JP2015193138A - 紙基材シート及びこれを用いたハーフクリアパック - Google Patents
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Abstract
【解決手段】紙基材層2aと表面樹脂層2bの間に、接着樹脂層2cを積層した紙基材シート2であって、接着樹脂層2cが、融点が100℃以上のポリエチレン樹脂(C)55〜95重量%、及び、密度が0.920g/cm3以下、融点が100℃以下のポリエチレン樹脂(D)5〜45重量%を含有する組成物であり、表面樹脂層2bが55〜95重量%のポリプロピレン樹脂(A)と5〜45重量%のポリオレフィン樹脂(B)を含む組成物である紙基材シート2。ポリプロピレン系基材1aの表面にヒートシーラブル層1bを設けた透明の二軸延伸フィルム1を表面樹脂層2bに重ね合わせて、ヒートシールにより袋状にしたハーフクリアパック。
【選択図】図1
Description
ハーフクリアパックは、前面が透明フィルムなので中身をはっきり見せることができ、軽量で、裏面は紙で出来ているため印刷も可能であり、ゴミの減量にも役立つという利点を有する。
透明フィルムとして用いるヒートシーラブルOPPとしては、ホモポリプロピレンからなる基材層に、ランダムポリプロピレン又はエチレン・α−オレフィン共重合体などの低融点の樹脂を含有するヒートシーラブル層を積層し、二軸延伸したものが知られている。
さらに、従来一般に用いられている耐油性を有する紙基材シートと、ヒートシーラブルOPPとの相性が悪いため、ヒートシール性能が弱く、使用時に剥がれやすいという問題もあった。
25℃ ≦ TB―TD ≦ 65℃ ・・・式(1)
図1に、本発明における紙基材シート及びハーフクリアパックの断面図を示す。本発明の紙基材シートは、紙基材層2aと、特定の樹脂組成物からなる接着層樹脂2b及び表面層樹脂2cからなるものである。
透明フィルム1は、ポリプロピレン系基材1aの表面に熱溶着性のヒートシーラブル層1bを設けて二軸延伸した透明の二軸延伸ポリプロピレン系フィルムである。
図2に、本発明におけるハーフクリアパックを示す。本発明のハーフクリアパックとは、上記紙基材シート2と透明フィルム1が、裏面が紙基材シート2、表面が透明フィルム1となるよう重ね合わせてなり、その3つの端部(3辺)がヒートシール(3の部分)されている。
(1)表面樹脂層2b
接着樹脂層2bを構成する樹脂組成物は、ポリプロピレン樹脂(A)55〜95重量%、及び、ポリプロピレン樹脂(A)とは異なるポリオレフィン樹脂(B)5〜45重量%を含有することを特徴とする。
ポリプロピレン樹脂(A)は、プロピレン単位を20〜100重量%を含有するものが挙げられ、エチレン/単位及び/又はブテン単位を0〜20重量%含有している必要がある。
ここでプロピレン単位及びエチレン及び/又はブテン単位はフーリエ変換赤外分析法によって計測される値である。
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂はエチレン、ブテン以外のコモノマー成分がプロピレンと共重合されていてもよい。コモノマーとしては、炭素数5〜20のα−オレフィン等が挙げられる。炭素数5〜20のα−オレフィンは、例えば、1−ヘキセン、1−オクテンを例示できる。プロピレンと共重合されるα−オレフィンは1種類でも2種類以上用いてもよい。プロピレンと共重合されるコモノマーは、好ましくはエチレン、1−ブテンであり、より好ましくはエチレンである。
すなわち、ポリプロピレン樹脂は、プロピレン単独重合体、プロピレンとエチレン及び/又はブテンとのランダム共重合体等であり、具体的には、プロピレン単独重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・ブテンランダム共重合体、プロピレン・エチレン・ブテン三元ランダム共重合体等が挙げられる。このうちプロピレン・エチレンランダム共重合体が好適である。
