JP2007196558A

JP2007196558A - 白色の多層ポリエチレン系フィルムおよび包装袋

Info

Publication number: JP2007196558A
Application number: JP2006018790A
Authority: JP
Inventors: Sanehiro Yamamoto; 実裕山本
Original assignee: Prime Polymer Co Ltd
Current assignee: Prime Polymer Co Ltd
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】内容物を汚染することがなく、優れた帯電防止性を示す、包装用の白色ポリエチレン系フィルムを提供すること。
【解決手段】基材層と少なくとも一層の表層からなる多層ポリエチレン系フィルムにおいて、基材層が、ＭＦＲが０．５〜１０ｇ／１０分であるエチレン系重合体（Ａ１）８０〜９７重量％と二酸化チタン３〜２０重量％とからなる樹脂組成物（Ａ）からなり、表層が、ＭＦＲが０．５〜３ｇ／１０分であるエチレン系重合体（Ｂ１）５５〜９５重量％、ＭＦＲが１０〜１００ｇ／１０分のポリプロピレン系樹脂（Ｂ２）０〜２５重量％、およびポリオレフィンと親水性ポリマーのブロックポリマーを主成分とする高分子型帯電防止剤（Ｂ３）５〜２０重量％からなる樹脂組成物（Ｂ）からなり、表層の厚さが一層について基材層の厚さの５〜１００％であることを特徴とする多層ポリエチレン系フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は帯電防止性の多層ポリエチレン系フィルムおよびそれからなる包装袋に関する。

ポリオレフィン系樹脂フィルムは成形性、加工性、コストに優れていることより規格袋、レジ袋、ゴミ袋などのほか食品、日用品、電気製品、電子部品、精密機器、医薬品、米穀類、肥料、樹脂ペレットなど様々な製品の包装資材として世の中に広く普及している。ポリオレフィン系樹脂のなかでも特に直鎖状低密度ポリエチレンは強度、シール性、耐ピンホール性が優れているので単層フィルムで、あるいは積層フィルムの構成層として包装資材に多用されている。これらの包装資材は通常シート状またはチューブ状に成形された原反フィルムに必要に応じて印刷をした上でスリット、カット、溶着などの加工を経て製袋されるが、ポリオレフィンは導電性が低いために印刷や加工工程で発生する静電気トラブルの対策が求められていた。

静電気トラブルの例としてはフィルムの送出乱れやインキ反発による印刷不良、フィルムへの埃付着による品質低下、フィルムから作業者への放電による電撃、フィルムの送出乱れによる製袋不良などがある。また包装袋に製品を充填する際にも、例えば製品が粉体の場合には粉体の吹き上がりや包装袋のヒートシール部への粉体付着によるシール不良がしばしば問題になっていた。さらにまたＩＣなどの電子部品の包装においては静電気の放電により過電流が流れて電子部品を破壊するというトラブルも起きていた。

このため、従来からポリオレフィン系フィルムに非イオン系、アニオン系、カチオン系などの界面活性剤、いわゆる低分子型帯電防止剤を練り込むことが行われてきた（例えば、特許文献１および２参照）。しかしながらこれらの低分子型帯電防止剤は経時的にフィルム表面に滲出して内容物を汚染するという問題があった。そこで、親水性ブロックを構造中に含む、いわゆる高分子型帯電防止剤（例えば、特許文献３参照）や高分子型帯電防止剤を配合したポリオレフィンフィルム（例えば、特許文献４参照）が提案されている。

一方、包装資材の意匠性を高める目的で二酸化チタンのような白色顔料を添加したフィルムがしばしば利用されている。しかるに二酸化チタンを含むフィルムに上述した高分子型帯電防止剤を添加したところ、期待した帯電防止性能が発現しないことが判明した。すなわち予想に反して、表面固有抵抗値が大きくなるとともに、帯電圧半減時間が長くなるという問題に直面した。
特開２００４−１１５６００号公報特開２００４−２２３７９５号公報特開２００１−２７８９８５号公報特開２００２−１２１２９７号公報

