JP3589640B2

JP3589640B2 - 包装フィルム

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Publication number: JP3589640B2
Application number: JP2001122762A
Authority: JP
Inventors: 直樹高木
Original assignee: Asahi Kasei Life and Living Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: CN1210336C; AU2002210976A1; CN1394220A; WO2002036666A1; TW572943B; DE60101735T2; US7182998B2; EP1270652A4; DE60101735D1; US20020192437A1; KR100512081B1; ATE257493T1; KR20020076249A; EP1270652B1; EP1270652A1; JP2002200672A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱収縮によって見栄えの良い包装仕上がりとすることができるシュリンクフィルムに関する。特に防曇性、光学特性、包装機械適性の物性のバランスが優れる上に高速包装機でのシール性が優れる包装フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィルムの包装方法には、例えば家庭用ラップ包装、オーバーラップ包装、ひねり包装、袋詰め包装、スキン包装、シュリンク包装、ストレッチ包装、ピロー包装等がある。その中でもシュリンク包装は、包装物をタイトに仕上げ商品価値を高めることを特徴とし、食品、雑貨等の包装で好適に使用されている。また、複数の物品を連続的に包装するには、ピロー包装、オーバーラップ包装等で少し余裕を持たせて一次包装した後、熱風シュリンクトンネルを通してフィルムを熱収縮させる方法が一般的である。これらの連続包装機は近年高速化の開発傾向であり、それに使用される包装フィルムへの要求特性は厳しくなってきており、その対応に苦慮している状況にある。
【０００３】
連続包装機に使用するフィルムに求められる主な特性は、下記のようなものである。
（１）被包装物を変形させずにタイトに仕上がること。
（２）収縮後の曇り度と光沢度に優れ、内容物を美しく仕上げられること。
（３）連続包装機の高速化に伴い、機械とフィルムとの滑り性が良いこと。
（４）短時間で強固にシールされるホットタックシール強度があること。
（５）冷蔵の際でも水滴で曇らず視認性が良いこと。
【０００４】
これらに使用する包装フィルムには、従来エチレン系重合体の多層フィルムが知られている。例えば、特開平５−１３１５９９号公報には、内外層および中間層に密度、メルトインデックスが特定された線状低密度ポリエチレンからなる包装機適性が優れたポリエチレン系熱収縮性積層フィルムが開示されている。また、特開平５−１０５７８７号公報には、線状低密度ポリエチレンとメルトインデックスが特定された低密度エチレン−α−オレフィン共重合体との混合樹脂に防曇剤が特定量添加されたフィルム用組成物が開示されている。一方、特開平６−１０６６６８号公報には、適度な熱収縮率、熱収縮応力、引裂強度であり、透明性に優れたエチレン系重合体樹脂よりなる架橋フィルムが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特開平５−１３１５９９号公報のフィルムは、シール性に優れるが、残念なことにフィルムの耐熱性が劣っているので、熱風シュリンクトンネルの温度や、ヒートシール温度を高くできない等の理由で、高速包装を行うには包装条件に制約ができてしまう問題が残されているのである。また特開平５−１０５７８７号公報のフィルムは、防曇性が優れているが、特に高速連続包装機においては、ヒートシール温度を高温にするため、それによってフィルムがシールバーに融着したり、シール部分が引き伸ばされたりしてシール不良が発生しやすいという問題が残されているのである。
【０００６】
特開平６−１０６６６８公報に開示されているフィルムは、架橋延伸フィルムであるため耐熱性は改良されており、また、適度な熱収縮率、熱収縮応力であり、更にシール性が良い点で優れているが、残念ながら滑り性が不充分なので連続包装機を高速で使用するとフィルムが破れやすくなり、また、防曇性についても満足されない問題が残されているのである。本発明の課題は、このような問題を解決し、連続包装機の高速化に適応する特性、つまり、適度な動摩擦係数を持ち、ホットタックシール性に優れ、更に熱収縮特性、曇り度、光沢度等の仕上り外観にも優れることは勿論、優れた防曇性を持たせる為に防曇剤をフィルム表面に適度に存在させた包装フィルムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を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、下記の通りである。
