JP2008087180A - 易開封性積層フィルム、ラミネートフィルム、及び蓋材 - Google Patents

Abstract

【課題】 乳酸系重合体を主体としてなる包装容器の容器蓋材シーラントフィルム等として用いた際に、広範なヒートシール温度に亘って安定した易開封性を有する易開封性積層フィルム、これを用いたラミネートフィルム及びこれからなる蓋材を提供すること。
【解決手段】 乳酸系重合体（ａ）を含有するヒートシール樹脂層（Ａ）と、炭素数２〜１０の脂肪族ジオール（ｘ１）と炭素数２〜１０の脂肪族ジカルボン酸（ｘ２）とからなる脂肪族ポリエステル（ｂ１）と無機充填材（ｂ２）とを含有する中間層（Ｂ）と、生分解性ポリエステル樹脂（ｃ）を含有する樹脂層（Ｃ）とが、（Ａ）／（Ｂ）／（Ｃ）の順に積層されていることを特徴とする易開封性積層フィルム。
【選択図】 なし

Description

本発明は、乳酸系重合体包装容器等の蓋材シーラントフィルムとして好適に用いることができる、易開封性に優れた生分解性の積層フィルム、その樹脂層側に基材を積層したラミネートフィルム、及びこれを用いた蓋材に関するものである。

近年、環境保護の観点から、食品や日用品等の包装容器に対しても、その廃棄性を考慮し、燃焼熱量が低く、自然環境下に放置されたりしても、微生物等により分解し、コンポストでの堆肥化処理可能な環境負荷の少ない生分解性樹脂等への転換が求められている。特に乳酸系重合体は、とうもろこしやさとうきび等の植物から製造できることから、注目されており、包装容器として広く使用されるようになってきている。

一方、現代の容器包装は、ユニバーサルデザイン的要素を取り入れたものになっており、特に易開封性包装体が注目され、市場で多くみることができる。しかしながら、乳酸系重合体のような新しい材料の容器包装の蓋材等に適用できる易開封性フィルムはなく、その要望が強くなっている。

このような要望に対して、ポリ乳酸と他の脂肪族ポリエステル及び粘着付与剤とからなるフィルム及びその積層体が、生分解性ポリマーや、紙に対して、熱融着層として十分なヒートシール強度と易剥離性を示すことが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、乳酸を主成分とする（コ）ポリマーとポリカプロラクトンを混合してなるフィルムが、適度な易開封性を示すとの提案がある（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、前記特許文献１及び２で提案されたフィルムは、ポリ乳酸と親和性の低い他種類の脂肪族ポリエステルを混合することで、被着体である乳酸系重合体との熱融着強度を調整しようとしたものであるため、熱融着温度によって、該フィルム中のポリ乳酸と他の脂肪族ポリエステルとのモルフォロジーが熱的緩和によって変化することにより、易開封のための剥離強度が熱融着温度に依存し、実用的ではなかった。

また、特定の無機粒子を含有するポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル系重合体からなる熱封緘層を有するフィルムが、芳香族ポリエステル系樹脂容器に対して良好なイージーピール性を示すことが提案されている（例えば、特許文献３参照）。さらには、オレフィン系樹脂層／接着性樹脂層／特定の引張伸びを有する非晶性ポリエステルからなるヒートシール樹脂層からなる構成のフィルムは、層間が剥離されやすいため、ポリエチレンテレフタレート容器との熱接着後に、安定した易開封性を有するとの開示がある（例えば、特許文献４参照）。

しかしながら、前記特許文献３及び４で提案されたフィルムは、ポリエチレンテレフタレートのような芳香族ポリエステル容器に熱接着させるためのフィルムであり、同じポリエステルであるとはいえ、乳酸系重合体に対しては熱融着強度が低く、蓋材とした場合には流通段階などで容易に開封してしまい、内容物がこぼれてしまうなどの問題があり、使用できない。

特開２００２−１７３５８９号公報 特開平１１−２００８４号公報 特開２００１−２１３４５９号公報 特開平４−９４９３３号公報

上記実状に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、乳酸系重合体を主体としてなる包装容器の容器蓋材シーラントフィルム等として用いた際に、広範なヒートシール温度に亘って安定した易開封性を有する易開封性積層フィルム、これを用いたラミネートフィルム及びこれからなる蓋材を提供することにある。