本発明は上記の問題点に鑑み、内容物を汚染することがなく、優れた帯電防止性を示す白色のポリエチレン系フィルムの提供を課題とする。

本発明者は、上記課題を解決するため研究した結果、基材層と少なくとも一層の表層からなる多層フィルムにおいて、基材層が下記樹脂組成物（Ａ）からなり、表層が下記樹脂組成物（Ｂ）からなり、表層の厚さが一層について基材層の厚さの５〜１００％であることを特徴とする白色の多層ポリエチレン系フィルムが内容物を汚染することなく、優れた帯電防止性を示すことを見出し本発明を完成させた。
樹脂組成物（Ａ）
メルトフローレート（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）が０．５〜１０ｇ／１０分であるエチレン系重合体（Ａ１）８０〜９７重量％と、二酸化チタン３〜２０重量％とからなる樹脂組成物
樹脂組成物（Ｂ）
メルトフローレート（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）が０．５〜３ｇ／１０分であるエチレン系重合体（Ｂ１）５５〜９５重量％、メルトフローレート（ＡＳＴＭＤ１２３８、２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）が１０〜１００ｇ／１０分のポリプロピレン系樹脂（Ｂ２）０〜２５重量％、およびポリオレフィンと親水性ポリマーのブロックポリマーを主成分とする高分子型帯電防止剤（Ｂ３）５〜２０重量％からなる樹脂組成物
本発明の帯電防止性の包装袋は上記多層ポリエチレン系フィルムを製袋加工することにより得られる。

また、本発明のフィルムの表面固有抵抗値は１×１０^１４Ω未満、かつ帯電圧半減時間は３０秒以下であることが好ましい。

このような本発明の白色の多層ポリエチレン系フィルムは、内容物を汚染することが無く、優れた帯電防止性を示すので、食品、日用品、電気製品、電子部品、精密機器、医薬品、米穀類、肥料、樹脂ペレットなど様々な製品の包装袋として使用することができる。

本発明で使用する樹脂組成物（Ａ）を構成するエチレン系重合体（Ａ１）としてはエチレン単独重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体およびこれらの混合物をあげることができる。エチレン単独重合体としては高圧法低密度ポリエチレンおよび低圧法高密度ポリエチレンなどがある。また、エチレン−α−オレフィン共重合体としてはエチレンと炭素原子数４〜１２のα−オレフィンとの共重合体をあげることができ、具体的なα−オレフィンとしては１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン等を用いることができる。エチレン−α−オレフィン共重合体の密度（ＡＳＴＭ１５０５、２３℃）は０．９００〜０．９４０ｇ／ｃｍ^３であることが望ましい。密度が０．９４０ｇ／ｃｍ^３以下であればフィルムに適度な柔軟性が確保される。また密度が０．９００ｇ／ｃｍ^３以上であればブロッキングしにくくなる。エチレン−酢酸ビニル共重合体としては酢酸ビニル含量３５重量％以下のもの、エチレン−アクリル酸エチル共重合体としてはアクリル酸エチル含量３５重量％以下のもの、エチレン−メタクリル酸共重合体としてはメタクリル酸含量２０重量％以下のものをあげることができる。エチレン系重合体（Ａ１）またはその混合物のメルトフローレート（ＭＦＲ）（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）は０．５〜１０ｇ／１０分である。ＭＦＲが１０ｇ／１０分以下であるとフィルム中の二酸化チタンの分散性が良好となる。また、ＭＦＲが０．５ｇ／１０分以上であると押出成形でフィルムを製膜する際の流動性が確保される。

本発明で使用する樹脂組成物（Ａ）を構成する二酸化チタンは樹脂用着色剤として一般的に使用されているものであり、通常は樹脂中に高濃度で分散させたマスターバッチの形態で利用することが多い。二酸化チタンの添加量は基材層の厚みにもよるので一義的に決めることはできないが通常３〜２０重量％である。

本発明で使用する樹脂組成物（Ｂ）を構成するエチレン系重合体（Ｂ１）はメルトフローレート（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）が０．５〜３ｇ／１０分であること以外は、エチレン系重合体（Ａ１）と同様のエチレン系重合体を使用することができる。メルトフローレートが０．５〜３ｇ／１０分の範囲にあると、成形性と帯電防止性能が良好となるので好ましい。