１）エチレン系重合体樹脂よりなる架橋された包装フィルムにおいて、フィルムのゲル分率が５〜４０％、１２０℃での熱収縮率が、縦方向及び横方向ともに５０％〜８０％、１２０℃の温度での最大熱収縮応力が、縦方向及び横方向ともに１．２〜２．２Ｎ／ｍｍ²であり、かつ、フィルム重量に対して２．０〜８．０重量％のグリセリン脂肪酸エステル系界面活性剤を有し、該界面活性剤が少なくともフィルムの片面に３．０〜２０．０ｍｇ／ｍ²の量で層状に存在していることを特徴とする包装フィルム。
【０００８】
２）１）に記載のの包装フィルムにおいて、１４０℃の温度でフィルム面積を３０％まで熱収縮させたフィルムの曇り度が０〜３．０％、１４０℃でフィルム面積で３０％まで熱収縮させたフィルムの光沢度が１３０〜１８０％、フィルムの動摩擦係数が０．１５〜０．３０、Ｔｈｅｌｌｅｒ社ＨｏｔＴａｃｋ測定器を用いて測定し、ヒートシールダイの温度を１５０℃にしたときのフィルムのホットタックシール強度が２．０〜１０．０Ｎであることを特徴とする包装フィルム。
【０００９】
３）該フィルムの厚みが５〜３０μｍであることを特徴とする１）又は２）に記載の包装フィルム。
４）エチレン系重合体樹脂にグリセリン脂肪酸エステル系界面活性剤を添加し、２５０℃以上の温度で、かつ、５０［１／ｓｅｃ］以上のせん断速度で混練する部分を持つ押出機を用いて未延伸チューブを成形し、これを架橋、延伸することを特徴とする１）〜３）のいずれかに記載の包装フィルムの製造方法。
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明が従来技術と最も相違するところは、従来技術ではフィルム表面に防曇剤が無いことや、或は防曇剤があっても動摩擦係数やホットタックシール強度等のシュリンクフィルムとしての諸物性のバランスが悪いのに対し、本発明はフィルム表面に適量の防曇剤を層として存在せしめることにより、特に防曇性に優れ、シュリンクフィルムとしての諸物性のバランスがとれているところである。上記従来技術と相違するところの本発明の構成要件に基づく効果は、高速の連続シュリンク包装機においても、包装仕上り、防曇性に優れていることである。
【００１１】
本発明の包装フィルムを用いてシュリンク包装体を得るための工程の一例について説明する。被包装物を包装フィルムで覆う方式には、前述のピローシュリンク包装あるいはＬ型包装等様々あり、いずれを選んでも支障はないが、ここではピローシュリンクで連続包装する方法について説明する。被包装物については、弁当や惣菜等のようにプラスチック容器に詰められた食品類や、小物や雑貨等の非食品類のことである。その食品類については近年、プラスチック製の発泡トレー等に精肉、鮮魚、和菓子、惣菜等を詰め、上蓋無しの状態で包装される包装機の開発傾向があり、上蓋が無い場合は包装フィルムに防曇性が必要となってくるのである。
【００１２】
まず被包装物の横方向の長さに対して１０〜５０％の余裕率を持たせて被包装物を筒状に覆い、次に回転ローラー式のセンターシール装置にて被包装物の裏面にシール線がくるように合掌ヒートシールし、続いて被包装物の縦方向の長さに対して１０〜５０％の余裕率のところで筒状体の両端を閉じるように被包装物の流れ方向の前後部でヒートシールを行い、それと同時にカッター刃でカットを行うエンドシール装置を用いて一つ一つの包装体を得る。次にこれらを予め１２０℃に温度調節されている熱風シュリンクトンネルで包装フィルムを熱収縮させることでタイトに仕上がった包装体を得るのである。連続包装機の包装スピードは、１分間に約２０〜４０個包装する速度であったが、近年の高速の連続包装機になると１分間に約６０〜８０個包装するものである。そのため包装フィルムには、その包装スピードに対応できる適性、例えば、滑り性、ホットタックシール性、熱収縮特性が強く求められるのである。
【００１３】
ここで被包装物の縦方向の長さとは、被包装物を包装機械に流す場合の流れ方向における被包装物の周長の２分の１の長さのことであり、横方向の長さとは上記縦方向と直角方向の被包装物の周長の２分の１の長さのことであり、１０〜５０％の余裕率とは、シール間のフィルム長さを前述の被包装物の長さに対して１０〜５０％長くすることである。余裕率を１０〜５０％とするのは、被包装物の形状が直方体や立方体のものの他に円錐形や円錐台形状、突起物を持った不定形形状のもの等が種々あり、それらに適した包装をするためである。余裕率を１０％より小さくすると、収縮時にシール部や空気抜きのために予め故意に開けられている小孔に、応力が集中しシール剥離や破れが発生する場合がある。また、余裕率を５０％より大きくするとタイトに仕上がったシュリンク包装体が得られない。このために熱風シュリンクトンネル等のトンネル内の温度を更に上げてシュリンクしようとすると、包装フィルムの曇り度や光沢度が悪化したり、包装フィルムが破れたりしてしまうなど不都合を生ずることがある。
