JP2023064628A - シーラントフィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】低温でヒートシールを行った場合において充分なヒートシール強度が得られるシーラントフィルムを提供する。【解決手段】基材に積層するためのシーラントフィルムであって、シーラントフィルムが、密度が0.920g/cm3以下のポリエチレン樹脂層(1)と、ポリエチレン及び色材成分を含有する色材層とを備え、シーラントフィルムにおける基材側とは反対側の表層が、ポリエチレン樹脂層(1)である、シーラントフィルム。【選択図】図1
Description
本開示は、シーラントフィルムに関する。
従来、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルからなる樹脂フィルム(以下「ポリエステルフィルム」ともいう)は、機械的特性、化学的安定性、耐熱性及び透明性に優れるとともに、安価であることから、包装材料の基材として使用されている(例えば、特許文献1参照)。
ポリエステルフィルムは、例えば、ヒートシール層として機能するポリエチレンフィルムと貼り合わされる。このようにして得られる積層体からなる包装材料を用いて、包装容器が作製されている。しかしながら、ポリエステルフィルムとポリエチレンフィルムとを備える包装容器は、それぞれのフィルムに分離することが一般的に困難である。したがって、このような包装容器は、使用後のリサイクルに適しておらず、積極的にはリサイクルされていないという現状がある。
このような現状に鑑み、包装容器のリサイクル適性の向上を目的として、モノマテリアル包装容器の作製が検討されている。例えば、ポリエステルフィルムに代えて、延伸処理が施されたポリエチレンフィルム(以下「延伸ポリエチレンフィルム」ともいう)を基材として備え、同種の樹脂材料からなるポリエチレンフィルムをヒートシール層として備える積層体からなる包装材料が検討されている。
包装材料の基材として、ポリエステルフィルム等の耐熱性に優れるフィルムに代えて、延伸ポリエチレンフィルムを用いる場合、ヒートシール時における基材の熱劣化を抑制するという観点から、低温でヒートシールを行うことが望ましい。従来、ヒートシール層として機能するポリエチレンフィルムが、シーラントフィルムとして使用されている。しかしながら、従来のシーラントフィルムでは、低温でヒートシールを行った場合、充分なヒートシール強度が得られなかった。
本開示の解決しようとする課題は、シーラントフィルムであって、低温でヒートシールを行った場合において充分なヒートシール強度が得られるシーラントフィルムを提供することにある。
本開示のシーラントフィルムは、基材に積層するためのシーラントフィルムであって、シーラントフィルムが、密度が0.920g/cm3以下のポリエチレン樹脂層(1)と、ポリエチレン及び色材成分を含有する色材層とを備え、シーラントフィルムにおける基材側とは反対側の表層が、ポリエチレン樹脂層(1)である。
本開示によれば、シーラントフィルムであって、低温でヒートシールを行った場合において充分なヒートシール強度が得られるシーラントフィルムを提供できる。
以下、本開示のシーラントフィルム等の詳細について説明する。
[シーラントフィルム]
本開示のシーラントフィルムは、密度が0.920g/cm3以下のポリエチレン樹脂層(1)(以下「樹脂層(1)」ともいう)と、ポリエチレン及び色材成分を含有する色材層とを備える。一実施形態において、本開示のシーラントフィルムは、基材に積層するためのフィルムであって、該シーラントフィルムにおける基材側とは反対側の表層が、樹脂層(1)である。
一実施形態において、本開示のシーラントフィルムは、色材層における樹脂層(1)側の面とは反対側の面上に、ポリエチレン樹脂層(2)(以下「樹脂層(2)」ともいう)をさらに備える。一実施形態において、樹脂層(1)は、シーラントフィルムの一方側の表層であり、樹脂層(2)は、シーラントフィルムの他方側の表層である。一実施形態において、基材及びシーラントフィルムを用いて包装材料を作製し、包装材料を用いて包装容器を作製した場合に、樹脂層(1)は、包装容器中に収容される内容物側を向く層であり、色材層又は樹脂層(2)は、基材側を向く層である。
本開示のシーラントフィルムは、密度が0.920g/cm3以下のポリエチレン樹脂層(1)(以下「樹脂層(1)」ともいう)と、ポリエチレン及び色材成分を含有する色材層とを備える。一実施形態において、本開示のシーラントフィルムは、基材に積層するためのフィルムであって、該シーラントフィルムにおける基材側とは反対側の表層が、樹脂層(1)である。
一実施形態において、本開示のシーラントフィルムは、色材層における樹脂層(1)側の面とは反対側の面上に、ポリエチレン樹脂層(2)(以下「樹脂層(2)」ともいう)をさらに備える。一実施形態において、樹脂層(1)は、シーラントフィルムの一方側の表層であり、樹脂層(2)は、シーラントフィルムの他方側の表層である。一実施形態において、基材及びシーラントフィルムを用いて包装材料を作製し、包装材料を用いて包装容器を作製した場合に、樹脂層(1)は、包装容器中に収容される内容物側を向く層であり、色材層又は樹脂層(2)は、基材側を向く層である。
図1に、本開示のシーラントフィルムの一実施形態を示す。図1に示すシーラントフィルム1は、樹脂層(1)10と、色材層11とを厚さ方向にこの順に備える。
図2に、本開示のシーラントフィルムの一実施形態を示す。図2に示すシーラントフィルム1は、樹脂層(1)10と、色材層11と、樹脂層(2)12とを厚さ方向にこの順に備える。
本開示のシーラントフィルムは、一実施形態において、各層を構成する樹脂材料として、ポリエチレンを含有する。本開示においてポリエチレンとは、全繰返し構成単位中、エチレン由来の構成単位の含有割合が50モル%以上の重合体をいう。この重合体において、エチレン由来の構成単位の含有割合は、好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは95モル%以上である。上記含有割合は、NMR法により測定できる。
本開示において、ポリエチレンは、エチレンの単独重合体でもよく、エチレンと、エチレン以外のエチレン性不飽和モノマーとの共重合体でもよい。エチレン以外のエチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、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-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン及び6-メチル-1-ヘプテン等の炭素数2以上20以下のα-オレフィン;酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニル等のビニルモノマー;並びに(メタ)アクリル酸メチル及び(メタ)アクリル酸エチル等の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。
本開示において、ポリエチレンとしては、好ましくは、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン及び超低密度ポリエチレンが挙げられる。
本開示において、上記ポリエチレンの密度は以下のとおりである。
高密度ポリエチレンの密度は、好ましくは0.945g/cm3を超える。高密度ポリエチレンの密度の上限は、例えば0.965g/cm3である。
中密度ポリエチレンの密度は、好ましくは0.930g/cm3を超えて0.945g/cm3以下である。
高密度ポリエチレンの密度は、好ましくは0.945g/cm3を超える。高密度ポリエチレンの密度の上限は、例えば0.965g/cm3である。
中密度ポリエチレンの密度は、好ましくは0.930g/cm3を超えて0.945g/cm3以下である。
低密度ポリエチレンの密度は、好ましくは0.900g/cm3を超えて0.930g/cm3以下である。低密度ポリエチレンは、通常、高圧重合法によりエチレンを重合して得られるポリエチレンである。
直鎖状低密度ポリエチレンの密度は、好ましくは0.900g/cm3を超えて0.930g/cm3以下である。直鎖状低密度ポリエチレンは、通常、低圧重合法(例:チーグラー・ナッタ触媒又はメタロセン触媒を用いた重合法)によりエチレン及び少量のα―オレフィンを重合して得られるポリエチレンである。
超低密度ポリエチレンの密度は、好ましくは0.900g/cm3以下である。超低密度ポリエチレンの密度の下限は、例えば0.860g/cm3である。
ポリエチレンの密度は、JIS K7112、特にD法(密度勾配管法、23℃)、に準拠して測定する。
ポリエチレンの密度は、JIS K7112、特にD法(密度勾配管法、23℃)、に準拠して測定する。
本開示において、ポリエチレンのメルトフローレート(MFR)は、製膜性、及びシーラントフィルムの加工適性等という観点から、好ましくは0.1g/10分以上50g/10分以下、より好ましくは0.3g/10分以上30g/10分以下、さらに好ましくは0.5g/10分以上10g/10分以下、特に好ましくは0.7g/10分以上5.0g/10分以下である。ポリエチレンのMFRは、JIS K7210に準拠し、温度190℃、荷重2.16kgの条件で、A法により測定する。
本開示において、ポリエチレンの融点(Tm)は、耐熱性及びヒートシール性のバランス等という観点から、好ましくは100℃以上140℃以下、より好ましくは105℃以上130℃以下、さらに好ましくは110℃以上125℃以下である。Tmは、JIS K7121に準拠して、示差走査熱量測定(DSC)により得られる。
密度又は分岐が異なるポリエチレンは、重合方法を適宜選択することによって得られる。例えば、重合触媒として、チーグラー・ナッタ触媒などのマルチサイト触媒、又はメタロセン触媒など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段以上の多段で重合を行うことが好ましい。
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又は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、調製される。シングルサイト触媒は、マルチサイト触媒に比べて、活性点の構造が均一であるため、高分子量かつ均一度の高い構造を有する重合体を得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、メタロセン触媒が好ましい。メタロセン触媒は、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、必要により担体とを含む触媒である。
遷移金属化合物における遷移金属としては、例えば、ジルコニウム、チタン及びハフニウムが挙げられ、ジルコニウム及びハフニウムが好ましい。
遷移金属化合物における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、又は置換シクロペンタジエニル基である。置換シクロペンタジエニル基は、例えば、炭素数1以上30以下の炭化水素基、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、及びハロシリル基から選択される少なくとも1種の置換基を有する。置換シクロペンタジエニル基は、1つ又は2つ以上の置換基を有し、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、又はこれらの水添体を形成していてもよい。置換基同士が互いに結合し形成された環が、さらに置換基を有してもよい。
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を通常は2つ有する。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ことが好ましい。架橋基としては、例えば、炭素数1以上4以下のアルキレン基、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などの置換シリレン基、ジアルキルゲルミレン基、ジアリールゲルミレン基などの置換ゲルミレン基が挙げられる。これらの中でも、置換シリレン基が好ましい。
助触媒とは、周期表第IV族の遷移金属化合物を重合触媒として有効に機能させえる成分、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える成分をいう。助触媒としては、例えば、ベンゼン可溶のアルミノキサン又は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、活性水素基含有又は非含有のカチオンと非配位性アニオンとからなるイオン性化合物、酸化ランタンなどのランタノイド塩、酸化スズ、及びフルオロ基を含有するフェノキシ化合物が挙げられる。
必要により使用される有機金属化合物としては、例えば、有機アルミニウム化合物、有機マグネシウム化合物、及び有機亜鉛化合物が挙げられる。これらの中でも、有機アルミニウム化合物が好ましい。
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。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、モンモリロナイトなどのイオン交換性層状珪酸塩、SiO2、Al2O3、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO、ThO2、又はこれらの混合物が挙げられる。
ポリエチレンとしては、バイオマス由来のポリエチレンを使用してもよい。すなわち、ポリエチレン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等に代えて、バイオマス由来のエチレン等を用いてもよい。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、シーラントフィルム又は包装材料による環境負荷を低減できる。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方法により製造できる。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)を使用してもよい。
ポリエチレンとしては、メカニカルリサイクル又はケミカルリサイクルによりリサイクルされたポリエチレンを使用してもよい。これにより、シーラントフィルム又は包装材料による環境負荷を低減できる。メカニカルリサイクルとは、一般的に、回収されたポリエチレンフィルムなどを粉砕し、アルカリ洗浄してフィルム表面の汚れ、異物を除去した後、高温・減圧下で一定時間乾燥してフィルム内部に留まっている汚染物質を拡散させ除染を行い、フィルムの汚れを取り除き、再びポリエチレンに戻す方法である。ケミカルリサイクルとは、一般的に、回収されたポリエチレンフィルムなどをモノマーレベルまで分解し、当該モノマーを再度重合してポリエチレンを得る方法である。
以上のポリエチレンの説明は、以下の記載におけるポリエチレンに適用できる。
以上のポリエチレンの説明は、以下の記載におけるポリエチレンに適用できる。
本開示のシーラントフィルム全体におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムとポリエチレン製基材とを用いて得られた包装材料のリサイクル適性を向上できる。
本開示のシーラントフィルムは、ヒートシール性という観点から、好ましくは未延伸フィルムである。未延伸フィルムとは、延伸処理を受けていないフィルムをいい、例えば、押出成形されたフィルムであって、延伸処理を受けていないフィルムである。延伸処理の詳細については基材の説明において後述する。
本開示のシーラントフィルムの層数は、一実施形態において、2層以上7層以下であり、例えば、3層以上7層以下、又は3層以上5層以下である。本開示のシーラントフィルムの層数は、一実施形態において奇数であり、例えば、3層、5層又は7層である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムの積層構成の対称性が高くなり、シーラントフィルムにおけるカールの発生を抑制できる。
