CN112512806B - 层叠体和包含该层叠体的包装袋 - Google Patents

层叠体和包含该层叠体的包装袋 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种包装袋,即使与分子取向轴的偏移较大的双轴拉伸PBT膜进行了层叠的情形之下,由该层叠体获得的包装袋也具有优异的直线撕开性、不易发生开裂。本发明提供一种长度方向的直线撕开性为5mm以下的层叠体,所述层叠体包含双轴拉伸膜基材和密封膜,所述双轴拉伸膜基材包含聚酯树脂组合物,该聚酯树脂组合物包含60重量%以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,所述密封膜包含聚烯烃树脂组合物,所述聚烯烃树脂组合物包含40重量%以上且97重量%以下的丙烯‑乙烯嵌段共聚物、3重量%以上且10重量%以下的乙烯‑丙烯共聚弹性体、0重量%以上且50重量%以下的乙烯‑α‑烯烃无规共聚物。

Description

层叠体和包含该层叠体的包装袋
技术领域
本发明涉及一种层叠体,该层叠体包含双轴拉伸膜基材和密封膜,所述双轴拉伸膜基材包含聚酯树脂组合物,该聚酯树脂组合物包含60重量%以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,所述密封膜包含聚烯烃系树脂组合物。
背景技术
包装袋主要通过以下来制造:在聚烯烃系树脂膜面彼此接触的状态下,将包含聚酰胺树脂、聚酯树脂或聚丙烯树脂等的双轴拉伸膜等作为基材、以及包含聚烯烃系树脂组合物的密封膜的层叠体的周边部,在接近密封膜的熔点的温度下热压(在下文中称为热封)。
对于食品包装袋,普及的是适合于通过约130℃的加压水蒸气针对填充食品之后的包装袋进行灭菌、长期储存食品的、所谓的蒸煮袋。
近年来,由于诸如女性进入社会,小家庭化或老龄化的发展等社会背景,对蒸煮袋的需求增加,与此同时,还需要进一步改善其特性。
例如,近年来,所述蒸煮袋被装箱、运输、在店面出售的形式很多,因此需要的是,即使在所述过程中掉落也不易破袋,尤其是在冷藏的情况下掉落时也不易破袋。
另外,当从包装袋、特别是蒸煮袋中取出食品内容物时,常常用手从进入包装袋的周边的密封部的切口部、所谓的凹口部将包装袋撕裂,但是,在使用以往的层叠体时,不能相对于包装袋的一边、通常是水平方向、平行地撕裂,而是发生倾斜地开封,包装袋表面和背面的层叠体在裂开进行方向的上下发生颠倒的现象,即所谓的开裂,可能导致难以取出食品内容物、食品内容物污染手或衣服、或者在内容物被加热的情况下引起烫伤等。
难以平行于包装袋的一边撕开包装袋的原因是,用于层叠体的基材中存在偏移,即,用于基材的双轴拉伸膜的分子取向轴方向不平行于包装体的一边。
如果双轴拉伸膜的分子取向轴方向可以与包装袋的撕裂方向相同,则不会发生这样的问题。所制造的宽拉伸膜的宽度方向中央部的分子取向轴方向与膜的行进方向一致,可以平行于包装袋的一边而撕裂。但是,分子取向轴方向在膜的宽度方向端部倾斜,包装袋的撕裂方向倾斜。完全避免使用膜的宽度方向端部的基材膜而供应是不现实的,并且伴随着双轴拉伸膜的生产速度高速化和宽度的增加,偏移程度有进一步比以往更大的倾向。
因此,试图针对和基材进行叠层的密封膜进行研究来解决这些问题。
根据专利文献1,已知一种通过以下而获得的膜:以3.0倍以下、单轴拉伸包含乙烯-丙烯嵌段共聚物和乙烯-丙烯无规共聚物的聚烯烃系树脂片材(例如,参照专利文献1等)。尽管记载了通过叠层该膜和基材膜而获得了直线撕开性,但是存在的问题是在撕裂强度上有改善的余地,此外容易发生开裂。
此外,根据专利文献2和3,已知将片材以约5倍单轴拉伸而获得的膜,所述片材包含聚烯烃树脂组合物,所述聚烯烃树脂组合物包含丙烯-乙烯嵌段共聚物或丙烯-乙烯无规共聚物,以及丙烯-丁烯弹性体和/或乙烯-丁烯弹性体。但是,存在的问题是掉落时的破袋方面仍有改善的余地,在低于专利文献4中假定的工作温度的温度下耐破袋性不足。
近年来,作为蒸煮袋用的基材膜,特别是以聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂为主要成分的双轴拉伸聚酯膜具有耐热性和柔软性而受到关注(例如,参照专利文献4),但是,如果可以进一步提高使用这种柔软性优异的膜的包装袋的开封性,则有望用于包装更广泛的内容物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5790497号公报
专利文献2:日本特表2012-500307号公报
专利文献3:日本特开2014-141302号公报
专利文献4:日本特开2018-20844号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的是提供一种开封性优异、并且耐热性优异、掉落时不易破袋的包装袋中使用的层叠体,所述层叠体包含双轴拉伸膜基材和密封膜,所述双轴拉伸膜基材包含聚酯树脂组合物,该聚酯树脂组合物包含60重量%以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,所述密封膜包含聚烯烃系树脂组合物。
解决问题的技术手段
为了实现所述目的,本发明人经过努力研究,结果发现:通过提高包含密封膜以及耐冲击性优异的双轴拉伸膜基材的层叠体的直线撕开性,可以得到开封性和耐热性优异、掉落时不易破袋的包装袋,所述密封膜包含与作为主要成分的聚烯烃系树脂相容性优异的乙烯-丙烯共聚弹性体,所述双轴拉伸膜基材包含聚酯树脂组合物,该聚酯树脂组合物包含60重量%以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,并完成了本发明。
即,本发明具有以下方式。
[1]一种层叠体,其长度方向的直线撕开性为5mm以下,该层叠体包含双轴拉伸膜基材和密封膜,所述双轴拉伸膜基材包含聚酯树脂组合物,所述聚酯树脂组合物包含60重量%以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯,
所述密封膜包含聚烯烃树脂组合物,所述聚烯烃树脂组合物包含40重量%以上且97重量%以下的丙烯-乙烯嵌段共聚物、3重量%以上且10重量%以下的乙烯-丙烯共聚弹性体、0重量%以上且50重量%以下的乙烯-α-烯烃无规共聚物。
所述长度方向是未拉伸片材的拉伸工序中的拉伸方向,优选是膜的行进方向。宽度方向是垂直于长度方向的方向。
[2]根据[1]所述的层叠体,其中,所述密封膜的长度方向的热收缩率为3%以上且20%以下,宽度方向的热收缩率为1%以下,所述长度方向的屈服应力为150MPa以上且250MPa以下。
[3]一种包装袋,其包含[2]所述的层叠体。
[4]根据[3]所述的包装袋,其用于蒸煮。
发明的效果
通过本发明的层叠体,可以提供一种开封性优异并且耐热性优异、掉落时不易破袋的包装袋。
具体实施方式
在下文中,将详细描述本发明。
(密封膜)
本发明中的密封膜包含聚烯烃系树脂组合物,该聚烯烃系树脂组合物含有丙烯-乙烯嵌段共聚物和乙烯-丙烯共聚弹性体,或含有丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-α-烯烃无规共聚物和乙烯-丙烯共聚弹性体,通过形成海岛结构,可以表现出良好的耐破袋性。
此时,海部包含:以丙烯-乙烯嵌段共聚物的丙烯为主成分的部分或还进一步含有丙烯-α-烯烃无规共聚物的部分,岛部包含:以乙烯-丙烯共聚弹性体和丙烯-乙烯嵌段共聚物的乙烯为主成分的部分构成。
本发明的密封膜包含聚烯烃系树脂组合物,所述聚烯烃系树脂组合物包含40重量%以上且97重量%以下的丙烯-乙烯嵌段共聚物,3重量%以上且10重量%以下的乙烯-丙烯共聚弹性体,0重量%以上且50重量%以下的乙烯-α-烯烃无规共聚物。如果在该范围内,则掉落后的耐破袋性和制袋精加工性优异,撕裂强度和开裂也良好。
