JP3366879B2 - ポリオレフィン系樹脂フィルム - Google Patents
ポリオレフィン系樹脂フィルムInfo
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Description
脂フィルム、より詳しくは、ハンド包装、突上型ストレ
ッチ包装機や直線型包装機によるストレッチ包装に用い
られるフィルムに関し、その中でも特にハンドによるス
トレッチ包装に適したポリオレフィン系樹脂フィルムに
関する。
特性としては、ハンド包装や機械包装における包装適性
と、フィルムの透明性、防曇性、押込回復性等のディス
プレイ適性などが挙げられる。このうち、包装適性に関
する重要なフィルム物性としては適度な破断伸びと適度
な伸び応力等のストレッチ性や、熱シール温度範囲が広
く、均一かつ十分にシールされる等の熱シール性が挙げ
られる。これらの要求特性を満足するポリオレフィン系
フィルムとしていくつかの提案がなされてきた。
平8−276550号公報には融点が100℃以下のポ
リエチレン系樹脂からなる両表面層とビカット軟化点が
60℃以下のエラストマーを含む混合樹脂からなる延伸
補助層及び高融点、且つ高強度樹脂であるポリプロピレ
ン系樹脂等の耐熱コア層の少なくとも4層からなるスト
レッチフィルムが開示されている。これらのフィルムは
包装用フィルムとしての品質、例えばストレッチ性、押
込回復性、熱シール性を兼備し、ストレッチ包装分野に
利用されてきた。
度が30〜80℃の温度範囲で面積倍率が4倍以上30
倍以下で冷間延伸を行うことにより得られ、高度に配向
がかかったフィルムであるため、各種アイテムの機械包
装やハンド包装を大量にかつ高速に行おうとする際には
ストレッチ性が不十分であった。更に特開平9−174
774号公報には、上記フィルムの特に突上型包装機で
の包装性を改良したフィルムとして縦方向の100%伸
び荷重が250〜550g/cm幅で、横方向の100
%伸び荷重が50〜200g/cm幅であり、さらに、
耐熱層であるコア層に特定の結晶性ポリブテン−1系樹
脂と融点が163℃のポリプロピレン系樹脂とのブレン
ド組成物からなるフィルム(以下これを従来のフィルム
と記す。)が開示されている。
型包装機の内のある特定の機械に対しては効果が認めら
れるものの、他の突上型包装機や直線型包装機や特にハ
ンド包装用フィルムとしては、依然としてストレッチ性
が不十分で、スーパーマーケット等の量販店のバックヤ
ードで開店前の最も忙しい時に、大量にかつ高速にハン
ド包装しなければならない場合には不向きであった。
用いて説明する。図5はストレッチフィルムで食品等を
載せたトレーをハンドで包装する工程を5段階に分け、
(ア)〜(オ)の順に示した模式図である。 (ア)フィルムをフィルムロール(a)から縦方向に手
で繰り出した後、トレー(c)を上から覆い、次に熱カ
ッター(b)でフィルムを所望の長さに溶断してから、
(イ)フィルムを繰り出し方向からトレー(c)の下に
まわして筒状にして、次に(ウ)フィルムを横方向に平
均約50%の伸長率でストレッチすることによってトレ
ー(c)の上面の皺(d)を取り除きつつ、(エ)トレ
ー(c)の下部に折込み、最後に(オ)熱板(e)上に
トレー(c)の底面を押し付けることによって、熱シー
ルを行い包装工程を終了する。上記工程(ウ)におい
て、筒状になったフィルムを手でフィルムの横方向にス
トレッチしてトレーの下部に折込む際、フィルムの破断
伸びが小さいとフィルムが破れ易く、慎重にフィルムを
横方向にストレッチしてトレーの底部に折込むように
(上記工程(エ))しなければならない。
はトレー上面の皺(d)の除去が困難になる傾向にあ
り、また、逆にフィルムの伸び荷重が大きい場合には、
作業者の腕に負担がかかり大量にかつ、高速にハンド包
装するのは困難になる傾向にあった。更には、フィルム
が伸び難い、即ち伸び荷重が大きい場合にフィルムを無
理に引張って包装しようとするとトレーが変形したり破
損するといった問題が発生した。
包装、特にハンドによるストレッチ包装性に優れるフィ
ルムを提供すること、より具体的には従来のフィルムの
特徴である熱シール性を維持した状態で、ストレッチ性
に優れたフィルムを提供することを目的とする。
達成するために鋭意検討した結果、本発明をなすに至っ
た。すなわち、本発明のポリオレフィン系樹脂フィルム
は、ポリエチレン系樹脂の両スキン層(S層)と、融点
(T1)が該ポリエチレン系樹脂の融点(T2)よりも
55℃以上高いポリオレフィン系樹脂の耐熱層(H層)
とを含む少くとも3層からなるポリオレフィン系樹脂フ
ィルムであって、フィルムの縦方向拘束時の横方向の破
断伸びが80%以上で、かつ50%伸び荷重が85〜2
50g/cm幅であり、以下の(1)式及び(2)式を
満たすことを特徴とするポリオレフィン系樹脂フィルム
である。2%≦Xch≦18% (1) ΔXt≦4.5% (2) (但し、上記式中、Xchとは示差走査熱量計(DS
C)で測定されたH層のうちのT2+20℃以上の温度
領域において融解する結晶量を、ΔXtとは示差走査熱
量計(DSC)で測定されたフィルム全体のT2+20
℃〜T2+55℃の温度領域において融解する結晶量を
示す。)
多層ダイより、ポリエチレン系樹脂の両スキン層(S
層)と、融点(T1)が該ポリエチレン系樹脂の融点
(T2)よりも55℃以上高いポリオレフィン系樹脂の
耐熱層(H層)とを含む少なくとも3層を溶融押出し、
急冷固化してチュ−ブ状原反を製造した後、該チューブ
状原反を、示差走査熱量計(以下、DSCという)で測
定されるチュ−ブ状原反全体での融解ピークのうち、T
1−30℃より低い温度領域における最高温のピーク温
度であるT3(℃)以上の温度に加熱し、且つT3〜T
1の温度範囲で面積倍率2〜36倍に延伸することを特
徴とする、フィルムの縦方向拘束時の横方向の破断伸び
が80%以上で、かつ50%伸び荷重が85〜250g
/cm幅であるポリオレフィン系樹脂フィルムの製造方
法である。以下、本発明を詳細に説明する。
の横方向の破断伸びが80%以上でかつ、50%伸び荷
重が85〜250g/cm幅であることが必要である。
従来、ストレッチ包装適性の指標としては、100%伸
び荷重や破断伸びが用いられてきた。しかしながら、本
発明者らは、これら従来の指標は、ストレッチ包装適
性、特にハンドストレッチ包装適性の指標としては不十
分であり、フィルムの縦方向拘束時の横方向の伸び特性
がストレッチ包装適性の指標としてふさわしいことを見
出し、このフィルムの縦方向拘束時の横方向の伸び特性
に着目して鋭意検討した結果、ストレッチ包装に適した
新規なフィルムを提供することに成功したものである。
この点について、実施例及び比較例を用いて説明する。
No.1に対応)は、従来の伸び特性の指標である10
0%伸び荷重(g/cm幅)が縦方向/横方向で示す
と、400/110及び破断伸び(%)が310/48
0であり、又従来のフィルムの一例は100%伸び荷重
が435/100及び破断伸びが300/450とほぼ
同様な物性を示すフィルムであるが、これらのフィルム
をハンド包装したところ、その包装適性には大きな相違
点が見られる。
実験No.1)でハンド包装を行った場合には、作業者
の腕に負担がかかることなく約1時間にわたり15個/
分という高速ハンド包装ができ、又包装品も皺なく綺麗
に仕上がった。又、トレーを使わずにストレッチ包装し
たなすやキューリも皺無く綺麗に包装出来た。これに対
して、従来のフィルム(比較例1の実験No.2)で
は、同様な作業を行おうとすると作業者の腕に負担がか
かり、15個/分の高速ではハンド包装は20分も行え
ない。又包装仕上がりも最後にストレッチするフィルム
の横方向に皺が残り易く、無理に引張って皺を取ろうと
するとトレーが変形したり潰れたりした。また更に、ト
レーを使わずにストレッチ包装したなすやキューリでは
皺が多かったり、へたや突起があり、フィルムが無理に
伸ばされているところではフィルムが破れていた。
明確ではないが、ストレッチ包装において、フィルムに
働く引張荷重に着目すると、以下のように考えられる。
上記の図5の(ウ)工程において、筒状になったフィル
ムを横方向にストレッチし皺を取り除く際、フィルムの
縦方向はトレーのエッジ部分で拘束された状態でフィル
ムを横方向にストレッチしているために、フィルムへの
応力のかかりかたは2次元的(面的)であり、従って、
実際のストレッチ包装においてはフィルムの横方向の伸
び特性はフィルムの縦方向が拘束された状態での特性で
あると推察される。
り伸び特性を求めるための「従来の応力−歪み特性(S
−S特性)」と「縦拘束横一軸S−S特性」との違いを
説明する。図1及び図2は、本発明のフィルムの一例
(実施例1,実験No.1)と従来技術のフィルムの一
例(比較例1,実験No.2)の横方向の引張り試験時
におけるフィルムの横方向のS−S曲線である。図1に
従来のストレッチ性の評価方法であるフィルムを、横方
向に短冊状に切り出し引張る方法によって求めたS−S
曲線を示し、図2に本発明の評価方法(詳細は後述す
る)、すなわちフィルムの縦方向拘束したうえで引張る
方法によって求めたS−S曲線を示した。なお、図1及
び図2において本発明のフィルムのS−S曲線を実線
で、従来技術のフィルムのS−S曲線を点線で表した。
なお、「従来の測定法」は特開平9−174774号公
報記載の方法に従い、短辺10mmの短冊状に切り出し
たフィルムサンプルを引張試験機で引張速度200mm
/分(歪み速度6.7%/sec)で引張りS−S曲線
を求めた。
ルムにはS−S特性に大きな差異が見られず、上述のス
トレッチ包装性の差異と対応していない。それに対して
図2において、ストレッチ性の指標としてのフィルムの
「縦方向拘束時の伸び特性」を用いた場合、本発明のフ
ィルムは荷重が小さく且つ破断伸びが大きいのに対して
従来のフィルムでは荷重が大きく且つ破断伸びが小さ
い。具体的な指標としての50%伸び荷重(g/cm
幅)/破断伸び(%)は、本発明のフィルムは170/
140に対し、従来技術のフィルムは410/50であ
った。
て、伸び荷重が小さいことはハンド包装において作業者
への負担が小さくかつ高速包装が行え、又破断伸びが大
きいことはフィルムの皺がとれやすく且つフィルム破れ
が発生しない傾向と良く対応する。従って、本発明の如
くフィルムの縦方向拘束時の横方向の伸び特性がストレ
ッチ包装適性の指標としてふさわしいことが分かる。
横方向の破断伸びが80%以上且つ50%伸び荷重が8
5〜250g/cm幅であることが、ストレッチ包装性
に優れる上で必要であることについて図3を用いて説明
する。図3は、ハンド包装におけるフィルムの縦方向拘
束時の横方向の伸び特性とストレッチ包装性との関係を
検討した実験図であり、横軸(x)には縦方向拘束時の
横方向の破断伸び(%)を、縦軸(y)に縦方向拘束時
の横方向の50%伸び荷重(g/cm幅)をとって、表
4に示す実験結果(ストレッチ性)をフィルムの物性の
関係でプロットしたものである。
装における「ストレッチ性」の指標であり、それぞれ
「ハンド包装に最適なストレッチ性であるもの」、「従
来技術のフィルムよりもストレッチ性が改善され実用に
適するレベル」を「○」、「従来のフィルムと同等のス
トレッチ性で市場の要求を満たしていないレベル」を
「×」で表し、「○」が本発明の範囲である。
満足する領域を線で分離できることが分かる。横軸xが
80未満の領域は、破断伸びが小さいためにハンド包装
時にフィルム皺が取れ難かったりフィルム破れが多発し
た領域である。また縦軸yが250よりも大きい領域
は、伸び荷重が大きいためにハンド包装時に作業者に負
担が掛かったりトレーの変形が多発した領域である。さ
らにyが85未満の領域は、図5の(ウ)の工程で被包
装物上面の皺をフィルムを引張って取り除こうとしても
皺を除去しきれずに包装仕上がり悪かった領域である。
このことは、単に伸び荷重が低ければストレッチ性に優
れるというものではないことを示唆している。
5≦y≦250かつ80≦xの領域はストレッチ性に優
れる領域であることが分かる。また、好ましくは85≦
y≦190かつ100≦xの領域で、最も好ましくは1
15≦y≦180かつ100≦xの領域である。また通
称サンマトレーのような細長いトレーを包装する際には
100%伸び荷重も影響を与えることより、フィルムの
縦方向拘束時の横方向の100%伸び荷重が95〜25
0g/cm幅であることが好ましく、最も好ましくは1
00〜210g/cm幅である。この時、100%伸び
