(57)【要約】      （修正有）【課題】共押出水冷インフレーション法によって成形された食品等の包装材料として使用される多層フィルムであって、裁断部における反りの発生が少なく優れた取り扱い性を発揮することができる低反り多層フィルムとその製造方法を提供する。【解決手段】共押出水冷インフレーション法によって製造される多層フィルムであって、最外層にポリアミド樹脂層１、最内層にオレフィン系樹脂層２の少なくとも２層以上からなり、成形中の冷却水から吸湿した水分を大気中へ放湿することで縮もうとする前記ポリアミド樹脂層１の収縮力と、製膜後の加熱処理により残留歪を開放して発生させた前記オレフィン系樹脂層２の収縮力が釣り合った状態となっている低反り多層フィルム。亦、製膜後のチューブフィルムを巻き取ったロール体に加熱処理をポリアミド樹脂のガラス転移温度以上で施すようにした多層フィルムの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共押出水冷インフレーション法によって製造される多層フィルムであって、最外層にポリアミド樹脂層、最内層にオレフィン系樹脂層の少なくとも２層以上からなり、成形中の冷却水から吸湿した水分を大気中へ放湿することで縮もうとする前記ポリアミド樹脂層の収縮力と、製膜後の加熱処理により残留歪を開放して発生させた前記オレフィン系樹脂層の収縮力が釣り合った状態となっていることを特徴とする低反り多層フィルム。
【請求項２】
最外層にポリアミド樹脂層、最内層にオレフィン系樹脂層の少なくとも２層以上からなる多層フィルムを共押出水冷インフレーション法によって製造する多層フィルムの製造方法であって、製膜後のチューブフィルムを巻き取ったロール体に加熱処理を施し、前記オレフィン系樹脂層の残留歪を開放することにより収縮力を発生させ、この収縮力が水分を大気中へ放湿することで縮もうとする前記ポリアミド樹脂層の収縮力に釣り合うようにしたことを特徴とする低反り多層フィルムの製造方法。
【請求項３】
製膜後の加熱処理を、ポリアミド樹脂のガラス転移点以上の温度で行う請求項２に記載の低反り多層フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共押出水冷インフレーション法によって成形された食品等の包装材料として使用される多層フィルムであって、裁断部における反りの発生が少なく優れた取り扱い性を発揮することができる低反り多層フィルムとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、食品や工業部品等の包装材料として異種の樹脂を積層した多層フィルムが広く利用されている。このような多層フィルムでは、フィルム表面の光沢性や滑り性が良好であり、印刷も容易でかつ高い酸素バリアー性を有する等の理由から、最外層にポリアミド樹脂層を用いたものが多い。一方、樹脂製フィルムを袋にする際や、開口部を密封する際には、簡便かつ確実なヒートシール法が一般的に利用されることから、フィルムの最内層には融点が低く透明性のよいヒートシール性に優れたポリオレフィン系樹脂が使用されることが多い。
そして、水冷インフレーション成形法によって得られる円筒状フィルムは、成形方向と垂直に切断した部分を溶着させることで袋化されて、利用に供されている。
【０００３】
なお、前記ポリアミド樹脂とポリオレフィン系樹脂とは、水冷インフレーション成形法で共押出するときに相互に接着し難いので、通常は接着性樹脂層を介した多層フィルムとして一般に使用されている。また、より高度な酸素バリアー性を持たせるために、エチレン−ビニルアルコール共重合体の層を入れることなども知られている。
【０００４】
しかしながら、最外層をポリアミド樹脂層とし、最内層をポリオレフィン系樹脂層とした多層フィルムの場合、共押出水冷インフレーション法によって成形された円筒状フィルでは、一定長さに切断した袋素材の成形方向と直交する切断面において、該切断面がまくれ上がるようにして外層側に反るという現象が見られた。
このような反りが発生すると、前記袋素材の切断部をヒートシールすることにより袋化する製袋工程などで袋を積み上げた際に、開口部側となる垂直方向側が膨れ上がって多数を積み上げられない等の問題があり、更に、内容物の充填時においても前記反った部分が引っ掛かって袋の供給に支障が出たりするなどの問題があり、フィルムの取り扱い性が劣るという問題があった。
【０００５】
