JP2001279039A - 重合体組成物及びそれを用いた易開封性シール材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリエチレン、とくにポリエチレンをコート
した紙のポリエチレン面に対して、密封性と易開封性と
に優れた易開封性シール材料を提供することにある。 【解決手段】 不飽和カルボン酸含量が４〜２０重量％
のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体からなるアイオ
ノマー（Ａ）４５〜９０重量％、１−ブテンを主体とす
る重合体（Ｂ）５〜２５重量％及びエチレン・ビニルア
ルコール共重合体（Ｃ）５〜３０重量％からなることを
特徴とする重合体組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、種々の材料に対し
て、優れた密封性、易開封性を示す重合体組成物及び該
組成物からなる易開封性シール材料に関する。とりわけ
ポリエチレン用の易開封性シール材料として好適な重合
体組成物及び該組成物からなる易開封性シール材料に関
する。

【０００２】

【従来の技術】各種飲食品や医薬品の容器として、易開
封性蓋材に備えたプラスチック容器が広く使用されてい
る。このような蓋材のシール層に用いられる易開封性シ
ール材料は、ヒートシール温度の温度幅が広く、安定し
たシール強度が得られると共に、容易に開封できること
が求められている。容器の材質やその大きさ等によっ
て、要求されるシール強度が異なっているため、従来種
々の易開封性シール材料が提供されてきた。

【０００３】例えば、ポリエチレンコート紙容器のシー
ル材料として、適度な剥離強度が得られるところからホ
ットメルト接着剤が広く使用されてきたが、開封部にホ
ットメルト接着剤の一部が残留し、外観が良くないとい
う問題があった。またホットメルト接着剤は、耐熱性に
乏しく、またシール強度にも限界があることから、適用
分野が限定されるという欠点があった。

【０００４】一方、ポリエチレンに対して易開封性を示
すシール材料は、数多く知られているが、これらをポリ
エチレンコート紙容器のシール材料として使用する場合
には次のような問題点があった。すなわちポリエチレン
コート紙容器には種々の構成のものがあり、最も単純な
ものとして紙に薄層のポリエチレンが積層された構成の
ものがある。このようなポリエチレンコート紙容器に従
来知られているような易開封性シール材料を適用した場
合、往々にして開封時にポリエチレン部と紙の間の剥
離、すなわち紙剥げが認められることがあった。これは
従来の易開封性シール材料が、ポリエチレンに対して易
開封性を示すものの、その接着強度が高すぎることに基
づくものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、上記のような単純な構成のポリエチレンコート紙容
器に対してもヒートシール温度幅が広く、易開封性でし
かも開封時に紙剥げのない易開封性シール材料について
検討を行った。また、ポリエチレンコート紙容器の中で
も、被覆層が厚いものについては、比較的高いシール強
度でシールしても、開封時に紙剥げが起こりにくいが、
易開封性が悪い傾向にあった。そこで、このようなもの
に対しても適切な易開封性シール材料となるような品質
設計が容易に行える処方についての検討も行った。その
結果、後記するような重合体組成物を使用すると、ポリ
エチレンに対するシール強度の調整が容易に行うことが
でき、したがって種々のタイプのポリエチレンコート紙
容器に適用可能な易開封性シール材料となることを知る
に至った。

【０００６】したがって、本発明の目的は、ポリエチレ
ン、とくにポリエチレンをコートした紙のポリエチレン
面に対して、密封性と易開封性とに優れた易開封性シー
ル材料を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、不飽和カルボ
ン酸含量が４〜２０重量％のエチレン・不飽和カルボン
酸共重合体からなるアイオノマー（Ａ）４５〜９０重量
％、１−ブテンを主体とする重合体（Ｂ）５〜２５重量
％及びエチレン・ビニルアルコール共重合体（Ｃ）５〜
３０重量％からなることを特徴とする重合体組成物及び
該重合体組成物からなる易開封性シール材料に関するも
のである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の重合体組成物を構成する
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー
（Ａ）は、不飽和カルボン酸含量が４〜２０重量％、好
ましくは５〜１８重量％のものであり、エチレンと不飽
和カルボン酸の二元共重合体のみならず、任意に他の単
量体が共重合された多元共重合体であってもよい。

