TWI617426B - 合成樹脂拉伸膜 - Google Patents

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Abstract

一種聚乙烯類合成樹脂拉伸膜，係將樹脂組合物沿單軸方向拉伸而成，該樹脂組合物中含有高密度聚乙烯與低密度聚乙烯與具有環狀聚烯烴結構之聚合物。該膜手撕性能優異且能平衡地兼備耐熱性、熱封特性。該膜例如可用作咖哩、燉湯、關東煮等蒸煮食品之軟包裝材料，果汁、咖啡等飲料之軟包裝材料，休閒食品、糕點、調味料等食品之軟包裝材料，亦可用作粉末或顆粒狀藥品等之藥包紙材料。

Description

合成樹脂拉伸膜
本發明係關於一種將聚乙烯類樹脂組合物沿單軸方向拉伸而成之膜及其用途。本說明書中，關於表示成分配比之單位「質量份」，若無特別規定則按質量基準表示。
由聚乙烯類樹脂做成之膜可廣泛應用於食品及其他各種物品之包裝上。
將該類膜用於包裝時，通常會被做成袋狀，並要求做成不用剪刀或刀具等亦可直接用手容易開封，例如，一專利文獻(日本專利申請 特開2006-348197號)中提案有一種將含樹脂組合物之組合物以6~16倍沿橫向單軸拉伸而成之膜，且該樹脂組合物中含有高密度聚乙烯與非直鏈狀之低密度聚乙烯。
然，該膜手撕性能強之反面耐熱性受局限，因而會發生熱收縮等現象，而不適於要求進行加熱滅菌加工之蒸煮袋等之包裝用途。
有鑑於此，為解決前述之缺陷與不足，本發明之一課題係提供一種易撕、直線撕開等手撕性能突出，且平 衡地兼備耐熱性、熱封特性之聚乙烯類膜。
為解決前述課題，本發明之發明人經精心研究發現，透過沿單軸方向拉伸由含高密度聚乙烯與低密度聚乙烯，以及具有環狀聚烯烴之聚合物之樹脂組合物而成之膜，可獲得手撕性能優異之聚乙烯類膜，藉此完成了本發明。
並且，本發明之發明人發現，透過前述方法還可獲得具備手撕性能且能平衡地兼備耐熱性、熱封特性之膜。
即，本發明之一態樣係有關於一種合成樹脂拉伸膜，該膜係將樹脂組合物沿單軸方向拉伸而成，該樹脂組合物中含有高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、以及具有環狀聚烯烴結構之聚合物。
在一實施例中，較佳地，相對100質量份之高密度聚乙烯，含5~45質量份之低密度聚乙烯，含5~45質量份之具有環狀聚烯烴結構之聚合物。較佳地，具有環狀聚烯烴結構之聚合物的玻璃化轉變溫度係150℃以上。
根據本發明，可獲得易撕、直線撕開等手撕性能突出之聚乙烯類膜。並且，根據本發明所獲得之膜可同時平衡地兼備耐熱性、熱封特性。
本發明提供之合成樹脂拉伸膜適合作為軟包裝材料等，比如可用作咖哩、燉湯、關東煮等蒸煮食品之軟包裝材料，果汁、咖啡等飲料之軟包裝材料，休閒食品、糕 點、調味料等食品之軟包裝材料，亦可用作粉末或顆粒狀藥品等之藥包紙材料。
下面說明本發明之實施態樣。
本發明提供之膜係由混合了高密度聚乙烯(以下簡稱為「HDPE」)與低密度聚乙烯(以下簡稱為「LDPE」)，以及具有環狀聚烯烴結構之聚合物(以下簡稱為「COP」)之聚乙烯類樹脂組合物所製成。
單獨使用HDPE或混合使用HDPE與LDPE時，雖然其手撕性能優異，但進行加熱滅菌加工(比如於120℃環境下進行60分鐘)時會發生熱收縮現象，而導致失去包裝容器之功能。
若使用多用途之聚對苯二甲酸乙二醇酯膜或尼龍膜等時，雖然不會發生熱收縮，但無法實現直線撕開功能，而會發生被斜向撕開等情況，並會導致比如包裝袋中被加熱之內容物溢出而有可能引起事故。
並且，單獨使用HDPE或混合使用HDPE與LDPE時，無法達到可製包裝袋之熱封強度，而另需其他熱封層(如CPP)。
