JP2021038376A - ラップフィルム - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕
塩化ビニリデン繰り返し単位を72〜93質量%含有する塩化ビニリデン系樹脂と、
多孔質無機化合物と、を含有する、
ラップフィルム。
〔2〕
TD方向の引裂強度が、2〜6cNである、
〔1〕に記載のラップフィルム。
〔3〕
MD方向の引張弾性率が、250〜600MPaである、
〔1〕又は〔2〕に記載のラップフィルム。
〔4〕
温度変調型示差走査熱量計にて測定される低温結晶化開始温度が、40〜60℃である、
〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のラップフィルム。
〔5〕
厚みが、6〜18μmである、
〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載のラップフィルム。
〔6〕
クエン酸エステル及び二塩基酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物を含有し、
該化合物の含有量が、前記ラップフィルムの総量に対して、3〜5質量%である、
〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のラップフィルム。
〔7〕
前記多孔質無機化合物が、マグネシウム化合物を含む、
〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載のラップフィルム。
〔8〕
前記多孔質無機化合物の含有量が、前記ラップフィルムの総量に対して、0.001〜1.0質量%である、
〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載のラップフィルム。
〔9〕
JIS K 7136記載の方法で測定したHAZE値が、1〜30%である、
〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載のラップフィルム。
〔10〕
塩化ビニリデン繰り返し単位を72〜93質量%含有する塩化ビニリデン系樹脂と、多孔質無機化合物と、を含有する組成物を溶融押し出しして、フィルム状にする工程と、
得られたフィルムをMD方向及びTD方向に延伸する工程と、を有する、
ラップフィルムの製造方法。
本実施形態のラップフィルムは、塩化ビニリデン繰り返し単位を72〜93質量%含有する塩化ビニリデン系樹脂と、多孔質無機化合物と、を含有し、必要に応じて、エポキシ化植物油、クエン酸エステル、二塩基酸エステルや、その他の添加剤を含んでいてもよい。
塩化ビニリデン系樹脂としては、塩化ビニリデン繰り返し単位を含むものであれば特に限定されず、塩化ビニリデン繰り返し単位と重合可能な単量体繰り返し単位を含む塩化ビニリデン共重合体が挙げられる。
本実施形態のラップフィルムは、多孔質無機化合物を含有する。多孔質無機化合物としては、特に制限されないが、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、シリカ−アルミナ、ゼオライト、硫酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、ハイドロタルサイトなどが挙げられる。このなかでも、マグネシウム化合物が好ましく、硫酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、ハイドロタルサイトがより好ましい。このような多孔質無機化合物を用いることにより、塩化ビニリデン系樹脂の炭化をより一層抑制でき、また、低摩擦化が達成される傾向にある。さらに、マグネシウム化合物を用いることで、ラップフィルムの色調変化が抑制される傾向にある。特に酸化マグネシウムは、低摩擦化と色調変化の抑制の効果が高く、好ましい。
本実施形態のラップフィルムは、エポキシ化植物油を含有してもよい。エポキシ化植物油は、塩化ビニリデン系樹脂の押出加工用安定剤として作用し得る。エポキシ化植物油としては、特に限定されないが、一般的に、食用油脂をエポキシ化して製造されるものが挙げられる。具体的には、エポキシ化植物油は、例えば、エポキシ化大豆油(ESO)、エポキシ化アマニ油が挙げられる。これらのなかでも、エポキシ化大豆油が好ましい。このようなエポキシ化植物油を用いることにより、ラップフィルムの色調変化がより抑制され、化粧箱からのフィルムの引出性もより向上する傾向にある。
