TW202348395A - 聚烯烴系樹脂膜之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種環保型之聚烯烴系樹脂膜,製品中的生質度的變動小,缺陷的個數少,因此使用前述聚烯烴系樹脂膜之包裝材的不良率小。本發明之聚烯烴系樹脂膜之製造方法包括:將包含聚丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物、及源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之母料顆粒移送至混合料斗之步驟;繼而,將所混合之顆粒移送至待機料斗,進而移送至擠出機之步驟;利用擠出機混合對顆粒進行熔融混練之步驟;自擠出機擠出熔融樹脂片,利用冷卻輥進行冷卻,而形成未延伸片之步驟。
Description
本發明係關於一種聚烯烴系樹脂膜之製造方法。
包裝體主要藉由下述方式製造:主要為以聚醯胺系樹脂膜、聚酯系樹脂膜、或聚丙烯系樹脂膜等為基材膜,以前述聚烯烴系樹脂膜等為密封劑而與積層體一併製造,於前述聚烯烴系樹脂膜面彼此接觸之狀態下以聚烯烴系樹脂膜的熔點附近的溫度進行加熱壓接(以下稱為熱密封)。
這些包裝體用於包裝生鮮食品、副食、點心等各種食品而進行搬運。藉由使用包裝體,不僅能夠有效率地將食品送達消費者之處,而且能夠延緩食品腐敗而延長賞味期限,或者避免於搬運、保存中混入垃圾等。
聚丙烯系樹脂膜便宜,使用聚丙烯系樹脂膜之包裝材料的熱封緘(熱密封)性優異,因此被廣泛地用作熱密封用膜。
且說,近年來,由於抑制全球暖化之觀點,要求在全球範圍內減少二氧化碳的排出量。作為前述要求之對策,以生物質為原料之塑膠受到關注。生物質係由大氣中所存在之二氧化碳與水進行光合作用而成。因此,由即便對源自植物之塑膠進行焚燒,亦僅僅是原本存在於大氣中之二氧化碳回到大氣中這種碳中和之觀點來考慮,認為前述塑膠為可再生資源。食品包裝體之再循環近年來迅速發展,但其中大部分仍被焚燒,在此背景下,由地球環境保護之觀點來看,重要的是將源自植物之塑膠利用於包裝體,因而業界正在研究利用各種生物質塑膠。
作為生物質塑膠於聚丙烯系樹脂膜中之利用,例如已知有將源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯添加至聚丙烯系樹脂中之技術(例如參照專利文獻1等)。但是,由於聚乙烯與聚丙烯系樹脂之相溶性差,故而存在熱密封強度降低之課題。
另外,同樣地,已知有於聚烯烴系樹脂膜中添加源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之技術(例如,參照專利文獻2、專利文獻3等)。但是,存在如下課題:於製品輥整體中生質度發生變動,或局部產生密封強度弱之部位,或者缺陷增加。
即便於使用源自植物之原材料之情形時,若由此導致不良率變高,則反而導致地球環境惡化。因此,可謂使不良率為與由源自石油之樹脂製造之情形同等以上係重大課題。
作為高效率地添加異種原料之方法,已知有於由聚丙烯系樹脂及低密度聚乙烯系樹脂所構成之樹脂成分中調配有填充劑或蠟等之母料。但是,前述技術中存在如下課題:直鏈狀低密度聚乙烯於母料中之利用容易產生成形時之不均而不充分,並且由於因蠟所致之母料與其他原料之滑動性之差異而產生偏析或混練不均(專利文獻4、專利文獻5)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2021-31563號公報。
[專利文獻2]日本特開2020-75400號公報。
[專利文獻3]日本特開2021-66107號公報。
[專利文獻4]日本特開平9-302099號公報。
[專利文獻5]日本特開2003-335869號公報。
[發明所欲解決之課題]
本發明之目的在於提供一種環保型之聚烯烴系樹脂膜,製品中的生質度的變動小,缺陷的個數少,因此使用前述聚烯烴系樹脂膜之包裝材的不良率小。
[用以解決課題之手段]
本發明者為了達成前述目的而進行了努力研究,結果發現,藉由防止原料之偏析或混練不均而穩定地供給源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯,成功地抑制環保型之製品的生質度的變動而進一步減少缺陷個數,進而即便使用丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物、及直鏈狀低密度聚乙烯混合原料而熱密封性亦優異,從而完成了本發明。
亦即,本發明具有以下態樣。
[1] 一種聚烯烴系樹脂膜之製造方法,包括下述步驟:將母料顆粒、及由丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物所構成之顆粒分別個別地移送至內壁的角度相對於水平方向為40度以上之混合料斗之步驟,前述母料顆粒包含聚丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物、及源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯,且滿足下述a)至d);繼而,將所混合之顆粒移送至內壁的角度相對於水平方向為40度以上之待機料斗,進而移送至擠出機之步驟;利用擠出機對所混合之顆粒進行熔融混練之步驟;自擠出機擠出熔融樹脂片,利用冷卻輥進行冷卻,而形成未延伸片之步驟。
a) 母料顆粒中之源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含量為聚丙烯均聚物及/或丙烯與碳數2或4至20之α烯烴之無規共聚物、及前述源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之合計量之40重量%以上至85重量%以下。
b) 安息角為20度以上至28度以下。
c) 密度為880kg/m
3以上至910kg/m
3以下。
d) 230℃、2.16kg時的MFR(Melt Flow Rate;熔體流動速率)為1.0g/10min以上至8.0g/10min以下。
[2] 如[1]所記載之聚烯烴系樹脂膜之製造方法,其中相對於母料顆粒中之聚丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物與源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之合計量,含有抗氧化劑500ppm以上至5000ppm以下。
[3] 如[1]或[2]所記載之聚烯烴系樹脂膜之製造方法,其中母料顆粒的形狀為圓柱狀或橢圓球狀。
[4] 如[1]至[3]中任一項所記載之聚烯烴系樹脂膜之製造方法,其中母料顆粒的長軸x為6mm以下,短軸y的長度為4.5mm以下,厚度z的長度為4.5mm以下。
[發明功效]
本發明之聚烯烴系樹脂膜輥適於提供一種環保型之聚烯烴系樹脂膜輥,製品中的生質度的變動小,缺陷的個數少,因此使用前述聚烯烴系樹脂膜輥之包裝材的不良率小。
[聚烯烴系樹脂膜]
聚烯烴系樹脂膜中至少一層相對於構成層之烯烴系樹脂整體,源自石油之丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物的含量為80重量%以上至95重量%以下,源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含量為5重量%以上至20重量%以下。
由熱密封強度之方面來看,構成聚烯烴系樹脂膜之前述至少一層以外之層中的聚烯烴系樹脂組成物係以丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物為主體。另外,由減少環境負荷之觀點來看,較佳為包含源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯。丙烯均聚物或丙烯-α烯烴無規共聚物、及源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯亦可為一種,但亦可混合兩種以上使用。
[丙烯-α烯烴無規共聚物]
丙烯-α烯烴無規共聚物可例舉出:丙烯與除丙烯以外之碳原子數為2或4至20之α-烯烴之至少一種之共聚物。作為前述碳原子數為2或4至20之α-烯烴單體,可使用乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯等。
由熱密封性之方面來看,丙烯-α烯烴無規共聚物較佳為使用乙烯。另外,為至少一種以上即可,可根據需要混合兩種以上使用。尤其合適作為主要單體為丙烯且使得定量之乙烯及丁烯進行共聚而成之丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物。本公報中依構成無規共聚物之單體組成比例之高低順序來稱呼而記載。丙烯-α烯烴無規共聚物可源自石油,亦可源自植物。較佳為至少一層為石油。
膜之丙烯-α烯烴無規共聚物的熔體流動速率(MFR)的下限較佳為2.0g/10min,更佳為3.0g/10min,進而較佳為4.0g/10min。若未達前述下限,則有膜厚度之均勻性受損之情況。無規共聚物的熔體流動速率的上限較佳為10.0g/10min,更佳為9.0g/10min,進而較佳為8.0g/10min。若超過前述上限,則有可能發生膜之黏膩差或膜之耐衝擊強度(衝擊強度)差等問題。
作為丙烯-α烯烴無規共聚物,具體而言,例如可例舉:丙烯-乙烯無規共聚物(Prime Polymer股份有限公司製造之Prime Polypro F-724NPC,230℃、荷重2.16kg時的MFR7.0g/10min,熔點142℃)、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(住友化學股份有限公司製造之住友NOBLEN FL8115A,230℃、荷重2.16kg時的MFR7.0g/10min,熔點148℃)、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(Prime Polymer股份有限公司製造之Prime Polypro F-794NV,230℃、荷重2.16kg時的MFR5.7g/10min,熔點134℃)、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(住友化學股份有限公司製造之住友NOBLEN FL6745A,230℃、荷重2.16kg時的MFR6.0g/10min,熔點130℃)等。
關於構成膜之聚烯烴系樹脂組成物中的丙烯-α烯烴無規共聚物的含量,由熱密封強度之方面來看,較佳為25重量%以上,更佳為40重量%以上,進而較佳為60重量%以上,尤佳為75重量%以上。由耐彎曲針孔性之方面來看,較佳為97重量%以下,更佳為90重量%以下,進而較佳為85重量%以下。
[丙烯均聚物]
本發明中,藉由使聚烯烴系樹脂組成物中含有丙烯均聚物,能夠提升耐熱性。作為所使用之丙烯均聚物,較佳為結晶性高而可抑制熱收縮率之惡化之同排聚合之聚丙烯。丙烯均聚物亦可源自石油,亦可源自植物。較佳為至少一層為源自石油。
前述丙烯均聚物的熔體流動速率(MFR)(於230℃、荷重2.16kg之條件下測定)的下限較佳為2.0g/10min,更佳為3.0g/10min,進而較佳為4.0g/10min。若未達前述下限,則有膜厚度之均勻性受損之情況。
丙烯均聚物的熔體流動速率的上限較佳為10.0g/10min,更佳為9.0g/10min,進而較佳為8.0g/10min。若超過前述上限,則有產生膜之黏膩或膜之耐衝擊強度(衝擊強度)差等問題之情況。丙烯均聚物具體而言例如有住友化學製造之丙烯均聚物FLX80E4(MFR7.5g/10min、熔點164℃)。
就熱密封強度或耐破袋性之方面而言,聚烯烴系樹脂組成物中的丙烯均聚物的含量較佳為50重量%以下,更佳為30重量%以下,進而更佳為10重量%以下,尤佳為0重量%。
滑動性很大程度上依賴於抗黏連劑、有機滑劑等添加劑的添加量,因此即便將直鏈狀低密度聚乙烯添加至膜中,亦不會怎麼變化。
[源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯]
就減少環境負荷之觀點而言,於構成膜之至少一層之聚烯烴系樹脂組成物中含有源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯。源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯可利用以甘蔗或玉米等為原料之乙醇,藉由例如高壓法、溶液法、氣相法等製造法來製造。可例舉源自植物之乙烯與至少1種碳數3以上之α烯烴之共聚物。作為α-烯烴,只要為一般稱為α-烯烴之化合物,則亦可為源自石化燃料之化合物,較佳為丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等碳數3至12之α-烯烴。作為乙烯與α-烯烴之共聚物,例如可例舉乙烯/1-己烯共聚物、乙烯/1-丁烯共聚物、乙烯/1-辛烯共聚物等,就耐彎曲針孔性之觀點而言,較佳為乙烯-己烯共聚物。
源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯中的源自植物之乙烯的含量的下限較佳為50%,更佳為80%。若為50%以上,則減少二氧化碳之功效良好。上限較佳為98%,更佳為96%。若超過98%,則所共聚之α烯烴之比率下降,熱密封強度降低。
源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的MFR(於190℃、2.18kg之條件下測定)的下限較佳為0.8g/10min,更佳為1.5g/10min。另外,上限較佳為5.0g/10min,更佳為4.5g/10min。藉由設為前述範圍內,與聚丙烯系樹脂之相溶性良好,可獲得高密封強度。
源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的密度的下限較佳為912kg/m
3,更佳為915kg/m
3。藉由設為912kg/m
3以上,可獲得良好的耐黏連性。另外,上限為935kg/m
3,更佳為930kg/m
3。藉由該密度為930kg/m
3以下,可獲得良好的耐破袋性。具體而言,例如有Braskem公司製造之乙烯-己烯共聚物(源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯)SLH218(MFR2.3g/10min、密度916kg/m
3、熔點126℃)等。
由減低環境負荷低減之觀點來看,構成膜之聚烯烴系樹脂組成物中的源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含量,就減少環境負荷之方面而言,較佳為3重量%以上,進而較佳為12重量%以上,尤佳為15重量%以上。由耐熱性之觀點來看,較佳為50重量%以下,更佳為40重量%以下,進而較佳為30重量%以下,尤佳為25重量%以下。
[添加劑]
構成本發明之膜之聚烯烴系樹脂組成物可包含抗黏連劑。從而,藉由於至少一者之成為膜之最外層之至少一者之層中添加抗黏連劑,能夠提高耐黏連性。
所添加之抗黏連劑雖無特別限定,但可添加:球狀二氧化矽、不定形二氧化矽、沸石、滑石、雲母、氧化鋁、水滑石、硼酸鋁等無機粒子;或者聚甲基丙烯酸甲酯、超高分子量聚乙烯等有機粒子。
構成膜之聚烯烴系樹脂組成物中所含之抗黏連劑相對於所添加之層中之聚烯烴系樹脂,較佳為3000ppm以下,更佳為2500ppm以下。若抗黏連劑為3000ppm以下,則透明性良好。
構成膜之聚烯烴系樹脂組成物亦可包含有機系潤滑劑。藉此,積層膜的滑性及抗黏連功效提升,膜的操作性變得良好。其理由被認為是:藉由有機滑劑滲出而存在於膜表面,表現出滑劑功效及離型功效。有機系潤滑劑較佳為具有常溫以上之熔點。有機滑劑可例舉:脂肪酸醯胺、脂肪酸酯。
