JPH0418347A - ポリエチレン系熱収縮性積層フイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はポリエチレン系熱収縮性積層フィルムに関する
ものであり、より詳しくは特定のエチレン系共重合体か
ら成る厚み斑が小さく、包装機械適性が優れた熱収縮性
積層包装フィルムに関する。

（従来技術） 従来、熱収縮性フィルムとしてはポリ塩化ビニル、ポリ
プロピレン、ポリエチレン系等の延伸フィルムなどが知
られている。中でもポリエチレン系熱収縮性フィルムは
、ヒートシール性を有し低価格、その耐衝撃性などにお
いて優れている点て注目され、多くの分野での利用が期
待されている。

一方、近年包装機の包装スピードが著しく高速化され、
これらの新しい包装機械に適した包装材料の供給が求め
られている。

（発明が解決しようとする問題点） 近年そのスピードが著しく高速になってきているため、
溶断シール性が必ずしも満足のいくものでは無いことが
指摘され、更に低温収縮性に優れ、厚み斑が小さく、溶
断シール性に優れたフィルムの出現が望まれている。

ポリエチレン系熱収縮性フィルムを包装材料として自動
包装機（ビロー包装機、半折自動包装機）に用いる場合
、近年包装機の包装スピードが著しく高速化し従来発生
しなかったヒートシール不良（部分的にシールされない
）やフィルムの平面性が悪い場合には、フィルム走行時
にシワが入り易く走行性トラブルの他にもヒートシール
不良が発生する事がある。

自動包装機で包装する場合はヒートシールはヒートナイ
フによる溶断シールが一般的であるが、シール不良現象
とはヒートナイフによる溶断シール時に溶断樹脂がヒー
トナイフの刃先に付着し、カットされなかったり、とン
ホールか発生したり、極端な場合には全くシールされな
いことを指している。又、シール不良の原因の一つとし
てヒートナイフ受は台へのフィルムの粘着現象も挙げら
れる。

又、フィルム厚み斑が大きかったり、平面性が悪い場合
には、フィルム走行時にシワが入り易くシワの部分を溶
断シールするとピンホールが発生し易く、シール不良の
原因となる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記の問題点を解消し、厚み斑が小さく、自動
包装機での溶断シール性に優れた熱収縮性フィルムを提
供するために、フィルムの積層構成及び各種の原料樹脂
について鋭意検討した結果、融点以上の温度における融
解熱量が高いレジンを最内層及び最外層に各々使用し、
中間層に特定の結晶融点を有するエチレンとα−オレフ
ィンとの線状共重合体を主成分とする層を少なくとも一
層使用することにより厚み斑が小さく高速包装時のシー
ル適性を改善することが出来ることを見いだし、本発明
に到達したものである。

即ち、本発明は中間層が密度が０．８７０〜０゜９３０
ｇ／ｃｍ３、メルトインデックスが０．１〜１０ｇ／１
０分であり、且つ、示差走査熱量計（以下ＤＳＣと略す
）による融点測定において、１９０℃にて３０分間保持
後降温速度１００℃／分で２０℃まで降温し、その後昇
温速度１０℃／分で昇温するとき得られる融解曲線（以
下急冷後の融解曲線という）のメインピーク温度をＴａ
＋ａとしたときＴｏ＋ａが１１８±５℃の範囲にあり、
又、１９０℃にて３０分間保持後降温速度１０℃／分で
２０℃まで降温し、その後昇温速度１０℃／分で昇温す
るとき得られる融解−！！（以下徐冷後の融解曲線とい
う）のメインピーク温度をＴｍｂとしたとき、Ｔｌｌ１
ｂとＴｍａとの温度差が３℃以上である線状低密度ポリ
エチレン（Ａ）を主成分とする組成物からなる層を少な
くとも一層と、メルトインデックス　０．１〜１０ｇ／
１０分であり、且つ、徐４後の融解曲線における全融解
熱量が１１０ｍＪ／■以上であり、メインピーク温度以
上の温度における融解熱量が１５ｍＪ／ｎｔｇ以上であ
る線状低密度ポリエチレン（Ｂ）を主成分とする組成物
からなる層を各々最内層及び最外層として含み、少なく
とも一軸方向に延伸された積層フィルムであって、全層
に対する中間層の厚みが６０％以上、最内層及び最外層
の厚みが各々１μ以上であり、厚み斑が１０％未満、９
０℃における面積収縮率が２０％以上であることを特徴
とするポリエチレン系熱収縮性積層フィルムを要旨とす
るものである。上記のＤＳＣ測定方法は試料８〜１０ｉ
＋８をアルミパンに封入し窒素気流中にて行なわれる。

