JP4233126B2

JP4233126B2 - 包装袋用多層フィルム

Info

Publication number: JP4233126B2
Application number: JP31633796A
Authority: JP
Inventors: 道宏澤田; 真男高重
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2016-11-27
Also published as: JPH10157036A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、包装袋用多層フィルムに関し、水物包装袋用基材として利用できる。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば液体輸送用のワンウェイ容器として、段ボール箱内にプラスチックの袋を装入したＢＩＢ（バッグインボックス）と呼ばれるものが使用されている。このＢＩＢによれば、内容液に対する耐水性、耐薬品性、ガスバリアー性などはプラスチック袋が有し、輸送の際に必要な剛性は段ボール箱が受け持っている。
このようなＢＩＢ用袋基材には、低温耐ピンホール性、耐ブロッキング性、ヒートシール性、透明性等に優れていることが要求され、従来、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）フィルム、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）フィルム、ＬＤＰＥフィルムとエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルムとの多層フィルム、Ｌ−ＬＤＰＥフィルムとＥＶＡフィルムとの多層フィルム、等が使用されていた。
【０００３】
しかし、これらのフィルムは、前記低温耐ピンホール性等の特性を充分に満たすものではなかったため、これらの特性を向上させるフィルムとして、Ｌ−ＬＤＰＥとエチレン・α−オレフィン系共重合体ゴムよりなる中間層を有する多層フィルムが提案されている（特公平7ー121571号公報）。この多層フィルムによって、前記特性の改善を図ることはできたが、一方、このような多層フィルムは、生産時におけるゲルの発生等に由来する清掃頻度等の課題もあり、生産性の向上も同時に要望されている。
【０００４】
そこで、本発明は、優れたフィルム性能を有していることに加えて、生産性の向上も実現できる包装袋用多層フィルムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明は、中間層と、この中間層を挟んで内層と外層とを有し水物包装のために用いられる包装袋用多層フィルムであって、前記中間層は、エチレン・α−オレフィン共重合体よりなり、この共重合体は、下記特性（ａ〜ｄ，ｇ）を有し、前記内外層は、エチレン・α−オレフィン共重合体よりなることを特徴とする。
【０００６】
前記α−オレフィンの具体例としては、例えば▲１▼プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、等の直鎖状モノオレフィン、▲２▼３−メチルブテン−１、３−メチルペンテン−１、４−メチルペンテン−１、等の分岐鎖モノオレフィン、▲３▼スチレン等の芳香核で置換されたモノオレフィン、がある。
【０００７】
（ａ）密度が0.850〜0.935g/ml
前記密度が0.850g/mlより小さい場合には、フィルム強度の低下が著しくなる。また、密度が0.935g/mlより大きい場合には、フィルムが柔軟性に欠けて、耐屈曲性に劣るようになる。
この密度は、JIS K−6760に準拠して測定できる。
【０００８】
（ｂ）ＭＩ（メルトインデックス）が0.3〜15.0g/10分
