JPS6044138B2 - 断熱性包装材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光沢、密封性に優れた、断熱性を有した包装
材料に関し、更に詳しくは被包装体の光輝性包装は勿論
、保温、保冷等の断熱性を有する包装材料を提供するも
のである。

周知の如く包装材料のうちプラスチックフィルムに関
しては透明包装が主体であるが、近年包装の有する商品
的意味は益々多様化しつつある事は事実である。

これ等の中で半透明又は不透明包材として、紙様、真
珠様光沢のプラスチック包材は少量であるが市販されて
いる。

本発明は保冷、保温性を要求される包装材、広くは被
覆材、保護材、封繊材も含めて、これ等の材料を提供す
る。

従来、空洞含有フィルムも市販されているが、これ等
は単体では、ヒートシール性、接着性もなく、他のフィ
ルム、紙等と貼合せしたり、これ等に更にーテイングし
たり、何等かの積層材料を貼 付けて用いられている。

ところが、空洞含有フィルムと上記他の積層材を貼合せ
た界面はよく接合していても、接着界面近傍の空洞含有
層で簡単に破れ易く、袋にした場合封繊端で破れ易い欠
点を有し、輸送中、展示中等作業中に受ける繰返し外力
で損傷を受け、保護機能が失われる欠点がある。また、
表面光沢は空洞含有フィルムの特徴で、マット調であり
、光の反射率も悪く、例えばアイスクリームの保冷機能
を調べると悪い事が認められた。又空洞含有フィルムに
他の材料を積層する際、接着剤の塗工、材料間の装層工
程等、機能を多様化させるのに多くの工程を要し経済的
でないばかりか、空洞層に前記積層中に使用する接着剤
等の残留溶剤も除去しにくい等の欠点を有する。空洞含
有フィルムを得る為には色々の方法が提案されている。
例えば、未延伸ポリプロピレンフィルムの両面の温度に
差を設けて該フィルムを１軸延伸する方法（特公昭４１
−４３３８号公報）があるが、この方法で得られたフィ
ルムは通常の透明゛性延伸ポリプロピレンフィルムに較
べて機械的強度が小さいばかりかヒートシール性もなく
、熱遮断性も低く、特殊な条件で延伸しているので操業
性が非常に悪い欠点があつた。 さらにポリエチレンと
エチレン／ビニル共重合体と無機物とから紙様フィルム
を製造することが知られている（英国特許第１０９００
５９号明細書）が、無延伸状態のフィルムが２軸延伸さ
れた場合にも空洞発性は極めて少ないことが認められる
（同英国特許の第１表）。

本発明者らの知見によつてもかかる重合体組成物から延
伸によつて多数の空洞を生成させるために２軸延伸しよ
うとするときは膜破断を生することなく均一な厚みを保
持して生産性良好な状態で延伸することは困難であり、
ポリプロピレンに無機物質を配合して２軸延伸しようと
する場合と同様な問題点を有する。本発明者はかかる点
を改良する研究を重ねた結果、本発明に到達した。即ち
、本発明は延伸により形成された空洞の空洞含有率が１
０〜８５％である中心層Ａとその両面に光沢度が４０％
以上であり、炭素数が４以上のα−オレフィン成分を含
有する重合体又はその混合体により構成された表面層Ｂ
を有し該表面層全体の中で占める炭素数４以上のα−オ
レフィンモノマー含有率が５〜８０（重量）％であるヒ
ートシール性を有し、光沢、密封性の優れた断熱性包装
材料に関する。本発明の空洞含有層Ａはポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリブテンー１等のポリオレフィン系
重合体やこれ等の共重合体、混合体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で例示しうるポ
リエステル系重合体や、これ等と共重合可能な、脂肪族
、芳香族、脂環族ジオール残基を有する共重合ポリエス
テル、又はその混合重合体等、ナイロン６、ナイロン９
、ナイロン１１、ナイロン６，６、ナイロン６，１０、
ナイロン１０，１蒔で例示しうるポリアミド系重合体や
共重合体、或いはこれ等の混合重合体等、ポリスチレン
系重合体やこれを主成分とした共重合スチレン系重合体
、ポリカーボネート等の縮合系重合体等延伸膜形成性重
合体が例示される。

