JP6260389B2 - 易引裂性多層フィルム及び包装材並びに液状物包装用袋 - Google Patents

易引裂性多層フィルム及び包装材並びに液状物包装用袋 Download PDF

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Description

本発明は、易引裂性多層フィルム及び包装材に関し、さらに詳しくは、縦方向及び横方向の引裂性に優れる上に、衝撃強度、落袋強度も兼ね備えた易引裂性多層フィルム及びこれを用いた包装材に関するものである。
近年のゴミの最終処分問題、リサイクル法等により、飲食物、調味料、薬品等に用いる容器は、プラスチックボトルから、かさばらず樹脂の使用量が少ないスタンディングパウチ、スパウトパウチなどの易引裂包装袋に変わってきている。そして、この易引裂包装袋は、刃物を使用しなくても簡単に切ることができる易開封性を有する包装用積層体を用いて製造されている。
従来の易引裂包装袋に用いられている包装用積層体は、易引裂性、ヒートシール性、耐突き刺し性などを有する容器として必要な特性付与の観点から、二軸延伸したポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン等のフィルムを基材とし、この基材にヒートシール層樹脂として高圧法低密度ポリエチレン(LDPE)、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)等からなる無延伸ポリエチレン系樹脂を積層したものが用いられていた。
しかし、近年、容器の大型化、長期保存化等が要求されるに伴い、これらの積層体からなる包装用積層体は、耐衝撃性、耐ピンホール性、耐ストレスクラッキング性、耐熱性、ヒートシール性、ホットタック性等の不足が指摘されるようになり、これらの特性を補い、内容物の確実な保護の観点から、上記構成の無延伸ポリエチレンに代わって、透明性、耐引裂性、低温ヒートシール性、ホットタック性、狭雑物シール性、ヒートシール強度、破袋強度、耐熱性等が優れた直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)の使用が提案されてきている。
しかしながら、LLDPEにおいては、エチレンと1−ブテンの共重合体であるエチレン・α−オレフィン共重合体(C4−LLDPE)は、易引裂性及びホットタック性の改善は充分でなく、内容物保護の点で十分でなかった。また、エチレンといわゆるHAO(ハイアーα−オレフィン)と呼ばれる1−ヘキセンもしくは1−オクテン等のC6以上のα−オレフィンとの共重合体であるエチレン・α−オレフィン共重合体(HAO−LLDPE)は、ホットタック性や衝撃強度に優れ液状の飲食物向けのパウチ等に使用されているが、フィルムとしての優れた性能を持つ反面、易引裂性を犠牲にするものであった。すなわち、引裂開封を行う用途においては、エチレン・α−オレフィン共重合体は引裂強度、伸びが大きく、引裂開封がしにくいという欠点があり、必ずしも好適な材料とは言えなかった。
また、市販のエチレン・α−オレフィン共重合体(LLDPE)には加工性改良のため、高圧法低密度ポリエチレン(LDPE)が配合されていることが多い。この場合、縦方向には、引裂開封がしやすくなるものの、横方向には引裂開封がしにくいという欠点は依然としてあった。
このような欠点を改善するため、環状オレフィン系樹脂を用いることによりカット性を付与しようとする試みがなされている。
例えば、中間層が、環状オレフィン系樹脂層からなり、その表面に、それぞれ少なくとも1層ずつ設けられた線状中密度ポリエチレンおよび/または線状低密度ポリエチレン樹脂層が積層された易カット性積層フィルム(特許文献1参照)、基材層/中間層/内層からなる積層体を基本構成とする包装用フィルムであって、中間層が直鎖状低密度ポリエチレン50ないし95重量%と環状オレフィンとα−オレフィンの共重合体5ないし50重量%からなる組成物によって構成され、内層が、特定の直鎖状低密度ポリエチレンの層からなることを特徴とする包装用フィルム(特許文献2参照)、特定の線状低密度ポリエチレンからなる外層、線状低密度ポリエチレン60〜90重量%と環状ポリオレフィン10〜40重量%との混合物からなる中間層及び特定の線状低密度ポリエチレンからなるヒートシール層を構成する内層が、順に積層されてなることを特徴とする透明性に優れた積層ポリオレフィンフィルム(特許文献3)、製膜可能なポリオレフィン系樹脂に環状ポリオレフィン系樹脂を3〜50重量%混合した混合樹脂からなるポリオレフィン系樹脂層を少なくとも有する包装フィルム(特許文献4)が知られている。
また、アイオノマー樹脂を組み合わせて使用することによりカット性を改善しようとする試みもなされている。
例えば、インフレーション法による共押出多層フィルム又はシートであって、少なくとも一つの層が、エチレン重合体あるいはこれを主体とする樹脂組成物の層からなり、他の少なくとも一つの層が、ポリオレフィン樹脂60〜20重量部及びアイオノマー樹脂40〜80重量部からなる樹脂組成物の層であることを特徴とする横及び/又は縦方向の引裂性に優れた多層フィルム又はシート(特許文献5)が知られている。
しかし、これらのフィルムは、いずれにおいても未だ十分な引裂性を得ることができず、例えば、手で容易に開封可能な、易引裂開封用の包装材に用いるには問題があった。また、易引裂性を付与すると衝撃強度が低下する問題があった。
その改良のため、特定のポリエチレンからなる外層、環状オレフィン系樹脂60〜90重量%と、特定の直鎖状低密度ポリエチレン10〜40重量%とからなる中間層及び密度が特定のポリエチレンからなる内層が、順に積層されてなることを特徴とする易引裂性多層フィルム(特許文献6)が提案されている。