前記ＭＩが0.3g/10分より小さい場合には、フィルム製造時、押出機からの樹脂の押出し効率が悪くなる。また、15.0g/10分より大きい場合には、インフレーション成形における成形安定性に欠けることになる。
このＭＩは、ＡＳＴＭＤ−１２３８（190℃／2.16kg）に準拠して測定できる。
【０００９】
（ｃ）Ｍｗ（重量平均分子量）／Ｍｎ（数平均分子量）＝1.5〜3.0
前記Ｍｗ／Ｍｎで表される分子量分布が1.5より小さい場合には、溶融張力が小さくなって製膜が不安定となる。また、Ｍｗ／Ｍｎが3.0より大きい場合には、生産時に焼けやダイスに付着するメヤニの発生時間が短くなって生産性に劣るようになる。
この分子量分布は、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフ）測定器にディファレンシャルビスコメータを接続した測定器を用いて求めることができる。これにより得られた絶対分子量（Ｍｗ及びＭｎ）の値から分子量分布を求める。
【００１０】
（ｄ）Ｔｍ≦115℃
前記Ｔｍ（融点）が125℃を超えると、エッジ切れが生じやすくなる。また、フィルムの腰が強くなり、耐屈曲性が劣るようになる結果、ピンホールが発生しやすくなる。
このＴｍは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定できる。
（ｇ）オルトジクロロベンゼン（ＯＤＣＢ）可溶分が 10wt ％以下
前記ＯＤＣＢ可溶分は、高分岐成分の多少を示す指標であり、この値が大きいと高分岐成分が多いことを意味する。ＯＤＣＢ可溶分が 10wt ％を超えると積層強度に悪影響が出やすくなる。好ましくは、７ wt ％以下である。
【００１１】
本発明の第２発明に係る包装袋用多層フィルムは、第１発明において、前記中間層は、下記特性（ｅ）を有することを特徴とする。
（ｅ）分岐数の分子量依存性幅が０〜５／1000カーボン
前記分岐数の分子量依存性幅は、例えば、ＧＰＣ測定器と、分岐度を測定するＦＴＩＲ（フーリエ変換赤外分光）測定器を使用して求めることができる。ＧＰＣの具体的な測定条件は、例えば、カラムを２本用い、サンプル量５mg／ml、温度135℃、流量１ml／分、トリクロロベンゼン（ＴＣＢ）溶媒とする。この測定条件で求めた分子量分布を10分割し、ＦＴＩＲで求めたそれぞれの留分の平均分岐数、即ち分子量毎の分岐数の最大値と最小値の差を分子量依存性の幅とする（但し、分割面積が４％以下の留分はカットする。
【００１２】
前記エチレン・α−オレフィン共重合体の分岐数の分子量依存性幅は、全ての分子量留分における共重合体の炭素原子1000個に対して、最大の分岐数と最小の分岐数の差は０〜５であることを意味する。即ち、どの分子量留分（高分子量留分、低分子量留分を問わず）をとっても、その中での共重合体の分岐数の差に大きな差がないことを意味する。この分子量依存性幅が５を超えると、樹脂の溶融温度が高くなることにより、ヒートシール性が悪化する。
【００１３】
本発明の第３発明に係る包装袋用多層フィルムは、第１又は第２発明において、前記中間層は、下記特性（ｆ）を有することを特徴とする。
（ｆ）Ｉ₁₀／Ｉ₂≧5.63、かつＭｗ／Ｍｎ≦（Ｉ₁₀／Ｉ₂）−4.63
前記Ｉ₁₀は、ＡＳＴＭＤ−１２３８（190℃／10kg）に基づくメルトインデックスの測定による。
前記Ｉ₂は、ＡＳＴＭＤ−１２３８（190℃／2.16kg）に基づくメルトインデックスの測定による。
【００１４】
Ｉ₁₀／Ｉ₂は、長分岐鎖の程度を示し、この値が高い程、その樹脂中により多くの長分岐鎖があることになる。Ｉ₁₀／Ｉ₂は、好ましくは７以上、より好ましくは８以上とする。
Ｉ₁₀／Ｉ₂≧5.63、かつＭｗ／Ｍｎ≦（Ｉ₁₀／Ｉ₂）−4.63とすることにより、成形性（押出し特性）を改良することができる。
