(57)【要約】【課題】従来技術のように基材層と剛性の高い層を合わせた構成での包装用シーラントフィルムでは、ヒートシールした際に高い剛性を持った層と、基材との熱収縮による寸法変化に差があるため、寸法安定性に問題がある。また、高剛性の層が破断した場合当該層の破断の進展を防ぐ層を持たないため、衝撃性が低くなる問題がある。【解決手段】少なくとも低密度層と高剛性層を積層し、最外層が前記低密度層からなり、前記低密度層に用いる第一の主樹脂の密度が０．８９０ｇ／ｃｍ３以上０．９２０ｇ／ｃｍ３以下からなり、前記高剛性層は、前記第一の主樹脂との密度差が０．００５ｇ／ｃｍ３以下の密度からなる第二の主樹脂と、溶融張力が０．０６以上０．２０以下からなるポリプロピレンが混合された構成であることを特徴とするシーラントフィルム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも低密度層と高剛性層を積層し、
最外層が前記低密度層からなり、
前記低密度層に用いる第一の主樹脂の密度が０．８９０ｇ／ｃｍ３以上０．９２０ｇ／ｃｍ３以下からなり、
前記高剛性層は、前記第一の主樹脂との密度差が０．００５ｇ／ｃｍ３以下の密度からなる第二の主樹脂と、溶融張力が０．０６Ｎ以上０．２０Ｎ以下からなるポリプロピレンが混合された構成であることを特徴とするシーラントフィルム。
【請求項２】
前記高剛性層の溶融張力が０．０２Ｎ以上０．０４Ｎ以下であることを特徴とする請求項１に記載のシーラントフィルム。ただし、溶融張力の測定はキャピラリー式レオメーターを用いて、温度設定１９０℃、Ｈａｕｌ  ｏｆｆ速度２０ｍ／ｍｉｎ、ダイ寸法Ｄ＝φ１．５ｍｍ  ×  Ｌ＝２４ｍｍで測定した値とする。
【請求項３】
前記低密度層と前記高剛性層を少なくとも５層以上交互に積層することを特徴とする請求項１又は２に記載のシーラントフィルム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシーラントフィルムを用いたことを特徴とする包装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、押出製膜における高い製膜性（引取り性）と製膜したフィルムに高い剛性および熱的寸法安定性を有する包装用フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
食品等に用いられる包装材料として、一般的にポリエチレン、ポリプロピレン等のヒートシール性が良く、その他積層機材と密着性が良く、安価なフィルムが使用されている。これらの包装材料を製造する際には、経済性の良い製膜方法が求められる。さらに、包装材料に求められる物性として、内容物充填後に包装材料を商品として陳列した時、包装材料の自立性を持たせるための剛性を備えることが挙げられる。また、包装材料に外力が加わった際に袋の破損がない事が必要である。
【０００３】
従来技術では、ヒートシール性が良く、高い剛性のフィルムを得るために、例えば特許文献1では、基材となる高剛性層が高い樹脂密度を有するよう樹脂を混合して調整した層と、ヒートシール層が樹脂密度の低い層となるよう樹脂を混合して調整した層との多層構成にして製膜する事により剛性とヒートシール性を得ている。
【０００４】
また、高い剛性のフィルムを得るために、特許文献２では、製膜するフィルムを基材となる中心層を挟む形で、基材層上下に基材層より高密度の材料を用いることにより、剛性を得る技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４７７９８２２号公報
【特許文献２】特公平４−１０４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１では、低密度層と高密度層の多層構成をとるため、ヒートシールを行った際に、高密度層と低密度層の収縮量に差があるため、熱的な寸法安定性に問題がある。
【０００７】
