JP2016120963A - 蓋材 - Google Patents
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Abstract
Description
また、近年は、資源の節約、包材の軽量化、及び製造工程の簡略化によるVOC削減、CO2削減等の環境への配慮から、薄く、フィルムの貼合工程が少ない積層フィルムの使用が求められている。
(1)外側から、基材層と、接着性樹脂層と、シーラント層とをこの順に積層してなる積層フィルムからなる蓋材であって、該基材層は、ガスバリア性フィルムからなる層であり、該接着性樹脂層は、酸変性ポリオレフィン系樹脂を溶融押出して形成される層であり、該シーラント層は、ポリエチレン系樹脂層とイージーピール層とからなるシーラントフィルムからなる層であり、該イージーピール層は、最内層であって、互いに非相溶性の2種類の樹脂を含むブレンドポリマーアロイからなる、上記蓋材。
(2)前記酸変性ポリオレフィン系樹脂は、アルケン−(メタ)アクリル酸エステル−不飽和カルボン酸の三元共重合体である、上記(1)に記載の蓋材。
(3)前記三元共重合体における不飽和カルボン酸成分量が、0.05質量%以上、1.0質量%未満である、上記(2)に記載の蓋材。
(4)前記三元共重合体における(メタ)アクリル酸エステル成分量が、5〜40質量%である、上記(2)または(3)に記載の蓋材。
(5)前記イージーピール層が、少なくともポリエチレン系樹脂とポリプロピレンとを含むブレンドポリマーアロイからなる、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の蓋材。
(6)前記イージーピール層が、少なくともポリエチレン系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含むブレンドポリマーアロイからなる、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の蓋材。(7)前記ガスバリア性フィルムが、プラスチックフィルム上に酸化珪素蒸着膜または酸化アルミニウム蒸着膜を設けてなる蒸着フィルムである、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の蓋材。
(8)前記蒸着フィルムが、前記酸化珪素蒸着膜または酸化アルミニウム蒸着膜上にさらに、ガスバリア性塗布膜を設けてなり、該ガスバリア性塗布膜が、一般式R1 nM(OR2)m(式中、Mは金属原子を表し、R1、R2は炭素数1〜8の有機基を表し、nは0以上の整数であり、mは1以上の整数であり、n+mはMの原子価を表す)で表される少なくとも1種のアルコキシドと、水酸基を有する水溶性高分子とを含有し、更に、ゾルゲル法によって重縮合して得られるガスバリア性組成物による膜である、上記(7)に記載の蓋材。
(9)上記(1)〜(8)のいずれかに記載の蓋材と、開口部の周縁にフランジ部を有する底材とからなり、該蓋材を該フランジ部に熱シールしてなる、包装容器。
<1>本発明の積層体の層構成
図1〜2は、本発明の蓋材を構成する積層フィルムの層構成の一例を示す概略的断面図である。
本発明の蓋材を構成する積層フィルムは、図1に示すように、基材層1、接着性樹脂層2及びシーラント層3、の3層からなる。ここで、基材層1は、ガスバリア性フィルムであり、シーラント層3は、ポリエチレン系樹脂層3aとイージーピール層3bとからなるシーラントフィルムである。ポリエチレン系樹脂層3aは、接着性樹脂層2と隣接する層であり、イージーピール層は、容器の最内層として、底材のフランジ部と対向し、熱シールされる層である。
本発明において、基材層としては、通常の包装材料を構成する任意のガスバリア性フィルムを適宜使用することができる。
本発明において、ガスバリア性フィルムは、特に限定されず、外界からの酸素透過や水蒸気透過を抑制できるものであれば、公知又は市販のガスバリア性フィルムを適用できる。ガスバリア性フィルムとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド、ポリイミド、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等の樹脂からなる樹脂フィルム、又は蒸着フィルムを使用することができるが、これらに限定されない。上記フィルムの中でも、特に、蒸着フィルムを用いることが、ガスバリア性及び接着性樹脂層との層間接着強度の観点から好ましい。