具體而言可例舉:油酸醯胺、芥酸醯胺、俞樹酸醯胺、乙烯雙油酸醯胺、六亞甲基雙油酸醯胺等。這些化合物亦可單獨使用,但藉由併用兩種以上,即便於嚴酷環境下亦能夠維持滑性及抗黏連功效,因此較佳。
聚烯烴系樹脂組成物中的有機滑劑相對於聚烯烴系樹脂較佳為1500ppm以下,更佳為1000ppm以下。藉由設為1500ppm以下,即便於曝露於如夏天倉庫內,暴露於之高溫之場所內保管,亦不易產生黏連。另外,較佳為200ppm以上,更佳為250ppm以上。藉由設為200ppm以上,能夠獲得良好的滑動性。
構成膜之聚烯烴系樹脂組成物亦可包含熱穩定劑。藉此,能夠抑制於熔融擠出時因熱或氧化使樹脂劣化而產生之凝膠等缺陷。
可使用市售之熱穩定劑或抗氧化劑。具體而言,例如可例舉:BASF公司製造之受阻酚系抗氧化劑(Irganox1010)、BASF公司製造之亞磷酸鹽處理穩定劑(Irgafos168)、住友化學股份有限公司製造之酚磷系抗氧化劑(SumilizerGP)等。熱穩定劑可單獨使用,亦可組合兩種以上。另外,多數情況下於製造時添加至市售之聚烯烴系樹脂,但亦可藉由母料等以追加之方式添加。
聚烯烴系樹脂組成物中的熱穩定劑的濃度的下限相對於該層,以合計,較佳為1600ppm以上,更佳為1800ppm以上,更佳為2000ppm以上。若為前述下限以下,則容易產生凝膠等缺陷。另外,上限相對於該層,以合計,較佳為5000ppm,更佳為4000ppm,進而較佳為3500ppm。若超過前述上限,則有時膜輥的端面變色為紅色而損及外觀。
構成膜之聚烯烴系樹脂組成物於不損及本發明之目的之範圍內,可根據需要於任意層中包含適量之抗靜電劑、防霧劑、中和劑、成核劑、著色劑、其他添加劑及無機質填充劑等。作為中和劑,可例舉硬脂酸鈣等。
藉由添加將製程中所產生之半成品、製造後之製品膜再回收利用之顆粒,能夠以不損及熱密封強度的方式重新樹脂進。
[聚丙烯樹脂積層膜]
另外,本發明之聚烯烴系樹脂膜中至少一層相對於構成層之聚烯烴系樹脂整體,源自石油之丙烯均聚物及/或丙烯與碳數為2或4至20之α烯烴之無規共聚物的含量為80重量%以上至95重量%以下,源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含量為5重量%以上至20重量%以下。
此時,聚烯烴系樹脂膜可為單層之聚烯烴系樹脂膜,亦可包含複數個層,例如亦可為兩層或三層、或甚至四層以上。於兩層之情形時,亦可包含熱密封層、層壓層,於三層之情形時,亦可依序具有熱密封層、芯層、層壓層,於四層之情形時,亦可於熱密封層、芯層、層壓層之分別兩層之間具有包含聚丙烯樹脂之層。熱密封層及層壓層係位於膜的表面側之層,芯層位於這些層之間。
層壓層係適於使雙軸配向聚醯胺膜等基材膜貼合之層,實際上較佳為經由接著性樹脂與基材膜積層。另外,亦可對層壓層進行印刷加工。
熱密封層係適於以所獲得之積層體之聚烯烴系樹脂膜成為內側之方式將2片前述積層體重疊進行熱密封而製造包裝體之層。
進而,藉由熱密封層使用熔點低之丙烯-α烯烴無規共聚物,芯層或層壓層使用熔點高之丙烯-α烯烴無規共聚物,能夠更良好地提高熱密封強度,並且提高耐熱性。
本發明中,較佳為利用電暈處理等使聚烯烴系樹脂膜之層壓層的表面活化。藉此,與基材膜之層壓強度提升,此外印刷適性亦提升。
本發明中,作為一例,下述對聚烯烴系樹脂膜依序具有熱密封層、芯層、層壓層之情形詳細地進行說明,但並不限定於後述。於此情形時,芯層及層壓層相對於構成該等層之聚烯烴系樹脂整體,源自石油之丙烯均聚物及/或丙烯與碳數為2或4至20之α烯烴之無規共聚物的含量為80重量%以上至95重量%以下,源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含量為5重量%以上至20重量%以下。
聚烯烴系樹脂膜較佳為構成芯層之聚烯烴系樹脂組成物中的前述源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含有率大於構成熱密封層之聚烯烴系樹脂組成物中的前述源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含有率,且構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物中的前述源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含有率大於構成芯層之聚烯烴系樹脂組成物中的前述源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含有率。藉此,靠近熱密封面之樹脂之聚烯烴系樹脂之比率變大,因此能夠獲得高的熱密封強度。
[熱密封層]
由熱密封強度之觀點來看,構成熱密封層之聚烯烴系樹脂組成物係由丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物所構成。丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物可為一種,亦可混合兩種以上使用。
[丙烯-α烯烴無規共聚物]
熱密封層之丙烯-α烯烴無規共聚物可例舉丙烯與除丙烯以外之碳原子數為2或4至20之α-烯烴之至少一種共聚物。作為前述碳原子數為2或4至20之α-烯烴單體,可使用乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯等。
由熱密封性之方面來看,丙烯-α烯烴無規共聚物較佳為使用乙烯。另外,只要為至少1種以上即可,可根據需要混合兩種以上使用。尤其合適作為的是主要單體為丙烯並使得定量之乙烯及丁烯進行共聚而成之丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物。本申請案中,按照構成無規共聚物之單體組成比由多到少之順序稱呼而記載。丙烯-α烯烴無規共聚物可源自石油,亦可源自植物。
丙烯-α烯烴無規共聚物的熔體流動速率(MFR)的下限較佳為2.0g/10min,更佳為3.0g/10min,進而較佳為4.0g/10min。若未達前述下限,則有時損及膜厚度之均勻性。
無規共聚物的熔體流動速率的上限較佳為10.0g/10min,更佳為9.0g/10min,進而較佳為8.0g/10min。若超過前述上限,則有時會產生膜之沾黏性或膜之耐衝擊強度(Impact strength)差等問題之情況。
丙烯-α烯烴無規共聚物,具體而言例如可例舉:丙烯-乙烯無規共聚物(普瑞曼聚合物(Prime Polymer)股份有限公司製造之Prime Polypro F-724NPC,230℃、荷重2.16kg時的MFR7.0g/10min,熔點142℃)、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(住友化學股份有限公司製造之住友NOBLEN FL8115A,230℃、荷重2.16kg時的MFR7.0g/10min,熔點148℃)、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(普瑞曼聚合物(Prime Polymer)股份有限公司製造之Prime Polypro F-794NV,230℃、荷重2.16kg時的MFR5.7g/10min,熔點134℃)、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(住友化學股份有限公司製造之住友NOBLEN FL6745A,230℃、荷重2.16kg時的MFR6.0g/10min,熔點130℃)等。
[丙烯均聚物]
藉由於構成熱密封層之聚烯烴系樹脂組成物中含有丙烯均聚物,能夠提升滑動性。作為所使用之丙烯均聚物,雖無特別限定,但由耐黏連性之觀點來看,較佳為同排聚合之聚丙烯。丙烯均聚物可為源自石油,亦可為源自植物。
前述丙烯均聚物的熔體流動速率(Melt Flow Rate;MFR)(於230℃、荷重2.16kg之條件下測定)的下限較佳為2.0g/10min,更佳為3.0g/10min,進而較佳為4.0g/10min。若未達前述下限,則有膜厚度之均勻性受損之情況。
丙烯均聚物的熔體流動速率的上限較佳為10.0g/10min,更佳為9.0g/10min,進而較佳為8.0g/10min。若超過前述上限,則有產生膜之沾黏性或膜之耐衝擊強度(Impact strength)差等問題之情況。
丙烯均聚物具體而言例如有住友化學製造之丙烯均聚物FLX80E4(MFR7.5g/10min、熔點164℃)。
由熱密封強度之觀點來看,構成熱密封層之聚烯烴系樹脂組成物中的丙烯均聚物的含量較佳為10重量%以下,更佳為5重量%,進而較佳為3重量%以下,尤佳為0重量%。
若於熱密封層中含有直鏈狀低密度聚乙烯等聚乙烯系樹脂,則有因相互之相溶性差而有時導致熱密封強度降低。
[添加劑]
構成熱密封層之聚烯烴系樹脂組成物可包含抗黏連劑。抗黏連劑可為一種,但調配有兩種以上之粒徑或形狀不同之無機粒子之聚烯烴系樹脂組成物即使於膜表面之凹凸中亦形成複雜的突起,從而能夠獲得更高的抗黏連功效。
所添加之抗黏連劑並無特別限定,可添加:球狀二氧化矽、不定形二氧化矽、沸石、滑石、雲母、氧化鋁、水滑石、硼酸鋁等無機粒子、或聚甲基丙烯酸甲酯、超高分子量聚乙烯等有機粒子。
構成熱密封層之聚烯烴系樹脂組成物中所含之抗黏連劑相對於所添加之層之聚烯烴系樹脂,較佳為3000ppm以下,更佳為2500ppm以下。藉由設為3000ppm以下,能夠減少抗黏連劑之脫落。另外,較佳為500ppm以上,更佳為1000ppm以上。藉由設為500ppm以上,能夠獲得良好的抗黏連性。
構成熱密封層之聚烯烴系樹脂組成物亦可包含有機系潤滑劑。藉此,積層膜的滑性及抗黏連功效提升,膜的操作性變得良好。其理由被認為是:藉由有機滑劑滲出而存在於膜表面,表現出滑劑功效及離型功效。
有機系潤滑劑較佳為具有常溫以上之熔點。有機滑劑可例舉:脂肪酸醯胺、脂肪酸酯。
具體而言為油酸醯胺、芥酸醯胺、俞樹酸醯胺、乙烯雙油酸醯胺、六亞甲基雙油酸醯胺等。這些化合物可單獨使用,但藉由併用兩種以上,即便於嚴酷環境下亦能夠維持滑性及抗黏連功效,因此較佳。
聚烯烴系樹脂組成物中的有機滑劑相對於聚烯烴系樹脂較佳為1500ppm以下,更佳為1000ppm以下。藉由設為1500ppm以下,即便於曝露於如夏天倉庫內之高溫之場所內保管,亦不易產生黏連。另外,較佳為200ppm以上,更佳為250ppm以上。藉由設為200ppm以上,能夠獲得良好的滑動性。
構成熱密封層之聚烯烴系樹脂組成物亦可包含熱穩定劑。藉此,能夠抑制於熔融擠出時因熱或氧化使樹脂劣化而產生之凝膠等缺陷。
可使用市售之熱穩定劑或抗氧化劑。具體而言,例如可例舉:BASF公司製造之受阻酚系抗氧化劑(Irganox1010)、BASF公司製造之亞磷酸鹽處理穩定劑(Irgafos168)、住友化學股份有限公司製造之酚磷系抗氧化劑(SumilizerGP)等。熱穩定劑可單獨使用,亦可組合兩種以上。另外,多數情況下於製造時添加至市售之聚烯烴系樹脂,但亦可藉由母料等以追加之方式添加。
聚烯烴系樹脂組成物中的熱穩定劑的濃度的下限相對於此層以合計較佳為1600ppm以上,更佳為1800ppm以上,更佳為2000ppm以上。若為前述下限以下,則容易產生凝膠等缺陷。另外,上限相對於該層合計較佳為5000ppm,更佳為4000ppm,進而較佳為3500ppm。若超過前述上限,則有時膜輥的端面變色為紅色而損及外觀。
構成熱密封層之聚烯烴系樹脂組成物可於不損害本發明之目的之範圍內,可根據需要於任意層中包含適量之抗靜電劑、防霧劑、中和劑、成核劑、著色劑、其他添加劑及無機質填充劑等。作為中和劑,例如可例舉硬脂酸鈣等。
[芯層]
由熱密封強度之之觀點來看,構成芯層之聚烯烴系樹脂組成物係以丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物為主體。另外,由降低環境負荷之觀點來看,較佳為包含源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯。丙烯均聚物或丙烯-α烯烴無規共聚物、及源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯可為一種,亦可混合兩種以上使用。
[丙烯-α烯烴無規共聚物]
芯層之丙烯-α烯烴無規共聚物可例舉:丙烯與除丙烯以外之碳原子數為2或4至20之α-烯烴中至少一種之共聚物。作為前述碳原子數為2或4至20之α-烯烴單體,可使用乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯等。
由熱密封性之方面來看,丙烯-α烯烴無規共聚物較佳為使用乙烯。另外,只要為至少一種以上即可,可根據需要混合兩種以上使用。尤其合適作為主要單體為丙烯,並使得定量之乙烯與丁烯進行共聚而成之丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物。本案中按照構成無規共聚物之單體組成比由多到少之順序稱呼而記載。丙烯-α烯烴無規共聚物可為源自石油,亦可為源自植物。
芯層之丙烯-α烯烴無規共聚物的熔體流動速率(Melt Flow Rate;MFR)的下限較佳為2.0g/10min,更佳為3.0g/10min,進而較佳為4.0g/10min。若未達前述下限,則有時損及膜厚度之均勻性。
無規共聚物的熔體流動速率的上限較佳為10.0g/10min,更佳為9.0g/10min,進而較佳為8.0g/10min。若超過前述上限,則有產生膜之黏膩或膜之耐衝擊強度(衝擊強度)差等問題之情況。
丙烯-α烯烴無規共聚物具體而言例如可例舉:丙烯-乙烯無規共聚物(普瑞曼聚合物股份有限公司(Prime Polymer)股份有限公司製造之Prime Polypro F-724NPC,230℃、荷重2.16kg時的MFR7.0g/10min,熔點142℃)、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(住友化學股份有限公司製造之住友NOBLEN FL8115A,230℃、荷重2.16kg時的MFR7.0g/10min,熔點148℃)、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(普瑞曼聚合物股份有限公司(Prime Polymer)股份有限公司製造之Prime Polypro F-794NV,230℃、荷重2.16kg時的MFR5.7g/10min,熔點134℃)、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(住友化學股份有限公司製造之住友NOBLEN FL6745A,230℃、荷重2.16kg時的MFR6.0g/10min,熔點130℃)等。
關於構成芯層之聚烯烴系樹脂組成物中的丙烯-α烯烴無規共聚物的含量,由熱密封強度之觀點來看,較佳為25重量%以上,更佳為40重量%以上,進而較佳為60重量%以上,尤佳為75重量%以上。由耐彎曲針孔性之觀點來看,較佳為97重量%以下,更佳為90重量%以下,進而較佳為85重量%以下。
[丙烯均聚物]
藉由於構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物中含有丙烯均聚物,能夠提升耐熱性。作為所使用之丙烯均聚物,較佳為結晶性高而可抑制熱收縮率之惡化之同排聚合之聚丙烯。丙烯均聚物可源自石油,亦可源自植物。
前述丙烯均聚物的熔體流動速率(Melt Flow Rate;MFR)(於230℃、荷重2.16kg之條件下測定)的下限較佳為2.0g/10min,更佳為3.0g/10min,進而較佳為4.0g/10min。若未達前述下限,則有時會損及膜厚度之均勻性。
丙烯均聚物的熔體流動速率的上限較佳為10.0g/10min,更佳為9.0g/10min,進而較佳為8.0g/10min若超過前述上限,則有產生膜之沾黏性差或膜之耐衝擊強度(Impact strength)差等問題之情況。
