JP2018202617A - ポリエチレン共押フィルムおよびこれを用いた包装材料 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、今般、本発明者らは、電子線を照射し、作製した積層体は、経時的にその破断強度を低下してしまう傾向にあることに知見した。
ポリエチレンフィルム基材は、ポリエチレンおよびヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を含む電子線照射層であり、
ポリエチレンフィルム層は、ポリエチレンを含み、外側の面が、ヒートシール性を有することを特徴とする。
本発明によるポリエチレン共押フィルムを図面を参照しながら説明する。図1は、一実施態様における本発明のポリエチレン共押フィルム10の断面概略図である。ポリエチレン共押フィルム10は、電子線照射層であるポリエチレンフィルム基材1と、ポリエチレンフィルム層2とを備えてなる。
また、一実施態様において、図2に示すように、ポリエチレン共押フィルム10は、ポリエチレンフィルム基材1と、ポリエチレンフィルム層2との間に、形態安定層3を備えてなる。なお、図における網掛け部は、電子線照射され架橋密度が向上した部分を表している。
本発明によるポリエチレン共押フィルムが備えるポリエチレンフィルム基材は、ポリエチレンおよびヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を含む層であり、電子線により照射された層(以下、単に「電子線照射層」という。)である。
ポリエチレン共押フィルムがこのようなポリエチレンフィルム基材を備えることにより、ポリエチレン共押フィルム表面の耐熱性および強度を向上させることができ、包装材料等の外層として要求される物性を満足させることができる。
なお、本発明において、電子線照射層とは、電子線の照射により、片面(包装材料の外層に対応する面)の架橋密度を向上させたもの(図1参照)だけでなく、ポリエチレンフィルム基材の両面の架橋密度を向上させたもの(図3参照)を含む。
ゲル分率(質量%)=(Z−Y)/X×100 (1)
これらの中でも、架橋反応が良好に起こり、耐熱性および強度等をより顕著に向上させることができることから、低密度ポリエチレンおよび直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。
なお、本発明においては、密度が0.87g/cm3以上、0.91g/cm3以下のポリエチレンを低密度ポリエチレン、密度が0.92g/cm3超、0.96g/cm3以下のポリエチレンを中密度ポリエチレン、ならびに密度が0.96g/cm3超のポリエチレンを高密度ポリエチレンという。
ヒンダ―ドアミン系酸化防止剤としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、N,N'−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,6−ヘキサメチレンジアミン、2−メチル−2−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)プロピオンアミド、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)(1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ポリ〔{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチル{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}〕、ポリ〔(6−モルホリノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル){(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}〕、コハク酸ジメチルと1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンとの重縮合物、N,N'−4,7−テトラキス〔4,6−ビス{N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ}−1,3,5−トリアジン−2−イル〕−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン等が挙げられる。
ポリエチレンフィルム基材は、上記したヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を2種以上含んでいてもよい。
光安定剤の含有量を上記数値範囲とすることにより、ポリエチレンフィルム基材の透明性を維持しつつ、ポリエチレン共押フィルムの経時的なヒートシール性および破断強度の低下をより顕著に防止することができる。
