JP2007098880A

JP2007098880A - 積層フィルム及びこれを用いた包装体

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Publication number: JP2007098880A
Application number: JP2005294641A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Hashimoto; 本美則橋; Katsunobu Ito; 藤克伸伊
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Japan Polyethylene Corp
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Japan Polyethylene Corp
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2025-10-07
Also published as: JP4699163B2

Abstract

【課題】ヒートシール加工した場合であっても、金属箔にクラックが発生せず、外観の良好な包装体が得られる、積層フィルム、及びこれを用いた包装材料を提供する。
【解決手段】基材フィルム、金属箔、およびヒートシールフィルムの少なくとも３層からなり、前記基材フィルムと金属箔とが、ラミネート樹脂を介して押出ラミネート加工により接着されてなる積層フィルムであって、前記ラミネート樹脂として、密度０．９４０〜０．９６５ｇ／ｃｍ^３のポリエチレンを用いる。
【選択図】図１

Description

発明の分野

本発明は、積層フィルムおよびこれを用いた包装材料に関し、より詳しくは、金属箔のクラックが少なく、外観が良好で高いバリアー性能を有する積層フィルムに関する。

金属箔が有する光、ガス、水蒸気等のバリアー性を利用した包装材料が知られている。これら包装材料は、一般的に、アルミニウム等の金属箔を介してプラスチックフィルムを積層した構造を有している。例えば、ポリエステル等の基材フィルム上にアルミニウム箔層とポリエチレン等のヒートシーラント層とを積層した積層フィルムが一般的に用いられている。

上記積層フィルムは、その各層がウレタン系接着剤等でドライラミネート加工されることにより接着したり、または、基材フィルム、金属箔、ポリエチレンの各層を、ラミネート樹脂を介して押出ラミネート加工を行うことにより接着したりしている。このドライラミネート方式は、主として酢酸エチル系溶剤にてウレタン系接着剤を希釈して接着剤塗布液とし、この塗布液を各層に塗布して乾燥させた後に、各層を貼り合わせて積層するものであるが、加工速度に限界があったり、残ソルが高い、養成時間を要する、といった問題がある。一方、押出ラミネート方式では、上記のような問題がなく、加工速度も高く、養成時間を必要としないといった利点を有する。

しかしながら、ラミネート樹脂を用いた押出ラミネート加工された積層フィルムは、図４に示すようなガゼット袋やピロー袋等の包装体９を形成した際に、積層フィルムが重なり合った部分をヒートシール加工すると、その重なり合った部分１０の金属箔にクラックが発生するといった問題があった。このクラックの隙間が大きくなると、外観上の問題だけでなく、ガスバリアー性や光バリアー性にも影響するおそれがある。

本発明者らは、今般、各層を押出ラミネート加工して積層する際、特定のラミネート樹脂を用いることにより、ラミネート加工性が良好で、金属箔積層フィルムを重ね合わせてヒートシール加工した場合であっても、金属箔にクラックが発生せず、外観の良好な包装体が得られる、との知見を得た。

したがって、本発明の目的は、ヒートシール加工した場合であっても、金属箔にクラックが発生せず、外観の良好な包装体が得られる、金属箔積層フィルム、およびこれを用いた包装材料を提供することにある。

本発明による金属箔積層フィルムは、基材フィルム、金属箔、およびヒートシールフィルムの少なくとも３層からなり、前記基材フィルムと金属箔とが、ラミネート樹脂を介して押出ラミネート加工により接着されてなる積層フィルムであって、前記ラミネート樹脂が、密度０．９４０〜０．９６５ｇ／ｃｍ^３のポリエチレンからなるものである。

このような密度を有するポリエチレン樹脂をラミネート樹脂として用いることにより、積層フィルムが重なり合った部分をヒートシール加工してガゼット袋等の包装体を製造した場合であっても、その重なり合った部分の金属箔にクラックが発生することはなく、外観の良好な包装体が得られる。

また、本発明の別の態様としての積層フィルムの製造方法は、前記基材フィルムと金属箔とを、前記ラミネート樹脂を介して押出ラミネート加工する際に、前記ラミネート樹脂表面に、接着促進剤塗工液処理および／またはオゾン処理を行うものである。