荷重が50%伸び荷重より大きい、すなわちネッキング
を起こさないことが好ましい。
好ましくは240%以下、更に好ましくは210%以下
である。その理由はハンド包装上必要な条件ではなく、
機械包装におけるフィルムのカット性に起因する。本発
明のフィルムは、高速包装に供する場合、Xchが2%
以上、且つΔXtは4.5%以下である。ここで、Xc
hとΔXtの定義について図4を用いて説明する。
本発明のフィルムの融解ピークプロファイル曲線の一例
である。なお、説明の都合上、ここでは『T2+20
℃』以上に融解熱を持つ樹脂成分は全て、H層のみに存
在するものとする。T1、T2、T3、T4、T5はそ
れぞれフィルムを構成する樹脂の融解ピーク温度であ
る。このうち、T1は上述の通りH層に起因する融解ピ
ークの内最も高温側の融解ピーク温度であり、T2はS
層において最も割合の多い樹脂に起因する融解ピーク温
度である。又T3は『T1−30℃』より低い温度領域
におけるフィルム全体での樹脂の内最も高温側の融解ピ
ーク温度である。尚、T4及びT5はその他の融解ピー
クである。
は、H層を構成する樹脂で『T2+20℃』以上の温度
領域で融解するものの融解熱量を示している。更に図4
のA1とA2で示される白丸領域は、フィルム全体で
『T2+20℃』〜『T2+55℃』の温度領域におい
て融解するものの融解熱量を示している。まずXchと
は、H層を構成する樹脂で『T2+20℃』以上の温度
領域で融解するものの融解熱量から求められた結晶量で
ある。またΔXtとは、フィルム全体で『T2+20
℃』〜『T2+55℃』の温度領域において融解するも
のの融解熱量から求められた結晶量である。
限温度を決めるH層の耐熱性の指標の1つで、実際の高
速ストレッチ包装においてはS層の融点であるT2より
も通常20℃以上高い温度で良好にシール出来ており、
その為その様な温度であっても、H層が融解してメルト
ホールが開くまで必要な熱量の目安となる。そこで本発
明においては、熱シールにおける耐熱性、高速包装での
シールレンジの点から、Xchは2%以上であり、好ま
しくは4%以上、より好ましくは5%以上である。更
に、ストレッチ性、引裂強度、押込回復性の点からXc
hは2〜18%であり、好ましくは4〜14%、より好
ましくは5.5〜11%である。Xchは『T2+20
℃』で延伸した場合に延伸配向しうる(又配向が残る)
樹脂の量を表しているものと考えられ、樹脂の種類を問
わず、樹脂の分子量よりも延伸フィルムの配向度はXc
hで説明できる傾向にある。すなわち樹脂組成、フィル
ムの製膜方法や条件でXchを調節することにより、フ
ィルムを構成する樹脂は適度に配向し、その結果ストレ
ッチ性、引裂強度、押込回復性等に優れた所望の物性を
持つフィルムを得ることができる。Xchが18%より
大きいフィルムは樹脂に配向が掛かり過ぎていて、伸び
荷重が大きく又破断伸びが小さくなったり、引裂強度が
低下する傾向にある。Xchが2%未満のフィルムは樹
脂の配向が小さく、伸び荷重が小さ過ぎたり、場合によ
ってはフィルムをストレッチした際にネッキングを発現
する。
の(ウ)の工程において、被包装物上面の皺をフィルム
を引張って取り除こうとしても皺を除去しきれなかった
り、機械包装時にカット不良が起きたり、押込回復性の
不足という問題が発現する傾向にある。一方、ΔXtは
高速ストレッチ包装におけるシールレンジに対応する温
度領域である『T2+20℃』〜『T2+55℃』にお
いて、融解する結晶の量であり、この値が大きくなる
と、わずかな温度変化でフィルム全体の粘度変化が大き
くなるため、例えば熱板(e)の場所による温度バラツ
キや、包装アイテムの場所による熱容量の差等に起因す
るフィルムに与えられた熱量のバラツキに対して、シー
ル部位におけるフィルム粘度がバラつき、シール性が不
安定になる傾向にある。
以下であり、好ましくは2%以下、より好ましくは1.
0%以下である。ΔXtが4.5%より大きいと、高速
包装の場合に熱シール温度や熱シール時間設定の調節で
は対応ができず、図5(オ)の工程において手でトレー
(c)を熱板(e)に押さえつける力加減で調節するか
熱板と被包装物の場所を選び、複数回に分けてトレーを
熱板に場所を変えつつ押さえつけるくらいしか対応でき
ないが、これも実際の高速包装時には実現困難である。
の両スキン層(S層)と、融点(T1)が該ポリエチレ
ン系樹脂の融点(T2)よりも55℃以上高いポリオレ
フィン系樹脂の耐熱層(H層)を含む少なくとも3層構
成をとる必要がある。S層はフィルムにシール性、光
沢、防曇性、滑り性等のフィルムの表面特性を付与する
ものである。ポリオレフィン系フィルムの場合、自己密
着性が実用レベルになく、熱シールが必要であるが、ハ
ンド包装に限らず高速包装の場合にはフィルムに与える
ことができる熱量が小さく且つ変動が大きくなる傾向に
ある。そのため、S層の融点(T2)は100℃以下で
あることが好ましい。T2が100℃より高いと、15
個/分以上の高速包装においては熱シールの設定を装置
の上限にしても十分に熱シールされない場合がある。更
に好ましくは、T2は95℃以下である。
より10℃低い温度における縦・横の平均熱収縮率が好
ましくは30%以下、さらに好ましくは25%以下、最
も好ましくは20%以下である。スキン層の融点より1
0℃低い温度において熱収縮率が大きい場合、トレー底
部のフィルムをきちんと密着するように折り畳まないと
熱シールする際にトレーを熱板にしっかり押さえつける
直前の瞬間にトレー底部のフィルムの収縮によるめくれ
が生じ、高速かつ大量に良好な熱シールをすることが困
難になる。
来技術のフィルム(比較例1の実験No.2)はシール
しようとした際、トレー底部のフィルムの収縮によるめ
くれが生じ、うまく底部を高速かつ大量に熱シールをす
ることが困難なことがしばしば見受けられたのに対し、
本発明のフィルム(実施例1の実験No.1)はそのよ
うなことが起らなかった。T2−10(℃)に相当する
82℃での縦・横平均の熱収縮率を見てみると、本発明
のフィルム(実施例1の実験No.1)は10%である
のに対し、従来技術のフィルム(比較例1の実験No.
2)のそれは32%と収縮率が大きかった。
は、具体的には、例えばエチレンと炭素数3〜12のα
オレフィンとの共重合体、又はビニルエステル単量体、
脂肪族不飽和モノカルボン酸、該モノカルボン酸・アル
キルエステル誘導体から選ばれる単量体とエチレンとの
共重合体でエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
アルキルアクリレート共重合体、エチレン−アルキルメ
タクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体
等が挙げられる。好ましくは、防曇剤との相溶性やフィ
ルムのストレッチ性の点で酢酸ビニル含量が10〜15
重量%のエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)また
はメタロセン系触媒やバナジウム触媒等により重合され
た密度が0.865〜0.910g/cm3のエチレン
−αオレフィン共重合体の中から選ばれる。
樹脂の配向バランスから、上記エチレン系共重合体のM
I(JISK7210に準拠して、温度が190℃で、
荷重が2.16Kgの条件)は0.5〜10が好まし
く、更に好ましくはMIは2〜7である。本発明のフィ
ルムにおいて、ポリエチレン系樹脂の割合は、熱シ−ル
層としての特性を発揮させるためには、一般に50容量
%以上であり、好ましくは80容量%以上、更に好まし
くは90容量%以上である。
剤として界面活性剤を各層に添加することができるが、
一般にはノニオン系界面活性剤をS層に対し0.5〜5
重量%添加される。具体的にはジグリセリン脂肪酸エス
テルをS層の樹脂に1〜3重量%添加したものが挙げら
れる。S層にはミネラルオイルやポリオレフィンワック
ス等の可塑剤、紫外線吸収剤、銀系抗菌剤、ヒノキチオ
ールやワサビ抽出物及びキトサン等の鮮度保持剤、脂肪
酸アミド等の滑剤等の添加剤を添加できる。
ムに耐熱性を与え、またフィルムの機械的性質を支配す
る層であり、(T2+55℃)以上の融点(T1)を有
するポリオレフィン系樹脂(以下、「耐熱性樹脂」とい
う)を含有する必要がある。T1が(T2+55℃)未
満では、熱によるシールが可能な下限温度から過溶融に
より穴があく温度までの良好に熱シールできる温度範囲
(シールレンジ)が実用上狭く、多種多様な包装アイテ
ムに対応しきれず、従来の熱シール性が維持できなくな
る。好ましくはT1は(T2+60℃)以上、更に好ま
しくはT1は(T2+65℃)以上である。
リプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等が挙げられ
る。「耐熱性樹脂」の好ましい一例は、融点が高い点か
らポリプロピレン系樹脂やポリメチルペンテン系樹脂が
挙げられるが、その中でも、他のポリオレフィン系樹脂
との相溶性の点より、ポリプロピレン系樹脂が好まし
い。具体的にはプロピレン単独重合体、プロピレン−エ
チレン・ランダム共重合体またはブロック共重合体、プ
ロピレン−エチレン−αオレフィン(炭素数4〜12)
・ランダム共重合体またはブロック共重合体、プロピレ
ン−αオレフィン(炭素数4〜12)・ランダム共重合
体またはブロック共重合体で、融点が150℃以上のも
の等が挙げられる。好ましくは融点が155℃以上、最
も好ましくは融点が160℃以上のプロピレン単独重合
体、上記ブロック共重合体である。
との相溶性、多層フィルムの押込回復性や引裂強度及び
耐突刺性付与の観点より、上記「耐熱性樹脂」の好まし
い例は、プロピレン−エチレンブロック共重合体(以
下、BPPと略す)等のプロピレン−αオレフィンブロ
ック共重合体である。一般にBPPは重合用のリアクタ
ーを2段以上有する重合設備で製造されるが、1段目の
重合時にアイソタクチックポリプロピレン(以下、iP
Pと略す)成分を重合し、2段目以降の重合時にプロピ
レン・エチレン共重合体(以下、EPCと略す)成分を
重合することにより得られる。ポリオレフィン系樹脂と
の相溶性、多層フィルムの押込回復性や引裂強度及び耐
突刺性付与の観点から、BPPのうちEPCの含有量が
多いもの程好ましく、具体的には20重量%以上が好ま
しい。より好ましくは40重量%以上が好ましく、更に
好ましく60重量%以上である。
開平4−314712号公報記載の方法に従う。すなわ
ち95℃における1,2,4−トリクロロベンゼン(T
CB)可溶分をEPCとした方法で具体的には所定量の
共重合体と酸化防止剤をTCBに加熱溶解し、この溶液
を海砂を満たし150℃〜160℃の温度に保たれたス
テンレス製カラムの中に充填した後、室温までカラムの
温度を下げて共重合体を十分結晶化させる。このカラム
を再度95℃まで昇温した後、カラムに接続された配管
より95℃に温められたTCBを流入してこの温度での
可溶分を取り出す。取り出された可溶分を含むTCB溶
液にメタノールを追添して可溶分を再沈させた後、ろ
過、乾燥して95℃におけるTCB可溶分を得、その割
合をBPP中のEPCの割合とする。
りにiPPとEPCを機械的にブレンドしたものでも良
い。後述するBPPよりもiPPとEPCを機械的にブ
レンドしたものはEPCの分散径が大きい。従って多層
フィルムの引裂強度はBPPよりも優れる傾向にある。
一方、フィルムの光学特性や突刺強度や押込回復性の観
点からは、EPCの分散径は小さい方が好ましい。一般
にBPPの方がiPPとEPCを機械的にブレンドした
ものに比べEPCの分散径が小さくなる傾向にあるが、
EPCの平均分散径が2μm以下、更にはEPCの平均
分散径が1μm以下であるBPPが好ましい。
が大きい程、BPPのみをフィルム化した場合またはB
PPと他の樹脂をブレンドしてフィルム化した場合にフ
ィルム表面が粗れて光を散乱する傾向が大きくなる。従
って、これをH層とし両表面層(S層)で覆って多層フ
ィルムとしても、H層の表面粗れ(H層とその外層との
界面での粗れ)が多層フィルムの表面を粗して、結果と
して多層フィルムの透明性や光沢といった光学特性を悪
くする。
と、BPP中でiPPとEPCとの接触面積が大きくな
る為、その界面でBPP全体に掛かる変形を吸収し、突
刺強度が向上する傾向にある。好ましいBPPの具体例
としては、EPC含有量が多く且つEPC分散径が小さ
いリアクターTPOといわれている、モンテル−JPO
社製「キャタロイ」柔軟グレード、トクヤマ社製「P.
