JP7471852B2 - 溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルム - Google Patents
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Description
本発明は、溶断により袋状に成形される二軸延伸ポリプロピレンフィルムに関する。
二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、透明性、光沢性に優れていることから、包装用材として様々な形態に加工され広く用いられている。その中でも、袋状に成形されて使用されることが多く、袋状に成形される際には溶断シールにより、加工されることがある。
溶断シールされて袋状に成形されるポリプロピレンフィルムとして、ＭＤ（流れ）方向に低倍率で延伸されるフィルムが提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。しかしながら、低倍率の延伸であるため、延伸ムラが生ずるおそれがある。また、高温下における延伸のため、シートのロールへの付着による製膜性や外観性の低下が懸念される。
他にも、表層にオレフィン系共重合体やポリエチレン系樹脂等の低融点の樹脂を積層することによってシール性を向上させたフィルムが提案されている（例えば、特許文献２～４等参照。）。しかしながら、内表面に低融点の樹脂を使用することによりフィルムにべたつきが生じやすく、滑り性や耐ブロッキング性の低下の懸念がある。また、滑り性や耐ブロッキング性の低下により加工適性や開封性の悪化のおそれが生ずる。
ところで、近年では、再生可能資源の利用度を高めて環境負荷を軽減した循環型社会への取り組みが積極的に求められている。再生可能資源は、主に植物や植物由来の原料を加工した資源であり、バイオマス資源とも称される。バイオマス資源の場合、植物体の生育に伴い大気中の二酸化炭素は吸収される。そして、バイオマス資源として燃料等に利用されると再び水と二酸化炭素に分解される。従って、二酸化炭素の量は増えない。つまり、バイオマス資源はカーボンニュートラルの点から今後大きく取り入れる必要のある資源である。
プラスチックの分野においては、バイオマス由来のプラスチックとしてポリ乳酸や生分解性ポリマー等のバイオマス由来プラスチックが製造されているものの、生産量が限られており、広く普及しているということはできない。一方、汎用プラスチックのうち、最も多く使用される材料であるポリエチレンに関して、植物由来の糖分からエタノールを経てポリエチレンを得る手法が商業化され、普及している。
バイオマス由来のポリエチレンを使用した樹脂フィルムとして、エチレン系樹脂のみを使用したフィルムが提案されている（例えば、特許文献５参照。）しかしながら、このフィルムにおいては、エチレン系樹脂のみで構成されているため、耐熱性に劣る。また、ポリプロピレン系樹脂にバイオマス由来のポリエチレンが添加されたフィルムが提案されている（例えば、特許文献６参照。）。しかしながら、これらフィルムは、透明性や透視感に劣るきらいがある。
そこで、発明者らは鋭意検討を重ね、包装分野において多用され、特に溶断シールにより袋状に成形される二軸延伸ポリプロピレンフィルムにおいて、優れた透明性や光沢感及び溶断シール強度を備える二軸延伸ポリプロピレンフィルムを開発するに至り、さらには、バイオマス資源に由来する樹脂を多く含有することで環境負荷の低減を図ることも可能となった。
本発明は、上記状況に鑑み提案されたものであり、優れた透明性や透視感、光沢感及び溶断シール強度を備える溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムを提供する。さらには、環境への負荷の低減をも図ることが可能な溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムを提供する。
すなわち、第１の発明は、溶断シールによる製袋に用いられ、外表面層、中間層、内表面層の少なくとも３層以上の複数層からなる二軸延伸ポリプロピレンフィルムであって、前記外表面層及び前記内表面層はそれぞれ同一ないし異なるプロピレン系重合体を主体とする樹脂組成物からなり、前記外表面層及び前記内表面層の層厚がそれぞれ０．８μｍよりも厚く構成され、前記中間層は、プロピレン系重合体を８５～９８重量％とエチレン系重合体（Ｅ）を２～１５重量％とする組成であり、前記エチレン系重合体は、（ｅ１）密度を０．９０４～０．９４５ｇ／ｃｍ３とし、（ｅ２）メルトフローレート（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）を１．０～８．０ｇ／１０ｍｉｎであることを特徴とする溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムに係る。
第２の発明は、第１の発明において、前記エチレン系重合体（Ｅ）が直鎖状低密度ポリエチレンであることを特徴とする溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムに係る。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記エチレン系重合体（Ｅ）がチーグラー・ナッタ触媒から製造されたことを特徴とする溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムに係る。
第４の発明は、第１ないし第３の発明のいずれかにおいて、ＪＩＳ Ｋ ７１３６（２０００）に準拠して測定した前記二軸延伸ポリプロピレンフィルムのヘーズ値が６％以下であり、狭角拡散透過率（ＬＳＩ）が５０％以下であることを特徴とする溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムに係る。
第５の発明は、第１ないし第４の発明のいずれかにおいて、ＪＩＳ Ｚ ８７４１（１９９７）に準拠して測定した前記二軸延伸ポリプロピレンフィルムの表面光沢度が１００％以上であることを特徴とする溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムに係る。
