JP2014037078A - 熱収縮多層フィルム及びそれを用いた包装袋 - Google Patents

熱収縮多層フィルム及びそれを用いた包装袋 Download PDF

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Abstract

【課題】
収縮包装が可能であり、電子レンジ等による加熱後であっても優れたカット性を有する、熱収縮多層フィルムを提供すること。
【解決手段】
基材層と該基材層に積層されたヒートシール層とを備える熱収縮多層フィルムであって、
基材層が、中高密度ポリエチレン25〜70質量%と高圧法低密度ポリエチレン5〜25質量%とポリプロピレン系樹脂25〜60質量%とを含有する第一の樹脂組成物に架橋処理を施してなる層であり、
ヒートシール層が、1種又は2種以上のエチレン系重合体を含有する第二の樹脂組成物に架橋処理を施してなる層であり、
測定法ASTM D2732に準拠した100℃での収縮率が10%以下、かつ140℃における熱収縮率が60%以上であり、
ゲル分率が20質量%以上である、熱収縮多層フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は、易カット性の熱収縮多層フィルム及びそれを用いた包装袋に関する。
従来、飲食料品、医薬品、化粧品、産業部材、化成品、その他の物品を充填包装するために、様々な形態のプラスチック製包装容器が開発され提案されている。プラスチック製包装容器を充填包装するために、プラスチック製包装容器の開口部をフィルムによりシールする必要がある。そして、飲食料品など内容物の品質の保護及び保存期間の延長などの要望により、開口部をシールするフィルムがヒートシール性に優れることが要求されている。また、充填包装に用いるフィルムが内容物を完全に密封することも要求されている。
また、食料品を覆う包装方法として、例えば、家庭用ラップ包装、オーバーラップ包装、ひねり包装、袋詰め包装、スキン包装、シュリンク包装、ストレッチ包装、ピロー包装などが挙げられる。特に、シュリンク包装やピロー包装、トップシール包装の連続包装機は近年高速化の開発傾向にある。それに伴って連続包装で使用されるフィルムへの要求特性に対し、種々の層構成、樹脂組成からなるフィルムが開発され提案されている。
中でも、うどんやラーメンなどの冷凍麺や冷蔵麺の包装体においては、電子レンジで加熱調理する場合の火傷を防止する為、剛性を有し、電子レンジ加熱による収縮が無く、任意の方向に易カットできる直進カット性に優れたフィルムが要求されている。
例えば、特許文献1には、剛性を有し、熱収縮特性に優れたフィルムとして、中間層に中高密度ポリエチレンを使用し、表面層にヒートシール層として、エチレン−α−オレフィン共重合体を用いた、熱収縮性多層シュリンクフィルムが開示されている。
特開2010−094967公報
しかしながら、特許文献1に開示されたフィルムを用いて汎用の包装機で冷凍麺をヒートシールして包装体としたものを電子レンジで加熱し、縦方向にカットしようとすると、真っ直ぐに伝播せずに、斜めや横方向に裂けて、十分な開口部が得られない場合がある。
本発明が解決しようとする課題は、上述したような従来技術における問題点を解決し得る、収縮包装が可能であり、電子レンジ等による加熱後であっても優れたカット性を有する、熱収縮多層フィルムを提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決する為鋭意検討した結果、特定の組合せの樹脂を用い、特定のゲル分率を有するよう架橋処理を施して、特定の熱収縮率を有するものとした熱収縮多層フィルムが、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の熱収縮多層フィルム及び包装体を提供する。
[1]基材層と該基材層に積層されたヒートシール層とを備える熱収縮多層フィルムであって、前記基材層が、中高密度ポリエチレン25〜70質量%と高圧法低密度ポリエチレン5〜25質量%とポリプロピレン系樹脂25〜60質量%とを含有する第一の樹脂組成物に架橋処理を施してなる層であり、前記ヒートシール層が、1種又は2種以上のエチレン系重合体を含有する第二の樹脂組成物に架橋処理を施してなる層であり、測定法ASTM D2732に準拠した100℃での収縮率が10%以下、かつ140℃における熱収縮率が60%以上であり、ゲル分率が20質量%以上である、熱収縮多層フィルム。
[2]前記中高密度ポリエチレンの密度が0.930〜0.970g/cmである、[1]に記載の熱収縮多層フィルム。
[3]前記第二の樹脂組成物が、高圧法低密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンからなる群より選択される少なくとも一種のエチレン系重合体を含有する、[1]又は[2]に記載の熱収縮多層フィルム。
[4]前記第一の樹脂組成物が、グリセリン系脂肪酸エステル0.1〜5.0質量%をさらに含有する、[1]〜[3]のいずれかに記載の熱収縮多層フィルム。
[5]前記第二の樹脂組成物が、グリセリン系脂肪酸エステル0.1〜5.0質量%をさらに含有する、[1]〜[4]のいずれかに記載の熱収縮多層フィルム。
[6]前記ヒートシール層が、前記基材層の両面に積層されている、[1]〜[5]のいずれかに記載の熱収縮多層フィルム。
[7]5〜40μmの厚みを有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の熱収縮多層フィルム。
[8][1]〜[7]のいずれかに記載の熱収縮多層フィルムを用いた包装袋。
[9]冷凍麺又は冷蔵面包装用である、[8]に記載の包装袋。
