JP5175455B2 - 多層フィルムおよび包装袋 - Google Patents
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Description
例えば、外層にポリプロピレン系樹脂と水添ビニル芳香族ジエン共重合体との混合樹脂を用い、ヒートシール層にランダムポリプロピレン樹脂を用いた3層フィルムの例や(特許文献1参照)、中間層にポリプロピレン系樹脂を用い、両外層にポリオレフィンとスチレン系熱可塑性エラストマーからなる混合樹脂を用いた3層フィルムの例(特許文献2参照)が提案されている。このような多層構造のフィルムとすることで、耐衝撃性、ヒートシール性、および包装機械適性等の諸物性を両立させようとしている。
そこで、本発明の目的は、十分な耐熱性および耐衝撃性を有し、高速製袋・充填適性に優れた多層フィルムを提供するとともに、この多層フィルムからなる易開封性包装袋を提供することにある。
(1)プロピレン単位のメソペンタッド分率が94〜99mol%であるポリプロピレン系
樹脂および水添ビニル芳香族ジエン系共重合体からなる外層と、ポリプロピレン系樹脂および造核剤からなる中間層と、ポリエチレン系樹脂からなるシール層と、を含んで構成され、T−ダイ成形法またはインフレーションフィルム成形法により製膜されたことを特徴とする多層フィルム。
(2)前記外層に含まれる水添ビニル芳香族ジエン系共重合体の含有量が外層基準で4.5〜10質量%であることを特徴とする(1)記載の多層フィルム。
(3)前記中間層に、さらに耐衝撃性向上剤を含むことを特徴とする(1)または(2)記載の多層フィルム。
(4)前記耐衝撃性向上剤がメタロセン系LLDPEであることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の多層フィルム。
(5)前記耐衝撃性向上剤の含有量が中間層基準で3〜20質量%であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の多層フィルム。
(6)前記中間層における造核剤の含有量が中間層基準で100〜1500質量ppmであることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の多層フィルム。
(7)各層の層比が、外層:中間層:シール層=0.2〜5:1〜10:0.3〜1であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の多層フィルム。
(8)(1)〜(7)のいずれかに記載の多層フィルムからなることを特徴とする包装袋。
高速(充填)製袋を行う際、多層フィルムの外層は、シール時における耐熱層として機能する。シール方法として一般的なヒートシールでは、高速ヒートシールを可能にするため、ヒートシール温度(加熱シールバー温度、熱盤温度)を高めに設定することが多い。本発明においては、外層用の樹脂として、メソペンタッド分率が94〜99mol%の高立体規則性を持った耐熱性の高いポリプロピレン系樹脂が用いられるので、ヒートシールの際に、外層が加熱シールバー(熱盤)に融着するなどの問題点を解消でき、高速ヒートシールが可能となる。このメソペンタッド分率は95〜97mol%であることが好ましい。
外層用に用いられるポリプロピレン系樹脂のメソペンタッド分率が94%未満であると、耐熱性が不足して、ヒートシールの際に、熱盤に外層が融着したり、ヒートシール部の白化あるいは収縮といった外観不良が発生しやすくなる。一方、メソペンタッド分率が99%を越えると、外層の剛性が高くなりすぎて、多層フィルムの耐衝撃性(衝撃強度)が悪化する。
きる。中でも、スチレンと1,3−ブタジエンまたはイソプレンからなる共重合体の水添共重合体が好ましい。これらの水添芳香族ジエン系共重合体中のビニル芳香族化合物の含有量は、特に制限はないが、通常、3〜40質量%、好ましくは5〜30質量%である。
外層にこのような水添ビニル芳香族ジエン系共重合体を配合することで、耐熱性を維持しつつ多層フィルム全体の耐衝撃性と透明性(霞度)を著しく向上させることが可能となる。なお、エチレン−プロピレン共重合体エラストマーなどのオレフィン系エラストマーを配合しても高い衝撃強度を得ることはできるが、耐熱性と透明性は低下する。
中間層のポリプロピレン系樹脂としては、特に制限はなく、ホモポリプロピレン樹脂、あるいは、α−オレフィンの含有量が20質量%以下であるプロピレンとα−オレフィンとのランダム共重合体あるいはプロピレンブロック共重合体を例示することができる。なかでも透明性の観点からは、ホモポリプロピレン樹脂、ランダムポリプロピレン系樹脂が好ましい。
造核剤としては、特に制限はなく、ポリプロピレン系樹脂の造核剤として知られているものを用いることができる。例えば、リン酸2,2−メチレンビス(4,6−t−ブチルフェニル)ナトリウムなどの有機系リン酸金属塩やアルミニウムヒドロキシ−ジパラターシャリーブチルベンゾエート、ジベンジリデンソルビトール、ジメチルベンジリデンソルビトール、ケイ酸マグネシウムなどが挙げられる。この造核剤の配合量は、中間層基準で100質量ppm未満ではその添加効果の発現が充分でなく、1500質量ppmを超えるとブリードアウトするおそれがあるので、100〜1500質量ppmの範囲内とすることが好ましい。
