JP2022079510A - 包装材料用ポリエチレン積層体及び該積層体からなる包装材料 - Google Patents
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Abstract
【課題】環境への負荷を顕著に低減することができると共に、高い印刷適性及び強度を有する、包装材料用ポリエチレン積層体の提供。【解決手段】本発明の包装材料用ポリエチレン積層体は、延伸ポリエチレンフィルムと、接着層と、ヒートシール性ポリエチレン層とを少なくとも備え、接着層が、無溶剤型接着剤を含むことを特徴とする。【選択図】図１
Description
本発明は、包装材料用ポリエチレン積層体及び該積層体からなる包装材料に関する。
ポリエチレンフィルムは、適度な柔軟性を有し、透明性、防湿性、耐薬品性等に優れるとともに、安価であることから、各種の包装材料に使用されている。ポリエチレンの融点は、種類によっても多少異なるが、概ね１００～１４０℃程度であるため、包装材料分野ではヒートシール性フィルムとして使用されるのが一般的である。
一方、他の熱可塑性樹脂フィルムと比較して、ポリエチレンフィルムは、剛性が劣るため、印刷適性が低く、その表面に鮮明な画像を形成することが困難であった。また、ポリエチレンフィルムは、包装材料の外装として要求される耐久性を満たすことができる程度の強度を有していなかった。
そのため、ポリエステルフィルムやナイロンフィルム等の剛性及び強度に優れる樹脂フィルムと、ポリエチレンフィルムとをラミネートすることで積層体とし、この積層体のポリエチレンフィルム側が内側となるように、積層体端部をヒートシールすることにより包装材料を作製することが行われている（例えば、特開２００５－１０４５２５号公報）。
そのため、ポリエステルフィルムやナイロンフィルム等の剛性及び強度に優れる樹脂フィルムと、ポリエチレンフィルムとをラミネートすることで積層体とし、この積層体のポリエチレンフィルム側が内側となるように、積層体端部をヒートシールすることにより包装材料を作製することが行われている（例えば、特開２００５－１０４５２５号公報）。
ところで、近年、循環型社会の構築を求める声の高まりとともに、包装材料をリサイクルして使用することが試みられている。しかしながら、上記のような異種の樹脂フィルムを貼り合わせた場合、樹脂フィルム同士を分離することが難しく、リサイクルに適しておらず、より環境負荷の少ない包装材料を使用したいという要求もあった。
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、環境への負荷を顕著に低減することができると共に、高い印刷適性及び強度を有する、包装材料用ポリエチレン積層体を提供することをその解決しようとする課題とするものである。
本発明の包装材料用ポリエチレン積層体は、延伸ポリエチレンフィルムと、接着層と、ヒートシール性ポリエチレン層とを少なくとも備え、接着層が、無溶剤型接着剤を含むことを特徴とする。
一実施形態において、延伸ポリエチレンフィルムは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及び中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）のうち少なくとも１つを含む。
一実施形態において、延伸ポリエチレンフィルムの長手方向（ＭＤ）の延伸倍率は、２倍以上、１０倍以下である。
一実施形態において、延伸ポリエチレンフィルムは、二軸延伸フィルムである。
一実施形態において、延伸ポリエチレンフィルムの厚さは、９μｍ以上、５０μｍ以下である。
一実施形態において、延伸ポリエチレンフィルムは、高密度ポリエチレン層／中密度ポリエチレン層／高密度ポリエチレン層からなる構成を有する。
一実施形態において、高密度ポリエチレン層と、前記中密度ポリエチレン層との厚さの比は、１／１０以上、１／１以下である。
一実施形態において、延伸ポリエチレンフィルムの少なくとも一方の面に画像が形成されている。
一実施形態において、延伸ポリエチレンフィルムは、インフレーション成形法により作製されたものである。
一実施形態において、ヒートシール性ポリエチレン層は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）のうち少なくとも１つを含む。
本発明の包装材料は、上記積層体から構成されることを特徴とする。
本発明によれば、環境への負荷を顕著に低減することができると共に、高い印刷適性及び強度を有する包装材料用ポリエチレン積層体を提供することができる。
＜包装材料用ポリエチレン積層体＞
本発明による包装材料用ポリエチレン積層体を図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、包装材料用ポリエチレン積層体１０は、延伸ポリエチレンフィルム２０と、接着層３０と、ヒートシール性ポリエチレン層４０とを少なくとも備える。
また、一実施形態において、延伸ポリエチレンフィルム２０と、ヒートシール性ポリエチレン層４０との間に、蒸着膜を備えるポリエチレン層５０を備える。
以下、包装材料用ポリエチレン積層体が備える各層について説明する。
本発明による包装材料用ポリエチレン積層体を図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、包装材料用ポリエチレン積層体１０は、延伸ポリエチレンフィルム２０と、接着層３０と、ヒートシール性ポリエチレン層４０とを少なくとも備える。
また、一実施形態において、延伸ポリエチレンフィルム２０と、ヒートシール性ポリエチレン層４０との間に、蒸着膜を備えるポリエチレン層５０を備える。
