JP3642596B2 - 包装用ポリオレフィン系樹脂多層フィルム - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、主として包装材料の用途に供するポリオレフィン系樹脂多層フィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、両表面層(Z層)と延伸補助層(X層)及びコア層(Y層)よりなる少なくとも4層(例=Z/X/Y/Z)構成からなる、80℃における収縮率が20〜50%のポリオレフィン系樹脂多層フィルムは、特公平2−14898号公報、特公平2−52624号公報に開示されていて公知である。この公報の記載によれば、表面層(Z層)は多層フィルムの表層に、例えばヒートシール性、防曇性、表面光沢性、柔軟性等の表面特性を具備させるもので、例えば、EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)やEMAA(エチレン−メタクリル酸共重合体)等の合成樹脂が採用されている。特に表面層は、防曇剤を練り込み易く且つ練り込んだ防曇剤がブリードアウトし易い樹脂を選択することを推奨している。一方、コア層(Y層)は主に、多層フィルム全体に耐熱性や機械強度等を具備させるもので、例えば結晶性のポリプロピレン(IPP)やポリブテン−1(PB−1)等の樹脂が採用されている。また延伸補助層(X層)は、単独層では例えば30〜80℃の低い温度下で延伸することが困難である上記Y層の延伸を容易にする役割の層で、例えばEVAとPPと軟質ポリマーとの混合樹脂層である。そしてこのX層は、上記Y層に近接して配置することによって、多層フィルムの全体を30〜80℃の低い温度下で、面積倍率で9〜30倍に延伸すること(冷間延伸と言う)を可能にし、その結果として、多層フィルムに包装用フィルムとしての品質特性、即ち例えば、『特定の伸びにおける適度な伸び荷重と高い破断伸び=ストレッチ性』、『低温での適度な熱収縮性=シュリンク性』、『優れた変形回復性と適度な弾性率=張りや腰があり、押し込み変形跡の回復』、『十分な機械的強度=包装機との操作適性』等を兼備させることに成功している。また上記冷間延伸が施された特質として、この種の多層フィルムには80℃という低温において20〜50%の熱収縮値を示す特質がある。
【0003】
従ってこの多層フィルムは、合成樹脂やその樹脂の発泡体を成形したトレー容器に、例えば、肉、魚、野菜、惣菜等を入れて、その全体をフィルムでタイトに包む包装用途、例えば、フィルムの持つ『特定の伸びにおける適度な伸び荷重と高い破断伸び』を活用するストレッチ包装、フィルムの持つ『適度な熱収縮性』を活用するシュリンク包装、及び前記の両者を利用するストレッチ・シュリンク包装等の公知の包装分野に利用することが出来るのである。
【0004】
ところで、一般に、この種の包装用フィルムには特別なヒートシール性が要求されることも知られている。それは包装形態に起因するもので、包み終えた包装体の一部(例えばトレーの底面)に、フィルムが一重の部分と折曲げ重ねられて五重にもなる部分とが生じてしまう。これを例えばトレーの底面から加熱してフィルムをヒートシールしようとする時、フィルムが一重の部分と五重にも重なった部分とではシール適性温度に差が生じてしまう。従って一般には、重なった部分が完全にシール出来る最低の温度を下限値とし、一重の部分が溶融して穴(メルトンホールと呼ぶ)が開いてしまう直前の最高温度を上限値として、この両者の温度差の範囲をシール適性温度範囲(シールレンジ)と呼び、この温度の絶対値とその範囲の広さをフィルムの主要な管理項目としている。上記特公平の記載でのシールレンジは約45℃であるが、その絶対値は下限値は約90℃、上限値は約150℃であり、上限値はZ層の樹脂の融点(約90℃)に近似し、上限値はY層のVicat.軟化点(約150℃)に近似することが示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシールレンジの広いフィルムに対しても、冷凍保存した鮮魚や畜肉を包装する時の様にシール部分の温度が上がり難い場合やヒートシール工程時に内容物に余り熱を加えたくない場合、更には包装速度を上げたいといった場合には、先ず温度の下限値としての絶対値を90℃から70℃まで下げ、シールレンジは60℃から80℃まで広がったフィルムが要望されている。
