(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二軸延伸ナイロンフィルムからなる基材フィルムの片面にエチレン・不飽和カルボン酸共重合体アイオノマー(Ａ)と５０重量％までのポリエチレンを含んでもよい密度が８７０〜９４０ｋｇ／ｍ3のエチレン・α一オレフィン共重合体（Ｂ）の共押出フィルムであって、横引き裂き強度が５０〜３００Ｎ／ｃｍの範囲にあり、実質的に縦引き裂き性を示さない易横裂き性積層フィルムが積層されてなる易横裂き性積層フィルム。
【請求項２】
請求項１記載の易横裂き性フィルムからなる包装袋。
【請求項３】
切り込み部を有する請求項２記載の包装袋。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、破袋強度、低温ヒートシール性、耐衝撃性に優れた易横裂き性積層フィルムおよびそれを用いた包装袋に関する。ここで「横裂き性」における「横」「縦」の方向は、フィルムの巻き取り方向が「縦軸方向」であり、縦軸方向に垂直な方向が「横軸方向」である。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＬＤＰＥとして知られている低密度のエチレン・α−オレフィン共重合体は、透明性、耐引裂性、低温ヒートシール性、ホットタック性、挟雑物シール性、ヒートシール強度、破袋強度、ボイル処理等の耐熱性が優れており、包装材料のシーラント層に用いた場合、包装機による内容物の充填適性が良好であり、密封に対する信頼性が高く、包装材料としての強度が高いところから、包装材料として広く使用されている。ところが、包装材料のなかでも引き裂き開封を行う用途においては、一方方向に確実に引き裂くことができる易横裂き性が求められており、強靭で引き裂き強度の大きいＬＬＤＰＥは、必ずしも好適な材料とはいえなかった。
【０００３】
例えば、米袋にＬＬＤＰＥ製のフィルムが使用されているが、一般消費者が袋を引き裂いて開封する場合、横方向に引き裂こうとしても、途中で引き裂き方向がずれ、斜め方向に引き裂かれ、またその引き裂き部分も大きく波打っているという不具合が生じている。これまでに、このような欠点を改良するために、いくつかの提案がなされている。
【０００４】
例えば特開昭５９−７８８１７号公報には、特定のＬＬＤＰＥフィルムを、縦または横方向に特定倍率延伸してなる切断の方向性に優れた包装用フィルムが提案されている。また特開平３−２８８６４４号公報には、特定のＬＬＤＰＥ組成物層とＬＬＤＰＥ層の多層共押出フィルムを一軸延伸してなる易引き裂き性フィルムが開示されている。しかしながらこれらの方法は、フィルム成形に加えて延伸加工工程を必要としており、経済性に劣る上に、フィルムが延伸されているためにＬＬＤＰＥ本来の特性が損なわれるという問題点を有していた。
【０００５】
また特開平３−８６５１４号公報には、特定のＬＬＤＰＥを特定条件下でＴダイ成形してなる易裂き性フィルムが開示されている。また特開平３−８６５１５号公報には、特定のＬＬＤＰＥ組成物をＴダイ成形してなる易裂き性に優れたフィルムが開示されている。しかしながらこれらのフィルムは、必ずしも満足すべき一方向への易引き裂き性を有していなかった。
【０００６】
さらに特開平９−１１１０６０号公報には、ポリオレフィン樹脂及びこれと非相溶性の熱可塑性樹脂を溶融混練して押出成形した引き裂きが容易なフィルムが開示されているが、このフィルムの引き裂きは方向性がなく、決して満足すべきものではなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者らは、ＬＬＤＰＥが有する優れた特性を生かすため、効果的にＬＬＤＰＥに易横裂き性を付与する処方について検討を行った。その結果、ＬＬＤＰＥを、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体アイオノマーと特定条件で共押出した積層フィルムが、優れた易横裂き性を示すことを見いだすに至った。