JP2023103634A - 多層フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、再生樹脂（再生ポリエチレン）を用いても、フィルム外観に優れ、且つ、再生ポリエチレンを用いないフィルムと遜色ない物性を有する多層フィルムを得ることにある。【解決手段】本発明は、表層が、メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１～３．０ｇ／１０分、および密度が９００～９３４ｋｇ／ｍ3の範囲にあるエチレン重合体（Ａ）からなり、再生ポリエチレンと帯電防止剤を含み、メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１～５．０ｇ／１０分、および密度が９００～９４９ｋｇ／ｍ3の範囲にある樹脂組成物である中間層を含む多層フィルムに係わる。【選択図】なし

Description

本発明は、再生ポリエチレンを含む樹脂組成物層を有する多層フィルムに関する。

ポリエチレン、ポリプロピレンなどに代表されるポリオレフィン製の包装袋は、食品、医薬品、肥料、樹脂ペレット等の包装材として広範な用途に利用されている。中でも、ヒートシール性を有する包装袋では、袋状構造の形成（製袋）や内容物の袋内への封入にヒートシールを利用することができ、製袋や包装袋への内容物の封入における作業性に優れている。有機肥料、穀類、樹脂ペレット等の重量物の包装袋の材料としては、ヒートシール性と強度を得るという観点から、ポリエチレンからなるフィルムが用いられている。

包装袋は使用後には、破棄されるので、その処理に多大なコストがかかり、更に、適切な廃棄処理がなされずに投棄された廃棄物は海洋プラスチックごみとして環境汚染を生じさせている場合がある。特に、一袋当たり３ｋｇを超える単位で包装される重量物用のポリエチレン系樹脂フィルムを含む包装袋は、耐水性及び高強度を有し、その廃棄物は海洋ブラスチックごみの発生源となり得るものであり、環境負荷が高い。

一方、ポリオレフィンは、生産に係るエネルギーが小さく、軽量かつリサイクル性にも優れることから、各産業界における、循環型社会を形成するための３Ｒ（Ｒｅｄｕｃｅ、Ｒｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ）への取り組みのなかで、更に注目が高まっている。ポリオレフィンは、日用雑貨、台所用品、包装用フィルム、家電製品、機械部品、電気部品、自動車部品など、種々の分野で利用されている。

特許文献１には、ポリオレフィン系再生樹脂（リサイクル樹脂）からなるＡ層と、メタロセン触媒を用いて製造された特定の物性を有するエチレン・炭素数３～１８のα－オレフィン共重合体からなるＢ層とを積層してなる再生樹脂積層フィルムが開示されている。特許文献１では、かかる構成の多層フィルムとすることによって、再生ポリオレフィン系樹脂を使用しても、そのバージン樹脂を用いたものよりも格段に優れたフィルム品質を持った積層フィルムを提供できるとされている。

また、特許文献２には、樹脂成分として再生樹脂のみを用いた場合でも包装材等の用途における成形加工性や強度を有するフィルムとして、メルトフローレート（ＭＦＲ、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）が０．１～５．０ｇ／１０ｍｉｎ、密度が９００～９４９ｋｇ／ｍ³の再生ポリエチレン系樹脂と帯電防止剤を含む樹脂組成物を含むフィルムが提案されている。

特開平７－３２９２６２号公報 特開２０２１－１６１２９３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の再生樹脂積層フィルムは、帯電防止剤を含まないため埃等のゴミが付着しやすくなり外観に劣り、また、特許文献２に記載の単層フィルムは、フィルム外観、臭気の点で改良の余地があることが分かった。

本発明の目的は、再生樹脂（再生ポリエチレン）を用いても、フィルム外観に優れ、且つ、再生ポリエチレンを用いないフィルムと遜色ない物性を有する多層フィルムを得ることにある。

すなわち、本発明は以下の［１］～［４］にかかわる。
［１］
表層が、メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１～３．０ｇ／１０分、および密度が９００～９３４ｋｇ／ｍ³の範囲にあるエチレン重合体（Ａ）からなり、
再生ポリエチレンと帯電防止剤を含み、メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１～５．０ｇ／１０分、および密度が９００～９４９ｋｇ／ｍ³の範囲にある樹脂組成物である中間層を含む多層フィルム。

