JP2017105947A - ポリオレフィン系熱収縮性フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
また、ポリオレフィン系熱収縮性フィルムが、近年、熱に弱い被包装物の熱収縮包装に用いられることが多くなり、低温でも高い収縮率を有するフィルムが要求されている。
ポリオレフィン系樹脂を主成分とし、硬度(ショアA)が60〜90であるポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを1重量%〜50重量%含有するポリオレフィン系熱収縮性フィルムにおいて、前記ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが、密度が850kg/m3〜915kg/m3のエチレン−オクテン共重合体エラストマーであることを特徴とするポリオレフィン系熱収縮性フィルムが提供される。
また、前記ポリオレフィン系熱収縮性フィルム中に、前記ポリオレフィン系樹脂としてポリプロピレン系樹脂を30重量%以上含むことを特徴とする前記ポリオレフィン系熱収縮性フィルムが提供される。
さらに、前記ポリオレフィン系熱収縮性フィルム中に、前記ポリオレフィン系樹脂としてポリプロピレン系樹脂を50重量%以上含むことを特徴とする前記ポリオレフィン系熱収縮性フィルムが提供される。
さらに、前記ポリオレフィン系熱収縮性フィルムにおける前記両表面層の前記エチレン−オクテン共重合体エラストマー含有量は1重量%未満であることを特徴とする前記ポリオレフィン系熱収縮性フィルムが提供される。
さらに、前記エチレン−オクテン共重合体エラストマーは、密度が860kg/m3〜899kg/m3であることを特徴とする前記ポリオレフィン系熱収縮性フィルムが提供される。
さらに、表面層、中間層、芯層、中間層、表面層の順で積層された5層構成であり、
前記中間層及び/又は前記芯層が、製造工程で発生するフィルムを再利用した再生樹脂層であることを特徴とする前記ポリオレフィン系熱収縮性フィルムが提供される。
本発明におけるポリオレフィン系熱収縮性フィルムは、ポリオレフィン系樹脂を主成分とし、硬度(ショアA)が60〜90であるポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを1重量%〜50重量%含有し、前記ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが、密度が850kg/m3〜915kg/m3のエチレン−オクテン共重合体エラストマーであることを特徴とするものである。
ポリオレフィン系熱収縮性フィルム中に含まれるポリオレフィン系樹脂は、50重量%〜99重量%が好ましく、更に70重量%〜99重量%が好ましく、特に80重量%〜99重量%であることが好ましい。また、ポリオレフィン系熱収縮性フィルム中の樹脂成分は、ポリオレフィン系樹脂とポリオレフィン系熱可塑性エラストマーのみからなるものが特に好ましい。
尚、本明細書で「主成分」とは、ポリオレフィン系熱収縮性フィルムの樹脂成分中で、重量割合が最も大きいもののことを意味するものである。
ポリオレフィン系熱収縮性フィルム中に含まれるポリプロピレン系樹脂の含有量は、30重量%〜99重量%が好ましく、更に50重量%〜99重量%が好ましく、特に80重量%〜99重量%であることが好ましい。ポリプロピレン系樹脂の含有量が30%以上であると、耐熱性や滑り性に優れると共に、適切な弾性率を有することからフィルムのハンドリング性が良好であり包装機械適性に優れる。
このエチレン−オクテン共重合体エラストマーは、後述する実施例に記載のように、他のポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(例えば、後述の実施例で示すエチレン−ブテン共重合体エラストマー)と比べて、含有量が少なくてもフィルムに低温における高収縮性を付与し得る。このため、製品のコストアップを抑えることができ、比較的安価に製造することができる。
上記エチレン−オクテン共重合体エラストマーは、ポリオレフィン系熱収縮性フィルム中に1重量%〜30重量%含有することが好ましく、更に2重量%〜20重量%含有することが好ましく、特には5重量%〜15重量%が好ましい。上記エチレン−オクテン共重合体エラストマーの含有量が1重量%未満では、フィルムに低温での高収縮性を付与することができず、また50重量%を超えると適切な弾性率を有するフィルムとすることができない。
また、エチレン−オクテン共重合体エラストマーのメルトインデックス(MI)は0.3〜35g/10分であることが好ましい。尚、後述の実施例から分かるように、上記エチレン−オクテン共重合体エラストマーのMIと低温収縮特性との間で相関関係はみられない為、フィルムを製造する上で適宜選択することができる。
