JP7464067B2 - 多層フィルム、包装材及び包装体 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係る多層フィルムの断面図である。多層フィルム10は、第一の外層1aと、内層2と、第二の外層1bと、をこの順に備える。多層フィルムは、ポリプロピレン系無延伸シーラントフィルムとして用いることができる。
第一の外層及び第二の外層は、プロピレン単独重合体(A)、及びプロピレン・エチレンランダム共重合体(B)を含有する。第一の外層及び第二の外層をまとめて、単に外層という場合がある。第一の外層及び第二の外層は同一の組成を有していてもよく、異なる組成を有していてもよい。
プロピレン単独重合体(A)は、例えばチーグラー・ナッタ型触媒又はメタロセン触媒を用いて、プロピレンを単独重合する方法により得ることができる。外層がプロピレン単独重合体(A)を含有することにより、外層に優れた耐熱性を付与することができる。
プロピレン・エチレンランダム共重合体(B)は、例えばチーグラー・ナッタ型触媒又はメタロセン触媒を用いて、プロピレンからなる主モノマー中にコモノマーとしてエチレンを共重合することにより得ることができる。外層がプロピレン・エチレンランダム共重合体(B)を含有することにより、優れた透明性を有する多層フィルムを得ることができる。
内層は、プロピレン・エチレンブロック共重合体(C)及びエチレン・プロピレン共重合体エラストマー(D)を含有する。
プロピレン・エチレンブロック共重合体(C)は、第一工程でプロピレン重合体(C1)を製造し、次いで、第二工程で気相重合によりエチレン-プロピレン共重合体(C2)を製造することで得ることができる共重合体である。プロピレン・エチレンブロック共重合体(C)は、プロピレン重合体末端とエチレン-プロピレン共重合体末端が結合されたブロック共重合体ではなく、一種のブレンド系の共重合体である。内層がプロピレン・エチレンブロック共重合体(C)を含有することにより、フィルムの柔軟性が維持され、レトルト処理後にヒートシール部のエッジ切れを抑制でき、優れたヒートシール性を得易い。
エチレン・プロピレン共重合体エラストマー(D)は、例えばヘキサン、ヘプタン、灯油等の不活性炭化水素、又はプロピレン等の液化α-オレフィン溶媒の存在下で行うスラリー重合法、無溶媒下の気相重合法などにより得ることができる。具体的には、エチレン・プロピレン共重合体エラストマー(D)は、公知の多段重合法を用いて得られる。すなわち、第1段の反応器でプロピレン及び/又はプロピレン-α-オレフィン重合体を重合した後、第2段の反応でプロピレンとα-オレフィンとの共重合により得ることができる、重合型高ゴム含有ポリプロピレン系樹脂である。内層がエチレン・プロピレン共重合体エラストマー(D)を含有することにより、フィルムに柔軟性を付与し易く、ヒートシール部のエッジ切れを抑制でき、優れたヒートシール性を得易い。
[内部ヘーズ測定]
作製したフィルムを70mm×70mmに切出し、フィルムの受光範囲両表面へシリコーンオイルを塗布した後、平滑なフィルムで均一厚みにならし、村上色彩技術研究所製のヘーズメーター(型番HM-150)を用いて、JIS K 7136に準拠し、測定する。
多層フィルムの表面粗さ、すなわち、多層フィルムを構成する外層の算術平均粗さRa(JIS B 0601-2001)は、0.05~0.15μmであってよい。Raが下限値以上であることで、多層フィルム同士の滑り性が良好になり易く、優れた加工性を維持し易い。Raが上限値以下であることで、フィルム表面の凹凸による乱反射が生じ難くなり、優れた透明性が得られ易い。
テスター産業株式会社製のヒートシーラーを用いて、シール圧0.03MPa、シール時間30秒間、シール幅10mm、シール温度135℃の条件で、多層フィルム同士をヒートシールする。その後、ヒートシールされた多層フィルムを15mm幅×80mmに切出し、株式会社島津製作所製の引張試験機を用いて、300mm/minの引張速度でT字剥離を行い、ヒートシール部分の融着強度を測定する。