E.R.」、チッソ社製「ニューコン」、出光石油化学
社製「出光TPO」の内の衝撃タイプ等が挙げられる。
iPPのアイソタクティシティをアイソタクティックペ
ンタッド分率(fmmmm)で55〜85モル%に調節
することによっても、上述のリアクターTPOに類似し
た物性を持つ樹脂を得ることができる。このものの具体
例としては出光石油化学社製「出光TPO」の透明タイ
プ及び衝撃タイプ等が挙げられる。このうち、透明タイ
プはプロピレン単独重合体であり、とりわけ透明性に優
れる物である。ここで、アイソタクティックペンタッド
分率はA.ZambelliらによってMacromo
lecules,6,925(1973)に発表された
方法に従い、同位体炭素による核磁気共鳴スペクトル
(13C−NMR)を使用して測定されるポリプロピレ
ン分子鎖中のペンタッド単位でのアイソタクティック分
率である。換言すれば、アイソタクティックペンタッド
分率は、プロピレンモノマー単位が5個連続してメソ結
合したプロピレンモノマー単位の分率である。但し、ピ
ークの帰属に関しては上述のBPP中のEPCの定量方
法は、Macromolecules,8,687(1
975)に記載の上記文献の改正版に基づいて行った。
具体的には、13C−NMRスペクトルのメチル炭素領
域の全吸収ピークの強度分率をもってアイソタクティッ
クペンタッド単位を測定する。
性樹脂」がポリプロピレン系樹脂の場合、そのメルトフ
ローレート(MFR;JISK7210に準拠、温度が
230℃で、荷重が2.16Kgの条件)は好ましくは
0.8〜100であり、さらに好ましくは3〜20、最
も好ましくは7〜15である。MFRが0.8より小さ
い場合、樹脂に溶融押出時にメルトテンションによる配
向が掛かり過ぎて、結果として多層フィルムは引裂強度
が小さく且つ破断伸びが小さいストレッチ性に劣ったフ
ィルムになる傾向にある。MFRが30より大きい場
合、溶融押出時にメルトテンションによる配向が掛かり
難くなり、原反の引き取りや延伸が困難となる傾向にあ
る。なお、耐熱層内において耐熱性樹脂が50重量%以
下の場合は、MFRが30〜100の範囲においても良
好に使用される。
樹脂」として、ポリエチレン系樹脂を用いる例として
は、例えば「耐熱性樹脂」が融点120〜140℃の直
鎖状ポリエチレンあるいは高密度ポリエチレンであり、
S層を構成する主体樹脂の融点が70℃程度の超低密度
ポリエチレン系樹脂(例えば、メタロセン系触媒によっ
て重合された密度が0.87g/cm3以下のエチレン
−αオレフィン共重合体)のような組合せが挙げられ
る。このものは少ない熱量で熱シールができる点で好ま
しいが、夏場での製品の保存等において脱配向や収縮に
よるストレッチ性等の物性の変化や製品の形態の変化等
の点からは、「耐熱性樹脂」は上記ポリプロピレン系樹
脂であることが好ましい。
記「耐熱性樹脂」と共に他の樹脂を併用することが好ま
しい。この際、ΔXtを小さくして高速包装でも熱シー
ルを安定させる為に、『T2+20℃』以下に融点を持
ち、Xchの小さい樹脂を使用されることが好ましい。
この場合、好適に使用される樹脂の融点は「フィルムの
融解ピークの内の最高温のピーク温度=T1」よりも4
0℃以上低い、好ましくは50℃以上低い、もっとも好
ましくは55℃以上低いのものである。
ブテン−1系樹脂、エチレンと炭素数3〜12のαオレ
フィンとの共重合体、ビニル芳香族系エラストマーから
なる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂をブレンドし
てもよい。特に、H層に「耐熱性樹脂」として好ましい
ポリプロピレン系樹脂を用いた場合、これら樹脂の併用
の効果は大きい。
ラストマーは、ポリプロピレン系樹脂との相溶性が良
く、その結果出来たフィルムが透明性に優れるという観
点より、好ましい。ここで、ビニル芳香族系エラストマ
ーとしては、例えばモノビニル置換芳香族炭化水素重合
体ブロックと共役ジエン重合体ブロックからなるブロッ
ク共重合体(SBBCと略す)、及びその水素添加誘導
体(H−SBBCと略す)が挙げられる。ポリブテン−
1系樹脂は、ビニル芳香族系エラストマーを使用したと
きに時折問題となることがあるフィルム化したときのゲ
ルの発生を無視できる傾向にある点で好ましい。
脂と記す)としてはブテン−エチレン共重合体、ブテン
−1−プロピレン共重合体、ブテン−1−αオレフィン
(炭素数5〜12)共重合体があげられる。その中でも
好ましくはブテン−1−プロピレン共重合体であり、さ
らに好ましくはプロピレン含有量が10〜30mol%
のブテン−1−プロピレン共重合体である。この好まし
い樹脂の一例としては三井化学社製「タフマーBL」が
挙げられる。ポリプロピレン系樹脂(以下PP系樹脂と
略す)とPB−1系樹脂との比率は、前者:後者=1
0:90〜90:10が好ましく、更に好ましくは同7
0:30〜30:70である。比率がこの範囲にある場
合にフィルムは透明性に優れまた、0℃以下の低温域に
おけるダート衝撃強度に優れる。
レン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重
合体及びその水素添加誘導体等が挙げられ、これ等同士
をブレンドしても良い。特に、H−SBBCはフィルム
化した時のゲルの発生が少なく、ポリオレフィン系樹脂
との相溶性が良好で強度の経時変化が起こり難い点等で
好ましい。なお、共重合体中のスチレン含量を調整し共
重合体のガラス転移点を変えることにより押込応力を解
放してから元に戻るまでの回復時間を調整することがで
きる。スチレン含量を減らすことにより回復時間は長く
なり、特開平8−276550号公報に触れられている
ように遅延回復性がフィルムに付与されることにより、
直線包装機におけるカット後のフィルムの張力の開放に
よるフィルムの反動が起こり難くなりフィルムに皺が生
じにくく、きれいにフィルムを被包装物に折込むことが
できるため、直線包装機用フィルムとしても望ましいフ
ィルムとなる。この好ましい樹脂の一例としては、旭化
成工業社製「タフテック」やクラレ社製「セプトン」、
「ハイブラー」及び日本合成ゴム社製「DYNARON
・HSBR」等が挙げられる。PP系樹脂とSBBCま
たはH−SBBCとの比率は、前者:後者=10:90
〜90:10が好ましく、更に好ましくは同70:30
〜40:60である。比率がこの範囲にある場合にフィ
ルムは、透明性に優れまたストレッチした場合にクラッ
ク発生による白化が防止出来る。
PP系樹脂を用いた場合、PP系樹脂との相溶性が良く
且つフィルムが透明性に優れるという観点より、H層に
上記PB−1系樹脂やSBBC、H−SBBCと共に或
いは単独で、プロピレン成分含有率が50〜85重量%
で沸騰ノルマルヘプタンによるソックスレー抽出不溶分
が70重量%以下のポリオレフィンをブレンドしても良
い。このもので好ましいのはプロピレン−ブテン−1共
重合体で、190℃における溶融粘度が5000〜12
000cps程度の低分子量樹脂のものであり、このも
のの具体例としては宇部レキセン社製「APAO」が挙
げられる。
押込回復性を向上させるために、H層に密度が0.90
2g/cm3以下のエチレン−αオレフィン共重合体
(αオレフィンの炭素数は一般に3〜12)をブレンド
しても良い。好ましくは密度が0.880g/cm3以
下、さらに好ましくは密度が0.865〜0.875g
/cm3のものである。
ために、非晶質ポリオレフィンブロックと結晶性ポリオ
レフィンブロックからなるブロック共重合体もブレンド
しても良い。一例としては日本合成ゴム社製「DYNA
RON・CEBC」等が挙げられる。また、H層を構成
する「耐熱性樹脂」と上述の低融点樹脂の組合せとして
は、動的加硫型熱可塑性エラストマー(TPV)が例示
できる。このものは、マトリックスとしてPP系樹脂を
用い、ドメインとしてのエラストマー成分として密度
0.902g/cm3以下のポリエチレン系樹脂やEP
Cを使用したもので、パーオキサイド系等の架橋剤を用
いて両者を溶融混合させながら主にエラストマー成分を
架橋させてゴム弾性を向上させ、結果として耐熱性も向
上したものである。一例としては、iPPとメタロセン
系触媒で重合された密度が0.87g/cm3以下のエ
チレン−αオレフィン(好ましくは1−ヘキセンまたは
1−オクテン)共重合体よりなるTPVが、押込回復性
や引裂強度及び耐突刺性等の向上の観点より好適に使用
される。
上記「耐熱性樹脂」の割合は、特に限定されないが、耐
熱層としての特性を発揮するためには、「耐熱性樹脂」
の割合は10〜90重量%であることが好ましく、更に
好ましくは30〜80重量%、最も好ましくは50〜7
0重量%である。その内、「耐熱性樹脂」のH層での含
有率を50〜10重量%にするとH層のモルフォルジー
において耐熱樹脂が島に、その他の樹脂が海の状態にな
