JP4352388B2 - 易開封性複合フィルム - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートシール部分での開封性に優れた易開封性包装用複合フィルムに関する。更に詳しくは、常温下ではヒートシール強度が強く密封性に優れ、かつ、加熱調理による高温下では開封性に優れた易開封性包装用複合フィルムに関する。
近年の食品包装においては、基材フィルムにヒートシール層を複合させたヒートシール可能な複合フィルムが包装材料として広く使われてきている。この複合フィルムによる食品包装では、ヒートシール層表面同士をヒートシールさせて袋状とし密封することが行われている。このような密封包装では、流通過程で衝撃を受けた時や包装のままで湯煎した時でもヒートシール部分が剥がれずに、内容物を保護できることが強く要求され、その結果、開封時には鋏等で開けなければならないものであった。
また、加熱するだけで食することができるレトルト食品等の場合、フィルムによって密封包装された食品を、包装袋や容器ごと電子レンジで加熱することが行われている。このような電子レンジ加熱では、加熱途中に袋や容器が破裂し内容物が洩れ出すことを防止するため、加熱前に所定位置を部分的に開封することが一般的に行われている。
そこで、電子レンジで加熱する前に部分的に開封しなくても、内容物の洩れ出しを招くような包装体の破裂が加熱途中で生じないことが求められ、そのために、ヒートシールの一部分を弱いヒートシールとし、加熱により内部圧力が高まった時には、この弱いヒートシール部分が剥がれるような包装袋とすることが提案されている。例えば、フィルムをヒートシールさせて作った長方形の袋状であって合掌状の通蒸接合部を設けた包装袋の形状とし、その通蒸接合部のシールを、常態時の剥離力は強いが９０℃熱時の剥離力が弱い易開封性シールとすることが特許文献１で提案されている。この場合、通蒸接合部のシールを易開封性とするために、温度依存性の高いプラスチック製テープをヒートシール部分に介在させるという方法が採られている。
しかし、このように温度依存性のテープを介在させてヒートシールする方法は、包装用フィルムとは異なる素材のテープが必要であって、このテープを介在させるための装置構造が必要となるので、包装袋製造工程が煩雑となり、製造コスト的に好ましいものではなかった。
また、容器にシーラントフィルムを被せてヒートシールすることによる食品包装の場合、ボイル処理等の熱処理による開封強度の低下が少なく、手で容易に剥離・開封することができ、剥離後の剥離面の外観に優れているシーラントフィルムが求められており、そのために、プロピレン−エチレン−ブテン３元共重合体、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樹脂組成物のシーラント層とプロピレン系共重合体層とからなる易開封性包装用積層フィルムが提案されている（特許文献２参照）。
しかし、このような従来の易開封性包装用フィルムは、流通過程の衝撃でヒートシール部が剥がれないように室温下でのシール強度を強くすると高温雰囲気下でのシール強度も強くなり、また、高温雰囲気下のシール強度を弱くすると室温下のシール強度も弱くなってしまうものであり、加熱時のみシール強度を弱くすることは困難であった。
本発明は、流通過程における常温下や、低温雰囲気下では開封強度が強く、かつ、加熱された高温雰囲気下では開封強度が弱くなって手で簡単に開けることができ、また、電子レンジによる加熱時には内部圧力の上昇によりヒートシール部が剥離・開封されて蒸気抜け用の開口部が設けられる易開封性包装体を製造するために好適な包装用複合フィルムを提供することを目的とする。
上記課題は下記事項から特定される本発明によって工業的に有利に達成することができる。
［１］ プロピレン系重合体（ａ）３０〜５５重量％、エチレン系重合体（ｂ）３５〜６０重量％、および、ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）（ｃ）１０〜２５重量％からなるヒートシール層〔（Ａ）層〕（〔但し、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量％〕）と、プロピレン系重合体（ｄ）からなる基材層〔（Ｂ）層〕とが積層されてなる易開封性包装用複合フィルム。
［２］ プロピレン系重合体（ａ）は、プロピレン単独重合体、プロピレン−αオレフィンランダム共重合体および、プロピレン−エチレン−ブテン三元共重合体からなる群から選ばれた少なくとも１種の樹脂またはこれら樹脂２種以上の混合物からなる上記［１］記載の易開封性包装用複合フィルム。
