TW201710090A

TW201710090A - 包裝用聚乙烯薄膜以及交疊包裝用聚乙烯薄膜

Info

Publication number: TW201710090A
Application number: TW105121315A
Authority: TW
Inventors: Yoshiyuki Oka; Seiji Saita; Yoshiaki Yamamoto
Original assignee: Denka Company Ltd
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2017-03-16
Also published as: WO2017010162A1; TWI704055B; JPWO2017010162A1; JP6734848B2

Abstract

本發明提供透濕度小、印刷加工性良好且具有熱封性、折痕保持性優異能保持折痕、耐粘連性和透明性優異的包裝用聚乙烯薄膜以及交疊包裝用聚乙烯薄膜。根據本發明，通過在將由含有高密度聚乙烯100質量份和低密度聚乙烯25~75質量份的樹脂組合物的包裝用未拉伸膜單軸拉伸至6~16倍而成的基材膜的單面或兩面，具備由乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物或其中和鹽構成的總厚度0.2~5.0μm的熱封層，可得到透濕度小、印刷加工性良好、具有熱封性、折痕保持性優異能保持折痕、耐粘連性和透明性優異的包裝用聚乙烯薄膜。

Description

包裝用聚乙烯薄膜以及交疊包裝用聚乙烯薄膜

本發明涉及包覆內容物後通過折疊來包裝並進行熱封以將包裝密封的包裝用聚乙烯薄膜、以及交疊(overlap)包裝用聚乙烯薄膜。

在包覆內容物後通過折疊來包裝的交疊包裝中，大多進行熱封以將包裝密封，因而包裝用薄膜需要熱封性。另外，對於包裝用薄膜，大多會實施與內容物相關的公司名稱、商品名稱、商標表示、成分說明等印刷加工，但若包裝用薄膜的透濕度高，則在印刷加工時因吸濕而容易發生漏印，因此渴望透濕度低的包裝薄膜。另外，由於包覆內容物後通過折疊來包裝，所以渴望能夠保持折痕的折痕保持性優異的包裝薄膜。另一方面，通過加熱而粘合的可熱封材質在保存中有時薄膜彼此粘著而發生粘連(blocking)，導致在從薄膜捲筒導出薄膜供於印刷時出現問題，因此對包裝用薄膜要求耐粘連性。此外，為了辨認內容物、應對背面印刷，有時期望包裝薄膜具有高透明性。

作為具有熱封性的包裝用薄膜，專利文獻1中公開了一種熱封性玻璃紙，其以玻璃紙作為基材，並在該基材的至少一面具有以聚酯系樹脂為主成分的熱封層。但是，玻璃紙的透濕度大，因此存在印刷加工時容易發生漏印的問題。

專利文獻2中公開了一種以聚丙烯作為基材的熱封性聚丙烯薄膜。但是，聚丙烯薄膜雖然透濕度小印刷加工時不易漏印，但存在折痕保持性差，無法保持折痕的問題。

專利文獻3中公開了一種具有熱封層和易撕裂層的聚乙烯薄膜。聚乙烯薄膜雖然透濕度小、印刷加工性良好，但由於易撕裂層需要使用特殊的三元共聚物，所以無法使用通用的材料製造。另外，其製造方法也限定於使用多個擠出機的多層擠出。

專利文獻4中公開了一種層疊體，其具備單軸拉伸層和熱封層，該單軸拉伸層是將高密度聚乙烯和非直鏈狀的低密度聚乙烯進行單軸拉伸而形成的。

【現有技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2001-096670號公報

【專利文獻2】日本特開2001-171056號公報

【專利文獻3】日本特開2006-56029號公報

【專利文獻4】日本特開2008-155527號公報

本發明的目的是提供因透濕度小而印刷加工性良好、具有熱封性、因折痕保持性優異而能夠保持折痕、耐粘連性(blocking resistance)和透明性優異的包裝用聚乙烯薄膜以及交疊包裝用聚乙烯薄膜。

為了實現上述課題進行了深入研究，結果發現通過在將由高密度聚乙烯和低密度聚乙烯構成的樹脂組合物進行單軸拉伸而得到的基材膜的單面或兩面設置由特定的樹脂組合物構成的熱封層，能夠得到透濕度小、印刷加工時不易發生漏印、折痕保持性優異、能夠保持折痕且具有熱封性的包裝用聚乙烯薄膜。

