JP7720397B2 - 塩化ビニリデン系樹脂組成物、延伸フィルム及び充填包装体 - Google Patents
塩化ビニリデン系樹脂組成物、延伸フィルム及び充填包装体Info
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Description
この問題を解決するために、径方向外側に配置された2枚のフィルムと、径方向内側に配置された2枚のフィルムのうち径方向外側に位置する1枚のフィルムと、が溶着された包装体及びその製造方法が提案されている(特許文献3参照)。
本開示に係る塩化ビニリデン系樹脂組成物は、ポリ塩化ビニリデン系樹脂とエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂とを含有し、エチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂の23℃における引張弾性率は43MPa以上45Pa以下である。
上記エチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂の引張弾性率を上記範囲にすることによって、2枚重ねの2層フィルムからなる充填包装体の外耳部を指でつまんで開封する際に、径方向内側に配置された2枚のフィルムが径方向外側に配置された2枚のフィルムと共に溶着されている場合でも、開封が不完全になりにくくなる。開封性が改善される理由は必ずしも明らかでないが、ポリ塩化ビニリデン系樹脂に分散したエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂の分散状態や配向・伸張状態などがエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂の弾性率によって変化し、その結果、開封性が改善されると考えられる。
なお、本明細書において、エチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂の23℃における引張弾性率は、後述の実施例に記載の方法から測定される値である。
ポリ塩化ビニリデン系樹脂(以下、「PVDC」ということがある。)は、塩化ビニリデンのホモ重合体でもよく、塩化ビニリデン60質量%以上98質量%以下と、塩化ビニリデンと共重合可能な他の単量体2質量%以上40質量%以下との共重合体でもよい。塩化ビニリデンと共重合可能な他の単量体としては、例えば、塩化ビニル;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ラウリル等のアクリル酸アルキルエステル(アルキル基の炭素数1以上18以下);メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ラウリル等のメタクリル酸アルキルエステル(アルキル基の炭素数1以上18以下);アクリロニトリル等のシアン化ビニル;スチレン等の芳香族ビニル;酢酸ビニル等の炭素数1以上18以下の脂肪族カルボン酸のビニルエステル;炭素数1以上18以下のアルキルビニルエーテル;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸等のビニル重合性不飽和カルボン酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のビニル重合性不飽和カルボン酸のアルキルエステル(部分エステルを含み、アルキル基の炭素数1以上18以下)等が挙げられる。より好ましくは塩化ビニル、アクリル酸メチル、及びアクリル酸ラウリルから選ばれる少なくとも1種である。塩化ビニリデンと共重合可能な他の単量体は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。他の単量体の共重合割合は、より好ましくは3質量%以上35質量%以下、更に好ましくは10質量%以上30質量%以下の範囲である。他の単量体の共重合割合が3質量%以上であると溶融加工性が低下しにくく、他方、他の単量体の共重合割合が35質量%以下であるとガスバリア性が低下しにくい。また、溶融加工性を向上させるために2種以上のPVDCを混合してもよい。PVDCは、懸濁重合法、乳化重合法、溶液重合法等の任意の重合法により合成することができる。
本開示に係る塩化ビニリデン系樹脂組成物において、エチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂の量は、ポリ塩化ビニリデン系樹脂100質量部に対して、2質量部以上3質量部以下である。上記量が2質量部以上であると、当該塩化ビニリデン系樹脂組成物から得られた延伸フィルムを用いて製造された充填包装体は、2枚重ねの2層フィルムからなる充填包装体の外耳部を指でつまんで開封する際に、径方向内側に配置された2枚のフィルムが径方向外側に配置された2枚のフィルムと共に溶着されている場合でも、開封が不完全になりにくくなる。上記量が3質量部以下であると、当該塩化ビニリデン系樹脂組成物から得られた樹脂フィルムを用いて製造された充填包装体の酸素ガスバリア性の低下が抑制される傾向がある。
上記濃度がこれらの範囲内であると、当該塩化ビニリデン系樹脂組成物から得られた延伸フィルムを用いて製造された充填包装体は、径方向内側に配置された2枚のフィルムが径方向外側に配置された2枚のフィルムと共に溶着されている場合でも、開封が不完全になりにくくなる。
また、エチレン-酢酸ビニル共重合体において、酢酸ビニルに由来する構成単位の濃度を17質量%付近にすると23℃における引張弾性率を最も好ましい範囲に調整しやすい。
上記メルトフローレートがこれらの範囲内であると、当該塩化ビニリデン系樹脂組成物から得られた延伸フィルムを用いて製造された充填包装体は、径方向内側に配置された2枚のフィルムが径方向外側に配置された2枚のフィルムと共に溶着されている場合でも、開封が不完全になりにくくなる。
なお、本明細書において、メルトフローレート(MFR)は、JIS K 7210に準拠して測定するものとする。
本開示に係る塩化ビニリデン系樹脂組成物には、必要に応じて、従来、充填包装体に備えられる筒状の包装フィルムに対し、種々の特性や成形加工性の改良を目的として添加される熱安定剤、可塑剤、加工助剤、着色剤、紫外線吸収剤、pH調整剤、分散助剤等の各種添加剤を含有させることができる。例えば、熱安定剤としては、エポキシ化植物油、エポキシ化動物油、エポキシ化脂肪酸エステル、エポキシ樹脂プレポリマー等のエポキシ化合物;エポキシ基含有樹脂等が挙げられ、好ましくはエポキシ化植物油である。添加剤の種類及び添加量は、従来、充填包装体に備えられる筒状の包装フィルムにおいて、使用される各種添加剤におけると同様に選択することができる。添加剤は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、添加剤は、その使用量の一部又は全部をPVDCの重合工程で単量体組成物中に含有させてもよいし、重合後にPVDCにブレンドしてもよい。