［３］ エチレン系重合体（ｂ）は、密度が０．９１０〜０．９６０ｇ／ｃｍ3、かつ、メルトフローレートが１〜３０ｇ／１０分であるポリエチレン系樹脂、および／またはメルトフローレートが０．５〜２０ｇ／１０分であるαオレフィン共重合体からなる上記［１］記載の易開封性包装用複合フィルム。
このように、本発明の易開封性包装用複合フィルムは、ヒートシール層（Ａ層）と基材層（Ｂ層）が積層された複合フィルムにおいて、ヒートシール層を、ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）が上記した特定の割合で混合された樹脂組成物でもって構成したことを主たる特徴とするものであり、これにより、前記した目的を工業的に容易な方法で達成することができる易開封性包装用複合フィルムとすることができたものである。
即ち、ヒートシール層にポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）を特定量配合したことにより、室温下でのシール強度を強くしながら高温雰囲気下でのシール強度を弱くすることができたものである。
本発明の複合フィルムは、易開封性包装体を作製するための包装フィルムとして有用なものであり、このフィルムでもって食品等を密封包装した包装体は、流通過程における常温下や、低温雰囲気下では開封強度が強く密封性に優れ、かつ、加熱された高温雰囲気下では開封強度が弱くなって手で簡単に開けることができる。また、この包装体は、電子レンジによる加熱時には内部圧力の上昇によりヒートシール部が剥離・開封されて蒸気抜け用の開口部が設けられる構造とすることができる。
以下、本発明の易開封性包装用複合フィルムについて更に詳細に記述する。
本発明の易開封性包装用複合フィルムは、図１（断面図）に示すように、ヒートシール層〔（Ａ）層〕と基材層〔（Ｂ）層〕とが積層されてなる複合フィルムである。
ヒートシール層（Ａ層）は、プロピレン系重合体（ａ）３０〜５５重量％、エチレン系重合体（ｂ）３５〜６０重量％、および、ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）（ｃ）１０〜２５重量％〔但し、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量％〕からなる樹脂組成物で構成されることが必要である。プロピレン系重合体（ａ）は３０〜５５重量％であることが必要であり、３０％未満の場合は常温でのヒートシール強度が弱く、６０％を越えると高温でのヒートシール強度が強過ぎるものとなる。エチレン系重合体（ｂ）は３５〜６０重量％であることが必要であり、３５％未満の場合は高温でのヒートシール強度が強過ぎ、６０％を越えると常温でのヒートシール強度が弱過ぎるものとなる。ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）（ｃ）は１０〜２５重量％であることが必要であり、１０％未満の場合は常温でのヒートシール強度が弱く、２５％を越えると高温でのヒートシール強度が強過ぎるものとなる。
ヒートシール層（Ａ層）に用いるプロピレン系重合体（ａ）は、プロピレン単独重合体、プロピレン−αオレフィンランダム共重合体および、プロピレン−エチレン−ブテン三元共重合体からなる群から選ばれた少なくとも１種の樹脂またはこれら樹脂２種以上の混合物であることが好ましい。
エチレン系重合体（ｂ）としては、低密度ポリエチレンやエチレン−プロピレンラバー等を用いることができるが、なかでも、密度が０．９１０〜０．９６０ｇ／ｃｍ3で、かつ、メルトフローレートが１〜３０ｇ／１０分であるポリエチレン系樹脂、および／または、メルトフローレートが０．５〜２０ｇ／１０分であるαオレフィン共重合体であることが好ましく、これら樹脂の混合物であってもよい。
ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）（ｃ）としては、ブタジエン含有量は２０％以上が好ましい。
基材層〔（Ｂ）層〕は、プロピレン系重合体（ｄ）からなることが必要であり、該プロピレン系重合体（ｄ）は、プロピレン単独重合体、プロピレン−αオレフィンランダム共重合体および、プロピレン−エチレン−ブテン三元共重合体からなる群から選ばれた少なくとも１種の樹脂またはこれら樹脂２種以上の混合物であることが好ましい。
なお、Ｂ層には本発明の目的を損なわない範囲で、フィルム加工に適した滑り性やラミネート適性を確保するため、特定の添加剤、具体的にはエルカ酸アミドやベヘニン酸アミドなどの有機滑剤、分子量５００以上の酸化防止剤、およびシリカ、ゼオライト、炭酸カルシウムなどの無機充填剤を選択して使用してもよい。また、Ｂ層ポリマーには本発明の効果を阻害しない範囲であれば、必要に応じて本発明フィルムを生産する際に生じる耳やスリット屑などを混合使用することもできる。
