JP2019209477A - 積層フィルム及び角底袋 - Google Patents
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Abstract
Description
植物由来の樹脂は、環境対応性は高いものの、化石燃料由来の樹脂とは異なる性質を示すことが多い。このため、樹脂フィルムを構成する材料の一部を、単に植物由来の樹脂と置き換えると、樹脂フィルムの目的とする特性が得られない場合がある。
本発明の積層フィルムは、角底袋を製袋するために使用されるフィルムである。この積層フィルムは、少なくとも表面層(A)、中間層(B)及びシール層(C)を有し、一方の表層が表面層(A)、他方の表層がシール層(C)となっている。
本発明においては、表面層(A)が、植物由来の低密度ポリエチレン(以下、「バイオ低密度ポリエチレン」と言う。)を含有し、中間層(B)及びシール層(C)が、それぞれプロピレン系樹脂を含有する。
以下、各層(A)〜(C)の構成について、順に説明する。
[表面層(A)]
表面層(A)は、積層フィルムを角底袋(包装袋)に製袋した際に表層を構成する層であり、印刷が施される印刷層等として機能する。
この表面層(A)は、植物由来の低密度ポリエチレン(バイオ低密度ポリエチレン)を含有する。
なお、バイオ低密度ポリエチレンの市販品としては、例えば、ブラスケム社製のSPB681、SBC818、STN7006等が挙げられる。
特に、表面層(A)にバイオ低密度ポリエチレンを使用するため、二酸化炭素排出量の低減に寄与し、環境対応型の積層フィルムとすることができる。
なお、本明細書中において、MFRは、温度230℃、荷重21.18Nの測定条件で、JIS K 7210:1999の規定に準拠して測定される。
バイオ低密度ポリエチレンは、化石燃料由来の他のエチレン系樹脂と併用してもよい。前述したような特性を積層フィルムに付与する観点からは、他のエチレン系樹脂も低密度ポリエチレンであることが好ましい。この化石燃料由来の低密度ポリエチレンの密度及びMFRも、前記と同程度であることが好ましい。
中間層(B)は、積層フィルムに対して、角底袋を製袋する際に要求される特性や、角底袋として要求される特性を付与する機能を有する層である。
この中間層(B)は、プロピレン系樹脂を含有する。プロピレン系樹脂を含有することにより、積層フィルムに対して、良好なヒートシール性、広範な温度域での好適な溶断シール性と共に、好適な耐衝撃性や耐破袋性を付与することができる。
なお、他の樹脂を併用しない場合には、プロピレン系樹脂の含有量は、実質的に100質量%であってもよい。
プロピレン単独重合体の融点は、製袋等の積層フィルムの加工適性を十分に保持する観点から、145℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましい。
プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体の融点は、製袋時の溶断シール刃への付着を防止する観点から、110℃以上であることが好ましく、115℃以上であることがより好ましい。また、製袋時の溶断シールの際に、積層フィルムに好適な溶断シール性を発現させるために、十分な溶断玉形成が必要であるため、融点は、150℃以下であることが好ましく、145℃以下であることがより好ましい。
プロピレン−α−オレフィンブロック共重合体のMFRは、積層フィルムの成型性が良好であり、また好適な耐衝撃性やマット感を付与し易いことから、0.5g/10分以上であることが好ましく、1g/10分以上であることがより好ましい。また、MFRは、20g/10分以下であることが好ましく、10g/10分以下であることがより好ましい。
なお、積層フィルムに対して、マット感、溶断シール性及び製袋適性を優れたバランスで付与し易いことから、プロピレン−α−オレフィンブロック共重合体の市販品として、例えば、BC8、BC7(いずれも日本ポリプロ社製)、E150GK、F704V(いずれもプライムポリマー社製)、PC480A、PC684S、PC380A、VB370A(いずれもサンアロマー社製)等を好適に使用することができる。
