JP3966782B2 - 熱収縮性フィルムおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱収縮性フィルム（以下、シュリンクフィルムともいう）およびその製造方法に関する。更に詳しくは水物食品、ハム、ソーセージ等の加工食肉製品等の収縮包装用に好適な、収縮性と滑り性に優れた包装用シュリンクフィルムおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加熱により大きな寸法変化を生じるいわゆる熱収縮性（以下シュリンクともいう）フィルムは、その特性を生かして包装材料として使用されている。熱収縮性フィルムの構成素材として、従来ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリオレフィン、ポリアミド等およびこれらの共重合物等が知られている。なかでも、ポリアミド樹脂は本来優れた機械的、化学的および光学的性質を備えているため、これに適当な熱収縮性を加味したシュリンクフィルムは、シュリンク包装材料として要求される多くの性能を満足することから、水物食品、ハム、ソーセージ等の食肉加工製品をはじめとする液体および重包装材料として広く利用されている。
【０００３】
二軸延伸フィルムの製造工程において、一般に、延伸工程後に主構成素材樹脂の融点付近で熱処理を施し、結晶化を促進して配向を固定するいわゆる熱セット工程が設けられている。シュリンクフィルムの製造工程においては、この熱セットの条件が緩和されている。即ち、延伸終了後のフィルムは比較的低温で熱処理される。したがって、シュリンクフィルム内部には一定の構造歪みが残存するため、フィルムには収縮特性が付与されることになる。ポリアミド系シュリンクフィルムに関しても同様にして収縮特性が付与される。
【０００４】
一方、プラスチックフィルムを包装材料として利用する為には、その表面の滑り性が良好であることが必要である。一般に、無機粒子や低分子有機化合物をいわゆる滑剤としてフィルムに添加し、フィルム表面に易滑性を付与する技術は公知であり、広く実施されている。特に有機系滑剤は動摩擦の緩和に威力を発揮し、包装体への内容物の充填性向上に有効である。
【０００５】
有機滑剤がその効果を充分に発揮するためには、フィルム表面への該成分の移行が速やかにかつ確実になされなければならない。いわゆる有機滑剤のブリードアウトと呼ばれる表面移行は、滑剤成分を予め原料樹脂と充分に混練シート化し二軸延伸した後、上述した熱セット工程において、専ら高温度下で熱処理を施すことにより進行する。
【０００６】
つまり、従来のシュリンクフィルムでは必須特性の熱収縮性を付与するために、熱処理温度を低く設定する必要があるため、必然的に有機滑剤の表面移行は促進されることなく、一般に滑り性は十分に発現しない。特に該フィルムを包装体として使用し、印刷・ラミネート加工や食品充填する際、しばしば工程不良の原因となる。
【０００７】
ケイ酸塩をはじめとする無機成分よりなる微粒子を多量に添加することにより、低熱処理条件下でも一定の滑り性は得られるが、この方法では著しい曇度上昇や表面光沢の欠損などフィルム外観不良を併発し、食品包材としての商品価値を著しく損なうことになる。また無機粒子の過剰な添加は、原料樹脂の溶融押出工程における押出機内のスクリュー・バレル等の摩耗や、異物除去用の濾過フィルター目詰まりによる寿命短縮など、製造工程上看過することの出来ない問題の原因となり得るなど、一般に好ましい方法とはいい難い。
【０００８】
以上のように、ポリアミド系シュリンクフィルムを食品包装材料として使用する際、その特性として欠かすことの出来ない熱収縮性と滑り性を同時に付与し並立させることは困難であり、昨今の食品包材に対する厳しい品質水準に鑑みて、その要求に応えられないことがしばしばある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、シュリンク包装材料として欠かせない特性である熱収縮性を維持し、かつ滑り性に優れたシュリンクフィルムを提供しようというものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、ポリアミド樹脂組成物よりなるフィルムの製造工程において、その構成成分としてのポリアミド系エラストマー樹脂の挙動に着目し、ポリアミド樹脂への配合濃度および二軸延伸終了後の熱処理温度を適切に設定することにより、熱収縮性を損なうことなく優れた滑り性を有するポリアミドフィルムを製造することが出来ることを見出し、本発明に到達したものである。
【００１１】
すなわち、本発明の要旨は、次の通りである。
ポリアミド系樹脂（ａ）とポリアミド系エラストマー樹脂（ｂ）とからなるフィルムであって、（ａ）の含有量が８０〜９７質量％、（ｂ）の含有量が３〜２０質量％であり、動摩擦係数が０．８以下であり、かつ８０℃熱水中で３０分処理した際の収縮率が１５〜４０％であることを特徴とする滑り性に優れた熱収縮性フィルムである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の熱収縮性フィルムは、ポリアミド系樹脂（ａ）とポリアミド系エラストマー樹脂（ｂ）とから構成される。ポリアミド系樹脂（ａ）として、例えばポリ−ε−カプラミド（ナイロン６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６１０）、ポリウンデカミド（ナイロン１１）、ポリラウラミド（ナイロン１２）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリメタキシリレンアジパミド（ＭＸＤ６）、ポリメタキシリレンサバカミド、ポリメタキシリレンスペラミド、ポリパラキシリレンアジパミドおよびこれらの混合物、共重合体等が例示できる。以上のポリアミド系樹脂を本発明のフィルムに適用すると優れた効果が得られ、機械的性質、耐熱性および透明性等包装材料として好適な特性を有するフィルムを得ることが出来る。