丙烯均聚物具體而言,例如有住友化學公司製造之丙烯均聚物FLX80E4(MFR7.5g/10min、熔點164℃)。
由熱密封強度或耐破袋性之觀點來看,構成芯層之聚烯烴系樹脂組成物中的丙烯均聚物的含量較佳為50重量%以下,更佳為30重量%以下,進而更佳為10重量%以下,尤佳為0重量%。
滑動性很大程度上取決於抗黏連劑、有機滑劑等添加劑的添加量,因此即便將直鏈狀低密度聚乙烯添加至芯層中,並無太大變化。
[源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯]
由降低環境負荷之觀點來看,較佳為於構成芯層之聚烯烴系樹脂組成物中含有源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯。源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯可利用以甘蔗或玉米等作為原料之乙醇,例如,藉由高壓法、溶液法、氣相法等製造法來製造。可例舉:源自植物之乙烯與至少一種碳數3以上之α烯烴之共聚物。作為α-烯烴,只要為一般稱為α-烯烴之化合物,則亦可為源自石化燃料之化合物,較佳為丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等碳數3至12之α-烯烴。作為乙烯與α-烯烴之共聚物,例如可例舉乙烯/1-己烯共聚物、乙烯/1-丁烯共聚物、乙烯/1-辛烯共聚物等,由耐彎曲針孔性之觀點來看,較佳為乙烯-己烯共聚物。
源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯中的源自植物之乙烯的含量的下限較佳為50%,更佳為80%。若為50%以上,則減少二氧化碳之功效則良好。上限較佳為98%,更佳為96%。若超過98%,則所共聚之α烯烴之比率下降,而使熱密封強度降低。
源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的MFR(於190℃、2.18kg之條件下測定)的下限較佳為0.8g/10min,更佳為1.5g/10min。另外,上限較佳為5.0g/10min,更佳為4.5g/10min。藉由設為前述範圍內,與聚丙烯系樹脂之相溶性良好,可獲得高密封強度。
源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的密度的下限較佳為912kg/m
3,更佳為915kg/m
3。藉由設為910kg/m
3以上,可獲得良好的耐黏連性。另外,上限為935kg/m
3,更佳為930kg/m
3。藉由為930kg/m
3以下,可獲得良好的耐破袋性。具體而言,例如有Braskem製造之乙烯-己烯共聚物(源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯)SLH218(MFR2.3g/10min、密度916kg/m
3、熔點126℃)等。
關於構成芯層之聚烯烴系樹脂組成物中的源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含量,由降低環境負荷之觀點而言,較佳為3重量%以上,更佳為8重量%以上,進而較佳為12重量%以上,尤佳為15重量%以上。由耐熱性之方面來看,較佳為50重量%以下,更佳為40重量%以下,進而較佳為30重量%以下,尤佳為25重量%以下。
[添加劑]
構成芯層之聚烯烴系樹脂組成物可包含抗黏連劑。
所添加之抗黏連劑雖無特別限定,但可添加:球狀二氧化矽、不定形二氧化矽、沸石、滑石、雲母、氧化鋁、水滑石、硼酸鋁等無機粒子、或聚甲基丙烯酸甲酯、超高分子量聚乙烯等有機粒子。
構成芯層之聚烯烴系樹脂組成物中所包含之抗黏連劑相對於所添加之層之聚烯烴系樹脂,較佳為3000ppm以下,更佳為2500ppm以下,進而較佳為1000ppm以下,尤佳為500ppm以下。若為3000ppm以下,則透明性良好。
構成芯層之聚烯烴系樹脂組成物亦可包含有機系潤滑劑。藉此,積層膜的滑性及抗黏連功效提升,膜的操作性變得良好。其理由被認為是:藉由有機滑劑滲出而存在於膜表面,表現出滑劑功效及離型功效。
有機系潤滑劑較佳為具有常溫以上之熔點。有機滑劑可例舉:脂肪酸醯胺、脂肪酸酯。
具體而言為油酸醯胺、芥酸醯胺、俞樹酸醯胺、乙烯雙油酸醯胺、六亞甲基雙油酸醯胺等。這些化合物可單獨使用,但藉由併用兩種以上,即便於嚴酷環境下亦能夠維持滑性及抗黏連功效,故而較佳。
聚烯烴系樹脂組成物中的有機滑劑相對於聚烯烴系樹脂,較佳為1500ppm以下,更佳為1000ppm以下。藉由設為1500ppm以下,即便於如夏天倉庫內,暴露於高溫之場所內保管,亦不易產生黏連。另外,較佳為200ppm以上,更佳為250ppm以上。藉由設為200ppm以上,能夠獲得良好的滑動性。
構成芯層之聚烯烴系樹脂組成物亦可包含熱穩定劑。藉此,能夠抑制於熔融擠出時因熱或氧化使樹脂劣化而產生之凝膠等缺陷。
可使用市售之熱穩定劑或抗氧化劑。具體而言,例如可例舉:BASF公司製造之受阻酚系抗氧化劑(Irganox1010)、BASF公司製造之亞磷酸鹽處理穩定劑(Irgafos168)、住友化學股份有限公司製造之酚磷系抗氧化劑(SumilizerGP)等。熱穩定劑可單獨使用,亦可組合兩種以上。另外,多數情況下於製造時添加至市售之聚烯烴系樹脂,但亦可藉由母料等以追加之方式添加。
聚烯烴系樹脂組成物中的熱穩定劑的濃度的下限相對於該層合計較佳為1600ppm以上,更佳為1800ppm以上,更佳為2000ppm以上。若為前述下限以下,則容易產生凝膠等缺陷。另外,上限相對於該層合計較佳為5000ppm,更佳為4000ppm,進而較佳為3500ppm。若超過前述上限,則有時膜輥的端面變色為紅色而損及外觀。
構成芯層之聚烯烴系樹脂組成物於不損及本發明之目的之範圍內,根據視需要於任意層中包含適量之抗靜電劑、防霧劑、中和劑、成核劑、著色劑、其他添加劑及無機質填充劑等。作為中和劑,可例舉硬脂酸鈣等。
藉由於芯層中添加將製程中所產生之半成品或製造後之製品膜回收利用而所得之顆粒,能夠不損及熱密封強度,而能重覆利用樹脂進,從而能夠降低環境負荷。
[層壓層]
由熱密封強度之觀點來看,構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物係以丙烯均聚物或丙烯-α烯烴無規共聚物作為主體。另外,由降低環境負荷之觀點來看,較佳為包含源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯。丙烯均聚物或丙烯-α烯烴無規共聚物、及源自植物直鏈狀低密度聚乙烯可為1種,亦可混合兩種以上使用。
[丙烯-α烯烴無規共聚物]
構成層壓層之丙烯-α烯烴無規共聚物可例舉丙烯與除丙烯以外之碳原子數為2或4至20之α-烯烴之至少1種之共聚物。作為前述碳原子數為2或4至20之α-烯烴單體,可使用:乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯等。
由熱密封性之觀點來看,丙烯-α烯烴無規共聚物較佳為使用乙烯。另外,只要為至少1種以上即可,可視需要,混合兩種以上使用。尤其合適作為主要單體為丙烯,並使得定量之乙烯及丁烯進行共聚而成之丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物。本報中按照構成無規共聚物之單體組成比由多到少之順序稱呼而記載。丙烯-α烯烴無規共聚物可為源自石油,亦可為源自植物。
構成層壓層之丙烯-α烯烴無規共聚物的熔體流動速率(Melt Flow Rate;MFR)的下限較佳為2.0g/10min,更佳為3.0g/10min,進而較佳為4.0g/10min。若未達前述下限,則有時損及膜厚度之均勻性。
無規共聚物的熔體流動速率的上限較佳為10.0g/10min,更佳為9.0g/10min,進而較佳為8.0g/10min。若超過前述上限,則有時會產生膜之沾黏性差或膜之耐衝擊強度(Impact strength)差等問題之情況。
丙烯-α烯烴無規共聚物,具體而言,例如可例舉:丙烯-乙烯無規共聚物(普瑞曼聚合物(Prime Polymer)股份有限公司製造之Prime Polypro F-724NPC,230℃、荷重2.16kg時的MFR7.0g/10min,熔點142℃)、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(住友化學股份有限公司製造之住友NOBLEN FL8115A,230℃、荷重2.16kg時的MFR7.0g/10min,熔點148℃)、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(普瑞曼聚合物股份有限公司(Prime Polymer)股份有限公司製造之Prime Polypro F-794NV,230℃、荷重2.16kg時的MFR5.7g/10min,熔點134℃)、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(住友化學股份有限公司製造之住友NOBLEN FL6745A,230℃、荷重2.16kg時的MFR6.0g/10min,熔點130℃)等。
由熱密封強度之觀點面而言,構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物中的丙烯-α烯烴無規共聚物的含量較佳為25重量%以上,更佳為40重量%以上,進而較佳為60重量%以上,尤佳為75重量%以上。
[丙烯均聚物]
藉由於構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物中含有丙烯均聚物,能夠提升耐熱性。作為所使用之丙烯均聚物,較佳為結晶性高而可抑制熱收縮率之惡化之同排聚合之聚丙烯。丙烯均聚物可為源自石油,亦可為源自植物。
前述丙烯均聚物的熔體流動速率(Melt Flow Rate;MFR)(於230℃、荷重2.16kg之條件下測定)的下限較佳為2.0g/10min,更佳為3.0g/10min,進而較佳為4.0g/10min。若未達前述下限,則有時損及膜厚度之均勻性。
丙烯均聚物的熔體流動速率的上限較佳為10.0g/10min,更佳為9.0g/10min,進而較佳為8.0g/10min若超過前述上限,則有產生膜之沾黏性差或膜之耐衝擊強度(Impact strength)差等問題之情況。
構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物中的丙烯均聚物的含量雖無特別限定,由熱密封強度及耐彎曲針孔性之觀點而言,較佳為50重量%以下,更佳為30重量%以下,進而更佳為10重量%以下,尤佳為0重量%。
[源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯]
藉由於構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物中含有源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯,能夠提升降低環境負荷之功效,故而較佳。藉由於膜表面層中亦含有源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯,相較於僅於芯層中含有源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之情形,降低環境負荷之功效顯然提升。由降低環境負荷之觀來看,構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物中含有源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯。源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯可利用以甘蔗或玉米等為原料之乙醇,例如,藉由高壓法、溶液法、氣相法等製造法來製造。可例舉源自植物之乙烯與至少1種碳數3以上之α烯烴之共聚物。作為α-烯烴,只要為一般稱為α-烯烴之化合物,則亦可為源自石化燃料之化合物,較佳為丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等碳數3至12之α-烯烴。作為乙烯與α-烯烴之共聚物,例如可例舉:乙烯/1-己烯共聚物、乙烯/1-丁烯共聚物、乙烯/1-辛烯共聚物等,由耐彎曲針孔性之觀點來看,較佳為乙烯-己烯共聚物。
源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯中的源自植物之乙烯的含量的下限較佳為50%,更佳為80%。若為50%以上,則減少二氧化碳削減之功效良好。上限較佳為98%,更佳為96%。若超過98%,則所共聚之α烯烴之比率下降,熱密封強度降低。
源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的MFR(於190℃、2.18kg之條件下測定)的下限較佳為0.8g/10min,更佳為1.5g/10min。另外,上限較佳為5.0g/10min,更佳為4.5g/10min。藉由設為前述範圍內,與聚丙烯系樹脂之相溶性良好,可獲得高密封強度。
源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的密度的下限較佳為912kg/m
3,更佳為915kg/m
3。藉由設為910kg/m
3以上,可獲得良好的耐黏連性。另外,上限為935kg/m
3,更佳為930kg/m
3。藉由為930kg/m
3以下,可獲得良好的耐破袋性。具體而言,例如有Braskem公司製造之乙烯-己烯共聚物(源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯)SLH218(MFR2.3g/10min、密度916kg/m
3、熔點126℃)等。
關於構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物中的源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含量,由降低減少環境負荷之觀點來看,較佳為0重量%以上,更佳為3重量%以上,進而較佳為15重量%以上,尤佳為20重量%以上。由耐熱性之觀點來看,較佳為50重量%以下,更佳為40重量%以下,進而較佳為30重量%以下。
由於很大程度上取決於抗黏連劑、有機滑劑等添加劑的添加量,故而即便將直鏈狀低密度聚乙烯添加至層壓層中,熱密封層的滑動性亦無太大變化。
構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物可包含抗黏連劑。
所添加之抗黏連劑雖無特別限定,但可添加:球狀二氧化矽、不定形二氧化矽、沸石、滑石、雲母、氧化鋁、水滑石、硼酸鋁等無機粒子、或聚甲基丙烯酸甲酯、超高分子量聚乙烯等有機粒子。
構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物中所含之抗黏連劑相對於所添加之層之聚烯烴系樹脂,較佳為3000ppm以下,更佳為2500ppm以下,進而更佳為1000ppm以下,尤佳為500ppm以下。
構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物亦可包含有機系潤滑劑。藉此,積層膜的滑性及抗黏連功效提升,膜的操作性變得良好。其理由被認為是:藉由有機滑劑滲出而存在於膜表面,表現出滑劑功效及離型功效。
有機系潤滑劑較佳為具有常溫以上之熔點。有機滑劑可例舉脂肪酸醯胺、脂肪酸酯。