これ等の重合体５に無機充填剤や、該重合体と非相溶性
の有機重合体を混合し、延伸する事により空洞含有層を
形成する。本発明て使用する無機物質としては炭酸カル
シウム、酸化カルシウム、シリカ、酸化チタン、ア，ル
ミナ、硫酸アルミニウム等が挙げられ、特に炭酸カルシ
ウムが好ましい。

そして無機物質の粒径は０．１〜１５μ、特に０．５〜
１０μが好ましい。無機物質の粒径が０．１μ未満であ
ると基体フィルム表面から内部にかけて空洞が生成し難
くなる。また粒・径が１５μを越えるとフィルムの延伸
性が悪くなる。そしてこの無機物質は混合物中２〜５轍
量％、特に５〜３鍾量％存在するのが好ましい。この添
加量が２重量％未満であると基体フィルムに空洞は殆ん
ど発生せず、空洞含有率も小さくなる傾向にある。一方
５唾量％を越えると延伸性は著しく悪くなる。又、非相
溶性重合体はＳＰ値（溶解度指数）が、０．５以上好ま
しくは２以上異つた重合体を主として用い、これに更に
若干のＳＰ値が異なる重合体で補助的に空洞形成性を付
与する。実例をあげると、ポリプロピレンとポリスチレ
ン、ポリプロピレンとポリアミド、ポリエステルとポリ
プロピレン、ポリエステルとポリアミドｌ等の混合によ
り空洞形成は行いうる。勿論これ等の組合せに限定され
ないが、延伸により多層積層状空洞層により断熱性が得
られる。空洞含有率は１０〜８５％である事が必要であ
る。空洞含有率が１０％以下の場合は異なる肉眼上透明
フィルムでないという珍しさだけのフィルムであり、断
熱性を発揮する程の空洞でなく、又８５％以上になると
優れた断熱性を有する一方、包装材料としての必要な強
度、特に該空洞層内のどこかで、層間剥離し、又製膜上
延伸性が悪化しかける為本発明のような目的には使用す
る事が出来ない。空洞含有率とフィルムの熱伝導率、つ
まり保温、保冷等の断熱効果は、驚くべき事に本発明の
方法で得たフィルムは著しく向上したものである事を発
見した。空洞が存在すれば断熱性は良くなるであろう事
は、極めて常識的である。しかし本発明は常識よりはる
かに良好な特性を示した。その原因は恐らく、両表面層
が、光沢のある空洞の少ない層であり、中心層が延伸に
より空洞を形成される為、空洞は密封状態であり、単体
の空洞割有フィルムより、表層の被覆により、真空状態
が保たれ易く、しかも延伸終了後、フィルムの温度が室
温に戻れば表層は一層空気の流通を防止する層として作
用する為であると考えられる。この一例として空洞含有
率が６０％の厚さ４０μのフィルムを用いて、アイスク
リームを包装し、本発明と比較した。単体フィルムは冷
蔵庫から取出し室温に１０５３−間放置したらアイスク
リームは軟かく、溶け出したが、本発明の密封包装品は
約４紛経過しても大丈夫であつた。この現象は包装の密
封度は勿論のこと、熱伝導率が極めて低い事を物語つて
いる点は驚くべきことである。本発明フィルムは透明包
材に比較して約１．５ｆ８から２唯近の断熱性を示す。
無機物質の混合法は既存のいかなる方法も用いうるが、
粉末状重合体と混合するか、粒状重合体を液状添加剤で
湿潤状態にし、しかる後無機物質を添加し、混合機器で
混合するのが好ましい方法である。そしてこの混合押出
し、均一混合ストランド状物を得て、これを細粒に切断
する事により無機質混合ペレットを得るのがフィルム形
成上好ましい。一方、表面層Ｂは炭素数４以上のα−オ
レフィン成分を含有する重合体又は共重合体又は共重合
体と他の重合体との混合物であつて該表面層Ｂ全体の中
で占める炭素数４以上のα−オレフィン成分の含有率が
