JP2019171698A - 熱収縮性フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕
最内層に配される、融点が85〜120℃であるエチレン共重合体を含む層Iと、
塩化ビニリデン共重合体を含む層IIと、を有する、
少なくとも3層以上からなる熱収縮性フィルムであって、
前記層Iが、脂肪酸アミド及び/又は脂肪酸エステルを含み、
前記脂肪酸アミド及び前記脂肪酸エステルの総含有量が、前記層Iの総量に対して、0.4〜3質量%である、
熱収縮性フィルム。
〔2〕
70℃におけるTD方向及びMD方向の熱収縮率が、20〜50%であり、
70℃におけるTD方向及びMD方向の熱収縮応力が、1.0〜3.5N/mm2である、
〔1〕に記載の熱収縮性フィルム。
〔3〕
70℃熱収縮後フィルムのTD方向及びMD方向のループスティフネスが、20〜32N/15mmである、
〔1〕又は〔2〕に記載の熱収縮性フィルム。
〔4〕
生肉、鮮魚、甲殻類の包装用である、
〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の熱収縮性フィルム。
〔5〕
〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の熱収縮性フィルムからなる、
袋。
本実施形態の熱収縮性フィルムは、最内層に配される、融点が85〜120℃であるエチレン共重合体を含む層Iと、塩化ビニリデン共重合体を含む層IIと、を有する、少なくとも3層以上からなる熱収縮性フィルムであって、前記層Iが、脂肪酸アミド及び/又は脂肪酸エステルを含み、前記脂肪酸アミド及び前記脂肪酸エステルの総含有量が、前記層Iの総量に対して、0.4〜3質量%である。なお、本実施形態において、「熱収縮性」とは、熱によりフィルムが収縮する性質をいう。熱収縮性は延伸しやすい層により付与される。熱収縮性を有するフィルムで真空包装された製品に対して、温水シャワー、熱風、温水層等により熱をかけることにより、フィルムが内容物に密着して収縮し、内容物が包装される。
本実施形態の熱収縮性フィルムの有する3層以上の構成としては、最内層と、1層以上の中間層と、最外層とを有するものが挙げられる。ここで、最内層とは熱収縮性フィルムを袋状に加工した場合に内側表面となる層であり、最外層とは熱収縮性フィルムを袋状に加工した場合に外側表面となる層である。また、中間層とは最内層と最外層との間に挟まれる層である。
層Iは、融点が85〜120℃であるエチレン共重合体と、脂肪酸アミド及び/又は脂肪酸エステルと、を含む。脂肪酸アミド及び脂肪酸エステルが最内層表面に存在することにより、熱収縮フィルムの内表面同士(最内層を構成するエチレン共重合体同士)が接触したとしても、直ぐに密着しにくくなり、最内層の溶着性の発現に少し時間を要するよう調整することができる。そのため、熱収縮を先に進行させることが可能となり、余剰部分においても無用な空隙が発生することが抑制され、結果として、しわの発生が抑制される。また、最終的に得られる包装体において最内層同士の溶着強度が高くなりすぎることも抑制することが可能となり、包装体が落下等の衝撃により破袋することを抑制することもできる。なお、本実施形態においては、層Iには脂肪酸アミド及び脂肪酸エステルは少なくとも一方が含まれればよいが、しわ抑制の観点からは脂肪酸アミド及び脂肪酸エステルの両方を含むことが好ましい。
層IIは、塩化ビニリデン共重合体を含む。このような層IIを有することにより、バリア性、特に酸素バリア性がより向上する。これにより、内容物の酸化劣化が抑制される傾向にある。塩化ビニリデン共重合体としては、塩化ビニリデンと塩化ビニリデンと共重合可能なモノマー(以下、「コモノマー」ともいう。)との共重合体であれば特に制限されない。塩化ビニリデンと共重合可能なモノマーとしては、特に限定されないが、例えば、塩化ビニル;アクリル酸;アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸;メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル等のメタクリル酸エステル;アクリロニトリル、メチルアクリロニトリル等のアクリロニトリル;酢酸ビニル等が挙げられる。このなかでも、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルが好ましく、塩化ビニル、メタクリル酸エステルがより好ましい。