ポリエチレン(b1)としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、直鎖状中密度ポリエチレン(LMDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖状高密度ポリエチレン(LHDPE)等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用しても、複数種を併用してもよい。中でも、ポリエチレン(b1)としては、低密度ポリエチレンが好ましい。
ポリエチレン(b1)としてバイオ低密度ポリエチレンを用いれば、表面層(A)もバイオ低密度ポリエチレンを含有するため、表面層(A)と中間層(B)との適度な親和性(密着性)を得ることができる。その結果、表面層(A)が不本意に中間層(B)から剥離することを防止することができる。
特に、溶融状態における表面層(A)及び中間層(B)の形成材料の流動性が大きく乖離することを抑制することができ、得られる積層フィルムの透明性の低下を阻止することもできる。
エチレン系単重合体としては、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、直鎖状中密度ポリエチレン(LMDPE)、直鎖状高密度ポリエチレン(LHDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)が挙げられる。
直鎖状低密度ポリエチレンのMFRは、10g/10分以下であることが好ましく、1〜5g/10分程度であることがより好ましい。かかるMFRの直鎖状低密度ポリエチレンを使用することにより、積層フィルムの成膜性を向上させ易く、ポリエチレン(b2)の中間層(B)中での分散性も良好であるため、積層フィルムに対して、均一な特性を付与し易くなる。
中間層(B)に含まれる樹脂成分中のポリエチレン(b2)の含有量は、5〜20質量%程度であることが好ましく、5〜15質量%程度であることがより好ましい。かかる範囲でポリエチレン(b2)を含有することにより、積層フィルムに対して、好適な製袋適性や溶断シール性と、優れた耐破袋性とを付与することができる。
シール層(C)は、積層フィルムを製袋して角底袋を得る際に接着される層である。
このシール層(C)は、プロピレン系樹脂を含有する。プロピレン系樹脂を含有することにより、シール層(C)と中間層(B)との高い密着性が得られる。
プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体としては、例えば、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−1−ブテンランダム共重合体等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用しても、複数種を併用してもよい。
プロピレン−エチレンランダム共重合体は、中間層(B)で説明したプロピレン−エチレンランダム共重合体と同様である。
一方、積層フィルムの溶断シール性、耐衝撃性等の特性を重視する場合には、植物由来のポリオレフィンの含有量を10質量%未満とすることが好ましく、5質量%未満とすることがより好ましく、実質的に0質量%とすることがさらに好ましい。
本発明の積層フィルムは、角底袋を製袋するために使用される積層フィルムであり、バイオ低密度ポリエチレンを含有する表面層(A)、プロピレン系樹脂を含有する中間層(B)及びプロピレン系樹脂を含有する。当該構成の積層フィルムは、植物由来の樹脂を使用しながらも、角底袋を製袋した際のサイド部における高い溶断シール強度を維持しつつ、Vシール部の良好な開封性を実現できる。また、当該構成の積層フィルムによれば、バイオ低密度ポリエチレンの使用比率を高くした際にも良好な溶断シール強度や開封性等を実現しやすい。
積層フィルムの厚さにおいて各層が占める割合や、各層の具体的な厚さは、特に限定されないが、次のように設定することができる。
中間層(B)の占める割合は、70〜94%程度であることが好ましく、73〜87%程度であることがより好ましい。
シール層(C)の占める割合は、5〜20%程度であることが好ましく、10〜20%程度であることがより好ましい。