【0006】
シール下限温度を下げる為にはZ層に低融点の樹脂を用いれば達成出来るが、EVAを例にとれば、酢酸ビニル含量(VAC)を増やしてシール下限温度を下げると、出来たフィルムはブロッキングし易くなる。現状では、押出加工時の熱安定性等の規制により、VACが15〜20重量%で融点が90℃程度のEVAが実用上の限界で、その結果シール下限温度は90℃より下げるのは困難であった。
【0007】
一方、ヒートシール温度の下限値を下げられる樹脂として、シングルサイト系触媒で重合したエチレン−α・オレフィン共重合体が公知である(PCT WO93/08221号公報等)。しかしながら、これ等の共重合体を用いて、従来から行われているダイレクトインフレーション法で製造した単層フィルムは、シール下限温度を下げる事は出来るが、シールレンジは0〜5℃程度に留まる問題がある。
【0008】
従って本発明は、上記の多層フィルムの防曇性、光学特性、強度、回復性等の従来の優れた特性、特に80℃における収縮率が20〜50%を維持した状態で、常温でのフィルム同士のブロッキングは発生せずに、従来のフィルムよりも先ずヒートシール温度の絶対値としての下限値を90℃から70℃まで下げ、結果としてシールレンジが60℃から80℃まで広がったフィルムを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のフィルムは、両表面層(Z層)と、エチレン−酢酸ビニル共重合体、イソタクチックポリプロピレン、ブテン−1・プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体の組成物からなる延伸補助層(X層)、及びコア層(Y層)の少なくとも4層からなり、80℃における収縮率が20〜50%である包装用ポリオレフィン系樹脂多層フィルムにおいて、上記多層フィルムにおけるZ層に、密度が0.880〜0.907g/cm3で且つ融点が70〜100℃のエチレン−α・オレフィン共重合体を配したことを特徴とする。
【0010】
以下、本発明の内容を詳述する。
本発明が従来技術と相違する点は、
(1)多層フィルムの表面層に、(2)密度が0.880〜0.907g/cm3で且つ融点が70〜100℃のエチレン−α・オレフィン共重合体を配したこと、の上記(1)、(2)の組合せによる『相乗効果』にある。
【0011】
先ず本発明と従来技術との最も異なるポイントについて、図1を用いて説明する。図1は本発明でいうシールレンジとその温度の絶対値を示す実験図である。図中の横軸には温度を目盛った。又縦軸に3種のフィルム、即ちイ)本発明のフィルム(実施例1の実験No.1に対応)、ロ)従来のフィルム(Z層は融点が90℃のEVA:比較例2の実験No.2に対応)、ハ)本発明のフィルムのZ層に用いた共重合体からなるダイレクトインフレーション法で製造した単層フィルム(比較例3の実験No.3に対応)の3種のフィルム(厚みは全て11μmである)を示した。
【0012】
図1から明らかな様に、本発明のフィルムはヒートシール温度の下限値が従来のフィルムの90℃に比べ20℃も低くなり(70℃)、その結果シールレンジも従来のフィルムの60℃に比べ低温側に20℃広がって80℃の広がりを有している。一方、本発明のフィルムのZ層に配した樹脂と同じ樹脂の単層フィルムは、樹脂の特性によりヒートシール下限温度は従来のフィルムより低くなる(85℃)が、シールレンジの広がりは5℃と小さいことが分かる。ここで特筆すべきことは、本発明のフィルムのヒートシール下限温度が単層フィルムの85℃に比べて15℃も低温側の70℃にある点である。このことは、本発明のフィルムのヒートシール下限温度は、表面層に配した樹脂の固有特性、即ち融点で決定されているのではなく、『▲1▼多層フィルム』と、この多層フィルムの表面層に『▲2▼特定の密度及び融点を有するのエチレン−α・オレフィン共重合体を配した』ことによる相乗効果である。
【0013】