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、特定のヒートシール樹脂層と、脂肪族ポリエステルと無機充填材とを含有する中間層と、生分解性ポリエステル樹脂層とを積層することにより、上記課題を解決できる易開封性のフィルムが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、乳酸系重合体（ａ）を含有するヒートシール樹脂層（Ａ）と、炭素数２〜１０の脂肪族ジオール（ｘ１）と炭素数２〜１０の脂肪族ジカルボン酸（ｘ２）とからなる脂肪族ポリエステル（ｂ１）と無機充填材（ｂ２）とを含有する中間層（Ｂ）と、生分解性ポリエステル樹脂（ｃ）を含有する樹脂層（Ｃ）とが、（Ａ）／（Ｂ）／（Ｃ）の順に積層されていることを特徴とする易開封性積層フィルムを提供するものである。

さらに本発明は、その樹脂層（Ｃ）側に基材（Ｄ）を積層接着したラミネートフィルム、及びこれからなる蓋材を提供するものである。

本発明の易開封性積層フィルム及びラミネートフィルムは、乳酸系重合体からなる包装容器の蓋材シーラントフィルムとして、広範なヒートシール温度範囲にわたって、確実にヒートシールが可能で、開封時には安定した易開封性を発現させることができる。また、本発明の易開封性積層フィルムは、コンポスト等の条件下で微生物等によって分解させることができ、環境に対して負荷の少ない材料からなるものであり、優位性が高い。

本発明の易開封性積層フィルムのヒートシール樹脂層（Ａ）としては、乳酸系重合体（ａ）を含有することを必須とする。乳酸系重合体（ａ）を用いることによって、特に生分解性ポリマーである乳酸系重合体からなる包装容器との接着強度に優れ、蓋材として用いた際の内容物の流出等を防止できるものである。

前記乳酸系重合体（ａ）としては、特に限定されないが、例えば、ポリ（Ｄ−乳酸）、ポリ（Ｌ−乳酸）、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸との共重合体、Ｄ−乳酸と他のヒドロキシカルボン酸との共重合体若しくはＬ−乳酸と他のヒドロキシカルボン酸との共重合体、又はこれらのブレンド物、ジカルボン酸およびジオールをエステル反応させて得られたポリエステル成分を乳酸成分と共重合させたもの等が挙げられ、これらのなかでも、乳酸成分含有率が５０質量％以上であることが乳酸系重合体からなる包装容器との接着性の面から好ましく、主たる構造単位がＬ−乳酸であるポリ乳酸が成膜安定性の点から好ましい。

上記ヒドロキシカルボン酸、ジオール、ジカルボン酸としては、例えば、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシカプロン酸等のヒドロキシカプロン酸類、カプロラクトン、ブチロラクトン、ラクチド、グリコリド等の環状ラクトン類などのヒドロキシカルボン酸；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、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどの脂肪族ジオール；テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸；コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸等が挙げられる。

また、ヒートシール樹脂層（Ａ）の原料として用いる樹脂組成物としては、押出成形時に良好な流動性を有する点から、メルトフローレートは、１９０℃において好ましくは０．５〜２０ｇ／１０ｍｉｎ、より好ましくは２〜１５ｇ／１０ｍｉｎである。このようなメルトフローレートの範囲であると、押出成形が容易であり、また、共押出多層化するときに、隣接層との流動性も良好でより外観に優れた積層フィルムが得られる。

本発明の易開封性積層フィルムにおいて、中間層（Ｂ）は、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと炭素数２〜１０の脂肪族ジカルボン酸とからなる脂肪族ポリエステル（ｂ１）と無機充填材（ｂ２）とを含有することを特徴とする。

前記、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと炭素数２〜１０の脂肪族ジカルボン酸とからなる脂肪族ポリエステル（ｂ１）としては、特に限定されないが、ジオール及びジカルボン酸としては、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、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどの脂肪族ジオール、及びコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。

上記脂肪族系ポリエステル（ｂ１）としては、例えば、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート／アジペート共重合体等が挙げられ、カプロラクトンのような脂肪族ヒドロキシカルボン酸との共重合体でも良く、これらは、単独でも、２種以上を混合して用いても良い。特にポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート／アジペート共重合体、又はこれらの混合物を用いることが好ましい。

前記脂肪族ポリエステル（ｂ１）の１９０℃におけるメルトフローレートとしては、押出成形性の観点から、好ましくは０.５〜２０ｇ／１０ｍｉｎ、さらに好ましくは１〜１０ｇ／１０ｍｉｎである。

