JP2020040257A - 積層基材、包装材料用積層体および包装材料 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、当該基材を、同一のポリオレフィンから構成されるヒートシール層と積層して使用することで、包装材料としての強度や耐熱性を有し、かつリサイクル可能な包装材料とすることができるとの知見を得た。
また、本発明者らは、基材の構成を、ポリオレフィン樹脂層の一方の面に、蒸着膜およびバリアコート層を備える積層構成とすることにより、リサイクル性を維持しながら、高いバリア性を有する包装材料とすることができるとの知見を得た。
ポリオレフィン樹脂層が、延伸樹脂フィルムであることを特徴とする。
ヒートシール層が、ポリオレフィンにより構成され、
積層基材のポリオレフィン樹脂層を構成するポリオレフィンと、ヒートシール層を構成するポリオレフィンとが、同一のポリオレフィンであることを特徴とする。
接着層が、ポリエステルポリオールとイソシアネート化合物とリン酸変性化合物とを含む樹脂組成物の硬化物を含む。
本発明の積層基材10は、図1に示すように、ポリオレフィン樹脂層11と、蒸着膜12と、バリアコート層13とを備え、ポリオレフィン樹脂層が、ポリオレフィンから構成される延伸樹脂フィルムであることを特徴とする。
バリアコート層の厚みは、ポリオレフィン樹脂層の厚みよりも、5μm以上小さいことが好ましく、10μm以上小さいことがより好ましい。バリアコート層の厚みが、ポリオレフィン樹脂層の厚みよりも、5μm以上小さいことにより、本発明の積層基材を包装材料用積層体の基材として用いた際に、該包装材料用積層体のリサイクル性を向上することができる。
蒸着膜の厚みは、ポリオレフィン樹脂層の厚みよりも、5μm以上小さいことが好ましく、10μm以上小さいことがより好ましい。蒸着膜の厚みが、ポリオレフィン樹脂層の厚みよりも、5μm以上小さいことにより、包装材料用積層体のリサイクル性をより向上することができる。
ポリオレフィン樹脂層は、ポリオレフィンにより構成されており、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、エチレン−プロピレン共重合体およびプロピレン−ブテン共重合体などが挙げられ、これらの中でも、ポリエチレンおよびポリプロピレンが好ましい。
高密度ポリエチレン層を備えることにより、本発明の積層基材の強度および耐熱性を向上することができる。また、中密度ポリエチレン層を備えることにより、ポリオレフィン樹脂層を作製する際における樹脂フィルムの延伸適性を向上することができる。
このような構成とすることにより、ポリオレフィン樹脂層を作製する際における樹脂フィルムの延伸適性を向上することができる。また、本発明の積層基材の強度および耐熱性を向上することができる。なお、このような構成のポリオレフィン樹脂層を備える積層基材を包装材料用積層体に適用したとき、高密度ポリエチレン層は、最表面に位置する。
このとき、高密度ポリエチレン層の厚さは、中密度ポリエチレン層の厚さよりも薄いことが好ましい。
高密度ポリエチレン層の厚さと、中密度ポリエチレン層の厚さとの比は、1/10以上1/1以下であることが好ましく、1/5以上1/2以下であることがより好ましい。
高密度ポリエチレン層の厚さと、中密度ポリエチレン層の厚さとの比を1/10以上とすることにより、本発明の積層基材の強度および耐熱性を向上することができる。また、高密度ポリエチレン層の厚さと、中密度ポリエチレン層の厚さとの比を1/1以下とすることにより、ポリオレフィン樹脂層を作製する際における樹脂フィルムの延伸適性を向上することができる。
このような構成とすることにより、ポリオレフィン樹脂層を作製する際における樹脂フィルムの延伸適性を向上することができる。また、本発明の積層基材の強度および耐熱性を向上することができる。さらに、ポリオレフィン樹脂層におけるカールの発生を防止することができる。
このとき、高密度ポリエチレン層の厚さは、中密度ポリエチレン層の厚さよりも薄いことが好ましい。
高密度ポリエチレン層の厚さと、中密度ポリエチレン層の厚さとの比は、1/10以上1/1以下であることが好ましく、1/5以上1/2以下であることがより好ましい。
高密度ポリエチレン層の厚さと、中密度ポリエチレン層の厚さとの比を1/10以上とすることにより、本発明の積層基材の強度および耐熱性を向上することができる。また、高密度ポリエチレン層の厚さと、中密度ポリエチレン層の厚さとの比を1/1以下とすることにより、ポリオレフィン樹脂層を作製する際における樹脂フィルムの延伸適性を向上することができる。