在本发明的密封膜中,当丙烯-乙烯嵌段共聚物的比率为40重量%以下时,撕裂强度或蒸煮收缩率难以变大。优选50重量%以上,更优选60重量%以上,进一步优选75重量%以上,特别优选92重量%以上。从热封开始温度、穿刺强度或掉落时的耐破袋性的观点出发,丙烯-乙烯嵌段共聚物的比率优选为85重量%以下,更优选为75重量%以下。
在本发明的密封膜中,当乙烯-丙烯共聚弹性体的比率为3重量%以上时,掉落时的耐破袋性不易劣化,撕裂强度不易变大。优选5重量%以上,更优选7重量%以上,特别优选9重量%。
从撕裂强度的观点出发,乙烯-丙烯共聚弹性体的比率优选为8重量%以下,更优选为7重量%以下。
在本发明的密封膜中,如果丙烯-α-烯烃无规共聚物的比率超过50重量%,则掉落时的耐破袋性劣化,撕裂强度、蒸煮收缩率或开裂增加。优选为40重量%以下,更优选为35重量%以下。
从热封开始温度或穿刺强度的观点出发,丙烯-α-烯烃无规共聚物的比率优选为10重量%以上,更优选为20重量%以上,特别优选为25重量%。
(丙烯-乙烯嵌段共聚物)
在本发明中,可以使用丙烯-乙烯嵌段共聚物。本发明中的丙烯-乙烯嵌段共聚物为由以下工序构成的多阶段共聚物:由大量的丙烯和少量的乙烯的共聚成分构成的第一阶段的聚合工序,和由少量的丙烯和大量的乙烯的共聚成分构成的第二阶段的聚合工序。具体而言,如日本特开2000-186159号公报所示,优选使用进行气相聚合的物质。即,可以举出通过以下而获得的嵌段共聚物:在第一工序中,在实质上不存在非活性的溶剂的情况下,聚合以丙烯为主体的聚合物部分(成分A),然后,第二工序在气相中对乙烯含量为20重量%~50重量%的丙烯和乙烯的共聚物部分(成分B)进行聚合,但不限于此。
上述丙烯-乙烯嵌段共聚物的熔体流动速率(MFR)(230℃,负荷2.16kg测量)没有特别限定,但是优选为1g/10min~10g/10min,更优选为2g/10min~7g/10min。如果不足1g/10min,则粘度过高而难以用T型模头挤出,相反,如果超过10g/10min,则造成膜的粘性、膜的耐冲击性强度(碰撞强度)劣化等的问题。
在本发明中,将20℃下的二甲苯可溶部分称为CXS,20℃下的二甲苯不可溶部分称为CXIS。在本发明中使用的丙烯-乙烯嵌段共聚物中,将CXS作为橡胶成分(成分B)的主体,将CXIS作为聚丙烯成分(成分A)的主体。将各自的特性粘度设定为[η]CXS、[η]CXIS,[η]CXS、[η]CXIS的值没有特别限定,但是[η]CXS优选在1.8dl/g~3.8dl/g的范围内,进一步优选在2.0dl/g~3.0dl/g的范围内。如果超过3.0dl/g,则在聚烯烃系树脂膜上容易出现鱼眼。另一方面,如果为1.8dl/g以下,则存在聚烯烃系树脂膜之间的热封强度显著降低的情况。另一方面,[η]CXIS优选在1.0dl/g~3.0dl/g的范围内。如果超过3.0dl/g,则存在粘度过高而难以用T型模头挤出的情况,相反,如果不足1.0dl/g,则存在造成膜的粘性或膜的耐冲击强度(碰撞强度)劣化等的问题的情况。
上述的[η]CXS、[η]CXIS是通过以下测定方法测定的值。将5g样品完全溶解在500ml沸腾二甲苯中,然后降温至20℃,放置4小时以上。接着,将其过滤分离为滤液和沉淀物,使用乌氏粘度计,在135℃四氢化萘中,针对干燥滤液而获得的成分(CXS)和通过在70℃下减压干燥沉淀物而获得的固体物(CXIS)的特性粘度([η])进行测定。
通常,已知MFR和膜整体的特性粘度η是相关的。通过获知膜的η,可以大致获知所用树脂的MFR。η是分子量的指标,表示的是:数值越大则分子量越大,数值越小则分子量越小。MFR是分子量的指标,数值越小则分子量越大,数值越大则分子量越小。
另外,作为丙烯-乙烯嵌段共聚物,丙烯-乙烯嵌段共聚物中的乙烯成分的共聚比率优选为1重量%~15重量%,优选为3重量%~10重量%。丙烯-乙烯嵌段共聚物中丙烯成分的共聚比率优选为85重量%~99重量%,优选为90重量%~97重量%。
具体而言,可以举出,例如,乙烯含量为6.5质量%、丙烯含量为93.5重量%、CXS的特性粘度η=2.5dl/g的嵌段共聚聚丙烯树脂(230℃,负荷2.16kg的MFR=3.0g/10min,住友化学株式会社制,WFS5293-22),乙烯含量为5.7质量%、丙烯含量为94.3重量%、CXS特性粘度η=2.3dl/g的嵌段共聚聚丙烯树脂(230℃,负荷2.16kg的MFR=3.0g/10min,住友化学株式会社制,WFS5293-29)。
(丙烯-α-烯烃无规共聚物)
在本发明中,为了降低聚烯烃系树脂膜的热封温度,可以添加丙烯-α-烯烃无规共聚物。
作为丙烯-α-烯烃无规共聚物,可以举出,丙烯与至少一种除丙烯以外的碳原子数为2~20的α-烯烃的共聚物。作为所述碳原子数为2~20的α-烯烃单体,可以使用乙烯,丁烯-1,戊烯-1,4-甲基戊烯-1,己烯-1,辛烯-1等。尽管没有特别限定,但是从与丙烯-乙烯嵌段共聚物的相容性的方面出发,优选使用乙烯。此外,可以使用至少一种以上,根据需要,可以将两种以上混合使用。特别合适的是丙烯-乙烯无规共聚物。
丙烯-α-烯烃无规共聚物的230℃、负荷2.16kg的熔体流动速率(MFR)的下限没有特别限定,但是优选为0.6g/10min,更优选为1.0g/10min,进一步优选1.2g/10min。如果不足上述下限,则与丙烯-乙烯嵌段共聚物的相容性低,膜变白。丙烯-α-烯烃无规共聚物的熔体流动速率的上限没有特别限定,但是优选为8.0g/10min,更优选为7.0g/10min,进一步优选为5.0g/10min。作为丙烯-α-烯烃无规共聚物,具体可以举出,由住友化学株式会社制的S131(密度890kg/m3,230℃,负荷2.16kg的MFR 1.5g/10min,熔点132℃)等。
丙烯-α-烯烃无规共聚物的熔点的下限没有特别限定,但是优选为120℃,更优选为125℃。如果不足上述下限,则耐热性受损,并且在蒸煮处理时袋的内表面彼此熔合。丙烯-α-烯烃无规共聚物的熔点的上限没有特别限定,但是优选为145℃,更优选为140℃。如果大于上述上限,则降低热封温度的效果小。
(乙烯-丙烯共聚弹性体)
在本发明中,出于提高本发明的包装袋的耐掉落破袋性的目的,将乙烯-丙烯共聚弹性体用作本发明的聚烯烃系树脂膜的原料的一种成分。
乙烯-丙烯共聚弹性体是通过使乙烯和丙烯共聚而获得的无定形或结晶性低、在常温附近显示出橡胶状弹性的共聚聚合物。
对本发明中的乙烯-丙烯共聚弹性体没有特别限定,但期望的方式是使用230℃、负荷2.16kg的熔体流动速率(MFR)为0.2g/10min~5g/10min、密度为820kg/m3~930kg/m3、使用GPC法所求得的分子量分布(Mw/Mn)为1.3~6.0的乙烯-丙烯共聚弹性体。
如果本发明中的乙烯-丙烯共聚弹性体的230℃、负荷2.16kg的熔体流动速率(MFR)小于0.2g/10min,则均匀的混炼变得不充分,容易出现鱼眼,此外,如果其超过5g/min,则从耐破袋性的观点出发是不优选的。
此外,从热封强度保持和碰撞强度保持、落袋强度的观点出发,本发明中的乙烯-丙烯共聚弹性体的特性粘度[η]优选为1.0~5.0,合适地为1.2~3.0。如果特性粘度[η]小于1.0,则均匀的混炼变得不充分,容易出现鱼眼,此外,如果大于5.0,则从耐破袋性和热封强度的观点出发是不优选的。
对于本发明中的乙烯-丙烯共聚弹性体,乙烯-丙烯共聚弹性体中的丙烯成分的共聚比率优选为15重量%~45重量%,优选为20重量%~40重量%。乙烯-丙烯共聚弹性体中的乙烯成分的共聚比率优选为55重量%~85重量%,优选为60重量%~80重量%。
具体地,可以举出,例如,密度为870kg/m3、MFR(230℃,2.16kg)为1.8g/10min、丙烯含量为93.5质量%的乙烯-丙烯共聚弹性体(由三井化学株式会社制的TAFMER-P0480)等。
(添加剂)