相比，關於本發明所使用之HDPE，無特別限 定，但滿足如下條件為佳，即：熔點係依DSC法測定時為126~136℃；密度係0.94~0.97g/cm3；熔融流率(MFR)係依JIS K-6922-2之規定於190℃溫度及2.16kg載重條件下，較佳為0.05~10.0g/10分鐘，更佳為0.05~5.0g/10分鐘。
關於本發明所使用之LDPE，相對100質量份之HDPE含5~45質量份之LDPE為較佳，且滿足如下條件為較佳，即：熔點係依DSC法測定時為100~125℃；密度係0.91~0.93g/cm3；熔融流率(MFR)係依JIS K-6922-2之規定於190℃溫度及2.16kg載重條件下較佳為0.05~10.0g/10分鐘，更較佳為0.05~5.0g/10分鐘。
關於本發明所使用之COP，其玻璃化轉變溫度係120℃以上為佳，150℃以上為更佳。
此外，於本說明書中，前述之所謂具有環狀聚烯烴結構之聚合物的玻璃化轉變溫度，係指依據JISK7121規定之測定方法所測定之中間點玻璃化轉變温度。
作為具有環狀聚烯烴結構之聚合物，有將降冰片烯與乙烯透過茂金屬催化劑共聚而成之環烯烴共聚合物(COC)種類，以及環烯烴聚合物(COP)種類，使用哪種類型均可。
市場上銷售之具有環狀聚烯烴結構之聚合物，例如有日本瑞翁(ZEON)株式會社製造之ZEONOR(登錄商標)、寶理塑料集團公司製造之TOPAS(登錄商標)等。
關於含HDPE與LDPE之混合物與COP之配比，假設HDPE有100質量份，則相對由100質量份之HDPE與5~45質量份之LDPE所成混合物(105~145質量份)，含有5~45質量份之COP為佳。
或者，相對前述混合物(105~145質量份)，含有5~30質量份之COP為較佳。或者，相對前述混合物(105~145質量份)，含有5~20質量份之COP為更佳。
若COP不滿5質量份，則不具有充分的耐熱性以及熱封強度，反之，若COP超過45質量份，則不僅會造成成本提高，而且無法充分進行單軸拉伸，使膜製造工藝變得非常困難。
根據需要，亦可於前述說明之樹脂組合物中添加熱穩定劑、防氧化劑、紫外線吸收劑、抗阻塞劑、潤滑劑、抗靜電劑、顏料、染料等添加劑。
關於獲得混合所成之樹脂組合物之方法無特別限定，可採用習知的混合方法。例如，使用亨捨爾混合機(Henscbel mixer)、螺條混合機(ribbon blender)、班伯尼密煉機(Banbury mixer)、滾筒式混合機(tumbler mixer)等習知混合機，於室溫或其鄰近溫度條件下進行混合之方法。
混合後，使用混合輥(mixing roll)、單軸或雙軸螺桿擠出機等進行混煉(kneading)、熔化，之後對所得片狀物或線狀物(strand)進行粉碎、切斷等加工而成形為丸 狀物。
各樹脂均已成形為丸狀物時，亦可混合各樹脂並直接使用。
本發明所提供之膜可按照如下方法獲得。
首先，使用前述之樹脂組合物形成一未拉伸膜。
關於形成未拉伸膜之方法，將前述作為原料樹脂之混合物放到擠出機中，使其熔化，透過膜擠壓模型(film die)擠出膜，並於成型機中冷卻即可。透過該工序，可形成厚度約為20~1400μm之未拉伸膜。
之後，將所獲得之未拉伸膜於100~140℃條件下進行沿縱向或橫向之單軸拉伸，由此獲得本發明之膜。
在此，將未拉伸膜於100~140℃條件下進行單軸拉伸之理由係，若不滿100℃會難以進行單軸拉伸，相反，若超過140℃則會導致單軸拉伸過度，並有可能會發生HDPE及LDPE因受熱而改變性質。
膜之拉伸倍率係6~16倍為佳，9~15倍為更佳。若拉伸倍率不滿6倍時，則無法沿拉伸方向直線撕開。相反，若拉伸倍率超過16倍時，則有時會難以進行拉伸。