したがって本発明の目的は、透明性、低温ヒートシール性、挟雑物シール性、ヒートシール強度、破袋強度、ボイル処理等の耐熱性に優れた易横裂き性の積層フィルムを提供することにある。本発明の他の目的は、実質的に横裂き性を持たない他のフィルムと積層しても、易横裂き性を付与することができる積層フィルムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、二軸延伸ナイロンフィルムからなる基材フィルムの片面にエチレン・不飽和カルボン酸共重合体アイオノマー(Ａ)と５０重量％までのポリエチレンを含んでもよい密度が８７０〜９４０ｋｇ／ｍ3のエチレン・α一オレフィン共重合体（Ｂ）の共押出フィルムであって、横引き裂き強度が５０〜３００Ｎ／ｃｍの範囲にあり、実質的に縦引き裂き性を示さない易横裂き性積層フィルムが積層されてなる易横裂き性積層フィルムに関する。本発明はまた、上記易横裂き性積層フィルムからなる包装袋に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において、二軸延伸ナイロンフィルムに積層される（Ａ）と（Ｂ）との共押出フィルム（以下「共押出フィルム」という）は、アイオノマー（Ａ）とエチレン・αーオレフィン共重合体（Ｂ）が共押出された構成を有するもので、主として（Ｂ）層をヒートシール層とする包装材料を目的とするものであるので、その場合は（Ａ）／（Ｂ)のような２層構成、（Ｂ）／（Ａ）／（Ｂ）のような３属構成のものが好ましい。しかしながら（Ｂ）層をヒートシール層として利用するので無い場合は、（Ａ）／（Ｂ）／（Ａ）のような構成を採ることもできる。
【００１０】
易横裂き性共押出フィルムは、上記のような構成からなるものであって、横引き裂き強度が５０〜３００Ｎ／ｃｍ、好ましくは１００〜２５０Ｎ／ｃｍであって、実質的に縦引き裂き性を示さないものである。ここに「実質的に縦引き裂き性を示さない」とは、後記するように、ＪＩＳ  Ｋ７１２８に規定されたＢ法(エルメンドルフ引き裂き法)に従い、２号試験片を用いて測定する引き裂き強度試験により縦裂き強度を測定した場合に、引き裂き方向が横方向にずれた後に裂け、真の縦裂き強度が測定できないような状態をいうものである。
【００１１】
横引き裂き強度が上記範囲よりさらに小さくなると、破袋強度が小さくなりすぎるので好ましくなく、またその強度が３００Ｎ／ｃｍを越えるようになると、横裂き性が悪くなるので好ましくない。
【００１２】
このような性状の易横裂き性共押出フィルムは、使用するアイオノマー（Ａ）及びエチレン・αーオレフィン共重合体（Ｂ）の性状、共押出フィルムの成形条件、各層の厚み比率などを適当に選択することによって得ることができる。とくに共押出フィルムの総厚みとしては、５〜５００μｍ、とくに１０〜２００μｍの範囲が好ましく、またアイオノマー層の総厚みが、フィルム総厚みの１０〜８０％、とくに１５〜６０％を占めることが望ましい。
【００１３】
（Ａ）成分であるアイオノマーのベースポリマーとなるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体としては、不飽和カルボン酸含有量が好ましくは１〜２５重量％、とくに好ましくは３〜２３重量％、一層好ましくは４〜２０重量％の共重合体であり、エチレンと不飽和カルボン酸の二元共重合体のみならず、任意に他の単量体が共重合された多元共重合体であってもよい。ここに不飽和カルボン酸含量が低すぎると、易横裂き性の積層フィルムを得ることが容易でなくなり、またその含量があまり高いものを使用すると吸湿性が増し、成形上の問題が生ずる恐れが出てくる。
【００１４】
ここに不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチルなどを例示することができる。とくに好ましいのは、アクリル酸又はメタクリル酸である。
【００１５】