本発明によれば、収縮包装が可能であり、電子レンジ等による加熱後であっても優れたカット性を有する熱収縮多層フィルム、及びそれを用いた包装体を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、本実施の形態という。)について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本実施の形態の熱収縮多層フィルム(以下、単に「フィルム」と略記する場合がある。)は、基材層(I)と、基材層(I)に積層されたヒートシール層(II)とを備える。基材層(I)は、中高密度ポリエチレン25〜70質量%と高圧法低密度ポリエチレン5〜25質量%とポリプロピレン系樹脂25〜60質量%とを含有する第一の樹脂組成物に架橋処理を施してなる層であり、ヒートシール層(II)は、1種又は2種以上のエチレン系重合体を含有する第二の樹脂組成物に架橋処理を施してなる層である。
本実施の形態において、測定法ASTM D2732に準拠したフィルムの収縮率は、100℃において10%以下、140℃において60%以上である。またフィルムのゲル分率は、20質量%以上である。
以下、基材層(I)及びヒートシール層(II)について詳述する。
[基材層(I)]
本実施の形態において、基材層(I)は、中高密度ポリエチレン25〜70質量%と高圧法低密度ポリエチレン5〜25質量%とポリプロピレン系樹脂25〜60質量%とを含有する第一の樹脂組成物に架橋処理を施してなる層である。
第一の樹脂組成物が中高密度ポリエチレンを含有することで、フィルムに剛性が付与され、電子レンジ加熱時の収縮が十分に防止された低収縮性のフィルムを得ることができる。
ポリエチレンはJIS K 6922で密度により分類され、密度が0.942g/cm以上が高密度ポリエチレン(HDPE)、0.930〜0.941g/cmの範囲のものが中密度ポリエチレン(MDPE)、0.910〜0.929g/cmの範囲のものが、低密度ポリエチレン(LDPE)とされる。
本実施の形態において、中高密度ポリエチレンとは、高密度ポリエチレンと中密度ポリエチレンであり、密度が0.930以上である、エチレン単独の重合体又はエチレン及びC4〜6のα−オレフィンの共重合体を示す。α−オレフィンとしては、1−ブテン、1−ヘキセンなどが挙げられる。なお、中高密度ポリエチレンは、フィリップス法、スタンダード法、チーグラー法などの一般に公知の方法で製造することができる。
本実施の形態においては、フィルムが十分な剛性を有することや、製造時の延伸が容易に行えることが必要である。良好な剛性を有し、電子レンジ加熱時の収縮が一層防止される観点から、中高密度ポリエチレンの密度は0.930〜0.970g/cmであることが好ましく、より好ましくは0.942〜0.970g/cmであり、さらに好ましくは0.942〜0.966g/cmであり、さらにより好ましくは0.950〜0.960g/cmである。また、中高密度ポリエチレンとして、高密度ポリエチレンを用いることが好ましい。
本実施の形態において、「密度」とは、JIS K 6922に準じて測定される値を意味する。密度の測定方法として、具体的には、JIS K 6922に準じて、密度勾配管により密度を測定することができる。
本実施の形態において、中高密度ポリエチレンのメルトフローレート(以下、単に「MFR」と略記する場合がある。)は、0.2〜7.0g/10分であることが好ましく、より好ましくは0.5〜6.0g/10分である。メルトフローレートが0.2g/10分以上ではフィルムの強度が得られる点で好ましく、7.0g/10分以下では生産工程での安定性が得られる点で好ましい。
本実施の形態において、メルトフローレート(MFR)は、溶融時の流動性を示す指標であり、JIS K 7210に準じて測定される値を意味する。MFRの測定方法として、具体的には、JIS K 7210に準じて、メルトインデクサーによりMFRを測定することができる。
本実施の形態において、第一の樹脂組成物が高圧法低密度ポリエチレンを含有することにより、生産工程で安定なフィルムとすることができる。
高圧法低密度ポリエチレンは、繰り返し単位のエチレンがランダムに分岐を持って結合し、長鎖分岐を有するポリエチレン共重合体である。
本実施の形態において、高圧法低密度ポリエチレンの密度は0.910〜0.929g/cmであることが好ましく、より好ましくは0.915〜0.929g/cmである。高圧法低密度ポリエチレンの密度が0.910g/cm以上であることにより、フィルムに剛性を付与しフィルムの弛みを抑制することができる。高圧法低密度ポリエチレンの密度が0.929g/cm以下であることにより、フィルムの曇り度の実用レベルを維持することができる。
高圧法低密度ポリエチレンの製造方法は、一般に公知の方法が使用できる。一般に100〜300℃、100〜350MPaの高温高圧下でパーオキサイドなどの遊離基発生剤の存在下でエチレン及びα−オレフィンをオートクレーブ又はチューブリアクターなどで重合することにより、高圧法低密度ポリエチレンを製造することができる。
本実施の形態において、高圧法低密度ポリエチレンのメルトフローレートは、0.1〜5.0g/10分であることが好ましく、より好ましくは0.2〜4.0g/10分である。メルトフローレートが0.1g/10分以上ではフィルム強度が得られる点で好ましく、5.0g/10分以下では生産工程での安定性が得られる点で好ましい。
本実施の形態において、第一の樹脂組成物にポリプロピレン系樹脂を配合することにより、直線カット性を付与することが可能となる。
ポリプロピレン系樹脂としては、ホモポリプロピレン、エチレン−プロピレンコポリマー、プロックポリプロピレン、エチレン−ブテン−プロピレン3元共重合体のうち、融点が120℃以上のものが用いられ、電子レンジ加熱時の収縮防止の観点から、融点が125℃以上であることがより好ましい。第一の樹脂組成物のその他のポリエチレン系樹脂との相溶性の観点から、結晶性の高いホモポリプロピレンよりも、少量エチレンを共重合させたエチレン−プロピレン共重合体の方が好ましい。
本実施の形態において、ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレートは0.1〜20g/10分であることが好ましく、より好ましくは0.2〜10g/10分である。