本发明中的密封膜可以包含防粘连剂。对可以配合的防粘连剂没有特别限定,但可以举出,碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、硫酸钡、氧化镁、滑石、沸石等的无机颗粒,包含丙烯酸系、苯乙烯系、苯乙烯-丁二烯系的聚合物、进一步地、这些聚合物的交联体等的有机颗粒。如果考虑容易控制粒度分布、分散性、容易保持光学外观、进一步考虑防止颗粒从膜上脱落,包含交联体的有机颗粒是优选的。作为交联体,特别优选包含丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯等的丙烯酸系单体的交联丙烯酸系聚合物,更优选推荐的是经交联的聚甲基丙烯酸甲酯。这些颗粒的表面也可以施加以分散性和防止脱落为目的的各种涂层。此外,这些颗粒的形状可以是不定形、球形、椭圆球状、棒状、角状、多面体、圆锥状、除此之外的在颗粒表面或内部具有空洞的多孔形状。
从膜的外观和耐粘连性的方面出发,防粘连剂优选具有3μm~12μm的平均粒径的防粘连剂。仅使用一种类型的防粘连剂是有效的,但是当配合粒径和形状不同的两种以上的无机颗粒时,存在可能在膜表面上形成更复杂的突起、得到更高的防粘连效果的情况。在将嵌段共聚物用作主要构成树脂的情况下,存在通过聚合物的分散而形成表面凹凸的情况,存在即使不添加防粘连剂也可以获得高的耐粘连效果的情况。
在本发明的密封膜中,也可以添加有机系润滑剂。改善层叠膜的光滑性和防粘连效果,改善了膜的可操作性。认为其原因是有机润滑剂渗出并存在于膜表面上,从而表现出润滑剂效果和脱模效果。另外,优选添加具有常温以上的熔点的有机系润滑剂。作为合适的有机系润滑剂的实例,可以举出,脂肪酸酰胺、脂肪酸酯。更具体地,为油酸酰胺,芥酸酰胺,二十二烷酸酰胺,亚乙基双油酸酰胺,六亚甲基双油酸酰胺,亚乙基双油酸酰胺等。这些可以单独使用,但是优选并用两种以上,其原因在于,即使在更恶劣的环境下也可以保持光滑性和防粘连效果。
在不损害本发明的目的的范围内,针对本发明中的密封膜,可以根据需要配合适量的抗氧化剂、抗静电剂、防雾剂、中和剂、成核剂、着色剂、其他添加剂、以及无机物填充剂等。作为抗氧化剂,可以举出,酚系和亚磷酸酯系的单独使用和组合使用,或者在一个分子中具有酚系和亚磷酸酯系的骨架的抗氧化剂的单独使用。在聚烯烃系树脂组合物中,抗氧化剂、抗静电剂、防雾剂、中和剂、成核剂、着色剂、其他添加剂和无机物填充剂的含量优选在0重量%~3重量%的范围内,更优选在0重量%~1重量%的范围内,进一步优选在0重量%~0.5重量%的范围内,特别优选在0重量%~2重量%的范围内。
(由多层构成的密封膜)
本发明中的密封膜可以是单层,也可以由多层构成。例如,通过采用由密封层、中间层和层压层的三层结构,通过将由回收膜获得的粒料添加到中间层,可以在不损害热封能量和耐破袋性的情况下降低成本,通过将丙烯-α-烯烃无规共聚物仅添加至密封层、使用丙烯-乙烯嵌段共聚物作为中间层和层压层的主体,可以抑制耐冲击性的降低。当由多层构成时,优选各层具有所述[1]中所述的组成比。
(密封膜的制造方法)
作为本发明的密封膜的形成方法,例如,可以使用吹胀法或T型模头法,但是,为了提高透明性、从容易拔模性的观点出发,优选使用T型模头法。在吹胀法中,冷却介质是空气,而T型模头法使用冷却辊,因此是在提高未拉伸片材的冷却速度方面有利的制造方法。通过提高冷却速度,可以抑制未拉伸片材的结晶,因此,除了可以得到高透明性,还可以容易地控制施加于后续工序中的拉伸负荷,变得有利。出于这个原因,更优选通过T型模头法成型。
将熔融的原料树脂进行浇铸,获得无取向片材时的冷却辊的温度的下限没有特别限定,但是优选为15℃,更优选为20℃。如果不足上述下限,则在冷却辊上发生结露,未拉伸片材和冷却辊无法充分地密合,成为厚度不良的原因。冷却辊的上限没有特别限定,但是优选为50℃,更优选为40℃。如果超过上述上限,则密封膜的透明性劣化。
拉伸无取向片材的方法没有特别限定,例如可以使用吹胀法、辊拉伸法,但从容易控制取向的观点出发,优选辊拉伸法。
通过在适当的条件下在长度方向上拉伸无取向片材,可以表现出直线撕开性。这是因为分子链在拉伸方向上规则地排列。在本发明中,将在膜制造工序中膜行进的方向作为长度方向,将垂直于所述长度方向的方向称为宽度方向。
长度方向的拉伸倍率的下限没有特别限定,但是优选为3.3倍。如果小于该值,则屈服应力降低,长度方向的撕裂强度增加,直线撕开性劣化。更优选为3.5倍,进一步优选为3.8倍。
长度方向的拉伸倍率的上限没有特别限定,但是优选为5.5倍。如果大于上述上限,则取向过度进行,密封能量降低,掉落时的耐破袋性劣化。更优选为5.0倍。
长度方向拉伸中的辊温度的下限没有特别限定,但是优选为80℃。如果低于此值,则施加到膜上的拉伸应力变高,膜的厚度发生变化。更优选为90℃。
拉伸辊温度的上限没有特别限定,但是优选为140℃。如果超过该值,则施加于膜的拉伸应力降低,膜的撕裂强度降低,并且膜熔合到拉伸辊上,使制造变难。更优选为130℃,进一步优选为125℃,特别优选为115℃。
优选的是,在将未拉伸片材导入拉伸工序之前,使未拉伸片材与预热辊接触,升高片材的温度。
拉伸无取向片材时的预热辊温度的下限没有特别限定,但是优选为80℃,更优选为90℃。如果小于上述值,则拉伸应力变高、厚度发生变化。对预热辊温度的上限没有特别限定,但是优选为140℃,更优选为130℃,进一步优选为125℃。当温度为140℃以下时,热收缩率和蒸煮收缩率难以增加。这是因为可以抑制拉伸前的热结晶,可以减小拉伸后的残留应力。
为了抑制热收缩,优选对经过拉伸工序的密封膜进行促进结晶的处理(以下称为退火处理)。退火处理方式中,存在辊加热方式、拉幅机方式等,但是,从设备简单且易于维护方面出发,辊加热方式是优选的。通过经由退火处理降低膜的内部应力,可以抑制膜的热收缩、并且进一步提高易撕裂性。由于通过退火处理可以进一步提高易撕裂性,因此不必像以往那样为了提高撕裂性而增加拉伸倍率,从而不会牺牲蒸煮收缩率和蒸煮后的热封强度。
退火处理温度的下限没有特别限定,但是优选为80℃。如果不足上述下限,则热收缩率变高,制袋或蒸煮后的包装袋的精加工性劣化,或者撕裂强度变大。更优选为100℃,特别优选为110℃。
退火处理温度的上限没有特别限定,但是优选为140℃。退火处理温度越高,则热收缩率容易降低,但是如果超过该值,则导致膜厚度不均或膜熔合在制造设备上。更优选为135℃,特别优选为130℃。
在本发明中,优选通过电晕处理等使上述密封膜的层压面的表面活化。通过这种处理,提高了与基材膜的层压强度。
(密封膜的特性)
(膜厚度)
本发明中的密封膜的厚度没有特别限定,下限优选为10μm,更优选为30μm,进一步优选为40μm,特别优选为50μm。如果不足上述下限,则相对于基材膜的厚度变得相对更薄,因此,作为层叠体的直线撕开性劣化,此外膜的坚硬感太弱,难以加工,此外,耐冲击性降低、耐破袋性劣化。膜厚度的上限优选为200μm,更优选为130μm,优选为100μm,特别优选为80μm。如果超过上述上限,则膜坚硬感过强、难以加工,此外,难以制造合适的包装体。
(热收缩率)
在本发明中,密封膜长度方向的120℃下的热收缩率的上限优选为20%。如果超过上述上限,则撕裂强度增加,同时,基材膜和层叠体的热封时、所获得的包装体的蒸煮收缩变大,损害包装体的外观。更优选为17%,进一步优选为14%。
本发明中的密封膜的长度方向的热收缩率的下限优选为2%。如果使下限小于所述值,则需要显著提高退火温度和增加退火时间,因此,存在耐破袋性和外观显著劣化的情况。
本发明中的密封膜的宽度方向的热收缩率的上限优选为1%。如果超过上述上限,则长度方向的撕裂强度变大,或者直线撕开性劣化。更优选为0.5%。本发明中的密封膜的宽度方向的热收缩率的下限优选为-3%。如果不足上述下限,则存在在热封中发生拉伸、包装体的外观劣化的情况。优选为-2%。
(屈服应力)
本发明中的密封膜的长度方向的屈服应力优选为150MPa以上。如果小于该值,则在该方向上的直线撕开性劣化。更优选为160MPa以上,进一步优选为170MPa以上。