第６の発明は、第１ないし第５の発明のいずれかにおいて、前記エチレン系重合体（Ｅ）がバイオマス由来エチレン系重合体であることを特徴とする溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムに係る。
第７の発明は、第１ないし第６の発明のいずれかの溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムよりなる包装用袋に係る。
第１の発明の溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムによると、溶断シールによる製袋に用いられ、外表面層、中間層、内表面層の少なくとも３層以上の複数層からなる二軸延伸ポリプロピレンフィルムであって、前記外表面層及び前記内表面層はそれぞれ同一ないし異なるプロピレン系重合体を主体とする樹脂組成物からなり、前記外表面層及び前記内表面層の層厚がそれぞれ０．８μｍよりも厚く構成され、前記中間層は、プロピレン系重合体を８５～９８重量％とエチレン系重合体（Ｅ）を２～１５重量％とする組成であり、前記エチレン系重合体は、（ｅ１）密度を０．９０４～０．９４５ｇ／ｃｍ３とし、（ｅ２）メルトフローレート（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）を１．０～８．０ｇ／１０ｍｉｎであるため、優れた透明性や透視感、光沢感及び溶断シール強度を備える。
第２の発明の溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムによると、第１の発明において、前記エチレン系重合体（Ｅ）が直鎖状低密度ポリエチレンであるため、より優れた透明性や光沢感を備える。
第３の発明の溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムによると、第１又は第２の発明において、前記エチレン系重合体（Ｅ）がチーグラー・ナッタ触媒から製造されるため、より優れた溶断シール性を備える。
第４の発明の溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムによると、第１ないし第３の発明のいずれかにおいて、ＪＩＳ Ｋ ７１３６（２０００）に準拠して測定した前記二軸延伸ポリプロピレンフィルムのヘーズ値が６％以下であり、狭角拡散透過率（ＬＳＩ）が５０％以下であるため、優れた透明性、透視感を備える。
第５の発明の溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムによると、第１ないし第４の発明のいずれかにおいて、ＪＩＳ Ｚ ８７４１（１９９７）に準拠して測定した前記二軸延伸ポリプロピレンフィルムの表面光沢度が１００％以上であるため、優れた光沢性を備え、高級感のある外観を有する。
第６の発明の溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムによると、第１ないし第５の発明のいずれかにおいて、前記エチレン系重合体（Ｅ）がバイオマス由来エチレン系重合体であるため、環境負荷の低減を図ることができる。
第７の発明に係る包装用袋によると、第１ないし第６の発明のいずれかの溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムよりなるため、優れた透明性や透視感、光沢感及び溶断シール強度を有するフィルムより構成され、高級感があり丈夫で破れ等が生じにくい包装用袋とすることができる。
本発明のフィルムは、溶断シールによる製袋に用いられる。半折されたフィルムに対し、加熱された棒状のヒーター（溶断刃）が、底部となる折部の直交方向に押し当てられて該フィルムが断ち切られることによって、熱でフィルムが接着されてシールされ、袋状に成形される。溶断シールによる製袋は公知の方法のうちから適宜選択される。
図１は、本発明の一実施例に係る二軸延伸ポリプロピレンフィルム１０の概略断面図である。フィルム１０は、少なくとも外表面層１１、中間層１２、内表面層１３の３層以上の複数層から構成される積層フィルム２０である。このフィルム１０は、各層の原料樹脂が溶融されてＴダイ等から所定の厚さとなるよう吐出され共押出しされたシートを公知の延伸方法により二軸延伸して製造される。なお、二軸延伸ポリプロピレンフィルム１０は取り扱い容易や強度の観点からフィルム厚は１～１００μｍの範囲とすることが好ましい。
フィルム１０の外表面層１１及び内表面層１３はプロピレン系重合体を主体とする樹脂組成物より構成され、プロピレン単独重合体（ホモポリプロピレン）やプロピレン－エチレンランダム共重合体等適宜の樹脂が選択される。ポリプロピレン系重合体は、耐熱性や耐薬品性、強度に優れる。外表面層１１と内表面層１３は同一の樹脂でもいいし異なる樹脂を使用してもよく、フィルムの用途に応じて適宜選択可能である。なお、外表面層１１及び内表面層１３には、必要に応じてアンチブロッキング剤、帯電防止剤、酸化防止剤、中和剤、着色剤等の添加剤が添加される。
外表面層１１及び内表面層１３は、後述の実施例に記載されるように、該表面層の厚みは０．８μｍよりも厚く構成される。該表面層の厚みが０．８μｍ以下では、透明性や光沢性が損なわれるためである。
そして、中間層はプロピレン系重合体とエチレン系重合体（Ｅ）とからなり、その組成は、プロピレン系重合体が８５～９８重量％、エチレン系重合体が２～１５重量％である。好ましくは、プロピレン系重合体が９２～９８重量％、エチレン系重合体が２～８重量％である。エチレン系重合体の添加量が２重量％よりも少ない場合、フィルムの溶断シール強度が低下し、所望する強度が得られないおそれがある。また、エチレン系重合体の添加量が１５重量％よりも多い場合、フィルムの透明性や光沢性が損なわれるおそれがある。
中間層に用いられるプロピレン系重合体は、外表面層や内表面層に使用されるプロピレン系重合体と同一でもいいし異なってもよい。プロピレン系重合体は、所望するフィルム性能により適宜選択されることができる。