具體而言為油酸醯胺、芥酸醯胺、俞樹酸醯胺、乙烯雙油酸醯胺、六亞甲基雙油酸醯胺等。這些化合物亦可單獨使用,但藉由併用兩種以上,即便於嚴酷環境下亦能夠維持滑性及抗黏連功效,因此較佳。
聚烯烴系樹脂組成物中的有機滑劑相對於聚烯烴系樹脂較佳為1500ppm以下,更佳為1000ppm以下。藉由設為1500ppm以下,即便於如夏天倉庫內,暴露於高溫之場所內保管,亦不易產生黏連。
構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物亦可包含熱穩定劑。藉此,能夠抑制於熔融擠出時因熱或氧化使樹脂劣化而產生之凝膠等缺陷。
可使用市售之熱穩定劑或抗氧化劑。具體而言,例如可例舉BASF公司製造之受阻酚系抗氧化劑(Irganox1010)、BASF公司製造之亞磷酸鹽處理穩定劑(Irgafos168)、住友化學股份有限公司製造之酚磷系抗氧化劑(SumilizerGP)等。熱穩定劑亦可單獨使用,亦可組合兩種以上。另外,多數情況下於製造時添加至市售之聚烯烴系樹脂,但亦可藉由母料等以追加之方式添加。
聚烯烴系樹脂組成物中的熱穩定劑的濃度的下限相對於此層,以合計較佳為1600ppm以上,更佳為1800ppm以上,更佳為2000ppm以上,進而較佳為2500ppm以上。若為前述下限以下,則容易產生凝膠等缺陷。另外,上限相對於此層,以合計較佳為5000ppm,更佳為4000ppm,進而較佳為3500ppm。若超過前述上限,則有時膜輥的端面變色為紅色而損害外觀。
構成層壓層之聚烯烴系樹脂組成物於不損及本發明之目的之範圍內,可根據需要於任意層中包含適量之抗靜電劑、防霧劑、中和劑、成核劑、著色劑、其他添加劑及無機質填充劑等。作為中和劑,可例舉硬脂酸鈣等。
聚烯烴系樹脂膜的厚度的下限較佳為15μm,更佳為20μm,進而較佳為25μm。若為15μm以上,則容易獲得熱密封強度。
膜厚度的上限較佳為80μm,更佳為70μm,進而較佳為65μm,進而更佳為60μm。若為80μm以下,則膜的硬挺感不會過強而容易加工,此外容易製造適宜之包裝體。
聚烯烴系樹脂膜的熱密封層的厚度比率的下限較佳為23%以上,更佳為25%以上。藉由設為23%以上,能夠提高熱密封強度。另外,厚度比率的上限較佳為40%以下,更佳為35%以下,進而較佳為30%以下。若熱密封層為40%以上,則相對而言包含源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之芯層、層壓層的厚度比率變小,減少環境負荷之功效降低。
聚烯烴系樹脂膜中,構成熱密封層與芯層之聚烯烴系樹脂組成物中的前述源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含有率之差的絕對值雖無特別限定,但較佳為1重量%以上至18重量%以下。熱密封層與芯層中的直鏈狀低密度聚乙烯的濃度差的絕對值更佳為15重量%以下,進而較佳為10重量%以下,尤佳為8重量%以下。藉由將含量之差的絕對值設為18重量%以下,能夠將熱密封層、芯層之界面處的層間強度保持得高,獲得高的熱密封強度。
聚烯烴系樹脂膜中,構成芯層與層壓層之聚烯烴系樹脂組成物中的前述源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含有率之差的絕對值較佳為1重量%以上至18重量%以下。芯層與層壓層中的直鏈狀低密度聚乙烯的濃度差的絕對值更佳為15重量%以下,進而更佳為10重量%以下,尤佳為8重量%以下。藉由將含量之差的絕對值設為18重量%以下,能夠將芯層、層壓層之界面處的層間強度保持得高,獲得高的熱密封強度。
[聚烯烴膜輥之製造方法]
此處,例舉依序具有熱密封層、芯層、層壓層之聚烯烴系樹脂積層膜輥之製造方法的具體例,但並不限定於此。
依序具有熱密封層、芯層、層壓層之聚烯烴系樹脂積層膜可藉由下述方式獲得:藉由分別之擠出機對構成各個層之聚烯烴系樹脂組成物進行熔融擠出,以成為熱密封層/芯層/層壓層之3層之方式,自模具共擠出熔融樹脂,利用冷卻輥冷卻熔融樹脂片,以形成未延伸片。
熱密封層、芯層、層壓層中,例如芯層為一種膜,係相對於構成層之聚烯烴系樹脂整體,源自石油之丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物的含量為80重量%以上至95重量%以下,源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含量為5重量%以上至20重量%以下之情形時,將包含源自石油之聚丙烯系樹脂之顆粒、及由源自石油之聚丙烯系樹脂與源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯樹脂之混合物所構成之母料之顆粒加以混合後,移送至用以形成芯層之擠出機。其原因將於後文進行敘述。所謂聚丙烯系樹脂,意指丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物。
相對於構成層壓層或熱密封層、或單層之任一層之聚烯烴系樹脂整體,源自石油之丙烯均聚物及/或丙烯與碳數為2或4至20之α烯烴之無規共聚物的含量為80重量%以上至95重量%以下,源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含量為5重量%以上至20重量%以下之類的膜之情形時,亦同樣地進行。
將原料之輸送及混合之示意圖示於圖1。於擠出機之上游,將包含源自石油之聚丙烯系樹脂之顆粒及由源自石油之聚丙烯系樹脂與源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之混合物所構成之母料之顆粒、再生顆粒、包含添加材料等之母料之顆粒自各個原料料斗(1)至原料料斗(4)個別地移送至混合料斗(5)。移送方式有根據調配重量而使閘門於一定時間打開滑動閘門方式(1至3)、或以固定速度進行旋轉螺旋式進料機方式(4)等。計量一批次份之調配量後,藉由攪拌葉片(7)進行混合,自混合料斗藉由移送進料機(8)或自重等方式移送至待機料斗(9),利用自重輸送至擠出機(10)。
將各個原料自原料料斗(1)至原料料斗(4)個別地移送並計量後,移送至混合料斗(5)時的計量中,計量每一批次的重量的上限較佳為800kg以下,更佳為500kg以下,進而較佳為300kg以下。若為800kg以下,則能夠減小批次內的生質度的變動。下限較佳為5kg以上,更佳為20kg以上,進而較佳為100kg以上。若為5kg以上,則生產性變得良好。
自混合料斗(5)移送時,將1次之排出重量分開得越小,摻合物之不均勻越小,故而較佳。藉由分開至小的容器,能夠減小投入至擠出料斗時之偏析。一次之排出重量較佳為100kg以下,更佳為50kg以下,進而較佳為25kg以下。藉由設為100kg以下,能夠減小熔融擠出步驟中之偏析。
[原料的計量變動]
製造膜時的芯層原料的計量變動的上限較佳為3%以下,更佳為2%以下。若為3%以下,則以生質度為代表之物性的變動小,缺陷個數亦少。
製造膜時的層壓層原料的計量變動的上限較佳為3%以下,更佳為2%以下。若計量變動為3%以下,則以生質度為代表之物性的變動小,缺陷個數亦少。
混合料斗(5)、待機料斗(9)係下部成為研缽狀,混合顆粒於前述料斗之傾斜之內壁滑落,移送至擠出機。各料斗之傾斜之內壁的角度亦相對於水平方向較佳為40度以上,進而較佳為50度以上。若該角度低於40度,則顆粒之流動變差而防止不均勻功效變弱,故而不佳。
於向擠出機等混練裝置均勻地移送各料斗內之多個種類之原料之情形時,以往於料斗內部設置有攪拌裝置,但由生產穩定性、防止粉塵產生等觀點來看,為了使膜中的組成更均勻,亦較佳為於料斗內設置內圓錐(圖2)等不均勻防止裝置之方法。
產生混合顆粒之偏析之原因在於,於所混合之原料顆粒之一部分中摻合有沿著料斗下部之傾斜之內壁滑落之速度差異大之顆粒(例如,如以往如源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯等滑動性差之原料之顆粒)之情形時,沿著內壁逐漸下滑之原料顆粒、與沈積之原料顆粒中沿著料斗內部之下部中央附近(表層部分等)逐漸下滑之原料顆粒之間,由源自石油之丙烯均聚物及/或丙烯與碳數為2或4至20之α烯烴之無規共聚物所構成之原料顆粒之調配比產生變動。
另外,於進入至擠出機之時點,若如聚丙烯樹脂與聚乙烯樹脂等熔融黏度差異大之顆粒之混合比率變動,則於擠出機內部容易產生樹脂壓的變動。若樹脂壓變動,則因變動而滯留於熔融樹脂路徑內之凝膠等噴出而膜的缺陷數增加,故而不佳。此外,因樹脂壓變動,有時會噴出時產生壓力激變(surging)之情況,故而不佳。
作為防止不均勻之方法,可例舉如下1)至4)等。
1) 於產生不均勻之前將原料投入至擠出機之方法,亦即將原料逐次少量混合而每次投入至擠出機之方法。
2) 使沿著料斗內壁滑落之速度於原料間不產生差異之方法,亦即使料斗的形狀接近筒狀之方法。
3) 為了即便原料於中途發生不均勻,自料斗排出時亦無不均勻之目的,而使混合裝置、例如沿垂直方向***螺桿進行旋轉之方法。
4) 為了使全部原料沿著壁體掉落,設置內圓錐而以無不均勻狀態的方式使原料沿著料斗內逐漸落下之方法。
這些方法中,1)及2)由於混合完畢之原料之量少,故而於生產性方面存在課題。3)之方法由於持續混合原料,故而存在原料被切削而容易產生粉塵之問題。因此,於工業上最有用的是4)之方法。
由源自石油之聚丙烯系樹脂、及源自石油之聚丙烯系樹脂與源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之混合物所構成之母料以顆粒之形式投入至原料料斗並計量後,移送至混合料斗(5),於料斗中攪拌、混合後,經由待機料斗(9)供給至擠出機。
原料樹脂顆粒的安息角的上限較佳為28度,更佳為26度。若超過前述上限,則有時顆粒於原料料斗內滯留而於製品內物性值容易變動。
原料樹脂顆粒的安息角的下限較佳為20度,更佳為22度。若未達前述下限,則有時樹脂顆粒容易崩裂而產生不均勻,於製品內物性值容易變動。
所謂安息角,係指粉粒體之沈積物於斜面上沈積時,能夠沈積而不引起滑動之最大之傾斜角,此值越小,粒子越容易滑落。另外,於安息角不同之粉粒體彼此混合之情形時,因滑落容易性之差異而容易產生偏析。
[包含源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之母料顆粒]
僅由源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯所構成之顆粒由於樹脂彼此之摩擦或其與金屬間之摩擦容易變大,故而藉由設為由聚丙烯系樹脂與源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之混合物所構成之母料,能夠製成安息角小之顆粒。藉此,能夠抑制於料斗內源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯發生不均勻,不但能夠製造生質度均勻之膜輥,還能夠抑制樹脂壓變動,因此能夠減少缺陷個數。聚丙烯系樹脂較佳為源自石油。
由聚丙烯系樹脂與源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之混合物所構成之母料顆粒的安息角的上限較佳為28度,更佳為26度。若超過前述上限,則有時顆粒於原料料斗內滯留,導致於製品內物性值或生質度容易變動。
由聚丙烯系樹脂與源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之混合物所構成之母料顆粒的安息角的下限較佳為20度,更佳為22度。若未達前述下限,則有時樹脂顆粒容易崩裂而產生偏析,導致於製品內物性值容易變動。聚丙烯系樹脂較佳為源自石油。
母料顆粒的形狀根據造粒方式可為圓柱狀、橢圓球狀之任一種。關於顆粒的尺寸,當為圓柱狀時如圖3所示,當為橢圓球狀時如圖4所示,設為長軸x、短軸y、厚度z,長軸x的長度的上限較佳為6.0mm以下,更佳為5.0mm以下,進而較佳為4.0mm以下。長軸x的長度的下限較佳為2.5mm以上,更佳為2.8mm以上,進而較佳為3.0mm以上。藉由長軸x為2.5mm以上至6.0mm以下,於自料斗排出時不易產生不均勻。
短軸y的長度的上限較佳為4.5mm以下,更佳為4.0mm以下,進而較佳為3.5mm以下。短軸y的長度的下限較佳為1.5mm以上,更佳為1.8mm以上,進而較佳為2.0mm以上。藉由短軸y為1.5mm以上至4.5mm以下,於自料斗排出時不易產生不均勻。
厚度z的長度的上限較佳為4.5mm以下,更佳為4.0mm以下,進而較佳為3.5mm以下。厚度z的長度的下限較佳為1.5mm以上,更佳為1.8mm以上,進而較佳為2.0mm以上。藉由厚度z為1.5mm以上至4.5mm以下,於自料斗排出時不易產生不均勻。
母料顆粒的安息角的上限較佳為28度,更佳為26度,進而較佳為25度。母料顆粒的安息角的下限較佳為20度以上,更佳為22度。藉由設為28度以下至20度以上,於自料斗排出時不易產生不均勻。
母料顆粒的密度的下限較佳為880kg/cm
3,更佳為890kg/cm
3。母料顆粒的密度的下限較佳為913kg/cm
3,更佳為910kg/cm
3。若大於910kg/cm
3,則有有時於膜製造時容易產生不均勻。一般而言,聚丙烯樹脂的密度為約890kg/cm
3,越接近此值,則越不易產生不均勻。
母料顆粒在230℃、荷重2.16kg時的MFR的上限較佳為8.0g/10min,更佳為7.0g/10min。MFR的下限較佳為1.0g/10min,更佳為3.0g/10min。若MFR超過8.0g/10min或未達1.0g/10min,則有時因與其他聚丙烯樹脂之間的黏度差而產生樹脂壓變動,從而產生壓力激變或缺陷個數增加。
母料之顆粒色彩值L的上限較佳為90,更佳為80,進而較佳為70。顆粒色彩值L的下限較佳為50,更佳為55,進而較佳為60。只要有90則屬充分。若為50以上,則膜的外觀變得良好。
母料之顆粒色彩值a的上限較佳為2.0,更佳為1.0,進而較佳為0.0。顆粒色彩值a的下限較佳為-2.0,更佳為-1.5,進而較佳為-1.0。只要為2.0以下則屬充分。若為2.0以下,則顏色不會過紅,若為-2.0以上,則顏色不會過藍而膜外觀變得良好。
母料之顆粒色彩值b的上限較佳為2.0,進而較佳為0.0。顆粒色彩值b的下限較佳為-2.0,更佳為-1.5,進而較佳為-1.0。若為2.0以下,則顏色不會過黃,若為-2.0以上,則顏色不會過綠而膜外觀變得良好。
構成前述母料之源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯相對於源自石油之聚丙烯系樹脂與源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之合計量的含有率的下限較佳為40重量%,更佳為55重量%。若未達前述下限,則有時無法高效率地將直鏈狀低密度聚乙烯添加至膜中,致使成本變高。源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含有率上限較佳為85重量%,更佳為75重量%。若未達前述上限,則母料的安息角不易變小。
製造前述母料時,可添加熱穩定劑。藉由添加熱穩定劑,能夠抑制於對膜進行製膜時所產生之劣化物等缺陷。作為可使用之熱穩定劑,可使用市售之熱穩定劑或抗氧化劑。具體而言,例如可例舉:BASF公司製造之受阻酚系抗氧化劑(Irganox1010)、BASF公司製造之亞磷酸鹽處理穩定劑(Irgafos168)、住友化學股份有限公司製造之酚磷系抗氧化劑(SumilizerGP)等。熱穩定劑可單獨使用,亦可組合兩種以上。
母料中所含之熱穩定劑的濃度的下限較佳為2000ppm,更佳為2500ppm,進而較佳為3000ppm。若未達前述下限,則有容易產生缺陷之情況。母料中所含之前述熱穩定劑的濃度的上限較佳為5000ppm,更佳為4000ppm。若超過前述上限,則有時所製造之膜輥的端面變色為紅色而損及製品的外觀。