本開示に係る充填包装体は、例えば図1に示されるように、塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの両側縁部が、塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの表裏面が対向するように、重ね合わされ、長手方向に縦シールされた筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムに内容物が充填されて両端部が封止されたものであって、塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの側縁部が、筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの外側に帯状にはみ出した外耳部を形成するものである。上記充填包装体によれば、外耳部を指でつまんで開封する際に、径方向内側に配置された2枚のフィルムが径方向外側に配置された2枚のフィルムと共に溶着された場合でも、開封が不完全になりにくい。
本開示に係る塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムは、塩化ビニリデン系樹脂組成物からなる、厚み10μm以上300μm以下のフィルムが2枚重なって構成されたものである。
筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムを形成するための帯状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムは、製造方法が特に限定されない。通常は押出成形によって、シート状または管状の押出フィルムを製造し、延伸処理して熱収縮性を付与した後、管状の押出フィルムの場合は内側同士を重ねて所定の幅を有する2枚重ね(2層積層)の帯状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムを得ることができ、更に必要に応じ長手方向に切断することにより、所望の幅を有する帯状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムを製造することができる。
帯状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムを構成するフィルム1枚の厚みは、充填される内容物に応じたフィルムの強度やバリア性等を勘案して定められるが、10μm以上300μm以下の範囲であり、多くの場合12μm以上100μm以下、広く採用されるのは15μm以上80μm以下の範囲である。
筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムを印刷が施されたものとする場合は、得られた帯状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムに印刷を施してもよい。
筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムに備えられる長手方向に延びる縦シール部は、帯状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムを、長手方向に延びる両側縁部の表裏面が対向して重なるように筒状に巻いて筒状フィルムを形成し、次いで、該筒状フィルムの前記の両側縁部を、高周波誘電加熱等の常法に従って、長手方向(縦方向)に連続してシール(溶着)することにより、筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムが形成されるものである。この際、例えば図2に示されるように、縦シール部は、径方向内側に配置された2枚のフィルムと径方向外側に配置された2枚のフィルムとが共に溶着される場合がある。縦シール部は、筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの長手方向の全長に亘って備えられ、これにより、筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムに充填されて封入される内容物を密封状態に保存することができる。筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムに備えられる長手方向に延びる縦シール部の幅は、適宜定めることができる。
本開示における筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムに備えられる長手方向に延びる外耳部とは、先に説明した筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの両側縁部を、常法に従って長手方向(縦方向)に連続してシール(溶着)するに際して、外表面に露出する側縁部の長手方向に直交する端部をシールしないことで形成される筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの長手方向に延びる非シール部である。外耳部の幅は、通常1mm以上10mm以下、多くの場合2mm以上6mm以下の範囲内である。なお、長手方向に延びる外耳部(非シール部)は、通常、筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの長手方向の全長に亘って均一の幅で形成されるが、外耳部(非シール部)の幅が異なるように形成してもよい。本開示の充填包装体は、筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムが長手方向に延びる外耳部及び縦シール部を備えることによって、外耳部をつまんで引っ張ることにより、縦シール部を剥離して開封することができる。
また、長手方向に延びる外耳部は、印刷が施されたものでもよく、傷痕、圧痕、切込み、切欠き、貫通孔、非貫通孔などがあってもよい。