上記任意に共重合されていてもよい他の単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチルなどの不飽和カルボン酸エステル、一酸化炭素、二酸化硫黄などを例示することができる。これら他の単量体は、例えば０〜３０重量％、好ましくは０〜２０重量％の範囲で共重合されていてもよいが、一般にこのような他の単量体含量が多くなると、得られるアイオノマーの引き裂き性が損なわれる傾向にあるため、このような単量体を含まないものかあるいは含んでいたとしてもわずかな量、例えば１５重量％以下の如き量で共重合されているものを用いるのが好ましい。このような共重合体はまた、不飽和カルボン酸又はその無水物で変性されたものを用いてもよい。
【００１６】
アイオノマーとしては、上記共重合体のカルボキシル基の１０〜１００モル％、好ましくは２０〜８０モル％が金属イオンで中和されものを使用することができる。中和度があまりに低すぎるものを使用すると、引き裂き性が損なわれるようになる。ここに金属イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ金属、マグネシウム、カルシウムのようなアルカリ土類金属、亜鉛などであり、とくにリチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウムまたは亜鉛をイオン源とするアイオノマーを用いた場合に、所望の引き裂き特性を有する積層フィルムが得やすいので好ましい。
【００１７】
アイオノマーとしては、フィルム製造における成形性やフィルム物性等を考慮すると、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレートが、０．１〜５０ｇ／１０分、とくに０．５〜２０ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。
【００１８】
本発明において、アイオノマー（Ａ）と共押出される（Ｂ）成分は、密度が８７０〜９４０ｋｇ／ｍ3 、好ましくは８８０〜９３０ｋｇ／ｍ3 のエチレン・α−オレフィン共重合体を主成分とするものであり、その他に、５０重量％まで、好ましくは４０重量％までのポリエチレンを含んでいてもよい。また該共重合体におけるα−オレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、４−メチル−１−ペンテンなどを例示することができる。好ましいα−オレフィンは、炭素数４〜１２、とくに５〜１０のものである。
【００１９】
かかるエチレン・α−オレフィン共重合体としてはまた、Ｍｗ／Ｍｎが３．０以下、とくに２．５以下のものであって、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレートが、０．１〜２０ｇ／１０分、とくに０．５〜１５ｇ／１０分のものが好ましい。
【００２０】
該共重合体は、例えば、チタン、マグネシム及びハロゲンを必須成分とする高活性チタン触媒成分と有機アルミニウム化合物成分からなる触媒系、あるいはメタロセン触媒成分とアルモキサンの組み合わせのようなシングルサイト触媒系を用いて、エチレンとα−オレフィンを共重合することによって得ることができる。
【００２１】
本発明においては、上記エチレン・α−オレフィン共重合体の加工性等を改良する目的で、５０重量％まで、好ましくは４０重量％以下の割合で、該共重合体の一部をポリエチレンで置き換えたものを使用することができる。ここでいうポリエチレンは、一般にポリエチレンの範疇に分類されているもののなかから上記エチレン・α−オレフィン共重合体を除いたものであって、高圧法ポリエチレンや高密度ポリエチレンなどをいう。これらのポリエチレンもまた、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレートが、０．１〜２０ｇ／１０分、とくに０．５〜１５ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。特に好ましいポリエチレンは、高圧法ポリエチレンである。
