジエン重合体等が挙げられる。これらの中でも、ノルボルネン系重合体が好ましい。また、ノルボルネン系重合体としては、ノルボルネン系単量体の開環重合体(以下、「COP」ともいう。)、ノルボルネン系単量体とエチレン等のα−オレフィンを共重合したノルボルネン系共重合体(以下、「COC」ともいう。)等が挙げられる。また、COP及びCOCの水素添加物も用いることができる。
さらにまた、エチレン・環状オレフィン共重合体は、ガラス転移点が60℃以上であることが好ましい。より好ましくは70℃以上のものである。環状オレフィンの含有量が上記範囲を下回ると、ガラス転移点が前記範囲を下回るようになり、例えば、芳香成分のバリアー性が低下するようになる、十分な剛性が得られず、高速包装機械適正に劣る等の恐れがある。一方、環状オレフィンの含有量が上記範囲を上回ると、ガラス転移点が高くなりすぎ、共重合体の溶融成形性やオレフィン系樹脂との接着性が低下する恐れがあり好ましくない。
また、環状オレフィン系樹脂(b1)の重量平均分子量は、5,000〜500,000が好ましく、より好ましくは7,000〜300,000である。
尚、ノルボルネン系の場合の、ノルボルネン含量は好ましくは、30mol%以上70mol%以下、より好ましくは35mol%以上65mol%以下、さらに好ましくは36mol%以上60mol%以下である。ノルボルネン含量が30mol%未満であると、易引き裂き性が得られない可能性がある。また、70mol%を超えると、加工性が悪くなる可能性がある。
中間層(B)を形成するのに用いる直鎖状ポリエチレン(b2、以下、「LLDPE(b2)」ともいう。)は、エチレンとα−オレフィンとの共重合体であって、メタロセン触媒、Ziegler触媒、Phillips触媒等により重合されたもののいずれであっても良いが、密度は0.870〜0.960g/cm3の範囲から選ばれるが、本発明において好ましくは、0.930〜0.960g/cm3であることがあげられる。更に好ましくは0.935〜0.950g/cm3である。中間層のポリエチレンとして、密度が0.930g/cm3以上の直鎖状ポリエチレンに本発明の特徴である電子線架橋を行うと衝撃強度の十分な改良効果が得られる。一方、密度が0.960g/cm3を超える場合は、フィルムの十分な透明性が得られない恐れがある。
なお、本発明において、密度は、JIS K 6922−2に基づいて測定する値である。
なお、本発明において、メルトインデックス(MI)は、JIS−K−7210により測定したメルトインデックス値である。
本発明の易引裂性多層フィルムにおける外層(A)は、密度が0.870〜0.960g/cm3のポリエチレン(a)からなることを特徴とする。好ましくは、密度は0.910〜0.950g/cm3である。上記密度範囲内にあるポリエチレンであれば、強度、剛性、透明性が良好であるため、いずれのものも使用できる。
また、190℃におけるメルトインデックスが0.1〜30g/10分であることが好ましい。より好ましくは、0.5〜4.0g/10分である。上記密度範囲内にあるポリエチレンであれば、フィルム物性、製膜安定性が良好であるため、いずれのものも使用できる。
本発明の易引裂性多層フィルムにおける外層(C)は、密度が0.870〜0.960g/cm3のポリエチレン(a)からなることを特徴とする。好ましくは、密度は0.910〜0.950g/cm3である。上記密度範囲内にあるポリエチレンであれば、強度、剛性、透明性、ヒートシール性が良好であるため、いずれのものも使用できる。
また、190℃におけるメルトインデックスが0.1〜30g/10分であることが好ましい。より好ましくは、0.5〜4.0g/10分である。上記密度範囲内にあるポリエチレンであれば、フィルム物性、製膜安定性が良好であるため、いずれのものも使用できる。
本発明の易引裂性多層フィルムは、前述したように、特定の外層(A)/特定の中間層(B)/特定の内層(C)との構成からなるものである。図1に、本発明の易引裂性多層フィルムの一例の断面の概略図を示す。1は外層(A)、2は中間層(B)、3は内層(C)を示す。
易引裂性多層フィルム全体の厚さとしては、30〜150μmのものが好ましい。多層フィルムの厚さが30μm以上であれば、優れた二次成形性が得られる。また、多層フィルムの厚さが50〜80μmの範囲では、内層(C)同士をヒートシールさせた袋状の包装材として使用できる。さらに、本発明の易引裂性多層フィルムは、その厚さが100μm以上の厚膜であっても、易引裂性に優れる。
また、本発明の易引裂性フィルムは、上記の製造方法によって、実質的に無延伸の多層フィルムとして得られるため、真空成形による深絞り成形等の二次成形が可能となる。