本発明の積層フィルムにおける中間層（Ｂ）において、無機充填材（ｂ２）は、前記脂肪族ポリエステル（ｂ１）に練り混んで使用することが好ましい。無機充填材（ｂ２）を併用することにより、中間層（Ｂ）と隣接する前述のヒートシール樹脂層（Ａ）との層間の接着強度を弱めることができ、易開封性を発現させることができる。

無機充填剤（ｂ２）としては、特に限定されないが、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、カオリン、酸化ゼオライト、層状ケイ酸塩等が挙げられ、これらの中でもタルクを用いることが好ましく、特に平均粒径０．１〜５μｍのタルクは上記効果を容易に発揮するため好ましい。

前記脂肪族ポリエステル（ｂ１）と無機充填材（ｂ２）との配合割合としては、特に限定されるものではないが、ヒートシール層（Ａ）及び後述する樹脂層（Ｃ）との接着強度と得られる積層フィルムの易開封性とのバランスに優れる点から、脂肪族ポリエステル（ｂ１）と無機充填材（ｂ２）との質量割合（ｂ１）／（ｂ２）が８０／２０〜９０／１０であることが好ましい。

本発明の積層フィルムにおける樹脂層（Ｃ）は、生分解性ポリエステル樹脂（ｃ）を含有する単層または多層構成の樹脂層である。生分解性ポリエステル樹脂（ｃ）としては、特に限定されないが、中間層（Ｂ）との接着性や、フィルム強度の観点から、乳酸系重合体、又はポリブチレンサクシネートを用いることが好ましい。また、中間層（Ｂ）との流動性を合致させる必要から、１９０℃におけるメルトフローレートは、好ましくは０.５〜２０ｇ／１０ｍｉｎ、より好ましくは２〜１０ｇ／１０ｍｉｎである。

本発明の易開封性積層フィルムの厚み（全厚）は特に限定されるものではなく、用途や要求性能等によって適宜設定すれば良いが、フィルムとして１５〜５０μｍの全厚であることが、用途が広く好ましいものである。

特に積層フィルムにおけるヒートシール樹脂層（Ａ）の厚みとしては、容器との熱融着強度を得るため１μｍ以上であることが好ましく、また開封時に破断しやすく、膜残りや毛羽立ちを引き起こしにくい点から、１０μｍ以下であることが好ましい。中間層（Ｂ）の厚みとしては、特に限定されないが、層間強度の制御が容易である点から１μｍ以上であることが好ましく、フィルムの透明性が良好である点から１０μｍ以下であることが好ましい。更に、樹脂層（Ｃ）の厚みとしては、剛性の付与から１０μｍ以上であることが好ましい。

本発明の易開封性積層フィルムはヒートシール樹脂層（Ａ）、中間層（Ｂ）、樹脂層（Ｃ）の何れか或いは全ての層に他の熱可塑性樹脂、造核剤、熱安定剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、滑剤、防曇剤、紫外線吸収剤等を本発明の目的を損なわない範囲で添加しても良い。

本発明の易開封性積層フィルムの製造方法としては、ヒートシール樹脂層（Ａ）、中間層（Ｂ）、樹脂層（Ｃ）とが隣接して積層されるいわゆる共押出法が望ましい。例えば、複数の押出機を用いて溶融押出しするマルチマニホールド法、フィードブロック法等の種々の共押出法により溶融状態で各樹脂層を積層しインフレーション法、Ｔダイ・キャストロール法等で連続成膜する加工法が好ましく、Ｔダイを用いた共押出法がより好ましい。その際の温度条件は、使用する各樹脂層の成分によって異なるが、例えば、押出機シリンダー温度１５０℃〜２３０℃、Ｔダイ温度２３０℃に加熱して共押出し、２０〜５０℃に制御されたキャストロールで冷却した後に巻き取る方法が挙げられる。