このような構成とすることにより、ポリオレフィン樹脂層を作製する際における樹脂フィルムの延伸適性を向上することができる。また、本発明の積層基材の強度および耐熱性を向上することができる。また、カールの発生を防止することができる。
このとき、高密度ポリエチレン層の厚さは、中密度ポリエチレン層の厚さよりも薄いことが好ましい。
高密度ポリエチレン層の厚さと、中密度ポリエチレン層の厚さとの比は、1/10以上1/1以下であることが好ましく、1/5以上1/2以下であることがより好ましい。
高密度ポリエチレン層の厚さと、中密度ポリエチレン層の厚さとの比を1/10以上とすることにより、本発明の積層基材の強度および耐熱性を向上することができる。また、高密度ポリエチレン層の厚さと、中密度ポリエチレン層の厚さとの比を1/1以下とすることにより、ポリオレフィン樹脂層を作製する際における樹脂フィルムの延伸適性を向上することができる。
また、高密度ポリエチレン層の厚さは、低密度ポリエチレン層または直鎖状低密度ポリエチレン層の厚さよりも薄いことが好ましい。
高密度ポリエチレン層の厚さと、低密度ポリエチレン層または直鎖状低密度ポリエチレン層の厚さとの比は、1/10以上1/1以下であることが好ましく、1/5以上1/2以下であることがより好ましい。
高密度ポリエチレン層の厚さと、低密度ポリエチレン層または直鎖状低密度ポリエチレン層の厚さとの比を1/10以上とすることにより、本発明の積層基材の耐熱性を向上することができる。また、高密度ポリエチレン層の厚さと、低密度ポリエチレン層または直鎖状低密度ポリエチレン層の厚さとの比を1/1以下とすることにより、フィルムの加工性を向上することができる。
ポリプロピレンホモポリマーとは、プロピレンのみの重合体であり、ポリプロピレンランダムコポリマーとは、プロピレンとプロピレン以外の他のα−オレフィン(例えばエチレン、ブテン−1、4−メチル−1−ペンテンなど)などとのランダム共重合体であり、ポリプロピレンブロックコポリマーとは、プロピレンからなる重合体ブロックと、上記したプロピレン以外の他のα−オレフィンからなる重合体ブロックを有する共重合体である。
これらポリプロピレンの中でも、ポリオレフィン樹脂層の透明性を向上することができ、ポリオレフィン樹脂層のバリアコート層側表面に画像を形成した場合において、その視認性を向上することができる観点からは、ホモポリマーまたはランダムコポリマーを使用することが好ましい。積層基材の剛性や耐熱性を重視する場合には、ホモポリマーを使用し、耐衝撃性などを重視する場合にはランダムコポリマーを使用することができる。
このようなバイオマス由来のポリオレフィン、例えば、ポリエチレンは、特開2013−177531号公報に記載されているような方法にて製造することができる。また、市販されているバイオマス由来のポリオレフィン(例えば。ブラスケム社から市販されているグリーンPEなど)を使用してもよい。
延伸樹脂フィルムの長手方向(MD)の延伸倍率を2倍以上とすることにより、本発明の積層基材の強度および耐熱性を向上することができる。また、ポリオレフィン樹脂層の透明性を向上することができるため、ポリオレフィン樹脂層表面に画像を形成した場合に、その裏面からの視認性を向上することができる。一方、延伸樹脂フィルムの長手方向(MD)の延伸倍率の上限値は、特に制限されるものではないが、延伸樹脂フィルムの破断限界の観点からは10倍以下とすることが好ましい。
延伸樹脂フィルムの横手方向(TD)の延伸倍率を2倍以上とすることにより、本発明の積層基材の強度および耐熱性を向上することができる。また、ポリオレフィン樹脂層の透明性を向上することができるため、ポリオレフィン樹脂層の表面に画像を形成した場合に、その裏面からの視認性を向上することができる。一方、延伸樹脂フィルムの横手方向(TD)の延伸倍率の上限値は、特に制限されるものではないが、延伸樹脂フィルムの破断限界の観点からは10倍以下とすることが好ましい。
画像形成は、従来公知のインキを用いて形成することができるが、環境負荷の観点から、バイオマス由来のインキを用いて行われることが好ましい。
画像の形成方法は、特に限定されるものではなく、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法などの従来公知の印刷法を挙げることができる。これらの中でも、環境負荷の観点から、フレキソ印刷法が好ましい。
