JP3386213B2 - 樹脂組成物及びその積層体 - Google Patents

樹脂組成物及びその積層体

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JP3386213B2
JP3386213B2 JP1569694A JP1569694A JP3386213B2 JP 3386213 B2 JP3386213 B2 JP 3386213B2 JP 1569694 A JP1569694 A JP 1569694A JP 1569694 A JP1569694 A JP 1569694A JP 3386213 B2 JP3386213 B2 JP 3386213B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒートシール材料とし
て好適な樹脂組成物に関する。さらに詳しくはアルミニ
ウムとの接着性を有し、かつ発泡ポリスチレンに対して
適度な接着性を示し、従ってアルミニウム箔含有の易開
封性蓋材のヒートシール層として好適な樹脂組成物に関
する。
【0002】
【従来の技術】カップメンの蓋材は、アルミニウム箔の
外側にポリエチレン保護層を介して印刷紙層が、またア
ルミニウム箔の内側にポリエチレン層を介してヒートシ
ール層がそれぞれ形成されている5層構成のものが一般
的である。また容器本体には発泡ポリスチレンが多用さ
れている。上記蓋材においてアルミニウム箔の内側にポ
リエチレン層を設ける理由は、アルミニウム箔とヒート
シール剤層の間の接着力を確保するとともに、易開封性
の付与と、綺麗な開封面の形成に非常に有効であるため
である。しかしながら工業的にはアルミニウム箔に2層
のポリエチレン層とヒートシール層の合計3層のコーテ
ィングを行わなければならないため、加工が煩雑でコス
ト高となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
アルミニウム箔に直接押出コーティングしても優れた性
能を有するヒートシール剤を見い出すべく検討を行っ
た。このようなヒートシール剤としては、第一にアルミ
ニウム箔と良好な接着性を有すると共に、内容物保護性
と易開封性の観点から、容器本体と適度なヒートシール
強度を示し、開封した場合の開封面に樹脂残りの無いも
のでなければならなかった。特に容器本体が発泡ポリス
チレンのような発泡体で構成されている場合、ヒートシ
ール強度が強過ぎると開封時に容器本体の破壊を引き起
こす一方、シール強度が弱いと密封性の問題があるた
め、一般の容器を対象とする場合より厳密なシール強度
の調整が必要であった。
【0004】第二に商品価値を高めるために、ヒートシ
ール剤層自体が透明であって、メン入り容器に熱湯を注
いだ場合に水蒸気や油分によって白化等の外観変化を生
じないこと、すなわち耐熱油性に優れることが望まれ
た。また当然のことながら食品衛生性に優れたものでな
ければならず、厚生省告示20号に規制された規格を満
たすものが望ましかった。さらに押出コーティング加工
における生産性を高めるために高速加工しうるものがよ
く、巻き取りロールなどへの粘着傾向が無いものが望ま
しかった。
【0005】本発明の出願人は先にこのような目的でヒ
ートシール性樹脂組成物を提案した(特公昭63−19
82号)。この提案によれば、エチレン・α,β−不飽
和カルボン酸共重合体またはその金属中和物を一成分と
するヒートシール性樹脂組成物が広く易開封性蓋材とし
て使用できることを開示している。具体的にはアルミニ
ウム箔に直接シール剤をコーティングした例は示されて
いるが、この例ではシール面同士のシール例であり、発
泡容器に対するものではない。他の例はポリエチレン層
上にシール剤をコーティングした例であり、ポリスチレ
ンに対するシールを行った例はあるものの、前述のよう
な本発明の目的を全て達成させるような例ではなかっ
た。それ故、アルミニウム箔に直接コーティングし、し
かも発泡容器、とりわけ発泡ポリスチレン容器に対する