そこで、要件▲1▼の役割は、本発明のフィルムの層構成は冷間延伸が行い得る多層フィルムにする為のものである。即ち、80℃における収縮率が20〜50%であるという低温収縮性を本発明の多層フィルムに付与させる為のものである。従ってこの多層フィルムは、30〜80℃の低い温度下で面積倍率で6〜30倍に延伸(冷間延伸)が行われたものであることをも意味している。この冷間延伸によって、本発明でいう表面層(Z層)のエチレン−α・オレフィン共重合体は配向結晶が微細で且つ均一に形成されたものとなり、ヒートシール下限温度を上記樹脂の融点よりも下げる効果が発揮されたものと推定される。
【0014】
次に、要件▲2▼の役割は、フィルム同士のブロッキングは発生せず且つ従来の多層フィルムよりも10℃以上ヒートシール下限温度を下げ、その結果シールレンジが10℃以上広げる為のものである。
先ず、従来の多層フィルムよりもヒートシール下限温度を10℃下げる為にエチレン−α・オレフィン共重合体の密度は0.907g/cm3以下で且つ融点が100℃以下である必要があり、また更にシール下限温度を従来フィルムよりも15℃以上下げる為には、上記に加えて密度が0.902g/cm3以下又は融点が95℃以下である共重合体を選ぶことが好ましい。
【0015】
一方密度及び融点を下げ過ぎると、フィルムが延伸後巻き上げた際に室温程度でも瞬時に融着(ブロッキング)してしまうので、上記共重合体の密度は0.870g/cm3以上で且つ融点は60℃以上である必要がある。また40℃程度のより高温でもブロッキングが発生しない様にする為には、共重合体の密度は0.880g/cm3以上で且つ融点は70℃以上であるものを選ぶことが好ましい。
【0016】
次に本発明でいう表面層(Z層)に用いるエチレン−α・オレフィン共重合体が、重量平均分子量/数平均分子量(以下、Mw/Mnという)が3以下で、下式(1)で示すMIRが25〜40であることが好ましい理由について述べる。
MIR=HMI/MI (1)
(ここで、MIはJIS K7210に準拠して、190℃、2.16kgの条件で測定したメルトフローレート。HMIは、上記MIの測定条件の内、荷重を21.6kgにして測定した値。)
一般に表面層にEVAを配した従来の多層フィルムに比べLLDPEやVLDPEを表面層に配したフィルムは防曇性が劣る。その原因として、防曇剤の練り込み性が悪い、ブリードアウト性が劣る為と考えられる。
【0017】
そこで、先ずエチレン−α・オレフィン共重合体のMIRが25〜40であることの役割は防曇剤の練り込み性をEVA並にする為のものである。ここで練り込み性が良いとは、樹脂を溶融して防曇剤等の界面活性剤等を練り込む場合に、均一に練り込める総量が多いということである。具体的な例として、実施例1の実験No.1と実施例2の実験No.9との比較において、実験No.1(MIRが33の場合)では防曇剤が1.0%練り込めたのに対して、実験No.9(MIRが16の場合)は防曇剤が0.5%しか練り込めず、その結果として防曇性が実験No.1のフィルムに比べて明らかに劣ってた。
【0018】
次に、エチレン−α・オレフィン共重合体の分子量分布を示すMw/Mnが3以下であることの役割は防曇剤のブリードアウト性をEVA並にする為のものである。具体的な例で示せば、実験No.1(Mw/Mnが2.7)のフィルムと実験No.12(Mw/Mnが3.6)のフィルム共にフィルムの表面にブリードアウトしている防曇剤の総量は約30mg/m2程度と同じであるのに、防曇性は実験No.1のフィルムが実験No.12のフィルムに比べて明らかに優れていた。この違いは、フィルム化した時に練り込んだ防曇剤がフィルム表面にブリードアウトした際に均一な膜状になっている場合(実験No.1)と、なっていない場合(実験No.12)との違いによるものと推定される。従って本発明でいうブリードアウト性に優れるとは、含有させた防曇剤が表面に滲み出して来る総量が多いという事だけでなく、防曇性を発揮出来る様な状態にフィルム表面に存在するという意味を含んでいる。
【0019】
又上述したMIRが25〜40である役割は、本発明のフィルムの製造上で次の利点を発揮する。即ち、MIRが25より大きいことは、押出時に押出機に負荷が掛からず、又押出時シェアーによる内部発熱によって分解した樹脂がダイリップに堆積する(メヤニと呼ばれている)といったことが少ない。又MIRは40より小さいことによって、樹脂の押出量が安定する傾向にある。
【0020】