中間層に用いられるエチレン系重合体（Ｅ）は、密度が０．９０４～０．９４５ｇ／ｃｍ3（ｅ１）であり、好ましくは、０．９１６～０．９３８ｇ／ｃｍ3である。そして、メルトフローレート（ＭＦＲ）（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）が１．０～８．０ｇ／１０ｍｉｎ（ｅ２）であり、好ましくは１．０～５．０ｇ／１０ｍｉｎである。密度が０．９０４ｇ／ｃｍ3よりも小さい場合、フィルムの透明性、光沢性が損なわれる可能性がある。密度が０．９４５ｇ／ｃｍ3よりも大きい場合についても、同様にフィルムの透明性、光沢性が損なわれる可能性がある。メルトフローレートについても、上記範囲を下回るか上回った場合には、フィルムの透明性や光沢性が損なわれる可能性があり、溶断シール強度も低下するおそれがある。
また、エチレン系重合体（Ｅ）は、直鎖状低密度ポリエチレンとするのがよい。フィルムとしたときに、透明性や光沢性に優れる。そして、エチレン系重合体（Ｅ）は、チーグラー・ナッタ触媒を使用した重合法により製造されるのがよい。メタロセン触媒を用いた重合法により製造されたエチレン系重合体よりも、フィルムとしたときの溶断シール強度が上昇する傾向があるためである。
エチレン系重合体（Ｅ）は、バイオマス由来ポリエチレン系樹脂とするのがよい。バイオマス由来ポリエチレン系樹脂は、植物原料を加工して得られたポリエチレン系樹脂である。具体的には、サトウキビ等の植物原料から抽出された糖液から酵母によるアルコール発酵を経てエタノールを生成し、エチレン化したのち公知の樹脂化の工程でポリエチレンを製造する。このバイオマス由来ポリエチレン系樹脂は、最終製品の環境負荷の低減に寄与する。
二軸延伸ポリプロピレンフィルムのヘーズは６％以下とするのがよい。ヘーズが６％を下回るフィルムは透明性に優れる。ヘーズは、下記の実施例で述べる通り、ＪＩＳ Ｋ ７１３６（２０００）に準拠して測定される。また、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの狭角拡散透過率（ＬＳＩ）は５０％以下である。狭角拡散透過率（ＬＳＩ）が５０％を超えると、透視感に劣るおそれがあり、包装用フィルムの用途として適格性が劣る場合がある。
二軸延伸ポリプロピレンフィルムの表面光沢度は１００％以上とするのがよい。表面光沢度が１００％を上回るとフィルムの外観に高級感がでる。表面光沢度は、下記の実施例で述べる通り、ＪＩＳ Ｚ ８７４１（１９９７）に準拠して測定される。
［フィルムの成形］
試作例１～１６及び比較例１，２のフィルムについて、以下のように成形した。後述の各材料を混練、溶融し、内表面層、中間層、外表面層の順に積層されるように設定し、２４０度に設定した三層共押出Ｔダイフィルム成型機から共押出し、５０度の冷却ロールで冷却、固化して原反となるシート状物を得た。次に、該シート状物を設定温度１００～１１５℃で予熱し、縦（ＭＤ方向）４．８倍に延伸した後、設定温度１３５℃でアニールした。テンターにて設定温度１８０℃で予熱し、設定温度１５５℃で横（ＴＤ方向）８．０倍に延伸した後、設定温度１６０℃でアニールした。テンターを出たのちにコロナ処理放電を施し、巻取機で巻き取って二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。二軸延伸ポリプロピレンフィルムは厚みが３０μｍになるよう製膜した。なお、メルトフローレート（ＭＦＲ）はＪＩＳ Ｋ ７２１０（２０１４）に準拠し、ポリエチレン系樹脂は１９０℃、ポリプロピレン系樹脂は２３０℃で測定されたメルトフローレートである。
試作例１～１６及び比較例１，２のフィルムについて、以下のように成形した。後述の各材料を混練、溶融し、内表面層、中間層、外表面層の順に積層されるように設定し、２４０度に設定した三層共押出Ｔダイフィルム成型機から共押出し、５０度の冷却ロールで冷却、固化して原反となるシート状物を得た。次に、該シート状物を設定温度１００～１１５℃で予熱し、縦（ＭＤ方向）４．８倍に延伸した後、設定温度１３５℃でアニールした。テンターにて設定温度１８０℃で予熱し、設定温度１５５℃で横（ＴＤ方向）８．０倍に延伸した後、設定温度１６０℃でアニールした。テンターを出たのちにコロナ処理放電を施し、巻取機で巻き取って二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。二軸延伸ポリプロピレンフィルムは厚みが３０μｍになるよう製膜した。なお、メルトフローレート（ＭＦＲ）はＪＩＳ Ｋ ７２１０（２０１４）に準拠し、ポリエチレン系樹脂は１９０℃、ポリプロピレン系樹脂は２３０℃で測定されたメルトフローレートである。
［各層におけるプロピレン系重合体としての使用材料］
外表面層、内表面層の樹脂組成物及び中間層を組成するポリプロピレン系樹脂として下記の樹脂ＰＰ１、ＰＰ２を使用した。外表面層及び内表面層には、アンチブロッキング剤として粉末合成シリカ（富士シリシア株式会社製、商品名「サイリシア７３０」）を適宜添加した。
・樹脂ＰＰ１：ホモポリプロピレン（日本ポリプロ株式会社製、商品名「ＦＬ２０３Ｄ」、密度０．９０ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：３．０ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＰ２：ランダムポリプロピレン（日本ポリプロ株式会社製、商品名「ＦＸ４Ｇ」、密度０．９０ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：５．０ｇ／１０ｍｉｎ）
外表面層、内表面層の樹脂組成物及び中間層を組成するポリプロピレン系樹脂として下記の樹脂ＰＰ１、ＰＰ２を使用した。外表面層及び内表面層には、アンチブロッキング剤として粉末合成シリカ（富士シリシア株式会社製、商品名「サイリシア７３０」）を適宜添加した。
