JP3413542B2 - 線状低密度ポリエチレン系フイルム - Google Patents

線状低密度ポリエチレン系フイルム

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JP3413542B2 JP01988496A JP1988496A JP3413542B2 JP 3413542 B2 JP3413542 B2 JP 3413542B2 JP 01988496 A JP01988496 A JP 01988496A JP 1988496 A JP1988496 A JP 1988496A JP 3413542 B2 JP3413542 B2 JP 3413542B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温熱接着性に優
れ、かつ、液体のホット充填適性が良好な線状低密度ポ
リエチレン系フイルムに関する。
【0002】
【従来の技術】自動包装機による物品の包装は、その簡
便性や生産性の良好性ゆえに広く利用されている。近
年、自動包装機は、益々高速化、高能率化になってきて
いる。そのために、低温熱接着性の要求が強くなってき
ている。自動包装用フイルムとしてはポリオレフィン系
フイルムが広く使用されており、中でも線状低密度ポリ
エチレンの無延伸フイルムは、低温熱接着性や耐衝撃性
に優れるため、食品、飲料を始めとし、各種物品の包装
用フイルムとして有用である。しかし、高度な低温熱接
着性を付与するためには低融点の樹脂を使用する必要が
ある。ところが低融点の樹脂を使用すると当然のことで
あるが熱融着性が増大し、たとえば液体を高温充填した
場合に包装体内部のシール面同士が熱融着をするという
現象が起り、いわゆる液体のホット充填性が低下すると
いう問題が発生する。すなわち、低温熱接着性と液体の
ホット充填性とは二律背反の関係にあり、市場の高度な
要求を満たせていないのが現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低温
熱接着性に優れ、かつ、液体のホット充填適性が良好な
線状低密度ポリエチレン系フイルムを提供することにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究を行った結果、本発明を完成
するに到った。すなわち、本発明は、 平均粒径8〜
15μmの架橋有機高分子よりなる微粒子(A)と、平
均粒径5〜8μmの無機質微粒子(B)とからなり、
(A)/(B)が重量比で0.1/0.9〜0.9/
0.1である不活性微粒子を、0.8〜2重量%含み、
密度が0.88〜0.91g/cm3であり、重量平均
分子量/数平均分子量が1〜3である線状低密度ポリエ
チレンよりなるA層と、平均粒径が2〜7μmの不活性
微粒子を0.3〜1.5重量%含み、密度が0.905
g/cm3以上で、かつ、A層に用いた線状低密度ポリ
エチレンよりも高い密度である線状低密度ポリエチレン
よりなるB層とからなるフィルムであり、シール開始温
度が95℃以下であると共に、下記方法によって求めら
れるホット充填温度が90℃以上であることを特徴とす
る線状低密度ポリエチレン系フィルムに関し、好ましく
は A層/B層の厚み比が0.01〜2であることを
特徴とするに記載の線状低密度ポリエチレン系フィル
ムに関する。ここで、上記ホット充填温度は、A層面を
袋内側として自動充填機を用い60×80mmのサイズ
に製袋し、この製袋時に所定温度の温水10ccを注入
し、前記温水充填製袋直後の温水充填袋の温水充填部を
1cm×1cmの面積につき1kg/cm2の圧力で抑
え込み空冷し、温水温度を80℃より2℃ピッチで高
め、加圧部のフィルム内面同士の融着が起こる温度を測
定することで求められる。
【0005】本発明の線状低密度ポリエチレン系フイル
ムはシール開始温度が95℃以下である必要がある。9
3℃以下がより好ましい。95℃を越えると低温熱接着