Ａ層、Ｂ層のそれぞれの厚みは特に限定されるものではないが、安定したシール強度を得るためにＡ層の厚みは２μｍ以上が好ましく、開封したときに膜引きなどが発生しないなどの剥離外観の良いものを得るためにはＡ層の厚みが２０μｍ以下が好ましい。また、安定した生産性を得るためにはＡ層とＢ層を積層した複合フィルムの厚みが２５μｍ以上が好ましく、１００μｍを越えると経済的に劣るものとなるため、２５〜１００μｍの範囲が適切である。
本発明の複合フィルムは図１に示すようにＡ層、Ｂ層の２層からなる複合フィルムであるが、必要に応じ基材層であるＢ層側に第３、第４の層を積層し、３層以上の複合フィルムとしてもよい。
本発明の易開封性複合フィルムの製造方法は特に限定されないが、２台の押出機を用いて、それぞれＡ、Ｂ層のポリマーを溶融して押出し、フィードブロック法などのパイプ複合、共押出多層ダイ法などの方法で溶融状態で積層する方法が効率的である。このようにして、成形されたフィルムは必要に応じラミネート加工時の接着性を向上させるため表面処理を施すことができる。この表面処理の方法はコロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理などが適用できる。
本発明のフィルムは、基材層であるＢ層側にアルミ箔、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、延伸ナイロンフィルム、延伸ポリプロピレンフィルムなどを必要に応じて単独あるいは組み合わせて積層して使用できる。
次に、本発明の易開封性複合フィルムの製造法の一例を説明する。
２台の押出し機を用いて、１台の押出し機から、プロピレン−エチレンランダム共重合体４０重量％、低密度ポリエチレン３０重量％、エチレン・プロピレンラバー（以下ＥＰＲ）２０重量％、及び、結晶性ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−結晶性ポリオレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）１０重量％の混合樹脂を温度１８０〜２５０℃で溶融して押出し（Ａ層）、もう１台の押出し機からプロピレン単独重合体５０重量％とエチレン−プロピレンランダム共重合体５０重量％の混合樹脂を温度１８０〜２５０℃で溶融して押出し（Ｂ層）、パイプ複合や共押出し多層ダイで積層させ、Ａ層の厚みが１０μｍでＢ層の厚みが４０μｍとなるようにして、ダイよりフィルム状に押出し２５〜６０℃の冷却ロールでキャスト冷却固化し複合フィルムとする。続いて、必要に応じＢ層の表面にコロナ放電処理を施し、巻き取り、さらに所定の幅、長さにスリットする。
以上のようにして、本発明の易開封性複合フィルムを製造することができる。
本発明の易開封性複合フィルムを用い、電子レンジ加熱により開封する包装袋を製造する場合、例えば、本発明の易開封性複合フィルムのＢ層側に延伸ナイロンフィルムを貼り合わせた包装材を用い、ヒートシール層（Ａ層）表面が内側になるようにして図２に示すように折り畳み、端部をヒートシールし、袋中央での接合部をヒートシールする。このようにして作製された包装袋は、電子レンジ加熱により内部の圧力が上昇すると、袋中央での接合部に応力が集中し、その接合部が開封され、蒸気の抜け道ができることになる。
本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明における特性の測定方法並びに効果の評価方法は、次のとおりである。
本発明における特性の測定方法並びに効果の評価方法は、次のとおりである。
（１） 結晶融点（Ｔｍ）
走査型指差熱量計（略称：ＤＳＣ）を用いて、３ｍｇの試料をセットし、昇温速度１０℃／分にて室温より測定し、結晶の融解に伴う吸熱カーブのピーク温度（℃）をもって結晶融点とする。このとき、融解ピークが複数個観測される場合には最大ピーク温度をＴｍとする。
走査型指差熱量計（略称：ＤＳＣ）を用いて、３ｍｇの試料をセットし、昇温速度１０℃／分にて室温より測定し、結晶の融解に伴う吸熱カーブのピーク温度（℃）をもって結晶融点とする。このとき、融解ピークが複数個観測される場合には最大ピーク温度をＴｍとする。
（２） メルトフローレート（ＭＦＲ）
ＭＦＲの値は、ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じ、ポリプロピレン系重合体は２１０℃、２．１６Ｋｇｆの条件で、ポリエチレン系重合体は１９０℃、２．１６Ｋｇｆの条件で測定した値である。
