JP2005330386A

JP2005330386A - 包装用フィルム

Info

Publication number: JP2005330386A
Application number: JP2004150346A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Tsukada; 正光塚田
Original assignee: Heisei Polymer Co Ltd
Current assignee: Toyo Heisei KK
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】引裂強度、引張強度、耐摩耗性などの優れた機械的強度、低温ヒートシール性、高い収縮率を維持しつつ、安価に製造できる包装用フィルム。
【解決手段】密度が０.９０５〜０.９３５ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレートが０.１〜３ｇ／10分のメタロセン触媒による直鎖状低密度ポリエチレンと、エチレン含有量が２〜１２質量％でメルトフローレートが１０ｇ／10分以下のランダムポリプロピレンとを含有した混合物からなる包装用フィルム。特に、タイヤ等の環状物、重量物に好適である。
【選択図】なし

Description

本発明は、収縮包装に用いる包装用フィルムであって、特に、環状物の包装に好適なものに関する。

従来、収縮包装には、ポリ塩化ビニルや長鎖分岐ポリエチレン等を使用した熱収縮性フィルムが多く用いられている。しかしながら、これらの熱収縮性フィルムは、引裂強度、引張強度、耐摩耗性などの機械的強度に劣る欠点がある。また、ノッチ伝播性があるために、被包装物の角端部や突起部で包装用フィルムが破断するおそれがある。このため、従来の熱収縮性フィルムは、重包装分野には殆ど使用されず、機械的ダメージの比較的小さい軽包装分野においてもっぱら使用されている。また、従来の熱収縮性フィルムのなかには、シュリンクパックができる温度が高いために被包装物の内容が限定される場合もある。また、タイヤ等の環状物を密封包装するには特に高い収縮率が要求される。
そこで、こうした熱収縮性フィルムの問題点を解消すべく、密度が０.９４５ｇ／ｃｍ³未満の短鎖分岐を有する直鎖状低密度ポリエチレン１０〜９０質量％と、エチレン含有量が２〜１２質量％、メルトフローレートが１０ｇ／10分以下のエチレンプロピレンランダムコポリマー９０〜１０質量％とからなるポリオレフィン組成物製の細状延伸物を、経糸及び緯糸の少なくとも一部に使用して製織又は編織した包装用クロスが見出されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第２８５９７６２号公報

しかしながら、このクロスを製造するに際しては、製織又は編織工程が不可避であり、かつ、この工程の存在は製造コストの削減の妨げとなるものであった。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、引裂強度、引張強度、耐摩耗性などの優れた機械的強度、低温ヒートシール性、高い収縮率を維持しつつ、安価に製造できる包装用フィルムを目的とするものである。

本発明の包装用フィルムは、密度が０.９０５〜０.９３５ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレートが０.１〜３ｇ／10分のメタロセン触媒による直鎖状低密度ポリエチレンと、エチレン含有量が２〜１２質量％でメルトフローレートが１０ｇ／10分以下のランダムポリプロピレンとを含有した混合物からなることを特徴とするものである。
この際、その混合物からなる層を挟むように、密度が０.９０５〜０.９３５ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレートが０.１〜３ｇ／10分のメタロセン触媒による直鎖状低密度ポリエチレンからなる表面層を有するものがより望ましい。

本発明の包装用フィルムは、引裂強度、引張強度、耐摩耗性などの優れた機械的強度、低温ヒートシール性、高い収縮率を維持しつつ、安価に製造できる。
特に、タイヤ等の環状物、重量物に好適なものである。