蓋材として優れた性能のシール剤を選ぶには、さらに詳
細な検討を要した。
【0006】上記特許発明におけるこれらの具体例はい
ずれもエチレン・メタクリル酸二元共重合体またはその
アイオノマーを1成分とするものであり、エチレン・
α,β−不飽和カルボン酸・α,β−不飽和カルボン酸
エステル三元共重合体を用いた例はない。そこで、この
ような特殊用途に適合しうるシール剤処方について鋭意
検討された結果、前記特許発明の樹脂組成物を構成する
エチレン系共重合体においては任意成分とされていた不
飽和カルボン酸エステルを必須成分として含有する三元
共重合体を用い、これに低密度ポリエチレンと粘着付与
剤を特定割合で配合した組成物をアルミニウム箔上に直
接ヒートシール層として設けた積層蓋材が見出され、特
願平4−213719号として本出願人により出願され
た。
【0007】かかる積層蓋材のシール性能は充分満足す
べきものであったが、積層蓋材の原反シートを連続的に
繰り出し発泡ポリエチレン容器上に連続的にシールを行
う際に、加工装置によっては積層蓋材のシール層のすべ
りの悪さにより、高速加工できない場合があった。すべ
りの改善は、スリップ剤やブロッキング防止剤の添加に
よって調節することは可能であるが、あまり大量に配合
するとアルミニウム箔への接着性やシール強度に影響を
及ぼすため、その改善には限度があった。
【0008】そこで、本発明者は、接着性やシール強度
に悪影響を及ぼすことなくシール層のすべり性の改善が
可能な方法につき、鋭意検討を行った。その結果、下記
する樹脂組成物を使用すれば所望の効果を得ることがで
きることを見出すに至った。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、
(A)エチレン・(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリ
ル酸エステル共重合体又はこれとエチレン・(メタ)ア
クリル酸共重合体及び又はエチレン・(メタ)アクリル
酸エステル共重合体との混合成分 20〜70重量部、
(B)低密度ポリエチレン 10〜55重量部、(C)
低結晶性エチレン・α−オレフィン共重合体 5〜20
重量部 及び(D)粘着付与樹脂 5〜20重量部 と
からなり(全体で100重量部)、(A)成分に基づく
(メタ)アクリル酸成分量が3〜8重量%、(メタ)ア
クリル酸エステル成分量が1〜12重量%となるように
配合されてなる樹脂組成物に関する。
【0010】本発明において(A)成分として、エチレ
ン・(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸エステル
共重合体を単独で用いるか、又はこれとエチレン・(メ
タ)アクリル酸共重合体及び/又はエチレン・(メタ)
アクリル酸エステル共重合体を併用する。ここに(メ
タ)アクリル酸は、アクリル酸又はメタクリル酸を、ま
た(メタ)アクリル酸エステルは、アクリル酸エステル
又はメタクリル酸エステルを意味するものである。(メ
タ)アクリル酸エステルとしては、メチル、エチル、n
−ブチル、イソブチル、2−エチルヘキシル、イソオク
チルなどのエステルを例示することができる。ここにエ
チレン・(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸共重
合体としては、(メタ)アクリル酸が5〜15重量%、
とくに7〜12重量%、(メタ)アクリル酸エステルが
5〜25重量%、とくに5〜20重量%の割合で共重合
されていることが望ましい。またエチレン・(メタ)ア
クリル酸共重合体としては、(メタ)アクリル酸が5〜
15重量%、とくに7〜12重量%の割合で、またエチ
レン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体としては、
(メタ)アクリル酸エステルが5〜25重量%、とくに
5〜20重量%の割合でそれぞれ共重合されていること
が望ましい。