［２］
多層フィルムの厚さが３１～３００μｍの範囲にある項［１］に記載の多層フィルム。
［３］
前記樹脂組成物が、帯電防止剤を３質量％未満含む項［１］に記載の多層フィルム。

［４］
前記樹脂組成物が、エチレンと炭素原子数３以上のα－オレフィンの共重合体を含む、項［１］～［３］のいずれか一項に記載の多層フィルム。

本発明の多層フィルムは、表層がエチレン重合体（Ａ）からなり、中間層が再生ポリエチレンと帯電防止剤を含む樹脂組成物からなるので、臭気やフィルム外観が良好(埃付着やブツが少ない)であり、再生ポリエチレンを用いないフィルムと遜色ない物性を有するので、包装材等からのポリエチレン系樹脂フィルム廃棄物の削減に効果を有する。

なお、本発明において、「重合体」の記載は、とくに断らない限り、オレフィンの単独重合体だけではなく、「共重合体」を含む。

＜エチレン重合体（Ａ）＞
本発明の多層フィルムの表面層を形成するエチレン重合体（Ａ）は、メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１～３．０ｇ／１０分、好ましくは０．２～２．５ｇ／１０分、および、密度が９００～９３４ｋｇ／ｍ³、好ましくは９０４～９３０ｋｇ／ｍ³の範囲の範囲にあるエチレン重合体である。

エチレン重合体（Ａ）のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、ＪＩＳ Ｋ ７２１０に準拠し、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重（ｋｇｆ）の条件下で測定した。
エチレン重合体（Ａ）の密度（ｋｇ／ｍ³）は、ＪＩＳ Ｋ ７１１２に準拠し、ＭＦＲ測定時に得られるストランドを１００℃で１時間熱処理し、更に室温で１時間放置した後に密度勾配管法で測定した。

本発明に係わるエチレン重合体（Ａ）は、エチレンの単独重合体、および炭素原子数３以上、好ましくは炭素原子数３～２０のα－オレフィンの共重合体（エチレン・α－オレフィン共重合体）である。エチレン・α－オレフィン共重合体におけるα－オレフィンの具体例としては、プロピレン、１－ブテン、１－オクテン、１－ヘキセンが挙げられる。中でも、１－ヘキセン、１－オクテンが好ましく、１－ヘキセンがより好ましい。

本発明に係わるエチレン重合体（Ａ）には、本発明の目的を損ねない範囲であれば、他のポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂や、樹脂用添加剤（例えば、耐熱安定剤、耐候安定剤などの安定剤、架橋剤、架橋助剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、滑剤、染料、核剤、顔料、フィラー、鉱物油系軟化剤、石油樹脂、ワックスなど）などを含有してもよい。

本発明に係るエチレン重合体（Ａ）の製造方法は、特に限定されるものではなく、高圧法、チーグラ・ナッタ触媒、メタロセン系触媒等の周知の触媒を用いた周知の方法にて製造することができる。

≪樹脂組成物≫
本発明の多層フィルムの表層以外の層を形成する樹脂組成物は、後述の再生ポリエチレンと帯電防止剤を含み、メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１～５．０ｇ／１０分、好ましくは０．３～４ｇ／１０分、および密度が９００～９４９ｋｇ／ｍ³、好ましくは９０４～９４５ｋｇ／ｍ³の範囲にある樹脂組成物である。

本発明に係わる樹脂組成物は、樹脂成分（重合体成分）として、上記再生ポリエチレンを含む限り、とくに限定はされないが、通常、樹脂組成物を１００質量％として、再生ポリエチレンを５質量％以上、好ましくは１０質量％含む。

