JP3905353B2 - 透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルムに関するもので、該熱収縮性多層フィルムは、食料品や日用雑貨品等の包装用に好適に使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
食料品や日用雑貨品等の包装に用いられる熱収縮性フィルムとしては、色々な樹脂から製膜されたフィルムが使用されている。例えば、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂等からなる熱収縮性フィルムが多用されている。又、これらの樹脂を積層させた多層熱収縮性フィルムもこれらの分野に好適に使用されている。
例えば、ポリプロピレン系樹脂層とポリエチレン系樹脂層とからなる熱収縮性多層フィルムが包装用として広く一般に使用されている。該熱収縮性多層フィルムは、ポリプロピレン系樹脂の延伸加工性とポリエチレン系樹脂の低温熱収縮性とを併せ持ち、熱収縮包装用フィルムとして、優れた特性を発揮している。
【０００３】
更に、ポリプロピレン系樹脂層とポリエチレン系樹脂層とからなる熱収縮性多層フィルムにおいて、ポリプロピレン系樹脂層に石油樹脂やテルペン樹脂を添加してポリプロピレン系樹脂層の延伸加工温度を低下させ、ポリエチレン系樹脂層の延伸加工温度に接近させることにより、多層フィルム全体の延伸加工を低温で行えるようにすることが知られている。
尚、熱収縮性フィルムは、低温で延伸加工されれば低温熱収縮性が向上し、熱収縮包装仕上がりの良好な熱収縮包装体が得られるようになることが知られている。
【０００４】
しかし、ポリプロピレン系樹脂に石油樹脂やテルペン樹脂を添加させたポリプロピレン系樹脂層とポリエチレン系樹脂層とからなる熱収縮性多層フィルムは、両層の熱収縮率の違いにより、熱収縮させるとポリプロピレン系樹脂層に弛みが生じ、フィルムの透明性が低下していた。特に、石油樹脂やテルペン樹脂を添加させたポリプロピレン系樹脂層が表面層となる熱収縮性多層フィルムの場合には、熱収縮させると表面層のポリプロピレン系樹脂層に凹凸が生じ、透明性と光沢が低下していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低温での熱収縮性を改善させるために石油樹脂及び／又はテルペン樹脂を添加させたポリプロピレン系樹脂層を両表面層とし、ポリエチレン系樹脂層を中間層とする熱収縮性多層フィルムが、熱収縮させた後でも表面に凹凸を生じさせず、透明性や光沢性が損なわないようにようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決させるために次のような手段を講じた。即ち、
両表面層がポリプロピレン系樹脂１００重量部に対し、石油樹脂及び／又はテルペン樹脂５０乃至１５０重量部と、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー５０乃至８００重量部とを混合させた樹脂組成物からなり、中間層がポリエチレン系樹脂からなるようにする。
好ましくは、ポリプロピレン系樹脂が、エチレン−プロピレン共重合体、或いは、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体からなるようにする。
又、好ましくは、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが、直接重合法により得られるポリプロピレン系樹脂中にエチレン−プロピレン系ゴム、又は、エチレン−プロピレン−ブタジエン系ゴムの少なくとも１種類が均一に微分散したポリプロピレン系熱可塑性エラストマーからなるようにする。
又、好ましくは、ポリエチレン系樹脂が、エチレン−α−オレフィン共重合体からなるようにする。
【０００７】
【発明の実施態様】
本発明の透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルムの両表面層に用いるポリプロピレン系樹脂としては、特に限定されるものではないが、一般にフィルム用として使用されているポリプロピレン系樹脂が用いられる。特に、エチレン−プロピレン共重合体、或いは、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体が好ましい。これらの樹脂を用いると、低温熱収縮性に優れた多層フィルムが得られるばかりか、良好なヒートシール性を付与させることができ、自動包装や製袋加工等か容易に行える。
例えば、エチレン含有量が３乃至７モル％のエチレン−プロピレン共重合体や、エチレン含有量が３乃至７モル％、ブテン−１含有量が１０乃至３０モル％のエチレン−プロピレン−ブテンの３元共重合体等が好適に使用される。
【０００８】
両表面層のポリプロピレン系樹脂に混合させる石油樹脂としては、シクロペンタジエンまたはそれらの二量体からなる脂環式石油樹脂類、Ｃ９成分からなる芳香族石油樹脂類等がある。又、テルペン樹脂としては、リモネンから得られるテルペン樹脂類等がある。そして、これらの樹脂は押出成形時等の熱安定性の面から水素添加されているものが好ましい。該水素添加率としては８０％以上、好ましくは、９５％以上であるのが望ましい。