ポリプロピレン樹脂を用いると、ハーフクリアパックの耐油性を良好とする上で好ましい。こうしたポリプロピレン樹脂は、通常融点が120℃〜180℃の範囲であるものが用いられる。用いるポリプロピレン樹脂の融点が180℃を超えるものを製造するのは困難であり、120℃未満では、耐ピンホール性が劣るため、耐油性が損なわれる。
ポリプロピレン樹脂のMFRは、1〜100g/10分であり、好ましくは5〜75g/10分であり、さらに好ましくは10〜50g/10分である。MFRが100g/10分を超えると、耐熱性、ピンホール性が劣るため耐油性が損なわれる。MFRが1g/10分未満では、押出負荷が増大し加工性が劣る。
ポリオレフィン樹脂(B)成分は、上記ポリプロピレン樹脂(A)と異なる樹脂であれば特に限定されないが、ポリエチレン樹脂であることが好ましい。
特に、樹脂層の層間剥離の抑制とカールを発生させないために、ポリオレフィン樹脂(B)の融点(TB)と接着樹脂層を構成するポリエチレン樹脂(D)の融点(TD)について、以下の式(1)を満たすことが好ましい。
25℃ ≦ TB―TD ≦ 65℃ ・・・式(1)
本発明でいう融点とは、JIS−K7121に準拠して示差走査熱量計を用いて測定し、DSC融解曲線における最も高い温度側のピークトップ温度(Tm)である。
(B)成分に用いるポリエチレン樹脂のMFRは、1〜50g/10分であり、好ましくは2〜35g/10分であり、さらに好ましくは5〜25g/10分である。MFRが50g/10分を超えると耐熱性、ピンホール性が劣るため耐油性が損なわれる。MFRが1g/10分未満では、押出負荷が増大し加工性が劣る。
ここでMFRは、JIS K7210−1999の「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」に準拠して測定する値である。
本発明の紙基材シート2は、上記の紙基材層2aと表面樹脂層2bの二層の間に少なくとも接着樹脂層2cを加えた三層以上の構成とすることが必要である。
接着樹脂層2cを構成する樹脂組成物は、融点が100℃以上のポリエチレン樹脂(C)55〜95重量%、及び、密度が0.920g/cm3以下、融点が100℃以下のポリエチレン樹脂(D)5〜45重量%を含有することを特徴とする。
ポリエチレン樹脂(C)成分は、融点が100℃以上のポリエチレン樹脂である。(C)成分に該当する融点が100℃以上のポリエチレン樹脂としては、エチレンの単独重合体又はエチレンとα−オレフィンの共重合体の中から、融点が100℃以上のものを選択し用いることができる。ポリエチレンの融点が100℃未満では、耐熱性、耐ピンホール性が劣るため耐油性が損なわれる。
エチレンの単独重合体又はエチレンとα−オレフィンの共重合体としては、例えば高圧法で得られる分岐状低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(L−LDPE)、その中でもメタロセン触媒により得られたメタロセン系ポリエチレン(m−LLDPE)、及び高密度ポリエチレン(HDPE)等が知られているが、(C)成分として好ましいのは、直鎖状低密度ポリエチレン(L−LDPE)である。特に、紙基材との高い接着強度と易加工性の観点からメタロセン触媒から得られる直鎖状ポリエチレン低密度ポリエチレンが良い。かかるポリエチレン樹脂としては日本ポリエチレン製ハーモレックスシリーズが例として挙げられる。
(C)成分に用いるポリエチレン樹脂のMFRは、1〜50g/10分であり、好ましくは2〜35g/10分であり、さらに好ましくは5〜25g/10分である。MFRが50g/10分を超えると耐熱性、ピンホール性が劣るため耐油性が損なわれる。MFRが1g/10分未満では、押出負荷が増大し加工性が劣る。
ここでMFRは、JIS K7210−1999の「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」に準拠して測定する値である。
本発明の(D)成分として用いる密度が0.920g/cm3以下でかつ融点が100℃以下のポリエチレン樹脂とは、ポリエチレン樹脂の中でも、いわゆる超低密度ポリエチレン又はポリエチレンエラストマーと呼ばれる領域の、融点が極めて低い特殊なグレードに属するポリエチレン樹脂であり、好ましくはエチレン・α−オレフィン共重合体である。ここで密度はJIS K−7112に従い測定したものである。