本開示の充填包装体は、長手方向に延びる外耳部及び縦シール部を備え、長手方向の両端部が集束された筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムを備える。即ち、本開示の充填包装体は、筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムに加工食品等の内容物を充填した後に、筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの長手方向の両端部を集束することによって形成され、内容物を密封状態に保存することができる。筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの長手方向の両端部の集束は、従来、充填包装体に備えられる筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムについてされていた長手方向の両端部の集束方法、例えば、アルミワイヤクリップ等の金属製のワイヤクリップ或いは横シールフィルム(クリップテープ)又はその他の手段による集束方法を採用することができる。
本開示の充填包装体に備えられる、前記の筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムに充填されて封入された内容物としては、特に限定されず、ソーセージ、チーズ、バター、ハンバーグ、ういろう、羊羹、ゼリー等の固体状又はペースト状の加工食品等、従来、充填包装体に充填される内容物を用いることができ、更に、食品以外の例えばコーキング材等の建築資材や化粧品等を内容物として用いることもできる。
内容物の組成や形状は適宜選択することができる。特に好ましい内容物としては、例えば、魚肉のすり身に油、食塩、及びでん粉等の通常の添加剤を配合してなる魚肉ソーセージ等が挙げられる。
高周波誘電加熱による縦シールは、例えば図3で示されるように、重ね合わせた塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの両側縁部を、径方向外側に配置した外部電極と径方向内側に配置した内部電極とで挟んで行うことができる。この際、図3に示すように、内部電極と塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムとの間に、高周波誘電加熱によってシールされない介在物を介在させることにより、開封性を更に向上させやすい。
その理由は必ずしも明らかでないが、介在物が無い場合に対して、縦シール部における前記塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルム中のエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂の配向状態や分散状態が変化するためと考えられる。
介在物としては、例えば10μm以上300μm以下の厚さを有するガラスクロステープやフッ素樹脂テープを採用することができる。また、高周波誘電加熱による発熱が乏しい他の材料(例えば、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリアミド系、ポリイミド系、セルロース系、ポリエステル系、ポリアセタール系のテープ又はフィルムや、セラミック、ガラス繊維等)を介在物として採用することもでき、内部電極にこれらの材料をコーティングしてもよい。
本開示の充填包装体の開封性は、以下の方法によって評価して結果を表1に示した。
被験者10人が、被験者ごとに、充填包装体5本(全本数:50本)について、充填包装体の縦シール部の外耳部を指で摘まんで開封した際に、径方向外側に配置された2枚のフィルムが縦シール部から剥離した割合を開封率として、下式から算出した。
開封率(%)=(径方向外側に配置された2枚のフィルムが縦シール部から剥離した本数)/50×100(但し、小数点以下第1位で四捨五入)
A:開封率が81%以上100%以下であり、開封性は極めて良好であった。
B:開封率が61%以上80%以下であり、開封性は良好であった。
C:開封率が41%以上60%以下であり、開封性は不良であった。
D:開封率が40%以下であり、開封性は極めて不良であった。
エチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂の引張弾性率は、以下の方法によって測定した。
測定用サンプルは、厚さ500μmの金型を使用して、エチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂を170℃で1分間加熱した後に、5MPaの圧力でプレスし、170℃で1min保持した後、25℃に冷却して成形した。
このプレスシートを、幅10mmの短冊状に切り取り(サンプル数:5)、JIS K 7161に準拠して、下記条件で引張試験を行い、ひずみ(変形量/チャック間距離)が0.05×10-2から0.25×10-2までの応力値を最小二乗法で直線化して、その傾き(応力/ひずみ)を求め、試験回数5回(サンプル数:5)の平均値を引張弾性率(MPa)とした。
※引張試験条件
試験機:(株)エー・アンド・デイ製、テンシロン RTG-1210
温度:23℃
チャック間距離:50mm
引張速度:5mm/min
サンプル数:5
(母材フィルムの製造)
塩化ビニリデン(VD)及び塩化ビニル(VC)の重合時におけるモノマー仕込み質量比(VD/VC)を81/19とし、重合温度を34℃以上49℃以下とし、重合時間を44時間として重合された共重合体(85質量部)とVD/VCを71/29とし、重合温度を43℃以上58℃以下とし、重合時間を37時間として重合された共重合体(15質量部)との混合物からなるポリ塩化ビニリデン系樹脂100質量部に、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、ジブチルセバケート(DBS)及びエポキシ化植物油を合計7.8質量部配合し、更にエポキシ基含有ポリマー、酸化防止剤、界面活性剤、エルカ酸アミド、及び炭酸カルシウムを合計1.83質量部加え、最後に、23℃における引張弾性率が44MPaのエチレン-酢酸ビニル共重合体を2.5質量部加えて、直径40mmの押出機を用いて溶融押出し、塩化ビニリデン系樹脂組成物を得た。続いて、室温にて、MD(縦方向)に2.5倍、TD(横方向)に4.1倍の条件でインフレーション2軸延伸した筒状フィルムを成形した後に折り畳んでフラットな2枚重ね(2層)にして合計厚みが40μm(厚み20μmのフィルム2枚の厚み)の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムa(2層積層フィルム)を得た。
