JP6565646B2 - 耐熱性及び耐突き刺し性を有する易引裂性フィルム及び包装材 - Google Patents
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[1]密度が0.945〜0.966g/cm3の高密度ポリエチレン(a1)とエチレン・α−オレフィン共重合体(a2)を含む外層(A)、ガラス転移点が105℃以上の環状オレフィン系樹脂(b1)と密度が0.945〜0.966g/cm3の高密度ポリエチレン(b2)とエチレン・α−オレフィン共重合体(b3)とを含む中間層(B)及び密度が0.945〜0.966g/cm3の高密度ポリエチレン(c1)とエチレン・α−オレフィン共重合体(c2)を含む内層(C)を、順に有することを特徴とする、耐熱性を有する易引裂性多層フィルム。
[2]エチレン・α−オレフィン共重合体(a2)、(b3)及び(c2)がメタロセン触媒を用いて製造されたものであることを特徴とする、前記[1]記載の耐熱性を有する易引裂性多層フィルム。
[3]環状オレフィン系樹脂(b1)が、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、前記[1]又は[2]記載の耐熱性を有する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が、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、前記[3]記載の耐熱性を有する易引裂性多層フィルム。
[5]熱処理後、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1N/mm以上〜30N/mm未満であることを特徴とする、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の耐熱性を有する易引裂性多層フィルム。
[6]中間層(B)の厚さが、フィルム全体の厚さを基準として、20〜70%であることを特徴とする、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の易引裂性多層フィルム。
[7]前記[1]〜[6]のいずれかに記載の易引裂性多層フィルムを含むことを特徴とする、包装材。
(1)第II層
本発明のフィルムにおける第II層は、ガラス転移点が105℃以上の環状オレフィン系樹脂(b1)と密度が0.945〜0.966g/cm3の高密度ポリエチレン(b2)とエチレン・α−オレフィン共重合体(b3)とを含む層であり、好ましくは、ガラス転移点が105℃以上の環状オレフィン系樹脂(b1)30〜90重量%と、密度が0.945〜0.966g/cm3の高密度ポリエチレン(b2)5〜65重量%と、エチレン・α−オレフィン共重合体(b3)5〜65重量%とを含むことを特徴とする。105℃以上の環状オレフィン系樹脂が30重量%未満であると十分な易引裂性、耐突き刺し性が得られない恐れがあり好ましくない。
本発明の耐熱性を有する易引裂性フィルムの第II層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。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。)等のエチレン・環状オレフィン共重合体が挙げられる。また、COP及びCOCの水素添加物も用いることができる。
尚、ノルボルネン系共重合体中の、ノルボルネン単位の含量は好ましくは、30mol%以上70mol%以下、より好ましくは35mol%以上65mol%以下、更に好ましくは36mol%以上60mol%以下である。ノルボルネン単位の含量が30mol%未満であると、易引裂性が得られない可能性がある。また、70mol%を超えると、加工性が悪くなる可能性がある。
本発明の耐熱性を有する易引裂性フィルムの第II層には、密度が0.945〜0.966g/cm3の高密度ポリエチレン(b2、以下、「HDPE(b2)」ともいう。)が含まれる。
本発明の耐熱性を有する易引裂性フィルムの第II層には、エチレン・α−オレフィン共重合体(b3)、特に密度が0.94g/cm3以下であるエチレン・α−オレフィン共重合体が含まれる。
(式1) T75−T25≦−670×d+644
T75−T25と密度dが上記(式1)の関係を満足しない場合には、低温ヒートシール性が劣るものとなる。
(式2)d−0.008logMFR≧0.93の場合、X<2.0
(式3)d−0.008logMFR<0.93の場合、X<9.8×103×(0.9300−d+0.008logMFR)2+2.0の関係を満足しており、好ましくは、
d−0.008logMFR≧0.93の場合、X<1.0
d−0.008logMFR<0.93の場合、X<7.4×103×(0.9300−d+0.008logMFR)2+2.0の関係を満足しており、更に好ましくは、
d−0.008logMFR≧0.93の場合、X<0.5
d−0.008logMFR<0.93の場合、X<5.6×103×(0.9300−d+0.008logMFR)2+2.0の関係を満足している。
(式4) T75−T25≧−300×d+285
T75−T25と密度dが上記(式4)の関係を満足しない場合には、ヒートシール強度と耐熱性が劣ることになる。
(式5) Tm1≧150×d−17
融点Tm1と密度dが上記(式5)の関係を満足しないと、耐熱性が劣るものとなる。
