JP3056971B2 - 多層の延伸/収縮フィルム - Google Patents

多層の延伸/収縮フィルム

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、改良された二軸配向さ
れた熱収縮性多層フィルム、フィルムを延伸された熱収
縮オーバーラップとして使用する気密シールされかつ排
気されたトレー式食品パッケージ及び該パッケージをシ
ールしかつラップする方法に関する。
【0002】
【従来技術】何年もの間、新鮮な家禽のような食品は食
品加工業者からバルクでスーパマーケットに輸送され、
そこで大きな片が小売りのために分割されて小さい量に
されかつ再包装された。例えば、新鮮な家禽は切り分け
られ、厚紙或はプラスチックトレー上に置かれ、トレー
に仮付け溶接によって固定された延伸フィルムで覆われ
た。
【0003】効率を向上させるために、現行の傾向は、
食品加工プラントにおいて小売り包装作業を行いかかる
プラントから小さい小売りパッケージを小売り業者に輸
送するものである。また、小売り包装と消費者使用との
間の貯蔵時間が一層長くなることにより、中央食品加工
プラントにおいて食品小売りパッケージを排気して気密
シールする傾向もある。そのような包装は食品パッケー
ジの保存寿命を増大させる。また、上記の食品加工プラ
ント小売り包装システムに固有の取扱、衝撃及び摩耗の
頻度が一層多くなるために、耐酷使性の増大した食品小
売りパッケージについての要求もある。
【0004】この小売り包装は種々の方法で行うことが
できる。家禽収容トレーをプラスチックオーバーラップ
フィルムでラップしかつヒートシールするためのシステ
ムは多数食品加工業者に利用可能である。連続ベルトシ
ーラーを用いる一つの包装システムは、Ossid C
orporation製のOssidTM 500(Os
sidTMは米国ノースカロライナ在のOssid Co
rporationの商標である)である。家禽収容ト
レーは一連のコンベヤー及びロールによって移動され、
その間にフィルムがディスペンサーから供給されてトレ
ー上面上に機械的に引っ張られるのが普通である。フィ
ルム縁がトレーの回りにラップされ、トレー底部に対し
てプレスされ、オーバーラップされかつシールされる。
最終的に、トレーは先に移動され、反対の端部が切断さ
れる。OssidTM 500システムでは、フィルムの
両切断部分、フラップがトレーの下に引っ張られかつト
レーの下で造形される。
【0005】シールは熱及び圧力によって行われる。イ
ンパルスシールシステムでは、接触温度は約400°〜
800°F (204°〜427℃)の範囲であり、シー
ル表面が狭いことにより、高い圧力がかけられる。バー
加熱シールシステムでは、温度は250°〜400°F
(121°〜204℃)の範囲であり、圧力は上記と同
様である。加熱接触時間は、インパルスシステムに比べ
て長くなる。Ossid 500は、レリースベルトを
加熱された熱盤(platen)の上を引かせてなる連
続ベルトシーラーを採用する。生成した熱盤シールは、
他の商業シールプロセスと有意に変わる特徴を有する。
熱盤加熱−シールシステムでは、温度は約250°〜4
00°F であり、約0.1〜2.0psi(0.007
〜0.14Kg/cm2)の低い圧力を用い、加熱接触時間は
2〜4秒である。
【0006】ラップされたトレーは、フィルム層を一緒
に接着させる熱を加えるベルト或は熱盤に通され、冷却
する際に、シールが固定される。熱接着されたフィルム
は、次いで直に冷却されて約200°F (93℃)より
低い温度にされる。フィルムの機械適性、或はフィルム
が機械上で作動する仕方は、使用するフィルムの重要な
特性である。
【0007】トレー式食品オーバーラップマーケットに
おいて最も一般的に使用されるフィルムはポリ塩化ビニ
ル(PVC)である。この熱可塑性ポリマーは、伸び及
び弾性記憶が満足すべきものであるために、使用されて
きた。しかし、パッケージが輸送する間に漏れやすくな
り、それにより消費者に容認し得ないものになる場合が
いくつかある。これは、オーバーラップされたトレーに
おけるPVC材料がそれ自体に仮溶接され、気密シール
されないためである。この問題は、低い温度端において
有効なシールと高い温度端におけるPVCの「溶け落
ち」或は溶融との間のシール温度範囲が極めて狭いこと
から、気密シールすることによって解決することができ
ない。この範囲は非常に限られており、多くの商業的に
採用されるヒートシールシステムに関して実施し得な
い。
【0008】PVCトレーオーバーラップ材料の別の制
限は、物理的酷使抵抗に劣ることである。PVC材料
は、輸送する間に別のトレー或は囲むカートンによりこ
すられるならば、オーバーラップされたトレーの縁に沿
って裂ける傾向にある。
【0009】PVCの一つの特性は、収縮するが、通常
「熱収縮性」でないことである。すなわち、PVCは、
軟化点に加熱される場合に、元の未延伸の(未伸長の)
寸法に戻らない傾向にある物質である。「配向」或は
「配向された」なる用語は、樹脂材料が流動或は溶融点
に加熱されかつダイを通して押し出されてチューブラー
或はシート形態にされる熱収縮性フィルムの製造を記載
するのに用いられる。比較的厚い押出物は、冷却した後
に、再加熱されて物質の微結晶及び/又は分子を配向さ
せる或は整列させるのに適した温度範囲にされる。当業
者ならば、所定の物質についての配向温度範囲は、物質
の微結晶及び/又は分子を物理的に整列させることによ
って物質の分子間構造を変更して、例えばASTM D
−2838−81に従って測定する通りの収縮張力のよ
うなフィルムの所定の機械的特性を向上させる範囲にあ
るものと理解する。延伸力を一方向でかける場合、一軸
配向が生じる。延伸力を同時に二方向でかける場合、二
軸配向が生じる。
【0010】延伸フィルム食品トレーオーバーラップ材
料としてのPVCの限界を考えて、伸び、弾性記憶、ヒ
ートシール適性及び破壊抵抗の改良された組合せを有す
る熱収縮性熱可塑性フィルムを確認しようとする努力が
従来あった。しかし、食品接触させるのに適した熱収縮
性熱可塑性フィルム包装用材料のほとんどは、弾性或は
弾性記憶が比較的劣る。これより、そのような材料でラ
ップした食品が水分損失から収縮する場合、フィルムは
収縮せず、容認し得ないたるんだパッケージを生じる。
【0011】トレー式食品オーバーラップ材料として使
用するための一種のPVC代替えフィルムは、D.J.