本発明による積層体が備えるポリエチレンフィルム層は、ポリエチレンフィルムからなり、外側の面(ポリエチレンフィルム基材を設けた側とは反対の面)が、少なくともヒートシール性を有することを特徴とする。
ポリエチレン共押フィルムがこのような層を備えることにより、同一材料(ポリエチレン)を使用しながら、ポリエチレンフィルム基材と、そのポリエチレンフィルム基材上に設けられた層とで異なる物性(例えば、強度、耐熱性、ヒートシール性等)が異なる積層体とすることができる。
ポリエチレンフィルム層は、上記したポリエチレンを2種以上含んでいてもよい。
一実施形態において、本発明のポリエチレン共押フィルムは、ポリエチレンフィルム基材と、ポリエチレンフィルム層との間に、中密度ポリエチレンおよび/または高密度ポリエチレンを含む形態安定層を備えていてもよい。ポリエチレン共押フィルムが、形態安定層を備えることにより、包装材料作製の際のヒートシールにより、ポリエチレン共押フィルムが溶解し、薄肉化してしまうことを防止することができる。
なお、形態安定層は、電子線が照射されたものであっても、照射されていないものであってもよい。
本発明によるポリエチレン共押フィルムは、所望により、任意の層間にバリア膜を備えていてもよい。バリア膜としては、アルミニウム箔等の金属箔のほか、アルミニウム等の金属やアルミニウム酸化物、珪素酸化物等の無機酸化物をポリエチレンフィルム層等の表面に蒸着することにより形成することができる。蒸着方法としては、従来公知の方法を採用でき、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理気相成長法(Physical Vapor Deposition法、PVD法)、あるいは、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition法、CVD法)等を挙げることができる。なお、包装用材料に用いられる透明積層体からなるフィルムを製造する場合には、主に、真空蒸着法を用い、一部、プラズマ化学気相成長法も用いられる。
本発明のポリエチレン共押フィルムの製造方法は、インフレーション押出成形法またはT−ダイ押出成形法等の溶融共押出成形法により、ポリエチレンフィルム基材用樹脂組成物、ポリエチレンフィルム層用樹脂組成物および所望により、形態安定層用樹脂組成物を加熱溶融させ、押出し成形する工程と、成形物に対して電子線を照射する工程とを含んでなる。
また、本発明のポリエチレン共押フィルムの製造方法は、ポリエチレン共押フィルムに対し、印刷を施す工程を含んでいてもよい。
電子線の加速電圧は、30kV以上、300kV以下の範囲が好ましく、50kV以上、300kV以下の範囲がより好ましく、50kV以上、250kV以下の範囲がさらに好ましい。電子線の加速電圧を上記数値範囲とすることにより、ポリエチレンフィルム層のヒートシール性を維持しつつ、ポリエチレンフィルム基材の架橋密度を向上させることができる。
電子線の照射エネルギーは、20keV以上、750keV以下の範囲であることが好ましく、25keV以上、500keV以下の範囲であることがより好ましく、30keV以上、400keV以下の範囲であることがさらに好ましく、20keV以上、200keV以下の範囲であることが特に好ましい。電子線の照射エネルギーを上記数値範囲とすることにより、ポリエチレンフィルム層のヒートシール性を維持しつつ、ポリエチレンフィルム基材の架橋密度を向上させることができる。
本発明による包装材料は、上記したポリエチレン共押フィルムを、ポリエチレンフィルム基材が外側、ポリエチレンフィルム層が内側(内容物側)に位置するように二つ折にして重ね合わせて、その端部等をヒートシールすることにより製造することができる。
また、2枚のポリエチレン共押フィルムをポリエチレンフィルム層が対向するように、重ね合わせて、その端部等をヒートシールすることにより製造することができる。
例えば、側面シール型、二方シール型、三方シール型、四方シール型、封筒貼りシール型、合掌貼りシール型(ピローシール型)、ひだ付シール型、平底シール型、角底シール型、ガゼット型、その他等のヒートシール態様によりヒートシールして、種々の態様の包装材料を製造することができる。その他、例えば、自立性包装用袋(スタンデイングパウチ)等も可能である。ヒートシールの方法としては、例えば、バーシール、回転ロールシール、ベルトシール、インパルスシール、高周波シール、超音波シール等の公知の方法で行うことができる。
直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.904g/cm2、ダウ・ケミカル日本(株)製、商品名:AFFINITY1881G)に、ヒンダ―ドアミン系酸化防止剤(BASF(株)製、商品名:Chimassorob 2020 FDL)を混合し、ポリエチレンフィルム基材用樹脂組成物を得た。ヒンダ―ドアミン系酸化防止剤の含有量は、樹脂組成物の総質量100質量%に対し5質量%とした。