多層フィルムを製造する方法は特に制限されるものではなく、公知の方法を使用することが可能である。例えば、熱成形加工の方法としては、単軸スクリュー押出機、2軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機等の一般的な混和機を用いた溶融混練方法、各成分を溶解又は分散混合後、溶剤を加熱除去する方法等が挙げられる。作業性を考慮した場合、単軸スクリュー押出機又は2軸スクリュー押出機を使用することができる。単軸押出機を用いる場合、スクリューとしては、フルフライトスクリュー、ミキシングエレメントを持つスクリュー、バリアフライトスクリュー、フルーテッドスクリュー等が挙げられ、これらを特に制限なく使用することができる。2軸混練装置としては、同方向回転2軸スクリュー押出機、異方向回転2軸スクリュー押出機等を用いることができ、またスクリュー形状としてはフルフライトスクリュー、ニーディングディスクタイプ等特に限定なく用いることができる。
多層フィルムは、単体フィルムとして用いてもよく、基材と積層して用いてもよく、その包装材としての使用方法は特に制限されるものではない。
包装体は上記の包装材から製袋されてよく、その製袋様式に関してはとくに制限されない。例えば上記の包装材(積層体)は、多層フィルムをシール材とする、平袋、三方袋、合掌袋、ガゼット袋、スタンディングパウチ、スパウト付きパウチ、ビーク付きパウチ等に用いることが可能である。
(実施例1)
以下に示すプロピレン単独重合体(A)、プロピレン・エチレンランダム共重合体(B)、プロピレン・エチレンブロック共重合体(C)、エチレン・プロピレン共重合体エラストマー(D)を準備した。
示差走査熱量測定(JIS K 7121)をした際の、融解開始温度が153℃、融解ピーク温度が159℃であり、かつメルトフローレート(MFR:ISO 1133)(温度230℃、荷重2.16kg)が3.0g/10分であるプロピレン単独重合体。
示差走査熱量測定(JIS K 7121)をした際の、融解開始温度が142℃、融解ピーク温度が147℃、ΔHh/ΔHlが1.84であり、かつエチレン含有量が3.4質量%であるプロピレン・エチレンランダム共重合体。
ΔHh/ΔHlは、示差走査熱量測定(JIS K 7121)をした際の、測定温度135℃より高温側の融解熱量ΔHhと、低温側の融解熱量ΔHlとの比率である。図2は、プロピレン・エチレンランダム共重合体(B)の総融解熱量と135℃で融解熱量を分割した結果を表す図である。
メルトフローレート(MFR:ISO 1133)(温度230℃、荷重2.16kg)が2.0g/10分であり、プロピレン重合体77.1質量%及びエチレン-プロピレン共重合体22.9質量%を含有し、プロピレン重合体の重量平均分子量Mw(PP)に対するエチレン-プロピレン共重合体の重量平均分子量Mw(EPR)の比Mw(EPR)/Mw(PP)が1.25であるプロピレン・エチレンブロック共重合体。
メルトフローレート(MFR:ISO 1133)(温度230℃、荷重2.16kg)が0.6g/10分であり、かつプロピレン含有量/エチレン含有量が2.7であるエチレン・プロピレン共重合体エラストマー。
プロピレン単独重合体(A)とプロピレン・エチレンランダム共重合体(B)の混合割合を、表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして実施例2のフィルムを作製した。
プロピレン単独重合体(A)とプロピレン・エチレンランダム共重合体(B)の混合割合を、表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして実施例3のフィルムを作製した。
外層及び内層の厚さを、表1に示すように変更したこと以外は、実施例2と同様にして実施例4のフィルムを作製した。
プロピレン・エチレンブロック共重合体(C)に代えて、以下のプロピレン・エチレンブロック共重合体(C´)を用いたこと、またプロピレン・エチレンブロック共重合体(C´)とエチレン・プロピレン共重合体エラストマー(D)の混合割合を、表1に示すように変更したこと以外は、実施例2と同様にして実施例5のフィルムを作製した。
