JPH08277335A - 線状低密度ポリエチレン系フイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温熱接着性に優れ、かつ液体のホット充填
性が良好な線状低密度ポリエチレン系フイルムを提供す
ること。 【解決手段】 シール開始温度が９５℃以下で、かつホ
ット充填温度が９０℃以上の線状低密度ポリエチレン系
フイルムを開示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低温熱接着性に優
れ、かつ、液体のホット充填適性が良好な線状低密度ポ
リエチレン系フイルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動包装機による物品の包装は、その簡
便性や生産性の良好性ゆえに広く利用されている。近
年、自動包装機は、益々高速化、高能率化になってきて
いる。そのために、低温熱接着性の要求が強くなってき
ている。自動包装用フイルムとしてはポリオレフィン系
フイルムが広く使用されており、中でも線状低密度ポリ
エチレンの無延伸フイルムは、低温熱接着性や耐衝撃性
に優れるため、食品、飲料を始めとし、各種物品の包装
用フイルムとして有用である。しかし、高度な低温熱接
着性を付与するためには低融点の樹脂を使用する必要が
ある。ところが低融点の樹脂を使用すると当然のことで
あるが熱融着性が増大し、たとえば液体を高温充填した
場合に包装体内部のシール面同士が熱融着をするという
現象が起り、いわゆる液体のホット充填性が低下すると
いう問題が発生する。すなわち、低温熱接着性と液体の
ホット充填性とは二律背反の関係にあり、市場の高度な
要求を満たせていないのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低温
熱接着性に優れ、かつ、液体のホット充填適性が良好な
線状低密度ポリエチレン系フイルムを提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究を行った結果、本発明を完成
するに到った。即ち本発明は、 シール開始温度が９５℃以下で、かつ本文中に定義
した方法で測定されるホット充填温度が９０℃以上であ
ることを特徴とする線状低密度ポリエチレン系フイルム
に関し、好ましくは 平均粒径が５〜１５μｍの不活性微粒子を０．８〜
２重量％を含む密度が０．８８〜０．９１ｇ／ｃｍ³ で
あり、重量平均分子量／数平均分子量が１〜３である線
状低密度ポリエチレンよりなるＡ層と、平均粒径が２〜
７μｍの不活性微粒子を０．３〜１．５重量％含む密度
が０．９０５ｇ／ｃｍ² 以上で、かつ、Ａ層に用いた線
状低密度ポリエチレンの密度より高い密度である線状低
密度ポリエチレンよりなるＢ層とからなることを特徴と
する記載の線状低密度ポリエチレン系フイルム、 Ａ層に含まれる不活性微粒子が平均粒径８〜１５μ
ｍの架橋有機高分子よりなる微粒子（Ａ）と平均粒径５
〜８μｍの無機質微粒子（Ｂ）とからなり、（Ａ）／
（Ｂ）が重量比で０．１／０．９〜０．９／０．１であ
ることを特徴とする記載の線状低密度ポリエチレン系
フイルム、 Ａ層／Ｂ層の厚み比が０．０１〜２であることを特
徴とするおよび記載の線状低密度ポリエチレン系フ
イルムに関する。

【０００５】本発明の線状低密度ポリエチレン系フイル
ムはシール開始温度が９５℃以下である必要がある。９
３℃以下がより好ましい。９５℃を越えると低温熱接着
性が劣り、たとえば自動包装機による物品の包装速度が
悪化するので好ましくなくない。また、本発明の線状低
密度ポリエチレン系フイルムは、実施例において記載の
方法で測定されるホット充填温度が９０℃以上である必
要がある。９３℃以上が好ましく、９５℃以上がより好
ましい。９０℃未満では、高温の液体をホット充填した
場合や、液体を充填した商品をボイルあるいはレトルト
処理をした場合に、液体充填袋の包装体内面の熱融着が
起るので好ましくない。