本発明に係わる樹脂組成物は、樹脂成分として、再生ポリエチレンのみを含む樹脂組成物であってもよい。
本発明に係わる樹脂組成物に含まれ得る再生ポリエチレン以外の樹脂成分は、得られる樹脂組成物が上記ＭＦＲおよび密度を満たす限り、とくに限定はされないが、得られる多層フィルムの物性から、上記エチレン重合体（Ａ）を含むエチレン重合体であることが好ましい。

本発明に係わる樹脂組成物は、帯電防止剤を含むので、多層フィルムを成形する際に、多層フィルムに埃が付着し難くなり、得られる多層フィルムの外観向上や異物混入を防ぐことができる。

帯電防止剤の含有量は、発明の効果を得られるように設定すればよく、特に限定されない。多層フィルムに目的とする物性を付与する上で、樹脂組成物に対して３質量％未満であることが好ましく、２．５質量％以下であることがより好ましい。また、その下限値に関しては、樹脂組成物に対して０．０００１質量％以上であることが好ましい。

本発明に係わる樹脂組成物には、帯電防止剤以外の添加剤を必要に応じて添加してもよい。添加剤の具体例としては、アンチブロッキング剤、防曇剤、核剤、酸化防止剤、耐候安定剤、熱安定剤、滑剤等が挙げられる。

＜再生ポリエチレン＞
本発明の多層フィルムの表層以外の層を形成する樹脂組成物を構成する再生ポリエチレンは、ポリエチレンからなる各種製品の製造において発生した不良品や、使用済みで廃棄されるポリエチレンからなる各種製品から公知の方法で再生された再生ポリエチレンを用いることができる。ポリエチレンの再生方法は特に限定されない。このような再生ポリエチレンとしては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、リニア低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等を挙げることができる。これらの再生ポリエチレンは、１種、あるいは２種以上の再生ポリエチレンであってもよい。

本発明に係わる再生ポリエチレンとしては、好ましくは、素原子数３以上、好ましくは炭素原子数３～２０のα－オレフィンの共重合体（エチレン・α－オレフィン共重合体）を再生したポリエチレンである。エチレン・α－オレフィン共重合体におけるα－オレフィンの具体例としては、プロピレン、１－ブテン、１－オクテン、１－ヘキセンが挙げられる。中でも、１－ヘキセン、１－オクテンが好ましく、１－ヘキセンがより好ましい。

本発明に係わる再生ポリエチレンは、再生ポリエチレンを含む樹脂組成物が、上記ＭＦＲおよび密度を満たす限り、とくに限定はされないが、好ましくは、メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１～５．０ｇ／１０分、より好ましくは０．３～４ｇ／１０分、および好ましくは、密度が９００～９４９ｋｇ／ｍ³、より好ましくは９０４～９４５ｋｇ／ｍ³の範囲にある。

≪多層フィルム≫
本発明の多層フィルムは、表層が上記エチレン重合体（Ａ）からなり、再生ポリエチレンと帯電防止剤を含み、メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１～５．０ｇ／１０分、および密度が９００～９４９ｋｇ／ｍ³の範囲にある樹脂組成物である中間層を含む。

なお、本発明の多層フィルムにおける表層とは、多層フィルムの両表面を形成する層であり、表層および裏層である。
本発明の多層フィルムは、表層が上記エチレン重合体（Ａ）から形成され、表層以外の層が、上記樹脂組成物を含む層（中間層）を含む限り、上記エチレン重合体および上記樹脂組成物を含む層以外の層を有していてもよい。

本発明の多層フィルムの厚さは、とくに限定はされず、当該多層フィルムの用途によって適宜決め得る。
本発明の多層フィルムを有機肥料、穀類、樹脂ペレット等の重量物の包装袋の材料として用いる場合は、通常、厚さが３１～３００μｍ、好ましくは３１～２００μｍの範囲にある。多層フィルムの厚さが３１μｍ未満の場合は、被重量物の重さに耐えきれない虞があり、厚さが３００μｍを超える場合は、得られる包装袋のしなやかさが損なわれる虞がある。