本開示において、各層の密度は、上記JIS K7112に準拠して測定してもよく、当該層を構成する成分の密度から算出してもよい。例えば、一つの層中に、密度が異なる成分(例えばポリエチレン)が複数種(n種;nは2以上の整数)含まれる場合は、下記式(f1)に従い計算された平均密度Davを、当該層の密度としてもよい。
Dav = ΣWi×Di …(f1)
式(f1)中、Σは、iについて1~nまでWi×Diの和を取ることを意味し、nは2以上の整数であり、Wiはi番目の成分の質量分率を示し、Diはi番目の成分の密度(g/cm3)を示す。
式(f1)中、Σは、iについて1~nまでWi×Diの和を取ることを意味し、nは2以上の整数であり、Wiはi番目の成分の質量分率を示し、Diはi番目の成分の密度(g/cm3)を示す。
本開示のシーラントフィルムは、一実施形態において、共押出樹脂フィルムであり、シーラントフィルムを構成する各層は、共押出樹脂層である。シーラントフィルムは、例えば、インフレーション法又はTダイ法などを利用して製膜することにより作製できる。
本開示のシーラントフィルムの総厚さは、好ましくは10μm以上300μm以下、より好ましくは15μm以上250μm以下である。シーラントフィルムの総厚さは、シーラントフィルムの強度及び加工適性という観点から、後述する包装容器中に収容される内容物の質量に応じ適宜変更することが好ましい。
例えば、包装容器が小袋である場合、シーラントフィルムの総厚さは、好ましくは20μm以上60μm以下である。この場合、例えば1g以上200g以下の内容物が小袋内に良好に収容される。
例えば、包装容器がスタンディングパウチである場合、シーラントフィルムの総厚さは、好ましくは40μm以上200μm以下、より好ましくは60μm以上150μm以下である。この場合、例えば50g以上2000g以下の内容物がスタンディングパウチ内に良好に収容される。本開示のシーラントフィルムは、スタンディングパウチ用ヒートシール層として好適である。
以下、本開示のシーラントフィルムが備える各層について説明する。
<樹脂層(1)>
樹脂層(1)は、ポリエチレンを1種又は2種以上含有する。
ポリエチレンの詳細は、上述したとおりである。
樹脂層(1)は、ポリエチレンを1種又は2種以上含有する。
ポリエチレンの詳細は、上述したとおりである。
樹脂層(1)の密度は、0.920g/cm3以下であり、好ましくは0.860g/cm3以上0.920g/cm3以下、より好ましくは0.900g/cm3以上0.918g/cm3以下である。
一実施形態において、基材及びシーラントフィルムを用いて包装材料を作製し、包装材料を用いて包装容器を作製した場合に、樹脂層(1)は、包装容器中に収容される内容物側を向く層である。樹脂層(1)の密度が0.920g/cm3以下であることにより、低温(例えば140℃程度)でヒートシールしても充分なヒートシール強度が得られる。基材がポリエチレン製基材である場合は低温でのヒートシールが望まれることから、本開示のシーラントフィルムは、ポリエチレン製基材のためのシーラントフィルムとして特に好適である。
樹脂層(1)は、直鎖状低密度ポリエチレンを含有することが好ましい。樹脂層(1)の密度が上記範囲となる直鎖状低密度ポリエチレンが好ましく、密度が0.900g/cm3を超えて0.920g/cm3以下の直鎖状低密度ポリエチレンがより好ましい。
樹脂層(1)における直鎖状低密度ポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムの低温ヒートシール性を向上できる。
樹脂層(1)は、一実施形態において、低密度ポリエチレンを含有する。このような構成により、例えば、シーラントフィルムの製膜性及びカット性を向上できる。
樹脂層(1)における低密度ポリエチレンの含有割合は、例えば、0.5質量%以上20質量%以下、好ましくは1質量%以上15質量%以下、より好ましくは1.5質量%以上10質量%以下である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムの製膜性及びカット性を向上できる。
樹脂層(1)は、ポリエチレン以外の樹脂材料を1種又は2種以上含有してもよい。当該樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、(メタ)アクリル樹脂、ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド、ポリエステル及びアイオノマー樹脂が挙げられる。樹脂層(1)は、シーラントフィルムのリサイクル適性という観点からは、ポリエチレン以外の樹脂材料を含有しないことが特に好ましい。
樹脂層(1)は、一実施形態において、アンチブロッキング剤をさらに含有する。このような構成により、例えば、シーラントフィルムのアンチブロッキング性を向上できる。
アンチブロッキング剤としては、例えば、無機系アンチブロッキング剤及び有機系アンチブロッキング剤が挙げられる。
無機系アンチブロッキング剤としては、例えば、シリカ、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化チタン及び酸化亜鉛等の酸化物;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウム等の水酸化物;炭酸マグネシウム及び炭酸カルシウム等の炭酸塩;硫酸カルシウム及び硫酸バリウム等の硫酸塩;ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム及びアルミノケイ酸等のケイ酸塩;カオリン、タルク、ゼオライト(合成ゼオライト又は天然ゼオライト)及び珪藻土が挙げられる。
有機系アンチブロッキング剤としては、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)樹脂粒子等の(メタ)アクリル樹脂系粒子、スチレン樹脂系粒子及びメラミン樹脂系粒子が挙げられる。
アンチブロッキング剤の平均粒子径は、例えば、1μm以上10μm以下である。平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置((株)島津製作所製、SALD-2000J)又は同等の装置を用いて測定される数平均粒子径である。
樹脂層(1)を形成する際には、アンチブロッキング剤とポリエチレンとを含むマスターバッチを用いてもよい。マスターバッチにおけるアンチブロッキング剤の含有割合は、好ましくは1質量%以上45質量%以下、より好ましくは5質量%以上40質量%以下、さらに好ましくは10質量%以上35質量%以下である。ポリエチレンとしては、上述した具体例が挙げられる。ポリエチレンが満たす好ましい物性(密度、融点及びMFR等)も上述したとおりである。
樹脂層(1)は、アンチブロッキング剤を1種又は2種以上含有できる。
樹脂層(1)中のアンチブロッキング剤の含有割合は、一実施形態において、好ましくは0.1質量%以上15質量%以下、より好ましくは0.2質量%以上10質量%以下である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムのアンチブロッキング性を向上できる。
樹脂層(1)中のアンチブロッキング剤の含有割合は、一実施形態において、好ましくは0.1質量%以上15質量%以下、より好ましくは0.2質量%以上10質量%以下である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムのアンチブロッキング性を向上できる。
樹脂層(1)は、添加剤を1種又は2種以上含有してもよい。添加剤としては、例えば、架橋剤、滑(スリップ)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、染料及び改質用樹脂が挙げられる。
樹脂層(1)は、後述する色材成分を1種又は2種以上含有してもよい。樹脂層(1)における色材成分の含有割合は、一実施形態において、20質量%以下、15質量%以下、又は10質量%以下である。ヒートシール性という観点から、樹脂層(1)における色材成分の含有割合は、一実施形態において、2質量%未満、1質量%未満、又は0.5質量%未満である。
樹脂層(1)は、後述する色材成分を1種又は2種以上含有してもよい。樹脂層(1)における色材成分の含有割合は、一実施形態において、20質量%以下、15質量%以下、又は10質量%以下である。ヒートシール性という観点から、樹脂層(1)における色材成分の含有割合は、一実施形態において、2質量%未満、1質量%未満、又は0.5質量%未満である。
本開示のシーラントフィルムにおいて、樹脂層(2)の密度D2と、樹脂層(1)の密度D1との差(D2-D1)は、好ましくは0.020g/cm3以下、より好ましくは0.015g/cm3以下、さらに好ましくは0.010g/cm3以下である。このような構成により、シーラントフィルムの積層構成の対称性が高くなり、例えば、シーラントフィルムにおけるカールの発生を抑制できる。
シーラントフィルムの総厚さに対する樹脂層(1)の厚さの割合は、好ましくは2%以上40%以下、より好ましくは5%以上35%以下、さらに好ましくは10%以上30%以下である。
<色材層>
色材層は、ポリエチレンと色材成分とを含有する。
色材層は、ポリエチレンと色材成分とを含有する。
色材層は、一実施形態において、遮光層として機能する。密度が0.920g/cm3以下の樹脂層(1)と、色材層とを備えるシーラントフィルムを用いることにより、低温でヒートシールしても充分なヒートシール強度が得られるとともに、遮光性に優れ、したがって内容物の保存安定性に優れる包装容器を作製できる。
色材層は、ポリエチレンを1種又は2種以上含有できる。
ポリエチレンの詳細は、上述したとおりである。
色材層におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムのリサイクル適性を向上できる。
ポリエチレンの詳細は、上述したとおりである。
色材層におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムのリサイクル適性を向上できる。
色材層は、一実施形態において、高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンから選択される少なくとも1種を含有する。色材層は、一実施形態において、中密度ポリエチレンを含有する。
色材層における高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンの合計含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムに優れた剛性を付与できる。このような色材層を備えるシーラントフィルムは、例えばスタンディングパウチ用ヒートシール層として好適である。
色材層は、一実施形態において、低密度ポリエチレンをさらに含有する。このような構成により、例えば、シーラントフィルムの製膜性及びカット性を向上できる。
色材層における低密度ポリエチレンの含有割合は、例えば1質量%以上15質量%以下、又は2質量%以上10質量%以下である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムの製膜性及びカット性を向上できる。
色材成分としては、例えば、顔料及び染料が挙げられる。
顔料としては、例えば、無機顔料及び有機顔料が挙げられる。
無機顔料としては、例えば、白色顔料、赤色顔料、橙色顔料、黄色顔料、緑色顔料、青色顔料、紫色顔料、黒色顔料、メタリック顔料及びパール顔料が挙げられる。色材層は、一実施形態において、白色顔料を含有する。
顔料としては、例えば、無機顔料及び有機顔料が挙げられる。
無機顔料としては、例えば、白色顔料、赤色顔料、橙色顔料、黄色顔料、緑色顔料、青色顔料、紫色顔料、黒色顔料、メタリック顔料及びパール顔料が挙げられる。色材層は、一実施形態において、白色顔料を含有する。
白色顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化アンチモン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム及び無水ケイ酸カルシウムが挙げられる。色材層は、一実施形態において、酸化チタンを含有する。
黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、チタンブラック、チタンカーボン、黒色酸化鉄、黒色酸化チタン及び黒鉛が挙げられる。
黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、チタンブラック、チタンカーボン、黒色酸化鉄、黒色酸化チタン及び黒鉛が挙げられる。
メタリック顔料としては、例えば、アルミニウム、銀、金、白金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、インジウム、チタン及び銅などの金属単体からなる粒子、並びに該金属の合金からなる粒子が挙げられる。
パール顔料としては、例えば、二酸化チタン被覆雲母、魚鱗箔及び酸塩化ビスマス等の、真珠光沢又は干渉光沢を有する顔料が挙げられる。
有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料及びキノフタロン顔料)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート及び酸性染料型キレート)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料並びにアニリンブラックが挙げられる。
顔料は、各種表面処理方法で表面処理されていてもよい。
染料としては、例えば、酸性染料、塩基性染料及び反応性染料が挙げられる。
染料としては、例えば、酸性染料、塩基性染料及び反応性染料が挙げられる。
色材層を形成する際には、色材成分とポリエチレンとを含むマスターバッチを用いてもよい。マスターバッチにおける色材成分の含有割合は、好ましくは10質量%以上80質量%以下、より好ましくは20質量%以上80質量%以下、さらに好ましくは30質量%以上80質量%以下である。ポリエチレンとしては、上述した具体例が挙げられる。ポリエチレンが満たす好ましい物性(密度、融点及びMFR等)も上述したとおりである。
色材層は、色材成分を1種又は2種以上含有できる。
色材層における色材成分の含有割合は、好ましくは0.5質量%以上20質量%以下、より好ましくは1質量%以上15質量%以下、さらに好ましくは2質量%以上10質量%以下である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムの遮光性を向上できる。
色材層における色材成分の含有割合は、好ましくは0.5質量%以上20質量%以下、より好ましくは1質量%以上15質量%以下、さらに好ましくは2質量%以上10質量%以下である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムの遮光性を向上できる。
色材層の密度は、好ましくは0.920g/cm3超であり、より好ましくは0.925g/cm3以上1.000g/cm3以下、さらに好ましくは0.930g/cm3以上0.990g/cm3以下である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムに優れた剛性を付与できる。
色材層は、ポリエチレン以外の樹脂材料を1種又は2種以上含有してもよい。当該樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、(メタ)アクリル樹脂、ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド、ポリエステル及びアイオノマー樹脂が挙げられる。色材層は、シーラントフィルムのリサイクル適性という観点からは、ポリエチレン以外の樹脂材料を含有しないことが特に好ましい。