り、引裂強度や耐突刺性は向上する傾向にある。また、
それとは逆に耐熱樹脂のH層での含有率を50〜90重
量%にすると耐熱樹脂が海に、その他の樹脂が島の状態
になり、熱シール性や透明性は向上する傾向にある。
ンワックス等を添加してもよい。本発明のフィルムは、
上記H層、S層と共に、中間層(I層)を設けることが
できる。I層には、密度0.865〜0.910g/c
m3のエチレン−αオレフィン共重合体がフィルムの引
裂強度や耐突刺性向上のために好適に使用される。好ま
しくはメタロセン系等のシングルサイト系触媒で重合さ
れたもので分子量分布(重量平均分子量/数平均分子
量)が3以下のものである。この場合T1よりも40℃
以上低いもの、好ましくは50℃以上低いもの、もっと
も好ましくは55℃以上低いものである。耐熱樹脂との
融点差を広くとることによりΔXtの値が小さくなり、
熱シール性や製膜性の安定性が増す傾向にある。
フィン共重合体のMIは0.5〜15が好ましく、S層
にEVA等のメルトテンションが比較的高い樹脂を用い
た場合には、メルトテンションが一般に小さなエチレン
−αオレフィン共重合体を用いることによって、押出量
を多くしてスケールアップを計ってもスケールの小さな
装置で製膜したフィルムと同様な特性のフィルムが得ら
れる傾向にある。
よく、一般にノニオン系界面活性剤の防曇剤をI層に対
し0.5〜5重量%添加される。具体例としては、ジグ
リセリン脂肪酸エステルをI層の樹脂に1〜3重量%添
加したものが挙げられる。また、I層にはミネラルオイ
ルやポリオレフィンワックス等の可塑剤、紫外線吸収
剤、ヒノキチオールやワサビ抽出物及びキトサン等の鮮
度保持剤等の添加剤を添加しても良い。
H/S、4層ではS/H/I/S、5層ではS/I/H
/I/S,S/H/I/H/S、7層ではS/I/H/
I/H/I/S,S/H/I/H/I/H/S等が挙げ
られる。多層フィルムのトータルの厚みはフィルムの取
り扱い性、ストレッチ性や引裂強度や突刺強度等の点よ
り一般には5μm〜30μm程度であり、好ましくは8
〜15μmである。
層は1層につき5〜45%、H層は1層につき10〜9
0%、I層は1層につき0〜80%である。S層の絶対
厚みは、防曇性及び光学特性より1μm以上であること
が好ましい。又、高速包装においても十分なシール強度
を発現させる為に、S層の厚みは3μm以下であり且つ
H層の厚みが2μm以上である場合が好ましい。
/H/I/SのようにH層をフィルムの芯層に配置する
構成は、突刺強度の大きなフィルムとなり、又S/H/
I/H/SのようにH層を複数に分け、その間にI層を
配置する構成は引裂強度の大きなフィルムとなる傾向に
ある。なお、フィルムのトリムロスなどのリサイクル樹
脂をH層やI層に添加することが出来る。この場合、フ
ィルムの透明性や引裂強度向上の観点よりH層に添加す
ることが好ましい。
立のため、フィルム全面に界面活性剤を塗布したり、フ
ィルム全面あるいはフィルム(製品)の端より所定幅
(包装機械のフィルム押えベルトに接触する部分)のみ
シリコーンオイル、あるいはそのエマルジョンを塗布
(片面につき0.3〜50mg/m2)してもよい。次
に本発明のフィルムの製造方法について述べる。
ダイキャスト、ダイレクトインフレーション(DI法と
略す)、ダブルバブルインフレーション(DB法と略
す)等のいずれの方法でも良く、その中で好ましい製造
方法は、DB法である。上記特性を有する本発明のフィ
ルムは、サーキュラー多層ダイより、ポリエチレン系樹
脂を含有する両スキン層(S層)と、融点(T1)が該
ポリエチレン系樹脂の融点(T2)よりも55℃以上高
いポリオレフィン系樹脂を含有する、少なくとも1層の
耐熱層(H層)とを含む少なくとも3層を溶融押出し、
急冷固化してチュ−ブ状原反を製造した後、該チューブ
状原反を、DSC法で測定されるチュ−ブ状原反全体で
の融解ピークのうち、T1−30℃より低い温度領域に
おける最高温のピーク温度であるT3(℃)以上の温度
に加熱し、且つT3〜T1の温度範囲で面積倍率2〜3
6倍に延伸する製法により、好適に得られる。特に、上
記特性を有する本発明のフィルムを得るためには、チュ
−ブ状原反の加熱温度、更には延伸温度のコントロール
が重要である。
に詳細に説明するが、本発明の製法はこれに限定される
ものではない。各層の樹脂組成物を別々の押出機で溶融
し、多層サーキュラーダイで合流積層化して押出する。
この積層体を冷媒により急冷固化しチューブ状原反とし
ロールで折り畳んで引き取る。この際、チューブ内に防
曇性や滑り性等の特性を向上させる目的で界面活性剤、
シリコーンオイル等を充填してもよい。必要に応じて、
この原反に電子線等のエネルギー線を照射して架橋処理
を施してもよい。次に原反にエアーを注入してチューブ
状にし2対の差動ニップロール間で原反を再加熱した
後、面積倍率2〜36倍にチューブラー延伸し、フィル
ムを冷却し2対のコンバージングロールで折り畳んだ後
ニップロールで引き取り、必要に応じてロールヒートセ
ット装置や熱風オーブン等を用いて熱処理を行い、最後
にフィルムを冷却した状態で巻き取ってフィルムを得
る。また、熱処理の後にコロナ放電処理等を行ってもよ
い。
い温度条件を実施例14実験No.44を例に取り具体
的に説明する。なお、以下に示す温度とは全てフィルム
の表面温度である。先ず実施例14実験No.44で
は、S層には融点が92℃で結晶化ピーク温度が73℃
のEVAを、H層には融点164℃のTPO3(BP
P)が20重量%と融点が156℃のSPO(エチレン
−プロピレンランダム共重合体)20重量%と融点が1
06℃のVL4(ポリエチレン系樹脂)30重量%と融
点が61℃で結晶化ピーク温度が42℃のVL2(ポリ
エチレン系樹脂)が30重量%を、I層には融点が99
℃のVL1(ポリエチレン系樹脂)を用いた。この場合
T1は164℃であり、T3は『T1−30℃=134
℃』以下の領域で最高温のピーク温度であるポリエチレ
ン系樹脂VL4の融点に起因する106℃である。
化する際は、『スキン層の主体樹脂の結晶化ピーク温度
以下の温度』、通常5〜75℃まで冷却することがフィ
ルムの光学特性および結晶性樹脂の結晶化抑制の為に好
ましい。実験No.44では積層体を、EVAの結晶化
ピーク温度である73℃以下の温度の30℃に急冷固化
した。
再加熱する。通常加熱温度は100〜150℃くらいで
あり、この温度は延伸開始温度、すなわちバブルのネッ
ク部の温度に相当する。実験No.44では「T3=1
06℃」以上の温度である130℃に加熱した。更に、
本発明において延伸温度は『T1〜T3の間の温度』と
するのが好ましい。延伸温度がこの温度範囲において設
定されたXchとΔXtより本発明の好ましい物性を持
つフィルムを容易に得ることが可能であり、さらに延伸
安定性を達成し、且つストレッチ性、引裂強度、押込回
復性等の特性を付与することができる。なお延伸温度は
延伸時に変形速度が最大である部位の温度をとる。本発
明の実施例においては延伸ゾーンにおけるバブルのネッ
ク部(横方向の延伸開始点)と延伸終了部の中間位置の
フィルム表面温度がそれに該当した。
0℃程度で、実験No.44では「T1〜T3=164
〜106℃」の温度範囲のうち120℃で縦方向と横方
向にそれぞれ3倍に延伸した。尚、ここでの延伸倍率は
通常面積倍率で2〜36倍である。延伸倍率が2倍未満
であるとフィルムの厚み斑が大きくなる傾向にあり、延
伸倍率が36倍よりも大きいと原反シートが厚くなっ
て、温度コントロールが困難になり、やはりフィルムの
厚み斑が大きくなる傾向にある。
以下、好ましくは35℃以下、さらに好ましくは30℃
以下に冷却して延伸を終了させ引き取る。実験No.4
4では20℃に冷却した後に折り畳んで引き取った。そ
の後熱処理を行う場合には、熱処理温度を「室温+10
℃」〜T2の範囲とするのが好ましい。室温+10℃未
満の温度では熱処理の目的である寸法安定性を付与出来
ず、又、T2以下で行わないとフィルムは融着する恐れ
がある。熱風オーブン等で緩和熱処理を行う場合には熱
処理温度を45〜75℃程度にして緩和率を縦方向、及
び横方向にそれぞれ−10〜30%とするのが一般的で
ある。実験No.44では、熱風オーブン熱処理装置で
熱処理温度をT2(92℃)以下の温度である60℃で
緩和率を縦方向と横方向それぞれ2%にとって緩和熱処
理を行った。
℃以下であり、好ましくは35℃以下、さらに好ましく
は30℃以下である。ここで45℃というのは巻取り時
にフィルム同士がブロッキングしたり、縦方向に伸びて
しまったりするのを防ぐためである。実験No.44で
は20℃に冷却して巻き取った。ここで、後述する評価
方法における「製膜性の結果」はフィルムの「熱シール
性の結果」とよく一致した。すなわち、延伸製膜時の延
伸バブルの安定性は、Xchは2%以上でΔXtは4.
