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熱収縮性延伸積層フィルム、並びに、これを備えるトップシール包装体及びピローシュリンク包装体
説明

熱収縮性延伸積層フィルム、並びに、これを備えるトップシール包装体及びピローシュリンク包装体

【課題】被包装物を包装するに際し、熱収縮工程における被包装物の変形を抑制可能であると共に、包装後の変形回復性に優れた熱収縮性延伸積層フィルムを提供する。
【解決手段】本発明の熱収縮性延伸積層フィルムは、エチレン−α−オレフィン共重合体を含む表層(A)と、接着層(B)と、芳香族ポリアミド系共重合体を含む芯層(C)と、接着層(D)と、プロピレン系共重合体を含む表層(E)と、をこの順に備える熱収縮性延伸積層フィルムであって、エチレン−α−オレフィン共重合体の密度が0.910〜0.935g/cmであり、エチレン−α−オレフィン共重合体のメルトフローレートが190℃、2.16kgfの荷重条件において1.0〜3.0g/10分であり、熱収縮性延伸積層フィルム全体の厚みに対する表層(A)の厚みの比率が50〜80%である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、包装機による包装に適し、主にガスバリア性及び臭いバリア性が必要な食品包装分野に使用するのに好適な熱収縮性延伸積層フィルム、並びに、これを備えるトップシール包装体及びピローシュリンク包装体に関する。
【背景技術】
【0002】
飲食料品、医薬品、化粧品等を包装するために、様々な形態のプラスチック製包装容器が開発され提案されている。
食料品を覆う包装方法として、例えば、家庭用ラップ包装、オーバーラップ包装、ひねり包装、袋詰め包装、スキン包装、ピローシュリンク包装、ストレッチ包装、トップシール包装等が挙げられる。特に、ピローシュリンク包装及びトップシール包装の連続包装機は高速包装でき、シンプルできれいな仕上がりが得られるため主流になりつつある。
【0003】
さらに、近年では環境への配慮から、スーパーやコンビニ等で売れ残った食品等の廃棄量を削減する意識が高まり、食品の長期保存、常温保存を目的としたガスパック包装が注目されている。ガスパック包装は、容器内を窒素ガスや二酸化炭素ガスで封入することにより細菌等の繁殖を抑制し、長期保存を実現するツールであり、使用する包装フィルムには酸素透過性の低いガスバリア性フィルムが適している。ガスバリア性フィルムとしては、バリア性の樹脂であるポリアミド系樹脂と、低温シール性を有するポリオレフィン系樹脂とを積層したフィルムが知られている。
【0004】
例えば、特許文献1には、少なくとも一つの外層をポリプロピレン系樹脂からなる層とし、中間層を芳香族系ジアミン共重合体と芳香族系ジアミン重合体とを含むポリアミド系樹脂組成物からなる層として積層してなる二軸延伸フィルムが開示されている。
特許文献2には、変性ポリオレフィン系樹脂層、ポリアミド系樹脂層、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂層、変性ポリオレフィン系樹脂層、エチレン−α−オレフィン系共重合体樹脂層の順で積層されてなり、架橋して耐熱性を付与した延伸フィルムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2000−79669号公報
【特許文献2】特開2007−185910号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1〜2のようにバリア性の良い樹脂、特にナイロン系樹脂層を有するフィルムを延伸すると、特有の強い熱収縮力で、被包装物が軟弱な物又は容器の場合に被包装物が変形する場合がある。
【0007】
また、特許文献2では、包装した際に、タイトに美麗に仕上がるものの、包装後のフィルムの変形回復性(例えば、フィルムを指で押さえた際に発生する凹みやシワなどの変形回復性)が劣っている。
【0008】
本発明が解決しようとする課題は、被包装物を包装するに際し、熱収縮工程における被包装物の変形を抑制可能であると共に、包装後の変形回復性に優れた熱収縮性延伸積層フィルム、並びに、当該フィルムを備えるトップシール包装体及びピローシュリンク包装体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は、下記の通りである。
1. エチレン−α−オレフィン共重合体を含む表層(A)と、
接着層(B)と、
芳香族ポリアミド系共重合体を含む芯層(C)と、
接着層(D)と、
プロピレン系共重合体を含む表層(E)と、をこの順に備える熱収縮性延伸積層フィルムであって、
前記エチレン−α−オレフィン共重合体の密度が0.910〜0.935g/cmであり、
JIS−K−7210に準拠して測定される前記エチレン−α−オレフィン共重合体のメルトフローレート(MFR)が190℃、2.16kgfの荷重条件において1.0〜3.0g/10分であり、
前記熱収縮性延伸積層フィルム全体の厚みに対する前記表層(A)の厚みの比率が50〜80%である、熱収縮性延伸積層フィルム。