【００１４】
シールの方法は、インパルスシール、ヒートシール、溶断シール等の方法があり、一般に使用されている方法ならば、包装フィルムに合わせていずれを選択してもよく、また、これらのシール方法を適時組み合わせて用いても良いが、高速連続包装機については、短時間のヒートシールでシールされている方法を採用することが多い。また、包装フィルムに予め空気抜きの小孔を、針や熱針あるいはレーザー等のいずれかを用いて開けておき、熱収縮時に包装フィルム袋内の空気を抜くことによってタイトに仕上がったシュリンク包装体が得られることが知られている。包装フィルムの熱収縮には、熱風、蒸気等を使用できるが、熱風が通常よく用いられる。
【００１５】
本発明の包装フィルムについて詳細に説明する。本発明の包装フィルムは、エチレン系重合体樹脂よりなる架橋フィルムである。本発明の包装フィルムは適度に架橋されているので、フィルムを構成している樹脂の融点以上の温度でも安定した延伸を行うことができ、熱収縮率の高い包装フィルムが得られるのである。すなわち、架橋することによって延伸温度と延伸倍率の調節が容易になり、高熱収縮性を持ちながら熱収縮応力が低いフィルムを製造でき、シュリンク包装に最適な熱収縮率、熱収縮応力を持たせることが可能になったのである。本発明でいう架橋フィルムとは、フィルムにα線、β線、γ線、中性子線、電子線等の電離性放射線を照射することによって得られるもので、架橋することによって、上記した点に加えて、包装フィルムの収縮後の曇り度を改良したり、また、包装フィルムを構成する樹脂の融点以上に加熱して収縮させる場合に、フィルムの溶融による破れ等を防ぐ狙いもある。
【００１６】
電離性放射線の照射の程度は、２メガラッド〜１０メガラッドがより好ましく、フィルムの厚み斑や流れ速度等の機械的な斑も考慮すると４メガラッド〜８メガラッドが更に好ましい。照射の程度が２メガラッドより少ないとフィルムの熱収縮後の曇り度が悪くなり、美麗なシュリンク包装体を得ることができない場合がある。また、照射の程度が１０メガラッドより大きいとフィルムの熱収縮後の曇り度は改良されるが、延伸することによってフィルムの熱収縮応力が大きくなり過ぎて、空気抜きの小孔から破れたり、シール部が剥離したり、被包装体が変形したりして、美麗なシュリンク包装体を得ることができない場合がある。樹脂の種類によって照射の程度と架橋の程度の関係が異なる。
【００１７】
包装フィルムのゲル分率は５〜４０％が好ましい。ゲル分率はフィルムが架橋されている量の目安となる。５％未満であると高温延伸する際、安定に成膜することが困難になる場合があり、４０％を越えると熱収縮応力が高くなりすぎて軟弱な被包装物を変形させてしまう場合がある。その範囲の中でも１０〜４０％のものがより好ましく、１５〜３５％のものは、延伸が安定化するのと、好適な熱収縮応力が得られるので更に好ましい。
【００１８】
本発明の包装フィルムを構成するエチレン系重合体としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、チーグラー系マルチサイト触媒を用いた直鎖状低密度ポリエチレン及び超低密度ポリエチレン、エチレンと共重合可能なビニル化合物との共重合体の樹脂、あるいはメタロセン触媒のようなシングルサイト系触媒を用いたエチレン系重合体等が挙げられる。これらのエチレン系共重合体の内、チーグラー系触媒を用いたエチレンとα−オレフィンとの重合体である直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレンがより好ましい。あるいは、シングルサイト系触媒を用いたエチレンとα−オレフィンとの共重合体が更に好ましい。
【００１９】
また、本発明の包装フィルムを構成するエチレン系重合体の密度としては、０．９００〜０．９３４ｇ／ｃｍ3 のものが好ましく、０．９１０〜０．９２７ｇ／ｃｍ3 のものが更に好ましい。密度が０．９００ｇ／ｃｍ3 より小さいと包装フィルムの腰がないフィルムとなるので厚みを厚くしなければならずコスト的に不利となる場合があり、密度が０．９３４ｇ／ｃｍ3 を越えると包装フィルムの曇り度が悪くなる場合がある。さらに、約１万以下の低分子量成分が多いとフィルムの滑り性が悪くなるので、分子量分布のベタツキに関与する低分子量成分が少ないものの方が好ましく、そういった観点では、シングルサイト系のエチレン系共重合体の方が分子量の分布をコントロールしやすく、比較的低分子量成分を少なくすることができ、滑り性が良いエチレン系重合体ができるので更に好ましい。