(プロピレン・エチレンブロック共重合体(C´))
メルトフローレート(MFR:ISO 1133)(温度230℃、荷重2.16kg)が1.8g/10分であり、プロピレン重合体81.5質量%及びエチレン-プロピレン共重合体18.5質量%を含有し、プロピレン重合体の重量平均分子量Mw(PP)に対するエチレン-プロピレン共重合体の重量平均分子量Mw(EPR)の比Mw(EPR)/Mw(PP)が1.16であるプロピレン・エチレンブロック共重合体。
プロピレン・エチレンブロック共重合体(C´)とエチレン・プロピレン共重合体エラストマー(D)の混合割合を、表1に示すように変更したこと以外は、実施例5と同様にして実施例6のフィルムを作製した。
プロピレン・エチレンブロック共重合体(C´)とエチレン・プロピレン共重合体エラストマー(D)の混合割合を、表1に示すように変更したこと以外は、実施例5と同様にして実施例7のフィルムを作製した。
プロピレン・エチレンブロック共重合体(C)とエチレン・プロピレン共重合体エラストマー(D)の混合割合を、表1に示すように変更したこと以外は、実施例2と同様にして実施例8のフィルムを作製した。
プロピレン・エチレンランダム共重合体(B)のみを用いて外層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして比較例1のフィルムを作製した。
プロピレン・エチレンランダム共重合体(B)に代えて、以下のエラストマー樹脂を用いたこと、またプロピレン単独重合体(A)とエラストマー樹脂の混合割合を、表2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして比較例2のフィルムを作製した。
(エラストマー樹脂)
メタロセン触媒を用いて、エチレンを主モノマーとしてコモノマーにブテン-1を用いたオレフィン系エラストマーであり、かつメルトフローレート(MFR:ISO 1133)(温度190℃、荷重2.16kg)が3.6g/10分であるエラストマー樹脂。
プロピレン・エチレンブロック共重合体(C)83質量%及びエチレン・プロピレン共重合体エラストマー(D)17質量%をペレット状態で混合した樹脂混合体を用いて、厚さ60μmの比較例3のフィルムを作製した。
プロピレン・エチレンブロック共重合体(C)に代えて、以下のプロピレン・エチレンブロック共重合体(E)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例4のフィルムを作製した。
(プロピレン・エチレンブロック共重合体(E))
メルトフローレート(MFR:ISO 1133)(温度230℃、荷重2.16kg)が2.5g/10分であり、プロピレン重合体81.0質量%及びエチレン-プロピレン共重合体19.0質量%を含有し、プロピレン重合体の重量平均分子量Mw(PP)に対するエチレン-プロピレン共重合体の重量平均分子量Mw(EPR)の比Mw(EPR)/Mw(PP)が1.65であるプロピレン・エチレンブロック共重合体。
プロピレン・エチレンブロック共重合体(C)に代えて、プロピレン・エチレンブロック共重合体(E)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして比較例5のフィルムを作製した。
プロピレン・エチレンブロック共重合体(C)に代えて、プロピレン・エチレンブロック共重合体(E)を用いたこと以外は、実施例3と同様にして比較例6のフィルムを作製した。
各例で得られたフィルムに対し以下の評価を行った。結果を表1及び表2に示す。
各例で得られた多層フィルムを光硬化性樹脂で固めた後、Leica社製のウルトラミクロトームにて断面を切り出し、四酸化ルテニウムを用いてエチレン-プロピレン共重合体成分を染色した。そして、フィルム断面を、株式会社日立ハイテクノロジーズ製の走査型電子顕微鏡(型番S-4800)を用いて、10000倍に拡大して断面観察し、分散体としてのエチレン-プロピレン共重合体成分の厚さを測定した。測定はフィルム作製時の流れ方向(MD)に沿って実施した。図3は、実施例1における内層の断面写真である。図4は、比較例4における内層の断面写真である。