本発明において少なくとも一層、中間層の主成分として
用いられる線状低密度ポリエチレン（Ａ）としてはエチ
レンと、例えばプロピレン、ブテン−１、ペンテン−１
、ヘキセン−１、ヘプテン−１，４−メチルペンテン−
１、オクテン−１、デセン−１、ウンデセン−１、ドデ
セン−１を含む炭素数３〜２０個、好ましくは炭素数が
４〜８個０１種または２種以上のα−オレフィンとの共
重合体があげられる。

これらの樹脂の中でも、少なくとも５０重量％以上のエ
チレンと２種のα−オレフィンを主成分とし、全分岐度
が２．ＯＣＨ３／１００Ｃ以上の３元共重合体であるも
の、あるいはエチレンと炭素数４〜８のα−オレフィン
とを主成分とし、分岐度が２．５ＣＨ３／１００Ｃ以上
であるものが特に好ましい。更に好ましくはエチレンと
ブテン−１との共重合体、エチレンと４−メチルペンテ
ン−１、ブテン−１との３元共重合体、エチレンとオク
テン−１、ブテン−１との３元共重合体が更に好適であ
る。

又、エチレンとα−オレフィンとの線状共重合体（Ａ）
は密度０．８７０〜０．９３０　ｇ／ｃｗ＋３、メルト
インデックス　０．１−１０ｇ／１０分の特性値を有す
るものが用いられ、より好ましくは密度がＯ−９１０〜
０．９２５ｇ／ｃｍ３、メルトインデックスが０．２〜
５．０ｇ／１０分の特性値を有するものが用いられる。

密度が０．８７０　ｇ／ｃｍ３未満てはフィルムの腰の
改良効果が小さく、又、０．９３０ｇ／ｃ…３を超える
と低温収縮性が不十分であるため好ましくない。メルト
インデックスが０．１ｇ／１０分未満のものは、溶融押
出時のモーター負荷が増大し加工適性が悪くなる点て好
ましくなく、１０ｇ／１０分を超えると、延伸工程での
安定性が不十分であるため好ましくない。

前記の線状低密度ポリエチレン（Ａ）としては急冷後の
融解曲線において全吸熱面積に対するＴａ＋ａ±５℃の
範囲の吸熱面積が１５％以上であるものが更に好適に利
用される。

全層に対する中間層の厚みは６０％以上であることが必
要である。中間層の厚みが６０％未満の場合、延伸フィ
ルムの厚み斑が大きくなる。又、最内層、最外層の延伸
後の厚みは少なくとも各々１μ閘以上になるように選択
する事が必要であり、１μ剛未満では優れた溶断ヒート
シール性が発揮できない。

尚、中間層は上記の線状低密度ポリエチレン樹脂（Ａ）
に属する異なったグレートの樹脂からなる複数の層から
成っていても良い・ 又、最内層及び最外層に主成分として各々使用されるエ
チレンとα−オレフィンとの線状共重合体（Ｂ）は、徐
冷後の融解曲線における全融解熱量が１１０ｍＪ／１１
１ｇ以上であり、且つ、メインピーク温度以上の温度に
おける融解熱量が１５ｍＪ／ｌａｇ以上、メルトインデ
ックスが０．１〜１０ｇ／１０分、より好ましくは０．
２ｇ〜５．０ｇ／１０分の特性値を有するものが用いら
れる。

メルトインデックス０．１　ｇ／ｌ　０分未満では加工
性の低下、及びフィルム表面の粗面化による透明性の低
下の点て好ましくなく、１０ｇ／１０分を超えるとヒー
トシール強度が低下し、延伸加工性にも悪い影響を及ぼ
す。