また、ポリオレフィン樹脂層の表面に従来公知のアンカーコート剤を用いて、アンカーコート層を形成してもよい。
ポリオレフィン樹脂層の厚さを5μm以上とすることにより、本発明の積層基材の強度を向上することができる。また、ポリオレフィン樹脂層の厚さを300μm以下とすることにより、本発明の積層基材を包装材料用積層体の基材として用いた際、該包装材料用積層体の加工適性を向上することができる。
インフレーション法によれば、製膜と、延伸とを同時に行うことができる。
ポリオレフィンのMFRを5g/10分以上とすることにより、本発明の積層基材の加工適性を向上することができる。また、ポリオレフィンのMFRを20g/10分以下とすることにより、樹脂フィルムが破断してしまうことを防止することができる。
ポリオレフィンのMFRを0.5g/10分以上とすることにより、本発明の積層基材の加工適性を向上することができる。また、ポリオレフィンのMFRを5g/10分以下とすることにより、製膜性を向上することができる。
本発明の積層基材は、ポリオレフィン樹脂層上に蒸着膜を備える。蒸着膜を備えることにより、ガスバリア性、とりわけ酸素バリア性および水蒸気バリア性を向上することができる。
蒸着膜の厚さを1nm以上とすることにより、本発明の積層基材の酸素バリア性および水蒸気バリア性をより一層向上することができる。また、蒸着膜の厚さを150nm以下とすることにより、蒸着膜におけるクラックの発生を防止することができる。さらに、本発明の積層基材を包装材料用積層体の基材に用いた場合における、包装材料用積層体のリサイクル性を向上することができる。
本発明の積層基材は、蒸着膜上にバリアコート層を備え、これにより、本発明の積層基材の酸素バリア性および水蒸気バリア性を向上することができる。
バリアコート層の厚さを0.01μm以上とすることにより、本発明の積層基材の酸素バリア性および水蒸気バリア性をより向上することができる。また、バリアコート層の厚さを10μm以下とすることにより、本発明の積層基材を包装材料用積層体の基材に用いた場合における、包装材料用積層体のリサイクル性を向上することができる。
蒸着膜が、無機酸化物蒸着膜である場合、バリアコート層を該ガスバリア性塗布膜とすることにより、成形機などにより積層基材に屈曲負荷がかかった際に蒸着膜に亀裂が生じ、酸素バリア性および水蒸気バリア性が低下してしまことを防止することができる。
R1 nM(OR2)m
(ただし、式中、R1、R2は、それぞれ、炭素数1〜8の有機基を表し、Mは金属原子を表し、nは0以上の整数を表し、mは1以上の整数を表し、n+mはMの原子価を表す。)
また、R1およびR2で表される有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基およびi−ブチル基などのアルキル基を挙げることができる。
シランカップリング剤としては、既知の有機反応性基含有オルガノアルコキシシランを用いることができるが、特に、エポキシ基を有するオルガノアルコキシシランが好ましい。エポキシ基を有するオルガノアルコキシシランとしては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランおよびβ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどが挙げられる。
ガスバリア性塗布膜における水溶性高分子の含有量を、金属アルコキシド100質量部に対して5質量部以上とすることにより、本発明の積層基材の酸素バリア性および水蒸気バリア性をより向上することができる。また、ガスバリア性塗布膜における水溶性高分子の含有量を、金属アルコキシド100質量部に対して500質量部以下とすることにより、ガスバリア性塗布膜の製膜性を向上することができる。
ガスバリア性塗布膜の厚さを0.01μm以上とすることにより、本発明の積層基材の酸素バリア性および水蒸気バリア性を向上することができる。また、包装材料用積層体において、無機酸化物蒸着膜と隣接するように設けた場合に、該蒸着膜におけるクラックの発生を防止することができる。
ゾルゲル法触媒としては、酸またはアミン系化合物が好適である。アミン系化合物としては、水に実質的に不溶であり、且つ有機溶媒に可溶な第3級アミンが好適であり、例えば、N,N−ジメチルベンジルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミンなどが挙げられる。これらの中でも、N,N−ジメチルべンジルアミンが好ましい。