【００２２】
本発明において所望の引き裂き特性を有する易横裂き性共押出フィルムを得るためには、アイオノマーとエチレン・α一オレフィン共重合体の共押出を、インフレーション法またはキャスト法で、とくにキャスト法で一定速度以上の押し出し速度で成形するのが好ましい。すなわちインフレーション法による共押出においても、縦引き裂き強度に比較して横引き裂き強度の小さい易横裂き性フィルムは得られるが、多くの場合縦引き裂き強度が測定可能の範囲のものであり、また横引き裂き強度との強度差がそれ程顕著なものではないのに対し、キャスト法においては、成形条件を選定することにより、横引き裂き強度が小さく、また縦引き裂き強度が実質的に測定できないような難縦裂き性のフィルムを容易に得ることが可能である。
【００２３】
具体的には、押出し温度を１５０〜２５０℃程度とし、引取速度を５ｍ／分以上、好ましくは１０〜６００ｍ／分程度とし、引き落とし比を３〜２００、とくに５〜１５０の条件を選択するのがよい。
【００２４】
本発明の易横裂き性フィルムの全部の層、あるいは任意の層には、フィルム物性を損なわない範囲で、任意の添加剤が配合されていても良い。このような添加剤として、例えば、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、粘着剤、滑剤、ブロッキング防止剤、顔料、染料などを例示することができる。
【００２５】
上記易横裂き性共押出フィルムは、易横裂き性付与、あるいはさらに低温ヒートシール性、耐衝撃性等の付与の目的で、二軸延伸ナイロンフィルムに積層して使用する。二軸延伸ナイロンフィルムは単層のものでも2層以上からなる多層構成のものであってもよい。
【００２６】
本発明により得られる易横裂き性積層フィルムを包装袋として使用する場合には、切り込み部を設けることにより、横方向への引き裂きが助長され、容易に、しかも切口のきれいな横裂きを行うことができる。例えば、３方ヒートシール部を有する図１の包装材料の場合、易横裂き性包装材料１の側面ヒートシール部２に横方向への切り込み部３を設け、これに沿って引き裂くとＡ線の方向に切り裂かれ、右の図面のように綺麗な面をもって引き裂かれる。また側面に切り込み部を設けられない図２のような包装形態の場合でも、易横裂き性多層チューブの一端に形成したヒートシール部４に、縦方向の切り込み部５を設けておくと、引き裂きによってＢ線の方向に引き裂かれ、右図のような開封状態となる。一方、易横裂き性を示さないチューブを使用した場合には、切り込み部５を設けても、Ｃ線のような切り口となり、開封が容易でない。このように包装材料の形態に応じて、切り込み部を工夫することにより、好適に易横裂き開封が可能となる。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。なお実施例及び比較例に用いられた原料重合体の種類、フィルムの成形方法、物性評価方法等は以下のとおりである。
【００２８】
１．原料
下記のアイオノマー（Ａ）及びエチレン・αオレフィン共重合体（Ｂ）を用いた。
【００２９】
【表１】
0004605835.tif 000002
＊  ：登録商標、三井・デュポンポリケミカル（株）製
＊＊：登録商標、三井化学（株）製
【００３０】
２．成形方法
（１）キャスト成形
（ＬＬＤＰＥとアイオノマーとの多層フィルムの製造）
成形機              多層Ｔダイキャスト成形機
加工温度            ２２０℃
ラインスピード      １６ｍ／分
【００３１】
（２）押出ラミネート成形
（基材と上記多層フィルムの積層体の製造）
成形機              押出ラミネート成形機
加工温度            ３１６℃（ダイ下樹脂温度）
ラインスピード      ８０ｍ／分
積層構成
基材（15μｍ）AC剤塗布面／押出し樹脂（20μｍ）／多層フィルム（50μｍ）