幅68mmに裁断した母材フィルム(塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムa)を自動充填包装機((株)クレハ製、商品名:KAP3000型自動充填包装機)にセットした。この母材フィルムを、長手方向に延びる両側縁部の表裏面が対向して重なるように筒状に巻いて筒状のPVDC製フィルムを形成した。筒状のPVDC製フィルムを下方に走行させながら、該筒状のPVDC製フィルムの重なった両側縁部を、所定の電圧及び電流に基づく高周波電力が印加されている高周波誘電加熱装置のシール電極(先端が半径1mmの半円状に加工された外部電極)とアース電極(内部電極)との間を通過させることにより(外部電極を内部電極側に押し当てる力は4Nとした)、筒状のPVDC製フィルムの前記の両側縁部の径方向内側に配置された2枚のフィルムを径方向外側に配置された2枚のフィルムと共に溶着して、長手方向に延びる幅6mmの外耳部と縦シール部を備える筒状のPVDC製フィルムを形成した。
続いて、筒状のPVDC製フィルムに、充填装置から魚肉ソーセージ用のすり身を供給して充填した後、筒状のPVDC製フィルムの長手方向の両端部をクリップテープで集束し、所定長に切断することによって、周長56mm、長さ195mmである充填包装体を製造した。なお、母材フィルムを筒状に成形する際は、折幅(円周の半分の長さ)が28mm、カット長(充填包装体から内容物を抜き取り、筒状のPVDC製フィルムを平らに押し広げて長手方向に測定した際の長さ)が195mm、質量が35gとなるように条件を調整した。
得られた充填包装体について温度120℃、圧力2.0kg/cm2(ゲージ圧)のレトルト釜内に10分間静置してレトルト加熱殺菌を行った後、取り出して開封性評価用サンプルを作製した。
23℃における引張弾性率が44MPaのエチレン-酢酸ビニル共重合体の代わりに、23℃における引張弾性率が34MPaのエチレン-酢酸ビニル共重合体を用いたこと以外は実施例1と同様に製膜し、塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムbを得た。また、塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムaの代わりに塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムbを用いたこと以外は実施例1と同様にして充填包装体を得た。
23℃における引張弾性率が44MPaのエチレン-酢酸ビニル共重合体の代わりに、23℃における引張弾性率が78MPaのエチレン-酢酸ビニル共重合体を用いたこと以外は実施例1と同様に製膜し、塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムcを得た。また、塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムaの代わりに塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムcを用いたこと以外は実施例1と同様にして充填包装体を得た。
23℃における引張弾性率が44MPaのエチレン-酢酸ビニル共重合体を加えないこと以外は実施例1と同様に製膜し、塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムdを得た。また、塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムaの代わりに塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムdを用いたこと以外は実施例1と同様にして充填包装体を得た。
VAc:酢酸ビニルに由来する構成単位の濃度。表1中の「%」は質量%を意味する。
phr:エチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂の添加量の単位(質量部)を表し、ポリ塩化ビニリデン系樹脂100質量部を基準とする。
1 :筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルム
21 :縦シール部
22 :外耳部
3A、3B :両端部
41 :径方向外側に配置された2枚のフィルム
41A :表層部分(径方向において最も外側に位置する1枚のフィルム)
42 :径方向内側に配置された2枚のフィルム
51 :外部電極
52 :内部電極
61 :介在物
Claims (4)
- ポリ塩化ビニリデン系樹脂とエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂とを含有する塩化ビニリデン系樹脂組成物であって、
前記エチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂の23℃における引張弾性率が43MPa以上45MPa以下であり、
前記塩化ビニリデン系樹脂組成物において、前記エチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂の量は、前記ポリ塩化ビニリデン系樹脂100質量部に対して、2質量部以上3質量部以下であり、
前記エチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂において、
前記エチレン-酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニルに由来する構成単位の濃度が16質量%以上19質量%以下であり、かつ、
前記エチレン-酢酸ビニル共重合体のメルトフローレートが0.4g/10min以上0.9g/10min未満である塩化ビニリデン系樹脂組成物。 - 請求項1に記載の塩化ビニリデン系樹脂組成物からなる、厚み10μm以上300μm以下のフィルムが2枚重なって構成された、塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルム。
- 請求項2に記載の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの両側縁部が、前記塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの表裏面が対向するように、重ね合わされ、長手方向に縦シールされた筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムに内容物が充填されて両端部が封止された充填包装体であって、
前記塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの側縁部が、前記筒状の塩化ビニリデン系樹脂延伸フィルムの外側に帯状にはみ出した外耳部を形成する充填包装体。 - 前記縦シール部は、径方向内側に配置された2枚のフィルムと径方向外側に配置された2枚のフィルムとが共に溶着されている請求項3に記載の充填包装体。
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