積分比 = 積分値(2.23〜2.33ppm)/積分値(8.05〜8.11ppm)
本実施形態のラップフィルムは、クエン酸エステルを含有してもよい。クエン酸エステルとしては、特に限定されないが、例えば、クエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、アセチルクエン酸トリ−n−(2−エチルヘキシル)などがある。これらのなかでも、アセチルクエン酸トリブチルが好ましい。このようなクエン酸エステルを用いることにより、少量でも塩化ビニリデン系樹脂が十分に可塑化され、成形加工性がより向上する傾向にある。
本実施形態のラップフィルムは、二塩基酸エステルを含有してもよい。二塩基酸エステルとしては、特に限定されないが、例えば、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジn−ヘキシル、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジオクチル等のアジピン酸エステル;アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシル、アゼライン酸オクチル等のアゼライン酸エステル;セバシン酸ジブチル(DBS)、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル等のセバシン酸エステル;フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジオクチル等のフタル酸エステルが挙げられる。これらのなかでも、脂肪族二塩基酸エステルが好ましく、セバシン酸ジブチルがより好ましい。このような二塩基酸エステルを用いることにより、少量でも塩化ビニリデン系樹脂が十分に可塑化され、成形加工性がより向上する傾向にある。
本実施形態のラップフィルムは、エポキシ化植物油、クエン酸エステル、及び二塩基酸エステル以外の添加剤を含んでもよい。このような添加剤としては、特に限定されないが、例えば、上記以外の可塑剤、上記以外の安定剤、耐候性向上剤、染料又は顔料等の着色剤、防曇剤、抗菌剤、滑剤、核剤、ポリエステル等のオリゴマー、MBS(メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体)等のポリマー等が挙げられる。
本実施形態のラップフィルムの厚みは、好ましくは6〜18μmであり、より好ましくは9〜12μmである。ラップフィルムの厚みが上記範囲内であることにより、フィルム切れのトラブルが抑制され、カット性がより向上し、密着性もより向上する傾向にある。
本実施形態のラップフィルムのTD方向の引裂強度は、好ましくは2〜6cNであり、より好ましくは2.5〜4cNである。TD方向の引裂強度が2cN以上であることにより、特に巻回体からラップフィルムを引き出す際の裂けを低減でき、また、ラップフィルム使用時の意図しない裂けトラブルを抑制できる傾向にある。一方、TD方向の引裂強度が6cN以下であることにより、化粧箱に付帯する鋸刃でフィルムをTD方向にカットする際に裂きやすく、カット性が向上する傾向にある。
本実施形態のラップフィルムのMD方向の引張弾性率は、好ましくは250〜600MPaであり、より好ましくは350〜550MPaである。MD方向の引張弾性率が250MPa以上であることにより、鋸刃でフィルムをカットするために力を加える際、フィルムのMD方向への延びを抑制でき、鋸刃がフィルムに食い込みやすくでき、カット性が向上する傾向にある。一方、MD方向の引張弾性率が600MPa以下であることにより、フィルムが軟らかく、鋸刃の形状に沿ってフィルムをきれいにカットでき、切断端面に多数の裂け目が発生するのを抑制できる傾向にある。その結果、巻回体からフィルムを引き出す際、及び化粧箱の中に巻き戻ったフィルム端部を摘み出す際、切断端面からフィルムが裂けるトラブルが発生することを抑制できる傾向にある。
本実施形態のラップフィルムにおいては、流通過程や保管時に受ける熱履歴により、ラップフィルムが物理劣化し、それに起因して生じる裂けトラブルを、低温結晶化開始温度により抑制する。低温結晶化開始温度は、ラップフィルム製造後の流通・倉庫保管時に高温下に晒されて形成・成長した微結晶の熱安定性を示す指標であり、低温結晶化開始温度により、分子鎖の再配列の程度、すなわち、ラップフィルムの物理的劣化による裂けトラブルの発生しやすさを評価することができる。