内層に使用した樹脂のみを、250℃の条件にて押出機を用いて厚さ60μmのフィルム状に成形した。このフィルムを70mm×70mmに切出し、フィルムの受光範囲両表面へシリコーンオイルを塗布した後、平滑なフィルムで均一厚みにならし、村上色彩技術研究所製のヘーズメーター(型番HM-150)を用いて、JIS K 7136に準拠し、内部ヘーズを測定した。
各例で得られたフィルムの表面粗さ(外層の表面粗さ)を測定した。測定装置として、株式会社ミツトヨ製の小型表面粗さ測定機サーフテストを用いた。カットオフ値λcを0.25として、算術平均粗さRa(JIS B 0601-2001)の測定を行った。
JISK7136に記載されているヘーズの測定方法に則り、村上色彩技術研究所製のヘーズメーター(型番HM-150)を用いて評価を実施した。
厚さ12μmの二軸延伸ポリエステルフィルム(PET)と、厚さ15μmの二軸延伸ポリアミドフィルム(ONy)と、厚さ9μmのAL箔と、各例で得られたフィルム(ポリプロピレン系フィルム)を、ウレタン系接着剤を用いて通常のドライラミネート法で貼り合せ、次の構成の積層体を形成した。
積層体構成:PET/接着剤/ONy/接着剤/AL箔/接着剤/ポリプロピレン系フィルム
この積層体の、ポリプロピレン系フィルム同士を対向させて、テスター産業株式会社製のヒートシーラーを用いて、シール圧0.2MPa、シール時間1秒間、シール幅5mm、シール温度200℃の条件でヒートシールした。その後、135℃で40分間レトルト処理を行った。レトルト処理を行ったフィルムを15mm幅×80mmに切出し、株式会社島津製作所製の引張試験機を用いて、300mm/minの引張速度でT字剥離を行い、ヒートシール強度を測定した。
テスター産業株式会社製のヒートシーラーを用いて、シール圧0.03MPa、シール時間30秒間、シール幅10mm、シール温度135℃の条件で、各例で得られたフィルム同士をヒートシールした。その後、ヒートシールされたフィルムを15mm幅×80mmに切出し、株式会社島津製作所製の引張試験機を用いて、300mm/minの引張速度でT字剥離を行い、ヒートシール部分の融着強度を測定した。
Claims (6)
- プロピレン単独重合体(A)70~30質量%、及びエチレン含有量が5質量%以下であるプロピレン・エチレンランダム共重合体(B)30~70質量%を含有する第一の外層と、
プロピレン・エチレンブロック共重合体(C)及びエチレン・プロピレン共重合体エラストマー(D)を含有する内層と、
プロピレン単独重合体(A)70~30質量%、及びエチレン含有量が5質量%以下であるプロピレン・エチレンランダム共重合体(B)30~70質量%を含有する第二の外層と、をこの順に備え、
前記プロピレン・エチレンブロック共重合体(C)が、プロピレン重合体及びエチレン-プロピレン共重合体を含み、
前記内層中に分散体として存在する、前記エチレン-プロピレン共重合体の積層方向の厚さが1.5μm以下である、多層フィルム。 - 前記内層が、前記プロピレン・エチレンブロック共重合体(C)90~50質量%及び前記エチレン・プロピレン共重合体エラストマー(D)10~50質量%を含有する、請求項1に記載の多層フィルム。
- 前記第一の外層及び前記第二の外層の総厚が、前記多層フィルムの厚さを基準として16~42%である、請求項1又は2に記載の多層フィルム。
- 前記内層の厚さが20μm以上である、請求項1~3のいずれか一項に記載の多層フィルム。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の多層フィルムと、基材と、を備える包装材。
- 請求項5に記載の包装材から製袋された包装体。
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