即，本發明為了解決上述課題，採用以下手段。

(1)一種包裝用聚乙烯薄膜，其在基材膜的單面或兩面具備熱封層，上述基材膜是將未拉伸膜單軸拉伸至6~16倍而成的薄膜，該未拉伸膜由含有高密度聚乙烯100質量份和低密度聚乙烯25~75質量份的樹脂組合物構成，上述熱封層由含有乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物或其中和鹽的樹脂組合物構成，上述熱封層的總厚度為0.2~5.0μm。

(2)如(1)所述的包裝用聚乙烯薄膜，其霧度小於15%，熱封強度為0.1N/15mm以上。

(3)一種交疊包裝用聚乙烯薄膜，其使用了(1)或(2)所述的包裝用聚乙烯薄膜。

(4)一種包裝用聚乙烯薄膜的製造方法，是(1)或(2)所述的包裝用聚乙烯薄膜的製造方法，包括以下步驟：將含有樹脂組合物的塗布液塗布於基材膜後進行乾燥而形成上述熱封層。

本發明的包裝用聚乙烯薄膜具有熱封性，另外以透濕度小的聚乙烯作為基材的主原料，因此印刷加工性良好，另外由於折痕保持性優異，所以能夠保持折痕，此外耐粘連性和透明性均優異。另外，本包裝用聚乙烯薄膜可適用於交疊包裝。

1‧‧‧基材膜

2‧‧‧熱封層

3‧‧‧玻璃紙膠帶

圖1是表示本發明的包裝用聚乙烯薄膜的一個例子的截面圖，圖1A表示在基材膜1的單面設有熱封層2的例子，圖1B表示在基材膜1的兩面設有熱封層2的例子。

圖2是基材與熱封層的密合性評價方法的示意圖，圖2A表示玻璃紙膠帶3在剝離前的狀態，圖2B表示玻璃紙膠帶3剝離中的狀態。

以下，對實施本發明的優選實施方式進行說明。應予說明，以下說明的實施方式表示本發明的代表性實施方式的一個例子，不應以此來狹隘地解釋本發明的範圍。

如圖1A~圖1B所示，本發明的包裝用聚乙烯薄膜在基材膜1的單面或兩面具備熱封層2。圖1A表示在基材膜1的單面設有熱封層2的例子，圖1B表示在基材膜1的兩面設有熱封層2的例子。

以下，對基材膜1和熱封層2進行詳細說明。

〈基材膜〉

本發明中的基材膜由含有高密度聚乙烯100質量份和低密度聚乙烯25~75質量份的樹脂組合物構成，更優選由含有高密度聚乙烯100質量份和低密度聚乙烯35~65質量份的樹脂組合物構成。如果低密度聚乙烯的含量少於25質量份，則薄膜基材的透明性降低。另一方面，如果低密度聚乙烯的含量多於75質量份，則折痕保持性降低。薄膜的厚度優選為5~100μm，更優選為10~60μm的範圍。如果薄於5μm，則得不到作為薄膜所必需的強度，另一方面，若厚於100μm，則有折痕保持性降低的趨勢。

(高密度聚乙烯)

本發明中使用的高密度聚乙烯優選密度為0.94~0.97g/cm³，採用DSC法的測定得到的熔點為126~135℃，JISK-6922-2中規定的溫度為190℃，載重2.16kg下的熔體流動速率為0.05~10.0g/10分鐘。

(低密度聚乙烯)

本發明中使用的低密度聚乙烯優選密度為0.91~0.93g/cm³，採用DSC法的測定得到的熔點為100~125℃，JISK-6922-2中規定的溫度為190℃，載重2.16kg下的熔體流動速率為0.05~10.0g/10分鐘。

根據需要，可以在構成基材膜的樹脂組合物中添加熱穩定劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗粘連劑、潤滑劑、防靜電劑、顏料、染料等添加劑。

(原料混合)