本発明の包装用フィルムは、メタロセン触媒による直鎖状低密度ポリエチレンと、エチレン含有量が２〜１２質量％のランダムポリプロピレンとを含有した混合物からなるフィルムである。
メタロセン触媒による直鎖状低密度ポリエチレンは、公知のメタロセン触媒を用いて、エチレンと、プロピレン、ブテン−１、４−メチルペンテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１等のα−オレフィンとを共重合することによって得ることができ、それらの重合方法には特に限定はない。例えば、気相法、スラリー法、溶液法などのいずれの方法を用いても製造することができる。
この直鎖状低密度ポリエチレンの密度は、０.９０５ｇ／ｃｍ^３〜０.９３５ｇ／ｃｍ^３が好ましい。直鎖状低密度ポリエチレンの密度が、０.９３５ｇ／ｃｍ^３より大きくなると熱収縮性が低下する。そのために収縮緊縛力が低下し、その結果、収縮包装性が非常に悪くなる。他方、密度が０.９０５ｇ／ｃｍ^３未満になると、フィルムの延伸性が低下する。直鎖状低密度ポリエチレンは、その分岐が短鎖であることが必要である。分岐鎖の長さには特に限定はないが、炭素数１０以下であるのが望ましく、高圧法ポリエチレンのように分岐が、長鎖であると延伸性が乏しく、熱収縮率が不足する傾向にあるので好ましくない。
更に、直鎖状低密度ポリエチレンのメルトフローレート（１９０℃、２.１６ｋｇ、以下「ＭＦＲ」という。）は、強度及び熱収縮性の観点から、ＭＦＲが３ｇ／10分以下であるのが好ましく、成形性及び延伸性の観点からはＭＦＲが０.１ｇ／10分以上であるのが好ましい。
このような直鎖状低密度ポリエチレンは市販されており、例えば、「ＮＦ４４４Ａ」日本ポリエチレン（株）製が挙げられる。

本発明におけるランダムポリプロピレンは、エチレンとプロピレンのランダム共重合体であり、エチレンとプロピレンをコモノマーとして通常の方法で得られるが、そのエチレン含有量が２〜１２質量％であることが重要である。エチレン含量が２質量％未満になると熱収縮性が低下し、そのために収縮緊縛力が小さくなり、収縮包装性が非常に悪くなる。これに対して、エチレン含量が２質量％以上になると、熱収縮性は大幅に増して収縮包装性は改良される。しかしながら、エチレン含量が１２質量％を超えると、延伸性が大幅に低下し、強度不足になるという問題が生じる。なお、プロピレンコポリマーとプロピレンホモポリマーの組成物において、エチレン含有量が２〜１２質量％の場合も本発明に適用できる。
更に、本発明で使用されるランダムポリプロピレンのＭＦＲは１０ｇ／10分以下にする必要がある。即ち、ＭＦＲが１０ｇ／10分を超えると、熱収縮性が大幅に低下し、収縮包装性は非常に悪くなる。ＭＦＲが１０ｇ／10分以下であれば、特に問題はない。しかし、フィルム成形性及び延伸性の観点からはＭＦＲが０.５ｇ／10分以上が、また、フィルム成形性及び強度、熱収縮性の観点からはＭＦＲが８ｇ／10分以下が好ましい。
このようなランダムポリプロピレンは市販されており、例えば、「ＰＢ２２２Ａ」サンアロマー（株）製が挙げられる。

上述した直鎖状低密度ポリエチレンとランダムポリプロピレンとの混合による組成比については、直鎖状低密度ポリエチレンが１０〜９０質量％、ランダムポリプロピレンが９０〜１０質量％である。直鎖状低密度ポリエチレンが９０質量部を超え、ランダムポリプロピレンが１０質量部未満の組成物になると、延伸性や強度が不足する。一方、直鎖状低密度ポリエチレンが１０質量部未満、ランダムポリプロピレンが９０質量部以上の組成物になると、収縮率が低下する。更に、ヒートシール性が悪くなるという問題も生じる。

なお、本発明において使用する上記混合物には、本発明の趣旨に反しない範囲内において、必要に応じ、抗酸化剤、紫外線劣化防止剤、滑剤、顔料その他の添加剤、さらには異樹脂を配合してもよい。