ＭＦＲの値は、ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じ、ポリプロピレン系重合体は２１０℃、２．１６Ｋｇｆの条件で、ポリエチレン系重合体は１９０℃、２．１６Ｋｇｆの条件で測定した値である。
（３） ヒートシール強度、密封性、開封性
テスト品のＢ層側を、厚さ１５μｍの延伸ナイロンとラミネートし、該ラミネート品のＡ層どうしを重ね合わせ、平板ヒートシーラーのシールバーの下板を１５０℃とし、上板を１８０℃としてヒートシールして、測定用サンプルを作製する。次いで、引っ張り試験機“インストロン”を用いて、２３℃雰囲気下で、また、１００℃雰囲気下で剥離強度を測定しヒートシール強度（Ｎ／１５ｍｍ）とした。
テスト品のＢ層側を、厚さ１５μｍの延伸ナイロンとラミネートし、該ラミネート品のＡ層どうしを重ね合わせ、平板ヒートシーラーのシールバーの下板を１５０℃とし、上板を１８０℃としてヒートシールして、測定用サンプルを作製する。次いで、引っ張り試験機“インストロン”を用いて、２３℃雰囲気下で、また、１００℃雰囲気下で剥離強度を測定しヒートシール強度（Ｎ／１５ｍｍ）とした。
なお、２３℃雰囲気下で剥離させたときのヒートシール強度が２３Ｎ／１５ｍｍに満たないものを不良（×）とし、２３Ｎ／１５ｍｍ以上、３０Ｎ／１５ｍｍ未満のものを良好（○）とし、３０Ｎ／１５ｍｍ以上のものを特に良好（◎）とランク付けすることにより、常温下での密封性を評価した。
また、１００℃雰囲気下で剥離させたときのヒートシール強度が５Ｎ／１５ｍｍを越えるものを不良（×）とし、５Ｎ／１５ｍｍ以下、３Ｎ／１５ｍｍを超えるものを（○）とし、３Ｎ／１５ｍｍ以下のものを特に良好（◎）とランク付けすることにより、高温下での開封性を評価した。
［実施例１〜８］
２台の押出し機を用いて、１台の押出機から、プロピレン系重合体（ａ）として、ＭＦＲ６．５ｇ／１０分、融点１３９℃のプロピレン−エチレン−ブテン三元共重合体と、エチレン系重合体（ｂ）としてＭＦＲ３．５ｇ／１０分、密度０．９３ｇ／ｃｍ3、融点１２０℃の直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）、およびＭＦＲ１．０ｇ／１０分のエチレンプロピレンラバー（ＥＰＲ）と、ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）（ｃ）として、ＪＳＲ（株）製のポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィンブロック共重合体（ＣＥＢＣ）“ダイナロン６２００Ｐ”（登録商標）を、表１に示す比率で混合して温度２４０℃で溶融して押し出し（Ａ層）、他の１台の押出機から、ＭＦＲ７．０ｇ／１０分、融点１６３℃のプロピレン単独重合体５０重量％と、ＭＦＲ６．０ｇ／１０分、融点１４２℃のエチレン−プロピレンランダム共重合体５０重量％を混合し２４０℃で溶融して押し出し（Ｂ層）、共押し出しダイで積層してフィルム状に押し出し、３５℃の冷却ロールで冷却固化し、Ａ層の厚みが１０μｍ、Ｂ層の厚みが４０μｍの総厚み５０μｍ複合フィルムとした。
２台の押出し機を用いて、１台の押出機から、プロピレン系重合体（ａ）として、ＭＦＲ６．５ｇ／１０分、融点１３９℃のプロピレン−エチレン−ブテン三元共重合体と、エチレン系重合体（ｂ）としてＭＦＲ３．５ｇ／１０分、密度０．９３ｇ／ｃｍ3、融点１２０℃の直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）、およびＭＦＲ１．０ｇ／１０分のエチレンプロピレンラバー（ＥＰＲ）と、ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）（ｃ）として、ＪＳＲ（株）製のポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィンブロック共重合体（ＣＥＢＣ）“ダイナロン６２００Ｐ”（登録商標）を、表１に示す比率で混合して温度２４０℃で溶融して押し出し（Ａ層）、他の１台の押出機から、ＭＦＲ７．０ｇ／１０分、融点１６３℃のプロピレン単独重合体５０重量％と、ＭＦＲ６．０ｇ／１０分、融点１４２℃のエチレン−プロピレンランダム共重合体５０重量％を混合し２４０℃で溶融して押し出し（Ｂ層）、共押し出しダイで積層してフィルム状に押し出し、３５℃の冷却ロールで冷却固化し、Ａ層の厚みが１０μｍ、Ｂ層の厚みが４０μｍの総厚み５０μｍ複合フィルムとした。
得られた複合フイルムは、表１に示すように、２３℃雰囲気下で高いヒートシール強度を有し、１００℃雰囲気下ではヒートシール強度が低く、常温雰囲気下での密封性と、高温加熱下での開封性とがともに良好なものであった。
［実施例９、１０］