上記エチレン−オクテン共重合体エラストマーとしては、例えば、ダウケミカル社製のエンゲージの8千番台グレードや、同じくダウケミカル社製のアフィニティーEGグレードなどが挙げられる。
他のオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂が挙げられる。ポリエチレン系樹脂としては、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンが挙げられ、通常これらのポリエチレン系樹脂はショアA硬度が90を超えるものである。
上記ポリエチレン系樹脂は、ポリプロピレン系樹脂を主体とするポリオレフィン系熱収縮フィルムに含有させることで低温収縮性を向上させることができる。本発明においては、ポリプロピレン系樹脂、上記エチレン−オクテン共重合体エラストマーに加え、ポリエチレン系重合体を1重量%〜30重量%を含有するポリオレフィン系熱収縮性フィルムとすることが好ましい。また、このポリエチレン系樹脂としては、密度が910kg/m3〜925kg/m3が好ましく、MIが0.5〜35g/10分であることが好ましい。
そして、このポリオレフィン系熱収縮性フィルム中に、上記エチレン−オクテン共重合体エラストマーを1重量%〜50重量%含有していれば良いものであるが、ポリオレフィン系熱収縮性フィルムにおける両表面層の上記エチレン−オクテン共重合体エラストマー含有量は1重量%未満であることが好ましく、特に、芯層にのみ上記エチレン−オクテン共重合体エラストマーが含有されていることが好ましい。このように、両表面層中のエチレン−オクテン共重合体エラストマー含有量が少ない又は含有していないことで、ポリオレフィン系熱収縮性フィルムを製膜する際や、スリット等の二次加工を行う際に、フィルム同士のブロッキングが生じにくくなる。また、収縮包装時の被包装物との滑り性が良好であることから収縮包装を綺麗に仕上げることができ、更には、包装時の溶断シール性も良好である。
そして、3層構成の場合のポリオレフィン系熱収縮フィルムの層厚み比は、表面層/芯層/表面層の順において、30〜48/40〜4/30〜48の比率とすることが好ましい。
中間層及び/又は芯層としては、本発明のポリオレフィン系熱収縮性フィルムを製造する際に発生するフィルムロスを溶融し、ペレット化した再生樹脂を用いることができる。
このように、再生樹脂を中間層及び/又は芯層として利用することで、資源の再利用や廃棄物の削減などでのコストダウンを図れる。
通常、ポリオレフィン系熱収縮性フィルムに、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを含有させた場合、エラストマーとポリプロピレン系樹脂との相溶性が良くないことが多く、再生樹脂を用いるとヘーズが悪化する傾向にある。そして、それは、エラストマー成分の含有量が増えるほどヘーズ悪化の度合いが増すものである。
しかしながら、本発明においては、上記エチレン−オクテン共重合体エラストマーがポリプロピレン系樹脂と相溶性が良いことから高い光学特性を維持することができ、後述する実施例で記載するように良好なヘーズ値を示す。そして、上記エチレン−オクテン共重合体エラストマーの含有量が増えた場合にもヘーズの悪化はほぼみられない。
未延伸フィルムをチューブラー方式で延伸する際の加熱温度は、上記エチレン−オクテン共重合体エラストマーを含有しない従来のポリオレフィン系熱収縮性フィルムを製造する際の延伸温度よりも1℃〜20℃低い温度であることが好ましい。本発明においては、ポリオレフィン系樹脂を主成分とするフィルムに、上記エチレン−オクテン共重合体エラストマーが1重量%〜50重量%含有されていることで、延伸時の加熱温度を下げることができ、低温での延伸が可能となる。そして、低温で延伸すること及び上記エチレン−オクテン共重合体エラストマーを含有させることで、100℃以下の低温での収縮率を向上させることができる。
得られた二軸延伸フィルムは、自然放置していると該フィルム自体の持っている自然収縮性によって変形や表面状態が悪化するので、これを防止するために自然収縮量を減らす事がより好ましい。
そして、従来のポリオレフィン系熱収縮性フィルムと比較して、収縮トンネル温度が低温において良好なる熱収縮包装体が得られるので、熱による影響を受けやすい被包装物を包装する際に低温での包装が可能となり、低温で高収縮性を有することから被包装物にぴったりと密着した綺麗な包装が可能となる。
尚、実施例と比較例における測定及び評価の方法、及び用いた原料を以下に示す。
1.MI:ASTM D1238に準じて、190℃、2.16kg荷重条件で測定した。
2.ショア硬度A:ASTM D2440に準じて瞬間値を測定した。
3.安定延伸加工温度:製膜した未延伸フィルムをテーブル2軸延伸装置にセットし雰囲気温度を変えて、MD(フィルム流れ方向)4.0倍、TD(フィルム流れ方向に直交する方向)4.8倍に延伸し、フィルムが裂けることなく延伸できた最低の温度を計測し、その最低温度に5℃加えた温度を安定延伸加工温度とした。
