JP2020055172A - ポリエチレン積層体およびこれを用いた包装材料 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明の別の目的は、当該ポリエチレン積層体を使用した包装材料を提供することである。
基材層とヒートシール層とを備えたポリエチレン積層体であって、
前記基材層は、密度0.930g/cm3以上のポリエチレンを含むフィルムからなり、
前記ヒートシール層は、密度0.930g/cm3未満のポリエチレンを含むフィルムからなり、
前記基材層および前記ヒートシール層は、密度0.930g/cm3以上のポリエチレンを含むフィルムと、密度0.930g/cm3未満のポリエチレンを含むフィルムとをラミネートしたものであり、
前記基材層は電子線照射処理されたものであることを特徴とするものである。
前記中間層は、密度0.942g/cm3以上のポリエチレンを含むフィルムからなり、
前記基材層、前記中間層および前記ヒートシール層は、密度0.930g/cm3以上のポリエチレンを含むフィルムと、密度0.942g/cm3以上のポリエチレンを含むフィルムと、密度0.930g/cm3未満のポリエチレンを含むフィルムとをラミネートしたものであってもよい。
本発明によるポリエチレン積層体について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態によるポリエチレン積層体10の断面概略図である。第一の実施形態によるポリエチレン積層体10は、基材層1とヒートシール層2とを備えている。なお、後述するように、本発明のポリエチレン積層体は、包装材料として好適に使用することができるものであり、ポリエチレン積層体を用いて包装材料とする場合は、基材層1側が包装材料の外面に、ヒートシール層2が包装材料の内面に位置するように使用される。また、本発明の他の実施形態によるポリエチレン積層体10は、基材層1とヒートシール層2との間に中間層3を備えていてもよい。後述するように、中間層3を備えることにより、ポリエチレン積層体にコシや強度をより一層付与することができる。また、本発明のポリエチレン積層体は、上記した層以外にも、包装材料の各種用途に適合するように、適宜、印刷層やバリア層(図示せず)を備えていてもよい。以下、本発明のポリエチレン積層体を構成する各層について説明する。
本発明において、基材層は密度0.930g/cm3以上のポリエチレンを含むフィルムからなる。本出願人は、上記のとおり特許文献2において、密度0.91g/cm3以下のポリエチレンからなる単層フィルムの一方の面に電子線照射を行うことで電子線照射面の耐熱性を向上させて、電子線照射を行わない他方の面のヒートシール性は維持することにより、単一のポリエチレンフィルムであっても包装材料として使用できることを提案した。これは、密度0.91g/cm3以下のポリエチレンに電子線照射を行うことにより、電子線が照射された表面のポリエチレンが部分的に架橋し、耐熱性が向上するものと考えられる。しかしながら、密度0.91g/cm3以下のポリエチレンはベタつき等の加工適性が劣り、電子線照射によっても加工適性は改善されない。また、電子線照射を行った面と電子線照射を行わない面とでポリエチレンの架橋密度が異なるためフィルムの表面と裏面との熱収縮率差によりフィルムにシワが発生することがあった。本発明においては、上記したように、電子線照射を行う面に配置される基材層として、密度0.930g/cm3以上のポリエチレンを使用し、ヒートシール層を密度0.930g/cm3未満のポリエチレンで構成することにより、基材層の耐熱性(即ち、ベタつきやシワの発生)を改善し、ヒートシール性を維持しながら、リサイクル性にも優れたポリエチレン積層体を実現したものである。
本発明のポリエチレン積層体は、ヒートシール層を備えている。本発明のポリエチレン積層体を用いて包装材料とする場合は、ヒートシール層は包装材料の内面に位置するように使用される。
本発明のポリエチレン積層体は、上記した基材層と、ヒートシール層との間に中間層が設けられていてもよい。中間層を設けることにより、ポリエチレン積層体により一層、コシを持たせ形態安定性を向上させることができる。また、中間層が設けられることにより、製袋のヒートシール加工の際に、ポリエチレン積層体が溶解し、薄肉化してしまうことを防止することができる。
本発明によるポリエチレン積層体は、リサイクル性を損ねない範囲において上記した層以外の層が設けられていてもよい。例えば、基材層の表面に、印刷層やバリア層が設けられていてもよいし、基材層と中間層との間や中間層とヒートシール層との間にバリア層が設けられていてもよい。なお、本発明によるポリエチレン積層体は、基材層表面が電子線照射処理されているため、基材層に表面処理を特に施していなくても印刷層やバリア層と基材層と間の密着性が優れているが、基材層表面にコロナ処理、オゾン処理、酸素ガス若しくは窒素ガス等を用いた低温プラズマ処理、グロー放電処理、化学薬品等を用いて処理する酸化処理等の表面処理を施してもよい。また、同様に、基材層と中間層との間にバリア層等を設ける場合にも、基材層や中間層の一方の面に上記表面処理を施してもよい。
上記したポリエチレン積層体は包装材料として好適に使用することができる。本発明の一実施形態において、本発明のポリエチレン積層体を使用した包装材料20は、図3に示すように、袋状の形状を有する。
中密度ポリエチレン(密度:0.937g/cm3、MFR:1.8g/10分、株式会社プライムポリマー社製、商品名:SP4020)をインフレーション成形にて製膜し、厚さ30μmの基材層用フィルムを得た。
(電子線照射条件)
電圧:100kV
照射線量:280kGy
装置内酸素濃度:100ppm以下
ライン速度:25m/min
直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.916g/cm3、MFR:2.3g/10分、株式会社プライムポリマー社製、商品名:SP2020)とをインフレーション成形にて、3:1で共押出し、共押しフィルムを得た。得られた共押しフィルムの厚さは、40μmであった。なお、得られた共押出しフィルムにおいて、密度0.958g/cm3の高密度ポリエチレンの層側を中間層といい、密度0.916g/cm3の直鎖状低密度ポリエチレンの層側をヒートシール層ということにする。