2. 前記表層(A)の厚みが5〜20μmであり、前記芯層(C)の厚みが1〜5μmである、1.に記載の熱収縮性延伸積層フィルム。
3. 水に対する前記表層(A)の表面の接触角が70°以下であり、
JIS−K−7125に準拠して測定される前記表層(A)の前記表面の動摩擦係数が0.10〜0.30である、1.又は2.に記載の熱収縮性延伸積層フィルム。
4. 引張弾性率が500〜1600MPaであり、厚みが10〜25μmである、1.〜3.のいずれか1つに記載の熱収縮性延伸積層フィルム。
5. ASTM−D2732に準拠して測定されるMD方向及びTD方向それぞれの熱収縮率が、100℃において5〜20%であり且つ160℃において35%以上であり、
ASTM−D2838に準拠して測定されるTD方向の最大熱収縮力が100〜160℃の温度領域で0.50N/cm以下である、1.〜4.のいずれか1つに記載の熱収縮性延伸積層フィルム。
6. 1.〜5.のいずれか1つに記載の熱収縮性延伸積層フィルムを備える、トップシール包装体。
7. 1.〜5.のいずれか1つに記載の熱収縮性延伸積層フィルムを備える、ピローシュリンク包装体。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、シール層(シーラント層)として機能し得る表層(A)の密度、MFR、厚み比率が上記範囲であることで、その層が変形回復の支持層となり、包装後のフィルムの緊迫性が良好で、包装後の変形回復性(例えば、包装後のフィルムを指で押さえた際に発生する凹みやシワなどの変形回復性)に優れたフィルムが得られる。
【0011】
また、本発明の熱収縮性延伸積層フィルムは、当該フィルムが低収縮力であることにより、熱収縮工程において被包装物(例えばトレー容器)の変形を抑制しつつピローシュリンク包装及びトップシール包装することができる。この点、上記特許文献2では、非シール面である外層に電子線架橋処理することにより耐熱性を付与しているが、コストや維持管理の手間がかかる場合がある。一方、本発明の熱収縮性延伸積層フィルムは、電子線架橋処理等を要することなく十分な耐熱性を有している。
【0012】
また、上記特許文献1のような二軸延伸フィルムにおいて、両外層の樹脂が実質的に同じであり、ヒートシールバーが接触する面が耐熱性を有さないと、シール時に該シールバーにフィルムが融着する、又は表面が荒れる等の不良が発生しやすい点が課題となる。一方、本発明の熱収縮性延伸積層フィルムは、ヒートシール性に優れており、フィルムの融着や表面の荒れ等の不良の発生を抑制することができる。
【0013】
さらに、本発明は、剛性、気密シール性、耐ピンホール性、耐アルコール性、及び防曇性に優れている。また、本発明は、バリア性に優れているため、においの強い食品の包装や、ガスパック包装に適している。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。各層の間、例えば表層(A)と接着層(B)の間に別の層を設けてもよい。
【0015】
本実施形態の熱収縮性延伸積層フィルムは、表層(A)、接着層(B)、芯層(C)、接着層(D)及び表層(E)の少なくとも5層をこの順に備える。
【0016】
表層(A)は、ヒートシールする際のシール層として機能し、且つ、包装後のフィルムの変形回復の支持層となる。表層(A)は、密度が0.910g/cm以上0.935g/cm以下のエチレン−α−オレフィン共重合体を含む樹脂から構成される。エチレン−α−オレフィン共重合体の密度が0.910g/cmより下回ると、延伸過程で配向がかかりにくく、変形回復性が優れない。さらに、この場合、フィルム同士がブロッキングするおそれがある。エチレン−α−オレフィン共重合体の密度が0.935g/cmを超えると、フィルムの成形性が悪化し、さらに、熱収縮時の収縮力が大きくなるので、包装後の熱収縮時に被包装物(例えばトレー容器)が変形しやすくなる。エチレン−α−オレフィン共重合体の密度は、0.915g/cm以上が好ましく、0.920g/cm以上がより好ましい。エチレン−α−オレフィン共重合体の密度は、0.930g/cm以下が好ましく、0.925g/cm以下がより好ましい。なお、上記密度は、温度23℃においてJIS−K−7112に準拠して測定することができる。
【0017】
表層(A)を構成するエチレン−α−オレフィン共重合体のJIS−K−7210に準拠して測定されるMFRの値(190℃、2.16kgf)は、1.0g/10分以上3.0g/10分以下である。MFRの値が1.0g/10分以上であれば、十分な流動性を保有するため自動包装機で熱シールした時にシール部の気密シール性が良好となり、また、押出加工性が良好である。また、MFRの値が3.0g/10分以下であれば、変形回復性が優れる。MFRの値は、1.5g/10分以上、2.5g/10分以下が好ましい。
【0018】