4.100℃熱収縮率:縦横それぞれ100mmの正方形に切り取ったフィルムを、100℃のグリセリン浴中に10秒間浸漬した後、水中で急冷し、縦横それぞれの長さを測定し、式(1)によりMD、TDの熱収縮率を算出した。
熱収縮率(%)=100−A ・・・・式(1)
(但し、Aは、急冷後の縦、又は横の長さ(mm)を示す。)
5.100℃熱収縮率の上昇割合(基準:比較例1または比較例3):100℃熱収縮率を測定した後、式(2)により算出した。
100℃熱収縮率の上昇割合(%)=((対象フィルムの100℃熱収縮率(%)/基準フィルムの100℃熱収縮率(%))−1)×100・・・・式(2)
6.ヘーズ:日本電色工業株式会社製ヘーズメーター「NDH−2000」にて、JIS K7105−1981に準拠して測定し、得られた値にてフィルムの透明性を評価した。尚、光源はCを用いた。
PP1:プロピレン−エチレンランダム共重合体A
PP2:プロピレン−エチレンランダム共重合体B
LLDPE:エチレン−オクテン共重合体(ショア硬度A:98)
PO系エラストマー1:エチレン−ブテン共重合体エラストマー(商品名:タフマーA4085S(三井化学社製)、密度:885kg/m3、MI:3.6g/10分、ショア硬度A:86)
PO系エラストマー2:エチレン−オクテン共重合体エラストマー(商品名:エンゲージEG8407(ダウ ケミカル社製)、密度:870kg/m3、MI:30g/10分、ショア硬度A:72)
PO系エラストマー3:エチレン−オクテン共重合体エラストマー(商品名:アフィニティーEG8100G(ダウ ケミカル社製)、密度:870kg/m3、MI:1.0g/10分、ショア硬度A:74)
PO系エラストマー4:エチレン−オクテン共重合体エラストマー(商品名:アフィニティーEG8200G(ダウ ケミカル社製)、密度:870kg/m3、MI:5.0g/10分、ショア硬度A:75)
<比較例1>
表1に示すように、PP1を両表面層とし、PP2を28.6重量%、LLDPEを71.4重量%とした樹脂組成物を芯層とし、ポリプロピレン系熱収縮フィルムの再生原料を表面層と芯層の層間に中間層として介在させ、表面層/芯層/表面層の厚み比が、37.5/25.0/37.5になるように環状ダイスにより共押出し、チューブ状の未延伸フィルムを得た。(層構成は、表面層/中間層/芯層/中間層/表面層)
得られたチューブ状の未延伸フィルムを切り開いて所定の矩形フィルム片とした後、テーブル二軸延伸装置にセットして、表1に示す安定延伸加工温度においてMDに4.0倍、TDに4.8倍に同時二軸延伸を行い、フィルム厚み10μmの熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
芯層の樹脂組成物を、PP2を28.6重量%、LLDPEを19.9重量%、PO系エラストマー1を51.5重量%とし、表1に示す安定延伸加工温度にて延伸した以外は、比較例1と同様に行い、熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
<実施例1>
芯層の樹脂組成物を、PP2を28.6重量%、LLDPEを35.3重量%、PO系エラストマー2を36.1重量%とし、表1に示す安定延伸加工温度にて延伸した以外は、比較例1と同様に行い、熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
比較例1の結果からわかるように、ポリオレフィン系エラストマーを含有しないものの100℃収縮率は、MDが23.4%、TDが25.4%であった。また、比較例2の結果からわかるように、エチレン−ブテン共重合体エラストマーであるPO系エラストマー1を含有したものは、フィルム中に約10重量%含有したものであるにもかかわらず、MD・TDの100℃収縮率が、比較例1に対して10数%程度の上昇割合であった。一方、実施例1の結果からわかるように、エチレン−オクテン共重合体エラストマーであるPO系エラストマー2を、フィルム中に約7重量%含有したものは、100℃収縮率がMD・TD共に比較例1に対して20%以上の上昇割合であった。
<比較例3>
両表面層の樹脂をPP2とし、表1に示す安定延伸加工温度にて延伸した以外は、比較例1と同様に行い、熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
<実施例2>
芯層の樹脂組成物を、PP2を28.6重量%、LLDPEを56.0重量%、PO系エラストマー2を15.4重量%とし、表1に示す安定延伸加工温度にて延伸した以外は、比較例3と同様に行い、熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
<実施例3>
