JP5739383B2 - 易裂性延伸フィルム、易裂性ラミネートフィルム、易裂性袋、及び易裂性延伸フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
一方、食品、薬品等の包装袋のシール基材(シーラント)フィルムとしては、直鎖状低密度ポリエチレン(L−LDPE)等のフィルムが多用されている。しかし、このL−LDPEフィルムは、シール強度が優れているため安全であるが、引き裂き抵抗が大きいため使用時に切れ目に沿って真っ直ぐに切れず、開封しにくいという問題があった。
それ故、包装分野においても、「バリアフリー」への要請が非常に高まり、具体的には、各種食品用包材、医療用包材に関して、易開封性(易裂性)への要望が一層高まっている。
そこで、袋を構成するフィルムに易裂性、特に直線カット性を付与するための種々の提案がなされている。
例えば、一軸延伸フィルムを中間層として有するラミネートフィルムとした構成(特許文献1)や、表基材フィルムとしてナイロン6(以後、Ny6ともいう)とメタキシリレンアジパミド(以後、MXD6ともいう)とのブレンド樹脂からなる二軸延伸フィルムを用いた例が知られている(特許文献2、特許文献3)。
一方、特許文献2や特許文献3に係る構成では、直線カット性に優れた表基材を与え、ラミネートフィルムとしたときでも、その優れた直線カット性を維持できるため、易裂性袋として実用上の価値が高い。しかしながら、Ny6とMXD6とのブレンド樹脂からなる二軸延伸フィルムは、ラミネートフィルムを構成した後に過酷な条件下に置かれると、二軸延伸フィルムの層内で、いわゆる層内剥離を引き起こすおそれがある。このような、層内剥離が起こると、ラミネートフィルムの強度が不安定となり、袋を構成した場合に実用上の問題が生ずる。
また、本発明の易裂性延伸フィルムと、直鎖状低密度ポリエチレン製フィルムとを積層してなる積層フィルムに対し、40℃で3日間エージングを行い、その後に層間剥離試験を行った場合に、該易裂性延伸フィルムの内部で層内剥離が発現しないため、強度面でも非常に安定している。それ故、包装袋等の最終製品としての実用性能(易開封性)に優れる。
また、原料の配合割合が上述の範囲をはずれると、易裂性延伸フィルムの直線カット性や耐衝撃性が低下し、包装袋等の最終製品としての実用性能に乏しくなる。また、延伸倍率等の延伸条件が悪いと、易裂性延伸フィルムの引裂強度が70N/cmを超えてしまい、直線カット性が低下して、包装袋等の最終製品としての実用性能に乏しくなる。
なお、引裂強度の値は、エレメンドルフ引裂強度試験(JIS K 7128)にもとづくものである。
すなわち、本発明では、バージン原料を構成するNy6とMXD6に熱履歴品を加えた三者(あるいは二者)がいわゆるドライブレンドされた後に溶融混練されて易裂性延伸フィルムを構成する。
上述の熱履歴品とは、Ny6とMXD6の配合品で、一度押出機を通過したものをいい、本発明については、示差走査熱量計(DSC)でMDX6樹脂の融点が233〜238℃の範囲に保持されたものを用いる。
ここで、層内剥離とは、易裂性延伸フィルムを適当なシーラントフィルムとラミネートした後に過酷な条件で使用すると、易裂性延伸フィルム(ナイロン層)内で剥離を引き起こす現象をいう。層内剥離の機構は必ずしも明確ではないが、易裂性延伸フィルム内では、Ny6とMXD6が層状に配向しており、その界面で剥離が起こるものと考えられる。
このような層内剥離が起こると、ラミネートフィルムの強度が不安定となり、袋を構成した場合に過酷な使用条件下では破袋等の問題を生ずるおそれがある。このような過酷な使用条件は、例えば、ラミネートフィルムのラミネート強度(剥離強度)を測定する試験により再現することができる。
なお、熱履歴品が製造される過程で、混練時の温度や圧力が高いと熱履歴品中のMXD6の融点はより大きく下がる。
