JP7289757B2 - 多層ストレッチシュリンクフィルム及び包装体 - Google Patents
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Description
オーバーラップシュリンク包装では、トレーや容器の開口部をフィルムで一旦覆い、次いでトレーや容器の底面にフィルムの端部が折り込まれた状態で、一次包装がなされる。その後、熱シール板により、トレーや容器の底部のフィルムの折込み部分が熱シールされて、さらにトンネル内で熱風によりシュリンクされ、タイトな包装に仕上がる。
近年、被包装物の変質や腐敗を抑制する観点から、オーバーラップシュリンク包装用フィルムに、ガスバリア性が要求されてきている。このようなオーバーラップシュリンク包装に用いられるガスバリア性を有するフィルムとしては、多層フィルムが知られている(例えば、特許文献1、2)。
[1]
融点100℃未満のエチレン系重合体を含む表面層(S1)と、
エチレン-αオレフィン共重合体を含む中間層(M1)と、
融点130℃以上のポリプロピレンと融点100℃以下のポリオレフィン系エラストマーとを含む接着性樹脂層(G1)と、
ガラス転移温度が0℃以上90℃未満の熱可塑性樹脂を含む基材層(T)と、
融点130℃以上のポリプロピレンと融点100℃以下のポリオレフィン系エラストマーとを含む接着性樹脂層(G2)と、
エチレン-αオレフィン共重合体を含む中間層(M2)と、
融点100℃未満のエチレン系重合体を含む表面層(S2)と、
がこの順に積層された7層であることを特徴とする、多層ストレッチシュリンクフィルム。
[2]
TD方向の引張破断伸度が100~300%である、[1]に記載の多層ストレッチシュリンクフィルム。
[3]
TD方向及びMD方向の50%伸長時の引張強度が5~60MPaである、[1]又は[2]に記載の多層ストレッチシュリンクフィルム。
[4]
TD方向及びMD方向の引裂強度が5~30gfであり、
TD方向の引裂強度に対するMD方向の引裂強度の割合(MD方向の引裂強度/TD方向の引裂強度)が、0.5~2.0である、[1]~[3]いずれかに記載の多層ストレッチシュリンクフィルム。
[5]
前記一方の表面層(S1)と前記他方の表面層(S2)との間に、層中に防曇剤を0.1~5.0質量%含む層を含む、[1]~[4]いずれかに記載の多層ストレッチシュリンクフィルム。
[6]
融点130℃以上のポリプロピレンと融点100℃以下のポリオレフィン系エラストマーとを含む前記接着性樹脂層(G1)及び前記接着性樹脂層(G2)中の、前記ポリプロピレンの融点が150℃以上であり、前記接着性樹脂層(G1)及び前記接着性樹脂層(G2)中に前記ポリプロピレンを5~50質量%含む、[1]~[5]いずれかに記載の多層ストレッチシュリンクフィルム。
[7]
[1]~[6]いずれかに記載の多層ストレッチシュリンクフィルムにより包装されることを特徴とする、包装体。
[8]
内部が酸素、窒素、二酸化炭素又はこれらの混合ガスで置換された、[7]に記載の包装体。
[9]
前記包装体内部に酸素吸収剤が封入された、[7]又は[8]に記載の包装体。
[10]
前記包装体内部に炭酸ガス発生剤が封入された、[7]~[9]いずれかに記載の包装体。
本発明の多層ストレッチシュリンクフィルムは、
ガラス転移温度が0℃以上90℃未満の熱可塑性樹脂を含む基材層(T)と、
上記基材層(T)の両表面に隣接する接着性樹脂層(G)と、
融点100℃未満のエチレン系重合体を含む一方の表面層(S1)及び他方の表面層(S2)とを含み、
上記一方の表面層(S1)と上記基材層(T)との間、及び/又は上記他方の表面層(S2)と上記基材層(T)との間に融点130℃以上のポリプロピレンと融点100℃以下のポリオレフィン系エラストマーとを含む層を備える。
また、上記一方の表面層(S1)と上記基材層(T)との間、及び/又は上記他方の表面層(S2)と上記基材層(T)との間に設けられる、融点130℃以上のポリプロピレンと融点100℃以下のポリオレフィン系エラストマーとを含む層(本明細書において「層(X)」と称する場合がある)は、接着性樹脂層(G1)及び/又は接着性樹脂層(G2)であってもよいし、接着性樹脂層以外の層である中間層(M)であってもよい。