【００１５】
本発明の包装袋用多層フィルムは、中間層として前記特性を有する中間層が含まれていればよく、多層フィルムを構成する層数は任意である。
【００１６】
前記エチレン・α−オレフィン共重合体は、種々の方法で合成することができる。
この合成には、例えば、シングルサイト系触媒（特開平5-331324号公報参照）を使用することができる。このシングルサイト系触媒には、例えば▲１▼遷移金属（チタニウム、ジルコニウム、クロム等）化合物、▲２▼遷移金属化合物と反応してイオン性の錯体を形成する化合物、▲３▼有機アルミニウムを主成分とする触媒、▲４▼周期律表ＩＶＢから選ばれた遷移金属を含有する遷移金属化合物、等が含まれる。
【００１７】
また、▲１▼周期律表第３族〜第１０族又はランタニド系列の金属、及び拘束を誘起する基で置換された非局在化π結合を含む金属配位錯体、及び▲２▼活性化共触媒を含む触媒組成物を使用することもできる（特開平6-306121号公報参照）。前記錯体には、アミドシラン化合物、アミドアルカンジイル化合物、等が含まれる。前記活性化共触媒としては、高重合度および低重合度のアルミノキサンが挙げられ、特にメチルアルミノキサンが好ましい。
【００１８】
また、共重合法としては、通常のスラリー共重合法、気相共重合法、塊状共重合法、溶液共重合法、懸濁共重合法等を使用できる。
共重合温度は、通常−100〜250℃、好ましくは−50〜200℃、より好ましくは０〜130℃である。
【００２１】
本発明の第４発明に係る包装袋用多層フィルムは、第１〜第３発明のいずれかにおいて、前記中間層の厚さは、全層に対して10〜90％であることを特徴とする。
前記中間層の厚さが、全層に対して10％より小さい場合には、耐屈曲性が劣ってピンホールが発生しやすくなる。逆に、全層に対して90％より大きい場合には、フィルムの腰が強くなって、自動包装機による自動包装適性に欠けることになり、また袋形態とした時の強度に欠けるようになる。
【００２２】
なお、本発明に係る多層フィルムを構成する樹脂中には、一般に使用されている適当な添加剤が配合されていてもよい。このような添加剤としては、アンチブロッキング剤、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の安定剤、帯電防止剤、難燃化剤、無機及び有機の充填剤、染料、顔料等を挙げることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本実施形態に係る包装袋用多層フィルム11は、内層となる第１層12、中間層となる第２層13、外層となる第３層14が積層された３層構造の多層フィルムである。
前記第２層13の樹脂は、シングルサイト系触媒を使用して合成されたエチレン・α−オレフィン共重合体よりなり、この共重合体は、下記ａ〜ｇの特性を有する。
【００２４】
（ａ）密度が0.850〜0.935g/ml、（ｂ）ＭＩが0.3〜15.0g/10分、
（ｃ）Ｍｗ／Ｍｎ＝1.5〜3.0、（ｄ）Ｔｍ≦115℃、
（ｅ）分岐数の分子量依存性幅が０〜５／1000カーボン、
（ｆ）Ｉ₁₀／Ｉ₂≧5.63、かつＭｗ／Ｍｎ≦（Ｉ₁₀／Ｉ₂）−4.63、
（ｇ）オルトジクロロベンゼン可溶分が10wt％以下。
【００２５】
前記第１層12と第３層14の樹脂は、任意の特性を有するエチレン・α−オレフィン共重合体よりなる。
そして、これらの第１層12〜第３層14全体の厚さに対する第２層13の厚さは、10〜90％である。
【００２６】
【実施例】
〔実施例１〜３〕
