JP2004043545A

JP2004043545A - シーラント用樹脂組成物、およびこれから得られる易ヒートシール性シーラントフィルム

Info

Publication number: JP2004043545A
Application number: JP2002199780A
Authority: JP
Inventors: Norihide Inoue; 井上　則英
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】優れたヒートシール性とヒートシール性の経時安定性を有するシーラント用樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】メルトフローレート（ＭＦＲ）が１〜５０（ｇ／１０分）、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定した融点が１１０〜１５０℃であるプロピレン系重合体（Ａ）３０〜９０重量％、
メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．５〜５０（ｇ／１０分）、密度が０．８５０〜０．９００（ｇ／ｃｍ^３）であり、かつ示差走査熱量分析（ＤＳＣ）で求められる融点が９０℃未満であるエチレン・α−オレフィンランダム共重合体（Ｂ）５〜６０重量％、および
メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１〜２５（ｇ／１０分）、密度（ＡＳＴＭ　Ｄ１５０５）が０．８８０〜０．９２５（ｇ／ｃｍ^３）のブテン系重合体（Ｃ）５〜３０重量％
から形成されるシーラント用樹脂組成物である。この組成物から得られるフィルムは、包装用フィルムのシーラント層として好適である。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシーラント用樹脂組成物、易ヒートシール性およびイージーピール性を兼ね備えたシーラントフィルム、さらにはそのシーラントフィルムを用いた積層体フィルムおよび容器に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
近年の食の多様化に伴い、様々な包装材料が提案され、様々なヒートシール強度を有するシーラントフィルムの開発が所望されている。例えば、熱に弱い食品を包装する際、内容物保護のため比較的低温でヒートシールする必要がある。そのような用途に対しては、低温でのヒートシールでも強いシール強度を示すようなシーラントフィルムが求められている。さらには、幅広いヒートシール温度可能温度を有し、ヒートシール温度を変えることでイージーピール性と完全シールとの両方の機能を持たせることができるようなシーラントフィルムも所望されている。
【０００３】
特開昭６１−１０６６４８号公報には、プロピレンランダム共重合体と１−ブテン系からなる組成物が開示されている。特開２００２−１５４１８８号公報にはプロピレン系樹脂および１−ブテン系共重合体からなる組成物をシーラント層とする積層体が開示されている。これらのフィルムは良好な低温ヒートシール性を有している。さらには、ヒートシール温度範囲も広く、シール温度を制御することでイージーピール性を付与することも可能であり、特には菓子パンや食パンなどの包装に適している。しかしながら、同公報によって得られるシーラントフィルムは、充分な低温ヒートシール性を発現させるためには多量の１−ブテン系共重合体の添加が必要であり、分散不良等によりシール強度が不安定になったり、また、経時によりヒートシール性能が悪化するという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、経時でのヒートシール性の悪化が少なく、低温でのヒートシール性に優れ、特には低いシール温度でも高いシール強度を発現することのできるシーラント樹脂組成物、その組成物から得られるシーラントフィルム、およびそれを用いた積層体および容器の提供を目的とする。
【０００５】
【問題を解決するための手段】
すなわち本発明は、メルトフローレート（ＭＦＲ、ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）が１〜５０（ｇ／１０分）、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定した融点が１１０〜１５０℃であるプロピレン系重合体（Ａ）３０〜９０重量％、