Ralph(「Ralph」)に発行された米国特許第
5,272,016号及び同5,279,872号(こ
れらの米国特許を、関係する程度に本明細書中に援用す
る)に記載されている。Ralphフィルムは、少なく
とも第一外層、第二外層並びに第一外層と第二外層との
間のコアー層を含む、二軸配向された熱収縮性多層延伸
タイプである。外層は、各々、密度が約0.90g/c
3 より小さいエチレンα−オレフィンプラストマーコ
ポリマー約20〜約35重量%と、極低密度ポリエチレ
ン(「VLDPE」)約65〜約80重量%とのブレン
ドを含む。コアー層は、第一外層或は第二外層のいずれ
かの融点より高い融点を有するエチレンα−オレフィン
コポリマーを含む。例として、コアー層はポリプロピレ
ン或はポリオレフィンにすることができる。後者の具体
例は、VLDPE、線状低密度ポリエチレン(「LLD
PE」)、並びにVLDPEもしくは2種の密度の異な
るVLDPEとLLDPEとのブレンドを含む。
【0012】照射されない形態のRalphタイプフィ
ルムは、インパルス及びバー加熱−シールシステムによ
って食品トレーオーバーラップ及びシールするためのP
VC代替え品として適していることが立証された。しか
し、Ralphタイプフィルムは、熱盤シールシステム
において使用する場合、相当の限界を有する。
【0013】末端フラップを形成するフィルム層の間の
ヒートシールが完全でない場合、パッケージは欠陥があ
る。不完全なシールは、空気/流体の漏れ並びに小売り
マーケットにおける食品品質及び/又は所望の外観の損
失の可能性を表わす。上記から分かる通りに、一緒にシ
ールすべきオーバーラッピングフィルム層の数は、大概
6から少なくとも20まで、相当に変わり得る。これ
は、フィルム層の数が増大するにつれて、完全なシール
に要する所定の滞留時間における温度は増大することか
ら、要する最高のシール温度を比較的高くしなければな
らないことを意味する。しかし、「溶け落ち」はシール
温度に上限を設ける。溶け落ちとは、シールする間のフ
ィルムの融解及び/又は収縮から生じて、フィルムの孔
或は貫通が生じる温度を意味する。
【0014】100%VLDPEコアー層を有するRa
lph−タイプフィルムを熱盤シールされる家禽収容ト
レーに関して使用するために試験した場合、シール範囲
はあまりに狭く、完全なシールは、溶け落ち無しで得る
ことができなかった。この問題を克服しようと試みて、
LLDPEをコアー層に加えてコアー層をVLDPE−
LLDPEブレンドにした。この配合は、理想的な条件
下でOssid 500システムに広い十分な熱盤シー
ル範囲をもたらしたが、生産条件下で、シール範囲は依
然あまりに狭いものであった。VLDPE−LLDPE
ブレンドコアー層Ralph−タイプフィルムのヒート
シール範囲を広げるために、フィルムは、二軸配向した
後に、線量8MRで照射された。
【0015】VLDPE−LLDPEブレンドコアー層
Ralph−タイプフィルムは、要求される広いヒート
シール範囲をもたらしたとはいえ、新しいかつ予期され
ない問題が発生した。フィルムが有する機械適性は不良
であった。フィルムのスライド特性は、フィルムをラッ
ピング機を通して移動させるのに必須の種々のベルト及
びローラーを通して及びそれらの上を円滑に輸送するこ
とができないようなものであった。同時に、フィルム
は、フィルム縁をつかみかつそれをトレーの上面上にピ
ンと張って引っ張る、例えばチェーングリップのような
クランプによって固定することができない程に摩擦のな
いものにすることができないことは認められるべきであ
る。
【0016】試験する間、照射されたRalph−タイ
プフィルムに関する機械適性問題の別の面のフラッププ
ルバックが見出された。フラッププルバックとは、熱盤
シーラー−クーラーに入る前にローラーを横切って移動
することにより、折り曲げられた下のフラップがトレー
底部表面から引き離される傾向を言う。この問題は、フ
ィルムの摩擦特性、おそらく熱盤シール−冷却システム
におけるフラップ折り曲げローラーとフィルム対フィル
ムスリップとの間の摩擦の比に関係するものと思われ
る。
【0017】広いヒートシール範囲及び良好な機械適性
を有する食品トレー用の熱盤ヒートシールされるオーバ
ーラップ材料として使用するのに適した改良されたポリ
オレフィンタイプの熱収縮性の配向される延伸フィルム
が要求される。このフィルムは、また良好な伸び、良好
な弾性記憶、破壊抵抗及び摩耗抵抗をも特徴とすべきで
ある。ポリオレフィン延伸−収縮フィルムを食品収容ト
レー上のオーバーラップとしてラップ及び熱盤シールす
る改良された方法もまた要求される。また、熱収縮され
たポリオレフィンフィルムによってオーバーラップされ
た改良された排気され、気密シールされた食品収容トレ
ーも要求される。
【0018】
【課題を解決するための手段】自動化システムで熱盤ヒ
ートシールする食品トレー用オーバーラップ材料として
使用するのに適した改良されたポリオレフィンタイプの
熱収縮性の配向される延伸フィルムを発明した。このフ
ィルムは、良好な伸び、良好な弾性記憶、破壊抵抗及び
摩耗抵抗を特徴とする。このフィルムは、また、特に熱
盤タイプのヒートシールシステムにおいて、広いヒート
シール範囲及び良好な機械適性を有する。
【0019】発明の一態様は、少なくとも第一外層、第
二外層並びに第一外層と第二外層との間のコアー層を含
む架橋される二軸配向された熱収縮性多層延伸フィルム
に関する。外層は、各々、密度約0.900〜約0.9
14g/cm3 のVLDPE約25〜約75重量%と、
メルトインデックスが3.5g/10分より小さくかつ
密度が約0.917〜約0.925g/cm3 のLLD
PE約25〜約75重量%との2成分ポリエチレンブレ
ンドを含む。LLDPEは全フィルム重量の約35重量
%未満を構成する。
【0020】このフィルムのコアー層は、密度約0.9
05〜約0.914g/cm3 を有する第一VLDPE
約40〜約75重量%と、密度約0.900〜約0.9
05g/cm3 の第二VLDPE約10〜約35重量%
と、密度が約0.900g/cm3 より小さいエチレン
α−オレフィンプラストマーコポリマー約15〜約35
重量%との三成分ブレンドを含む。このフィルムでは、
コアー層は、外層に比べて低い複合融点を有する。
【0021】本発明のフィルムは二軸熱収縮特性を有
し、接触表面温度範囲約280°〜約400°F (13
8°〜204℃)に加熱したプレート上で接触時間約2
〜約4秒の間Platen Test(上記した)を受
ける際に、フィルムがヒートシールしかつ溶け落ちない
ように架橋される。熱収縮性とは、フィルムがASTM
D−2732に従って縦方向及び横方向の両方で測定し
て90℃において少なくとも10%のフリー収縮を有す
ることを意味する。
【0022】発明の別の態様は、底部セクションが上方
向に延在する側部及び端部壁によって囲まれたトレー、
底部セクションの上面上に支持された腐敗し易い食品、
並びに食品、端部壁の上部縁及びトレー底部セクション
の下部面の少なくとも一部の上に延在されかつ下部面に
対して扁平された関係でそれ自体にヒートシールされ、
それでトレーと共に食品用の気密シールされたエンクロ
ージャーを形成するように延伸された熱収縮フィルムを
含む気密シールされかつ排気された食品パッケージに関
する。発明のこの態様において、改良は、上記のパラグ
ラフに記載する延伸された熱収縮フィルムとしての二軸
配向された多層組成物である。
【0023】 本発明のなお別の態様は、複数のフィル
をトレー端部壁の上をおおって折り曲げ、トレー底
部セクションの下部面に対してプレスしかつ一緒に中間
層熱結合させて気密シールされかつ排気された食品パッ
ケージを形成する、底部セクションから上方向に延在す
る側部及び端部壁を有する食品収容トレーを覆う延伸さ
れた熱可塑性フィルムの複数の隣接する層の上に乗った
折り曲げられた端部を熱盤ヒートシールする方法に関す
る。改良は、上記の少なくとも3層のフィルム製品を熱
可塑性フィルムとして使用し、レリース面を有する金属
平板を熱盤表面として供し、該板の上部面を加熱して温
度約250°〜400°F (121°〜204℃)に
し、延伸されたフィルムカバーのプレスし折り曲げた端
部部分を加熱した金属板に約2〜約4秒の期間接触さ
せ、それで該折り曲げた端部部分の隣接するフィルム層
を該フィルムを溶け落ちさせないで一緒に接着させ、次
いで直ぐに該フィルムの熱接着された端部部分を冷却し
て約200°F (93℃)より低い温度にすることを含
む。
【0024】食品産業、特に家禽産業においては、少量
の家禽が切り分けられてトレーに入れられ、フィルムで
オーバーラップされて包装される。この包装は、小売り
の大きさの量の食品を食品プラントによって予備包装し
かつ小売り店にヘルスデパートメント当局、小売り業者
及び最終の消費者に容認し得る状態で輸送することを可
能にさせる。高温熱盤シールシステムを使用して食品収
容開放トレーを延伸−収縮フィルムで覆う代表的な方法
における種々のフィルム造形工程を下記に記載する。下
記の工程の各々は、オーバーラップシステム、特にOs
sidTM 500で、食品或は特に家禽のトレーで始め
て自動的に行われる。
【0025】食品収容開放トレーは供給コンベヤーベル
ト上に長手方向に間隔をあけて置かれて前方に移動す
る。供給ベルトは両端がロールで支持され、連続に移動
してトレーをコンベヤーベルト上に位置させたフィルム
ロール分散システムの下の位置に運ぶ。センサーが供給
ロールシステムの下に食品収容トレーが存在するのを検
出した際に、フィルムが、次いで供給ロールから一連の
ガイド及びテンショニングロールを通って分配される。
このことは、当業者ならば理解するものと思う。分配さ
れかつテンションをかけられたフィルムは、システムの
長手方向中央線からフィルム移動の方向に分配されるフ