【００２０】
外層に使用するエチレン系共重合体は、密度が０．９１０〜０．９１８ｇ／ｃｍ3 のものが、ホットタックシール性、光学特性が良いのでより好ましい。さらにシングルサイト系触媒のエチレン−α−オレフィン樹脂であれば、滑り性が非常に良好であるので更に好ましい。内層に使用するエチレン系共重合体は、密度が０．９１３〜０．９２７ｇ／ｃｍ3 のものが、電子線架橋の効率が良く延伸時の加熱時にメルトテンションが高くなり、安定性が非常に良いのでより好ましい。
【００２１】
本発明に使用されるグリセリン脂肪酸エステル系界面活性剤について説明する。グリセリン脂肪酸エステルは多価アルコール脂肪酸エステルであり、グリセリンの重合度、脂肪酸の種類、或はエステル化度を変えることにより親水性、親油性を調節することができ、これをフィルム表面に存在させることによって、フィルムに防曇性を付与することが可能である。その中でも、ジグリセリンオレート、ジグリセリンラウレート、グリセリンモノオレート、或はそれらの混合物等を主成分としたものが、フィルムの滑り性、光学特性を阻害し難く使い勝手が良いのでより好ましい。
【００２２】
また、表面コートのように塗布しただけでは防曇性の持続性に乏しく、フィルム表面に存在する量（以下、フィルム表面量という。）もコントロールし難い問題があり、本発明のようにフィルムの表面上に層状に所定量分布させるには防曇剤（グリセリン脂肪酸エステル）を添加してブリードアウトさせる方法が、表面量をコントロールし易い、層状に分布し易い、防曇性の持続性がある等の理由により好ましい。この場合、防曇剤をマスターバッチ法や押出機注入法等で添加するのが好ましいが、少なくともその一部に２５０℃以上に設定されたミキシングの部分を設けた押出機を用いて高温で激しく混練させ、樹脂中に防曇剤（グリセリン脂肪酸エステル）を微分散させることがさらにより好ましい。押出機は二軸押出機、一軸押出機のどちらを用いても良いが、一軸押出機の場合、スクリューはダルメージスクリュー、クロスダルメージスクリュー等の混練性の良いもので、５０［１／ｓｅｃ］以上のせん断速度となるような部分があることがより好ましい。
【００２３】
グリセリン脂肪酸エステル系界面活性剤は高温で熱劣化し易く、押出機の温度設定は２００℃〜２４０℃の範囲であることが一般的であるが、２５０℃以上の温度設定で高せん断速度で滞留時間を短くして混練することができる部分を設けることが微分散させることに対して必要であり、本発明のグリセリン脂肪酸エステル系界面活性剤の表面分布に影響する特徴的な手段である。ブリードアウトについては、その量や存在の仕方によって効果が異なる重要な因子である。存在の仕方としては、フィルムの表面に界面活性剤が液滴状ではなく層状で、すなわちほぼ連続した状態で存在することが好ましい。
【００２４】
該界面活性剤層の厚み方向の分布状態は、デジタルインスツルメンツ社製のＮａｎｏｓｃｏｐｅＩＩＩＡや島津製作所製のＳＰＭ−９５００−ＷＥＴ−ＳＰＭシリーズ等の走査型プローブ顕微鏡を用いて観察することができる。層状分布といっても必ずしも均等な厚みで分布している必要はなく、フィルム下地の凹凸に準じて該界面活性剤層の厚みには斑があるが、フィルム下地がむき出しになることなく連続して該界面活性剤層が表面に分布している状態であればよい。
【００２５】
走査型プローブ顕微鏡の測定モードにはコンタクトモードとダイナミックモードがあるが、本発明ではダイナミックモードで測定する。ダイナミックモードは、振動モード、或いはタッピングモードとも呼ばれ、コンタクトモードではうまく観察できない柔らかい試料の観察をすることが可能であり、該界面活性剤層と樹脂表面の弾性の違いや吸着力（凝集力）の違いを利用して、該界面活性剤の層の厚みを測定することが可能である。原反より表面をまったく傷付けずに１０ｍｍ四方にサンプリングし、その表面を全面観察して分布状態を確認することが好ましい。さらに、同じフィルムで巻き付け方向や巾方向など別の部分を数ヶ所観察することがより好ましい。この方法により本発明のフィルム表面を観察すると、該界面活性剤層厚（厚み分布）は３〜５０ｎｍ程度であり、好ましくは５〜２５ｎｍである。
【００２６】
なお、該界面活性剤が層状に存在するか、液滴状であるかについては、次の方法により確認できる。まず、走査型プローブ顕微鏡のダイナミックモードの凹凸像の観察（倍率１００〜３０００倍）により、フィルム表面に存在するものが液滴状であるのか、或いは連続する層状（厚み分布も含めて）であるのかが観察画面上で簡易的に視認できる。そして、界面活性剤であるのか或いはその他の添加剤であるのかというような表面に存在するものの確認方法としては、特にグリセリン脂肪酸エステル系等の多価アルコール脂肪酸エステル系界面活性剤は水酸基を持つものであり、飛行時間型２次イオン質量分析（Ｔｏｆ−ＳＩＭＳ）や、顕微赤外分光分析（ＡＴＲ）等の分析法を用いてフィルム表面の化学種や官能基の分布をマッピングして確認することが可能である。