【０００６】上記した特性を有した本発明の線状低密度
ポリエチレン系フイルムの好ましい構成要件について記
述するがこれらに限定はされない。本発明の線状低密度
ポリエチレン系フイルムは密度の異なる線状低密度ポリ
エチレンよりなるＡ層およびＢ層よりなる複合系フイル
ムとすることで上記特性に加え、フイルムの剛性が良好
で二次加工適性が優れたフイルムがえられるので好まし
い実施態様である。本発明の好ましい実施態様のＡ層に
用いられる線状低密度ポリエチレンは、密度が０．８８
〜０．９１ｇ／ｃｍ³ で、かつ重量平均分子量／数平均
分子量が１〜３であれば、特に制限されない。密度は、
０．８８５〜０．９０５ｇ／ｃｍ³が好ましく、０．８
９０〜０．９０５ｇ／ｃｍ³ がより好ましい。密度が
０．８８ｇ／ｃｍ³ 未満では、耐ブロッキング性が悪化
するので好ましくない。逆に、密度が０．９１ｇ／ｃｍ
³ を越えた場合は、低温熱接着性が悪化するので好まし
くない。重量平均分子量／数平均分子量比は分子量分布
の尺度であり、単分散の分子量分布が１であることが理
想であるが、３までは許容ができる。２．５以下が好ま
しく、２．３以下がより好ましい。重量平均分子量／数
平均分子量が３を越えると、レジンの粘着性が増加し、
レジンの取扱い性が悪化したり、フイルムの耐ブロッキ
ング性や液体のホット充填適性が悪化する等の問題が発
生するので好ましくない。

【０００７】Ａ層に用いる線状低密度ポリエチレンは、
前記特性を満足すれば特に制限がなく、その共重合成分
としては、通常、炭素数３〜１２のα−オレフィン、例
えばプロピレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン
−１、オクテン−１、４−メチルペンテン−１、デセン
−１、ドデセン−１等が挙げられる。これらの中でヘキ
セン−１より炭素数の多い高級α−オレフィンとの共重
合体が、耐衝撃性の優れたフイルムが得られるので好ま
しい。

【０００８】Ａ層に用いる線状低密度ポリエチレンの製
造法は、特に限定されないが、ビスシクロペンタジエニ
ル金属化合物、いわゆるメタロセン触媒等のシングサイ
ト触媒を用いて製造する方法が好ましい。

【０００９】また、分子量分布が狭い該線状低密度ポリ
エチレンの溶融押出しの成形加工性を良くするために、
例えば長さおよび数の制御された形で長鎖分岐を入れる
等の方法を導入することができる。

【００１０】Ａ層に用いる線状低密度ポリエチレンは、
上記範囲の特性のものを単独で用いてもよいし、加重平
均値が上記範囲になるように２種以上を混合して用いて
もよい。単独で用いることが特に好ましい。本発明にお
いては、該Ａ層には平均粒径が５〜１５μｍの不活性微
粒子を０．８〜２重量％含まれるのが好ましい。平均粒
径が５μｍ未満では液体のホット充填性が悪化するので
好ましくない。逆に１５μｍを越えると低温熱接着性や
外観が悪化するので好ましくない。５〜１２μｍがより
好ましい。不活性微粒子の含有量が０．８％未満では液
体のホット充填適性が低下するので好ましくない。逆
に、２重量％を越えると低温熱接着性や外観が悪化する
ので好ましくない。１．０〜１．８重量％がより好まし
い。該不活性微粒子は、平均粒径８〜１５μｍの架橋有
機高分子よりなる微粒子（Ａ）と平均粒径５〜８μｍの
無機質微粒子（Ｂ）とからなり（Ａ）／（Ｂ）が重量比
で０．１／０．９〜０．９／０．１であることがより好
ましい実施態様である。本範囲のものを用いることによ
り液体のホット充填適性だけでなく、外観、滑り性、耐
ブロッキング性等のフイルム特性が好ましい範囲となり
実用性の高いフイルムがえられる。無機質微粒子として
は、線状低密度ポリエチレンに不溶性で、かつ不活性な
ものであれば特に制限はない。具体的には、シリカ、ア
ルミナ、ジルコニア、酸化チタン等の金属酸化物；カオ
リン、ゼオライト、セリサイト、セピオライト等の複合
酸化物；硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩；リ
ン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム等のリン酸塩；炭
酸カルシウム等の炭酸塩等が挙げられる。これらの無機
微粒子は天然品、合成品のどちらでもよく、粒子の形状
も特に制限はない。天然の非晶シリカである珪藻士の使
用が特に好ましい。本発明において用いられる有機質微
粒子の分子構造は、上記線状低密度ポリエチレンの溶融
成形温度で非溶融で、かつ同温度に耐える耐熱性を有す
るものであれば特に制限はなく、付加重合法で得たもの
であってもよいし、重縮合や重付加反応法で得たもので
もよい。該微粒子を構成するポリマーは非架橋タイプで
あっても架橋タイプであってもかまわないが、耐熱性の
点より架橋タイプの方が推奨される。