第一の樹脂組成物におけるポリプロピレン系樹脂の比率としては、包装機における破れ防止の観点から、60質量%以下が好ましく、より好ましくは55質量%以下、更に好ましくは50%質量以下である。また、直進カット性付与の観点から、好ましくは25質量%以上、より好ましくは28質量%以上である。
第一の樹脂組成物における、中高密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン及びポリプロピレン系樹脂の含有量は、フィルムの剛性が高くなり、製造時の延伸が容易に行えるようになる観点から、中高密度ポリエチレンが25〜70質量%、高圧法低密度ポリエチレンが5〜25質量%、ポリプロピレン系樹脂が25〜60質量%であることが好ましい。
本実施の形態において、基材層(I)のゲル分率は10〜60質量%であることが好ましい。基材層(I)のゲル分率が10質量%以上であることにより、優れた生産性を発現するとともにフィルム強度及び耐熱性に優れたフィルムとなる。またゲル分立が60質量%以下であることで、フィルム強度に粘りを付与でき、自動包装機等に供した際のフィルムの破れを一層抑制することができる。基材層(I)のゲル分率は、好ましくは20〜50質量%であり、より好ましくは25〜40質量%である。
本実施の形態においては、ゲル分率が上記数値範囲内となるように第一の樹脂組成物を架橋処理して、基材層(I)を得ることができる。なお、ゲル分率は、後述の方法により測定することができる。
[ヒートシール層(II)]
本実施の形態において、ヒートシール層(II)は、1種又は2種以上のエチレン系重合体を含有する第二の樹脂組成物に架橋処理を施してなる層である。このようなヒートシール層により、フィルムが幅広いヒートシール温度領域を有し、安定したヒートシール性を発現できるようになる。
エチレン系重合体としては、例えば、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンが挙げられる。第二の樹脂組成物は、高圧法低密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンからなる群より選択される少なくとも一種を含有することが好ましい。
高圧法低密度ポリエチレンとしては、第一の樹脂組成物を構成する高圧法低密度ポリエチレンとして上述したものと同様のものを用いることができる。第一の樹脂組成物と第二の樹脂組成物とで同一の高圧法低密度ポリエチレンを配合してもよく、異なる高圧法低密度ポリエチレンを配合してもよい。
本実施の形態において、直鎖状低密度ポリエチレンは、エチレンとC3〜C18のα−オレフィンの共重合体である。α−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどから選ばれるものが好ましい。
直鎖状低密度ポリエチレンの密度は、フィルムの剛性が包装フィルムとして適度な高さとなり、かつ適度なフィルムの表面荒れによってフィルム同士の密着を防止できる点で、0.916〜0.939g/cmであることが好ましく、0.920〜0.930g/cmであることがより好ましい。フィルム同士の密着性が低いと、自動包装機におけるシール部が皺なく綺麗に仕上がる点で好ましい。
直鎖状低密度ポリエチレンのメルトフローレートは、0.1〜10g/10分であることが好ましく、より好ましくは1.0〜8.0g/10分である。メルトフローレートが0.1g/10分以上では良好なフィルム強度が得られる点で好ましく、10g/10分以下では生産工程での安定性が得られる点で好ましい。
直鎖状低密度ポリエチレンを製造する際に用いる重合触媒は特に限定はされないが、マルチサイト触媒やシングルサイト触媒等のいずれでもよい。
(添加剤)
本実施の形態において、滑り性や防曇性を改善する観点で、添加剤としてグリセリン系脂肪酸エステルを基材層(I)及び/又はヒートシール層(II)に配合することができる。具体的には、例えば、第一の樹脂組成物及び/又は第二の樹脂組成物に添加剤を含有させることで、基材層(I)及び/又はヒートシール層(II)に添加剤を配合することができる。
本実施の形態において、グリセリン系脂肪酸エステルとは、グリセリンと脂肪酸とのエステルである。グリセリン系脂肪酸エステルをフィルム表面に存在させることにより、フィルムに防曇性を付与することができる。
グリセリンの重合度、脂肪酸の種類、及び/又はエステル化度を変えることにより親水性と親油性を調節することができる。グリセリン系脂肪酸エステルとしては、グリセリン脂肪酸エステル、ジグリセリン脂肪酸エステル、トリグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル等が挙げられ、例えば、ジグリセリンオレート、ジグリセリンラウレート、グリセリンモノオレート、又はそれらの混合物等など主成分としたものが、フィルムの滑り性、光沢度の観点で、また、使い勝手がよいので好ましい。
上記した以外のグリセリン系脂肪酸エステルとしては、グリセリンのモノ脂肪酸エステル、ジ脂肪酸エステル、トリ脂肪酸エステル、ポリ脂肪酸エステルなどが挙げられ、炭素原子数が8〜18の飽和または不飽和脂肪酸のモノグリセリンエステル、ジグリセリンエステル、トリグリセリンエステル、テトラグリセリンエステルなどが挙げられる。
具体的には、グリセリンモノラウレート、グリセリンモノミリステート、グリセリンモノパルミテート、グリセリンジパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、グリセリンジオレート、グリセリントリオレート、グリセリンモノリノレート、ジグリセリンミリステート、ジグリセリンパルミテート、ジグリセリンステアレート、ジグリセリンリノレート、トリグリセリンラウレート、トリグリセリンオレート、トリグリセリンステアレート、テトラグリセリンラウレート、テトラグリセリンオレート、テトラグリセリンステアレートなどが挙げられる。