上記のエチレンとα−オレフィンとの線状共重合体（Ｂ
）のエチレンと共重合されるα−オレフィンは特に限定
されるものではなく、例えば炭素数が４〜１２のもの、
ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−１、ヘプテン−
１、オクテン−１，４−メチルペンテン−１、デセン−
１、ウンデセン−１、ドデセン−１等が挙げられるが、
炭素数４〜８のα−オレフィンがより好適に用いられる
。

前記の線状低密度ポリエチレン（Ａ）、（Ｂ）は、いわ
ゆるチーグラーナツタ型触媒を使った低中圧法によって
容易に得ることが出来、これらの製造法については特公
昭５０−３２２７０号公報、特開昭４９−３５３４５号
公報、特開昭５５−７８００４号公報、特開昭５５−８
６８０４号公報、特開昭５４−１５４４８８号公報など
に開示される技術によることが出来る。

又、前記の各層に用いられる樹脂組成物はそれぞれ１種
又２種以上を混合使用しても良く、更に本発明の目的に
支障を来さない範囲で更に高圧法ポリエチレン、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー　エチレン−プ
ロピレン共重合体などのポリオレフィン系樹脂を混合し
て使用することができる。

尚、本発明の積層フィルムは前記の中閏層及び最内層、
最外層の他に前記の各層の厚さの条件を満たす範囲で前
記の線状低密度ポリエチレン樹脂（Ａ）及び（Ｂ）以外
のポリオレフィン系樹脂から成る中閏層を１層又は２Ｎ
以上含んでいても良い。このような中間層に用いられる
ポリオレフィン系樹脂としては前記線状低密度ポリエチ
レン樹脂（Ａ）及び（Ｂ）以外の線状低密度ポリエチレ
ン樹脂、高圧法ポリエチレン、エチレン−プロピレン共
重合体等のポリオレフィン系樹脂が挙げられ、本発明の
目的に支障を来さない範囲で１種又は２種以上を適宜選
択して用いる。

その他に、希望により滑剤、ブロッキンク防止剤、帯電
防止剤、防曇剤などの添加剤がそれぞれの有効な作用を
具備させる目的で適宜使用する事ができ、特に最内層、
最外層の場合有用である。

次に本発明のフィルムの製造方法を示す。前記の樹脂を
用いて本発明の延伸フィルムを製造するに用いる未延伸
フィルムを製造する方法及びこの未延伸フィルムを延伸
して延伸フィルムを製造する方法は公知の方法で行なう
ことができるが、以下、三層積層管状製膜・延伸の場合
を例にあげ、具体的に説明する。

まず前記エチレンとα−オレフィンとの線状共重合体（
Ａ）を中間層、エチレンとα−オレフィンとの線状共重
合体（Ｂ）を内外層となるように３台の押出機により溶
融混練し、三層環状ダイより環状に共押出し、延伸する
ことなく一旦急冷固化してチューブ状未延伸フィルムを
作製する。

得られたチューブ状未延伸フィルムを例えば第１図で示
すようなチューブラ−延伸装置に供給し、高度の配向可
能な温度範囲、例えば中間層樹脂の融点以下１０℃、好
ましくは融点以下１５℃よりも低い温度でチューブ内部
にガス圧を適用して膨張延伸により同時二軸配向を起こ
させる。延伸倍率は必ずしも縦横同一でなくてもよいが
、優れた強度、収縮率などの物性を得るためには縦横何
れの方向にも２倍以上、好ましくは２．５倍以上、さら
に好ましくは３倍以上に延伸するのが好適である。

延伸装置から取りだしたフィルムは希望によりアニーリ
ングする事が出来、このアニーリングにより保存中の自
然収縮を抑制することができる。

（実施例） 以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。

尚、本実施例の中で示した各物性測定は以下の方法によ
った。

■融解熱 ８〜１０ＩＩＩｇの試料を秤量後アルミパンに封入し、
示差熱量計にて３０ｍ１／ｓ＋ｉｎの望素気渣中で室温
から１９０℃まで昇温し、この温度で３０分間保持し、
次いて約１０℃／　ｖａ　＋　ｎで室温まで冷却する。