將構成基材膜的樹脂組合物的原料，即高密度聚乙烯、低密度聚乙烯以及其他添加劑進行混合的方法，可採用通常使用的公知方法。例如可舉出使用亨舍爾混合機、螺帶混合機、班伯里密煉機、轉鼓混合機等公知的混合機，在室溫或室溫上下的溫度進行混合的方法。混合後，可以使用混合輥、單螺杆或雙螺杆擠出機等進行混煉、熔融後，將所得片狀物或線狀物粉碎、切斷等而成型為顆粒狀。在各樹脂已經成型為顆粒狀的情況下，也可以將各樹脂混合後直接使用。

(薄膜成型)

薄膜成型例如可按以下方式進行。將混合後的原料混合物供給至擠出機，使其熔融，通過薄膜模頭進行擠出，並在成型機中冷卻，由此形成厚度為約20~1400μ的範圍的未拉伸膜。將所得未拉伸膜以100℃~140℃在縱向或橫向單軸拉伸，由此得到拉伸膜。應予說明，拉伸倍率為6~16倍，優選為8~15倍的範圍。如果拉伸倍率小於6倍，則所得薄膜的折痕保持性變差，如果拉伸倍率超過16倍，則拉伸變難。作為拉伸的方法，可採用基於輥拉伸的縱單軸拉伸法或基於拉幅拉伸的橫單軸拉伸法。優選基於拉幅拉伸的橫單軸拉伸法。另外，在不喪失薄膜的折痕保持性的範圍內，也可在與拉伸方向垂直的方向上拉伸至1.1~3倍。

(薄膜後處理)

為了使拉伸後的薄膜尺寸穩定，可通過在100~165℃進行1~60秒熱處理(熱定形)，使其在拉伸方向上收縮1~10%左右。

另外，基材膜優選通過表面處理來控制其潤濕性。基材膜的潤濕指數優選為36~52dyne/cm，更優選為40~48Dyne/cm。如果潤濕指數小於36Dyne/cm，則在印刷時容易發生印刷油墨從薄膜剝離，與熱封層的密合性也降低。另一方面，如果潤濕指數大於52，則將薄膜捲繞後，容易因粘連而發生薄膜展開不良。提高基材膜層表面的潤濕性的方法沒有特別限制，可使用公知的薄膜表面處理方法，例如可使用電暈處理、等離子體處理、火焰處理等方法。

〈熱封層〉

本發明中的熱封層可設置在薄膜基材的單面或兩面，但從生產率、加工操作性的方面考慮，更優選設置在單面。

本發明中的熱封層的總厚度為0.2~5.0μm，更優選為0.3~4.8μm。若熱封層的總厚度薄於0.2μm，則熱封性降低。另一方面，若熱封層的總厚度厚於5.0μm，則耐粘連性降低。

本發明中的熱封層由含有乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物或其中和鹽的樹脂組合物構成。通過使用這些化合物，能夠形成熱封性、與基材膜的密合性、耐粘連性、透明性均可得到滿足的熱封層。作為中和鹽，例如可使用鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、鎂鹽、鋅鹽、鐵鹽、銅鹽、銨鹽、烷醇胺鹽等。其中，乙烯-丙烯酸共聚物的鈉鹽、銨鹽、烷醇胺鹽可使熱封性、與基材膜的密合性、耐粘連性、透明性的平衡良好，因而優選。

根據需要，也可以在構成熱封層的樹脂組合物中添加熱穩定劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、防粘連劑、潤滑劑、防靜電劑等添加劑。

(熱封層的形成)

作為在基材膜上形成熱封層的方法，採用以往公知的方法即可，可舉出如下方法：與基材膜同時擠出成型的共擠出；在預先製成的基材膜上熱熔塗布熱封層的方法；將分別製成的基材膜和熱封性薄膜進行層疊的方法；將構成熱封層的樹脂組合物溶解或者乳化或者分散於水或溶劑製成塗布液，將塗布液塗布於預先製成的基材膜的方法等。

其中，對於將含有構成熱封層的樹脂組合物的塗布液塗布於基材膜的方法，通過選擇塗布液的濃度、塗布方法、塗布條件，能夠將熱封層的總厚度控制在可兼顧熱封性和耐粘連性的總厚度5.0μm以下，因而優選。