ここで、上記プラスチックフィルムとしては、化学的ないし物理的強度に優れ、蒸着膜を形成する条件等に耐え、蒸着膜の特性を損なうことなく良好に保持し得ることができる樹脂フィルムを使用することができる。例えば、PP、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂フィルム、PET、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ナイロン6、ナイロン66、MXD6(ポリメタキシリレンアジパミド)等のポリアミドフィルム、ポリイミドフィルム等の各種の樹脂からなるフィルムないしシートが挙げられる。機械的強度や耐ピンホール性に優れている点から、一軸または二軸延伸ポリエステルフィルム及び一軸または二軸延伸ポリアミドフィルムが好ましく使用される。
上記のような炭素を含有する酸化珪素の蒸着膜を形成する場合に、原料として使用される有機珪素化合物としては、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等を使用することができる。
ガスバリア性塗布膜は、アルコキシドと、水酸基を有する水溶性高分子とを含有するガスバリア性組成物を、上記蒸着膜上にコーティングすることにより形成される。
また、水溶性高分子としては、ポリビニルアルコール系樹脂若しくはエチレン・ビニルアルコール共重合体のいずれか又はその両方を好ましく用いることができる。
ル基、n−ブチル基、sec−ブチル基その他を挙げることができる。
尚、本発明において、同一分子中において、これらのアルキル基は同一であっても、異なってもよい。
上記のガスバリア性組成物の調製において用いられる有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−プロピルアルコール、n−ブタノール等を用いることができる。
ガスバリア性組成物を塗布する方法としては、例えば、グラビアロールコーター等のロールコート、スプレーコート、ディッピング、刷毛、バーコート、アプリケータ等の塗布手段により、1回或いは複数回の塗布で、乾燥膜厚が0.01〜100μm、好ましくは0.1〜50μmのガスバリア性塗布膜を形成することができる。乾燥膜厚が100μmを超えると、クラックが発生し得るため好ましくない。
ガスバリア性塗布膜は、1層または2層以上を重層した複合ポリマー層であってよい。
本発明において、接着性樹脂層は、酸変性ポリオレフィン系樹脂を溶融押出して形成される層である。具体的には、酸変性ポリオレフィン系樹脂は、アルケン−(メタ)アクリル酸エステル−不飽和カルボン酸の三元共重合体である。
この三元共重合体は、上記ガスバリア性フィルムと後述のシーラントフィルムとの間に溶融押出し、サンドイッチラミネートすることにより、両フィルムと高い層間接着強度を示す。
上記三元共重合体は、カルボキシル基等の官能基を有することにより、基材層の表面及びシーラント層の表面(ポリエチレン系樹脂層面)の反応基と化学的に結合し、層間のラミネート強度を向上させることができる。
別の態様において、接着性樹脂層は、上記三元共重合体に加えてさらに、所望に応じて、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の改質用樹脂等を含むことができる。ただし、組成物中の不飽和カルボン酸成分量及び(メタ)アクリル酸エステル成分量は、後述の規定の範囲内となるように調整する。
上記三元共重合体の製造において、コモノマーとなるアルケンとしては、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブテン、ペンテン、ヘキセン等が挙げられ、特に、エチレンが好適に使用される。
本発明において、重合反応は、原料となるコモノマーを用いて、種々の慣用の方法により製造することができる。
また、不飽和カルボン酸由来成分(残基)が0.05〜3.0質量%、より好ましくは0.1質量%以上、1.0質量%未満含まれているものであり、残りがアルケン由来成分(残基)、改質用樹脂、及び添加剤等となっているものである。