本発明のラミネートフィルムは、前述の易開封性積層フィルムの樹脂層（Ｃ）上に基材（Ｄ）を積層接着してなる。基材（Ｄ）としては、特に限定されるものではなく、ポリ乳酸、脂肪族ポリエステル等の生分解性樹脂を主として、その他、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、ポリオレフィンテレフタレート、ポリカーボネート等のポリエステル、ナイロン、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、ポリメチルメタクリレート、エチレン・酢酸ビニル共重合体、熱可塑性ポリウレタン等の熱可塑性樹脂、或いは熱硬化性ポリウレタン、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケイ素樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂などから得られるフィルム、シート、カップ、トレー状物、或いはその発泡体、ガラス、金属、アルミニューム箔、紙などが挙げられる。かかる熱可塑性樹脂からなるフィルムは無延伸であっても一軸延伸であっても二軸延伸フィルムであっても良い。

本発明の蓋材は、前述のラミネートフィルムからなるものであり、特に乳酸系重合体からなる各種形態を有する容器用に好適に用いることができる。

以下に実施例と比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、例中の部及び％は全て質量基準である。

実施例１
樹脂層（Ｃ）、中間層（Ｂ）、ヒートシール樹脂層（Ａ）の三層構成とし、樹脂層（Ｃ）の生分解性ポリエステル樹脂（ｃ）に、Ｌ−乳酸を主体とする乳酸系重合体〔三井化学株式会社製 レイシアＨ−４００：メルトフローレート３ｇ／１０ｍｉｎ〕を、ヒートシール樹脂層（Ａ）の乳酸系重合体（ａ）として、Ｌ−乳酸を主体とする乳酸系重合体〔三井化学株式会社製 レイシアＨ−１００：メルトフローレート８ｇ／１０ｍｉｎ〕を用いた。中間層（Ｂ）の脂肪族ポリエステル（ｂ１）として、ポリブチレンサクシネート／アジペート共重合体〔昭和高分子株式会社製 ビオノーレ＃３００１：メルトフローレート１．４ｇ／１０ｍｉｎ〕を、無機充填材（ｂ２）としてタルク〔松村産業製〕を用い、（ｂ１）と（ｂ２）を質量比で９０／１０の比率になるように混合し、二軸押出機を用いて１８０℃で溶融混練し、押出したストランドを水中で冷却後、切断し、ペレットとした。

樹脂層（Ｃ）用押出機（口径４０ｍｍ）、中間層（Ｂ）用押出機（口径３０ｍｍ）及びヒートシール樹脂層（Ａ）用押出機（口径３０ｍｍ）にそれぞれ原料を供給し、Ｔダイ共押出法により、押出温度１９０℃〜２３０℃でＴダイから、（Ｃ）／（Ｂ）／（Ａ）の各層の厚みが２０μｍ／５μｍ／５μｍになるよう押出し、表面温度が３０℃のキャストロールで冷却固化して、樹脂層（Ｃ）側表面の濡れ張力が４０ｍＮ／ｍとなるように、コロナ放電処理を施した後、紙管に巻き取り、全厚３０μｍの本発明の易開封性積層フィルムを得た。

実施例２
中間樹脂層（Ｂ）の脂肪族ポリエステル（ｂ１）と無機充填材（ｂ２）との混合比を、質量比で８５／１５となるようにした以外は実施例１と同様にして易開封性積層フィルムを得た。

実施例３
中間樹脂層（Ｂ）の脂肪族ポリエステル（ｂ１）と無機充填材（ｂ２）との混合比を、質量比で８０／２０となるようにした以外は実施例１と同様にして易開封性積層フィルムを得た。

実施例４
中間樹脂層（Ｂ）の脂肪族ポリエステル（ｂ１）と無機充填材（ｂ２）との混合比を、質量比で９５／５となるようにした以外は実施例１と同様にして易開封性積層フィルムを得た。

実施例５
中間樹脂層（Ｂ）の脂肪族ポリエステル（ｂ１）と無機充填材（ｂ２）との混合比が質量比で７５／２５となるようにした以外は実施例１と同様にして易開封性積層フィルムを得た。

比較例１
中間樹脂層（Ｂ）の脂肪族ポリエステル（ｂ１）と無機充填材（ｂ２）との混合比が質量比で１００／０となるようにした以外は実施例１と同様にして易開封性積層フィルムを得た。

実施例１〜５及び比較例１で得られた共押出多層フィルムの樹脂層（Ｃ）側に、ウレタン系接着剤を使用して、膜厚１２μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムをラミネートして、ラミネートフィルムを得た。得られたフィルムを用いて、下記試験方法により、曇り度・ヒートシール強度・剥離性を評価し、結果を表１に示した。なお、表中、ＰＬＡはＬ−乳酸を主体とする乳酸系重合体であり、ＰＢＳＡはポリブチレンサクシネート／アジペート共重合体である。