向基材膜層塗布塗布液的塗覆方法，沒有特別限制，可採用公知的塗覆方法，例如可使用凹版塗布、凹版膠印塗布、逗點塗布、刮棒塗布、吻塗等。通過使用可調節溫度的熱風乾燥設備在60~120℃的溫度下使塗布於基材膜層的塗布液乾燥，能夠在基材膜上形成熱封層。

本發明的熱封層所使用的乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物或其中和鹽在水中的分散性優異，且具有自乳化性，因此能夠以水分散液(分散體)或水乳化液(乳液)的形式調整塗布液。此時，為了提高對基材膜的潤濕性、乾燥性，根據需要可以在塗布液中添加有機溶劑。

【實施例】

以下，在表1中例舉實施例和比較例，對本發明進行更具體的說明。這些實施例和比較例均為例示，並不限定本發明的內容。

【表1】

〈實施例1〉

將高密度聚乙烯(Japan Polyethylene製，NovatecHD HY530，密度0.96g/cm³，熔點135℃(DSC法)，MFR0.55g/10分鐘(JIS K 6922-2中規定的溫度190℃，載重2.16kg))100質量份和低密度聚乙烯(Japan Polyethylene製，NovatecLD LF244E，密度0.924g/cm³，熔點112℃(DSC法)，MFR0.6g/10分鐘(JIS K 6922-2中規定的溫度190℃，載重2.16kg))60質量份在轉鼓混合機中進行乾混後，供給至單螺杆擠出機進行混煉、熔融，用薄膜模頭擠出，在成型機中冷卻，將厚度290μm的未拉伸膜成型，將該未拉伸膜採用拉幅拉伸法在120℃在橫向以拉伸倍率12倍進行拉伸，得到厚度24μm的薄膜。進而，為了提高該薄膜表面的潤濕性，對其兩面實施電暈處理(46dyne/cm)，得到基材膜。

將含有乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽作為構成熱封層的樹脂組合物的水系分散體的塗布原液A(住友精化製，Zaikthene AC-HW-10)用水和甲醇稀釋，製備熱封層形成用的塗布液，採用凹版塗布機將該塗布液塗布於基材膜，使用80℃的熱風乾燥設備進行乾燥，在基材膜的單面形成厚度2.0μm的熱封層後捲繞成輥狀，得到單面具備熱封層的包裝用聚乙烯薄膜。

〈實施例2~5〉

按表1改變低密度聚乙烯的添加份數，除此之外，與實施例1同樣地得到具備熱封層的包裝用聚乙烯薄膜。

〈實施例6~9〉

按表1改變基材膜成型時的拉伸倍率，除此之外，與實施例1同樣地得到具備熱封層的包裝用聚乙烯薄膜。

〈實施例10~14〉

按表1改變熱封層的總厚度，除此之外，與實施例1同樣地得到具備熱封層的包裝用聚乙烯薄膜。

〈實施例15~17>

在兩面形成熱封層，除此之外，與實施例1、實施例10、實施例14同樣地得到具備熱封層的包裝用聚乙烯薄膜。

〈實施例18~20〉

按表1改變製作熱封層形成用塗布液所使用的水系分散體或水系乳液形態的塗布原液B~D，除此之外，與實施例1同樣地，得到具備熱封層的包裝用聚乙烯薄膜。

B：乙烯-丙烯酸共聚物鈉鹽(住友精化製Zaikthene AC-NC)

C：乙烯-甲基丙烯酸共聚物鉀鹽(丸芳化學製MYE-30ER)

D：乙烯-甲基丙烯酸共聚物(Japan Coating Resin製AQUATEX AC-3100)

〈比較例1~2〉

〈比較例3~4〉

〈比較例5~6〉

〈比較例7~9〉

按表1改變製作熱封層形成用塗布液所使用的水系分散體或水系乳液形態的塗布原液E~G，除此之外，與實施例1同樣地得到具備熱封層的包裝用聚乙烯薄膜。

E：酸改質聚烯烴(丸芳化學製MGP-055)

F：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(Japan Coating Resin製AQUATEX MC-3800)

G：聚甲基丙烯酸甲酯(Japan Coating Resin製Rikabondo ES-90)