表層(A)のエチレン−α−オレフィン共重合体としては、シングルサイト系触媒、又はマルチサイト系触媒と呼ばれる触媒を用いて重合するものが一般的であるが、その中でもシングルサイト系触媒により重合されたものがホットタックシール性に優れるため好ましい。エチレン−α−オレフィン共重合体の単量体として用いられるα−オレフィンとしては、1−ブテン、4−メチル−ペンテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
【0019】
シール層である表層(A)の厚み比率は、熱収縮性延伸積層フィルムの全体の厚み(全層厚み)に対して、良好な変形回復性及び気密シール性が得られる点で、50〜80%であることが必要であり、50〜70%が好ましい。さらに、表層(A)の厚みは、良好な回復性を付与する点で、5〜20μmが好ましく、10〜15μmがより好ましい。
【0020】
表層(A)のエチレン−α−オレフィン共重合体は、単独で使用しても2種以上を併用してもよい。エチレン−α−オレフィン共重合体は、高圧法低密度ポリエチレンや線状低密度ポリエチレン等を更に含んでいてもよいが、ホットタックシール性や気密シール性に優れる観点から、エチレン−α−オレフィン共重合体の含有量は、表層(A)全体を基準として60〜100重量%が好ましく、70〜99.9重量%がより好ましく、80〜99.9重量%が更に好ましい。
【0021】
濡れ性の指標として、水に対する表層(A)の表面の接触角は、防曇性が向上する観点から、70°以下であることが好ましい。本実施形態のフィルムに防曇性を付与するため、エチレン−α−オレフィン共重合体を含む表層(A)は、グリセリン系脂肪酸エステル系界面活性剤(防曇剤)を更に含んでいることが好ましい。表層(A)がグリセリン系脂肪酸エステルを含む場合、その含有量は、表層(A)全体を基準として0.1〜5.0重量%が好ましい。
【0022】
グリセリン系脂肪酸エステルとしては、グリセリンのモノ脂肪酸エステル、ジ脂肪酸エステル、トリ脂肪酸エステル、ポリ脂肪酸エステル等が挙げられ、炭素数が8〜18の飽和又は不飽和脂肪酸のモノグリセリンエステル、ジグリセリンエステル、トリグリセリンエステル、テトラグリセリンエステル等が挙げられる。その中でも、ジグリセリンオレート、ジグリセリンラウレート、グリセリンステアレート、グリセリンモノオレート、又はそれらの混合物を主成分としたものが、フィルムの滑り性や光学特性を阻害し難く、使い勝手が良いので好ましい。
【0023】
JIS−K−7125に準拠して測定される表層(A)の動摩擦係数の値は、0.10〜0.30であることが好ましい。この場合、包装機械適性が向上し、仕上がりの美しい包装体が高速で連続して得られる。表層(A)の動摩擦係数の値は、0.10〜0.20であることがより好ましい。表層(A)は、防曇性が損なわれない程度に滑剤を含んでいてもよい。表層(A)が滑剤を含むことにより、動摩擦係数の値が0.10〜0.30に調整され易くなる。
【0024】
滑剤としては、脂肪酸アミドやアルキレンビス脂肪酸アミド等が挙げられる。これらは、製膜した際にブリードアウトしやすく透明性も高いため、滑り性を得るために有効である。脂肪酸アミドとしては、例えば、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘン酸アミド等が使用され、アルキレンビス脂肪酸アミドとしては、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド等が使用される。
【0025】
さらに、表層(A)には、酸化防止剤、帯電防止剤、石油樹脂、ミネラルオイル等の液体添加剤を、防曇性を損なわない程度に添加してもよい。
【0026】
接着層(B)は、表層(A)と芯層(C)とを接着する機能を有する層である。接着層(B)に用いる接着性樹脂としては、エチレン−α−オレフィン共重合体樹脂とポリアミド系樹脂とを接着できる公知のものを使用することができる。
【0027】
上記接着性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂とα,β−不飽和カルボン酸及びその誘導体から選ばれる少なくとも一種のモノマーとをグラフトした変性ポリエチレン系樹脂及び変性ポリプロピレン系樹脂並びにこれらの混合物が挙げられる。
【0028】
芯層(C)は、芳香族ポリアミド系共重合体を含む樹脂から構成される。芯層(C)に用いる芳香族ポリアミド系共重合体は、単独で使用しても2種以上を併用してもよい。芳香族ポリアミド系共重合体とは、主鎖中に芳香族環を有する結晶性ナイロン(ポリアミド)を意味し、その具体例としては、例えば、メタキシリレンアジパミド(MXD6Ny:メタキシリレンジアミンとアジピン酸との重縮合物)や、メタキシリレンジアミンとアジピン酸とイソフタル酸との重縮合物が挙げられる。芳香族ポリアミド系共重合体は、ナイロン6、ナイロン6/66等の脂肪族系ポリアミドに比べて、ガスバリア性や臭いバリア性に優れ、耐ピンホール性等の強度や延伸性、成型加工性等が良好であり、光による被包装物の色調の変化や劣化を抑制し、更に高剛性であるので、芯層(C)を構成する素材として適している。芳香族ポリアミド系共重合体の含有量は、芯層(C)全体を基準として90〜100重量%であることが好ましい。