本実施の形態において、グリセリン系脂肪酸エステルをフィルム表面に存在させるには、押出機の温度設定を250℃以上とし、高せん断速度で、基材層(I)又はヒートシール層(II)を構成する樹脂(第一の樹脂組成物又は第二の樹脂組成物)と混練することが好ましく、混練する際にグリセリン系脂肪酸エステルを微分散させることが好適である。ブリードアウトについては、その量や存在の仕方によって効果が異なる重要な因子である。存在の仕方としては、フィルムの表面にグリセリン系脂肪酸エステルが液滴状ではなく層状で、すなわちほぼ連続した状態で存在することが好ましい。
一般的に基材層(芯層)に含まれるグリセリン系脂肪酸エステルは隣接する層(外層)へ移行し、外層のブリードアウトを促進させるとともに、グリセリン系脂肪酸エステル自体も表面へブリードアウトすると考えられている。また、グリセリン系脂肪酸エステルが、フィルム表面に移行(ブリードアウト)することにより良好な防曇性をフィルムに付与することができると考えられている。
グリセリン系脂肪酸エステルの親水性と親油性を調整することによりフィルムの防曇性を高めることができるので、親水性の高いグリセリン系脂肪酸エステルを用いることが好ましく、また、グリセリン系脂肪酸エステルの添加量を増やすことによってもフィルムの防曇性を高めることができる。
本実施の形態において、防曇性の観点から、第一の樹脂組成物がグリセリン系脂肪酸エステルを0.1〜5.0質量%含有することが好ましい。
また、本実施の形態において、防曇性及び包装機械とフィルムとの滑り性の観点から、第二の樹脂組成物がグリセリン系脂肪酸エステルを0.1〜5.0質量%含有することが好ましい。
なお、基材層(I)及びヒートシール層(II)には上記添加剤の他に、タルクや脂肪酸アミド等を添加し、フィルム同士の密着防止を行っても良い。
[熱収縮多層フィルム]
本実施の形態の熱収縮多層フィルムは、基材層(I)と該基材層(I)に積層されたヒートシール層(II)とを備える熱収縮多層フィルムであって、基材層(I)が、中高密度ポリエチレン25〜70質量%と高圧法低密度ポリエチレン5〜25質量%とポリプロピレン系樹脂25〜60質量%とを含有する第一の樹脂組成物に架橋処理を施してなる層であり、ヒートシール層(II)が、1種又は2種以上のエチレン系重合体を含有する第二の樹脂組成物に架橋処理を施してなる層であり、測定法ASTM D2732に準拠した100℃での収縮率が10%以下、かつ140℃における熱収縮率が60%以上であり、ゲル分率が20質量%以上である、熱収縮多層フィルムである。
本実施の形態の熱収縮多層フィルムは、電子レンジ加熱中にシールパンクを起こさず、安定したヒートシール強度を発現させる点で、100℃での熱収縮率が10%以下であり、また目的に応じて包装時の収縮が必要な場合に、タイトな包装袋を得るために、140℃での熱収縮率が60%以上である。
熱収縮多層フィルムには、良好な防曇性と滑り性を付与するために基材層(I)とヒートシール層(II)に下記の添加剤を含んでもよい。添加剤としては多価アルコールの脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステルなどが挙げられる。
多価アルコールの脂肪酸エステルとしては、多価アルコールのモノ脂肪酸エステル、ジ脂肪酸エステル、トリ脂肪酸エステル、ポリ脂肪酸エステルなどが挙げられ、炭素原子数が8〜18の飽和または不飽和脂肪酸の多価アルコールエステルが挙げられる。多価アルコールとしては、ソルビタンなどが挙げられ、ソルビタンエステルとして具体的には、ソルビタンラウレート、ソルビタンミリステート、ソルビタンパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタンジオレート、ソルビタントリオレート、ソルビタンリノレートなどが挙げられる。これらの添加剤は、例えば、第一の樹脂組成物及び/又は第二の樹脂組成物に含有させることにより、基材層(I)及び/又はヒートシール層(II)に添加できる。
本実施の形態において、基材層(I)及び/又はヒートシール層(II)は、流動パラフィンを含有していてもよい。流動パラフィンとしては、JIS K2283に準拠して測定される40℃における動粘度が、通常10〜10000(mm/s)であるものが挙げられる。また、流動パラフィンとしては、動粘度が50〜3000(mm/s)であり、かつ基材層(I)又はヒートシール層(II)を構成する樹脂組成物と相溶性のよい流動パラフィンであることが好ましい。
流動パラフィンは、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。基材層(I)又はヒートシール層(II)への流動パラフィンの添加は、フィルム成形性及び防曇性付与に有効である。
本実施の形態において、フィルム成形性及び防曇性質の観点から、基材層(I)又はヒートシール層(II)を構成する樹脂組成物が流動パラフィンを0.1〜5.0質量%含有することが好ましく、このため、第一の樹脂組成物及び/又は第二の樹脂組成物が、流動パラフィンを0.1〜5.0質量%含有することが好ましい。
本実施の形態の熱収縮多層フィルムは、その特性を損なわない範囲で、基材層(I)とヒートシール層(II)との間に、中間層を備えていてもよい。中間層は、(i)防曇性を持続させるための防曇剤の保持層として、(ii)ヒートシール層と基材層との接着性を向上させ、層間剥離を抑制するため、(iii)回収した樹脂を押出機で再ペレット化したものを入れる、フィルムの回収層といった理由から設けると好ましく、上記(i)、(ii)、(iii)の理由からその本来の特性を損なわない範囲で、基材層(I)、ヒートシール層(II)に使用される樹脂以外の他の樹脂や添加剤などを60質量%以下で配合してもよい。
回収した樹脂としては、フィルムを製造する際に回収される樹脂であれば特に限定されないが、本実施の形態のフィルムを再度溶融させて得られる樹脂などが挙げられる。
中間層の熱収縮多層フィルム全層に対する厚み比率は、特性を損なわない範囲で特に限定されるものではないが、40%以下であることが好ましく、より好ましくは30%以下であり、さらに好ましくは25%以下である。中間層の厚み比率が40%以下である場合、延伸安定性の観点で好ましい。