上記実施形態において、第１層12〜第３層14の樹脂種として下記表１に示すものを使用し、直径40mmの押出機３台及び直径100mmの３層ダイを有する多層成形機により、吐出量30kg/hr、成形温度180〜200℃の条件で製膜して各実施例に係る包装袋用多層フィルム11（厚さ75μｍ）を得た。また、使用した樹脂の密度、ＭＩ、Ｍｗ／Ｍｎ、Ｔｍ等を表１に併せて示す。なお、第２層13の樹脂のオルトジクロロベンゼン可溶分は、いずれの実施例においても10wt％以下であった。
【００２７】
〔比較例１〜８〕
上記実施例と同様にして、第１〜第３層の樹脂種として表２に示すものを使用して各比較例に係る包装袋用多層フィルムを作製した。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【表２】

【００３０】
〔特性の評価〕
前記実施例及び比較例に係る包装袋用多層フィルムに対して、生産性とフィルム性能を評価し、評点を下記の通り決めた。また、各項目の評点の合計点に基づいて総合評価も行った。それらの結果を表３と４に示す。
【００３１】
生産性は、ゲル数、清掃頻度、押出し効率及びインフレーションバブル安定性に関して評価した。また、フィルム性能は、屈曲耐ピンホール数と破袋数に関して評価した。
前記ゲル数については、長さ2000ｍ、幅350mmのフィルム中に存在する直径0.3mm以上のゲル数を目視で計数し、ゲル数０を３点、ゲル数１以上を０点とした。
【００３２】
前記清掃頻度は、長さ2000ｍ、幅350mmのフィルム中に直径0.3mm以上のゲルが２個以上存在するようになった時点で装置の清掃を行った場合の頻度である。Ｌ−ＬＤＰＥと比較して、Ｌ−ＬＤＰＥと同等の場合を○（３点）とし、Ｌ−ＬＤＰＥより劣る場合を×（０点）とした。
前記押出し効率は、Ｌ−ＬＤＰＥと比較して、Ｌ−ＬＤＰＥと同等の場合を○（３点）とし、Ｌ−ＬＤＰＥより劣る場合を×（０点）とした。
前記インフレーションバブル安定性は、Ｌ−ＬＤＰＥと比較して、Ｌ−ＬＤＰＥと同等の場合を○（３点）とし、Ｌ−ＬＤＰＥより劣る場合を×（０点）とした。
【００３３】
前記屈曲耐ピンホール数は、ＭＤ方向200ｍｍ、ＴＤ方向300ｍｍの試験片を用い、−10℃においてゲルボテスタによって伸縮サイクルを1000回繰り返した後に生じたピンホール数の600平方センチメートル当たりの個数である。ピンホール数が１個以下の場合を３点、２〜４個の場合を１点、５個以上の場合を０点とした。
前記破袋数は、多層フィルムで包装袋（280mm ×430mm）を作製し、水４リットルが充填されたこの袋を１ｍの高さからコンクリート面に落下させる試験を最高20回繰り返した場合の５袋中の破袋数である。破袋数が１個以下の場合を３点、２〜４個の場合を１点、５個以上の場合を０点とした。
前記総合評価で、合計点が18点を○、15〜17点を△、14点以下を×とした。
【００３４】
【表３】

【００３５】
【表４】

【００３６】
表３より、実施例１〜４によれば、包装袋用多層フィルム11が第１層12〜第３層14を有する多層フィルムであって、中間層である第２層13が本発明に係る特性を有しているため、フィルム生産時におけるゲルの発生がなく、この結果、ゲルを除去するための装置の清掃頻度が少なくて済む。また、押出し効率及びインフレーションバブル安定性が良好であった。
従って、本実施例に係る包装袋用多層フィルム11は、生産性が良好であり、多層フィルム11のコストダウンにも役立つ。
【００３７】
フィルム性能に関して、各実施例の包装袋用多層フィルム11は、屈曲耐ピンホール試験におけるピンホール数が少なく、優れた耐ピンホール性を持っている。また、各実施例の包装袋用多層フィルム11は、落下試験における破袋がなく、フィルム強度が大きいことがわかる。
よって、本実施例の包装袋用多層フィルム11は、柔軟かつ強靭であるため、ＢＩＢ用内袋基材、水物包装袋用基材、等として好適である。
【００３８】