ィルム縁の反対側に漸進的に増大する間隔で長手方向に
並べた、例えばチェーングリップのような一連のクラン
プによってつかまれかつ延伸される。下方向に移動する
クランプはフィルム外縁をつかみかつフィルムを漸進的
にトレー側部の上縁の上にピンと張って引っ張る。チェ
ーングリップシステムには、悪いタイプのフィルムを用
いる場合、問題が起き得る点が2つある。すなわち、フ
ィルムはよく滑り過ぎてクランプがフィルムを正確につ
かむことができないか、或は滑りが十分でなく、それで
フィルムが容易に分配せず、従って分配システム内でつ
まるかのいずれかになり得る。
【0026】クランプは、チェーングリップベルトの各
々の端部のカムにより作動されてテンションをかけられ
たフィルムをベルトのそれぞれの反対の端部でつかみか
つ放出する。フィルムは、グリップクランプから放出さ
れる際に、トレーの下で板及び中央ローラーによって引
張られる。フィルムの2つの縁が重ねられ、加熱された
中央ローラーによって長手方向に一緒にシールされるこ
とができる。チューブラーフィルムで囲まれたトレー
は、可撓性、例えば弾性接触表面を含む側壁を有するベ
ルトコンベヤーによって前方に駆動される。これらの側
壁の長手方向中央線からの横断距離は、トレーサイズ及
びフィルム厚みに応じて調節することができる。
【0027】チューブフィルム長手方向中央シールを完
了した後に、両端部はナイフによって切断される。次
に、トレーの前に延在するチューブフィルムの切断され
た部分(すなわち、前フラップ)はローラー−真空シス
テムによってトレーの下に引かれる。フラップガイドが
トレーの各々の側面に配置されて、前フラップを、それ
がトレーの底部縁を越えて延在しないように造形させ
る。フィルム包装システムにおけるこの点で、前端フィ
ルムは、トレー前端部の上にかつ下に、トレー底部に対
してかつトレー後部の方向に延伸されている。機械のフ
ラップ折り曲げ領域は、また、ふさわしくない摩擦特性
を有するフィルムがオーバーラッププロセスを動かなく
させることになる領域である。
【0028】図1に示す通りに、フィルム5で一部囲ま
れた食品収容トレー1は、次いで後部フィルムフラップ
折り曲げコンベヤー2の上を通る。後部フィルムフラッ
プ折り曲げコンベヤー2は、例えば一連のプラスチック
ローラー3を含み、前部金属ローラー4を有することが
できる。後者は次の前進ローラーと長手方向に間隔を開
けてギャップをもたらす。後部フラップ6はこのギャッ
プで機械的に適用する真空システムによって引かれる。
ローラー3は、トレー1に比べて速く移動しており、後
部フラップ6をトレー1の下で扁平にして食品パッケー
ジを形成する。
【0029】後部フラップが下に折り曲げられていなが
ら、前フラップは引っ張り出されることができる。フィ
ルムとフラップ折り曲げ領域の金属ローラーとの間の摩
擦力がフィルムとそれ自体との間の摩擦力より大きいな
らば、前フラップは引っ張り出される。前フラップが完
全にシールされないならば、パッケージ全体を再加工し
なければならない。延伸ラップされた食品パッケージ
が、今シーラーシステムに移動される。
【0030】図2に見る通りに、シーラーシステムにお
けるフォームピロー12の底面はラップされた食品パッ
ケージ1と直接接触して均一な圧力をかけて加熱された
金属熱盤13からトレー1の底部外面に対してプレスさ
れるフィルム端部折り目への固体伝導による効率的な熱
伝達を確実にする。熱は、加熱手段、例えば電気抵抗或
は循環流体によって加える。本発明の実施における加熱
された熱盤上面についての代表的な温度範囲は300°
〜400°F (149°〜204℃)である。ベルトシ
ーラーコンベヤー14速度約50ft/分(15m/
分)及び長さ40”(1m)の加熱用熱盤13を基準に
すると、トレー−熱盤接触時間は約2〜4秒になる。
【0031】 フラップ端部を食品パッケージ底部面に
よって支持されるようにそれら自体にヒートシールした
後に、食品パッケージは冷却用熱盤に運ばれて冷却され
る。熱盤の上面は約55゜〜65゜F(13゜〜18
℃)に冷却されるのがよく、トレー1に十分な量の時間
接触して加熱されたフィルムを冷却して200゜F(9
3℃)より低くする。食品トレーをオーバーラップする
のに使用するフィルムがよくない機械適性品質を有する
ならば、トレーは使用できないであろう。フィルムは、
オーバーラップ機械を目詰りしないで滑って通る程に良
く滑らなければならないが、食品の上に延伸させる場
合、決まった場所にぴんと張られたままにすることがで
きかっこのぴんとした張りをシールするまで維持しなけ
ればならない。一旦フラップが下に折り曲げられたな
ら、トレーをコンベヤーベルトの上で前進移動を続けさ
せることができなければならない。そして、最終的に、
フィルムの層を溶け落ちさせないで完全にヒートシール
することができなければならない。
【0032】本発明のポリオレフィン多層フィルムは、
2つの外層及び外層の間のコアー層の少なくとも3つの
層を要し、二軸熱収縮性を有し、かつ架橋される。その
フィルムのストレッチ回復及び耐摩耗性は食品包装産業
の要件を満足する。そのフィルムは良好な機械適性を有
し、照射されたRalphフィルムに付随する問題を克
服し、適したスリップ特性を有し、溶け落ち耐性を有
し、フラッププルバックを有しない。
【0033】本発明のフィルムは、少なくとも1つの外
層、第二外層並びに第一外層と第二外層との間のコアー
層を含む架橋される二軸配向された熱収縮性多層延伸フ
ィルムである。外層は、各々、密度約0.900〜約
0.914g/cm3 のVLDPE約25〜約75重量
%と、メルトインデックスが約3.5g/10分より小
さくかつ密度が約0.917〜約0.925g/cm3
のLLDPE約25〜約75重量%との2成分ポリエチ
レンブレンドを含む。LLDPEは全フィルム重量の約
35重量%未満を構成する。成分の好ましい範囲は、V
LDPE約30〜約40重量%及びLLDPE約60〜
約70重量%である。添加剤は最終配合物のおよそ10
%までを構成することができる。
【0034】このフィルムのコアー層は、密度約0.9
05〜約0.914g/cm3 を有する第一VLDPE
約40〜約75重量%と、密度約0.900〜約0.9
05g/cm3 の第二VLDPE約10〜約35重量%
と、密度が約0.900g/cm3 より小さいエチレン
α−オレフィンプラストマーコポリマー約15〜約35
重量%との三成分ブレンドを含む。成分の好ましい範囲
は、第一VLDPE約60〜約75重量%、第二VLD
PE約13〜約20重量%及びプラストマー約15〜約
25重量%である。また、第二VLDPEに対するプラ
ストマーの比は、約0.77〜約1.83、好ましくは
約1.29〜約1.42の範囲にすべきである。添加剤
はブレンドの最終配合物のおよそ3%までを構成するこ
とができる。
【0035】ポリオレフィンは、ポリエチレン或はポリ
プロピレンのような簡単なオレフィンから誘導される炭
化水素ポリマー及びこのようなオレフィンのコポリマー
である。それらの基本構造は{CH2 CH2n 鎖を特
徴とし、それらはホモポリマーとして供しても或はコポ
リマーとして供してもよい。本発明において用いるポリ
オレフィンは、炭素及び水素の外に、付随する量、例え
ば微量残分の触媒或は上記のプロセスに関連する汚染物
を除いて、ハロゲン、酸素或はその他の元素が実質的に
存在しない。外層はVLDPEとLLDPEとの2成分
ポリエチレンブレンドであり、コアー層は2種のVLD
PEといわゆるエチレンα−オレフィン「プラストマ
ー」との3成分ブレンドである。
【0036】ポリエチレンの一タイプは線状低密度ポリ
エチレン(「LLDPE」)として知られている。エチ
レンとα−オレフィンとのコポリマーだけがこのグルー
プに入る。当業者ならば、LLDPEは、現時点で、密
度約0.917〜約0.940g/cm3 を有するもの
と認める。用いるα−オレフィンは1−ブテン、1−ヘ
キセン或は1−オクテンが普通である。チーグラータイ
プの触媒がそれらの生産において採用されるのが普通で
あるが、範囲の内の高い方の端の密度を有するLLDP
Eを製造するのに、フィリップス触媒もまた用いられ
る。LLDPEは、主鎖から離れて長い枝を多く持たな
いのが典型的である。
【0037】線状ポリエチレンの別の態様は、極低密度
ポリエチレン(「VLDPE」)であり、これは、また
超低密度ポリエチレン(「ULDPE」)とも呼ばれ
る。当業者ならば、商用VLDPEの密度は約0.89
0〜約0.914g/cm3 の範囲であることを認めて
おり、VLDPEはエチレンとα−オレフィン、通常1
−ブテン、1−ヘキセン或は1−オクテンとのコポリマ
ーを含み、及びいくつかの場合には、例えばエチレン
と、1−ブテンと、1−オクテンとのターポリマーのよ
うなターポリマーを含む。本発明で用いる通りのVLD
PEは、また、エチレンとそれより高級なα−オレフィ
ンコモノマーとのターポリマーも含む。VLDPEを製
造する方法は、ヨーロッパ特許文献公表第120,50
3号に記載されており、同公表を本明細書中に援用す
る。EP120,503に記載されている通りに、これ
らの特別なVLDPEは、慣用のチーグラー−ナッタ不
均一触媒システムを使用することによって造られる。
【0038】別法として、VLDPE及びLLDPE
は、均一なメタロセン単一座触媒システムを使用するこ
とによって製造してもよく、該触媒システムは、間隔の
一層一様なコモノマーを有する長さの一層均一な分子鎖
を生成するのが普通である。このタイプのシステムは、
Exxon Chemical Company(「E
xxon」)に譲渡された米国特許第5,183,86
7号及びDow Chemical Company
(「Dow」)に譲渡されたヨーロッパ特許出願公表第
0 416 815 A2号に記載されており、両方を