しかし、一般に包装用フィルムといっても、その具体的用途に応じた要求特性は異なり、それぞれに応じた要求特性を兼ね備えた樹脂構成、層構成を採用するのは難しい。たとえば、特に、食品工業の製造過程等で用いる、大型でかつ重量のある、液状物を入れる包装袋として用いるには、従来知られている構成の易引裂性フィルムでは、衝撃強度及び落袋強度等の面で不十分であった。たとえば、従来の構成でインフレーション法により成形したフィルムを用いて袋状に加工し、中に10kgの水を入れ90cmの高さから落下させると、破袋してしまうことがあった。
したがって、縦方向及び横方向の引裂性に優れ、さらに、縦方向及び横方向の引裂性のバランスに優れたうえで、更に、衝撃強度、落袋強度等の包装用フィルム、特に液状物包装用袋に必要とされる特性も併せ持つ、包装材に好適な易引裂性フィルムが望まれていた。
特開平11−129415号公報 特開平10−237234号公報 特開2004−284351号公報 特開2005−298055号公報 特開2005−144979号公報 特開2012−885公報
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点に鑑み、縦方向及び横方向の引裂性に優れる上に、衝撃強度、落袋強度も兼ね備えた易引裂性多層フィルム及びこれを用いた包装材、特に好ましくは液状物包装用袋を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の密度のエチレン・α−オレフィン共重合体80〜100重量%と、高圧法低密度ポリエチレン0〜20重量を含有してなる外層、環状オレフィン系樹脂20〜50重量%と特定の密度のエチレン・α−オレフィン共重合体10〜40重量%と高圧法低密度ポリエチレン30〜60重量%と含有してなる中間層及び特定の密度のエチレン・α−オレフィン共重合体80〜100重量%と高圧法低密度ポリエチレン0〜20重量%含有してなる内層が、順に積層されてなる多層フィルムにより、上記課題を解決することができることを見出した。それらの知見に、さらに検討を重ね、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第1の発明によれば、密度が0.890〜0.930g/cmのエチレン・α−オレフィン共重合体(a1)80〜100重量%と、高圧法低密度ポリエチレン(a2)0〜20重量%含有してなる外層(A)、
環状オレフィン系樹脂(b1)20〜50重量%と、密度が0.870〜0.935g/cmのエチレン・α−オレフィン共重合体(b2)10〜40重量%と、高圧法低密度ポリエチレン30〜60重量%(b3)と含有してなる中間層(B)
及び密度が0.890〜0.930g/cmのエチレン・α−オレフィン共重合体(c1)80〜100重量%と、高圧法低密度ポリエチレン(c2)0〜20重量%含有してなる内層(C)が、順に積層されてなることを特徴とする易引裂性多層フィルムが提供される。
また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、環状オレフィン系樹脂(b1)は、エチレン・環状オレフィン共重合体であることを特徴とする請求項1に記載の易引裂性多層フィルムが提供される。
また、本発明の第3の発明によれば、第2又は3の発明において、前記エチレン・環状オレフィン共重合体は、エチレン/環状オレフィンの含有割合が重量比で15〜40/85〜60のものであることを特徴とする易引裂性多層フィルムが提供される。
また、本発明の第4の発明によれば、第1〜3のいずれかの発明において、前記エチレン・環状オレフィン共重合体は、ガラス転移点が60℃以上であることを特徴とする易引裂性多層フィルムが提供される。
また、本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明において、環状オレフィン系樹脂(b1)は、フィルム全体を基準として、10〜20重量%含まれることを特徴とする易引裂性多層フィルムが提供される。
また、本発明の第6の発明によれば、第1〜5のいずれかの発明において、JIS K7128−2に準拠して測定したエルメンドルフ引裂強度が、縦方向及び横方向において、それぞれ30N/mm以下であることを特徴とする易引裂性多層フィルムが提供される。
また、本発明の第7の発明によれば、第1〜6のいずれかの発明において、中間層(B)の厚さは、フィルム全体を基準として、20〜70%であることを特徴とする易引裂性多層フィルムが提供される。
また、本発明の第8の発明によれば、第1〜7のいずれかの発明の易引裂性多層フィルムを用いてなることを特徴とする包装材が提供される。
また、本発明の第9の発明によれば、第1〜第7のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルムをインフレーション成形してなることを特徴とする液状物包装用袋が提供される。
本発明の易引裂性多層フィルム及び包装材によれば、第1の発明においては、特定の密度のエチレン・α−オレフィン共重合体80〜100重量%と、高圧法低密度ポリエチレン0〜20重量%含有してなる外層、環状オレフィン系樹脂20〜50重量%と特定のエチレン・α−オレフィン共重合体10〜40重量%と高圧法低密度ポリエチレン30〜60重量%含有してなる中間層及び特定の密度のエチレン・α−オレフィン共重合体80〜100重量%と高圧法低密度ポリエチレン0〜20重量%含有してなる内層が組み合わされた多層フィルムにより、縦方向及び横方向の引裂強度の値が小さく易引裂性に優れる上に、衝撃強度、落袋強度にも優れる易引裂性多層フィルムである。
また、第2の発明においては、中間層がエチレン・環状オレフィン共重合体を含むことにより、外層及び内層との密着性が優れる。
また、第3の発明においては、前記エチレン・環状オレフィン共重合体が特定のエチレン/環状オレフィンの含有割合であることにより、また、特に易引裂性に優れ、しかも外層及び内層との密着性が優れる。