低分子量、低結晶成分を含まないため溶剤抽出成分が少なく、低臭気でかつクリーンなポリエチレン材料であるという観点より、メタロセン触媒から得られるポリエチレン樹脂が好ましい。
たとえば、日本ポリエチレン(株)製のカーネル(登録商標)シリーズの中から、密度が0.920g/cm3以下で融点が100℃以下の樹脂を選んで使用することができる。
密度は好ましくは、0.860g/cm3以上、0.920g/cm3以下であり、さらに好ましくは、0.880g/cm3以上、0.910g/cm3以下である。密度が、0.920を超えると接着樹脂層2cの接着が悪くなり、一方、密度が0.860未満のポリエチレン樹脂の製造は極めて難しい。
本発明の紙基材としては、例えば上質紙、薄葉紙、グラシン紙等が挙げられ、秤量として5〜50g/m2、好ましくは10〜30g/m2のものが用いられる。秤量が下限未満では強度が低下し、上限を超えると包装材に適さない。紙基材層はコロナ放電処理、オゾン処理、低温プラズマ処理などの表面処理を施しておくのが好ましい。
紙基材層2aに樹脂層2c、2bを積層し、紙基材シートを製造する方法としては、シングルラミネート法、タンデムラミネート法、サンドイッチラミネート法、共押しラミネート法、ドライラミネート法等の公知の方法を用いることができる。紙基材層の厚みは、包装材料の用途にも左右されるが通常5〜100μmであり、好ましくは10〜50μmである。表面樹脂層2bの厚みは通常5〜30μm、好ましくは10〜20μmである。接着樹脂層の厚みは通常5〜30μm、好ましくは10〜20μmである。
(1)透明フィルム1
本発明のハーフクリアパックに用いられる透明フィルムとしては、ホモポリプロピレンからなる基材層に、ランダムポリプロピレン又はエチレン・α−オレフィン共重合体などの低融点の樹脂を含有するヒートシーラブル層を積層し、二軸延伸した市販の、ヒートシーラブルOPPを利用することができる。
透明フィルム1と下記基材シート2とのヒートシールの方法については公知の方法に準ずることによって製造する。なお、紙基材シートと透明フィルムは全く同一形状でもよいが、中に入れる食品の出し入れを簡便化するためには、ヒートシールされていない端部において、紙基材シートの方が透明フィルムより数センチ長く、口取り部を形成している形状の方が好ましい。このハーフクリアパックの主な用途は、コロッケや空揚げ等の食品包装用であるが、その他の用途に用いることもできる。
なお、実施例および比較例において、構成成分についての諸物性は、下記の評価方法に従って測定、評価し、使用した樹脂として下記のものを用いた。
(1)メルトフローレート(MFR):
ポリエチレン系樹脂のMFRは、JIS K6922−2(2005)に準拠して、190℃、荷重2.16kgで測定した。なお、ポリプロピレン樹脂については、測定温度を230℃で行った。単位はg/10分である。
(2)密度:
JIS K−7112に従い測定した。
(3)融点:
JIS K−7121に準拠して示差走査熱量計を用いて測定し、DSC融解曲線における最も高い温度側のピークトップ温度(Tm)を融点とした。
(4)接着強度:
得られた紙基材シートを15mm幅の試験片に裁断し、紙基材と紙基材上の樹脂層の界面から剥離させ、東洋精機社製引張試験機にて、試料を90度の角度にて300mm/分の引張速度で引っ張り、その際の引張強度を測定した。
15mm幅の試験片に裁断した同士を合わせ、紙基材シートと透明フィルムヒートシーラブルOPP)とを、紙基材シートの表面樹脂層2bと透明フィルムのヒートシーラブル層1bが対面するように重ね合わせテスター産業社製熱板式ヒートシーラーの上部シーラーの上部シールバーを110℃、下部シールバーを30℃にして、シール圧力2kg/cm2、シール時間1秒でヒートシールしたものを東洋精機社製引張試験機にて、引張速度300mm/分で、ヒートシール部の引張強度を測定した。
紙基材シートと透明フィルム(ヒートシーラブルOPP)を縦10cm×横15cmの大きさに裁断し、紙基材シートの表面樹脂層2bと透明フィルムのヒートシーラブル層1bが対面するように重ね合わせ、透明フィルムの3辺をテスター産業社製熱板式の上部ヒートシーラー巾5mmを110℃、下部シールバーを30℃にして、シール圧力2kg/cm2、シール時間1秒で10サンプルをヒートシールする。