ここで、上記条件を満足するエチレン−α・オレフィン共重合体の具体例としては、エチレンと炭素数3〜20のα・オレフィンとのランダム共重合体が挙げられる。α・オレフィンの具体例としては、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテン−1、オクテン−1、デセン−1、ドデセン−1、テトラデセン−1、ヘキサデセン−1、オクタデセン−1、エイコセン−1等が挙げられ、これにシクロペンタジエン系単量体、ノルボルネン系単量体(例えば、エチリデンノルボルネン)等を共重合しても良い。エチレンから導かれる構成単位は好ましくは50〜95重量%、更に好ましくは60〜90重量%で、炭素数3〜20のα・オレフィンから導かれる構成単位は好ましくは5〜50重量%、更に好ましくは10〜40重量%である。又特に、長鎖分岐がコントロールされ且つ比較的長い短鎖分岐(例えば、オクテン−1)のものが、分子のバルキー性及びその結晶構造の関係からと思われるが界面活性剤の練り込み性及びブリードアウト性に優れる。
【0021】
尚、上記共重合体のMIは、多層で押し出す際の層間乱れやフィルムの強度等から、好ましくは0.5〜6g/10分である。
またZ層中で上記共重合体は通常50重量%以上の範囲で選ばれる。又Z層(1層)の厚みは、通常多層フィルムの厚みに対して5〜20%の構成比率で選ばれる。尚Z層の絶対厚みは通常0.5μm〜20%の範囲で選ばれる。
【0022】
次に、多層フィルムを構成する延伸補助層とコア層について説明する。
先ず、延伸補助層であるX層は冷間延伸を行う場合には必須の層である。この層は、エチレン−酢酸ビニル共重合体、イソタクチックポリプロピレン、ブテン−1・プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体の組成物からなる層である。
【0024】
上記組成物に1,2−ポリブタジエン、水添ジシクロペンタジエン、水添テルペン等の石油樹脂、水添スチレン−ブタジエンコポリマー(ブロック、ランダム)等をブレンドしても良い。
【0025】
次に耐熱性や強度を保持させる為のY層は、例えばイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン及びこれ等にエチレン、ブテン−1等共重合したプロピレン系重合体、ポリブテン−1系重合体等よりなる。特にフィルムの横裂性(フィルムのカット性)を向上させる為には、MIが2以下のポリブテン−1系樹脂を配することが好ましい。これ等の樹脂の他に混合する樹脂としては、1,2−ポリブタジエン、水添ポリジシクロペンタジエン、水添ポリテルペン等の石油樹脂、水添スチレン−ブタジエンコポリマー(ブロック、ランダム)等が挙げられる。
【0026】
これ等の各層の組合せとしては、4層ではZ/Y/X/Z、5層ではZ/X/Y/X/Z,Z/Y/X/Y/Z、7層ではZ/X/Y/X/Y/X/Z,Z/Y/X/Y/X/Y/Z,Z/Y/X/…/Z,Z/X/Y/…/Y/Z等が挙げられる。好ましくは、Y層を2層以上有する組合せである。尚上記フィルムは、回収して再ペレット化して、X層中にブレンドする事が可能である。
【0027】
各層の厚み比率は、多層フィルムとしての強度や光学特性やヒートシール性から、通常X層が10〜40%、Y層が5〜40%、Z層が5〜20%の範囲で選ばれる。又多層フィルムのトータル厚みは、包装性、ストレッチ性、取扱い性から、好ましくは5〜25μmである。
又、上記のX層、Z層には,防曇剤、防菌剤、防霜剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等を添加しても良く、更に、フィルム表面にシリコーンオイル又はそのエマルジョン、界面活性剤、粉体、高分子等をコートしても良い。
【0028】
次に、本発明のフィルムを得る好ましい方法としの冷間延伸法を示す。
先ず各層の樹脂組成物を別々の押出機で溶融押出し、多層ダイ(好ましくはサーキュラーダイ)で合流積層化する。この積層体を冷媒により急冷固化しチューブ状原反とする。これにより、各樹脂層の結晶化度が低く抑えられ、冷間延伸が容易となる。この際、チューブ内に防曇性、滑り性等の特性を改良する目的で、界面活性剤、シリコーンオイル等を充填する。次に30〜80℃(通常35〜65℃)の温度に加熱し、面積倍率9〜30倍に延伸する。延伸後フィルムを引取り、必要に応じて熱処理を行う。この場合の温度は表層の重合体のVicat軟化点以下で行い(通常40〜70℃)、熱処理の際にはフィルムが緊張状態で行うよりも、縦、横共に5%以上、弛緩させて行うのが好ましい。又熱処理の後にコロナ放電処理等を行っても良い。