【0011】該共重合体において、(メタ)アクリル酸
の重合割合があまり少ないものを用いると、アルミニウ
ム箔に対する接着性が充分でなく、またその重合割合が
過度に多いものを用いると、押出コーティング加工にお
ける加工適性に問題がある。また本発明においては該共
重合体中の(メタ)アクリル酸エステルは必須成分であ
り、その役割は重要である。(メタ)アクリル酸エステ
ルの重合割合が少ないものを用いると、本発明の大きな
効果である発泡ポリスチレン容器に対するシール性が充
分でない。しかしその重合割合が非常に多いものを用い
ると、メン入り容器に熱湯を注いだ場合に水蒸気や油分
によって白化等の外観変化(耐熱油性不良)を生じ易く
なる。該共重合体としてはまた、180℃、2160g
荷重におけるメルトフローレートが1〜150g/10
分、特に1〜100g/10分のものを用いるのが好ま
しい。これら共重合体は、高圧法ポリエチレンと類似の
プロセスで、各単量体成分をランダム共重合することに
より得ることができる。
【0012】本発明において用いられる(B)低密度ポ
リエチレンは、密度が0.91〜0.94g/cm3
好ましくは0.91〜0.93g/cm3 のものであ
る。これらは高圧法ポリエチレンであっても線状低密度
ポリエチレンでも差し支えないが、高圧法ポリエチレン
の使用がより好ましい。低密度ポリエチレンはまた、1
90℃、2160g荷重におけるメルトフローレートが
1〜150g/10分、特に1〜100g/10分のも
のが好ましい。
【0013】本発明で用いられる(C)低結晶性エチレ
ン・α−オレフィン共重合体は、X線回折に基づく結晶
化度が3〜20%、好ましくは5〜15%のもので、エ
チレンと、α−オレフィン、例えばプロピレン、1−ブ
テン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン等の
ランダム共重合体である。このような共重合体は通常エ
チレンを82〜93モル%程度含むランダム性良好な共
重合体であり、とくにエチレン・1−ブテン共重合体が
好ましい。このような共重合体としてはまた、190
℃、2160g荷重におけるメルトフローレートが0.
5〜100g/10分、とくに1〜30g/10分のも
のが好ましい。このような共重合体は例えば遷移金属触
媒成分、例えばバナジウム化合物やジルコニウム化合物
と、有機アルミニウム化合物触媒成分の組合せ触媒を用
いて製造することができる。
【0014】本発明で用いられる(D)粘着付与樹脂と
しては、脂肪族系炭化水素樹脂、脂環族系炭化水素樹
脂、芳香族系炭化水素樹脂、ポリテルペン系樹脂、ロジ
ン類、スチレン系樹脂、クマロン・インデン樹脂などが
挙げられる。脂肪族系炭化水素樹脂の例としては、ブテ
ン−1、イソブチレン、ブタジエン、1,3−ペンタジ
エン、イソプレン、ピペリレンなどのC4 〜C5 モノま
たはジオレフィンを主成分とする重合体などが挙げられ
る。脂環族系炭化水素樹脂の例としては、スペントC4
〜C5 成分中のジエン成分を環化二量体化後重合させた
樹脂、シクロペンタジエンなどの環状モノマーを重合さ
せた樹脂、芳香族系炭化水素樹脂を核内水添した樹脂な
どが挙げられる。芳香族系炭化水素樹脂の例としては、
ビニルトルエン、インデン、α−メチルスチレンなどの
8 〜C10のビニル芳香族炭化水素を主成分とした樹脂
などが挙げられる。ポリテルペン系樹脂の例としては、
α−ピネン重合体、β−ピネン重合体、ジペンテン重合
体、テルペン・フェノール共重合体、α−ピネン・フェ
ノール共重合体などが挙げられる。ロジン類は、ガムロ
ジン、ウッドロジン、トール油などのロジン及びその変
性物であって、変性物としては水素添加、不均化、二量
化、エステル化などの変性手段を施したものが例示でき
る。スチレン系炭化水素樹脂とはスチレン、ビニルトル
エン、α−メチルスチレン、イソプロペニルトルエン等
の重合体である。カップメンの蓋材としては、無臭性、
食品衛生性、他成分との相溶性などを勘案すると、芳香