【０００９】ここに不飽和カルボン酸としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、フマ
ル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、
マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチルなどを例
示することができる。とくに好ましいのは、アクリル酸
又はメタクリル酸である。

【００１０】上記任意に共重合されていてもよい他の単
量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのよう
なビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、
アクリル酸ｎブチル、アクリル酸イソオクチル、アクリ
ル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸
ジメチル、マレイン酸ジエチルなどの不飽和カルボン酸
エステル、一酸化炭素、二酸化硫黄などを例示すること
ができる。これら他の単量体は、例えば０〜３０重量
％、好ましくは０〜２０重量％の範囲で共重合されてい
てもよく、一般にこのような他の単量体含量が多くなる
と、ポリエチレンに対する低温ヒートシール性を向上さ
せたり、シール強度を増加させたりするので、目的とす
るシール強度水準によっては、適宜これら単量体を含有
するものを使用することができる。

【００１１】本発明の（Ａ）成分としては、このような
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーを
使用する。このようなアイオノマーとしては、カルボキ
シル基の１００％以下、好ましくは１０〜９０％、特に
好ましくは２０〜８０％を、金属イオンで中和されたも
のを使用することができる。このようなアイオノマーの
使用は、ポリエチレンに対するシール強度の小さい易開
封性シール材料を得るのにとくに有効である。ここに金
属イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムの
ようなアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、スト
ロンチウムのようなアルカリ土類金属、亜鉛、銅、コバ
ルト、ニッケル、クロム、鉛などの典型及び遷移金属な
どであり、とくにアルカリ金属、アルカリ土類金属又は
亜鉛を用いるのが好ましい。

【００１２】エチレン・不飽和カルボン酸共重合体又は
そのアイオノマーとしては、他成分との混和性、得られ
る重合体組成物の成形加工性、シール強度等を考慮する
と、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレ
ートが、０．１〜５００ｇ／１０分、とくに０．５〜１
００ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。

【００１３】本発明の重合体組成物においては、上記
（Ａ）成分とともに、１−ブテンを主成分とする重合体
（Ｂ）及びエチレン・ビニルアルコール共重合体（Ｃ）
が用いられる。

【００１４】このような重合体（Ｂ）としては、１−ブ
テンホモポリマー、１−ブテンと他のα−オレフィンと
の共重合体などである。より具体的には、ポリ１−ブテ
ン、１−ブテン・プロピレンランダム共重合体などを代
表例として例示することができる。

【００１５】重合体（Ｂ）としては、１９０℃における
２１６０ｇ荷重下のメルトフローレートが０．１〜５０
０ｇ／１０分、とくに０．５〜１００ｇ／１０分のもの
を使用するのが好ましい。

【００１６】本発明に用いられるエチレン・ビニルアル
コール共重合体（Ｃ）としては、エチレンとビニルエス
テルからなる共重合体を、アルカリ触媒等を用いてケン
化して得られる。ビニルエステルとしては酢酸ビニルが
代表的なものとして挙げられるが、その他の脂肪酸ビニ
ルエステル（プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニルな
ど）も使用できる。さらに、本発明の目的が阻害されな
い範囲で、他の共単量体、例えばプロピレン、ブチレン
などの他のオレフィン類、（メタ）アクリル酸、（メ
タ）アクリル酸メチルもしくは（メタ）アクリル酸エチ
ルなどの不飽和カルボン酸またはそのエステル、或いは
Ｎ−ビニルピロリドンなどのビニルピロリドンなどを共
重合することもできる。