色材層は、添加剤を1種又は2種以上含有してもよい。添加剤としては、例えば、架橋剤、滑(スリップ)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、染料及び改質用樹脂が挙げられる。
シーラントフィルムの総厚さに対する色材層の厚さの割合は、好ましくは20%以上96%以下、より好ましくは30%以上90%以下、さらに好ましくは40%以上80%以下である。
<樹脂層(2)>
本開示のシーラントフィルムは、一実施形態において、色材層における樹脂層(1)側の面とは反対側の面上に、ポリエチレン樹脂層(2)をさらに備える。
本開示のシーラントフィルムは、一実施形態において、色材層における樹脂層(1)側の面とは反対側の面上に、ポリエチレン樹脂層(2)をさらに備える。
樹脂層(2)は、ポリエチレンを1種又は2種以上含有する。
ポリエチレンの詳細は、上述したとおりである。
ポリエチレンの詳細は、上述したとおりである。
樹脂層(2)は、一実施形態において、直鎖状低密度ポリエチレンを含有する。樹脂層(2)における直鎖状低密度ポリエチレンの含有割合は、一実施形態において、80質量%以上であり、好ましくは80質量%以上99質量%以下、より好ましくは82質量%以上97質量%以下、さらに好ましくは85質量%以上95質量%以下である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムの製造性を向上できるとともに、シーラントフィルムのリサイクル適性を向上できる。
樹脂層(2)は、一実施形態において、直鎖状低密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとを含有する。樹脂層(2)における低密度ポリエチレンの含有割合は、好ましくは1質量%以上20質量%以下、より好ましくは3質量%以上18質量%以下、さらに好ましくは5質量%以上15質量%以下である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムの製膜性及びカット性を向上できる。
樹脂層(2)は、ポリエチレン以外の樹脂材料を1種又は2種以上含有してもよい。当該樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、(メタ)アクリル樹脂、ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド、ポリエステル及びアイオノマー樹脂が挙げられる。樹脂層(2)は、シーラントフィルムのリサイクル適性という観点からは、ポリエチレン以外の樹脂材料を含有しないことが特に好ましい。
樹脂層(2)は、添加剤を1種又は2種以上含有してもよい。添加剤としては、例えば、架橋剤、アンチブロッキング剤、滑(スリップ)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、染料及び改質用樹脂が挙げられる。
樹脂層(2)は、上述した色材成分を1種又は2種以上含有してもよい。樹脂層(2)における色材成分の含有割合は、一実施形態において、20質量%以下、15質量%以下、又は10質量%以下である。ヒートシール性という観点から、樹脂層(2)における色材成分の含有割合は、一実施形態において、2質量%未満、1質量%未満、又は0.5質量%未満である。
樹脂層(2)は、上述した色材成分を1種又は2種以上含有してもよい。樹脂層(2)における色材成分の含有割合は、一実施形態において、20質量%以下、15質量%以下、又は10質量%以下である。ヒートシール性という観点から、樹脂層(2)における色材成分の含有割合は、一実施形態において、2質量%未満、1質量%未満、又は0.5質量%未満である。
樹脂層(2)の密度は、好ましくは0.900g/cm3を超えて0.930g/cm3以下であり、より好ましくは0.905g/cm3以上0.928g/cm3以下、さらに好ましくは0.915g/cm3以上0.926g/cm3以下である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムにおける層方向の密度の対称性が高くなり、シーラントフィルムにおけるカールの発生を抑制できる。
シーラントフィルムの総厚さに対する樹脂層(2)の厚さの割合は、好ましくは2%以上40%以下、より好ましくは5%以上35%以下、さらに好ましくは10%以上30%以下である。
樹脂層(2)の表面には、表面処理が施されていてもよい。表面処理の方法としては、例えば、コロナ放電処理、オゾン処理、酸素ガス及び窒素ガスなどのガスを用いた低温プラズマ処理、グロー放電処理などの物理的処理;並びに化学薬品を用いた酸化処理などの化学的処理が挙げられる。
<中間層>
本開示のシーラントフィルムは、樹脂層(1)と樹脂層(2)との間に、ポリエチレンを含有する、上記色材層以外の中間層をさらに備えてもよい。中間層の層数は、1層でもよく、2層以上でもよい。
本開示のシーラントフィルムは、樹脂層(1)と樹脂層(2)との間に、ポリエチレンを含有する、上記色材層以外の中間層をさらに備えてもよい。中間層の層数は、1層でもよく、2層以上でもよい。
中間層は、ポリエチレンを1種又は2種以上含有できる。
ポリエチレンの詳細は、上述したとおりである。
中間層におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムのリサイクル適性を向上できる。
中間層は、上述した添加剤を1種又は2種以上含有してもよい。
ポリエチレンの詳細は、上述したとおりである。
中間層におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。このような構成により、例えば、シーラントフィルムのリサイクル適性を向上できる。
中間層は、上述した添加剤を1種又は2種以上含有してもよい。
本開示のシーラントフィルムは、上述した効果を奏することから、スタンディングパウチ作製用包装材料のためのヒートシール層として好適に使用でき、特に、モノマテリアルスタンディングパウチ作製用包装材料のためのヒートシール層として好適に使用できる。
[蒸着フィルム]
一実施形態の蒸着フィルムは、本開示のシーラントフィルムと、当該シーラントフィルム(例えば、色材層又は樹脂層(2))上に設けられた金属蒸着膜とを備える。より詳細には、一実施形態において、金属蒸着膜は、色材層又は樹脂層(2)における樹脂層(1)側の面とは反対側の面上に設けられている。この実施形態の蒸着フィルムは、蒸着シーラントフィルムである。このような構成により、例えば、包装材料に優れた光沢感を付与できるとともに、シーラントフィルムのガスバリア性、具体的には、酸素バリア性及び水蒸気バリア性を向上できる。また、金属蒸着膜を設けることにより、包装材料の遮光性及び保香性を向上できる。
一実施形態の蒸着フィルムは、本開示のシーラントフィルムと、当該シーラントフィルム(例えば、色材層又は樹脂層(2))上に設けられた金属蒸着膜とを備える。より詳細には、一実施形態において、金属蒸着膜は、色材層又は樹脂層(2)における樹脂層(1)側の面とは反対側の面上に設けられている。この実施形態の蒸着フィルムは、蒸着シーラントフィルムである。このような構成により、例えば、包装材料に優れた光沢感を付与できるとともに、シーラントフィルムのガスバリア性、具体的には、酸素バリア性及び水蒸気バリア性を向上できる。また、金属蒸着膜を設けることにより、包装材料の遮光性及び保香性を向上できる。
図3に、蒸着フィルムの一実施形態を示す。蒸着フィルム2は、シーラントフィルム1と、シーラントフィルム1の樹脂層(2)12上に設けられた金属蒸着膜20とを備える。シーラントフィルム1は、樹脂層(1)10と、色材層11と、樹脂層(2)12とを厚さ方向にこの順に備える。
金属蒸着膜は、例えば、アルミニウム、クロム、スズ、ニッケル、銅、銀、金及びプラチナなどの金属から構成される。これらの中でも、アルミニウム蒸着膜が好ましい。
金属蒸着膜の厚さは、好ましくは1nm以上150nm以下、より好ましくは5nm以上60nm以下、さらに好ましくは10nm以上40nm以下である。金属蒸着膜の厚さを1nm以上とすることにより、例えば、包装材料の金属光沢感、遮光性及び保香性を向上できる。金属蒸着膜の厚さを150nm以下とすることにより、例えば、金属蒸着膜におけるクラックの発生を抑制できると共に、包装材料のリサイクル適性を向上できる。
金属蒸着膜の形成方法の詳細は、後述する。
金属蒸着膜の形成方法の詳細は、後述する。
金属蒸着膜の表面には、上述した表面処理が施されていてもよい。このような構成により、例えば、金属蒸着膜と、当該金属蒸着膜に隣接する層との密着性を向上できる。
[積層体]
本開示の積層体は、基材と、本開示のシーラントフィルム又は上記蒸着フィルムとを備える。シーラントフィルムにおける樹脂層(1)は、積層体の一方側の表層である。本開示の積層体において、基材とシーラントフィルムとは、同種の樹脂材料であるポリエチレンから構成される。すなわち、基材は、ポリエチレンから構成され、シーラントフィルムは、基材を構成する樹脂材料と同種の樹脂材料であるポリエチレンから構成される。このような構成を有する積層体を用いることにより、例えば、リサイクル適性に優れる包装容器を作製できる。
本開示の積層体は、基材と、本開示のシーラントフィルム又は上記蒸着フィルムとを備える。シーラントフィルムにおける樹脂層(1)は、積層体の一方側の表層である。本開示の積層体において、基材とシーラントフィルムとは、同種の樹脂材料であるポリエチレンから構成される。すなわち、基材は、ポリエチレンから構成され、シーラントフィルムは、基材を構成する樹脂材料と同種の樹脂材料であるポリエチレンから構成される。このような構成を有する積層体を用いることにより、例えば、リサイクル適性に優れる包装容器を作製できる。
本開示において「ポリエチレンから構成されるAAA」という記載は、当該AAAの主成分がポリエチレンであることを意味するが、当該AAAがポリエチレンのみからなる構成に限定されるものではない。当該AAAは、ポリエチレン以外の他の成分を含有してもよい。具体的には、当該AAAにおけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。
例えばポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレン等が例示されるが、これらは同種の樹脂材料に分類される。一方、例えばポリエチレンとポリエステルとは、同種の樹脂材料には分類されない。
本開示の積層体全体におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。このような積層体は、同種の樹脂材料であるポリエチレンを使用していることから、いわゆるモノマテリアル材料に分類でき、例えばモノマテリアル包装容器の作製に好適に使用できる。
図4に、本開示の積層体の一実施形態を示す。積層体3は、基材30と、接着層32と、シーラントフィルム1とを厚さ方向にこの順に備える。シーラントフィルム1は、樹脂層(2)12と基材30とが対向するように、接着層32を介して基材30上に配置されている。一実施形態において、積層体3は、基材30上に図示せぬ印刷層をさらに備える。印刷層は、通常、基材30におけるシーラントフィルム1側の面上に形成されている。
<基材>
基材は、ポリエチレンから構成される。基材を構成する樹脂材料が、シーラントフィルムを構成する樹脂材料と同種の樹脂材料であるポリエチレンであることにより、このような構成を有する積層体は、モノマテリアル包装容器を作製するための積層体として好適に使用できる。
基材は、ポリエチレンから構成される。基材を構成する樹脂材料が、シーラントフィルムを構成する樹脂材料と同種の樹脂材料であるポリエチレンであることにより、このような構成を有する積層体は、モノマテリアル包装容器を作製するための積層体として好適に使用できる。
ポリエチレンとしては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン及び超低密度ポリエチレンが挙げられる。基材の強度及び耐熱性という観点からは、高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンが好ましく、延伸適性という観点からは、中密度ポリエチレンが好ましい。
基材は、ポリエチレンを1種又は2種以上含有できる。
ポリエチレンの詳細は、上述したとおりである。
基材におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。このような構成により、例えば、積層体のリサイクル適性を向上できる。
ポリエチレンの詳細は、上述したとおりである。
基材におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。このような構成により、例えば、積層体のリサイクル適性を向上できる。
基材を構成する各層におけるポリエチレンの含有割合は、それぞれ独立に、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。このような構成により、例えば、積層体のリサイクル適性を向上できる。
基材は、ポリエチレン以外の樹脂材料を1種又は2種以上含有してもよい。当該樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、(メタ)アクリル樹脂、ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド、ポリエステル及びアイオノマー樹脂が挙げられる。基材は、そのリサイクル適性という観点からは、ポリエチレン以外の樹脂材料を含有しないことが特に好ましい。
基材は、添加剤を1種又は2種以上含有してもよい。添加剤としては、例えば、架橋剤、アンチブロッキング剤、滑(スリップ)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、染料及び改質用樹脂が挙げられる。基材が以下の多層基材である場合は、当該多層基材を構成する各層は、それぞれ独立に、上記添加剤を含有できる。
多層基材を構成する各層から選ばれる少なくとも1つの層は、スリップ剤を含有してもよい。これにより、例えば、多層基材の加工性を向上できる。例えば、後述する第5の実施形態の延伸多層基材において、第3の層がスリップ剤を含有してもよく、第1~第5の層の全てがスリップ剤を含有してもよい。
スリップ剤としては、例えば、アミド系滑剤、グリセリン脂肪酸エステル等の脂肪酸エステル、炭化水素系ワックス、高級脂肪酸系ワックス、金属石鹸、親水性シリコーン、シリコーン変性(メタ)アクリル樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性ポリエーテル、シリコーン変性ポリエステル、ブロック型シリコーン(メタ)アクリル共重合体、ポリグリセロール変性シリコーン及びパラフィンが挙げられる。スリップ剤の中でも、アミド系滑剤が好ましい。アミド系滑剤としては、例えば、飽和脂肪酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、置換アミド、メチロールアミド、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、脂肪酸エステルアミド及び芳香族ビスアミドが挙げられる。これらの中でも、不飽和脂肪酸アミドが好ましく、エルカ酸アミドがより好ましい。
多層基材において、スリップ剤を含有する層におけるスリップ剤の含有割合は、例えば0.01質量%以上3質量%以下でもよく、0.03質量%以上1質量%以下でもよい。これにより、多層基材の加工性をより向上できる。
基材は、単層構造を有してもよく、多層構造を有してもよい。以下、多層構造を有する基材を「多層基材」ともいう。多層基材は、その強度、耐熱性及び延伸適性を向上できるという観点から好ましい。
多層基材において、各層を構成するポリエチレンの密度は同一でもよく、異なってもよい。例えば、多層基材は、各層の密度に勾配(密度勾配)を有してもよい。多層基材に密度勾配を設けることにより、例えば、その強度、耐熱性及び延伸適性を向上できる。