作成した試料10枚を重ね合わせ床面から最上部の試料までの高さを計り、その高さでカールの度合いを評価した。
○:床面から5mm以下
△:床面から5〜10mm以下
×:床面から10mm以上
紙基材シートと透明フィルム(ヒートシーラブルOPP)を縦10cm×横15cmの大きさに裁断し、紙基材シートの表面樹脂層2bと透明フィルムのヒートシーラブル層1bが対面するように重ね合わせ、透明フィルムの3辺をテスター産業社製熱板式の上部ヒートシーラー巾5mmを130℃、下部シールバーを30℃にして、シール圧力2kg/cm2、シール時間1秒で9サンプルをヒートシールする。
作成した試料9枚に食用油を30cc入れ、上記の条件下で1辺をヒートシールし、スガ試験機社製のギヤオーブン50℃に入れ、1時間後、5時間後にそれぞれ3枚ずつ取出し、紙シート面を上面に向け、油の浸み込み度合いを観察評価した。
○:5時間以降も油モレ確認されず
△:5時間後に油モレが確認される
×:1時間後に油モレが確認される
使用材料
(1)紙基材シートの材料
紙基材:35gの純白紙
樹脂a:ポリプロピレン樹脂「サンアロマー社製 商品名PH943B」
樹脂b:ポリエチレン樹脂「日本ポリエチレン社製 商品名NH745N」
樹脂c:ポリエチレン樹脂「日本ポリエチレン社製 カーネルKF360T」
樹脂d:ポリエチレン樹脂「日本ポリエチレン社製 カーネルKS340T」
樹脂e:ポリエチレン樹脂「日本ポリケム社製 ノバテックLC607K」
樹脂a〜eの物性については表1にまとめた。
(1)紙基材シート2の製造
モダンマシナリー社製90mmφの共押シングルラミネート成形機で、ダイス幅:500mm、加工速度100m/分の条件で、接着樹脂層2cの成形温度が315℃で樹脂bを80重量部及び樹脂dを20重量部混合し樹脂組成物が7μm、表面樹脂層2bの成形温度285℃、樹脂aを80重量部及び樹脂bを20重量部混合し8μmとなるように紙基材に共押出ラミネートし紙シートを作成した。
(2)ヒートシーラブルOPP
二軸延伸してなるヒートシーラブルOPP(二軸延伸ポリプロピレン系フィルム)「フタムラ化学社製、商品名FOH−L、フィルム厚さ20μm」の透明フィルム1として用いた。
(3)ハーフクリアパックの製造
15cm×10cmにカットした、紙基材シート2の上にヒートシーラブルOPPの接着層を重ね合わせ、三方を5mm巾のシールバーでテスター産業社製熱板式ヒートシーラーの上部シールバーを110℃、下部シールバーを30℃、シール圧力2kg/cm2、シール時間1秒でヒートシールして、ハーフクリアパックを作成した。
得られたハーフクリアパック、紙基材シートの評価結果を表2に示す。
実施例1において接着樹脂層2cを構成するものとして、樹脂bを70重量部及び樹脂dを30重量部混合した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。得られた押出ラミネート積層体の評価結果を表2に示す。
実施例1において接着樹脂層2cを構成するものとして、樹脂bを60重量部及び樹脂dを40重量部混合した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。得られた押出ラミネート積層体の評価結果を表2に示す。
実施例1において接着樹脂層2cを構成するものとして、樹脂eを80重量部及び樹脂dを20重量部混合した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。得られた押出ラミネート積層体の評価結果を表2に示す。
実施例1において表面樹脂層2bを構成するものとして、樹脂aを10重量部及び樹脂bを90重量部混合した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。得られた押出ラミネート積層体の評価結果を表2に示す。
比較例1において接着樹脂層2cを構成するものとして、樹脂bを100重量部にした以外は、比較例1と同様にして積層体を得た。得られた押出ラミネート積層体の評価結果を表2に示す。
