JP2019010749A - 積層体及び積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】最外層／ポリアミド系フィルム／シーラント層の構成の積層体において、接着強度、流通・輸送時のピンホール発生が改善された積層体、及びその製造方法の提供。【解決手段】最外層１とポリアミド系フィルム２の層間に第１熱可塑性樹脂層４−１、ポリアミド系フィルム２とシーラント層３の層間に第２熱可塑性樹脂層４−２を備え、かつ最外層１と第１熱可塑性樹脂層４−１との層間に第１アンカーコート層５−１、第１熱可塑性樹脂層４−１とポリアミド系フィルム２との層間に第２アンカーコート層５−２、ポリアミド系フィルム２と第２熱可塑性樹脂層４−２との層間に第３アンカーコート層５−３を備える積層体１０。第１、第２、第３のアンカーコート層５−１，５−２，５−３の少なくとも１層を印刷工程により形成する積層体１０の製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、食品、医薬品、医療機器、電子部品などの包装に用いられる積層体及び積層体の製造方法に関する。

近年、二軸延伸ポリアミドフィルム（例えば延伸ナイロン）を基材とし、酸化珪素や酸化アルミニウム等の酸化物をバリア層として蒸着した積層体が、透明な包装材として多用されるようになってきた。一例として、図４（ａ）のように、酸化珪素等の無機酸化物５６が蒸着された延伸ナイロンフィルム５２と、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂からなるシーラント層（最内層）５３との層間にポリエチレン等の溶融した熱可塑性樹脂５４を押し出してラミネート（押出ラミネート）した積層体５０がある。

しかし、上記構成の包装材では、流通過程での輸送中等に屈曲によるピンホールが発生し易く、その結果としてバリア性に欠け、例えば内容物に食品を包装した場合黴が生える等の問題がまま発生するものであった。

前記問題を解決するため、図４（ｂ）のように、上記構成の包装材の酸化珪素等の無機酸化物が蒸着された延伸ナイロンフィルム５２面に、最外層５１として別に延伸ナイロンフィルムを、ドライラミネーション用接着剤を介してドライラミネートした積層体６０とし、その包装袋の耐屈曲が試験されたが、依然ピンホールが発生し、期待したほど解消されるものではなかった。

上記のような問題点を改善する包装材料として、図４（ｃ）、（ｄ）のように、最外層５１としての二軸延伸ポリアミドフィルムと無機酸化物５６が蒸着されたもしくは蒸着されていない二軸延伸ポリアミドフィルム５２との間にポリエチレン等の熱可塑性樹脂５４−１）を押し出して押出ラミネートし、さらに前記無機酸化物５６が蒸着されたもしくは蒸着されていない二軸延伸ポリアミドフィルム５２と、最内層としてのシーラント層５３との間にポリエチレン等の熱可塑性樹脂５４−２）を押し出して押出ラミネートされてなる積層体が提案されている（特許文献１参照）。

二軸延伸ポリアミドフィルム同士、あるいは二軸延伸ポリアミドフィルムと無機酸化物が蒸着された二軸延伸ポリアミドフィルムとを熱可塑性樹脂を押し出して押出ラミネートする場合、基本的には高温で溶融させた熱可塑性樹脂をフィルム層間に押し出し、樹脂の酸化力によってフィルム同士を接着させる。しかしながら、樹脂の酸化力による接着だけでは、包装袋として要求されている接着強度を十分に得られない仕様があり、そのような仕様に対しては、フィルムを貼り合わせる前にアンカーコート剤（以下、適宜ＡＣ剤）をフィルムに塗布し、ＡＣ層を形成して接着強度を向上させることが考えられる。

図５には、３箇所のフィルム繰り出しローラ２１、２２、２３と、それらを貼合するための２箇所の貼り合せ部と、それに伴う２箇所の樹脂押出し部を備える、一般的な押出しラミネート装置２０の概略図を示す。図５の装置により、図４の積層体を製造する場合、繰り出し部ローラ２１、２２、２３からはそれぞれ最外層、ポリアミド系フィルム、シーラント層が繰り出される。樹脂押出し部（１）、（２）からはそれぞれ熱可塑性樹脂が押し出され、貼り合せ部（１）、（２）にて貼り合わせが行われる。