本発明で使用する樹脂組成物（Ｂ）を構成するポリプロピレン系樹脂（Ｂ２）はプロピレンの単独重合体またはプロピレンと１種以上の炭素数２〜１２（炭素数３を除く）のα−オレフィンとの共重合体であり、例えばプロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−ブテンブロック共重合体、プロピレン−エチレン−ブテン共重合体を挙げることができる。プロピレンとα−オレフィンとの共重合体を用いる場合、α−オレフィン含量は１０モル％以下が好ましい。また、プロピレン系ブロック共重合体の２３℃におけるデカン可溶部量は５〜２０ｗｔ％の範囲が好ましい。ポリプロピレン系樹脂（Ｂ２）のＭＦＲ（ＡＳＴＭＤ１２３８、２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）は１０〜１００ｇ／１０分である。ＭＦＲが１０ｇ／１０分以上であると、帯電防止性の向上効果がある。またＭＦＲが１００ｇ／１０分以下であればフィルムの強度低下を抑えることができる。ポリプロピレン系樹脂（Ｂ２）の添加量は０〜２５重量％である。ポリプロピレン系樹脂（Ｂ２）は必須ではないが、添加することにより帯電防止性が向上するので好ましい。ポリプロピレン系樹脂（Ｂ２）の添加量が２５重量％以下であるとフィルムの表面外観を良好に保つことができる。

本発明で使用する樹脂組成物（Ｂ）を構成する高分子型帯電防止剤（Ｂ３）はその構造中に親水性のポリエーテルブロック（Ｉ）を含むブロックポリマーを好適に用いることが出来る。高分子型帯電防止剤（Ｂ３）の構造中に含まれるポリエーテル以外のブロック（ＩＩ）としてはポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエステルアミドなどのポリマーブロックや、直鎖状あるいは分岐状または環状の二価脂肪族基、不飽和結合や芳香環を含む二価脂肪族基などの中の１種類以上を挙げることができる。ポリエーテルブロック（Ｉ）を含む高分子型帯電防止剤（Ｂ３）としては、特開2001-278985号公報に記載のブロックポリマー化合物を好適に用いることが出来る。中でも、ポリエーテルブロック（Ｉ）がエチレングリコール単位からなり、ポリエーテル以外のブロック（ＩＩ）がポリオレフィンからなるブロックポリマーが好ましい。

ブロックポリマーの構造としては最も単純なＩ−ＩＩのジブロック型やＩ−ＩＩ−ＩまたはＩＩ−Ｉ−ＩＩのトリブロック型、さらにテトラブロック型などの直鎖構造のほか、ＩまたはＩＩが側鎖として存在するいわゆる櫛型構造や星型構造を挙げることができる。（Ｉ）と（ＩＩ）の各ブロックは通常エステル結合、エーテル結合、アミド結合、ウレタン結合、イミド結合などを介して結合されている。

高分子型帯電防止剤（Ｂ３）中に含まれるポリエーテルブロック（Ｉ）の割合は通常２０〜８０重量％であり、好ましくは３０〜７０重量％である。また高分子型帯電防止剤（Ｂ３）の数平均分子量（ポリスチレン基準）は通常１０００〜６００００であり、好ましくは５０００〜５００００である。

高分子型帯電防止剤（Ｂ３）の添加量は用途に応じて適宜決めることができるが、通常５〜２０重量％である。添加量がこの範囲であるとコストと性能のバランスが良い。

また本発明の樹脂組成物は必要に応じて核剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、難燃剤、可塑剤、スリップ剤、ブロッキング防止剤、防曇剤、防霧剤、防菌剤、防カビ剤等の公知の添加剤を含有することができる。

本発明で使用する樹脂組成物（Ａ）および（Ｂ）を製造するにあたってはドライブレンド法またはメルトブレンド法を用いることが出来る。すなわち、各構成成分をタンブラーやヘンシェルミキサーで混合しても良いし、さらにこの混合物を押出機で溶融混錬しても良い。

本発明の多層ポリエチレン系フィルムは、基材層と少なくとも一層の表層から構成されるが、表層の厚さは、一層について基材層の厚さの５〜１００％であることが好ましい。

本発明の多層ポリエチレン系フィルムの厚みは、用途にもよるので特に限定されないが、通常１０〜２００μｍである。

本発明の多層ポリエチレン系フィルムの成形方法は特に限定されないが、例えばインフレーション成形やＴダイ成形を採用することができる。多層化の手段としては、共押出法のほか、ドライラミネート法や押出ラミネート法などがあり、必要に応じて層間には接着層を設けることができる。