【００１７】本発明に用いられるエチレン・ビニルアル
コール共重合体のエチレン含有量は２０〜６０モル％で
あり、好適には２５〜５０モル％である。また、本発明
に用いられるエチレン・ビニルアルコール共重合体のビ
ニルエステル成分のケン化度は９０％以上であり、好適
には９５％以上、より好適には９８％以上である。本発
明に用いられるエチレン・ビニルアルコール共重合体の
好適なメルトフローレート（ＭＦＲ）（１９０℃、２１
６０ｇ荷重下）は０．１〜５００ｇ／１０分であり、最
適には０．５〜１００ｇ／１０分である。ただし、融点
が１９０℃付近或いは１９０℃を越える場合には、２１
６０ｇ荷重下、融点以上の温度で測定し、片対数グラフ
で絶対温度の逆数を横軸、ＭＦＲの対数を縦軸にプロッ
トし、１９０℃に外挿した値で表す。これらのエチレン
・ビニルアルコール共重合体は、単独で用いることもで
きるし、２種以上を混合した状態で用いることもでき
る。

【００１８】本発明の重合体組成物におけるエチレン・
不飽和カルボン酸共重合体アイオノマー（Ａ）、１−ブ
テンを主体とする重合体（Ｂ）及びエチレン・ビニルア
ルコール共重合体（Ｃ）の配合割合は、（Ａ）４５〜９
０重量％、好ましくは６０〜８５重量％、（Ｂ）５〜２
５重量％、好ましくは１０〜２０重量％、（Ｃ）５〜３
０重量％、好ましくは５〜２０重量％である。（Ｂ）及
び（Ｃ）成分が上記割合より少ないと、シール強度の小
さい易開封性シール材料が得難く、またその割合が多く
なりすぎると、低温シール性及び基材への積層加工性が
悪くなる。

【００１９】本発明の重合体組成物には前記の必須成分
に加え、任意の添加剤を配合することができる。このよ
うな添加剤として、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、光
安定剤、帯電防止剤、滑剤、着色剤などを挙げることが
できる。とくに組成物の加工性を向上させるためには滑
剤を配合することが望ましい。このような滑剤として
は、脂肪酸アミド、高分子量ポリエチレングリコール、
水添ひまし油、シリカなどを例示することができる。

【００２０】このような滑剤は、上記四必須成分の合計
量１００重量部に対し、有機化合物滑剤の場合は１００
〜１００００ｐｐｍ程度、またシリカのような無機化合
物滑剤の場合は０．１〜３重量％程度配合すると効果的
である。滑剤の使用は、本願発明の重合体組成物を、基
材に押出コーティング加工におけるフィルム同士のブロ
ッキングや金属ロールへのスティックを防止するととも
に、巻き戻し等の後工程の作業性を高めるという利点を
有している。

【００２１】本発明の重合体組成物は、成形性、シール
特性を考慮すると、メルトフローレート（１９０℃、２
１６０ｇ荷重）が１〜４００ｇ／１０分、とくに１〜１
５０ｇ／１０分となるように調整することが望ましい。

【００２２】本発明の重合体組成物は、単層で上記用途
に使用することができるが、基材にヒートシール層とし
て積層して使用することができる。このような基材とし
ては、延伸あるいは無延伸のフィルムであって、例え
ば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のようなポ
リエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・不飽和
カルボン酸エステル共重合体、エチレン・不飽和カルボ
ン酸共重合体又はそのアイオノマー、エチレン・ビニル
アルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、紙、アルミ箔、アル
ミニウム、シリカ、アルミナ、マグネシウムなどを蒸着
したフィルム、ポリ塩化ビニリデンやポリビニルアルコ
ールなどのガスバリアー材をコーティングしたフィルム
などを例示することができる。これら基材は単層であっ
てもよく、２層以上の積層品であってもよい。