[包含源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之母料之製造方法]
作為源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯與源自石油之聚丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴共聚物樹脂之混合方法,可例舉使用混合裝置進行混合之方法。作為混合裝置,可例舉:赫歇耳混合機(Henschel mixer)、超混合機(super mixer)、轉鼓混合機、螺桿摻合機(screw blender)、帶式摻合機(ribbon blender)等。
較佳為於母料中添加後述之抗氧化劑。市售之原料有時原本已添加有抗氧化劑,但藉由追加抗氧化劑,能夠大幅減少魚眼等。其理由被認為是:聚丙烯系樹脂之擠出溫度高於直鏈狀低密度聚乙烯的熔點,因此源自植物之聚乙烯樹脂之劣化變得容易進行。
作為抗氧化劑,捕捉所生成之自由基而防止氧化之一次抗氧化劑、或將所生成之過氧化物進行分解而防止氧化之二次抗氧化劑之任一種皆可,作為一次抗氧化劑,可例舉酚系抗氧化劑、胺系抗氧化劑,作為二次抗氧化劑,可例舉磷系抗氧化劑、硫黃系抗氧化劑。
作為酚系熱穩定劑,例如可例舉:巴斯夫抗氧化劑1010 (Irganox1010,汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)公司製造,化學式名:季戊四醇肆[3-(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯]、巴斯夫抗氧化劑1076(Irganox1076,BASF Japan(巴斯夫日本)公司製造,註冊商標,化學式名:3-(3,5-二叔三丁基-4-羥苯基)丙酸十八烷基酯)、氰特抗氧化劑1790 (Cyanox 1790,Cyanamide公司製造,註冊商標,化學式名:1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基苄基)異三聚氰酸)、巴斯夫抗氧化劑1098 (Irganox1098、BASF Japan公司製造,註冊商標,化學式名:N,N'-(己烷-1,6‐二基)雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥苯基)丙醯胺])、SumilizerGA-80(住友化學公司製造,註冊商標,化學式名:3,9-雙[2-{3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧雜螺[5,5]十一烷等。
作為磷系熱穩定劑,例如可例舉:巴斯夫抗氧化劑168 (Irgafos168,BASF Japan公司製造,註冊商標,化學式名:三(2,4-二叔丁基苯基) 亞磷酸酯)、巴斯夫抗氧化劑12 (Irgafos12,BASF Japan公司製造,註冊商標,化學式名:6,6',6''-[氮基三(伸乙氧基)]三(2,4,8,10-四叔丁基二苯并[d,f][1,3,2]二氧雜磷雜環庚烯(dioxaphosphepin))、巴斯夫抗氧化劑38(Irgafos38,BASF Japan公司製造,註冊商標,化學式名:雙(2,4-雙(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基) 亞磷酸乙酯)、ADKSTAB329K(旭電化公司製造,註冊商標,化學式名:三(單-二壬基苯) 亞磷酸酯),ADKSTABPEP36(旭電化公司製造,註冊商標,化學式名:雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)新戊四醇-二-亞磷酸酯)、Hostanox P-EPQ(Clariant公司製造,化學式名:四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4'-亞聯苯基雙亞膦酸酯)、GSY-P101(堺化學工業公司製造,註冊商標,化學式名:四(2,4-二叔丁基-5-甲基苯基)-4,4'-亞聯苯基雙亞膦酸酯)、SumilizerGP(住友化學公司製造,註冊商標,化學式名:6-[3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四叔丁基二苯并[d,f][1,3,2]-二氧雜磷雜環庚烯)等。
本發明中之前述抗氧化劑的調配量雖無限定,但相對於聚丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴共聚物樹脂與源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之合計量,較佳為500ppm以上至5000ppm以下之範圍。更佳為1000ppm以上至4000ppm以下,進而較佳為1500ppm以上至3000ppm以下。若未達500ppm,則後述之併用抗氧化劑之功效降低,因此欠佳。反之,於超過5000ppm之情形時,則後述之併用抗氧化劑之功效飽和,會引起因該抗氧化劑向膜表面轉移所致之膜變白或製膜步驟中引起冷卻輥污染等故而不佳。
母料之製備方法並無特別限制,可例舉公知的方法。例如可例舉:使用捏合機、班布里混合機、輥研磨機(roll)等混練機進行加熱熔融混練之方法、使用單軸或雙軸擠出機等進行加熱熔融混練之方法等。
母料製造時之熔融混練較佳為170℃以上至280℃以下,更佳為190℃以上至260℃以下。藉由設為170℃以上至260℃以下,能夠將於母料製造時對樹脂所施加之熱歷程抑制為最小限度,從而抑制魚眼等缺陷個數。將混練後之樹脂進行顆粒化之方式並無特別限定,可使用條狀切割方式、水冷式熱切割方式、水中切割方式等,但若為條狀切割方式,則生產性高,此外物性的變動少,故而較佳。
本發明之聚烯烴系樹脂膜之成形方法例如可使用吹塑方式、T字塑模方式,但為了提高透明性,較佳為T字塑模方式。吹塑方式之冷卻介質為空氣,相對於此,T字模方式使用冷卻輥,因此係對於提高冷卻速度而言有利之製造方法。藉由加快冷卻速度,能夠抑制未延伸片之結晶化,因此透明性變得有利。出於該等原因,較佳為對無配向之片材使用T型塑模方式。T字塑模的寬度較佳為500mm以上至2000mm以下。
熔融混練溫度的下限較佳為170℃,更佳為190℃,進而較佳為210℃。藉由設為170℃以上,能夠充分地減少熔融擠出機之負荷。熔融混練溫度的上限較佳為300℃,更佳為280℃,進而較佳為260℃。藉由設為300℃以下,能夠減少樹脂之熱劣化而製造異物少之膜。
[壓力變動]
製造膜時的芯層的壓力變動較佳為0.5MPa以下,更佳為0.3MPa以下。若為0.5MPa以下,則不易產生壓力激變,流動方向的生質度的變動小,缺陷個數亦少。
製造膜時的層壓層的壓力變動較佳為0.5MPa以下,更佳為0.3MPa以下。若為0.5MPa以下,則不易產生壓力激變,流動方向的生質度的變動小,缺陷個數亦少。
將用於熱密封層、芯層、層壓層之聚烯烴系樹脂組成物之原料分別混合,利用分別之擠出機進行熔融混合擠出,自T字塑模將熔融之密封層、芯層、層壓層之積層熔融樹脂膜澆鑄於冷卻輥上,以獲得無配向之積層膜。冷卻輥的溫度的下限較佳為15℃,更佳為20℃。若未達前述下限,則有時於冷卻輥產生結露而導致密接不足之情況。冷卻輥的上限較佳為60℃,更佳為50℃。若超過前述上限,則有時會透明性惡化。
利用冷卻輥冷卻時,較佳為利用空氣噴頭等將冷卻輥上之積層熔融樹脂膜的兩端固定,利用氣刀等將積層熔融樹脂膜之全寬壓抵於冷卻輥,進而較佳為同時使真空腔室發揮作用而防止空氣捲入於熔融樹脂片與冷卻輥之間。空氣噴頭較佳為於兩端均沿膜行進方向串聯設置,模具周圍係由片包圍,以避免熔融樹脂片不被風吹到。另外,較佳為使真空腔室的抽吸口的方向與所擠出之片的行進方向相吻合。
以切紋劃入刃(Slitting blade),對經冷卻固化之無配向之積層樹脂膜的兩端的邊料進行裁斷,並導入至另一生產線。膜移行速度較佳為30m/min以上至50m/min以下。
較佳為對積層樹脂膜之層壓層的表面實施電暈處理(功率密度10W・min/m
2以上至30W・min/m
2以下)。
將所獲得之積層樹脂膜的邊料進行修整,施加張力,一邊利用接觸輥按壓一邊捲取於輥。然後,較佳為於25℃以上至50℃以下之溫度下進行12小時以上至36小時以下之時間之老化。
最後,藉由裁片機再次將輥的兩端裁斷而作為膜輥。膜的寬度較佳為400mm以上至1800m以下,長度較佳為1000m以上至6000m以下。
[聚烯烴系樹脂膜的特性]
[平均生質度]
本發明之聚烯烴系樹脂膜的平均生質度的下限較佳為5%,更佳為8%,進而較佳為10%。若未達5%,則減少環境負荷之功效小。生質度的上限較佳為20%,更佳為17%,進而較佳為14%。若生質度超過20%,則有時密封強度降低。
[生質度的標準偏差]
於本發明之聚烯烴系樹脂膜輥在長度方向為500m間隔(9列)、在寬度方向為400mm間隔(3行)之27個部位測定之生質度的標準偏差的上限較佳為0.60%,更佳為0.50%,進而較佳為0.40%。若超過0.50%,則於所製造之包裝體中容易產生生質度低之包裝體。標準偏差只要有0.05%則屬充分。
於生質度之測定中,利用下述(式1)算出所有測定部位的生質度的測定值的標準偏差。
[數學式1]
標準偏差=
・・・・(式1)
n:資料之總數 x ̅:資料之平均 xi:各資料之值
[長度方向的生質度的變動率]
本發明之聚烯烴系樹脂膜的長度方向的生質度的變動率的下限較佳為2%,更佳為4%,進而較佳為6%。只要有2%則屬充分。生質度的變動率的上限較佳為20%,更佳為15%,進而較佳為10%。若超過20%,則於所製造之包裝體中容易產生生質度低之包裝體。
於前述生質度之測定中,使用所有測定部位的生質度的測定值算出變動率。
例如,於實施例1中利用下述(式2)算出27個部位的生質度的測定值的變動率。
變動率=(B
max-B
min)/B
ave[%]・・・(式2)
B
ave每4000m中的生質度的平均值[%]
B
max每4000m中的生質度的最大值[%]
B
min每4000m中的生質度的最小值[%]
[霧度]
本發明之聚烯烴系樹脂膜的霧度的下限較佳為1.0%,更佳為2.0%,進而較佳為2.5%,尤佳為3.0%。若為1.0%以上,則由於膜表面的凹凸極少之狀態,因此不易產生包裝體之內面黏連。
霧度的上限較佳為20.0%,更佳為15.0%,進而較佳為10.0%,進而更佳為8.0%。若為20.0%以下,則容易獲得包裝體之視認性。直鏈狀低密度聚乙烯的結晶性高,霧度容易增大,但只要於前述較佳範圍內添加,則可抑制霧度增大。
[靜摩擦係數]
本發明之聚烯烴系樹脂膜的靜摩擦係數的上限較佳為0.70,更佳為0.50,進而較佳為0.40。若為0.70以下,則於包裝體中填充食品時或開封時分開之內面彼此容易滑動而開口佳。
單獨體的靜摩擦係數的下限較佳為0.10,更佳為0.15,進而較佳為0.20,進而更佳為0.25,尤佳為0.30。若為0.10以上,則搬運膜輥時不易捲繞鬆脫。
[楊氏率]
本發明之聚烯烴系樹脂膜的楊氏率(長度方向)的下限較佳為200MPa,更佳為300MPa,進而較佳為400MPa,進而更佳為500MPa。若未達200MPa,則有時硬挺性過弱而不易加工。楊氏率(長度方向)的上限較佳為1000MPa,更佳為800MPa,進而更佳為750MPa。若超過1000MPa,則膜脆弱,因此有時耐破袋性會惡化。
本發明之聚烯烴系樹脂膜的楊氏率(寬度方向)的下限較佳為200MPa,更佳為300MPa,進而較佳為400MPa,進而更佳為500MPa,尤佳為600MPa。若未達200MPa,則有硬挺性過弱而不易加工之情況。楊氏率(寬度方向)的上限較佳為1000MPa,更佳為800MPa,進而較佳為750MPa。若超過1000MPa,則膜脆弱,因此有時耐破袋性會惡化。若於聚烯烴系樹脂膜中添加少量直鏈狀低密度聚乙烯,則楊氏率會增大。
[衝擊強度]
本發明之聚烯烴系樹脂膜的衝擊強度的下限較佳為0.20J,更佳為0.25J,進而較佳為0.30J,更佳為0.55J。藉由設為0.20J以上,能夠提高包裝體之耐掉落破袋性。衝擊強度只要有1.0J則屬充分。衝擊強度很大程度上取決於厚度及膜之分子配向。另外,衝擊強度與耐掉落破袋性並不一定有相關。
[加速黏連強度]
本發明之聚烯烴系樹脂膜的加速黏連強度的下限較佳為20mN/70mm,更佳為30mN/70mm,進而更佳為36mN/70mm。若為20mN/70mm以上,則容易獲得膜的硬挺感。加速黏連強度的上限較佳為100mN/70mm,更佳為80mN/70mm,進而更佳為70mN/70mm,尤佳為60mN/70mm。若為100mN/70mm以下,則於包裝體的內面不易引起黏連。若向芯層、層壓層中添加直鏈狀低密度聚乙烯,則可抑制加速黏連強度之惡化。
[穿刺強度]
本發明之聚烯烴系樹脂膜個別的穿刺強度的下限較佳為1.0N,更佳為1.2N,進而較佳為1.5N,尤佳為1.7N。若為1.0N以上,則積層體的耐穿刺針孔性變得良好。穿刺強度若為5.0N則極為優異,只要3.0N則屬充分。穿刺強度很大程度上取決於膜之配向,因此僅變更樹脂並無太大變化。
[熱密封起始溫度]
本發明之聚烯烴系樹脂膜的熱密封起始溫度的下限較佳為110℃,更佳為120℃。若為110℃以上,則硬挺感高而容易操作。熱密封起始溫度的上限為150℃,更佳為140℃,進而較佳為130℃。若為150℃以下,則能夠以高速製造包裝體,有經濟上之益處。熱密封起始溫度很大程度上受到熱密封層的熔點之影響。因此,只要對芯層、層壓層中添加直鏈狀低密度聚乙烯,則可抑制熱密封溫度之變化。
[膜面配向係數]
本發明之聚烯烴系樹脂膜的面配向係數的下限較佳為0.000,更佳為0.001。難以製造未達前述下限之膜。膜的面配向的上限為0.010,更佳為0.008,進而較佳為0.006以下。若為前述上限以上,則有時膜被不均勻地延伸而使厚度均勻性惡化況。
[潤濕張力]
本發明之聚烯烴系樹脂膜中之與選自由聚醯胺樹脂膜、聚酯樹脂膜、及聚丙烯樹脂膜所組成之群組中的至少1種膜層壓之面的潤濕張力的下限較佳為30mN/m,更佳為35mN/m。若為30mN/m以上,則層壓強度不易降低。潤濕張力的上限較佳為55mN/m,更佳為50mN/m。若為55mN/m以下,則於將聚烯烴系樹脂膜捲繞成輥時不易產生膜彼此之黏連。
[缺陷個數]
本發明之聚烯烴系樹脂膜的長度方向4000m、寬度方向1000mm之範圍內的缺陷個數的上限較佳為200個,更佳為150個,進而較佳為100個。若缺陷個數為200個以下,則膜的外觀良好,此外不良品的產生率變小。
[積層體之構成及製造方法]
使用構成本發明之聚烯烴系樹脂膜之膜積層體係使用前述聚烯烴系樹脂膜作為密封劑,與選自由聚醯胺系樹脂膜、聚酯系樹脂膜、及聚丙烯系樹脂膜所構成之群組中的至少一種雙軸配向膜之積層體。另外,作為公知的技術,以賦予接著性及阻隔性為目的,亦可設為使用對這些基材膜進行塗佈或蒸鍍加工所得之膜或進而積層鋁箔等構成。
具體而言,例如可例舉:雙軸延伸PET(聚對苯二甲酸乙二酯)膜/鋁箔/密封劑、雙軸延伸PET(聚對苯二甲酸乙二酯)膜/雙軸延伸尼龍膜/密封劑、雙軸延伸尼龍膜/密封劑、雙軸延伸聚丙烯膜/密封劑、雙軸延伸(聚對苯二甲酸乙二酯)PET膜/雙軸延伸尼龍膜/鋁箔/密封劑等。
藉由使用構成本發明之聚烯烴系樹脂膜作為密封劑,能夠提升積層體的熱密封性。
積層體之製作方法可例舉:分別自本發明之聚烯烴系樹脂膜輥及雙軸配向膜輥捲出各個膜,使用乾式層壓方式、擠出層壓方式等公知的方法,隔著接著劑層進行層壓,且任一層壓方式均可。膜積層體較佳為以輥之狀態保管及搬運。
積層體輥之聚烯烴系樹脂膜的生質度的標準偏差的上限較佳為0.60%,更佳為0.50%,進而較佳為0.40%。若超過0.50%,則於所製造之包裝體中容易產生生質度低之包裝體。標準偏差只要有0.05%則充分。
積層體輥之聚烯烴系樹脂膜的長度方向的生質度的變動率的下限較佳為2%,更佳為4%,進而較佳為6%。只要有2%則屬充分。生質度的變動率的上限較佳為20%,更佳為15%,進而較佳為10%。若超過20%,則於所製造之包裝體中容易產生生質度低之包裝體。