而且，被拉伸膜之厚度係5~100μm為佳，10~60μm為更佳。
若厚度不滿5μm時，則達不到膜所需強度，相 反，若厚度超過100μm時，則會難以撕開。
關於對未拉伸膜進行拉伸之方法，有採用輥拉伸之縱向單軸拉伸法，或者採用拉幅機(tenter)之橫向單軸拉伸法。其中，較佳係採用拉幅機之橫向單軸拉伸法。
為使拉伸後之膜尺寸穩定，可以使其於拉伸方向收縮1~10%左右之量，並於100~165℃條件下進行1~60秒之熱處理(heat-set)。
對於膜表面，可以進行電暈處理(corona treatment)、電漿處理(plasma treatment)等表面處理。
此外，在不影響易撕以及直線撕開等性能之範圍內，亦可沿拉伸方向與垂直方向進行1~3倍之拉伸。
作為本發明提供之膜之其他特徵，除前述性能效果之外，還具有透濕度低、扭擰或彎折時之變形形狀維持性(dead holding properties)得以加強之性能。
(實施例)
下面參照表1並結合實施例、比較例來詳細說明本發明。當然地，本發明並不局限於以下所舉例說明之內容。
表1中，關於「易撕性能」，將膜沿拉伸方向撕開，並按照如下基準進行了肉眼評價。
良：用手指扭擰時膜容易成直線狀被撕斷。
不良：即使用手指甲膜仍會被伸展而不易撕斷，產生裂痕時才被撕斷。
表1中，關於「直線撕開性能」，按照如下基準肉眼評價了撕膜時之撕斷方向。
良：幾乎沿拉伸方向直線撕斷。
不良：嚴重偏離拉伸方向，幾乎沒有方向性。
表1中，關於「熱收縮率」，作為樣品將膜切成 縱向100mm、橫向100mm之大小，並於溫度達到110℃及120℃之吉爾烘箱(geer oven)內放置10分鐘，之後測量樣品之尺寸且計算了加熱處理前後差之比率。
熱收縮率之表達式如下：熱收縮率(%)=(加熱前尺寸-加熱後尺寸)/加熱前尺寸
表1中，所謂「熱封特性」係使用熱封試驗機(東洋精機製作所株式會社製造之熱傾斜測定機HG-100)於140℃溫度、4.0kgf/cm2壓力條件下進行壓力結合後，使用拉力試驗機以300mm/分鐘之速度扯開時觀察到的剝離狀態。
○：封合良好，未出現拉絲等異常現象
△：可封合，但膜上出現了皺紋
×：封合不良，於膜分界面處出現了剝離現象
(實施例1)
於100質量份之HDPE(熔點係129℃、密度係0.957g/cm3、MFR係0.2g/10分鐘)與15質量份之LDPE(熔點係110℃、密度係0.920g/cm3、MFR係0.6g/10分鐘)中乾混20質量份之玻璃化轉變溫度係158℃之COP(乙烯與降冰片烯之共聚合物；寶理塑料集團公司製造之TOPAS(登錄商標)6015)之後所得物放入擠出機內，使其熔融並透過膜擠壓模型將其擠出，再於成型機內進行冷卻，由此形成了厚度係200μm之未拉伸膜。將該未拉伸膜於120℃溫度條件之拉幅 機內拉伸10倍，得到了涉及實施例1之厚度係20μm之單軸拉伸膜。
(實施例2)
將所添加之LDPE從實施例1中之15質量份改為5質量份，其他條件均與實施例1相同，得到了涉及實施例2之厚度係20μm之單軸拉伸膜。
(實施例3)
將所添加之LDPE從實施例1中之15質量份改為45質量份，其他條件均與實施例1相同，得到了涉及實施例3之厚度係20μm之單軸拉伸膜。
(實施例4)
於100質量份之HDPE(熔點係129℃、密度係0.957g/cm3、MFR係0.2g/10分鐘)中混合了20質量份之玻璃化轉變溫度係163℃之COP(乙烯與降冰片烯之共聚合物；日本瑞翁(ZEON)株式會社製造之ZEONOR(登錄商標)1600)，其他條件均與實施例1相同，得到了涉及實施例4之膜。