メルトフローレート（ＭＦＲ、ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）が０．５〜５０（ｇ／１０分）、密度（ＡＳＴＭ　Ｄ１５０５）が０．８５０〜０．９００（ｇ／ｃｍ^３）であり、かつ示差走査熱量分析（ＤＳＣ）で求められる融点が９０℃未満であるエチレン・α−オレフィンランダム共重合体（Ｂ）５〜６０重量％、および
メルトフローレート（ＭＦＲ、ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）が０．１〜２５（ｇ／１０分）、密度（ＡＳＴＭ　Ｄ１５０５）が０．８８０〜０．９２５（ｇ／ｃｍ^３）のブテン系重合体（Ｃ）５〜３０重量％
から形成されるシーラント用樹脂組成物に関する。
【０００６】
さらに本発明は、上記本発明の樹脂組成物からなるシーラントフィルムであり、および該シーラントフィルムから形成される積層体および容器に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、プロピレン系重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体およびブテン系重合体から構成される樹脂組成物、またその組成物を用いたシーラントフィルム、積層体、および容器に関する。次にそれらの各構成について具体的に説明する。
プロピレン系重合体（Ａ）
本発明の樹脂組成物におけるプロピレン系重合体（Ａ）としては、公知のプロピレン単独重合体、またはプロピレンとエチレンないしは炭素数４〜２０のα―オレフィンとのランダムまたはブロック共重合体を挙げることができる。　プロピレン系重合体のメルトフローレート（ＭＦＲ、ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）としては１〜５０（ｇ／１０分）、好ましくは１〜４０（ｇ／１０分）、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定した融点が１１０〜１５０℃、好ましくは１１５〜１４０℃の範囲にあるプロピレンランダム共重合体が好ましく利用される。このようなランダム共重合体を使用することで低温ヒートシール性およびフィルム外観に優れたシーラントフィルムを得ることができる。
【０００８】
このようなプロピレン系重合体（Ａ）は、典型的には固体状チタン触媒と有機金属化合物を主成分とする触媒、またはメタロセン化合物を触媒の一成分として用いたメタロセン触媒の存在下でプロピレンを重合あるいはプロピレンと他のα−オレフィンを共重合させることによって製造することができる。
エチレン・α−オレフィンランダム共重合体（Ｂ）
本発明の樹脂組成物における（Ｂ）成分として使用されるエチレン・α−オレフィンランダム共重合体は、エチレンと炭素数３〜２０までのα―オレフィン、好ましくはエチレンと炭素数３〜１０までのα―オレフィンとを共重合することによって得られるランダム共重合体である。α―オレフィンの具体例としては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセンが挙げられ、好ましくは１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテンである。共重合体中のα−オレフィン含量としては、５〜５０モル％、通常７〜３０モル％である。
【０００９】
エチレン・α−オレフィンランダム共重合体のＭＦＲ（ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）は０．５〜５０、好ましくは１．０〜３０（ｇ／１０分）であり、密度（ＡＳＴＭ　Ｄ１５０５）が０．８５０〜０．９００（ｇ／ｃｍ^３）、好ましくは０．８５５〜０．８９０（ｇ／ｃｍ^３）であり、かつ示差走査熱量分析（ＤＳＣ）で求められる融点が９０℃未満または融点が観測されない非晶性である。
上記エチレン・α−オレフィンランダム共重合体の製造法については特に制限はないが、チーグラー・ナッタ触媒、あるいはメタロセン触媒の存在下、エチレンとα−オレフィンとを共重合することによって製造することができる。
【００１０】
さらに、本発明においては、密度および／またはＭＦＲの異なる数種類のエチレン・α−オレフィンランダム重合体をブレンドした組成物で使用することもできる。
ブテン系重合体（Ｃ）