ゾルゲル法触媒は、金属アルコキシド100質量部当り、0.01質量部以上1.0質量部以下の範囲で使用することが好ましく、0.03質量部以上0.3質量部以下の範囲で使用することがより好ましい。
ゾルゲル法触媒の使用量を金属アルコキシド100質量部当り、0.01質量部以上とすることにより、その触媒効果を向上することができる。また、ゾルゲル法触媒の使用量を金属アルコキシド100質量部当り、1.0質量部以下とすることにより、形成されるガスバリア性塗布膜の厚さを均一にすることができる。
酸としては、硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸、ならびに酢酸、酒石酸などの有機酸が用いられる。酸の使用量は、アルコキシドおよびシランカップリング剤のアルコキシド分(例えばシリケート部分)の総モル量に対して、0.001モル以上0.05モル以下であることが好ましい。
酸の使用量をアルコキシドおよびシランカップリング剤のアルコキシド分(例えばシリケート部分)の総モル量に対して、0.001モル以上とすることにより、触媒効果を向上することができる。また、アルコキシドおよびシランカップリング剤のアルコキシド分(例えばシリケート部分)の総モル量に対して、0.05モル以下とすることにより、形成されるガスバリア性塗布膜の厚さを均一にすることができる。
水の含有量をアルコキシドの合計モル量1モルに対して、0.1モル以上とすることにより、本発明の積層基材の酸素バリア性および水蒸気バリア性を向上することができる。また、水の含有量をアルコキシドの合計モル量1モルに対して、100モル以上とすることにより、加水分解反応を速やかに行うことができる。
まず、金属アルコキシド、水溶性高分子、ゾルゲル法触媒、水、有機溶媒および必要に応じてシランカップリング剤などを混合し、組成物を調製する。該組成物中では次第に重縮合反応が進行する。
次いで、蒸着膜上に、上記従来公知の方法により、該組成物を塗布、乾燥する。この乾燥により、アルコキシドおよび水溶性高分子(組成物が、シランカップリング剤を含む場合は、シランカップリング剤も)の重縮合反応がさらに進行し、複合ポリマーの層が形成される。
最後に、該組成物を20〜250℃、好ましくは50〜220℃の温度で、1秒〜10分間加熱することにより、ガスバリア性塗布膜を形成することができる。
本発明の包装材料用積層体14は、図2に示すように、上記積層基材10と、ヒートシール層15とを備える。
本発明においては、ヒートシール層はポリオレフィンにより構成され、積層基材のポリオレフィン樹脂層を構成するポリオレフィンと、ヒートシール層を構成するポリオレフィンとが、同一のポリオレフィンであることを特徴とする。このような構成とすることにより、包装材料用積層体のリサイクル性を向上することができる。
第2の蒸着膜の厚みは、ヒートシール層の厚みよりも小さいことを特徴とする。このような構成とすることにより、本発明の包装材料用積層体のリサイクル性を向上することができる。
第2の蒸着膜の厚みは、ヒートシール層の厚みよりも、5μm以上小さいことが好ましく、10μm以上小さいことがより好ましい。第2の蒸着膜の厚みが、ヒートシール層の厚みよりも、5μm以上小さいことにより、本発明の包装材料用積層体のリサイクル性をより向上することができる。
本発明の包装材料用積層体全体における同一ポリオレフィンの含有量を80質量%以上とすることにより、本発明の包装材料用積層体のリサイクル性を向上することができる。
なお、包装材料用積層体における同一ポリオレフィンの含有量とは、積層体を構成する各層における樹脂材料の含有量の和に対する、同一ポリオレフィンの含有量の割合を意味する。
包装材料用積層体において、積層基材は、ポリオレフィン樹脂層が最表面となるように設けられる。積層基材の構成の詳細については、上記したため、ここでは省略する。
ヒートシール層は、上記した積層基材のポリオレフィン樹脂層を構成するポリオレフィンと同一のポリオレフィンにより構成されていることを特徴とする。このような構成とすることにより、包装材料としての強度や耐熱性を維持しながらリサイクル可能な包装材料とすることができる。
但し、ヒートシール層は、未延伸のポリオレフィン樹脂フィルムにより形成するか、或いはポリオレフィンの溶融押出により形成する。