本発明の多層ポリエチレン系フィルムは、表面固有抵抗値が１×１０^１４Ω未満かつ帯電圧半減時間が３０秒以下であることが好ましい。

以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、表面固有抵抗値および帯電圧半減時間は次の測定法による。
（表面固有抵抗値）
アドバンテスト(株)製デジタル超高抵抗／微少電流計Ｒ８３４０Ａを使用して、ＡＳＴＭＤ２５７に準拠して、２３℃、５０％ＲＨ、直流電圧５００Ｖの条件にて測定した。
（帯電圧半減時間）
シシド静電気(株)製スタティックオネストメーターＳ−５１０９を使用して、２３℃、５０％ＲＨにおいて試料と印加部の距離２５ｍｍ、試料と受電部の距離２５ｍｍ、試料回転数１０００ｒｐｍ、印加電圧８ｋｖの条件で３０秒印加して試料を帯電させた後、帯電圧が１／２に減衰するまでの時間を測定した。１試料について５試験片を測定して、その平均値を半減時間とした。

直鎖状低密度ポリエチレン[エボリュー（登録商標）ＳＰ３０１０三井化学(株)製、密度（ＪＩＳＫ７１１２）＝０．９２５ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ（ＪＩＳＫ７２１０、１９０℃）＝０．９ｇ／１０分]８５重量部と、二酸化チタン含有率６０ｗｔ％のマスターバッチ［ＰＥＸ１ＡＤ２４４東京インキ(株)製、直鎖状低密度ポリエチレンベース］１５重量部をヘンシェルミキサーで混合して樹脂組成物（Ａ）を得た。

直鎖状低密度ポリエチレン[エボリュー（登録商標）ＳＰ２３２０三井化学(株)製、密度（ＪＩＳＫ７１１２）＝０．９１９ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ（ＪＩＳＫ７２１０、１９０℃）＝１．９ｇ／１０分]９５重量部と、ポリエチレングリコールからなるポリエーテルブロックを含有する高分子型帯電防止剤[商品名ペレスタット３０３三洋化成製]５重量部をヘンシェルミキサーで混合して樹脂組成物（Ｂ）を得た。

次にアルピネ社製の三種三層インフレーション成形機（ダイ径：２２５ｍｍφ、押出機：５０ｍｍφ×３台）の中間層用押出機に樹脂組成物（Ａ）を投入し、内層用と外層用の押出機にはそれぞれ樹脂組成物（Ｂ）を投入して、押出機設定温度：１９０℃、ダイ設定温度：２００℃、引取速度：２５ｍ／分、折幅７００ｍｍ、の条件で、内層／中間層／外層の厚みが１２．５／２５／１２．５μｍの白色多層フィルムを成形した。ここで、中間層は本発明の多層ポリエチレン系フィルムにおける基材層に、内層および外層は表層に相当している。このフィルムの外層面から表面固有抵抗値と帯電圧半減時間を測定した。結果を表１に示す。

樹脂組成物（Ｂ）が直鎖状低密度ポリエチレン[エボリューＳＰ２３２０]８５重量部と、プロピレン−エチレンランダム共重合体[プライムポリプロ（登録商標）Ｊ２０８ (株)プライムポリマー製、ＭＦＲ（ＪＩＳＫ７２１０、２３０℃）＝４０ｇ／１０分]１０重量部および高分子型帯電防止剤[ペレスタット３０３]５重量部からなること以外は実施例１と同様にして厚み５０μmの白色多層フィルムを成形して、表面固有抵抗値と帯電圧半減時間を測定した。結果を表１に示す。

直鎖状低密度ポリエチレン[エボリューＳＰ２３２０]９０重量部と、高分子型帯電防止剤[ペレスタット３０３]１０重量部からなる樹脂組成物（Ｂ）を外層用押出機に投入し、内層用押出機には直鎖状低密度ポリエチレン[エボリューＳＰ２３２０]を投入した以外は実施例１と同様にして厚み５０μmの白色多層フィルムを成形して、表面固有抵抗値と帯電圧半減時間を測定した。結果を表１に示す。