ここで、熱履歴品におけるMXD6の融点とは、バージン原料と溶融混練される前の状態で測定された融点をいう。
この易裂性延伸フィルムは、ラミネート袋の表基材として利用する場合には、二軸延伸されていることが耐衝撃性向上の点で好ましい。また、二軸延伸は、縦横の強度バランスの点で、チューブラー法による同時二軸延伸により行うことが好ましい。
また、易裂性の点では、MD方向及びTD方向のいずれの方向についても引裂強度が70N/cm以下であることが好ましい。
本発明によれば、熱履歴品におけるNy6とMXD6の配合割合が、Ny6:MXD6=60〜85質量部:15〜40質量部であるので、直線カット性、衝撃強度及び層内剥離防止効果により優れた易裂性延伸フィルムとすることができる。
本発明の易裂性ラミネートフィルムによれば、上述の易裂性延伸フィルムが複数層の少なくとも一層として形成されているので、ラミネートフィルムとしても、直線カット性、衝撃強度に優れ、また、過酷な条件下で使用されても、ナイロン層に層内剥離を起こすことがない。
本発明の易裂性袋によれば、前記した易裂性ラミネートフィルムを使用して構成されているので、開封性(直線カット性)に優れるとともに、ナイロンフィルム層で層内剥離が起こらないため、強度面でも安定した実用性の高い易裂性袋となる。
また、MD方向及び/又はTD方向の延伸倍率は、2.8倍以上とするが、好ましくは3.0倍以上とする。延伸倍率が2.8倍より小さい場合には、直線カット性が劣るようになる。また二軸延伸であっても、耐衝撃性が低下して実用性に問題が生ずる。なお、延伸は、チューブラー法による同時二軸延伸により行うことが、MD方向とTD方向の強度バランスの点で好ましい。
[第1実施形態]
本実施形態に係る易裂性延伸フィルムは、Ny6とMXD6とを原料として含み、この
原料は、Ny6が60〜85質量部、MXD6が15〜40質量部からなるバージン原料と、Ny6及びMXD6を溶融混練してなる熱履歴品とを含み、熱履歴品におけるMXD6の融点が233〜238℃で、かつ、熱履歴品の含有量が原料全量基準で5〜40質量%である。ここで、Ny6の化学式は化3に示し、MXD6の化学式は化4に示す。
バージン原料を構成するNy6とMXD6は、いずれもペレット状のものをドライブレンドして使用することが好ましい。
なお、熱履歴品におけるNy6とMXD6の配合割合は、Ny6:MXD6=60〜85質量部:15〜40質量部であることが好ましい。
熱履歴品におけるNy6とMXD6の配合割合は、Ny6が60〜85質量部、MXD6が15〜40質量部であるので、直線カット性、衝撃強度及び層内剥離防止効果により優れた易裂性延伸フィルムとすることができる。
熱履歴品におけるMXD6の配合割合が15質量部未満(Ny6の配合割合が85質量部より多い)であると、易裂性延伸フィルムとした場合に層内剥離防止効果が低くなる。熱履歴品におけるMXD6の配合割合が40質量部を越えると(Ny6の配合割合が60質量部未満)であると易裂性延伸フィルムの直線カット性、衝撃強度が低下する。
本発明の易裂性ラミネートフィルムは、易裂性延伸フィルムを少なくとも1層として含み、2層、3層等何層であってもよい。図2〜図4に、本実施形態に係る易裂性ラミネートフィルム100、200、300を示した。ここで、例えば、図2に示すように、第1層を易裂性延伸フィルム18、第2層を各種シーラントフィルム19とした2層構造、図3に示すように、第1層を各種基材フィルム20、第2層を易裂性延伸フィルム18、第3層を各種シーラントフィルム19とした3層構造、図4に示すように、第1層を易裂性延伸フィルム18、第2層を各種基材フィルム20、第3層を各種シーラントフィルム19とした3層構造としてもよい。