このような樹脂としては、荒川化学工業で製造されている商品名“アルコン”や、ヤスハラケミカルで製造されている商品名“クリアロン”等を挙げることができる。
尚、本発明において使用する石油樹脂、或は、テルペン樹脂は、１種類でも、或は、これら２種類以上を併用することもできる。
【０００９】
そして、両表面層のポリプロピレン系樹脂に混合させる石油樹脂及び／又はテルペン樹脂の量は、ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対し、合計で５０乃至１５０重量部である。
石油樹脂及び／又はテルペン樹脂の混合量が５０重量部未満では、両表面層のポリプロピレン系樹脂の延伸加工温度を低下させることができず、中間層に用いているポリエチレン系樹脂の延伸加工温度に近づけることができない。そのため、多層フィルム全体を低温で延伸加工することができず、低温熱収縮性に優れたフィルムを得ることができない。
又、石油樹脂及び／又はテルペン樹脂の混合量が１５０重量部を越えると、溶融樹脂がスクリューに巻き付き、押し出しが困難になる。
【００１０】
又、両表面層のポリプロピレン系樹脂に混合させるポリオレフィン系熱可塑性エラストマーは、ポリオレフィン系ポリマーとゴム成分とのブレンド物である。即ち、結晶性ポリプロピレン系樹脂や結晶性ポリエチレン系樹脂がハードセグメントとなり、エチレン−プロピレン系ゴムやエチレン−プロピレン−ブタジエン系ゴムがソフトセグメントとなっているものを意味する。
そして、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーは、両表面層のポリプロピレン系樹脂との相溶性等を考慮すると、ポリオレフィン系ポリマーがポリプロピレン系樹脂からなるものが好ましい。
【００１１】
本発明に用いられるポリオレフィン系熱可塑性エラストマーは、ポリオレフィン系ポリマーのハード成分とゴム成分のソフト成分とを密閉混合機や押出機を使用して溶融混練させることにより得ることができる。
このような方法によって得られるポリプロピレン系熱可塑性エラストマーとしては、宇部興産で製造されている商品名“ＣＡＰ”等が挙げられる。
【００１２】
しかし、密閉混合機や押出機等の機械的な混練により得られたポリオレフィン系熱可塑性エラストマーは、ゴム成分が均一に微分散したものが得られ難く、しかも、物理的特性に劣る場合がある。
そこで、本発明においては、ポリオレフィン系ポリマーのハード成分とゴム成分のソフト成分とを一つの重合プロセスで生産させ、ポリオレフィン系ポリマー中にゴム成分が均一に微分散したポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが好ましい。
このような方法によって得られるポリプロピレン系熱可塑性エラストマーとしては、三菱化学で製造されている商品名“ゼラス”、トクヤマで製造されている商品名“Ｐ．Ｅ．Ｒ”、更には、モンテル社で製造されている商品名“キャタロイ”等が挙げられる。
【００１３】
そして、両表面層のプロピレン系樹脂に混合させるポリオレフィン系熱可塑性エラストマーの量は、ポロピレン系樹脂樹脂１００重量部に対し、５０乃至８００重量部である。
ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーの混合量が５０重量部未満では、熱収縮させた際に、表面層に弛みが生じ、フィルム表面に凹凸が生じて透明・光沢性が低下する。
又、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーの混合量が８００重量部を越えると、低温熱収縮性が劣るようになる。
【００１４】
本発明の透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルムの中間層に用いられるポリエチレン系樹脂としては、特に限定されるものではないが、一般にフィルム用として使用されている樹脂が用いられ、特に、「直鎖状低密度ポリエチレン樹脂」と呼ばれているエチレン−α−オレフィン共重合体が好ましい。更には、密度が０．９００乃至０．９２０ｇ／ｃｍ^３の「直鎖状極低密度ポリエチレン樹脂」と呼ばれているエチレン−α−オレフィン共重合体が好ましい。これらの樹脂を用いると、熱収縮性に優れた多層フィルムが得られるばかりか、熱収縮性を付与させるための延伸加工性が良好である。
【００１５】
本発明の透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルムは、ポリプロピレン系樹脂に石油樹脂及び／又はテルペン樹脂とポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを混合させた樹脂組成物を両表面層とする。そして、各表面層の厚み割合としては、それぞれ１５乃至３０％であることが好ましい。各表面層の厚み割合が１５％未満では、延伸加工性が劣るようになる。又、各表面層の厚み割合が３０％を越えると熱収縮特性が劣るようになる。