電圧:100kV
照射線量:260kGy
装置内酸素濃度:100ppm以下
ライン速度:25m/min
ポリエチレンフィルム基材用樹脂組成物におけるヒンダ―ドアミン系酸化防止剤の含有量を、2.5質量%に変更すると共に、ヒドロキシルアミン系酸化防止剤をポリエチレンフィルム基材用樹脂組成物100質量%に対して、2.5質量%となるように含有させた以外は、実施例1と同様にして、ポリエチレン共押フィルムを得た。
ヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を、ポリエチレンフィルム基材用樹脂組成物に加えなかった以外は、実施例1と同様にしてポリエチレン共押フィルムを得た。
電子線の照射を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、ポリエチレン共押フィルムを得た
上記実施例および比較例において製造直後のポリエチレン共押フィルムから5mm幅のダンベル型サンプル片を3つずつ作製した。
このサンプル片を、引張試験機に把持し、速度300mm/分、荷重レンジ50Nの条件にて破断強度(N)を測定した(JIS Z 7102参照)。測定結果は下記の表1に示される通りであった。
(シール強度(製造直後))
上記実施例および比較例において製造直後のポリエチレン共押フィルムを10cm×10cmにカットしてサンプル片を3つずつ作製した。
このサンプル片を、ポリエチレンフィルム層用樹脂組成物からなる層が内側になるように二つ折りにし、ヒートシールテスターを用いて、温度を180℃、圧力1kgf/cm2、1秒の条件にて1cm×10cmの領域をヒートシールした。
ヒートシール後のサンプル片を15mm幅で短冊状に切り、ヒートシールしなかった両端部を引張試験機に把持し、速度300mm/分、荷重レンジ50Nの条件にて剥離強度(N/15mm)を測定した。測定結果は下記の表1に示される通りであった。
なお、比較例2により得られたポリエチレン共押フィルムは、ヒートシール時に溶解してしまい、シール強度を測定することができなかった。
上記実施例および比較例において得られたポリエチレン共押フィルムを40℃、相対湿度75%で6ヶ月保管した後、10cm×10cmにカットしてサンプル片を3つずつ作製した。このサンプル片を、ポリエチレンフィルム層用樹脂組成物からなる層が内側になるように二つ折りにし、ヒートシールテスターを用いて、温度を180℃、圧力1kgf/cm2、1秒の条件にて1cm×10cmの領域をヒートシールした。
ヒートシール後のサンプル片を15mm幅で短冊状に切り、ヒートシールしなかった両端部を引張試験機に把持し、速度300mm/分、荷重レンジ50Nの条件にて剥離強度(N/15mm)を測定した。測定結果は下記の表1に示される通りであった。
なお、比較例2により得られたポリエチレン共押フィルムは、ヒートシール時に溶解してしまい、シール強度を測定することができなかった。
Claims (6)
- ポリエチレンフィルム基材と、ポリエチレンフィルム層と、を備えてなるポリエチレン共押フィルムであって、
前記ポリエチレンフィルム基材は、ポリエチレンおよびヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を含む電子線照射層であり、
前記ポリエチレンフィルム層は、ポリエチレンを含み、外側の面が、ヒートシール性を有することを特徴とする、ポリエチレン共押フィルム。 - 前記ポリエチレンフィルム基材における前記ヒンダ―ドアミン系酸化防止剤の含有量が、1質量%以上、30質量%以下である、請求項1に記載のポリエチレン共押フィルム。
- 前記ポリエチレンフィルム基材が、ポリエチレンとして、低密度ポリエチレンおよび/または直鎖状低密度ポリエチレンを含む、請求項1または2に記載のポリエチレン共押フィルム。
- 前記ポリエチレンフィルム基材と、前記ポリエチレンフィルム層との間に、中密度ポリエチレンおよび/または高密度ポリエチレンを含む形態安定層をさらに備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリエチレン共押フィルム。
- 前記ポリエチレンフィルム層が、中密度ポリエチレンを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリエチレン共押フィルム。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリエチレン共押フィルムからなる包装材料であって、
前記ポリエチレンフィルム層が包装材料の内側に位置することを特徴とする、包装材料。
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