本実施の形態において、基材層(I)とヒートシール層(II)の配置としては、基材層(I)にヒートシール層(II)が積層されている配置であれば、特に限定されるものではないが、例えば、基材層(I)と、ヒートシール層(II)からなる2層の場合:(II)/(I)、両表面層が、ヒートシール層(II)からなる3層の場合:(II)/(I)/(II)、中間層(以下、単に(B)と記載する場合がある。)を1層用いる全3層からなる場合:(II)/(B)/(I)、(II)/(I)/(B)、両表面層がヒートシール層(II)からなり、中間層を1層用いる全4層からなる場合:(II)/(B)/(I)/(II)、中間層を2層用いる全4層である場合:(II)/(B)/(I)/(B)、両表面層がヒートシール層(II)からなり、中間層を2層用いる全5層からなる場合(II)/(B)/(I)/(B)/(II)などが挙げられる。また、中間層(B)と異なる中間層(以下、単に(D)と記載する場合がある。)を併用することも可能であり、(II)/(B)/(I)/(D)、(II)/(D)/(I)/(B)、(II)/(D)/(B)/(I)、(II)/(B)/(D)/(I)からなる4層、(II)/(D)/(B)/(I)/(II)、(II)/(B)/(I)/(D)/(II)、(II)/(B)/(D)/(I)/(II)からなる5層や、(II)/(B)/(D)/(I)/(B)/(II)からなる6層、(II)/(B)/(D)/(I)/(B)/(D)/(II)からなる7層など、他に8層、及びそれ以上の層からも構成することができる。
本実施の形態における熱収縮多層フィルムの厚みは、好ましくは5〜40μm、より好ましくは8〜30μmである。熱収縮多層フィルムの厚みが5〜40μmの範囲であれば重量物や突起物を有する被包装物に対しても破れが生じにくく、かつ安定して生産することが可能である。熱収縮多層フィルムの厚みは、製造時の各層押出機の吐出量又は延伸倍率などによって所望の値に調整することができる。
熱収縮多層フィルムにおいて、基材層(I)の厚み比率は、フィルムの強度の観点で、50〜90%であること好ましく、より好ましくは60〜85%である。
熱収縮多層フィルムにおいて、ヒートシール層(II)の厚み比率は、安定したヒートシール強度を発現させる点で、50〜10%であることが好ましく、より好ましくは40〜15%である。
[熱収縮多層フィルムの製造方法]
本実施の形態の熱収縮多層フィルムの製造方法としてはダイレクトインフレーション法、ダブルバブルインフレーション法、トリプルバブルインフレーション法、テンター法が挙げられる。
インフレーション法においては、所定の樹脂を加熱した押出機を用い溶融混練して環状ダイスで押出す。冷却水にて急冷して無延伸状態の原反を採取する。押出は特に制限されるものではなく、多層のTダイや多層のサーキュラーダイを用いた方法で得ることができるが、多層のサーキュラーダイを用いた方法が好ましい。
次に、この原反に架橋処理を施し、続いて熱風による伝熱加熱あるいはインフラヒーター等の輻射加熱により原反を融点以上に加熱した後、原反を2組のニップロール間で速度比をつけ流れ方向(MD)に延伸しつつチューブ内にエアーを注入して垂直方向(TD)にも、延伸する。
本実施の形態の熱収縮多層フィルムは、電子レンジでの高温条件下で使用できるように耐熱性が必要であるため、基材層(I)及びヒートシール層(II)において架橋処理が施されている。
本実施の形態における熱収縮多層フィルムの製造方法において、架橋方法には、一般に公知の方法が使用できる。例えば、架橋剤を添加して架橋剤の分解温度以上に加熱して架橋を施す方法やα線、β線、γ線、中性子線、電子線等の電離性放射線を照射する方法が挙げられる。
架橋処理を施すことにより、フィルムの収縮後の曇り度、光沢度を改良することができる。また、フィルムを構成する樹脂の融点以上に加熱して収縮させる場合に、フィルムの溶融による破れ等を防ぐ狙いもある。
本実施の形態の熱収縮多層フィルムは適度に架橋されているので、フィルムを構成している樹脂の融点以上の温度でも安定した延伸を行うことができ、熱収縮率の高いフィルムとすることができる。すなわち、架橋することによって延伸温度と延伸倍率の調節が容易になり、高熱収縮性を持ちながら熱収縮応力が低いフィルムを製造することができる。また、ヒートシールの温度域で、フィルムの大部分が収縮せず安定したヒートシール性を発現させることができ、かつ熱風シュリンクトンネルの温度域ではシュリンク包装に最適な熱収縮率、熱収縮応力を持たせることが可能になる。
本実施の形態において、電離性放射線の照射の程度は、フィルム全体でゲル分率が20〜80質量%になるように照射することが好ましく、機械的なムラも考慮すると照射線量は40〜120kGyが好ましい。フィルムの熱収縮後の曇り度、光沢度の点より照射線量40kGy以上が好ましく、また熱収縮応力の点より照射線量120kGy以下が好ましい。樹脂の種類によって照射の程度と架橋の程度の関係が異なる。
本実施の形態において、ヒートシール層(II)は、ヒートシール樹脂の流動性やフィルムの収縮応力の観点よりゲル分率20質量%以下である。基材層(I)ではフィルムの剛性、生産性の点でゲル分率20質量%以上であることが好ましい。
[包装袋]
本実施の形態の熱収縮多層フィルムを包装フィルムとして用いて包装袋を得るための工程の一例について説明する。被包装物をフィルムで覆う方式には、ピロー包装又はストレッチ包装等様々あり、いずれを選んでも支障はないがここではピロー包装で連続包装する方法について説明する。
被包装物としては、ラーメンやうどん等の冷凍麺または冷蔵麺が挙げられる。
ピロー包装としては、例えば、以下の方法が挙げられる。フィルムの両端を合掌シールし、筒状とする。被包装物を筒の中に入れ前後をシールしながら、切り離して一つ一つの包装体を得る。これを収縮させて、タイトな包装体とする場合は、予め140℃〜170℃に温度調節されている熱風シュリンクトンネルでフィルムを熱収縮させることでタイトに仕上がった包装体を得ることができる。