このような混合物からフィルムを成形するには、様々な方法があるが、例えば、溶融押出成形でフィルム状に成形、冷却すればよい。この溶融押出成形は、従来から一般的に実施されている方法、例えば、インフレーション法、キャスティング法などを適用できる。
また、フィルムには、延伸加工を施しておくことが望ましい。好ましくは６０〜１２０℃の温度範囲で高倍率、例えば２〜９倍の倍率で延伸加工することがよい。この延伸加工において、加熱温度が１２０℃を超えると、延伸性が悪くなるばかりでなく分子鎖間に滑りが生じる。そのため延伸操作が配向に有効に寄与せず、所定の強度や熱収縮率が得られなくなるので好ましくない。上記延伸においては、１２０℃未満の延伸温度であれば特に問題はない。しかし、６０℃未満では白化が生じたり、諸物性が低下したり、あるいは延伸性が低下したりする傾向があるので、６０〜１２０℃の温度範囲で延伸加工するのが好ましい。特に、好ましい延伸温度は７０〜１１０℃であり、この温度範囲では延伸性が優れ、強度、熱収縮率、収縮温度が最もバランスした物性が得られる。更に、延伸加工する際の延伸倍率は、所望の強度に依存するが、好ましくは４〜８倍である。延伸倍率が４倍未満では得られたフィルムの強度に問題が生じる恐れがある。また、延伸倍率が８倍を超えると延伸性に問題が生じる場合がある。そして、延伸加工後の自然収縮性を低くするためや、巻き取り機の紙管つぶれを防止するために、延伸加工後直ちに寸法固定の状態で加熱処理をしてもよい。あるいは、そのような加熱処理をした方が望ましい場合もある。
更に、延伸加工は、オープン延伸、ロール延伸、湿式延伸、熱板延伸などいずれの延伸方法を利用してもよいが、融点と最適延伸温度との差が大きいため、比較的安価で熱コントロールが行ないやすい熱板延伸の使用が好ましい。
本発明の包装用フィルムの厚さは、機械的強度等の物性が適当な範囲であれば特に制限されるものではなく、被包装物等に応じて決められる。

上述した混合物からなるフィルムであると、引裂強度、引張強度、耐摩耗性など機械的強度に優れ、低温ヒートシール性、収縮率にも優れている。従って、クロスに製織しなくても収縮包装に用いることができる。また、製織工程を経ないフィルムとして利用できることから、簡易かつ安価に製造できる。

また、上述した混合物からなるフィルムの単層構成の他、この層を中間層として、他の層との積層体にすることができる。特に、中間層の両外側に、表面層として、密度が０.９０５〜０.９３５ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレートが０.１〜３ｇ／10分のメタロセン触媒による直鎖状低密度ポリエチレンからなる層を設けることが望ましい。
積層法としては、常法に従って共押し出し等によりラミネートすればよい。
また、上記中間層の他に、さらに他の層を両表面層の間に設けることもできる。
このような表面層として、メタロセン触媒による直鎖状低密度ポリエチレンからなる特定の層を設けることによって、ヒートシールに必要な加熱温度をより下げることができ、被包装物への影響を回避し、被包装物の制約が削減される。

本発明は、種々の収縮包装に利用できるが、特に、タイヤ、電線の巻回物などの環状物、重量物の包装に好適である。
環状物包装としては、上述した包装用フィルムを用い、その収縮方向が環状被包装物の外径周方向に一致するように環状被包装物の外周を包囲した後、この包装材の重なり部を接合し、ついでこれを加熱して包装用フィルムを収縮せしめ、環状物の両端面側に該環状物の内径より小さいスリーブ口の形成された中間包装体とした後、この中間包装体のそれぞれのスリーブ形成部を共に外側から該環状物の内径に沿って押圧し、内周面においてリング状に接合し、さらにその内側にある部分を切断除去する方法が好適である。即ち、包装用フィルムを環状物の外径周方向にそって覆う第１工程と、加熱炉中でのスリーブ包装する第２工程と、環状物の内径円周部のヒートシールおよびヒートカットする第３工程を有する方法が好適である。