【００１１】ポリマーを微粒子化する方法も限定はされ
ないが、乳化重合や懸濁重合等の方法を用い、重合時に
直接微粒子化する方法が好適である。これらの重合方法
を採用する場合は、自己乳化性を付与し得る特殊構造の
極性モノマーを少量共重合する手段を採用してもよい。
架橋高分子粒子の材料としては、例えば、アクリル酸、
メタアクリル酸、アクリル酸エステル、メタアクリル酸
エステル等のアクリル系単量体、スチレンやアルキル置
換スチレン等のスチレン系単量体等と、ジビニルベンゼ
ン、ジビニルスルホン、エチレングリコールジメタアク
リレート、トリメチロールプロパントリメチルアクリレ
ート、ペンタエリスリトールテトラメチルアクリレート
等の架橋性単量体との共重合体；メラミン系樹脂；ベン
ゾグアナミン系樹脂；フェノール系樹脂；シリコーン系
樹脂等が挙げられる。上記材料のうち、アクリル系単量
体および／またはスチレン系単量体と架橋性単量体との
共重合体の使用が特に好ましい。次いで、Ｂ層に用いる
線状低密度ポリエチレンは、密度が０．９１１ｇ／ｃｍ
³ 以上であれば特に制限されない。密度は、０．９１５
〜０．９３８ｇ／ｃｍ³が好ましく、０．９１７〜０．
９３０ｇ／ｃｍ³ がより好ましい。０．９１１ｇ／ｃｍ
³ 未満では、フイルムの剛性が低下し、二次加工適性が
悪化するので好ましくない。

【００１２】Ｂ層に用いられる線状低密度ポリエチレン
は、前記特性を満足すれば特に制限がなく、その共重合
成分としては、通常炭素数３〜１２のα−オレフィン、
例えばプロピレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセ
ン−１、オクテン−１，４−メチルペンテン−１、デセ
ン−１、ドデセン−１等が挙げられ、耐衝撃性の点か
ら、ヘキセン−１より炭素数の多い高級α−オレフィン
が好ましい。

【００１３】Ｂ層に用いる線状低密度ポリエチレンの製
造法は、特に限定されず、Ａ層に用いる線状低密度ポリ
エチレンと同様の方法を用いても良いし、例えば、チー
グラー触媒等を用いて製造しても良い。コスト面より後
者の方法を用いることが好ましい。

【００１４】Ｂ層に用いる線状低密度ポリエチレンは、
上記範囲の特性のものを単独で用いてもよいし、加重平
均値が上記範囲になるように２種以上を混合して用いて
もよい。単独で用いることが特に好ましい。

【００１５】Ｂ層に用いる線状低密度ポリエチレンの分
子量分布は、特に制限されない。Ａ層に用いる線状低密
度ポリエチレンと同様に重量平均分子量／数平均分子量
が１〜３のものを用いてもよいし、重量平均分子量／数
平均分子量が３以上のものでもよい。