對積層體的特性進行說明。
[熱密封強度]
本發明之積層體的熱密封強度的下限較佳為20N/15mm,更佳為22N/15mm。若為20N/15mm以上,則容易獲得耐破袋性。熱密封強度若為60N/15mm則非常優異,只要有35N/15mm則屬充分。
[穿刺強度]
本發明之積層體的穿刺強度的下限較佳為7N,更佳為8N,進而較佳為9N。若為7N以上,則於突起接觸包裝體時,不易產生針孔。穿刺強度的上限較佳為45N,更佳為30N,進而較佳為15N。若為45N以下,則積層體的硬挺感不會過強而操作變得容易。穿刺強度很大程度上取決於膜之配向,因此僅變更樹脂並無太大變化。
[包裝體]
將以保護食品等內容物免受自然界之灰塵或氣體等之汙染為目的,而以包圍內容物的周圍之方式配置之前述聚烯烴系樹脂膜或前述積層體稱為包裝體。包裝體係藉由切取前述聚烯烴系樹脂膜或前述積層體,並利用經加熱之熱密封棒或超音波等使內面彼此接著,製成袋狀等而製造,例如廣泛使用有將2片長方形以熱密封層側成為內側之方式重疊並將四邊熱密封而成之四邊密封袋、或背封包裝袋等。內容物可為食品,亦可為日雜等其他產品等,包裝體的形狀亦可為自立袋或枕型包裝體等除長方形以外的形狀。
[實施例]
以下,藉由實施例詳細地說明本發明,但並不限定於這些實施例。各實施例中所獲得之特性係藉由以下之方法進行測定、評價。評價時,將膜製膜之步驟中的膜的流動方向設為長度方向,將與流動方向垂直的方向設為寬度方向。
(1) 樹脂密度
依據JIS K7112:1999年之D法(密度梯度管)評價密度。
以N=3進行測定,並算出平均值。
(2) 熔體流動速率(Melt Flow Rate;MFR)
基於JIS K-7210-1,關於聚丙烯系樹脂,以230℃、荷重2.16kg進行測定,關於源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯,以190℃、荷重2.16kg進行測定。以N=3進行測定,並算出平均值。
(3) 熔點
將使用(股份有限公司)島津製作所製造之島津示差掃描熱析儀DSC-60所獲得之樹脂的DSC(differential scanning calorimetry;示差掃描量熱法)曲線的最大熔解峰的溫度設為熔點。設起始溫度30℃、升溫速度5℃/min、結束溫度180℃。以N=3進行測定,並算出平均值。
(4) 生質度
基於ASTM D6866生物基試驗,根據膜中的C14(質量數14之碳原子)濃度算出生質度。
(4) 生質度
抽樣部位係於下述位置進行:去除位於自膜輥的表層的端部2m之距離之膜,進而自2m之距離之膜起於長度方向上為自表層朝向捲芯以500m為間隔之位置,且於寬度方向上為膜輥之中央、及自左端起100mm內側、自右端起100mm內側之位置。並且,算出所有測定部位的生質度的平均值。
例如,實施例1中之取樣部位係於寬度1000mm、捲長4000m之膜輥中合計27個部位進行,前述27個部位係於長度方向上為自表層至捲芯以500m為間隔之9列、於寬度方向上為輥之中央及向左右分別400mm之位置之3行之合計27個部位。算出前述27個部位的測定值的平均值(圖5)。
(5) 長度方向的生質度的標準偏差
於前述生質度之測定中,以如下(式1)算出所有測定部位的生質度的測定值的標準偏差。
[數學式1]
標準偏差=
・・・・(式1)
n:資料之總數 x ̅:資料之平均 xi:各資料之值
(6) 長度方向的生質度的變動率
於前述生質度之測定中,使用所有測定部位的生質度的測定值算出變動率。
例如,於實施例1中利用下述(式2)算出27個部位的生質度的測定值的變動率。
變動率=(B
max-B
min)/B
ave[%]・・・(式2)
B
ave每4000m的生質度的平均值[%]
B
max每4000m的生質度的最大值[%]
B
min每4000m的生質度的最小值[%]
(8) 靜摩擦係數
使膜之密封層側彼此重疊,使用萬能拉伸試驗機STM-T-50BP(TOYO Baldwin製造),依據JIS K7125進行測定。樣品係於以下之三種方法中以長度方向為200mm、寬度方向為80mm之大小切取而進行測定。
(9) 楊氏率
依據JIS-K7127,於23℃對長度方向及寬度方向的拉伸強度進行測定。試驗片設為長度150mm、寬度15mm,試驗速度設為200mm/min。以N=3進行測定,並算出平均值。
(10) 耐衝擊性(衝擊強度)
使用東洋精機製造之膜衝擊試驗機,於23℃進行測定。
(11) 加速黏連強度
將聚烯烴系樹脂膜切成長度方向148mm、寬度方向105mm。使密封面彼此相對向而重疊。於50℃環境下進行30分鐘預熱後,由保持為50℃之7.0cm四方之鋁板夾住。使用(股份有限公司)東洋精機製作所製造之MINITESTPRESS MP-SCH,於50℃、100kN之條件下將鋁板與樣品進行壓製,並保持15分鐘。將所取出之樣品裁斷成寬度方向70mm。將重疊之樣品打開30mm,使直徑3mm之金屬棒以與寬度方向平行之方式***。將樣品安裝至島津製作所股份有限公司製造之Autograph AG-I,測定沿長度方向於200mm/min之條件下使金屬棒移動時的負載。以N=3進行測定,並算出平均值。
(12) 穿刺強度
對於聚烯烴系樹脂膜及積層體依據食品衛生法中之「食品、添加物等之規格基準 第3:器具及容器包裝」(1982年厚生省告示第20號)之「2.強度等試驗法」於23℃下測定穿刺強度。將尖端部直徑0.7mm之針以穿刺速度50mm/分鐘對膜進行穿刺,測定針貫穿膜時的強度。以N=3進行測定,並算出平均值。
(13) 熱密封起始溫度
對於聚烯烴系樹脂膜,依據JIS Z 1713(2009)測定熱密封起始溫度。此時,將膜裁斷成50mm×250mm(膜的寬度方向×長度方向)之長方形之試驗片(用於熱密封)。將兩片試驗片之密封層部彼此重疊,使用東洋精機製作所股份有限公司製造之熱梯度試驗機(熱密封試驗機),將熱密封壓力設為0.2MPa,將熱密封時間設為1.0sec。然後,於以5℃為單位賦予梯度而進行升溫之條件下進行熱密封。熱密封後,以寬度15mm切取試驗片。將藉由熱密封而熔合之試驗片打開至180°,將未密封部分夾在夾頭上而將密封部分剝離。然後,求出熱密封強度達到4.9N之時點的溫度。試驗機係使用Instron Instruments製造之萬能材料試驗機5965。試驗速度設為200mm/min。以N=5進行測定,算出平均值。
(14) 面配向係數
依據JIS K0062:1999年之化學製品之折射率測定法來評價密度。
以N=3進行測定,並算出平均值。面配向係數係藉由下述式來計算。
面配向係數=(Nx+Ny)/2-Nz
Nx:長度方向的折射率 Ny:寬度方向的折射率 Nz:厚度方向的折射率
(15) 潤濕張力
依據JIS-K6768塑膠-膜及片-潤濕張力試驗方法,測定層壓層表面的潤濕張力。
(16) 熱密封強度
熱密封條件及強度測定條件如下所述。亦即,使實施例、比較例中所獲得之積層體之聚烯烴系樹脂膜側彼此重疊,於0.2MPa之壓力下以密封棒的寬度10mm、熱密封溫度160℃熱密封1秒鐘後,放置冷卻。自於各溫度下熱密封之膜分別切取長度方向80mm、寬度方向15mm之試驗片,針對各試驗片,以十字頭速度200mm/分鐘剝離熱密封部,測定此時的剝離強度。試驗機係使用Instron Instruments製造之萬能材料試驗機5965。以各N=3次進行測定,並算出平均值。
(17) 缺陷個數
針對長度方向4000m、寬度方向1000mm之膜輥,使用飛達科(FUTEC)股份有限公司製造之型號MaxEye.X320之缺陷檢測機,計數長度0.3mm以上至1.0mm以下之缺陷個數。檢查n=3根之輥並算出平均值。
(18) 顆粒尺寸
隨機抽出顆粒,並以遊標尺對圖1、圖2中所示之長邊x、短邊y、厚度z的長度。以n=10個之樣本進行測定,並算出平均值。
(19) 安息角
使用漏斗使顆粒沉積於水平放置之直徑10cm之圓盤狀之接盤。於顆粒自接盤灑落且沉積之顆粒形成為固定量之山部之時點,利用量角器測定山之傾斜角。對每四分之一圓進行測定,並算出測定值的平均值。
(20) 顆粒色彩值
使用日本電色工業(股份有限公司)製造之測色色差計,依據JIS Z-8722測定色彩值XYZ後,計算色彩值L、a、b。以n=3進行測定,並算出平均值。
(21) 原料的計量變動
監視芯層及層壓層之計量生產線中所計量之原料比率。將相對於表2、表3中之設定比率之差的最大值的絕對值設為計量變動值。
(22) 壓力變動
於芯層及層壓層之熔融生產線中,以1sec為間隔、歷時60min來監視模具前的壓力。算出60分鐘之範圍內的壓力的最大值與最小值之差值而設為壓力變動值。
[母料之製造]
作為母料之原料,使用如下原料。
住友化學公司製造之丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物 FL8115A(MFR7.0g/10min、熔點148℃)
日本聚丙烯公司(Japan Polypropylene Corporation)製造之丙烯-乙烯無規共聚物 FG3DC(MFR9.5g/10min、熔點148℃)
Braskem公司製造之乙烯-己烯共聚物(源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯) SLH218(MFR2.3g/10min、密度916kg/m
3、熔點126℃)
[母料:MB1至MB6、MB8]
按照表1中所記載之作為母料之MB1至MB6、MB8之各自之原料比率,將聚丙烯系樹脂、源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯顆粒投入至容量200kg之轉鼓混合機。此時,將聚丙烯系樹脂與源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之合計設為100重量%,以成為表1之重量比之方式,添加熱穩定劑。利用轉鼓混合機充分攪拌後,以25kg為單位分批而排出,獲得乾式摻合物。
將所獲得之乾式摻合物投入至造粒擠出機上之具備內圓錐之料斗,使用45mmφ之雙軸擠出機(螺桿直徑43mmφ L/D;19.5),於將螺桿的轉速、進料機的轉速分別調整為200rpm、15rpm,將混練部的溫度調整為250℃之條件下進行擠出。過濾網構成設為50目/100目/50目。藉由條狀切割方式進行造粒,將顆粒篩孔的上限設為φ6.0mm、下限設為φ2.5mm而進行分粒,獲得母料。將所獲得之母料的物性示於表1。
[母料:MB7]
按照表1中所記載之MB7之原料比率,將螺旋的轉速、進料機的轉速分別設為400rpm、30rpm,將顆粒篩孔的上限設為φ9.0mm,除此以外,於與MB1相同之條件下獲得母料。將所獲得之母料的物性示於表1。
[實施例1]
[熱密封層中所使用之原料]
PP-1:住友化學公司製造之丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物 FL6745A(MFR6.0g/10min、熔點130℃)
二氧化矽:信越化學工業公司製造之非晶性二氧化矽KMP130-4(平均粒徑4μm)
有機潤滑劑:日本精化公司製造之俞樹酸醯胺BNT-22H
熱穩定劑:巴斯夫日本(BASF Japan)公司製造之受阻酚系抗氧化劑Irganox1010、巴斯夫日本(BASF Japan)公司製造之磷系加工穩定劑Irgafos168
[芯層中所使用之原料]
PP-2:住友化學公司製造之丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物 FL8115A(MFR7.0g/10min、熔點148℃)
LL-1:Braskem公司製造之乙烯-己烯共聚物(源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯) SLH218(MFR2.3g/10min、密度916kg/m
3、熔點126℃)
有機潤滑劑:日本精化公司製造之俞樹酸醯胺BNT-22H
熱穩定劑:巴斯夫日本 (BASF Japan) 公司製造之受阻酚系抗氧化劑Irganox1010、巴斯夫日本 (BASF Japan)公司製造之磷系加工穩定劑Irgafos168
[層壓層中所使用之原料]
PP-2:住友化學公司製造之丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物 FL8115A(MFR7.0g/10min、熔點148℃)
LL-1:Braskem公司製造之乙烯-己烯共聚物(源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯)SLH218(MFR2.3g/10min、密度916kg/m
3、熔點126℃)
熱穩定劑:巴斯夫日本 (BASF Japan)公司製造之受阻酚系抗氧化劑Irganox1010、巴斯夫日本 (BASF Japan)公司製造之磷系加工穩定劑Irgafos168
[聚烯烴系樹脂膜]
針對實施例1之聚烯烴系樹脂膜,基於後述之表2中所示之各層之樹脂組成及其比例,調整原料。調整係藉由螺旋式進料機對各原料進行定量輸送而計量各別的原料。1次之輕量批次係層壓層設為14kg、芯層設為40kg、熱密封層設為14kg。另外,將表1中所記載之各層中的調整物設為100重量%,於密封層中以作為有機滑劑之俞樹酸醯胺成為360ppm、作為無機抗黏連劑之平均粒徑4μm之二氧化矽成為2000ppm之方式於母料中添加。於芯層中以作為有機滑劑之俞樹酸醯胺成為270ppm之方式於母料中添加。
[熔融擠出]
將中間層中所使用之混合原料利用螺桿直徑90mm之3階段型單軸擠出機,將用於熱密封層及用於層壓層之混合原料分別使用直徑65mm及直徑45mm之3階段型單軸擠出機,以成為熱密封層/中間層/層壓層之順序之方式進行導入,導入至T槽型模具(設置以寬度1400mm將預成型(preland)設為兩階段,且以使熔融樹脂之流動變得均勻之方式將階差部分的形狀設為曲線狀而使得模具內之流動變得均勻),並使模具的出口溫度為230℃而進行擠出,。熱密封層/芯層/層壓層的厚度比率分別設為25%/55%/20%。
[冷卻]
利用35℃之冷卻輥將離開模具之熔融樹脂片進行冷卻,獲得厚度30μm之未延伸之聚烯烴系樹脂膜。於利用冷卻輥冷卻時,利用空氣噴頭將冷卻輥上的膜的兩端固定,利用氣刀將熔融樹脂片之全寬壓抵於冷卻輥,同時使真空腔室發揮作用而而防止空氣捲入至於熔融樹脂片與冷卻輥之間。空氣噴頭於兩端均沿膜行進方向串聯設置。模具周圍由片包圍,以避免熔融樹脂片被風吹到。
另外,使真空腔室的抽吸口的方向配合擠出之片的行進方向。
[修整]
藉由切紋劃入刃(Slitting blade),將經冷卻固化之聚烯烴系樹脂膜的兩端的邊料進行裁斷,並導向另一生產線。
[電暈處理]
對膜之層壓層的表面實施電暈處理(功率密度20W・min/m
2)。
[捲取]
以製膜速度40m/min來實施。將製膜而成之膜的邊料進行修整。以不產生褶皺之方式施加張力,一邊利用接觸輥按壓一邊捲取。以40度進行24小時老化後,藉由裁片機再次對兩端進行裁斷,而成為寬度1000mm之輥狀態而捲取4004m,作為膜輥。
去除位於自膜輥的表層的端部2m之距離之膜,進而位於自2m之距離之膜採取寬度方向上的中央部作為用於測定個別物性之樣本。
[積層體之製作]
將酯系接著劑以塗佈量成為3.0g/m
2之方式塗佈於基材膜,對實施例及比較例中所獲得之聚烯烴系樹脂膜、與作為基材膜之雙軸延伸聚丙烯膜(東洋紡股份有限公司製造之P2161,厚度20μm)進行乾式層壓,前述酯系接著劑係將主劑(Toyo-Morton公司製造,TM569)33.6質量份、硬化劑(Toyo-Morton公司製造,CAT10L)4.0質量份、及乙酸乙酯62.4質量份加以混合而獲得。將捲取所得膜保持於40℃,進行3天老化,獲得積層體。
[實施例2至實施例9]