本発明の樹脂組成物において使用されるブテン系重合体（Ｃ）としては、１−ブテン単独重合体、あるいは１−ブテンと１−ブテンを除く炭素数２〜２０、好ましくは２〜１０のα−オレフィンとの共重合体である。α−オレフィンの具体例としては、エチレン、プロピレン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセンが挙げられ、好ましくはエチレン、プロピレンである。ブテン系重合体中の１−ブテン含有量としては、６０〜１００（モル％）、好ましくは６０〜９０（モル％）である。
【００１１】
ブテン系重合体の密度は、０．８８０〜０．９２５、好ましくは０．８８５〜０．９２０（ｇ／ｃｍ^３）である。この密度範囲にあると、粘着性が小さいことから、フィルムから容器を製造する際に、ロール等の装置へのフィルムの付着が少なく、高い充填速度で内容物を充填することが可能である。
【００１２】
また、ＭＦＲ（１９０℃）は０．１〜２５、好ましくは０．５〜２５、より好ましくは１〜２５（ｇ／１０分）の範囲にある。この範囲内にあると、成形機のモーターに過大な負荷を与えることなく、高い成形スピードでフィルムを成形することができる。
【００１３】
このようなブテン系重合体は、特公昭６４−７０８８号公報、特開昭５９−２０６４１５号公報、特開昭５９−２０６４１６号公報、特開平４−２１８５０８号公報、特開平４−２１８６０７号公報、特開平８−２２５６０５号公報等に記載された、立体規則性触媒を用いた重合方法で製造することが出来る。本発明において使用されるブテン系重合体は、１種類であっても、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
樹脂組成物
本発明の樹脂組成物は、プロピレン系重合体（Ａ）とエチレン・α−オレフィンランダム共重合体（Ｂ）およびブテン系重合体（Ｃ）からなり、その混合割合は、（Ａ）が３０〜９０、好ましくは３０〜７０重量％、（Ｂ）が５〜６０、好ましくは１０〜５０重量％、（Ｃ）が５〜３０、好ましくは１０〜２５重量％の範囲にある。ここで、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の合計量は１００重量％である。各成分の割合がこの範囲内にあると、その組成物から得られるフィルムは、低温ヒートシール性およびシール強度の経時での安定性に優れており、実用上好適な容器が得られる。
【００１４】
本発明の樹脂組成物の特徴として、ある特定の性質を持つエチレン・α−オレフィンランダム共重合体を、樹脂組成物の構成成分として使用することにある。
前記のようなエチレン・α−オレフィンランダム共重合体を使用することで、低温ヒートシール性とシール強度の経時安定性に優れたフィルムとなる。また、本発明の樹脂組成物によって得られるシーラントフィルムはヒートシール可能な温度幅が広く、シール温度を制御することによりイージーピール性を付与することも可能なため、多様な特性をもつ易開封容器にも対応できる。
【００１５】
また、本発明の樹脂組成物のもう一つの特徴として、少ないブテン系重合体量でも高い低温ヒートシール性を有していることにある。ブテン系重合体量を少なくすることで、シール強度の安定性、特には経時後の安定性が従来よりも向上する。
【００１６】
本発明においては、本発明の樹脂組成物としての性能を損なわない範囲で、必要に応じて酸化防止剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、結晶核剤等の添加物を含んでいてもよい。
【００１７】
また、前記各成分および必要に応じて各種添加剤を、例えばヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、タンブラーミキサー等の混合機でブレンドした後、一軸ないしは二軸の押出機を用いてペレット状として後述のフィルム成形に使用することも可能であるが、前記成分をブレンドした状態でフィルム成形機に供することも可能である。
シーラントフィルム
本発明の樹脂組成物からフィルム成形することによって、低温ヒートシール性を必要とする包装材のシーラントフィルムを製造することができる。フィルムの成形は、キャスト成形法であってもインフレーション成形法であってもよく、通常樹脂温度１８０〜２４０℃の条件で均一膜厚の良好なフィルムを製造することができる。フィルムの厚みは、通常１〜１００μｍ、好ましくは３〜８０μｍの範囲である。
積層体
前記シーラントフィルムは、それ単独で使用することも可能であるが、基材に積層した積層体の構成で、一般に包装フィルムまたは包装シートとして使用される。
【００１８】