性が劣り、たとえば自動包装機による物品の包装速度が
悪化するので好ましくなくない。また、本発明の線状低
密度ポリエチレン系フイルムは、実施例において記載の
方法で測定されるホット充填温度が90℃以上である必
要がある。93℃以上が好ましく、95℃以上がより好
ましい。90℃未満では、高温の液体をホット充填した
場合や、液体を充填した商品をボイルあるいはレトルト
処理をした場合に、液体充填袋の包装体内面の熱融着が
起るので好ましくない。
【0006】上記した特性を有する本発明の線状低密度
ポリエチレン系フィルムの好ましい構成要件について記
述する。本発明の線状低密度ポリエチレン系フィルムは
密度の異なる線状低密度ポリエチレンよりなるA層およ
びB層よりなる複合系フィルムとすることで上記特性に
加え、フィルムの剛性が良好で二次加工適性が優れたフ
ィルムが得られるので好ましい実施態様である。本発明
の好ましい実施態様のA層に用いられる線状低密度ポリ
エチレンは、密度が0.88〜0.91g/cm3 で、
かつ重量平均分子量/数平均分子量が1〜3であれば、
特に制限されない。密度は、0.885〜0.905g
/cm3が好ましく、0.890〜0.905g/cm3
がより好ましい。密度が0.88g/cm3 未満で
は、耐ブロッキング性が悪化するので好ましくない。逆
に、密度が0.91g/cm3 を越えた場合は、低温熱
接着性が悪化するので好ましくない。重量平均分子量/
数平均分子量比は分子量分布の尺度であり、単分散の分
子量分布が1であることが理想であるが、3までは許容
できる。2.5以下が好ましく、2.3以下がより好ま
しい。重量平均分子量/数平均分子量が3を越えると、
レジンの粘着性が増加し、レジンの取扱い性が悪化した
り、フィルムの耐ブロッキング性や液体のホット充填適
性が悪化する等の問題が発生するので好ましくない。
【0007】A層に用いる線状低密度ポリエチレンは、
前記特性を満足すれば特に制限がなく、その共重合成分
としては、通常、炭素数3〜12のα−オレフィン、例
えばプロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン
−1、オクテン−1、4−メチルペンテン−1、デセン
−1、ドデセン−1等が挙げられる。これらの中でヘキ
セン−1より炭素数の多い高級α−オレフィンとの共重
合体が、耐衝撃性の優れたフイルムが得られるので好ま
しい。
【0008】A層に用いる線状低密度ポリエチレンの製
造法は、特に限定されないが、ビスシクロペンタジエニ
ル金属化合物、いわゆるメタロセン触媒等のシングサイ
ト触媒を用いて製造する方法が好ましい。
【0009】また、分子量分布が狭い該線状低密度ポリ
エチレンの溶融押出しの成形加工性を良くするために、
例えば長さおよび数の制御された形で長鎖分岐を入れる
等の方法を導入することができる。
【0010】A層に用いる線状低密度ポリエチレンは、
上記範囲の特性のものを単独で用いてもよいし、加重平
均値が上記範囲になるように2種以上を混合して用いて
もよい。単独で用いることが特に好ましい。本発明にお
いては、該A層には平均粒径が5〜15μmの不活性微
粒子を0.8〜2重量%含まれるのが好ましい。平均粒
径が5μm未満では液体のホット充填性が悪化するので
好ましくない。逆に15μmを越えると低温熱接着性や
外観が悪化するので好ましくない。5〜12μmがより
好ましい。不活性微粒子の含有量が0.8%未満では液
体のホット充填適性が低下するので好ましくない。逆
に、2重量%を越えると低温熱接着性や外観が悪化する
ので好ましくない。1.0〜1.8重量%がより好まし
い。該不活性微粒子は、平均粒径8〜15μmの架橋有
機高分子よりなる微粒子(A)と平均粒径5〜8μmの
無機質微粒子(B)とからなり(A)/(B)が重量比
で0.1/0.9〜0.9/0.1であることがより好
ましい実施態様である。本範囲のものを用いることによ
り液体のホット充填適性だけでなく、外観、滑り性、耐