中間層(B)の具体的な平均厚さは、5〜35μm程度であることが好ましく、10〜25μm程度であることがより好ましい。
シール層(C)の具体的な平均厚さは、1〜20μm程度であることが好ましく、5〜10μm程度であることがより好ましい。
共押出法によれば、各層の厚さの比率を比較的自由に調整することが可能であり、衛生性に優れ、コストパフォーマンスにも優れた積層フィルムを得ることができる。
なお、以上の製造方法により得られる積層フィルムは、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も可能となる。
一方で、このように表面エネルギーの高い表面を有する表面層(A)同士を接着する場合には、その接着強度が低下しやすい。このため、かかる積層フィルムは、表面層(A)同士の間に高い接着強度(溶断シール強度)が求められるガゼット袋の製袋には適さないが、表面層(A)同士の界面での剥離を許容する角底袋の製袋には好ましい。
なお、表面エネルギーは、JIS K 6768に規定される濡れ張力試験方法により測定することができる。
なお、食パン用の包装袋とする場合には、印刷面を折り込んでシールすることでVシール部を有する角底袋とすることができる。具体的には、本発明の積層フィルムのシール層(C)が袋の内側になるようにして、製袋機(例えば、トタニ技研工業株式会社製、「HK−40V」等)により角底袋に加工する。
サイド部の溶断シール強度は、13N/15mm以上であることが好ましく、14N/15mm以上であることがより好ましく、14.5N/15mm以上であることがさらに好ましく、16N/15mm以上であることが特に好ましい。上限は特に制限されないが、30N/15mm以下であることが好ましい。一方、Vシール部のVシール強度は、3N/15mm以下であることが好ましく、2.5N/15mm以下であることがより好ましく、2N/15mm以下であることがさらに好ましい。製袋時の溶断シール温度や製袋速度を調整することにより、溶断シール強度及びVシール強度を設定することができる。
その後、必要に応じて、袋の上部を、プラスチック板、テープ、ひも等の結束具を使用して結束してもよい。
例えば、本発明の積層フィルム及び角底袋は、その一部の構成を同様の機能を発揮する他の構成と置換してもよく、任意の構成を追加してもよい。
1.積層フィルムの作製
(実施例1)
まず、表面層、中間層及びシール層それぞれの形成材料を、下記の樹脂を使用して調製した。
その後、得られた積層フィルム(表面層)の表面に、表面エネルギーが36mN/mになるようにコロナ放電処理を施した。
・サトウキビ由来の低密度ポリエチレン(バイオLDPE(1)):100部
商品名:ブラスケム社製、「SPB681」
密度 :0.922g/cm3
MFR:3.8g/10分
・プロピレン単重合体(HOPP):70部
密度 :0.90g/cm3
MFR:7.5g/10分
・プロピレン−エチレンランダム共重合体(COPP(1)):20部
エチレン含量:5.2%
密度 :0.90g/cm3
MFR:5.4g/10分
・直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE):10部
密度 :0.905g/cm3
MFR:4.0g/10分
・COPP(1):70部
・プロピレン−1−ブテンランダム共重合体(COPP(2)):30部
密度 :0.995g/cm3
MFR:4g/10分
中間層の形成材料の組成を下記に変更した以外は、前記実施例1と同様にして積層フィルムを得た。
HOPP:67部、COPP(1):20部、LLDPE:10部、バイオLDPE(1):3部
中間層の形成材料の組成を下記に変更した以外は、前記実施例1と同様にして積層フィルムを得た。
HOPP:65部、COPP(1):20部、LLDPE:10部、バイオLDPE(1):5部
中間層の形成材料の組成を下記に変更した以外は、前記実施例1と同様にして積層フィルムを得た。
HOPP:65部、COPP(1):17部、LLDPE:10部、バイオLDPE(1):8部
中間層の形成材料の組成を下記に変更した以外は、前記実施例1と同様にして積層フィルムを得た。