・樹脂ＰＰ１：ホモポリプロピレン（日本ポリプロ株式会社製、商品名「ＦＬ２０３Ｄ」、密度０．９０ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：３．０ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＰ２：ランダムポリプロピレン（日本ポリプロ株式会社製、商品名「ＦＸ４Ｇ」、密度０．９０ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：５．０ｇ／１０ｍｉｎ）
［中間層のエチレン系重合体としての使用材料］
中間層では、バイオマス由来ポリエチレン系樹脂として下記の樹脂ＰＥ１～ＰＥ３、バイオマス由来ではないポリエチレン系樹脂として下記の樹脂ＰＥ４～ＰＥ１０をそれぞれ使用した。
・樹脂ＰＥ１：チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたバイオマス由来の直鎖状低密度ポリエチレン（ブラスケム社製、商品名「ＳＬＨ１１８」、密度：０．９１６ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：１．０ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ２：チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたバイオマス由来の直鎖状低密度ポリエチレン（ブラスケム社製、商品名「ＳＬＨ２１８」、密度：０．９１６ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：２．３ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ３：チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたバイオマス由来の高密度ポリエチレン（ブラスケム社製、商品名「ＳＧＦ４９６０」、密度：０．９６１ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：０．３４ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ４：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（宇部丸善ポリエチレン株式会社製、商品名「４０４０ＦＣ」、密度：０．９３８ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：３．５ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ５：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（宇部丸善ポリエチレン株式会社製、商品名「４５４０Ｆ」、密度：０．９４４ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：４．０ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ６：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（宇部丸善ポリエチレン株式会社製、商品名「２０４０ＦＣ」、密度：０．９１９ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：５．０ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ７：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（宇部丸善ポリエチレン株式会社製、商品名「０２２ＧＳ」、密度：０．９０４ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：８．０ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ８：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（株式会社プライムポリマー製、商品名「ＳＰ２０２０」、密度：０．９１６ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：２．３ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ９：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（株式会社プライムポリマー製、商品名「ＳＰ３０１０」、密度：０．９２６ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：０．８ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ１０：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（宇部丸善ポリエチレン株式会社製、商品名「０１５ＡＮ」、密度：０．９１１ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：１４．０ｇ／１０ｍｉｎ）
中間層では、バイオマス由来ポリエチレン系樹脂として下記の樹脂ＰＥ１～ＰＥ３、バイオマス由来ではないポリエチレン系樹脂として下記の樹脂ＰＥ４～ＰＥ１０をそれぞれ使用した。