族系炭化水素樹脂を核内水添した樹脂が最も好ましい。
【0015】本発明の樹脂組成物は、前記(A)(B)
(C)(D)を必須成分とするものであり、各成分の配
合割合は、これらの合計量を100重量部とするとき
に、(A)が20〜70重量部、好ましくは25〜65
重量部、(B)が10〜55重量部、好ましくは15〜
50重量部、(C)が5〜20重量部、好ましくは7〜
17重量部、(D)が5〜20重量部、好ましくは7〜
17重量部である。
【0016】さらに上記各成分の配合は、(A)成分に
基づく(メタ)アクリル酸成分量及び(メタ)アクリル
酸エステル成分量の全組成物中に占める割合が適量にな
るように考慮して行なう。すなわち、(A)成分に基づ
く(メタ)アクリル酸成分量が3〜8重量%、好ましく
は4〜7重量%、(メタ)アクリル酸エステル成分量が
1〜12重量%、好ましくは2〜10重量%となるよう
な割合で配合される。
【0017】(A)成分の配合割合が前記範囲より少な
いと、アルミニウム箔との接着強度及び発泡ポリスチレ
ン容器に対するヒートシール強度が充分でなく、内容物
保護性に問題があり、またその配合割合が多くなり過ぎ
ると押出コーティング加工時の加工適性、及びメン入り
容器に熱湯を注いだ場合の耐熱油性に問題があり好まし
くない。
【0018】また樹脂組成物中の(メタ)アクリル酸成
分量が前記範囲より少ないとアルミニウム箔との接着強
度が充分でなく、またその量が多すぎると発泡ポリスチ
レン容器に対するヒートシール強度が小さくなりすぎる
ので好ましくない。また樹脂組成物中の(メタ)アクリ
ル酸エステル成分量は、ポリスチレン容器への適度なヒ
ートシール強度の付与に有効であるが、その量が多くな
りすぎると耐熱油性が低下し、またすべり性にも悪影響
を及ぼすようになる。
【0019】(B)成分は、耐熱油性維持に重要な役割
を果すが、その量が多くなりすぎるとアルミニウム箔と
の接着性やヒートシール性が損なわれるため、前述の配
合割合に調整する必要がある。
【0020】(C)成分は(A)成分の補完的役割を果
すもので(A)成分に基づく(メタ)アクリル酸エステ
ル成分の割合を低減させることができ、すべり性の改善
に間接的に効果を及ぼすものであるが、あまり多量に用
いると押出加工性が不良となる。
【0021】(D)成分はシール強度を維持する上で必
須成分であるが、あまり多量に用いると耐熱油性が損な
われるので前述の配合割合に調整する必要がある。
【0022】蓋材の基本的な性能は、上記(A)、
(B)、(C)、(D)のみの組成物によっても達成で
きるが、工業的には加工性が良好なことが望まれてい
る。上記4成分のみの組成物では、ブロッキングやロー
ル粘着の傾向が強いため、高速連続加工に支障をきたす
ことがある。このためスリップ剤及びまたはブロッキン
グ防止剤を、少量添加しておくことが望ましい。このよ
うな添加剤として、飽和脂肪酸または不飽和脂肪酸のア
ミド類、例えばステアリン酸アミド、オレイン酸アミ
ド、エルカ酸アミド、パルミチン酸アミド、ベヘニン酸
アミド、オレイルパルミトアミド、ステアリルエルカア
ミド、N,N′−メチレンビスステアリルアミド、N,
N′−エチレンビスエルカアミドなど、水添ヒマシ油、
シリカなどの1種または2種以上を用いることができ
る。これらの使用量は、例えば(A)(B)(C)
(D)の合計量100重量部当り0.1〜5重量部、と
くに0.3〜3重量部の範囲がよい。
【0023】上記の如き本発明の樹脂組成物は、押出成
形加工性を勘案すると190℃、2160g荷重におけ
るメルトフローレートが1〜400g/10分、好まし
くは1〜150g/10分に調整されているのが望まし
い。
【0024】本発明の樹脂組成物はヒートシール材料と
して有用である。とくにアルミニウム箔層に直接押出コ
ーティングして良好な接着力が得られるので、アルミニ
ウム箔層を含む積層材のシール材料として有用である。
このような押出コーティングは単層成形装置を用いて行
うこともできるが、タンデム型成形装置を用いて、低密
