JP2009179363A - 積層体及びそれを用いた包装袋 - Google Patents

Abstract

【課題】
包装体の製袋時及び内容物の充填時における適正な滑り性及び安定した低温シール性が得られる包装袋に用いる積層体を提供する。
【解決手段】
シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体を用いた、この順にＡ層、Ｂ層、Ｃ層からなる３層の積層体において、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層の密度勾配が、Ａ層の密度＝Ｃ層の密度でかつ０．００５≦（Ｂ層の密度−Ｃ層の密度）≦０．０１５であることを特徴とする積層体を包装袋に用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は製袋時、内容物の充填時の低温シール性及び滑り性に優れた積層体およびそれを用いた包装袋を提供することに関する。

医薬品、食品や非食品類等の包装袋の最内面に使用される積層体（シーラント）は、包装体の製袋適性や内容物の充填適性を確保するため、添加剤として滑剤が使用されている。この滑剤は低分子量で、積層体中を移動するため、過剰に入れられることが多い。この過剰な滑剤は、製袋時や充填時に滑剤が機械等に付着し、異物となる問題点があった。また、特に医薬品では滑剤が内容物に対して悪影響を及ぼすなどの問題点もあった。

本発明の課題は、滑剤を少なくし、かつ包装体の製袋適性や内容物の充填適性、低温シール性を確保する包装袋を提供することにある。

図１は本発明の包装袋の層構成の一例を示す断面説明図である。図１はフィルム基材１の片面に接着剤層Ｄを介して積層体２を積層した構成を示している。図２は包装袋の他の例の層構成を示す断面説明図であり、フィルム基材１の片面に接着剤層Ｄを介してバリア層Ｅを積層し、さらに接着剤層Ｄを介して積層体２が積層されている。

本発明の請求項１の発明は、シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体を用いた、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層の順に積層された３層からなる積層体において、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層の密度勾配が、Ａ層の密度＝Ｃ層の密度でかつ０．００５≦（Ｂ層の密度−Ｃ層の密度）≦０．０１５であることを特徴とする積層体である。

本発明の請求項２の発明は、前記Ｃ層に平均粒径３ 〜２０μｍの無機系フィラーを１ 〜１０重量％添加することを特徴とする請求項１に記載の積層体である。
本発明の請求項３の発明は、請求項１または２に記載の積層体を用いた、前記Ｃ層を最内面として構成されることを特徴とする包装袋である。
本発明の請求項４の発明は、前記積層体にフィルム基材を積層したことを特徴とする請求項３に記載の包装袋である。
本発明の請求項５の発明は、フィルム基材と積層体との間にガスバリア層を設けたことを特徴とする請求項４に記載の包装袋である。

従来、滑剤過剰による問題点を回避するために単純に滑剤を低添加処方にすると滑り性が悪くなり、製袋時や内容物充填時に問題が発生することがあった。そこで本発明では、積層体を３層構成とし、中間層の樹脂密度を高くすることで、包装袋の製袋適性や内容物の充填適性に必要な滑り性を確保することとした。また内容物に接するシール層の密度を変更しないことで、低温シール性を確保する。

前記積層体の中で、内容物に接するＣ層の滑り性が悪いと、積層体を用いた包装袋の製袋時に蛇行等の不具合が発生し、収率が悪くなる問題が発生する。また、内容物の充填時に、内容物が包装袋に上手く入らず、充填不良が発生し、作業効率が低下する問題が発生する。

そこで、本発明はシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体から製膜されるフィルムに対し、その滑り性を改良する技術を提供するものである。シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体は分子量分布が狭く、低分子量物が少ないため、べたつきが少ない。また、低温でのヒートシールが可能である。

添加剤の種類としては、無機系フィラーを用いたものがこの目的に適合し、とくに、粒径が３〜２０μｍの範囲のものが良好な結果を示した。前記無機系フィラーの粒径が３μｍ未満の場合は、滑り性の改良に効果がなく、また、前記粒径が２０μｍを超えると、表面に突出する無機フィラーにより、容器表面を摩擦し、傷つけることがある。また、前記無機フィラーの添加量は、１〜１０重量％の範囲であることが好ましい。その添加量が、１重量％未満であると、滑り性の効果がなく、また、１０重量％を超えると、表面に突出する無機フィラーにより、容器表面を摩擦し、傷つけることがある。無機フィラーの添加方法としては溶融押出し時に通常のマスターバッチ方式のブレンド法により添加することが出来る。