ヒートシール層の厚さを5μm以上とすることにより、ヒートシール層のヒートシール性およびリサイクル性を向上することができる。また、ヒートシール層の厚さを100μm以下とすることにより、本発明の包装材料用積層体の加工適性を向上することができる。
第2のヒートシール層におけるヒートシール改質剤の含有量を10質量%以上とすることにより、第2のヒートシール層のヒートシール性を向上することができる。また、第2のヒートシール層におけるヒートシール改質剤の含有量を50質量%以下とすることにより、本発明の包装材料用積層体のリサイクル性を向上することができる。
第1のヒートシール層の厚さを5μm以上とすることにより、本発明の包装材料用積層体のリサイクル性および第1のヒートシール層のヒートシール性を向上することができる。また、第1のヒートシール層の厚さを50μm以下とすることにより、本発明の包装材料用積層体の加工適性を向上することができる。
また、第2のヒートシール層の厚さは、5μm以上20μm以下であることが好ましく、7μm以上15μm以下であることがより好ましい。
第2のヒートシール層の厚さを5μm以上とすることにより、第2のヒートシール層のヒートシール性を向上することができる。また、第2のヒートシール層の厚さを20μm以下とすることにより、本発明の包装材料用積層体のリサイクル性と加工適性とを両立することができる。
本発明の包装材料用積層体は、積層基材と、ヒートシール層との間に、第2の蒸着膜を備えることができる。これにより、本発明の包装材料用積層体の酸素バリア性および水蒸気バリア性をより向上することができる。
第2の蒸着膜の厚さを1nm以上とすることにより、本発明の包装材料用積層体の酸素バリア性および水蒸気バリア性をより一層向上することができる。また、第2の蒸着膜の厚さを150nm以下とすることにより、第2の蒸着膜におけるクラックの発生を防止することができると共に、本発明の包装材料用積層体のリサイクル性を向上することができる。
本発明の包装材料用積層体には、第2の蒸着膜を設けた面と、第2の蒸着膜と接着する面(被着面)との密着性を向上させる目的で接着層を設けてもよい。即ち、ヒートシール層表面に蒸着膜を設けた場合は、蒸着膜と基材(バリアコート層)との間に接着層を設けることができる。
無溶剤型接着剤としては、例えば、ポリエーテル系接着剤、ポリエステル系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤およびウレタン系接着剤などが挙げられ、これらのなかでも2液硬化型のウレタン系接着剤を好ましく使用することができる。
溶剤型接着剤としては、例えば、ゴム系接着剤、ビニル系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤、フェノール系接着剤およびオレフィン系接着剤などが挙げられる。
接着層をこのような構成とすることにより、本発明の包装材料用積層体の酸素バリア性および水蒸気バリア性をより一層向上することができる。
また、蒸着膜を備えた積層体を包装材料に成形する際には、成形機などにより積層体に屈曲負荷がかかるため、アルミニウム蒸着膜に亀裂などが生じる恐れがある。上記した構成と接着層をすることにより、アルミニウム蒸着膜に亀裂が生じた場合であっても、酸素バリア性および水蒸気バリア性の低下を抑制することができる(以下、場合により耐屈曲負荷性という。)。
〔第1例〕オルト配向多価カルボン酸またはその無水物と、多価アルコールとを重縮合して得られるポリエステルポリオール
〔第2例〕グリセロール骨格を有するポリエステルポリオール
〔第3例〕イソシアヌル環を有するポリエステルポリオール
以下、各ポリエステルポリオールについて説明する。
特に、オルトフタル酸およびその無水物の、多価カルボン酸全成分に対する含有率が70〜100質量%であるポリエステルポリオールが好ましい。
具体的には、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸およびドデカンジカルボン酸など脂肪族多価カルボン酸、無水マレイン酸、マレイン酸およびフマル酸などの不飽和結合含有多価カルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族多価カルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−p,p’−ジカルボン酸、これらジカルボン酸の無水物およびこれらジカルボン酸のエステル形成性誘導体などの芳香族多価カルボン酸、p−ヒドロキシ安息香酸、p−(2−ヒドロキシエトキシ)安息香酸およびこれらのジヒドロキシカルボン酸のエステル形成性誘導体などの多塩基酸などが挙げられる。これらの中でも、コハク酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、イソフタル酸が好ましい。