度ポリエチレンと上記樹脂組成物をアルミニウム箔の両
面にそれぞれ押出コーティングし、印刷紙を低密度ポリ
エチレン側に接着させれば、一工程で4層構成の積層蓋
材を製造することもできる。
【0025】このような積層蓋材は食品、薬品、医療用
品用等の各種プラスチック容器の蓋材として使用するこ
とができ、特に発泡ポリスチレンに対し適度なシール強
度を有するので、カップメン用発泡ポリスチレン容器の
蓋材に適している。
【0026】
【実施例】以下に本発明の効果を説明するために実施例
および比較例を示す。なお比較例、実施例において用い
た原料樹脂の組成、物性及び得られた積層蓋材の物性評
価方法は以下のとおりである。
【0027】1.原料樹脂 (1) (a) エチレン・メタクリル酸・アクリル酸イソブチル共
重合体 メタクリル酸含有量10重量%、アクリル酸イソブチル
含有量10重量%、メルトフローレート35g/10分 (b) エチレン・メタクリル酸・アクリル酸イソブチル共
重合体 メタクリル酸含有量10重量%、アクリル酸イソブチル
含有量4重量%、メルトフローレート35g/10分
【0028】(2)エチレン・メタクリル酸共重合体 メタクリル酸含有量10重量%、メルトフローレート3
5g/10分
【0029】(3)高圧法低密度ポリエチレン MFR4.5g/10分、密度0.923g/cm3
【0030】 (4)低結晶性エチレン・α−オレフィン共重合体 MFR3.6g/10分
【0031】(5)粘着付与剤 環球法軟化点115℃の脂環族炭化水素樹脂(芳香族系
炭化水素樹脂の核内水添樹脂)
【0032】2.積層蓋材物性 (1)積層方法及び加工適正の評価 組成物ペレットを、65mm径の押出機によって、ダイ
出口樹脂温度250℃の条件でTダイより溶融押出し
し、予め作成されていた紙(坪量50g/m2 )/低密
度ポリエチレンフィルム(厚さ15μ)/アルミニウム
箔(厚さ9μ)からなる3層の可撓性蓋材のアルミニウ
ム箔面に対して、加工速度80m/分、コーティング厚
さ25μの条件で押出コーティング加工を行って積層蓋
材を得た。さらに押出条件を前述条件に保ったまま、加
工速度のみを徐々に速くして加工を行い、最高加工速度
を評価した。次に得られた蓋材のヒートシール剤層のア
ミルニウム箔接着強度、ヒートシール強度および耐熱油
性を以下の方法により測定した。
【0033】(2)アルミニウム箔接着強度 加工7日後及び30日後の試料について、試料幅15m
m、剥離角度90度、引張強度300mm/分の条件下
にて測定。
【0034】(3)ヒートシール強度 ヒートシーラーを用いて、積層蓋材を、カップラーメン
容器用発泡ポリスチレンの短冊状試料とヒートシール
し、そのヒートシール強度を測定し、更にシール部分の
剥離状態を観察した。
【0035】
【0036】(4)耐熱油性 積層蓋材のヒートシール剤層に、直径10cmの円形状
にサラダ油を塗布して、このサラダ油塗布部が直径15
cmの開口部を有する発泡ポリスチレン製のカップラー
メン容器に触れないようにしてヒートシールし、ついで
この容器の蓋の一部を充分に冷却した後に剥がし、その
開封部より沸騰水を容器の蓋下5mmの所まで注ぎ、開
口部の蓋材を元に戻して蓋をし、5分間放置した。その
後蓋材を容器から剥がしてヒートシール剤層のサラダ油
塗布部の外観変化について観察を行った。耐熱油性は次
の4段階で評価した。 ◎:開封直後から全く異常無し。 ○:開封直接はわずかに白化しているが、直ちに消失。 △:開封直後は白化しており、その後徐々に消失。 ×:開封直後から白化しており、その後も消失しない。
【0037】(5)対発泡ポリスチレン滑り性 50℃で1日エージングした積層蓋材の紙層を下にして
可動ステンレス板と貼り合わせ、その上に発泡ポリスチ
レンカップラーメン容器を倒置し、400gの荷重をか
ける。ステンレス板を移動させ(移動速度:150mm
/分)、ヒートシール層と発泡ポリスチレンカップラー
メン容器との滑り摩擦係数を測定した。