一方、表４より、比較例１の包装袋用多層フィルムによれば、第２層の樹脂は、エチレン・α−オレフィン共重合体よりなるものであるが、密度が本発明の範囲より小さいため、落下試験での破袋数が多く、フィルム強度に問題があった。比較例２の包装袋用多層フィルムによれば、第２層の樹脂は、エチレン・α−オレフィン共重合体よりなるものであるが、密度とＴｍが本発明の範囲を超えているため、ピンホール数が多く、柔軟性に問題があった。また、フィルム強度も良好ではない。
【００３９】
比較例３の包装袋用多層フィルムによれば、第２層の樹脂は、エチレン・α−オレフィン共重合体よりなるものであるが、ＭＩが本発明の範囲より小さいため、ピンホールの発生があり、柔軟性に問題があった。また、フィルム生産時における押出し特性にも劣っていた。
比較例４の包装袋用多層フィルムによれば、第２層の樹脂は、エチレン・α−オレフィン共重合体よりなるものであるが、ＭＩが本発明の範囲より大きいため、破袋の発生があり、フィルム強度に問題があった。また、インフレーション成形の際の成形安定性に欠けていた。
【００４０】
比較例５の包装袋用多層フィルムによれば、第２層の樹脂は、分岐数依存性幅が本発明の範囲を超えているため、ピンホール数が多く、柔軟性に問題があった。
比較例６の包装袋用多層フィルムによれば、第２層の樹脂は、エチレン・α−オレフィン共重合体よりなるものであるが、第２層の厚さ比が本発明の範囲より小さいため、柔軟性とフィルム強度に関するフィルム性能に問題があった。
【００４１】
比較例７の包装袋用多層フィルムによれば、第２層の樹脂は、エチレン・α−オレフィン共重合体よりなるものであるが、第２層の厚さ比が本発明の範囲より大きいため、破袋数が多く、特にフィルム強度に問題があった。また、シールに関する包装適性についても不良であった。
比較例８の包装袋用多層フィルムによれば、第２層の樹脂は、エチレン・α−オレフィン共重合体とＥＰＤＭとの混合物であったため、ゲルの発生が多くて清掃頻度が多くなり、生産性に劣っていた。
【００４２】
【発明の効果】
本発明に係る包装袋用多層フィルムによれば、中間層が所定の特性を有するエチレン・α−オレフィン共重合体よりなるため、優れたフィルム性能を有していることに加えて、生産性の向上も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る包装袋用多層フィルムの断面図である。
【符号の説明】
11 包装袋用多層フィルム
12 エチレン・α−オレフィン共重合体よりなる第１層
13 本発明に係るエチレン・α−オレフィン共重合体よりなる第２層
14 エチレン・α−オレフィン共重合体よりなる第３層

Claims

中間層と、この中間層を挟んで内層と外層とを有し水物包装のために用いられる包装袋用多層フィルムであって、
前記中間層は、エチレン・α−オレフィン共重合体よりなり、この共重合体は、下記特性（ａ〜ｄ,ｇ）を有し、
前記内外層は、エチレン・α−オレフィン共重合体よりなることを特徴とする包装袋用多層フィルム。
（ａ）密度が0.850〜0.935g/ml
（ｂ）ＭＩが0.3〜15.0g/10分
（ｃ）Ｍｗ／Ｍｎ＝1.5〜3.0
（ｄ）Ｔｍ≦115℃
（ｇ）オルトジクロロベンゼン可溶分が10wt％以下
請求項１に記載の包装袋用多層フィルムにおいて、
前記中間層は、下記特性（ｅ）を有することを特徴とする包装袋用多層フィルム。
（ｅ）分岐数の分子量依存性幅が０〜５／1000カーボン
請求項１又は２に記載の包装袋用多層フィルムにおいて、
前記中間層は、下記特性（ｆ）を有することを特徴とする包装袋用多層フィルム。
（ｆ）Ｉ₁₀／Ｉ₂≧5.63、かつＭｗ／Ｍｎ≦（Ｉ₁₀／Ｉ₂）−4.63
請求項１〜３のいずれかに記載の包装袋用多層フィルムにおいて、
前記中間層の厚さは、全層に対して10〜90％であることを特徴とする包装袋用多層フィルム。