本发明中的密封膜的长度方向的屈服应力优选为250MPa以下。如果大于该值,则与膜的基材膜的层叠体的密封能量降低,包装体的耐破袋性劣化。
另外,本发明中的密封膜的长度方向和宽度方向的屈服应力的比没有特别限定,但是优选为4.0以上,更优选为6.0以上。当长度方向和宽度方向的屈服应力的比为4.0以上时,所述长度方向的取向不充分,直线撕开性容易提高。
此外,对长度方向和宽度方向的屈服应力的比没有特别限定,但是优选为14.0以下,更优选为12.0以下。当长度方向和宽度方向的屈服应力的比为14.0以下时,所述长度方向的取向不会变得过度,可以获得合适的热封强度,因此容易提高耐破袋性。
(撕裂强度)
在本发明中,密封膜的所述长度方向的撕裂强度的上限没有特别限定,但是优选为0.2N。如果超过所述上限,则难以撕裂层叠体。更优选为0.16N。
对本发明的密封膜的长度方向的撕裂强度的下限没有特别限定,但是优选为0.02N。如果小于所述下限,则耐破袋性劣化。更优选为0.03N。
(湿润张力)
对本发明密封膜中的、与包含聚酯树脂组合物的双轴拉伸膜基材层压的面的湿润张力的下限没有特别限定,但是优选为30mN/m,更优选35mN/m,该聚酯树脂组合物包含60重量%以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。如果不足上述下限,则层压强度降低。湿润张力的上限没有特别限定,但是优选为55mN/m,更优选为50mN/m。如果超过上述上限,则发生密封膜与辊的粘连。
(穿刺强度)
本发明中的密封膜的穿刺强度的下限没有特别限定,但是优选为7.8N,更优选为9N。如果不足上述下限,则当包装体碰到突起时出现针孔。穿刺强度的上限没有特别限定,但是优选为24N,更优选为19N。如果超过上述上限,则坚硬感过强,制成膜或层叠体时难以处理。
(包含聚酯树脂组合物(该聚酯树脂组合物包含60重量%以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯(以下称为PBT)树脂)的双轴拉伸膜)
本发明中使用的包含聚酯树脂组合物(包含60重量%以上的PBT树脂)的双轴拉伸膜(以下称为双轴拉伸PBT膜)包含60质量%以上的PBT树脂。
当PBT树脂的含量不足60质量%时,则失去尺寸稳定性、加工性、耐破袋性、耐化学性、低温耐针孔性优异的双轴拉伸PBT膜的特性。
本发明中使用的双轴拉伸PBT膜在PBT树脂的范围没有不足60质量%时可以含有其他树脂和添加剂。
本发明中的PBT树脂中,作为二羧酸成分,对苯二甲酸优选为90摩尔%以上,更优选95摩尔%以上,进一步优选98摩尔%以上,最优选100摩尔%。作为二醇成分,1,4-丁二醇优选为90摩尔%以上,更优选为95摩尔%以上,进一步优选为97摩尔%以上。
本发明中的PBT树脂可以在上述范围内共聚。但是,本发明的双轴拉伸PBT膜层需要含有60质量%以上的PBT重复单元。
作为与PBT树脂共聚的成分,可以举出,间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸、联苯二羧酸、环己烷二甲酸、己二酸、壬二酸、癸二酸等的二羧酸,乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、环己二醇、聚乙二醇、聚丁二醇、聚碳酸酯二醇等的二醇成分。
为了调节双轴拉伸时的制膜性和所得膜的力学特性,用于本发明的双轴拉伸PBT膜层可以含有除PBT树脂以外的聚酯树脂。
作为除PBT树脂以外的聚酯树脂,可以举出,聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下称为PET)树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂等。
除PBT树脂以外的聚酯树脂也可以共聚。例如,作为与PET树脂共聚的成分,可以举出,间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸、联苯二羧酸、环己烷二甲酸、己二酸、壬二酸、癸二酸等的二羧酸,丁二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、环己二醇、聚乙二醇、聚丁二醇、聚碳酸酯二醇等的二醇成分。
本发明中使用的PBT树脂的固有粘度的下限优选为0.9dl/g,更优选为0.95dl/g,进一步优选为1.0dl/g。
如果PBT树脂的固有粘度不足0.9dl/g,则通过制膜而获得的膜的固有粘度降低,穿刺强度、冲击强度、耐破袋性等降低。
PBT树脂的固有粘度的上限优选为1.3dl/g。如果超过上述上限,则存在拉伸时的应力变得过高、制膜性劣化的情况。此外,由于熔融粘度变高,因此需要将挤出温度设定为高温,存在在挤出时容易产生分解物的情况。
当使用PET树脂时,用于本发明的除PBT树脂以外的聚酯树脂的固有粘度的下限优选为0.5dl/g,更优选为0.6dl/g。
如果除PBT树脂以外的聚酯树脂的固有粘度不足0.9dl/g,则通过制膜而获得的膜的固有粘度降低,穿刺强度、冲击强度、耐破袋性等降低。
当使用PET树脂时,除PBT树脂以外的聚酯树脂的固有粘度的上限优选为1.2dl/g。如果超过上述上限,则拉伸时的应力变得过高,存在制膜性劣化的情况。此外,由于熔融粘度变高,因此需要将挤出温度设定为高温,存在在挤出时容易产生分解物的情况。
为了减少本发明的包装袋的蒸煮处理后的溶出物,在双轴拉伸PBT膜层中添加抗氧化剂是有效的。这是为了抑制在树脂挤出工序中树脂的分子量降低,减少所得膜中残留的1,4-丁二醇和THF的量。另外,由于PBT因加热而逐渐分解,因此对于抑制在膜的蒸煮处理时产生的热分解也有效。
作为在本发明的双轴拉伸PBT膜层中使用的抗氧化剂,可以举出一次抗氧化剂(其具有酚系或胺系自由基捕获和锁终止作用)和二次抗氧化剂(其具有磷系和硫系等的过氧化物分解作用),可以使用其中的任何一种。作为具体实例,可以举出酚系抗氧化剂(例如,酚类,双酚类,硫代双酚类,多酚类等),胺系抗氧化剂(例如,二苯胺类,喹啉类等),磷系抗氧化剂(例如,亚磷酸酯系,亚膦酸酯系等),硫系抗氧化剂(例如,硫代二丙酸酯类等)。
具体而言,可以举出正十八烷基-β-(4'-羟基-3,5'-二叔丁基苯基)丙酸酯,四[亚甲基-3-(3’,5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸酯](其可作为“Irganox 1010”(商品名)商购),1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-S-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮,1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(其可作为“Irganox 1330”(商品名)商购),三(混合单和/或二壬基苯基)亚磷酸酯,环状新戊烷四醇基双(亚磷酸十八烷基酯)(Cyclicneopentanetetraylbis(Octadecylphosphite)),亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯,亚磷酸2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛酯,硫代二丙酸二月桂酯,硫代二丙酸二肉豆蔻酯,硫代二丙酸二硬脂酯等。这些抗氧化剂可以使用一种或并用两种以上。其中,从可获得性和食品卫生性的观点出发,优选为正十八烷基-β-(4'-羟基(3’,5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸酯)(Irganox 1010)。
抗氧化剂浓度的上限优选为2000ppm,更优选为1000ppm。如果超过上述上限,则添加的抗氧化剂本身成为溶出物。