ここで、上述のように、接着強度を向上させるためはフィルムを貼り合わせる前にＡＣ剤をフィルムに塗布する必要がある。すなわち、アンカーコート層（以下、適宜ＡＣ層）
を含めて積層体を図示すると、図１のように、３箇所の層間に第１、第２、第３のＡＣ層５−１）、５−２）、５−３）を形成する必要がある。尚、シーラント層３の表面にＡＣ層が不要であるのは、シーラント層３は通常ヒートシール性をもつポリエチレン系樹脂であり、第２押出し熱可塑性樹脂層４−２）との接着性に問題がないからである。

しかしながら、図５に示す一般的な押出しラミネート装置２０では、その設備仕様上、ＡＣ剤を塗布できるフィルムの面には制約があり、上述の構成配置では、図１に示す第１、第３ＡＣ層の形成は行えるが、第２ＡＣ層の形成は行うことができない。

それ故、中間層にポリアミド系フィルムを使用する、最外層／（無機酸化物層付又はなし）ポリアミド系フィルム／シーラント層の構成の場合、図１のように押出し熱可塑性樹脂層を使うことが実際上できず、ドライラミネート方式にて貼り合わせざるを得なかった。従って、輸送・流通時のピンホール発生が改善されないとともに、押出し熱可塑性樹脂層がないためにシーラント層が厚くなりコスト高になるという問題があった。

特開２００１―２４６７１１号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、中間層にポリアミド系フィルムを使用する、最外層／（無機酸化物層付又はなし）ポリアミド系フィルム／シーラント層の構成の積層体において、層間にＡＣ層と押出し熱可塑性樹脂層を備え、接着強度、流通・輸送時のピンホール発生が改善された積層体、及びその製造方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、最外層、中間層としてのポリアミド系フィルム、最内層としてのシーラント層が形成された積層体であって、
前記最外層と前記ポリアミド系フィルムの層間に第１熱可塑性樹脂層、前記ポリアミド系フィルムと前記シーラント層の層間に第２熱可塑性樹脂層を備え、
かつ前記最外層と前記第１熱可塑性樹脂層との層間に第１アンカーコート層、前記第１熱可塑性樹脂層と前記ポリアミド系フィルムとの層間に第２アンカーコート層、前記ポリアミド系フィルムと前記第２熱可塑性樹脂層との層間に第３アンカーコート層
を備えることを特徴とする積層体としたものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の積層体の製造方法であって、下記（１）、（２）の工程の少なくとも１つの工程を含むことを特徴とする積層体の製造方法としたものである。
（１）前記ポリアミド系フィルムに前記第２アンカーコート層または第３アンカーコート層のいずれかを印刷工程により形成した後、該ポリアミド系フィルムを押出しラミネート装置のフィルム繰り出し部に設置する工程。
（２）前記最外層に前記第１アンカーコート層を印刷工程により形成した後、該最外層を押出しラミネート装置のフィルム繰り出し部に設置する工程。

本発明によれば、最外層／（無機酸化物層付き、又はなし）ポリアミド系フィルム／シーラント層の構成からなり層間に熱可塑性樹脂を備える積層体において、最外層の片面、及びポリアミド系フィルムの両面にＡＣ層を備えるので接着強度が向上する。また、熱可塑性樹脂を押し出してラミネートするので、ドライラミネーションの場合よりも積層体のコシ感が柔らかく（弾力性に富むように）なり、流通・輸送時のピンホール発生が改善されるとともに、シーラント層が薄くて済み、製造コストの低減が可能となる。