特許文献２では、高い剛性層と基材層の３層構成であり、高い剛性層をフィルム最外層に配しているため、ヒートシールを行う際の温度が高温となる問題がある。また、３層構成であるため、構成層の硬い高密度層は柔軟性が低く、高密度層が破断した場合、当該層の破断の進展を止める柔軟な低密度層が少ないため、フィルムの柔軟性が低下する問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決することを目的とする。即ち、フィルム全体の寸法安定性、柔軟性、耐衝撃性を有する包装用シーラントフィルムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一様態は、少なくとも低密度層と高剛性層を積層し、最外層が前記低密度層からなり、前記低密度層に用いる第一の主樹脂の密度が０．８９０ｇ／ｃｍ３以上０．９２０ｇ／ｃｍ３以下からなり、前記高剛性層は、前記第一の主樹脂との密度差が０．００５ｇ／ｃｍ３以下の密度からなる第二の主樹脂と、溶融張力が０．０６Ｎ以上０．２０Ｎ以下からなるポリプロピレンが混合された構成であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
低密度層と高剛性層を有する事で、低密度層1層では得られない高剛性が得られる。また、低密度層と高剛性層に用いる主樹脂の密度差を０．００５ｇ／ｃｍ３以下とすることで、密度差の有る多層構成では得られない熱的な寸法安定性が得られる。また、高剛性が得られる高剛性層を分割し低密度層と交互に多層構成とすることで、フィルム全体の柔軟性を有したフィルムの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明により得られるシーラントフィルムの断面図を示す。
【図２】本発明により得られるシーラントフィルムを多層構成とした時の断面図を示す。
【図３】本発明のシーラントフィルムを作製するための製造装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について各図面を参照して詳細に記述する。なお、本発明は、以下に記載の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて設計の変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。また、各図面は理解を容易にするため適宜誇張して表現している。
【００１３】
（全体構成）
図１は本発明のシーラントフィルム３０の断面図を示している。シーラントフィルム３０は、低密度層３１と高剛性層３２が積層された構造となっている。低密度層３１と高剛性層３２には同等の密度からなる主樹脂を使用している。そして、高剛性層３２には高い溶融張力性を有する高溶融張力ポリプロピレンを混合している。
【００１４】
（低密度層）
シーラントフィルム３０において、低密度層３１はヒートシール層として機能するため、低密度層３１に用いられる熱可塑性樹脂は、ヒートシール性を有した樹脂を選ぶ必要がある。このような熱可塑性樹脂には、オレフィンをベースとした、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及びポリプロピレン、及び上記オレフィンと酢酸ビニルを共重合し得られる酢酸ビニルコポリマー、オレフィンの側鎖を変性して得られる、エチレン-メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−ブチルアクリレート共重合体（ＥＢＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）等があり、適宜使用することが可能である。
【００１５】
低密度層３１に使用する主樹脂は上記熱可塑性樹脂群から適宜選定すればよいが、その密度を０．８９０ｇ／ｃｍ３以上、０．９２０ｇ／ｃｍ３以下とすることで、ヒートシールを容易に実行することが可能となるため好ましい。
【００１６】