〈比較例10〉

使用玻璃紙(＃300)作為基材膜，如下得到熱封性玻璃紙。

使用構成熱封層的樹脂組合物中含有乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽的水系分散體形態的塗布原液A，用水和甲醇稀釋塗布原液A，製備熱封層形成用的塗布液，用凹版塗布機將塗布液塗布於基材膜，使用80℃的熱風乾燥設備進行乾燥，在基材膜的單面形成厚度2.0μm的熱封層後將其捲繞成輥狀，得到單面具備熱封層的熱封性玻璃紙。

以下示出特性的測定方法、評價方法。

〈霧度(透明性)〉

所謂霧度，是指對薄膜照射可見光時擴散透射光相對於總透射光的比例。這裏，依據ASTM D1003，使用霧度計(Suga Test製)測定包裝用聚乙烯薄膜的霧度，進行以下判定(n=5)。

◎(優)：霧度(平均值)小於15%。

○(良)：霧度(平均值)為15%且小於25%。

×(不可)：霧度(平均值)為25%以上。

〈折痕保持性〉

對於折痕保持性，從包裝用聚乙烯薄膜切出100mm×100mm大小的試件，在MD(長度)方向上對折，以5kg的載重(壓力10kPa)加壓10秒，接著在TD(寬度)方向上對折，以5kg的載重(壓力20kPa)加壓10秒，解除加壓後，在23℃±2、相對濕度50±5%的環境下觀察狀態變化，進行以下判定(n=3)。

◎(優)：加壓2天後，3片試件均能維持4折的狀態。

○(良)：加壓2天後，3片試件中的1片或2片能維持4折的狀態。

×(不可)：加壓2天後，3片試件均未能維持4折的狀態。

〈基材膜與熱封層的密合性〉

如圖2A所示，在基材膜1上設置塗布熱封層2的部分和不塗布熱封層2的部分，與上述實施例同樣地製作聚乙烯薄膜。如圖2B所示，在製成的聚乙烯薄膜上，將寬度18mm的玻璃紙膠帶3從未塗布熱封層2的部分貼附至塗布了熱封層2的部分。此時，未塗布的部分僅貼附有10mm長，塗布的部分貼附有100mm長。從貼附的玻璃紙膠帶3上，使用由厚度6mm的橡膠層被覆的手動壓接輥(寬度45mm、直徑95mm、質量2kg)，以約5mm/s的速度往返壓接1次。從未塗布熱封層2的部分一側，將玻璃紙膠帶3在23±2℃、相對濕度50±5%的環境下以180°的角度剝離，觀察有無熱封層2從包裝用聚乙烯薄膜剝離，進行以下判定(n=5)。

◎(優)：沒有熱封層2從包裝用聚乙烯薄膜剝離。

×(不可)：有1個以上的熱封層2從包裝用聚乙烯薄膜剝離。

〈熱封強度〉

按寬度15mm、長度60mm的大小切出2張試件並將它們重疊，使用熱封測試儀(TESTER SANGYO製)在壓力0.1MPa、溫度120℃、時間0.5秒的條件下將重疊試件的中央部15mm×20mm熱封。拉伸試驗機(島津製作所製)，將2張試件未熱封的部分固定於各夾頭，在23±2℃、相對濕度50±5%的環境下，向相反方向以速度200mm/分鐘進行牽拉，測定此時的剝離強度，將其作為熱封強度(n=5)。

◎(優)：熱封強度(平均值)為0.3N/15mm寬度以上。

○(良)：熱封強度(平均值)為0.1N/15mm寬度以上且小於0.3N/15mm寬度。

×(不可)：熱封強度(平均值)小於0.1N/15mm寬度。

〈耐粘連性〉

按寬度60mm、長度90mm的大小切出2張試件(包裝用聚乙烯薄膜)並將它們重疊，用2張寬度60mm、長度60mm的平滑厚紙夾住該2張試件，放置3kg的重物(壓力8kPa)並保持在40℃的烘箱中。保持24小時後，去除重物，在室溫下放冷1小時以上，之後將重疊的試件剝離，觀察此時的粘附狀態以及熱封層有無皺裂，進行以下判定(n=3)。