本発明に係る積層体の断面模式図である。 本発明の積層体の製造方法に係る、押出しラミネート装置の構成を例示する概略図である。 本発明の積層体の製造方法に係る、印刷工程を説明するための概念図である。 従来、作製または提案された積層体の断面模式図である。 一般的な押出しラミネート装置を例示する概略図である。

以下、本発明の実施形態に係る積層体及び積層体の製造方法について図面を用いて説明する。同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付け、重複する説明は省略する。各図面において、見易さのため構成要素の厚さや比率は誇張されていることがあり、構成要素の数も減らして図示していることがある。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る積層体１０の断面模式図である。本発明に係る積層体１０は、本発明に係る積層体の製造方法により製造可能となる。積層体１０は、最外層１とポリアミド系フィルム２の層間に第１熱可塑性樹脂層４−１）、中間層であるポリアミド系フィルム２とシーラント層３の層間に第２熱可塑性樹脂層４−２）を備え、かつ最外層１と第１熱可塑性樹脂層４−１）との層間に第１アンカーコート層５−１）、第１熱可塑性樹脂層４−１）とポリアミド系フィルム２との層間に第２アンカーコート層５−２）、ポリアミド系フィルム２と第２熱可塑性樹脂層４−２）との層間に第３アンカーコート層５−３）を備えている。

言い換えれば、本発明に係る積層体１０は、包装袋にしたとき外側から順に、最外層１／第１アンカーコート層５−１）／第１熱可塑性樹脂層４−１）／第２アンカーコート層５−２）／ポリアミド系フィルム２／第３アンカーコート層５−３）／第２熱可塑性樹脂層４−２）／シーラント層３を備えている。

図示しないが、本発明に係る積層体は、ポリアミド系フィルム２の上下いずれかの表面、すなわちポリアミド系フィルム２と第２アンカーコート層５−２）の層間、またはポリアミド系フィルム２と第３アンカーコート層５−３）の層間の少なくとも一方に、酸化珪素や酸化アルミニウム等の無機酸化物層を備えていてもよい。

また、印刷層を設けることもできる。印刷層は、通常最外層の内層側の面に印刷積層する。印刷層は、包装袋などとして実用的に用いるために形成されるものであり、ウレタン系、アクリル系、塩酢ビ系、ニトロセルロース系、ゴム系、塩化ビニル系等の従来から用いられているインキバインダー樹脂に各種顔料、体質顔料及び可塑剤、乾燥剤、安定剤等の添加剤などが添加されてなるインキにより構成される層であり、文字、絵柄等が形成されている。

図２は、本発明の積層体の製造方法に係る、押出しラミネート装置２０の構成を例示する概略図である。図２の押出しラミネート装置２０の構成は、図５に示した一般的な押出しラミネート装置２０と同じである。しかしながら、本発明の積層体の製造方法では、図２の構成の押出しラミネート装置２０の繰り出しローラ２２に、ポリアミド系フィルムに第２アンカーコート層５−２）（図１参照）を形成したＡＣ層付きポリアミド系フィルム
３０を設置する。

本発明の積層体の製造方法では、前記のような、繰り出しローラへ設置する前のフィルムへのアンカーコート層の形成を印刷工程によって行う。図３は、前記印刷工程を説明するための概念図である。繰り出しローラ３１から繰り出されたフィルム（本例ではポリアミド系フィルム３２）は、塗工胴３５と圧胴３６によってＡＣ剤３３を印刷塗工され、乾燥機３８によって乾燥された後、巻き取りローラ３９に巻き取られ、ロール状のＡＣ層付きポリアミド系フィルム３０となる。然る後に、図２の押出しラミネート装置２０の繰り出しローラ２２に設置される。

前記の印刷工程における印刷方式には特に制限はなく、グラビア印刷、オフセット印刷など公知のいずれの方式を用いてもよい。また、図３ではＡＣ剤供給槽３４を備える方式を例示したが、ディスペンス方式等適切な供給機構を備えるものであればよい。