このようにラミネート樹脂表面に、表面処理加工を行うことにより、基材フィルムと、ラミネート樹脂との接着性が高まり、より一層、金属箔のクラックが発生しにくくなる。

本発明による積層フィルムを、図面を参照しながら説明する。

本発明による積層フィルム１は、図１に示すように、基材フィルム２、金属箔３、およびヒートシールフィルム４の少なくとも３層から構成されており、基材フィルム２と金属箔３とが、ラミネート樹脂５ａを介して接着された構造を有している。ラミネート樹脂は、下記に説明するように、溶融押出しコーテイングラミネーター（以下、押出しラミネーターという）により供給され、基材フィルムと金属箔との間に挿入されて、ラミネート加工が行われる。

基材フィルムと金属箔との接着に使用されるラミネート樹脂は、密度が０．９４０〜０．９６５ｇ／ｃｍ^３の範囲のポリエチレンからなる。密度が０．９４０ｇ／ｃｍ^３よりも小さいと、積層フィルムが重なり合った部分をヒートシール加工してガゼット袋等の包装体を製造した場合に、その重なり合った部分の金属箔にクラックが発生する。一方、０．９６５ｇ／ｃｍ^３以上であると、ラミネート加工して積層フィルムとした場合に、フィルムの腰が強くなりトリミング加工性が悪化するとともに、カール性も悪化してしまう。なお、本明細書における「密度」とは、JIS-K7112に準拠して測定された値を意味する。

また、上記のラミネート樹脂は、ＭＦＲ（メルトフローレート）が、１〜５０ｇ／１０分の範囲であることが好ましく、３〜２０／１０分の範囲であることがより好ましい。このような物性範囲にある樹脂を用いることにより、積層フィルムが重なり合った部分をヒートシール加工してガゼット袋等の包装体を製造した場合であっても、その重なり合った部分の金属箔にクラックが発生することはなく、外観の良好な包装体が得られる。ここで、本願明細書における「ＭＦＲ」とは、JIS-K7210に準拠して測定されたメルトフローレートの値を意味する。ＭＦＲが１ｇ／１０分未満であると、樹脂の延展性がなくなり、良好な積層フィルムを形成できず、一方、５０ｇ／１０分を超えると、押出ラミネーターから押し出される際に、ネックインが大きくなりフィルム成型性が悪化するため、均一な溶融膜が得られなくなる。なお、金属箔積層フィルムを重ね合わせた状態でヒートシールを行うと、金属箔にクラックが発生する理由として、定かではないが、ヒートシールにより積層フィルムに熱が加わると、基材フィルムと金属箔との間のラミネート樹脂部分のみ溶融変形し、この変形により金属箔も追従して変形するためにクラックが発生するものと考えられる。したがって、ラミネート樹脂の溶融粘度は、いずれの剪断速度においても高いことが好ましい。

本発明の金属箔積層フィルムに用いられるラミネート樹脂は、低密度ポリエチレン（以下、ＬＤＰＥという）、中密度ポリエチレン（以下、ＭＤＰＥという）、直鎖状低密度ポリエチレン（以下、ＬＬＤＰＥという）、高密度ポリエチレン（以下、ＨＤＰＥという）、およびこれらの混合物から選択されるものであることが好ましい。ＨＤＰＥを単独で用いることもできるが、ＬＤＰＥ、ＭＤＰＥ、およびＬＬＤＰＥを混合した樹脂を用いることが好ましい。このような混合したポリエチレンを用いることにより、押出ラミネート加工適性を向上させることができる。また、これらの混合物中に、ＬＤＰＥが５〜６０重量％、特に、５〜２０重量％含まれてなることが好ましい。上記範囲のＬＤＰＥが含まれることにより、押出ラミネート加工適性が向上する。ＬＤＰＥの含有量が、５重量％未満では、ネックインが大きくフィルム加工適性に劣り、一方、６０重量％を超えると、積層フィルムを形成した場合に、ヒートシール加工により、金属箔にクラックが発生する。

上記ラミネート樹脂は、基材フィルムとの接着性を妨げない程度に、添加剤を含有してもよい。添加剤としては、スリップ剤、帯電防止剤、防曇剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等が挙げられる。また、炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン、タルク等の無機充填剤や顔料等を添加してもよい。

さらに、基材フィルムと金属箔の間に設けられたラミネート樹脂層は、その厚みが５〜２５μｍであることが好ましい。この範囲の膜厚とすることにより、接着強度とクラックの発生防止とを両立できる。ラミネート樹脂層の厚みが５μｍ未満であると、基材フィルムとの接着性が不十分となり、一方、２５μｍを超えると、ラミネート樹脂層が厚くなりすぎて、ヒートシールの際に金属箔のクラックを生じさせてしまう。