ブロッキング性等のフイルム特性が好ましい範囲となり
実用性の高いフイルムがえられる。無機質微粒子として
は、線状低密度ポリエチレンに不溶性で、かつ不活性な
ものであれば特に制限はない。具体的には、シリカ、ア
ルミナ、ジルコニア、酸化チタン等の金属酸化物;カオ
リン、ゼオライト、セリサイト、セピオライト等の複合
酸化物;硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩;リ
ン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム等のリン酸塩;炭
酸カルシウム等の炭酸塩等が挙げられる。これらの無機
微粒子は天然品、合成品のどちらでもよく、粒子の形状
も特に制限はない。天然の非晶シリカである珪藻士の使
用が特に好ましい。本発明において用いられる有機質微
粒子の分子構造は、上記線状低密度ポリエチレンの溶融
成形温度で非溶融で、かつ同温度に耐える耐熱性を有す
るものであれば特に制限はなく、付加重合法で得たもの
であってもよいし、重縮合や重付加反応法で得たもので
もよい。該微粒子を構成するポリマーは非架橋タイプで
あっても架橋タイプであってもかまわないが、耐熱性の
点より架橋タイプの方が推奨される。
【0011】ポリマーを微粒子化する方法も限定はされ
ないが、乳化重合や懸濁重合等の方法を用い、重合時に
直接微粒子化する方法が好適である。これらの重合方法
を採用する場合は、自己乳化性を付与し得る特殊構造の
極性モノマーを少量共重合する手段を採用してもよい。
架橋高分子粒子の材料としては、例えば、アクリル酸、
メタアクリル酸、アクリル酸エステル、メタアクリル酸
エステル等のアクリル系単量体、スチレンやアルキル置
換スチレン等のスチレン系単量体等と、ジビニルベンゼ
ン、ジビニルスルホン、エチレングリコールジメタアク
リレート、トリメチロールプロパントリメチルアクリレ
ート、ペンタエリスリトールテトラメチルアクリレート
等の架橋性単量体との共重合体;メラミン系樹脂;ベン
ゾグアナミン系樹脂;フェノール系樹脂;シリコーン系
樹脂等が挙げられる。上記材料のうち、アクリル系単量
体および/またはスチレン系単量体と架橋性単量体との
共重合体の使用が特に好ましい。次いで、B層に用いる
線状低密度ポリエチレンは、密度が0.911g/cm
3 以上であれば特に制限されない。密度は、0.915
〜0.938g/cm3が好ましく、0.917〜0.
930g/cm3 がより好ましい。0.911g/cm
3 未満では、フイルムの剛性が低下し、二次加工適性が
悪化するので好ましくない。
【0012】B層に用いられる線状低密度ポリエチレン
は、前記特性を満足すれば特に制限がなく、その共重合
成分としては、通常炭素数3〜12のα−オレフィン、
例えばプロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセ
ン−1、オクテン−1,4−メチルペンテン−1、デセ
ン−1、ドデセン−1等が挙げられ、耐衝撃性の点か
ら、ヘキセン−1より炭素数の多い高級α−オレフィン
が好ましい。
【0013】B層に用いる線状低密度ポリエチレンの製
造法は、特に限定されず、A層に用いる線状低密度ポリ
エチレンと同様の方法を用いても良いし、例えば、チー
グラー触媒等を用いて製造しても良い。コスト面より後
者の方法を用いることが好ましい。
【0014】B層に用いる線状低密度ポリエチレンは、
上記範囲の特性のものを単独で用いてもよいし、加重平
均値が上記範囲になるように2種以上を混合して用いて
もよい。単独で用いることが特に好ましい。
【0015】B層に用いる線状低密度ポリエチレンの分
子量分布は、特に制限されない。A層に用いる線状低密
度ポリエチレンと同様に重量平均分子量/数平均分子量
が1〜3のものを用いてもよいし、重量平均分子量/数
平均分子量が3以上のものでもよい。
【0016】本発明において重量平均分子量/数平均分