また、不飽和カルボン酸成分量が少なすぎると、ガスバリア性フィルムやシーラントフィルムとの化学的相互作用が発生しにくくなるため、層間接着強度の低下を引き起こし得る。
接着性樹脂層を形成する三元共重合体のMFRは、190℃において3〜100g/10分であることが好ましく、より好ましくは5〜20g/10分である。MFRが上記範囲外では、押出が困難になる問題がある。
本発明において、シーラント層は、ポリエチレン系樹脂層とイージーピール層とからなるシーラントフィルムからなる層である。
上記ポリエチレン系樹脂層は、イージーピール層の支持層であり、且つ、上述の接着性樹脂層と強固に結合し、高い層間接着強度を示す。
互いに非相溶性の任意の樹脂の組み合わせを使用することができるが、好適な組み合わせとしては、例えば、ポリエチレン系樹脂とポリプロピレンとの組み合わせ、ポリエチレン系樹脂とポリスチレン系樹脂との組み合わせ、アクリル系樹脂とポリエステル系樹脂との組み合わせ等が挙げられる。
例えば、底材がポリプロピレンからなる場合は、少なくともポリエチレン系樹脂とポリプロピレンとを含むブレンドポリマーアロイを好適に使用することができる。ポリエチレン系樹脂としては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等の種々のポリエチレン系樹脂が挙げられ、所望のシール強度や、支持層との層間接着強度に応じて、適宜に選択することができる。
ここで、ポリエチレン系樹脂としては、上記と同様のポリエチレン系樹脂が挙げられる。また、ポリスチレン系樹脂としては、スチレン、アルキル基置換またはハロゲン置換スチレン等のスチレン系単量体の単独重合体、及び、前記スチレン系単量体と他の単量体との共重合体等が挙げられるが、これらに限定されない。
シーラントフィルムのポリエチレン系樹脂側の面は、接着性樹脂を介して基材層とラミネートする前に、コロナ処理、フレーム処理、オゾン処理等を施しておいてもよい。
上記基材層をなすガスバリア性フィルムと、シーラント層をなすシーラントフィルムとを、上記接着性樹脂層を介して積層することにより、本発明の蓋材をなす積層フィルムが得られる。積層方法としては、各フィルムを、接着性樹脂層を介してサンドイッチラミネートすることにより、好適に積層することができる。
あるいは、ガスバリア性フィルム上に、上記接着性樹脂と、ポリエチレン系樹脂と、イージーピール層を構成するポリマーブレンドアロイとを、共押出コーティング法により積層してもよい。
上記接着性樹脂は、ガスバリア性フィルム及びシーラントフィルムの積層面に対して高い結合力を発揮するため、積層面に予めアンカーコート剤を塗布しなくてもよい。必要に応じて、フィルムの積層面に予め表面処理、例えばコロナ処理等を施してもよい。
本発明の更なる態様において、ガスバリア性フィルム上に、文字、図形、記号、絵柄等の印刷層を設けてもよい。
本発明の蓋材は、上記のようにして得られた積層フィルムを、底材の開口部周辺に設けられたフランジ部の形状に合わせて打ち抜くことにより製造される。
実際の製造においては、底材の開口部の形状に合わせて予め打ち抜かれた枚葉の蓋材として製造されるほか、巻き取り状の蓋材を充填シール装置に供給して、内容物が充填された容器の開口部周縁のフランジ部にヒートシールした後、インラインで個々の形状に打ち抜く方法で製造される場合も多く、いずれの方法でも製造できる。
また、上記容器としては、その目的、用途等により、各種の角型、丸型、角錐型、円錐型等の種々の形状からなる容器を使用することができる。
次に、本発明について下記に具体例を例示して更に詳しく説明する。
(1)基材層として、片面をコロナ処理した厚さ12μmの2軸延伸PETフィルムを使用し、これをプラズマ化学気相成長装置の送り出しロールに装着し、そのコロナ処理面に、有機珪素化合物であるヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)を原料として、厚さ200nmの酸化珪素蒸着膜を設けた。次いで、この蒸着膜面にプラズマ処理を行った。