上記基材層に含まれる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド6/66、ポリアミド6/12、ポリアミド6/610、ポリアミド6/66/12、ポリアミド6/66/610、ポリアミド6/66/612等のポリアミド;エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH);グリコール変性ポリエチレンテレフタレート(PETG)、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂;ポリスチレンからなるハードセグメントと、ポリブタジエン、ポリイソプレン、またはそれらを水素添加したソフトセグメントを有するポリスチレンブロックコポリマー;等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
中でも、易開封性に一層優れ、包装時破断破れが一層生じ難く、MD方向とTD方向の引裂強度のバランスに優れたフィルムが得られる観点から、ポリアミド6-66、EVOH、PETG、SEPSが好ましく、成形性、フィルム強度の観点から、より好ましくはEVOH、ポリアミド6-66である。
なお、融点は、示差操作熱量計の再融解温度プロファイルのピーク値が採用できる。
上記基材層(T)中の上記エチレン-ビニルアルコール共重合体の含有量としては、基材層(T)100質量%に対して、50~100質量%であることが好ましく、より好ましくは80~100質量%である。
本実施形態の多層ストレッチシュリンクフィルムは、上記基材層(T)の両表面に隣接して、接着性樹脂層(G1)及び接着性樹脂層(G2)が設けられる。基材層(T)の両表面に隣接して設けられる2つの接着性樹脂層(G)は、それぞれ異なる組成であってもよいし同じ組成であってもよい。
薄いフィルムで本発明の効果が得られる観点から、上記接着性樹脂層(G)は、融点130℃以上のポリプロピレンと融点100℃以下のポリオレフィン系エラストマーとを含む層であることが好ましい。
上記接着性樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、上記密度は、JIS K 7112に準じて、D法(密度勾配管)で測定した値をいう。
なお、MFRは、JIS K7210に準じて、変性ポリエチレンの場合は温度190℃、2.16kg荷重の条件、変性ポリプロピレンの場合は230℃、2.16kg荷重の条件で測定した値をいう。
なお、融点は、示差操作熱量計の再融解温度プロファイルのピーク値が採用できる。
上記一方の表面層(S1)は、本実施形態の多層ストレッチシュリンクフィルムの一方の表面を形成する層である。上記一方の表面層(S1)は、上記接着性樹脂層(G1)に隣接していてもよいし、中間層を介して上記接着性樹脂層(G1)に積層されていてもよい。
上記他方の表面層(S2)は、本実施形態の多層ストレッチシュリンクフィルムの他方の表面を形成する層である。上記一方の表面層(S2)は、上記接着性樹脂層(G2)に隣接していてもよいし、中間層を介して上記接着性樹脂層(G2)に積層されていてもよい。
上記一方の表面層(S1)と他方の表面層(S2)とは、同じ組成であってもよいし異なる組成であってもよい。中でも、安定したヒートシール性を発揮し、オーバーラップ包装が容易になる観点から、同じ組成であることが好ましい。
上記一方の表面層(S1)に含まれるエチレン系重合体と、上記他方の表面層(S2)に含まれるエチレン系重合体とは、同じであってもよいし異なっていてもよい。
上記層(X)は、融点130℃以上のポリプロピレンを含む。
上記ポリプロピレンとしては、プロピレンに由来する構成単位を含む重合体をいい、例えば、プロピレン単独重合体、エチレン-プロピレン共重合体等のプロピレンと他のαオレフィンとの共重合体が挙げられる。中でも、フィルムに耐熱性と適度な柔軟性を付与し、易開封性及び包装時の破断破れにくさが一層向上する観点から、プロピレン単独重合体、エチレン-プロピレン共重合体が好ましい。
なお、MFRは、JIS K7210に準じて、温度230℃、2.16kg荷重の条件で測定した値をいう。
なお、結晶化熱量は、示差操作熱量計の冷却温度プロファイルより測定することができる。
上記ポリオレフィン系エラストマーとしては、プロピレンに由来する構成単位を含むエラストマーが好ましく、エチレン-プロピレン共重合体エラストマー、プロピレン-ブテン1共重合体エラストマー等のプロピレンと他のαオレフィンとの共重合体エラストマーがより好ましく、エチレン-プロピレン共重合体エラストマーがさらに好ましく、成形性付与等必要に応じて、プロピレン-ブテン1共重合体を含んでも良い。
なお、上記密度は、JIS K 7112に準じて、D法(密度勾配管)で測定した値をいう。
なお、MFRは、JIS K7210に準じて、温度230℃、2.16kg荷重の条件で測定した値をいう。
層(X)における接着性樹脂としては、上述の接着性樹脂層(G)における接着性樹脂と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。