関係する程度に本明細書中に援用する。例えば、米国特
許第4,640,856号及び同第4,863,769
号に記載されている通りに、VLDPEは二軸配向され
たフィルムにおいて有用であり、LLDPEを使用した
匹敵し得るフィルムよりも優れた性質を有する。これら
の優れた性質は一層大きな収縮、一層大きな引張強さ及
び一層大きな破壊抵抗を含む。
【0039】市販されているエチレンα−オレフィンプ
ラストマーコポリマーは、典型的には0.900g/c
3 より小さい密度を有する。プラストマーの例は、三
井石油化学工業(「三井」)の「Tafmer]を含
む。本発明で用いる通りのエチレンα−オレフィンプラ
ストマーは、エチレンとそれより高級なα−オレフィン
コモノマーとのターポリマーを含む。米国特許第4,4
69,753号に従えば、Tafmerはブテン−1の
コポリマーである。Tafmer−タイプのプラストマ
ーは、チーグラー−ナッタ不均一触媒システムを使用し
て製造されると思われるが、その他のエチレンα−オレ
フィンプラストマーは、前述した通りの均一なメタロセ
ン単一座触媒システムを使用して製造される。下記は、
いくつかの見解からのLLDPE、VLDPE及びプラ
ストマー特性の一般的な検討である。
【0040】結晶度 プラスチックサンプルの結晶度の量を測定するのに、示
差走査熱量計(「DSC」)が通常使用され、これは同
時にこの結晶度の性質を示す。DSCは、ASTM D
−3418と同様の手順で求める通りに、プラスチック
のサンプルをE.I.DuPont de Neumo
urs Company(「DuPont」)ブランド
の示差走査熱量計において一定の加熱速度、すなわち5
0℃/分に暴露することによって行う。サンプルの温度
が結晶性領域の融点に達すると、熱を続けて加えること
は、サンプル温度は一定のままで、結晶性フラクション
を融解させる。結晶性領域が融解した後に、サンプル温
度はもう一度上昇し始める。
【0041】DSC測定を、下記の2つのタイプのVL
DPEに関して行った:密度0.906g/cm3 を有
するエチレン−ブテンコポリマーであるUnion C
arbide Corporations(「Unio
n Carbide」)1137及び密度0.912g
/cm3 を有するエチレン−オクテンコポリマーである
Dow AttaneTM 4001。同じタイプの測定
を、Tafmer A−1085に関して行った。これ
らのエチレンα−オレフィンコポリマーの各々はある結
晶度を有するが、エチレンα−オレフィンプラストマー
及びVLDPEコポリマーの結晶性は全く異なる。
【0042】エチレンα−オレフィンTafmer A
−1085プラストマーの全結晶性相は、約55°〜8
5℃で融解し、この融点範囲は秩序(ordered)
ブテン−エチレンコポリマーで構成される結晶性相と一
致する。対照して、本発明において有用なVLDPEコ
ポリマーは、少なくとも1つの結晶性相を有し、主相は
約90℃より高い一層高い温度の融点の相である。本発
明の実施において有用な代表的なVLDPE、LLDP
E及びプラストマー性エチレンα−オレフィンコポリマ
ーの融点は表Aに見られる。
【0043】
【表1】
【0044】表Aは、VLDPE及びLLDPEの融点
が、エチレンα−オレフィンコポリマープラストマーに
比べて、相当に異なることを立証する。一層特には、本
発明において用いるのに適したエチレンα−オレフィン
コポリマープラストマーは、約90℃より低い融点を有
し、本発明において用いるのに適したVLDPE及びL
LDPE材料は、約90℃より高い融点を有する。プラ
ストマーは約85℃より低い融点を有するのが好まし
い。本発明において実施するための好適なVLDPEコ
ポリマーは、結晶融点約92°〜約125℃を有する。
【0045】ビカー軟化点 ASTM1525によって行う通りのビカー軟化点は、
樹脂製造業者により報告されており、下記の表B(ビカ
ー軟化点)にまとめる。
【0046】
【表2】
【0047】前記に基づきかつ本発明の目的から、本発
明の実施において有用なLLDPE及びVLDPE−タ
イプのエチレンα−オレフィンコポリマーは、ビカー軟
化点少なくとも約75℃を有するのが好ましく、約78
°〜約100℃を有するのが最も好ましい。逆に言え
ば、好適なプラストマー−タイプのエチレンα−オレフ
ィンコポリマーは、約72℃より低いビカー軟化点を有
し、約50°〜約72℃のビカー軟化点を有するのが最
も好ましい。
【0048】分子量/サイズ分布 エチレンα−オレフィンコポリマーは、一部、所定数の
反復単位の各々の鎖の重量にかかる鎖の数を掛けかつ鎖
の全重量で割ることによって求める重量平均分子量(M
w )を特徴とし得る。エチレンα−オレフィンコポリマ
ーは、また一部、ポリマー分子の全重量を分子の全数で
割ることから誘導される数平均分子量(Mn )も特徴と
し得る。これらの両方が分かれば、それらを用いてコポ
リマーについての分子量分布カーブの形状を(すなわち
分子量間隔におけるポリマー鎖の数を縦座標としてかつ
分子量を横座標として)特性表示することができる。
【0049】Mw /Mn が大きいことは、分子量の分布
が広いことを意味し、これに対し、Mw /Mn が小さい
ことは、分布が狭いことを意味する。Mw /Mn はいく
つかの異なる技法によって測定することができるが、A
STM D−3593−80に概略されるゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィー(「GPC」)手順を用い
る。本発明において用いるのに適しているとして出願人
に知られる特定のLLDPEコポリマーは、すべて比較
的狭い分子量分布及び約3より大きいMw /Mn 値を有
する。しかし、比較的狭い分子量分布及び約3より小さ
いMw /Mn 値を有する適したLLDPE材料を製造す
ることは可能であろう。種々のポリオレフィンについて
のMw /Mn 値を表Cに挙げる。
【0050】
【表3】
【0051】引張特性 本発明の実施において有用な知られているVLDPE及
びLLDPE材料は、匹敵し得るエチレンα−オレフィ
ンコポリマープラストマーに比べて、高い引張弾性率を
有するのが普通である。すなわち、同じコモノマーから
かつ同じ触媒システムを使用して2つのタイプのコポリ
マーを製造するならば、VLDPE或はLLDPEは、
一層大きな結晶度及び密度を有し、故に一層大きな引張
弾性率を有することになる。プラストマー及びVLDP
Eの両方の製造業者である三井は、表Dにまとめる通り
に、材料の比例限界より小さい応力対歪の比であるヤン
グ率について下記の値を報告している。
【0052】
【表4】
【0053】エチレンα−オレフィンプラストマー、L
LDPE及びVLDPE材料の引張特性の別の差異は、
プラストマーが明瞭な降伏点を持たないのに対し、VL
DPE及びLLDPE材料は大概明瞭な降伏点を持つこ
とである。降伏点は、ASTM D−638に規定され
る通りに、歪の増大が応力の増大無しで起きる応力−歪
カーブ上の第一点である。三井による「Future−
Pak ’91」刊行物の314頁に、降伏強さについ
て下記の情報が報告されている:Tafmer A−4
090については、値が報告されておらず;密度0.8
96g/cm3 のVLDPEについては、42kg/c
2 であり;密度0.907g/cm3 のVLDPEに
ついては、84kg/cm2 である。これは、プラスト
マーが降伏点を持たず、変わりに、十分な応力がかけら
れる場合に、破壊することを示す。対照して、VLDP
E材料は明瞭な降伏点を持つ。
【0054】三井の結果を、種々の樹脂のサンプルをA
STM 882−90に概略される薄いプラスチックシ
ーチングについての手順に従って造った一連の試験で定
性的に確認した。試験したこれらの樹脂サンプルの寸法
は、幅1”(2.5cm)、長さ4”(10cm)及び
厚さ7〜9ミリメートルであった。これらのサンプル
を、初めに試験片の端を2”(5.1cm)離したまま
にしたグリップの一定の分離速度20”/分(51cm
/分)を用いて、Method Aに従って降伏点及び
引張強さについて試験した。各々の材料のサンプル5個
を試験し、結果を平均した。これらの試験の結果を表E
(降伏強さ)にまとめる。
【0055】
【表5】
【0056】Dow及びExxonは、表Fに示す通り
に、エチレンα−オレフィンについて、下記の破断点引
張強さを報告している:
【0057】
【表6】
【0058】本発明を実施するための適したLLDPE
材料は、DowがDowlexTM(米国、Dow Ch
emical Companyの商標)の名前で製造し
かつ販売しているもの及びExxonがEscorne
(米国、Exxon Chemical Compan
yの登録商標)の名前で製造しかつ販売しているものを
含む。本発明を実施するための適したVLDPE材料
は、Dowの各々がAttaneTM及びAffinit
TM(米国、Dow Chemical Compan
yの商標)の名前で,ExxonがExactTM(米
国、Exxon Chemical Companyの
商標)の名前で及びUnion Carbideが製造
しかつ販売している所定のエチレンα−オレフィンポリ
マーを含む。
【0059】代表的なVLDPE樹脂は、エチレン−オ
クテンコポリマーであるDow 4001、4003、
PL 1840、PL 1845及びPL 1880V
LDPE、エチレン−ブテンコポリマーであるUnio
n Carbide 1137、Exxon 3027
及び3025並びにエチレン−ブテンヘキセンターポリ
マーであるUnion Carbide 1192及び
Exxon 3033を含む。代表的なLLDPEは、
エチレン−オクテンコポリマーであるDow2045並
びにエチレン−ヘキセンコポリマーであるExxon
