JP4239079B2

JP4239079B2 - ヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルム及び包装体

Info

Publication number: JP4239079B2
Application number: JP2003328417A
Authority: JP
Inventors: 祐和大木; 兼次河井; 徹今井
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2023-09-19
Also published as: JP2005067176A

Description

本発明は、ヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルム及び包装体に関し、さらに詳しくは、重量物を包装するのに十分なヒートシール強度と透明性を有し、特に製袋加工性が良好で包装用途に好適に用いることができるヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルム及びかかるフイルムを用いてなる包装体に関する。

従来から、包装用に使用するヒートシーラブルフイルムとしては、一般的に、ポリプロピレン系樹脂に低融点のポリオレフィン系樹脂を積層した共押出し積層ポリプロピレン系樹脂フイルム、或いは無延伸ポリエチレン系樹脂フイルム又はポリプロピレン系樹脂フイルムと延伸ポリプロピレン系樹脂フイルムとをラミネートした積層ポリプロピレン系樹脂フイルムが多用されている。しかしながら、ポリプロピレン系樹脂に低融点のポリオレフィン系樹脂を積層した共押出し積層ポリプロピレン系樹脂フイルムでは、ある程度のシール強度はあるものの、水物などの重量物を包装するまでのシール強度はなく、無延伸ポリエチレン系樹脂フイルム又はポリプロピレン系樹脂フイルムと延伸ポリプロピレン系樹脂フイルムとをラミネートした積層ポリプロピレン系樹脂フイルムにおいては、十分なシール強度はあるものの、有機溶剤等を使用するラミネート工程が必要であり、経済的にも地球環境に与える影響の面からも好ましくない。
また、共押出し積層ポリプロピレン系樹脂フイルムのシール強度を改善する方策として、ポリプロピレン系樹脂を基材層とし、直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂を熱融着層に使用するものもある（例えば、特許文献１参照。）が、異種素材を積層する為、その層間強度が弱く本件が目的とする十分なヒートシール強度は得られるものではない。さらに、ポリプロピレン系樹脂層と直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂層の間に接着層を設けるものもある（例えば特許文献２参照。）が、これらは透明性に劣るものであり内容物の見栄えが悪くなり、商品としての価値を下げることとなる。また、異種素材を積層する場合、溶融、フイルム状に成形時の結晶化の違い、収縮率の違いより一方向にカールするという問題がおこり、製袋加工等の際支障をきたすものである。
また、低温ヒートシール性と高いヒートシール強度を両立させる場合、一般に厚い熱融着層が必要となり、滑り性、耐ブロッキング性が悪くなるという問題があった。
特開平９−２０７２９４号公報特開平１０−７６６１８号公報

本発明は、上記従来の積層ポリプロピレン系フイルムの有する問題点を解決し、重量物を包装するのに十分なヒートシール強度と透明性を有し、滑り性、耐ブロッキング性が良好で、一方向にカールすることのなく、製袋加工性に優れるヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルム及びかかるフイルムを用いてなる包装体を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、結晶性ポリプロピレン系樹脂からなる基材層（Ａ）、中間層（Ｂ）及び融点が１５０℃以下の熱融着層（Ｃ）が順に積層されてなる積層延伸ポリプロピレン系樹脂フイルムであって、基材層（Ａ）の厚みμａと中間層（Ｂ）の厚みμｂと熱融着層（Ｃ）の厚みμｃが以下の関係を満足することを特徴とし、
μｂ≧２（μａ＋μｃ）
μｃ＞μａ
中間層（Ｂ）を構成する樹脂として冷キシレン可溶分が３重量％以下であるα−オレフィン共重合体を少なくとも一種類以上含有し、且つ熱融着層（Ｃ）同士の動摩擦係数が０．５以下を特徴とするヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルムである。

本発明のヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルムによれば、重量物を包装するのに十分なヒートシール強度を有し、腰感が良好で透明性、滑り性に優れ、カールのない製袋加工性が良好な積層ポリプロピレンフィルムを提供することができる。