於實施例1中,將芯層、層壓層中所使用之原料變更為表2中所示之比率,以相同之方法獲得30μm之聚烯烴系樹脂膜。以與實施例1相同之方式獲得積層體。將評價結果示於表3。
[比較例1、比較例4、比較例5、比較例6、比較例7、比較例8]
於實施例1中,將熱密封層、芯層、層壓層中所使用之原料變更為表4中所示之比率,以相同之方法獲得30μm之聚烯烴系樹脂膜。以與實施例1相同之方式獲得積層體。將評價結果示於表5。
[比較例2、比較例3]
於實施例1中,將芯層、層壓層中所使用之原料變更為表4中所示之比率,於比較例2中,將熱密封層之層比率設為20%、芯層之層比率設為60%,於比較例3中,將熱密封層之層比率設為3%、芯層之層比率設為94%、層壓層之層比率設為3%,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得30μm之聚烯烴系樹脂膜。
以與實施例1相同之方式獲得積層體。將評價結果示於表5。
於比較例1中,不使用母料而添加源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯,因此流動方向的生質度的變動大。
於比較例2、比較例3中,不使用母料而添加源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯,因此流動方向的生質度的變動大。另外,熱密封層的厚度薄,因此熱密封強度差。
於比較例4中,不使用母料而添加源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯,因此流動方向的生質度的變動大。另外,於熱密封層中添加源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯,因此熱密封強度差。
於比較例5中,不添加源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯,因此減少環境負荷之功效小。
於比較例6中,母料之聚乙烯比率大,安息角並未變小,因此生質度的變動大。
於比較例7中,母料的形狀大,且生質度的變動大。
於比較例8中,母料的MFR大,且生質度的變動大。
[表1]
項目 | 單位 | PP-1 | PP-2 | LL-1 | MB-1 | MB-2 | MB-3 | MB-4 | MB-5 | MB-6 | MB-7 | MB-8 | |
母料原料 | FL8115A(PP-1) | 重量% | 50 | 40 | 40 | 40 | 20 | 5 | 50 | - | |||
SLH218(LL-1) | 重量% | 50 | 60 | 60 | 60 | 80 | 95 | 50 | 50 | ||||
FG3DC(PP-2) | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | 50 | ||||
Irganox1010 | ppm | 1500 | - | 1500 | - | - | - | 1500 | 1500 | ||||
Irgafos168 | ppm | 700 | - | 700 | - | - | - | 700 | 700 | ||||
SumilizerGP | ppm | - | - | - | 1700 | 1700 | - | - | - | ||||
各原料中所含之熱穩定劑濃度 | Irganox1010 | ppm | 1800 | 1500 | 0 | 2250 | 600 | 2100 | 600 | 300 | 75 | 2250 | 1000 |
Irgafos168 | ppm | 400 | 500 | 1300 | 1600 | 980 | 1680 | 980 | 1140 | 1260 | 1600 | 2050 | |
SumilizerGP | ppm | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1700 | 1700 | 0 | 0 | 0 | |
合計 | ppm | 2200 | 2000 | 1300 | 3850 | 1580 | 3780 | 3280 | 3140 | 1335 | 3850 | 3050 | |
母料物性 | 形狀 | - | 橢圓球 | 橢圓球 | 橢圓球 | 圓筒 | 圓筒 | 圓筒 | 圓筒 | 圓筒 | 圓筒 | 圓筒 | 圓筒 |
長軸x | mm | 3.4 | 3.3 | 5.0 | 3.7 | 3.6 | 3.7 | 3.5 | 3.7 | 3.7 | 8.1 | 3.8 | |
短軸y | mm | 4.2 | 4.2 | 4.0 | 3.4 | 3.3 | 3.4 | 3.4 | 3.4 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | |
厚度z | mm | 2.3 | 2.4 | 2.7 | 1.8 | 18 | 1.9 | 1.8 | 1.9 | 1.8 | 5.1 | 1.8 | |
安息角 | 度 | 23 | 24 | 31 | 23 | 24 | 23 | 24 | 23 | 30 | 26 | 23 | |
生質度 | % | 0 | 0 | 90 | 45 | 54 | 54 | 54 | 72 | 86 | 45 | 45 | |
密度 | kg/m 3 | 890 | 890 | 916 | 903 | 906 | 906 | 906 | 911 | 915 | 903 | 903 | |
MFR 230℃、2.18kg | g/10min | 6.0 | 7.0 | - | 5.6 | 5.3 | 5.3 | 5.3 | 5.1 | 4.6 | 5.6 | 8.1 | |
MFR 190℃、2.18kg | g/10min | - | - | 2.3 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
色彩值a | - | -0.7 | -0.7 | -1.0 | -1.5 | -1.3 | -1.4 | -1.1 | -1.0 | -1.3 | -1.5 | -1.4 | |
色彩值b | - | -0.5 | -0.4 | -3.4 | -0.5 | -0.7 | -0.9 | -1.6 | -1.7 | -1.0 | -0.5 | -0.8 | |
色彩值L | - | 65.1 | 63.5 | 71.2 | 70.5 | 70.2 | 72.1 | 72.5 | 72.6 | 71.6 | 70.5 | 73.7 |
[表2]
項目 | 單位 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 實施例7 | 實施例8 | 實施例9 | ||
厚度 | μm | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | ||
熱密封層 | 下料 | PP-1 | % | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 |
LL-1 | % | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
熱穩定劑 | Irganox1010 | ppm | 1800 | 1800 | 1800 | 1800 | 1800 | 1800 | 1800 | 1800 | 1800 | |
Irgafos168 | ppm | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | ||
合計 | ppm | 2200 | 2200 | 2200 | 2200 | 2200 | 2200 | 2200 | 2200 | 2200 | ||
有機滑劑 | 俞樹酸醯胺 | ppm | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | |
抗黏連劑 | 二氧化矽 | ppm | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | |
芯層 | 下料 | PP-2 | 重量% | 74.0 | 74.0 | 69.0 | 80.0 | 50.0 | 50.0 | 74.0 | 89.0 | 38.0 |
LL-1 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-1 | 重量% | - | - | 31.0 | - | - | - | - | - | 62.0 | ||
MB-2 | 重量% | - | - | - | - | - | - | 26.0 | - | - | ||
MB-3 | 重量% | 26.0 | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-4 | 重量% | - | 26.0 | - | - | 50.0 | 50.0 | - | 11.0 | - | ||
MB-5 | 重量% | - | - | - | 20.0 | - | - | - | - | - | ||
MB-6 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-7 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-8 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
源自植物之PE成分 | 重量% | 15.6 | 15.6 | 15.6 | 16 | 20 | 20 | 15.6 | 6.6 | 31.0 | ||
熱穩定劑 | Irganox1010 | ppm | 1656 | 1266 | 1733 | 1272 | 1050 | 1050 | 1266 | 1401 | 1965 | |
Irgafos168 | ppm | 807 | 625 | 841 | 624 | 740 | 740 | 625 | 553 | 1182 | ||
SumilizerGP | ppm | 0 | 442 | 0 | 340 | 850 | 850 | 0 | 187 | 0 | ||
合計 | ppm | 2463 | 2333 | 2574 | 2236 | 2640 | 2640 | 1891 | 2141 | 3147 | ||
有機滑劑 | 俞樹酸醯胺 | ppm | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | |
層壓層 | 下料 | PP-2 | 重量% | 60.0 | 60.0 | 52.0 | 70.0 | 100.0 | 50.0 | 60.0 | 100.0 | 20.0 |
LL-1 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-1 | 重量% | - | - | 48.0 | - | - | - | - | - | 80.0 | ||
MB-2 | 重量% | - | - | - | - | - | - | 40.0 | - | - | ||
MB-3 | 重量% | 40.0 | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-4 | 重量% | - | 40.0 | - | - | - | 50.0 | - | - | - | ||
MB-5 | 重量% | - | - | - | 30.0 | - | - | - | - | - | ||
MB-6 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-7 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-8 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
源自植物之PE成分 | 重量% | 24.0 | 24.0 | 24.0 | 24.0 | 0 | 30.0 | 24.0 | 0 | 40.0 | ||
熱穩定劑 | Irganox1010 | ppm | 1740 | 1140 | 1860 | 1158 | 1500 | 1050 | 1140 | 1500 | 2100 | |
Irgafos168 | ppm | 972 | 692 | 1028 | 686 | 500 | 740 | 692 | 500 | 1380 | ||
SumilizerGP | ppm | 0 | 680 | 0 | 510 | 0 | 850 | 0 | 0 | 0 | ||
合計 | ppm | 2712 | 2512 | 2888 | 2354 | 2000 | 2640 | 1832 | 2000 | 3480 |
[表3]
項目 | 單位 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 實施例7 | 實施例8 | 實施例9 | ||
全部層中的生質PE含量 | 重量% | 13 | 13 | 13 | 14 | 17 | 23 | 13 | 4 | 25 | ||
源自植物之PE成分 芯層與熱密封層之差 | % | 15.6 | 15.6 | 15.6 | 15.6 | 20 | 20 | 15.6 | 4 | 26 | ||
源自植物之PE成分 層壓層與芯層之差 | % | 8.4 | 8.4 | 8.4 | 8.4 | -20 | 0 | 8.4 | -4 | 12 | ||
層比率 | 熱密封層 | % | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | |
芯層 | % | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | ||
層壓層 | % | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | ||
步驟變動 | 芯層原料的計量變動 | % | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 2 | |
層壓層原料的計量變動 | % | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | ||
芯層的壓力變動 | MPa | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | ||
層壓層的壓力變動 | MPa | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | ||
膜單獨體物性 | 霧度 | % | 4.4 | 4.3 | 4.1 | 4.2 | 4.0 | 4.5 | 4.2 | 3.5 | 4.8 | |
靜摩擦係數 | 熱密封層彼此 | - | 0.38 | 0.37 | 0.36 | 0.37 | 0.38 | 0.39 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | |
楊氏率 | 長度方向 | MPa | 530 | 550 | 540 | 540 | 520 | 560 | 530 | 520 | 580 | |
楊氏率 | 寬度方向 | MPa | 670 | 680 | 670 | 680 | 630 | 640 | 670 | 610 | 700 | |