耐衝撃性向上剤の配合量としては、中間層基準で3〜20質量%が好ましく、より好ましくは、3〜10質量%である。3質量%より少ない配合量では、耐衝撃性の向上が不十分であり、一方、20質量%を越えると多層フィルムの剛性や耐熱性を下げてしまい、包装適性や包装袋の外観に悪影響を与えるおそれがある。
ただし、このような耐衝撃向上剤を中間層に配合しても、中間層が外層とシール層により覆われているために、多層フィルムとしての表面特性には何ら影響を与えない。従って、耐衝撃向上剤の配合の自由度は比較的高い。
本発明の多層フィルムは、シール層がポリエチレン系樹脂からなることを特徴とする。
一般に、フィルム基材から包装袋を製造する際には、シール層同士を強固にシール(いわゆるタイトシール)する。それ故、ユーザがそのシール層同士を引きはがして包装袋を開封しようとしても、その強固なシール部分が逆に開封性を阻害する。
本発明の多層フィルムを用いて包装袋を製造した場合、ユーザが包装袋を開封しようとすると、ポリプロピレン系樹脂からなる中間層と、ポリエチレン系樹脂からなるシール層との間で層間剥離を起こし、結果的に易開封性(イージーピール性)を実現できる。すなわち、本発明の多層フィルムにおいては、中間層とシール層とが互いに異樹脂からなるため、界面接着強度を適度に抑えることが可能となるのである。
ここで、ポリエチレン系樹脂としては、LDPEやLLDPEあるいはEVAが好適に用いられる。シール方法は主にヒートシールであるが、超音波シールであってもよい。
本発明においては、外層のみに水添ビニル芳香族ジエン系共重合体を添加して、全体に対する外層の厚みを、5〜20%とすると、少量の水添芳香族ジエン系共重合体を使用することになり、単層フィルムと異なって、他の物性への影響が比較的少なく経済性にもすぐれたものとなる。
このような本発明の多層フィルムは、高剛性、高耐熱性の単体包装用フィルムとして、横ピロー包装機や縦ピロー包装機等による高速製袋・充填が可能であり、パン、麺、野菜(もやし等)などの食品、衣料、雑貨などの包装袋としても好適に用いられる。
したがって、上記に開示した材質、層構成などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した名称での記載は、本発明に含まれるものである。
まず、実施例および比較例に使用した(a)原料(樹脂、添加剤)、(b)多層フィルムの製造方法、および(c)評価方法を以下に示す。
なお、外層および中間層に使用したポリプロピレン系樹脂のメソペンタッド分率は、以下のようにして測定した。
JNM−FX−200(日本電子製 13C−NMR装置、13C共鳴周波数 50.1MHz)を用い、測定モード:プロトン完全デカップリング法、パルス幅:6.9μs(45°)、パルス繰り返し時間:3s、積算回数:10000回、溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼン/重ベンゼン(90/10容量%)、試料濃度:250mg/2.5ml溶媒、測定温度:130℃の条件で13C−NMRの測定を行った。立体規則性によるメチル基のケミカルシフトの違いにより22.5〜19.5ppmの領域には、各種ペンタッド構造単位(mmmm〜mrrm)に基づく複数のピークが現れる。それらの中で、メソペンタッド構造単位(mmmm)に基づくピーク面積の各ピーク面積全体に占める割合(mol%)を求め、メソペンタッド分率とした。
(a-1)ポリプロピレン系樹脂(PP−1)
グレード:(株)プライムポリマー製 Y−700GV(ホモポリプロピレン樹脂)
MFR:7g/10min
密度:0.90g/cm3
メソペンタッド分率:97mol%
グレード:(株)プライムポリマー製 F−704NP(ホモポリプロピレン樹脂)
MFR:7g/10min
密度:0.90g/cm3
メソペンタッド分率:91mol%
グレード:JSR(株)製 DYNARON 1320P
スチレン含有量:10質量%
水添率:98%以上
グレード:日本ポリエチレン(株)製 KS340T
MFR:3.5g/10min
密度:0.88g/cm3
グレード:プライムポリマー(株)製 0434N
MFR:4g/10min
密度:0.918g/cm3
グレード:旭電化製ADKSTAB NA−21(リン酸エステル金属塩系造核剤)
(ベース樹脂としてホモポリプロピレン樹脂〔MFR:2g/10min、密度:0.9g/cm3、メソペンタッド分率:97mol%〕を用い、0.15質量%濃度のM/Bとして使用した。)