連続包装機の包装スピードは、1分間に約20個包装する速度であったが、近年の高速の連続包装機になると1分間に約30〜80個包装するものである。そのため包装フィルムには、その包装スピードに対応できる適性、例えば、滑り性、ホットタックシール性、熱収縮特性が強く求められる。
本実施の形態の熱収縮多層フィルムは、包装フィルムとして、滑り性、ホットタックシール性、熱収縮特性に優れるフィルムである。
シールの方法は、インパルスシール、ヒートシール、溶断シール等の方法があり、一般に使用されている方法ならば、フィルムに合わせていずれを選択してもよい。また、これらのシール方法を適時組み合わせて用いても良いが、高速連続包装機については、短時間のヒートシールでシールされている方法を採用することが多い。
包装後に加熱収縮処理を行う場合には、包装フィルムに予め空気抜きの小孔を、針や熱針あるいはレーザー等のいずれかを用いて開けておくと、電子レンジ加熱時の膨らみを防止することが出来る他、熱収縮時に包装フィルム袋内の空気を抜くことによってタイトに仕上がったシュリンク包装体を得ることができる。包装フィルムの熱収縮には、熱風、蒸気、熱水等を使用できるが熱風を用いることが好ましい。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
以下に本実施の形態を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本実施の形態はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、本実施の形態に用いられる評価方法は以下のとおりである。
[ゲル分率]
沸騰p−キシレン中で試料を12時間抽出し、不溶解部分の割合を次式により計算により求めた。フィルムの架橋度の尺度として用いた。
ゲル分率(質量%)=(抽出後の試料の質量/抽出前の試料の質量)×100
[100℃又は140℃の熱収縮率]
ASTM D2732に準拠して、100℃と140℃の温度にて収縮させて測定した。縦120mm×120mmの大きさのフィルムに縦方向50mm間隔で3点の印を付けた。次いでこれらの各点を始点に横方向に50mm間隔で2点の印を付けた。このフィルムを上記温度に保たれた熱風乾燥機中に1分間熱処理後、各点間の長さから熱収縮率を計算した。
[140℃の最大熱収縮応力]
ASTM D2838に準拠して140℃の最大熱収縮応力を測定した。
[ホットタックシール強度]
ASTM F1921−98に基づき、Theller社HotTack測定器を用いて測定した。V字型ヒートシールダイを使用し、温度を150℃で行い、試験片の幅は25mmとした。剥離させて時間とともに変化していくホットタックシール強度を1/1000秒のオーダーでプロットし、剥離開始後0.25秒のシール強度にて評価を行った。
(評価基準)
A:ホットタックシール強度が2.0N/15mm幅以上5.0N/15mm幅未満である。
C:ホットタックシール強度が2.0N/15mm幅未満、もしくは5.0N/15mm幅以上である。
[引裂伝播強度]
JIS−K−7128に準じて、東洋精機社製 軽荷重引裂試験機を用いて、フィルムの縦方向と横方向の各々について測定し、これを引裂伝播強度とした。
[包装袋の直進カット性評価]
得られたフィルムを所定の幅にスリットし、フィルムの流れ方向と、重量が200gの冷凍うどんの長手方向を合わし、ヒートシーラーでフィルムをシールし、センターシール部を作成し、筒状の包装袋を得た。センターシール部と直角になるように、冷凍うどんの短手方向にヒートシールを行い、エンドシール部を両端に作成し、3方シール包装袋を得た。得られた3方シール包装袋を、−40℃の冷凍庫に4時間保存し、電子レンジ(National製、NE−EH21A)を出力500W、2分30秒に設定し、加熱を行った。加熱後の包装袋のセンターシール部を手前にし、センターシール部から右に4cmの部分を左手親指と人差指でつまんで、すぐ際を右手の親指と人差指でつまみ、右手を手前下方へ引いて、包装袋を開封した。
(評価基準)
AA:フィルムの縦方向に真っ直ぐ裂け、反対側のエンドシール部まで引裂き伝播し、大きな開口部が得られた。
A:引裂き伝播距離が包装袋の1/2以上で、加熱したうどんを取り出すために十分な開口部が得られた。
C:引裂き伝播距離が包装袋の1/2未満で、加熱したうどんを取り出すために十分な開口部が得られなかった。
[自動包装機適性]
得られたフィルムを300mm巾にスリットし、株式会社フジキカイ製の「FW−3451A−αV(商品名)」を用いて、冷凍うどん(200g)を各30個包装した。フィルム破れの評価として、フィルムの繰出し時に、電子レンジ加熱調理時の蒸気抜きの孔を開け、この孔から破れが伝播しないか評価した。蒸気抜き孔から、破れが全く伝播しないものをA、1個でも破れが伝播したものをCとした。シール部形状の評価として、シール部に皺がないものをA、フィルム同士が密着し、シール部が皺になったものをCとした。
(総合判断)
上記評価の全てがAであったものをAと総合判断した。また、上記評価においてCが1つ以上あったものをCと総合判断した。
実施例及び比較例で用いた樹脂、添加剤、フィルム製造方法は以下の通りである。
[基材層(I)]
中高密度ポリエチレン
・HD1 高密度ポリエチレン(密度=0.952g/cm、MFR=0.8g/10分)(旭化成ケミカルズ社製 サンテック(登録商標)HD S362)
・HD2 高密度ポリエチレン(密度=0.966g/cm、MFR=5.5g/10分)(旭化成ケミカルズ社製 サンテック(登録商標)HD J240)
・HD3 高密度バイオマスポリエチレン(密度=0.953g/cm、MFR=2.2g/10分)(Braskem社製 Green Polyethylene Biopolymer SGE7252)
高圧法低密度ポリエチレン
・LD1 高圧法低密度ポリエチレン(密度=0.922g/cm、MFR=0.2g/10分)(旭化成ケミカルズ社製 サンテック(登録商標)LD M2004)
エチレン−α−オレフィン共重合体