【００１３】
ポリアミド系エラストマー樹脂とは、ポリアミド成分をハードセグメントとし、これにポリエーテルもしくはポリエステル成分または両成分をソフトセグメントとして、両者をブロック共重合して得られるブロック共重合体である。
【００１４】
ポリアミド成分としては上述したポリアミド樹脂と同様の成分を任意に例示することができる。ソフトセグメント成分であるポリエーテルとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のいわゆるポリエーテルグリコール、およびこれらの共重合体が例示できる。またポリエステルとしては、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、アジピン酸、セバチン酸、コハク酸、ドデカン二酸などの多価カルボン酸成分と、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールなどのジオール成分との重縮合物、反応物が挙げられ、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などによる変性物も含まれる。
【００１５】
本発明の熱収縮性フィルムにおいて、フィルム中のポリアミド系樹脂（ａ）の含有量は８０〜９７質量％であり、ポリアミド系エラストマー樹脂（ｂ）の含有量は３〜２０質量％であることが必要である。（ｂ）の含有量が３質量％より低いと所定の滑り性が得られない。また２０質量％より高く設定すると、逆に滑り性が過剰となり、フィルムのスリット工程におけるフィルム巻取の際に発生する、いわゆる巻きずれにより製品形態が崩れることがあり、またフィルム白化による外観不良も問題となるなどその製品価値を損なうことになる。一方操業上もシート化時のダイスウェルによる製膜不良や幅方向のフィルム厚み不良が顕著となるなど経済的にも好ましくない。
【００１６】
本発明のフィルムは、動摩擦係数が０．８以下であることが必要がある。フィルムの動摩擦挙動は、食品をはじめとする内容物を連続充填する際、充填装置にかけられた包材が円滑に装置内を流れ充填工程に供されるために欠くことの出来ない特性であり、特に昨今の高速充填において極めて重要な特性とされる。動摩擦係数が０．８以下であれば、充填装置内でのシワ発生や装置パーツへの引っかかり等の問題は発生しにくい。
【００１７】
本発明のフィルムは、８０℃熱水中で３０分間処理した際の収縮率が１５〜４０％の範囲にあることが必要がある。該収縮率が１５％未満の場合、シュリンク包装材料として適当な収縮性を確保することが出来ず、包装内容物との密着が悪くシュリンク包装の特徴を発揮することが出来ない。４０％を超えると、その過大なフィルム収縮により包装形態が崩れ、内容物の破損や包装材の破袋が発生し、食品包材としての機能や商品外観を著しく損なうことになる。
【００１８】
本発明の熱収縮フィルムの製造方法としては、公知の任意の方法を採用することが出来る。例えば、混合した原料を押出機で加熱溶融した後、ＴダイやＩダイ等のダイより未延伸シートを押出し、これをエアーナイフキャスト法、静電印加キャスト法等の公知のキャスティング法で回転する冷却ドラム上に密着させて急冷製膜する。
【００１９】
次に、得られた未延伸シートをフィルムの進行方向（以下ＭＤ方向）および巾方向（以下ＴＤ方向）に共に２．５倍以上延伸した後、熱処理して配向結晶化させる。フィルムの延伸方法としてはフラット式逐次二軸延伸法、フラット式同時二軸延伸法等の方法を適用することが可能である。延伸倍率が２．５倍以下の場合配向結晶化が不十分となり耐衝撃性等の機械的強度が得られない。
【００２０】
本発明において、二軸延伸終了後の熱処理工程は、ポリアミド系エラストマー樹脂（ｂ）の融点以上、１７０℃以下の熱処理温度で実施することが好ましい。熱処理温度が樹脂（ｂ）の融点以下の場合、フィルムの滑り性が得られないことがあり、また収縮も過大となり、包装形態が崩れ内容物の破損が起こるなど、食品包装材料としての用をなさなくなることがある。一方、熱処理温度が１７０℃を超えると、配向結晶化が過促進されることにより、逆に熱収縮性は低下しシュリンク包装材料としての特徴が失われることになり、その製品価値を著しく損なうことになる。
【００２１】
本発明のフィルムを構成するポリアミド樹脂もしくは本発明により提供されるフィルムには、本発明の効果を消失させない範囲において、必要に応じて帯電防止剤、着色防止剤、無機フィラー等の各種添加剤を配合することも可能である。
【００２２】
本発明により提供されるポリアミドフィルムは、その表面にコロナ処理をはじめとする表面活性処理を施したり、印刷、各種機能コーティング、ラミネート等を行うことにより諸性能を付加し、その利用価値をさらに向上させることも可能である。
【００２３】