HOPP:65部、COPP(1):15部、LLDPE:8部、バイオLDPE(1):12部
中間層の形成材料の組成を下記に変更した以外は、前記実施例1と同様にして積層フィルムを得た。
HOPP:62部、COPP(1):12部、LLDPE:6部、バイオLDPE(1):20部
中間層の形成材料の組成を下記に変更した以外は、前記実施例1と同様にして積層フィルムを得た。
HOPP:55部、COPP(1):10部、LLDPE:10部、バイオLDPE(1):25部
表面層の形成材料の組成を下記に変更した以外は、前記実施例1と同様にして積層フィルムを得た。
・サトウキビ由来の低密度ポリエチレン(バイオLDPE(2)):100部
商品名:ブラスケム社製、「STN7006」
密度 :0.924g/cm3
MFR:0.6g/10分
表面層の形成材料の組成を下記に変更した以外は、前記実施例1と同様にして積層フィルムを得た。
・サトウキビ由来の低密度ポリエチレン(バイオLDPE(3)):100部
商品名:ブラスケム社製、「SBC818」
密度 :0.922g/cm3
MFR:8.1g/10分
表面層の形成材料の組成を下記に変更した以外は、前記実施例1と同様にして積層フィルムを得た。
・化石燃料由来の低密度ポリエチレン(LDPE):100部
密度 :0.920g/cm3
MFR:5.0g/10分
実施例及び参考例にて得られた積層フィルムを用いて、下記の測定及び評価を行った。
実施例及び参考例にて得られた積層フィルムの23℃における1%接線モジュラスを、ASTM D 882−12に基づき、テンシロン引張試験機(株式会社エー・アンド・デー製)を用いて測定した。
なお、測定は、フィルム製造時の押出方向(以下、「MD方向」と言う。)にて実施した。
実施例及び参考例にて得られた積層フィルムの曇り度を、JIS K 7105:1981に基づき、ヘーズメーター(日本電飾工業株式会社製)を用いて測定した。
実施例及び参考例にて得られた積層フィルムのシール層を内側にして、積層フィルムを半折後、底部にガセットを入れて、Vシール温度320℃、シール部温度(製袋温度)298℃で溶断シールして製袋(製袋機:トタニ技研工場株式会社製「HK−40V」、製袋速度:120枚/分)した。これにより、角底袋(縦:345mm(サイド部:245mm、ガゼット部:60mm)、横235mm)を作製し、製袋適性を評価した。また、300枚を1組として、付き揃えて束にしてまとめ、付き揃え性を評価した。
○:120ショットの製袋速度でも、積層フィルムが追随し、付き揃え性も問題ない。
△:120ショットの製袋速度でも、積層フィルムは追随するが、一部付き揃え性が問題となる。
×:120ショットの製袋速度に追随できない積層フィルムがあり、付き揃え性が悪い。
実施例及び参考例にて得られた積層フィルムのシール層を内側にして、積層フィルムを半折後、底部にガセットを入れて、Vシール温度320℃、溶断シール温度(製袋温度)298℃で溶断シールして製袋(製袋機:トタニ技研工場株式会社製「HK−40V」、製袋速度:120枚/分)した。これにより、角底袋(縦:345mm(サイド部:245mm、ガゼット部:60mm)、横235mm)を作製した。
得られた角底袋(Vカット袋)5枚のVシール部の中央と、Vシール部の上側のサイド部の中央とから、それぞれ15mm幅の試験片を1枚ずつ(1つの袋につき2枚)、シール部が長さ方向の中央部となるように、合計10枚を切り出した。そして、各試験片を23℃、引張速度300mm/分の条件で、テンシロン引張試験機(株式会社エー・アンド・デー製)で引き剥がした。このとき測定された最大荷重を、Vシール強度及び溶断シール強度とした。
◎ :サイド部の溶断シール強度が、いずれも16N/15mm以上である。
○ :サイド部の溶断シール強度が、いずれも14.5N/15mm以上、16N/15mm未満である。
△ :サイド部の溶断シール強度が、いずれも13N/15mm以上、14.5N/15mm未満である。
× :サイド部の溶断シール強度が、いずれも13N/15mm未満である。
◎:Vシール部の剥離強度が、いずれも2.0N/15mm以下である。
○:Vシール部の剥離強度が、いずれも2.0N/15mm超、2.5N/15mm以下である。