5%以下であることが好ましい。さらに好ましくはXc
hは4%以上でΔXtは2%以下であり、最も好ましく
はXchは5%以上でΔXtは1%以下である。
明においてDB法の方がDI法に比べ優れる点が幾つか
挙げられる。先ずダイより樹脂を溶融したままの状態で
バブルを形成するDI法に比べ、DB法では溶融押出し
たチューブ状原反を急冷固化し、なおかつ低温雰囲気で
延伸するため、ダイより樹脂を溶融したままの状態でバ
ブルを形成するDI法よりもメルトテンションが小さい
樹脂を用いることができメリットがある。
るためにDI法よりも厚み斑の少ないフィルムを安定的
に生産することができ、また、DI法では困難である1
0μm以下の極薄フィルムも安定的に得ることができ
る。更に、一般に融点150℃以上のPP系樹脂は空冷
式DI法では透明フィルムを得るのは困難で、水冷式D
I法では横倍率を広く取れない傾向にある。ここで前述
したリアクターTPO等の平均分散径が1μm以下のE
PCが高濃度にあるものは、空冷式DI法でも比較的透
明なフィルムを得るのが可能であるが、この場合でもリ
アクターTPOのMFRは約10以下でないとフィルム
の溶融張力が不足し、DI法は困難となる。
選択が広くとれ、樹脂の結晶化度や分子量や延伸温度や
冷却条件を変えることによりフィルムの配向度を変え、
結果としてフィルムの物性を容易に調節することができ
る点で好ましい。本発明に用いた測定方法及び評価方法
は次の通りである。先ずフィルム物性の測定法について
示す。 (1)T1、T2、T3 測定は示差走査熱量計(DSC)としてパーキンエルマ
ー社製DSC−7を使用しJIS−K7121に準拠し
た。詳細には測定用サンプルをT1、T2についてはフ
ィルムより、T3についてはチューブ状原反より約10
mg切り出しDSC装置にセットして−10℃で1分保
持した後、昇温速度を10℃/分で200℃まで昇温し
てフィルム全体で最も高温側の融解ピークのピーク温度
をT1(℃)とし、S層において最も割合の多い樹脂に
由来するピークのうち最も高温側の融解ピークのピーク
温度をT2(℃)として、フィルム全体の融解プロファ
イルのうち『T1−30℃』より低い温度領域において
最も高温側の融解ピークのピーク温度をT3(℃)とし
た。
計算した融解ピーク部分の結晶量が1.0%未満の場合
は、該融解ピークは融解ピークとみなさないものとす
る。 (2)Xch ここでいうXch(%)とはH層のうちの『T2+20
℃』以上の温度領域において融解する結晶量である。フ
ィルム全層の内で後述する特定温度より高温領域におい
て融解する結晶量(Xct)よりXchは計算される。
層のうちの『T2+20℃』以上の温度領域において融
解する結晶量であり、T1、T2を求めた場合と同様な
方法でフィルムの融解プロファイルを得て、その内『T
2+20℃』以上の温度領域の融解熱量をJ(J/g)
を求め、それに対応する樹脂の理論結晶融解熱量をH
(J/g)として次式より求めた。
定2版”,p836−841,丸善株式会社(197
3)を参考にした。なお、代表的樹脂の理論融解熱量に
ついては、ポリプロピレン樹脂=219.9J/g、ポ
リエチレン樹脂=289.6J/g、ポリブテン−1樹
脂(Forml)=125.4J/gであり、各ランダ
ム共重合体の場合は共重合体中の最も多いモノマー単位
の樹脂の理論融解熱量を用いて計算し、ブロック共重合
体については各結晶成分のうち最高融点成分の樹脂の理
論融解熱量を用いて計算した。
℃』とした上で求めたXct(%)をXct<T2+2
0℃>(%)、H層の厚み比をTh(%)としたとき、
以下の式で定義する。 Xch=Xct<T2+20℃>/(Th/100) (4) フィルムの融解ピークプロファイルの一例を示す図4に
おいては『T2+20℃』より高温領域に基づく融解熱
量はB1とB2で示される斜線領域の融解熱量である。 (3)ΔXt ここでいうΔXt(%)とは上述のXctにおいて特定
温度を『T2+55℃』としたときのXctと、特定温
度を『T2+20℃』としたときのXctとの差であ
る。
を示す図4においてはA1とA2で示される白丸領域の
融解熱量より算出された融解結晶量がΔXtに相当す
る。 (4)伸び率 ここでいう伸び率とは、フィルムの縦方向拘束時の横方
向の破断伸びである。フィルムの縦方向、横方向に7c
m×7cmのフィルム試片を切り出し、チャック間距離
が縦方向及び横方向共に50mmに調整した東洋精機社
製の二軸ストレッチャーに取り付けた。尚、二軸ストレ
ッチャーのチャックの縦方向及び横方向にはそれぞれス
トレインゲージを取り付け、アンプ及びレコーダーに接
続した。測定はフィルムの横方向にのみ引張速度10m
/min.(歪み速度333%/sec.)で引張り、
フィルムが破断したときの伸び率(%)を求めた。測定
温度は23℃であった。
トレッチャーの荷重検出はサンプルの幅方向の中心部1
0mm幅のチャックで応力を検出した。従って、フィル
ムの装着時の皺・たるみに起因して測定時の引張開始時
に荷重が直ちに応答しないことがある。その場合、S−
S曲線の立ち上がり部分に接線を引き、その接線と応力
=0の直線との交点を引張開始点(歪み=0)とした。 (5)伸び荷重 ここでいう伸び荷重とは、フィルムの縦方向拘束時の横
方向の50%及び100%伸び荷重をいう。測定条件は
上述の伸び率に準じ、伸びが50%及び100%に達し
た際の横方向の荷重値を縦方向10mmあたりに換算し
たフィルムの縦方向拘束時の横方向の50%伸び荷重
(g/cm幅)とした。
伸びが50%のところまでS−S曲線を外捜し、値を求
めそれを50%伸び荷重として記述した。また、破断伸
びが80%以上100%未満の場合は伸びが100%の
ところまでS−S曲線を外捜し、値を求めそれを100
%伸び荷重として記述した。その場合、表中の伸び荷重
欄には数値を( )で示した。 (6)熱収縮率 100mm角のフィルム試料を『T2−10』(℃)に
設定した恒温槽に入れ、自由に収縮する状態で5分間熱
処理した後、フィルムの収縮量を求め、元の寸法で割っ
た値の100分比で表した。縦、横方向の熱収縮率の平
均値をフィルムの熱収縮率とした。 (7)引裂強度 JIS−K−7128に準じて、東洋精機社製軽荷重引
裂強度試験機を用いて、フィルムの縦方向と横方向各々
について測定し、これを引裂強度(g)とした。なお、
通常引裂強度は目盛が20〜60の範囲になる様な測定
レンジで測定するが、本発明においては引き裂く速度を
一緒にする為に引き裂けない場合を除いて測定レンジは
100gにした。表中には引裂強度を(縦方向の引裂強
度)/(横方向の引裂強度)で表し、フィルムの配向異
方性により斜め方向に引裂かれた場合、及び途中で引裂
が止まった場合はNBと表記した。
する。 (8)延伸温度 延伸ゾーンに温度勾配がある場合、変形速度が最大であ
る部位のフィルム表面温度を延伸温度とする。本発明の
実施例においては、延伸ゾーンにおけるバブルのネック
部(横方向の延伸開始点)と延伸終了部との中間位置の
フィルム表面温度を接触式デジタル温度計にて計測し、
これを延伸温度(℃)とした。 (9)製膜性 ・評価方法 評価は、空気を注入してバブルを形成する時に片膨れ等
が発生せずに容易にバブルを形成出来るかとバブルの首
が揺れずに安定しているかを目視評価した。 ・評価基準 評価尺度 記号 備考 バブルは非常に安定。 ◎ 安定製膜が可能で特に好ましい 首が多少揺れる。 ○ 以上が合格レベル バブルは不安定。 △ バブルの形成が困難 × 次に包装適性の測定法について示す。 (10)破れ ・評価方法 フィルム幅330mmのフィルムを用いて200gの粘
土を載せた中央化学社製の発泡トレー(C−27(通称
サンマトレー):330×98×12(mm))を15
パック/分で200個ハンド包装した時、フィルム破れ
が生じたものの個数を数えた。 ・評価基準 評価尺度 記号 備考 破れの個数=0 ◎ 特に好ましいもの 破れの個数=1 ○ 実用上問題無いレベル 破れの個数=2 △ 破れが気になるレベル 破れの個数≧3 × 商品としての価値無し (11)変形 ・評価方法 フィルム幅330mmのフィルムを用いて200gの粘
土を載せた中央化学社製の下記の発泡トレーを15パッ
ク/分でハンド包装し、包装終了後のトレーの変形具合
を観察した。
(mm)最も変形しやすい SK−25F:148×120×33(mm)上下の中
間 CTF150−125F:148×125×30(m
m)最も変形しにくい ・評価基準 評価尺度 記号 備考 3種のトレーとも変形が無かったもの ◎ 特に好ましいもの 2種のトレーで変形が無いもの ○ 以上合格レベル 2種のトレーで変形したもの △ 特定用途にしか利用出来ない 3種のトレーとも変形したもの × 商品価値の無いもの (12)仕上がり ・評価方法 フィルム幅330mmのフィルムを用いて200gの粘
土を載せた中央化学社製の下記の発泡トレーを15パッ
ク/分でハンド包装し、包装終了後のフィルムの皺の有
無を観察した。
最も包装しにくい C−12:281×131×22(mm) 上下の中間 SK−25F:148×120×30(mm)最も包装
しやすい ・評価基準 評価尺度 記号 備考 3種のトレーとも皺無く包装できたもの ◎ 特に好ましいもの 2種のトレーで皺無く包装できたもの ○ 以上合格レベル 2種のトレーで皺が残ったもの △ 特定用途にしか利用出来ない 3種のトレーとも皺が残ったもの × 商品価値の無いもの (13)ストレッチ性 ・評価方法 上記(10)破れ、(11)変形、(12)仕上がりの
各項目の結果を総合評価してストレッチ性とした。・評
価基準 評価尺度 記号 備考 全項目について評価記号が「◎」のもの ◎ ハンド包装に最適なもの 1つあるいは2つの項目で「○」または 「△」があるが他の項目は「◎」または 「○」であるもの ○ 以上合格レベル 全項目について評価記号が「△」のもの △ 丁寧に包装すれば実用に供す ることが出来る 「×」を1つでも含むもの × 実用には供せない (14)熱シール性 ・評価方法 PP製のトレーにそれぞれ50g、100g及び200
gの粘土を載せて、これをフィルムで包んだ。この場
合、トレーの底ではフィルムが1枚の部分、2重に重な
る部分、3枚に重なる部分、5枚に重なる部分ができる
様に包んだ。T2+20℃〜T2+80℃において10
℃刻みの温度に設定しておいた熱板にトレーの底の部分
を1秒及び2秒の時間接触させた後、ヒートシールの状
態を観察した。5枚重なる部分でも完全にシールされて
おり、また、1枚の部分でも穴が開かないものを合格と
した。上述の測定条件を組み合わせると42条件とな
り、このうち合格した条件の割合を合格率(%)とし
た。 ・評価基準 評価尺度 記号 備考 合格率≧70% ◎ 熱シール性に優れる 70%>合格率≧55% ○ 以上合格レベル 55%>合格率≧40% △ 実用上最低許容レベル 40%>合格率 × 商品価値無し (15)ハンド包装性・評価方法 以上(13)ストレッチ性と(14)熱シール性の両項
目の結果を総合評価してハンド包装適性とした。 ・評価基準 評価尺度 記号 備考 両項目について評価「◎」のもの ◎ ハンド包装性に優れる 1つは「◎」か「○」で、もう1つ が「△」のもの ○ 以上合格レベル 両項目について評価「△」のもの △ 丁寧に作業すれば利用可能 1つでも「×」を含むもの × 実用上不適 (16)カット性 ・評価方法 フジキカイ社製A−18X自動包装機にて300mm、
330mm、350mm、380mm、400mm、4
30mm、450mm、480mm、500mmのフィ
ルム幅のフィルムをそれぞれ繰り出して、2山の標準カ
ット刃でカットできた最大幅W(mm)を測定した。 ・評価基準 評価尺度 記号 備考 W≧450(mm) ◎ カット性に優れる 350≦W<450(mm) ○ 以上合格レベル 300≦W<350(mm) △ 最低許容レベル W<300(mm) × 商品価値無し (17)耐突刺性 ・評価方法 農林規格第10条に準じて、フィルムを伸長せずに内寸
法で125mm×125mmの枠に固定しその中心部に
直径1.0mm、先端形状0.5mmRの針を50mm
/分の速度で突刺し、針がフィルムに接触してから貫通
するまでの移動距離d(mm)を測定し、その値を評価
した。 ・評価基準 評価尺度 記号 備考 d≧25 ◎ 耐突刺性に優れる。突起のある商品でもフィルム が破れることなく包装出来る。 25>d≧20 ○ 以上合格レベル 20>d≧15 △ 市場の要求に対しやや不満足 15>d × 実用には不適 次に包装後の実用適性の測定方法について述べる。 (18)透明性 ・評価方法 ASTM D1003に準拠してフィルムのHAZE
(%)を測定した。 ・評価基準 評価尺度 記号 備考 HAZE≦1.5 ◎ 透明性に優れる 1.5<HAZE≦2.5 ○ 以上合格レベル 2.5<HAZE≦4.0 △ フィルムの白さが気になるレベル 4.0<HAZE × 実用上不適 (19)押込回復性 押込回復性とは、被包装物をトレーに載せてフィルムで