【００１６】
又、本発明の透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルムは、ポリエチレン系樹脂を中間層とする。そして、中間層の厚み割合としては、４０乃至７０％であることが好ましい。中間層の厚み割合が４０％未満では、低温での熱収縮性に劣るようになる。又、中間層の厚み割合が７０％を越えると、延伸加工性が劣るようになるばかりか、熱収縮させた際に表面に凹凸が生じ易くなり、透明・光沢性に劣るようになる。
【００１７】
尚、本発明の熱収縮性多層フィルムは、９０℃で熱収縮させた時の透明性が、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に基いて測定されたときに４０％以下であるものが好ましい。
そして、本発明の熱収縮性多層フィルムの中間層は、ポリエチレン系樹脂からなる単層構造は勿論、種類の異なるポリエチレン系樹脂層からなる多層構造であってもよい。又、ポリエチレン系樹脂以外の樹脂からなる層をポリエチレン系樹脂層と積層させた多層構造であってもよい。
又、本発明の熱収縮性多層フィルムは、包装用フィルムとして使用することから、全体厚みとして、１５乃至８０μｍが好ましい。
【００１８】
本発明の透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルムは次のような方法によって製膜することができる。
まず、複数の押出機と多層ダイを用いて所定の樹脂層構成となるように共押出し、その直後に急冷させて多層未延伸原反シートを成形する。得られたシートを再加熱して延伸加工を施し、必要により自然収縮量を取り除くための熱処理を施して熱収縮性多層フィルムを得る。
尚、本発明の透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルムは、Ｔダイを用いて製膜された多層未延伸原反シートをテンター方式によって延伸加工したり、サーキュラーダイを用いて製膜された多層未延伸原反チューブをインフレーション方式によって延伸加工したりすることにより得られる。又、本発明の低温熱収縮性多層フィルムは、二軸延伸されて縦方向、横方向共に熱収縮性を有するものは勿論、一軸延伸されて一軸方向にのみに熱収縮性を有するものも意味する。
【００１９】
【作用】
本発明の透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルムは、表面層に石油樹脂やテルペン樹脂が混合されているので、表面層のポリプロピレン系樹脂の延伸加工温度が低下し、中間層のポリエチレン系樹脂の延伸加工温度に近づいている。そのため、多層未延伸原反シートを低温で延伸加工することができるようになり、その結果、低温収縮性を向上させることができる。
【００２０】
又、表面層のポリプロピレン系樹脂にポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが混合されているので、石油樹脂やテルペン樹脂の混合により腰が強くなったり、硬度が高くなったりするのを抑え、ポリプロピレン系樹脂層に柔軟性が付与されている。そのため、熱収縮させた際に表面層と中間層の熱収縮量の違いによって生じる表面層の弛みを緩和させることができる。即ち、熱収縮によって生じる表面層の凹凸を抑え、熱収縮させた後に透明・光沢性が低下するのを防止することができる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例、及び、比較例を示し、本発明の内容をより具体的に説明する。
尚、熱収縮性多層フィルムの各評価は、次のような方法によって行った。
（熱収縮包装適性）
試料フィルムをペットボトルのラベルシュリンクフィルムとして用い、ラベルシュリンク包装を行い、包装仕上がり状態を評価した。
尚、熱収縮は、Ｋ＆Ｕシステム社製のスチームトンネル装置を使用し、熱収縮条件はスチームトンネル温度が９８℃、スチームトンネル通過時間が７秒間であった。
（光学的性質）
熱収縮させる前の試料フィルムと、熱収縮包装試験を行った後の試料フィルムの透明性をＡＳＴＭ Ｄ１００３に基づいて測定した。又、光沢については、目視によって評価した。
（熱収縮性）
試料フィルム（１００×１００ｍｍ）を８０℃と９０℃の熱水に約１０秒間浸漬させ、縦方向、横方向それぞれの収縮量を元の長さに対する割合で表した。
【００２２】
〔実施例１〕
２台の押出機と２種３層のＴダイを用い、表面層がエチレン含有量５モル％のエチレン−プロピレン共重合体（住友化学工業製“ノーブレン ＦＳ３６１１”）１００重量部に、テルペン樹脂（ヤスハラメミカル製“クリアロン Ｐ１３５”）１００重量部と、ポリプロピレン系熱可塑性エラストマー（三菱化学製“ゼラス ＺＴ７０１”）３００部とを混合させた樹脂組成物、中間層がエチレン−α−オレフィン共重合体（住友化学工業製“エクセレン ＶＬ１０３”）からなるシート状の多層未延伸原反を成形した。