【００２７】
その表面に存在する該界面活性剤層の量としては、３．０〜２０．０ｍｇ／ｍ²が必要であり、好ましくは、５．０〜１５．０ｍｇ／ｍ²である。その量が３．０ｍｇ／ｍ²未満であると防曇性が悪かったり、滑り性が悪くなったりすることがあり、又２０．０ｍｇ／ｍ²を超えると防曇剤によっては光学特性や滑り性が悪くなったりすることがあり好ましくない。該界面活性剤の添加量としては、上記フィルム表面に３．０〜２０．０ｍｇ／ｍ²の量で層状に存在させることを考慮すると、フィルム重量に対して２．０〜８．０重量％であり、好ましくは、２．０〜５．０重量％である。使用されるエチレン系重合体樹脂に、グリセリン脂肪酸エステル系界面活性剤以外の界面活性剤、酸化防止剤、帯電防止剤、石油樹脂、ミネラルオイル等の液体添加剤を防曇性を損なわない程度に添加しても支障ない。
【００２８】
本発明の包装フィルムの熱収縮特性について説明する。まず、熱収縮率について述べる。本発明でいう包装フィルムの熱収縮率の測定方法は、ＡＳＴＭＤ−２７３２の方法で１２０℃で測定する。その測定によるフィルムの熱収縮率は縦方向及び横方向ともに５０％〜８０％である。熱収縮率が縦方向及び横方向ともに収縮率が５０％〜８０％である包装フィルムでシュリンク包装すると、包装体はタイトに美麗に仕上がるが、縦方向あるいは横方向のどちらか片方の収縮率が５０％未満の包装フィルムでは、被包装物の角部等でしわが残ってしまい美麗な包装体にはならない。８０％を越える熱収縮率のものは、熱風シュリンクトンネルで熱収縮させるときにしわが発生する場合がある。熱収縮率が５５〜８０％の範囲のものは、丸型及び円形の被包装体であっても美麗に包装できるのでより好ましい。
【００２９】
次に、熱収縮応力について述べる。包装フィルムの熱収縮応力の測定法はＡＳＴＭＤ−２８３８の方法で１２０℃で測定する。その測定法によるフィルムの熱収縮応力は縦方向及び横方向ともに１．２〜２．２Ｎ／ｍｍ²である。熱収縮応力が１．２Ｎ／ｍｍ²未満ではシールした後、熱風シュリンクトンネル通過中に小孔から空気が抜けるのが遅くなり、熱収縮不良でしわが発生する。２．２Ｎ／ｍｍ²を越えると被包装物が薄手の軟弱な容器を変形させてしまうのである。より好ましくは１．５〜２．０Ｎ／ｍｍ²である。
【００３０】
本発明の包装フィルムの光学特性について述べる。本発明の包装フィルムの曇り度の測定方法は、ＡＳＴＭＤ−１００３の方法で、フィルム面積で３０％まで１４０℃の温度で熱収縮させた後のフィルムを測定する。その曇り度が０〜３．０％のものである。熱収縮後の曇り度が３．０％を越えると被包装物が見にくくなる。曇り度が２．５％以下のものは、透明感に優れ被包装物が美麗に見える。
【００３１】
また、本発明の包装フィルムの光沢度の測定方法について述べる。本発明の包装フィルムの光沢度は、ＡＳＴＭＤ−１００３の方法で、フィルム面積で３０％まで１４０℃の温度で熱収縮させた後のフィルムを測定する。その光沢度が１３０〜１８０％のものである。本発明の包装フィルムは架橋されているため、フィルムを構成する樹脂の融点以上に収縮温度を上げても溶融することなく使用でき、また収縮後に冷却しても光学特性の低下が小さい。フィルムの光沢度も商品性を決める重要な特性であり、１３０％未満であると包装体の外観が悪くなり、１８０％を越えると艶が出過ぎた感じとなり、ギラギラしてしまって消費者に好まれないのである。１４０〜１７０％であると艶が出て被包装物に高級感がでるのでより好ましい。
【００３２】
本発明の包装フィルムの動摩擦係数について述べる。動摩擦係数は包装フィルムの滑り性に関与する物性である。本発明の包装フィルムの動摩擦係数の測定方法は、ＡＳＴＭＤ−１８９４に基づいて測定に用いるライダーを５００ｇの梨地金属製のものにして測定する。その動摩擦係数は０．１５〜０．３０である。０．３０を越えると連続包装機にフィルムが供給される際、滑り不良で引っ掛かりフィルム破れトラブルが発生する場合が多い。また、０．１５未満のものは、原反が独りでに巻ほどけてきたり、フィルム生産の際の巻取機での原反ズレが発生し易くなったりして原反の取扱いが困難になるのである。動摩擦係数が０．１５〜０．２５であると、高速の連続包装機に好適に使用できるのでより好ましい。
【００３３】
