JP2015093885A - ポリエチレン系架橋シュリンクフィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも1層からなり、一方の最表面である表面Aと、他方の最表面である表面Bとを有するポリエチレン系架橋シュリンクフィルムであって、原子間力顕微鏡によって観察される表面Aの表面粗さをRaA、表面Bの表面粗さをRaBとしたとき、RaAが4.0〜10.0、RaBが3.0〜5.0であり、かつ、RaAとRaBとの関係が下記式(1)を満たす、ポリエチレン系架橋シュリンクフィルム。
1.1≦RaA/RaB≦3.0 (1)
【選択図】図1
Description
しかし、前述の弁当や惣菜といった被包装体の包装においては、包装後に電子レンジでの再加熱が行われることが多く、温度によっては、容器が熱により軟らかくなる場合がある。そのため、熱収縮性フィルムを用いて包装された包装物を電子レンジで再加熱すると、フィルムの収縮によって容器が変形することがある。
また、容器やトレーは省資源の観点から薄肉化が進んでいるため、再加熱による容器変形が起こりやすくなっている。そのため、容器変形を防止する観点から、包装用フィルムの収縮特性としては、再加熱時の温度を考慮して100℃以下において低収縮である方がよい。
弁当・惣菜等の包装をピロー包装で行う場合、一般に用いられるピロー包装機は、被包装体を1次包装する際にフィルムの両端を10%程度幅方向に引っ張りながら、被包装体の底部にフィルム端部を誘導し、一対の熱ローラーで挟んで連続的に加熱し、合掌シール(包装体の内側となる面同士でシール)する。このため、熱ローラーへのフィルムの溶融巻付きを防止する点でフィルムが架橋されていることが望ましい。
したがって、薄肉フィルムを用いて、ピロー包装を行う場合に包装体の内面側は安定したヒートシール性が要求され、外面側となる面は耐摩耗性と耐熱性とが要求されるという難しい課題解決が求められる。
ここで、上記特許文献1のフィルムでは、電子線照射時の加速電圧が高く、ヒートシール面となる側の表面の架橋度と、耐摩耗性及び耐熱性が要求されるもう一方の表面の架橋度とが同程度になることが予想される。そのため、例えば9μm未満の薄肉フィルムを用いた場合には、ヒートシール面のシール性と反対面の耐摩耗性及び耐熱性とを両立することが困難である。一方、上記特許文献2に開示されているフィルムの原反厚みと加速電圧との関係では、加速電圧が低く、ヒートシール面側の表面がほぼ非架橋となり、両表面の架橋度の配向差によってフィルムがカールしてしまい、包装時の搬送不良の原因になると考えられる。
[1]少なくとも1層からなり、一方の最表面である表面Aと、他方の最表面である表面Bとを有するポリエチレン系架橋シュリンクフィルムであって、原子間力顕微鏡によって観察される表面Aの表面粗さをRaA、表面Bの表面粗さをRaBとしたとき、RaAが4.0〜10.0、RaBが3.0〜5.0であり、かつ、RaAとRaBとの関係が下記式(1)を満たす、ポリエチレン系架橋シュリンクフィルム。
1.1≦RaA/RaB≦3.0 (1)
[2]少なくとも3層からなり、表面Aを有する表面層SAのゲル分率が0.5〜5.0質量%、表面Bを有する表面層SBのゲル分率が5.0〜15.0質量%である、[1]のポリエチレン系架橋シュリンクフィルム。
[3]フィルム全体のゲル分率が10〜35質量%である、[1]又は[2]のポリエチレン系架橋シュリンクフィルム。
[4][1]〜[3]のいずれかのポリエチレン系架橋シュリンクフィルムの製造方法であって、延伸前の原反に対し、下記式(2)及び(3)を満たす加速電圧で電子線を照射し、架橋処理する工程と、前記原反を構成する樹脂又は樹脂組成物の融解ピーク温度以上で原反の延伸を行う工程と、を備える、製造方法。