子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法で
測定した。該B層には平均粒径2〜7μmの不活性微粒
子を0.3〜1.5重量%含まれるのが好ましい。平均
粒径が2μm未満では滑り性や耐ブロッキング性が悪化
するので好ましくない。逆に7μmを越えると外観が悪
化するので好ましくない。3〜6μmがより好ましい。
不活性微粒子の含有量が0.3%未満では滑り性や耐ブ
ロッキング性が低下するので好ましくない。逆に1.5
重量%を越えると外観が悪化するので好ましくない。
0.5〜1重量%がより好ましい。該不活性微粒子はA
層に含まれる不活性微粒子として挙げたものが好適に用
いられる。A層に含まれるものと同じものを用いてもよ
いし、異種のものを用いてもよい。実質的球状のものを
用いるのが好ましい。
【0017】前記したA層およびB層を構成する線状低
密度ポリエチレンは、メルトインデックスが0.1〜5
g/10分(190℃)の範囲のものを用いるのが好ま
しく、0.5〜4g/10分(190℃)のものがより
好ましい。メルトインデックスが0.1g/10分未満
のものは、熱接着強度が飽和し、かつ溶融粘度が高くな
り、押出し機のモーターにかかる負荷が大きくなる傾向
がある。逆に5g/10分を越すと熱接着強度が低下す
る傾向がある。
【0018】本発明の好ましい実施態様フイルムは、A
層とB層とが積層されていることが好ましい。本発明の
複合フイルムの構成は、低温熱接着性を付与するため
に、その最外層の少なくとも一方がA層であればよく、
A/Bの2層構成、A/B/Aの3層構成が好ましい。
【0019】本発明の好ましい実施態様の線状低密度ポ
リエチレン系フイルムは、共押出し成形法で成形するこ
とにより得ることができる。成形はフイルムの通常の成
形方法に従って行うことができる。例えば、円形ダイに
よるインフレーション成形法、TダイによるTダイ成形
法等が採用される。Tダイ成形をする場合は、ドラフト
率を1〜10、樹脂温度を190〜300℃の範囲から
選択するのが好ましい。
【0020】A層/B層の厚み比は、0.01〜2であ
ることが好ましく、0.02〜1がより好ましい。ここ
で、3層以上の構成である場合、A層およびB層厚み
は、それぞれの合計厚みとして求めたものである。A層
/B層の厚み比が0.01未満では低温熱接着性が悪化
する傾向があり、逆に2を越えるとフイルムの剛性が低
下し、二次加工適性が悪化する傾向がある。
【0021】本発明の線状低密度ポリエチレン系フイル
ムの総厚みは、特に限定されないが、通常5〜100μ
m、好ましくは10〜50μmの範囲である。
【0022】また、当該線状低密度ポリエチレン系フイ
ルムは、耐熱性や強靭性の点から、ナイロン等と積層し
て使用することもできるが、このラミネートフイルムも
本発明の範囲である。この場合、ラミネートフイルムの
最外層の少なくとも一方がA層となるように積層する。
当該線状低密度ポリエチレン系フイルムと積層されるフ
イルムの厚みは、特に限定されないが、通常5〜100
μmが好ましく、10〜50μmがより好ましい。積層
方法は、自体既知の方法で行えばよく、例えば多層押出
し法や押出しラミ法が挙げられるが、多層押出し法が特
に好ましい。
【0023】本発明の線状低密度ポリエチレン系フイル
ムは、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて
適量の熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、防曇剤、中
和剤、滑剤、造核剤、着色剤、その他の添加剤および無
機質充填剤等を配合することができる。
【0024】
【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳述す
るが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、