(實施例5)
於100質量份之HDPE(熔點係129℃、密度係0.957g/cm3、MFR係0.2g/10分鐘)中混合了20質量份之玻璃化轉變溫度係178℃之COP(乙烯與降冰片烯之共聚合物；寶理塑料集團公司製造之TOPAS(登錄商標)6017)，其他 條件均與實施例1相同，得到了涉及實施例5之膜。
(實施例6)
將所添加之COP從實施例1中之20質量份改為5質量份，其他條件均與實施例1相同，得到了涉及實施例6之膜。
(實施例7)
將所添加之COP從實施例1中之20質量份改為45質量份，其他條件均與實施例1相同，得到了涉及實施例7之膜。
(實施例8)
將所添加之COP從實施例4中之20質量份改為5質量份，其他條件均與實施例4相同，得到了涉及實施例8之膜。
(實施例9)
將所添加之COP從實施例4中之20質量份改為45質量份，其他條件均與實施例4相同，得到了涉及實施例9之膜。
(實施例10)
將所添加之COP從實施例5中之20質量份改為5質量份，其他條件均與實施例5相同，得到了涉及實施例10之膜。
(實施例11)
將所添加之COP從實施例5中之20質量份改為45質量份，其他條件均與實施例5相同，得到了涉及實施例11之膜。
(實施例12)
於100質量份之HDPE(熔點係129℃、密度係 0.957g/cm3、MFR係0.2g/10分鐘)中混合了20質量份之玻璃化轉變溫度係112℃之COP(乙烯與降冰片烯之共聚合物；寶理塑料集團公司製造之TOPAS(登錄商標)7010)，其他條件均與實施例1相同，得到了涉及實施例12之膜。
(比較例1)
使用了HDPE(熔點係129℃、密度係0.957g/cm3、MFR係0.2g/10分鐘)與LDPE，其他條件均與實施例1相同，得到了涉及比較例1之膜。
(比較例2)
於100質量份之HDPE(熔點係129。℃、密度係0.957g/cm3、MFR係0.2g/10分鐘)中混合了60質量份之玻璃化轉變溫度係158℃之COP(乙烯與降冰片烯之共聚合物；寶理塑料集團公司製造之TOPAS(登錄商標)6015)，其他條件均與實施例1相同，得到了涉及比較例2之膜。
(比較例3)
於100質量份之HDPE(熔點係129℃、密度係0.957g/cm3、MFR係0.2g/10分鐘)中混合了30質量份之玻璃化轉變溫度係158℃之COP(乙烯與降冰片烯之共聚合物；寶理塑料集團公司製造之TOPAS(登錄商標)6015)，其他條件均與實施例1相同，得到了涉及比較例3之膜。
(比較例4)
比較並評價了厚度係20μm之多用途之聚對苯二甲酸乙 二醇酯樹脂製膜(帝人杜邦薄膜公司製之帝人帝特龍(tetoron)膜)。
從表1可知，本發明所提供之膜，其易撕以及直線撕開等手撕性能優異，且能平衡地維持耐熱性、熱封特性。此外，雖然表1中未記載，但本發明所提供之膜還具有透濕度低、扭擰或彎折時之變形形狀維持性(dead holding properties)得以加強之效果特性。
本發明之前述例示實施例的表達僅係為了說明和敘述的目的，並不意圖使本發明耗盡或限制至所揭示的確切形式。按照上述教示，許多種修正和變異是可能的。

Claims (1)

  1. 一種合成樹脂拉伸膜，將一樹脂組合物沿單軸方向拉伸而成，該樹脂組合物中含有高密度聚乙烯與低密度聚乙烯，以及具有環狀聚烯烴結構之聚合物；其中，相對100質量份之高密度聚乙烯，含5~45質量份之低密度聚乙烯，含5~45質量份之具有環狀聚烯烴結構之聚合物；其中，具有環狀聚烯烴結構之聚合物的玻璃化轉變溫度係150℃以上。
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