本発明の包装体によれば、重量物の包装が可能な十分なヒートシール強度を有し、腰感がよく取り扱いが良好な包装体とすることができる。

以下、本発明のヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルム及び包装体の実施の形態を説明する。

本発明において、基材層（Ａ）に用いるポリプロピレン系樹脂としては、通常の押出成形などで使用するｎ−へプタン不溶性のアイソタクチックのプロピレン単独重合体又はプロピレンを７０重量％以上含有するポリプロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体であればよい。共重合成分としてのα−オレフィンは、炭素数が２〜８のα−オレフィン、例えば、エチレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−１、４−メチル−１−ペンテンなどが好ましい。ここで共重合体とは、ランダム又はブロック共重合体が含まれる。また、メルトフローレート（ＭＦＲ）は０．１〜１００ｇ／１０ｍｉｎ、好ましくは０．５〜２０ｇ／１０ｍｉｎ、さらに好ましくは、１．０〜１０ｇ／１０ｍｉｎの範囲のものを例示することができる。さらに、基材層Ａの結晶性ポリプロピレン樹脂は、２種以上の混合物であってもよい。

また、本発明において、熱融着層Ｃに用いる樹脂は融点が１５０℃以下の熱可塑性樹脂であって、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテン、デセン等の炭素数が２〜１０のα−オレフィン系モノマーから選ばれた２種以上を重合して得たランダム共重合体又はブロック共重合体が好ましく、また、この共重合体は単独又は混合して使用することができる。

さらにまた、熱融着層Ｃを形成する熱可塑性樹脂の融点は１５０℃以下、好ましくは６０〜１５０℃にすることが望ましい。このようにすることにより、ヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルムに十分なヒートシール強度を与えることができる。熱融着層Ｃを形成する熱可塑性樹脂の融点が６０℃未満ではヒートシール部の耐熱性が乏しく、１５０℃を越えるとヒートシール強度の向上が期待できない。
また、ＭＦＲは０．１〜１００ｇ／１０ｍｉｎ、好ましくは０．５〜２０ｇ／１０ｍｉｎ、さらに好ましくは、１．０〜１０ｇ／１０ｍｉｎの範囲のものを例示することができる。

中間層Ｂには、冷キシレン可溶分（ＣＸＳ）が３重量％以下であるα−オレフィン共重合体を少なくとも一種類以上含有する必要がある。冷キシレン可溶分が３重量％以下であるα−オレフィン共重合体を含まない場合は、中間層Ｂと熱融着層Ｃ間での結晶化や収縮率の差が大きくなり、カール等の問題が発生する。
また、冷キシレン可溶分が３重量％以下であるα−オレフィン共重合体の中間層Ｂにおける配合量は、１０〜７０重量％であり、好ましくは、
１５〜６０重量％、さらに好ましくは、２０〜５０重量％である。ここで、１０重量％未満の場合は、それぞれの層間での接着力が不十分となり、十分なシール強度が得られない場合があり、７０重量％を越える場合は、フイルム全体の腰が低下する他、カール等が発生する場合があり好ましくない。

中間層Ｂを形成する樹脂は、冷キシレン可溶分が３重量％以下であるα−オレフィン共重合体の他には、特に限定されるものではないが、基材層Ａ及び熱融着層Ｃに使用する樹脂をそれぞれ１種類以上含有する事が、十分なシール強度を得る上で好ましい。
また、ＭＦＲは０．１〜１００ｇ／１０ｍｉｎ、好ましくは０．５〜２０ｇ／１０ｍｉｎ、さらに好ましくは、１．０〜１０ｇ／１０ｍｉｎの範囲のものを例示することができる。

熱融着層Ｃに使用する無機又は有機の滑剤は平均粒径で３μｍ以上のものを一種類以上含有する事が必要であり、有効な滑り性を得る上で４〜２０μｍ、さらに好ましくは、５〜１５μｍの平均粒径のものを例示することができる。