本発明の多層フィルムは、種々公知のフィルムの製造方法、例えば、上記エチレン重合体（Ａ）、および、上記樹脂組成物をそれぞれ別個の押出機で溶融し、溶融後、三層以上の構造のダイに別々に供給し、表層が上記エチレン重合体（Ａ）から形成され、表層以外の層が、上記樹脂組成物を含む層から形成されてなる三層以上の層を有する多層フィルムを製造することができる。

本発明の多層フィルム成形方法としては、インフレーションフィルム成形法、Ｔ－ダイフィルム成形法等の押出成形法等を挙げることができる。

〈用途〉
本発明の多層フィルムは、食品、医薬品、肥料、樹脂ペレット等の包装材として広範な用途に利用され得る。中でも、重量物用の包装袋等の包装材として、好適に用い得る。

以下、本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
実施例および比較例で用いた重合体などを以下に示す。

〔エチレン重合体（Ａ）〕
（１）エチレン重合体（Ａ－１）
ＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ）＝１．５ｇ／１０分、密度＝９２３ｋｇ／ｍ³］のエチレン・１－ヘキセン共重合体［プライムポリマー社製、エボリュー（登録商標） 銘柄名 ＳＰ２５１０。

〔エチレン重合体（Ｃ）
（１）エチレン重合体（Ｃ－１）
ＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ）＝０．４３ｇ／１０分、密度＝９４０．５ｋｇ／ｍ³のエチレン・α－オレフィン共重合体［プライムポリマー社製、エボリューＨ（登録商標）銘柄名 ＳＰ４００５。

（２）エチレン重合体（Ｃ－２）
ＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ）＝０．４ｇ／１０分、密度＝９４４ｋｇ／ｍ³のエチレン・α－オレフィン共重合体［プライムポリマー社製、エボリューＨ（登録商標）銘柄名 ＳＰ４５０５。

（３）エチレン重合体（Ｃ－３）
上記ＳＰ２５１０と上記ＳＰ４００５を各々５０質量部で混合してエチレン重合体（Ｃ－３）を得た。混合物は、ＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ）＝０．８ｇ／１０分、密度＝９３２ｋｇ／ｍ³であった。

〔再生ポリエチレン〕
再生ポリエチレンとして、上記ＳＰ２５１０と上記ＳＰ４００５を各々５０質量部で混合した樹脂材料を用いて、フィルムを成形した後、当該フィルムを粉砕して用意した。
得られた再生ポリエチレンは、ＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ）が０．８ｇ／１０分、密度が９３２ｋｇ／ｍ³であった。

〔実施例１〕
両表層用の原料として、上記エチレン重合体（Ａ－１）（ＳＰ２５１０）：１００質量部に帯電防止剤マスターバッチ：２．５質量部（帯電防止剤：１８７５ｐｐｍ）を混合して用意した。

中間層用の原料として、重合体（Ｃ－２）（ＳＰ４５０５）：７０質量部との混合物：１００質量部に帯電防止剤マスターバッチ：０．４質量部（帯電防止剤：３００ｐｐｍ）を混合した樹脂組成物を用意した。
得られた樹脂組成物は、ＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ）が０．６ｇ／１０分、密度が９３６ｋｇ／ｍ³であった。

次いで、多層インフレーションフィルム成形機を用いて、表層／中間層／表層＝１／２／１（厚さ比）からなる厚さ：１３０μｍの三層フィルムを得た。得られた三層フィルムの物性を下記方法で測定した。
結果を表１に示す。

多層インフレーションフィルム成形機
スクリュー・バリアタイプスクリュー
ダイス：２２５ｍｍφ（直径）、４ｍｍ（リップ幅）
エアーリング：２ギャップタイプ
成形温度：２００℃
押出し量：９７ｋｇ／ｈ
引取速度：８．７ｍ／ｍｉｎ

＜引張弾性率＞
多層フィルムからＪＩＳ Ｋ６７８１に準ずる大きさのダンベルを打ち抜き試験片とし、フィルムの引取方向と平行に打ち抜く場合をＭＤ（縦方向）、フィルムの引取方向と直角に打ち抜く場合をＴＤ（横方向）とした。
万能材料試験機のエアチャックに試験片をセットし、チャック間距離８０ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／分で引張試験を行い、初期応力の変位に対する傾きを引張弾性率とした。