【0029】
ここで、以下に本発明における物性の測定方法及び評価方法を示す。
(1)収縮率(%)
フィルムサンプルをフィルムの縦方向・横方向それぞれに直行する様に50mm×50mmに切り出し、熱風循環恒温槽に自由に収縮出来る状態に入れ、30分放置した後取り出して寸法収縮率を求めた。数値は縦方向と横方向との平均値で表す。
(2)密度(g/cm3)
柴山科学器械製作所製密度勾配管法比重測定装置を用いて、JIS K−7112のD法に準拠して測定を行った。尚比重液にはイソプロピルアルコール/水の系を用いた。
(3)融点
JIS−K7121準拠し、測定装置はパーキンエルマー社製DSC−7を使用した。尚、融点は融解ピークの内、最も高いピークの温度で示した。
(4)分子量分布(Mw/Mn)
Waters Associates社製の150型高温GPC装置とPERKIN ELMER社製のFTIRを接続し、カラムとして、東ソー社製GMH−H6を2本、昭和電工社製AT−807Sを1本使用して測定した。溶剤にはトリクロロベンゼン(TCB)を用い、140℃の条件で測定した。
(5)MIR
JIS K7210準拠したメルトインデクサーを用いて、先ず温度が190℃で荷重2.16kgの条件でメルトフローレート(MI)を測定してた。次に温度条件は同じで、荷重を21.6kgにして測定した値をHMIとした。この様にして求めたMIとHMIの値の比(HMI/MI)をMIRとした。
(6)シールレンジ
・評価方法
PP製のトレーに200gの重りを載せ、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枚重なる部分、5枚重なる部分が出来る。トレーの底の部分を所定の温度に昇温しておいた熱板に10秒接触させた後、ヒートシールの状態を観察する。5枚重なる部分でも完全にシールされていている最低温度をシール下限温度(T1)とし、又、1枚の部分でも穴が開かない最高温度をシール上限温度(T2)として、T2−T1でシールレンジを求めた。
・評価基準
◎:温度範囲が75℃を超えるもの
○:温度範囲が65℃を超え75℃以下のもの
△:温度範囲が55℃を超え65℃以下のもの
×:温度範囲が55℃以下のもの
−:シール出来なかったもの
(7)ブロッキング性
・評価方法
フィルムを400mm幅にスリットして、巻きテンションを1.0kgで3.5インチの紙管に500m巻き取った。巻き取った直後にフィルムを繰り出してその感触で評価した。
・評価基準
◎:容易に繰り出せるもの
○:多少抵抗は有るが実用上問題の無いレベルのもの
△:ブロッキングして繰り出すのが容易ではなく、実用上問題のあるもの
×:ブロッキングして繰り出せないもの
(8)寸法安定性
・評価方法
「ブロッキング」評価用に巻いたフィルムロールを、35℃の恒温槽に1週間保管し、ロールの巻き姿を観察した。特に、巻き芯は固定されていて縮まないが巻き外程縮んで巻き芯と巻き外とのフィルム幅の違い(テーパー)が発生するのでこれを測定した(巻き芯のフィルム幅から巻き外のフィルム幅を引いた値をWとした)。
・評価基準
◎:W≦2mmで、巻き取り直後と巻き姿は変わらないもの
○:2mm<W≦5mmで、実用上問題の無いレベルのもの
△:5mm<W≦20mmで、フィルムロールの移送時にフィルムが巻き芯からずれて抜けてしまう可能性があるもの
×:W>20mmで、ロールの移送時にフィルムが巻き芯から抜けてしまうもの
(9)防曇性
・評価方法
豚ロースのスライス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1日間陳列し、その後観察した。
・評価基準
◎:水膜が均一で内容物が綺麗に見えるもの
○:大きな水滴が幾つかあるが内容物が綺麗に見えるもの
△:水滴で内容物が歪んで見えるもの
×:フィルムが真っ白で内容物が見えないもの
【0030】
【実施例】
先ず、本実施例で用いた重合体を以下に示す。
・EVA:エチレン−酢酸ビニル共重合体〔酢酸ビニル基含量=14重量%、MI=1.0g/10分、融点=90℃〕
・IPP:イソタクチックポリプロピレン〔密度=0.900g/cm3、MI=2g/10分、融点=163℃〕