以下、包装材料用ポリエチレン積層体が備える各層について説明する。
＜延伸ポリエチレンフィルム＞
延伸ポリエチレンフィルムは、一軸延伸されたものであっても、二軸延伸されたものであってもよいが、強度という観点からは、二軸延伸されたものが好ましい。
延伸ポリエチレンフィルムは、一軸延伸されたものであっても、二軸延伸されたものであってもよいが、強度という観点からは、二軸延伸されたものが好ましい。
延伸ポリエチレンフィルム長手方向（ＭＤ）の延伸倍率は、２倍以上、１０倍以下であることが好ましく、３倍以上、７倍以下であることが好ましい。これにより、ポリエチレン積層体の印刷適性及び強度をより向上することができる。また、これにより、延伸ポリエチレンフィルムの透明性を向上することができる。
また、横手方向（ＴＤ）の延伸倍率は、２倍以上、１０倍以下であることが好ましく、３倍以上、７倍以下であることが好ましい。これにより、ポリエチレン積層体の印刷適性及び強度をより向上することができる。また、これにより、延伸ポリエチレンフィルムの透明性を向上することができる。
また、横手方向（ＴＤ）の延伸倍率は、２倍以上、１０倍以下であることが好ましく、３倍以上、７倍以下であることが好ましい。これにより、ポリエチレン積層体の印刷適性及び強度をより向上することができる。また、これにより、延伸ポリエチレンフィルムの透明性を向上することができる。
延伸ポリエチレンフィルムに含まれるポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が挙げられる。また、延伸ポリエチレンフィルムは、これらを２種以上含むことができる。
これらの中でも、ポリエチレン積層体の印刷適性、強度、耐熱性及び延伸適正という観点から、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及び中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）が好ましく、延伸適正という観点から、中密度ポリエチレンがより好ましい。
なお、本発明において、高密度ポリエチレンは密度が０．９４５ｇ／ｃｍ３以上のものを、中密度ポリエチレンは密度が０．９２５～０．９４４ｇ／ｃｍ３のものを、低密度ポリエチレンは密度が０．９２５ｇ／ｃｍ３未満のものをいう。
これらの中でも、ポリエチレン積層体の印刷適性、強度、耐熱性及び延伸適正という観点から、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及び中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）が好ましく、延伸適正という観点から、中密度ポリエチレンがより好ましい。
なお、本発明において、高密度ポリエチレンは密度が０．９４５ｇ／ｃｍ３以上のものを、中密度ポリエチレンは密度が０．９２５～０．９４４ｇ／ｃｍ３のものを、低密度ポリエチレンは密度が０．９２５ｇ／ｃｍ３未満のものをいう。
上記したような密度や分岐の違うポリエチレンは、重合方法を適宜選択することによって得ることができる。例えば、重合触媒として、チーグラー・ナッタ触媒等のマルチサイト触媒や、メタロセン系触媒等のシングルサイト触媒を用いて、気相重合、スラリー重合、溶液重合、及び高圧イオン重合のいずれかの方法により、１段又は２段以上の多段で行うことが好ましい。
上記のシングルサイト触媒とは、均一な活性種を形成しうる触媒であり、通常、メタロセン系遷移金属化合物や非メタロセン系遷移金属化合物と活性化用助触媒とを接触させることにより、調整される。シングルサイト触媒は、マルチサイト触媒に比べて、活性点構造が均一であるため、高分子量かつ均一度の高い構造の重合体を重合することができるため好ましい。シングルサイト触媒としては、特に、メタロセン系触媒を用いることが好ましい。メタロセン系触媒は、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期律表第ＩＶ族の遷移金属化合物と、助触媒と、必要により有機金属化合物と、担体の各触媒成分とを含む触媒である。
上記のシクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期律表第ＩＶ族の遷移金属化合物において、そのシクロペンタジエニル骨格とは、シクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基等である。置換シクロペンタジエニル基としては、炭素数１～３０の炭化水素基、シリル基、シリル置換アルキル基、シリル置換アリール基、シアノ基、シアノアルキル基、シアノアリール基、ハロゲン基、ハロアルキル基、ハロシリル基等から選ばれた少なくとも一種の置換基を有するものである。その置換シクロペンタジエニル基の置換基は２個以上有していてもよく、また置換基同士が互いに結合して環を形成し、インデニル環、フルオレニル環、アズレニル環、その水添体等を形成してもよい。置換基同士が互いに結合し形成された環がさらに互いに置換基を有していてもよい。
シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期律表第ＩＶ族の遷移金属化合物において、その遷移金属としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム等が挙げられ、特にジルコニウム、ハフニウムが好ましい。該遷移金属化合物は、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子としては通常２個を有し、各々のシクロペンタジエニル骨格を有する配位子は架橋基により互いに結合しているものが好ましい。なお、架橋基としては炭素数１～４のアルキレン基、シリレン基、ジアルキルシリレン基、ジアリールシリレン基等の置換シリレン基、ジアルキルゲルミレン基、ジアリールゲルミレン基等の置換ゲルミレン基等が挙げられる。好ましくは、置換シリレン基である。上記のシクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期律表第ＩＶ族の遷移金属化合物は、一種又は二種以上の混合物を触媒成分とすることができる。