中でも、易開封性及び包装時の破断破れにくさが一層向上する観点から、一方の表面層(S1)と基材層(T)との間及び他方の表面層(S2)と基材層(T)との間、にそれぞれ層(X)が設けられることが好ましい。
層(X)が接着性樹脂層(G)であると、他の層を設ける必要がなくなるため、本実施形態の多層ストレッチシュリンクフィルムが厚くなりすぎず、易開封性が一層向上する。
本実施形態の多層ストレッチシュリンクフィルムは、接着性樹脂層(G1)と一方の表面層(S1)との間、及び/又は接着性樹脂層(G2)と他方の表面層(S2)との間に、他の層としての中間層(M)を備えていてもよい。
上記中間層としては、例えば、エチレンと1-ヘキセンとの共重合体等のエチレン-αオレフィン共重合体を含む層が挙げられる。また、上記中間層は、融点130℃以上のポリプロピレンと融点100℃以下のポリオレフィン系エラストマーとを含む層であってもよい。
上記防曇剤を含む層は、上記一方の表面層(S1)、上記接着性樹脂層(G1)(G2)、上記基材層(T)、上記他方の表面層(S2)、上記中間層(M)、上記層(X)、のいずれであってもよい。中でも、防曇性に優れる観点から、上記一方の表面層(S1)と上記他方の表面層(S2)との間に、少なくとも1層以上の防曇剤を含む層を備えることが好ましい。
上記防曇剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の多層ストレッチシュリンクフィルムは、各層を構成する樹脂を順に混合押し出しすること等により得ることができる。
具体的な製造方法の例としては、押出機を用いて各層を構成する樹脂組成物を溶融押出して、1層ずつ環状ダイス内で順次合流させるか、環状ダイス内で1度に合流させて、多層のチューブ状未延伸原反を得る方法が挙げられる。このとき、1層につき1台の押出機を使用してもよいし、1台の押出機から環状ダイスに樹脂組成物が流入するまでに2つ以上に分割して、複数の層としてもよい。これを急冷固化したものを延伸機内に誘導し、目的に応じて、延伸開始点の加熱温度を調整し、速度差を設けたニップロール間でエアー注入を行い、流れ方向、幅方向に、それぞれ3.0倍以上の延伸を行ってもよい。
延伸倍率の上限としては、延伸安定性の観点から、12.0倍以下が好ましい。
延伸温度としては、基材層に含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移点以上、融点以下の範囲が挙げられ、延伸終了後にガラス転移点以下になるようにフィルムの周方向から冷却してもよい。
本実施形態の多層ストレッチシュリンクフィルムの厚さは、実用上の耐久性や軽量性の観点から、5~50μmであることが好ましく、より好ましくは8~25μmである。
一方の表面層(S1)と他方の表面層(S2)とは、同じ厚さであってもよいし、異なる厚さであってもよい。
接着性樹脂層(G1)と接着性樹脂層(G2)とは、同じ厚さであってもよいし、異なる厚さであってもよい。
なお、引張破断伸度は、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
本実施形態の多層ストレッチシュリンクフィルムのTD方向の50%伸長時引張強度としては、包装時のストレッチ性付与の観点から、5~60MPaであることが好ましく、より好ましくは10~50MPa、さらに好ましくは15~45MPaである。
なお、50%伸長時引張強度は、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
本実施形態の多層ストレッチシュリンクフィルムのTD方向の引裂強度としては、包装時のストレッチ性と易開封性の両立する観点から、5.0~40gfであることが好ましく、より好ましくは2.0~30gf、さらに好ましくは8.0~38gfである。
なお、引裂強度は、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
本実施形態の包装体は、上述の本実施形態の多層ストレッチシュリンクフィルムにより包装した包装体が挙げられる。包装の方法としては、筒状に包装できれば特に限定されないが、例えば、上記一方の表面層(S1)を貼り合わせた後に、熱シール板により貼り合わせ部位を底面に貼り合わせるオーバーラップ包装が好ましく、酸素、窒素、二酸化炭素、又はこれらの混合ガス等のガスを吹き込みながらオーバーラップ包装することがより好ましい。またはガス置換を行わず、酸素吸収剤、二酸化炭素発生剤を被包装物と共に封入してもよい。
上記包装は、高速包装であってもよく、例えば、包装速度は、50パック/分以上、150パック/分未満であることが好ましく、70パック/分以上、100パック/分未満であることがより好ましい。