また、第4の発明においては、前記エチレン・環状オレフィン共重合体が特定のガラス転移点を持つものであることにより、特に易引裂性に優れ、しかも外層及び内層との密着性が優れる。
また、第5の発明においては、環状オレフィン系樹脂が特定の割合で含まれるものであることにより、特に易引裂性に優れ、しかも中間層と、外層及び内層との密着性が優れる上に、コスト的に有利である。
また、第6の発明においては、縦方向及び横方向の引裂強度が特定の値であることにより、易引裂性に優れる。
また、第7の発明においては、中間層の厚さが特定の値であることにより、易引裂性に優れる上に、コスト的に有利である。
また、第8の発明においては、第1〜7の易引裂性多層フィルムを用いてなる包装材であるため、引裂性に優れる上に、衝撃強度も兼ね備えた、品質の高い包装材である。
また、第9の発明においては、第1〜7のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルムをインフレーション成形してなる液状物包装用袋とすることで、本発明の、引裂性に優れる上に、衝撃強度と落袋強度を兼ね備えるという効果を最大限に利用することができる。
図1は、本発明の易引裂性多層フィルム一例の断面を示す概略図である。
1 外層(A)
2 中間層(B)
3 内層(C)
以下、本発明の易引裂性フィルム及び包装材について、項目ごとに詳細に説明する。
本発明の易引裂性フィルムは、特定の密度のポリエチレン含有してなる外層、環状オレフィン系樹脂20〜50重量%と特定の密度のエチレン・α−オレフィン共重合体10〜40重量%と高圧法低密度ポリエチレン30〜60重量%含有してなる中間層及び特定のポリエチレンを含有してなる内層が、順に積層されてなることを特徴とする。
また、本発明の包装材は、前記易引裂性フィルムを用いてなることを特徴とする。また、本発明の、液状物包装用袋は、前記易引裂性フィルムをインフレーション成形してなることを特徴とする。
1.易引裂性フィルムを構成する層
(1)中間層(B)
本発明のフィルムにおける中間層(B)は、環状オレフィン系樹脂(b1)20〜50重量%と、密度が0.870〜0.935g/cmとを含有してなるエチレン・α―オレフィン共重合体(b2)10〜40重量%と、高圧法低密度ポリエチレン(b3)30〜60重量%とを含有してなることを特徴とする。
特に、3成分を必須とすること、更にその重量比が重要であり、特に、エチレン・α−オレフィン共重合体(b2)に対して、通常その加工性を改良するために添加される高圧法低密度ポリエチレンの量(エチレン・α−オレフィン共重合体100重量部に対して5〜15重量部)をはるかに超えて、高圧法低密度ポリエチレンを添加している点が特徴である。
すなわち、中間層(B)は、環状オレフィン系樹脂(b1)を20〜50重量%とを含有してなること、密度が0.870〜0.935g/cmとを含有してなるエチレン・α―オレフィン共重合体(b2)が10〜40重量%と、高圧法低密度ポリエチレン(b3)が30〜60重量%含有することが必要である。この重量比を保つことにより、特に衝撃強度と落袋強度を維持しつつ、縦横の易引裂性を有するという、両者の性能バランスを保つことができる。
より好ましくは、環状オレフィン系樹脂(b1)30〜40重量%と、密度が0.870〜0.935g/cmのエチレン・α−オレフィン共重合(b2)15〜30重量%と、高圧法低密度ポリエチレン(b3)40〜50重量%とを含有してなることが好ましい。環状オレフィン系樹脂が20重量%未満であると十分な易引裂性が得られない恐れがあり好ましくない。
(a)環状オレフィン系樹脂(b1)
本発明の易引裂性フィルムの中間層(B)で用いる環状オレフィン系樹脂(b1)としては、例えば、ノルボルネン系重合体、ビニル脂環式炭化水素重合体、環状共役ジエン重合体等が挙げられる。これらの中でも、ノルボルネン系重合体が好ましい。また、ノルボルネン系重合体としては、ノルボルネン系単量体の開環重合体(以下、「COP」ともいう。)、ノルボルネン系単量体とエチレン等のα−オレフィンを共重合したノルボルネン系共重合体(以下、「COC」ともいう。)等が挙げられる。また、COP及びCOCの水素添加物も用いることができる。
COCとしては、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−1等のα−オレフィンなどの直鎖状モノマーとテトラシクロドデセン、ノルボルネンなどの環状モノマーとから得られた環状オレフィン共重合体が挙げられる。さらに具体的には上記直鎖状モノマーと炭素数が3〜20のモノシクロアルケンやビシクロ[2.2.1]−2−ヘプテン(ノルボルネン)及びこの誘導体、トリシクロ[4.3.0.12,5]−3−デセン及びその誘導体、テトラシクロ[4.4.0.1.2,5.17,10]−3−ドデセン及びこの誘導体、ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]−4−ペンタデセン及びこの誘導体、ペンタシクロ[7.4.0.12,5.19,12.08,13]−3−ペンタデセン及びこの誘導体、ペンタシクロ[8.4.0.12,5.19,12.08,13]−3−ヘキサデセン及びこの誘導体、ペンタシクロ[6.6.1.13,6.02,7.09,14]−4−ヘキサデセン及びこの誘導体、ヘキサシクロ[6.6.1.13,6.110,13.02,7.09,14]−4−ヘプタデセン及びこの誘導体、ヘプタシクロ[8.7.0.12,9.14,7.111,17.03,8.012,16]−5−エイコセン等およびこの誘導体、ヘプタシクロ[8.7.0.13,6.110,17.112,15.02,7.011,16]−4−エイコセン及びこの誘導体、ヘプタシクロ[8.8.0.12,9.14,7.111,18.03,8.012,17]−5−ヘンエイコセン及びこの誘導体、オクタシクロ[8.8.0.12,9.14,7.111,18.113,16.03,8.012,17]−5−ドコセン及びこの誘導体、ノナシクロ[10.9.1.14,7.113,20.115,18.02,10.03,8.012,21.014,19]−5−ペンタコセン及びこの誘導体等の環状オレフィンとの共重合体からなる環状オレフィン共重合体などが挙げられる。