(i)メルトテンション(MT)とメルトフローレート(MFR)が、下記(式6)の関係を満足すること
(式6) logMT≦−0.572×logMFR+0.3
MTとMFRが上記(式6)の関係を満足することにより、積層体等の成形加工性が良好なものとなる。
x1:一般式Me1R1 pR2 q(OR3)rX1 4−p−q−r で表される化合物(式中、Me1はジルコニウム、チタン、ハフニウムを示し、R1及びR3はそれぞれ炭素数1〜24の炭化水素基、R2は、2,4−ペンタンジオナト配位子又はその誘導体、ベンゾイルメタナト配位子、ベンゾイルアセトナト配位子又はその誘導体、X1はハロゲン原子を示し、p、q及びrはそれぞれ0≦p≦4、0≦q≦4、0≦r≦4、0≦p+q+r≦4の範囲を満たす整数である)
x2:一般式Me2R4 m(OR5)nX2 z−m−n で表される化合物(式中、Me2は周期律表第1、2、12又は13族元素、R4及びR5はそれぞれ炭素数1〜24の炭化水素基、X2はハロゲン原子又は水素原子(ただし、X2が水素原子の場合は、Me2は周期律表第13族元素である)を示し、zはMe2の価数を示し、m及びnはそれぞれ0≦m≦z、0≦n≦zの範囲を満たす整数であり、かつ、0≦m+n≦zである)
x3:共役二重結合を持つ有機環状化合物
x4:Al−O−Al結合を含む変性有機アルミニウムオキシ化合物及び/又はホウ素化合物
上記触媒成分x1の一般式Me1R1 pR2 q(OR3)rX1 4−p−q−r で表される化合物の式中、Me1はジルコニウム、チタン、ハフニウムを示し、これらの遷移金属の種類は限定されるものではなく、複数を用いることもできるが、得られるフィルムの耐候性が優れることから、ジルコニウムが含まれることが特に好ましい。R1及びR3はそれぞれ炭素数1〜24、好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜8の炭化水素基である。具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、インデニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、トリチル基、フェネチル基、スチリル基、ベンズヒドリル基、フェニルブチル基、ネオフイル基等のアラルキル基等が挙げられる。これらは分岐があってもよい。R2は、2,4−ペンタンジオナト配位子又はその誘導体、ベンゾイルメタナト配位子、ベンゾイルアセトナト配位子又はその誘導体を示す。X1はフッ素、ヨウ素、塩素及び臭素等のハロゲン原子を示す。p及びqはそれぞれ、0≦p≦4、0≦q≦4、0≦r≦4、0≦p+q+r≦4の範囲を満たす整数である。
ALSiR4−L
ここで、Aはシクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、置換インデニル基で例示される前記環状水素基を示し、Rはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基;フェニル基等のアリール基;フェノキシ基等のアリールオキシ基;ベンジル基等のアラルキル基で示され、炭素数1〜24、好ましくは炭素数1〜12の炭化水素残基又は水素を示し、Lは1≦L≦4、好ましくは1≦L≦3である。
本発明の耐熱性を有する易引裂性多層フィルムにおける第I層は、密度が0.945〜0.966g/cm3の高密度ポリエチレン(a1、以下、「HDPE(a1)」ともいう。)を含む。HDPE(a1)の密度は好ましくは0.950〜0.960g/cm3である。
本発明の耐熱性を有する易引裂性多層フィルムにおける第III層は、密度が0.945〜0.966g/cm3の高密度ポリエチレン(c1、以下、「HDPE(c1)」ともいう。)を含むことが好ましい。HDPE(c1)の密度は好ましくは0.950〜0.960g/cm3である。
なお、高密度ポリエチレン(a1)、高密度ポリエチレン(b2)、高密度ポリエチレン(c1)は相互に異なるものであってもよく、同一でもよい。
なお、エチレン・α−オレフィン共重合体(a2)、(b3)及び(c2)は、相互に異なるものであってもよく、同一であってもよい。エチレン・α−オレフィン共重合体(a2)、(b3)及び(c2)は、メタロセン触媒、特に前述のx1〜x4成分を混合した触媒で製造されたものであることが好ましい。
本発明の第I層〜第III層は、前述したように、特定の第I層/特定の第II層/特定の第III層との構成からなる。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は第I層、2は第II層、3は第III層を示す。
本発明の耐熱性を有する易引裂性フィルムは、熱処理(例えば120℃で30分又は60分の加熱加圧滅菌処理)後、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1N/mm以上30N/mm未満であることが好ましい。より好ましくは、20N/mm以下である。特に、横方向がこの範囲を満たすことが好ましい。また、熱処理後のフィルムのエルメンドルフ引裂強度のMD/TD比が1.0±0.3であることが好ましく、1.0±0.2であることがより好ましい。
本発明の耐熱性を有する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。