図面を参照して具体例を詳説する。
まず、第１工程として、図１（ａ）に示すように、包装用フィルム１を、２本のロール３、３から引き出して、２本のロール３、３の中間近辺の位置にてそれぞれをヒートシールすることにより、包装用フィルム１からなる平面状の包装面４を形成する。タイヤ等の環状物２は、その軸が上記２本のロール３、３と平行となるように図示しない移動体に係止されており、またその外周面が包装面４と向かい合うように設置される。上記包装用フィルム１の巻回されたロール３、３は、環状物の外径よりも図面上下方向に大きい間隔をおいて配置されたものである。この状態において、図示しない移動体に係止された環状物２を包装用フィルム１からなる包装面４の方向に移動させる。この移動により、環状物２はその外周面の半分程度が包装面４により覆われる。この状態を図１（ｂ）に示す。さらに環状物２を移動させて、２本のロール３、３の間を環状物２が完全に通過した直後に、図面上下方向より熱板５、５が、互いに接近することにより、包装用フィルム１を環状物２の外周に沿うように円筒状に形成した後、熱板５、５の圧接によりヒートシールおよびヒートカットを行う。この状態を図１（ｃ）に示す。このようにして、中央に環状物２を内包する円筒状の包装用フィルム１を形成する。
次に、第２工程として、上記環状物２を内包する円筒状の包装用フィルム１を、加熱炉内を通過させることにより熱収縮させ、これによりスリーブ包装工程を行う。このスリーブ包装工程により包装用フィルム１から形成される環状物包装体（以下、中間包装体と略称する）６を図２に示す。この中間包装体６は、環状物２の外周を包装している外周包装部７と、環状物２の両端面を包装する端面包装部８、８と、端面包装部８、８の内側に形成され、その中央部にスリーブ口９を有するスリーブ口形成部１０、１０とからなる。このスリーブ口９の径は、環状物２の内径より小さくなるように、予め包装用フィルムの幅、収縮率等により調整しておく。ここで、この包装用フィルム１の幅と環状物２の胴まわり太さとの関係は、包装用フィルム１の収縮率にもよるが、包装用フィルム１の幅が環状物２の胴まわり太さの約１.１〜１.３倍の範囲が好適である。
最後に、第３工程として、図３（ａ）に示すように、加熱部１１と加熱部１１と同じ外径の受板１２とからなるリングシーラ１３を用いてスリーブ口形成部１０、１０の外側から環状物２の内径に沿って押圧し、接合することにより、スリーブ口形成部１０、１０が環状物２の内周面において接合される。この状態を図３（ｂ）に示す。ここで、この接合は、深しぼりを容易にするため加熱炉通過直後に行なわれることが好ましい。この後、上記工程により形成されたヒートシール部分１４より内側にある不要なスリーブ口形成部１０、１０をヒートカットすることにより、図３（ｃ）に示す環状物の包装がなされる。