直鎖状モノマー及び環状モノマーは、それぞれ単独でも、2種類以上を併用することもできる。また、このような環状オレフィン共重合体は単独であるいは組み合わせて使用することができる。また、環状オレフィン系樹脂(b1)に、前記COPとCOCを併用することもできる。その場合は、COPとCOCのそれぞれの異なった性能を付与することができる。
本発明においては、ポリエチレンに対する分散性の理由により、環状オレフィン系樹脂(b1)はCOCであることが好ましい。また、COCとしては、直鎖状モノマーがエチレンである、エチレン・環状オレフィン共重合体であることが好ましい。さらには、環状モノマーは、ノルボルネン等であることが好ましい。
また、本発明においては、エチレン・環状オレフィン共重合体は、エチレン/環状オレフィンの含有割合が重量比で15〜40/85〜60のものであることが好ましい。より好ましくは30〜40/70〜60のものである。エチレンが15重量%未満であると、剛性が高くなりすぎ、インフレーション成形性および製袋適正を悪化させるため好ましくない。一方、エチレンが40重量%以上であると、十分な易引裂性、剛性が得られないため好ましくない。含有比率がこの範囲にあれば、フィルムの剛性、引き裂き性、加工安定性、衝撃強度が向上するため好ましい。
さらにまた、エチレン・環状オレフィン共重合体は、ガラス転移点が60℃以上であることが好ましい。より好ましくは70℃以上のものである。環状オレフィンの含有量が上記範囲を下回ると、ガラス転移点が前記範囲を下回るようになり、例えば、芳香成分のバリアー性が低下するようになる、十分な剛性が得られず、高速包装機械適正に劣る等の恐れがある。一方、環状オレフィンの含有量が上記範囲を上回ると、ガラス転移点が高くなりすぎ、共重合体の溶融成形性やオレフィン系樹脂との接着性が低下する恐れがあり好ましくない。
また、環状オレフィン系樹脂(b1)の重量平均分子量は、5,000〜500,000が好ましく、より好ましくは7,000〜300,000である。
環状オレフィン系樹脂(b1)は、易引裂性多層フィルム全体を基準として、10〜30重量%含まれることが好ましい。より好ましくは、15〜25重量%である。10重量%より少ないと、十分な易引裂性が得られないので好ましくない。一方、40重量%より多いと、剛性が高くなりすぎ、インフレーション成形性および製袋適正を悪化させるため好ましくない。
環状オレフィン系樹脂(b1)として用いることができる市販品として、ノルボルネン系モノマーの開環重合体(COP)としては、例えば、日本ゼオン株式会社製「ゼオノア(ZEONOR)」等が挙げられ、ノルボルネン系共重合体(COC)としては、例えば、三井化学株式会社製「アペル」、チコナ(TICONA)社製「トパス(TOPAS)」等が挙げられる。本発明においては、ノルボルネン系単量体の含有比率が、前述の範囲にあること、加工性等の理由から、TOPASのグレード8007が好ましい。
(b)エチレン・α−オレフィン共重合体(b2)
中間層(B)を形成するのに用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(b2、以下、「LLDPE(b2)」ともいう。)は、エチレンとα−オレフィンとの共重合体であって、メタロセン触媒、Ziegler触媒、Phillips触媒等により重合されたもののいずれであっても良いが、密度は、0.870〜0.935g/cmであることが必要である。好ましくは0.910〜0.9330g/cmである。密度が0.870g/cmを下回る場合は十分な剛性が得られず、高速包装機械適正に劣る恐れがある。一方、密度が0.935g/cmを超える場合は、十分な透明性が得られない恐れがある。
なお、本発明において、密度は、JIS K 6922−2に基づいて測定する値である。
また、エチレン・α−オレフィン共重合体(b2)のメルトインデックス(MI)は、190℃において0.1〜30g/10分であることが好ましい。より好ましくは0.5〜4.0g/10分である。MIが0.1g/10分未満の場合は、溶融流れ性が悪く、押出フィルム加工が困難になる、モーター負荷が大きくなり、さらにフィルムの透明性が低くなるといった問題が生じる恐れがあり好ましくない。一方、30g/10分を超える場合は、溶融粘度が低すぎて、押出加工時の製膜安定性が低下する恐れがあり好ましくない。
なお、本発明において、メルトインデックス(MI)は、JIS−K−7210により測定したメルトインデックス値である。
本発明において用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(b2)は、具体的には以下のようなものである。すなわち、エチレンと共重合するα−オレフィンは、0.1〜15モル%、好ましくは0.5〜10モル%、特に好ましくは0.5〜5モル%の量で共重合しているものであり、α−オレフィンの種類としては、通常は炭素数3〜8のα−オレフィンであり、具体的にはプロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−1、4−メチルペンテン−1を挙げることができる。
(c)高圧法低密度ポリエチレン(b3)
本発明において用いる高圧法低密度ポリエチレン(b3、以下、「LDPE(b3)」ともいう。)は、ホモのポリエチレンであって、有機過酸化物により重合されたものである。