熱融着層Ｃに使用する３μｍ以上の無機粒子とは二酸化珪素、無水ナトリウム・カリウム・アルミニウムシリケート、炭酸カルシウム、二酸化チタン、タルク、カオリン、雲母、ゼオライトなどが挙げられる。これらの形状は、球状、楕円状、円錐状、不定形と種類を問うものではい。フィルムに有効な滑り性を付与する為の熱融着層Ｃ中の含有量は０．１〜１０重量％であり、好ましくは０．２〜５重量％さらに好ましくは０．３〜２重量％である。

熱融着層Ｃに使用する有機質の粒子としては、アクリル、アクリル酸メチル、スチレンーブタジエン、などの架橋体粒子を使用することができ、形状に関しては無機質微細粒子と同様に様々なものを使用することが可能である。また、これら無機質あるいは有機質の微細粒子表面に各種の表面処理を施すことも可能であり、また、これらは単独で使用し得るほか、２種以上を併用することも可能である。

熱融着層Ｃに使用する有機の滑剤としては、エルカ酸アミド及びその誘導体等に代表される有機滑剤を使用することができ、添加量として０．０１〜２重量％であり、好ましく０．１〜１重量％である。

本発明において、各層を形成する樹脂には、必要に応じて各層の特性を阻害しない範囲で、各種添加材、充填材、例えば、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、帯電防止剤、滑剤、核剤、難燃剤、顔料、染料、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化マグネシウム、マイカ、タルク、クレー等を添加することができる。さらにまた、その他の熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、ゴム類、炭化水素樹脂、石油樹脂等を本発明のフイルムの特性を害さない範囲で配合してもよい。

本発明のヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルムの各層の厚み構成は、次式を満足する必要がある。
μｂ≧２（μａ＋μｃ）
μｃ＞μａ
ここで、μａは基材層（Ａ）の厚み、μｂは中間層（Ｂ）の厚み、μｃは熱融着層（Ｃ）の厚みを意味する。
μｂ＜２（μａ＋μｃ）の場合は、十分なシール強度が得られなかったり、カール等の問題が発生する。
また、μｃ≦μａの場合は、カールの問題が発生し、取り扱い上、好ましくない。
さらに好ましい各層の厚みは、基材層（Ａ）は１〜１０μｍ、熱融着層（Ｃ）は３〜２０μｍ、中間層（Ｂ）は８〜１００μｍを例示することができる。

本発明のヒートシール性の良好な積層ポリプロピレン系樹脂フイルムはそれ自体公知の方法で任意に製造することができ、特に制限するものではない。例えば、一般的なポリオレフィンの場合の製膜条件となんら変わるものではなく、例えば、押し出し温度１５０〜３００℃の温度で溶融押し出しした樹脂組成物を１０〜１００℃の冷却ロールで固化させたシートに延伸を施すことによって得られる。
延伸工程では、面積倍率で８〜５０倍程度、好ましくは１０〜４０倍程度に延伸することができる。また、延伸方法は、１軸延伸、２軸延伸を問うものではなく、２軸延伸の場合も、同時２軸延伸法、逐次２軸延伸法、インフレーション法などで実施することができるが逐次２軸延伸が一般的である。
逐次２軸延伸を行う場合の条件としては、まず縦方法に、１００〜１５０℃に加熱した周速差を有するロール間で３〜８倍程度延伸し、次いで幅方向にテンター延伸機を用いて１４０〜１７０℃程度の温度で４〜１０倍程度延伸する。しかる後、１５０〜１７０℃の温度で熱固定処理を施した後、巻き取ることによって得られる。

本発明のヒートシール性の良好な積層ポリプロピレン系樹脂フイルムは、基材層Ａの表面に他の樹脂層、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物、ポリビニルアルコール等のガスバリア性樹脂層をさらに積層してもよく、また、基材層Ａと中間層Ｂの間、中間層Ｂと熱融着層Ｃの間に同様に積層することも、その特性を害さない限り、特に制限されない。