密度勾配を有する多層基材において、隣接する任意の二層の密度差の絶対値は小さいことが好ましい。上記密度差の絶対値は、好ましくは0.040g/cm3以下、より好ましくは0.030g/cm3以下、さらに好ましくは0.020g/cm3以下である。このような構成により、例えば、各層の界面における剥離(デラミネーション)の発生を効果的に抑制できる。
基材は、延伸処理が施されていることが好ましく、以下、このような基材を「延伸基材」ともいう。基材は、延伸処理が施された多層基材であることがより好ましい。以下、このような基材を「延伸多層基材」ともいう。延伸処理により、例えば、基材の耐熱性及び強度を向上できる。このような延伸基材、特に延伸多層基材は、例えば包装材料の外層として要求される物性を満足できる。
延伸は、一軸延伸でもよく、二軸延伸でもよい。延伸基材における長手方向(MD)の延伸倍率は、一実施形態において、好ましくは2倍以上10倍以下、より好ましくは3倍以上7倍以下である。延伸基材における横手方向(TD)の延伸倍率は、一実施形態において、好ましくは2倍以上10倍以下、より好ましくは3倍以上7倍以下である。
延伸倍率が2倍以上であると、例えば、基材の剛性、強度及び耐熱性を向上でき、基材への印刷適性を向上でき、また、基材の透明性を向上できる。延伸倍率が10倍以下であると、例えば、フィルムの破断等を起こさず、良好な延伸を実施できる。
延伸基材は、一実施形態において、一軸延伸フィルムであり、より具体的には、長手方向(MD)に延伸処理された一軸延伸フィルムである。
延伸多層基材は、2層以上の多層構造を有する。延伸多層基材の層数は、一実施形態において、2層以上7層以下であり、例えば、3層以上7層以下、又は3層以上5層以下である。延伸多層基材の層数は、奇数であることが好ましく、例えば、3層、5層又は7層である。延伸多層基材が多層構造を有することにより、基材の剛性、強度、耐熱性、印刷適性及び延伸性のバランスを向上できる。延伸多層基材の各層も、それぞれポリエチレンから構成されることが好ましい。
延伸多層基材におけるシーラントフィルム側表面樹脂層の密度D3と、シーラントフィルムにおける樹脂層(1)の密度D1との差(D3-D1)は、例えば、0.022g/cm3以上、0.025g/cm3以上、又は0.030g/cm3以上である。
延伸多層基材等の基材のヘイズ値は、好ましくは25%以下、より好ましくは15%以下、さらに好ましくは10%以下である。ヘイズ値は小さいほど好ましいが、一実施形態において、その下限値は0.1%又は1%であってもよい。基材のヘイズ値は、JIS K7136に準拠して測定する。
延伸多層基材等の基材の厚さは、好ましくは10μm以上60μm以下、より好ましくは15μm以上50μm以下である。基材の厚さが10μm以上であると、積層体の剛性及び強度を向上できる。基材の厚さが60μm以下であると、積層体の加工適性を向上できる。上述した効果が得られる範囲において、多層基材の厚さが小さいと、例えばコスト低減の観点から好ましい。
延伸多層基材等の基材には、上述した表面処理が施されていてもよい。これにより、例えば、基材と、基材に積層される層との密着性を向上できる。延伸多層基材等の基材の表面に、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。
延伸多層基材は、例えば、インフレーション法又はTダイ法により、複数の樹脂材料又は樹脂組成物を製膜して積層物を形成し、得られた積層物を延伸することにより製造できる。延伸処理により、基材の透明性、剛性、強度及び耐熱性を向上でき、該基材を例えば包装材料の基材として好適に使用できる。
延伸多層基材は、一実施形態において、多層構造を有する積層物(前駆体)を、延伸処理して得られる。具体的には、各層を構成する樹脂材料をチューブ状に共押出して製膜し、積層物を製造できる。あるいは、各層を構成する樹脂材料をチューブ状に共押出し、次いで、対向する層同士をゴムロールなどにより圧着することによって、積層物を製造できる。このような方法により積層物を製造することにより、欠陥品数を顕著に低減でき、生産効率を向上できる。
例えば延伸多層基材がポリエチレンから構成される場合であって、Tダイ法により多層基材を製造する場合、多層基材の各層を構成するポリエチレンのメルトフローレート(MFR)は、製膜性、及び多層基材の加工適性という観点から、好ましくは3g/10分以上20g/10分以下である。
例えば延伸多層基材がポリエチレンから構成される場合であって、インフレーション法により多層基材を製造する場合、多層基材の各層を構成するポリエチレンのMFRは、製膜性、及び多層基材の加工適性という観点から、好ましくは0.2g/10分以上5g/10分以下である。
延伸多層基材は、例えば、上述した積層物を延伸して得られる。好ましい延伸倍率は、上述したとおりである。なお、インフレーション製膜機において、積層物の延伸も合わせて行うことができる。これにより、延伸多層基材を製造できることから、生産効率をより向上できる。
以下、延伸多層基材の実施形態について、数例を説明する。以下、ポリエチレンの含有割合が80質量%以上である層を「ポリエチレン層」と記載する。例えば高密度ポリエチレンの含有割合が80質量%以上である層を「高密度ポリエチレン層」と記載する。
第1の実施形態の延伸多層基材は、中密度ポリエチレン層と、高密度ポリエチレン層と、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンのブレンド層と、高密度ポリエチレン層と、中密度ポリエチレン層とを、厚さ方向にこの順に備える。このような構成とすることにより、例えば、基材の印刷適性を向上でき、強度及び耐熱性を向上でき、延伸前積層物の延伸適性を向上できる。
中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンの上記ブレンド層における、中密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとの質量比(中密度ポリエチレン/高密度ポリエチレン)は、好ましくは0.25以上4以下、より好ましくは0.4以上2.4以下である。
第2の実施形態の延伸多層基材は、中密度ポリエチレン層と、中密度ポリエチレン層と、中密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンのブレンド層と、中密度ポリエチレン層と、中密度ポリエチレン層とを、厚さ方向にこの順に備える。このような構成とすることにより、例えば、基材の印刷適性を向上でき、強度及び耐熱性を向上でき、延伸前積層物の延伸適性を向上できる。
中密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンの上記ブレンド層における、中密度ポリエチレンと直鎖状低密度ポリエチレンとの質量比(中密度ポリエチレン/直鎖状低密度ポリエチレン)は、好ましくは0.25以上4以下、より好ましくは0.4以上2.4以下である。
第3の実施形態の延伸多層基材は、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンのブレンド層と、中密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンのブレンド層と、直鎖状低密度ポリエチレン層と、中密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンのブレンド層と、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンのブレンド層とを、厚さ方向にこの順に備える。このような構成とすることにより、例えば、基材の印刷適性を向上でき、強度及び耐熱性を向上でき、延伸前積層物の延伸適性を向上できる。
中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンの上記ブレンド層における、中密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとの質量比(中密度ポリエチレン/高密度ポリエチレン)は、それぞれ独立に、好ましくは0.25以上4以下、より好ましくは0.4以上2.4以下である。
中密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンの上記ブレンド層における、中密度ポリエチレンと直鎖状低密度ポリエチレンとの質量比(中密度ポリエチレン/直鎖状低密度ポリエチレン)は、好ましくは0.25以上4以下、より好ましくは0.4以上2.4以下である。
第4の実施形態の延伸多層基材は、高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンのブレンド層と、中密度ポリエチレン層と、直鎖状低密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンのブレンド層と、中密度ポリエチレン層と、高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンのブレンド層とを、厚さ方向にこの順に備える。このような構成とすることにより、例えば、基材の印刷適性を向上でき、強度及び耐熱性を向上でき、延伸前積層物の延伸適性を向上できる。
高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンの上記ブレンド層における、中密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとの質量比(中密度ポリエチレン/高密度ポリエチレン)は、それぞれ独立に、好ましくは0.25以上4以下、より好ましくは0.4以上2.4以下である。
直鎖状低密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンのブレンド層における、直鎖状低密度ポリエチレンと中密度ポリエチレンとの質量比(直鎖状低密度ポリエチレン/中密度ポリエチレン)は、好ましくは0.25以上4以下、より好ましくは0.4以上2.4以下である。
第5の実施形態の延伸多層基材は、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有する第1の層と、高密度ポリエチレンを含有する第2の層と、直鎖状低密度ポリエチレンを含有する第3の層と、高密度ポリエチレンを含有する第4の層と、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有する第5の層とを、厚さ方向にこの順に備える。
基材に画像を印刷する際には、前処理として、コロナ放電処理などの表面処理が基材に対してなされることがある。中密度ポリエチレンを含有する層は、ポリエチレンとして高密度ポリエチレンのみを含有する層に比べて、表面処理に対する耐久性が高い傾向にある。このため、中密度ポリエチレンを含有する層は、表面処理後の印刷時におけるインキ密着性に優れる。また、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有する層は、印刷時及びヒートシール時に必要な耐熱性も有する。また、中密度ポリエチレンを含有する層は、多層基材の前駆体である積層物の延伸性の向上に寄与する。
第1の層及び第5の層における、中密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとの質量比(中密度ポリエチレン/高密度ポリエチレン)は、それぞれ独立に、好ましくは1.1以上5以下、より好ましくは1.5以上3以下である。これにより、インキ密着性及び耐熱性のバランスをより向上できる。
第1の層及び第5の層における、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンの合計含有割合は、それぞれ独立に、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。これにより、基材のインキ密着性及び耐熱性をより向上できる。
第2の層及び第4の層は、それぞれ、基材の耐熱性の向上に寄与する。すなわち、第1の層及び第5の層に加えて、第2の層及び第4の層に高密度ポリエチレンを含有させることにより、基材の耐熱性を更に向上できる。
第2の層及び第4の層は、それぞれ独立に、低密度ポリエチレンをさらに含有してもよい。これにより、基材の耐熱性、剛性及び加工性のバランスをより向上できる。
第2の層及び第4の層における、高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとの質量比(高密度ポリエチレン/低密度ポリエチレン)は、それぞれ独立に、好ましくは1以上4以下、より好ましくは1.5以上3以下である。これにより、基材の耐熱性、剛性及び加工性のバランスをより向上できる。
第2の層及び第4の層における、高密度ポリエチレンの含有割合は、それぞれ独立に、好ましくは50質量%超、より好ましくは55質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上である。これにより、基材の耐熱性をより向上できる。
第2の層及び第4の層における、高密度ポリエチレン及び低密度ポリエチレンの合計含有割合は、それぞれ独立に、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。これにより、基材の耐熱性、剛性及び加工性のバランスをより向上できる。
第2の層及び第4の層のそれぞれの厚さは、それぞれ独立に、好ましくは0.5μm以上15μm以下、より好ましくは1μm以上10μm以下、さらに好ましくは1μm以上8μm以下である。これにより、基材の耐熱性をより向上できる。
第3の層は、多層基材の前駆体である積層物の延伸性の向上に寄与する。
第3の層は、低密度ポリエチレンをさらに含有してもよい。
第3の層は、低密度ポリエチレンをさらに含有してもよい。
第3の層における直鎖状低密度ポリエチレンの含有割合は、好ましくは50質量%超、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上、よりさらに好ましくは80質量%以上、90質量%以上、又は95質量%以上である。これにより、耐熱性、剛性及び延伸性のバランスをより向上できる。
第3の層が低密度ポリエチレンを含有する場合における低密度ポリエチレンの含有割合は、好ましくは50質量%未満、より好ましくは5質量%以上40質量%以下、さらに好ましくは10質量%以上30質量%以下である。
第3の層の厚さは、好ましくは1μm以上50μm以下、より好ましくは2μm以上40μm以下、さらに好ましくは5μm以上30μm以下である。これにより、耐熱性、剛性及び延伸性のバランスをより向上できる。
第2の層及び第4の層の合計厚さと、第3の層の厚さとの比(第2の層及び第4の層の合計厚さ/第3の層の厚さ)は、好ましくは0.1以上10以下、より好ましくは0.2以上5以下、さらに好ましくは0.5以上2以下である。これにより、基材の剛性、強度及び耐熱性をより向上できる。
第1~第5の実施形態の延伸多層基材において、2つの表面樹脂層のそれぞれの厚さは、それぞれ独立に、好ましくは0.5μm以上10μm以下、より好ましくは1μm以上8μm以下、さらに好ましくは1μm以上5μm以下である。これにより、例えば、基材の耐熱性及び印刷適性をより向上できる。第5の実施形態の延伸多層基材の場合は、2つの表面樹脂層は、一実施形態において第1の層及び第5の層である。
第1~第5の実施形態の延伸多層基材において、2つの表面樹脂層のそれぞれの厚さは、内側3層(多層中間層)の合計厚さよりも小さいことが好ましい。2つの表面樹脂層のそれぞれの厚さと、多層中間層の合計厚さとの比(表面樹脂層/多層中間層)は、好ましくは0.05以上0.8以下、より好ましくは0.1以上0.7以下、さらに好ましくは0.1以上0.4以下である。これにより、例えば、基材の剛性、強度及び耐熱性をより向上できる。第5の実施形態の延伸多層基材の場合は、多層中間層は、一実施形態において第2~第4の層である。
第6の実施形態の延伸多層基材は、高密度ポリエチレン層と、中密度ポリエチレン層とを、厚さ方向にこの順に備える。基材の表面樹脂層が高密度ポリエチレン層であることにより、例えば、基材の強度及び耐熱性を向上できる。基材が中密度ポリエチレン層を備えることにより、例えば、延伸前積層物の延伸適性を向上できる。