さらに、通常用いられる方法により、本発明の易引裂性フィルムをシーラントフィルムとして用い、外層(A)上に接着性樹脂や接着剤を介して基材をラミネートしてラミネートフィルムとすることもできる。
3.電子線照射
本発明の特徴は、上記の層構成を有するフィルムに電子線照射してなることを特徴とする。該処理方法としては、フィルム製膜時のインライン処理でも、フィルム製膜後のバッチ処理でもよく、更には包装袋などに加工した後でもかまわない。
電子線照射の方法としては、公知の方法を採用することができ、具体的な例については後述する実施例に記載する。
尚、電子線の好ましい線量は、90kGy以上250kGy未満である。より好ましくは、95kGy以上230kGy未満、さらに好ましくは100kGy以上220kGy未満、さらに好ましくは150kGy以上220kGy未満である。
電子線の線量が250kGyを超えると、フィルム中で樹脂の切断が発生し、フィルムの衝撃強度が発生する可能性がある。また、90kGy未満であると、十分な衝撃強度改良効果が見られない。
また、JIS K7124−1に準拠して測定した衝撃強度が、180g以上であることが好ましい。より好ましくは、300g以上である。なお、JIS K7124−1による衝撃強度とは、落槍衝撃強度又は打抜き強度(Dart Drop Impact Strength、DDI)とも呼ばれ、フィルム上に特定の重りを落として測定するものである。
本発明の易引裂性フィルムは、縦方向及び横方向におけるエルメンドルフ引裂強度の値が小さく、易引裂性に優れるにもかかわらず、縦方向及び横方向におけるエルメンドルフ引裂強度の差が小さくバランスがとれるためか、衝撃強度が強いという特徴を有する。
本発明の易引裂性フィルムからなる包装材としては、食品、薬品、医療器具、工業部品、雑貨、雑誌等の用途に用いる包装袋、包装容器等が挙げられる。
なお、実施例に於ける各種物性の測定は、下記要領に従った。
(1)衝撃強度(DDI:Dart Drop Impact Strength)
JIS K7124−1に準拠して測定した。
(2)エルメンドルフ引裂強度
JIS K7128−2に準拠して測定した。なお、MDは流れ方向(MD:Macine Direction)であり、TDは垂直方向(TD:Transverse Direction)の値である。
以下のインフレーションフィルム製膜機(成形装置)を用いて、下記の成形条件で、インフレーションフィルムを成形し、評価した。
装置:インフレーション成形装置(プラコー(株)製)
押出機スクリュー径:40mmφ×3
ダイ径:105mmφ
押出量:20kg/hr
ダイリップギャップ:2.5mm
引取速度:27m/分
ブローアップ比:2.0
成形樹脂温度:190℃
フィルム厚み:30μm
冷却リング:2段式風冷リング
日本電子照射サービス(株)つくばセンターにて実施した。
使用装置 電子線照射装置(RDI社製ダイナミトロン型電子加速器)
線量測定装置(CTA線量計用 島津UV1800 分光光度計)
線量計 CTA線量計(富士写真フィルム社製 FTR−125)
照射条件
電子線照射を行う前に、線量計の照射前吸光度測定を実施し、あらかじめ決めておいた測定位置に線量計を装着する。試験品を照射用カートに設置し、電子線照射を行った後、線量計を取り外し照射後吸光度を測定する。線量結果は、照射前と照射後の吸光度の差を所定の換算方式に従って算出する。
線量測定結果
100kGy:サンプル表面上 99.7〜100.8kGy
:サンプル表面下 109.6〜110.7kGy
:支持材上 100.0kGy
200kGy:サンプル表面上 200.6〜203.4kGy
:サンプル表面下 215.9〜224.5kGy
:支持材上 201.2kGy
実施例で使用した原料は、下記の通りである。なお、密度の単位はg/cm3、MFRの単位はg/10分である。
(1)直鎖状ポリエチレン(エチレン・α−オレフィン共重合体)(A):
日本ポリエチレン社製ノバテックLL「UF946」
密度0.936、MFR1.5のエチレン・ブテン−1共重合体
(2)高圧法低密度ポリエチレン
日本ポリエチレン社製ノバテックLL「LF280」
密度0.928、MFR0.7の高圧法低密度ポリエチレン
(3)COC
商品名TOPAS「8007」を使用。
ノルボルネン含有量 36mol%
(実施例1〜4)
表1の通り、外層をUF946、LF280、内層をUF946、LF280、中間層をUF946、LF280、COCとし、層比1:1:1構成のインフレーションフィルムを得た。
実施例1、実施例3は厚み70μm、実施例2、実施例4では厚み90μmとした。さらに、実施例1、2では、100kGyの、実施例3、4では、200kGyの電子線照射を行った。