【００１６】本発明において重量平均分子量／数平均分
子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法で
測定した。該Ｂ層には平均粒径２〜７μｍの不活性微粒
子を０．３〜１．５重量％含まれるのが好ましい。平均
粒径が２μｍ未満では滑り性や耐ブロッキング性が悪化
するので好ましくない。逆に７μｍを越えると外観が悪
化するので好ましくない。３〜６μｍがより好ましい。
不活性微粒子の含有量が０．３％未満では滑り性や耐ブ
ロッキング性が低下するので好ましくない。逆に１．５
重量％を越えると外観が悪化するので好ましくない。
０．５〜１重量％がより好ましい。該不活性微粒子はＡ
層に含まれる不活性微粒子として挙げたものが好適に用
いられる。Ａ層に含まれるものと同じものを用いてもよ
いし、異種のものを用いてもよい。実質的球状のものを
用いるのが好ましい。

【００１７】前記したＡ層およびＢ層を構成する線状低
密度ポリエチレンは、メルトインデックスが０．１〜５
ｇ／１０分（１９０℃）の範囲のものを用いるのが好ま
しく、０．５〜４ｇ／１０分（１９０℃）のものがより
好ましい。メルトインデックスが０．１ｇ／１０分未満
のものは、熱接着強度が飽和し、かつ溶融粘度が高くな
り、押出し機のモーターにかかる負荷が大きくなる傾向
がある。逆に５ｇ／１０分を越すと熱接着強度が低下す
る傾向がある。

【００１８】本発明の好ましい実施態様フイルムは、Ａ
層とＢ層とが積層されていることが好ましい。本発明の
複合フイルムの構成は、低温熱接着性を付与するため
に、その最外層の少なくとも一方がＡ層であればよく、
Ａ／Ｂの２層構成、Ａ／Ｂ／Ａの３層構成が好ましい。

【００１９】本発明の好ましい実施態様の線状低密度ポ
リエチレン系フイルムは、共押出し成形法で成形するこ
とにより得ることができる。成形はフイルムの通常の成
形方法に従って行うことができる。例えば、円形ダイに
よるインフレーション成形法、ＴダイによるＴダイ成形
法等が採用される。Ｔダイ成形をする場合は、ドラフト
率を１〜１０、樹脂温度を１９０〜３００℃の範囲から
選択するのが好ましい。

【００２０】Ａ層／Ｂ層の厚み比は、０．０１〜２であ
ることが好ましく、０．０２〜１がより好ましい。ここ
で、３層以上の構成である場合、Ａ層およびＢ層厚み
は、それぞれの合計厚みとして求めたものである。Ａ層
／Ｂ層の厚み比が０．０１未満では低温熱接着性が悪化
する傾向があり、逆に２を越えるとフイルムの剛性が低
下し、二次加工適性が悪化する傾向がある。

【００２１】本発明の線状低密度ポリエチレン系フイル
ムの総厚みは、特に限定されないが、通常５〜１００μ
ｍ、好ましくは１０〜５０μｍの範囲である。

【００２２】また、当該線状低密度ポリエチレン系フイ
ルムは、耐熱性や強靭性の点から、ナイロン等と積層し
て使用することもできるが、このラミネートフイルムも
本発明の範囲である。この場合、ラミネートフイルムの
最外層の少なくとも一方がＡ層となるように積層する。
当該線状低密度ポリエチレン系フイルムと積層されるフ
イルムの厚みは、特に限定されないが、通常５〜１００
μｍが好ましく、１０〜５０μｍがより好ましい。積層
方法は、自体既知の方法で行えばよく、例えば多層押出
し法や押出しラミ法が挙げられるが、多層押出し法が特
に好ましい。