なお、上記その他の多価カルボン酸を2種以上使用してもよい。
但し、R1、R2、R3のうち少なくとも一つは、一般式(2)で表される基を表す。
Xが置換基によって置換されている場合、1または複数の置換基で置換されていてもよく、該置換基は、X上の、遊離基とは異なる任意の炭素原子に結合している。該置換基としては、クロロ基、ブロモ基、メチル基、エチル基、i−プロピル基、ヒドロキシル基、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基、メチルチオ基、フェニルチオ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、フタルイミド基、カルボキシル基、カルバモイル基、N−エチルカルバモイル基、フェニル基およびナフチル基などが挙げられる。
これらの化合物は、芳香環の任意の炭素原子に置換基を有していても良い。該置換基としては、クロロ基、ブロモ基、メチル基、エチル基、i−プロピル基、ヒドロキシル基、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基、メチルチオ基、フェニルチオ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、フタルイミド基、カルボキシル基、カルバモイル基、N−エチルカルバモイル基、フェニル基およびナフチル基などが挙げられる。
Xは1,2−フェニレン基、1,2−ナフチレン基、2,3−ナフチレン基、2,3−アントラキノンジイル基、および2,3−アントラセンジイル基から成る群から選ばれ、置換基を有していてもよいアリーレン基を表す。
Xの置換基は、中でもヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、フタルイミド基、カルバモイル基、N−エチルカルバモイル基およびフェニル基が好ましくヒドロキシル基、フェノキシ基、シアノ基、ニトロ基、フタルイミド基およびフェニル基が最も好ましい。
中でも、イソシアヌル環を有するトリオール化合物として1,3,5−トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌル酸、または1,3,5−トリス(2−ヒドロキシプロピル)イソシアヌル酸を使用し、カルボン酸がオルト位に置換された芳香族多価カルボン酸またはその無水物としてオルトフタル酸無水物を使用し、多価アルコールとしてエチレングリコールを使用したイソシアヌル環を有するポリエステルポリオール化合物が、酸素バリア性や接着性に特に優れ好ましい。
また、イソシアネート化合物は、芳香族であっても、脂肪族であってもよく、低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよい。
さらに、イソシアネート化合物は、公知のイソシアネートブロック化剤を用いて公知慣用の適宜の方法より付加反応させて得られたブロック化イソシアネート化合物であってもよい。
中でも、接着性や耐レトルト性の観点から、イソシアネート基を3個以上有するポリイソシアネート化合物が好ましく、酸素バリア性および水蒸気バリア性の観点からは、芳香族であることが好ましい。
低分子活性水素化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、メタキシリレンアルコール、1,3−ビスヒドロキシエチルベンゼン、1,4−ビスヒドロキシエチルベンゼン、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、エリスリトール、ソルビトール、エチレンジアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンおよびメタキシリレンジアミンなどが挙げられ、分子活性水素化合物としては、各種ポリエステル樹脂、ポリエーテルポリオールおよびポリアミドの高分子活性水素化合物などが挙げられる。