本発明のヒートシール性の良好な積層ポリプロピレン系樹脂フイルムは、印刷性、ラミネート性等を向上させるために表面処理を行うことができる。表面処理の方法としては、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理、酸処理等が例示でき、特に制限はない。連続処理が可能であり、このフイルムの製造過程の巻き取り工程前に容易に実施できるコロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理を行うのが好ましい。

以下、本発明の具体例を実施例によってさらに説明するが、本発明は、その要旨を逸脱しない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、本明細書中における特性は下記の方法により評価をおこなった。

（ヒートシール強度）
ヒートシール温度１００℃及び１４０℃、圧力０．１ＭＰａ、ヒートシール時間１秒の条件で、積層フイルムの熱融着層Ｃ面同士を重ね合わせて熱板シールを行い、１５ｍｍ幅の試験片を作製した。この試験片の１８０度剥離強度を測定し、ヒートシール強度（Ｎ／１５ｍｍ）とした。

（冷キシレン可溶分）
試料１ｇを沸騰キシレン１００ｍｌに完全に溶解させた後、２０℃に降温し、４時間放置する。その後、これを析出物と溶液とにろ別し、ろ液を乾固して減圧下７０℃で乾燥した。その重量を測定して重量％を求め冷キシレン可溶分とした。

（カール性）
１００ｍｍ角のシート状試験片を準備し、カールの程度を目視で測定した。
○：カール性なし
△：ややカール性あり
×：著しいカール性あり

（腰：５％伸張時の応力）
ＡＳＴＭＤ８８２に準拠し、ＴＤ方向の５％伸張時の応力を測定した。

（滑り性）
ＪＩＳＫ７１２５に準拠し、シール面同士の動摩擦係数を測定した。

（自動包装適性）
大森機械工業製横ピロー機を使用し、１８０個／分で菓子を包装し、トップシール及びセンターシール部を観察して以下のように評価した。
○：通常に包装可能
△：一部に若干シワが入る
×：シワが入ったり、フィルム詰り等で包装出来ない

（ＭＦＲの測定法）
単位：ｇ／１０分ＪＩＳＫ−７２１０（条件２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）に準拠して測定した。

（実施例１）
３台の溶融押出機を用い、第１の押出機にてプロピレン単独重合体（密度０．９０ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ２．５ｇ／１０分、融点１５７℃、冷キシレン可溶分３．３重量％）を基材層（Ａ）として、第２の押出機にて、プロピレン・エチレン・ブテンランダム共重合体（密度０．８９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ４．６ｇ／１０分、融点１２８℃、冷キシレン可溶分４．６重量％）を８３．６５重量％、プロピレン・ブテンランダム共重合体密度０．８９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ９．０ｇ／１０分、融点１３０℃、冷キシレン可溶分１４．０重量％）を１５重量％、平均粒経５．８μｍの無機粒子を０．５５重量％、平均粒経１１．６μｍの無機粒子を０．３重量％、エルカ酸アミドを０．５重量％配合した混合樹脂を熱融着層Ｃとして、第３の押出機にて、プロピレン・エチレン・ブテンランダム共重合体（密度０．８９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ３．１ｇ／１０分、融点１３３℃、冷キシレン可溶分１．６重量％）を４０重量％、プロピレン単独重合体（密度０．９０ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ２．５ｇ／１０分、融点１５７℃、冷キシレン可溶分３．３重量％）を６０重量％とした混合樹脂を中間層Ｂとして、ダイス内にて基材層Ａ／中間層Ｂ／熱融着層Ｃとるように、基材層Ａ、中間層Ｂ、熱融着層Ｃの順にＴダイ方式にて溶融共押出し後、チルロールにて冷却固化し、縦方向に４．５倍、横方向に８倍延伸し、基材層Ａ、中間層Ｂ、熱融着層Ｃの厚みがそれぞれ順に３μｍ、２０μｍ、７μｍである積層フイルムを得た。得られた積層フイルムは本発明の要件を満足するものであり、十分なヒートシール強度と腰感、滑り性、耐カール性を有するものであった。