【００２３】本発明の重合体組成物を基材に積層する方
法としては、本発明の重合体組成物を直接基材に押出ラ
ミネートする方法、インフレーションやＴ−ダイキャス
ト成形によりフィルム状にした重合体組成物を、基材と
ラミネートさせる、いわゆるサーマルラミネート法、ド
ライラミネート法、サンドラミネート法等の一般的方法
があり、いずれの方法も適用可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、密封性、低温シール性
が良好で、ヒートシールの温度幅が例えば１２０〜１８
０℃と広く、適度のシール強度を有し、易開封性に優れ
た重合体組成物を提供できる。とくにポリエチレンに対
して適度なシール強度でヒートシールできるので、単層
のポリエチレンあるいはポリエチレンを表面層とするフ
ィルム、シート、容器等に対する易開封性シール材料と
して好適に使用することができる。とくに紙／ポリエチ
レン、紙／ポリエチレン／ＥＶＯＨ／ポリエチレン、紙
／ポリエチレン／ＰＥＴ／ポリエチレン、紙／ポリエチ
レン／アルミ箔／ポリエチレンのような構成のポリエチ
レンコート紙容器に対する易開封性シール材料として使
用したときに、紙剥げのない易開封性シール材料とする
ことができる。

【００２５】かかる重合体組成物は、またその他各種材
料、例えばポリプロピレン、ポリ−４−メチル−１−ペ
ンテンなどのポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリ
スチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニルなどのシール
材料としても使用することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明は、これら実施例に限定されるものではない。ま
ず、実施例及び比較例において使用した樹脂組成物の作
成方法、ラミネート加工方法と条件、ヒートシール性能
評価方法について説明する。

【００２７】１．樹脂組成物の作成方法 下記の条件で、各樹脂組成物を調製した。 押出機：６５ｍｍφ単軸押出機 スクリュー：フルフライト（Ｌ／Ｄ＝２８） 樹脂温度：１９０℃ スクリュー回転数：５０回転／分

【００２８】２．ラミネート加工方法 １で調製した各組成樹脂を、下記方法によって予め用意
した基材への押出ラミネート加工を行った。 装置：ＣＢＣテック製ラミネーター 押出機：６５ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２８ スクリュー：３−ステージ型、圧縮比＝４．７８ ダイ：ストレートマニホールドタイプ ダイ開口：０．８×５００ｍｍ エアーギャップ：１１０ｍｍ 加工温度：２４０℃ 加工速度：８０ｍ／分 ラミネート厚み：２０μｍ 基材：紙（７９．１ｇ／ｍ^２）／ポリエチレン（２０μ
ｍ）／アルミ箔（７μｍ）

【００２９】３．ヒートシール性能評価方法 ３−１ ヒートシール強度測定 ２で作成した積層フィルムと被シール基材のポリエチレ
ン樹脂面とのヒートシール強度について、下記条件によ
って測定した。評価基準として、強度が４Ｎ／１５ｍｍ
以上、６Ｎ／１５ｍｍ以下を合格と判断した。 被シール基材：ＰＥＴ（１２μｍ）／ポリエチレン（２
０μｍ） ヒートシール機：片面加熱バーシーラー（シール幅：１
０ｍｍ） シール温度：１２０、１４０、１６０℃ シール圧力：０．２ＭＰａ（実圧力） シール時間：１秒間 強度測定：引張試験機使用、９０度剥離、剥離速度３０
０ｍｍ／分、試験片幅１５ｍｍ

【００３０】３−２ 紙剥げ評価 ２で作成した積層フィルムと、片アート紙（７９．１ｇ
／ｍ^２）の片面が４０μｍ厚みのポリエチレン層からな
る積層体のポリエチレン面とを、上記３−１記載と同一
の方法によって、ヒートシールする。そのもののヒート
シール部をやはり、３−１で記載の条件にて剥離させた
際の、剥離状態の観察を行った。片アート紙からポリエ
チレン層が剥離している場合を紙剥げ、ポリエチレン層
が片アート紙から剥離していない場合を界面剥離と評価
した。