＜ダートインパクト強度＞
ＡＳＴＭ Ｄ１７０９に従って、以下の条件にて測定した。
多層フィルムから切り出した試験片をエアークランプ方式で締め付け、半球形のダートを一定の高さから落下させ、試験片が５０％破壊する荷重［ｇ］をグラフから読み取った。
一水準の落下回数は１０回として、Ａ法を用いた。

＜フィルム外観＞
多層フィルムにブツが存在せず外観が良好であるか目視で確認した。

＜フィルム臭気＞
多層フィルムから原料樹脂やインク等の劣化臭がしないか感応評価した。

＜環境対応＞
〇：廃棄樹脂削減効果有り
×：廃棄樹脂削減効果無し

〔実施例２〕
実施例１で用いた中間層用樹脂組成物に替えて、上記再生ポリエチレン：５０質量部と上記エチレン重合体（Ｃ－２）（ＳＰ４５０５）：５０質量部との混合物：１００質量部に帯電防止剤マスターバッチ：０．６５質量部（帯電防止剤：４８８ｐｐｍ）を混合した樹脂組成物を用いる以外は、実施例１と同様に行い、表層／中間層／表層＝１／２／１（厚さ比）からなる厚さ：１３０μｍの三層フィルムを得、得られた三層フィルムの物性を上記方法で測定した。
結果を表１に示す。

〔比較例１〕
実施例１で用いた中間層用樹脂組成物に替えて、エチレン重合体（Ｃ－１）（ＳＰ４００５）を用いる以外は、実施例１と同様に行い、表層／中間層／表層＝１／２／１（厚さ比）からなる厚さ：１３０μｍの三層フィルムを得、得られた三層フィルムの物性を上記方法で測定した。
結果を表１に示す。

〔比較例２〕
フィルム原料として、上記再生ポリエチレン：１００質量部に、帯電防止剤マスターバッチ：１．３質量部（帯電防止剤：９７５ｐｐｍ）を混合した混合物（組成物）を用い、下記成形条件で空冷インフレーション成形を行い、肉厚４０μｍ、折り幅３２０ｍｍのフィルム（単層フィルム）を得た。得られた単層フィルムの物性を上記方法で測定した。
結果を表１に示す。

モダンマシナリー製５０ｍｍφインフレーション成形機
スクリュー：バリアタイプスクリュー
ダイス：１００ｍｍφ（直径）、２．５ｍｍ（リップ幅）
エアーリング：２ギャップタイプ
成形温度：２００℃
押出し量：２８．８ｋｇ／ｈ
引取速度：２０ｍ／ｍｉｎ

〔比較例３〕
比較例２で用いた再生ポリエチレンに替えて、エチレン重合体（Ｃ－３）〔ＳＰ２５１０と上記ＳＰ４００５を各々５０質量部の混合物〕を用いる以外は、比較例２と同様に行い、肉厚４０μｍ、折り幅３２０ｍｍのフィルム（単層フィルム）を得た。得られた単層フィルムの物性を上記方法で測定した。
結果を表１に示す。

本発明の多層フィルムは、包装材等からのポリエチレン系樹脂フィルム廃棄物の削減に効果を有する。

Claims (4)

1. 表層が、メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１～３．０ｇ／１０分、および密度が９００～９３４ｋｇ／ｍ³の範囲にあるエチレン重合体（Ａ）からなり、
   再生ポリエチレンと帯電防止剤を含み、メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１～５．０ｇ／１０分、および密度が９００～９４９ｋｇ／ｍ³の範囲にある樹脂組成物である中間層を含む多層フィルム。
2. 多層フィルムの厚さが３１～３００μｍの範囲にある請求項１に記載の多層フィルム。
3. 前記樹脂組成物が、帯電防止剤を３質量％未満含む請求項１に記載の多層フィルム。
4. 前記樹脂組成物が、エチレンと炭素原子数３以上のα－オレフィンの共重合体を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の多層フィルム。