層IIIは、2つの層を接着させる目的で中間層に配される層である。層IIIに含まれる樹脂としては、特に制限されないが、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸エチル共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体、アイオノマー、酸変性ポリオレフィンが挙げられる。このなかでも、エチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましい。このような樹脂を用いることにより、層IIIに接する層の接着強度(層間接着強度)、延伸性、熱収縮性がより向上する傾向にある。また、後述する電子線照射処理をする場合には、架橋特性にも優れる傾向にある。
層IVは、主に熱収縮性フィルムの強度やバリア性等の観点から中間層又は最外層に配される層である。層IVに含まれる樹脂としては、特に制限されないが、例えば、ポリアミド系樹脂、エステル共重合体、ポリ乳酸が挙げられる。このなかでも、ポリアミド系樹脂が好ましい。このような樹脂を用いることにより、耐熱性、透明性、熱収縮性がより向上する傾向にある。また、層IVが最外層を構成する場合には、重ねシール性もより向上する傾向にある。
熱収縮性フィルムの総厚みは、好ましくは20〜150μmであり、より好ましくは25〜80μmであり、さらに好ましくは35〜70μmである。熱収縮性フィルムの総厚みが上記範囲内であることにより、透明性、しわの発生抑制、バリア性、機械的強度、生産性がより向上する傾向にある。
本実施形態の熱収縮性フィルムは、一定の熱収縮性としわの発生抑制性とを併せ持つ観点から所定の熱収縮率を有することが好ましい。MD方向の70℃における熱収縮率は、好ましくは20〜50%であり、より好ましくは22〜48%であり、さらに好ましくは24〜45%である。また、TD方向の70℃における熱収縮率は、好ましくは20〜50%であり、より好ましくは22〜48%であり、さらに好ましくは24〜45%である。さらに、TD方向及びMD方向の70℃における熱収縮率の平均値は、好ましくは20〜50%であり、より好ましくは22〜48%であり、さらに好ましくは24〜45%である。各熱収縮率の下限値が上記以上であることにより、内容物がタイトに美麗に包装される傾向にある。また、各熱収縮率の上限値が上記以下であることにより、余剰部分におけるしわの発生が抑制される傾向にある。なお、熱収縮率を調整するには、延伸温度、TD方向及びMD方向の延伸倍率及び各層の厚みを適宜調整すればよい。なお、熱収縮率は、ASTM D−2732に準じて測定することができる。
本実施形態の熱収縮性フィルムは、一定の熱収縮性としわの発生抑制性とを併せ持つ観点から所定の熱収縮応力を有することが好ましい。MD方向の70℃における熱収縮応力は、好ましくは1.0〜3.5N/mm2であり、より好ましくは1.2〜3.0N/mm2であり、さらに好ましくは1.3〜2.5N/mm2である。また、TD方向の70℃における熱収縮応力は、好ましくは1.0〜3.5N/mm2であり、より好ましくは1.5〜3.0N/mm2であり、さらに好ましくは1.8〜2.5N/mm2である。さらに、TD方向及びMD方向の70℃における熱収縮応力の平均値は、好ましくは1.0〜3.5N/mm2であり、より好ましくは1.5〜3.0N/mm2であり、さらに好ましくは1.8〜2.5N/mm2である。各熱収縮応力の下限値が上記以上であることにより、内容物がタイトに美麗に包装される傾向にある。また、各熱収縮応力の上限値が上記以下であることにより、余剰部分におけるしわの発生が抑制される傾向にある。なお、熱収縮応力を調整するには、延伸温度、TD方向及びMD方向の延伸倍率及び各層の厚みを適宜調整すればよい。なお、熱収縮応力は、ASTM D−2838に準じて測定することができる。
本実施形態の熱収縮性フィルムは、しわの発生抑制性の観点から所定のループスティフネスを有することが好ましい。ループスティフネスとは、テープ状試験片の反発係数及び反発力を評価する指標であり、本実施形態においては、熱収縮フィルムが収縮して溶着する過程におけるしわの発生のしやすさに関する。ループスティフネスは、東洋精機(株)製、「ループスティフネステスタ」を用い、フィルム幅15mm、ループ周長50mmとなるフィルムを用意し、そのループ状の試験片に圧子で押圧してループが変形していくときに圧子にかかる荷重から測定することができ、本実施形態においては押し込み量10mmでのループスティフネス値を測定する。また、70℃熱収縮後のループスティフネスについては、70℃の温水に4秒浸漬させて収縮した後の熱収縮性フィルムからサンプルを切り出して測定する。
熱収縮性フィルムの製造方法としては、各層が積層された未延伸積層チューブ又は未延伸積層フィルムを得る押出工程と、未延伸積層チューブ又は未延伸積層フィルムをMD方向及びTD方向に延伸して延伸積層チューブ又は延伸積層フィルムを得る延伸工程とを有する方法であれば特に制限されないが、例えば、シングルバブルインフレーション法、ダブルバブルインフレーション法、トリプルバブルインフレーション法、テンター法が挙げられる。このなかでも、得られるフィルムの諸物性のバランスからダブルバブルインフレーション法、トリプルバブルインフレーション法が好ましい。