本発明の金属箔積層フィルムに用いられる基材フィルムは、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、アクリル酸エステル又はメタクリ酸エステルを主成分とするアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ポリアセタール、アセチル・ジ又はトリセルロースの繊維素誘導体や、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂からなる延伸または未延伸のフィルムである。特に印刷適性、後加工適性に優れたポリエステルやナイロン６の二軸延伸フィルムが好適に用いられる。基材フィルムの厚みとしては、概ね、５〜３５μｍ程度である。

本発明の金属箔積層フィルムに用いられる金属箔は、光、酸素及び水蒸気を遮断するものであり、アルミニウム、銅、鉄、鉛等の金属を圧延したものである。金属箔は、容易に圧延できるアルミニウム箔が好ましく使用できる。また、金属箔の厚みは、概ね６〜１２μｍ程度である。

金属箔３に積層してヒートシーラント層を形成するヒートシールフィルム４は、熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではないが、ＬＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ等のポリエチレン樹脂、エポリプロピレン樹脂、チレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、アイオノマー、ポリエステルの未延伸フィルム等が好適に用いられる。それらの中でも、特に、ポリエチレン樹脂が好ましい。ヒートシールフィルムの厚みは、概ね、３０〜１２０μｍ程度である。

次に、本発明による金属箔積層フィルムの製造方法について説明する。

図２は、押出ラミネーターを用いて、本発明の製造方法を実施する一態様を示したものである。基材フィルム２と金属箔３とが、接厚ドラム７に供給されるとともに、エクストルーダー６から溶融したラミネート樹脂５ａが、基材フィルム２と金属箔３との間に供給される。このようにして、形成された基材フィルム／ラミネート樹脂／金属箔の積層フィルムを一旦巻き取って、この積層フィルムのアルミ箔上に、上記と同様にして、押出ラミネーターを用いてラミネート樹脂を介してヒートシールフィルムを貼り合わせたり、または、接着剤を用いてヒートシールフィルムを貼り合わせたりして（ドライラミネーション）積層フィルムを得ることができる。

本発明にあっては、基材フィルム２と金属箔３とを、ラミネート樹脂５ａを介して押出ラミネート加工する際に、ラミネート樹脂表面に、接着促進剤塗工液処理（以下、ＡＣ処理という）および／またはオゾン処理が行われるものである。このように、ラミネート樹脂の基材フィルムと接着する側の面にＡＣ処理および／またはオゾン処理を行うことにより、基材フィルムとラミネート樹脂との接着性が向上する。ＡＣ処理は、アンカーコート剤をラミネート樹脂フィルムの表面に塗布することにより行うことができる。アンカーコート剤としては、ポリエチレンイミン、２液硬化型ウレタン、アルキルチタネート等を成分とするものを用いることができる。ＡＣ処理は、基材フィルムに別途、アンカーコート剤を塗布して行うことも可能であるが、基材フィルム２が、接厚ドラム７に供給される前に、ラミネート工程中で行っても良い。

また、オゾン処理は、積層される前の段階で、ラミネート樹脂５ａにオゾン含有ガスを吹き付けることにより行うことができる。具体的には、エアーギャップ内で、ノズルまたはスリット状吹き出し口８から、オゾン含有ガス（空気等）をラミネート樹脂に向けて吹き付けることにより行うことができる。また、基材フィルム２とラミネート樹脂５ａとが圧着される部分（接圧ドラム７付近）に、混合ガスを吹き付けてもよい（図示せず）。混合ガスとしては、濃度１〜２０ｇ／ｍ^３のオゾンを含有させた気体を用いることが好ましい。１ｇ／ｍ^３未満であると、処理が不十分となり、基材フィルムとの接着性が向上せず、一方、２０ｇ／ｍ^３を超えると、臭気の観点から好ましくない。また、オゾン含有ガスの流量は、積層フィルムの加工幅や加工速度にもよるが、概ね流量１〜５Ｎｍ^３／ｈ程度である。オゾン処理は、基材フィルム表面にも施しておくことが好ましい。かかる処理は、基材フィルムとラミネート樹脂フィルムとが、圧着ローラーにより接着される部分に直接吹き付けて行うこともできる。また、ＡＣ処理やオゾン処理は、ヒートシールフィルムと金属箔とを接着する際にも、行うことができる。