本発明によれば、積層体の３層の間に密度勾配を設けることにより、滑り性及び低温シール性を兼ね備えた積層体を提供出来る。すなわち、滑り性に寄与する滑剤は、高分子中に存在する場合、高分子の結晶部ではなく非晶部に存在する。つまり、高分子は密度が高くなれば、結晶を形成しやすいため、密度が高い樹脂には滑剤は存在しにくくなる。よって、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層の滑剤の濃度が同じであったとしても、例えばＢ層の密度がＡ層、Ｃ層よりも高ければ、滑剤はＡ層、Ｃ層に移行してその結果Ｂ層よりもＡ層、Ｃ層に多く存在することになる。
これらのシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体の特性を維持しつつ、滑り性を向上させるために、多層製膜の構成層の間に密度勾配を付けること及び無機系フィラーを添加して製膜することによって必要な滑り性を確保することに成功した。これによって、包装袋の製袋適性や内容物の充填適性に必要な滑り性を確保出来、また、低温でのヒートシールが可能である。

以下、本発明の積層体を有する包装袋の一実施形態を図を用いて説明する。図１は本実施形態の包装袋の層構成を示す断面説明図である。図１はフィルム基材１の片面に接着剤層Ｄを介して積層体２を積層した構成を示している。図２は包装袋の他の実施形態の層構成を示す断面説明図であり、フィルム基材１の片面に接着剤層Ｄを介してバリア層Ｅを積層し、さらに接着剤層Ｄを介して積層体２が積層されている。

前記フィルム基材１は無色透明な高分子材料からなり、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン（Ｎｙ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などの機械的強度、寸法安定性を有するものが好ましく、これらをフィルム状に加工、さらには二軸方向に延伸したものが用いられる。

前記フィルム基材１の厚さは特に制限を受けるものではないが、包装材料としての適性、他のフィルムを積層あるいは蒸着薄膜層を形成する場合の加工性等を考慮すると、５〜５０μｍの範囲が好ましい。

前記バリア層Ｅは無機酸化物の蒸着薄膜層（図示せず）をもつフィルムで、蒸着薄膜は酸化珪素、酸化アルミニウム若しくは酸化マグネシウムからなり、その膜厚は５〜３００ｎｍの範囲内であることが望ましく、その値は適宜選択される。蒸着薄膜層の膜厚が５ｎｍ以下であるとフィルムの全面に均一な薄膜が形成されないことがあり、ガスバリア材と
しての機能を十分に果たすことができない場合がある。また、蒸着薄膜層の膜厚が３００ｎｍを超えた場合は蒸着薄膜にフレキシビリティを保持させることができず、成膜後に折り曲げ、引っ張りなどの外的要因により、蒸着薄膜に亀裂を生じる恐れがあるため良くない。

前記バリア層Ｅとして、蒸着薄膜層の上にポリビニルアルコール樹脂と無機層状化合物からなるガスバリア性被膜層（図示せず）をさらに積層したバリア性積層フィルムを使用しても良く、その場合のポリビニルアルコール樹脂と無機層状化合物の配合比は、重量％比でポリビニルアルコール樹脂／無機層状化合物が６０／４０〜４０／６０の範囲にすることにより、特に高いガスバリア性を得ることができる。

前記ポリビニルアルコール樹脂は、一般にポリ酢酸ビニルを鹸化して得られるもので酢酸基が数十％残存している、いわゆる部分鹸化ポリビニルアルコール樹脂から酢酸基が数％しか残存していない完全鹸化ポリビニルアルコール樹脂までを含み、特に限定されるものではない。

前記接着剤層Ｄとしては、一般的にポリウレタン系接着剤を使用する。通常、水酸基を持った主剤とイソシアネート基を持った硬化剤とを２液混合して使用する２液型が使用される。その塗布方法もグラビアコート法などの公知の塗布方法で可能である。塗布量は１〜５ｇ／ｍ²（乾燥状態）が良い。

前記積層体２はシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体樹脂からなり、積層方法は特に限定されないが、前記樹脂を同時に溶融押出する多層共押出し方法が好ましく用いられる。厚みは適宜選定するが、１５〜１００μｍ程度のものが使用される。