包装した包装体を消費者が手に取って商品を確認しよう
としてトレー上面のフィルムに指等を押し込んでもその
跡が残らずに変形を解消しよとする特性である。 ・評価方法 23℃で65%RHの雰囲気下で、フィルムサンプルを
縦方向に2%、横方向に10%伸長した状態で内寸法1
25mm×125mmの枠に張り、直径が15mmで先
端のRが7.5mmである押込み棒で1000mm/m
in.の速度でフィルムの垂直方向に所定量押込み、2
分経過後、同速度で抜き取る。抜き終わった時点より3
0分以内に完全に押込跡が消える押込量L(mm)を求
めた。 ・評価基準 評価基準 記号 備考 L≧30 ◎ 押込回復性に優れる 30>L≧25 ○ 以上合格レベル 25>L≧20 △ 市場の要求に対しやや不満足 20>L × 回復性が無く実用には不適 (20)防曇性 ・評価方法 豚スライス肉200gを中央化学社製PSPトレーFS
−B5に載せ、フィルムで包んで、5℃前後のオープン
ショーケースに2日間陳列し、その後観察した。 ・評価基準 評価尺度 記号 備考 水膜が均一で内容物が奇麗に見えるもの ◎ 防曇性に優れる 大きな水滴がいくつかあるが内容物が奇 麗に見えるもの ○ 以上合格レベル 水滴で内容物が歪んで見えるもの △ 特定商品であれば利用可能 フィルムが真っ白で内容物がみえないもの × 実用には不適 (21)光沢 JIS K7105に準拠してフィルムの60度強度光
沢をGLOSS(%)として測定した。
本発明を具体的に説明する。まず、本実施例及び比較例
で用いた樹脂を以下に示す。 ・TPO1:プロピレン重合体(iPP)とエチレン−
プロピレン共重合体(EPC)のブロック共重合体[密
度=0.88g/cm3、MFR=30g/10分、融
点=164℃、エチレン−プロピレン共重合体の平均分
散径<1μm(Montell−JPO社製「KS−0
84P」)] ・TPO2:TPO1のMFRを0.8としたもの[密
度=0.88g/cm3MFR=0.8g/10分、融
点=164℃、]EPCの平均分散径<1μm(Mon
tell−JPO社製「KS−081P」)] ・TPO3:TPO1のMFRを10としたもの[密度
=0.88g/cm3、MFR=10g/10分、融点
=164℃、EPCの平均分散径<1μm] ・TPO4:TPO1とTPO2をブレンドすることに
よりMFRを10としたもの[密度=0.88g/cm
3、MFR=10g/10分、融点=164℃、EPC
の分散径<1μm] ・TPO5:プロピレン重合体とEPCのブロック共重
合体[密度=0.89g/cm3、MFR=2.5g/
10分、融点=157℃(出光石油化学社製「E−26
40」)] ・TPO6:プロピレン重合体[密度=0.89g/c
m3、MFR=2.5g/10分、融点=156℃(出
光石油化学社製「E−2600」)] ・TPO7:プロピレン重合体[密度=0.89g/c
m3、MFR=2.5g/10分、融点=159℃(出
光石油化学社製「E−2800」)] のMFRを75としたもの。 ・TPO8:プロピレン重合体とEPCのブロック共重
合体[密度=0.89g/cm3、MFR=7g/10
分、融点=162℃(チッソ社製「NEWCON NF
2106)] ・SPO:プロピレン−エチレンランダム共重合体(エ
チレン=0.6重量%)とプロピレン−ブテン−1共重
合体(宇部レキセン社「UT2780」)とのコンパウ
ンド品[プロピレン系重合体=70重量%、プロピレン
−ブテン−1共重合体=30重量%、融点156℃、M
FR=6] ・BPP:プロピレン−エチレンブロックコポリマー
[密度0.9g/cm3、MFR=12g/10分、融
点=165℃、(日本ポリオレフィン社製「PM881
X」)] ・PP:イソタクチックポリプロピレン[密度0.9g
/cm3、MFR=9g/10分、融点=161℃、
(日本ポリオレフィン社製「PF701S」)] ・RPP1:プロピレン−エチレンランダム共重合体
[密度0.9g/cm3、MFR=1g/10分、融点
=150℃、(日本ポリオレフィン社製「EG11
0」)] ・RPP2:プロピレン−エチレンランダム共重合体
[密度0.9g/cm3、MFR=1g/10分、融点
=142℃、(日本ポリオレフィン社製「FG11
0」)] ・PB:ブテン−1−プロピレン共重合体[MI=2.
0g/10分、融点74℃(三井化学社製「タフマーB
L2281」)] ・PB2:ブテン−1−プロピレン共重合体[MI=
1.0g/10分、融点71℃(三井化学社製「タフマ
ーBL2181」)] ・EVA1:エチレン−酢酸ビニル共重合体[酢酸ビニ
ル含量=15重量%、MI=6g/10分、融点92
℃、結晶化温度73℃]に防曇剤としてグリセリンオレ
ートを2重量%添加したもの。 ・EVA2:EVA1のMIを2.2g/10分とした
もの[酢酸ビニル含量=15重量%、MI=2.2g/
10分、融点92℃、結晶化温度74℃(日本ユニカー
社製「NUC−3758」)]に防曇剤としてグリセリ
ンオレートを2重量%添加したもの。 ・VL1:エチレン−オクテン−1共重合体[オクテン
−1含量:12重量%、密度0.902g/cm3、M
I=1.0g/10分、融点=99℃(ダウケミカル社
製「PL1880」)] ・VL2:エチレン−オクテン−1共重合体[オクテン
−1含量:24重量%、密度0.87g/cm3、MI
=5.0g/10分、融点=61℃、結晶化温度42℃
(ダウケミカル社製「EG8200」)] ・VL3:エチレン−オクテン−1共重合体[オクテン
−1含量:2.0重量%、密度0.935g/cm3、
MI=2.5g/10分、融点=125℃、(ダウケミ
カル社製「HF1030」)] ・VL4:エチレン−オクテン−1共重合体[オクテン
−1含量:9.5重量%、密度0.908g/cm3、
MI=1.0g/10分、融点=106℃、(ダウケミ
カル社製「PL1840」)] ・VL5:エチレン−オクテン−1共重合体[オクテン
−1含量:20.0重量%,密度0.880g/c
m3、MI=18.0g/10分、融点=78℃、結晶
化温度58℃(ダウケミカル社製「HM1100」)] ・TPV:ポリプロピレンとエチレン−オクテン−1共
重合体の動的架橋型TPO[MFR=8g/10分、融
点=156℃、(旭化成工業社製「旭化成TPO GQ
910」)] ・TAF:エチレン−プロピレン共重合体[プロピレン
15mol%、密度0.87g/cm3、MFR=0.
7g/10分、融点=40℃、(三井石油化学社製「タ
フマーP0680」)] ・SB:水素添加スチレン−ブタジエン共重合体[スチ
レン12重量%、MFR=6.1g/10分(旭化成工
業社製「タフテックL507」)] ・A:シクロペンタジエンを主体とする石油樹脂の水素
添加品[軟化点(環球法)125℃、密度0.999g
/cm3(荒川化学社製「アルコンP125」)] ・HD:高密度ポリエチレン[密度0.954g/cm
3、MI=1.0g/10分、融点=133℃、(旭化
成工業社製「サンテックHD S360」)]
1(T2=92℃)を、H層(第3層)としてTPO3
(T1=164℃)を60重量%とPBを40重量%を
ブレンドしたものを、I層(第2層および第4層)とし
てはVL1を75重量%とTPO3を9重量%とPBを
6重量%とEVA1を10重量%をブレンドしたもの
を、S/I/H/I/S(厚み比=10%/25%/3
0%/25%/10%)の5層構造にサーキュラー多層
ダイ(リップ径:200mm、リップの開度1mm)よ
りチューブ状に押出した(押出量100Kg/時間)。
押出した積層体を20℃の冷水で冷却(フィルム表面温
度30℃)して折込み、厚さ100μmの原反を得た。
この時、チューブ内に35℃のオレイン酸ナトリウムの
8%水溶液を充填することによりチューブ状積層体の内
表面に塗布した。オレイン酸ナトリウムは製品ロールに
した状態で塗布しなかった面にも転写される。このとき
のオレイン酸ナトリウムの塗布量はフィルム全重量に対
し0.005重量%であった。
内部に空気を注入して、130℃に加熱して、10℃の
エアーで冷却しながら縦方向(TUR)に3.0倍、横
方向(BUR)に3.0倍にチューブラー延伸し、ロー
ル式デフレーターで折込み、デフレーターのメインピン
チロールに対する速度比が0.99の引取ロールで巻き
取った。このときの延伸開始点のフィルム表面温度は1
30℃、延伸温度は120℃、延伸終了点のフィルム表
面温度は20℃、引取ロールで巻き取った際のフィルム
表面温度は20℃であった。その後、熱風オーブン熱処
理装置で熱処理温度を60℃として緩和率を縦方向と横
方向それぞれ2%にとって緩和熱処理を行い、最後にフ
ィルムを20℃に冷却して巻き取った。またフィルム厚
みは11μmであった。
定法または評価法により各物性測定および評価を行っ
た。
験No.2を以下に示すように製膜して評価を行った。
表1に示す層構成及び樹脂構成で実験No.1と同様に
サーキュラー多層ダイ(リップ径:200mm、リップ
の開度1mm)よりチューブ状に押出した(押出量10
0Kg/時間)。押出した積層体を20℃の冷水で冷却
(フィルム表面温度30℃)して折込み、厚さ50μm
の原反を得た。この時、チューブ内に35℃のオレイン
酸ナトリウムの8%水溶液を充填することによりチュー
ブ状積層体の内表面に塗布した。このときのオレイン酸
ナトリウムの塗布量は、フィルム全重量に対し0.00
5重量%であった。次いで折り畳んだ原反を延伸機に送
り空気を注入して、60℃に加熱して、15℃のエアー
で冷却しながら縦方向(TUR)に2.5倍、横方向
(BUR)に4.3倍にチューブラー延伸し、ロール式
デフレーターで折込み、デフレーターのメインピンチロ
ールに対する速度比が0.90の引取ロールで巻き取っ
た。このときの延伸開始点のフィルム表面温度は50
℃、延伸温度は40℃、延伸終了点のフィルム表面温度
は20℃であった。その後、熱風オーブン熱処理装置で
熱処理温度を50℃として緩和率を縦方向24%、横方
向44%にとって緩和熱処理を行い、最後にフィルムを
20℃に冷却して巻き取った。フィルム厚みは11μm
であった。得られたフィルムについて実験No.1と同
じ評価を行った。
験No.2のフィルムの評価結果を表2に示す。表1を
用いて、本発明が従来技術に比較してハンド包装性に優
れていることを以下に説明する。表1において本発明の
フィルム(実施例1の実験No.1)は作業者の腕に負
担がかかることなく約1時間にわたり15個/分という
高速ハンド包装ができ、包装品も皺が無いものが得られ
上述した方法で評価したストレッチ性は「◎」であっ
た。これに対し従来のフィルム(比較例1の実験No.
2)では作業者の腕に負担がかかり、15個/分という
高速ハンド包装では20分も行えなかった。包装仕上が
りも皺が多く、又無理に引張って皺を取ろうとすると3
種のトレーとも変形したり破損するといった問題が頻発
し、ストレッチ性は「×」であった。以上のことから本
発明は従来技術に対してストレッチ性に優れていること
が分かる。
られる原因について図1を用いて説明する。図1及び図
2は本発明のフィルム(実施例1,実験No.1)と従
来技術のフィルム(比較例1,実験No.2)の横方向
の引張り試験時におけるフィルムの横方向のS−S曲線
である。図1に従来のストレッチ性の評価方法であるフ
ィルムを横方向に短冊状に切り出し引張る方法によって
求めたS−S曲線を示し、図2に本発明の評価方法、す
なわちフィルムの縦方向拘束したうえで引張る方法によ
って求めたS−S曲線を示した。なお、図1及び図2に
おいて本発明のフィルムのS−S曲線を実線で、従来技
術のフィルムのS−S曲線を点線で表した。
ムにはS−S特性に大きな差異が見られず、上述のハン
ド包装性の違いをうまく説明できない。それに対して、
本発明のストレッチ性の指標としてのフィルムの「縦方
向拘束時の伸び特性」は図2からも明らかなように、本
発明のフィルムは荷重が小さく且つ破断伸びが大きいの
に対して従来のフィルムでは荷重が大きく且つ破断伸び
が小さい。具体的な指標としての50%伸び荷重(g/
cm幅)/破断伸び(%)は順に本発明のフィルム(実
施例1の実験No.1)は170/140に対し、従来
技術のフィルム(比較例1の実験No.2)は同順に4
10/50であった。この様に上述の実際のハンド包装
の結果とよく対応し、従来のストレッチ性の目安として
の横方向に短冊状に切り出し引張る方法ではなく本発明
の如くフィルムの縦方向拘束時の横方向の伸び特性がス
トレッチ包装適性の指標としてふさわしいことが分か
る。
層構成及び樹脂構成を表3に示すように替えた他は実験
No.1と同じ実験を繰り返した(実験No.3〜実験
No.15)。なお、実験No.10および実験No.