3001及び3201を含む。適したエチレンα−オレ
フィンプラストマーコポリマーは、ExxonがExa
ctTMの名前で、三井石油化学工業がTafmerの名
前で、DowがAffinityTMの名前で、各々製造
しかつ販売しているものの内のいくつかを含む。例え
ば、適した樹脂は、三井A−4085、A−4090、
A−1085及びA−0585並びにExxon 40
11を含む。
【0060】前記をまとめると、LLDPEは、コアー
層において必要とされる機械適性特性をもたらす。LL
DPEが約25重量%より少ないならば、照射したフィ
ルムは、開放食品収容トレー用のオーバーラップとして
使用する場合、フィルムラッピング、折り曲げ及びヒー
トシール工程を通して加工するのに適したスリップを持
たない。他方、LLDPEが約75重量%を越えるなら
ば、フィルムは、必要とされる量の二軸収縮及び所望の
低い永久歪特性を失う。LLDPE密度は、材料が結晶
性になりすぎかつ二軸配向工程の間適したバブルが維持
されることができないので、約0.925g/cm3
越えるべきでない。LLDPEメルトインデックスは、
約3.5g/10分より小さくすべきである。値が一層
大きくなると、ブレンドがあまりに流動性になりすぎて
適したバブルを形成して維持することができなくなる。
外層におけるVLDPEは、また、良好な機械適性、す
なわちスリップ特性が要求される。プラストマー材料は
この特性を備えない。適当な収縮をもたらすために、外
層に少なくとも25重量%のVLDPEも要求される。
100%LLDPE(密度少なくとも約0.917g/
cm3 のエチレンα−オレフィン)は、適当な収縮をも
たらさない。
【0061】コアー層において、第一VLDPEは層の
少なくとも約40重量%を構成すべきである、というの
は、濃度が一層低いと、二軸配向する間のバブル不安定
性及び最終パッケージにおける低い収縮力を引き起こす
からである。他方、コアー層における第一VLDPE含
量は約75重量%をこえるべきでない、というのは、フ
ィルムが剛性になりすぎて完全にヒートシールすること
ができないからである。すなわち、フィルムは、ヒート
シールするための端部フラップにおける良好な中間層接
触するための端部折り曲げ及び圧縮するのに十分に可撓
性にならない。コアー層第一VLDPE密度は、溶け落
ち抵抗を向上させかつ良好なバブル安定性を保つため
に、少なくとも約0.905g/cm3 にすべきであ
る。
【0062】今、コアー層における第二(及び密度の一
層小さい)VLDPEを考えると、ストレッチ回復及び
広い範囲のヒートシール特性を保持するために、それは
層の少なくとも約10重量%を構成し、プラストマーは
少なくとも15%にすべきである。第二VLDPEに対
するプラストマーの比が約0.77〜約1.83の範囲
外になるならば、ストレッチ回復は最適にされないであ
ろう。最適のストレッチ回復ヒートシール特性をもたら
すために、第二VLDPEの密度は少なくとも0.90
0g/cm3 にすべきである。
【0063】これに関し、第二の及び密度の一層小さい
VLDPEは、プラストマー構成成分と第一の及び密度
の一層大きいVLDPEとの間のギャップを埋めること
に留意すべきである。この第二VLDPE構成成分を入
れることはストレッチ回復を向上させかつブレンド総括
結晶度を減少させかつアモルファス含量を増大させるこ
とによって他の構成成分についての可塑剤として機能す
るものと思われる。この第二VLDPE構成成分につい
ての密度が0.905g/cm3 より大きいと、望まし
くないことに、フィルムのストレッチ回復を低減させ
る。
【0064】本発明の二軸配向された熱収縮性フィルム
は、既知の技術、例えばカナダ特許第982,923号
に記載される通りに少なくともコアー層とコアー層の各
々の側の第一外層及び第二外層とを同時押出して一次チ
ューブを形成することによる等によって製造してよい。
別法として、複合一次チューブを、第一外チューブラー
層を押し出した後に、第一チューブラー層及びコアー層
の外面に、コアー及び第二外チューブラー層を逐次に被
覆するコーティングラミネーションによって形成しても
よい。別の別法として、第一外層及びコアー外層をそれ
ら自体同時押出した後に、第二外層をコアー層の外面に
被覆してもよい。コーティングラミネーション手順は、
米国特許第3,741,253号に記載されている。な
お別の別法として、少なくとも3層のフィルムを、良く
知られているスロットキャスチング手順によってシート
として形成してもよい。
【0065】少なくとも3層のフィルムを一次チューブ
として製造する或は一次シートからチューブに転換した
ならば、それを良く知られている2工程「ダブルバブ
ル」或はトラップドプロセスによって二軸配向してよ
い。このようなプロセスの一つは米国特許第3,45
6,044号に記載されている。これは、一次チューブ
を再加熱し、同時に長手方向に間隔をあけたニップロー
ルを異なる速度で作動させることによってチューブを縦
方向(「MD」)に延伸させ、かつ空気をチューブ内部
で膨張させることによってチューブを横方向(「T
D」)に延伸させることを伴う。適した延伸比は約2〜
約6であり、MD/TD比は約3〜約5が好適である。
【0066】本発明の実施において、フィルムの層を1
つ又はそれ以上架橋させることが必須である。これは、
例えば、高エネルギー電子、紫外線、x−線、ベータ粒
子、等を使用して照射することによって行うことができ
る。照射源は、所望の線量を供給することができる出力
を有する約150キロボルト〜約6メガボルトの範囲で
作動する任意の電子ビーム発生装置にすることができ
る。電圧は適当なレベルに調節することができる。照射
は、唯一の架橋方法として用いる場合、線量約5〜約1
5MRで行うのが好ましく、線量約7.5〜約8.5M
Rで行うのが最も好ましい。
【0067】架橋に要する照射の量を減少させるため
に、当分野で良く知られている架橋増進剤を用いること
ができる。架橋増進剤をブレンドに加えた後にフィルム
に成形する。架橋増進剤は、取り分け下記を含む:エチ
レングリコールジメタクリレート、トリアリルシアヌレ
ート、ジビニルベンゼン及びトリメチロールプロパント
リアクリレート。それ以上の適した物質は当業者に明ら
かであると思う。架橋は、また、当業者に良く知られて
いる通りに、ペルオキシドを利用することにより化学的
に行ってもよい。
【0068】プロセスに関連して、照射は、フィルム全
体に或は第一外層のような単一の基材層に及び一次多層
フィルムをコーティングラミネーションによって製造す
る場合には、二軸配向する前に適用することができる。
このタイプの照射性架橋は、例えば米国特許第3,74
1,253号に記載されている。別法として、フィルム
を同時に共押出する場合には、例えば米国特許第4,7
14,638号に記載される通りに、二軸配向した後
に、多層フィルム全体を照射するのが好ましいかもしれ
ない。
【0069】架橋の一般的な検討は、John Wil
ey & Sons,Inc.出版のEncyclop
edia of Polymer Science a
ndTechnology, Plastics, R
esins, Rubbers, Filmsの4巻の
331〜414頁に見出すことができる。本発明におい
て用いる樹脂は、他に注記しない場合には、大概ペレッ
ト形態で市販されており、溶融ブレンドしても或はタン
ブラー、ミキサーもしくはブレンダーを含む市販されて
いる装置を使用して良く知られた方法によって機械的に
混合してもよい。また、所望ならば、加工助剤、スリッ
プ剤、粘着防止剤、顔料、等及びこれらの混合物のよう
な良く知られた添加剤を、ブレンディングによりフィル
ムに加入した後に、押し出してもよい。
【0070】樹脂及び添加剤を押出機に導入し(大概層
当り1つの押出機)、そこで樹脂を加熱することによっ
て溶融可塑化し、次いで押出或は共押出ダイに移してチ
ューブに成形する。押出機及びダイ温度は、加工する特
定の樹脂或は樹脂含有混合物に依存するのが普通であ
り、市販されている樹脂についての適した温度範囲は一
般に当分野で知られており、或は樹脂製造業者により入
手可能にされる技術会報に提示される。加工温度は、選
定する他の加工パラメーターに応じて変えることができ
る。第一及び第二層についてVLDPE及びLLDPE
ブレンド、並びにコアー層における第一及び第二VLD
PE及びプラストマーブレンドを押し出す際、バレル及
びダイ温度は、例えば約325°〜約450°F (16
3°〜232℃)の範囲にすることができる。しかし、
使用し得るその他の樹脂、使用する製造プロセス並びに
利用する特定の装置及びその他のプロセスパラメーター
のような要因に応じて、変法が予想される。プロセス温
度を含む実際のプロセスパラメーターは、当業者なら
ば、過度に実験しないで、設定するものと思う。
【0071】
【実施例】例1−フィルムを製造する。 3層フィルムを、上記した通りのトラップド或はダブル
バブル法によって製造した。特に、3層フィルムは、す
べて同時に共押出し、冷却し、次いで二軸配向させるた
めに再加熱した。
【0072】第一VLDPE(AttaneTM XU
61520.01)、第二VLDPE(ExactTM
3027)、プラストマー(Tafmer A 408
5)及びLLDPE(Escorene LL 320
1)を、種々のパーセンテージでブレンドしてコアー層
の反対の側面上に第一及び第二外層を形成した。これら
は2成分ブレンドか或は3成分ブレンドのいずれかであ
った。同様に、第一VLDPE(Union Carb
ide タイプ1192)、第二VLDPE(Exac
TM 3027)、LLDPE(Escorene L
L 3201)及びプラストマー(Tafmer A
4085)を、種々のパーセンテージで、種々の3層フ