本実施形態のラップフィルムの製造方法は、特に限定されないが、例えば、塩化ビニリデン系樹脂と、多孔質無機化合物とを含む組成物を溶融押し出しして、フィルム状にする工程と、得られたフィルムをMD方向及びTD方向に延伸する工程と、を有する方法が挙げられる。以下、詳説する。
図1に、ラップフィルムの製造工程の一例の概略図を示す。まず、混合機により、塩化ビニリデン系樹脂と、多孔質無機化合物と、を混合して組成物を得る。この際、必要に応じて各種添加剤を混合してもよい。混合機は、特に限定されないが、例えば、リボンブレンダー等を用いることができる。得られた組成物は、1〜30時間程度熟成させて次の工程に用いることが好ましい。
次いで、得られた組成物を押出機1により溶融し、ダイ2のダイ口3から管状のフィルムを押し出し、ソック4を形成する。
ソック4の内側にソック液5を注入し、ソック4の外側は冷水槽6の冷水に接触させる。これにより、ソック4は、内側と外側の両方から冷却され、ソック4を構成するフィルムは固化する。固化したソック4は、第1ピンチロール7により折り畳まれ、パリソン8を成形する。
続いて、パリソン8の内側にエアを注入することにより、パリソン8を開口し、環状のフィルムを形成する。このとき、ソック4の内面に当たる部分に塗布されたソック液5はパリソン8の開口剤としての効果を発揮する。次いで、パリソン8は、開口した状態で、温水により延伸に適した温度まで再加熱される。パリソン8の外側に付着した温水は、第2ピンチロール9にて搾り取られる。
本実施形態のラップフィルムの製造方法においては、延伸直後のラップフィルムを緩和する緩和工程を有することが好ましい。ラップフィルムの製造方法において比較的一般に行われる緩和方法は、延伸後に赤外ヒーター等の熱を利用してフィルムを緩和させるものである。しかしながら、本実施形態においては、この緩和工程に代えて、第3ピンチロール11より巻き取りロール13の回転速度を遅くすることで、延伸フィルムを緩和させること方法を用いることが好ましい。これは、本実施形態において、従来の熱を利用した緩和方法を利用した場合、熱によりフィルムの裂けの原因である微結晶の形成・成長が起こり、結晶化開始温度が60℃を超える可能性があるためである。
上記のようにして巻き取られたラップフィルムは、スリットされて、1枚のラップフィルムになるように剥がしながら巻き取られ、一時的に1〜3日間原反の状態で保管される。最終的には原反から紙管に巻き返され、化粧箱に詰められることで、化粧箱に収納されたラップフィルム巻回体が得られる。
本実施形態のラップフィルムの製造方法においては、ラップフィルムをスリットした後、原反の状態で保管する保管工程を行ってもよい。保管温度は、好ましくは19℃以下であり、より好ましくは5〜19℃であり、さらに好ましくは5〜15℃である。また、保管時間は、好ましくは20〜50時間であり、より好ましくは24〜40時間である。
ラップフィルムの塩化ビニリデン繰り返し単位の比率は、高分解のプロトン核磁気共鳴測定装置を用いて測定した。ラップフィルムの再沈濾過物を真空乾燥し、5質量%を重水素化テトラヒドロフランに溶解させた溶液を、測定雰囲気温度約27℃にてH−NMR測定した。たとえば塩化ビニリデンと塩化ビニルの共重合体に関しては、テトラメチルシランを基準とした共重合体の3.50〜4.20ppm、2.80〜3.50ppm、2.00〜2.80ppmのピークを利用して塩化ビニリデン繰り返し単位の含有量を計算した。
ラップフィルムの出荷後の流通、及び家庭での保管を想定し、作製後のラップフィルムを28℃に設定した恒温槽にて1ヶ月間保管した後、ラップフィルムの厚みを測定した。測定にはダイアルゲージ(テクロック社製)を利用し、23℃、50%RHの雰囲気中で厚みの測定を行った。
ラップフィルムの引裂強度測定には軽荷重引裂試験機 D型(東洋精機製)を使用し、23℃、50%RHの雰囲気中にて引裂強度の測定を行った。ラップフィルムの出荷後の流通、及び家庭での保管を想定し、作製後のラップフィルムを28℃に設定した恒温槽にて1ヶ月間保管した後、測定を行った。ラップフィルムの引裂強度測定は、ラップフィルム1枚のみで行った。引裂方向のサンプル長さは63.5mmとし、サンプル幅は50.0mmとした。測定の際には、振り子を持ち上げてから止めた後、試験片を注意深くつまみ具に取り付け、スリットを入れる位置がフィルム幅の中央となるように、クランプをしっかりと締め付けた。その後、装置に取り付けられたナイフでフィルムにスリットを入れた後、振り子を注意深く解放し、試験片を引き裂くのに要した力の値を読み取った。引裂線がスリットの延長線より10mm以上それた試験は除外し、代わりに追加の試験片の試験を行った。また、測定結果は小数点第二位の値を四捨五入して切り上げ、整数で示した。