基材：２軸延伸ナイロンフィルム
押出し樹脂：ＬＤＰＥ（三井化学（株）製”ミラソン１６”
密度：９２３kg/m3 ＭＦＲ 3.7g/10分
多層フィルム：前記（１）のLLDPE とアイオノマーとの多層フィルム
【００３２】
４．引き裂き強度の測定方法
エルメンドルフ引裂き法（ＪＩＳ  Ｋ７１２８Ｂ法２号試験片使用）により、縦軸方向（巻き取り方向）と横軸方向（縦軸方向に垂直な方向）の強度の比較を行った。
尚、引裂き強度測定時に、直線に切れずに曲って切れたものは参考値として数値を（  ）で囲んで表示した。このような状態は、下記実施例の縦軸方向にのみ発生しており、実質的に縦裂きができないとの判断基準の一つとした。
【００３３】
５．手裂き性の評価方法
多層フィルム及び積層体を、縦軸方向（流れ方向）に沿って縦長のＡ４版サイズに切り抜いたサンプルを作成し、その上部にカッターで２ｃｍの切り込みを入れたものを縦裂き評価用サンプルとし、左右の辺（横方向）にカッターで２ｃｍの切り込みを入れたものを横裂き評価用サンプルとした。
【００３４】
この切り込みの両端を両手で持ち、前後に引っ張りながら引き裂くことにより、引き裂き時の感触（抵抗感と直線引き裂き性）と外観（引き裂き部分の波打ち状態）を、下記２段階で評価し、引き裂き性の評価を行った。
【００３５】
（１）感触
○：横方向は抵抗感がなく、直線的に引き裂きができる。
一方縦方向は実質的に縦裂きを起こさない。
×：抵抗感が強く、しかも直線的に引き裂けない。
【００３６】
（外観）
○：横方向の引き裂き部分は、波打ちがほとんど無い。
×：伸びながら破れる状態であり、波打ちの振幅が極めて大きい。
【００３７】
６．ヒートシール強度の測定方法
前記２−（２）で得られた延伸ナイロンと多層フィルムとの積層体のＬＬＤＰＥ面同士を下記の条件でヒートシールとしてヒートシール強度を測定した。
ヒートシール温度：１００，１１０，１２０，１４０℃
シールバーの形状：シール幅１０mm×長さ３０cm片面熱板式ヒートシーラー
ヒートシール条件：シール圧力２kg／cm2 、シール時間０．５秒
試験片の形状：幅１５mm、長さ１５cm
測定条件：２３℃、５０％相対湿度の雰囲気下
引張速度３００mm／分、９０℃剥離させた時の最大値を測定
試験片１０片の平均値をもってヒートシール強度とした
【００３８】
７．破袋強度の評価方法
前記多層フィルムと基材との積層体を用いて、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍの試験片の周囲の内１辺を残して１４０℃に加熱した１０ｍｍ幅ヒートシールバーで１秒間加熱して作成した積層体の袋に、蒸留水４０ｃｃを入れ、空気が残らないように、残りの１辺をヒートシールして破袋強度評価用サンプルを作成した。破袋強度の評価法は、静加圧法により１５０ｋｇ／ｃｍ2 ×６０秒間加圧した際に、破袋しないもの及び破袋した時点での圧力が１４０ｋｇ／ｃｍ2 以上であるものを合格とした。
【００３９】
［実施例１］
多層キャスト成形機を用い、上記２−（１）の方法により、ＬＬＤＰＥ▲１▼／アイオノマー／ＬＬＤＰＥ▲１▼の２種３層構成の多層フィルム（厚み：15μ／20μ／15μ）を作成し、引き裂き強度、引き裂き性を評価した。さらに、２−（２）の方法で基材との積層体を作成し、引き裂き性、ヒートシール強度及び破袋強度を測定した。結果を表３に示す。その結果、本多層フィルムは実質的に縦裂きを起こさず、良好な横裂き性を示した。さらにその積層体は、ＬＬＰＤＥの有する良好な低温ヒートシール性、ヒートシール強度、破袋強度を維持し、実質的に縦裂きを起こさず、横裂き性が良好であった。
【００４０】
［実施例２］
実施例１において、層厚みを10μ／30μ／10μに変えた以外は実施例１と同様にしてＬＬＤＰＥ▲１▼／アイオノマー／ＬＬＤＰＥ▲１▼の２種３層構成の多層フィルムを作成し、さらに積層体を作成して、引き裂き強度、引き裂き性を測定した。結果を表３に示す。  実施例１と同様に本多層フィルム及び積層体は、実質的に縦裂きを起こさず、良好な横裂き性を示した。