(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:Machine Direction)であり、TDは垂直方向(TD:Transverse Direction)の値である。
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△、まったく引き裂けないものを×とした。
フィルムを固定し、フィルムに直径1.0mm、先端形状半径0.5mmの半円形の針を毎分50±0.5mmの速度で突刺し、針が貫通するまでの最大荷重(N)を測定した。
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。
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:外層(第I層)/中間層(第II層)/内層(第III層)=50mmφ/55mmφ/50mmφ
ダイ径:200mmφ
押出量:60kg/hr
ダイリップギャップ:3mm
引取速度:17m/分
ブローアップ比:2.0
成形樹脂温度:外層(第I層)・内層(第III層)180℃、中間層(第II層)190℃
フィルム厚み:50μm
冷却リング:2段式風冷リング
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/cm3、MFRの単位はg/10分である。
(1)高密度ポリエチレン
日本ポリエチレン社製ノバテックHD「HY444」
密度 0.956g/cm3、MFR 1.1g/10分の高密度ポリエチレン
(2)COC(i)
商品名TOPAS「7010F−600」を使用。
ノルボルネン含有量 42mol%、ガラス転移点 110℃
(3)COC(ii)
商品名TOPAS「8007F−600」を使用。
ノルボルネン含有量 36mol%、ガラス転移点 78℃
(4)エチレン・α−オレフィン共重合体(i)
日本ポリエチレン社製「NF366A」
密度 0.919g/cm3、MFR 1.5g/10分のエチレン・α−オレフィン共重合体
(5)エチレン・α−オレフィン共重合体(ii)
日本ポリエチレン社製「NF324A」
密度 0.906g/cm3、MFR 1.0g/10分のエチレン・α−オレフィン共重合体
(実施例1)
表1の通り、第I層をHY444(84重量%)及びNF366A(16重量%)の混合物、第II層をHY444(35.7重量%)、COC(i)(34.3重量%)及びNF342A(30重量%)の混合物、第III層をHY444(84重量%)及びNF366A(16重量%)として、層比1:1:1構成のインフレーションフィルムを得た。フィルム厚みは50μmとした。
第I層及びIII層の配合割合をHY444(76重量%)及びNF366A(24重量%)に変更した以外は、実施例1と同様に評価した。評価結果を表1に示す。
表1の通り、環状オレフィン樹脂にCOC(ii)(ガラス転移点78℃)を用いた以外は実施例1と同様にインフレーションフィルムを得、評価した。
表1から明らかなように、本発明の発明特定事項である特定の層構成である実施例1及び2のフィルムは、熱処理後も引裂強度が低いため十分な易引裂性を有し、かつ高い突き刺し強度が得られている。一方、比較例1のフィルムは、熱処理前は易引裂性が得られていたが、熱処理後は横方向のエルメンドルフ引裂強度が高くなり、易引裂性が損なわれている。
2 第II層
3 第III層
Claims (6)
- 密度が0.945〜0.966g/cm3の高密度ポリエチレン(a1)を70重量%以上99重量%以下とエチレン・α−オレフィン共重合体(a2)を1重量%以上30重量%以下含む外層(A)、ガラス転移点が105℃以上の環状オレフィン系樹脂(b1)と密度が0.945〜0.966g/cm3の高密度ポリエチレン(b2)とエチレン・α−オレフィン共重合体(b3)とを含む中間層(B)及び密度が0.945〜0.966g/cm3の高密度ポリエチレン(c1)を70重量%以上99重量%以下とエチレン・α−オレフィン共重合体(c2)を1重量%以上30重量%以下含む、ヒートシール層である内層(C)を、順に有し、
120℃、60分の熱処理後、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1N/mm以上〜30N/mm未満であることを特徴とする、耐熱性を有する易引裂性多層フィルム。 - エチレン・α−オレフィン共重合体(a2)、(b3)及び(c2)がメタロセン触媒を用いて製造されたものであることを特徴とする請求項1に記載の耐熱性を有する易引裂性多層フィルム。
- 環状オレフィン系樹脂(b1)が、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又は2に記載の耐熱性を有する易引裂性多層フィルム。
- 前記エチレン・環状オレフィン共重合体が、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3に記載の耐熱性を有する易引裂性多層フィルム。
- 中間層(B)の厚さが、フィルム全体の厚さを基準として、20〜70%であ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。
- 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を含むことを特徴とする包装材。
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