ラップフィルムの引張弾性率測定にはオートグラフAG−IS(島津製作所製)を使用し、23℃、50%RHの雰囲気中にて引張弾性率の測定を行った。ラップフィルムの出荷後の流通、及び家庭での保管を想定し、作製後のラップフィルムを28℃に設定した恒温槽にて1ヶ月間保管した後、測定を行った。5mm/minの引張速度、チャック間距離100mm、フィルム幅10mmの条件で2%伸長時の荷重を測定し、測定サンプルの断面積で割り返してから、50倍にして引張弾性率を測定した。測定の際には、試験機の軸に試験片のMD方向が一致するように、つかみ具に取り付けた。試験片は、滑りを防ぐために、かつ、試験中につかみ部分がずれないように、つかみ具で均等にかつ、つかみ具間の圧力によって、試験片の割れ、及び、圧延が起きないように取り付けた。
測定サンプルは、ラップフィルムの出荷後の流通、及び家庭での保管を想定し、作製後のラップフィルムを28℃に設定した恒温槽にて1ヶ月間保管したものを使用した。測定には、パーキンエルマー社製示差走査熱量測定装置(DSC)(入力補償型ダブルファーネス DSC 8500)を使用し、ステップスキャン測定モード(サンプル質量:6mg、サンプルパン材質:アルミ製、測定温度:0〜180℃、昇温速度:10℃/min、昇温ステップ幅:4℃、等温時間:1min)を利用した。空のアルミ製サンプルパンについても同様の条件にて測定し、これをブランクとした。ステップスキャン解析ソフト上で、測定サンプルとブランクとの差異を算出し、解析により得られた温度−熱流曲線の非可逆成分において、低温結晶化に起因する発熱が開始する温度を低温結晶化開始温度とした。
BET式比表面積は、Z 8830:2013 (ISO 9277:2010)に準拠して測定した。
押出成膜速度を10kg/hrとして8時間連続運転し、炭化によりインフレーションがパンクした回数を評価した。パンク回数が0回の場合は『◎』、1〜2回の場合は『○』、3回以上の場合は『△』とした。
ラップフィルムの出荷後の流通、及び家庭での保管を想定し、製造直後のラップフィルム巻回体を28℃に設定した恒温槽にて1ヶ月間保管したものを使用した。その後、流通時の振動を再現するために、振動試験機(アイデックス株式会社製、品番「BF−50UC」)を用いて、容器(化粧箱)内に収容されたラップフィルム巻回体を振動させた。振動試験は下記のとおりに行った。
フィルムのHAZEはJIS−K−7136記載の方法で、HAZE測定器(日本電色製、品番「NDH−5000」)を用いて測定し、10%未満の場合を◎、10%以上30%未満を○、30%以上を△とした。
重量平均分子量90,000の塩化ビニリデン系樹脂(塩化ビニリデン繰り返し単位が85質量%、塩化ビニル繰り返し単位が15質量%)93.2質量%、アセチルクエン酸トリブチル5.5質量%、エポキシ化植物油1.1質量%、多孔質無機化合物(酸化マグネシウム、協和化学社製、製品名キョーワマグ(登録商標)MF30、BET式比表面積30m2/g、平均粒径1μm)0.3質量%をリボンブレンダーにて30分間混合した。混合後、24時間以上熟成して組成物を得た。
塩化ビニリデン系樹脂の使用量を92.5質量%とし、多孔質無機化合物(協和化学社製、製品名キョーワマグ(登録商標)MF30)の使用量を1質量%としたこと以外は、実施例1と同様の操作により、ラップフィルムの巻回体を得た。
塩化ビニリデン系樹脂の使用量を92.5質量%とし、多孔質無機化合物(協和化学社製、製品名キョーワマグ(登録商標)MF30)0.3質量%に代えて、多孔質無機化合物(タルク、日本タルク社製、製品名P−6、BET式比表面積10.5m2/g、平均粒径4μm)を1質量%用いたこと以外は、実施例1と同様の操作により、ラップフィルムの巻回体を得た。
多孔質無機化合物(協和化学社製、製品名キョーワマグ(登録商標)MF30)0.3質量%に代えて、多孔質無機化合物(水酸化マグネシウム、協和化学社製、製品名キスマ(登録商標)5、BET式比表面積6m2/g、平均粒径0.8μm)0.3質量%用いたこと以外は、実施例1と同様の操作により、ラップフィルムの巻回体を得た。