ィルムのコアー層を形成するようにブレンドした。これ
らのブレンドは、2成分か或は3成分のいずれかであっ
た。配合をすべて表Iに挙げる。
【0073】添加剤パッケージに関し、使用した好適な
外層パッケージは、防曇及び粘着(cling)添加剤
である、Imperial Chemical Ind
ustries Ltd.製でありかつメルトインデッ
クス40のLLDPE中に防曇剤40%を含むAtme
r(登録商標)8112 3重量%、第一スリップ成分
である、Ampacet Corporation製で
ありかつポリエチレン中のグリセロールモノステアレー
トコンセントレートを含むAmpacet 10069
3重量%、第二スリップ成分である、ポリエチレン中
のエルカアミドコンセントレートであるAmpacet
10090 1重量%及びフルオロエラストマー加工
助剤1重量%であった。
【0074】コアー層についての好適な添加剤パッケー
ジは、フルオロエラストマー加工助剤コンセントレート
を2重量%含むものであった。各々の場合において、乾
燥樹脂外層成分をタンブル混合によりブレンドし、次い
で単一タイプ押出機及び直径60mmのダイに供給して
コアー押出機のいずれの側でも同時押出した。同様に、
乾燥樹脂コアー層成分をタンブル混合によりブレンド
し、次いで一軸スクリュー押出機に、次いで直径60m
mのダイに供給して、コアー押出機の両側を押出通過す
ることにより流れる外層と共に同時押出した。
【0075】樹脂を熱可塑化し、押し出して壁厚み約
0.010〜0.015”(0.25〜0.38mm)
を有する直径約3.2”(8.1cm)の一次チューブ
にした。押出機バレル及びダイ温度は350°F (17
7℃)であった。一次チューブを冷却して約60°F
(16℃)に、次いで二軸配向させるために再加熱して
約185°〜195°F (85°〜91℃)にした。縦
方向(「MD」)延伸比は約4.5対1であり、横方向
(「TD」)延伸比は約4対1であった。ドローポイン
ト温度、バブル冷却速度及び延伸比を調節してバブル安
定性を最大にした。サンプルを175KeV電子ビーム
で線量8MRに照射した。
【0076】下記の例に挙げる発明のフィルムのサンプ
ル実施態様の従来技術のW.R.Grace and
Companyのフィルムのほかのすべてにおいて、フ
ィルムサンプルの総括厚みは約0.6〜0.85ミル
(0.015〜0.022mm)であり、全厚みの約1
5〜約25%の第一外層、約50〜約70%のコアー層
及び約15〜約25%の第二外層を含むものであった。
サンプル実施態様における従来技術のRalph−タイ
プフィルムについては、総括厚みは上記とほぼ同じであ
りかつ同じ比であった。下記のサンプルは、対照サンプ
ルのSSD−310を除いて、すべて上記の通りにして
製造した。
【0077】サンプルSSD−310は、W.R.Gr
ace and Companyの部門であるCryo
vacにより造られた対照フィルムである。それは、3
〜5層の共押出された多層フィルムであると考えられ
る。これは、現在家禽包装プロセスにおいて使用される
標準的なフィルムである。サンプル#16フィルムは、
未照射のRalph配合物である。サンプル#47/1
6フィルムは、コアー層にLLDPEを有する未照射の
Ralph−タイプ配合物である。サンプル#47/1
6Aは、#47/16と同じ配合物であるが、照射す
る。
【0078】サンプル#27Aは、#47/16Aと同
じであり、スリップ添加剤の劣化を防止するために安定
剤を添加させた。サンプル#27Kは、#47/16A
と同様の配合物のフィルムであるが、プラストマー/第
二VLDPE比を減少させた。サンプル#28Dは、本
発明と同様の配合物の照射フィルムであり、かつ照射す
る。サンプル#29Bは、本発明の配合物の照射フィル
ムである。サンプル#29Dは、本発明の配合物の照射
フィルムである。
【0079】例2−トレースライド試験 トレースライド試験を、#16を除くすべてのサンプル
について行った。この試験は、前フラップローラーの回
りのOssid 500で生成される種類の力をシミュ
レートするために行った。1ポンド(0.45kg)の
重りを収容する長方形の#3Pスタイロフォーム家禽ト
レーの長手方向軸の回り、トレーの上部上にフィルムの
シートをラップし、縁をトレーの底部上で重ねた。この
点で、トレーを両端に開放側部を有するフィルムチュー
ブで囲んだ。次に、トレーの上を延在しかつチューブの
2つの端部を形成するフィルムの部分を幾分扁平にし、
フラップを形成し、一方のフラップをトレーの下に折り
曲げた。
【0080】重さ500グラムを有するクランプを、開
いたフラップに取り付けた。トレーを、次いで8〜16
のグラインドの表面仕上げを有する直径3/8”(9.
5mm)のステンレススチール棒に対して底部縁を有す
る平面上に置いた。秤量したフラップを棒に垂らしか
け、扁平にした表面の端部でノッチ3/16”(4.8
mm)×3/16”で締めつけた。トレーを、次いでス
プリングゲージで裏面から前方に押し出し、トレーを前
方に押し出すのに要するピーク力を記録した。
【0081】4.0ポンド(1.8kg)より大きいト
レースライド値は、初めのフラップローラーでトレー引
掛りを生じる。値が3.2ポンド(1.5kg)より小
さいサンプルは引掛らず、値が3.2〜4.0ポンドの
サンプルは不定の結果をもたらす。結果を表Iに挙げ
る。試験結果は、対照が容認し得る範囲であり、本発明
のサンプル#28D、#29B及び#29D並びにRa
lphフィルム#47/16及び#27Aも容認し得る
範囲であることを示す。照射したRalph−タイプの
フィルム#47/16A及び#27Kは、不定の〜容認
し得ない結果をもたらす。
【0082】
【表7】
【0083】例3−フィルム/フィルムスリップ試験 フィルム/フィルムスリップ試験を、#16、#47/
16A及び#27Kを除くすべてのサンプルについて行
った。この試験は、高い値で、長手方向のシームをヒー
トシールしようと或はしまいと、上記の例2に記載する
通りに、パッケージを長手方向にラップした後に、パッ
ケージ気密性が残留することを示す。フィルムは、残り
の包装を完了する間、フィルムがそれ自体に粘着する程
に粘着性であることを示す。
【0084】この試験で、フィルムを、ガイドレールに
沿って置いた車輪を有する金属カートの焼結金属表面上
に置いた。金属カートは、長さ12”(30.5cm)
×幅4.25”(10.8cm)であり、カートの内部
を通して真空を引くことを可能にする装置に接続させ
る。真空をかけてフィルムを扁平にした。プーリー駆動
モーターをカートの前部に接続させた。このモーターは
カートをガイドトラックに沿っておよそ2’/分(5.
1cm/分)で引っ張ることができる。
【0085】同じフィルムの別のシートを、長さ3”
(7.6cm)×幅1.5”(3.8cm)×高さ0.
375”(0.953cm)の黄銅棒の回りにラップし
た。このフィルムのシートを、両面テープで棒に固定さ
せ、棒の底部にしわのよらないように保った。5ポンド
(2.3kg)までの張力を測定する能力を有するスプ
リングゲージを黄銅棒に取り付けた。次いで、プーリー
駆動モーターを作動させ、カートをガイドレールに沿っ
て引っ張った。試験サンプルの各々についてピーク力を
記録しかつ表Iに示す通りのスリップ比の計算に用い
た。
【0086】例4−フィルム/金属棒スリップ試験 フィルム/金属棒スリップ試験を、#16、#47/1
6A及び#27Kを除く上記のサンプルの各々について
行った。この試験の目的は、スリップ比の平均的水準を
生成することであった。また、大きな数を有するフィル
ムは、金属ローラー上に接着する或は詰まる傾向を示す
ことも分かった。この試験で用いた材料は、L−形状の
棚を切らせて一端にしかつこの棚の上に金属棒を置かせ
たトレースライド取付具;上記したサンプルの各々の
2”×14”(5cm×36cm)フィルムストリッ
プ;1000グラムフルスケールスプリングゲージ;2
つのバインダークランプ;及び50グラムの重り。各々
の試験は、下記の通りにして行った。
【0087】1つのクランプをフィルムストリップの各
々の端部に取り付けた。スプリングゲージを零点調整し
てクランプの内の一つの1つのアームに取り付けかつ5
0グラムの重りをフィルムストリップの反対の端部上の
クランプのアームに取り付けた。スプリングゲージ−ク
ランプ及びフィルムストリップの小部分をトレースライ
ド取付具の表面上に置き、フィルムの残りをトレースラ
イド取付具の端部における金属棒にかけた。次いで、ス
プリングゲージ−をトレースライド取付具を横切って金
属棒からゆっくり引き離し、フィルムを金属棒を横切っ
て引っ張った。移動中のスプリングゲージ−の値を記録
した。各々のサンプルを3回試験し、平均数を記録し
た。スリップ比は下記として計算した:
【0088】
【数1】 この比は、フィルムがフラッププルバック問題を有する
傾向の指標である。結果を表Iに挙げる。好適的な対金
属棒フィルムスリップは120グラムである。フラップ
プルバックを防ぐための好適的なスリップ比は10より
大きい。
【0089】例5−ストレッチ回復試験 ストレッチ回復試験を、上記のサンプルSSD−31
0、#16、#47/16A及び#29Dについて行っ
た。この試験の目的は、各々のフィルムをオーバーラッ
プするために使用しかつ延伸及び収縮させた後、くぼま
せた後にその形状を回復するのにかかる時間の量を求め
ることであった。これは、小売り食品マーケットにおけ
る商業上使用し得るフィルムの重要な特徴である。
【0090】各々のフィルムから、縦方向に12”(3
0cm)×横方向に7.75”(19.7cm)のシー
ト2つを切断した。各々のシートを、ボードの中央に嵌
合させかつボードの上面のおよそ1”(2.5cm)上
に延在する長さおよそ2”(5cm)及び直径約1.