第7の実施形態の延伸多層基材は、高密度ポリエチレン層と、中密度ポリエチレン層と、高密度ポリエチレン層とを、厚さ方向にこの順に備える。このような構成とすることにより、例えば、基材の強度及び耐熱性を向上でき、基材におけるカールの発生を抑制でき、延伸前積層物の延伸適性を向上できる。
第6~第7の実施形態の延伸多層基材において、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以下であることが好ましい。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、好ましくは0.1以上1以下、より好ましくは0.2以上0.5以下である。
第8の実施形態の延伸多層基材は、高密度ポリエチレン層と、中密度ポリエチレン層と、低密度ポリエチレン層、直鎖状低密度ポリエチレン層又は超低密度ポリエチレン層(記載簡略化のため、これらの3層をまとめて「低密度ポリエチレン層等」と記載する。)と、中密度ポリエチレン層と、高密度ポリエチレン層とを、厚さ方向にこの順に備える。このような構成とすることにより、例えば、延伸前積層物の延伸適性を向上でき、基材の強度及び耐熱性を向上でき、基材におけるカールの発生を抑制できる。
第8の実施形態の延伸多層基材において、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以下であることが好ましい。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、好ましくは0.1以上1以下、より好ましくは0.2以上0.5以下である。
第8の実施形態の延伸多層基材において、高密度ポリエチレン層の厚さは、低密度ポリエチレン層等の厚さ以上であることが好ましい。高密度ポリエチレン層の厚さと、低密度ポリエチレン層等の厚さとの比は、好ましくは1以上4以下、より好ましくは1以上2以下である。
他の実施形態の延伸多層基材として、高密度ポリエチレン層と、高密度ポリエチレン層と、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンのブレンド層と、高密度ポリエチレン層と、高密度ポリエチレンとを、厚さ方向にこの順に備える基材;中密度ポリエチレン層と、高密度ポリエチレン層と、直鎖状低密度ポリエチレン層と、高密度ポリエチレン層と、中密度ポリエチレン層とを、厚さ方向にこの順に備える基材も挙げられる。
また、高密度ポリエチレン層と、高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレのブレンド層と、低密度ポリエチレン層等と、高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンのブレンド層と、高密度ポリエチレン層とを、厚さ方向にこの順に備える基材も挙げられる。
<バリア層>
本開示の積層体は、一実施形態において、基材とシーラントフィルム又は蒸着フィルムとの間に、バリア層を備える。これにより、例えば、積層体のガスバリア性、具体的には、酸素バリア性及び水蒸気バリア性を向上できる。
本開示の積層体は、一実施形態において、基材とシーラントフィルム又は蒸着フィルムとの間に、バリア層を備える。これにより、例えば、積層体のガスバリア性、具体的には、酸素バリア性及び水蒸気バリア性を向上できる。
バリア層は、例えば、基材の表面に形成される。
また、基材とシーラントフィルム又は蒸着フィルムとの間に、バリア層を接着剤等を介して設けてもよい。例えば、基材とシーラントフィルム又は蒸着フィルムとの間に、第2の基材と、第2の基材上に形成されたバリア層とを備えるバリアフィルムを、接着剤等を介して設けてもよい。この態様では、リサイクル適性という観点から、バリアフィルムにおける第2の基材は、基材を構成する樹脂材料と同種の樹脂材料であるポリエチレンから構成されることが好ましい。第2の基材におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。これにより、積層体のリサイクル適性を向上できる。
また、基材とシーラントフィルム又は蒸着フィルムとの間に、バリア層を接着剤等を介して設けてもよい。例えば、基材とシーラントフィルム又は蒸着フィルムとの間に、第2の基材と、第2の基材上に形成されたバリア層とを備えるバリアフィルムを、接着剤等を介して設けてもよい。この態様では、リサイクル適性という観点から、バリアフィルムにおける第2の基材は、基材を構成する樹脂材料と同種の樹脂材料であるポリエチレンから構成されることが好ましい。第2の基材におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。これにより、積層体のリサイクル適性を向上できる。
一実施形態において、バリア層は、蒸着膜である。蒸着膜としては、例えば、アルミニウム、クロム、スズ、ニッケル、銅、銀、金及びプラチナなどの金属;又は酸化アルミニウム、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、酸化ハフニウム及び酸化バリウムなどの無機酸化物から構成される。これらの中でも、アルミニウム蒸着膜、酸化アルミニウム(アルミナ)蒸着膜、又は酸化ケイ素(シリカ)蒸着膜が好ましい。
蒸着膜の厚さは、好ましくは1nm以上150nm以下、より好ましくは5nm以上60nm以下、さらに好ましくは10nm以上40nm以下である。蒸着膜の厚さを1nm以上とすることにより、例えば、積層体の酸素バリア性及び水蒸気バリア性をより向上できる。蒸着膜の厚さを150nm以下とすることにより、例えば、蒸着膜におけるクラックの発生を抑制できると共に、積層体のリサイクル適性を向上できる。
蒸着膜の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法及びイオンプレーティング法などの物理気相成長法(PVD法);並びにプラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法及び光化学気相成長法などの化学気相成長法(CVD法)が挙げられる。蒸着膜は、物理気相成長法及び化学気相成長法の両者を併用して形成される、異種の無機酸化物の蒸着膜を2層以上含む複合膜であってもよい。
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程度が好ましく、酸素導入後においては、10-1~10-6mbar程度が好ましい。酸素導入量などは、蒸着機の大きさなどによって異なる。導入される酸素には、キャリヤーガスとしてアルゴンガス、ヘリウムガス及び窒素ガスなどの不活性ガスを支障のない範囲で使用してもよい。蒸着膜が形成される対象フィルムの搬送速度は、例えば、10m/min以上800m/min以下である。
蒸着膜の表面には、上述した表面処理が施されていてもよい。これにより、例えば、蒸着膜と、当該蒸着膜に隣接する層との密着性を向上できる。
例えば蒸着膜が酸化アルミニウム及び酸化ケイ素などの無機酸化物から構成される場合は、蒸着膜の表面にバリアコート層を設けてもよい。この場合、バリア層は、蒸着膜及びバリアコート層を備える。本開示の積層体は、一実施形態において、基材と、蒸着膜と、バリアコート層と、シーラントフィルム又は蒸着フィルムとを厚さ方向にこの順に備える。このような構成とすることにより、例えば、積層体のガスバリア性を向上でき、また、蒸着膜におけるクラックの発生を効果的に抑制できる。
一実施形態において、バリアコート層は、ガスバリア性樹脂から構成される。ガスバリア性樹脂としては、例えば、エチレン-ビニルアルコール共重合体;ポリビニルアルコール;ポリアクリロニトリル;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ナイロン6、ナイロン6,6及びポリメタキシリレンアジパミドなどのポリアミド;ポリウレタン;並びにポリ塩化ビニリデンが挙げられる。
バリアコート層におけるガスバリア性樹脂の含有割合は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。このような構成により、例えば、バリアコート層のガスバリア性を向上できる。
バリアコート層の厚さは、好ましくは0.01μm以上10μm以下、より好ましくは0.1μm以上5μm以下である。バリアコート層の厚さを0.01μm以上とすることにより、例えば、ガスバリア性をより向上できる。
バリアコート層は、例えば、ガスバリア性樹脂などの材料を水又は適当な有機溶剤に溶解又は分散させ、得られた塗布液を塗布、乾燥することにより形成できる。
他の実施形態において、バリアコート層は、アルコキシドと、水溶性高分子と、必要に応じてシランカップリング剤とを混合し、水、有機溶剤及びゾルゲル法触媒を添加して得られたガスバリア性組成物を、蒸着膜上に塗布し乾燥することにより形成されるガスバリア性塗布層である。ガスバリア性塗布層は、上記アルコキシド等がゾルゲル法によって加水分解及び重縮合された加水分解重縮合物を含む。以上の各成分は、それぞれ、1種又は2種以上用いることができる。
アルコキシドは、例えば、式(1)で表される。
R1 nM(OR2)m (1)
式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に炭素数1以上8以下の有機基を表し、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。
R1 nM(OR2)m (1)
式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に炭素数1以上8以下の有機基を表し、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。
R1及びR2における有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ヘキシル基及びn-オクチル基等の炭素数1以上8以下のアルキル基が挙げられる。
金属原子Mは、例えば、ケイ素、ジルコニウム、チタン又はアルミニウムである。
金属原子Mは、例えば、ケイ素、ジルコニウム、チタン又はアルミニウムである。
式(1)で表されるアルコキシドとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン及びテトラブトキシシラン等のアルコキシシランが挙げられる。
水溶性高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール及びエチレン-ビニルアルコール共重合体が挙げられる。酸素バリア性、水蒸気バリア性、耐水性及び耐候性などの所望の物性に応じて、ポリビニルアルコール及びエチレン-ビニルアルコール共重合体のいずれか一方を用いてもよく、両者を併用してもよく、また、ポリビニルアルコールを用いて得られるガスバリア性塗布層及びエチレン-ビニルアルコール共重合体を用いて得られるガスバリア性塗布層を積層してもよい。水溶性高分子の使用量は、式(1)で表されるアルコキシド100質量部に対して、好ましくは5質量部以上500質量部以下である。
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、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く、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及び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が挙げられる。シランカップリング剤の使用量は、式(1)で表されるアルコキシド100質量部に対して、好ましくは1質量部以上20質量部以下である。
ガスバリア性組成物の調製に用いられる有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-プロピルアルコール及びn-ブチルアルコールが挙げられる。
ゾルゲル法触媒としては、酸又はアミン系化合物が好ましい。
酸としては、例えば、硫酸、塩酸及び硝酸等の鉱酸;並びに酢酸及び酒石酸等の有機酸が挙げられる。酸の使用量は、式(1)で表されるアルコキシドとシランカップリング剤との総モル量1モルに対して、好ましくは0.001モル以上0.05モル以下である。
酸としては、例えば、硫酸、塩酸及び硝酸等の鉱酸;並びに酢酸及び酒石酸等の有機酸が挙げられる。酸の使用量は、式(1)で表されるアルコキシドとシランカップリング剤との総モル量1モルに対して、好ましくは0.001モル以上0.05モル以下である。
アミン系化合物としては、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、トリブチルアミン及びトリペンチルアミンが挙げられる。アミン系化合物の使用量は、式(1)で表されるアルコキシドとシランカップリング剤との合計量100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上1.0質量部以下である。
ガスバリア性組成物を塗布する方法としては、例えば、グラビアロールコーター等のロールコート、スプレーコート、スピンコート、ディッピング、刷毛、バーコート及びアプリケータ等の塗布手段が挙げられる。
以下、ガスバリア性塗布層の形成方法の一実施形態について説明する。
アルコキシド、水溶性高分子、ゾルゲル法触媒、水、有機溶剤、及び必要に応じてシランカップリング剤等を混合して、ガスバリア性組成物を調製する。組成物中では、次第に重縮合反応が進行する。蒸着膜上に、常法により、上記組成物を塗布し、乾燥する。この乾燥により、アルコキシド及び水溶性高分子(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)の重縮合がさらに進行し、複合ポリマーの層が形成される。上記操作を繰り返して、複数の複合ポリマー層を積層してもよい。最後に、上記組成物を好ましくは20℃以上250℃以下、より好ましくは50℃以上220℃以下、例えば50℃以上120℃以下の温度で、1秒以上10分間以下加熱する。これにより、ガスバリア性塗布層を形成できる。
アルコキシド、水溶性高分子、ゾルゲル法触媒、水、有機溶剤、及び必要に応じてシランカップリング剤等を混合して、ガスバリア性組成物を調製する。組成物中では、次第に重縮合反応が進行する。蒸着膜上に、常法により、上記組成物を塗布し、乾燥する。この乾燥により、アルコキシド及び水溶性高分子(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)の重縮合がさらに進行し、複合ポリマーの層が形成される。上記操作を繰り返して、複数の複合ポリマー層を積層してもよい。最後に、上記組成物を好ましくは20℃以上250℃以下、より好ましくは50℃以上220℃以下、例えば50℃以上120℃以下の温度で、1秒以上10分間以下加熱する。これにより、ガスバリア性塗布層を形成できる。
アルコキシドを用いたガスバリア性組成物により形成されるガスバリア性塗布層の厚さは、好ましくは0.01μm以上100μm以下、より好ましくは0.1μm以上50μm以下である。これにより、例えば、ガスバリア性を向上でき、蒸着膜におけるクラックの発生を抑制できる。
<印刷層>
本開示の積層体は、一実施形態において、上述した基材上に形成された印刷層をさらに備える。本開示の積層体は、一実施形態において、画像の経時的な劣化を抑制できることから、基材におけるシーラントフィルム側の面上に印刷層を備えることが好ましい。積層体が基材上にバリア層を備える場合は、例えば、バリア層上に印刷層を設けてもよい。この場合、本開示の積層体は、例えば、基材と、バリア層と、印刷層と、シーラントフィルム又は蒸着フィルムとを厚さ方向にこの順に備える。
本開示の積層体は、一実施形態において、上述した基材上に形成された印刷層をさらに備える。本開示の積層体は、一実施形態において、画像の経時的な劣化を抑制できることから、基材におけるシーラントフィルム側の面上に印刷層を備えることが好ましい。積層体が基材上にバリア層を備える場合は、例えば、バリア層上に印刷層を設けてもよい。この場合、本開示の積層体は、例えば、基材と、バリア層と、印刷層と、シーラントフィルム又は蒸着フィルムとを厚さ方向にこの順に備える。