12は3層構成である。また、実験No.5及び実験N
o.15は延伸開始点のフィルム表面温度は150℃、
延伸温度は140℃であった。また、実験No.4は延
伸倍率を縦方向(TUR)に4.0倍、横方向(BU
R)に3.1倍としてフィルム厚みを8μmとした。
の評価結果を表4に示す。又、以下に図3を用いて、本
発明のフィルムの縦方向拘束時の横方向の破断伸びが8
0%以上且つ50%伸び荷重が85g/cm幅〜250
g/cm幅であることの必要性について説明する。図3
はハンド包装において、フィルムの縦方向拘束時の横方
向の伸び特性とストレッチ性との関係を検討した実験図
であり、横軸(x)には縦方向拘束時の横方向の破断伸
び(%)を、縦軸(y)に縦方向拘束時の横方向の50
%伸び荷重(g/cm幅)をとって、表4に示す実験結
果(ストレッチ性)をフィルムの物性の関係でプロット
したものである。記号「○」はストレッチ性が「◎」ま
たは「○」であったもの、記号「×」はストレッチ性が
「×」であったものを表した。なお、「○」が本発明の
範囲である。
満足する領域を線で分離できることが分かる。xが80
未満の領域は破断伸びが小さいためにハンド包装時にフ
ィルムの破れが多発した。またyが250よりも大きい
領域は伸び荷重が大きいためにハンド包装時にトレーの
変形が多発する。さらにyが85未満の領域は図5の
(ウ)の工程において被包装物上面の皺をフィルムを引
張って取り除こうとしても皺を除去しきれずに包装仕上
がりが悪くなった。以上のことから図3の実線で囲まれ
た80≦xかつ85≦y≦250の領域はストレッチ性
を満足する領域であることが分かる。
ィルムにおいて良好なストレッチ性と熱シール性を併せ
持つフィルムのXchは2〜18%であった。また、前
述のようにXchは製膜性の目安となり、表4において
Xchが2%以上である本発明のフィルムは製膜性が全
て「△」以上であった。
延伸条件を表5に示すように替えた他は実験No.1と
同じ実験を繰り返した(実験No.16)。実験No.
16及び実験No.1のフィルムの評価結果を表6にま
とめて示す。表6より明らかな通り、実験No.1及び
実験No.15のフィルムはいずれも熱シール性が全て
「○」以上であった。
用いた実験No.1は熱シール性や製膜性が「◎」であ
るのに対し、S層に融点が99℃であるVL1を用いた
実験No.16は熱シール性や製膜性がやや劣り「○」
であった。従ってT2は95℃以下であることがより好
ましいことがわかる。
熱樹脂を融点が156℃のSPOに(実験No.1
7)、また、H層の耐熱樹脂を融点が150℃のRPP
1(実験No.18)に替えた他は実施例1と同様な操
作を繰り返した(以上実施例)。又表7に示すように、
H層の耐熱樹脂を融点が142℃のRPP2(実験N
o.19)に替えた他は実施例1と同様な操作を繰り返
した(以上比較例)。
No.1のフィルムの評価結果を表8にまとめて示す。
以下に本発明において耐熱樹脂の融点(T1)が『T2
+55℃』以上であることの必要性について説明する。
表8において、『T2+55℃』である147℃よりも
高い融点の耐熱樹脂を用いた本発明のフィルムは熱シー
ル性及び製膜性が「△」以上であった。
PP2を用いた実験No.19は耐熱不足気味になり熱
シール性に劣りまた製膜時のバブルの形成が困難であっ
た。以上のことより本発明においてはT1は『T2+5
5℃』以上である必要性が分かる。また、H層に融点1
64℃であるTPO3を用いた実験No.1のフィルム
は、融点がT2+72℃であり、熱シール性に特に優
れ、製膜時のバブルの形成が容易で且つ長時間安定して
いた。
トマー的樹脂であるTPO3を使用しているのに対し、
実験No.17ではプロピレンとエチレンとのランダム
共重合体同士のコンパウンド品であるSPOを用いてい
る為に、押込回復性は実験No.1に比べ劣っていた。
み比率)を替えた他は実施例1と同様な操作を繰り返し
た(実験No.20及び21)。また、S層の押出機と
I層の押出機にも全てH層の樹脂を投入し実験No.1
と同様の条件で溶融押出し、フィルム厚みが11μmの
H層単層フィルムを得た(実験No.22)。
剤としてグリセリンオレートを2wt%添加したもの
で、I層の押出機に投入した樹脂は防曇剤としてグリセ
リンオレートを0.2wt%添加することによりフィル
ム中の防曇剤量および存在分布は実験No.1のフィル
ムと同一になるようにした。実験No.20〜実験N
o.22と実験No.1のフィルムの評価結果を表10
にまとめて示す。以下に本発明においてS層を両表面に
設け、少なくとも3層以上の多層構成である必要性につ
いて説明する。
ル性は全て「△」以上であった。これに対しS層を設け
ずにH層単層とした実験No.22のフィルムは熱シー
ル性はいずれの条件でも熱シールが出来る条件は殆ど無
く、さらに透明性もHAZEが20%と劣っていた。以
上のことより本発明において熱シール性及び透明性の観
点よりS層を両表面に設け、少なくとも3層以上の多層
構成である必要性が分かる。
21のフィルムを比較すると、スキン層(S層)の厚み
比率が大きい実験No.20のフィルムはHAZEが
1.5%と透明性に優れるが、熱シール性、特に1秒と
いう短時間での熱シール性に劣っていた。先ず実験N
o.20のフィルムが透明性に優れる要因としては、H
層とS層との界面がフィルム表面から3.9μmと大き
く表面の粗れが小さい(中心線平均粗さで0.04μ
m)のに対して実験No.21では2.2μmしか無い
ためにH層とS層との界面粗れがフィルムの表面まで影
響して(中心線平均粗さで0.06μm)HAZEは
1.9%であった。
層)が薄い程融解させるに必要な熱量が少なくて済み有
利と考えられ、従って実験No.21のフィルムの方が
実験No.19よりも熱シール性に優れていたと考えら
れる。この現象は、層厚み比を同じにしてフィルム全体
の厚みを薄くした場合にも当てはまることが実験で確認
されている。
No.1と実験No.20を比較すると耐突刺性は実験
No.1の方が優れ、引裂強度は実験No.21の方が
優れていた。
件を表11に示すように替えた他は実験No.1と同じ
実験を繰り返した(実験No.23〜実験No.2
9)。なお、延伸倍率は縦方向(TUR)に3.7倍、
横方向(BUR)に3.0倍としてフィルム厚みを9μ
mとした。
25,実験No.26,実験No.28は125℃の融
点を持つVL3をI層にブレンドして、Xchは固定し
た状態でΔXtのみを変化させ、実験No.24,実験
No.27,実験No.29はVL3をI層及び/また
はH層にブレンドして、XchとΔXtを変化させた。
また実験No.23〜実験No.29において、延伸開
始点のフィルム表面温度を150℃、延伸温度を140
℃とした。
No.1のフィルムの評価結果を表12にまとめて示
す。本発明において熱シール性や製膜性(フィルム厚み
の均一性)の観点より好ましいフィルムがΔXt≦4.
5%であることを説明する。表12によりΔXtが4.
5%以下の本発明のフィルムは熱シール性と製膜性が
「○」以上であった。
フィルムは熱シール性と製膜性が「△」であり又出来た
フィルムは厚み斑が目立った。ΔXtの値が大きい程、
シール温度範囲でのフィルムの融解によるフィルムの粘
度変化が大きくなるため、フィルムに与えられた熱量の
バラツキに対して、シール部位におけるフィルム粘度が
バラつき、シール性は不安定になる傾向になる為と考え
られる。またΔXtが4.5%より大きいフィルムは同
一トレーのシール面において場所により、穴があいたり
あるいはシール不足であったりとシール性の不安定度は
増し、高速包装でのシールレンジが結果的に狭くなる傾
向にあった。
観点よりΔXtは4.5%以下が好ましいことが分か
る。H層のPBを無添加とした実験No.29はHAZ
Eが18%となり、不透明なフィルムとなった。
13に示すように替えた他は実験No.1と同じ実験を
繰り返した(実験No.30〜実験No.32)。実験
No.30〜実験No.32と実験No.1のフィルム
の評価結果を表14にまとめて示す。以下にH層におい
てH層中の柔軟成分の量とその分散径がフィルムの引裂
強度、ストレッチ性、透明性、耐突刺性、押込回復性に
及ぼす影響について説明する。
樹脂がリアクターTPOであるTPO3でありEPCが
均一に且つサブミクロンオーダーで分散し且つ60重量
%含まれている(従ってH層中では36重量%)のに対
し、実験No.30が柔軟成分が含まれていないもの、
実験No.31は実験No.30に柔軟成分として密度
が0.87g/cm3のエチレン−プロピレン共重合体
であるTAFを5重量%H層に機械的にブレンドして分
散径が1〜20μ程度に分散させたものである。実験N
o.1、実験No.30及び実験No.31の比較にお
いて、H層中の柔軟成分を多く含むほど引裂強度、スト
レッチ性、耐突刺性、押込回復性に優れることが分か
る。
H層のPPとエチレン−プロピレン共重合体であるTA
Fとを重合装置内でEPCとiPPとをアロイ化したB
PPに替えたものである。尚BPP中のEPCの分散径
は数μm程度であった。実験No.32のフィルムは実
験No.31のフィルムに比べ透明性、耐突刺性、押込
回復性は向上したが引裂強度がやや悪化した。なお、押
込回復性について、実験No.31においては回復押込
量Lが25mmであったのに対し、実験No.32は回
復押込量Lが29mmであった。
のEPCの含量が40%以上で且つEPCの平均分散径
が1μm以下であるリアクターTPOであることが好ま
しいことが分かる。
5に示す層構成及び樹脂構成のフィルムをダイレクトイ
ンフレーション(DI法)により製膜した。先ず、実験
No.1と同じ5層構造にサーキュラー多層ダイ(リッ
プ径:200mm、リップの開度1mm)より押出して
(押出量100kg/時間)チューブ状の積層体内を形
成し、その中にエアーを入れ積層体の外側に設置したエ
アーリングから30℃のエアーを吹き付けながら横方向
延伸倍率(BUR)を5.0倍にとり、厚みが11μm
のフィルムを得た。このときの延伸開始点のフィルム表
面温度は205℃であり、延伸温度は180℃であり、
延伸終了点のフィルム表面温度は50℃であった。
のフィルムは非常に伸び易いものであるが、その分機械
包装時のカット性が「△」とDB法の「◎」と比べ悪く
なっている。またフィルムの配向が無さ過ぎるため伸び
荷重がかなり低く、その上、50%伸び荷重と100%
伸び荷重の大小関係より明らかなようにネッキングが生
じていることも相まって被包装物上面におけるフィルム
の皺も完全に除去しにくく仕上がりが「△」となってい
る。さらにフィルムの配向が無さ過ぎることによる押込
回復性の不足が顕在化し「△」となっており、フィルム
の厚み斑は目立っており製膜性は「△」であった。
法の様に樹脂に多少でも延伸配向を掛けることが好まし
いことが分かる。なお、H層にSBをブレンドした実験
No.34は、実験No.33に比べて、押込回復性が
「〇」と改善されていた。また、DB法のフィルムが厚
み9μmのフィルムを得られるのに対してDI法のフィ
ルムは厚み9μmのフィルムは得ることが出来なかっ
た。さらに、フィルムの透明性も「△」とやや劣ってい
た。なお、DI法で得られた実験No.34及び実験N
o.33のフィルムのT2−10℃における熱収縮率は
2%であった。これに対しDB法で且つT3〜T1の延
伸温度で延伸された実験No.3〜実験No.33及び
実験No.35〜実験No.50のT2−10℃におけ
る熱収縮率は3〜20%の範囲であった。
示す耐熱樹脂とすることで耐熱性樹脂のMFRを替え
(実験No.35〜実験No.38)、更に、実験N
o.38では実験No.1のS層の樹脂を表17に示す
樹脂とすることで、MIを替えた他は実験No.1と同
じ実験を繰り返した。なお、延伸倍率は縦方向(TU
R)に4.0倍、横方向(BUR)に3.1倍としてフ
ィルム厚みを8μmとした。
o.1のフィルムの評価結果を表18にまとめて示す。
以下に本発明において使用する耐熱樹脂のMFRが最終
フィルム物性に与える影響を説明する。まず、表18よ
り耐熱樹脂のMFRを0.8〜30とした本発明のフィ
ルムやS層の樹脂のMIを2.2〜6とした本発明のフ
ィルムはストレッチ性や製膜性が「○」以上であった。
0)よりMFRを0.8のTPO2に変えた実験No.