5”(3.8cm)のチューブを有する、3Pトレーと
同様の寸法を有する厚さ3/16”(0.48cm)の
プラスチック長方形の平ボードをラップするのに使用し
た。ここで、チューブの直径はボード表面と平行であ
り、シートを初めにボードの上部側面上に置き、シート
をその長さにわたって折り曲げかつテープを使用してシ
ートの縁をボードの底面に取り付けた。次に、シートの
角をボードの底面の中に折り込み、最後にボードの両端
のフラップを折り込んだ。フラップを、またテープで底
面に貼った。テープの片の間の最大のギャップは0.
5”(1.3cm)であった。
【0091】シートを、BelcoモデルST 210
8熱風収縮トンネル中で温度180°F (82℃)及び
設定3.5に設定したベルト速度でこれらの試験ボード
の回りに収縮させた。サンプルを、収縮した後およそ1
5分及び70時間冷却させた。次いで、トレーをストレ
ッチ回復テスターに入れた。ストレッチ回復テスター
は、直径11/16”(1.7cm)のキャリジボルト
ヘッドを取り付けさせたばね押プランジャーを収容す
る。プランジャー止めを、プランジャーが完全に押し下
げられる際に、キャリジボルトヘッドが停止し、ボルト
ヘッドの上部側面が、トレーの中央に置いたチューブを
覆う元のフィルム表面より0.5”(1.3cm)下に
なるように配置する。
【0092】プランジャーをストレッチ回復テスター
で、底につくまで押し下げ、それによりボルトヘッドを
食品トレーをオーバーラップするシート中にプレスし、
次いでプランジャーを解放させた。プランジャーを解放
させた後に、シートが平らなしわのない表面に戻るのに
かかる時間を測定した。時間は、60秒まで秒で測定し
た。結果を表Iに挙げる。15分エージした対照材料は
5秒で回復し、Ralph−フィルム#16及び#47
/16Aはおよそ1秒で回復した。加工助剤を含む本発
明の配合物である15分エージした#29Dは、1〜3
秒で回復した。70分エージした対照フィルムは回復す
るのに12秒かかり、#29Dは3秒で回復した。これ
らの結果は、本発明のフィルムが、15分及び70時間
試験の両方で、対照フィルムに比べて一層良好に機能し
たことを立証する。
【0093】例6−高温バー及び熱盤シール試験 未照射のRalph−タイプフィルム、サンプル#16
及び#47/16、照射したRalph−タイプフィル
ムサンプル#47/16A、並びに本発明の照射した及
び未照射のフィルムサンプル#29Dを、高温バー及び
熱盤の両システムにおける許容し得るヒートシール範囲
を求めるために試験する一連の試験を行った。
【0094】a)熱盤シール試験 フィルムサンプルの各々を下記の通りにして試験した:
長さおよそ8.5”(22cm)×幅6.5”(17c
m)×深さ1.25”(3.18cm)の長方形3Pポ
リスチレンフォームトレーに、およそ18”(46c
m)×15.5”(39cm)のサンプルフィルムの切
断シートを、両フラップ端部をトレーの下で折り曲げた
ほかは、例2に記載する通りにしてラップした。Myl
arTMポリエチレンテレフタレートフィルム(米国、
E.I.DuPont de Nemours & C
ompanyの商標)の5mm×10”(25cm)×
10”シートを、トレーの側面の上に延在する底面の上
に置いた。それを、一片のテープでMylarTMフィル
ムの2つの反対端部上に決まった場所に貼った。
【0095】熱盤を予備加熱して所望の温度にした。ラ
ップしたトレーを、トレーの上面上に6ポンド(2.7
kg)の圧縮重りを有しながら、熱盤に接触させて置い
た。トレーを熱盤の任意の場所に2〜6秒間置いておい
た。この時間の終りに、トレーを熱盤から取り去り、実
験室カウンター甲板の上に置き、10〜20秒間急速に
回転させてシールを冷却した。次に、冷たい水道水をM
ylarTMフィルム上に流した。次いで、MylarTM
フィルムを取り出してシールを検査した。試験した各々
のサンプルの結果を表I及びJに挙げる。
【0096】b)高温バーシール試験 高温バーシール試験は、サーマルバーヒートシーラーを
使用してプラスチックフィルムをヒートシールするため
の許容し得る温度範囲を求める。Platen Sea
ling Testで試験した同じサンプルをここで試
験した。試験は下記の通りにして行った:米国、マサチ
ューセッツ、ハイアニス在Sencorp Syste
ms,Inc.製のSencorp Systems
Model 24−AS実験室シーラーを使用した。サ
ーマルバーヒートシーラーに、可変に調節される温度に
加熱することができる上部の幅1/4”(0.6cm)
シール棒を装着する。この試験で、サンプルフィルムか
ら、幅1”(2.5cm)×長さ4”(10cm)(T
D方向)の2つのサンプルを切断した。シーラーに、温
度、時間及びシール棒圧力についての制御を装着した。
制御を滞留時間1.0秒に設定した。それは、上部の加
熱したジョーを、下方の厚さ3/8”(0.95cm)
×幅1”(2.5cm)シリコーンパッドに対してジョ
ー圧力50psi(3.5Kg/cm2)で保つ時間である。
【0097】2つのフィルムサンプルを一緒に保ちかつ
シーラーの上部ジョーと下方のシール熱盤との間に入れ
た。上部ジョーと下方のパッドとは、フィルムをシール
表面に粘着させないためにグラスファイバー補強したレ
リースカバーを有する。2つのフィルム部分を互いにシ
ールさせるための最低温度は、ジョーをパッドに対して
種々の温度設定により規定の圧力及び時間でプレスする
ことにより、手探り法で求めた。次いで、同様のフィル
ムサンプルについて、隣接するフィルム部分を、カバー
付きシーラージョーとパッドとの間に入れ上部シール棒
を下方のパッドの上に降ろして閉ざした。一層高い温度
を手探り法で加えた後に、フィルムサンプルを観測し、
シールの破断、シールの溶け落ち或は有意の変形を引き
起こさなかった温度を求めた。最高温度は、シールの一
体性の破壊を観測する前に得られる最後の書き留めた温
度である。結果を下記の表Jに挙げる。
【0098】
【表8】
【0099】表Jから分かるように、Ralph−タイ
プフィルムサンプル#16、#47/16及び#47/
16Aについての有効なヒートシール範囲は、高温バー
タイプシールシステムについて極めて広い、すなわち少
なくとも50°F (28℃)である。しかし、それら
は、熱盤−タイプシステムでは、相当に狭くなる、すな
わち35°F (19℃)より大きくない。表Jは、ま
た、本発明に従う外層及びコアー層配合を有する未照射
のフィルムである未照射のサンプル#29Dについて
は、高温バー及び熱盤の両システムについての有効なヒ
ートシール範囲は、熱盤ヒートシールシステムについて
極めて狭くかつ実用的でない、すなわち10°F (5.