・PB−1:ブテン−1・プロピレン共重合体〔密度=0.900g/cm3、MI=1.0g/10分、融点=71℃〕
・TAF:エチレン−プロピレン共重合体〔プロピレン:15モル%、密度=0.870g/cm3、MI=0.4g/10分、融点=40℃、Vicat軟化点40℃以下〕
・VL1:エチレン−オクテン−1共重合体〔オクテン−1含量:15重量%、密度=0.895g/cm3、MI=1.6g/10分、融点=91℃、Mw/Mn=2.7、MIR=33(ダウケミカル社製AFFINITY・PF1140相当品)〕
・VL2: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、MI=3.0g/10分、融点=97℃、Mw/Mn=2.7、MIR=29(ダウケミカル社製AFFINITY・FW1650相当品)〕
・VL3: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、MI=1.0g/10分、融点=100℃、Mw/Mn=2.7、MIR=29(ダウケミカル社製AFFINITY・PL1880相当品)〕
・VL4: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=0.870g/cm3、MI=5g/10分、融点=61℃、Mw/Mn=2.7、MIR=30(ダウケミカル社製ENGAGE・EG8200相当品)〕
・VL5:エチレン−ブテン−1共重合体〔ブテン−1含量:9モル%、密度=0.885g/cm3、MI=2.2g/10分、融点=66℃、Mw/Mn=2.5、MIR=16(エクソン社製EXACT4021相当品)〕
・VL6:エチレン−オクテン−1共重合体〔オクテン−1含量:10重量%、密度=0.908g/cm3、MI=1.0g/10分、融点=103℃、Mw/Mn=2.7、MIR=38(ダウケミカル社製AFFINITY・PL1840相当品)〕
・VL7:エチレン−オクテン−1共重合体〔オクテン−1含量:25重量%、密度=0.868g/cm3、MI=0.5g/10分、融点=56℃、Mw/Mn=2.7、MIR=30(ダウケミカル社製ENGAGE・EG8150相当品)〕
・VL8:エチレン−4−メチルペンテン−1共重合体〔密度=0.910g/cm3、MI=3.6g/10分、融点=114℃、Mw/Mn=3.2、MIR=23(三井石油化学工業社製ウルトゼックス1030F相当品)〕
【0031】
【実施例1】
X層としてEVAを65重量%とIPPを10重量%とPB−1を5重量%とTAFを20重量%とをブレンドした組成物に防曇剤としてジグリセリンオレートを2重量%添加した層を、Y層としてIPPを80重量%とPB−1を20重量%とをブレンドした組成物層を、Z層にVL1に防曇剤としてジグリセリンラウレートを1.0重量%添加した層を用いて、各層をZ/X/Y/X/Z(=10%/35%/10%/35%/10%)の5層構造に210℃に昇温された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(全押出量:100kg/時間)し、押出した積層体を15℃の冷水で急冷して折り畳み、厚みが50μmの原反を得た。ここで、原反チューブの内面にはシリコーンエマルジョンを塗布した(シリコーン量:約3mg/m2)。折り畳んだ原反に空気を注入してチューブ状にし、50℃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4.5倍にチューブラー延伸し、開度が60°のロール式デフレーターで折り畳み、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の引取ロールで引き取った。次に、温度が60℃、弛緩率が縦10%、横30%で熱処理して、フィルムの両端を切り2枚のフィルムとして巻き取った。フィルムの最終倍率は、縦が約2.0倍、横が約2.1倍であった。又最終フィルムの厚みは11μmであった(実験No.1)。
【0032】
【比較例1】
実施例1のZ層に用いたVL1のみの単層状態でNo.1と同じ実験を繰り返したが、延伸時にBURが2倍程度より大きく出来ず且つ不安定なバブルであり、フィルムを得ることが出来なかった。
【0033】
【比較例2】