密度は0.915〜0.935g/cmの範囲から選ばれるが、本発明において好ましくは、0.920〜0.930g/cmであることがあげられる。更に好ましくは0.922〜0.929g/cmである。中間層へ密度が0.915g/cm未満の高圧法低密度ポリエチレンを用いると、フィルム成形時に穴あきが発生しやすくなり、外観が良好なフィルムが得られない恐れがある。
一方、密度が0.935g/cmを超える場合は、易引き裂き性が得られない恐れがある。
なお、本発明において、密度は、JIS K 6922−2に基づいて測定する値である。
(2)外層(A)
本発明の易引裂性多層フィルムにおける外層(A)は、密度が0.890〜0.930g/cmのポリエチレン(a1)80〜100重量%と高圧法低密度ポリエチレン(b2)0〜20重量%含有してなることを特徴とする。なお、層を構成する樹脂組成物の合計を100重量%とする。以下、同様。
好ましくは、密度は0.910〜0.925g/cmである。上記密度範囲内にあるポリエチレンであれば、強度、剛性、透明性が良好であるため、いずれのものも使用できる。
また、190℃におけるメルトインデックスが0.1〜30g/10分であることが好ましい。より好ましくは、0.5〜4.0g/10分である。上記密度範囲内にあるポリエチレンであれば、フィルム物性、製膜安定性が良好であるため、いずれのものも使用できる。
(a)エチレン・α−オレフィン共重合体(a1)
外層(C)を形成するのに用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(a1、以下、「LLDPE(a1)」ともいう。)は、エチレンとα−オレフィンとの共重合体であって、メタロセン触媒、Ziegler触媒、Phillips触媒等により重合されたもののいずれであっても良いが、密度は、0.890〜0.930g/cmであることが必要である。好ましくは0.910〜0.925g/cmである。密度が0.890g/cmを下回る場合は十分な剛性が得られず、高速包装機械適正に劣る恐れがある。一方、密度が0.930g/cmを超える場合は、十分な透明性が得られない恐れがある。
なお、本発明において、密度は、JIS K 6922−2に基づいて測定する値である。
また、エチレン・α−オレフィン共重合体(a1)のメルトインデックス(MI)は、190℃において0.1〜30g/10分であることが好ましい。より好ましくは0.5〜4.0g/10分である。MIが0.1g/10分未満の場合は、溶融流れ性が悪く、押出フィルム加工が困難になる、モーター負荷が大きくなり、さらにフィルムの透明性が低くなるといった問題が生じる恐れがあり好ましくない。一方、30g/10分を超える場合は、溶融粘度が低すぎて、押出加工時の製膜安定性が低下する恐れがあり好ましくない。
なお、本発明において、メルトインデックス(MI)は、JIS−K−7210により測定したメルトインデックス値である。
本発明において用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(a1)は、具体的には以下のようなものである。すなわち、エチレンと共重合するα−オレフィンは、0.1〜15モル%、好ましくは0.5〜10モル%、特に好ましくは0.5〜5モル%の量で共重合しているものであり、α−オレフィンの種類としては、通常は炭素数3〜8のα−オレフィンであり、具体的にはプロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−1、4−メチルペンテン−1を挙げることができる。
(b)高圧法低密度ポリエチレン(a2)
本発明において用いる高圧法低密度ポリエチレン(a2、以下、「LDPE(a2)」ともいう。)は、ホモのポリエチレンであって、有機過酸化物により重合されたものである。
密度は0.915〜0.935g/cmの範囲から選ばれるが、本発明において好ましくは、0.920〜0.930g/cmであることがあげられる。更に好ましくは0.922〜0.929g/cmである。中間層へ密度が0.915g/cm未満の高圧法低密度ポリエチレンを用いると、フィルム成形時に穴あきが発生しやすくなり、外観が良好なフィルムが得られない恐れがある。
一方、密度が0.935g/cmを超える場合は、易引き裂き性が得られない恐れがある。
なお、本発明において、密度は、JIS K 6922−2に基づいて測定する値である。
(3)内層(C)
本発明の易引裂性多層フィルムにおける内層(C)は、密度が0.890〜0.930g/cmのポリエチレン(c1)80〜100重量%と高圧法低密度ポリエチレン(c2)0〜20重量%含有してなることを特徴とする。
好ましくは、密度は0.910〜0.925g/cmである。上記密度範囲内にあるポリエチレンであれば、強度、剛性、透明性が良好であるため、いずれのものも使用できる。
また、190℃におけるメルトインデックスが0.1〜30g/10分であることが好ましい。より好ましくは、0.5〜4.0g/10分である。上記密度範囲内にあるポリエチレンであれば、フィルム物性、製膜安定性が良好であるため、いずれのものも使用できる。
(a)エチレン・α−オレフィン共重合体(c1)
外層(C)を形成するのに用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(c1、以下、「LLDPE(a1)」ともいう。)は、エチレンとα−オレフィンとの共重合体であって、メタロセン触媒、Ziegler触媒、Phillips触媒等により重合されたもののいずれであっても良いが、密度は、0.890〜0.930g/cmであることが必要である。好ましくは0.910〜0.925g/cmである。密度が0.890g/cmを下回る場合は十分な剛性が得られず、高速包装機械適正に劣る恐れがある。一方、密度が0.930g/cmを超える場合は、十分な透明性が得られない恐れがある。