根据需要,本发明中的双轴拉伸PBT膜层可含有以往公知的添加剂,例如润滑剂、稳定剂、着色剂、抗静电剂和紫外线吸收剂等。
作为润滑剂,可以举出,二氧化硅、碳酸钙、氧化铝等的无机颗粒润滑剂,有机系润滑剂。从减少雾度的观点出发,优选二氧化硅、碳酸钙,其中特别优选多孔二氧化硅。通过所述这些,可以实现透明性和光滑性。
润滑剂浓度的下限优选为100ppm,更优选为500ppm,进一步优选为800ppm。如果不足上述下限,则膜的光滑性可能降低。润滑剂浓度的上限优选为20000ppm,更优选为10000ppm,进一步优选为1800ppm。如果超过所述上限,则透明性劣化。
将具体说明本发明中用于获得双轴拉伸PBT膜层的制造方法。不限于这些。
树脂熔融温度的下限优选为200℃,更优选为250℃,进一步优选为260℃。如果不足上述下限,则挤出变得不稳定。树脂熔融温度的上限优选为280℃,更优选为270℃。
由于PBT结晶速度快,因此即使在浇铸时也进行结晶。此时,在不进行多层化的情况下,当浇铸成单层时,由于不存在抑制晶体生长的阻碍,这些晶体生长成尺寸大的球晶。其结果,获得的未拉伸片材的屈服应力变高,不仅在双轴拉伸时容易断裂,而且损害了所获得的双轴拉伸膜的柔软性,形成了耐针孔性和耐破袋性不足的膜。
作为具体的多层化方法,可以使用一般的多层化装置(多层进料模块,静态混合器,多层多歧管等),例如,可以使用以下方法:使用进料模块、静态混合器、多歧管模头等,将使用两台以上的挤出机从不同的流路输送的热塑性树脂叠层为多层的方法等。此外,在如本发明一样通过相同的组成进行多层化的情况下,通过仅使用一台挤出机、将上述多层化装置导入从挤出机到模头的熔融管线中,也可以实现本发明的目的。
冷却辊温度的下限优选为-10℃。如果不足上述下限,则抑制结晶的效果饱和。冷却辊温度的上限优选为40℃。如果超过上述上限,则结晶度变得太高、拉伸变得困难。此外,当冷却辊的温度在上述范围内时,为了防止结露,优选降低冷却辊附近的环境的湿度。
在浇铸中,由于高温树脂与表面接触,因此冷却辊的表面温度升高。通常,冷却辊通过使冷却水流过内部通过的管道而冷却,但是需要确保充分的冷却水量,设计管道的配置,进行维护以防止污泥附着在管道上等,减小冷却辊表面的宽度方向的温度差。此时,未拉伸片材的厚度优选在15μm~2500μm的范围内。
以至少60层以上、优选250层以上、更优选1000层以上的方式进行上述多层结构的浇铸。如果层数少,则失去拉伸性的改善效果。
接下来,说明拉伸方法。拉伸方法可以是同时双轴拉伸,也可以是逐次双轴拉伸,但是为了提高穿刺强度,需要增加平面取向系数,此外,就制膜速度快、生产率高的观点而言,最优选逐次双轴拉伸。
长度方向拉伸温度的下限优选为55℃,更优选为60℃。如果温度不足55℃,则不仅容易发生断裂而且在低温下的拉伸导致长度方向的取向变强,因此,在热固定处理时的收缩应力变大,由此宽度方向的分子取向偏移增大,结果降低长度方向的直线撕裂性。长度方向拉伸温度的上限优选为100℃,更优选为95℃。如果温度超过100℃,则由于未施加取向,因此力学特性劣化。
长度方向拉伸倍率的下限优选为2.6倍,特别优选为2.8倍。如果不足上述下限,则由于未施加取向,因此力学特性和厚度不均劣化。长度方向拉伸倍率的上限优选为4.3倍,更优选为4.0倍,特别优选为3.8倍。如果超过上述上限,则不仅力学强度和厚度不均改善的效果达到饱和,而且长度方向的取向变强,因此在热固定处理时的收缩应力变大,由此宽度方向上的分子取向的偏移变大,结果降低长度方向的直线撕裂性。
宽度方向的拉伸温度的下限优选为60℃,如果不足上述下限,则容易产生断裂。宽度拉伸温度的上限优选为100℃,如果超过上述上限,则由于未施加取向,因此力学特性劣化。
宽度方向的拉伸倍率的下限优选为3.5倍,更优选为3.6倍,特别优选为3.7倍。如果不足上述下限,则由于未施加取向,因此力学特性和厚度不均劣化。宽度拉伸倍率的上限优选为5倍,更优选为4.5倍,特别优选为4.0倍。如果超过上述上限,则力学强度和厚度不均改善的效果达到饱和。
宽度方向的热固定温度的下限优选为190℃,更优选为205℃。如果不足上述下限,则热收缩率变大,加工时发生偏移或收缩。宽度热固定温度的上限优选为240℃,如果超过上述上限,则膜熔融,此外,即使在不熔融情况下,也变得非常脆。
宽度方向的松弛率的下限优选为3%,如果不足上述下限,则在热固定时容易发生断裂。宽度松弛率的上限优选为12%,如果超过上述上限,则不仅产生松弛等、发生厚度不均,而且在热固定时的长度方向的收缩变大,其结果,端部的分子取向的偏移变大,直线撕裂性降低。
本发明中的双轴拉伸PBT膜的厚度的下限优选为8μm,更优选为10μm,进一步优选为12μm。如果不足8μm,则膜的强度不足。
膜厚度的上限优选为25μm,更优选为18μm,进一步优选为16μm。如果超过25μm,则其变得过厚,这在经济上不利,并且制袋时的加工性、生产率劣化。
双轴拉伸PBT膜的取向轴角度的上限没有特别限制,能够获得在长度方向上撕裂时的撕裂直线撕开性,但是优选为30°,更优选为28°。进一步优选为25°。
双轴拉伸PBT膜的冲击强度的下限优选为0.05J/μm。如果不足上述下限,则包装袋的强度不足。
双轴拉伸PBT膜层的冲击强度的上限优选为0.2J/μm。如果超过上述上限,则改善效果达到饱和。
双轴拉伸PBT膜的单位厚度的雾度的上限优选为0.66%/μm,更优选为0.60%/μm,进一步优选为0.53%/μm。
如果超过上述上限,则在对双轴拉伸PBT膜实施印刷时,损害印刷字符和图像的质量。
双轴拉伸PBT膜的长度方向和宽度方向的150℃×15分钟加热后的热收缩率的下限优选为-1.0%。如果不足上述下限,则改善的效果达到饱和,并且在力学方面变脆。
双轴拉伸PBT膜的长度方向和宽度方向的150℃×15分钟加热后的热收缩率的上限优选为4.0%,更优选为3.0%。如果超过上述上限,则由于印刷等的加工时的尺寸变化,发生间距偏移。此外,通常,膜的热收缩率通过宽度方向热固定处理中的处理温度和宽度方向松弛率来调整。
关于双轴拉伸PBT膜,通过制成在至少一面设有无机薄膜层的层叠膜,可以赋予优异的阻气性。
作为叠层在双轴拉伸PBT膜上的无机薄膜层,优选使用由金属或无机氧化物形成的薄膜。
形成无机薄膜层的材料只要能够形成薄膜就没有特别限制,但从阻气性的观点出发,可以优选地举出氧化硅(二氧化硅),氧化铝(氧化铝),氧化硅与氧化铝的混合物等的无机氧化物。从兼顾薄膜层的柔软性和致密性的观点出发,特别优选氧化硅和氧化铝的复合氧化物。
对于上述复合氧化物,针对二氧化硅和氧化铝的混合比,优选的是以金属成分的质量比计的Al在20%~70%的范围内。如果Al浓度不足20%,则存在水蒸气阻隔性降低的情况。另一方面,如果超过70%,则存在无机薄膜层变硬的倾向,在所谓印刷或叠层的二次加工时膜可能被破坏,阻隔性可能降低。予以说明,此处所述的氧化硅是SiO或SiO2等的各种硅氧化物或它们的混合物,氧化铝是AlO或Al2O3等的各种铝氧化物或它们的混合物。
无机薄膜层的膜厚度通常为1nm~800nm,优选为5nm~500nm。无机薄膜层的膜厚度不足1nm时,存在难以得到令人满意的阻气性的情况,另一方面,如果超过800nm而过厚,无法得到与之相应的阻气性的提高效果,就抗弯曲性和制造成本的方面而言是不利的。
作为形成无机薄膜层的方法没有特别限制,可以适当地采用,例如,真空蒸镀法、溅射法、离子镀敷法等的物理蒸镀法(PVD法),或化学蒸镀法(CVD法)等公知的蒸镀法。在下文中,以氧化硅/氧化铝系薄膜为例来说明形成无机薄膜层的典型方法。例如,当采用真空蒸镀法时,作为蒸镀原料,优选使用SiO2和Al2O3的混合物或SiO2和Al的混合物。在将这些作为蒸镀原料时使用常规颗粒,但是此时,期望各个颗粒的大小使得蒸镀时的压力不改变,优选粒径为1mm~5mm。