５〜８０（重量）％でありかつ積層フィルムとしての光
沢度が４０％以上である重合体により構成される。炭素
数４以上のα−オレフィン成分を含有する重合体は炭素
数が４〜１０のα−オレフィン単独重合体または該オレ
フィンとエチレン又はプロピレンとの１種または２種以
上の共重合体である。Ｂ層全体の重合体重量に対し炭素
数４以上、１０以下のα−オレフィンの含有率は５〜８
０（重量）％である。α−オレフィンモノマーの含有率
が５（重量）％以下であると該層の低温ヒートシール性
がなくヒートシール部の熱により基層Ａの空洞含有層が
、透明化する傾向を示し、しかも密封性が失なわれる。
又、８０（重量）％以上になると光沢が４０％以下とな
り光沢、光輝性が失なわれ、自動包装機での熱刃離脱性
、加熱ヒーター面との滑り不良、自動切断性の低下等不
都合である。炭素数４以上のα−オレフィンと、エチレ
ン又はプロピレンとの共重合体を用いる理由は、もしも
炭素数４以上のα−オレフィンと共重合する相手方が炭
素数が４以上、１０以下のα−オレフィン重合体である
と光沢が悪く、光の反射性が悪．く断熱性の低下や、外
観上印刷、包装効果が出難い事と、低温シール性に乏し
くなり密封性も低下するからである。ここで云う密封性
はヒートシール面が高度な気密を有する性質を示す言葉
であり、単に低温ヒートシール性が良いというだけ．で
、ヒートシール強度が強いというだけでもなく、シール
面に皺による隙間を生じたり、フィルムの弾力性により
シール後シール面が冷却される迄に接着面が離れる傾向
を有する等により密封性が失なわれるので複雑な特性で
ある。表面層Ｂを・形成する重合体は前記炭素数４以上
のα−オレフィン成分を含有する重合体又は共重合体の
他にフィルムの光沢度が４０％を下まわらない範囲で他
の重合体を混合することができるのが例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン／プロピレン共重合体等
を用いることができる。使用する重合体の量は光沢度が
４０％以上になる範囲であり重合体同士の相溶性、積層
フィルムの延伸温度・倍率などに影響される。前記共重
合体及びポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／プ
ロピレン共重合体等は溶融指数（■）は０．５〜１５ダ
／１０ｎ１１ｎ１好ましくは１．０〜１０ｆ／１０ｒｒ
１１ｎである。ＭＩが０．５以下では光沢が悪くなり、
１５以上でも延伸後光沢がノ悪くなる。ポリエチレンは
密度が０．９１２〜０．９７０９ノｄのものが一般的に
用い得る。ポリプロピレンはアイソタクテイツク指数が
８５（重量）％以上、好ましくは９０（重量）％以上で
ある。エチレン／プロピレン共重合体はエチレン含有量
が、・０．４〜１０（重量）％、しかし一般的に工業的
に得られる好ましい範囲も考慮に入れると上限は５．５
〜６．０（重量）％程度であり、しかも本発明ではブロ
ック共重合体は好ましくない。エチレン含有量が１０（
重量）％以上になると室温より少し高い”温度でフィル
ムのバタツキが見受けられ、自動包装機械での作業性が
悪い。又自動包装機での自動切断性や加熱刃への粘着、
加熱ヒーター面との滑性不良によるシール部の皺の発生
等好ましからざる結果を招く。さて、本発明の包装材料
は、基層Ａと表層Ｂを別個の溶融押出し、溶融状態のま
ま複合し、共押出する方法や、基層フィルムＡを得た後
、表層Ｂを溶融押出ラミネートして複合フィルムを得る
方法、基層Ａと基層Ｂを別個に溶融押出成形し、次いで
加熱接着する方法等により製造しうる。