前、後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは
全て本発明の技術範囲に包含される。なお、測定法は次
の通りである。 (1) シール開始温度 東洋精機製熱傾斜ヒートシーラーにより圧力1kg/c
2 、1.0秒間の条件下でヒートシールした後に、そ
の強度を測定し、その強度が500g/15mmになる
ときの温度をシール開始温度とした。該シール開始温度
はA層面合せで測定した。 (2) ホット充填温度 A層面を袋内側として自動充填機を用い60×80mm
のサイズに製袋し、この製袋時に所定温度の温水10c
cを注入する。該温水充填製袋直後の温水充填袋の温水
充填部を1cm×1cmの面積につき1kg/cm2
圧力で抑え込み空冷する。温水温度を80℃より2℃ピ
ッチで高め、加圧部のフイルム内面同士の融着が起る温
度を求めホット充填温度とした。 (3) 曇価 JIS−K6714に準じ、東洋精機ヘーズテスターJ
で測定した。 (4) 耐ブロッキング性 ASTM−D1893−67に準じ、フイルムのA層面
合せで測定した。 (5) ヤング率(剛性) ASTM−D882に準じて測定した。 (6) 製袋速度 充填包装機(小松製作所製、半折三方シール充填機KS
324)を用い、包装袋(サイズ50mm×70mm)
に内容物として水を80℃でホット充填し、シールバー
温度110℃で熱接着し、その充填包装袋に荷重100
kgをかけ、シール部破袋またはシール部水漏れない状
態で製袋できる製袋速度を求めた。該製袋速度は、15
μmの2軸延伸ナイロンフイルムとの積層品(B層面と
ナイロンフイルムと合わせて積層)について測定した。
【0025】実施例1 A層用レジンとして、エルカ酸アミド0.05重量%、
平均粒径10μmの球状の架橋ポリメチルメタアクリレ
ート粒子0.8重量%および平均粒径5μmの珪藻土
0.4重量%を含み、メタロセン触媒を用いて製造した
オクテン−1共重合の線状低密度ポリエチレン〔密度=
0.895g/cm3 、重量平均分子量/数平均分子量
=2.0、メルトインデックス(190℃)=2.0g
/10分〕を、B層用レジンとして、エルカ酸アミド
0.05重量%、平均粒径6μmの球状の架橋ポリメチ
ルメタアクリレート粒子0.6重量%を含み、チーグラ
ー触媒で製造したヘキセン−1共重合の線状低密度ポリ
エチレン〔密度=0.921g/cm3 、重量平均分子
量/数平均分子量=3.5、メルトインデックス(19
0℃)=2.0g/10分〕を用い、それぞれ別個の押
出し機を用い溶融押出し、マルチマニホールド多層Tダ
イに供給し、260℃の温度で共押し、チルロールで冷
却し、A層/B層の厚み比=5/35(μm/μm)の
線状低密度ポリエチレン系フイルムを得た。
【0026】実施例2 A層用レジンの密度を0.902g/cm3 、B層用レ
ジンの密度を0.924g/cm3 、A層およびB層用
レジンのメルトインデックスを3.0とし、かつA層/
B層の厚み比を10/30(μm/μm)とした以外
は、実施例1と同様にしてフイルムを得た。
【0027】実施例3 A層用レジンの密度を0.886g/cm3 、B層用レ
ジンの重量平均分子量/数平均分子量を2.0、A層お
よびB層用レジンのメルトインデックスを2.5とし、
かつA層/B層の厚み比を3/37(μm/μm)とし
た以外は、実施例1と同様にしてフイルムを得た。
【0028】比較例1 A層用レジンとして重量平均分子量/数平均分子量=
3.5である分子量分布の広いオクテン−1共重合の線
状低密度ポリエチレンを用いる以外は、実施例1と同じ
方法でフイルムを得た。
【0029】比較例2 実施例1において、A層用レジンの密度を0.912g
/cm3 にする以外は、実施例1と同じ方法でフイルム
を得た。
【0030】比較例3 実施例1の方法において、不活性微粒子とし平均粒径6
μmの球状の架橋ポリメチルメタアクリレート粒子0.