芯層の樹脂組成物を、PP2を28.6重量%、LLDPEを46.1重量%、PO系エラストマー2を25.3重量%とし、表1に示す安定延伸加工温度にて延伸した以外は、比較例3と同様に行い、熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
比較例3の結果からわかるように、PO系エラストマーを含有しないものの100℃収縮率は、MDが26.2%、TDが27.9%であった。一方、実施例2、3の結果からわかるように、エチレン−オクテン共重合体エラストマーであるPO系エラストマー2を、フィルム中に約3重量%または約5重量%含有することで、MD・TDの100℃収縮率が比較例3に対して20%以上の上昇割合であった。
また、エチレン−オクテン共重合体エラストマーをフィルム中に約3重量%含有する実施例2の安定延伸加工温度は95℃、エチレン−オクテン共重合体エラストマーをフィルム中に約5重量%含有する実施例3の安定延伸加工温度は90℃であり、エチレン−オクテン共重合体エラストマーを含有しない比較例3(安定延伸加工温度:105℃)よりも低温での延伸が可能であった。
<実施例4>
芯層の樹脂組成物を、PP2を28.6重量%、LLDPEを50.6重量%、PO系エラストマー4を20.8重量%とし、表1に示す安定延伸加工温度にて延伸した以外は、比較例3と同様に行い、熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
<実施例5>
芯層の樹脂組成物を、LLDPEを71.5重量%、PO系エラストマー4を28.5重量%とし、表面層/芯層/表面層の厚み比を40.9/18.2/40.9とし、表1に示す安定延伸加工温度にて延伸した以外は、比較例3と同様に行い、熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
<実施例6>
芯層の樹脂組成物を、LLDPEを71.5重量%、PO系エラストマー2を28.5重量%とし、表1に示す安定延伸加工温度にて延伸した以外は、実施例5と同様に行い、熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
<実施例7>
芯層の樹脂組成物を、LLDPEを71.5重量%、PO系エラストマー3を28.5重量%とし、表1に示す安定延伸加工温度にて延伸した以外は、実施例5と同様に行い、熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
実施例4と実施例5の結果から分かるように、芯層がポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂のブレンドにエチレン−オクテン共重合体エラストマーを含有したもの(実施例4)と、芯層がポリエチレン系樹脂にエチレン−オクテン共重合体エラストマーを含有したもの(実施例5)においては、低温収縮性に差がみられず、どちらも低温高収縮性に優れるものであった。
また、[試験B]の比較例3と、[試験C]の実施例4〜7の結果からわかるように、エチレン−オクテン共重合体エラストマーを含有しないフィルム(比較例3)よりも、エチレン−オクテン共重合体エラストマーを含有するフィルム(実施例4〜7)の方が、ヘーズが良好であった。
更に、PO系エラストマー2〜4は、エチレン−オクテン共重合体エラストマーのMIが異なるものである。実施例5〜7の結果からわかるように、エチレン−オクテン共重合体エラストマーのMIの違いによる低温収縮性の差はみられず、どれも低温高収縮性に優れるものであった。また、実験Aおよび実験Bでは芯層の厚み比が25.0であったが、実施例5〜7では芯層の厚み比を18.2としたが、実施例1〜4と同等の低温高収縮性能であった。
<実施例8>
表1に示すように、PP2を両表面層とし、PP2を17.5重量%、LLDPEを69.1重量%、PO系エラストマー3を13.4重量%とした樹脂組成物を芯層とし、事前に製造した当該フィルムの再生原料(実施例8のフィルムロスを再利用したもの)を表面層と芯層の層間に中間層として介在させ、表面層/芯層/表面層の厚み比が、38.5/23.0/38.5になるように環状ダイスにより共押出し、チューブ状の未延伸フィルムを得た。(層構成は、表面層/中間層/芯層/中間層/表面層)
得られたチューブ状の未延伸フィルムを切り開いて所定の矩形フィルム片とした後、テーブル二軸延伸装置にセットして、表1に示す安定延伸加工温度においてMDに4.0倍、TDに4.8倍に同時二軸延伸を行い、フィルム厚み10μmの熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
芯層の樹脂組成物を、PP2を17.5重量%、LLDPEを64.4重量%、PO系エラストマー3を18.1重量%とし、中間層として、事前に製造した当該フィルムの再生原料(実施例9のフィルムロスを再利用したもの)を利用し、且つ、延伸温度を表1に示す安定延伸加工温度とした以外は、実施例8と同様に行い、熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