リン酸変性化合物の含有量を0.005質量%以上とすることにより、本発明の包装材料用積層体の酸素バリア性および水蒸気バリア性を向上することができる。また、リン酸変性化合物の含有量を10質量%以下とすることにより、接着層の接着性を向上することができる。
板状無機化合物としては、例えば、カオリナイト−蛇紋族粘土鉱物(ハロイサイト、カオリナイト、エンデライト、ディッカイト、ナクライト、アンチゴライト、クリソタイルなど)およびパイロフィライト−タルク族(パイロフィライト、タルク、ケロライなど)などが挙げられる。
具体的には、例えば、シクロデキストリン、アルキル化シクロデキストリン、アセチル化シクロデキストリンおよびヒドロキシアルキル化シクロデキストリンなどのシクロデキストリンのグルコース単位の水酸基の水素原子を他の官能基で置換したものなどを用いることができる。また、分岐環状デキストリンも用いることができる。
また、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体におけるシクロデキストリン骨格は、6個のグルコース単位からなるα−シクロデキストリン、7個のグルコース単位からなるβ−シクロデキストリン、8個のグルコース単位からなるγ−シクロデキストリンのいずれであってもよい。
これらの化合物は単独で用いても2種以上を併用してもよい。また、これらシクロデキストリンおよび/またはその誘導体を以降、デキストリン化合物と総称する場合がある。
接着層の厚さを0.5μm以上とすることにより、接着層の接着性を向上することができる。また、接着層をポリエステルポリオールとイソシアネート化合物とリン酸変性化合物を含む樹脂組成物の硬化物からなる構成とした場合には、包装材料用積層体の耐屈曲負荷性を向上することができる。
接着層の厚さを6μm以下とすることにより、包装材料用積層体の加工適性を向上することができる。
本発明の包装材料は、上記包装材料用積層体から構成されていることを特徴とする。
包装材料の形状は、特に限定されるものではなく、図6に示すように、袋状の形状としてもよい。
一実施形態において、袋状の包装材料は、ヒートシール層が内側となるように、本発明の積層体を二つ折にして重ね合わせて、その端部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、他の実施形態において、袋状の包装材料は、2枚の積層体を、ヒートシール層が向かい合うように重ね合わせ、その端部をヒートシールすることによっても製造することができる。
なお、図中、斜線部分はヒートシール部分を表す。
スタンドパウチ状の包装材料は、上記包装材料用積層体のヒートシール層が内側となるように、筒状にヒートシールすることにより、胴部を形成し、次いで、さらにもう1枚の包装材料用積層体を、ヒートシール層が内側となるように、V字状に折り、胴部の一端から挟み込み、ヒートシールすることにより底部を形成し、製造することができる。
内容物充填後、開口をヒートシールすることにより、包装体とすることができる。
ポリエチレン樹脂層として、厚さ18μmの2軸延伸ポリプロピレンフィルム(東洋紡(株)製、商品名:P2108)を準備し、この一方の面に、PVD法により、厚さ30nmの酸化アルミニウム蒸着膜を形成させた。
アルミニウム蒸着膜の厚さを20nmに変更すると共に、蒸着膜のOD値を2.0に変更した以外は、実施例1と同様にして包装材料用積層体を作製した。このようにして得られた包装材料用積層体における同一ポリオレフィン(PP)の割合は、93質量%であった。
2液硬化型ポリウレタン接着剤を、ポリエステルポリオール、イソシアネート化合物およびリン酸変性化合物を含む2液硬化型接着剤(DIC(株)製、商品名:PASLIM VM001/VM102CP)に変更した以外は、実施例1と同様にして本発明の包装材料用積層体を作製した。このようにして得られた包装材料用積層体における同一ポリオレフィン(PP)の割合は、93質量%であった。
積層基材を、厚さ18μmの未延伸ポリプロピレンフィルム(東洋紡(株)製、商品名:P1108)に変更した以外は、実施例1と同様にして包装材料用積層体を得た。このようにして得られた積層体における同一ポリオレフィン(PP)の割合は、93質量%であった。
積層基材において、蒸着膜を設けなかった以外は、実施例1と同様にして包装材料用積層体を得た。このようにして得られた積層体における同一ポリオレフィン(PP)の割合は、93質量%であった。