◎(優)：所有試件均無粘附。

○(良)：有輕微粘附的試件，但沒有熱封層出現皺裂的試件。

×(不可)：有發生粘附且熱封層出現皺裂的試件。

〈拉伸加工性〉

按表1中的拉伸倍率，採用拉幅拉伸法，拉伸未拉伸基材膜，觀察是否發生拉斷，進行如下判定(n=10)。

◎(優)：10次加工中，1次拉斷都沒有發生。

○(良)：10次加工中，發生1次拉斷。

×(不可)：10次加工中，發生2次以上拉斷。

〈耐透濕性〉

按照JIS Z 0208防濕包裝材料的透濕度試驗方法(杯法)條件B測定基材膜的透濕度，進行如下判定(n=2)。

◎(優)：透濕度(平均值)小於20g/m²‧24hr。

×(不可)：透濕度(平均值)為20g/m²‧24hr以上。

〈綜合判定〉

上述霧度到耐透濕性的評價中，將最差的評價結果作為綜合判定。

實施例1中，透明性、折痕保持性、基材膜與熱封層的密合性、熱封強度、耐粘連性、拉伸加工性均得到了優異的結果。

實施例2~5中，相對於高密度聚乙烯100質量份，低密度聚乙烯為25質量份時，顯示出透明性降低的趨勢。相對於高密度聚乙烯100質量份，低密度聚乙烯為75質量份時，顯示出拉伸加工性降低的趨勢。

實施例6~9中，基材膜成型時的拉伸倍率為6倍時，顯示出折痕保持性降低的趨勢。基材膜成型時的拉伸倍率為16倍時，顯示出拉伸加工性降低的趨勢。

實施例10~14中，熱封層的總厚度為0.2μm時，顯示出熱封性降低的趨勢。熱封層的總厚度為5.0μm時，顯示出耐粘連性降低的趨勢。

實施例15~17中，即使在基材的兩面設置熱封層，在熱封層的總厚度為0.2μm時，也顯示出熱封性降低的趨勢，5.0μm時，顯示出耐粘連性降低的趨勢。

實施例18~20中，即使改變構成熱封層的乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的種類，透明性、折痕保持性、基材膜與熱封層的密合性、熱封強度、耐粘連性、拉伸加工性也均得到了優異的結果。

比較例1~2中，低密度聚乙烯少於25質量份時，透明性明顯降低，多於75質量份時，拉伸加工性明顯降低。

比較例3~4中，基材膜的拉伸倍率低於6倍時，折痕保持性明顯降低，高於16倍時，拉伸加工性明顯降低。

比較例5~6中，熱封層的總厚度小於0.2μm時，熱封強度明顯降低，大於5.0μm時，耐粘連性明顯降低。

比較例7~9中，使用了由乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物或其中和鹽以外的其他原料構成的水分散體形態的塗布液，透明性、與基材膜的密合性、熱封強度、耐粘連性均未得到滿意的結果。

比較例10中，使用玻璃紙作為基材的具備熱封層的熱封性玻璃紙為得到耐透濕性。

1‧‧‧基材膜

2‧‧‧熱封層

Claims

一種包裝用聚乙烯薄膜，其在基材膜的單面或兩面具備熱封層，其中，所述基材膜是將未拉伸膜單軸拉伸至6~16倍而成的薄膜，所述未拉伸膜由含有高密度聚乙烯100質量份和低密度聚乙烯25~75質量份的樹脂組合物構成，所述熱封層由含有乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物或其中和鹽的樹脂組合物構成，所述熱封層的總厚度為0.2~5.0μm。
根據請求項1所述的包裝用聚乙烯薄膜，其中，其霧度小於15%，熱封強度為0.1N/15mm以上。
一種交疊包裝用聚乙烯薄膜，其中，使用了如請求項1或2所述的包裝用聚乙烯薄膜。
一種包裝用聚乙烯薄膜的製造方法，所述包裝用聚乙烯薄膜是如請求項1或2所述的包裝用聚乙烯薄膜，所述製造方法具備以下步驟：將含有樹脂組合物的塗布液塗布於基材膜後進行乾燥而形成所述熱封層。