Z層のVL1をEVAに替えた他はNo.1と同じ実験を繰り返して、厚みが11μmのフィルムを得た(実験No.2)。
【0034】
【比較例3】
実施例1で用いたVL1を、リップが上向きの190℃に昇温されたサーキュラーダイ(リップ径75mm、リップ開度:1mm)より押出し、上側に25m/分の速度で引取りながら空気を注入して、15℃のエアーで冷却しながらBUR4.5倍に膨らませた。これを開度が60°のロール式デフレーターで折り畳みながら、引き取った。出来た単層フィルムの厚みは11μmであった(実験No.3)。
【0035】
以上の実験No.1〜No.3のフィルムの評価結果を表1に示す。尚、表1中には、フィルムの構成(多層状態であるか、単層フィルムであるか)と多層フィルムの収縮率及びZ層に用いたエチレン−α・オレフィン共重合体の物性(表中では共重合体の物性と記した)を合わせて記した。
ここで、表1中の実験No.1〜No.3のフィルムのシールレンジの結果のみを図1に示し、本発明の従来技術に対する優位性を示す。
実験No.1(本発明のフィルム)と実験No.2(従来のフィルム)の対比において、本発明のフィルムは従来のフィルムに比べ、ヒートシール下限温度が20℃も低くなり、結果としてシールレンジも20℃広がり本発明の改良効果は明確である。又実験No.1(本発明のフィルム)と実験No.3(単層フィルム)との対比において、単層フィルムに比べ本発明のフィルムは高温側にシールレンジが広いことは勿論であるが、低温側にも広がっており、本発明のフィルムは本発明でいう『相乗効果』が発揮されてシールレンジが広がっていることがわかる。
【0036】
尚、実験No.1のフィルムは実験No.2のフィルムに比べ強度が大幅に向上していた。一例として縦方向の引裂伝播強度を挙げると、実験No.2のフィルムが10gであるのに対して、実験No.1のフィルムは90gであった。
【0037】
【比較例4】
延伸温度を85℃に替えた他は実験No.1と同じ実験を繰り返して、厚みが11μmのフィルムを得た(実験No.4)。
また、原反厚みを30μmにし、延伸温度を25℃にしてBURを2.4倍に替えた他は実験No.1と同じ実験を繰り返して、厚みが11μmのフィルムを得た(実験No.5)。
【0038】
以上の実験No.4及び実験No.5のフィルムの評価結果を表1に示す。実験No.1と実験No.4及び実験No.5との対比で、本発明で多層フィルムの80℃における収縮率が20〜50%であることの重要性を説明する。
No.1の場合、多層フィルムの80℃における収縮率は30%で、シールレンジは80℃であった。これに対してNo.4の場合、多層フィルムの80℃における収縮率が15%と小さく、従ってヒートシール下限温度は100℃程度に留まり、結果としてシールレンジは50℃であった。又No.5の場合は、多層フィルムの収縮率が55%と大きく、ヒートシール時の熱によってフィルムが大きく縮み易く、又縮まない条件ではヒートシールが出来ず、適正なシール温度条件が全く無かった。又フィルムの寸法安定性が劣っていた。
【0039】
以上のことから、本発明で多層フィルムの80℃における収縮率が20〜50%であることがシールレンジ及びフィルムの寸法安定性に重要であることがわかる。
【0040】
【実施例2】
Z層に、実験No.6はVL2を、実験No.7はVL3を、実験No.8はVL4を、実験No.9はVL5を用いた他は実施例1と同じ実験を繰り返して、厚みが11μmのフィルムを得た。尚、実験No.9の場合にはZ層に防曇剤であるジグリセリンラウレートを0.5%しか練り込めなかった。
【0041】
【比較例5】
Z層に、実験No.10はVL6を、実験No.11はVL7を、実験No.12はVL8を用いた他は実施例1と同じ実験を繰り返して、厚みが11μmのフィルムを得た。
上記実験No.6〜実験No.12のフィルムの評価結果を表1に示す。
【0042】
先ずZ層に用いたエチレン−α・オレフィン共重合体の密度及び融点を本発明の範囲に限定することの重要性を示す。
実験No.7(実施例)と実験No.10(比較例)との対比において、実験No.7ではエチレン−α・オレフィン共重合体密度が0.902g/cm3で融点が100℃でヒートシール下限温度が80℃でシールレンジが70℃であるのに対し、実験No.10では同共重合体密度が0.908g/cm3で融点が103℃でヒートシール下限温度が100℃でシールレンジが50℃であった。このことから密度が0.907g/cm3以下で且つ融点が100℃以下であることがシールレンジを広げる、特に下限側に広げる上で重要であるとが分かる。