本発明にあっては、図３に示すように、タンデム型の押出ラミネーターを用いて、基材フィルム２と金属箔３との接着と、金属箔３とヒートシールフィルム４との接着とを同時に行っても良い。タンデム型の押出ラミネーターを用いることにより、積層フィルムの加工速度が向上する。ＡＣ処理および／またはオゾン処理は、上記と同様にして行うことができる。

ラミネート樹脂を積層フィルムに形成する際の加工温度としては、樹脂温度が２５０〜３３０℃、好ましくは、２８０〜３２０℃の範囲である。加工温度が２５０℃未満であると、ラミネート樹脂フィルムの延伸性が悪化し、良好な積層フィルムが得られなくなる。また、基材フィルムとの接着性も悪化する。一方、３３０℃を超える加工温度では、樹脂の熱分解やゲル化が起こり、臭気の問題とともに、得られる積層フィルムの機械的強度も低下してしまう。

上記のようにして得られた積層フィルムを用いて、ガゼット袋やピロー袋等の包装体を形成することができる。本発明にあっては、金属箔積層フィルムを重ね合わせてヒートシールした部分であっても、金属箔のクラック等が発生せず、外観の良好な包装体が得られる。

以下に本発明の積層フィルムを、実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明がこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１
基材フィルムとして、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（膜厚１２μｍ、T4102、東洋紡（株）製）を用い、金属箔として、アルミニウム箔（１Ｎ３０、膜厚７μｍ）を用いた。また、ヒートシールフィルムとして、ＬＬＤＰＥフィルム（膜厚６０μｍ、UB-1、タマポリ（株）製）を用いた。

上記の基材フィルム、金属箔、およびヒートシールフィルムを、タンデム型押出ラミネーターを用いて貼り合わせて、積層フィルム１を作製した。基材フィルムと金属箔とを接着するためのラミネート樹脂として、ＨＤＰＥ（密度０．９６７ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ１０ｇ／１０分）８０重量％とＬＤＰＥ（密度０．９１９ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ１０ｇ／１０分）２０重量％をブレンドした混合物（密度０．９５７ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ１０ｇ／１０分）を用い、また、金属箔とヒートシールフィルムとを接着するためのラミネート樹脂として、上記と同様の混合物を用いた。これら樹脂を３２０℃の加工温度にて成形を行い、ラミネート加工を行った。ラミネート加工の際、基材フィルム側の表面にアンカーコート処理を行った。アンカーコート剤として、ウレタン系樹脂（タケラック A3210／A3075の１：１混合物、三井武田ケミカル（株）製）を、酢酸エチルで溶解したもの（ウレタン系樹脂：酢酸エチル＝３．２：１６）を用い、この塗工液を、基材フィルム表面に、塗布量０．５ｇ／ｍ^２となるように塗布することにより、アンカーコート処理を行った。さらに、金属箔側の表面にも上記と同様のアンカーコート処理を行った。

このようにして、基材フィルム／ラミネート樹脂／金属箔／ラミネート樹脂／ヒートシールフィルムの構成を有する積層フィルム１を得た。得られた積層フィルム１のラミネート樹脂層の厚みは、いずれも１５μｍであった。

実施例２
実施例１と同様の基材フィルム、金属箔、およびヒートシールフィルムを用い、同様の構成の積層フィルム２を作製した。基材フィルムと金属箔とを接着するためのラミネート樹脂として、ＨＤＰＥ（密度０．９６７ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ１０ｇ／１０分）８０重量％とＬＤＰＥ（密度０．９１９ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ１０ｇ／１０分）２０重量％をブレンドした混合物（密度０．９５７ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ１０ｇ／１０分）を用い、また、金属箔とヒートシールフィルムとを接着するためのラミネート樹脂として、ＬＤＰＥ（密度０．９１９ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ７ｇ／１０分）を用いた。これら樹脂を３００℃の加工温度にて成型を行い、ラミネート加工を行った。ラミネート加工の際、基材フィルム側の表面および金属箔側の表面のそれぞれに、実施例１と同様にして、アンカーコート処理を行った。さらに、基材フィルム側の表面にオゾン処理を行った。オゾン処理は、オゾン濃度１６ｇ／ｍ^３の混合ガスを流量１．５Ｎｍ^３／ｈにて、基材フィルム側に吹き付けることにより行った。実施例１と同様のアンカーコート処理を行った。

このようにして、基材フィルム／ラミネート樹脂／金属箔／ラミネート樹脂／ヒートシールフィルムの構成を有する積層フィルム２を得た。得られた積層フィルム２のラミネート樹脂層の厚みは、いずれも１０μｍであった。