低密度層３１の膜厚は１０μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましい。２０μｍより大きいとフィルム全体での剛性が低下するという問題がある。一方、１０μｍ以下であると耐衝撃性や製造時に層の膜厚安定性が低下するといった問題が発生するためである。
【００１７】
（高剛性層）
シーラントフィルム３０において、高剛性層３２は、低密度層３１に使用する樹脂と同等の密度からなる樹脂を主樹脂として用いる。そして、高い溶融張力性を有する高溶融張力ポリプロピレンを主樹脂に混合し、一体の層として形成する。ここで、同等の密度とは、高剛性層３２と低密度層３１との密度差が０．００５ｇ／ｃｍ３以下を指す。
【００１８】
高溶融張力ポリプロピレンを混合した高剛性層３２の溶融張力は０．０２Ｎ以上０．０４Ｎ以下となることが好ましい。ここで、溶融張力の測定はキャピラリー式レオメーターを用いて、温度設定１９０℃、Ｈａｕｌ  ｏｆｆ速度 ２０ｍ／ｍｉｎ、ダイ寸法Ｄ＝φ１．５ｍｍ  ×  Ｌ＝２４ｍｍで測定した値とする。０．０２Ｎより小さいとフィルム製膜時の引取り性が低下するため、製膜速度が低下するといった問題があり、０．０４Ｎより大きいとフィルム製膜時に溶融張力が高いため、フィルム端部での耳切れの原因となる、といった問題が発生する。
【００１９】
高溶融張力ポリプロピレンには、溶融張力が０．０６Ｎ以上、０．２０Ｎ以下であるポリプロピレンを適宜使用可能である。
【００２０】
本発明のシーラントフィルム３０は、高剛性層３２に、高溶融張力ポリプロピレンを混合して使用している。一般的なホモポリプロピレン、ブロックポリプロピレン、ランダムポリプロピレンでは、分子の構造が線状である事と、分子量もそれ程大きくないため溶融した樹脂の張力（以下溶融張力）が０．０２Ｎ以下程度と低い。溶融張力が低い場合、成形加工性が悪くなり、フィルム幅の低下等に繋がる。一方、本発明で使用する高溶融張力ポリプロピレンは長鎖分岐を導入する事により溶融張力の向上を図っており、一般的なポリプロピレンを混合した際の成形加工性の低下を防ぐ事ができる。
【００２１】
高剛性層３２の膜厚は１０μｍ以上である事が望ましい。１０μｍ以下であると層の膜厚が一定とならないため、局所的に薄くなった点で物性の低下が発生するといった問題が発生するためである。
【００２２】
また、低密度層３１及び高剛性層３２に使用する主樹脂とは、低密度層３１及び高剛性層３２を構成する材料のうちの重量比７０％以上を満たす樹脂を指す。
【００２３】
低密度層３１と高剛性層３２は少なくとも１層以上交互に積層されていることが好ましく、図２に示すように、合計で５層以上積層されていることがより好ましい。さらに、図２で低密度層３１を３層、高剛性層３２を２層としているように、低密度層３１の積層数を高剛性層３２の積層数より多くすることで、フィルム全体としての耐衝撃性（柔軟性）の高いシーラントフィルム３０を得ることができる。一方、シーラントフィルム３０の積層構成を図２と逆にし、高剛性層３２の積層合計数を低密度層３１の積層合計数より多くすることで、フィルム全体として剛性の高いシーラントフィルム３０を得ることができる。よって、層構成は所望のフィルムの耐衝撃性、剛性で適宜選択可能である。
ただし、低温ヒートシール性を持たせるため、積層時には、シーラントフィルム３０の両面の最外層のうち、少なくとも一方の層が低密度層３１となることが好ましい。
【００２４】
複数層積層した場合であっても、低密度層３１と高剛性層３２に使用する主樹脂が同程度の密度であるため、製膜時に各層における収縮量の差が発生することなく、熱的な寸法安定性を改善する事ができる。さらに、高剛性層３２を有する事で必要な剛性を備えることができ、低密度層３１に使用する主樹脂をより低密度にすることが可能となる。さらに少なくとも一方の最外層を低密度層３１としているため、ヒートシール可能温度をより低温に設定可能となり、製造が容易となる。
【００２５】
また、シーラントフィルム３０の膜厚について、一般的な包装材料で使用される厚みであれば特に限られるものではないが、５０μｍから２００μｍの範囲で使用する事が好ましい。
【００２６】