【0043】
また、実験No.8(実施例)と実験No.11(比較例)との対比において、実験No.8では問題にならなかったが、実験No.11では延伸時にデフレーターのゴムロールと滑り難く、又フィルムを巻き上げると直ぐにフィルム同士がブロッキングしてしまった。従って、密度が0.870g/cm3以上で且つ融点が60℃以上であることがブロッキングを防ぐ上で重要であることが分かる。
【0044】
次に、防曇性に関して、エチレン−α・オレフィン共重合体のMIRとMw/Mnが本発明の望ましい範囲であることが好ましいことについて説明する。
まず、実験No.1(実施例)と実験No.9(実施例)との対比において、両者はいずれもシ−ルレンジ、寸法安定性、ブロッキング性においては良好であるが、実験No.1は防曇剤が1.0%練り込めたので防曇性に優れていたのに対し、実験No.9は防曇剤が0.5%しか練り込めなかったので防曇性が劣っていた。このことからMIRが25〜40である場合に防曇剤の練り込み性が良く、結果として防曇性に優れることが分かる。
【0045】
ここで、実験No.10と実験No.1との対比において、実験No.10に用いたエチレン−α・オレフィン共重合体のMIRは38と大きく、製造上支障を来す程度では無いが、実験No.1に比べ押出時の樹脂圧力や負荷が変動し、従って押出量が安定しない傾向が見られた。この様な押出安定性の面からも、MIRは40以下にする事が好ましい。
【0046】
また、実験No.1(実施例)と実験No.12(比較例)との対比において、実験No.1(Mw/Mnが2.7)のフィルムと実験No.12(Mw/Mnが3.2)のフィルム共にフィルムの表面にブリードアウトしている防曇剤の総量は約30mg/m2程度と同じであるのに、防曇性は実験No.1のフィルムが実験No.12のフィルムに比べて優れていることからエチレン−α・オレフィン共重合体のMn/Mwが3以上である場合にブリードアウトした防曇剤によって有効に防曇性が発揮されることが分かる。
【0047】
【表1】
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の冷間延伸法によって得られるポリオレフィン系樹脂多層フィルムの防曇性、光学特性、強度、回復性等の特性、特に80℃における収縮率を20〜50%に維持したまま、ヒートシール可能な下限温度が従来のフィルムの90℃から70℃に下がり、従ってヒートシール可能な温度領域が20℃も広がったフィルムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多層フィルム、従来の多層フィルム、単層フィルムのシ−ルレンジを示す実験図である。
Claims (2)
- 両表面層(Z層)と、エチレン−酢酸ビニル共重合体、イソタクチックポリプロピレン、ブテン−1・プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体の組成物からなる延伸補助層(X層)、及びコア層(Y層)の少なくとも4層からなり、80℃における収縮率が20〜50%である包装用ポリオレフィン系樹脂多層フィルムにおいて、上記多層フィルムにおけるZ層に、密度が0.880〜0.907g/cm3で且つ融点が70〜100℃のエチレン−α・オレフィン共重合体を配したことを特徴とする包装用ポリオレフィン系樹脂多層フィルム。
- エチレン−α・オレフィン共重合体が、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)が3以下で、下式(1)で示すMIRが25〜40である請求項1記載の包装用ポリオレフィン系樹脂多層フィルム。
MIR=HMI/MI (1)
(ここで、MIはJIS K7210に準拠して、190℃、2.16kgの条件で測定したメルトフローレートを、HMIは、上記MIの測定条件の内、荷重を21.6kgにして測定した値を示す。)
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