フィルムをTD方向に140mm、10mm幅の寸法に切り出し、島津製作所製 オートグラフ(商品名)AG-Iで、チャック間100mmにおいて、フィルムを弛まないように取り付け、引張速度が100mm/minで試験を行い、フィルムが破断するまでの最大伸度を引張伸度(%)の値とした。
フィルムを10mm幅の寸法に切り出し、島津製作所製 オートグラフ(商品名)AG-Iで、チャック間100mmにおいて、フィルムのMD方向、又はTD方向で弛まないように取り付け、引張速度が100mm/minで試験を行い、50%伸びた時点で得られた荷重を引張強度(MPa)の値とし、MD方向の50%伸長時引張強度と、TD方向の50%伸長時引張強度との平均値を求めた。
JIS-K-7128に準じて、東洋精機社製 軽荷重引裂試験機を用いて、フィルムのMD方向(試験片寸法:MD方向76.5mm、TD方向50mm)と横方向(試験片寸法:TD方向76.5mm、MD方向50mm)の各々について測定し、これを引裂強度とした。
大森機械工業(株)製オーバーラップ包装機「STAN-8600」を用いて包装試験を行った。400mmの幅でスリットしたフィルムで中央化学(株)製トレー「CN20-15F」に200gの粘土をのせたものを70パック/分の速度、底シール温度150℃、トンネル温度120℃で、各100パック包装し、フィルム供給部において、包装破れが起こらないか評価した。
◎(非常に優れる):全く破れが発生しない。
○(優れる):100個中1~5個で破れが発生した。
△(良好):100個中6~10個で破れが発生した。
×(不良):100個中11個以上で破れが発生した。
上記[4]包装機適性評価で作製したストレッチシュリンクフィルム付き包装容器について、下記の基準で易開封性の評価を行った。
◎(優れる):容器上面のフィルム中央部に指を押し当て、TD方向に向かって押し破った時に容易に開封できた。
×(劣る):指先が痛かった、又は開封しにくかった。
(エチレン系共重合体)
・EVAC1:エチレン-酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル含有量=15質量%、融点=90℃
・EMAA1:エチレン-メタクリル酸共重合体、メタクリル酸含有量=15質量%、融点=90℃
(ポリアミド)
・PA1:6-66共重合ポリアミド、融点=190℃、相対粘度=4.5、ガラス転移点=50℃
(エチレン-ビニルアルコール共重合体)
・EVOH1:エチレン-ビニルアルコール共重合体、エチレン含有量=44mol%、融点=164℃、ガラス転移点=55℃
・EVOH2:エチレン-ビニルアルコール共重合体、エチレン含有量=38mol%、融点=160℃、ガラス転移点=56℃
(ポリエステル)
・PETG:テレフタル酸、1,4-シクロヘキサンジメタノール、エチレングリコール共重合物、融点=180℃、ガラス転移点=81℃
(スチレン系重合体)
・PS1:メルトフローレート=7.5g/10分、密度=1.05g/cm3、ガラス転移点=93℃
・SEPS1:ポリスチレン-ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック-ポリスチレン、スチレン含有量=20質量%、MFR=5g/10分(200℃、10kg)、ガラス転移点=-5℃
(エチレン-αオレフィン共重合体)
・VLDPE1:エチレン-αオレフィン共重合体、密度=0.900g/cm3、MFR=2.0g/10分、コモノマー=1-ヘキセン、融点=90℃
・VLDPE2:エチレン-αオレフィン共重合体、密度=0.898g/cm3、MFR=7.5g/10分、コモノマー=1-ヘキセン、融点=87℃・LLDPE1:エチレン-αオレフィン共重合体、密度=0.905g/cm3、MFR=1.0g/10分、コモノマー=1-ヘキセン、融点=98℃
(ポリプロピレン)
・PP1:ポリプロピレン、融点=160℃、MFR=3.0g/10分、結晶化熱量=79J/g、ガラス転移点=-20℃
・PP2:エチレン-プロピレン共重合体、融点=140℃、MFR=3.0g/10分、結晶化熱量=17J/g
(ポリオレフィン系エラストマー)
・PO系エラストマー1:エチレン-プロピレン共重合体エラストマー、密度=0.876g/cm3、融点=76℃、MFR=3.0g/10分
・PB1:プロピレン-ブテン1共重合体(プロピレンをコモノマーとする共重合体、MI=1.0g/10分、ビカット軟化点=59℃)
(接着性樹脂)
・PP系接着樹脂1:変性ポリプロピレン重合体、密度=0.900g/cm3、融点=140℃、MFR=3.0g/10分
・PP系接着樹脂2:変性ポリプロピレン重合体、密度=0.900g/cm3、融点=160℃、MFR=3.0g/10分、ビカット軟化点=114℃