押出工程は、各層が積層された未延伸積層チューブ又は未延伸積層フィルムを得る工程である。具体的には、目的とする熱収縮性フィルムの層数に対応した台数の押出機を用意し、各押出機に各層を構成する樹脂及び添加剤を投入して、各層を同時に押出し、マルチダイを介して連続押出成形して未延伸積層フィルムを得る。この際、バブルインフレーション法等の場合には、環状ダイを用いて未延伸積層チューブを押出し、テンター法等の場合には、T型ダイを用いて未延伸積層フィルムを押出す。ここで、各層の押出量を調整することで、目的とする熱収縮性フィルムの層の厚み比率を調整することができる。なお、各押出機は投入された樹脂を溶融温度以上に加熱するために、複数の温度調節ブロックを有していてもよい。
延伸工程は、未延伸積層チューブ又は未延伸積層フィルムをMD方向及びTD方向に延伸して延伸積層チューブ又は延伸積層フィルムを得る工程である。ここで、未延伸積層チューブを用いる場合におけるTD方向への延伸は、バブルインフレーション法等により、未延伸積層チューブ内に注入された空気の内圧により行い、MD方向への延伸は、TD方向延伸部の上流に設けられた未延伸積層チューブを送り出すロールと下流に設けられた延伸積層チューブを巻き取るロールの速度比を調整することにより行うことができる。また、未延伸積層フィルムを用いる場合におけるTD方向への延伸は、テンター法等により、ピンチクリップを用いて未延伸積層フィルムの幅方向に張力をかけることにより行い、MD方向への延伸は、TD方向延伸部の上流に設けられた未延伸積層チューブを送り出すロールと下流に設けられた延伸積層チューブを巻き取るロールの速度比を調整することにより行うことができる。
上記のようにして得られた延伸積層チューブ又は延伸積層フィルムを、適宜切断することで熱収縮性フィルムを得ることができる。得られた熱収縮性フィルム又は延伸積層チューブ若しくは延伸積層フィルムに対しては、必要に応じて、コロナ処理やプラズマ処理等の表面処理工程や印刷処理工程を有してもよい。また、澱粉粉末のようなダストをフィルム内面に噴霧し、フィルム内面同士のブロッキングを防止して、袋を開けやすくして内容物を投入しやすいように処理してもよい。
本実施形態の熱収縮性フィルムは袋として使用できる。袋としては、上記熱収縮性フィルムからなるものであれば、特に制限されないが、例えば、一般に底シールバッグと呼ばれるような、2辺シール式の袋とすることができる。より具体的には、主に筒状又はチューブ状の熱収縮性フィルムの一辺を幅方向にシールとカットを行って袋状にし、内容物を入れて、口をシールして製造する。また、一般にサイドシールバッグと呼ばれる袋としても使用できる。該袋はフィルムに溶断シール等を行って製造する。
本実施形態の熱収縮性フィルム及び当該熱収縮性フィルムを用いて得られる袋等は、肉類、加工肉類、水産品、水産加工品、機械部品等の包装に公的に用いることができるが、このなかでも生肉、鮮魚、甲殻類の包装用に用いることが好ましい。本実施形態の熱収縮性フィルムで真空包装された包装体は、70〜90℃の熱水槽に数秒間漬け込むことにより、熱収縮をしてタイトで美麗な包装体に仕上がる。例えば、生肉包装では、タイトに緊張包装することによって、包装肉の見栄えが良くなり商品価値が上がる。また、本実施形態の熱収縮性フィルム及びその袋は、余剰部分において肉汁や血の溜まり等の液体成分の浸透が抑制されたものとなり、外観の向上のほかに、内容物の腐敗を抑制する効果も得られる。
JIS−K7121に準じて、下記温度プログラムを用いて、パーキンエルマー社製Diamond DSC(商品名、入力補償DSC:入力補償示差走査式熱量計)により測定した。
(温度プログラム)
段階1:0℃から200℃まで10℃/分で昇温し、200℃で1分保持
段階2:200℃から0℃まで10℃/分で冷却し、0℃で1分保持
段階3:0℃から200℃まで10℃/分で昇温
※ 段階3(2回目加熱)において測定される融解温度を融点(Tm)とした。なお、複数のピークを有するものについては低温側に生じたピークを融点(Tm)とした。
70℃における熱収縮率の測定方法は、ASTM D−2732に準じて行った。具体的には、150mm角にカットした熱収縮フィルムを用意し、該フィルムのMD方向、TD方向に100mmの線や点の印をつけて、70℃の温水槽に4秒間浸漬して自由熱収縮させた。その後、印の間隔を測定し、次式より熱収縮フィルムの熱収縮率を求めた。
70℃における熱収縮率(%)=((100(mm)−収縮後寸法(mm))/100(mm))×100