33は実験No.1より若干伸び難くなった結果、やや
包装時のフィルム破れやトレー変形が起こり易くなって
「○」となった。また引裂強度も若干弱くなった。ま
た、実験No.1におけるTPO3(MFR10)より
MFRを30のTPO1に変えた実験No.36は実験
No.1より若干伸び易くなった結果、やや包装時にフ
ィルムに皺が生じ易くなり仕上がりが「○」となった。
一方、引裂強度は強くなった。但し、延伸製膜時にフィ
ルムの粘度が低下したため、製膜性が「○」となり若干
フィルム厚み斑が大きくなった。
15であることが好ましいことが分かる。2種の異なる
MFRのTPOを混合して、TPO3と同じMFRにし
たTPO4を用いた実験No.37は実験No.1と比
べ伸び易くなっており、引裂強度も若干大きくなった。
また、透明性も良くなった。この理由はよく分からない
が分子量分布が広くなったことによる効果と考えられ
る。
に与える影響を説明する。表18においてS層にMIが
6のEVA1を用いた実験No.37とMIが2.2の
EVA2を用いた実験No.38とを比較すると、実験
No.38のフィルムは伸び率が小さく且つ伸び荷重が
大きくなって、実験No.37のフィルムに比べ伸びに
くいフィルムとなった。
60%とPBが40%であるのに対して、更に密度が
0.87g/cm3以下のエチレン−αオレフィン共重
合体をブレンドして、TPO3が60%とPBが20%
とVL2が20%に替えた他は実施例1と同様な操作を
繰り返してフィルムを得た(実験No.39)。又、H
層の樹脂構成をBPPが20%でPBが40%とVL2
が40%に替えた他は実施例1と同様な操作を繰り返し
てフィルムを得た(実験No.40)。
性、包装適性は実施例1のフィルムと同等であったが、
H層にエラストマー成分としてエチレン−αオレフィン
共重合体のVL2をブレンドしている為に、押込回復性
の試験において回復時間が実施例1のフィルムよりも早
く、又0℃以下で押込回復性を測定しても23℃の場合
と全く変わらなかった。
構成とした他は実験No.1と同様な操作を繰り返した
(実験No.41)。実験No.1はリサイクル樹脂を
I層に添加した場合に相当し、実験No.41はリサイ
クル樹脂をH層に添加した場合に相当する。実験No.
1のフィルムの横方向の引裂強度が15gであるのに比
べ、実験No.39のフィルムは25gとなり引裂強度
が向上した。また、実験No.1のフィルムのHAZE
が1.5%であるのに対して実験No.39のフィルム
は1.2%となり、フィルムの透明性が向上した。その
他の物性は同等であった。
あるAをブレンドして、H層の樹脂構成をTPO3が6
0%とPBが30%とAが10%に替えた他は実験N
o.1と同様な操作を繰り返した(実験No.42)。
このフィルムは、製膜性、フィルム物性、包装適性は実
験No.1のフィルムと同等であったが、フィルムに光
沢があり又引裂強度が大きくなった。具体的な数字を示
せば、フィルムのGLOSS(%)/横方向の引裂強度
(g)は実験No.1のフィルムが132/15に対し
て、実験No.42のフィルムは140/25であっ
た。
%に替えた他は実施例1と同様な操作を繰り返した(実
験No.43)。このフィルムは、製膜性、フィルム物
性、包装適性は実施例1のフィルムと同等であったが、
このフィルムはゴム的な回復挙動を示し、押込回復性の
測定においては押込量が30mmでも30秒以内に回復
した。
分散径が数μm〜10μm程度と大きい為に、HAZE
は2.5%と透明性に劣っていた。
を用いることの他は実験No.1と同様にしてフィルム
を得た(実験No.44〜実験No.50)。実験N
o.44及び実験No.45はH層の耐熱樹脂を2種類
用いたもので、実験No.44は耐熱樹脂としてTPO
3とSPOを等量用い、実験No.45はTPO3とB
PPを等量用いた。また、実験No.46〜実験No.
50はキャタロイ以外のリアクターTPOを用いた場合
の例である。
られたフィルムはいずれの評価項目も「○」以上であ
り、本発明において本実験に使用された耐熱樹脂は好適
に使用されることが分かる。特筆すべきはTPO6やT
PO7を使用した実験No.47,実験No.48,実
験No.50のものは耐熱層中で30wt%程度の島と
なっても、且つリサイクル樹脂をH層のみならずI層に
添加しても透明性が「◎」と優れ、またTPO7のMF
Rが75であっても実験No.48,実験No.50に
おいて延伸は安定し原反の引き取りにおいても問題は生
じなかった。
層構成を表22に示すように層構成を3層構成とし、樹
脂構成を替えた他は実施例1と同様な操作を繰り返し
た。但し、実験No.51及び実験No.52の延伸開
始点のフィルム表面温度は95℃、延伸温度は85℃、
延伸終了点のフィルム表面温度は20℃であった。その
後、熱風オーブン熱処理装置で熱処理温度を35℃で熱
処理を行い、最後にフィルムを20℃に冷却して巻き取
った。また、実験No.53の延伸開始点のフィルム表
面温度は110℃、延伸温度は100℃、延伸終了点の
フィルム表面温度は20℃であった。その後、熱風オー
ブン熱処理装置で熱処理温度を50℃で熱処理を行い、
最後にフィルムを20℃に冷却して巻き取った。
ムの評価結果を表23に示す。以下に本発明において耐
熱樹脂としてポリエチレン系樹脂も好ましく使用される
ことを説明する。実験No.51は耐熱樹脂として融点
125℃のVL3を、その他の樹脂として融点61℃の
VL2を用いた。実験No.52は耐熱樹脂として融点
133℃のHDを、その他の樹脂として融点61℃のV
L2を用いた。実験No.53は耐熱樹脂として融点1
33℃のHDを、その他の樹脂として融点78℃のVL
5を用いた。
のフィルムもストレッチ性は良好で少ない熱量でシール
できるため短時間での大量のシールが可能であり、本発
明において好ましいフィルムであった。但し、特に実験
No.51及び実験No.52のフィルムは夏場の保存
等において脱配向や収縮によるストレッチ性等の物性の
変化や製品の形態の変化が生じることもあった。なお、
実験No.51〜実験No.53のT2−10℃におけ
る熱収縮率は2〜3%であった。
ルムの特徴である熱シール性を維持した状態で、ストレ
ッチ性に優れ、特にハンドによるストレッチ包装性に優
れるフィルムを得ることが出来る。尚、本発明のフィル
ムはハンドによるストレッチ包装用途に限定されるもの
ではなく、突上型包装機や直線型包装機によるマシン包
装にも好適に利用し得るフィルムである。
向の引張り試験時におけるフィルムの横方向のS−S曲
線である。
ルムの縦方向拘束した上で引張る横方向のS−S曲線で
ある。
横方向の伸び特性とストレッチ性との関係を検討した実
験図である。
融解ピークプロファイル曲線の一例の模式図である。A
1及びA2はフィルム全体の『T2+20℃』〜『T2
+55℃』の温度領域において融解する結晶の融解熱
を、B1及びB2はH層のうちの『T2+20℃』以上
の温度領域において融解する結晶の融解熱を示す。
度 T3 T1−30℃より低い温度領域の融解ピー
クの内最も高温側の融解ピークのピーク温度 T4、T5 その他の融解ピークのピーク温度 (a) フィルム (b) 熱カッター (c) トレー (d) フィルムの皺 (e) 熱板
Claims (5)
- 【請求項1】 ポリエチレン系樹脂の両スキン層(S
層)と、融点(T1)が該ポリエチレン系樹脂の融点
(T2)よりも55℃以上高いポリオレフィン系樹脂の
耐熱層(H層)とを含む少くとも3層からなるポリオレ
フィン系樹脂フィルムであって、フィルムの縦方向拘束
時の横方向の破断伸びが80%以上で、かつフィルムの
縦方向拘束時の横方向の50%伸び荷重が85〜250
g/cm幅であり、以下の(1)式及び(2)式を満た
すことを特徴とするポリオレフィン系樹脂フィルム。 2%≦Xch≦18% (1) ΔXt≦4.5% (2) (但し、上記式中、Xchとは示差走査熱量計(DS
C)で測定されたH層のうちのT2+20℃以上の温度
領域において融解する結晶量を、ΔXtとは示差走査熱
量計(DSC)で測定されたフィルム全体のT2+20
℃〜T2+55℃の温度領域において融解する結晶量を
示す。) - 【請求項2】 上記ポリエチレン系樹脂の融点(T2)
が100℃以下である請求項1記載のポリオレフィン系
樹脂フィルム。 - 【請求項3】 T2−10℃におけるフィルムの縦・横
の平均熱収縮率が30%以下である請求項1または2に
記載のポリオレフィン系樹脂フィルム。 - 【請求項4】 H層において、上記ポリオレフィン系樹
脂がポリプロピレン系樹脂であり、かつH層がポリブテ
ン−1系樹脂、エチレンと炭素数3〜12のαオレフィ
ンとの共重合体、ビニル芳香族系エラストマーからなる
群より選ばれる少なくとも1種の樹脂を含有する請求項
1〜3いずれかに記載のポリオレフィン系樹脂フィル
ム。 - 【請求項5】 サーキュラー多層ダイより、ポリエチレ
ン系樹脂の両スキン層(S層)と、融点(T1)が該ポ
リエチレン系樹脂の融点(T2)よりも55℃以上高い
ポリオレフィン系樹脂の耐熱層(H層)とを含む少なく
とも3層を溶融押出し、急冷固化してチュ−ブ状原反を
製造した後、該チューブ状原反を、示差走査熱量計(D
SC)で測定されるチュ−ブ状原反全体での融解ピーク
のうち、T1−30℃より低い温度領域における最高温
のピーク温度であるT3(℃)以上の温度に加熱し、且
つT3〜T1の温度範囲で面積倍率2〜36倍に延伸す
ることを特徴とする、フィルムの縦方向拘束時の横方向
の破断伸びが80%以上でかつ50%伸び荷重が85〜
250g/cm幅である請求項1記載のポリオレフィン
系樹脂フィルムの製造方法。
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