T×D=α (2)
α+10≦V≦α+70 (3)
[上記式(2)、(3)中、Tは原反の厚み(μm)、Dは原反の平均密度(g/cm3)、Vは加速電圧(kV)を示す]
[5]表面Aが内側となるように、[1]〜[3]のいずれかのポリエチレン系架橋シュリンクフィルムを折り返し、互いに対向する表面A同士を少なくとも3方以上合掌シールし、内容物を収縮包装してなる包装体。
1.1≦RaA/RaB≦3.0 (1)
この時、高さ方向の情報を表面粗さパラメータ(Ra)として、表すことができるが、高架橋であるほど、緻密なネットワークが延伸によって、均されて平坦となり、Ra値としては小さくなる。また、低架橋であるほど延伸の影響を受けにくいため、表面が均されにくく、Ra値としては大きくなる。即ち、Ra値はポリエチレン系架橋シュリンクフィルム表面の架橋度の指標として、用いることができる。
ゲル分率(重量%)=(抽出後の試料重量/抽出前の試料重量)×100
T×D=α (2)
α+10≦V≦α+70 (3)
[T:原反厚み(μm)、D:原反の平均密度(g/cm3)、V:加速電圧(kV)]
収縮率(%)={(収縮前の長さ−収縮後の長さ)/収縮前の長さ}×100
また、ポリエチレン系架橋シュリンクフィルムは、表面Aが内側となるように折り返し、互いに対向する表面A同士を少なくとも3方以上で合掌シールし、内容物を収縮包装してなる包装体を得ることもできる。なお、3方とは例えば袋における底部や背中部、上部(シール前の開口部)をいう。
原子間力顕微鏡「Cypher」(アサイラムリサーチ社製)を使用して、以下の手順で測定を行った。フィルムを任意の場所で5×5mm角程度に切り出し、それらの表面及び裏面(もう一方の表面)をサンプル固定用ディスクに固定した。それらのサンプルを、原子間力顕微鏡(アサイラムリサーチ製、Cypher)を用いて、ACモードイメージング(カンチレバー:オリンパス社製AC200TS、観察視野:2×2μm2、分解能:512×512pixels)により表面形態観察を行い、観察像を得た。それぞれのサンプルに対し、任意の3視野の測定を行った。次に、得られた観察画像の形態と、同時に得られる位相像を比較し、構造の違いを確認した。また、表面粗さ評価として一般的に用いられているRa(平均値からの差の絶対値の平均)の計算を行い、それぞれのサンプルの表面粗さの評価を行った。なお、フィルム表面に水分が付着した場合、測定に影響を受けやすいため、厚みが85μmの中性紙にフィルムを挟んで、相対湿度30%以下のデシケーター中で24時間保管し、コンディショニングした。
フィルムを5×5cmのサイズに切り出して、フィルムの両面にフィルム表面を覆う程度にタルクをまぶしてフィルム同士の密着を防止し、5分間ガラス板上に放置し、以下の基準に従い、カール性を評価した。
○:フィルム中央又は端の浮き上がりが5mm未満である。
×:フィルム中央又は端の浮き上がりが5mm以上である。
140℃に設定した熱風乾燥器中でフィルムを加熱し、200μm以上の厚みまで収縮させたものを100mgの重量でサンプリングし、沸騰パラキシレン中で12時間抽出し、不溶解分の割合を以下の式により表示したものをゲル分率とし、フィルムの架橋度の尺度として用いた。
ゲル分率(重量%)=(抽出後の試料重量/抽出前の試料重量)×100
100×100mm角のフィルムを所定の温度(100、110、120℃)に設定したエアーオーブン式高温槽に入れ、1分間熱処理を行い、各温度におけるフィルムの流れ方向(MD)、幅方向(TD)の収縮量を測定し、収縮前の寸法、すなわち100mm、で割った値の百分率比を、それぞれ、流れ方向、幅方向の収縮率とし、これらの平均値をフィルムの収縮率とした。