对于加热,可以采用电阻加热、高频感应加热、电子束加热、激光加热等的方式。此外,也可以采用反应性蒸镀,其中作为反应气体,引入氧气、氮气、氢气、氩气、二氧化碳、水蒸气等,使用添加臭氧、离子辅助等的手段。此外,可以任意地改变膜形成条件,诸如对被蒸镀体(提供至蒸镀的层叠膜)施加偏压,加热或冷却被蒸镀体等。当采用溅射法或CVD方法时,也可以类似地改变所述蒸镀材料、反应气体、被蒸镀体的偏压、加热/冷却等。
为了确保蒸煮处理后的阻气性和叠层强度,可以在双轴拉伸PBT膜层与所述无机薄膜层之间设置密合层。
作为设置在双轴拉伸PBT膜层与所述无机薄膜层之间的密合层,可以举出向聚氨酯系、聚酯系、丙烯酸系、钛系、异氰酸酯系、亚胺系、聚丁二烯系等的树脂中添加环氧系、异氰酸酯系、三聚氰胺系等的固化剂而成的那些。作为所述溶媒(溶剂),可以举出例如,苯、甲苯等的芳香族系溶剂;甲醇、乙醇等的醇系溶剂;丙酮、甲基乙基酮等的酮系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯等的酯系溶剂;乙二醇单甲醚等的多元醇衍生物等。这些用于密合层的树脂组合物优选含有具有至少一种以上的有机官能团的硅烷偶联剂。作为所述有机官能团,可以举出烷氧基、氨基、环氧基、异氰酸酯基等。通过添加所述硅烷偶联剂,可以进一步提高蒸煮处理后的叠层强度。
在用于所述密合层的树脂组合物中,优选使用含有噁唑啉基的树脂与丙烯酸系树脂和聚氨酯系树脂的混合物。噁唑啉基与无机薄膜的亲和性高,并且可以与形成无机薄膜层时产生的无机氧化物的缺氧部分和金属氢氧化物反应,显示出与无机薄膜层的强密合性。此外,存在于被覆层中的未反应的噁唑啉基可与通过双轴拉伸PBT膜层和被覆层的水解而产生的羧酸末端反应而形成交联。
作为形成密合层的方法没有特别限定,可以采用例如涂覆法等以往公知的方法。在涂覆法中,作为优选方法,可以举出离线涂覆法、在线涂覆法。例如,在制造双轴拉伸PBT膜的工序中进行在线涂覆法的情况下,涂覆时的干燥和热处理条件取决于涂覆厚度和装置的条件,但优选在涂覆后立即转移到沿宽度方向的拉伸工序、在拉伸工序的预热区或拉伸区中干燥,在这种情况下,通常优选设定约50℃~250℃的温度。
(铝箔层)
作为铝箔的材料,可以使用一般的软质铝箔,但是为了赋予进一步的耐针孔性和成型时的延展性,优选使用含铁的铝箔。基于铝箔100质量%,铁的含量优选为0.1质量%~9.0质量%,更优选为0.5质量%~2.0质量%。如果铁含量的下限值小于上述值,则不能充分赋予耐针孔性、延展性,另一方面,如果上限值大于上述值,则柔软性受损。考虑到阻隔性、耐针孔性、加工性,铝箔的厚度优选为5μm~12μm,更优选为7μm~9μm。
从密合性和耐氢氟酸性的观点出发,优选对铝箔进行前处理。作为前处理,可以进行脱脂、酸洗涤、碱洗涤等。作为前处理,如果大致区分,则可以举出湿式和干式。在湿式中,可以举出酸洗涤和碱洗涤。作为用于酸洗涤的酸,可以举出硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸等的无机酸,这些酸可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。另外,从提高铝箔的蚀刻效果的观点出发,可以根据需要配合用作Fe离子、Ce离子等的供给源的各种金属盐。作为用于碱洗涤的碱,可以举出例如,氢氧化钠等的强蚀刻类型。此外,可以使用将弱碱系、表面活性剂配合而成的混合物。这些脱脂通过浸渍法或喷雾法进行。
作为干式的方法之一,可以举出,在对铝进行退火处理工序中进行脱脂处理的方法。
此外,作为脱脂处理,除上述以外,可以举出框架处理和电晕处理等。此外,还可以举出,通过照射特定波长的紫外线而产生的活性氧将污染物质氧化分解并除去的脱脂处理。
(粘接剂层)
作为设置在双轴拉伸PBT膜层与聚烯烃系树脂膜之间、或双轴拉伸PBT膜与铝箔之间、以及铝箔与聚烯烃系树脂膜之间的粘接剂层,可以举出,向聚氨酯系、聚酯系、丙烯酸系、钛系、异氰酸酯系、亚胺系、或聚丁二烯系等的树脂中添加环氧系、异氰酸酯系、三聚氰胺系等的固化剂而获得的那些。作为所述溶媒(溶剂),可以举出,苯、甲苯等的芳香族系溶剂;甲醇、乙醇等的醇系溶剂;丙酮、甲基乙基酮等的酮系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯等的酯系溶剂;乙二醇单甲醚等的多元醇衍生物等。作为粘接剂层,优选以聚酯多元醇、聚醚多元醇、丙烯酸多元醇为主剂的聚氨酯系粘接剂。粘接剂层15的厚度优选为1μm~10μm,更优选为3μm~7μm。
(层叠体的构成和制造方法)
本发明的层叠体使用所述聚烯烃系树脂膜作为密封剂,至少包含双轴拉伸PBT膜作为基材。另外,作为公知的技术,出于赋予粘接性或阻隔性的目的,可以使用针对所述基材膜进行了涂覆或蒸镀加工而获得的膜,也可以制成进一步叠层铝箔等的构成。
具体地,可以举出,例如,双轴拉伸PBT膜/铝箔/密封剂,双轴拉伸PBT膜/蒸镀层/密封剂,双轴拉伸PBT膜/易粘接包衣层/蒸镀层/密封剂,双轴拉伸PBT膜/印刷层/密封剂等的构成。
作为叠层方法,可以使用干式叠层法、挤出式叠层法等公知的方法,可以通过任意的叠层方法制造出直线撕开性良好的层叠体。
(撕裂强度)
对本发明的层叠体的长度方向的撕裂强度的上限没有特别限定,但是优选为0.4N。如果超过所述上限,则难以撕开层叠体。更优选为0.35N,进一步优选为0.3N。如果为0.1N就充分。
(直线撕开性)
本发明的层叠体的长度方向的直线撕开性的上限优选为5mm,更优选为3mm,进一步优选为2mm,特别优选为1mm。如果超过上述上限,则包装体开裂。如果为1mm就充分。
(蒸煮收缩率)
对本发明的层叠体的蒸煮收缩率的上限没有特别限定,但为10%。如果超过所述上限,则在蒸煮后包装体的外观劣化。更优选为7%。长度方向的蒸煮收缩率的下限没有特别限定,但为-1%。如果不足所述下限,则蒸煮后的伸长率变大,成为破袋的原因。
(热封强度)
对本发明的层叠体的蒸煮前的热封强度的下限没有特别限定,但是优选为30N/15mm,更优选为35N/15mm。如果不足上述下限,则耐破袋性劣化。
优选的是,即使在121℃下进行30分钟的蒸煮处理后,热封强度也维持在35N/15mm以上。对热封强度的上限没有特别限定,但是优选为60N/15mm。为了超过上述上限,必须增加膜的厚度,因此增加成本。
(热封开始温度)
本发明的层叠体的蒸煮前的热封开始温度的下限没有特别限定,但是优选为160℃,更优选为170℃。如果不足上述下限,则耐破袋性劣化。
(密封能量)
对本发明的层叠体的密封能量的下限没有特别限定,但是优选为0.9J/150mm2,更优选为1.0J/150mm2,进一步优选为1.2J/150mm2。如果不足上述下限,则耐破袋性劣化。
(穿刺强度)
对本发明的层叠体的蒸煮前的穿刺强度的下限没有特别限定,但是优选为12.0N,更优选为15.0N。如果不足上述下限,则当包装袋接触突起时出现针孔。穿刺强度的上限没有特别限定,但是优选为45.0N,更优选为30.0N。如果超过上述上限,则层叠体的坚硬感过强,变得难以处理。
(包装袋)
以保护食物等的内容物不受自然界的灰尘和气体等的影响为目的、配置成包裹内容物的周围的所述层叠体被称为包装袋。该包装袋是通过将所述层叠体切出、利用加热的热封杆或超声波等将内表面彼此粘接、形成袋等而制造的,例如,广泛使用的是四方密封袋等,所述四方密封袋通过以下获得:将两个长方形的层叠体堆叠、使得密封剂侧位于内侧,将四边热封。可以为袋的底部具有褶皱而可以自立的自立袋或枕形包装袋等的长方形以外的其他形状。
另外,将能够承受得住通过加压等将沸点提高到100℃以上的热水实施的加热杀菌热的包装袋称为蒸煮用包装袋。此外,将以提供所述包装袋为目的的膜称为蒸煮用膜。
(开裂)
由本发明的层叠体获得的包装袋的开裂上限没有特别限定,但是优选为5mm,更优选为4mm,进一步优选为3mm,特别优选为2mm。如果超过上述上限,则当撕裂包装体时,内容物可能会溢出。如果为1mm就充足。
(耐破袋性)