衝擊強度 | 23℃ | J | 0.40 | 0.39 | 0.38 | 0.40 | 0.31 | 0.38 | 0.39 | 0.39 | 0.40 | |
加速黏連強度 | 熱密封層彼此 | mN/70mm | 36 | 45 | 48 | 40 | 35 | 42 | 37 | 37 | 44 | |
穿刺強度 | N | 1.9 | 1.9 | 1.9 | 1.9 | 1.9 | 2.1 | 1.9 | 1.9 | 1.9 | ||
熱密封起始溫度 | 4.9N | ℃ | 126 | 126 | 127 | 127 | 126 | 126 | 126 | 126 | 126 | |
面配向係數 | - | 0.002 | 0.003 | 0.002 | 0.002 | 0.003 | 0.002 | 0.004 | 0.004 | 0.003 | ||
潤濕張力 | 層壓層 | mN/m | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | |
缺陷數 | 個/4000m 2 | 38 | 55 | 46 | 26 | 48 | 62 | 180 | 21 | 85 | ||
輥物性 | 平均的生質度 | % | 12.0 | 12.0 | 12.0 | 12.2 | 14.9 | 20.3 | 12.0 | 3.0 | 22.5 | |
流動方向的生質度的變動率 | % | 8.8 | 7.4 | 4.5 | 9.5 | 8.3 | 9.6 | 7.7 | 6.3 | 10.1 | ||
生質度的標準偏差 | % | 0.31 | 0.33 | 0.25 | 0.36 | 0.35 | 0.39 | 0.34 | 0.08 | 0.41 | ||
層壓物性 | 熱密封強度 | 160℃ | N/15mm | 23 | 22 | 23 | 24 | 21 | 21 | 24 | 25 | 18 |
穿刺強度 | N | 9.2 | 9.2 | 9.3 | 9.2 | 9.3 | 9.8 | 9.3 | 9.2 | 9.5 |
[表4]
項目 | 單位 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | 比較例6 | 比較例7 | 比較例8 | ||
厚度 | μm | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 100 | 100 | ||
熱密封層 | 下料 | PP-1 | % | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 90.0 | 100.0 | 100.0 | 100 | 100 |
LL-1 | % | 0 | 0 | 0 | 10.0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
熱穩定劑 | Irganox1010 | ppm | 1800 | 1800 | 1800 | 1620 | 1800 | 1800 | 1800 | 1800 | |
Irgafos168 | ppm | 400 | 400 | 400 | 490 | 400 | 400 | 400 | 400 | ||
合計 | ppm | 2200 | 2200 | 2200 | 2200 | 2200 | 2200 | 2200 | 2200 | ||
有機滑劑 | 俞樹酸醯胺 | ppm | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | |
抗黏連劑 | 二氧化矽 | ppm | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | |
芯層 | 下料 | PP-2 | 重量% | 84.4 | 80.0 | 88.0 | 85.0 | 100.0 | 83.6 | 69 | 69 |
LL-1 | 重量% | 15.6 | 20.0 | 12.0 | 15.0 | - | - | - | - | ||
MB-1 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-2 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-3 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-4 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-5 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-6 | 重量% | - | - | - | - | - | 16.4 | - | - | ||
MB-7 | 重量% | - | - | - | - | - | - | 31 | - | ||
MB-8 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | 31 | ||
源自植物之PE成分 | 重量% | 15.6 | 20 | 12 | 15 | 0 | 15.6 | 15.6 | 15.6 | ||
熱穩定劑 | Irganox1010 | ppm | 1266 | 1200 | 1320 | 1275 | 1500 | 1266 | 1733 | 1578 | |
Irgafos168 | ppm | 624.8 | 660 | 596 | 620 | 500 | 625 | 841 | 872 | ||
SumilizerGP | ppm | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
合計 | ppm | 1891 | 1860 | 1916 | 1895 | 2000 | 1891 | 2574 | 2450 | ||
有機滑劑 | 俞樹酸醯胺 | ppm | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | |
層壓層 | 下料 | PP-2 | 重量% | 76.0 | 100.0 | 100.0 | 70.0 | 100.0 | 74.7 | 52 | 52 |
LL-1 | 重量% | 24.0 | - | - | 30.0 | - | - | - | - | ||
MB-1 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-2 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-3 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-4 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-5 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
MB-6 | 重量% | - | - | - | - | - | 25.3 | - | - | ||
MB-7 | 重量% | - | - | - | - | - | - | 48 | - | ||
MB-8 | 重量% | - | - | - | - | - | - | - | 48 | ||
源自植物之PE成分 | 重量% | 24.0 | 0.0 | 0.0 | 30.0 | 0 | 24 | 24 | 24 | ||
熱穩定劑 | Irganox1010 | ppm | 1140 | 1500 | 1500 | 1050 | 1500 | 1121 | 1860 | 1620 | |
Irgafos168 | ppm | 692 | 500 | 500 | 740 | 500 | 692 | 1028 | 1076 | ||
SumilizerGP | ppm | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
合計 | ppm | 1832 | 2000 | 2000 | 1790 | 2000 | 1813 | 2888 | 2696 |
[表5]
[產業可利用性]
項目 | 單位 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | 比較例6 | 比較例7 | 比較例8 | ||
全部層中的生質PE含量 | 重量% | 14 | 11 | 10 | 18 | 0 | 14 | 13 | 13 | ||
源自植物之PE成分 芯層與熱密封層之差 | % | 15.6 | 20 | 12 | 10 | 0 | 15.6 | 15.6 | 15.6 | ||
源自植物之PE成分 層壓層與芯層之差 | % | 8.4 | -20 | -12 | 15 | 0 | 8.4 | 8.4 | 8.4 | ||
層比率 | 熱密封層 | % | 25 | 20 | 3 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | |
芯層 | % | 55 | 60 | 94 | 50 | 55 | 55 | 55 | 55 | ||
層壓層 | % | 20 | 20 | 3 | 25 | 20 | 20 | 20 | 20 | ||
步驟變動 | 芯層原料的計量變動 | % | 8 | 9 | 5 | 9 | 2 | 2 | 3 | 2 | |
層壓層原料的計量變動 | % | 2 | 2 | 2 | 4 | 2 | 2 | 3 | 2 | ||
芯層的壓力變動 | MPa | 0.7 | 0.9 | 0.6 | 0.7 | 0.3 | 0.6 | 0.5 | 1.3 | ||
層壓層的壓力變動 | MPa | 0.5 | 0.2 | 0.6 | 0.2 | 0.2 | 0.4 | 0.4 | 2.1 | ||
膜單獨體物性 | 霧度 | % | 4.2 | 4.0 | 4.1 | 4.3 | 4.0 | 4.6 | 4.1 | 4.8 | |
靜摩擦係數 | 熱密封層彼此 | - | 0.37 | 0.38 | 0.38 | 0.37 | 0.37 | 0.38 | 0.36 | 0.37 | |
楊氏率 | 長度方向 | MPa | 530 | 520 | 530 | 520 | 490 | 550 | 540 | 600 | |
楊氏率 | 寬度方向 | MPa | 680 | 630 | 660 | 640 | 620 | 680 | 670 | 710 | |
衝擊強度 | 23℃ | J | 0.40 | 0.31 | 0.35 | 0.33 | 0.35 | 0.39 | 0.38 | 0.28 | |
加速黏連強度 | 熱密封層彼此 | mN/70mm | 40 | 35 | 35 | 37 | 30 | 41 | 41 | 32 | |
穿刺強度 | N | 1.9 | 1.9 | 1.9 | 1.9 | 1.7 | 1.9 | 1.9 | 2.1 | ||
熱密封起始溫度 | 4.9N | ℃ | 126 | 126 | 127 | 124 | 125 | 128 | 127 | 127 | |
面配向係數 | - | 0.002 | 0.004 | 0.002 | 0.002 | 0.003 | 0.003 | 0.002 | 0.002 | ||
潤濕張力 | 層壓層 | mN/m | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | |
缺陷數 | 個/4000m 2 | 195 | 174 | 215 | 261 | 10 | 201 | 51 | 44 | ||
膜輥物性 | 平均的生質度 | % | 12.2 | 9.9 | 9.3 | 15.8 | 0.0 | 11.6 | 12.1 | 12.2 | |
流動方向的生質度的變動率 | % | 25 | 23 | 26 | 31 | - | 22 | 24 | 23 | ||
生質度的標準偏差 | % | 0.74 | 0.68 | 0.70 | 0.84 | - | 0.70 | 0.71 | 0.65 | ||
層壓物性 | 熱密封強度 | 160℃ | N/15mm | 22 | 16 | 14 | 18 | 24 | 22 | 21 | 22 |
穿刺強度 | N | 9.2 | 9.3 | 9.3 | 9.2 | 9.0 | 9.2 | 9.1 | 9.2 |
藉由本發明,能夠提供一種環保型之聚烯烴系樹脂膜,製品中的生質度的變動小,缺陷的個數少,因此使用前述聚烯烴系樹脂膜之包裝材的不良率小,且熱密封強度優異,從而能夠對產業做出巨大貢獻。
1,2,3:原料料斗(滑動閘門式)
4:原料料斗(螺旋進料機式)
5:混合料斗
6:計量機
7:攪拌葉片
8:移送進料機
9:待機料斗
10:擠出機
11:內圓錐
[圖1]係顯示原料系統之示意圖。
[圖2]係顯示設置有內圓錐(inner cone)之料斗之示意圖。
[圖3]係顯示圓柱狀顆粒之外觀圖及投影圖。
[圖4]係顯示橢圓球狀顆粒之外觀圖及投影圖。
[圖5]係顯示生質度的標準偏差的測定部位。
Claims (5)
- 一種聚烯烴系樹脂膜之製造方法,包括下述步驟: 將母料顆粒、及由丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物所構成之顆粒分別個別地移送至內壁的角度相對於水平方向為40度以上之混合料斗之步驟,其中前述母料顆粒包含聚丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物、及源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯,且滿足下述a)至d); a) 母料顆粒中之源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯的含量為聚丙烯均聚物及/或丙烯與碳數2或4至20之α烯烴之無規共聚物、及前述源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之合計量之40重量%以上至85重量%以下; b) 安息角為20度以上至28度以下; c) 密度為880kg/m 3以上至910kg/m 3以下; d) 230℃、2.16kg時的熔體流動速率為1.0g/10min以上至8.0g/10min以下; 繼而,將所混合之顆粒移送至內壁的角度相對於水平方向為40度以上之待機料斗,進而移送至擠出機之步驟; 利用擠出機對所混合之顆粒進行熔融混練之步驟;以及 自擠出機擠出熔融樹脂片,並利用冷卻輥進行冷卻,而形成未延伸片之步驟。
- 如請求項1所記載之聚烯烴系樹脂膜之製造方法,其中相對於母料顆粒中之聚丙烯均聚物及/或丙烯-α烯烴無規共聚物與源自植物之直鏈狀低密度聚乙烯之合計量,含有抗氧化劑500ppm以上至5000ppm以下。
- 如請求項1或2所記載之聚烯烴系樹脂膜之製造方法,其中母料顆粒的形狀為圓柱狀或橢圓球狀。
- 如請求項1或2所記載之聚烯烴系樹脂膜之製造方法,其中母料顆粒的長軸x為6mm以下,短軸y的長度為4.5mm以下,厚度z的長度為4.5mm以下。
- 如請求項3所記載之聚烯烴系樹脂膜之製造方法,其中母料顆粒的長軸x為6mm以下,短軸y的長度為4.5mm以下,厚度z的長度為4.5mm以下。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
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