助触媒としては、上記の周期律表第ＩＶ族の遷移金属化合物を重合触媒として有効になしうる、又は触媒的に活性化された状態のイオン性電荷を均衝させうるものをいう。助触媒としては、有機アルミニウムオキシ化合物のベンゼン可溶のアルミノキサンやベンゼン不溶の有機アルミニウムオキシ化合物、イオン交換性層状珪酸塩、ホウ素化合物、活性水素基含有あるいは非含有のカチオンと非配位性アニオンからなるイオン性化合物、酸化ランタン等のランタノイド塩、酸化スズ、フルオロ基を含有するフェノキシ化合物等が挙げられる。
シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期律表第ＩＶ族の遷移金属化合物は、無機又は有機化合物の担体に担持して使用されてもよい。該担体としては無機又は有機化合物の多孔質酸化物が好ましく、具体的には、モンモリロナイト等のイオン交換性層状珪酸塩、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＢａＯ、ＴｈＯ２等又はこれらの混合物が挙げられる。また更に必要により使用される有機金属化合物としては、有機アルミニウム化合物、有機マグネシウム化合物、有機亜鉛化合物等が例示される。このうち有機アルミニウムが好適に使用される。
また、本発明の特性を損なわない範囲において、エチレンと他のモノマーとの共重合体を使用することもできる。エチレン共重合体としては、エチレンと炭素数３～２０のα－オレフィンとからなる共重合体が挙げられ、炭素数３～２０のα－オレフィンとしては、プロピレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、１－オクテン、１－デセン、１－ドデセン、１－テトラデセン、１－ヘキサデセン、１－オクタデセン、１－エイコセン、３ーメチルー１－ブテン、４－メチル－１－ペンテン、６－メチル－１－ヘプテン等が挙げられる。また、本発明の目的を損なわない範囲であれば、酢酸ビニル、アクリル酸エステル等との共重合体であってもよい。
また、本発明においては、上記高密度ポリエチレン等を得るための原料として、化石燃料から得られるエチレンに代えて、バイオマス由来のエチレンを用いてもよい。このようなバイオマス由来のポリエチレンはカーボニュートラルな材料であるため、より一層、環境負荷の少ない包装材料とすることができる。このようなバイオマス由来のポリエチレンは、例えば、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エチレン（例えば。ブラスケム社から市販されているグリーンＰＥ等）を使用してもよい。
延伸ポリエチレンフィルムにおけるポリエチレンの含有量は、５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましい。
延伸ポリエチレンフィルムは、本発明の特性を損なわない範囲において、添加剤を含むことができ、例えば、架橋剤、酸化防止剤、アンチブロッキング剤、滑（スリップ）剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤、顔料、改質用樹脂等が挙げられる。
一実施形態において、延伸ポリエチレンフィルムは、多層構造を有する。好ましくは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含む層及び中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）を含む層を備える。
例えば、高密度ポリエチレン層／中密度ポリエチレン層／高密度ポリエチレン層からなる構成を有する。このような構成とすることにより、ポリエチレン積層体の印刷適性及び強度をより向上することができる。このとき、高密度ポリエチレン層と、中密度ポリエチレン層との厚さの比は、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。
例えば、高密度ポリエチレン層／中密度ポリエチレン層／高密度ポリエチレン層からなる構成を有する。このような構成とすることにより、ポリエチレン積層体の印刷適性及び強度をより向上することができる。このとき、高密度ポリエチレン層と、中密度ポリエチレン層との厚さの比は、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。
延伸ポリエチレンフィルムの厚さは、９μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましく、１２μｍ以上、３０μｍ以下であることがより好ましい。延伸ポリエチレンフィルムの厚さを上記数値範囲内とすることにより、ポリエチレン積層体の印刷適性、強度及び耐熱性をより向上することができる。
一実施形態において、延伸ポリエチレンフィルムは、その一方の面にアルミニウム等の金属や酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグシウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ホウ素、酸化ハフニウム、酸化バリウム等の無機酸化物を含む蒸着膜を備える。これにより、本発明によるポリエチレン積層体のガスバリア性を向上することができる。