70℃における熱収縮応力の測定方法は、ASTM D−2838に準じて行った。具体的には、熱収縮性フィルムをTD方向に10mm、MD方向に90mm(測定長さ50mm+チャックつかみ長さ40mm)の短冊状にサンプリングし、70℃のバスに3分間浸漬させた場合の最大の熱収縮応力(MPa)をMD方向の熱収縮応力として測定した。また、TD方向に90mm、MD方向に10mmとしたサンプルを用いて同様にTD方向の熱収縮応力を測定した。それぞれ3回の測定を行い、平均値を各方向の熱収縮応力とした。
ループスティフネスは、東洋精機(株)製、「ループスティフネステスタ」を用いて測定した。具体的には、熱収縮性フィルムをTD方向に200mm、MD方向に15mmの短冊状にサンプリングし、ループ周長50mmとなるようにループスティフネステスタにセットした。ついで、ループの上から、圧子の押し込み速度を3.3mm/secとし、圧子の押し込み量が圧子がループと接触した時点から10mmとなるように押し込んで、TD方向のループスティフネス:曲げ剛性(N/15m)を測定した。また、同様に、TD方向に15mm、MD方向に200mmとしたサンプルを用いて同様にMD方向のループスティフネスを測定した。それぞれ3回の測定を行い、平均値を各方向のループスティフネスとした。
熱収縮性フィルムを用いて幅300×長さ400mmの袋を作製し、その中に赤色に着色をした液体を染み込ませ軽く絞った幅150×長さ200×高さ70mmのシーツ状の布を袋に詰め、80℃のシュリンクバスに通した。その後、袋の余剰部分に生じるしわの状態を、「総余剰部分に対するしわの面積割合」で示し、下記の基準で評価した。なお、上述の液体が浸み込んだシーツ状の布は、生肉とドリップを想定したものであり、比較可能な評価をする観点から生肉に代えて用いたものである。
5: 5%以下
4: 5%超過10%以下
3: 10%超過20%以下
2: 20%超過30%未満
1: 30%以上
熱収縮性フィルムを切り出して100mm角のサンプルを2枚作製した。サンプルの最内層同士が対向し接するように重ね合わせ、80℃ 0.6MPaで各秒間(シール時間)プレスし、最内層がヒートシールされた溶着サンプルを作製した。得られた溶着サンプルの溶着強度(N/10mm)を300mm/minの引張試験(JIS K 7127)にて測定した。
上記外観試験で包装した収縮後の袋を用いて、余剰部分のみを切り取ってサンプルとし、その溶着強度を上記と同様にして測定した。
最内層から、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニリデン共重合体(塩化ビニリデン/塩化ビニル=83.0/17.0(質量%))、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ナイロン−6,66共重合体の順で層を形成するように、共押出多層筒状ダイを装着した溶融押出設備を用いて筒状に連続押出した。その後、水冷リングを用いて水で均一に冷却しながら未延伸積層チューブを得た。なお、最内層を押出す押出機には、樹脂に加え、ベヘイン酸アミド、グリセリンモノステアレート、及びグリセリンモノベヘネートを合わせて添加して、押出を行った。また、押出にあたっては、表2〜5に示す層の厚み比率となるように各層の押出量を調整した。
各層の組成、厚みを表2〜5に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様に熱収縮性フィルムを製造し、袋を作製した。
Claims (5)
- 最内層に配される、融点が85〜120℃であるエチレン共重合体を含む層Iと、
塩化ビニリデン共重合体を含む層IIと、を有する、
少なくとも3層以上からなる熱収縮性フィルムであって、
前記層Iが、脂肪酸アミド及び/又は脂肪酸エステルを含み、
前記脂肪酸アミド及び前記脂肪酸エステルの総含有量が、前記層Iの総量に対して、0.4〜3質量%である、
熱収縮性フィルム。 - 70℃におけるTD方向及びMD方向の熱収縮率が、20〜50%であり、
70℃におけるTD方向及びMD方向の熱収縮応力が、1.0〜3.5N/mm2である、
請求項1に記載の熱収縮性フィルム。 - 70℃熱収縮後フィルムのTD方向及びMD方向のループスティフネスが、20〜32N/15mmである、
請求項1又は2に記載の熱収縮性フィルム。 - 生肉、鮮魚、甲殻類の包装用である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱収縮性フィルム。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱収縮性フィルムからなる、
袋。
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