本発明の包装フィルムのホットタックシール強度について述べる。本発明の包装フィルムのホットタックシール強度の測定法は、ＡＳＴＭＦ−１９２１−９８に基づいて、測定器はＴｈｅｌｌｅｒ社ＨｏｔＴａｃｋ測定器を用い、ヒートシールダイの温度を１５０℃にして測定する。そのホットタックシール強度が２．０〜１０．０Ｎである。２．０Ｎ未満であると熱風シュリンクトンネル内のフィルムの熱収縮力でシール部が剥離してパンクが多く発生する。また、１０．０Ｎを越えるものはシール線が固くなる場合があり、固くなったシール線が他の包装体と接触したときに、フィルムを破ったり傷つけたりしてしまう可能性があるので好ましくない。３．０〜５Ｎであるとシュリンクトンネルの温度設定が広くできたり通過速度を早くできたりするのでより好ましい。
【００３４】
本発明の包装フィルムの製造方法の一例について述べる。異方性のない収縮性フィルムは、例えばチューブラー方式の２軸延伸方法を用いて得ることができる。まず、樹脂を加熱押出機を用いて環状ダイスで押出し、水で急冷して無延伸状態のチューブを製造する。次に、このチューブに電子線を照射し樹脂の架橋処理を行い、続いて熱風による伝熱加熱あるいはインフラヒーター等の輻射加熱によりチューブを樹脂の融点以上に加熱した後、チューブを２組のニップロールの間で速度比をつけて流れ方向に延伸しつつチューブ内にエアーを注入して横方向にも延伸する。
【００３５】
本発明の包装フィルムの延伸倍率は、高熱収縮性を持たせるために縦方向及び横方向ともに一般に５〜１０倍、好ましくは５〜８倍以上である。本発明の包装フィルムの厚みは５〜３０μｍが好ましく、５μｍより薄かったり、３０μｍを越えて厚かったりすると、熱収縮後の光学特性やホットタックシール強度が悪くなる場合がある。８〜１５μｍの厚みのものが光学特性も良くコスト的に安価に生産できるのでより好ましい。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下に実施例、比較例に基づき、詳細に説明する。なお、本発明で用いる評価方法は下記の通りである。
《ゲル分率》
沸騰ｐ−キシレン中で試料を１２時間抽出し、不溶解部分の割合を次式により表示したもので、フィルムの架橋度の尺度として用いた。
ゲル分率（重量％）＝（抽出後の試料重量／抽出前の試料重量）×１００
《エチレン系重合体の密度の測定》
ＡＳＴＭＤ−１５０５に準拠して測定した。
【００３７】
《グリセリン脂肪酸エステルのフィルム表面量の測定》
１ｍ²のフィルムの表面を、予め完全に抽出して無添加を確認したメガネ拭きで全面拭き取り、これを４〜５回メガネ拭きを交換して繰り返す。それらのメガネ拭きを抽出し、抽出液をエバポレーターで乾燥固化させて残留物の重量をガスクロマトグラフィー等を用いて定量する。
《グリセリン脂肪酸エステルのフィルム表面の存在状態の観察》
走査型プローブ顕微鏡（デジタルインスツルメンツ社製のＮａｎｏｓｃｏｐｅＩＩＩＡ）と顕微赤外分光分析機器（パーキンエルマー社製スペクトラ２０００）を用いて界面活性剤層の分布を観察する。その分布が液滴状に点在しているのか、或は層状に全面に存在するのかの確認、及び走査型プローブ顕微鏡のダイナミックモードで界面活性剤層の厚み分布の確認を行う。具体的には、以下のとおりである。
（層状分布及び厚み分布の確認）
分析方法（１）：顕微赤外分光分析機器を用いて、１００μｍ×１００μｍの表面の該界面活性剤の特徴ピークのマッピングを行い分布を確認する。測定面のほぼ全面存在すれば層状にまんべんなく該界面活性剤が存在することを意味する。
分析方法（２）：走査型プローブ顕微鏡を用いて、１０μｍ×１０μｍの表面の原子間力顕微鏡観察を行い、液滴が見られるかどうか観察する。見られなければ、ダイナミックモードでさらにバネ定数の弱いカンチレバーを用いてフォースカーブをとり、該界面活性剤層の厚みを測定する。また、この際フィルム表面の地肌も凹凸があるので、凹凸高さと粘弾性を合わせた画像を見ながら、１０μｍ×１０μｍの観察範囲でランダムに測定ポイントを５０以上フォースカーブをとって該界面活性剤層の厚み分布をみる。或いは、近年の走査型プローブ顕微鏡はフォースカーブのマッピングが可能で全体の分布が見られる。なお、表１〜表２中の「（厚み分布）」の単位は「ｎｍ」である。
【００３８】
《熱収縮率の評価》
ＡＳＴＭＤ−２７３２に準拠して測定し、１２０℃の温度で収縮させた。
［評価基準］
◎：５５％以上８０％以下：美麗にシュリンク包装体が得られる更に好ましいレベル
○：５０％以上５５％未満：シュリンク包装体が得られる好ましいレベル
△：３０％以上５０％未満：小じわが出たりして使用がかなり困難なレベル
×：３０％未満：使用できないレベル
【００３９】
《熱収縮応力の評価》
ＡＳＴＭＤ−２８３８に準拠して測定し、温度が１２０℃の時の最大熱収縮応力の値を用いた。
［評価基準］
◎：１．５Ｎ／ｍｍ²以上２．０Ｎ／ｍｍ²以下：被包装物を変形させず、尚且つ美麗にシュリンク包装体を得られるレベル
○：１．２Ｎ／ｍｍ²以上１．５Ｎ／ｍｍ²未満、或いは２．０Ｎ／ｍｍ²を越えて２．２Ｎ／ｍｍ²以下：被包装物を変形させず、尚且つシュリンク包装体を得られるレベル