・LL1 マルチサイト系直鎖状低密度ポリエチレン(α−オレフィンコモノマー=オクテン、密度=0.926g/cm、MFR=2.0g/10分)(ダウケミカル社製 DOWLEX(登録商標)2032)
・LL2 シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレン(α−オレフィンコモノマー=ヘキセン、密度=0.926g/cm、MFR=2.0g/10分)(プライムポリマー社製エボリュー(登録商標)SP2520)
・LL4 直鎖状低密度バイオマスポリエチレン(α−オレフィンコモノマー=ブテン/ヘキセン、密度=0.918g/cm、MFR=1.0g/10分)(Braskem社製 Green Polyethylene Biopolymer SLH118)
ポリプロピレン系樹脂
・PP1 三元共重合PP(融点135℃、MFR=5.5g/10分)(Lyondell Basell社 Adsyl 5C30F)
・PP2 エチレン−プロピレンコポリマー(融点142℃、MFR=7.5g/10分)(Sun Allomer社 PC630S)
・PP3 エチレン−プロピレンコポリマー(融点150℃、MFR=9.5g/10分)(Sun Allomer社 PC724S)
・PP4 ホモポリプロピレン(融点161℃、MFR=3.3g/10分)(Sun Allomer社 PL500A)
[ヒートシール層(II)]
直鎖状低密度ポリエチレン
・LL1 マルチサイト系直鎖状低密度ポリエチレン(α−オレフィンコモノマー=オクテン、密度=0.926g/cm、MFR=2.0g/10分)(ダウケミカル社製 DOWLEX(登録商標)2032)
・LL2 シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレン(α−オレフィンコモノマー=1−ヘキセン、密度=0.926g/cm、MFR=2.0g/10分)(プライムポリマー社製 エボリュー(登録商標)SP2520)
・LL3 シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレン(α−オレフィンコモノマー=1−ヘキセン、密度=0.913g/cm、MFR=2.0g/10分)(宇部丸善社製 ユメリット(登録商標)1520F)
高圧法低密度ポリエチレン
・LD2 高圧法低密度ポリエチレン(密度=0.920g/cm、MFR=0.4g/10分)(旭化成ケミカルズ社製 サンテック(登録商標)LD M2004)
[添加剤]
・Ad1 グリセリンモノオレート(理研ビタミン社製 リケマール(登録商標)OL−100)
・Ad2 ジグリセリンオレート(理研ビタミン社製 リケマール(登録商標)O−71D)
・Ad3 流動パラフィン(松村石油社製 スモイル(登録商標)P70)
[添加剤1]
・Ad1/Ad2/Ad3=1/1/1
[添加剤2]
・Ad1/Ad2=1/1
[フィルムの製造方法]
実施例及び比較例における熱収縮多層フィルムは、下記の方法により製造した。すなわち、基材層(I)の押出機には、基材層(I)を形成するための樹脂を供給し、ヒートシール層(II)の押出機には、ヒートシール層(II)を形成するための樹脂を供給し、各押出機において、所定の添加剤を注入ポンプで所定量注入しながら混合溶融を行った。この混合溶融された樹脂をそれぞれ環状ダイに供給し、このダイで積層化し共押出しした。環状ダイ直下で、ダイから吐出された溶融樹脂は第1バブルを形成しながら、冷却水で急冷したあとピンチロールでピンチし、無延伸状の原反を採取した。
この原反は所望の厚み、層比率になるように調整した。この原反に加速電圧750kVの電子線照射装置を用いて架橋処理を施した。この時、各層のゲル分率が、所望の値内に入るように調整を行った。この処理が施された原反を170℃の雰囲気温度に保たれた加熱炉で加熱し、2組のニップロール間の速度比により流れ方向に5〜7倍、チューブ内にエアーを注入することにより機械の流れ方向と垂直方向に5〜7倍延伸し、バブルの最大径の部分にエアーリングより冷風をあて冷却を行った。その後、折りたたんで5〜40μmの厚みの熱収縮多層フィルムを得た。
以下に、各実施例及び比較例について詳述する。
[実施例1]
HD1を29質量%、高圧法低密度ポリエチレンLD1を20質量%、PP1を50質量%、及び、添加剤としてグリセリンモノオレートAd1とジグリセリンオレートAd2と流動パラフィンAd3とを1:1:1の割合で混合した添加剤1を1.0質量%含有する樹脂組成物を基材層(I)を形成するための第一の樹脂組成物とした。また、シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレンLL1を99質量%、及び、グリセリンモノオレートAd1とジグリセリンオレートAd2と流動パラフィンAd3とを1:1:1の割合で混合した添加剤1を1.0質量%含有する樹脂組成物を、ヒートシール層(II)を形成するための第二の樹脂組成物とした。これら第一の樹脂組成物及び第二の樹脂組成物を用いて、ヒートシール層(II)/基材層(I)/ヒートシール層(II)の各層厚み比率が15/70/15%となるように環状ダイを用いて押出した。
その後冷却水にて冷却固化して幅130mm、厚み550μmの均一な厚み精度のチューブ状延伸原反を採取した。ついでこの延伸原反を750kVの電子線照射装置へ誘導し100kGyの吸収線量で架橋処理を行い、これを170℃の雰囲気温度に保たれた加熱炉内で加熱し、2組のニップロール間の速度比により6.0倍、チューブ内にエアーを注入することにより機械の流れ方向(MD)と垂直方向(TD)に6.2倍延伸を行い厚み15μmのフィルムを得た。
得られたフィルムの評価結果を表4に示す。得られたフィルムはホットタックシール強度が高く、横方向の引裂き強度が高いため、包装袋の直進カット性が良好で、実用性の高いフィルムであった。自動包装機における破れの伝播もなく、シール部に皺もなく良好であった。
[実施例2〜11]
各層を形成するための樹脂及びその比率を表1及び表2に示すとおりに変更したこと以外は、実施例1の条件と同様にして、厚み12〜25μmのフィルムを得た。なお、延伸倍率は実施例1と同一とし、延伸前のチューブ状延伸原反の厚みにより、フィルムの厚みを適宜調整した。