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。
また、本実施形態では、二軸延伸方法としてチューブラー方式を採用したが、テンター方式でもよい。さらに、延伸方法としては同時二軸延伸でも逐次二軸延伸でもよい。
[実施例1]
(易裂性延伸フィルムの製造)
Ny6ペレット及びMXD6ペレットをそれぞれ70質量部及び30質量部の割合で混合したものに対して、すでに一度、この配合比で溶融混合してペレット化した熱履歴品(MXD6の融点が236℃のもの)を原料全量に対して15質量%配合した。このドライブレンド品を押出機中、270℃で溶融混練した後、溶融物をダイスから円筒状のフィルムとして押出し、引き続き水で急冷して原反フィルムを作製した。
なお、MXD6の融点は、パーキンエルマー社製示差走査熱量測定装置(DSC)を用い、昇温速度10℃/minで50℃から280℃まで昇温を行って測定した。いずれもファーストランにおける値を融点とした。
三菱ガス化学(株)製メタキシリレンアジパミド〔MXナイロン 6007(商品名)、相対粘度ηr=2.7〕である。
また、Ny6とMXD6の配合割合を、それぞれ70質量部と30質量部とし、40φEX、シングルスクリュー(株式会社山口製作所製)を用い、270℃で押出したものを熱履歴品とした。
次に、この延伸フィルムをテンター式熱処理炉(図示せず)に入れ、210℃で熱固定を施して本実施例に係る易裂性延伸フィルム18(以後、延伸フィルム18ともいう)を得た。
次に、この延伸フィルム18(厚さ15μm)を表基材フィルム、L−LDPEフィルム〔ユニラックス LS−711C(商品名)、出光ユニテック(株)製、厚さ50μm〕をシーラントフィルムとして、両者をドライラミネートして本実施例に係る易裂性ラミネートフィルム(以後、ラミネートフィルムともいう)を得た。なお、ドライラミネート用の接着剤としては、三井タケダケミカル製のタケラックA−615/タケネートA−65の配合品(配合比16/1)を用いた。また、ドライラミネート後のラミネートフィルムは、40℃で3日間エージングを行った。
(延伸成形性)
延伸フィルム18の製膜時におけるバブルの安定性を延伸成形性として評価した。具体的には、バブルが安定しているものをA、バブルの揺れがあって不安定なものをCとして評価した。なお、当初、バブルの揺れがあっても、微調節でバブルを安定化できたものは、Bとした。
(衝撃強度)
衝撃強度の測定は、延伸フィルム18について行った。
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フィルムに半円球状の振り子(直径1/2インチ)を打ち付けて、フィルムの打ち抜きに要した衝撃強度を測定することにより行った。そして、衝撃強度が45,000J/m以上をA、45,000J/m未満をCとして評価した。この衝撃強度が45,000J/mより小さくなると、表基材としての性能が低下してゆき、液体包装用基材としての実用性が乏しくなる。
直線カット性は、延伸フィルム18について行った。
図6に示すように、20cm幅のフィルム18に所定間隔Ws(例えば2cm間隔)で切れ目21を入れ、これらの切れ目21に沿ってフィルム18を引き裂いた後、フィルム片18Aの他端22の幅Weを測定し、元の間隔Wsとの偏差αを下記の式で求める。
α=〔|Ws−We|/Ws〕×100
上述のラミネートフィルムから15mm幅の短冊状試験片を切り出し、その端部を手で数cmほど界面剥離を行い、表基材フィルム(延伸フィルム18)とシーラントフィルムとに分離した。その後、各々のフィルム片を引張り試験機(インストロン万能試験機 1123型)にセットして、300mm/minの速度でラミネート部分の剥離試験を行った(90度剥離)。