・LL系接着樹脂1:変性エチレン-αオレフィン共重合体、密度=0.907g/cm3、融点=120℃、MFR=2.3g/10分
(防曇剤)
・AF1:ジグリセリンオレート/グリセリンオレート=2/1の混合物
表1に示すように、両表面層(S1、S2)としてEVAC1にAF1を2質量%混合し、2つの中間層(M1、M2)としてポリプロピレン系樹脂組成物にAF1を1質量%混合し、接着性樹脂層(G1、G2)としてLL系接着性樹脂、基材層(T)としてPA1を、20/15/10/10/10/15/20の厚み比率(%)になるよう環状ダイスから7層構成の未延伸原反を押し出し、冷却固化して総厚み180μmの未延伸チューブ原反を作製した。これを延伸機内に誘導してPA1のガラス転移点以上である80℃まで再加熱を行い、2対の差動ニップロール間に通して、エアー注入によりバブルを形成し、流れ方向に4.0倍、幅方向に3.5倍の倍率でそれぞれ延伸を行い、平均厚みが13μmのシュリンクフィルムを得た。実施例1は引裂バランス、引張伸度、強度を備え、優れた包装機適性と易開封性を両立することを示した。
表1~2に示した樹脂組成に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、平均厚みが13μmのシュリンクフィルムを得た。
実施例2~12は引裂バランス、引張伸度、強度を備え、優れた包装機適性と易開封性を両立することを示した。
表3に示した樹脂組成に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、平均厚みが13μmのシュリンクフィルムを得た。
比較例1は引裂強度が高く、易開封性に劣った。
比較例2はMD方向の引裂強度が低く、包装中にMD方向に引裂伝播が起こりやすかった。また易開封性に劣った。
比較例3はMD方向の引裂強度が低く、包装中にMD方向に引裂伝播が起こりやすかった。また易開封性に劣った。
比較例4は引裂強度が低く、包装時に破れが多発した。
Claims (10)
- 融点100℃未満のエチレン系重合体を含む表面層(S1)と、
エチレン-αオレフィン共重合体を含む中間層(M1)と、
融点130℃以上のポリプロピレンと融点100℃以下のポリオレフィン系エラストマーとを含む接着性樹脂層(G1)と、
ガラス転移温度が0℃以上90℃未満の熱可塑性樹脂を含む基材層(T)と、
融点130℃以上のポリプロピレンと融点100℃以下のポリオレフィン系エラストマーとを含む接着性樹脂層(G2)と、
エチレン-αオレフィン共重合体を含む中間層(M2)と、
融点100℃未満のエチレン系重合体を含む表面層(S2)と、
がこの順に積層された7層であることを特徴とする、多層ストレッチシュリンクフィルム。 - TD方向の引張破断伸度が100~300%である、請求項1に記載の多層ストレッチシュリンクフィルム。
- TD方向及びMD方向の50%伸長時の引張強度が5~60MPaである、請求項1又は2に記載の多層ストレッチシュリンクフィルム。
- TD方向及びMD方向の引裂強度が5~30gfであり、
TD方向の引裂強度に対するMD方向の引裂強度の割合(MD方向の引裂強度/TD方向の引裂強度)が、0.5~2.0である、請求項1~3のいずれか一項に記載の多層ストレッチシュリンクフィルム。 - 前記一方の表面層(S1)と前記他方の表面層(S2)との間に、層中に防曇剤を0.1~5.0質量%含む層を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の多層ストレッチシュリンクフィルム。
- 融点130℃以上のポリプロピレンと融点100℃以下のポリオレフィン系エラストマーとを含む前記接着性樹脂層(G1)及び前記接着性樹脂層(G2)中の、前記ポリプロピレンの融点が150℃以上であり、前記接着性樹脂層(G1)及び前記接着性樹脂層(G2)中に前記ポリプロピレンを5~50質量%含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の多層ストレッチシュリンクフィルム。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の多層ストレッチシュリンクフィルムにより包装されることを特徴とする、包装体。
- 内部が酸素、窒素、二酸化炭素又はこれらの混合ガスで置換された、請求項7に記載の包装体。
- 前記包装体内部に酸素吸収剤が封入された、請求項7又は8に記載の包装体。
- 前記包装体内部に炭酸ガス発生剤が封入された、請求項7~9のいずれか一項に記載の包装体。
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