上記リングシーラ１３によりヒートシール、およびヒートシール部分１４より内側にある不要なスリーブ口形成部１０のヒートカットについて、図４を用いて詳説する。リングシーラ１３は、リング状にヒートシールおよびヒートカットする工程において用いられ、ヒートシール、ヒートカットを同時に行うことが可能な機構を有するものである。このリングシーラ１３は、加熱部１１と受板１２とからなる。この加熱部１１と受板１２とは、図示しない支持体に互いに接近、離間が可能なように、移動自在に取り付けられたものであり、加熱部１１は押さえ部１５の設けられた基板１６と、取手１７、ヒートシール部１８、ヒートナイフ１９が設けられた可動部２０とから概略構成されるものである。押さえ部１５は、基板１６の受板１２側の端面の外周近傍に外周に沿って設けられた受板１２側に突出する複数本の円柱状の連結部２１‥の末端に設けられた円筒状のものである。この押さえ部１５の受板１２側の末端近傍の内側には、冷却用のエアー管２２が内設されている。可動部２０は、上記連結部２１‥の内側に形成された円盤状のもので、受板１２と反対側の端面に突出して形成されたコ字状の取手１７により基板１６に受板方向に接近、離間できるように移動自在に取り付けられたものである。可動部２０の受板１２側の端面には、その外周近傍に受板１２側に突出した円柱状の連結部２３‥が可動部２０の外周に沿って複数本設けられ、連結部２３‥にはコイルばね２４が巻かれている。この連結部２３‥の受板１２側の末端には円筒状のヒートシール部１８が、受板方向に接近、離間できるように移動自在に取り付けられており、コイルばね２４はこのヒートシール部１８を受板方向に付勢するものである。このヒートシール部１８の受板側末端の内側にはヒータ２５が内設されている。さらに、可動部２０には連結部２３‥の内側に受板１２側に突出した複数本の円柱状の連結部２６‥が、連結部２３と同様に設けられ、コイルばね２７もコイルばね２４と同様に設けられている。
この連結部２６の受板１２側の末端には、受板１２側末端に刃部２８が形成された円筒状のヒートナイフ１９が、ヒートシール部１８と同様に受板方向に接近、離間できるように移動自在に取り付けられており、コイルばね２７は、このヒートナイフ１９を受板方向に付勢するものである。このヒートナイフ１９には、ヒートシール部１８と同じくその刃部２８の付け根近傍の内部にヒータ２９が設けられている。これらのものは、通常用いられる金属材料にて形成されるものであるが、押さえ部１５を形成する材料としては、弾性のあるプラスチック等の断熱材が好適に用いられる。
このリングシーラ１３を環状物包装体に用いる場合は、まず図３（ａ）に示す位置にリングシーラ１３および中間包装体６を配置する。次に、受板１２と押さえ部１５とを包装用フィルム１を挾むように接合させる。さらに、取手１７を受板１２側に押すことにより、可動部２０を受板１２側に押圧する。これによりヒートシール部１８とヒートナイフ１９が包装用フィルム１に圧接して、包装用フィルム１を円形にヒートシールおよびヒートカットを行うことができる。ここで、コイルばね２４、２７は、それぞれヒートシール部１８、ヒートナイフ１９を一定圧力で受板１２に圧接させるため、包装用フィルム１のヒートシールおよびヒートカットが良好に行える。
なお、上述の例では包装用フィルム１は、２本のロール３、３に巻回された長尺物より形成されるものであるが、本発明においては、これに限られるものでなく、１枚のシート状の包装用フィルムを用いても同様の方法によって収縮包装体を形成することができる。

この方法では、包装用フィルムの収縮、ヒートシール、ヒートカット等により環状物を包装するため、包装の自動化が容易となる。また、帯状の紙あるいはフィルムを重ねた包装形態と異なり、密封包装されているため内容物の露出等が起こらない。
また、得られる環状物包装体は、環状物の表面に包装用フィルムが密着したものとなる。

［実施例１］
環状物２として外周幅２０.５ｃｍ、胴まわり太さ６５ｃｍ、内径３５ｃｍ、外径６２ｃｍのタイヤを用いた。
包装用フィルム１としては、密度が０.９１２ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレートが２.０ｇ／10分のメタロセン触媒による直鎖状低密度ポリエチレン（「ＮＦ４４４Ａ」日本ポリエチレン（株）製）が６０質量％、エチレン含有量が７質量％でメルトフローレートが０.８ｇ／10分のランダムポリプロピレン（「ＰＢ２２２Ａ」サンアロマー（株）製）が４０質量％の混合物を用いて一軸延伸処理（倍率：３.５倍）したフィルム（収縮率５０％）を使用した。
タイヤ２および包装用フィルム１を図１（ａ）に示す位置に配置し、タイヤ２をコンベアにて移動させ、その外周面に沿って包装用フィルム１で覆い、図１（ｃ）に示すように包装用フィルム１をヒートシールして、中央部にタイヤ２を内包する円筒状の包装用フィルム１を形成した。これを加熱炉（２００℃）を通過（１５秒）させることにより加熱し、スリーブ包装を行った。この中間包装体６においては、図２に示すようにスリーブ口９がタイヤ２の内周より径が小さかった。この中間包装体６を加熱炉通過直後に、タイヤ２の内径に適合した前述のリングシーラ１３によりヒートシール、ヒートカットを行い、環状物包装体を形成した。