△：０．８Ｎ／ｍｍ²以上１．２Ｎ／ｍｍ²未満、或いは、２．２Ｎ／ｍｍ²を越えて２．５Ｎ／ｍｍ²以下：使用がかなり困難なレベル
×：０．８Ｎ／ｍｍ²未満、或いは、２．５Ｎ／ｍｍ²を越える：実用レベルでない
【００４０】
《曇り度の評価》
ＡＳＴＭＤ−１００３に準拠して測定した。なお、フィルム面積で３０％まで、１４０℃の温度で熱収縮させたフィルムの曇り度にて評価を行った。
［評価基準］
◎：２．５％以下：被包装物に曇りが感じられず、美麗に仕上がるレベル
○：２．５％を越えて３％以下：少し曇りを感じるが、美麗に仕上がるレベル
△：３％を越えて５％以下：曇りを感じるので使用がかなり困難なレベル
×：５％を越える：白っぽく感じるので実用レベルでない
【００４１】
《光沢度の評価》
ＡＳＴＭＤ−１００３に準拠して測定した。なお、フィルム面積で３０％まで、１４０℃の温度で熱収縮させたフィルムの光沢を４５°の角度の値にて評価を行った。
［評価基準］
◎：１４０％以上１８０％以下：高級感がでるレベル
○：１３０％以上１４０％未満：美麗に仕上がるレベル
△：１１０％以上１３０％未満：使用がかなり困難なレベル
×：１１０％未満：実用レベルでない
【００４２】
《滑り性の評価》
ＡＳＴＭＤ−１８９４に基づいて測定し、その測定に用いるライダーを５００ｇの梨地金属製のものにして測定した場合の動摩擦係数にて評価を行った。
［評価基準］
◎：０．１５以上０．２５以下：実用レベル
○：０．２５を越えて０．３０以下：実用レベル
△：０．１５未満及び、０．３０を越えて０．３５以下：使用がかなり困難なレベル
×：０．３５を越える：フィルム破れが多発する場合があり、実用レベルでない
【００４３】
《ホットタックシール強度の評価》
ＡＳＴＭＦ−１９２１−９８に基づき、Ｔｈｅｌｌｅｒ社ＨｏｔＴａｃｋ測定器を用いて測定した。Ｖ字型ヒートシールダイを使用し、温度を１５０℃で行い、試験片の巾は２５ｍｍとした。剥離させて時間とともに変化していくホットタックシール強度を１／１０００秒のオーダーでプロットし、剥離開始後０．２５秒のシール強度にて評価を行った。
［評価基準］
◎：３．０Ｎ以上５．０Ｎ以下：実用レベル
○：２．０Ｎ以上３．０Ｎ未満、或いは５．０Ｎを越えて１０．０Ｎ以下：実用レベル
△：１．６Ｎ以上２．０Ｎ未満である：シール剥離する場合があり、使用がかなり困難なレベル
×：１．６Ｎ未満である：シール剥離が多発する場合があり、実用レベルでない
【００４４】
《防曇性の評価》
防曇性の評価として以下のように行った。５００ｍｌのビーカーに２０℃に調節した水を入れ、ビーカーの口をフィルムで密閉する。そのビーカーを１０℃に調整した冷蔵ショーケースに保管し、３０分後フィルムについた水滴の状態や視認性にて５点が良好満点として防曇性の評価を行った。
［評価基準］
◎：５点：水滴の斑が無くすっきりして視認性が良く実用レベルである
○：４点：大きい水滴が少しあるが、視認性は良く実用レベルである
△：２〜３点：小さい水滴がかなりあり、視認性が悪く使用がかなり困難である。
×：1 点：多数の小さい水滴で曇っており、視認性が非常に悪く実用レベルでない。
【００４５】《総合評価》
［評価基準］
◎：全てが◎であり、包装フィルムとして好適に使用できるレベル
○：全てが○か◎の評価であり、包装フィルムとして実用レベル
△：△があり、包装フィルムとして使用がかなり困難なレベル
×：×があり、包装フィルムとして実用レベルでない
【００４６】
【参考例１〜１４、実施例１〜３】
表１−１〜１−３の参考例１〜１４、実施例１〜３に示すような樹脂及び添加剤を用いて、２台の押出機を使用し、２種３層の環状ダイスより両外層と内層からなる３層構成、又は１台の押出機を使用して環状ダイスより単層構成のチューブを溶融押出し、そのチューブを水冷リングを用いて急冷し、約５００μｍの厚みの未延伸チューブを得た。チューブの両外層と内層の層比率は、外層が１５％と１５％で合計３０％であり、内層が７０％であった。添加剤の添加手段としてはマスターバッチ法で行い、二軸押出機で混練させてマスターバッチ化した。未延伸チューブ成形用の押出機は一軸のものを用い、スクリューはダルメージスクリューを用いた。押出機の温度設定は長手方向で６つの温度調節ブロックにおいて、樹脂供給ホッパーから、２００℃、２３０℃、２５０℃、２６０℃、２６０℃、２６０℃で行った。
【００４７】
得られた未延伸チューブに５００ｋＶの加速電圧で加速した電子線を４メガラッド照射して架橋処理を行い、引き続きインフラヒーターによる輻射加熱で、未延伸チューブを１４０℃まで加熱しつつ、２組のニップロール間の速度比により流れ方向に７倍、チューブ内にエアーを注入することにより機械の流れ方向と直角方向に７倍延伸し、エアーリングによりバブルの最大径の部分に冷風を当てて冷却する。その後折りたたんで、それぞれ厚み約１０μｍの参考例１〜１４、実施例１〜３の包装フィルムの原反を得た。それぞれの包装フィルム原反を、４０℃に温度調節した部屋で３日間保管した後、《グリセリン脂肪酸エステルのフィルム表面の存在状態の観察》を行い、層状に存在するかを確認した。