多層に積層されたシーラントフィルム３０のうち、低密度層３１の厚みの合計と高剛性層３２の厚みの合計の比が、略３（低密度層）：７（高剛性層）となることが好ましい。略３：７とすることで、シーラントフィルム３０の剛性感を損なうことなく、シーラントフィルム３０の耐衝撃性が得られる。
【００２７】
（添加剤）
低密度層３１及び高剛性層３２には、フィルム成型時の加工適性、またフィルムを使用する際の生産性向上のため、フィルムに一般的に使用する添加材料を適宜添加する事が可能である。例えば、フィラー等のブロッキング防止剤、滑り性を向上させるための滑剤、また加工安定性を付与するための酸化防止剤、剥離帯電防止のための帯電防止剤などを適宜添加する事が可能である。
【００２８】
フィラー等のブロッキング防止剤として、例えば、アクリル系粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子およびその架橋体、ポリウレタン系粒子、ポリエステル系粒子、シリコン系粒子、フッ素系粒子、これらの共重合体、パイロフィライト、タルク、スメクタイト、バーミキュライト、雲母、緑泥岩、カオリン鉱物、セピオライトなどの粘土化合物粒子、シリカ、酸化チタン、アルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化ストロンチウム、水酸化アルミニウム、炭酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、ガラス粒子等を適宜使用する事が出来る。
【００２９】
滑り性向上のための滑剤としては、例えばショ糖脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、合成樹脂系としては流動パラフィン、パラフィンワックス、合成ポリエチレンワックスなどの炭化水素系、ステアリン酸、ステアリルアルコールなどの脂肪酸系、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドなどの脂肪酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミドなどのアルキレン脂肪酸アミドなどを好適に使用できる。
【００３０】
滑り性向上のための滑剤の含有量については、添加量が増加した場合に巻取保管時や包装材料として使用される際の他基材との積層工程において、滑り性が不安定となってしまうため、本発明使用時には使用樹脂の重量に対して１００ｐｐｍ以下で使用する事が好ましい。
【００３１】
（機能層）
さらに、シーラントフィルム３０は、低密度層３１及び高剛性層３２の他に、必要な物性を付与する目的でその他の層を積層して使用する事も可能である。例えば、シーラントフィルム３０の最外層である低密度層３１が形成されている面とは反対の面に、さらに印刷層やバリア層といった機能層を形成することができる。
【００３２】
バリア層は、空気中に含まれる酸素等の気体や水蒸気、封入した内容物等から包装材を保護するためのバリア性を高める機能を有する層であり、材料としては、例えば、ＥＶＯＨやアルミニウム等の金属などが挙げられ、適宜使用することができる。
【００３３】
（包装体）
本発明のシーラントフィルム３０を用いて、互いに向かい合う低密度層３１同士の辺をヒートシールして溶着し、製袋することによって包装体を得ることができる。
【００３４】
（製造方法）
本発明のシーラントフィルム３０の製造方法の一つに押出成形法が挙げられる。押出成形法とは、押出機より多層に押出し、冷却能力を有した加圧ロールにて引取り延伸することでシーラントフィルムを得る製法である。以下では、低密度層３１を表層のヒートシール層として配し、高剛性層３２、低密度層３１が交互に配する多層構成層を作製する押出方式、更に押出成形法にて作製した低密度層３１同士を貼合した、一枚の包装用シーラントフィルムの製造方法について図３を参照して説明する。
【００３５】
図３に示したシーラントフィルム３０の製造方法では、溶融樹脂を吐出する押出機１１と冷却能力を有した加圧ロール１５を備えた押出成形装置１を用い、高剛性層３２と低密度層３１を交互に配したシーラントフィルム３０を製造する。