【0029】
芯層(C)の厚みは1〜5μmが好ましい。一般にポリアミド樹脂等のバリア性樹脂は、ポリオレフィン樹脂に比べて高価であるため、芯層(C)の厚みを5μm以下とすることで製造コストを低くすることができる。また、芯層(C)の厚みを1μm以上とすることで剛性及びガスパック包装に必要な酸素バリア性能を保有し易い。
【0030】
接着層(D)は、芯層(C)と表層(E)とを接着する機能を有する層である。接着層(D)としては、ポリプロピレン系樹脂とポリアミド系樹脂を接着できる公知の接着性樹脂を使用すればよい。
【0031】
上記接着性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂とα,β−不飽和カルボン酸及びその誘導体から選ばれる少なくとも一種のモノマーとをグラフトした変性ポリエチレン系樹脂及び変性ポリプロピレン系樹脂並びにこれらの混合物が挙げられる。
【0032】
表層(E)は、プロピレン系共重合体を含む耐熱層であり、表層(A)より融点が高い層であることが好ましい。表層(A)と表層(E)の融点の差は大きいほど好ましく、融点の差は10℃以上が好ましく、20℃以上がより好ましい。なお、表層(A)及び表層(E)の融点は、それぞれ示差走査熱量計(DSC)により測定することができる。表層(E)の融点は、耐熱性の観点から130〜160℃であることが好ましい。表層(E)の厚みは、1〜10μmが好ましく、1〜5μmがより好ましい。
【0033】
ここで、表層(E)のプロピレン系共重合体の具体例としては、プロピレンとエチレンとの共重合体、プロピレンと炭素数4〜8のα−オレフィンとの共重合体、プロピレンとエチレンと炭素数4〜8のα−オレフィンとの共重合体等が挙げられ、ランダム共重合体又はブロック共重合体のいずれであってもよい。
【0034】
炭素数4〜8のα−オレフィンの具体例としては、例えば、1−ブテン、4−メチル−ペンテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンが挙げられるが、これらに特に限定されない。これらの共重合成分は、各々を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−エチレン−1−ブテン共重合体が比較的安価であり、且つ、厚み斑の少ない良好な品位のフィルムを生産しやすいため好ましい。
【0035】
表層(E)のプロピレン系共重合体のMFR(230℃、2.16kgf)は、十分な熱収縮率が得られ且つフィルムの生産性も優れる点で、0.5〜8.0g/10分であることが好ましい。また、表層(E)のプロピレン系共重合体における重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)で表される値は、延伸性に優れる観点から、1.5〜9.0が好ましく、2.0〜8.0がより好ましい。なお、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて換算した値とする。
【0036】
表層(E)に用いるプロピレン系共重合体は、上記条件を満たしていれば単独で使用しても2種以上を併用してもよいが、製造ラインがシンプルとなり経済性に優れる観点から、単独で使用する方が好ましい。プロピレン系共重合体の含有量は、耐熱性に優れる観点から、表層(E)全体を基準として50〜100重量%が好ましく、60〜100重量%がより好ましく、70〜99.9重量%が更に好ましい。
【0037】
また、表層(E)は、ポリプロピレン系樹脂の改質剤を更に含んでいてもよい。ポリプロピレン系樹脂の改質剤としては、1−ブテン、エチレン系エラストマー、プロピレン系エラストマー等が挙げられる。該改質剤を添加することにより、二軸延伸して製膜した時に表層(E)の延伸配向度を抑制し、熱収縮力を抑制することができる。
【0038】
上述した(A)〜(E)の各層は、防曇剤、可塑剤、酸化防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、滑剤、無機フィラー、結晶核剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
【0039】
本実施形態の熱収縮性延伸積層フィルムは、測定法ASTM−D2732に準拠して測定されるMD方向及びTD方向それぞれの熱収縮率が100℃において5〜20%であることが好ましく、測定法ASTM−D2732に準拠して測定されるMD方向及びTD方向それぞれの熱収縮率が160℃において35%以上であることが好ましい。一般に、トップシール包装においてタイトな仕上がりの包装物を得るためには、100℃における熱収縮率は5%以上であれば十分であるが、熱収縮率が20%を超えるとトレー容器が変形して、かえって包装物の仕上がり性は低下する。一方で、ピローシュリンク包装においては高熱収縮率が好ましく、特に160℃において35%以上の熱収縮率であればタイトできれいな仕上がりの包装物を得ることができる。本実施形態の熱収縮性延伸積層フィルムでは、100℃及び160℃における熱収縮率が大きく異なることにより、包装形態に応じて、包装後の熱収縮工程(熱シュリンク工程)における加熱温度を調整することで、トップシール包装及びピローシュリンク包装のいずれにも更に好適に使用できる。なお、熱収縮率は、より好ましくは100℃において10〜20%であり、160℃において40%以上である。また、上記MD方向の熱収縮率とTD方向の熱収縮率との平均値は、100℃において5〜20%であることが好ましく、160℃において35%以上であることが好ましい。なお、「TD方向」とは、フィルムの流れ方向に対して直角の方向、すなわち原反ロールの巾方向をさし、「MD方向」とは、フィルムの流れ方向、すなわち原反ロールの巻き方向をさす。