【００３１】以下に、実施例及び比較例で用いた、各樹
脂組成物の配合比及びそれら原料樹脂の物性等について
示す。

【００３２】（Ａ）エチレン・不飽和カルボン酸共重合
体またはそのアイオノマーを表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】（Ｂ）１−ブテンを主体とする重合体 １−ブテン系重合体：Ｍ３４５０（三井化学（株）社製
ＰＢ−１樹脂） ＭＦＲ：４ｇ／１０分 密度：０．９１５ｇ／ｃｍ^３

【００３５】（Ｃ）エチレン・ビニルアルコール共重合
体 （Ｃ−１）クラレ（株）社製エバール エチレン含有量：３２モル％ 融点：１８３℃ ＭＦＲ（１９０℃）：４．４ｇ／１０分 （Ｃ−１）クラレ（株）社製エバール エチレン含有量：４７モル％ 融点：１６０℃ ＭＦＲ（１９０℃）：６．４ｇ／１０分

【００３６】（Ｄ）プロピレンを主体とする重合体 プロピレン系重合体：Ｆ７６９Ｒ（（株）グランドポリ
マー社製ＰＰ樹脂） ＭＦＲ：２１ｇ／１０分（２３０℃） 密度：０．９１ｇ／ｃｍ^３ 融点：１６０℃

【００３７】［実施例１］アイオノマー（Ａ−１）８２
重量％、１−ブテン系重合体（Ｂ）１０重量％及びエチ
レン・ビニルアルコール共重合体（Ｃ−１）８重量％の
比率とした配合物を、実施例説明１記載の条件下で溶融
混合し、重合体組成物（Ａ）を調製した。この重合体組
成物（Ａ）のペレットを、実施例説明２記載のラミネー
ト加工方法によって、樹脂加工温度２４０℃にて、紙
（７９．１ｇ／ｍ^２）／ポリエチレン（２０μｍ）／ア
ルミ箔（７μｍ）／（Ａ）（２０μｍ）構成からなるラ
ミネートフィルムを作成した。次に、作成した上記ラミ
ネートフィルムを用いて、実施例説明３−１記載の条件
によるヒートシール強度及び３−２記載の条件による紙
剥げ評価を行った。その結果、ヒートシール温度が１２
０〜１８０℃の温度範囲で、容易に剥離可能且つシール
部剥離面での紙剥げ発生の見られない結果が得られた。
結果を表２に示す。

【００３８】［実施例２］アイオノマー（Ａ−１）８２
重量％、１−ブテン系重合体（Ｂ）１０重量％及びエチ
レンビニルアルコール共重合体（Ｃ−２）８重量％の比
率とした配合物を、実施例説明１記載の条件下で溶融混
合し、重合体組成物（Ａ）を調製し、実施例１と同様の
評価を行った。実施例１と同様、ヒートシール温度が１
２０〜１８０℃の温度範囲で、容易に剥離可能且つシー
ル部剥離面での紙剥げ発生の見られない結果が得られ
た。結果を表２に示す。

【００３９】［比較例１］アイオノマー（Ａ−１）９０
重量％及び１−ブテン系重合体（Ｂ）１０重量％の比率
とした配合物を、実施例説明１記載の条件下で溶融混合
し、重合体組成物（Ａ）を調製し、実施例１と同様の評
価を行った。その結果、ヒートシール温度が１２０〜１
８０℃の温度範囲で、剥離強度が高いため、剥離抵抗が
高く、且つ紙剥げが発生した。結果を表２に示す。

【００４０】［比較例２］アイオノマー（Ａ−１）８５
重量％及び１−ブテン系重合体（Ｂ）１５重量％の比率
とした配合物を、実施例説明１記載の条件下で溶融混合
し、重合体組成物（Ａ）を調製し、実施例１と同様の評
価を行った。その結果、ヒートシール温度が１２０〜１
８０℃の温度範囲で、剥離強度が高いため、剥離抵抗が
高く、且つ紙剥げが発生した。結果を表３に示す。