この後、昇温速度１０℃／ｗｉｎで得られる融解曲線を
用いて吸熱ピークの面積より融解熱を算出する。

■面積収縮率 縦横共１０．０ｃｉｓの正方形に切りとったフィルムを
９０℃のグリセリン浴中に１０秒間浸漬した後取り出し
、水中で急冷後縦横のそれぞれ長さを測定して次式によ
り算出した。

面積収縮率＝１００−ＡＸＢ 但し、Ａ、Ｂはそれぞれ急冷後の縦横の長さ（単位は１
）を示す。

■厚み斑 連続接触型電子マイクロメーター（安立電気株式会社製
、Ｋ３０６Ｃ型）を使用し、フルスケール８μ庁でチュ
ーブの円周方向に測定したチャートについて最大値（Ｔ
　１ｌａｘ）、最小値（Ｔｗｉｎ）及び平均値（Ｔ）を
求め、次式により算出した。

１゛ 但し、Ｔは測定フィルムの１０１ｗ１ｌＷ１隔に相当す
るチャートから読みとった値の算術平均値である。

■各層の厚さ 積層の各層の厚さはフィルムの断面を顕微鏡で観察する
ことにより測定した。

■ヘイズ ＡＳＴＭ−Ｄ　１００３に準拠した。

■包装機械適性 （イ）トキワ工業（株）！！自動包装機（型式ＰＷ−Ｒ
２、ピロー包装機）に輻３８０ｍのフィルムを使用し、
カップラーメンを１００ケ／分間のスピードで包装した
。収縮包装後のシール部を観察し、シール部に糸曳きか
なく、１ｍ以上のピンホールがないものを良品とした。

この包装機を用いて１００ケ連続的に包装し、その良品
率を測定した。尚、収縮前の予備包装時のフィルム寸法
の余裕率は縦、横共に１０％とした。

（ロ）協和電機（株）製半折自動包装機（型式ＡＴ−５
００）に輻４００−の半折フィルムを供給し、縦２３．
５（？ｌｌ、横１５．５ｃｍ、高さ５．６（！ＩＩ＋の
弁当箱（２００ｇ）を２５個／１分間のスピードで連続
的に１００個包装しその良品率を測定した。

良品の基準はピロー包装の場合と同一にした。又、予備
包装の余裕率は縦・横共に１３％とした。

実施例１ 表１に示すような特性を持つエチレンと、コモノマーと
して４−メチルペンテン−１及びブテン−１との３元共
重合体からなる線状低密度ポリエチレン樹脂を中間層と
し、同様に表１に示すような特性を持つエチレンと４−
メチルペンテン−１との共重合体である線状低密度ポリ
エチレン樹脂を内外層として３台の押出機（中間層用、
最内層用、最外層用）でそれぞれ１７０℃〜２４０℃に
て溶融混練し、表１に示す厚み比を想定して各押出機か
らの押出量を設定して２４０℃に保った３層環状ダイス
より下向きに共押出した。

形成された３層構成チューブを内側は冷却水が循環して
いる円筒状冷却マンドレルの外表面を摺動させながら外
側は水槽を通すことにより冷却して引き取り、直径約７
５ｍ、厚さ３２０μｍの未延伸フィルムを得た。各層の
厚み調整は押出機のスクリュー回転数及び引き取り速度
を調整することにより行なった。このチューブ状未延伸
フィルムを第１図に示したチューブラ−二軸延伸装置に
導き、９５〜１０５℃で縦横それぞれ４倍に延伸し、積
層二軸延伸フィルムを得た。次いてこの延伸フィルムを
チューブアニーリング装置にて７５℃の熱風で１０秒閏
処理した後、室温に冷却し、折り畳んで巻き取った。

延伸中の安定性は良好で、延伸点の上下動や延伸チュー
ブの揺動もなく、又、ネッキングなどの不均一延伸状態
も観察されなかった。得られた延伸フィルムは表１に示
したような厚み構成をもち、透明性、低温収縮性に優れ
、厚み斑も小さいものであった。

表３．４に示したようにピロー包装機、及び半折自動包
装機にてカップラーメン及び弁当箱の連続実包評価を行
ない、シール部の不良が少なく、広い温度範囲に於て良
好な包装適性を有するものであった。