基材としては、特に限定されるものではないが、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、スチレン系樹脂のフィルム、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステルのフィルム、ナイロン６やナイロン６，６のようなポリアミドのフィルム、またはこれらの延伸フィルム、ポリオレフィンフィルムとポリアミドフィルムやエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムのようなガスバリヤー性のある樹脂フィルムとの積層フィルム、アルミニウム等の金属箔、あるいはアルミニウムやシリカ等を蒸着させた蒸着フィルムや紙等が、包装材の使用目的に応じて適宜選択使用される。この基材フィルムは、１種類のみならず、２種類以上を組み合わせて使用することもできる。
【００１９】
シーラントフィルム層（Ｘ）は、積層体の少なくとも一方の最外層に位置するので、その製造にあたり、基材上に前記本発明の樹脂組成物を直接押出ラミネーションしたり、基材とシーラントフィルムとをドライラミネーションしたり、あるいは両層を構成する樹脂を共押出する方法を採用することができる。
【００２０】
積層体の一実施態様として、シーラントフィルム層（Ｘ）／ポリオレフィンフィルム層（Ｙ１）／他のフィルム層（Ｙ２）の構成を挙げることができる。ここで、他のフィルム層としては、前記したポリスチレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリオレフィンフィルムとガスバリヤー性樹脂フィルムとの積層フィルム、アルミニウム箔、蒸着フィルム、および紙からなる群から選ばれる層を挙げることができる。
【００２１】
ポリオレフィン層（Ｙ１）と他のフィルム層（Ｙ２）とが充分な接着強度で接合できない場合には、シーラントフィルム層／ポリオレフィンフィルム層／接着層／他のフィルム層の構成にすることができる。接着層としては、ウレタン系やイソシアネート系接着剤のようなアンカーコート剤を用いたり、不飽和カルボン酸グラフトポリオレフィンのような変性ポリオレフィンを接着性樹脂として用いると、隣接層を強固に接合することができる。
容器
前記した積層体フィルムのシーラントフィルム層（Ｘ）同士を向かい合わせ、あるいは積層体フィルムのシーラントフィルム層（Ｘ）と他のフィルム（Ｚ）とを向かい合わせ、その後、外表面側から所望容器形状になるようにその周囲の少なくとも一部をヒートシールすることによって、容器を製造することができる。また周囲を全てヒートシールすることにより、密封された袋状容器を製造することができる。この袋状容器の成形加工を内容物の充填工程と組み合わせると、すなわち、袋状容器の底部および側部をヒートシールした後内容物を充填し、次いで上部をヒートシールすることで包装体を製造することができる。従って、この積層体フィルムは、スナック菓子やパン等の固形物、粉体、あるいは液体材料の自動包装装置に利用することができる。
【００２２】
また、積層体ないしシートを、または他のフィルムないしシートを予め真空成形や圧空成形等によりカップ状に成形した容器、射出成形等で得られた容器、あるいは紙基材から形成された容器等に内容物を充填し、その後本発明の積層体フィルムを蓋材として被覆し、容器上部ないし側部をヒートシールすることにより、内容物を包装した容器が得られる。この容器は、即席麺、味噌、ゼリー、プリン、スナック菓子等の包装に好適に利用される。
【００２３】
【実施例】
次に実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２４】
【実施例１】
コア層にスクリュー径４０ｍｍφの押出機およびシーラント層およびスキン層に３０ｍｍφの押出機を兼ね備えた、ダイ幅３００ｍｍの３種３層Ｔ−ダイキャスト成形機にて、以下の樹脂原料を使用して、成形温度２２０℃、チルロール温度３０℃にて、スキン層／コア層／シーラント層（１０μｍ／５０μｍ／１０μｍ）の層構成からなるフィルムを作成した。得られたフィルムのヒートシール性を以下の方法で評価した。結果を表１に示す。
【００２５】
スキン層　：　ランダムポリプロピレン（融点１３８℃、ＭＦＲ（１９０℃）７．０ｇ／１０分、プロピレン−エチレン−ブテンランダム共重合体）
コア層　：　ホモポリプロピレン（融点１６０℃、ＭＦＲ（１９０℃）７．０ｇ／１０分）