フィルムを500mm幅にスリットし、株式会社フジキカイ社製の「FW−3451A−αV(商品名)」を用いて、株式会社エフピコ社製の「ES−新丼(中)(商品名)」に20℃の米飯を約200g入れたもの各30パックをピロー包装し、それぞれのフィルムが、最も良好に仕上がるようにトンネル温度と通過時間とを設定して、熱処理を行い、以下の基準に従って包装機擦れ性、シール性及びシュリンク後の包装品の透明性の評価を行った。
5−1.包装機擦れ性評価:包装後の容器底面を観察した。
○:全く破れやピンホールがないもの。
△:直径1mm未満のピンホールやフィルム破れがあるもの。
×:直径1mm以上のピンホールやフィルム破れがあるもの。
5−2.シール性評価:シールバーの温度を下は120℃、上を140℃、160℃、180℃に変更して、それぞれのシール性について評価した。
○:シュリンクトンネル通過後に、シールパンク(シール部がフィルム界面で剥離)していないもの。
×:シュリンクトンネル通過後に、シールパンクしたもの。
5−3.シュリンク後の透明性評価:シュリンク後の包装体上面の、フィルムの透明性を評価した。
○:透明性が高く、内容物の視認性が良好。
△:フィルムが曇り、見る角度を変えると内容物が曇って見える。
×:フィルム表面が荒れ、内容物が見えづらい。
ヘイズ:(包装機適性評価)で得た包装体の上部を切り出し、ASTM D−1003に従い、収縮後のヘイズとした。
グロス:(包装機適性評価)で得た包装体の上部を切り出し、ASTM D−2457に従い、収縮後のグロスとした。
・LL1:エチレン−α−オレフィン共重合体(シングルサイト系触媒で重合されたもの、コモノマー=ヘキセン、密度=0.913g/cm3、MI=2.0g/10分、融解主ピーク温度=113℃)
・LL2:エチレン−α−オレフィン共重合体(マルチサイト系触媒で重合されたもの、コモノマー=オクテン、密度=0.926g/cm3、MI=2.0g/10分、融解主ピーク温度=121℃)
・LL3:エチレン−α−オレフィン共重合体(シングルサイト系触媒で重合されたもの、コモノマー=ヘキセン、密度=0.916g/cm3、MI=2.3g/10分、融解主ピーク温度=114℃)
・LL4:エチレン−α−オレフィン共重合体(シングルサイト系触媒で重合されたもの、コモノマー=ヘキセン、密度=0.910g/cm3、MI=2.0g/10分、融解主ピーク温度=103℃)
・LL5:エチレン−α−オレフィン共重合体(シングルサイト系触媒で重合されたもの、コモノマー=ヘキセン、密度=0.926g/cm3、MI=2.5g/10分、融解主ピーク温度=121℃)
・LD1:高圧法低密度ポリエチレン(密度=0.922g/cm3、MI=0.2g/10分、融解主ピーク温度=110℃)
表1に示す組成の樹脂組成物に、ジグリセリンオレートとグリセリンモノオレートとの1:1の混合物を2.0質量%添加したものを環状ダイより多層(3層)原反として押出した後、冷水にて冷却固化し、折り幅120mm、厚さ400μmのチューブ状多層原反を作成した。これを電子線照射装置(キュアトロン(商品名)、株式会社NHVコーポレーション製)に誘導し、表1に記載の加速電圧及び照射線量に設定して架橋処理を行った。この時の照射線量はチューブ状原反を半分に折り畳んで、片側から照射し、次いで反対面から照射し、これをもう一度繰り返して、計4回に渡って、照射した合計の数値である。これを延伸機内に誘導して再加熱を行い、2対の差動ニップロール間に通して、エアー注入によりバブルを形成し、延伸開始点の加熱温度を140℃に設定し、流れ方向に7.8倍、幅方向に6.4倍の倍率でそれぞれ延伸を行い、平均厚みが8μm、表面層/内部層/表面層の各厚み比率(%)がそれぞれ、15/70/15のシュリンクフィルムを得た。このようにして得られたフィルムについて、原子間力顕微鏡による表面粗さの測定、カール性評価、ゲル分率、収縮率、包装機適性評価(包装機走行性評価(包装機擦れ性)、シール性評価、シュリンク後の透明性評価)、透明性(ヘイズ)、光沢(グロス)を評価した。