図２の構成の押出しラミネート装置２０の場合、繰り出しローラ２１、２３には、それぞれ最外層となるフィルム、シーラント層となるフィルムを設置する。繰り出しローラ２１から繰り出された最外層１となるフィルムは、ＡＣ剤塗工部（１）で第１アンカーコート層５−１）を塗工され、繰り出しローラ２２から繰り出された前記の第２アンカーコート層５−２）付きポリアミド系フィルム３０とともに、貼り合せ部（１）に導かれる。貼り合せ部（１）では、溶融した熱可塑性樹脂が押し出されてラミネートが行われ、図１における最外層１からポリアミド系フィルム２までの積層体が作製される。

その後、前記最外層１からポリアミド系フィルム２までの積層体はＡＣ剤塗工部（２）へ送られ、ポリアミド系フィルム２の外表面に第３アンカーコート層５−３）を塗工され、繰り出しローラ２３から繰り出されたシーラント層３とともに、貼り合せ部（２）に導かれる。貼り合せ部（２）では、溶融した熱可塑性樹脂が押し出されてラミネートが行なわれ、図１に示す本発明の積層体１０が作製される。

上記の本発明の積層体１０の製造方法の説明では、第１、第２、第３のＡＣ層のうち、第２のＡＣ層を印刷工程で形成し、第１、第３のＡＣ層を既存の押出しラミネート装置が備えるＡＣ剤塗工部で形成する例を説明したが、押出しラミネート装置の装置構成次第で、第１、第２、第３のＡＣ層の形成方法を入れ換えることも可能である。ここで、装置構成次第とは、押出しラミネート装置が備えるＡＣ剤塗工部の個数と位置、貼り合せ部の位置、及びガイドローラによる搬送フィルムの表裏の入れ換えを意味する。

上記の例のように、押出しラミネート装置がＡＣ剤塗工部を２箇所備える場合、ポリアミド系フィルムに第３アンカーコート層を印刷工程により形成するか、または最外層に第１アンカーコート層を印刷工程により形成し、他の２層を押出しラミネート装置が備えるＡＣ剤塗工部で形成することで本発明の積層体１０を作製することも可能である。

また、押出しラミネート装置がＡＣ剤塗工部を１箇所しか備えない場合も、最外層に第１アンカーコート層を印刷工程により形成し、さらにポリアミド系フィルムに第２または第３アンカーコート層のいずれかを印刷工程により形成して、第２または第３アンカーコート層の残る１層を押出しラミネート装置が備えるＡＣ剤塗工部で形成することで本発明の積層体１０を作製することも可能である。

いずれの場合においても、本発明の積層体の製造方法では、印刷工程によりアンカーコート層を形成したフィルムのロールを押出しラミネート装置のフィルム繰り出し部のローラに設置することを特徴とする。

以下、本発明の積層体の各層を構成する材料について説明する。

（最外層）
最外層は、積層体を成型するときの強度や成型後の各種耐性を高める。最外層の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ナイロン類が挙げられる。機械的な強度（強靭性）の観点からは延伸ナイロンが好ましい。ナイロンとしては、ポリアミド樹脂を基本骨格とした、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６６とナイロン６との共重合体などが挙げられる。最外層は、要求品質によっては、複数層設けることもできる。

（ポリアミド系フィルム）
中間層となるポリアミド系フィルムとしては、従来から積層包装材の基材として用いられているナイロンフィルムを使用することができ、例えば、ナイロン６フィルムやナイロン６６フィルムを使用することができる。特に、ナイロンフィルムとしては、耐衝撃性などの機械的強度の向上や直線引き裂き性の向上などを目的として二軸延伸ナイロンフィルムを使用することが好ましい。尚、ナイロンフィルムには、必要に応じて半芳香族系ポリアミドあるいは芳香族系ポリアミドなどを含有させてもよい。また、延伸ナイロンフィルムの他に、例えば共押しバリアナイロンフィルム、バリアコーティングフィルム（バリア層を塗布したフィルム）またはその他ナイロン系フィルムでも構わない。