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。
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。
また、蒸着膜の膜厚は、０．００２μｍ以上、０．４μｍ以下であることが好ましく、０．００５μｍ以上、０．１μｍ以下であることがより好ましい。蒸着膜の厚みを上記数値範囲内とすることにより、ガスバリア性を維持しつつ、蒸着膜におけるクラック等の発生を防止することができる。
また、例えば、物理気相成長法と化学気相成長法の両者を併用して異種の無機酸化物の蒸着膜の２層以上からなる複合膜を形成して使用することもできる。蒸着チャンバーの真空度としては、酸素導入前においては、１０－２～１０－８ｍｂａｒ程度、特に、１０－３～１０－７ｍｂａｒ程度が好ましく、酸素導入後においては、１０－１～１０－６ｍｂａｒ程度、特に１０－２～１０－５ｍｂａｒ程度が好ましい。なお、酸素導入量等は、蒸着機の大きさ等によって異なる。導入する酸素には、キャリヤーガスとしてアルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス等の不活性ガスを支障のない範囲で使用してもよい。フィルムの搬送速度としては、１０～８００ｍ／分程度、特に５０～６００ｍ／分程度が好ましい。
延伸ポリエチレンフィルムは、その表面に、文字、柄、記号等の画像が形成されていてもよい。画像の経時的な劣化を防止することができるため、延伸ポリエチレンフィルムのヒートシール性ポリエチレン層を積層する側に画像を形成することが好ましい。
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、フレキソ印刷法等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。
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、フレキソ印刷法等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。
延伸ポリエチレンフィルムは、ポリエチレンを含む樹脂材料を溶融し、これをインフレーション成形法又はＴ－ダイ成形法等の溶融押出成形法によって製膜した後、延伸することによって得ることができる。延伸処理をより容易に行うことができるため、インフレーション成形法により作製することが好ましい。多層構造を有する延伸ポリエチレンフィルムは、複数の樹脂材料を溶融共押出することにより作製することができる。
樹脂材料のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、０．５ｇ／１０分以上、２０ｇ／１０分以下であることが好ましく、０．８ｇ／１０分以上、５ｇ／１０分以下であることがより好ましい。樹脂材料のＭＦＲを上記数値範囲内とすることにより、延伸処理をより容易に行うことができる。
＜接着層＞
本発明の包装材料用ポリエチレン積層体は、延伸ポリエチレンフィルムと、ヒートシール性ポリエチレン層との間に、無溶剤型接着剤を含む接着層を備える。
また、本発明の包装材料用ポリエチレン積層体が、蒸着膜を備えるポリエチレン層を備える場合、延伸ポリエチレンフィルムと、蒸着膜を備えるポリエチレン層との間、及び蒸着膜を備えるポリエチレン層と、ヒートシール性ポリエチレン層との間に該接着層を備える。
本発明の包装材料用ポリエチレン積層体が備える接着層が、無溶剤型接着剤を含むことにより、環境への負荷を低減することができる。
本発明の包装材料用ポリエチレン積層体は、延伸ポリエチレンフィルムと、ヒートシール性ポリエチレン層との間に、無溶剤型接着剤を含む接着層を備える。
また、本発明の包装材料用ポリエチレン積層体が、蒸着膜を備えるポリエチレン層を備える場合、延伸ポリエチレンフィルムと、蒸着膜を備えるポリエチレン層との間、及び蒸着膜を備えるポリエチレン層と、ヒートシール性ポリエチレン層との間に該接着層を備える。
本発明の包装材料用ポリエチレン積層体が備える接着層が、無溶剤型接着剤を含むことにより、環境への負荷を低減することができる。
接着剤としては、例えば、ポリ酢酸ビニル系接着剤、ポリアクリル酸エステル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、エチレン共重合体接着剤、セルロース系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリエーテル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリイミド系接着剤、アミノ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、ゴム系接着剤及びシリコーン系接着剤等が挙げられる。
接着層の厚さは、特に限定されるものではないが、０．５μｍ以上、５μｍ以下とすることができる。
＜ヒートシール性ポリエチレン層＞
ヒートシール性ポリエチレン層は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレンとその他のモノマーとの共重合体の少なくとも１つを含む。これらの中でも、ヒートシール性という観点からは、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が好ましい。環境負荷の観点からは、これらポリエチレンは、バイオマス由来のものであることが好ましい。