これ等のうち好ましい方法は共押出法で未延伸複合フィ
ルムを得たのち少なくとも一軸延伸する方法、基層Ａを
溶融押出成形後一方向に延伸し、次いで表層Ｂを溶融押
出ラミネートし、前記方向と直角方向に延伸する方法、
又は未延伸基層フィルムＡに表層Ｂを溶融押出ラミネー
トし、次いで少なくとも一軸延伸する方法が一般的であ
る。上記は基本的方法について述べたもので、これ等の
変形、又は付加的技術を追加して得る事は容易に類推し
うる事であり、本発明の主旨はＡ，Ｂを積層後、少なく
とも一方向に延伸し、堅固な両層の結合を得る。空洞含
有フィルムにポリプロピレンや、少量のエチレンを含有
するエチレン−プロピレン共重合体を積層し、次いで延
伸する方法も提案されているが、本発明はこれ等より基
層Ａと表層Ｂの結合力が強く、密封性向上及至はシール
エッジの破壊による気密性低下を防止するのに重要な役
割を果している。

延伸はロールによる一軸延伸、テンター式横一軸延伸や
、或いかこれ等の組合せによる逐次２軸延伸、又は縦横
同時２軸延伸等が用いられ、Ｔ−ダイ法、チユーブラー
法のどちらでも得る事が出来る。延伸条件は約７５〜１
７０℃の延伸温度が常用され、好ましくは９０℃〜１６
０℃であり、基質Ａは面積傍率８倍以上、好ましくは１
０〜５５倍に延伸される。延伸後熱固定又は熱処理され
るが、基層Ａの融点以下の温度で４〜６０秒間行われ、
緊張或いは緩和熱固定される。本発明は前記未延伸溶融
状複合体や、又はどちらか一方が溶融していたり、引続
いて行われる延伸により表層Ｂが溶融又はほとんど軟化
流動しうる状態にあり、その上本熱処理又は熱固定によ
り基層Ａの融点以下でも表層Ｂは溶融又は軟化流動し、
基層Ａの表面空洞層に表層Ｂの重合体フィルムが流入し
、或いは浸透、又は化学的結合し基層Ａと表層Ｂの境界
面を有さず、やや不明瞭に層の変化が生じる点が大きな
特徴である。延伸によつて基体フィルムは膜表面に対し
平行な層状に走る扁平微細空洞を多数生成し、基層フィ
ルムは２軸配向される。この空洞の生成量は延伸倍率が
増加する程増す傾向にあり延伸温度が低い程増える傾向
がある。またこのフィルムにコロナ放電処理、火焔処理
等の表面活性化処理を施してもよい。

なお、本発明のフィルムの製造において重合体に少量の
安定剤、帯電防止剤、染料、顔料等の添加剤を混合する
ことができる。かくして得られたフィルムは基層が多数
の微細空洞を含有し、全光線透過率で７０％以下のもの
で空洞含有率が１０−８５％を有し、寸法安定性がよく
断熱性を有し、表面層Ｂは一軸又は二軸延伸され、フィ
ルム全体として表面光沢が著しく優れ４５０て測定した
光沢度が４０％以上で、且つ低温度でのヒートシール性
のみならず、密封性を有したものである。

そして基層Ａと表層Ｂとの接合力は極めて強く、従来得
られなかつた特性を示した。

実際に袋に被包装物を充填し、その実用強度を比較した
が著しく本発明が優れている事がわかつた。本発明の包
装材料に更に、公知の方法で他のフィルム又は紙、繊維
状ウエツブ等をラミネートする事が出来る事は言うまで
もない。

このように本発明フィルムは優れた機能を有するので、
各種食品包装、化粧品包装、携帯用カイロ袋、蒸着用材
料、ブックカバー、絶縁材料、エンボス加工用材料、粘
着テープ、ラベル等多方向に用いうる。しかし特に好ま
しい使い方は本発明の特徴である、外観の光沢、光輝性
による高級イメージに加え、密封性による被包装物の変
質、汚染防止と更に断見性により保温効果、又は冷菓、
冷凍食品などの保冷効果等を利用した使い方に効果を発
揮する。以下実施例を挙げて本発明を説明する。

尚、実施例中の測定項目の測定法は下記の如くである。

（１）光沢度ＪＩＳ−Ｚ８７４により測定、入射角度４
５度（２）全光線透過率ＪＩＳ−Ｋ６７ｌ４により測定 （３）熱収縮率 １２０℃の加熱空気中で５分間放置したときの収縮率。

