JP2010064331A - 積層フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】基材フィルムの少なくとも一方の面に滑剤を含むシーラント層を備える積層フィルムであって、製袋工程において基材フィルム表面の滑り性が抑制されており、充填工程において接触したシーラント層同士を容易に剥離することのできる積層フィルムを提供する。
【解決手段】シーラント層１３に不飽和脂肪酸アミドのシス−トランス異性体を添加することで、２種類の滑剤の滑り性経時変化を利用して、製袋工程において基材フィルム１１表面の滑り性が抑制されており、充填工程において接触したシーラント層同士を容易に剥離することのできる積層フィルム１。
【選択図】図１

Description

本発明は、基材フィルムの表面に滑剤を含有したシーラント層を備える積層フィルムに関するものであり、滑剤を含んでいるシーラント層と基材フィルム表面の滑り性を制御し、加工性、充填適性の良好な積層フィルムに関するものである。

飲食品や医薬品、日用雑貨品などあらゆる物品を包装する袋は、強度、遮光性、バリア性、シール性等様々な特性を持つ数種類の層を基材フィルム上に積層し、その積層フィルムを袋状にすることで得られる。さらに機能性を付与するために各層に添加剤を加えることがある。特に内容物と接する最内面層であるシーラント層にあっては添加剤を加えることが多い。添加剤としては、酸化防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤などがある。

中でも、滑剤は樹脂中に添加されており、製膜すると添加された滑剤の一部がシーラント層表面に移動（ブリードアウト）してくることでフィルムに滑り性を付与する（特許文献１および特許文献２参照）。

包装に用いられる積層フィルムは、内面にシーラント層を有し、製袋工程により熱によりシーラント層同士を熱圧着（ヒートシール）して開口部を有する袋状に加工される。そして、袋状に加工された加工物は充填工程において開口部から内容物を充填し、更に、開口部のシーラント層同士を熱圧着（ヒートシール）して内容物を密閉し、製品として出荷される。

このとき、積層フィルムに添加する添加剤の中で、滑剤はフィルムの滑り性を得るために添加される。包装に用いられる積層フィルムは加工工程において袋状に加工され、加工された加工物はシーラント層同士が接触している。充填工程でこの袋状の加工物に内容物を充填するにあっては、袋状の加工物の開口部を開かせる必要がある。このとき、接触したシーラント層を容易に剥離させるために、シーラント層に滑剤は添加される。

フィルムの滑り性が適切でないと積層フィルムを袋状に加工する製袋工程や袋状に加工された加工物に内容物を充填する内容物充填工程において不具合を生じることがある。具体的には、シーラント層への滑剤量を多くした場合には、製袋工程において積層フィルムの送り量にばらつきが生じてしまい、シール幅のずれや印刷柄のずれといった問題が生じる。また、シーラント層への滑剤量を抑えた場合には、内容物充填工程においてシーラント層同士が密着してシーラント層同士を容易に剥離できなくなってしまい、袋状の加工物の開口部を開かせることができなくなってしまう。

積層フィルムはロール・ツー・ロール方式により形成される。連続的に搬送される基材フィルムにシーラント層が形成され、シーラント層が形成された積層フィルムはロール状に巻き取られる。このとき、シーラント層の積層された積層フィルムをロール状に巻き取ると、シーラント層に添加した滑剤の一部がロール上でシーラント層表面に接する基材フィルム表面に転写され、基材フィルム表面の滑り性を大きくする。基材フィルム表面の滑り性が大きいと積層フィルムの送り量にばらつきが生じてしまい、シール幅のずれや印刷柄のずれといった問題が生じる。

また、上記とは逆に、シーラント層の滑剤量が特に少なくて滑り性が小さく、ロール状に巻き取った際に接する基材フィルム表面への滑剤の転写量も少ない場合は、巻き取りに
よりシーラント層と接する基材フィルム面との密着によるブロッキングが発生し易く、製袋工程前段の積層フィルム製造工程で不具合を引き起こすことが多い。
特開平１１−３３４００４号公報 特開２００６−５６１４６号公報