前記した原料樹脂および添加剤を用い、三層共押出多層キャスト成形機(50mmφ、65mmφ、40mmφの各押出機、マルチマニホールド型多層ダイス)に供給、溶融、混練し、吐出量=90kg/hrでT−ダイ(巾:80cm)より押出し、厚み30μmの多層フィルムを成形した。なお、多層フィルムの層厚み比は、外層:中間層:シール層=1:5:0.6とした。表1に、実施例と比較例について各層の樹脂・添加剤の組成を示す。
(c-1)霞度(ヘイズ)
JIS K 7105に準拠して測定した。
(c-2)光沢度
JIS K 7105に準拠して測定した。
(c-3)剛性(引張弾性率)
JIS K 7127に準拠して測定した。
(c-4)ヒートシール強度
JIS Z 1707に準拠して測定した。
フィルムインパクト法により測定した。具体的には、東洋精機(株)製のフィルム・インパクト・テスターを使用し、固定されたリング状の多層フィルムに半円球状の振り子(直径1インチ)を打ち付けて、多層フィルムの打ち抜きに要した衝撃強度を測定した(15kg・cmスケール)。
前記した方法で製造された多層フィルムを用い、フジキカイ製横ピロー充填機(FW3400)にて製袋した。その後、製袋品について、エンドシール部から開封した時の開封性を、以下の基準によりレベル1(悪)〜レベル3(良)の3段階で評価した。(ショット数:120個/分、センターシール温度:140℃、エンドシール温度:140℃)
レベル1:開封不可。
レベル2:開封時に引っ掛かりやフィルム破断が発生する。
レベル3:フィルムは破断なく開封できる。
前記した方法で製造された多層フィルムを用い、フジキカイ製横ピロー充填機(FW3400)にて製袋した時の、加熱シールバー(熱盤)への融着性、およびシール部の外観(白化、収縮の程度)を、以下の基準によりレベル1(悪)〜レベル3(良)の3段階で評価した。(ショット数:120個/分、センターシール温度:140℃、エンドシール温度:140℃)
レベル1:熱盤への融着大。シール部外観不良。
レベル2:熱盤への融着はほどんど無し。シール部外観やや不良。
レベル3:熱盤への融着無し。シール部外観良好。
表1の結果からわかるように、実施例1、2の多層フィルムはいずれの評価項目に対しても良好な結果が得られた。それ故、本発明の多層フィルムは、単体包装用のフィルムとして、高速製袋・充填適性に優れるとともに耐熱性および耐衝撃性に優れていることがわかる。また、本発明の包装袋は、易開封性(イージーピール性)に優れている。
一方、比較例1の多層フィルムは、外層用樹脂として水添ビニル芳香族ジエン系共重合体が配合されていないため著しく耐衝撃性に劣り、また、霞度も高く透明性に劣っている。比較例2の多層フィルムは、中間層に造核剤が配合されていないため、耐熱性や剛性に劣る結果となっている。比較例3の多層フィルムは、外層用として使用されたポリプロピレン系樹脂のメソペンタッド分率が91mol%と低いために、耐熱性や剛性が劣り、外層が熱盤に優着してしまうため製袋不良が発生する。また、比較例2、3における包装袋では、開封性も劣っている。ここで、開封性が劣る原因は、多層フィルムの剛性が低いと熱盤の圧力がシール層に伝わりやすくなり、中間層とシール層との接着強度が強くなり過ぎ、層間剥離(界面剥離)が円滑にできなくなるためと推定される。
Claims (8)
- プロピレン単位のメソペンタッド分率が94〜99mol%であるポリプロピレン系樹脂
および水添ビニル芳香族ジエン系共重合体からなる外層と、
ポリプロピレン系樹脂および造核剤からなる中間層と、
ポリエチレン系樹脂からなるシール層と、
を含んで構成され、
T−ダイ成形法またはインフレーションフィルム成形法により製膜されたことを特徴とする多層フィルム。 - 請求項1に記載の多層フィルムにおいて、
前記外層に含まれる水添ビニル芳香族ジエン系共重合体の含有量が外層基準で4.5〜10質量%であることを特徴とする多層フィルム。 - 請求項1または請求項2に記載の多層フィルムにおいて、
前記中間層に、さらに耐衝撃性向上剤を含むことを特徴とする多層フィルム。 - 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の多層フィルムにおいて、
前記耐衝撃性向上剤がメタロセン系LLDPEであることを特徴とする多層フィルム。 - 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の多層フィルムにおいて、
前記耐衝撃性向上剤の含有量が中間層基準で3〜20質量%であることを特徴とする多層フィルム。 - 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の多層フィルムにおいて、
前記中間層における造核剤の含有量が中間層基準で100〜1500質量ppmであることを特徴とする多層フィルム。 - 請求項1〜請求項6のいずれかに記載の多層フィルムにおいて、
各層の層比が、
外層:中間層:シール層=0.2〜5:1〜10:0.3〜1
であることを特徴とする多層フィルム。 - 請求項1〜請求項7のいずれかに記載の多層フィルムからなることを特徴とする包装袋。
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