評価結果を表2に示す。
表3の通り、実施例1〜4と同様構成のインフレフィルムを準備した。これらについては、電子線照射を実施しなかった。
表2、表3から明らかなように、本発明の特定事項である特定の層構成のフィルムに対し、電子線照射を行ったフィルムは、引裂強度が低いため十分な易引裂性を有すると共に、十分なダートドロップインパクト(衝撃強度)を有し、その衝撃強度の改良効果は電子線照射量が大きいほど高いことがわかる。一方、電子線照射されるとの要件を満たさない比較例1〜2は、エルメンドルフ引裂強度の値が低いため易引裂性は有するものの、衝撃強度は十分ではない。
Claims (14)
- ポリエチレン(a)を樹脂主成分とする外層、環状オレフィン系樹脂(b1)とポリエチレン樹脂(b2)の混合樹脂を樹脂主成分とする中間層(B)及びポリエチレン(c)を樹脂主成分とする内層(c)が順に積層されたフィルムに電子線照射してなることを特徴とする易引裂性多層フィルム。
- 密度が0.870〜0.960g/cm3のポリエチレン(a)からなる外層(A)、環状オレフィン系樹脂(b1)10〜90重量%と、密度が0.870〜0.960g/cm3の直鎖状ポリエチレンを主成分とするポリエチレン(b2)10〜90重量%とからなる中間層(B)及び密度が0.870〜0.960g/cm3のポリエチレン(c)からなる内層(C)が、順に積層されたフィルムに電子線照射してなることを特徴とする請求項1に記載の易引裂性多層フィルム。
- 密度が0.870〜0.960g/cm3のポリエチレン(a)からなる外層(A)、環状オレフィン系樹脂(b1)10〜90重量%と、密度が0.930〜0.960g/cm3の直鎖状ポリエチレンを主成分とするポリエチレン(b2)10〜90重量%とからなる中間層(B)及び密度が0.870〜0.960g/cm3のポリエチレン(c)からなる内層(C)が、順に積層されたフィルムに電子線照射してなることを特徴とする請求項1または2に記載の易引裂性多層フィルム。
- 環状オレフィン系樹脂(b1)は、エチレン・環状オレフィン共重合体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルム。
- 前記エチレン・環状オレフィン共重合体は、エチレン/環状オレフィンの含有割合が重量比で15〜40/85〜60のものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルム。
- 前記エチレン・環状オレフィン共重合体は、ガラス転移点が60℃以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルム。
- 環状オレフィン系樹脂(b1)は、フィルム全体を基準として、10〜90重量%含まれることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルム。
- ポリエチレン(a)、直鎖状ポリエチレン(b2)及びポリエチレン(c)は、190℃におけるメルトインデックスが0.1〜30g/10分であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルム。
- ポリエチレン(a)及びポリエチレン(c)は、直鎖状低密度ポリエチレンであることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルム。
- JIS K7128−2に準拠して測定したエルメンドルフ引裂強度が、縦方向及び横方向において、それぞれ10N/mm以下であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルム。
- JIS K7124−1に準拠して測定した衝撃強度が、180g以上であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルム。
- 中間層(B)の厚さは、フィルム全体を基準として、20〜70%であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルム。
- 照射する電子線の線量が90kGy以上250kGy未満であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルム。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルムを用いてなることを特徴とする包装材。
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