本発明にあっては、基材フィルムの少なくとも一方の面に滑剤を含むシーラント層を備える積層フィルムであって、製袋工程において基材フィルム表面の滑り性が適正に抑制されており、一方、充填工程において接触したシーラント層同士を容易に剥離することのできる積層フィルムを提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題に取り組み鋭意検討した結果、滑剤が不飽和脂肪酸アミドの場合、その滑り性の経時変化はシス体とトランス体では大きく異なることを見出した。すなわち、トランス体の方が立体構造としてかさ高いために、シーラント層表面にブリードアウトするための時間が長くかかる。シーラントの滑り性はブリードアウトした滑剤量に依存するために、トランス体の方が滑り性発現までの時間が長くなる。また、一般に滑り性の経時変化が異なる複数の滑剤を併用して添加すると、得られた積層フィルムの滑り性の経時変化の挙動を自由に制御できることを見出した。上記のシス体とトランス体は示性式が同じであって添加された層の滑り性の経時変化のみを変えることのできる特別の組み合わせであって、そのほかの物性はほぼ同じである。すなわち同一示性式の不飽和脂肪酸アミドのシス−トランス異性体の２種類をシーラント層に添加することによって、適正な滑り性を独立に発現させることが可能となる。

本発明の請求項１に係る発明は、少なくとも基材フィルムの一方の面に滑剤を含むシーラント層を備える積層フィルムにおいて、該滑剤が滑り性の経時変化に差のある複数種類の滑剤を含み、滑り性の経時変化が制御されることを特徴とする積層フィルムである。

次に、本発明の請求項２に係る発明は、前記滑り性の経時変化に差のある複数種類の滑剤が、不飽和脂肪酸アミドのシス体と、同一示性式の異性体であるトランス体との２種類から成ることを特徴とする請求項１記載の積層フィルムである。

請求項１の発明によれば、個々の滑剤に固有の滑り性の経時変化特性を選択して、シーラント層に複数の滑剤を含有させることにより、シーラント積層フィルムの滑り性の経時変化を自由に制御することができるので、製袋工程においては、基材フィルム表面の滑り性がブロッキングを生じる程には小さくなく、しかも過剰な滑り易さも抑制され、積層フィルムの送り量のバラツキが少なく、シール幅のずれや印刷柄のずれといった不良が発生せず、一方、充填工程においては、接触したシーラント層同士を容易に剥離することのできる、製袋適性と充填適性のいずれも優れた積層フィルムを提供することができる。

また、請求項２の発明によれば、同一示性式の異性体を含む滑剤を使用することにより、滑り性以外の他の特性に影響を与えずに、滑り性の経時変化を自由に制御することができるので、上記と同等以上に製袋適性と充填適性のいずれも優れた積層フィルムを提供することができる。

以下に本発明を詳しく説明する。

図１に本発明の積層フィルムの説明断面図を示した。本発明の積層フィルム１は、基材フィルム１１の一方の面にシーラント層１３を備える。また、基材フィルム１１とシーラント層１３の間には、接着剤層１２を備える。シーラント層１３は滑剤を含む。

図２に本発明の積層フィルムの別の態様の説明断面図を示した。図２の積層フィルムにあっては、基材フィルム１１とシーラント層１３の間に機能層１４が設けられており、基材フィルム１１と機能層１４の間、機能層１４とシーラント層１３の間には、それぞれ接着剤層１２が設けられている。シーラント層１３は滑剤を含む。

本発明にあっては、図１に示したように、基材フィルムとシーラント層の間に接着剤層を有していても良い。また、図２に示したように基材フィルムとシーラント層の間に機能層を設けていても良い。機能層としては、内容物を保護するための水蒸気バリア性あるいは酸素バリア性を有するバリア層、意匠性を向上させることができる印刷層等を挙げることができる。また、機能層は、単層構造に限定されるものではなく、複数の層を積層した構造であってもよい。また、図示しないが、シーラント層が設けられていないもう一方の基材フィルム面に機能層が設けられていても良い。例えば、シーラント層が設けられていない側の基材フィルム表面に印刷層等の機能層を有していても良い。

基材フィルム１１としては、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）等のポリエステルフィルム、二軸延伸ナイロンフィルム（ＯＮｙフィルム）等のポリアミドフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰフィルム）等のポリオレフィンフィルムなどが選択され、他の層を接着させる面にコロナ処理等を施すことでより良好な接着強度が得られる。

また、接着剤層１２に用いる接着剤としては、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、およびそれらを主体とした混合物などが一般的に用いられる。接着性樹脂を用いることも可能である。この場合はサンドラミネーション法によって接着され、用いられる樹脂としてはエチレンアクリル酸またはメタクリル酸共重合体，エチレンアクリレートまたはメタアクリレート共重合体，エチレン酢酸ビニル共重合体，変性マレイン酸共重合体などがある。なお、接着剤層をアンカーコート層としても構わない。