比較例1において接着樹脂層2cを構成するものとして、樹脂eを100重量部にした以外は、比較例1と同様にして積層体を得た。得られた押出ラミネート積層体の評価結果を表2に示す。
実施例1において表面樹脂層2b及び接着樹脂層2cを構成するものとして、樹脂aを100重量部にした以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。得られた押出ラミネート積層体の評価結果を表2に示す。
[比較例5]
実施例1において表面樹脂層2bを構成するものとして、樹脂aを80重量部及び樹脂cを20重量部混合し、さらに、接着樹脂層2cを構成するものとして、樹脂aを90重量部及び樹脂dを10重量部混合した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。得られた押出ラミネート積層体の評価結果を表2に示す。
一方、比較例1では、表面樹脂層を構成するポリプロピレン含有量が著しく低くなっているため、OPPフィルムとのヒートシール後の熱収縮違いによってカールが大きくなった。
比較例2、3では、接着樹脂層に密度が0.920g/cm3以下、かつ、融点が100℃以下のポリエチレン樹脂を用いないことにより、紙基材層との接着強度が損なわれ、比較例1と同様にクリアパックのカールも著しく損なわれていることがわかる。
比較例4では、接着層樹脂と表面層樹脂がポリプロピレン樹脂であることによりクリアパックのカールが生じており、接着樹脂層に密度が0.920g/cm3以下、かつ、融点が100℃以下のポリエチレン樹脂を用いていないため、紙基材層との接着強度が損なわれ、OPPフィルムとのシール強度も損なわれていることがわかる。
比較例5では、表面層樹脂層にポリプロピレンを使用されており、耐油性は良好であるが、接着層樹脂にポリプロピレンを使用したため紙基材との接着強度が損なわれている。
Claims (6)
- 紙基材層2aと表面樹脂層2bの間に、少なくとも接着樹脂層2cを積層した紙基材シート2であって、前記接着樹脂層が、融点が100℃以上のポリエチレン樹脂(C)55〜95重量%、及び、密度が0.920g/cm3以下、融点が100℃以下のポリエチレン樹脂(D)5〜45重量%を含有する組成物から構成され、
前記表面樹脂層が55〜95重量%のポリプロピレン樹脂(A)と5〜45重量%のポリオレフィン樹脂(B)を少なくとも2種類を含む組成物から構成される紙基材シート。 - 前記表面樹脂層を構成するポリオレフィン樹脂(B)が、ポリエチレン樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の紙基材シート。
- 前記ポリエチレン樹脂(D)がメタロセン触媒から製造されることを特徴とする請求項1又は2に記載の紙基材シート。
- ポリオレフィン樹脂(B)の融点(TB)と接着樹脂層を構成するポリエチレン樹脂(D)の融点(TD)について、以下の式(1)を満たすことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の紙基材シート。
25℃ ≦ TB―TD ≦ 65℃ ・・・式(1) - ポリプロピレン系基材1aの最表面にヒートシーラブル層1bを設けた透明の二軸延伸ポリプロピレン系フィルム1を、表面樹脂層2bと該ヒートシーラブル層1bが対面するように重ね合わせ、その3辺をヒートシールして袋状に形成されてなるハーフクリアパックに使用されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の紙基材シート。
- ポリプロピレン系基材1aの最表面にヒートシーラブル層1bを設けた透明の二軸延伸ポリプロピレン系フィルム1を、表面樹脂層2bと該ヒートシーラブル層1bが対面するように重ね合わせ、その3辺をヒートシールして袋状に形成されてなる請求項1〜5のいずれかに記載の紙基材シートを含むことを特徴とするハーフクリアパック。
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