電子線照射条件を以下の条件にしたこと以外は実施例1と同様にしてポリエチレン積層体を得た。
(電子線照射条件)
電圧:110kV
照射線量:280kGy
装置内酸素濃度:100ppm以下
ライン速度:25m/min
厚さ30μmとなるように基材層用フィルムを作製し、中間層およびヒートシール層の厚さ80μmとなるように共押しフィルムを製膜した以外は実施例1と同様にして、ポリエチレン積層体を得た。
厚さ30μmとなるように基材層用フィルムを作製し、中間層およびヒートシール層の厚さ80μmとなるように共押しフィルムを製膜した以外は実施例2と同様にして、ポリエチレン積層体を得た。
基材用フィルムに電子線を照射しなかったこと以外は、実施例1と同様にしてポリエチレン積層体を得た。
基材用フィルムに電子線を照射しなかったこと以外は、実施例3と同様にしてポリエチレン積層体を得た。
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積層体を、5cm×5cmにカットしてサンプル片を3つずつ作製した。各サンプルを140℃に熱したグリセリン溶液中で5秒間加熱した。加熱後のサンプル片のサイズを、インフレーション成形時の機械流れ方向(MD方向)と、それと直交する幅方向(TD方向)とで測定した。カット時からの収縮率の平均値は下記の表1に示される通りであった。
上記実施例および比較例において得られた製造直後のポリエチレン積層体を、10cm×10cmにカットしてサンプル片を3つずつ作製した。各サンプル片を、電子線を照射しなかった側の面、すなわち、ポリエチレン積層体のヒートシール層側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。
上記実施例および比較例において得られた製造直後のポリエチレン積層体の基材層表面に、溶剤型グラビアインキ(DICグラフィックス株式会社製、商品名:フィナート)を用いて、グラビア印刷法によって画像を形成した。形成した画像を目視により観察し、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積層体の印刷適性を以下の評価基準に基づいて評価した。
○:印刷時の寸法安定性が良好であり、擦れ、滲み等が生じていない良好な画像を形成することができていた。
×:印刷時にフィルムの伸び縮みが発生し、形成した画像に擦れや滲みが生じていた。
評価結果は表1に示すとおりであった。
液体小袋充填機によって、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積層体から、縦100mm×横80mmの液体小袋を作製した。
製袋方法としては、まず、2枚のポリエチレン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、140℃のヒートシールバーで3辺をヒートシールした。次いで、ヒートシールされたポリエチレン積層体を縦100mm×横80mmのサイズに切断して、液体小袋を作製した。
液体小袋の製袋適性を以下の評価基準に基づいて評価した。
○:ヒートシールバーにフィルムが融着することなく、液体小袋充填機で液体小袋を作製できた。
×:ヒートシールバーにフィルムが融着し、液体小袋充填機で液体小袋を綺麗に作製できなかった。
評価結果は表1に示すとおりであった。
製袋機によって、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積層体から、縦110mm×横150mmのスタンドパウチを作製した。
製袋方法としては、まず、実施例および比較例において得られたポリエチレン積層体から、縦110mm×横60mmの試験片を1枚作製し、ヒートシール層が外側となるようにV字状に折り曲げたもの(縦110mm×横30mm)を作製した。次いで2枚のポリエチレン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るとともに、一方の端部に上記で得られたV字に折り曲げた試験片を挟持し140℃のヒートシールバーでヒートシールすることで底部を形成した。続いて、底部に隣接する2辺を同様にしてヒートシールして筒状の胴部を形成し、縦110mm×横150mmのサイズに切断することでスタンドパウチを作製した。
スタンドパウチの製袋適性を以下の評価基準に基づいて評価した。
○:ヒートシールバーにフィルムが融着することなく、製袋機でスタンドパウチを作製できた。
×:ヒートシールバーにフィルムが融着し、製袋機でスタンドパウチを綺麗に作製できなかった。
評価結果は表1に示すとおりであった。
Claims (6)
- 基材層とヒートシール層とを備えたポリエチレン積層体であって、
前記基材層は、密度0.930g/cm3以上のポリエチレンを含むフィルムからなり、
前記ヒートシール層は、密度0.930g/cm3未満のポリエチレンを含むフィルムからなり、
前記基材層および前記ヒートシール層は、密度0.930g/cm3以上のポリエチレンを含むフィルムと、密度0.930g/cm3未満のポリエチレンを含むフィルムとをラミネートしたものであり、
前記基材層は電子線照射処理されたものであることを特徴とする、ポリエチレン積層体。 - 前記基材層と前記ヒートシール層との間に中間層を備える、請求項1に記載のポリエチレン積層体。
- 前記中間層は、密度0.942g/cm3以上のポリエチレンを含むフィルムからなり、
前記基材層、前記中間層および前記ヒートシール層は、密度0.930g/cm3以上のポリエチレンを含むフィルムと、密度0.942g/cm3以上のポリエチレンを含むフィルムと、密度0.930g/cm3未満のポリエチレンを含むフィルムとをラミネートしたものである、請求項2に記載のポリエチレン積層体。 - 前記基材層の表面に印刷層をさらに備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリエチレン積層体。
- 前記基材層の表面にバリア層をさらに備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリエチレン積層体。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリエチレン積層体からなる包装材料。
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