ポリオレフィン樹脂層を、厚さ12μmの2軸延伸ポリエステルフィルム(東洋紡(株)製、商品名:E5100)とした以外は、実施例1と同様にして包装材料用積層体を得た。このようにして得られた積層体における同一ポリオレフィン(PP)の割合は、69質量%であった。
上記実施例および比較例において得られた包装材料用積層体のリサイクル性を下記評価基準に基づいて、評価した。評価結果を表1にまとめた。
(評価基準)
○:包装材料用積層体における同一ポリオレフィンの含有量が80質量%以上であった。
×:包装材料用積層体における同一ポリオレフィンの含有量が80質量%未満であった。
上記実施例および比較例において作製した包装材料用積層体を、引っ張り試験機(オリエンテック社製、商品名:RTC−1310A)により、直径0.5mmの針を突き刺した際の強度を測定した。なお、突き刺し速度は、50mm/分とした。測定結果を表1にまとめた
上記実施例および比較例において得られた包装材料用積層体から、縦80mm×横80mmの試験片をそれぞれ2枚ずつ作製した。
2枚の試験片を、ヒートシール層が向かい合うように重ね合わせ、3辺を150℃でヒートシールし、小袋状の包装材料を作製した。
作製した包装材料を目視により観察し、包装材料用積層体の耐熱性を以下の評価基準に基づいて、評価した。評価結果を表1にまとめた。
(評価基準)
○:包装材料の表面にシワなどが発生しておらず、また、ヒートシールバーへの付着が見られなかった。
×:包装材料の表面にシワなどが発生しており、また、ヒートシールバーへの付着が見られ、製袋できなかった。
上記実施例および比較例において得られた包装材料用積層体をA4サイズにカットし、米国MOCON社製OXTRAN2/20を使用し、23℃、相対湿度90%の環境下での酸素透過度(cc/m2/day/atm)を測定した。測定結果を表1にまとめた。
上記実施例および比較例において得られた包装材料用積層体をA4サイズにカットし、米国MOCON社製PERMATRAN3/31を使用し、40℃、相対湿度90%の環境下での水蒸気透過度(g/m2/day/atm)を測定した。測定結果を表1にまとめた。
上記で得られた包装材料用積層体について、ゲルボフレックステター(テスター産業(株)性、商品名:BE1006BE)を用い、ASTM F 392に準拠して屈曲負荷(ストローク:155mm、屈曲動作:440°)を5回与えた。
屈曲負荷後、包装材料用積層体の酸素透過度および水蒸気透過度を測定した。測定結果を表1にまとめた。
上記実施例および比較例において得られた包装材料用積層体を10cm×10cmにカットしサンプル片を作成した。このサンプル片を、ヒートシール層が内側になるように二つ折りにし、温度を150℃、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。測定結果を表1にまとめた。
なお、比較例1において得られた包装材料用積層体は、ヒートシールバーに付着してしまい、剥離強度を測定することができなかったため、「−」とした。
Claims (7)
- ポリオレフィン樹脂層と、蒸着膜と、バリアコート層と、を備え、
前記ポリオレフィン樹脂層が、延伸樹脂フィルムであることを特徴とする、積層基材。 - 請求項1に記載の積層基材と、ヒートシール層とを備え、
前記ヒートシール層が、ポリオレフィンにより構成され、
前記積層基材のポリオレフィン樹脂層を構成するポリオレフィンと、前記ヒートシール層を構成するポリオレフィンとが、同一のポリオレフィンであることを特徴とする、包装材料用積層体。 - 前記積層基材と、前記ヒートシール層との間に、第2の蒸着膜を備える、請求項2に記載の包装材料用積層体。
- 前記積層基材と、前記第2の蒸着膜との間に、接着層を備える、請求項3に記載の包装材料用積層体。
- 前記第2の蒸着膜が、アルミニウム蒸着膜であり、
前記接着層が、ポリエステルポリオールとイソシアネート化合物とリン酸変性化合物とを含む樹脂組成物の硬化物を含む、請求項4に記載の包装材料用積層体。 - 前記包装材料用積層体全体における前記ポリオレフィンの含有量が、80質量%以上である、請求項2〜5のいずれか一項に記載の包装材料用積層体。
- 請求項2〜6のいずれか一項に記載の包装材料用積層体から構成される、包装材料。
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