得られた環状物包装体は、用いた包装用フィルムが簡易かつ安価に得られたものであるにもかかわらず、機械的強度、ヒートシール強度、緊縛性が十分なものであった。
その結果、環状物の外形に沿ったタイトに包装でき、外観にて被包装体の形状を判別することができた。従って、この環状物包装体を商品に用いた場合、商品イメージの向上につながる。また、完全密封した包装形態であるため、外部からの塵やゴミ等の異物の侵入を防止するため、内容物の傷の発生防止に効果を有する。
また、包装工程がスリーブ包装とヒートシール、ヒートカット等により行えるため、環状物の包装の自動化を達成することができる。従って、労力および時間の低減のみならず、包装材料費や物流費の低減により全体コストの引き下げに大きく寄与させることができる。

［実施例２］
上記実施例１において、用いた包装用フィルムとして、密度が０.９１２ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレートが２.０ｇ／10分のメタロセン触媒による直鎖状低密度ポリエチレン（「ＮＦ４４４Ａ」日本ポリエチレン（株）製）が６０質量％、エチレン含有量が７質量％でメルトフローレートが０.８ｇ／10分のランダムポリプロピレン（「ＰＢ２２２Ａ」サンアロマー（株）製）が４０質量％の混合物からなる中間層と、その中間層の両側に設けられた密度が０.９１２ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレートが２.０ｇ／10分のメタロセン触媒による直鎖状低密度ポリエチレン（「ＮＦ４４４Ａ」日本ポリエチレン（株）製）からなる表面層とを有する３層構成の共押し出し成形したフィルムであって、一軸延伸処理（倍率：３.５倍）したフィルム（収縮率５０％）を用いたこと以外は同様にして、環状物の包装を行った。
得られた環状物包装体は、用いた包装用フィルムが簡易かつ安価に得られたものであるにもかかわらず、機械的強度、ヒートシール強度、緊縛性が十分なものであった。

本発明は、種々の収縮包装に利用できるが、特に、タイヤ、電線の巻回物などの環状物、重量物の包装に適用可能なものであり、有用性の高いものである。

環状包装体の中間包装体を形成する為の工程を示す斜視図である。中間包装体の斜視図である。環状包装体の製造を示す工程を示す斜視図である。リングシーラを示す斜視図である。

符号の説明

１包装用フィルム
２環状物
６中間包装体

Claims

密度が０.９０５〜０.９３５ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレートが０.１〜３ｇ／10分のメタロセン触媒による直鎖状低密度ポリエチレンと、エチレン含有量が２〜１２質量％でメルトフローレートが１０ｇ／10分以下のランダムポリプロピレンとを含有した混合物からなることを特徴とする包装用フィルム。
密度が０.９０５〜０.９３５ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレートが０.１〜３ｇ／10分のメタロセン触媒による直鎖状低密度ポリエチレンと、エチレン含有量が２〜１２質量％でメルトフローレートが１０ｇ／10分以下のランダムポリプロピレンとを含有した混合物からなる中間層と、
該中間層の両側に設けられた密度が０.９０５〜０.９３５ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレートが０.１〜３ｇ／10分のメタロセン触媒による直鎖状低密度ポリエチレンからなる表面層とを有することを特徴とする包装用フィルム。
環状物の包装用であることを特徴とする請求項１または２に記載の包装用フィルム。