得られたフィルムの評価結果を表4及び表5に示す。得られたフィルムは、いずれもホットタックシール強度が高く、横方向の引裂き強度が高いため、包装袋の直進カット性が良好で、実用性の高いフィルムであった。自動包装機における破れの伝播もなく、シール部に皺もなく良好であった。
[実施例12]
実施例1で得られた包装袋を160℃に加熱したシュリンクトンネルを3秒間通過させて、シュリンク包装袋とした後に、電子レンジで加熱して、直線カット性の評価を行った。シュリンクトンネルでの収縮処理に関わらず、フィルムは真っ直ぐに裂け、直進カット性に優れた。
[比較例1]
各層を形成するための樹脂及びその比率を表3に示すとおり変更したこと以外は、実施例1の条件と同様にして15μmのフィルムを得た。
得られたフィルムの評価結果を表6に示す。ホットタックシール強度が良好であったが、横方向の引裂き強度が低く、直線カット性が十分でないものであった。更にはヒートシール層樹脂の密度が低く、フィルム同士が密着し易いため、シール部に皺が入りやすいものであった。
[比較例2]
各層を形成するための樹脂及びその比率を表3に示すとおり変更したこと以外は、実施例1の条件と同様にして15μmのフィルムを得た。
得られたフィルムの評価結果を表6に示す。120℃における熱収縮率が高く、横方向の引裂き強度が低いものとなった。ヒートシール層のLLの密度は問題なく、樹脂同士は密着し難いが、直進カット性に劣り、十分な開口部が得られなかった。
[比較例3]
基材層(I)のみとした以外は実施例1の条件と同様に行って、15μmのフィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表6に示す。ホットタックシール性に劣り、包装後の電子レンジ加熱により、シール部が開口し、内容物が袋からこぼれ出た。
[比較例4]
各層を形成するための樹脂及びその比率を表3に示すとおり変更したこと以外は、実施例1と同様にして15μmのフィルムを得た。
得られたフィルムの評価結果を表6に示す。基材層(I)のPP樹脂が少ないため、横方向の引裂き強度が低く、直進カット性に劣り、十分な開口部が得られなかった。
[比較例5]
各層を形成するための樹脂及びその比率を表3に示すとおり変更したこと以外は、実施例1と同様にして15μmのフィルムを得た。
得られたフィルムの評価結果を表6に示す。基材層(I)のPP樹脂多いため、縦方向と横方向のどちらも引裂き強度が低く、直進カット性に劣り、十分な開口部が得られなかった。
[比較例6]
各層を形成するための樹脂及びその比率を表3に示すとおり変更したこと以外は、実施例1と同様にして15μmのフィルムを得た。
得られたフィルムの評価結果を表6に示す。基材層(I)のPP樹脂の融点が高いため、縦方向と横方向のどちらも引裂き強度が低く、直進カット性に劣り、十分な開口部が得られなかった。
[比較例7]
比較例1で得られた包装袋を160℃に加熱したシュリンクトンネルを3秒間通過させて、シュリンク包装袋とした後に、電子レンジで加熱して、直線カット性の評価を行った。シュリンクトンネルでの収縮処理に関わらず、フィルムは斜めに裂け、直進カット性は十分でなかった。
Figure 2014037078
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本発明の熱収縮多層フィルムは、直線カット性に優れ、熱収縮特性のバランスにも優れるため、包装後の熱収縮工程の有無に関わらず、冷凍麺や冷蔵麺の電子レンジ調理にも対応できる包装材料として好適に用いることができる。

Claims (9)

  1. 基材層と該基材層に積層されたヒートシール層とを備える熱収縮多層フィルムであって、
    前記基材層が、中高密度ポリエチレン25〜70質量%と高圧法低密度ポリエチレン5〜25質量%とポリプロピレン系樹脂25〜60質量%とを含有する第一の樹脂組成物に架橋処理を施してなる層であり、
    前記ヒートシール層が、1種又は2種以上のエチレン系重合体を含有する第二の樹脂組成物に架橋処理を施してなる層であり、
    測定法ASTM D2732に準拠した100℃での収縮率が10%以下、かつ140℃における熱収縮率が60%以上であり、
    ゲル分率が20質量%以上である、熱収縮多層フィルム。
  2. 前記中高密度ポリエチレンの密度が0.930〜0.970g/cmである、請求項1に記載の熱収縮多層フィルム。
  3. 前記第二の樹脂組成物が、高圧法低密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンからなる群より選択される少なくとも一種のエチレン系重合体を含有する、請求項1又は2に記載の熱収縮多層フィルム。
  4. 前記第一の樹脂組成物が、グリセリン系脂肪酸エステル0.1〜5.0質量%をさらに含有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱収縮多層フィルム。
  5. 前記第二の樹脂組成物が、グリセリン系脂肪酸エステル0.1〜5.0質量%をさらに含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱収縮多層フィルム。
  6. 前記ヒートシール層が、前記基材層の両面に積層されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱収縮多層フィルム。
  7. 5〜40μmの厚みを有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱収縮多層フィルム。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の熱収縮多層フィルムを用いた包装袋。
  9. 冷凍麺又は冷蔵面包装用である、請求項8に記載の包装袋。
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