【００４１】
［実施例３〜５］
層構成をＬＬＤＰＥ▲１▼／アイオノマーの２種２層とし、表２に示す層厚みで２層積層フィルムを作成し、さらに積層体を作成して、実施例１と同様にして引き裂き強度、引き裂き性、ヒートシール性及び破袋強度を測定した。結果を表３に示す。実施例１と同様、本多層フィルムは実質的に縦裂きを起こさず、良好な横裂き性を示した。さらにその積層体は、ＬＬＤＰＥの有する良好な低温ヒートシール性、ヒートシール強度、破袋強度を維持し、実質的に縦裂きを起こさず、横裂き性が良好であった。
【００４２】
［実施例６〜８］
実施例１〜５において、ＬＬＤＰＥ▲１▼の代りにＬＬＤＰＥ▲２▼を用い、表２に示す層厚みで２種３層及び２種２層の多層フィルムを作成し、さらに積層体を作成して、引き裂き強度、引き裂き性、ヒートシール性及び破袋強度を測定した。結果を表３に示す。本構成においても実施例１と同様に本多層フィルムは実質的に縦裂きを起こさず、良好な横裂き性を示した。さらにその積層体は、ＬＬＤＰＥの有する良好な低温ヒートシール性、ヒートシール強度、破袋強度を維持し、実質的に縦裂きを起こさず、横裂き性が良好であった。
【００４３】
［比較例１］
実施例１で用いたと同じキャスト成形機を使用し、同一成形条件下でＬＬＤＰＥ▲１▼の単層フィルムを作成し、さらに積層体を作成して、引き裂き強度、引き裂き性、ヒートシール性及び破袋強度を測定した。結果を表３に示す。その結果、縦・横方向共に引き裂き難い上にＬＬＤＰＥ特有の引き裂き部分の形状が醜くなる現象を示した。
【００４４】
［比較例２］
ＬＬＤＰＥ▲１▼の代りにＬＬＤＰＥ▲２▼を用いた以外は上記比較例１と同様にして単層フィルムを作成し、さらに積層体を作成して、引き裂き強度、引き裂き性、ヒートシール性、破袋強度を測定した。結果を表３に示す。比較例１以上に縦・横方向共に引き裂き難いフィルムであった。
【００４５】
【表２】
0004605835.tif 000003
【００４６】
【表３】
0004605835.tif 000004
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、低温ヒートシール性、挟雑物シール性、破袋強度が優れ、易横裂き性に優れた積層フィルムを提供することができる。また、本発明の易横裂き性多層フィルムを基材フィルムに積層して使用することにより、本来縦方向に裂けやすい基材であっても、易横裂き性フィルムとすることができる。
【００４８】
かかる特性を利用して、漬物や蒟蒻等の水物包装、液体スープ、液体調味料等の液体食品包装、液体シャンプー、中性洗剤等の食品以外の液体包装、粉体スープ、小麦粉、食塩、香辛料等の粉体包装、スナック菓子等の乾燥食品包装、加工肉、チルドビーフ等の食肉包装や惣菜包装、注射器シリンジ、輸液バッグ等の医療用品包装等の一般軽包装用途に利用することができる。さらに米袋や肥料、セメント等の産業資材に代表される重包装用途、あるいは絆創膏や結束テープの基材としての利用やストレッチフィルムやラップフィルムとしての利用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】横方向に切り込み部を設けた包装材料とその引き裂き状態を示す図面である。
【図２】縦方向に切り込み部を設けた包装材料とその引き裂き状態を示す図面である。
【符号の説明】
１  易横裂き性包装材料
２  側面ヒートシール部
３  横方向への切り込み部
４  端部ヒートシール部
５  縦方向への切り込み部
Ａ  本発明の易横裂き性包装材料において、横方向への切り込み部から引き裂かれた切断線
Ｂ  本発明の易横裂き性包装材料において、縦方向への切り込み部から引き裂かれた切断線
Ｃ  易横裂き性でない包装材料において、縦方向への切り込み部から引き裂かれた切断線
【図１】
0004605835.tif 000005
【図２】
0004605835.tif 000006