フィルムの組成・層構成、原反厚み、架橋条件を表1及び表3の内容に変更した以外は実施例1の手順に従って、平均厚みが8μmのシュリンクフィルムを得た。このようにして得られたフィルムについて、原子間力顕微鏡による表面粗さの測定、カール性評価、ゲル分率、収縮率、包装機適性評価(包装機走行性評価、シール性評価、シュリンク後の透明性評価)、透明性(ヘイズ)、光沢(グロス)を評価した。
表2に示す組成の樹脂組成物に、ジグリセリンオレートとグリセリンモノオレートの1:1の混合物を2.0質量%添加したものを環状ダイより単層原反として押出した後、冷水にて冷却固化して、折り幅120mm、厚さ400μmのチューブ状多層原反を作成した。これを電子線照射装置(キュアトロン(商品名)、株式会社NHVコーポレーション製)に誘導し、表2及び表3の条件で架橋処理を行った。これを延伸機内に誘導して再加熱を行い、2対の差動ニップロール間に通して、エアー注入によりバブルを形成し、延伸開始点の加熱温度を140℃に設定し、流れ方向に8倍、幅方向に7倍の倍率でそれぞれ延伸を行い、平均厚みが8μmの単層シュリンクフィルムを得た。このようにして得られたフィルムについて、原子間力顕微鏡による表面粗さの測定、カール性評価、ゲル分率、収縮率、包装機適性評価(包装機走行性評価、シール性評価、シュリンク後の透明性評価)、透明性(ヘイズ)、光沢(グロス)を評価した。
Claims (5)
- 少なくとも1層からなり、一方の最表面である表面Aと、他方の最表面である表面Bとを有するポリエチレン系架橋シュリンクフィルムであって、
原子間力顕微鏡によって観察される前記表面Aの表面粗さをRaA、前記表面Bの表面粗さをRaBとしたとき、
RaAが4.0〜10.0、RaBが3.0〜5.0であり、
かつ、RaAとRaBとの関係が下記式(1)を満たす、ポリエチレン系架橋シュリンクフィルム。
1.1≦RaA/RaB≦3.0 (1) - 少なくとも3層からなり、前記表面Aを有する表面層SAのゲル分率が0.5〜5.0質量%、前記表面Bを有する表面層SBのゲル分率が5.0〜15.0質量%である、請求項1に記載のポリエチレン系架橋シュリンクフィルム。
- フィルム全体のゲル分率が10〜35質量%である、請求項1又は2に記載のポリエチレン系架橋シュリンクフィルム。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリエチレン系架橋シュリンクフィルムの製造方法であって、
延伸前の原反に対し、下記式(2)及び(3)を満たす加速電圧で電子線を照射し、架橋処理する工程と、
前記原反を構成する樹脂又は樹脂組成物の融解ピーク温度以上で前記原反の延伸を行う工程と、を備える、製造方法。
T×D=α (2)
α+10≦V≦α+70 (3)
[上記式(2)、(3)中、Tは原反の厚み(μm)、Dは原反の平均密度(g/cm3)、Vは加速電圧(kV)を示す] - 前記表面Aが内側となるように、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリエチレン系架橋シュリンクフィルムを折り返し、互いに対向する前記表面A同士を少なくとも3方以上合掌シールし、内容物を収縮包装してなる包装体。
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