・樹脂ＰＥ１：チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたバイオマス由来の直鎖状低密度ポリエチレン（ブラスケム社製、商品名「ＳＬＨ１１８」、密度：０．９１６ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：１．０ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ２：チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたバイオマス由来の直鎖状低密度ポリエチレン（ブラスケム社製、商品名「ＳＬＨ２１８」、密度：０．９１６ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：２．３ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ３：チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたバイオマス由来の高密度ポリエチレン（ブラスケム社製、商品名「ＳＧＦ４９６０」、密度：０．９６１ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：０．３４ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ４：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（宇部丸善ポリエチレン株式会社製、商品名「４０４０ＦＣ」、密度：０．９３８ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：３．５ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ５：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（宇部丸善ポリエチレン株式会社製、商品名「４５４０Ｆ」、密度：０．９４４ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：４．０ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ６：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（宇部丸善ポリエチレン株式会社製、商品名「２０４０ＦＣ」、密度：０．９１９ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：５．０ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ７：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（宇部丸善ポリエチレン株式会社製、商品名「０２２ＧＳ」、密度：０．９０４ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：８．０ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ８：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（株式会社プライムポリマー製、商品名「ＳＰ２０２０」、密度：０．９１６ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：２．３ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ９：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（株式会社プライムポリマー製、商品名「ＳＰ３０１０」、密度：０．９２６ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：０．８ｇ／１０ｍｉｎ）
・樹脂ＰＥ１０：メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（宇部丸善ポリエチレン株式会社製、商品名「０１５ＡＮ」、密度：０．９１１ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ：１４．０ｇ／１０ｍｉｎ）
［試作例１］
試作例１は、内表面層に樹脂ＰＰ１を使用して層厚１．０μｍとし、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が９８重量％、樹脂ＰＥ１が２重量％とし、外表面層に樹脂ＰＰ２を使用して層厚１．２μｍとなるよう製膜されたフィルムである。なお、コロナ処理は外表面層側表面に施した。
試作例１は、内表面層に樹脂ＰＰ１を使用して層厚１．０μｍとし、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が９８重量％、樹脂ＰＥ１が２重量％とし、外表面層に樹脂ＰＰ２を使用して層厚１．２μｍとなるよう製膜されたフィルムである。なお、コロナ処理は外表面層側表面に施した。
［試作例２］
試作例２は、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が９６重量％、樹脂ＰＥ１が４重量％とした以外は試作例１と同様に成形されたフィルムである。
試作例２は、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が９６重量％、樹脂ＰＥ１が４重量％とした以外は試作例１と同様に成形されたフィルムである。
［試作例３］
試作例３は、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が９２重量％、樹脂ＰＥ１が８重量％とした以外は試作例１と同様に成形されたフィルムである。
試作例３は、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が９２重量％、樹脂ＰＥ１が８重量％とした以外は試作例１と同様に成形されたフィルムである。
［試作例４］
試作例４は、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が８５重量％、樹脂ＰＥ１が１５重量％とした以外は試作例１と同様に成形されたフィルムである。
試作例４は、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が８５重量％、樹脂ＰＥ１が１５重量％とした以外は試作例１と同様に成形されたフィルムである。
［試作例５］
試作例５は、内表面層の層厚を０．８μｍ、外表面層の層厚を０．８μｍとした以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