(2)LDPEからなるポリエチレン系樹脂層(厚さ25μm)と、LDPE及びポリスチレンのブレンドポリマーアロイ(三菱化学(株)製VMX(R))からなるイージーピール層(厚さ5μm)とを共押出製膜してなるシーラントフィルム(ジェイフィルム(株)製SMX−1010L、厚さ30μm)を用意した。
(3)上記(1)で製造した透明ガスバリア性フィルムを押出ラミネート機にセットし、そのガスバリア性塗布膜の面に、ダイスから、エチレン−アクリル酸メチル−マレイン酸三元共重合体からなる接着性樹脂組成物(アルケマ(株)製Lotader(R)4503、無水マレイン酸成分量0.3質量%、アクリル酸メチル成分量19質量%、融点80℃)を、310℃で厚さ15μmとなるように溶融押出し、それと同時に、上記(2)で用意したシーラントフィルムを繰り出し、サンドイッチラミネートにより積層して、PETフィルム/酸化珪素蒸着膜/ガスバリア性塗布膜/接着性樹脂層/ポリエチレン系樹脂層/イージーピール層の層構成を有する積層フィルムを得た。
(4)得られた積層フィルムを、枚葉状に裁断し、底材の開口部の形状に合わせて、角部につまみ片を設けた長方形に打ち抜き、本発明の蓋材を製造した。
接着性樹脂層の厚さを7μmとした以外は、実施例1と同様にして、本発明の蓋材及び包装容器を製造した。
接着性樹脂層の厚さを23μmとした以外は、実施例1と同様にして、本発明の蓋材及び包装容器を製造した。
接着性樹脂層の厚さを3μmとした以外は、実施例1と同様にして、本発明の蓋材及び包装容器を製造した。
接着性樹脂層の厚さを28μmとした以外は、実施例1と同様にして、本発明の蓋材及び包装容器を製造した。
エチレン−アクリル酸メチル−マレイン酸三元共重合体(アルケマ(株)製Lotader(R)4503)を、エチレン−アクリル酸メチル(アルケマ(株)LOTRYL 18MA02、アクリル酸メチル成分量18質量%)で3.75倍希釈して、接着性樹脂組成物中の不飽和カルボン酸成分量を0.08質量%、アクリル酸エステル成分量を19質量%とした接着性樹脂を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の蓋材及び包装容器を製造した。
エチレン−アクリル酸メチル−マレイン酸三元共重合体(アルケマ(株)製Lotader(R)4210、不飽和カルボン酸3.6質量%、アクリル酸エステル成分量4.5質量%)を、エチレン−アクリル酸メチル(アルケマ(株)LOTRYL 18MA02)で4.5倍希釈して、接着性樹脂中の不飽和カルボン酸成分量を0.8質量%、アクリル酸エステル成分量を15質量%とした接着性樹脂を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の蓋材及び包装容器を製造した。
エチレン−アクリル酸メチル−マレイン酸三元共重合体(アルケマ(株)製Lotader(R)4503)を、エチレン−アクリル酸メチル(アルケマ(株)LOTRYL 18MA02、アクリル酸メチル成分量18質量%)で10倍希釈して、接着性樹脂組成物中の不飽和カルボン酸成分量を0.03質量%、アクリル酸エステル成分量を17質量%とした接着性樹脂を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の蓋材及び包装容器を製造した。
エチレン−アクリル酸メチル−マレイン酸三元共重合体(アルケマ(株)製Lotader(R)4210、不飽和カルボン酸3.6質量%、アクリル酸エステル成分量4.5質量%)を、エチレン−アクリル酸メチル(アルケマ(株)LOTRYL 18MA02)で2.8倍希釈して、接着性樹脂中の不飽和カルボン酸成分量を1.3質量%、アクリル酸エステル成分量を13質量%とした接着性樹脂を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の蓋材及び包装容器を製造した。
積層方法として、エチレン−アクリル酸メチル−マレイン酸三元共重合体からなる接着性樹脂を溶融押出してサンドイッチラミネートにより積層する代わりに、2液硬化型ウレタン接着剤(ロックペイント(株)製RU−40/H−4)を用いて、ドライラミネートにより積層した以外は、実施例1と同様にして、蓋材及び包装容器を製造した。2液硬化型ウレタン接着剤の塗布量は、3g/m2(乾燥膜厚)とした。