<実施例10>
芯層の樹脂組成物を、PP2を36.1重量%、LLDPEを43.8重量%、PO系エラストマー3を20.1重量%とし、中間層として、事前に製造した当該フィルムの再生原料(実施例10のフィルムロスを再利用したもの)を利用し、且つ、延伸温度を表1に示す安定延伸加工温度とした以外は、実施例8と同様に行い、熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
<実施例11>
芯層の樹脂組成物を、PP2を58.8重量%、LLDPEを18.6重量%、PO系エラストマー3を22.6重量%とし、中間層として、事前に製造した当該フィルムの再生原料(実施例11のフィルムロスを再利用したもの)を利用し、且つ、延伸温度を表1に示す安定延伸加工温度とした以外は、実施例8と同様に行い、熱収縮性フィルムを得た。
得られた熱収縮性フィルムの評価結果を表1に示す。
<実施例12>
芯層の樹脂組成物を、PP2を83.5重量%、PO系エラストマー3を16.5重量%とし、中間層として、事前に製造した当該フィルムの再生原料(実施例12のフィルムロスを再利用したもの)を利用し、表面層/芯層/表面層の厚み比を30.8/38.4/30.8とし、且つ、延伸温度を表1に示す安定延伸加工温度とした以外は、実施例8と同様に行い、熱収縮性フィルムを得た。(層構成は、表面層/中間層/芯層/中間層/表面層)
実施例8〜12は、エチレン−ブテン共重合体エラストマーであるPO系エラストマー3の含有量を徐々に増やした試験である。結果、どれも低温高収縮性に優れるものであった。
また、実施例8と実施例9は、芯層の樹脂組成を、PP2の含有量は同じとしLLDPEとPO系エラストマー3の含有量を変えたものであるが、PO系エラストマー3の含有量が多い実施例9の方がヘーズの値が良好であった。
また、熱に弱い被包装物以外であっても、包装機の加熱温度を低く設定できることから、省エネ包装が可能となる。
Claims (9)
- ポリオレフィン系樹脂を主成分とし、硬度(ショアA)が60〜90であるポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを1重量%〜50重量%含有するポリオレフィン系熱収縮性フィルムにおいて、
前記ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが、密度が850kg/m3〜915kg/m3のエチレン−オクテン共重合体エラストマーであることを特徴とするポリオレフィン系熱収縮性フィルム。 - 前記ポリオレフィン系熱収縮性フィルム中に、前記ポリオレフィン系樹脂としてポリプロピレン系樹脂を30重量%以上含むことを特徴とする請求項1記載のポリオレフィン系熱収縮性フィルム。
- 前記ポリオレフィン系熱収縮性フィルム中に、前記ポリオレフィン系樹脂としてポリプロピレン系樹脂を50重量%以上含むことを特徴とする請求項1または2記載のポリオレフィン系熱収縮性フィルム。
- 芯層と、ポリプロピレン系樹脂を主成分とする両表面層の少なくとも3層からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載のポリオレフィン系熱収縮性フィルム。
- 前記ポリオレフィン系熱収縮性フィルムにおける前記両表面層の前記エチレン−オクテン共重合体エラストマー含有量は1重量%未満であることを特徴とする請求項4記載のポリオレフィン系熱収縮性フィルム。
- 前記ポリオレフィン系熱収縮性フィルム中に、前記エチレン−オクテン共重合体エラストマーが1重量%〜20重量%含有されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載のポリオレフィン系熱収縮性フィルム。
- 前記エチレン−オクテン共重合体エラストマーは、密度が860kg/m3〜899kg/m3であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載のポリオレフィン系熱収縮性フィルム。
- 芯層中に、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンが含有されていることを特徴とする請求項7記載のポリオレフィン系熱収縮性フィルム。
- 表面層、中間層、芯層、中間層、表面層の順で積層された5層構成であり、
前記中間層及び/又は前記芯層が、製造工程で発生するフィルムを再利用した再生樹脂層であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項記載のポリオレフィン系熱収縮性フィルム。
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