ヒートシール性ポリエチレン層は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレンとその他のモノマーとの共重合体の少なくとも１つを含む。これらの中でも、ヒートシール性という観点からは、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が好ましい。環境負荷の観点からは、これらポリエチレンは、バイオマス由来のものであることが好ましい。
ヒートシール性ポリエチレン層におけるポリエチレンの含有量は、５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましい。
ヒートシール性ポリエチレン層は、本発明の特性を損なわない範囲において、添加剤を含むことができ、例えば、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤、顔料、改質用樹脂等が挙げられる。
ヒートシール性ポリエチレン層の厚さは、２０μｍ以上、２００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上、１５０μｍ以下であることがより好ましい。ヒートシール性ポリエチレン層の厚さを上記数値範囲内とすることにより、そのヒートシール性を向上することができる。
ヒートシール性ポリエチレン層は、ポリエチレンを含む樹脂材料を、インフレーション成形又はＴ－ダイ成形等の溶融押出成形法によって製膜することによりポリエチレンフィルムを作製し、これを接着層を介して、延伸ポリエチレンフィルム又は蒸着膜を備えるポリエチレン層上に積層することにより、形成することができる。
＜蒸着膜を備えるポリエチレン層＞
一実施形態において、本発明によるポリエチレン積層体は、延伸ポリエチレンフィルムと、ヒートシール性ポリエチレン層との間に、蒸着膜を備えるポリエチレン層を備える。
これにより、本発明によるポリエチレン積層体のガスバリア性を向上することができる。
一実施形態において、本発明によるポリエチレン積層体は、延伸ポリエチレンフィルムと、ヒートシール性ポリエチレン層との間に、蒸着膜を備えるポリエチレン層を備える。
これにより、本発明によるポリエチレン積層体のガスバリア性を向上することができる。
蒸着膜を備えるポリエチレン層は、延伸フィルムから構成されるものであっても、未延伸フィルムから構成されるものであってもよいが、ポリエチレン積層体の印刷適性、強度及び耐熱性という観点からは延伸されたものであることが好ましい。また、一軸延伸されたものであっても、二軸延伸されたものであってもよいが、強度という観点からは、二軸延伸されたものが好ましい。
蒸着膜を備えるポリエチレン層は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレンとその他のモノマーとの共重合体の少なくとも１つを含む。これらの中でも、印刷適性、強度及び耐熱性という観点から、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及び中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）が好ましく、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）がより好ましい。環境負荷の観点からは、これらポリエチレンは、バイオマス由来のものであることが好ましい。
蒸着膜を備えるポリエチレン層におけるポリエチレンの含有量は、５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましい。
蒸着膜を備えるポリエチレン層は、本発明の特性を損なわない範囲において、添加剤を含むことができ、例えば、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤、顔料、改質用樹脂等が挙げられる。
蒸着膜を備えるポリエチレン層の厚さは、生産性及び経済性の観点からは、９μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましく、１２μｍ以上、３０μｍ以下であることがより好ましい。
また、蒸着膜の厚さは、０．００２μｍ以上、０．４μｍ以下であることが好ましく、０．００５μｍ以上、０．１μｍ以下であることがより好ましい。蒸着膜の厚みを上記数値範囲内とすることにより、ガスバリア性を維持しつつ、蒸着膜におけるクラック等の発生を防止することができる。
また、蒸着膜の厚さは、０．００２μｍ以上、０．４μｍ以下であることが好ましく、０．００５μｍ以上、０．１μｍ以下であることがより好ましい。蒸着膜の厚みを上記数値範囲内とすることにより、ガスバリア性を維持しつつ、蒸着膜におけるクラック等の発生を防止することができる。
蒸着膜を備えるポリエチレン層は、その表面に画像が形成されていてもよい。画像形成方法については上記した通りである。
蒸着膜を備えるポリエチレン層は、ポリエチレンを含む樹脂材料を、インフレーション成形又はＴ－ダイ成形等の溶融押出成形法によって製膜することによりポリエチレンフィルムを作製し、該ポリエチレンフィルムの少なくとも一方の面に上記した方法により、蒸着膜を形成させた後、接着層を介して、延伸ポリエチレンフィルム上に積層することにより、形成することができる。この場合、蒸着前、積層前に、ポリエチレンフィルムに対し、延伸処理を施してもよい。
＜包装材料＞
一実施形態において、本発明による包装材料は、上記ポリエチレン積層体のヒートシール性ポリエチレン層が内側となるように、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、２枚のポリエチレン積層体を、ヒートシール性ポリエチレン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り製造することができる。
