JP2020062786A - 袋用ラミネートフィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、複数のポリエチレンフィルムを積層してなる、ポリエチレン単体のラミネートフィルムが記載されている。
これに対し、特許文献1のラミネートフィルムにおいてはポリエチレンだけで構成されているために、リサイクルが容易である。一方、ポリエチレンは耐熱性が低く、ラミネート時やヒートシール時に熱損傷を来しやすい。
本発明は、かかる事情に鑑み、袋用ラミネートフィルムにおけるリサイクル性を確保するとともに耐熱性を高めることを目的とする。
直鎖状低密度ポリエチレンからなる第1フィルムと、
前記第1フィルムより延伸倍率が高い高密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンからなる第2フィルムと、
前記第1フィルムと第2フィルムどうし間に介在された無溶剤接着剤層と、
を備えたことを特徴とする。
本発明に係る袋用ラミネートフィルムの製造方法は、直鎖状低密度ポリエチレンからなる第1フィルムと、前記第1フィルムより延伸倍率が高い高密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンからなる第2フィルムとを、無溶剤接着剤を介して貼り合わせることを特徴とする。
第2フィルムは、高延伸ポリエチレンとすることによって、高融点となり、耐熱性が向上する。したがって、製袋時のヒートシールによる第2フィルムの熱損傷が抑制又は防止される。加えて、高延伸の第2フィルムは、耐張力性が高い。したがって、ラミネート時及び製袋時におけるフィルム搬送のための張力によって第2フィルムが伸び変形するのが抑制される。この結果、製袋時においては、製袋ピッチすなわち袋用ラミネートフィルムから個々の袋を切り出すべき間隔が安定し、製袋加工適性が向上する。
前記第1、第2フィルムの何れかには印刷層が設けられていることが好ましい。前記第2フィルムに印刷層が設けられていることが、より好ましい。
前記第1フィルムに白色着色剤が添加されていることが好ましい。
前記第1フィルムと前記第2フィルムの間に第3フィルムが介在されており、前記第3フィルムが、前記第1フィルムより延伸倍率が高いポリエチレンからなる基層と、前記基層に積層された金属蒸着層とを含み、
前記第1フィルムと前記第3フィルムとの間、及び前記第3フィルムと前記第2フィルムとの間に、それぞれ無溶剤接着剤層が介在されていてもよい。
高密度ポリエチレン(HDPE)は、密度942kg/m3〜970kg/m3程度のポリエチレンを言う。高密度ポリエチレンの融点は120℃〜140℃程度である。第2フィルムの高密度ポリエチレンにおいては更に延伸倍率を高くすることによって、高融点となり、かつ剛性が高まる。
前記袋用ラミネートフィルムからなる袋において、第2フィルムが外側フィルムとなり、第1フィルムが内側フィルムとなることが好ましい。
<第1実施形態>
袋用ラミネートフィルムは、例えばシャンプー、洗剤などの詰め替え袋、菓子、レトルト食品などの食品収容袋、その他各種袋を構成するフィルムとして用いられる。
図1に示すように、袋用ラミネートフィルム10は、第1フィルム11と、第2フィルム12と、無溶剤接着剤層14を含む。
好ましくは、第1フィルム11が袋の内面側に向けられ、第2フィルム12が袋の外面側に向けられる。
第1フィルム11の縦方向延伸倍率は、好ましくは1倍〜2倍である。
第1フィルム11の横方向延伸倍率は、好ましくは1倍〜3倍である。
さらに第1フィルム11には、白色着色剤が添加されていてもよい。白色着色剤の成分としては、酸化チタンなどが挙げられる。
白色着色剤の添加量は、第1フィルム11のLLDPEに対して0.5質量%〜10質量%程度が好ましい。
前記白色着色剤は省略してもよい。
第1フィルムの原料は、石油由来の樹脂でも植物由来の樹脂でもよく、それらの共重合体でもよく、それらのブレンド物でもよい。
第2フィルム12の延伸倍率は、第1フィルム11の延伸倍率より高い。好ましくは、第2フィルム12の縦方向延伸倍率が、第1フィルム11の縦方向延伸倍率より高い。
第2フィルム12の縦方向延伸倍率は、好ましくは2倍〜6倍である。
第2フィルム12の横方向延伸倍率は、好ましくは0.8倍〜1倍である。
第2フィルム12の厚さは、第1フィルム11の厚さより大きくてもよい。
第2フィルムの原料は、石油由来の樹脂でも植物由来の樹脂でもよく、それらの共重合体でもよく、それらのブレンド物でもよい。
無溶剤接着剤は、溶剤無しで何れかのフィルム11,12の対向面に塗布されたものである。好ましくは、無溶剤接着剤は、第2フィルム12に塗布されている。
無溶剤接着剤は、ウレタン系接着剤でもよく、エポキシ系接着剤でもよく、シリコーン系接着剤でもよい。
無溶剤接着剤の分子量は、粘度を下げる観点からはドライラミネート用の接着剤の分子量よりも小さいことが好ましい。