［比較例１］
中間層用押出機に直鎖状低密度ポリエチレン[エボリューＳＰ３０１０]８０重量部と、二酸化チタン含有率６０ｗｔ％のマスターバッチ［ＰＥＸ１ＡＤ２４４］１５重量部および高分子型帯電防止剤[ペレスタット３０３]５重量部からなる樹脂組成物を投入し、内層用と外層用の押出機には直鎖状低密度ポリエチレン[エボリューＳＰ２３２０]を投入する以外は実施例１と同様にして厚み５０μmの白色多層フィルムを成形して、表面固有抵抗値と帯電圧半減時間を測定した。結果を表１に示す。

［比較例２］
中間層用押出機に直鎖状低密度ポリエチレン[エボリューＳＰ３０１０]を投入し、内層用と外層用の押出機には直鎖状低密度ポリエチレン[エボリューＳＰ２３２０]８０重量部と、二酸化チタン含有率６０ｗｔ％のマスターバッチ［ＰＥＸ１ＡＤ２４４］１５重量部および高分子型帯電防止剤[ペレスタット３０３]５重量部からなる樹脂組成物を投入する以外は実施例１と同様にして厚み５０μmの白色多層フィルムを成形して、表面固有抵抗値と帯電圧半減時間を測定した。結果を表１に示す。

［比較例３］
中間層用押出機に直鎖状低密度ポリエチレン[エボリューＳＰ３０１０]を投入し、内層用押出機には直鎖状低密度ポリエチレン[エボリューＳＰ２３２０]８５重量部と、二酸化チタン含有率６０ｗｔ％のマスターバッチ［ＰＥＸ１ＡＤ２４４］１５重量部からなる樹脂組成物を投入し、外層用押出機には直鎖状低密度ポリエチレン[エボリューＳＰ２３２０]７５重量部と、二酸化チタン含有率６０ｗｔ％のマスターバッチ［ＰＥＸ１ＡＤ２４４］１５重量部および高分子型帯電防止剤[ペレスタット３０３]１０重量部からなる樹脂組成物を投入する以外は実施例１と同様にして厚み５０μmの白色多層フィルムを成形して、表面固有抵抗値と帯電圧半減時間を測定した。結果を表１に示す。

［参考例１］
中間層用押出機に直鎖状低密度ポリエチレン[エボリューＳＰ３０１０]９５重量部と、高分子型帯電防止剤[ペレスタット３０３]５重量部からなる樹脂組成物を投入し、内層用と外層用の押出機には直鎖状低密度ポリエチレン[エボリューＳＰ２３２０]を投入する以外は実施例１と同様にして厚み５０μmの透明多層フィルムを成形して、表面固有抵抗値と帯電圧半減時間を測定した。結果を表１に示す。

本発明により提供される多層フィルムは優れた静電気防止効果を有するとともに、フィルム表面に滲出する成分を含まないので、包装用に使用した際に内容物を汚染することがない。また、本発明の多層フィルムは二酸化チタンを含有して白色であるため、意匠性にも優れ、食品、日用品、電子部品、精密機器、米穀類、粉体など各種製品の包装材料として好適である。

Claims

基材層と少なくとも一層の表層からなる多層ポリエチレン系フィルムにおいて、基材層が下記樹脂組成物（Ａ）からなり、表層が下記樹脂組成物（Ｂ）からなり、表層の厚さが一層について基材層の厚さの５〜１００％であることを特徴とする多層ポリエチレン系フィルム。
樹脂組成物（Ａ）
メルトフローレート（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）が０．５〜１０ｇ／１０分であるエチレン系重合体（Ａ１）８０〜９７重量％と、二酸化チタン３〜２０重量％とからなる樹脂組成物
樹脂組成物（Ｂ）
メルトフローレート（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）が０．５〜３ｇ／１０分であるエチレン系重合体（Ｂ１）５５〜９５重量％、メルトフローレート（ＡＳＴＭＤ１２３８、２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）が１０〜１００ｇ／１０分のポリプロピレン系樹脂（Ｂ２）０〜２５重量％、およびポリオレフィンと親水性ポリマーのブロックポリマーを主成分とする高分子型帯電防止剤（Ｂ３）５〜２０重量％からなる樹脂組成物
表面固有抵抗値が１×１０^１４Ω未満かつ帯電圧半減時間が３０秒以下である請求項１に記載の多層ポリエチレン系フィルム。
請求項１または２に記載の多層ポリエチレン系フィルムからなる帯電防止性の包装袋。