シーラント層　：　ランダムポリプロピレン（融点１３８℃、ＭＦＲ（１９０℃）７．０ｇ／１０分、プロピレン−エチレン−ブテンランダム共重合体）５０重量％、エチレン・１−ブテン共重合体（密度０．８８５ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ（１９０℃）３．６ｇ／１０分、１−ブテン含量１１モル％、融点６６℃）３０重量％、およびブテン系重合体成分として１−ブテン−プロピレン共重合体（密度０．９００ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ（１９０℃）４．０ｇ／１０分、プロピレン含量７５モル％）２０重量％からなる組成物。
（１）ヒートシール性：１５ｍｍの短冊状試験片を２枚作成し、シール層同士を向かい合わせ、所定の温度で、圧力０．２ＭＰａ、シール時間０．５秒の条件でヒートシールを行った。その後、層間を１８０度方向に３００ｍｍ／分の速度で剥離させ、その時の剥離強度を測定し、その値をヒートシール強度（Ｎ／１５ｍｍ）とした。このヒートシールしたサンプルを４５℃のオーブン中に７日間保管後、同様にしてヒートシール強度を測定し、経時後のヒートシール性の評価とした。
【００２６】
【比較例１】
シーラント層として用いたプロピレン系重合体、エチレン・１−ブテン共重合体および１−ブテン系重合体を表−１記載の含有量とした以外は、実施例１と同様にしてフィルムの評価を行った。結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表１に示した結果から明らかなように、本発明のフィルムは、低いシール温度で高いシール強度が発現する。また、経時後のヒートシール性も良好であった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のシーラント用樹脂組成物は、それから得られるフィルムが低温でのヒートシール性に優れており、かつ、経時後のヒートシール性を良好であるため、食品包装用容器に好適に使用できる。

Claims

メルトフローレート（ＭＦＲ、ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）が１〜５０（ｇ／１０分）、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定した融点が１１０〜１５０℃であるプロピレン系重合体（Ａ）３０〜９０重量％、
メルトフローレート（ＭＦＲ、ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）が０．５〜５０（ｇ／１０分）、密度（ＡＳＴＭ　Ｄ１５０５）が０．８５０〜０．９００（ｇ／ｃｍ^３）であり、かつ示差走査熱量分析（ＤＳＣ）で求められる融点が９０℃未満であるエチレン・α−オレフィンランダム共重合体（Ｂ）５〜６０重量％、および
メルトフローレート（ＭＦＲ、ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）が０．１〜２５（ｇ／１０分）、密度（ＡＳＴＭ　Ｄ１５０５）が０．８８０〜０．９２５（ｇ／ｃｍ^３）のブテン系重合体（Ｃ）５〜３０重量％
から形成されるシーラント用樹脂組成物。
前記ブテン系重合体が、１−ブテンと１−ブテンを除く炭素数２〜２０までのα−オレフィンとの共重合体であることを特徴とする請求項１記載のシーラント用樹脂組成物。
請求項１または２に記載の樹脂組成物からなり、その厚さが１〜１００μｍであるシーラントフィルム。
請求項３に記載のシーラントフィルムの層（Ｘ）と、ポリオレフィンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリオレフィンとガスバリヤー性樹脂フィルムとの積層フィルム、アルミ箔、紙、および蒸着フィルムとからなる群から選ばれる少なくとも一つのフィルム層（Ｙ）とを含む積層体であることを特徴とする積層体。
請求項３に記載のシーラントフィルムの層（Ｘ）と、ポリオレフィンフィルム層（Ｙ１）と、ポリオレフィンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリオレフィンとガスバリヤー性樹脂フィルムとの積層フィルム、アルミ箔、紙、および蒸着フィルムとからなる群から選ばれる少なくとも一つのフィルム層（Ｙ２）とが、この順に積層されていることを特徴とする積層体。
請求項４または５に記載の積層体のシーラントフィルム層（Ｘ）面同士を合わせ、その少なくとも一部がヒートシールされていることを特徴とする容器。
請求項４または５に記載の積層体のシーラントフィルム層（Ｘ）と、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、およびポリプロピレンからなる群から選ばれる樹脂の成形体（Ｚ）とを向かい合わせ、その少なくとも一部がヒートシールされていることを特徴とする容器。