（曇り度）
得られた共押出フィルムの曇り度は、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠して測定した。

（ヒートシール強度）
得られたラミネートフィルムのヒートシール層（Ａ）側表面と、厚さ０．３ｍｍのポリ乳酸製シートとを重ね合わせて、テスター産業株式会社製ヒートシーラー（Ｄ８１ＨＰ００１０）で、所定の温度で、シール面圧０．２ＭＰａ、時間１秒の条件でヒートシールした。加熱は上側のみとし、ラミネートフィルム側が上側になるようにした。次にヒートシールしたサンプルを幅１５ｍｍに切り出し、引張試験機（エー・アンド・ディー社製テンシロン万能試験機ＲＴＣ−１２１０Ａ）で３００ｍｍ／分の引張速度で剥離し、その最大強度をヒートシール強度とした。

（剥離後の外観の評価）
剥離性の評価を剥離後の外観によって、以下の基準に従って評価した。
◎： 目視では膜残り、糸引きが確認できなかったもの。
○： 注視すれば僅かに膜残り、糸引きが目視で確認できるもの（使用可能レベル）。
△： 僅かに膜残り、糸引きがあるもの（使用可能レベル）。
×： 膜残り、糸引きがあるもの、又はデラミネーションが起こったもの（使用不可）。
−： 層間剥離せず、易開封性を示さなかったもの。

実施例１から３のフィルムは、ヒートシール樹脂層（Ａ）と中間層（Ｂ）との層間で剥離し、膜残りもなく綺麗に剥離でき、透明性も比較的良好であった。実施例４は、透明性が良好であるが、ヒートシール温度が高くなると、若干ヒートシール強度が強くなる傾向があるが、実用上への問題はなく、適正な温度管理の下で使用可能である。実施例５は、逆にヒートシール強度が若干弱いものの、ヒートシール温度への依存性がなく、用途によって使用可能である。比較例１は、シール強度が強すぎて、剥離時にフィルム全体が破断してしまった。

Claims (11)

1. 乳酸系重合体（ａ）を含有するヒートシール樹脂層（Ａ）と、炭素数２〜１０の脂肪族ジオール（ｘ１）と炭素数２〜１０の脂肪族ジカルボン酸（ｘ２）とからなる脂肪族ポリエステル（ｂ１）と無機充填材（ｂ２）とを含有する中間層（Ｂ）と、生分解性ポリエステル樹脂（ｃ）を含有する樹脂層（Ｃ）とが、（Ａ）／（Ｂ）／（Ｃ）の順に積層されていることを特徴とする易開封性積層フィルム。
2. 乳酸系重合体（ａ）中の乳酸成分含有率が５０質量％以上である請求項１記載の易開封性積層フィルム。
3. 中間層（Ｂ）中の脂肪族ポリエステル（ｂ１）と無機充填材（ｂ２）との質量割合（ｂ１）／（ｂ２）が８０／２０〜９０／１０である請求項１記載の易開封性積層フィルム。
4. 脂肪族ポリエステル（ｂ１）がポリブチレンサクシネート及び／又はポリブチレンサクシネート／アジペート共重合体である請求項１記載の易開封性積層フィルム。
5. 無機充填材（ｂ２）がタルクである請求項１記載の易開封性積層フィルム。
6. 生分解性ポリエステル樹脂（ｃ）が、炭素数２〜１０の脂肪族ヒドロキシカルボン酸、又は、炭素数２〜１０の脂肪族ジオール（ｃ１）と炭素数２〜１０の脂肪族ジカルボン酸（ｃ２）とからなる脂肪族ポリエステルである請求項１記載の易開封性積層フィルム。
7. ヒートシール樹脂層（Ａ）の厚さが１〜１０μｍである請求項１記載の易開封性積層フィルム。
8. 積層フィルムの全厚が１５〜５０μｍである請求項１〜７の何れか１項記載の易開封性積層フィルム。
9. 請求項１〜８の何れか１項記載の易開封性積層フィルムの樹脂層（Ｃ）上に基材（Ｄ）を積層接着してなることを特徴とするラミネートフィルム。
10. 請求項９記載のラミネートフィルムからなることを特徴とする蓋材。
11. 乳酸系重合体からなる容器用である請求項１０記載の蓋材。