シール方法により、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形態によりヒートシールして、種々の形態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。
一実施形態において、本発明による包装材料は、上記ポリエチレン積層体のヒートシール性ポリエチレン層が内側となるように、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、２枚のポリエチレン積層体を、ヒートシール性ポリエチレン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り製造することができる。
シール方法により、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形態によりヒートシールして、種々の形態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。
本発明によるポリエチレン積層体は、一種の樹脂（すなわちポリエチレン）のみからなる積層体であっても、延伸ポリエチレンフィルムが包装材料の外側フィルムとして要求される強度や印刷適性を満たし、ヒートシール性ポリエチレン層が包装化を可能とする。そのため、リサイクル性が求められる包装材料を構成する材料として極めて適している。
本発明について実施例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明がこれら実施例によって限定されるものではない。
＜実施例１＞
中密度ポリエチレン（密度：０．９４１ｇ／ｃｍ３、融点１２９℃、ＭＦＲ：１．３ｇ／１０分、Ｄｏｗｃｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：Ｅｌｉｔｅ５５３８Ｇ）をインフレーション成形法により製膜し、厚さ１００μｍのポリエチレンフィルムを得た。
このポリエチレンフィルムを長手方向（ＭＤ）に、５倍の延伸倍率で延伸し、厚さ２０μｍの延伸ポリエチレンフィルムを得た。
中密度ポリエチレン（密度：０．９４１ｇ／ｃｍ３、融点１２９℃、ＭＦＲ：１．３ｇ／１０分、Ｄｏｗｃｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：Ｅｌｉｔｅ５５３８Ｇ）をインフレーション成形法により製膜し、厚さ１００μｍのポリエチレンフィルムを得た。
このポリエチレンフィルムを長手方向（ＭＤ）に、５倍の延伸倍率で延伸し、厚さ２０μｍの延伸ポリエチレンフィルムを得た。
上記延伸ポリエチレンフィルムと、厚さ４０μｍの、未延伸直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム（東洋紡（株）製、商品名：Ｌ６１００）とを、２液硬化無溶剤型ポリエステル系接着剤（ロックペイント（株）製、商品名ＲＮ－９２０／ＨＮ：９２０）を介して積層し、ポリエチレン積層体を得た。
＜実施例２＞
高密度ポリエチレン（密度：０．９６１ｇ／ｃｍ３、融点１３５℃、ＭＦＲ：０．７ｇ／１０分、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ社製、商品名：ＨＴＡ１０８）及び中密度ポリエチレン（密度：０．９４１ｇ／ｃｍ３、融点１２９℃、ＭＦＲ：１．３ｇ／１０分、Ｄｏｗｃｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：Ｅｌｉｔｅ５５３８Ｇ）を、インフレーション成形法により製膜し、高密度ポリエチレン層／中密度ポリエチレン層／高密度ポリエチレン層からなるポリエチレンフィルムを作製した。高密度ポリエチレン層の厚さは、それぞれ２０μｍ、中密度ポリエチレン層の厚さは、６０μｍであった。
このポリエチレンフィルムを長手方向（ＭＤ）に、５倍の延伸倍率で延伸し、厚さ２０μｍの延伸ポリエチレンフィルムを得た。
高密度ポリエチレン（密度：０．９６１ｇ／ｃｍ３、融点１３５℃、ＭＦＲ：０．７ｇ／１０分、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ社製、商品名：ＨＴＡ１０８）及び中密度ポリエチレン（密度：０．９４１ｇ／ｃｍ３、融点１２９℃、ＭＦＲ：１．３ｇ／１０分、Ｄｏｗｃｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：Ｅｌｉｔｅ５５３８Ｇ）を、インフレーション成形法により製膜し、高密度ポリエチレン層／中密度ポリエチレン層／高密度ポリエチレン層からなるポリエチレンフィルムを作製した。高密度ポリエチレン層の厚さは、それぞれ２０μｍ、中密度ポリエチレン層の厚さは、６０μｍであった。
このポリエチレンフィルムを長手方向（ＭＤ）に、５倍の延伸倍率で延伸し、厚さ２０μｍの延伸ポリエチレンフィルムを得た。
上記延伸ポリエチレンフィルムと、厚さ４０μｍの、未延伸直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム（東洋紡（株）製、商品名：Ｌ６１００）とを、２液硬化無溶剤型ポリエステル系接着剤（ロックペイント（株）製、商品名ＲＮ－９２０／ＨＮ：９２０）を介して積層し、ポリエチレン積層体を得た。
＜実施例３＞
中密度ポリエチレン（密度：０．９４１ｇ／ｃｍ３、融点１２９℃、ＭＦＲ：１．３ｇ／１０分、Ｄｏｗｃｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：Ｅｌｉｔｅ５５３８Ｇ）をインフレーション成形法により製膜し、厚さ１００μｍのポリエチレンフィルムを得た。