試作例５は、内表面層の層厚を０．８μｍ、外表面層の層厚を０．８μｍとした以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
［試作例６］
試作例６は、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が７５重量％、樹脂ＰＥ１が２５重量％とした以外は試作例５と同様に成形されたフィルムである。
試作例６は、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が７５重量％、樹脂ＰＥ１が２５重量％とした以外は試作例５と同様に成形されたフィルムである。
［試作例７］
試作例７は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ２に変更した以外は試作例５と同様に成形されたフィルムである。
試作例７は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ２に変更した以外は試作例５と同様に成形されたフィルムである。
［試作例８］
試作例８は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ４に変更した以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
試作例８は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ４に変更した以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
［試作例９］
試作例９は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ５とした以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
試作例９は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ５とした以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
［試作例１０］
試作例１０は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ６に変更した以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
試作例１０は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ６に変更した以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
［試作例１１］
試作例１１は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ７に変更した以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
試作例１１は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ７に変更した以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
［試作例１２］
試作例１２は、内表面層に樹脂ＰＰ２を使用し、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が８５重量％、樹脂ＰＥ２が１５重量％とし、外表面層に樹脂ＰＰ１を使用した以外は試作例１と同様に成形されたフィルムである。なお、コロナ処理は内表面層側表面に施した。
試作例１２は、内表面層に樹脂ＰＰ２を使用し、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が８５重量％、樹脂ＰＥ２が１５重量％とし、外表面層に樹脂ＰＰ１を使用した以外は試作例１と同様に成形されたフィルムである。なお、コロナ処理は内表面層側表面に施した。
［試作例１３］
試作例１３は、中間層の樹脂ＰＥ２を樹脂ＰＥ８とした以外は試作例１２と同様に成形されたフィルムである。
試作例１３は、中間層の樹脂ＰＥ２を樹脂ＰＥ８とした以外は試作例１２と同様に成形されたフィルムである。
［試作例１４］
試作例１４は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ９に変更した以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
試作例１４は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ９に変更した以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
［試作例１５］
試作例１５は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ１０に変更した以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
試作例１５は、中間層の樹脂ＰＥ１を樹脂ＰＥ１０に変更した以外は試作例４と同様に成形されたフィルムである。
［試作例１６］
試作例１６は、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が９５．２重量％、樹脂ＰＥ３が４．８重量％とした以外は試作例１と同様に成形されたフィルムである。
試作例１６は、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が９５．２重量％、樹脂ＰＥ３が４．８重量％とした以外は試作例１と同様に成形されたフィルムである。
［比較例１］
比較例１は、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が１００重量％とした以外は試作例１と同様に成形されたフィルムである。
比較例１は、中間層の組成を樹脂ＰＰ１が１００重量％とした以外は試作例１と同様に成形されたフィルムである。