【００４１】［比較例３］アイオノマー（Ａ−１）単独
を用いて実施例１と同様の評価を行った。その結果、ヒ
ートシール温度が１２０〜１８０℃の温度範囲で、剥離
強度が高いため、剥離抵抗が高く、且つ紙剥げが発生し
た。結果を表３に示す。

【００４２】［比較例４］酸共重合体（Ａ−２）８２重
量％、１−ブテン系重合体（Ｂ）１０重量％及びエチレ
ン・ビニルアルコール共重合体（Ｃ−２）８重量％の比
率とした配合物を、実施例説明１記載の条件下で溶融混
合し、重合体組成物（Ａ）を調製し、実施例１と同様の
評価を行った。その結果、ヒートシール温度が１２０〜
１８０℃の温度範囲で、剥離強度が高く、剥離抵抗が高
く、且つ紙剥げが発生した。結果を表３に示す。

【００４３】［比較例５］アイオノマー（Ａ−１）９０
重量％、プロピレン重合体（Ｄ）１０重量％の比率とし
た配合物を、実施例説明１記載の条件下で溶融混合し、
重合体組成物（Ａ）を調製し、実施例１と同様の評価を
行った。その結果、ヒートシール温度が１２０℃では紙
剥げがないものの剥離強度が低すぎてシールが不安定で
あり、一方、ヒートシール温度が１６０〜１８０℃では
剥離強度が高過ぎるため、剥離抵抗が大きく、且つ紙剥
げが発生した。結果を表３に示す。

【００４４】［比較例６］アイオノマー（Ａ−１）５５
重量％、１−ブテン系重合体（Ｂ）１０重量％及びエチ
レン・ビニルアルコール共重合体（Ｃ−１）３５重量％
の比率とした配合物を、実施例説明１記載の条件下で溶
融混合し、重合体組成物（Ａ）を調製し、実施例１と同
様の評価を行った。この重合体組成物（Ａ）のペレット
を、実施例説明２記載のラミネート加工方法によって、
樹脂加工温度２４０℃にて、紙（７９．１ｇ／ｍ^２）／
ポリエチレン（２０μｍ）／アルミ箔（７μｍ）／
（Ａ）（２０μｍ）構成からなるラミネートフィルムの
作成を試みたが、溶融ラミネート膜の溶融展延性が悪い
ために、両端部の切断が顕著で、上記ラミネートフィル
ムの作製が困難であり、評価不能であった。

【００４５】

【表２】

【００４６】

【表３】

【００４７】

【表４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） //(Ｃ０８Ｌ 23/26 (Ｃ０８Ｌ 23/26 23:20 23:20 23:08） 23:08） Ｆターム(参考） 3E086 AD24 BA04 BA15 BB58 CA11 CA28 4F100 AB10 AB33 AK04 AK09A AK24A AK69A AK70A AL01A AT00B BA01 BA02 DG10 JL12 JL14 YY00A 4H017 AB01 AB10 AB17 AC16 AE04 4J002 BB172 BB223 BB231 BE033 FD170 GF00 GJ02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不飽和カルボン酸含量が４〜２０重量％
   のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体からなるアイオ
   ノマー（Ａ）４５〜９０重量％、１−ブテンを主体とす
   る重合体（Ｂ）５〜２５重量％及びエチレン・ビニルア
   ルコール共重合体（Ｃ）５〜３０重量％からなることを
   特徴とする重合体組成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の重合体組成物からなるこ
   とを特徴とする易開封性シール材料。
3. 【請求項３】 基材に積層して使用されることを特徴と
   する請求項２記載の易開封性シール材料。
4. 【請求項４】 ポリエチレン用に使用されることを特徴
   とする請求項２又は３記載の易開封性シール材料。