【００３６】
はじめに原料を供給するホッパー１０−aから低密度層３１に使用する材料を供給し、ホッパー１０−bから高剛性層３２の主樹脂と高溶融張力ポリプロピレン材料を混合した高剛性混合材料を供給する。供給された各材料は熱可塑性樹脂を過熱溶融する押出機１１で溶融され、フィードブロック１２にて２種３層とし、Ｔダイ１３から２種３層に積層された溶融樹脂フィルム１４を吐出する。溶融樹脂フィルム１４は冷却機構を有した一対の加圧ロール１５に押出され、溶融樹脂フィルム１４を冷却して２種３層のフィルムを得る。さらに、Ｔダイ２０からは同様の方法にて高剛性層３２と低密度層３１の２種２層の溶融樹脂フィルム１６を押出す。そして、冷却機構を有した一対の加圧ロール１７にて２種３層のフィルムと２種２層のフィルムを貼り合わせる。最後に、貼り合わせたシーラントフィルムを巻取り機構を有した巻取りロール１９にて巻取ることで、高剛性層３２と低密度層３１を交互に配した多層構成のシーラントフィルム３０を得ることができる。
【実施例】
【００３７】
（実施例１）
高剛性層３２として直鎖状低密度ポリエチレン（プライムポリマー製、ＳＰ１５４０、材料密度０．９１３ｇ／ｃｍ３）と高溶融張力ポリプロピレン（日本ポリプロ製、ウェイマックスＭＦＸ３）を混合し、高剛性層３２単体で吐出した時の溶融張力が０．０２Ｎとなるように調整する。低密度層３１には直鎖状低密度ポリエチレン（プライムポリマー製、ＳＰ１５４０、材料密度０．９１３ｇ／ｃｍ３）を用い、多層製膜の可能な押出機１１を用いて多層構成のフィルムを作製した。前記多層構成のフィルムは高剛性層の1層の厚みが３５μｍ、低密度層の1層の厚み１０μｍとなるように製膜を行い、高剛性層の総厚み７に対して、低密度層の総厚みが３の比となるように多層構成フィルムの厚みを設定した。低密度層が３層、高剛性層２層の計５層となるようにし、層の構成が（低密度層／高剛性層／低密度層／高剛性層／低密度層）となるように製膜し、合計の厚みが１００μｍとなるよう調整したシーラントフィルム３０を得た。
【００３８】
（実施例２）
実施例１において、高剛性層３２単体での溶融張力が０．０４Ｎ以下となるように設定した。その他の構成は、実施例１と同様の方法で成形し、シーラントフィルム３０を得た。
【００３９】
（実施例３）
実施例１において、高剛性層３２の主樹脂に直鎖状低密度ポリエチレン（プライムポリマー製、ｓｐ２０４０、材料密度０．９１８ｇ／ｃｍ３）を用いた。その他の構成は、実施例１と同様の方法で成形し、シーラントフィルム３０を得た。
【００４０】
（実施例４）
実施例１において、高剛性層３２単体の溶融張力が０．０５Ｎとなるように調整した。その他の構成は、実施例１と同様の方法で成形し、シーラントフィルム３０を得た。
【００４１】
（実施例５）
実施例１において、高剛性層３２単体の溶融張力が０．０１Ｎとなるように調整した。その他の構成は、実施例１と同様の方法で成形し、シーラントフィルムを得た。
【００４２】
（実施例６）
実施例１において、低密度層３１を１層、高剛性層３２を１層の計２層となるようにした。その他の構成は、実施例１と同様の方法で成形し、シーラントフィルムを得た。
【００４３】
（実施例７）
実施例１において、低密度層／高剛性層／低密度層の３層構成となるようにした。その他の構成は、実施例１と同様の方法で成形し、シーラントフィルムを得た。
【００４４】
（比較例１）
実施例１において、５層とも低密度層３１（プライムポリマー製、ＳＰ１５４０、材料密度０．９１３ｇ／ｃｍ３）となるようにし、実施例１と同様の押出機を用いて成形した。
【００４５】
（比較例２）
実施例１において、５層とも高剛性層３２となるようにし、実施例１と同様の押出機、高剛性層の材料を用いて成形した。
【００４６】
（比較例３）
実施例１において、高剛性層／低密度層／高剛性層の３層構成となるようにした。その他の構成は、実施例１と同様の方法で成形し、シーラントフィルムを得た。
【００４７】
（比較例４）