［比較例２］
比較例２は、内表面層と外表面層の樹脂を入れ替えて作成した以外は比較例１と同様に成形されたフィルムである。なお、コロナ処理は内表面層側表面に施した。
比較例２は、内表面層と外表面層の樹脂を入れ替えて作成した以外は比較例１と同様に成形されたフィルムである。なお、コロナ処理は内表面層側表面に施した。
試作例１～１６及び比較例１，２のフィルムに関し、各層の樹脂組成とコロナ処理を施した層及び内表面層と外表面層の厚みについて表１～４に示した。
［フィルムの性能の評価］
試作例１～１６及び比較例１，２のフィルムに関し、ヘーズ、狭角拡散透過率、表面光沢度（内表面層、外表面層）及び溶断シール強度の各項目についてそれぞれ測定した。
試作例１～１６及び比較例１，２のフィルムに関し、ヘーズ、狭角拡散透過率、表面光沢度（内表面層、外表面層）及び溶断シール強度の各項目についてそれぞれ測定した。
［ヘーズの測定］
ヘーズ（％）の測定は、透明性の指標であって、ＪＩＳ Ｋ ７１３６（２０００）に準拠し、ヘーズメーター（日本電色工業株式会社製、ＮＤＨ－５０００）を使用して測定を行った。試作例１～１６及び比較例１，２のフィルムでは、測定結果が４．０％以下を優良品として「◎」、４．１～６．０％を良品として「〇」、６．１％以上のものを「×」とした。
ヘーズ（％）の測定は、透明性の指標であって、ＪＩＳ Ｋ ７１３６（２０００）に準拠し、ヘーズメーター（日本電色工業株式会社製、ＮＤＨ－５０００）を使用して測定を行った。試作例１～１６及び比較例１，２のフィルムでは、測定結果が４．０％以下を優良品として「◎」、４．１～６．０％を良品として「〇」、６．１％以上のものを「×」とした。
［狭角拡散透過率の測定］
狭角拡散透過率（ＬＳＩ）（％）は、透視感の指標であって、ＬＳＩは全光線透過光量に対する散乱角０．４°以上１．２°以下の散乱光量の比率を示すものである。ＬＳＩは、肉眼の透視感の目安であり、数値が低いほど透視感に優れる。ＬＳＩは、視覚透明度試験機（株式会社東洋精機製作所製）を使用して測定を行った。試作例１～１６及び比較例１，２のフィルムでは、測定結果が３５．０％以下を優良品として「◎」、３５．１～５０．０％を良品として「〇」、５０．１％以上のものを「×」とした。
狭角拡散透過率（ＬＳＩ）（％）は、透視感の指標であって、ＬＳＩは全光線透過光量に対する散乱角０．４°以上１．２°以下の散乱光量の比率を示すものである。ＬＳＩは、肉眼の透視感の目安であり、数値が低いほど透視感に優れる。ＬＳＩは、視覚透明度試験機（株式会社東洋精機製作所製）を使用して測定を行った。試作例１～１６及び比較例１，２のフィルムでは、測定結果が３５．０％以下を優良品として「◎」、３５．１～５０．０％を良品として「〇」、５０．１％以上のものを「×」とした。
［表面光沢度の測定］
表面光沢度（％）の測定は、フィルム表面の光沢感を示す指標であって、ＪＩＳ Ｚ ８７４１（１９９７）に準拠し、デジタル光沢計（日本電飾工業株式会社製、ＶＧ－７０００）を使用して測定した。試作例１～１６及び比較例１，２のフィルムでは、測定結果が１２１％以上を優良品として「◎」、１００～１２０％を良品として「〇」、９９％以下のものを「×」とした。
表面光沢度（％）の測定は、フィルム表面の光沢感を示す指標であって、ＪＩＳ Ｚ ８７４１（１９９７）に準拠し、デジタル光沢計（日本電飾工業株式会社製、ＶＧ－７０００）を使用して測定した。試作例１～１６及び比較例１，２のフィルムでは、測定結果が１２１％以上を優良品として「◎」、１００～１２０％を良品として「〇」、９９％以下のものを「×」とした。
［溶断シール強度の測定］
試作例１～１６及び比較例１，２のフィルムを使用して溶断シールにより、内表面層が袋の内側となるように製袋を行った。ＭＤ方向に流れるフィルムを半折し、溶断シール機（トタニ技研工業株式会社製、「ＨＫ－４０Ｖ」）を用い、流れ方向に対して直角に配設された溶断刃を押し当てて溶断シールを行って袋状物を成形した。図２の概略図に示されるように、底辺３１が折返部４１であり両側辺部３２，３３が溶断シール部４２，４３である袋状物３０とした。溶断シール条件は以下のとおりである。図中の符号３４は開口部である。
・シール温度：３００℃、３５０℃、４００℃
・熱刃先端角度：１２０度
・溶断間隔：２００ｍｍ
・ショット数：７２枚／分
試作例１～１６及び比較例１，２のフィルムを使用して溶断シールにより、内表面層が袋の内側となるように製袋を行った。ＭＤ方向に流れるフィルムを半折し、溶断シール機（トタニ技研工業株式会社製、「ＨＫ－４０Ｖ」）を用い、流れ方向に対して直角に配設された溶断刃を押し当てて溶断シールを行って袋状物を成形した。図２の概略図に示されるように、底辺３１が折返部４１であり両側辺部３２，３３が溶断シール部４２，４３である袋状物３０とした。溶断シール条件は以下のとおりである。図中の符号３４は開口部である。
・シール温度：３００℃、３５０℃、４００℃
・熱刃先端角度：１２０度
・溶断間隔：２００ｍｍ
・ショット数：７２枚／分
各シール温度で得られた袋状物の中から２０枚ずつ抽出して、下記の測定を行った。１の袋状物において、図２に示されるように、両側辺の溶断シール部４２，４３それぞれから溶断シール部が中央に配置されるように幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍの試験片５０を切り出した。図中の一点鎖線は切り取り線５１である。該試験片を引張試験機（株式会社島津製作所製、「ＡＵＴＯ ＧＲＡＰＨ ＡＧＳ－Ｘ ５０Ｎ」）のチャックで固定し、試験片のチャック距離が５０ｍｍとなるように調整した。２００ｍｍ／ｍｉｎで引張し、溶断シール部が破断する強度を測定した。それぞれのシール温度（３００℃、３５０℃及び４００℃）によって製袋された溶断シール部におけるすべての測定結果を平均した値を溶断シール強度（Ｎ／１５ｍｍ）とした。
［総合評価］
総合評価では、後述の各項目における評価のすべてで「◎」の結果が得られた場合に「Ａ」、いずれかで１項目でも「〇」が含まれるものを「Ｂ」、いずれか１項目でも「×」が含まれるものを「Ｃ」とした。その結果を後述の表５～表８に示した。