このポリエチレンフィルムを長手方向（ＭＤ）及び幅方向（ＴＤ）に、２．２４倍の延伸倍率で延伸し、厚さ２０μｍの延伸ポリエチレンフィルムを得た。
上記延伸ポリエチレンフィルムと、厚さ４０μｍの、未延伸直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム（東洋紡（株）製、商品名：Ｌ６１００）とを、２液硬化無溶剤型ポリエステル系接着剤（ロックペイント（株）製、商品名ＲＮ－９２０／ＨＮ：９２０）を介して積層し、ポリエチレン積層体を得た。
中密度ポリエチレン（密度：０．９４１ｇ／ｃｍ３、融点１２９℃、ＭＦＲ：１．３ｇ／１０分、Ｄｏｗｃｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：Ｅｌｉｔｅ５５３８Ｇ）をインフレーション成形法により製膜し、厚さ１００μｍのポリエチレンフィルムを得た。
このポリエチレンフィルムを長手方向（ＭＤ）及び幅方向（ＴＤ）に、２．２４倍の延伸倍率で延伸し、厚さ２０μｍの延伸ポリエチレンフィルムを得た。
上記延伸ポリエチレンフィルムと、厚さ４０μｍの、未延伸直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム（東洋紡（株）製、商品名：Ｌ６１００）とを、２液硬化無溶剤型ポリエステル系接着剤（ロックペイント（株）製、商品名ＲＮ－９２０／ＨＮ：９２０）を介して積層し、ポリエチレン積層体を得た。
＜比較例１＞
中密度ポリエチレン（密度：０．９４１ｇ／ｃｍ３、融点１２９℃、ＭＦＲ：１．３ｇ／１０分、Ｄｏｗｃｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：Ｅｌｉｔｅ５５３８Ｇ）をインフレーション成形法により製膜し、厚さ２０μｍのポリエチレンフィルムを得た。
中密度ポリエチレン（密度：０．９４１ｇ／ｃｍ３、融点１２９℃、ＭＦＲ：１．３ｇ／１０分、Ｄｏｗｃｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：Ｅｌｉｔｅ５５３８Ｇ）をインフレーション成形法により製膜し、厚さ２０μｍのポリエチレンフィルムを得た。
上記ポリエチレンフィルムと、厚さ４０μｍの、未延伸直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム（東洋紡（株）製、商品名：Ｌ６１００）とを、２液硬化無溶剤型ポリエステル系接着剤（ロックペイント（株）製、商品名ＲＮ－９２０／ＨＮ：９２０）を介して積層し、ポリエチレン積層体を得た。
＜比較例２＞
高密度ポリエチレン（密度：０．９６１ｇ／ｃｍ３、融点１３５℃、ＭＦＲ：０．７ｇ／１０分、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ社製、商品名：ＨＴＡ１０８）及び中密度ポリエチレン（密度：０．９４１ｇ／ｃｍ３、融点１２９℃、ＭＦＲ：１．３ｇ／１０分、Ｄｏｗｃｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：Ｅｌｉｔｅ５５３８Ｇ）を、インフレーション成形法により製膜し、高密度ポリエチレン層／中密度ポリエチレン層／高密度ポリエチレン層からなるポリエチレンフィルムを作製した。高密度ポリエチレン層の厚さは、それぞれ４μｍ、中密度ポリエチレン層の厚さは、１２μｍであった。
高密度ポリエチレン（密度：０．９６１ｇ／ｃｍ３、融点１３５℃、ＭＦＲ：０．７ｇ／１０分、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ社製、商品名：ＨＴＡ１０８）及び中密度ポリエチレン（密度：０．９４１ｇ／ｃｍ３、融点１２９℃、ＭＦＲ：１．３ｇ／１０分、Ｄｏｗｃｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：Ｅｌｉｔｅ５５３８Ｇ）を、インフレーション成形法により製膜し、高密度ポリエチレン層／中密度ポリエチレン層／高密度ポリエチレン層からなるポリエチレンフィルムを作製した。高密度ポリエチレン層の厚さは、それぞれ４μｍ、中密度ポリエチレン層の厚さは、１２μｍであった。
上記ポリエチレンフィルムと、厚さ４０μｍの、未延伸直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム（東洋紡（株）製、商品名：Ｌ６１００）とを、２液硬化無溶剤型ポリエステル系接着剤（ロックペイント（株）製、商品名ＲＮ－９２０／ＨＮ：９２０）を介して積層し、ポリエチレン積層体を得た。
＜印刷適性評価＞
上記実施例及び比較例において作製した延伸ポリエチレンフィルム及びポリエチレンフィルムの一方の面に、水性フレキソインキ（東洋インキ（株）製、商品名：アクワリオナ）を用いて、フレキソ印刷法により、画像を形成した。形成した画像を目視により観察し、延伸ポリエチレンフィルム及びポリエチレンフィルムの印刷適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）
○：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。
上記実施例及び比較例において作製した延伸ポリエチレンフィルム及びポリエチレンフィルムの一方の面に、水性フレキソインキ（東洋インキ（株）製、商品名：アクワリオナ）を用いて、フレキソ印刷法により、画像を形成した。形成した画像を目視により観察し、延伸ポリエチレンフィルム及びポリエチレンフィルムの印刷適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）
○：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。
＜剛性評価＞