剥離試験の最中に表基材フィルム内部で層内剥離が生ずると剥離強度が急激に減少するため、そのような挙動が発現したか否かで層内剥離発生の有無を判別できる。例えば、剥離試験の開始時は、剥離強度が7N/m程度であったものが、剥離試験の途中で急激に1〜2N/m程度に減少すれば、層内剥離が生じたと判断できる。
そして、表基材フィルム内部で層内剥離の挙動を示さないものをA、層内剥離の挙動を示したものをCとして評価した。
引裂強度の測定は、延伸フィルム18について行った。
エレメンドルフ引裂強度試験(JIS K 7128)にもとづき、延伸フィルム18のMD方向及びTD方向の引裂強度を測定した。そして、引裂強度が70N/cm以下をA、71N/cm以上をCとして評価した。この引裂強度が70N/cm以下であることが直線カット性を向上させる点で好ましい。しかし、引裂強度が71N/cm以上であると、直線カット性が低下してしまい、液体包装用基材としての実用性能が乏しくなる。
上述した延伸成形性、衝撃強度、直線カット性、層内剥離、及び引裂強度の5項目すべてにA以上がつくものをAとする総合評価を行った。上述の5項目のうち、一つでもCがあれば総合評価としてCとした。
上記実施例1において、Ny6ペレット、MXD6ペレット、及び熱履歴品の混合量、さらに、熱履歴品におけるMXD6の融点を変えて、実施例1と同様の製造工程により製膜を行った。評価試験も実施例1と同様に行った。表1に、実施例、表2に、比較例の製造条件を示す。
表1、表2に示すように、本実施例に係る延伸フィルム18は、Ny6とMXD6とを原料として含み、この原料がNy6が60〜85質量部、MXD6が15〜40質量部からなるバージン原料と、Ny6及びMXD6を溶融混練してなる熱履歴品とを含み、熱履歴品におけるMXD6の融点が233〜238℃で、かつ、熱履歴品の含有量が前記原料全量基準で5〜40質量%の範囲にあるため、延伸成形性、衝撃強度、直性カット性、及び層内剥離防止効果、及び引裂強度のいずれについても優れている。
16 バブル
18 易裂性延伸フィルム
100 易裂性ラミネートフィルム
400 易裂性袋
Claims (4)
- ナイロン6(以後、Ny6という)と、メタキシリレンアジパミド(以後、MXD6と
いう)とを原料として含む易裂性延伸フィルムであって、
前記原料は、Ny6が60〜85質量部、MXD6が15〜40質量部からなるバージン原料と、
Ny6及びMXD6を溶融混練して、MXD6の融点を233〜238℃とした熱履歴品とを含み、
前記熱履歴品におけるNy6とMXD6の配合割合は、Ny6:MXD6=60〜85質量部:15〜40質量部であり、
前記熱履歴品の含有量が前記原料全量基準で5〜40質量%であることを特徴とする易裂性延伸フィルム。 - 請求項1に記載の易裂性延伸フィルムが複数層の少なくとも一層として形成されていることを特徴とする易裂性ラミネートフィルム。
- 請求項2に記載の易裂性ラミネートフィルムを使用したことを特徴とする易裂性袋。
- Ny6とMXD6とを原料として含む易裂性延伸フィルムの製造方法であって、
前記原料は、Ny6が60〜85質量部、MXD6が15〜40質量部(両者の合計は100質量部)からなるバージン原料と、
Ny6及びMXD6を溶融混練してなる熱履歴品とを含み、
前記熱履歴品におけるMXD6の融点が233〜238℃で、かつ、
前記熱履歴品の含有量が前記原料全量基準で5〜40質量%であり、
前記熱履歴品におけるNy6とMXD6の配合割合は、Ny6:MXD6=60〜85質量部:15〜40質量部であり、
MD方向(フィルムの移動方向)及び/又はTD方向(フィルムの幅方向)に2.8倍以上の延伸倍率で延伸したことを特徴とする易裂性延伸フィルムの製造方法。
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