ここで、低反りとは水冷インフレーション成形された円筒状フィルムを袋化し使用するに当たり前述のような支障をきたさない程度の反りをいう。なお、作業上支障をきたさない程度の反り度の目安としては、後述する反り度指標（湾曲半径）が少なくとも１５ｍｍ以上とする。
【０００６】
そこで、反りが発生しにくい多層フィルムとして、高吸湿性ナイロン層と低吸湿性ナイロン層を組み合わせたものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。また、特許文献２に示すように、本件出願人は成形歪を利用するためにゴム弾性を有する材料を積層して反りの発生を防止したフィルムを開発し、先に特許出願をした。しかし、いずれの特許文献に記載のフィルムも高価な素材を利用するため、コスト増につながるという問題が残されていた。
その他、ポリアミドとポリオレフィンの外層内層対称構成となる中間層にポリアミド、外層，内層にポリオレフィンが使用された低反り多層フィルムの構成なども知られているが、外層に耐熱性の低いポリオレフィンがあることからヒートシール作業に注意が必要で取り扱い性が難しいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２２７９４４号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、反り現象の発生原因について検討を行った結果、温度、湿度などの環境影響以外に、次のような理由により反り現象が発生するものと推測した。
図６は、従来例における反り現象の発生原因を説明するための説明図である。図６において、１は外層側にあるポリアミド樹脂層、２は内層側にあるオレフィン系樹脂層、３はこれらの樹脂層を接着する接着性樹脂層である。
図６に示すように、共押出水冷インフレーション法によって多層フィルムを製造する場合、溶融状態にある共押出樹脂をサーキュラーダイから押出した後、円筒状フィルムの外表面を冷却水に接触することにより冷却固化する。そのとき最外層のポリアミド樹脂層１は直接接触した冷却水により吸湿した状態となる（左図）。次いで、吸湿した状態にあるポリアミド樹脂層１は平衡吸水率より高い吸湿状態にあることが考えられ、徐々に水分を放湿し平衡吸水率に達する（中央図）。この結果、ポリアミド樹脂層１は体積が減少して矢印で示すような収縮力を発生する（右図）。この収縮力の作用により、外側にむけて反りを発現するものと推測される。
【０００９】
本発明は前記知見をもとに、従来の問題点を解決し、ポリアミド樹脂層の放湿に起因する反り発生をなくして、製袋工程や充填工程において優れた取り扱い性を発揮することができる低反り多層フィルムとその製造方法を提供することを目的として完成したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項１の発明は、共押出水冷インフレーション法によって製造される多層フィルムであって、最外層にポリアミド樹脂層、最内層にオレフィン系樹脂層の少なくとも２層以上からなり、成形中の冷却水から吸湿した水分を大気中へ放湿することで縮もうとする前記ポリアミド樹脂層の収縮力と、製膜後の加熱処理により残留歪を開放して発生させた前記オレフィン系樹脂層の収縮力が釣り合った状態となっていることを特徴とする低反り多層フィルムである。
【００１１】
また、請求項２の発明は、最外層にポリアミド樹脂層、最内層にオレフィン系樹脂層の少なくとも２層以上からなる多層フィルムを共押出水冷インフレーション法によって製造する多層フィルムの製造方法であって、製膜後のチューブフィルムを巻き取ったロール体に加熱処理を施し、前記オレフィン系樹脂層の残留歪を開放することにより収縮力を発生させ、この収縮力が水分を大気中へ放湿することで縮もうとする前記ポリアミド樹脂層の収縮力に釣り合うようにしたことを特徴とする低反り多層フィルムの製造方法である。
【００１２】
前記製膜後の加熱処理を、ポリアミド樹脂のガラス転移点以上の温度で行うことが好ましく、これを請求項３の発明とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、共押出水冷インフレーション法によって製造される多層フィルムであって、最外層にポリアミド樹脂層、最内層にオレフィン系樹脂層の少なくとも２層以上からなり、成形中の冷却水から吸湿した水分を大気中へ放湿することで縮もうとする前記ポリアミド樹脂層の収縮力と、製膜後の加熱処理により残留歪を開放して発生させた前記オレフィン系樹脂層の収縮力が釣り合った状態となっているので、従来のように外側へ向けて反りが発生するのを的確に抑制することができ、この結果、製袋工程や充填工程において優れた取り扱い性を発揮できることとなる。