使由本发明的层叠体制成的四方密封袋掉落,重复掉落直至袋破裂,测定重复掉落的次数,在所述测定时,实用上优选的是,不破袋而残存的袋的个数的比例为50%时的掉落次数是5以上,更优选为10以上。评价如下。
◎:残存率为50%的掉落次数为13次以上
○:残存率为50%的掉落次数为10次以上且12次以下
△:残存率为50%的掉落次数为5次以上且9次以内
×:残存率为50%的掉落次数为4次以内
实施例
在下文中,通过实施例的方式详细说明本发明,但是本发明不限于此。通过以下方法测定、评价在各个实施例中获得的特性。评价时,将膜制膜的长度方向设定为长度方向,将宽度方向设定为宽度方向。
通过以下测定方法进行双轴拉伸PBT膜的评价。
(1)双轴拉伸PBT膜的厚度
使用表盘式测厚仪根据JIS K7130-1999 A法进行测定。
(2)双轴拉伸PBT膜的热收缩率
除了试验温度150℃、加热时间15分钟以外,通过JIS-C-2151-2006.21中记载的尺寸变化试验法测定了长度方向和宽度方向的热收缩率。
根据21.1(a)中的记载使用试验片。
(3)双轴拉伸PBT膜的冲击强度
根据JIS K7160-1996,使用由株式会社东洋精机制作所制的冲击试验机,测定在23℃的气氛下膜针对冲击穿孔的强度。使用的冲击球面的直径为1/2英寸。单位是J/μm。
(4)双轴拉伸PBT膜的穿刺强度
根据食品卫生法中“食品、添加物等的规格标准第3:器具和容器包装”(厚生省通告第20号,昭和57年)的“2.强度等试验法”进行测定。将尖端部直径为0.7mm的针以50mm/分钟的穿刺速度穿刺入膜中,测量针贯通膜时的强度,将其作为穿刺强度。在常温(23℃)下进行测定,单位为N。
(5)双轴拉伸PBT膜的取向轴角度
用王子计测仪机器株式会社制的分子取向计MOA-6004进行测定。以长度方向120mm、宽度方向100mm切出样品,将其放置在测量仪器中,将所测定的角度的值作为取向轴角度。予以说明,长度方向是0°。在N=3下测定,算出平均值。
关于密封膜的测定的方法如下所示。
(1)树脂密度
根据JIS K7112:1999年的D法(密度梯度管)评价密度。在N=3下测定,算出平均值。
(2)熔体流动速率(MFR)
基于JISK-7210-1,在230℃、负荷2.16kg下进行测定。在N=3下测定,算出平均值。
(3)穿刺强度
根据食品卫生法中“食品、添加物等的规格标准第3:器具和容器包装”(厚生省通告第20号,昭和57年)的“2.强度等试验法”,在23℃下对密封膜或层叠体进行穿刺强度测定。将尖端部直径为0.7mm的针以50mm/分钟的穿刺速度穿刺入膜中,测定针贯穿膜时的强度。将获得的测定值除以膜的厚度,算出每1μm膜的穿刺强度[N/μm]。在N=3下测定,算出平均值。
在将层叠体在121℃下用热水进行蒸煮处理30分钟之后,也进行相同的测定。
(4)撕裂强度
从膜和层叠体切出拉伸方向150mm、垂直于拉伸方向的方向60mm的条状的试验片。从试验片的一个短边的中央部沿拉伸方向形成30mm的切口。在温度23℃/相对湿度50%的气氛下,对试验片进行状态调节,然后对试验片进行测定。
将夹具夹在距离形成了切口的试验片的左右短边10mm的范围,使得两个夹具之间的距离为40mm,安装株式会社岛津制作所制的Autograph AG-I,十分小心地拧紧,使得试验片的长边与两个夹具的假想中心线平行。
将试验速度设定为200mm/min,启动试验机,记录直到撕裂到达试验片的另一短边的撕裂力,求得25mm、50mm、75mm、100mm撕裂点处的撕裂力平均值。
使得卷绕的膜的内表面朝前,将右侧的切片用上侧的夹具夹住的情况和将左侧的切片用上侧的夹具夹住的情况的两种情况下,各自在N=3进行测定,算出各自的平均值。在右侧、左侧的测定结果中,采用数值较大的结果作为撕裂强度。
同样,使得层叠体的聚烯烃系树脂膜侧朝前,将右侧的切片用上侧的夹具夹住的情况和将左侧的切片夹用上侧的夹具夹住的情况的两种情况下,各自在N=3进行测定,算出各自的平均值。在右侧、左侧的测定结果中,采用数值较大的结果作为撕裂强度。
(5)屈服应力
将密封膜切成长度方向80mm、宽度方向15mm的条状。通过Instron Instruments制的通用材料试验机5965,将标线间的距离设定为20mm,在十字头速度1000mm/分钟下,进行拉伸试验。将应力-应变曲线的斜率最先变为0时的拉伸应力作为屈服应力。当拉伸倍率高时,通常称为上屈服点的斜率为0的点消失。即使在这种情况下,也将在断裂点附近斜率最先变为0的点作为屈服应力。在长度方向、宽度方向上各自通过N=3进行测定,算出各自的平均值。屈服应力的比是通过将长度方向的屈服应力除以宽度方向的屈服应力而获得的值。
(6)热收缩率
从密封膜切出120mm见方。画出标线,使得在长度方向(膜制膜的流动方向)、宽度方向(垂直于长度方向的方向)各自间隔100mm。将样品悬挂在保持在120℃的烘箱中,热处理30分钟。测量标线间的距离,根据下式,计算热收缩率。在N=3下测定,算出平均值。
热收缩率=(热处理前的标线长度-热处理后的标线长度)/热处理前的标线长度×100(%)
层叠体的测定方法如下所示。
(1)直线撕开性
直线撕开性是指当密封膜或层叠体被撕裂时沿长度方向笔直地撕裂的性能。通过以下方法进行测定。在本实施例中,由于在长度方向上被拉伸,因此仅在长度方向上评价了直线撕开性。
从层叠体切出长度方向150mm、宽度方向60mm的条状,从短边的中央部沿长度方向形成30mm的切口。在温度23℃/相对湿度50%的气氛下,对试验片进行状态调节,然后对试验片进行测定。
根据JIS K7128-1:1998,将夹具分别夹在距离形成了切口的试验片的左右短边10mm的范围,使得两个夹具之间的距离为40mm,安装株式会社岛津制作所制的AutographAG-I,撕裂样品。
在不包括30mm的切口的情况下在长度方向上撕裂120mm时,测定连接短边的中央部分的线在宽度方向上移动的距离,记录其绝对值。使得层叠体的聚烯烃系树脂膜侧朝前,将右侧的切片用上侧的夹具夹住的情况和将左侧的切片用上侧的夹具夹住的情况的两种情况下,各自在N=3进行测定,算出各自的平均值。在右侧、左侧的测定结果中,采用数值较大的结果作为直线撕开性。
(2)蒸煮收缩率
从层叠体切出120mm见方。画出标线,使得在长度方向、宽度方向上各自间隔100mm。在121℃用热水进行蒸煮处理30分钟。测定标线间的距离,根据下式,测定蒸煮收缩率。各自在N=3下进行测定,算出平均值。
蒸煮收缩率=(处理前的标线长度-处理后的标线长度)/处理前的标线长度×100(%)
(3)热封强度
热封条件和强度测定条件如下。即,将实施例和比较例中获得的层叠体的各密封膜侧彼此重叠,在0.2MPa的压力下、在10mm的密封杆宽度和220℃的热封温度下热封1秒后,放置冷却。从在各温度热封的膜分别切出长度方向80mm、宽度方向15mm的试验片,针对各试验片,测定以十字头速度200mm/分钟剥离热封部时的剥离强度。作为试验机,使用了由Instron Instruments制的通用材料试验机5965。各自在N=3下进行测定,算出平均值。在121℃用热水进行蒸煮处理30分钟之前和之后进行测定。
(4)热封开始温度
热封起始温度是与假设用制袋机连续生产时的生产率有关的项目。如果制袋适应性良好,则在基材的双轴拉伸膜不收缩或不发生破坏的温度范围内可以获得足够的密封性。热封开始温度的评价如下进行。
在所述热封强度的测定中,以5℃的间距改变热封杆的温度,分别在N=3下测定热封强度。对恰在热封强度超过30N之前的温度下的热封强度和恰在热封强度超过30N之后的温度下的热封强度进行加权平均而算出。
(5)密封能量
在测定蒸煮前的层叠体的热封强度时,在将横轴设定为剥离距离、将纵轴设定为剥离强度的测定表中,使用Instron用分析软件blue hill3,对从剥离开始到断裂的图形面积进行分析,算出密封能量。各自在N=3下进行测定,算出平均值。
(6)开裂