なお、本発明において、密度は、JIS K 6922−2に基づいて測定する値である。
また、エチレン・α−オレフィン共重合体(c1)のメルトインデックス(MI)は、190℃において0.1〜30g/10分であることが好ましい。より好ましくは0.5〜4.0g/10分である。MIが0.1g/10分未満の場合は、溶融流れ性が悪く、押出フィルム加工が困難になる、モーター負荷が大きくなり、さらにフィルムの透明性が低くなるといった問題が生じる恐れがあり好ましくない。一方、30g/10分を超える場合は、溶融粘度が低すぎて、押出加工時の製膜安定性が低下する恐れがあり好ましくない。
なお、本発明において、メルトインデックス(MI)は、JIS−K−7210により測定したメルトインデックス値である。
本発明において用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(c1)は、具体的には以下のようなものである。すなわち、エチレンと共重合するα−オレフィンは、0.1〜15モル%、好ましくは0.5〜10モル%、特に好ましくは0.5〜5モル%の量で共重合しているものであり、α−オレフィンの種類としては、通常は炭素数3〜8のα−オレフィンであり、具体的にはプロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−1、4−メチルペンテン−1を挙げることができる。
(b)高圧法低密度ポリエチレン(c2)
本発明において用いる高圧法低密度ポリエチレン(c2、以下、「LDPE(c2)」ともいう。)は、ホモのポリエチレンであって、有機過酸化物により重合されたものである。
密度は0.915〜0.935g/cmの範囲から選ばれるが、本発明において好ましくは、0.920〜0.930g/cmであることがあげられる。更に好ましくは0.922〜0.929g/cmである。中間層へ密度が0.915g/cm未満の高圧法低密度ポリエチレンを用いると、フィルム成形時に穴あきが発生しやすくなり、外観が良好なフィルムが得られない恐れがある。
一方、密度が0.935g/cmを超える場合は、易引き裂き性が得られない恐れがある。
なお、本発明において、密度は、JIS K 6922−2に基づいて測定する値である。
本発明において、外層(A)、中間層(B)及び内層(C)には、防曇剤、帯電防止剤、熱安定剤、造核剤、酸化防止剤、滑剤、アンチブロッキング剤、離型剤、紫外線吸収剤、着色剤等の成分を本発明の目的を損なわない範囲で添加することができる。特に、フィルム成形時の加工適性、充填機の包装適性を付与するため、外層(A)及び内層(C)の摩擦係数を1.5以下、中でも1.2以下にすることが好ましいので、外層(A)及び内層(C)には、滑剤やアンチブロッキング剤を適宜添加することが好ましい。
2.易引裂性多層フィルム
本発明の易引裂性多層フィルムは、前述したように、特定の外層(A)/特定の中間層(B)/特定の内層(C)との構成からなるものである。図1に、本発明の易引裂性多層フィルムの一例の断面の概略図を示す。1は外層(A)、2は中間層(B)、3は内層(C)を示す。
易引裂性多層フィルム全体の厚さとしては、30〜150μmのものが好ましい。多層フィルムの厚さが30μm以上であれば、優れた二次成形性が得られる。また、多層フィルムの厚さが50〜80μmの範囲では、内層(C)同士をヒートシールさせた袋状の包装材として使用できる。さらに、本発明の易引裂性多層フィルムは、その厚さが100μm以上の厚膜であっても、易引裂性に優れる。
また、本発明の易引裂性多層フィルム中の中間層(B)の厚さは、易引裂性多層フィルム全体を基準として、20〜70%であることが好ましい。より好ましくは20〜50%である。すなわち、外層(A)/中間層(B)/内層(C)が1:0.5:1の厚さ〜1:4:1程度の厚さをとることができる。中間層(B)が20%より薄いと、十分な易引裂性が得られないので好ましくない。一方、70%より厚いと、剛性が高くなりすぎ、インフレーション成形性および製袋適正を悪化させるため好ましくない。中間層(B)がこの範囲であれば、易引裂性に優れる上に、コスト的に有利であり、易引裂性多層フィルムの透明性、引き裂き性、耐ピンホール性が向上するため、好ましい。
本発明の易引裂性フィルムの製造方法としては、特に限定されないが、例えば、外層(A)に用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(a1)及び/又は高圧法低密度ポリエチレン(a2)と、中間層(B)に用いる環状オレフィン系樹脂(b1)及び/又は直鎖状低密度ポリエチレン(b2)及び/又は高圧法低密度ポリエチレン(b3)と、内層(C)に用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(c1)及び/又は高圧法低密度ポリエチレン(c2)とを、それぞれ別の押出機で加熱溶融させ、共押出多層ダイス法やフィードブロック法等の方法により溶融状態で(A)/(B)/(C)の順で積層した後、インフレーションやTダイ・チルロール法等によりフィルム状に成形する共押出法が挙げられる。
この共押出法は、各層の厚さの比率を比較的自由に調整することが可能で、衛生性に優れ、コストパフォーマンスにも優れた多層フィルムが得られるので好ましい。さらに、本発明で用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(b2)及び高圧法低密度ポリエチレン(b3)と環状オレフィン系樹脂(b1)との軟化点(融点)の差が大きいため、相分離やゲルを生じることがある。このような相分離やゲルの発生を抑制するためには、比較的高温で溶融押出を行うことができるTダイ・チルロール法が好ましい。