実施例２．３ 表１に示す樹脂構成にて実施例１と同一の方法で熱収縮
性積層フィルムを作製した。透明性、低温収縮性に優れ
厚み斑も小さく、包装適性に優れたフィルムであった。

実施例４ 表１に示す樹脂構成にて実施例１と同一の方法で熱収縮
性積層フィルムを作製した。内外層に防曇剤としてステ
アリン酸モノグリセライドを５０００ｐｐｍ添加したが
、透明性、低温収縮性に優れ、厚み斑も小さく、包装適
性に優れたフィルムてあった。

実施例５ 実施例１において、押出装置を４台の押出機を接続した
４層環状ダイスを有する装置に代え、中間層と最内層と
の間に高圧法低密度ポリエチレン樹脂（密度０．９２２
ｇ／Ｃｍ３、Ｍｌが０．５ｇ／］Ｏ分）からなる第２の
中間層がくるようにし、最内層、第２の中間層、中間層
、最外層の各層の厚さ比がそれぞれ１５．１０．６０．
１５となるように設定した他は、使用樹脂、延伸条件等
は実施例１と同様にして４層の熱収縮性積層フィルムを
製造した。得られたフィルムの厚み斑は９．５％、面積
収縮率は２５．０％、ヘイズは３．０％であり、厚み斑
、低温収縮性及び透明性ともに優れ包装適性が優れたフ
ィルムであった。

比較例１ 表１に示すように中間層に急冷後の融点が１２６℃であ
り、１１Ｂ±５℃の範囲には融点がない線状低密度ポリ
エチレン樹脂を使用し、内外層には実施例１の内外層に
用いたものと同一の線状低密度ポリエチレン樹脂を使用
し、実施例１と同し条件で押し出し、冷却して引き取り
、直径約７５−１厚さ３２０μ層の積層未延伸フィルム
原反を得た。各層の厚み調整は押出機のスクリュー回転
数及び引き取り速度を調整することにより行なった。

次いて実施例１と同様にチューブラ−延伸装置により９
５〜１０５℃の温度にて縦横それぞれ４倍に延伸した。

延伸中の安定性が悪く揺動が大きく、厚み斑の大きい熱
収縮性積層フィルムを得た。

このチューブ状未延伸フィルムを第１図に示したチュー
ブラ−二軸延伸装置に導き、９５〜１０５℃で縦横それ
ぞれ４倍に延伸し、積層二輪延伸フィルムを得た。次い
てこの延伸フィルムをチューブアニーリング装置にて７
５℃の熱風で１０秒間処理した後、室温に冷却し、折り
畳んで巻き取った。

得られた熱収縮性フィルムを包装機にかけ包装適性を評
価したが、溶断シールバーへの樹脂付着や糸曵きは若干
は改良されたが、シワが発生し易いこともあり、シール
性は不十分であった。

比較例２．３ 表１に示した中間層は実施例１と同じ線状低密度ポリエ
チレン樹脂を使用し、内外層には比較例２に対しては全
融解熱量が１１０ｍＪ／ＩＩｇ以下の線状低密度ポリエ
チレン樹脂、比較例３に対しては全融解熱量は１１０ｍ
Ｊ／ｗ＋ｇ以上であるが、融点以上の温度に於ける融解
熱量が１５ｍＪ／１１ｇ以下である線状低密度ポリエチ
レン樹脂を使用し、実施例１と同様な方法で熱収縮性積
層フィルムを得た。得られた熱収縮性フィルムは透明性
、低温熱収縮性、厚み斑が少ないフィルムであったが、
包装機による実包テストではヒートナイフへの樹脂付着
、ヒートナイフ受は台へのフィルムの粘着などが認めら
れ、シール部に長さ約３閣の穴があくこともあり、シー
ル性が非常に不安定であった。

比較例４ 中間層に実施例３の中間層に使用した樹脂を使用し、内
外層には実施例】の内外層に使用した樹脂を使用した。

中間層の厚さを全体の厚さの５０％の比率にしたことを
除いては実施例１と同じ方法て熱収縮性積層フィルムを
得た。延伸工程での安定性が悪く、厚み斑の大きいフィ
ルムであった。