△:Vシール部の剥離強度が、いずれも2.5N/15mm超、3.0N/15mm以下である。
×:Vシール部の剥離強度が、いずれも3.0N/15mm超である。
実施例及び参考例にて得られた積層フィルムを用いて、上記製袋適性の評価と同様にして角底袋を作製した。得られた角底袋の開口部上端から下に50mmの部分と開口部と平行に、ヒートシーラー(テスター産業株式会社製、圧力:0.2MPa、時間:1秒間、シール温度:上部シールバー95℃、下部シールバー50℃、シールバー形状:300m×10mmの平面)でヒートシールした。
得られた角底袋5枚のヒートシール部から、それぞれ長さ70mm、幅15mmの試験片を2枚ずつ(1つの袋につき2枚)、ヒートシール部が幅方向の中央部となるように、合計10枚切り出した。そして、各試験片を23℃、引張速度300mm/分の条件で、テンシロン引張試験機(株式会社エー・アンド・デー製)で引き剥がした。このとき測定された最大荷重を、ヒートシール強度とした。
○:ヒートシール強度が、いずれも5N/15mm未満であり、引き剥がした際にフィルム破れが生じなかった。
×:ヒートシール強度が、いずれも5N/15mm以上であるか、引き剥がした際にフィルム破れが生じた。
実施例及び参考例にて得られた積層フィルムを、0℃に設定した恒温室内で6時間保持した後、直径1.5インチの球状の金属性の衝撃頭を用いてフィルムインパクト法による衝撃強度を測定した。
これらの測定結果及び評価結果を、以下の表1に示す。
Claims (15)
- 角底袋を製袋するために使用される積層フィルムであって、
積層された表面層(A)、中間層(B)及びシール層(C)を有し、
前記表面層(A)が、植物由来の低密度ポリエチレンを含有し、
前記中間層(B)及び前記シール層(C)が、それぞれプロピレン系樹脂を含有することを特徴とする積層フィルム。 - 前記表面層(A)に含まれる樹脂成分中の前記低密度ポリエチレンの含有量が、50質量%以上である請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記中間層(B)が、さらに植物由来のポリエチレン(b1)を、前記中間層(B)に含まれる樹脂成分中の3〜20質量%含有する請求項1又は2に記載の積層フィルム。
- 前記ポリエチレン(b1)が、低密度ポリエチレンである請求項3に記載の積層フィルム。
- 前記低密度ポリエチレンのメルトフローレートが、1〜7g/10分である請求項1〜4のいずれかに記載の積層フィルム。
- 前記中間層(B)が、さらに化石燃料由来のポリエチレン(b2)を、前記中間層(B)に含まれる樹脂成分中の5〜20質量%含有する請求項1〜5のいずれかに記載の積層フィルム。
- 前記ポリエチレン(b2)が、直鎖状低密度ポリエチレンである請求項6に記載の積層フィルム。
- 前記中間層(B)に含まれる樹脂成分中の前記プロピレン系樹脂の含有量が、60〜92質量%である請求項1〜7のいずれかに記載の積層フィルム。
- 前記中間層(B)の前記プロピレン系樹脂が、プロピレン単独重合体及びプロピレン−α−オレフィンランダム共重合体のうちの少なくとも一方を含む請求項1〜8のいずれかに記載の積層フィルム。
- 前記シール層(C)に含まれる樹脂成分中の前記プロピレン系樹脂の含有量が、50質量%以上である請求項1〜9のいずれかに記載の積層フィルム。
- 前記シール層(C)の前記プロピレン系樹脂が、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体を含む請求項1〜10のいずれかに記載の積層フィルム。
- 当該積層フィルムの厚さにおいて、前記表面層(A)の占める割合が1〜20%、前記中間層(B)の占める割合が60〜94%、前記シール層(C)の占める割合が5〜20%である請求項1〜11のいずれかに記載の積層フィルム。
- 当該積層フィルムの平均厚さが、25〜50μmである請求項1〜12のいずれかに記載の積層フィルム。
- 請求項1〜13のいずれかに記載の積層フィルムを使用したことを特徴とする角底袋。
- パン包装に使用する請求項14に記載の角底袋。
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