Ａ層構成樹脂組成物からエチレンプロピレンラバー（ＥＰＲ）を除き、プロピレン−エチレン−ブテン三元共重合体と、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）、ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィンブロック共重合体（ＣＥＢＣ）の３成分とした以外は、実施例１〜８までと同じ条件で複合フィルムを製造した。
Ａ層構成樹脂組成物からエチレンプロピレンラバー（ＥＰＲ）を除き、プロピレン−エチレン−ブテン三元共重合体と、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）、ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィンブロック共重合体（ＣＥＢＣ）の３成分とした以外は、実施例１〜８までと同じ条件で複合フィルムを製造した。
得られた複合フイルムは表１に示すように、２３℃雰囲気下で高いヒートシール強度を有し、１００℃雰囲気下ではヒートシール強度が低く、常温雰囲気下での密封性と、高温加熱下での開封性とがともに良好なものであった。
［比較例１〜４］
Ａ層構成樹脂組成物を、ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィンブロック共重合体（ＣＥＢＣ）を使用しない表１に示す組成の樹脂組成物に変更したこと以外は、実施例１〜８と同じ条件で複合フィルムを製造した。
Ａ層構成樹脂組成物を、ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィンブロック共重合体（ＣＥＢＣ）を使用しない表１に示す組成の樹脂組成物に変更したこと以外は、実施例１〜８と同じ条件で複合フィルムを製造した。
得られた比較例１及び３の複合フィルムは、２３℃雰囲気下でのヒートシール強度が高いものの、１００℃雰囲気下でのヒートシール強度は低減できてなく、高温加熱下での開封性が劣るものであった。また、比較例２及び４の複合フィルムは、１００℃雰囲気下でのヒートシール強度は低減されていたものの、２３℃雰囲気下でのヒートシール強度が不足し、常温雰囲気下での密封性が劣るものであった。
［比較例５］
Ａ層構成樹脂組成物を、ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィンブロック共重合体（ＣＥＢＣ）が３０重量％である表１に示す組成の樹脂組成物に変更したこと以外は、実施例１〜８と同じ条件で複合フィルムを製造した。
Ａ層構成樹脂組成物を、ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィンブロック共重合体（ＣＥＢＣ）が３０重量％である表１に示す組成の樹脂組成物に変更したこと以外は、実施例１〜８と同じ条件で複合フィルムを製造した。
得られた複合フィルムは、２３℃雰囲気下でのヒートシール強度が高いものの、１００℃雰囲気下でのヒートシール強度は低減できてなく、高温加熱下での開封性は不良であった。
本発明の易開封性包装用複合フィルムは、食品等の内容物を密封包装するためのフィルムとして有用であり、内容物を取出す前に湯煎や電子レンジ等で加熱する包装体用の包装フィルムとして特に好適である。
Claims (3)
- プロピレン系重合体（ａ）３０〜５５重量％、エチレン系重合体（ｂ）３５〜６０重量％、および、ポリオレフィン−ポリエチレンブチレン−ポリオレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）（ｃ）１０〜２５重量％からなるヒートシール層〔（Ａ）層〕（〔但し、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量％〕）と、プロピレン系重合体（ｄ）からなる基材層〔（Ｂ）層〕とが積層されてなることを特徴とする易開封性包装用複合フィルム。
- プロピレン系重合体（ａ）は、プロピレン単独重合体、プロピレン−αオレフィンランダム共重合体および、プロピレン−エチレン−ブテン三元共重合体からなる群から選ばれた少なくとも１種の樹脂またはこれら樹脂２種以上の混合物からなることを特徴とする請求項１に記載の易開封性包装用複合フィルム。
- エチレン系重合体（ｂ）は、密度が０．９１０〜０．９６０ｇ／ｃｍ３、かつ、メルトフローレートが１〜３０ｇ／１０分であるポリエチレン系樹脂、および／または、メルトフローレートが０．５〜２０ｇ／１０分であるαオレフィン共重合体からなることを特徴とする請求項１に記載の易開封性包装用複合フィルム。
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