ガスバリア性フィルムのガスバリア性塗布膜の面に、ウレタン系アンカーコート剤(三井化学(株)製、A−3210/A−3075)0.3g/m2(乾燥膜厚)を塗布し、溶融押出したLDPE(日本ポリエチレン(株)製LC600A)を介して、該アンカーコート剤塗布面とシーラントフィルムとを積層した以外は、実施例1と同様にして、蓋材及び包装容器を製造した。
実施例1〜9及び比較例1〜2で得られた蓋材及び包装容器について、シール強度、易開封性、開封感、開封外観を以下の基準により評価した。結果を表1に示す。
(シール強度の測定)
各実施例及び比較例で得られた蓋材と、PP製底材とを、シール温度140℃、シール圧0.3MPa、シール時間1秒のシール条件にてヒートシールし、15mm幅の短冊状試験片を用意した。この試験片について、引張試験機を用いて、剥離角度180°引張速度300mm/分でシール強度(N/15mm幅)を測定した。
(開封性の評価)
各実施例及び比較例で得られた包装容器について、それぞれ10個のサンプルを用意した。このサンプルを即時開封し、蓋材のフィルム裂け・破断の有無(フィルム裂け・破断が生じたサンプル数/10個)をカウントした。
結果を表2に示す。
これに対し、比較例1及び2の蓋材及び包装容器は、10回の開封試験中、フィルム裂け・破断が6回も発生し、蓋材が破れて、その一部が底材の開口部に残った。
1a.プラスチックフィルム
1b.蒸着膜
1c.ガスバリア性塗布膜
2.接着性樹脂層
3.シーラント層
3a.ポリエチレン系樹脂層
3b.イージーピール層
Claims (9)
- 外側から、基材層と、接着性樹脂層と、シーラント層とをこの順に積層してなる積層フィルムからなる蓋材であって、
該基材層は、ガスバリア性フィルムからなる層であり、
該接着性樹脂層は、酸変性ポリオレフィン系樹脂を溶融押出して形成される層であり、
該シーラント層は、ポリエチレン系樹脂層とイージーピール層とからなるシーラントフィルムからなる層であり、
該イージーピール層は、最内層であって、互いに非相溶性の2種類の樹脂を含むブレンドポリマーアロイからなる、上記蓋材。 - 前記酸変性ポリオレフィン系樹脂は、アルケン−(メタ)アクリル酸エステル−不飽和カルボン酸の三元共重合体である、請求項1に記載の蓋材。
- 前記三元共重合体における不飽和カルボン酸成分量が、0.05質量%以上、1.0質量%未満である、請求項2に記載の蓋材。
- 前記三元共重合体における(メタ)アクリル酸エステル成分量が、5〜40質量%である、請求項2または3に記載の蓋材。
- 前記イージーピール層が、少なくともポリエチレン系樹脂とポリプロピレンとを含むブレンドポリマーアロイからなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓋材。
- 前記イージーピール層が、少なくともポリエチレン系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含むブレンドポリマーアロイからなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓋材。
- 前記ガスバリア性フィルムが、プラスチックフィルム上に酸化珪素蒸着膜または酸化アルミニウム蒸着膜を設けてなる蒸着フィルムである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の蓋材。
- 前記蒸着フィルムが、前記酸化珪素蒸着膜または酸化アルミニウム蒸着膜上にさらに、ガスバリア性塗布膜を設けてなり、
該ガスバリア性塗布膜が、一般式R1 nM(OR2)m(式中、Mは金属原子を表し、R1、R2は炭素数1〜8の有機基を表し、nは0以上の整数であり、mは1以上の整数であり、n+mはMの原子価を表す)で表される少なくとも1種のアルコキシドと、水酸基を有する水溶性高分子とを含有し、更に、ゾルゲル法によって重縮合して得られるガスバリア性組成物による膜である、請求項7に記載の蓋材。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の蓋材と、開口部の周縁にフランジ部を有する底材とからなり、該蓋材を該フランジ部に熱シールしてなる、包装容器。
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