【００１４】
請求項２に係る発明では、最外層にポリアミド樹脂層、最内層にオレフィン系樹脂層の少なくとも２層以上からなる多層フィルムを共押出水冷インフレーション法によって製造する多層フィルムの製造方法であって、製膜後のチューブフィルムを巻き取ったロール体に加熱処理を施し、前記オレフィン系樹脂層の残留歪を開放することにより収縮力を発生させ、この収縮力が水分を大気中へ放湿することで縮もうとする前記ポリアミド樹脂層の収縮力に釣り合うようにしたので、反りが発生しない多層フィルムを低コストで効率よく生産することが可能となる。
【００１５】
請求項３に係る発明では、製膜後の加熱処理を、ポリアミド樹脂のガラス転移点以上の温度で行うので、簡単な加熱処理により反りの発生を的確に抑制することができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態を示すフィルム拡大断面図である。
【図２】本発明のフィルム反りの低減を説明するための説明図である。
【図３】フィルムの残留歪を緩和する時の形状となる連続的に巻き取られたフィルムの状態を説明する説明図である。
【図４】カール評価方法を示す説明図である。
【図５】湾曲半径を測定する説明図である。
【図６】従来例におけるフィルム反りの発生原因を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図1は、 共押出水冷インフレーション法によって製造される３層からなる基本的な多層フィルムを示しており、図中１は最外側に位置するポリアミド樹脂層、２は最内側に位置するオレフィン系樹脂層である。なお、前記オレフィン系樹脂層１とポリアミド樹脂層２とは共押出成形するときに相互に接着し難いので、接着性樹脂層 ３を介して積層した構造となっている。なお、この接着性樹脂層３は、例えば接着性ポリエチレン（接着性ＰＥ）のような一般的なものであるので、以下の説明では省略する。
【００１８】
図２は、今回の低反り現象の発生原因を説明するための説明図である。図２において、１は外層側にあるポリアミド樹脂層、２は内層側にあるオレフィン系樹脂層、３はこれらの樹脂層を接着する接着性樹脂層である。
【００１９】
前記ポリアミド樹脂層１は、一般に強度があり耐熱性の高い汎用樹脂として知られており、また酸素バリアー性や表面光沢性に優れており、袋の最外層に好適なものである。
具体的には、主にポリアミド６（ＰＡ６）やポリアミド６・６６（ＰＡ６・６６）などの共重合ナイロンが挙げられる。
【００２０】
前記オレフィン系樹脂層２は、融点が前記ポリアミド樹脂層１よりも低く、低温度のヒートシール性に優れ、また透明性にも優れており、袋の最内層に好適なものである。
具体的には、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、アイオノマー樹脂等が挙げられる。
【００２１】
前述したように本発明者は、従来の場合、最外層のポリアミド樹脂層１は冷却水を放湿することで縮むことにより外側にむけカール（反り）を発生させるものと推測した。
そこで、本発明では成形中の冷却水から吸湿した水分を大気中へ放湿することで縮もうとする前記ポリアミド樹脂層１の収縮力と、製膜後の加熱処理により残留歪を開放して発生させた前記オレフィン系樹脂層２の収縮力が釣り合った状態とすれば、カールの発生を防止することができるとの発想から、本発明を完成するに至った。
【００２２】
このように、本発明においては前記ポリアミド樹脂層１の収縮力と、残留歪を開放して発生させたオレフィン系樹脂層２の収縮力とが相殺し合って釣り合っている状態としたので、従来のように、ポリアミド樹脂層１のみが収縮して外側へカールすることが的確に抑制されることとなる。
【００２３】
図２は、ポリアミド樹脂層１の収縮力とオレフィン系樹脂層２の収縮力とが釣り合った状態になる工程を示す説明図である。
図２の左図に示すように、共押出水冷インフレーション法により成形したフィルムは、ポリアミド樹脂層１に成形中の冷却水から吸湿した水分を大気中へ放湿することで縮もうとする収縮力が発生して、外側へ反った状態となる。そこで、このフィルムに対して、所定の加熱処理を施し残留歪を開放してやると、図２の中央図に示すように、オレフィン系樹脂層２には収縮力が発生する。図２の右図に示すように、このオレフィン系樹脂層２に発生した収縮力と前記ポリアミド樹脂層１の収縮力とを釣り合った状態とすれば、フィルムには反りの発生がなくなることとなる。