【0040】
また、本実施形態の熱収縮性延伸積層フィルムは、測定法ASTM−D2838に準拠して測定されるTD方向(横方向)の最大熱収縮力が、100〜160℃の温度領域で0.50N/cm以下であることが好ましく、0.40N/cm以下であることがより好ましい。100〜160℃に設定した理由は、トップシール包装、ピローシュリンク包装分野において、フィルムの収縮を行わせるシュリンクトンネルの実用上の温度であるからである。
【0041】
ここで、トレー容器をトップシール包装及びピローシュリンク包装するに際し、フィルムのTD方向をトレー容器の横方向(矩形状の容器における短辺方向、楕円形状の容器における短軸方向)に通常合わせる。この場合、熱収縮(熱シュリンク)時に、トレー容器の構造上、トレー容器は横方向への変形が大きくなる傾向がある。本実施形態の熱収縮性延伸積層フィルムでは、TD方向の最大熱収縮力が100〜160℃の温度領域で0.50N/cm以下であることにより、上記トップシール包装及びピローシュリンク包装のいずれにおいても熱収縮時に発生するトレーの変形を実用上問題ないレベルに抑えることができる。
【0042】
本実施形態の熱収縮性延伸積層フィルムの厚みは、10〜25μmであることが好ましい。熱収縮力は厚みにほぼ比例することから、フィルムの厚みが厚いほど熱収縮力は増加して熱収縮時にトレー容器が変形し易いため、フィルムの厚みは25μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましい。また、フィルムの厚みが10μm以上であれば、適度な剛性となり易く包装後の手触り感に優れる。
【0043】
本実施形態の熱収縮性延伸積層フィルムの引張弾性率(剛性)は、500〜1600MPaが好ましい。引張弾性率が1600MPa以下であると、熱収縮時に剛性による抵抗が小さく十分な収縮が得られ易い。引張弾性率が500MPa以上であると、トップシール包装の蓋材として適度な剛性が得られ易い。なお、引張弾性率は、ASTM−D882に準拠して測定することができる。
【0044】
本実施形態の熱収縮性延伸積層フィルムを製膜する方法は、例えばTダイ式共押出法、サーキュラーダイ式共押出法等の公知の共押出法により、まずダイスから押出して(A)〜(E)の各層を積層した後、急冷して無延伸状態の原反(積層体)を採取する。
【0045】
次に、このように(A)〜(E)の各層が積層された原反を加熱し、配向を付与するのに適当な温度条件下で二軸延伸して多層フィルムを製膜する。延伸温度は80〜130℃が好ましく、延伸倍率はMD方向及びTD方向それぞれ4.0〜8.0倍に設定することが好ましい。
【0046】
また、延伸後に、熱風吹きつけ式、熱ローラ式、又は赤外加熱ヒーター等の間接加熱式等の熱処理を、単独又は併用して行ってもよい。上記の熱処理により、連続包装機での使用の際に使い勝手を悪くするフィルムのカールの発生が抑制される傾向にある。
さらに、印刷適正を向上させるために、延伸後にコロナ処理やプラズマ処理等の表面処理を行ってもよい。
【0047】
次に、本実施形態の熱収縮性延伸積層フィルムを包装フィルムとして用いてトップシール包装体を得るための工程の一例について説明する。まず、内容物を詰めたプラスチック容器(トレー容器)の天面を直接包装フィルムで覆い、ヒートシールバーによりヒートシールすると同時にカッター刃で包装フィルムのカットを行い、個々の包装体を得る。次に、これらを予め100℃近辺に温度調節されている熱風シュリンクトンネルでフィルムを熱収縮させることでタイトに仕上がった包装体を得る。内容物がフィルムと接触している場合は、接触している部分が熱風ではシュリンクしないため、蒸気や熱水を併用してもよい。
【0048】
次に、本実施形態の熱収縮性延伸積層フィルムを包装フィルムとして用いてピローシュリンク包装体を得るための工程の一例について説明する。まず、内容物を詰めたプラスチック容器(トレー容器、被包装体)を筒状に覆う工程を行い、次に回転ローラ式のセンターヒートシール装置にて被包装体の裏面にシール線がくるように合掌シールしながら筒にして送る工程を行う。続いて、被包装体を包んでいる筒状フィルムの前後をノコ刃状のカッター等でカットしながらフィルム筒の前後を閉じるようにヒートシールして、個々の包装体を得る。次に、これらを予め150〜160℃に温度調節されている熱風シュリンクトンネルでフィルムを熱収縮させることでタイトに仕上がった包装体を得る。内容物がフィルムと接触している場合など、熱風ではシュリンクしづらい場合は、蒸気や熱水を併用してもよい。