（４）空洞含有率 フィルムの見掛け密度ｄを測定し次
式より算出した。

（式中ρ１は支持体重合体、ρ２は非相溶重合体、ρ３
は無機物質の密度を示す。Ｍ１は支持体重合体、Ｍ２は
非相溶重合体、Ｍ３は無機物質の混合割合を示す。）（
５） ヒートシール性 東洋精機社製、熱傾斜式ヒートシーラーでヒートシール
後、引張試験器で２００ＴｗｔＩｍｉｎの引張速度で強
度を測定。

（６）密封性 自動包装機により１６０℃、８０ケ／Ｔｗｔの包装条件
でシールされた部分の気密性を水漏れ量により判断した
。

箱状に形成された外装体を包装後、取出し、これに水道
水を５Ｃｙ−Ｃ入れ、１分間に漏れる量を測定した。

実施例１ 溶融指数が３ｙ／１吟のポリプロピレンと平均粒径１．
２μの炭酸カルシウムと溶融指数が０．８７１／１吟の
ポリスチレンを４０：２０：４０の重量比率で混合した
ものを、溶融押出してストランドをつくりこれを小粒に
細断しペレットを得た。

該混合体を２４０゜Ｃて溶融した。（基層Ａ）一方別個
の押出機より、エチレン／プロピレン（５／９５重量比
）共重合体（ＭＩ＝４．０ｙ／１０１１１１ｎ）とプロ
ピレン／ブテンー１（８０／２唾量比）共重合体（ＭＩ
＝５．０ｑ／１０ｒＴ１１ｎ）を８０：２０の重量比で
混合して溶融押出した。（表層Ｂ）この両者を共押出用
ダイスに導入しＢ／Ａ／Ｂ層に形成し合計厚さを１４０
０μとした冷却された未延伸シートを得た。引続きこの
フィルムを１２５℃に加熱された周速の異なるロー５ル
て縦方向に５倍延伸し、引続きそれを１４０゜Ｃのテン
ター内に送り横方向に７倍延伸し、厚さ４０μのフィル
ムを得た。さらにこのフィルムをテンタークリツプで把
握したまま１４５℃の熱風炉中で１５秒間熱処理し基層
Ａは空洞含有率が５８％であり、表層Ｂは片面で４μを
有する３層複合フィルムを得た。得られたフィルムの片
面を漏れ張力３７ｄｙＩ１ｅ１Ｃ！ｎになるようコロナ
放電処理した。比較例１実施例１の基層Ａの割合いで混
合した組成物を、単一の層で厚さ４０μとなるよう調整
し、同様に逐次２軸延伸した。

実施例２ １基層Ａはポリプロピレンと高密度ポリエチレン（ρ＝
０．９５５ｙＩｃＩｔ）と８０：２０の重量比で混合し
た混合重合体に炭酸カルシウム（平均粒径２．０μ）を
、種々混合比を変えて、空洞含有率の違つたフィルム層
を形成させた、表層Ｂはエチレン／プロピレン（５／９
５重量比）共重合体とエチレンブテンー１（５／９５重
量比）共重合体と５０：５０で混合したものを用い、前
記基層Ａの未延伸シートを縦方向に一軸延伸し、しかる
後にＢ層を両面に溶融押出ラミネートし、次いで横方向
に一軸延伸し、３層積層フィルムを得た。

得られたフィルムは合計厚さが１００μで両表面層に、
片側５μの表層Ｂを形成させた。基層Ａの空洞含有率は
第１表の通りで、得られたフィルムの特性も表の通りで
ある。比較例２ 比較例１のフィルムにイソシアネート系接着剤を塗布し
両側に未延伸ＰＰフィルム（厚さ２０ｐ）をドライラミ
ネートした。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 延伸により形成された空洞の空洞含有率が１０〜８
   ５％である中心層Ａと両面に光沢度が４０％以上であり
   、炭素数４以上のα−オレフィン成分を含有する重合体
   又はその共重合体と他の重合体との混合体により、構成
   された表面層Ｂを有し、該表面層Ｂ全体の中で占める上
   記炭素数４以上のα−オレフィン成分の含有率が５〜８
   ０（重量）％である、ヒートシール性を有した、光沢、
   密封然の優れた断熱性包装材料。