印刷層は、例えば、画像を含む。画像としては、例えば、文字、図形、記号及びこれらの組合せが挙げられる。印刷層の形成方法としては、例えば、グラビア印刷法、オフセット印刷法及びフレキソ印刷法が挙げられる。一実施形態において、環境負荷低減という観点から、フレキソ印刷法が好ましい。また、環境負荷低減という観点から、バイオマス由来のインキを用いて基材の表面に印刷層を形成してもよい。
<接着層>
本開示の積層体は、一実施形態において、基材とシーラントフィルム又は蒸着フィルムとの間や、基材とバリアフィルムとの間、バリアフィルムとシーラントフィルム又は蒸着フィルムとの間などの任意の層間に、接着層を備える。これにより、基材とシーラントフィルム又は蒸着フィルムとの密着性や、他の層間の密着性を向上できる。
本開示の積層体は、一実施形態において、基材とシーラントフィルム又は蒸着フィルムとの間や、基材とバリアフィルムとの間、バリアフィルムとシーラントフィルム又は蒸着フィルムとの間などの任意の層間に、接着層を備える。これにより、基材とシーラントフィルム又は蒸着フィルムとの密着性や、他の層間の密着性を向上できる。
例えば、上述した基材と、本開示のシーラントフィルム又は蒸着フィルムとを、接着層を介して積層することにより、本開示の積層体を作製できる。
接着層は、接着剤を1種又は2種以上含有する。接着剤としては、例えば、1液硬化型の接着剤、2液硬化型の接着剤、及び非硬化型の接着剤が挙げられる。
接着剤は、無溶剤型の接着剤でもよく、溶剤型の接着剤でもよい。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、ウレタン系接着剤、ゴム系接着剤、ビニル系接着剤、フェノール系接着剤及びオレフィン系接着剤が挙げられる。これらの中でも、2液硬化型のウレタン系接着剤が好ましい。
接着層は、添加剤を1種又は2種以上含有してもよい。添加剤としては、例えば、顔料、染料、滑剤、着色剤、湿潤剤、増粘剤、凝固剤、ゲル化剤、沈降防止剤、軟化剤、硬化剤、可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤及び難燃剤が挙げられる。
接着層の厚さは、好ましくは0.5μm以上6μm以下、より好ましくは0.8μm以上5μm以下、さらに好ましくは1μm以上4.5μm以下である。接着層の厚さが下限値以上であると、例えば、層間の密着性を向上できる。接着層の厚さが上限値以下であると、例えば、ポリエチレンから構成される基材と本開示のシーラントフィルム又は蒸着フィルムとを用いて作製される包装容器のリサイクル適性を向上できる。
接着層は、例えば、ダイレクトグラビアロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法、リバースロールコート法、フォンテン法及びトランスファーロールコート法などの方法により、対象上に接着剤を塗布し、必要に応じて乾燥することにより形成できる。
本開示の積層体において、一実施形態において、延伸多層基材が包装容器の外層として要求される剛性、強度及び耐熱性を満たし、シーラントフィルムが低温での包装化を可能とする。さらに、延伸多層基材とシーラントフィルムとは、それぞれポリエチレンから構成される。このため、上記積層体は、リサイクル適性が求められる包装材料として適している。
[用途]
本開示の積層体は、包装材料用途に好適に使用できる。
包装材料は、包装容器を作製するために使用される。包装材料は、本開示の積層体を備える。本開示の積層体を備える包装材料を少なくとも用いることにより、包装容器を作製できる。
本開示の積層体は、包装材料用途に好適に使用できる。
包装材料は、包装容器を作製するために使用される。包装材料は、本開示の積層体を備える。本開示の積層体を備える包装材料を少なくとも用いることにより、包装容器を作製できる。
包装容器は、本開示の積層体を備える。包装容器としては、例えば、包装袋、チューブ容器、及び蓋付き容器が挙げられる。蓋付き容器は、収容部を有する容器本体と、収容部を封止するように容器本体に接合(ヒートシール)された蓋材とを備える。
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、高周波シール及び超音波シールが挙げられる。
包装袋としては、例えば、スタンディングパウチ型、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、角底シール型及びガゼット型などの種々の形態の包装袋が挙げられる。
包装袋は、易開封部を備えてもよい。易開封部としては、例えば、包装袋の引き裂きの起点となるノッチ部や、包装袋を引き裂く際の経路として、レーザー加工やカッターなどにより形成されたハーフカット線が挙げられる。
一実施形態において、本開示の積層体を、基材が外側、シーラントフィルムが内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、包装袋を作製できる。他の実施形態において、複数の本開示の積層体をシーラントフィルム同士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、包装袋を作製できる。包装袋の全部が上記積層体で構成されてもよく、包装袋の一部が上記積層体で構成されてもよい。
一実施形態において、蓋付き容器における蓋材として、本開示の積層体が用いられる。
包装容器中に収容される内容物としては、例えば、液体、固体、粉体及びゲル体が挙げられる。内容物は、飲食品でもよく、化学品、化粧品及び医薬品等の非飲食品でもよい。包装容器中に内容物を収容した後、包装容器の開口部をヒートシールすることにより、包装容器を密封できる。
包装袋の具体例として、以下、小袋及びスタンディングパウチについて説明する。
小袋は、小型の包装袋であって、例えば1g以上200g以下の内容物を収容するために使用される。小袋中に収容される内容物としては、例えば、ソース、醤油、ドレッシング、ケチャップ、シロップ、料理用酒類、他の液体又は粘稠体の調味料;液体スープ、粉末スープ、果汁類;香辛料;液体飲料、ゼリー状飲料、インスタント食品、他の飲食品が挙げられる。
小袋は、小型の包装袋であって、例えば1g以上200g以下の内容物を収容するために使用される。小袋中に収容される内容物としては、例えば、ソース、醤油、ドレッシング、ケチャップ、シロップ、料理用酒類、他の液体又は粘稠体の調味料;液体スープ、粉末スープ、果汁類;香辛料;液体飲料、ゼリー状飲料、インスタント食品、他の飲食品が挙げられる。
本開示の積層体は、上述した効果を奏することから、スタンディングパウチ作製用包装材料として好適に使用でき、特に、モノマテリアルスタンディングパウチ作製用包装材料として好適に使用できる。
スタンディングパウチは、例えば50g以上2000g以下の内容物を収容するために使用される。スタンディングパウチ中に収容される内容物としては、例えば、シャンプー、リンス、コンディショナー、ハンドソープ、ボディソープ、芳香剤、消臭剤、脱臭剤、防虫剤、洗剤;ドレッシング、食用油、マヨネーズ、他の液体又は粘稠体の調味料;液体飲料、ゼリー状飲料、インスタント食品、他の飲食品;クリームが挙げられる。
図5は、スタンディングパウチの構成の一例を簡略に示す図である。図5に示すように、スタンディングパウチ40は、一実施形態において、胴部(側面シート)41と、底部(底面シート)42とを備える。側面シート41と底面シート42とは、同一部材により構成されてもよく、別部材により構成されてもよい。底面シートが側面シートの形状を保持することにより、パウチに自立性が付与され、スタンディング形式のパウチとすることができる。側面シートと底面シートとによって囲まれる領域内に、内容物を収容するための収容空間が形成される。
スタンディングパウチにおいて、胴部のみが本開示の積層体により構成されてもよく、底部のみが本開示の積層体により構成されてもよく、胴部及び底部の両方が本開示の積層体により構成されてもよい。
一実施形態において、側面シートは、本開示の積層体を2枚準備し、これらをシーラントフィルム同士が向かい合うようにして重ね合わせ、両側の側縁部をヒートシールして製袋することにより形成できる。
他の実施形態において、側面シートは、本開示の積層体を2枚準備し、これらをシーラントフィルム同士が向かい合うようにして重ね合わせ、重ね合わせた積層体の両側の側縁部における積層体間に、シーラントフィルムが外側となるようにV字状に折った積層体2枚をそれぞれ挿入し、ヒートシールすることにより形成できる。このような作製方法によれば、図6に示すような側部ガセット43付きの胴部41を有するスタンディングパウチ40が得られる。
一実施形態において、底面シートは、製袋された側面シート下部の間に本開示の積層体を挿入し、ヒートシールすることにより形成できる。より具体的には、底面シートは、製袋された側面シート下部の間に、シーラントフィルムが外側となるようにV字状に折った積層体を挿入し、ヒートシールすることにより形成できる。
一実施形態において、上記積層体を2枚準備し、これらをシーラントフィルム同士が向かい合うようにして重ね合わせ、次いで、もう1枚の上記積層体をシーラントフィルムが外側となるようにV字状に折り、これを向かい合わせとなった積層体の下部に挟み込み、ヒートシールすることにより底部を形成する。次いで、底部に隣接する2辺をヒートシールすることにより、胴部を形成する。このようにして、一実施形態のスタンディングパウチを形成できる。
本開示は、例えば以下の[1]~[16]に関する。
[1]基材に積層するためのシーラントフィルムであって、シーラントフィルムが、密度が0.920g/cm3以下のポリエチレン樹脂層(1)と、ポリエチレン及び色材成分を含有する色材層とを備え、シーラントフィルムにおける基材側とは反対側の表層が、ポリエチレン樹脂層(1)である、シーラントフィルム。
[2]色材層の密度が、0.920g/cm3超である、上記[1]に記載のシーラントフィルム。
[3]色材層が、ポリエチレンとして高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンから選択される少なくとも1種を含有し、色材層における高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンの合計含有割合が、80質量%以上である、上記[1]又は[2]に記載のシーラントフィルム。
[4]色材成分が、白色顔料である、上記[1]~[3]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[5]樹脂層(1)が、直鎖状低密度ポリエチレンを含有し、樹脂層(1)における直鎖状低密度ポリエチレンの含有割合が、80質量%以上である、上記[1]~[4]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[6]樹脂層(1)が、アンチブロッキング剤をさらに含有する、上記[1]~[5]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[7]シーラントフィルムが、色材層における樹脂層(1)側の面とは反対側の面上に、ポリエチレン樹脂層(2)をさらに備える、上記[1]~[6]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[8]樹脂層(2)が、直鎖状低密度ポリエチレンを含有し、樹脂層(2)における直鎖状低密度ポリエチレンの含有割合が、80質量%以上である、上記[7]に記載のシーラントフィルム。
[9]樹脂層(2)の密度D2と、樹脂層(1)の密度D1との差(D2-D1)が、0.020g/cm3以下である、上記[7]又は[8]に記載のシーラントフィルム。
[10]未延伸フィルムである、上記[1]~[9]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[11]シーラントフィルムを構成する各層が、共押出樹脂層である、上記[1]~[10]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[12]シーラントフィルム全体におけるポリエチレンの含有割合が、90質量%以上である、上記[1]~[11]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[13]ポリエチレンから構成される基材と、ヒートシール層とを備える積層体における、ヒートシール層として使用される、上記[1]~[12]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[14]基材が、延伸基材である、上記[13]に記載のシーラントフィルム。
[15]基材が、延伸多層基材である、上記[13]又は[14]に記載のシーラントフィルム。
[16]延伸多層基材におけるシーラントフィルム側表面樹脂層の密度D3と、シーラントフィルムにおける樹脂層(1)の密度D1との差(D3-D1)が、0.022g/cm3以上である、上記[15]に記載のシーラントフィルム。
[1]基材に積層するためのシーラントフィルムであって、シーラントフィルムが、密度が0.920g/cm3以下のポリエチレン樹脂層(1)と、ポリエチレン及び色材成分を含有する色材層とを備え、シーラントフィルムにおける基材側とは反対側の表層が、ポリエチレン樹脂層(1)である、シーラントフィルム。
[2]色材層の密度が、0.920g/cm3超である、上記[1]に記載のシーラントフィルム。
[3]色材層が、ポリエチレンとして高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンから選択される少なくとも1種を含有し、色材層における高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンの合計含有割合が、80質量%以上である、上記[1]又は[2]に記載のシーラントフィルム。
[4]色材成分が、白色顔料である、上記[1]~[3]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[5]樹脂層(1)が、直鎖状低密度ポリエチレンを含有し、樹脂層(1)における直鎖状低密度ポリエチレンの含有割合が、80質量%以上である、上記[1]~[4]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[6]樹脂層(1)が、アンチブロッキング剤をさらに含有する、上記[1]~[5]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[7]シーラントフィルムが、色材層における樹脂層(1)側の面とは反対側の面上に、ポリエチレン樹脂層(2)をさらに備える、上記[1]~[6]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[8]樹脂層(2)が、直鎖状低密度ポリエチレンを含有し、樹脂層(2)における直鎖状低密度ポリエチレンの含有割合が、80質量%以上である、上記[7]に記載のシーラントフィルム。
[9]樹脂層(2)の密度D2と、樹脂層(1)の密度D1との差(D2-D1)が、0.020g/cm3以下である、上記[7]又は[8]に記載のシーラントフィルム。
[10]未延伸フィルムである、上記[1]~[9]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[11]シーラントフィルムを構成する各層が、共押出樹脂層である、上記[1]~[10]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[12]シーラントフィルム全体におけるポリエチレンの含有割合が、90質量%以上である、上記[1]~[11]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[13]ポリエチレンから構成される基材と、ヒートシール層とを備える積層体における、ヒートシール層として使用される、上記[1]~[12]のいずれかに記載のシーラントフィルム。