【００２４】
このようにポリアミド樹脂層１の収縮力とオレフィン系樹脂層２の収縮力とを釣り合った状態とするには、例えば、図３に示すように、製膜後のチューブフィルムを巻き取ったロール体１０に加熱処理（アニール処理）を施せばよい。
その他、前記チューブフィルムを切り開いてシート状にしたものや、そのシートを巻き取ってロール体としたものや、そのシートを積層したもの等に加熱処理を施すこともできる。
この加熱処理は処理温度と処理時間がポイントとなる。温度が低いと前記ポリアミド樹脂層１の収縮力と釣り合わず外反りを解消することができない。一方、処理温度が高ければ高いほど残留歪が開放されやすく収縮量が大きくなるので、温度が高過ぎると収縮力の釣り合いがとれず、反りが内反りとなるおそれがある。
【００２５】
処理温度につき種々実験を行った結果、ポリアミド６を利用した場合は、そのガラス転移点（５０℃）以上で加熱処理すると、反り度の低減効果も高く、またポリアミド６の結晶球の伸長が起こって表面の摩擦抵抗が低減するため、包装袋としてより好適な状態となることが確認できた。なお、ガラス転移点よりもプラス３０℃以内の温度の加熱が好ましい。これ以上の温度の場合は、内反りを発生させるおそれがある。
一方、加熱処理は連続的に巻き取られたロール体１０を対象として、効率的に処理することができる。ただし、プラスチックは熱伝導性が低いため巻き芯部にまで充分に温度を伝わらせて残留歪を開放するには、充分な時間をかけて処理する必要がある。
【実施例】
【００２６】
＜フィルム成形装置＞
３台の押出機と１台のサーキュラー３層ダイからなる水冷式共押出インフレーション成形機を使用した。また、加熱処理炉として松井製作所製箱型熱風乾燥機（ＰＯ−８０）を使用した。
【００２７】
＜多層フィルムの構成＞
（１）各層の組成
下記の表１に示す組成からなる三層構成の水冷式共押出チューブフィルムを成形した。そのフィルムを加熱処理したものとしないものとを比較した。
【００２８】
【表１】
2015128885.tif 000003
【００２９】
＜加工条件＞
（１）温度条件
（ａ）第１層 ＰＡ６・・・・・・２４０℃
（ｂ）第２層 接着性ＰＥ・・・・１９０℃
（ｃ）第３層 Ｌ−ＬＤＰＥ・・・２００℃
（ｄ）サーキュラーダイ・・・・・２４０℃
（２）成形条件
（ａ）ブロー比 ０．９
（ｂ）冷却水温 ２３℃
（ｃ）製膜工程内フィルム乾燥温度 ５０℃
（ｄ）フィルム厚み ０．０７ｍｍ
（３）加熱処理条件
（ａ）加熱温度
未加熱（室温）、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃の５通り
（ｂ）加熱時間
２４時間
（ｃ）加熱対象
フィルムを連続的に巻き取った巻取り品（ロール体）にて実施
【００３０】
＜カール性の評価＞
（１）カール性の評価方法
成形したチューブ状のフィルムを連続的に巻いた状態（ロール体）で加熱処理を行い、両端の切断部を取り除き評価用の試験片を採取した。そのときのカール性の評価方法は図４に示すように、フィルムの中央部で１０×１０センチの正方形を描き、対角線をカットして、各２等片三角形のそり度合いを測定する。図５に示すように、カールしたフィルムの湾曲半径ｒ（ｍｍ）を測定し、反り度合いの評価とした。湾曲半径ｒ（ｍｍ）が小さいほど反り度合いが高いことを表している。
評価環境は２５℃、５０％相対湿度環境下で実施した。
（２）評価結果
反りの有無、及び湾曲半径ｒ（ｍｍ）の測定結果を、表２に示す。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
以上の実施例から明らかなように、ポリアミドとポリエチレンからなる水冷式インフレーション成形法で得られた共押出フィルムを、本発明の方法により加熱処理した場合、このときのフィルムは成形方向への反りの発生はなく、優れた取り扱い性を発揮する低反り多層フィルムが得られることが確認できた。
但しフィルムを連続的に巻いたときの巻き始めと巻き終わりの両側切断部はひどくカールした状態となる。この違いは加熱処理時の収縮が開放状態となる両側切断部と緊張状態で保持できる連続的な部分との違いであるものと考えられる。
【符号の説明】
【００３３】
１  ポリアミド樹脂層
２  オレフィン系樹脂層
３  接着性樹脂層
１０  ロール体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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