また、本発明の易引裂性フィルムは、上記の製造方法によって、実質的に無延伸の多層フィルムとして得られるため、真空成形による深絞り成形等の二次成形が可能となる。
さらに、通常用いられる方法により、本発明の易引裂性フィルムをシーラントフィルムとして用い、外層(A)上に接着性樹脂や接着剤を介して基材をラミネートしてラミネートフィルムとすることもできる。
本発明の易引裂性フィルムは、JIS K7128−2に準拠して測定したエルメンドルフ引裂強度が、横方向において、それぞれ10〜30N/mmであることが好ましい。より好ましくは、15〜25N/mm以下である。
引裂強度が10N/mm未満であると、10kgの水を充填したときの落袋テスト時に破壊してしまう可能性があり好ましくない。一方、25N/mmよりも大きいと、易引裂性フィルムを引き裂く際に、フィルムが伸びてしまい、好ましくない。
3.包装材
本発明の易引裂性フィルムからなる包装材としては、食品、薬品、医療器具、工業部品、雑貨、雑誌等の用途に用いる包装袋、包装容器等が挙げられる。
前記包装袋は、本発明の易引裂性フィルムの内層(C)をヒートシール層として、内層(C)同士を重ねてヒートシールすることにより形成した包装袋が挙げられる。2枚の当該易引裂性フィルムを所望とする包装袋の大きさに切り出して、それらを重ねて3辺をヒートシールして袋状にした後、ヒートシールをしていない1辺から内容物を充填した後、ヒートシールして密封することで包装袋として用いることができる。また、1枚の当該易引裂性フィルムを用いて、ピロー包装の形態でも用いることができる。さらに、内層(C)とヒートシール可能な別のフィルムを重ねてヒートシールすることにより包装袋を形成することも可能である。その際、使用する別のフィルムとしては、比較的機械強度の弱いLDPE、EVA等のフィルムを用いることができる。また、LDPE、EVA等のフィルムと、比較的引き裂き性の良い延伸フィルム、例えば、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(OPET)、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)等とを貼り合わせたラミネートフィルムも用いることができる。
また、前記包装容器としては、本発明の易引裂性フィルムを二次成形することにより得られる深絞り成形品(上部に開口部がある底材)が挙げられ、代表的なものとしてブリスターパックの底材が挙げられる。この底材を密封する蓋材は、底材とヒートシールできるものであれば特に材質は問わないが、蓋材と底材を同時に引き裂いて開封できることから、本発明の易引裂性フィルムを蓋材として用いることが好ましい。
上記の二次成形方法としては、例えば、真空成形法、圧空成形法、真空圧空成形法等が挙げられる。これらの中でも、フィルムあるいはシートを包装機上にてインラインで成形し、内容物を充填できるため真空成形が好ましい。
4.液状物包装用袋
本発明の好ましい態様である液状物包装用袋は、上記の三層構成を有するフィルムをインフレーション成形法により成形したチューブ状インフレーションフィルムを用いた袋であり、衝撃強度及び落袋強度と、易引裂性を兼ね備えた袋であるため、特に、液状の工業食品や、薬品用途等の大型の液状物を包装する用途に好適である。
5.その他
本発明の易引裂性フィルムを用いた包装材には、初期の引き裂き強度を弱め、開封性を向上するため、シール部にVノッチ、Iノッチ、ミシン目、微多孔などの任意の引き裂き開始部を形成すると好ましい。
以下に実施例を用いて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその趣旨を逸脱しない限り、これによって限定されるものではない。
なお、実施例に於ける各種物性の測定は、下記要領に従った。
[測定方法]
(1)エルメンドルフ引裂強度
JIS K7128−2に準拠して測定した。なお、MDは流れ方向(MD:Macine Direction)であり、TDは垂直方向(TD:Transverse Direction)の値である。
(2)手による引裂性評価
JIS K7128−1に記載のトラウザー用の試験片を準備した。ゆっくりと間断的に180°方向に手で引き裂いた。間断的に引き裂いても常に簡単に引き裂けるものを○、引き裂きに力を要すが、引き裂けるものを△、引き裂きに力を要し、すぐに引き裂きにくくなり、間断的に引き裂けなくなってしまうものを×とした。
(3)衝撃強度
JIS P8134に準拠した打抜衝撃強さ試験機を用いて、フィルムの打ち抜き衝撃強さを測定した。測定部として2分の1インチ球を用いた。
(4)落袋強度
厚み50μm、幅590mmで成形したインフレチューブについて、長さ700mmとなるようにカットした。長さ700mmの一方の側を幅5mmとなるように、150℃1秒の条件でヒートシールを行った。もう一方の側から10kgの水を充填し、同様にシールを行った。
この水入りチューブについて、23℃の条件で鉄板上に90cmの高さから3回、平行に落下させた。3回とも割れなかった場合を「○」、1回でも割れた場合を「×」とした。
[インフレーションフィルムの成形条件および成形性評価法]
以下のインフレーションフィルム製膜機(成形装置)を用いて、下記の成形条件で、インフレーションフィルムを成形し、評価した。
(3種3層インフレーション成形機)
装置:インフレーション成形装置(プラコー(株)製)
押出機スクリュー径:50mmφ×2、55mmφ×1
ダイ径:200mmφ
押出量:25kg/hr
ダイリップギャップ:3mm
引取速度:23m/分
ブローアップ比:2.0
成形樹脂温度:180℃
フィルム厚み:50μm
冷却リング:2段式風冷リング
[使用原料]