実施例１において、高剛性層に高密度材料単体の直鎖状低密度ポリエチレン（プライムポリマー製、ＳＰ４０３０、材料密度０．９３８ｇ／ｃｍ３）を使用した。その他の構成は、実施例１と同様の方法で成形し、シーラントフィルムを得た。
【００４８】
（評価）
各実施例、及び各比較例で得られたシーラントフィルムに対して、剛性、寸法安定性、柔軟性の評価、および製膜時のフィルム膜の安定性の観測を行った。
【００４９】
（剛性評価）
剛性評価では、フィルム延伸方向に１００ｍｍ×幅方向１５ｍｍとした短冊状の試験片を作製し、引張試験をＪＩＳ  Ｋ７１１３に従い引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで行い引張弾性率を測定した。その結果、１６０ＭＰａ以上となったものを○、１５０ＭＰａ以上となったものを△、１５０ＭＰａ未満を×と評価した。
【００５０】
（寸法安定性評価）
寸法安定性の評価では、熱収縮率をＪＩＳ  Ｋ７１３３に従い１００℃×５分の環境より取出した際の加熱前後の寸法変化を測定した。その結果、収縮率が０．５％以下となったものを○と評価した。
【００５１】
（柔軟性評価）
柔軟性の評価は、ＪＩＳ  Ｋ７１２４‐１に従い実施した。その結果、５０％破壊重量３５０ｇ以上となったものを○、３００ｇ以上を△、３００ｇ未満を×と評価した。
【００５２】
（ヒートシール評価）
ヒートシールの評価では、ヒートシーラーを用いて１１０℃〜１７０℃の温度範囲にて１０℃間隔で設定を変更し、各温度で０．０３ＭＰａで1秒間圧着した。その後、０．０１ＭＰａの圧力でプレス冷却してサンプルを作成した。作成したサンプルに対して、ＪＩＳ  Ｚ０２３８に従い引張り試験を実施し、ヒートシール強度が１０Ｎ以上となる温度が１４０℃以下となったものを〇と評価した。
【００５３】
（フィルム膜安定性評価）
製膜時のフィルム膜安定性では、製膜時のフィルム耳切れ、製膜幅の変動が全く無い物を〇、多少変動が見られるものの実用上問題ないものを△、その他を×と評価した。
【００５４】
（試験結果）
各実施例および各比較例で作成したシーラントフィルムに関して物性評価を実施した結果を表１に記載する。
【００５５】
【表１】
2017071124.tif 000003
【００５６】
実施例１から７においては、上述の判定基準を全て満たしている。一方、比較例１については、低密度層３１のみで構成されているため、必要な剛性が得られないほか、製膜時の耳切れや変動が目立った。比較例２については、高剛性層３２のみで構成されているため、剛性は得られるものの、低温でのヒートシール性ができなかった。比較例３も比較例２と同様に、最外層を高剛性層３２としているため、低温でのヒートシール性ができなかった。比較例４については、実施例１と同様に５層構成としているが、低密度層３１と高剛性層３２の密度差が大きいため、ヒートシールを行った際に、高密度とした高剛性層３２と低密度層３１の熱収縮量の差が大きく、寸法安定性を得られなかった。よって、各比較例に記載のシーラントフィルムは実用上問題があることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の包装用シーラントフィルムを用いることにより、ヒートシール時に寸法安定性が得られ、内容物を充填した際に剛性を有するため自立性のある包装材料となる。また、内容物を充填後に包装材料を落下した際に耐衝撃性を有するため破袋の可能性が低い包装材料が得られる。
【符号の説明】
【００５８】
１  押出成形装置、１０‐ａｂ  ホッパー、１１  押出機、１２  フィードブロック、１３  Ｔダイ、１４  ２種３層溶融樹脂フィルム、１５  加圧ロール、１６  ２種２層溶融樹脂フィルム、１７  加圧ロール、１８冷却ロール、１９  巻取りロール、３０  シーラントフィルム、３１  低密度層、３２  高剛性層
【図１】
2017071124.tif 000004
【図２】
2017071124.tif 000005
【図３】
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