無溶剤接着剤層14の厚さは、フィルム11,12の厚さより十分に小さい。
印刷層15は、第2フィルム12における第1フィルム11とは反対側の面に形成されていてもよい。
前記印刷層15は省略してもよい。
図2(a)に示すように、第1フィルム11は、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を原料として、フィルム押出成形機21によって押出成形される。押出成形後の第1フィルム11が巻取機25によってロール状に巻き取られる。原料の直鎖状低密度ポリエチレンには、白色着色剤が添加されていてもよい。
第2フィルム12は、高密度ポリエチレン(HDPE)又は直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を原料として、フィルム押出成形機22によって押出成形される。押出成形後の第2フィルム12が、延伸機24によって所定の高延伸倍率になるまで延伸され、さらに巻取機26によってロール状に巻き取られる。
延伸させることで、ポリエチレンフィルムの結晶構造が変わり、更に高融点となる。
繰出機32から第2フィルム12が繰り出され、印刷機33によって印刷層15が形成される。なお、第2フィルム12にあらかじめ印刷層15を形成したうえで、該第2フィルム12を無溶剤ラミネート装置30にセットしてもよく、繰出機32の後段の印刷機33を省略してもよい。
さらに、高延伸ポリエチレンからなる第2フィルム12は、耐張力性が高いから、搬送のための張力がかかっても伸び変形を来すのを抑制できる。したがって、印刷層15の変形やずれが起きるのを抑制できる。
ラミネート機35において、第2フィルム12における無溶剤接着剤層14の塗布面に第1フィルム11が貼り合わされてラミネートされる。なお、第1フィルム11と第2フィルム12を逆にして、第1フィルム11に無溶剤接着剤を塗布し、その塗布面に第2フィルム12を貼り合わせてもよい。
これによって、袋用ラミネートフィルム10が作成される。袋用ラミネートフィルム10は、巻取機26によってロール状に巻き取られる。
袋用ラミネートフィルム10のうち特に第2フィルム12は、高延伸倍率のHDPE又はLLDPEによって構成されているため、融点が比較的高く、耐熱性が高い。
第1フィルム11が袋の内面側となり、第2フィルム12が袋の外面側となるように向けられる。
袋用ラミネートフィルム10を袋状に折り曲げたり、2枚の袋用ラミネートフィルム10を重ねたりして、対向する縁どうしをヒートシールする。これによって、前記対向する縁の第1フィルム11どうしが溶融されて接合され、袋が作成される。
一方、外面側の第2フィルム12は耐熱性が高いから、前記ヒートシールによって第2フィルム12が熱損傷を受けるのを防止できる。
更に、高延伸度の第2フィルム12は耐張力性が高いから、製袋時におけるフィルム搬送のための張力によって袋用ラミネートフィルム10が伸び変形を来すのを抑制できる。この結果、製袋ピッチや印刷ピッチが安定し、製袋加工適性を向上させることができる。
<第2実施形態>
図3に示すように、第2実施形態の袋用ラミネートフィルム10Bは、第1フィルム11と、第2フィルム12と、第3フィルム13を有し、3層フィルム構造になっている。第1フィルム11及び第2フィルム12の構造、材質及び物性は、第1実施形態と同様である。第1フィルム11には白色着色剤が添加されていてもよい。第2フィルム12の印刷層15は省略してもよい。
図3において、基層13aは第1フィルム11側へ向けられ、アルミ蒸着層13bは第2フィルム12側へ向けられているが、これに限らず、基層13aが第2フィルム12側へ向けられ、アルミ蒸着層13bが第1フィルム11側へ向けられていてもよい。
以下、2つの無溶剤接着剤層14を互いに区別するときは、第1フィルム11と第3フィルム13の間のものを「無溶剤接着剤層14A」と称し、第2フィルム12と第3フィルム13の間のものを「無溶剤接着剤層14B」と称す。
その後、前記ラミネートフィルム12,13と、第1フィルム11とを無溶剤接着剤層14Aを介してラミネートする。このとき、無溶剤接着剤層14Aを塗布後のラミネートフィルム12,13を加熱処理する必要が無い。したがって、ラミネートフィルム12,13の熱損傷や、印刷層15bの変形及びずれを防止できる。
なお、先に第1フィルム11と第3フィルム13をラミネートし、その後、該ラミネートフィルム11,13に第2フィルム12をラミネートしてもよい。
例えば、第1実施形態において、無溶剤接着剤を第1フィルム11に塗布し、これに第2フィルム12を貼り合わせてもよい。第1フィルム11に印刷層15を設けてもよい。
<第1フィルム11>
密度:916kg/m3、メルトフレーレート(MRF):1.4g/10minの直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を原料として、第1フィルム11を作製した。