【0049】
また、本実施形態の包装体の製造方法では、熱収縮性延伸積層フィルムにて包装する直前に、被包装物に収容された内容物に向かって窒素ガス、二酸化炭素ガス、又はその混合ガスを吹付け、直ちに包装して密閉することによりガスパック包装することができる。ガスパック包装によって内容物の酸化劣化を防ぐことができ、食品の保存期間の延長効果がある。
【実施例】
【0050】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。実施例、比較例の積層フィルムの引張弾性率、熱収縮率、最大熱収縮力、酸素バリア性、ヒートシール性、包装体の仕上がり性、包装体の変形回復性、防曇性、及び、動摩擦係数を以下の方法により測定・評価した。
【0051】
[引張弾性率]
積層フィルム全体の引張弾性率をASTM−D882に準拠して測定した。MD方向(縦方向)及びTD方向(横方向)についてそれぞれ測定し、その平均値を引張弾性率として用いた。
【0052】
[熱収縮率]
ASTM−D2732に準拠して、100℃及び160℃の温度にて積層フィルムを10分間収縮させて、積層フィルムの熱収縮率を測定した。MD方向及びTD方向の熱収縮率をそれぞれ測定すると共に、その平均値を算出した。
【0053】
[最大熱収縮力]
ASTM−D2838に準拠して、1cm巾の積層フィルムのTD方向における100〜160℃の熱収縮力を測定した。測定は連続して5分間行い、上記温度領域での測定値のうちの最大値を最大熱収縮力として用いた。
【0054】
[酸素バリア性]
MOCON社製の酸素透過分析装置(OX−TRAN(登録商標2/21SH))を用いて、酸素の条件を65%RH、測定温度を23℃として酸素透過率を測定し、測定開始3時間経過後の酸素透過率の値により酸素バリア性の評価を行った。なお、酸素透過率の測定値単位は「cc/m/MPa/day」である。
【0055】
[ヒートシール性]
得られた積層フィルムを所定の幅にスリットし、茨木精機(株)製TL−3000Sを用いて、内部に200gの粘土を入れたポリプロピレン製トップシール用の楕円型のトレー容器を用い包装速度30パック/分、ヒートシール圧力0.4MPaの条件で包装を行った。なお、積層フィルムのTD方向をトレー容器の短軸方向に合わせて包装を行った。ヒートシール性は、シール部の表面荒れ及びピンホールの有無を目視にて外観評価を行って以下の基準により評価した。
<評価基準>
○:シール強度が2N/15mm幅以上となる下限のヒートシール設定温度において、シール部の表面が荒れず、ピンホールも発生しない。
×:シール強度が2N/15mm幅以上となる下限のヒートシール設定温度において、シール部の表面が荒れる、又はピンホールが発生する。
【0056】
[包装体の仕上がり性]
(トップシール包装)
得られた積層フィルムを所定の幅にスリットし、茨木精機(株)製TL−3000Sを用いて、内部に200gの粘土を入れたポリプロピレン製トップシール用の楕円型のトレー容器を用い包装速度30パック/分で包装を行った。なお、積層フィルムのTD方向をトレー容器の短軸方向に合わせて包装を行った。熱風トンネルとしてK&Uシステム(株)製BBT−600Sを用い、熱風温度を100℃に設定した。包装体の仕上がり性は、目視にてトレー容器の外観評価を行って下記の基準により評価した。
(ピローシュリンク包装)
得られた積層フィルムを所定の幅にスリットし、茨木精機(株)製VSP−2000を用いて、内部に200gの粘土を入れたポリスチレン製トレー容器を用い包装速度30パック/分で包装を行った。なお、積層フィルムのTD方向をトレー容器の短軸方向に合わせて包装を行った。熱風トンネルとしてK&Uシステム(株)製FB−800を用い、熱風温度を160℃に設定した。包装体の仕上がり性は、目視にてトレー容器の外観評価を行って下記の基準により評価した。
<評価基準>
○:トレー容器に変形(歪みや反り)が認められず、かつ角残りが少ない。
×:トレー容器に変形(歪みや反り)が認められる、又は収縮不足により角残りが多い。
【0057】
[包装体の変形回復性]
上記の方法で得られたトップシール包装体ならびにピローシュリンク包装体の天面のフィルムの中央付近を直径14mmの球で、荷重7Nの力で押込んだあと、即座に球を取り除き、フィルムにできた凹み痕が消失するのに要する時間が3分未満のものを○とし、3分以上であるものを×とした。
【0058】
[防曇性(接触角)]
液滴として水を用い、水滴とフィルム表面(表層(A))との接触角を協和界面科学(株)製の接触角計(PCA−1)で測定した。接触角が70°以下のものを○とし、70°より大きいものを×とした。
【0059】
[動摩擦係数]
23℃における表層(A)の表面の動摩擦係数を、JIS−K−7125に準拠して測定した。この動摩擦係数の測定においては、オリンパス(株)製のレーザー顕微鏡OLS4000にて測定した表面粗さがRa=6.5〜7.2の梨地とフィルムの表層(A)の縦方向(MD方向)について測定し、n=5の平均値を動摩擦係数として用いた。