6重量%を用いる以外は実施例1と同じ方法でフイルム
を得た。
【0031】比較例4 実施例1において、A層用レジンの密度を0.870g
/cm3 、重量平均分子量/数平均分子量を2.3、メ
ルトインデックス(190℃)を3.0g/10分に、
B層用レジンの密度を0.924g/cm3 、メルトイ
ンデックス(190℃)を3.0g/10分にする以外
は、実施例1と同じ方法でフイルムを得た。
【0032】上記実施例1〜3および比較例1〜4で得
られたフイルム(原反フイルム)および原反フイルムと
15μmの2軸延伸ナイロンフイルムとの積層品につい
て、曇価、耐ブロッキング性、ヤング率、シール開始温
度、製袋速度を測定した。その結果を表1に示す。ここ
で、ナイロンフイルムとの積層品とは、原反フイルムの
B層面とナイロンフイルムと合わせて積層して得られた
ラミネートフイルムである。本実施例で得られた線状低
密度ポリエチレン系フイルムは、シール開始温度が低く
低温熱接着性が良好で、低温度で高速製袋ができ、かつ
ホット充填温度が高く、ホット充填適性に優れている。
また、該フイルムは透明性、耐ブロッキング性および剛
性等の他の特性も良好であり自動包装用フイルムあるい
はシーラント等として極めて高品質である。比較例1、
3および4で得られたフイルムは、シール開始温度が低
く低温熱接着性は良好であるが、ホット充填温度が低く
ホット充填適性に劣っており実用性の低いものであっ
た。比較例2で得られたフイルムは、ホット充填温度が
高く、ホット充填適性は優れているが、シール開始温度
が高く低温熱接着性が劣り実用性の低いものであった。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】本発明の線状低密度ポリエチレン系フイ
ルムは低温熱接着性に優れ、かつ、液体のホット充填適
性が良好であり、自動包装用フイルムあるいはシーラン
ト等として有効に使用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井坂 勤 大阪市北区堂島浜二丁目2番8号 東洋 紡績株式会社本社内 (56)参考文献 特開 平8−252894(JP,A) 特開 平8−276551(JP,A) 特開 平7−314624(JP,A) 特開 平7−258478(JP,A) 特許3199160(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 5/00 - 5/24 B32B 1/00 - 35/00 C08L 23/00 - 23/36

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均粒径8〜15μmの架橋有機高分子
    よりなる微粒子(A)と、平均粒径5〜8μmの無機質
    微粒子(B)とからなり、(A)/(B)が重量比で
    0.1/0.9〜0.9/0.1である不活性微粒子
    を、0.8〜2重量%含み、密度が0.88〜0.91
    g/cm 3 であり、重量平均分子量/数平均分子量が1
    〜3である線状低密度ポリエチレンよりなるA層と、 平均粒径が2〜7μmの不活性微粒子を0.3〜1.5
    重量%含み、密度が0.905g/cm 3 以上で、か
    つ、A層に用いた線状低密度ポリエチレンよりも高い密
    度である線状低密度ポリエチレンよりなるB層とからな
    るフィルムであり、 シール開始温度が95℃以下であると共に、下記方法に
    よって求められるホット充填温度が90℃以上であるこ
    とを特徴とする線状低密度ポリエチレン系フィルム。
    こで、上記ホット充填温度は、A層面を袋内側として自
    動充填機を用い60×80mmのサイズに製袋し、この
    製袋時に所定温度の温水10ccを注入し、前記温水充
    填製袋直後の温水充填袋の温水充填部を1cm×1cm
    の面積につき1kg/cm 2 の圧力で抑え込み空冷し、
    温水温度を80℃より2℃ピッチで高め、加圧部のフィ
    ルム内面同士の融着が起こる温度を測定することで求め
    られる。
  2. 【請求項2】 A層/B層の厚み比が0.01〜2であ
    ることを特徴とする請求項1に記載の線状低密度ポリエ
    チレン系フィルム。
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