[14]基材が、延伸基材である、上記[13]に記載のシーラントフィルム。
[15]基材が、延伸多層基材である、上記[13]又は[14]に記載のシーラントフィルム。
[16]延伸多層基材におけるシーラントフィルム側表面樹脂層の密度D3と、シーラントフィルムにおける樹脂層(1)の密度D1との差(D3-D1)が、0.022g/cm3以上である、上記[15]に記載のシーラントフィルム。
本開示のシーラントフィルムについて実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本開示のシーラントフィルムは実施例によって限定されるものではない。以下、「質量部」は単に「部」と記載する。
以下の記載において、高密度ポリエチレンを「HDPE」、中密度ポリエチレンを「MDPE」、低密度ポリエチレンを「LDPE」、直鎖状低密度ポリエチレンを「LLDPE」とも記載する。
[基材の作製]
基材の作製で用いるポリエチレンについて記載する。
・中密度ポリエチレン:
商品名:Elite 5538G(以下「MDPE(1)」ともいう)
密度:0.941g/cm3、融点:129℃、MFR:1.3g/10分、
Dowchemical社製
・中密度ポリエチレン:
商品名:Enable4002MC(以下「MDPE(2)」ともいう)
密度:0.940g/cm3、融点:128℃、MFR:0.25g/10分、
ExxonMobil社製
・高密度ポリエチレン:
商品名:Elite 5960G(以下「HDPE(1)」ともいう)
密度:0.960g/cm3、融点:134℃、MFR:0.8g/10分、
Dowchemical社製
・高密度ポリエチレン:
商品名:H619F(以下「HDPE(2)」ともいう)
密度:0.965g/cm3、融点:135℃、MFR:0.7g/10分、
SCG社製
・直鎖状低密度ポリエチレン:
商品名:Elite 5400G(以下「LLDPE(1)」ともいう)
密度:0.916g/cm3、融点:123℃、MFR:1.3g/10分、
Dowchemical社製
・直鎖状低密度ポリエチレン:
商品名:Exceed XP8656ML(以下「LLDPE(2)」ともいう)
密度:0.916g/cm3、融点:121℃、MFR:0.5g/10分、
ExxonMobil社製
・低密度ポリエチレン:
商品名:LD2420F(以下「LDPE(1)」ともいう)
密度:0.922g/cm3、融点:112℃、MFR:0.75g/10分、
PTT社製
・スリップ剤含有MB:
商品名:SLIP61 10061-K
密度:0.910g/cm3、MFR:10g/10分、
ポリエチレンベース、エルカ酸アミド系スリップ剤5質量%含有、
Ampacet社製
基材の作製で用いるポリエチレンについて記載する。
・中密度ポリエチレン:
商品名:Elite 5538G(以下「MDPE(1)」ともいう)
密度:0.941g/cm3、融点:129℃、MFR:1.3g/10分、
Dowchemical社製
・中密度ポリエチレン:
商品名:Enable4002MC(以下「MDPE(2)」ともいう)
密度:0.940g/cm3、融点:128℃、MFR:0.25g/10分、
ExxonMobil社製
・高密度ポリエチレン:
商品名:Elite 5960G(以下「HDPE(1)」ともいう)
密度:0.960g/cm3、融点:134℃、MFR:0.8g/10分、
Dowchemical社製
・高密度ポリエチレン:
商品名:H619F(以下「HDPE(2)」ともいう)
密度:0.965g/cm3、融点:135℃、MFR:0.7g/10分、
SCG社製
・直鎖状低密度ポリエチレン:
商品名:Elite 5400G(以下「LLDPE(1)」ともいう)
密度:0.916g/cm3、融点:123℃、MFR:1.3g/10分、
Dowchemical社製
・直鎖状低密度ポリエチレン:
商品名:Exceed XP8656ML(以下「LLDPE(2)」ともいう)
密度:0.916g/cm3、融点:121℃、MFR:0.5g/10分、
ExxonMobil社製
・低密度ポリエチレン:
商品名:LD2420F(以下「LDPE(1)」ともいう)
密度:0.922g/cm3、融点:112℃、MFR:0.75g/10分、
PTT社製
・スリップ剤含有MB:
商品名:SLIP61 10061-K
密度:0.910g/cm3、MFR:10g/10分、
ポリエチレンベース、エルカ酸アミド系スリップ剤5質量%含有、
Ampacet社製
・ブレンドポリエチレン(A)
50部のMDPE(1)と、50部のHDPE(1)とを混練して、密度0.951g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(A)」ともいう)を得た。
50部のMDPE(1)と、50部のHDPE(1)とを混練して、密度0.951g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(A)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(B)
50部のMDPE(1)と、50部のLLDPE(1)とを混練して、密度0.929g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(B)」ともいう)を得た。
50部のMDPE(1)と、50部のLLDPE(1)とを混練して、密度0.929g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(B)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(B1)
70部のMDPE(1)と、30部のLLDPE(1)とを混練して、密度0.934g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(B1)」ともいう)を得た。
70部のMDPE(1)と、30部のLLDPE(1)とを混練して、密度0.934g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(B1)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(C)
70部のMDPE(1)と、30部のHDPE(1)とを混合して、密度0.947g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(C)」ともいう)を得た。
70部のMDPE(1)と、30部のHDPE(1)とを混合して、密度0.947g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(C)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(D)
30部のMDPE(1)と、70部のHDPE(1)とを混合して、密度0.954g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(D)」ともいう)を得た。
30部のMDPE(1)と、70部のHDPE(1)とを混合して、密度0.954g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(D)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(A1)
70部のMDPE(2)と、30部のHDPE(1)とを混合して、密度0.948g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(A1)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(B2)
70部のHDPE(2)と、30部のLDPE(1)とを混合して、密度0.950g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(B2)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(C1)
98部のLLDPE(2)と、2部のスリップ剤含有MBとを混合して、密度0.916g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(C1)」ともいう)を得た。
70部のMDPE(2)と、30部のHDPE(1)とを混合して、密度0.948g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(A1)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(B2)
70部のHDPE(2)と、30部のLDPE(1)とを混合して、密度0.950g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(B2)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(C1)
98部のLLDPE(2)と、2部のスリップ剤含有MBとを混合して、密度0.916g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(C1)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(A2)
69部のMDPE(2)と、30部のHDPE(1)と、1部のスリップ剤含有MBとを混合して、密度0.948g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(A2)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(B3)
69部のHDPE(2)と、30部のLDPE(1)と、1部のスリップ剤含有MBとを混合して、密度0.949g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(B3)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(C2)
99部のLLDPE(2)と、1部のスリップ剤含有MBとを混合して、密度0.916g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(C2)」ともいう)を得た。
69部のMDPE(2)と、30部のHDPE(1)と、1部のスリップ剤含有MBとを混合して、密度0.948g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(A2)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(B3)
69部のHDPE(2)と、30部のLDPE(1)と、1部のスリップ剤含有MBとを混合して、密度0.949g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(B3)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(C2)
99部のLLDPE(2)と、1部のスリップ剤含有MBとを混合して、密度0.916g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(C2)」ともいう)を得た。
・ブレンドポリエチレン(C3)
68部のLLDPE(2)と、30部のLDPE(1)と、2部のスリップ剤含有MBとを混合して、密度0.918g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(C3)」ともいう)を得た。
68部のLLDPE(2)と、30部のLDPE(1)と、2部のスリップ剤含有MBとを混合して、密度0.918g/cm3のブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(C3)」ともいう)を得た。
[製造例1]
MDPE(1)、HDPE(1)及びブレンドPE(A)を、インフレーション成形法により、MDPE(1)層(15μm)/HDPE(1)層(22.5μm)/ブレンドPE(A)層(50μm)/HDPE(1)層(22.5μm)/MDPE(1)層(15μm)の層厚さ比で5層共押出し製膜を行い、総厚さ125μmのポリエチレンフィルムを得た。括弧内の数値は層の厚さを示す。
MDPE(1)、HDPE(1)及びブレンドPE(A)を、インフレーション成形法により、MDPE(1)層(15μm)/HDPE(1)層(22.5μm)/ブレンドPE(A)層(50μm)/HDPE(1)層(22.5μm)/MDPE(1)層(15μm)の層厚さ比で5層共押出し製膜を行い、総厚さ125μmのポリエチレンフィルムを得た。括弧内の数値は層の厚さを示す。
上記で作製した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て、厚さ25μmの延伸多層基材(1)を得た。
[製造例2~8]
延伸多層基材の層構成を表1及び表2に記載したとおりに変更したこと以外は製造例1と同様にして、延伸多層基材(2)~(8)を得た。表2において、スリップ剤含有MBを単に「MB」と記載する。
延伸多層基材の層構成を表1及び表2に記載したとおりに変更したこと以外は製造例1と同様にして、延伸多層基材(2)~(8)を得た。表2において、スリップ剤含有MBを単に「MB」と記載する。
[製造例9]
ブレンドPE(A1)、ブレンドPE(B2)及びブレンドPE(C1)を、インフレーション成形法により、ブレンドPE(A1)層(12μm)/ブレンドPE(B2)層(18μm)/ブレンドPE(C1)層(40μm)/ブレンドPE(B2)層(18μm)/ブレンドPE(A1)層(12μm)の層厚さ比で5層共押出しを行い、総厚さ100μmのポリエチレンフィルムを得た。括弧内の数値は層の厚さを示す。
ブレンドPE(A1)、ブレンドPE(B2)及びブレンドPE(C1)を、インフレーション成形法により、ブレンドPE(A1)層(12μm)/ブレンドPE(B2)層(18μm)/ブレンドPE(C1)層(40μm)/ブレンドPE(B2)層(18μm)/ブレンドPE(A1)層(12μm)の層厚さ比で5層共押出しを行い、総厚さ100μmのポリエチレンフィルムを得た。括弧内の数値は層の厚さを示す。
上記で作製した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て、厚さ20μmの延伸多層基材(9)を得た。
[製造例10~11]
延伸多層基材の層構成を表2に記載したとおりに変更したこと以外は製造例9と同様にして、延伸多層基材(10)~(11)を得た。表2において、スリップ剤含有MBを単に「MB」と記載する。
延伸多層基材の層構成を表2に記載したとおりに変更したこと以外は製造例9と同様にして、延伸多層基材(10)~(11)を得た。表2において、スリップ剤含有MBを単に「MB」と記載する。
[ヘイズ評価]
上記で作製した延伸多層基材のヘイズ値を、JIS K7136に準拠し測定した。
上記で作製した延伸多層基材のヘイズ値を、JIS K7136に準拠し測定した。
[剛性評価]
上記で作製した延伸多層基材を、10mm幅の試験片に切断し、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:ループスティフネステスタ)を用いて、試験片の剛性を測定した。ループの長さは、60mmとした。
上記で作製した延伸多層基材を、10mm幅の試験片に切断し、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:ループスティフネステスタ)を用いて、試験片の剛性を測定した。ループの長さは、60mmとした。
[強度評価]
上記で作製した延伸多層基材から、10mm幅のダンベル型試験片を切り出した。引張試験機(オリエンテック社製、RTC-1310A)を用いて、ダンベル型試験片のMD方向の引張強度を測定した。チャック間距離は10mm、引張速度は300mm/分とした。
[印刷適性評価]