将两枚层叠体的密封膜彼此面对并加热密封,制成内部尺寸长度方向120mm、宽度方向170mm的四方密封袋。在四方密封袋的末端制成凹口,在长度方向上用手撕裂。将切口推进到相对端,测定袋的正面和背面的膜的撕裂线的偏移。对于右手侧朝前的方向和左手侧朝前的方向的这两个方向,各自在N=3下测定,算出平均值,采用较大的值作为测定值。
(7)耐破袋性
切割层叠体,制备内部尺寸长度170mm、宽度120mm的四方密封袋,其中密封有300ml的饱和盐水。此时的热封条件设定为0.2MPa的压力下1秒、密封杆的宽度10mm,热封温度220℃。制袋加工后,将四方密封袋的端部切掉,使得密封宽度为5mm。将所述四方密封袋在121℃下蒸煮30分钟。接下来,将其在-5℃的环境中放置8小时,在该环境中,将四方密封袋从1.0m的高度掉落到平坦的混凝土地板上,重复掉落直到袋破裂,测定重复的掉落次数,如下设置等级。针对每个级别,将袋的个数设定为20个。
◎:残存率为50%的掉落次数为13次以上
○:残存率为50%的掉落次数为10次以上且12次以下
△:残存率为50%的掉落次数为5次以上且9次以内
×:残存率为50%的掉落次数为4次以内
(实施例1)
(双轴拉伸PBT膜的制备)
作为PBT树脂1,使用1100-211XG(CHANG CHUN PLASTICS CO.,L宽,固有粘度1.28dl/g)。
使用单轴挤出机,配合80质量份的PBT树脂、和20质量份的由对苯二甲酸//乙二醇=100//100(摩尔%)形成的固有粘度为0.62dl/g的PET树脂、和作为非活性颗粒的平均粒径为2.4μm的多孔二氧化硅颗粒,以使得二氧化硅浓度为1600ppm,将获得的配合物熔融之后,将熔融管线导入12元素的静态混合器中。由此,进行PBT树脂的熔体的分割和叠层,获得由相同原料构成的多层熔体。将所述熔体从265℃的T型模头浇铸,通过静电密合法使所述熔体密合至在15℃的冷却辊上,获得未拉伸片材。
然后,在70℃下在长度方向进行3.0倍辊拉伸,然后,通过拉幅机在90℃下在宽度方向上进行4.0倍拉伸,实施200℃下3秒钟的拉伸热处理和1秒钟的1%的松弛处理,之后,将两端的把持部每个切断并去除10%,获得厚度为15μm的双轴拉伸PBT膜。
(密封膜的制备)
相对于树脂密度891kg/m 3、230℃、2.16kg的MFR 3.0g/10min的丙烯-乙烯嵌段共聚物(住友化学制WFS5293-22,丙烯含量为93.5重量%)94重量%,混合6重量%的树脂密度870kg/m 3、230℃、2.16kg的MFR 1.8g/10min的乙烯-丙烯共聚弹性体树脂(三井化学制,Tafmer P0480,丙烯含量为27重量%)。
(熔融挤出)
通过螺杆直径为90mm的三阶段型单螺杆挤出机,将混合的聚烯烃系树脂导入T形槽型的模头中,设计为:以宽度800mm使预压区成为两阶段,并且使阶梯部分的形状为曲线状以使熔融树脂的流动变得均匀,使模头内的流动变得均匀,使得模头的出口温度为230℃,进行挤出。
(冷却)
将从模头出来的熔融树脂片材通过21℃的冷却辊冷却,获得层厚度为270(μm)的未拉伸的聚烯烃系树脂膜。通过冷却辊冷却时,在空气喷嘴处固定冷却辊上的薄膜两端,用气刀将熔融树脂片材的整个宽度压在冷却辊上,同时启动真空室,防止空气卷入熔融树脂片材和冷却辊之间。将空气喷嘴在膜移动方向的两端笔直排列地设置。模头周围被片材围绕,使得熔融树脂片材不暴露于风。
(预热)
将未拉伸片材引导至已经加热的辊组,通过使片材与辊接触而将片材预热。将预热辊的温度设定为105℃。使用多个辊将膜的两面预热。
(拉伸)
将所述未拉伸片材引导至辊拉伸机,通过辊速度差,在长度方向上拉伸4.0倍,使得厚度为60μm。将拉伸辊的温度设定为105℃。
(退火处理)
使用退火辊在130℃下实施热处理。使用多个辊对膜的两面进行热处理。
(电晕处理)
对膜的一面(叠层面)实施电晕处理。
(卷取)
通过20m/分钟的制膜速度实施。将经制膜的膜的凸缘部分修剪,卷取成辊状态。膜的一面(叠层面)的湿润张力为42mN/m。
(层叠体的制备)
使用酯系粘接剂对所得的双轴拉伸PBT膜(厚度15μm,相对于长度方向的取向角为30°)和作为密封膜的聚烯烃系树脂膜进行干式叠层,使粘接剂的涂布量为3.0g/m2,该酯系粘接剂通过将33.6质量份酯系干式叠层用粘接剂(东洋Morton公司制,TM569)、4.0质量份的固化剂(由东洋Morton公司制,CAT10L)以及62.4质量份乙酸乙酯混合而获得。将经叠层的层叠体保持在40℃,进行3天老化,获得层叠体。
(实施例2)
以与实施例1中相同的方法获得层叠体,除了以下之外:将丙烯-乙烯嵌段共聚物(住友化学制,WFS5293-22)和乙烯-丙烯共聚弹性体(三井化学制,Tafmer P0480)的混合比设定为丙烯-乙烯嵌段共聚物96重量%、乙烯-丙烯共聚弹性体(三井化学制,TafmerP0480)4重量%。
(实施例3)
以与实施例1中相同的方法获得层叠体,除了以下之外:将丙烯-乙烯嵌段共聚物(住友化学制,WFS5293-22)和乙烯-丙烯共聚弹性体的混合比设定为丙烯-乙烯嵌段共聚物90重量%、乙烯-丙烯共聚弹性体(三井化学制,Tafmer P0480)10重量%。
(实施例4)
以与实施例1中相同的方法获得层叠体,除了以下之外:使得树脂的混合比成为丙烯-乙烯嵌段共聚物64重量%、乙烯-丙烯共聚弹性体(三井化学制,Tafmer P0480)6重量%、密度为890kg/m 3MFR 1.5g/10min(230℃,2.16kg测定)、熔点为132℃的丙烯-乙烯无规共聚物(住友化学株式会社制,S131)30重量%,将退火辊温度设定为120℃。
(实施例5)
以与实施例4中相同的方法获得层叠体,除了以下之外:将长度方向拉伸倍率设定为4.5倍,将退火辊的温度设定为130℃。
(实施例6)
以与实施例4中相同的方法获得层叠体,除了以下之外:将退火辊的温度设定为130℃。
(实施例7)
以与实施例6中相同的方法获得层叠体,除了以下之外:使得树脂的混合比为丙烯-乙烯嵌段共聚物(住友化学制,WFS5293-22)74重量%,乙烯-丙烯共聚弹性体(三井化学制,Tafmer P0480)6重量%,丙烯-乙烯无规共聚物(住友化学株式会社制,S131)20重量%。
(比较例1)
以与实施例2中相同的方法获得层叠体,除了以下之外:通过在不改变拉伸辊速度的情况下改变浇铸的冷却辊速度,使长度方向的拉伸倍率为1.0倍(未拉伸),并且不进行退火处理。
在比较例1中,直线撕开性差,因此开裂变大。上述结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0002917338430000341
在表1中,当评价结果为“无法测定*”时,意味着在特性评价中、膜或层叠体在长度方向上裂开、无法获得测定值。
产业上的可利用性
根据本发明,可以提供一种在开封方向上稍稍开裂就可以笔直地开封的柔软性优异的蒸煮袋,为工业做出极大贡献。

Claims (4)

1.一种层叠体,其根据JIS K7128-1:1998所测定的长度方向的直线撕开性为5mm以下,该层叠体包含双轴拉伸膜基材和密封膜,
所述双轴拉伸膜基材包含聚酯树脂组合物,所述聚酯树脂组合物包含60重量%以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,
所述密封膜为拉伸膜,其包含聚烯烃树脂组合物,所述聚烯烃树脂组合物包含40重量%以上且97重量%以下的丙烯-乙烯嵌段共聚物、3重量%以上且10重量%以下的乙烯-丙烯共聚弹性体、0重量%以上且50重量%以下的乙烯-α-烯烃无规共聚物。
2.根据权利要求1所述的层叠体,其中,所述密封膜的长度方向的热收缩率为3%以上且20%以下,宽度方向的热收缩率为1%以下,所述长度方向的屈服应力为150MPa以上且250MPa以下。
3.一种包装袋,其包含权利要求2所述的层叠体。
4.权利要求3所述的包装袋,其用于蒸煮。
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