（実施例２）
熱融着層Ｃとしてプロピレン・エチレン・ブテンランダム共重合体（密度０．８９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ４．６ｇ／１０分、融点１２８℃、冷キシレン可溶分４．６重量％）を８３重量％、プロピレン・ブテンランダム共重合体密度０．８９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ９．０ｇ／１０分、融点１３０℃、冷キシレン可溶分１４．０重量％）を１５重量％、平均粒経５．８μｍの無機粒子を１．０重量％、エルカ酸アミドを１．０重量％配合した以外は、実施例１と同様にして積層フイルムを得た。得られた積層フイルムは本発明の要件を満足するものであり、十分なヒートシール強度と腰感、耐カール性、滑り性、耐ブロッキング性を有するものであった。

（比較例１）
熱融着層Ｃに添加した無機粒子の平均粒経が３．５μｍである以外は、実施例２と同様にして積層フイルムを得た。得られた積層フイルムは、シール強度は満足するものの、滑り性が劣り製袋加工性の悪いものであった。

（比較例２）
基材層Ａ、中間層Ｂ、熱融着層Ｃの厚みがそれぞれ順に３μｍ、１５μｍ、１４μｍである以外は、実施例１と同様にして積層フイルムを得た。得られた積層フイルムは、中間層の厚み比が低く、腰がなく、カールするものであり、滑り性も悪く製袋時の加工性が悪く、製袋実包品の取り扱い性も悪いものであった。

（比較例３）
中間層Ｂに用いる樹脂として、プロピレン・エチレン・ブテンランダム共重合体（密度０．８９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ３．１ｇ／１０分、融点１３３℃、冷キシレン可溶分１．６重量％）の変わりに、プロピレン・エチレン・ブテンランダム共重合体（密度０．８９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ４．６ｇ／１０分、融点１２８℃、冷キシレン可溶分４．６重量％）を用いた以外は、実施例１と同様にして積層フイルムを得た。中間層として使用した樹脂が冷キシレン可溶分が多く非晶部の多い原料である為、得られた積層フイルムは、カールするものであり、製袋時の加工性が悪いものであった。

実施例及び比較例のシール強度、腰、動摩擦係数、カール性、自動包装適性を上記の方法で測定し、表１にまとめた。

本発明のヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルムは、重量物を包装するのに十分なヒートシール強度を有し、透明性が良好で小麦粉、米、麦などの穀物類や板・糸こんにゃく類、たくあん漬、醤油漬、奈良漬などの各種漬物類、各種味噌類、だしのもと、めんつゆ、醤油、ソース、ケチャップ、マヨネーズなどの包装材料として好適であり、また、これらは、ペーパーカートン、チューブ用、袋用、カップ用、スタンディングパック用、トレイ用などの包装体として用いることができる。

Claims

結晶性ポリプロピレン系樹脂からなる基材層（Ａ）、中間層（Ｂ）及び融点が１５０℃以下の熱融着層（Ｃ）が順に積層されてなる積層延伸ポリプロピレン系樹脂フイルムであって、基材層（Ａ）の厚みμａと中間層（Ｂ）の厚みμｂと熱融着層（Ｃ）の厚みμｃが以下の関係を満足することを特徴とし、
μｂ≧２（μａ＋μｃ）
μｃ＞μａ
中間層（Ｂ）を構成する樹脂として冷キシレン可溶分が３重量％以下であるα−オレフィン共重合体を２０〜５０重量部含有し、且つ熱融着層（Ｃ）同士の動摩擦係数が０．５以下を特徴とするヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルム。
請求項１記載のヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルムであって、前記中間層（Ｂ）に熱融着層（Ｃ）を形成する樹脂の少なくとも一種類を５重量部以上含有することを特徴とするヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルム。
請求項１あるいは２記載のヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フイルムであって、前記中間層（Ｂ）に基材層（Ａ）を形成する樹脂の少なくとも一種類を１０重量部以上含有することを特徴とする包装用フィルム及び包装体。