上記実施例及び比較例において作製した延伸ポリエチレンフィルム及びポリエチレンフィルムを、１５ｍｍ幅の試験片とし、ループスティフネス測定試験器（東洋精機製作所製、商品名：ループステフネステスタ）によりその剛性を測定した。なお、ループの長さは、６０ｍｍとした。測定結果を表１にまとめた。
上記実施例及び比較例において作製した延伸ポリエチレンフィルム及びポリエチレンフィルムを、１５ｍｍ幅の試験片とし、ループスティフネス測定試験器（東洋精機製作所製、商品名：ループステフネステスタ）によりその剛性を測定した。なお、ループの長さは、６０ｍｍとした。測定結果を表１にまとめた。
＜強度評価＞
上記実施例及び比較例において作製した延伸ポリエチレンフィルム及びポリエチレンフィルムを、１０ｍｍ幅のダンベル型試験片とした。この試験片のＭＤ方向の引っ張り強度を、引っ張り試験機（オリエンテック社製、ＲＴＣ－１３１０Ａ）により測定した。なお、チャック間距離は、１０ｍｍ、引っ張り速度は、３００ｍｍ/分とした。測定結果を表１にまとめた。
上記実施例及び比較例において作製した延伸ポリエチレンフィルム及びポリエチレンフィルムを、１０ｍｍ幅のダンベル型試験片とした。この試験片のＭＤ方向の引っ張り強度を、引っ張り試験機（オリエンテック社製、ＲＴＣ－１３１０Ａ）により測定した。なお、チャック間距離は、１０ｍｍ、引っ張り速度は、３００ｍｍ/分とした。測定結果を表１にまとめた。
１０：包装材料用ポリエチレン積層体、２０：延伸ポリエチレンフィルム、３０：接着層、４０：ヒートシール性ポリエチレン層、５０：蒸着膜を備えるポリエチレン層
Claims (11)
- 延伸ポリエチレンフィルムと、接着層と、ヒートシール性ポリエチレン層とを少なくとも備え、
前記接着層が、無溶剤型接着剤を含むことを特徴とする、包装材料用ポリエチレン積層体。 - 前記延伸ポリエチレンフィルムが、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及び中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の包装材料用ポリエチレン積層体。
- 前記延伸ポリエチレンフィルムの長手方向（ＭＤ）の延伸倍率が、２倍以上、１０倍以下である、請求項１又は２に記載の包装材料用ポリエチレン積層体。
- 前記延伸ポリエチレンフィルムが、二軸延伸フィルムである、請求項１～３のいずれか一項に記載の包装材料用ポリエチレン積層体。
- 前記延伸ポリエチレンフィルムの厚さが、９μｍ以上、５０μｍ以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載の包装材料用ポリエチレン積層体。
- 前記延伸ポリエチレンフィルムが、高密度ポリエチレン層／中密度ポリエチレン層／高密度ポリエチレン層からなる構成を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の包装材料用ポリエチレン積層体。
- 前記高密度ポリエチレン層と、前記中密度ポリエチレン層との厚さの比が、１／１０以上、１／１以下である、請求項６に記載の包装材料用ポリエチレン積層体。
- 前記延伸ポリエチレンフィルムの少なくとも一方の面に画像が形成されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の包装材料用ポリエチレン積層体。
- 前記延伸ポリエチレンフィルムが、インフレーション成形法により作製されたものである、請求項１～８のいずれか一項に記載の包装材料用ポリエチレン積層体。
- 前記ヒートシール性ポリエチレン層が、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）のうち少なくとも１つを含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の包装材料用ポリエチレン積層体。
- 請求項１～１０のいずれか一項に記載の積層体から構成される包装材料。
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|---|---|---|---|---|
| WO2016135213A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Borealis Ag | Laminated film structure based on polyethylene only |
| WO2017000339A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | Dow Global Technologies Llc | Multilayer structures and articles comprising the same |
| JP2018016012A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 大日本印刷株式会社 | 酸素バリア性を有する積層体および該積層体からなる包装材料 |
-
2022
- 2022-03-15 JP JP2022040800A patent/JP2022079510A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| JP2018016012A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 大日本印刷株式会社 | 酸素バリア性を有する積層体および該積層体からなる包装材料 |
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