透明性、低温熱収縮性は優れていたが、包装機による実
包テストではヒートナイフへの樹脂の付着やヒートナイ
フ受は台へのフィルムの粘着も認められなかったが、平
面性が悪く、シワが入りやすいため、シール性は不十分
なものであった。

比較例５ 中間層、内外層ともに実施例１と同し樹脂構成で、熱収
縮性積層フィルムを得た。熱収縮性フィルムの内外層の
厚みを１μ■未満になるように非常に薄く設定した。

透明性、低温熱収縮性に優れ、厚み斑も小さい熱収縮性
積層フィルムであったが、包装機による実包テストでは
やはりヒートナイフへの溶融樹脂の付着が認められ、シ
ール性は不十分であった。

［以下、余臼］ （発明の効果） 本発明は熱収縮性フィルムを製造するに際し、中間層と
して特定の融点構造を有する線状低密度ポリエチレン樹
脂を主成分とする層を少なくとも一層用い、内外層とし
て特定の融解熱量を有する線状低密度ポリエチレン樹脂
を用いた積層構造を採用したことにより、チューブの延
伸安定性が良いため厚み斑が小さく、低温収縮性が優れ
、ヒートシール性が良く、且つ、ヒートシール時にヒー
トナイフへの粘着性が少ないため、高速包装適性が優れ
た熱収縮性材料を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で用いたチューブラ−二軸延伸装置を説
明するための断面図である。 Ａ・・・延伸装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエチレン系熱収縮性積層フィルムにおいて、
   中間層として密度が０．８７０〜０．９３０ｇ／ｃｍ＾
   ３、メルトインデックスが０．１〜１０ｇ／１０分であ
   り、且つ、示差走査熱量計（以下ＤＳＣと略す）による
   融点測定において、１９０℃にて３０分保持後降温速度
   １００℃／分で２０℃まで降温し、その後昇温速度１０
   ℃／分で昇温するとき得られる融解曲線（以下急冷後の
   融解曲線という）のメインピーク温度をＴｍａとしたと
   きＴｍａが１１８±５℃の範囲にあり、又、１９０℃に
   て３０分間保持後降温速度１０℃／分で２０℃まで降温
   し、その後昇温速度１０℃／分で昇温するとき得られる
   融解曲線（以下徐冷後の融解曲線という）のメインピー
   ク温度をＴｍｂとしたとき、ＴｍｂとＴｍａとの温度差
   が３℃以上である線状低密度ポリエチレン（Ａ）を主成
   分とする組成物からなる層を少なくとも一層と、メルト
   インデックス０．１〜１０ｇ／１０分であり、且つ、徐
   冷後の融解曲線における全融解熱量が１１０ｍＪ／ｍｇ
   以上であり、メインピーク温度以上の温度における融解
   熱量が１５ｍＪ／ｍｇ以上である線状低密度ポリエチレ
   ン（Ｂ）を主成分とする組成物からなる層を各々最内層
   及び最外層として含み、少なくとも一軸方向に延伸され
   た積層フィルムであって、全層に対する中間層の厚みが
   ６０％以上、最内層及び最外層の厚みが各々１μｍ以上
   であり、厚み斑が１０％以下、９０℃における面積収縮
   率が２０％以上であることを特徴とするポリエチレン系
   熱収縮性積層フィルム。
2. （２）線状低密度ポリエチレン（Ａ）の急冷後の融解曲
   線において全吸熱面積に対するＴｍａ±５℃の範囲の吸
   熱面積が１５％以上であることを特徴とする請求項１の
   ポリエチレン系熱収縮性積層フィルム。
3. （３）線状低密度ポリエチレン（Ａ）が少なくとも５０
   重量％以上のエチレンと２種のα−オレフインを主成分
   とし、全分岐度が２．０ＣＨ＿３／１００Ｃ以上の３元
   共重合体であることを特徴とする請求項１のポリエチレ
   ン系熱収縮性積層フィルム。
4. （４）線状低密度ポリエチレン（Ａ）がエチレンと炭素
   数４〜８のα−オレフィンとを主成分とし、分岐度が２
   ．５ＣＨ＿３／１００Ｃ以上であることを特徴とする請
   求項１のポリエチレン系熱収縮性積層フィルム。