多孔質無機化合物(協和化学社製、製品名キョーワマグ(登録商標)MF30)0.3質量%に代えて、多孔質無機化合物(ハイドロタルサイト、協和化学社製、製品名アルカマイザー(登録商標)1、BET式比表面積8m2/g、平均粒径0.6μm)0.3質量%用いたこと以外は、実施例1と同様の操作により、ラップフィルムの巻回体を得た。
多孔質無機化合物(協和化学社製、製品名キョーワマグ(登録商標)MF30)0.3質量%に代えて、多孔質無機化合物(チタニア、石原産業製、製品名CR−EL、BET式比表面積6.8m2/g、平均粒径0.3μm)0.3質量%用いたこと以外は、実施例1と同様の操作により、ラップフィルムの巻回体を得た。
重量平均分子量90,000の塩化ビニリデン系樹脂(塩化ビニリデン繰り返し単位が85質量%、塩化ビニル繰り返し単位が15質量%)93.6質量%、アセチルクエン酸トリブチル5.5質量%、多孔質無機化合物(酸化マグネシウム、協和化学社製、製品名キョーワマグ(登録商標)MF30、BET式比表面積30m2/g、平均粒径1μm)1.0質量%とした以外は、実施例1と同様の操作により、ラップフィルムの巻回体を得た。
塩化ビニリデン系樹脂の使用量を73.5質量%とし、多孔質無機化合物(協和化学社製、製品名キョーワマグ(登録商標)MF30)の使用量を20質量%としたこと以外は、実施例1と同様の操作により、ラップフィルムの巻回体を得た。
塩化ビニリデン系樹脂の使用量を93.5質量%とし、多孔質無機化合物(協和化学社製、製品名キョーワマグ(登録商標)MF30)を用いなかったこと以外は、実施例1と同様の操作により、ラップフィルムの巻回体を得た。
多孔質無機化合物(協和化学社製、製品名キョーワマグ(登録商標)MF30)0.3質量%に代えて、多孔質ではない無機化合物(酸化マグネシウム、協和化学社製、パイオロキスマ(登録商標)5301、BET式比表面積1.4m2/g、平均粒径12μm)0.3質量%用いたこと以外は、実施例1と同様の操作により、ラップフィルムの巻回体を得た。
多孔質無機化合物(協和化学社製、製品名キョーワマグ(登録商標)MF30)0.3質量%に代えて、多孔質ではない無機化合物(シリカ、アドマテックス製、SO−C6、BET式比表面積2.0m2/g、平均粒径2.0μm)0.3質量%用いたこと以外は、実施例1と同様の操作により、ラップフィルムの巻回体を得た。
Claims (10)
- 塩化ビニリデン繰り返し単位を72〜93質量%含有する塩化ビニリデン系樹脂と、
多孔質無機化合物と、を含有する、
ラップフィルム。 - TD方向の引裂強度が、2〜6cNである、
請求項1記載のラップフィルム。 - MD方向の引張弾性率が、250〜600MPaである、
請求項1又は2に記載のラップフィルム。 - 温度変調型示差走査熱量計にて測定される低温結晶化開始温度が、40〜60℃である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のラップフィルム。 - 厚みが、6〜18μmである、
請求項1〜4のいずれか1項に記載のラップフィルム。 - クエン酸エステル及び二塩基酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物を含有し、
該化合物の含有量が、前記ラップフィルムの総量に対して、3〜5質量%である、
請求項1〜5のいずれか1項に記載のラップフィルム。 - 前記多孔質無機化合物が、マグネシウム化合物を含む、
請求項1〜6のいずれか1項に記載のラップフィルム。 - 前記多孔質無機化合物の含有量が、前記ラップフィルムの総量に対して、0.001〜1.0質量%である、
請求項1〜7のいずれか1項に記載のラップフィルム。 - JIS K 7136記載の方法で測定したHAZE値が、1〜30%である、
請求項1〜8のいずれか1項に記載のラップフィルム。 - 塩化ビニリデン繰り返し単位を72〜93質量%含有する塩化ビニリデン系樹脂と、多孔質無機化合物と、を含有する組成物を溶融押し出しして、フィルム状にする工程と、
得られたフィルムをMD方向及びTD方向に延伸する工程と、を有する、
ラップフィルムの製造方法。
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