【００４８】
次いで、これらの包装フィルムについて、本文記載の《熱収縮率の評価》《熱収縮応力の評価》《曇り度の評価》《光沢の評価》《滑り性の評価》《ホットタックシール強度の評価》《防曇性の評価》《総合評価》を行った。その結果を表３に示す。その結果、得られた包装フィルムは高収縮性能を保持しつつ低熱収縮応力であり、収縮後の透明性や光沢も非常に良いものであることがわかる。更に、防曇性能においてもグリセリン脂肪酸エステルが３．０〜２０．０ｍｇ／ｍ²表面に存在し、且つ層状に分布していれば防曇性が安定して良くなることがわかる。参考例１３〜１４の結果から、熱収縮応力は照射量（ゲル分率）によって変化することがわかり、ゲル分率が高いほど熱収縮応力が強くなる傾向にある。参考例２，１０，１１の結果から、使用するエチレン系共重合体によって、滑り性、光学特性、シール性が異なることがわかる。
【００４９】
【比較例１〜６】
樹脂の構成を表２に示すものに変更し、界面活性剤を添加した後、２３０℃で混練性が充分でないシングルフライトスクリューで混練した他は、参考例１と同様にして積層フィルムを得た。尚、比較例７〜８だけではさらに界面活性剤を表面コートし、そのフィルム表面量（ブリーディング量＋塗布量）が３．０ｍｇ／ｍ²となる様にした。これらを比較例１〜６とし、その結果を表４に示す。
【００５０】
表４によれば、比較例１の結果からわかるように、照射量が２メガラッドに及ばない処理（１メガラッド、ゲル分率４％）で高温延伸すると熱収縮応力が低い包装フィルムとなることがわかる。逆に、比較例２の結果からわかるように、照射量が１０メガラッドより強く処理（１２メガラッド、ゲル分率４５％）した場合では、熱収縮応力が強すぎる包装フィルムになることがわかる。一方、比較例３〜６の結果からわかるように、グリセリン脂肪酸エステル系界面活性剤が層状に分布していても表面量が３．０ｍｇ／ｍ²より少なければ防曇性が満足されないことがわかる。また、表面量が３．０ｍｇ／ｍ²以上でも層状でなく、点在すると防曇性が満足されないことがわかる。
【００５１】
【表１】

【００５２】
【表２】

【００５３】
【表３】

【００５４】
【表４】

【００５５】
【表５】

【００５６】
【表６】

【００５７】
【発明の効果】
本発明の積層フィルムは、高収縮性能でありながら収縮応力が大きくなく、収縮後も透明性、光沢に優れるためシュリンク包装体に好ましく用いることが可能であり、防曇性が必要な用途にも好適に使用できる。また、滑り性やホットタックシール強度も強いので、高速化された連続包装機にも優良に対応できる包装フィルムである。

Claims

両外層と内層の３層から構成され、該両外層が密度が０．９１０〜０．９１８ｇ／ｃｍ ³ のシングルサイト系触媒を用いたエチレンとα−オレフィンとの共重合体９０重量％／低密度ポリエチレン１０重量％の混合物からなり、該内層が密度が０．９１３〜０．９２７ｇ／ｃｍ ³ のエチレン系共重合体からなる、架橋された包装フィルムにおいて、フィルムのゲル分率が１５〜３５％、１２０℃での熱収縮率が、縦方向及び横方向ともに５５％〜８０％、１２０℃の温度での最大熱収縮応力が、縦方向及び横方向ともに１．５〜２．０Ｎ／ｍｍ²であり、かつ、フィルム重量に対して２．０〜８．０重量％のグリセリン脂肪酸エステル系界面活性剤を有し、該界面活性剤が少なくともフィルムの片面に３．０〜２０．０ｍｇ／ｍ²の量で層状に存在していることを特徴とする包装フィルム。
請求項１記載の包装フィルムにおいて、１４０℃の温度でフィルム面積を３０％まで熱収縮させたフィルムの曇り度が０〜３．０％、１４０℃でフィルム面積で３０％まで熱収縮させたフィルムの光沢度が１３０〜１８０％、フィルムの動摩擦係数が０．１５〜０．３０、Ｔｈｅｌｌｅｒ社ＨｏｔＴａｃｋ測定器を用いて測定し、ヒートシールダイの温度を１５０℃にしたときのフィルムのホットタックシール強度が２．０〜１０．０Ｎであることを特徴とする包装フィルム。
該フィルムの厚みが５〜３０μｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の包装フィルム。
エチレン系重合体樹脂にグリセリン脂肪酸エステル系界面活性剤を添加し、２５０℃以上の温度で、かつ、５０［１／ｓｅｃ］以上のせん断速度で混練する部分を持つ押出機を用いて未延伸チューブを成形し、これを架橋、延伸することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の包装フィルムの製造方法。