（シーラント層）
シーラント層を構成する材料としては、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、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などのポリエチレン及びエチレン系共重合体、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、ポリプロピレン及びプロピレン系共重合体等のオレフィン系樹脂よりなるフィルム、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂よりなるフィルム、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂よりなるフィルム、ナイロンなどのポリアミド樹脂よりなるフィルムが挙げられる。

（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂層は、押出ラミネートにより積層する際の接着層として機能する。このような押出し熱可塑性樹脂としては、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、エチレン／酢酸ビニル共重合体、アイオノマーなどが好ましい。

（ＡＣ層）
ＡＣ層としては、２液硬化型ウレタン系アンカーコート剤から形成することができる。あるいは、例えば少なくともアクリルポリオール、イソシアネート化合物、及び一般式：Ｒ’ＳＩ（ＯＲ）３（式中Ｒ’はアルキル基、ビニル基、グリシオキシプロピル基の一種、Ｒはアルキル基）で表される３官能オルガノシランあるいはオルガノシランの加水分解物を含む組成物、または前記組成物に一般式：Ｍ（ＯＲ）ｎ（式中Ｍは金属元素、ＲはＣＨ３、Ｃ２Ｈ５ 等のアルキル基、ｎは金属元素の酸化数）で表せる金属アルコキシド、あるいは金属アルコキシドの加水分解物を含む組成物を用いることができる。

１、５１・・・最外層
２、５２・・・ポリアミド系フィルム
５２−１）・・・第１ポリアミド系フィルム
５２−２）・・・第２ポリアミド系フィルム
３、５３・・・シーラント層（最内層）
４、５４・・・（押出し）熱可塑性樹脂層
４−１）、５４−１）・・・第１（押出し）熱可塑性樹脂層
４−２）、５４−２）・・・第２（押出し）熱可塑性樹脂層
５−１）・・・・第１アンカーコート（ＡＣ）層
５−２）・・・・第２アンカーコート（ＡＣ）層
５−３）・・・・第３アンカーコート（ＡＣ）層
５６・・・・・無機酸化物層
５７・・・・・ドライ接着層
１０、５０、６０、７０、８０・・・・積層体
２０・・・・・押出しラミネート装置
２１、２２、２３・・・繰り出しローラ
２４・・・・・・巻き取りローラ
３０・・・ＡＣ層付きポリアミド系フィルム
３１・・・繰り出しローラ
３２・・・ポリアミド系フィルム
３３・・・アンカーコート（ＡＣ）剤
３４・・・アンカーコート（ＡＣ）剤供給槽
３５・・・圧胴
３６・・・塗工胴
３７・・・ガイドローラ
３８・・・乾燥機
３９・・・巻き取りローラ

Claims (2)

1. 最外層、中間層としてのポリアミド系フィルム、最内層としてのシーラント層が形成された積層体であって、
   前記最外層と前記ポリアミド系フィルムの層間に第１熱可塑性樹脂層、前記ポリアミド系フィルムと前記シーラント層の層間に第２熱可塑性樹脂層を備え、
   かつ前記最外層と前記第１熱可塑性樹脂層との層間に第１アンカーコート層、前記第１熱可塑性樹脂層と前記ポリアミド系フィルムとの層間に第２アンカーコート層、前記ポリアミド系フィルムと前記第２熱可塑性樹脂層との層間に第３アンカーコート層
   を備えることを特徴とする積層体。
2. 請求項１に記載の積層体の製造方法であって、下記（１）、（２）の工程の少なくとも１つの工程を含むことを特徴とする積層体の製造方法。
   （１）前記ポリアミド系フィルムに前記第２アンカーコート層または第３アンカーコート層のいずれかを印刷工程により形成した後、該ポリアミド系フィルムを押出しラミネート装置のフィルム繰り出し部に設置する工程。
   （２）前記最外層に前記第１アンカーコート層を印刷工程により形成した後、該最外層を押出しラミネート装置のフィルム繰り出し部に設置する工程。

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