【0060】
実施例及び比較例において使用した構成成分(合成樹脂)の略号を表1に記す。なお、表1中、MFRの単位は「g/10分」である。
【0061】
【表1】

【0062】
[実施例1]
まず、表2に示す層構成にて環状5層ダイを用いて溶融共押出した後に約15℃の冷水で固化して、総厚みが600μmのチューブ状の無延伸原反を作製した。ついで、この無延伸原反を105℃に加熱して、インフレーション法により、表2に示した延伸倍率にて二軸延伸した後、90℃の加熱ロールにより熱処理することにより、最終厚み20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表2に示す。得られた積層フィルムは、剛性が優れ、TD方向の最大熱収縮力が低いフィルムであり、包装後の仕上がりも良好で、変形回復性も良好であった。
【0063】
[実施例2〜7]
各構成層の樹脂成分以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表2に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表2に示す。得られた積層フィルムは、剛性が優れ、TD方向の最大熱収縮力が低いフィルムであり、包装後の仕上がりも良好で、変形回復性も良好であった。
【0064】
[比較例1]
表層(E)の樹脂成分以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表3に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表3に示す。製膜安定性は良好であったものの、変形回復性が悪かった。
【0065】
[比較例2]
表層(A)及び表層(E)の樹脂成分以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表3に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表3に示す。得られた積層フィルムでは、フィルム延伸性が実施例1〜7、及び比較例1,3,5,6に比べて低下したため、厚み精度が低下し、且つインフレーションバブルがパンクしやすい等、製膜安定性が劣っていた。また、包装後のフィルムを指で押さえた際に発生する凹みやシワなどが発生し、変形回復性が劣っていた。
【0066】
[比較例3]
表層(A)及び表層(E)の樹脂成分以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表3に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表3に示す。包装後のフィルムを指で押さえた際に発生する凹みやシワなどが発生し、変形回復性が劣っていた。
【0067】
[比較例4]
表層(A)の樹脂成分以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表3に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表3に示す。得られた積層フィルムでは、フィルム延伸性が実施例1〜7、及び比較例1,3,5,6に比べて低下したため、厚み精度・透明性が低下し、且つインフレーションバブルがパンクしやすい等、製膜安定性が劣っていた。また、得られた積層フィルムは、TD方向の熱収縮力が高いため包装体にした際に容器変形が起こり包装フィルムとして不適切であった。さらに、包装後のフィルムを指で押さえた際に発生する凹みやシワなどが発生し、変形回復性が劣っていた。
【0068】
[比較例5]
芯層(C)の樹脂成分以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表3に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表3に示す。得られた積層フィルムは、引張弾性率が低いためトップシール包装体の蓋材として十分な剛性が得られず、また、酸素透過率が高いためガスパック包装フィルムとしては不適切であった。
【0069】
[比較例6]
表層(A)の樹脂成分以外を実施例1と同様にして共押出及び二軸延伸を行って、表3に示す層構成を有する20μmの共押出延伸積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの評価結果を表3に示す。得られた積層フィルムは、気密ヒートシール性が劣っており、包装後のフィルムを指で押さえた際に発生する凹みやシワなどが発生し、変形回復性が劣っていた。
【0070】
【表2】

【0071】
【表3】

【0072】
表2に示すように、実施例1〜7の積層フィルムはいずれも、トップシール包装及びピローシュリンク包装した時の包装体が、容器変形を起こさず且つタイトな包装仕上がりを実現する熱収縮性延伸積層フィルムである。また、実施例1〜7の積層フィルムは、安定したヒートシール性、剛性、ガスパック包装に必要な酸素バリア性を併せ持つ熱収縮性延伸積層フィルムである。