6℃)であった。
【0100】この背景から及びフィルムにおける従来の
経験から、当業者ならば、これらの発明のフィルムを照
射することは、外層及びコアー層について本配合を有す
るフィルムの極めて狭ヒートシール範囲を広げることに
関しある有利な効果を有しかつRalph−タイプの配
合フィルムのシール範囲は、照射した後にずっと広くな
ることを予想しよう。驚くべきことに、本配合の多層フ
ィルムサンプル#29Dを8MRで照射した後に、高温
バー及び熱盤ヒートシール範囲は、予想されるよりもず
っと広い程度に広げられた。
【0101】Ralph−タイプフィルムでは、360
%及び200+%の増大が見られらのに比べて、照射し
たサンプル#29Dについての高温バーシール範囲は、
260°〜270°F (127°〜132℃)から31
0°〜500+°F (154°〜260+℃)に広げら
れた或はシール範囲の1800+%の増大があった。同
様に、照射したサンプル#29Dについての熱盤シール
範囲は、250°〜260°F (121°〜127℃)
から280°〜400+°F (138°〜204+℃)
に広げられた、すなわちシール範囲の1100+%の増
大があった。たとえRalph−タイプフィルム#16
の増大を報告するとしても、また、溶け落ちが時折起き
たのが見られ、フィルムを商業用途で使用し得ないもの
にしたのに対し、他のRalph−タイプフィルム#4
7/16は、熱盤シール範囲の240+%の増大を示し
た。両方の場合において、本発明のフィルムは、他のフ
ィルムに比べてずっと大きなシール範囲の増大を示し
た。
【0102】例7−Ossid 500ラッピング試験 OssidTM 500ラッピング−熱盤シール−熱盤冷
却システムを使用して、一連のラッピング試験を行っ
た。上記した通りの標準サイズの3P長方形スタイロフ
ォームトレーに、家禽切り身をシミュレートするために
1ポンド(0.45kg)バッグの米を充填した。使用
した9つのサンプルフィルムは例1に記載するのと同じ
であった。OssidTM 500システムをラッピング
速度約28トレー/分で作動させた。熱盤を温度約34
0°〜350°F (171°〜177℃)に設定し、ト
レー熱接触時間は約2〜4秒であり、トレーベルト速度
は約50ft/分(15m/分)であった。約25〜5
0の食品パッケージを各々のフィルムサンプルでラップ
した。
【0103】米を充填したトレーをOssidTM 50
0に入れ、トレーを上記した通りのフィルムで自動的に
オーバーラップした。9つのフィルムサンプルでオーバ
ーラップしたトレーを、次いでOssidTM 500に
よって自動的に熱盤ヒートシールした。パッケージの各
々を、機械適性、或はこの機械で使用するフィルムの適
性、フラッププルバック問題及び機械で生成されるヒー
トシールの品質について検査した。結果を表Iに定性的
にまとめる。表Iは、本発明のサンプルである#28D
及び#29Dが対照であるSSD−310程に良好に機
能し、他方、Ralph−タイプフィルムは、照射及び
未照射の両方が、ヒートシール、フラッププルバック及
びローラー上でのフラップハングアップ(引掛り)に関
する種々の問題を有していたことを示す。
【0104】例8−機械適性試験 この一連の食品収容トレーラッピング試験では、例7で
使用した1ポンド(0.45kg)バッグの米を収容す
る同じタイプのトレーをラップするのに、OssidTM
500ラッピング及び加熱−熱盤冷却システムを使用
した。下記の3つのタイプのフィルムを使用した:SS
D−310対照、例1に記載する通りの#29D及び表
Kに注記する通りの異なる量の添加剤を有する#29
D。作業条件はおよそ例7で用いたのと同じであった
が、各々のタイプのフィルムで包装したトレーの全数を
表Kに報告する。ラップしたトレーすべてを、種々のタ
イプのトレーシール欠陥について調べ、結果をラップし
たトレーの全数の欠陥パーセントとして提示する。
【0105】結果を表Kに報告する。これらの結果は、
本発明のフィルムが、機械適性及びヒートシール適性に
関してSSD−310対照フィルムに均等であることを
示す。本例8の目的から、種々のタイプの欠陥を下記の
通りに記載する: a)溶け落ち:フィルムをシールする間融解/収縮する
ことから生じ、パッケージ漏れに至り得るフィルムの孔
或は貫通。 b)不完全シール:フィルム層の間の結合が無いことに
より完全にシールしないパッケージで、潜在的リーカー
を形成する。 c)フラッププルバック:フラップ折り曲げ作業の間或
は後、シーラー/クーラーに入る前に、端部フラップの
少なくとも1つがトレーの底面から引き出されることが
起こること。
【0106】
【表9】
【0107】要するに、例1〜8についての試験結果は
下記を示す:a)サンプル#16は、Platen T
estにおいて狭いシール範囲をもたらした;b)サン
プル#47/16は、#16に比べて広いシール範囲を
有したが、それでも商業上使用するためには十分広いも
のではなかった;c)サンプル#47/16Aは、極め
て広いシール範囲を有したが、OssidTM 500の
前フラップ折り曲げ機において詰まる(該詰まりは、
4.0ポンドより大きなトレースライド試験値に相関す
る);d)サンプル#27A、#47/16−タイプフ
ィルムは、たとえ前フラップ折り目詰まり問題を有しな
かったとしても、スリップ比の減少により予測される適
度のレベルの前フラッププルバックを有した;e)サン
プル#27Kは、一層大きなトレースライド値及びOs
sidTM 500での高いレベルのフラッププルバック
を有した;f)サンプル#28Dは、OssidTM
00での不完全なシールを有した;g)サンプル#29
Bは、小さいスリップ比を有しかつ適度のレベルの前フ
ラッププルバックが観測された;h)サンプル#29D
は、すべての好適な実験室試験特性を示しかつすべての
点でOssidTM 500で良く機能した。
【0108】特許請求の範囲に記載する通りの発明の範
囲内のそれ以上の変更は、当業者にとり明らかであると
思う。
【図面の簡単な説明】
【図1】フラップ折り曲げ機の断面図である。
【図2】シーラー/クーラーシステムの断面立面図であ
る。
【符号の説明】 1 トレー 2 コンベヤー 5 フィルム 6 フラップ 12 フォームピロー 13 熱盤 14 コンベヤー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 B65D 65/40 EPAT(QUESTEL) WPI/L(QUESTEL)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも第一外層、第二外層並びに第
    一外層と第二外層との間のコアー層を含み、該第一外層
    及び第二外層は、各々、密度0.900〜0.914g
    /cm3 の極低密度ポリエチレン(「VLDPE」)2
    5〜75重量%と、メルトインデックス3.5g/10
    分未満及び密度0.917〜0.925g/cm3 の線
    状低密度ポリエチレン(「LLDPE」)25〜75重
    量%との2成分ポリエチレンブレンドを含み、該LLD
    PEは全フィルム重量の35重量%未満を構成し、該コ
    アー層は密度0.905〜0.914g/cm3 の第一
    VLDPE40〜75重量%と、密度0.900〜0.
    905g/cm3 の第二VLDPE10〜35重量%
    と、密度が0.900g/cm3 より小さいエチレンα
    −オレフィンプラストマーコポリマー15〜35重量%
    との三成分ブレンドを含み、熱収縮性であり、接触表面
    温度範囲138°〜204℃(280°〜400°F )
    に加熱したプレート上で接触時間2〜4秒の間Plat
    en Testを受ける際に、ヒートシールしかつ溶け
    落ちないように架橋される、架橋され二軸配向された
    熱収縮性多層延伸フィルム。
  2. 【請求項2】 第一外層及び第二外層において、VLD
    PEが30〜40重量%を構成し、LLDPEが60〜
    70重量%を構成する請求項1のフィルム。
  3. 【請求項3】 コアー層において、第一VLDPEが6
    0〜75重量%を構成し、第二VLDPEが13〜20
    重量%を構成し、プラストマーが15〜25重量%を構
    成する請求項1のフィルム。
  4. 【請求項4】 第二VLDPEに対するプラストマーの
    比が0.77〜1.83である請求項3のフィルム。
  5. 【請求項5】 方向に延在する側部及び端部壁によっ
    て囲まれた底部セクションを有するトレー、トレー底部
    セクションの上面上に支持された腐敗し易い食品、並び
    に食品、側部及び端部壁上部縁の各々及びトレー底部セ
    クションの下部面の少なくとも一部の上に延在しかつ下
    部面に対して扁平された関係でそれ自体にヒートシール
    された延伸された熱収縮フィルムを含む気密シールされ
    かつ排気された食品パッケージにおいて、該フィルムと
    して、請求項1〜4のいずれか一の架橋され二軸配向
    された熱収縮性多層延伸フィルムを含むことを特徴とす
    る食品パッケージ。
  6. 【請求項6】 複数のフィルムをトレー端部壁の上
    おおって折り曲げ、トレー底部セクションの下部面に対
    してプレスしかつ一緒に層間熱結合させて気密シールさ
    れかつ排気された食品パッケージを形成する、底部セク
    ションから上方向に延在する側部及び端部壁を有する食
    品収容トレーを覆う延伸された熱可塑性フィルムの複数
    の隣接する層の上に乗った折り曲げられた端部を熱盤ヒ
    ートシールする方法において、請求項1〜4のいずれか
    一の架橋され二軸配向された熱収縮性多層延伸フィル
    ムを含み;金属平板を熱盤表面として供し;該板の上部
    面を加熱して温度149°〜204℃(300°〜40
    0°F )にし;延伸されたフィルムカバーの下方向及び
    内方向にプレスし折り曲げた端部部分を加熱した金属板
    に2〜4秒の期間接触させて該折り曲げた端部部分の隣
    接するフィルム層を該フィルムを溶け落ちさせないで接
    着させ;次いで直ぐに該フィルムの熱接着された端部部
    分を冷却して93℃(200°F )より低い温度にする
    ことを特徴とする方法。
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