得られたシート状の多層未延伸原反を再加熱して、テンター延伸法により、縦方向１．０倍、横方向６．０倍の横一軸延伸を行い、その後、横方向に約５％の弛緩を加えて自然収縮性を除去させる熱固定を行い、両表面層がそれぞれ１２μｍ、中間層が２６μｍの熱収縮性多層フィルムを得た。
【００２３】
得られた熱収縮性多層フィルムの熱収縮率は、８０℃で縦方向７％、横方向３４％、９０℃で縦方向９％、横方向４７％で、低温熱収縮性と良好な熱収縮量を示していた。又、透明性は５．０％と優れており、光沢性も良好であった。
該熱収縮性多層フィルムをラベルシュリンクフィルムとして用い、ペットボトルのラベルシュリンク包装を行った。その結果、皺も無く、仕上がりの良好なラベルシュリンク包装体を得ることができた。しかも、得られたラベルシュリンク包装体は熱収縮性多層フィルムの透明性と光沢性が良好で、美麗であった。
尚、熱収縮性多層フィルムを熱収縮させた後の透明性は、８０℃で熱収縮させた時が１２％で、９０℃で熱収縮させた時が１６％で、熱収縮させる前と大差はなかった。又、光沢性も良好であった。
【００２４】
〔比較例１〕
表面層のエチレン−プロピレン共重合体にポリプロピレン系熱可塑性エラストマーを混合させない以外は、実施例１と同様な方法によって、両表面層がそれぞれ１２μｍ、中間層が２６μｍの熱収縮性多層フィルムを得た。
得られた熱収縮性多層フィルムの熱収縮率は、８０℃で縦方向７％、横方向２４％、９０℃で縦方向８％、横方向３９％で、低温熱収縮性と良好な熱収縮量を示していた。又、透明性は５．７％と優れており、光沢性も良好であった。
該熱収縮性多層フィルムをラベルシュリンクフィルムとして用い、ペットボトルのラベルシュリンク包装を行った。その結果、皺も無く、包装仕上がりの良好なラベルシュリンク包装体を得ることができた。しかし、得られたラベルシュリンク包装体は熱収縮性多層フィルムの透明性と光沢が悪く、商品価値を低下させるものであった。
尚、熱収縮性多層フィルムを熱収縮させた後の透明性は、８０℃で熱収縮させた時が１６％で、９０℃で熱収縮させた時が６６％で、熱収縮させる前と比較すると９０℃で熱収縮させた時に大幅な低下を示していた。
【００２５】
〔比較例２〕
比較例１と同様の方法で、しかも、比較例１と同様の樹脂構成の熱収縮性多層フィルムを得た。尚、両表面層の厚みはそれぞれ８μｍ、中間層の厚みは３４μｍであった。
得られた熱収縮性多層フィルムの熱収縮率は、８０℃で縦方向７％、横方向３０％、９０℃で縦方向８％、横方向４８％で、低温熱収縮性と良好な熱収縮量を示していた。又、透明性は５．０％と優れており、光沢性も良好であった。
該熱収縮性多層フィルムをラベルシュリンクフィルムとして用い、ペットボトルのラベルシュリンク包装を行った。その結果、皺も無く、包装仕上がりの良好なラベルシュリンク包装体を得ることができた。しかし、得られたラベルシュリンク包装体は熱収縮性多層フィルムの透明性と光沢が悪く、商品価値を低下させるものであった。
尚、熱収縮性多層フィルムを熱収縮させた後の透明性は、８０℃で熱収縮させた時が７７％で、９０℃で熱収縮させた時が８８％で、熱収縮させる前と比較すると９０℃で熱収縮させた時は勿論、８０℃で熱収縮させた時でも大幅な低下を示していた。
【００２６】
【効果】
本発明の透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルムは、低温熱収縮性を有しているので、包装仕上がりの良好な熱収縮包装体を得ることができる。しかも、該熱収縮性多層フィルムは、熱収縮させた後でも透明・光沢性が低下しないので、美麗な熱収縮包装体を得ることができる。

Claims (4)

1. 両表面層がポリプロピレン系樹脂１００重量部に対し、石油樹脂及び／又はテルペン樹脂５０乃至１５０重量部と、ポリプロピレン系熱可塑性エラストマー５０乃至８００重量部とを混合させた樹脂組成物からなり、中間層がポリエチレン系樹脂からなることを特徴とする透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルム。
2. ポリプロピレン系樹脂が、エチレン−プロピレン共重合体、或いは、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体であることを特徴とする請求項１に記載された透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルム。
3. ポリプロピレン系熱可塑性エラストマーが、直接重合法により得られるポリプロピレン系樹脂中にエチレン−プロピレン系ゴム、または、エチレン−プロピレン−ブタジエン系ゴムの少なくとも１種類が均一に微分散したポリプロピレン系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載された透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルム。
4. ポリエチレン系樹脂が、エチレン−α−オレフィン共重合体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載された透明・光沢性に優れた低温熱収縮性多層フィルム。