上記で作製した延伸多層基材上に、油性グラビアインキ(DICグラフィックス(株)製、商品名:フィナート)を用いて、グラビア印刷法により、画像を形成した。形成した画像を目視により観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
AA:印刷時の寸法安定性が良好であり、
擦れ、滲みなど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。
BB: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。
上記で作製した延伸多層基材から、10mm幅のダンベル型試験片を切り出した。引張試験機(オリエンテック社製、RTC-1310A)を用いて、ダンベル型試験片のMD方向の引張強度を測定した。チャック間距離は10mm、引張速度は300mm/分とした。
[印刷適性評価]
上記で作製した延伸多層基材上に、油性グラビアインキ(DICグラフィックス(株)製、商品名:フィナート)を用いて、グラビア印刷法により、画像を形成した。形成した画像を目視により観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
AA:印刷時の寸法安定性が良好であり、
擦れ、滲みなど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。
BB: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。
[実施例1]
<シーラントフィルムの作製>
73部のLLDPE(密度:0.916g/cm3、融点:123℃、MFR:1.3g/10分、Dowchemical社製、商品名:Elite 5400G)と、
25部のLLDPE(密度:0.908g/cm3、融点:106℃、MFR:0.85g/10分、Dowchemical社製、商品名:Elite AT6202)と、
2部のアンチブロッキング剤含有マスターバッチ(LDPEベースMB、アンチブロッキング剤含有割合:20質量%、密度:1.050g/cm3、Ampacet社製、商品名:10063)と
を混練して、ブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(a)」ともいう)を得た。
ブレンドPE(a)の密度は、0.915g/cm3であった。
<シーラントフィルムの作製>
73部のLLDPE(密度:0.916g/cm3、融点:123℃、MFR:1.3g/10分、Dowchemical社製、商品名:Elite 5400G)と、
25部のLLDPE(密度:0.908g/cm3、融点:106℃、MFR:0.85g/10分、Dowchemical社製、商品名:Elite AT6202)と、
2部のアンチブロッキング剤含有マスターバッチ(LDPEベースMB、アンチブロッキング剤含有割合:20質量%、密度:1.050g/cm3、Ampacet社製、商品名:10063)と
を混練して、ブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(a)」ともいう)を得た。
ブレンドPE(a)の密度は、0.915g/cm3であった。
73部のMDPE(密度:0.935g/cm3、融点:127℃、MFR:0.6g/10分、BOREALIS社製、商品名:Borstar FB1350)と、
23部のMDPE(密度:0.935g/cm3、融点:123℃、MFR:0.5g/10分、エクソンモービル社製、商品名:Enable 3505HH)と、
4部のポリエチレンベース乳白マスターバッチ(酸化チタン含有量70質量%、密度:2.01g/cm3、A.Schulman社製、商品名:POLYWHITE 8000CL)と
を混練して、ブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(b)」ともいう)を得た。
ブレンドPE(b)の密度は、0.978g/cm3であった。
23部のMDPE(密度:0.935g/cm3、融点:123℃、MFR:0.5g/10分、エクソンモービル社製、商品名:Enable 3505HH)と、
4部のポリエチレンベース乳白マスターバッチ(酸化チタン含有量70質量%、密度:2.01g/cm3、A.Schulman社製、商品名:POLYWHITE 8000CL)と
を混練して、ブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(b)」ともいう)を得た。
ブレンドPE(b)の密度は、0.978g/cm3であった。
55部のLLDPE(密度:0.923g/cm3、融点:124℃、MFR:0.2g/10分、BOREALIS社製、商品名:Borstar FB2230)と、
35部のLLDPE(密度:0.918g/cm3、融点:118℃、MFR:2.0g/10分、エクソンモービル社製、商品名:Exceed 2018HA)と、
10部のLDPE(密度:0.922g/cm3、融点:110℃、MFR:0.75g/10分、PTT社製、商品名:LD2420F)と
を混練して、ブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(c)」ともいう)を得た。
ブレンドPE(c)の密度は、0.922g/cm3であった。
35部のLLDPE(密度:0.918g/cm3、融点:118℃、MFR:2.0g/10分、エクソンモービル社製、商品名:Exceed 2018HA)と、
10部のLDPE(密度:0.922g/cm3、融点:110℃、MFR:0.75g/10分、PTT社製、商品名:LD2420F)と
を混練して、ブレンドポリエチレン(以下「ブレンドPE(c)」ともいう)を得た。
ブレンドPE(c)の密度は、0.922g/cm3であった。
ブレンドPE(c)と、ブレンドPE(b)と、ブレンドPE(a)とを、インフレーション成形法により多層押出製膜し、ブレンドPE(c)層(25μm)/ブレンドPE(b)層(50μm)/ブレンドPE(a)層(25μm)を備える、3層構成かつ未延伸のシーラントフィルム(1)を作製した。括弧内の数値は層の厚さを示す。
<積層体の作製>
製造例1で作製した延伸多層基材(1)と、上記で作製したシーラントフィルム(1)とを、シーラントフィルム(1)のブレンドPE(c)層が延伸多層基材(1)を向くようにして2液硬化型ウレタン系接着剤(ロックペイント(株)製、商品名:RU-77T/H-7)を介して積層し、積層体を得た。2液硬化型ウレタン系接着剤により形成された接着層の厚さは、3.0μmであった。
製造例1で作製した延伸多層基材(1)と、上記で作製したシーラントフィルム(1)とを、シーラントフィルム(1)のブレンドPE(c)層が延伸多層基材(1)を向くようにして2液硬化型ウレタン系接着剤(ロックペイント(株)製、商品名:RU-77T/H-7)を介して積層し、積層体を得た。2液硬化型ウレタン系接着剤により形成された接着層の厚さは、3.0μmであった。
[実施例2~11]
延伸多層基材(1)にかえて延伸多層基材(2)~(11)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、積層体を得た。
延伸多層基材(1)にかえて延伸多層基材(2)~(11)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、積層体を得た。
[比較例1]
<シーラントフィルムの作製>
ブレンドPE(c)と、ブレンドPE(b)と、MDPE(密度:0.935g/cm3、融点:123℃、MFR:0.5g/10分、エクソンモービル社製、商品名:Enable 3505HH)とを、インフレーション成形法により多層押出製膜し、ブレンドPE(c)層(25μm)/ブレンドPE(b)層(50μm)/MDPE層(25μm)を備える、3層構成かつ未延伸のシーラントフィルム(c1)を作製した。括弧内の数値は層の厚さを示す。
<シーラントフィルムの作製>
ブレンドPE(c)と、ブレンドPE(b)と、MDPE(密度:0.935g/cm3、融点:123℃、MFR:0.5g/10分、エクソンモービル社製、商品名:Enable 3505HH)とを、インフレーション成形法により多層押出製膜し、ブレンドPE(c)層(25μm)/ブレンドPE(b)層(50μm)/MDPE層(25μm)を備える、3層構成かつ未延伸のシーラントフィルム(c1)を作製した。括弧内の数値は層の厚さを示す。
<積層体の作製>
シーラントフィルム(1)にかえてシーラントフィルム(c1)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、積層体を作製した。
シーラントフィルム(1)にかえてシーラントフィルム(c1)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、積層体を作製した。
[シール強度評価]
実施例及び比較例で得られた積層体を10cm×10cmにカットして、試験片を3つずつ作製した。各試験片を、シーラントフィルム(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140℃、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。
実施例及び比較例で得られた積層体を10cm×10cmにカットして、試験片を3つずつ作製した。各試験片を、シーラントフィルム(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140℃、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。
ヒートシール後の試験片を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で把持し、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。比較例1では、熱量不足のためヒートシール層が充分に融着せず、充分なシール強度が得られなかった。
[スタンディングパウチ製袋評価]
製袋機を用いて、実施例及び比較例で得られた積層体から、縦110mm×横150mmのスタンディングパウチを作製した。製袋方法としては、まず、積層体から、縦110mm×横60mmの試験片を1枚作製し、シーラントフィルム(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(縦110mm×横30mm)。次いで、2枚の積層体をシーラントフィルム(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字状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のサイズに切断して、スタンディングパウチを作製した。
製袋機を用いて、実施例及び比較例で得られた積層体から、縦110mm×横150mmのスタンディングパウチを作製した。製袋方法としては、まず、積層体から、縦110mm×横60mmの試験片を1枚作製し、シーラントフィルム(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(縦110mm×横30mm)。次いで、2枚の積層体をシーラントフィルム(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字状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のサイズに切断して、スタンディングパウチを作製した。
スタンディング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。
AA:ヒートシール層同士が融着し、製袋機でスタンディングパウチを作製できた。
BB:ヒートシール層同士が融着せず、
充分なシール強度を有するスタンディングパウチを作製できなかった。
AA:ヒートシール層同士が融着し、製袋機でスタンディングパウチを作製できた。
BB:ヒートシール層同士が融着せず、
充分なシール強度を有するスタンディングパウチを作製できなかった。
1 :シーラントフィルム
2 :蒸着フィルム
3 :積層体
10:樹脂層(1)
11:色材層
12:樹脂層(2)
20:金属蒸着膜
30:基材
32:接着層
40:スタンディングパウチ
41:胴部(側面シート)
42:底部(底面シート)
43:側部ガセット
2 :蒸着フィルム
3 :積層体
10:樹脂層(1)
11:色材層
12:樹脂層(2)
20:金属蒸着膜
30:基材
32:接着層
40:スタンディングパウチ
41:胴部(側面シート)
42:底部(底面シート)
43:側部ガセット
Claims (16)
- 基材に積層するためのシーラントフィルムであって、
前記シーラントフィルムが、
密度が0.920g/cm3以下のポリエチレン樹脂層(1)と、
ポリエチレン及び色材成分を含有する色材層と
を備え、
前記シーラントフィルムにおける前記基材側とは反対側の表層が、前記ポリエチレン樹脂層(1)である、シーラントフィルム。 - 前記色材層の密度が、0.920g/cm3超である、請求項1に記載のシーラントフィルム。
- 前記色材層が、前記ポリエチレンとして高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンから選択される少なくとも1種を含有し、前記色材層における前記高密度ポリエチレン及び前記中密度ポリエチレンの合計含有割合が、80質量%以上である、請求項1又は2に記載のシーラントフィルム。
- 前記色材成分が、白色顔料である、請求項1~3のいずれか一項に記載のシーラントフィルム。
- 前記樹脂層(1)が、直鎖状低密度ポリエチレンを含有し、前記樹脂層(1)における前記直鎖状低密度ポリエチレンの含有割合が、80質量%以上である、請求項1~4のいずれか一項に記載のシーラントフィルム。
- 前記樹脂層(1)が、アンチブロッキング剤をさらに含有する、請求項1~5のいずれか一項に記載のシーラントフィルム。
- 前記シーラントフィルムが、前記色材層における前記樹脂層(1)側の面とは反対側の面上に、ポリエチレン樹脂層(2)をさらに備える、請求項1~6のいずれか一項に記載のシーラントフィルム。
- 前記樹脂層(2)が、直鎖状低密度ポリエチレンを含有し、前記樹脂層(2)における前記直鎖状低密度ポリエチレンの含有割合が、80質量%以上である、請求項7に記載のシーラントフィルム。
- 前記樹脂層(2)の密度D2と、前記樹脂層(1)の密度D1との差(D2-D1)が、0.020g/cm3以下である、請求項7又は8に記載のシーラントフィルム。
- 未延伸フィルムである、請求項1~9のいずれか一項に記載のシーラントフィルム。
- 前記シーラントフィルムを構成する各層が、共押出樹脂層である、請求項1~10のいずれか一項に記載のシーラントフィルム。
- 前記シーラントフィルム全体におけるポリエチレンの含有割合が、90質量%以上である、請求項1~11のいずれか一項に記載のシーラントフィルム。
- ポリエチレンから構成される基材と、ヒートシール層とを備える積層体における、前記ヒートシール層として使用される、請求項1~12のいずれか一項に記載のシーラントフィルム。
- 前記基材が、延伸基材である、請求項13に記載のシーラントフィルム。
- 前記基材が、延伸多層基材である、請求項13又は14に記載のシーラントフィルム。
- 前記延伸多層基材におけるシーラントフィルム側表面樹脂層の密度D3と、前記シーラントフィルムにおける前記樹脂層(1)の密度D1との差(D3-D1)が、0.022g/cm3以上である、請求項15に記載のシーラントフィルム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021175004A JP2023064628A (ja) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | シーラントフィルム |
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