シーラント層１３は積層フィルムの一方の面の最表面を構成する層であり、熱圧着（ヒートシール）させることにより、シーラント層同士を接着させることができる。すなわち、シーラント層形成材料としては、熱でシールすることのできる材料を用いることができる。具体的には、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などのポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどの単独重合体や、エチレン、プロピレン、ブテン、メチルペンテンなどのオレフィンから選ばれる２つ以上のモノマーの共重合体、例えばエチレン−プロピレン共重合体等が挙げられ、これらの２つ以上の混合物を用いることも可能である。

シーラント層１３は上記の樹脂を用いて、キャスト法によって製膜することができる。または、インフレーション法で樹脂をチューブ状に押出し、押出したチューブ状フィルム内にエアを吹き込み、チューブ状フィルムの両端を製造ライン上で耳切りをして巻取って得られる。２〜３種類の樹脂を共押出しにして多層構成としたフィルムをシーラント層として用いることも可能である。

シーラント層は滑剤を含む。本発明におけるシーラント層１３に含まれる滑剤としては、一般的に滑剤として用いられる脂肪酸アミドの中から、選択できる。滑り性の経時変化に差のある複数種類の滑剤を選んで含有させることにより、シーラント層積層フィルムの滑り性の経時変化を制御する。一般に、不飽和脂肪酸アミドが飽和脂肪酸アミドに較べて、良好な滑り性を示すことが知られているが、滑り性の異なる経時変化を有する滑剤を組み合わせるという本発明の手段においては、飽和脂肪酸アミドを排除するものではない。

本発明の他の実施形態としては、滑剤として、不飽和脂肪酸アミドのシス−トランス異性体の関係にある２種類を併せて用いることができる。前述のとおり、シス体とトランス体とは滑り性の経時変化に差のある滑剤にあたるからである。たとえば、cis-9-オクタデセン酸アミドとtrans-9-オクタデセン酸アミド、cis-9-イコサエン酸アミドとtrans-9-イコサエン酸アミド、cis-13-ドコセン酸アミドとtrans-13-ドコセン酸アミド、等の組み合わせが好ましい。

添加される不飽和脂肪酸アミドのシス−トランス異性体の比率は、１：１−１：２の範囲が好ましい。絶対量としてシス体は１０−２０mg/m²、トランス体は２０−４０mg/m²が好ましい。シス体はトランス体と比較するとすみやかにブリードアウトするために、エージング後の滑り性が良好で、製袋時のフィルムのブロッキングを緩和することができる。絶対量を最大で２０mg/m²とすることで、製袋工程においてシール幅のずれや印刷柄のずれといった問題は生じない。トランス体は製袋時にはほとんどブリードアウトしていないため、初期滑り性にはほとんど寄与しないが、エージング後1ヶ月程度で徐々に表面にブリードアウトするために、内容物充填時には開封性が十分に確保されている。

シーラント層１３の膜厚は用途に合わせて選ばれるが、滑剤の添加量は絶対量で規定されているため、シーラント層膜厚が薄い場合には滑剤添加濃度は高く、シーラント層膜厚が厚い場合には添加濃度は低くする必要がある。たとえば、膜厚が５０μｍの場合のシス体添加濃度は２２０ｐｐｍ−４４０ｐｐｍと規定され、トランス体添加量は４４０−８８０ｐｐｍと規定される。膜厚が１５０μｍの場合のシス体添加濃度は７０ｐｐｍ−１５０ｐｐｍと規定され、トランス体添加量は１５０−３００ｐｐｍと規定される。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。

（実施例１）
ナイロンフィルム（厚さ２０μｍ）／バリア層（アルミニウム箔（材料））の多層構成の基材フィルムを用意した。一方、シーラント層として、滑剤としてcis-9-オクタデセン酸アミドを１５０ｐｐｍとtrans-9-オクタデセン酸アミドを３００ｐｐｍ添加したキャスト法により製造されたフィルム厚１００μｍのポリプロピレンを用いた。接着剤としてはポリウレタン系の接着剤を用い、基材フィルムのバリア層側にポリプロピレンからなるシーラント層を形成した積層フィルムを作製した。

この積層フィルムをエージング室へ搬送し、接着剤硬化のためのエージングを行った。エージング室からフィルムを取り出し室温に戻して、２日後に積層フィルムを製袋機にかけて袋状の加工物を作製し、製袋適性を確認した。さらに、製袋1週間後に、充填機を用い、袋状の加工物を用い内容物の充填をおこない充填適性を確認した。また、製袋前及び充填前の積層フィルムを切り取り、シーラント面表面についてＪＩＳ Ｐ８１４７に基づいた傾斜方法により静摩擦係数を求めた。