【００２３】本発明の線状低密度ポリエチレン系フイル
ムは、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて
適量の熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、防曇剤、中
和剤、滑剤、造核剤、着色剤、その他の添加剤および無
機質充填剤等を配合することができる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳述す
るが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、
前、後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは
全て本発明の技術範囲に包含される。なお、測定法は次
の通りである。 (1) シール開始温度 東洋精機製熱傾斜ヒートシーラーにより圧力１ｋｇ／ｃ
ｍ² 、１．０秒間の条件下でヒートシールした後に、そ
の強度を測定し、その強度が５００ｇ／１５ｍｍになる
ときの温度をシール開始温度とした。該シール開始温度
はＡ層面合せで測定した。 (2) ホット充填温度 Ａ層面を袋内側として自動充填機を用い６０×８０ｍｍ
のサイズに製袋し、この製袋時に所定温度の温水１０ｃ
ｃを注入する。該温水充填製袋直後の温水充填袋の温水
充填部を１ｃｍ×１ｃｍの面積につき１ｋｇ／ｃｍ² の
圧力で抑え込み空冷する。温水温度を８０℃より２℃ピ
ッチで高め、加圧部のフイルム内面同士の融着が起る温
度を求めホット充填温度とした。 (3) 曇価 ＪＩＳ−Ｋ６７１４に準じ、東洋精機ヘーズテスターＪ
で測定した。 (4) 耐ブロッキング性 ＡＳＴＭ−Ｄ１８９３−６７に準じ、フイルムのＡ層面
合せで測定した。 (5) ヤング率（剛性） ＡＳＴＭ−Ｄ８８２に準じて測定した。 (6) 製袋速度 充填包装機（小松製作所製、半折三方シール充填機ＫＳ
３２４）を用い、包装袋（サイズ５０ｍｍ×７０ｍｍ）
に内容物として水を８０℃でホット充填し、シールバー
温度１１０℃で熱接着し、その充填包装袋に荷重１００
ｋｇをかけ、シール部破袋またはシール部水漏れない状
態で製袋できる製袋速度を求めた。該製袋速度は、１５
μｍの２軸延伸ナイロンフイルムとの積層品（Ｂ層面と
ナイロンフイルムと合わせて積層）について測定した。

【００２５】実施例１ Ａ層用レジンとして、エルカ酸アミド０．０５重量％、
平均粒径１０μｍの球状の架橋ポリメチルメタアクリレ
ート粒子０．８重量％および平均粒径５μｍの珪藻土
０．４重量％を含み、メタロセン触媒を用いて製造した
オクテン−１共重合の線状低密度ポリエチレン〔密度＝
０．８９５ｇ／ｃｍ³ 、重量平均分子量／数平均分子量
＝２．０、メルトインデックス（１９０℃）＝２．０ｇ
／１０分〕を、Ｂ層用レジンとして、エルカ酸アミド
０．０５重量％、平均粒径６μｍの球状の架橋ポリメチ
ルメタアクリレート粒子０．６重量％を含み、チーグラ
ー触媒で製造したヘキセン−１共重合の線状低密度ポリ
エチレン〔密度＝０．９２１ｇ／ｃｍ³ 、重量平均分子
量／数平均分子量＝３．５、メルトインデックス（１９
０℃）＝２．０ｇ／１０分〕を用い、それぞれ別個の押
出し機を用い溶融押出し、マルチマニホールド多層Ｔダ
イに供給し、２６０℃の温度で共押し、チルロールで冷
却し、Ａ層／Ｂ層の厚み比＝５／３５（μｍ／μｍ）の
線状低密度ポリエチレン系フイルムを得た。

【００２６】実施例２ Ａ層用レジンの密度を０．９０２ｇ／ｃｍ³ 、Ｂ層用レ
ジンの密度を０．９２４ｇ／ｃｍ³ 、Ａ層およびＢ層用
レジンのメルトインデックスを３．０とし、かつＡ層／
Ｂ層の厚み比を１０／３０（μｍ／μｍ）とした以外
は、実施例１と同様にしてフイルムを得た。

【００２７】実施例３ Ａ層用レジンの密度を０．８８６ｇ／ｃｍ³ 、Ｂ層用レ
ジンの重量平均分子量／数平均分子量を２．０、Ａ層お
よびＢ層用レジンのメルトインデックスを２．５とし、
かつＡ層／Ｂ層の厚み比を３／３７（μｍ／μｍ）とし
た以外は、実施例１と同様にしてフイルムを得た。

【００２８】比較例１ Ａ層用レジンとして重量平均分子量／数平均分子量＝
３．５である分子量分布の広いオクテン−１共重合の線
状低密度ポリエチレンを用いる以外は、実施例１と同じ
方法でフイルムを得た。