以下、本発明の積層体とそれを用いた包装袋を具体的な実施例に基づいて説明する。
＜実施例１＞
フィルム基材１の厚さ３０μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィルムの上に、ドライラミネート機で、塗布量３ｇ／ｍ²（乾燥状態）に塗工したポリウレタン系接着剤Ｄを介して、３層共押出し製膜した厚さ５０μｍの、シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体樹脂フィルムの積層体２を貼り合わせて包装袋を作成した。積層体２は、膜厚比がＡ：Ｂ：Ｃ＝１：１：１、密度がＡ層０．９２０、Ｂ層０．９２５、Ｃ層０．９２０であった。また、Ｃ層には、酸化珪素系フィラーの平均粒径６μｍのものを３ｗｔ％添加した。
＜実施例２＞
シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体樹脂フィルム２のＢ層の密度を０．９３５とした以外は、実施例１と同様にして本発明の包装袋を作製した。
＜実施例３＞
フィルム基材１の厚さ３０μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィルムの上に、ドライラミネート機で、塗布量３ｇ／ｍ²（乾燥状態）に塗工したポリウレタン系接着剤Ｄを介して、厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムに厚さ５０ｎｍの酸化珪素の蒸着膜層を積層したバリア層Ｅを積層した。引き続き前記バリア層Ｅの蒸着薄膜層の上に塗工した塗布量３ｇ／ｍ²（乾燥状態）のポリウレタン系接着剤Ｄを介して厚さ５０μｍの、シングルサイト系触媒を用いて重合した、エチレン−αオレフィン共重合体樹脂フィルムの積層体２を貼り合わせて包装袋を作成した。積層体２は、膜厚比がＡ：Ｂ：Ｃ＝１：１：１、密度がＡ層０．９２０、Ｂ層０．９２５、Ｃ層０．９２０であった。また、Ｃ層には、酸化珪素系フィラーの平均粒径６μｍのものを３ｗｔ％添加した。
＜実施例４＞
シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体樹脂フィルムの積層体２のＢ層の密度を０．９３５とした以外は、実施例３と同様にして本発明の包装袋を作製した。
＜比較例１＞
シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体樹脂フィルムの積層体２のＢ層の密度を０．９２０とした以外は、実施例１と同様にして包装袋を作製した。
＜比較例２＞
シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体樹脂フィルムの積層体２のＢ層の密度を０．９４５とした以外は、実施例１と同様にして包装袋を作製した。
＜比較例３＞
シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体樹脂フィルムの積層体２のＢ層の密度を０．９２０とした以外は、実施例３と同様にして包装袋を作製した。
＜比較例４＞
シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体樹脂フィルムの積層体２のＢ層の密度を０．９４５とした以外は、実施例３と同様にして包装袋を作製した。

上記の方法で作成した包装袋の滑り性と低温シール性について評価を行った。
＜評価方法＞
・包装袋の滑り性測定：
滑り始める角度から静摩擦係数を算出する傾斜法で包装袋のＣ層表面の静摩擦係数を測定した。
・包装袋の低温シール性：
ヒートシール条件： 温度１６０℃、圧力１９６ＫＰａ（実圧）、時間１秒
ヒートシール強度測定（ＪＩＳ Ｚ１７０７準拠）

表１の結果から、静摩擦係数は比較例１に比べて実施例１、２は減少し改善した。比較例１に比べて比較例２は減少が見られなかった。静摩擦係数は比較例３に比べて実施例３、４は減少し改善した。比較例３に比べて比較例４は減少が見られなかった。また、ヒートシール強度は比較例と実施例ともに同等であった。

以上から、ヒートシール強度は従来品（比較例１、比較例３）と同等であるため、本発明の積層体はエチレン−αオレフィン共重合体樹脂フィルムの特徴である低温シール性を保持した上で包装体として滑り性が従来品（比較例１、比較例３）に比べて改善されていることが確認出来た。

本発明の積層体を有する包装袋の層構成の一実施形態を示す断面説明図 本発明の積層体を有する包装袋の層構成の他の実施形態を示す断面説明図

符号の説明

１…フィルム基材
２…積層体（エチレン−αオレフィン共重合体樹脂）
Ａ…エチレン−αオレフィン共重合体樹脂層
Ｂ…エチレン−αオレフィン共重合体樹脂層
Ｃ…エチレン−αオレフィン共重合体樹脂層
Ｄ…接着剤層
Ｅ…バリア層

Claims (5)

1. シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン共重合体を用いた、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層の順に積層された３層からなる積層体において、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層の密度勾配が、Ａ層の密度＝Ｃ層の密度でかつ０．００５≦（Ｂ層の密度−Ｃ層の密度）≦０．０１５であることを特徴とする積層体。
2. 前記Ｃ層に平均粒径３ 〜２０μｍの無機系フィラーを１ 〜１０重量％添加することを特徴とする請求項１に記載の積層体。
3. 請求項１または２に記載の積層体を用いた、前記Ｃ層を最内面として構成されることを特徴とする包装袋。
4. 前記積層体にフィルム基材を積層したことを特徴とする請求項３に記載の包装袋。
5. フィルム基材と積層体との間にガスバリア層を設けたことを特徴とする請求項４に記載の包装袋。