第1フィルム11の厚さは、140μmであった。
第1フィルム11の測定融点は、104.2℃、116.2℃、120℃であった。融点測定方法は、JIS K7121に準拠した。
白色着色剤は無添加とした。
<第2フィルム12>
密度:944kg/m3、MFR:0.4g/10minのポリエチレン(PE)を原料として、第2フィルム12を作製した。
第2フィルム12の縦方向延伸倍率は5倍であり、横方向延伸倍率は0.8倍であった。
第2フィルム12の厚さは、28.2μmであった。
第2フィルム12の融点は、128℃であった。融点測定方法は、JIS K7121に準拠した。
第2フィルム12の縦方向引張強度は、140MPaであり、横方向引張強度は33.3MPaであった。引張強度測定方法は、JIS Z1702に準拠し、試験片の幅10mm、チャック間距離80mmで行った。
印刷層15は省略した。
<無溶剤接着剤層14>
無溶剤接着剤の主剤として下記を用いた。
メーカー名:DICグラフィック株式会社
製品名:2K−SF−700A
主成分:イソシアネート
無溶剤接着剤の硬化剤として下記を用いた。
メーカー名:DICグラフィック株式会社
製品名:HA−700B
主成分:ポリウレタン
配合比は、主剤:硬化剤=2:3であった。
溶剤は用いなかった。
該無溶剤接着剤を第2フィルム12に塗布した。
無溶剤接着剤の塗布量は、2g/m2であった。
<袋用ラミネートフィルム10>
前記塗布後の第2フィルム12と第1フィルム11とを、加熱・溶剤除去工程を経ることなく貼り合わせ、袋用ラミネートフィルム10を作製した。
ラミネート条件は下記の通りであった。
ラミネート圧力:2.5kg/cm3
フィルム送り速度:100m/min
温度:50℃
ラミネート後、40℃で120時間放置するエージング処理を行った。
その後、ラミネートフィルム10の引張強度試験を、JIS K7127に準拠して、幅10mmの短冊状サンプル、チャック間距離60mmにて行った。ラミネートフィルム10の縦方向引張強度は48.6MPa、横方向引張強度は31.4MPaであった。
更に、フィルム11,12どうしの剥離試験を、JIS K6854−3に準拠して、引張速度300mm/min、T形剥離方法によって行ったところ材破した。
11 第1フィルム
12 第2フィルム
13 第3フィルム
13a 基層
13b アルミ蒸着層(金属蒸着層)
14 無溶剤接着剤層
14A,14B 無溶剤接着剤層
15 印刷層
21 フィルム押出成形機
22 フィルム押出成形
24 延伸機
25 巻取機
26 巻取機
30 無溶剤ラミネート装置
31 繰出機
32 繰出機
33 印刷機
34 塗工機
35 ラミネート機
36 巻取機
Claims (7)
- 直鎖状低密度ポリエチレンからなる第1フィルムと、
前記第1フィルムより延伸倍率が高い高密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンからなる第2フィルムと、
前記第1フィルムと第2フィルムどうし間に介在された無溶剤接着剤層と、
を備えたことを特徴とする袋用ラミネートフィルム。 - 前記第2フィルムの縦方向延伸倍率が、2倍〜6倍であることを特徴とする請求項1に記載の袋用ラミネートフィルム。
- 前記第1、第2フィルムの何れかに印刷層が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の袋用ラミネートフィルム。
- 前記第1フィルムに白色着色剤が添加されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の袋用ラミネートフィルム。
- 前記第1フィルムと前記第2フィルムの間に第3フィルムが介在されており、
前記第3フィルムが、前記第1フィルムより延伸倍率が高いポリエチレンからなる基層と、前記基層に積層された金属蒸着層とを含み、
前記第1フィルムと前記第3フィルムとの間、及び前記第3フィルムと前記第2フィルムとの間に、それぞれ無溶剤接着剤層が介在されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の袋用ラミネートフィルム。 - 直鎖状低密度ポリエチレンからなる第1フィルムと、前記第1フィルムより延伸倍率が高い高密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンからなる第2フィルムとを、無溶剤接着剤を介して貼り合わせることを特徴とする袋用ラミネートフィルムの製造方法。
- 前記第2フィルムの縦方向延伸倍率が、2倍〜6倍であることを特徴とする請求項6に記載の袋用ラミネートフィルムの製造方法。
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