比較例１
基材フィルムと金属箔との間に設けるラミネート樹脂、および金属箔とヒートシールフィルムとの間に設けるラミネート樹脂として、ＬＤＰＥ（密度０．９１９ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ７ｇ／１０分）を用いた以外は実施例１と同様にして、基材フィルム／ラミネート樹脂／金属箔／ラミネート樹脂／ヒートシールフィルムの構成を有する積層フィルム３を得た。得られた積層フィルム３のラミネート樹脂層の厚みは、いずれも１５μｍであった。

比較例２
基材フィルムと金属箔との間に設けるラミネート樹脂、および金属箔とヒートシールフィルムとの間に設けるラミネート樹脂として、ＨＤＰＥ（密度０．９６７ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ１７ｇ／１０分）を用いた以外は実施例１と同様にしてラミネート加工を行った。しかしながら、ラミネート加工中、サイジングが発生して、ラミネート樹脂の厚みが大きく変動したため、積層フィルムを作製することはできなかった。

比較例３
基材フィルムと金属箔との間に設けるラミネート樹脂、および金属箔とヒートシールフィルムとの間に設けるラミネート樹脂として、ＨＤＰＥ（密度０．９５５ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ１２ｇ／１０分）を用いた以外は実施例１と同様にして、基材フィルム／ラミネート樹脂／金属箔／ラミネート樹脂／ヒートシールフィルムの構成を有する積層フィルム４を得た。得られた積層フィルム４のラミネート樹脂層の厚みは、いずれも１５μｍであった。

包装体の作製
得られた積層フィルム１〜４を用いて、ピロー袋１〜４を作製した。ピロー袋の作製は、縦ピロー機（KBF-6100、川島製作所（株）製）を用い、製袋条件は以下の通りであった。
シール形状：波形シール
ヒートシール温度：予備加熱１１０℃、背貼１５０℃、頭貼１５０℃、底貼１５０℃

得られたピロー袋について、ヒートシール部分について、目視および顕微鏡観察により、アルミ箔部分のクラックの有無を調べた。

結果は表１に示される通りであった。

本発明の積層フィルムの一実施態様を示した、断面模式図である。押出ラミネーターを用いて、本発明の製造方法を実施する一態様を示したものである。押出ラミネーターを用いて、本発明の製造方法を実施する他の態様を示したものである。本発明の積層フィルムを用いた包装体を示す斜視図である。

符号の説明

１積層フィルム
２基材
３金属箔
４ヒートシールフィルム
５ａ、５ｂラミネート樹脂
６エクストルーダー
７ローラー
８吹き出し口

Claims

基材フィルム、金属箔、およびヒートシールフィルムの少なくとも３層からなり、前記基材フィルムと金属箔とが、ラミネート樹脂を介して押出ラミネート加工により接着されてなる積層フィルムであって、
前記ラミネート樹脂が、密度０．９４０〜０．９６５ｇ／ｃｍ^３のポリエチレンからなる、積層フィルム。
前記ラミネート樹脂が、ＭＦＲ１〜５０ｇ／１０分の範囲である、請求項１に記載の積層フィルム。
前記ポリエチレンが、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、およびこれらの混合物から選択されるものである、請求項１に記載の積層フィルム。
前記ラミネート樹脂が、低密度ポリエチレンを５〜６０重量％含んでなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層フィルム。
前記ラミネート樹脂が、厚み５〜２５μｍを有してなる、請求項１または２に記載の積層フィルム。
前記金属箔とヒートシールフィルムとが、押出ラミネート加工により接着されてなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層フィルム。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層フィルムからなる、包装体。
ガゼット袋またはピロー袋である、請求項７に記載の包装体。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層フィルムを製造する方法であって、
前記基材フィルムと金属箔とを、前記ラミネート樹脂を介して押出ラミネート加工する際に、前記ラミネート樹脂表面に、接着促進剤塗工液処理および／またはオゾン処理を行う、積層フィルムの製造方法。
前記基材フィルムのラミネート表面側にも、接着促進剤塗工液処理および／またはオゾン処理を行う、請求項９に記載の製造方法。
前記オゾン処理が、流量１〜５Ｎｍ^３／ｈ、濃度１〜２０ｇ／ｍ^３のオゾンを含有させた気体を吹き付けて行われる、請求項９または１０に記載の製造方法。
前記基材フィルムと金属箔とのラミネート加工、および、前記金属箔とヒートシールフィルムとのラミネート加工を、タンデム型押出ラミネーターにより同時に行う、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の製造方法。