総合評価では、後述の各項目における評価のすべてで「◎」の結果が得られた場合に「Ａ」、いずれかで１項目でも「〇」が含まれるものを「Ｂ」、いずれか１項目でも「×」が含まれるものを「Ｃ」とした。その結果を後述の表５～表８に示した。
［結果と考察］
表５～表８に示すように、総合評価が「Ｃ」となったのは試作例５～７，１４～１６及び比較例１，２であった。試作例５及び７は、それぞれ試作例４及び１２の外表面層及び内表面層の層厚を薄くした試作例である。外表面層及び内表面層の層厚がそれぞれ０．８μｍよりも薄くなると、透明性が低下し、光沢感も減少してしまうため、所望する機能を有するフィルムが得られないことがわかった。また、試作例６は、試作例５の中間層の組成のうちエチレン系重合体の比率を高めたものであって、試作例５と比べてさらに透明性や光沢感に劣るため、中間層のエチレン系重合体の比率の上限が１５重量％であることが理解できた。
表５～表８に示すように、総合評価が「Ｃ」となったのは試作例５～７，１４～１６及び比較例１，２であった。試作例５及び７は、それぞれ試作例４及び１２の外表面層及び内表面層の層厚を薄くした試作例である。外表面層及び内表面層の層厚がそれぞれ０．８μｍよりも薄くなると、透明性が低下し、光沢感も減少してしまうため、所望する機能を有するフィルムが得られないことがわかった。また、試作例６は、試作例５の中間層の組成のうちエチレン系重合体の比率を高めたものであって、試作例５と比べてさらに透明性や光沢感に劣るため、中間層のエチレン系重合体の比率の上限が１５重量％であることが理解できた。
試作例１４は、試作例４の中間層のうち、エチレン系重合体のＭＦＲ値が小さい樹脂に組成を変更した試作例である。試作例１５は、試作例４の中間層のうち、エチレン系重合体のＭＦＲ値が大きい樹脂に組成を変更した試作例である。どちらも試作例４と比較して透視感に劣ることがわかったため、中間層に用いられる樹脂のＭＦＲの値が所定範囲内であることが必要であることがわかった。また、試作例１６をみてみると、中間層を組成するエチレン系重合体の密度が一定以上となると透視感や光沢感に劣ることも理解できた。
一般に、コロナ処理を行った面は、熱融着しにくい傾向があるものの、中間層の組成に規定のエチレン系重合体を規定量含有することによれば、溶断シール強度を向上させることができることが示された。特に、比較例１及び２をみると他の試作例に比して溶断シール強度が良好でない傾向がある。
これに対し、規定のエチレン系重合体を規定量中間層に含む試作例については、全ての評価が優良ないし良であって、所望の機能を有するフィルムとすることができ、溶断シールにより製袋されたときに十分な強度を持ちつつ、透明性や透視感、光沢感に優れた機能性並びに高級感を有する袋状物を得ることが可能なフィルムが提供できることがわかった。
さらには、バイオマス由来のエチレン系重合体を用いた試作例１～４及び試作例１２についても評価の良い優れたフィルムとすることができたため、環境負荷の低減を図りつつ、優れた透明性や透視感、光沢感を備えつつ、溶断シール強度にも優れたフィルムとすることができる。
本発明の溶断製袋の二軸延伸ポリオレフィンフィルムは、優れた透明性や透視感、光沢感を備え、さらには溶断シール強度に優れることから、食品や雑貨の包装用袋としての用途は多様である。さらには、バイオマス資源に由来する樹脂を多く含有することにより、環境負荷の低減を図ることができる。
１０ 二軸延伸ポリプロピレンフィルム
１１ 外表面層
１２ 中間層
１３ 内表面層
２０ 積層フィルム
３０ 袋状物
３１ 底部
３２，３３ 側辺部
３４ 開口部
４１ 折返部
４２，４３ 溶断シール部
１１ 外表面層
１２ 中間層
１３ 内表面層
２０ 積層フィルム
３０ 袋状物
３１ 底部
３２，３３ 側辺部
３４ 開口部
４１ 折返部
４２，４３ 溶断シール部
Claims (7)
- 溶断による製袋に用いられ、外表面層、中間層、内表面層の少なくとも３層以上の複数層からなる二軸延伸ポリプロピレンフィルムであって、
前記外表面層及び前記内表面層はそれぞれ同一ないし異なるプロピレン系重合体を主体とする樹脂組成物からなり、
前記外表面層及び前記内表面層の層厚がそれぞれ０．８μｍよりも厚く構成され、
前記中間層は、プロピレン系重合体を８５～９８重量％とエチレン系重合体（Ｅ）を２～１５重量％とする組成であり、
前記エチレン系重合体は、
（ｅ１）密度を０．９０４～０．９４５ｇ／ｃｍ３とし、
（ｅ２）メルトフローレート（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）を１．０～８．０ｇ／１０ｍｉｎである
ことを特徴とする溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。 - 前記エチレン系重合体（Ｅ）が直鎖状低密度ポリエチレンであることを特徴とする請求項１に記載の溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
- 前記エチレン系重合体（Ｅ）がチーグラー・ナッタ触媒から製造されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
- ＪＩＳ Ｋ ７１３６（２０００）に準拠して測定した前記二軸延伸ポリプロピレンフィルムのヘーズ値が６％以下であり、狭角拡散透過率（ＬＳＩ）が５０％以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
- ＪＩＳ Ｚ ８７４１（１９９７）に準拠して測定した前記二軸延伸ポリプロピレンフィルムの表面光沢度が１００％以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
- 前記エチレン系重合体（Ｅ）がバイオマス由来エチレン系重合体であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
- 請求項１～６のいずれか１項に記載の溶断製袋用の二軸延伸ポリプロピレンフィルムよりなる包装用袋。
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