【0073】
一方、比較例1の結果から、シール層である表層(A)のエチレン−α−オレフィン共重合体樹脂の厚み比率が低すぎると、包装後のフィルムを指で押さえた際に発生する凹みやシワなどが発生し、変形回復性が劣ることが分かる。
比較例2の結果から、シール層である表層(A)のエチレン−α−オレフィン共重合体樹脂の密度が低すぎると、製膜安定性が劣るため生産性や品質が低下することが分かる。さらに、包装後のフィルムを指で押さえた際に発生する凹みやシワなどが発生し、変形回復性が劣ることが分かる。
比較例3の結果から、シール層である表層(A)のエチレン−α−オレフィン共重合体樹脂のMFRが高いと、包装後のフィルムを指で押さえた際に発生する凹みやシワなどが発生し、変形回復性が劣ることが分かる。
比較例4の結果から、シール層である表層(A)のエチレン−α−オレフィン共重合体樹脂の密度及びMFRが高いと、製膜安定性が劣るため生産性や品質が低下することが分かる。さらに、得られた積層フィルムにおけるTD方向の最大熱収縮力が大きくなるため、比較例1と同様に包装体の容器変形が生じてしまうことが分かる。また、包装後のフィルムを指で押さえた際に発生する凹みやシワなどが発生し、変形回復性が劣ることが分かる。
比較例5の結果から、芯層(C)のポリアミド樹脂として脂肪族ポリアミドを使用すると、剛性が低いため蓋材としての手触り感が劣ることが分かる。さらに、芳香族ポリアミドに比べて酸素バリア性が低いため、ガスパック包装に適さない。
比較例6の結果から、シール層である表層(A)のエチレン−α−オレフィン共重合体の密度及びMFRが低いと、自動包装機で熱シールした時にシール部の気密シール性が劣ることが分かる。また、包装後のフィルムを指で押さえた際に発生する凹みやシワなどが発生し、変形回復性が劣ることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【0074】
本発明は、自動包装機にて包装するのに適し、飲食料品、医薬品、化粧品等をトップシール包装又はピローシュリンク包装する用途として適している。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
エチレン−α−オレフィン共重合体を含む表層(A)と、
接着層(B)と、
芳香族ポリアミド系共重合体を含む芯層(C)と、
接着層(D)と、
プロピレン系共重合体を含む表層(E)と、をこの順に備える熱収縮性延伸積層フィルムであって、
前記エチレン−α−オレフィン共重合体の密度が0.910〜0.935g/cmであり、
JIS−K−7210に準拠して測定される前記エチレン−α−オレフィン共重合体のメルトフローレートが190℃、2.16kgfの荷重条件において1.0〜3.0g/10分であり、
前記熱収縮性延伸積層フィルム全体の厚みに対する前記表層(A)の厚みの比率が50〜80%である、熱収縮性延伸積層フィルム。
【請求項2】
前記表層(A)の厚みが5〜20μmであり、前記芯層(C)の厚みが1〜5μmである、請求項1に記載の熱収縮性延伸積層フィルム。
【請求項3】
水に対する前記表層(A)の表面の接触角が70°以下であり、
JIS−K−7125に準拠して測定される前記表層(A)の前記表面の動摩擦係数が0.10〜0.30である、請求項1又は2に記載の熱収縮性延伸積層フィルム。
【請求項4】
引張弾性率が500〜1600MPaであり、厚みが10〜25μmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱収縮性延伸積層フィルム。
【請求項5】
ASTM−D2732に準拠して測定されるMD方向及びTD方向それぞれの熱収縮率が、100℃において5〜20%であり且つ160℃において35%以上であり、
ASTM−D2838に準拠して測定されるTD方向の最大熱収縮力が100〜160℃の温度領域で0.50N/cm以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱収縮性延伸積層フィルム。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱収縮性延伸積層フィルムを備える、トップシール包装体。
【請求項7】
請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱収縮性延伸積層フィルムを備える、ピローシュリンク包装体。

【公開番号】特開2013−10199(P2013−10199A)
【公開日】平成25年1月17日(2013.1.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−142949(P2011−142949)
【出願日】平成23年6月28日(2011.6.28)
【出願人】(303046314)旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Fターム(参考)】