（比較例１）
ナイロンフィルム（厚さ２０μｍ）／バリア層（アルミニウム箔（材料））の多層構成の基材フィルムを用意した。一方、シーラント層として、滑剤としてcis-9-オクタデセン酸アミドを樹脂重量に対して４５０ｐｐｍ添加してあり、キャスト法により製造されたフ
ィルム厚１００μｍの実施例１と同じポリプロピレンを用いた。そして、ドライラミネート装置を用い積層フィルムの製造をおこなった。接着剤としてはポリウレタン系の接着剤を用い、基材フィルムのバリア層側にポリプロピレンからなるシーラント層を形成した積層フィルムを作製した。

この積層フィルムをエージング室へ搬送し、接着剤硬化のためのエージングを行った。エージング室からフィルムを取り出し室温に戻して、２日後に積層フィルムを製袋機にかけて袋状の加工物を作製し、製袋適性を確認した。さらに、製袋後に、充填機を用い、袋状の加工物を用い内容物の充填をおこない充填適性を確認した。また、製袋前及び充填前の積層フィルムを切り取り、シーラント面表面についてＪＩＳ Ｐ８１４７に基づいた傾斜方法により静摩擦係数を求めた。

（比較例２）
ナイロンフィルム（厚さ２０μｍ）／バリア層（アルミニウム箔（材料））の多層構成の基材フィルムを用意した。一方、シーラント層として、滑剤としてtrans-9-オクタデセン酸アミドを樹脂重量に対して４５０ｐｐｍ添加、キャスト法により製造されたフィルム厚１００μｍの実施例と同じポリプロピレンを用いた。なお、接着剤としてはポリウレタン系の接着剤を用い、基材フィルムのバリア層側にポリプロピレンからなるシーラント層を形成した積層フィルムを作製した。

この積層フィルムをエージング室へ搬送し、接着剤硬化のためのエージングを行った。エージング室からフィルムを取り出し室温に戻して、２日後に積層フィルムを製袋機にかけて袋状の加工物を作製し、製袋適性を確認した。さらに、製袋１週間後に、充填機を用い、袋状の加工物を用い内容物の充填をおこない充填適性を確認した。また、製袋前及び充填前の積層フィルムを切り取り、シーラント面表面についてＪＩＳ Ｐ８１４７に基づいた傾斜方法により静摩擦係数を求めた。

実施例１および比較例１、比較例２で測定した、シーラント層表面の静摩擦係数を表１に、製袋適性および充填適性を評価したものを表２に示す。なお、製袋適性にあっては、丸印（○）が作成された袋状の加工物にシール幅のずれや印刷柄のずれが確認されずに製袋適性に優れていることを表し、バツ印（×）がブロッキングが発生したりシール幅のずれや印刷柄のずれが確認され製袋適性が悪いことを示している。また、充填適性にあっては、丸印（○）が袋状の加工物の開口部を容易に開くことができ充填適性に優れることを、バツ印（×）がシーラント層同士がくっついてしまい袋状の加工物の開口部を容易に開くことができず、充填適性が悪いことを示している。

実施例１と比較例１の製袋前の静摩擦係数を比較すると、比較例１の方が静摩擦係数は低くなっている。比較例１の積層フィルムは、表面が滑り易くなっており、これに対応して製袋工程でシール幅のずれや印刷柄のずれの不具合が生じている。

実施例１と比較例２の製袋前の静摩擦係数を比較すると、比較例２の静摩擦係数は高くなっている。比較例２の積層フィルムは、表面の滑り性が悪くブロッキングを起こし、これに対応して製袋工程で不具合が生じている。また、充填前の静摩擦係数を比較すると、比較例２の方が高くなっている。比較例２の積層フィルムは、滑り性が悪く開封性が悪くなっており、これに対応して充填適性が悪くなっている。

本発明の積層フィルムの説明断面図である。 本発明の積層フィルムの別の態様の説明断面図である。

符号の説明

１・・・・・積層フィルム
１１・・・・基材フィルム
１２・・・・接着剤層
１３・・・・シーラント層
１４・・・・機能層

Claims (2)

1. 少なくとも基材フィルムの一方の面に滑剤を含むシーラント層を備える積層フィルムにおいて、該滑剤が滑り性の経時変化に差のある複数種類の滑剤を含み、滑り性の経時変化が制御されることを特徴とする積層フィルム。
2. 前記滑り性の経時変化に差のある複数種類の滑剤が、不飽和脂肪酸アミドのシス体と、同一示性式の異性体であるトランス体との２種類から成ることを特徴とする請求項１記載の積層フィルム。