【００２９】比較例２ 実施例１において、Ａ層用レジンの密度を０．９１２ｇ
／ｃｍ³ にする以外は、実施例１と同じ方法でフイルム
を得た。

【００３０】比較例３ 実施例１の方法において、不活性微粒子とし平均粒径６
μｍの球状の架橋ポリメチルメタアクリレート粒子０．
６重量％を用いる以外は実施例１と同じ方法でフイルム
を得た。

【００３１】比較例４ 実施例１において、Ａ層用レジンの密度を０．８７０ｇ
／ｃｍ³ 、重量平均分子量／数平均分子量を２．３、メ
ルトインデックス（１９０℃）を３．０ｇ／１０分に、
Ｂ層用レジンの密度を０．９２４ｇ／ｃｍ³ 、メルトイ
ンデックス（１９０℃）を３．０ｇ／１０分にする以外
は、実施例１と同じ方法でフイルムを得た。

【００３２】上記実施例１〜３および比較例１〜４で得
られたフイルム（原反フイルム）および原反フイルムと
１５μｍの２軸延伸ナイロンフイルムとの積層品につい
て、曇価、耐ブロッキング性、ヤング率、シール開始温
度、製袋速度を測定した。その結果を表１に示す。ここ
で、ナイロンフイルムとの積層品とは、原反フイルムの
Ｂ層面とナイロンフイルムと合わせて積層して得られた
ラミネートフイルムである。本実施例で得られた線状低
密度ポリエチレン系フイルムは、シール開始温度が低く
低温熱接着性が良好で、低温度で高速製袋ができ、かつ
ホット充填温度が高く、ホット充填適性に優れている。
また、該フイルムは透明性、耐ブロッキング性および剛
性等の他の特性も良好であり自動包装用フイルムあるい
はシーラント等として極めて高品質である。比較例１、
３および４で得られたフイルムは、シール開始温度が低
く低温熱接着性は良好であるが、ホット充填温度が低く
ホット充填適性に劣っており実用性の低いものであっ
た。比較例２で得られたフイルムは、ホット充填温度が
高く、ホット充填適性は優れているが、シール開始温度
が高く低温熱接着性が劣り実用性の低いものであった。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明の線状低密度ポリエチレン系フイ
ルムは低温熱接着性に優れ、かつ、液体のホット充填適
性が良好であり、自動包装用フイルムあるいはシーラン
ト等として有効に使用される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０８Ｌ 23:00 (72)発明者 井坂 勤 大阪市北区堂島浜二丁目２番８号 東洋紡 績株式会社本社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シール開始温度が９５℃以下で、かつ、
   本文中に定義した方法で測定されるホット充填温度が９
   ０℃以上であることを特徴とする線状低密度ポリエチレ
   ン系フイルム
2. 【請求項２】 平均粒径が５〜１５μｍの不活性微粒子
   を０．８〜２重量％を含む密度が０．８８〜０．９１ｇ
   ／ｃｍ³ であり、重量平均分子量／数平均分子量が１〜
   ３である線状低密度ポリエチレンよりなるＡ層と、平均
   粒径が２〜７μｍの不活性微粒子を０．３〜１．５重量
   ％含む密度が０．９０５ｇ／ｃｍ³ 以上で、かつ、Ａ層
   に用いた線状低密度ポリエチレンの密度より高い密度で
   ある線状低密度ポリチエチレンよりなるＢ層とからなる
   ことを特徴とする請求項１記載の線状低密度ポリエチレ
   ン系フイルム。
3. 【請求項３】 Ａ層に含まれる不活性微粒子が、平均粒
   径８〜１５μｍの架橋有機高分子よりなる微粒子（Ａ）
   と平均粒径５〜８μｍの無機質微粒子（Ｂ）とからな
   り、（Ａ）／（Ｂ）が重量比で０．１／０．９〜０．９
   ／０．１であることを特徴とする請求項２記載の線状低
   密度ポリエチレン系フイルム。
4. 【請求項４】 Ａ層／Ｂ層の厚み比が０．０１〜２であ
   ることを特徴とする請求項２および３記載の線状低密度
   ポリエチレン系フイルム。