実施例で使用した原料は、下記の通りである。なお、密度の単位はg/cm、MFRの単位はg/10分である。
(1)エチレン・α−オレフィン共重合体
LL1
密度0.908、MFR1.0のエチレン・1−ヘキセン共重合体
(2)エチレン・α−オレフィン共重合体:
LL2
密度0.919、MFR1.5のエチレン・1−ヘキセン共重合体
(3)エチレン・α−オレフィン共重合体:
LL3
密度0.921、MFR1.0のエチレン・1−ブテン共重合体
(4)エチレン・α−オレフィン共重合体:
LL4
密度0.935、MFR1.5のエチレン・1−ヘキセン共重合体
(5)高圧法低密度ポリエチレン
日本ポリエチレン社製ノバテックLD「LF280」
密度0.928、MFR0.7の高圧法低密度ポリエチレン
(6)高圧法低密度ポリエチレン
日本ポリエチレン社製ノバテックLD「LF240」
密度0.924、MFR0.7の高圧法低密度ポリエチレン
(7)COC
商品名TOPAS「8007」を使用。
ノルボルネン含有量 36mol%
(8)マスターバッチ
MB1 エチレン・α−オレフィン共重合体ベース
20wt%濃度のアンチブロッキング剤マスターバッチ
MB2 エチレン・α−オレフィン共重合体ベース
4wt%濃度のスリップ剤マスターバッチ
[実施例及び比較例]
(実施例1、2)
表1の通り、外層をLL−1、LF280、MB1、MB2、内層をLL−2、LF240、MB1、MB2、中間層をLL−3、LF240、COCとし、層比1:1:1の50μmインフレーションフィルムを得た。
評価結果を表1に示す。
(実施例3)
表1の通り、外層をLL−1、MB1、MB2、内層をLL−2、MB1、MB2、中間層をLL−3、LF240、COCとし、層比1:1:1の50μmインフレーションフィルムを得た。
評価結果を表1に示す。
(比較例1)
表2の通り、外層と、内層に、LL−1の代わりに、密度が0.935と高いLL−4を用いた以外は、実施例1と同様に、インフレフィルムを作製、評価した。
評価結果を表2に示す。
このものは、フィルムインパクトが弱く、落袋試験を実施した際、破袋してしまった。
(比較例2)
表2の通り、中間層のCOC濃度を70wt%に上げた以外は、実施例1と同様に、インフレフィルムを作製、評価した。
評価結果を表2に示す。
このものは、落袋試験を実施した際、破袋してしまった。
(比較例3)
表2の通り、中間層のCOC濃度を用いなかった以外は、実施例1と同様に、インフレフィルムを作製、評価した。
評価結果を表2に示す。
このものは、横方向に裂こうとしたとき、引き裂きに力を要し、すぐに引き裂きにくくなり、間断的に引き裂けなくなってしまった。
Figure 0006260389
Figure 0006260389
したがって、本発明の易引裂性フィルム及び包装材は、易引裂性、衝撃強度、落袋強度のすべてを兼ね備えた包装材であるという結果が得られており、大きな技術的意義を持つことが明らかである。
本発明によれば、縦方向及び横方向の引裂性に優れる上に、衝撃強度、落袋強度も兼ね備えた易引裂性多層フィルム及びこれを用いた包装材が提供される。したがって、本発明の易引裂性多層フィルム及びこれを用いた包装材は、食品、薬品、医療器具、工業部品、雑貨、雑誌等の用途に用いる包装袋、包装容器等に好適に用いることができ、産業上大いに有用である。

Claims (9)

  1. 密度が0.890〜0.930g/cmのエチレン・α−オレフィン共重合体(a1)80〜100重量%と、高圧法低密度ポリエチレン(a2)0〜20重量%とを含有してなる外層(A)、
    環状オレフィン系樹脂(b1)30〜40重量%と、密度が0.870〜0.935g/cmのエチレン・α−オレフィン共重合体(b2)10〜40重量%と、高圧法低密度ポリエチレン30〜60重量%(b3)とを含有してなる中間層(B)、及び
    密度が0.890〜0.930g/cmのエチレン・α−オレフィン共重合体(c1)80〜100重量%と、高圧法低密度ポリエチレン(c2)0〜20重量%からなる内層(C)が、
    順に積層されてなることを特徴とする易引裂性多層フィルム。
  2. 環状オレフィン系樹脂(b1)は、エチレン・環状オレフィン共重合体であることを特徴とする請求項1に記載の易引裂性多層フィルム。
  3. 前記エチレン・環状オレフィン共重合体は、エチレン/環状オレフィンの含有割合が重量比で15〜40/85〜60のものであることを特徴とする請求項2に記載の易引裂性多層フィルム。
  4. 前記エチレン・環状オレフィン共重合体は、ガラス転移点が60℃以上であることを特徴とする請求項2又は3に記載の易引裂性多層フィルム。
  5. 環状オレフィン系樹脂(b1)は、フィルム全体を基準として、10〜20重量%含まれることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルム。
  6. JIS K7128−2に準拠して測定したエルメンドルフ引裂強度が、横方向において、10〜30N/mmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルム。
  7. 中間層(B)の厚さは、フィルム全体を基準として、20〜70%であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルム。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルムを用いてなることを特徴とする包装材。
  9. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の易引裂性多層フィルムをインフレーション成形してなることを特徴とする液状物包装用袋。
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