このようにして得られたシュリンクフィルムは、適当な熱収縮性と優れた滑り性を有し、包装用シュリンクフィルムとして好適である。
【００２４】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、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。なお、実施例および比較例に用いた測定法および評価法は次の通りである。
【００２５】
（１）熱水収縮率
巾１０ｍｍ、長さ１００ｍｍのフィルム片を８０℃熱水中に３０分間浸漬し、処理前後の寸法変化を測定して、原長に対する百分率で求めた。
【００２６】
（２）動摩擦係数
ＪＩＳＫ７１２５記載の手順により動摩擦係数を測定したが、測定雰囲気温度は２０℃、同相対湿度は６５％とした。なお、測定面は試験片、滑り片ともに測定対象フィルム片である。
【００２７】
実施例１
ポリ−ε−カプラミド（ナイロン６、相対粘度３．０（２５℃、９５質量％硫酸中））９３質量％と、ポリアミド系エラストマー樹脂＜Ａ＞（アトフィナ社製ぺバックス２５３３、融点１３４℃）７質量％とを２４０℃で混合溶融し、Ｔダイを用いてシート状に押出した後、エアーナイフキャスト方式により２５℃の回転ドラムに密着させて急冷し、厚さ１５０μｍの未延伸シートを得た。
続いてこの未延伸フィルムを、５０〜７０℃に加熱した金属ロール上で長手方向に３．０倍に延伸して一軸延伸フィルムを得、更にテンター式横延伸機で巾方向に９０℃で３．３倍延伸して二軸延伸フィルムを得た。
次いで、二軸延伸フィルムを熱処理温度１５０℃で１０秒間熱処理し、冷却後巻取り、厚さ１５μｍの熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。
【００２８】
実施例２
未延伸シートをテンター式同時二軸延伸機で９０℃で長手方向に３．０倍、横方向に３．３倍同時二軸延伸すること以外は、実施例１と同様の手順で熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。
【００２９】
実施例３〜４
実施例１で使用したポリアミド系エラストマー樹脂＜Ａ＞の含有量を表１記載の量に変更すること以外は、実施例１と同様の手順で熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。
【００３０】
実施例５
ポリアミド系エラストマー樹脂＜Ａ＞を別のエラストマー樹脂＜Ｂ＞（アトフィナ社製ぺバックスＭＸ１２０５、融点１４７℃）に変更すること以外は、実施例１と同様の手順で熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。
【００３１】
実施例６
ポリアミド系エラストマー樹脂＜Ａ＞を別のエラストマー樹脂＜Ｃ＞（ダイセル工業社製ダイアミドＥ４０、融点１４６℃）に変更すること以外は、実施例１と同様の手順で熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。
【００３２】
実施例７
熱処理温度を１６５℃に変更すること以外は、実施例１と同様の手順で熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。
【００３３】
比較例１
ポリアミド系エラストマー樹脂＜Ａ＞を添加しないこと以外は、実施例１と同様の手順で熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。
【００３４】
比較例２〜３
実施例１で使用したポリアミド系エラストマー樹脂＜Ａ＞の含有量を表１記載の量に変更すること以外は、実施例１と同様の手順で熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。
【００３５】
比較例４
熱処理温度を１２０℃に変更すること以外は、実施例１と同様の手順で熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。
【００３６】
比較例５
熱処理温度を２００℃に変更すること以外は、実施例１と同様の手順で熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。
【００３７】
比較例６
ポリアミド系エラストマー樹脂＜Ａ＞を別のエラストマー樹脂＜Ｄ＞（アトフィナ社製ぺバックス７０３３、融点１７２℃）に変更すること以外は、実施例１と同様の手順で熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、シュリンク包装材料として適当な熱水収縮率を有すると共に、包装材料として適当な表面易滑性を有する熱収縮性ポリアミドフィルムを提供することが可能である。したがって本発明のシュリンクフィルムは、水物食品、食肉加工品をはじめとする収縮包装用途において、その利用価値は極めて高い。

Claims (2)

1. ポリアミド系樹脂（ａ）とポリアミド系エラストマー樹脂（ｂ）とからなるフィルムであって、（ａ）の含有量が８０〜９７質量％、（ｂ）の含有量が３〜２０質量％であり、動摩擦係数が０．８以下であり、かつ８０℃熱水中で３０分処理した際の収縮率が１５〜４０％であることを特徴とする滑り性に優れた熱収縮性フィルム。
2. 二軸延伸後のフィルムを、ポリアミド系エラストマー樹脂（ｂ）の融点以上、１７０℃以下の温度で熱処理することを特徴とする請求項１記載の熱収縮性フィルムの製造方法。