【0038】(6)総合評価 上記の各測定値について、蓋材料としての目標値を以下
のとおり設定し、これを基準として総合評価を行なっ
た。 最高加工速度 200m/min以上 アルミニウム箔接着性 250g/15mm以上 ヒートシール強度 800±300g/15mm
以内 剥離状態 界面剥離 耐熱油性 ◎あるいは○ 動摩擦係数 0.5以下
【0039】[実施例1]エチレン・メタクリル酸・ア
クリル酸イソブチル共重合体、エチレン・メタクリル
酸共重合体、高圧法低密度ポリエチレン、低結晶性エチ
レン・α−オレフィン共重合体、粘着付与剤、エルカ酸
アミド及びシリカを表1に示す比率で配合した混合物を
単軸押出機にて、樹脂温度150℃の条件下で溶融混合
し組成物とした。
【0040】この組成物を用いて前記方法により積層蓋
材を作成し物性を評価した。結果を表1に示す。
【0041】[実施例2]エチレン・メタクリル酸・ア
クリル酸イソブチル共重合体とエチレン・メタクリル
酸共重合体との混合割合を変え(両者の合計量は実施例
1と同じ)、表1に示す組成の混合物を実施例1と同様
に溶融混合し組成物とし、これより積層蓋材を作成し物
性を評価した。結果を表1に示す。
【0042】[実施例3]エチレン・メタクリル酸・ア
クリル酸イソブチル共重合体とエチレン・メタクリル
酸共重合体との混合割合を更に変えて、エチレン・メタ
クリル酸共重合体の量を多くした表1に示す組成の混合
物を実施例1と同様に溶融混合し組成物とし、これより
積層蓋材を作成し物性を評価した。結果を表1に示す。
【0043】[実施例4]実施例1のエチレン・メタク
リル酸・アクリル酸イソブチル共重合体とエチレン・
メタクリル酸共重合体の混合物に代えてエチレン・メタ
クリル酸・アクリル酸イソブチル共重合体を用い、表
1に示す組成の混合物を実施例1と同様に溶融混合し組
成物とし、これより積層蓋材を作成し物性を評価した。
結果を表1に示す。
【0044】[比較例1]低結晶性エチレン・α−オレ
フィン共重合体を配合せず、エチレン・メタクリル酸・
アクリル酸イソブチル共重合体、エチレン・メタクリ
ル酸共重合体、高圧法低密度ポリエチレン、粘着付与
剤、エルカ酸アミド及びシリカからなる表1に示す組成
の混合物を単軸押出機にて、樹脂温度150℃の条件下
で溶融混合し組成物とした。この組成物を用いて前記方
法により積層蓋材を作成し物性を評価した。結果を表1
に示す。
【0045】
【表1】
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 23/00 - 23/36 C08K 3/00 - 13/08 B32B 15/00 - 15/20 B32B 27/00 - 27/42

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)エチレン・(メタ)アクリル酸・
    (メタ)アクリル酸エステル共重合体又はこれとエチレ
    ン・(メタ)アクリル酸共重合体及び/又はエチレン・
    (メタ)アクリル酸エステル共重合体との混合成分 2
    0〜70重量部、(B)低密度ポリエチレン 10〜5
    5重量部、(C)低結晶性エチレン・α−オレフィン共
    重合体 5〜20重量部 及び(D)粘着付与樹脂 5
    〜20重量部 とからなり(全体で100重量部)、
    (A)成分に基づく(メタ)アクリル酸成分量が3〜8
    重量%、(メタ)アクリル酸エステル成分量が1〜12
    重量%となるように配合されてなる樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 スリップ剤及び又はブロッキング防止剤
    が配合されてなる請求項1記載の樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の樹脂組成物からな
    るヒートシール材料。
  4. 【請求項4】 アルミニウム箔上に直接請求項3記載の
    ヒートシール材料が形成されてなる積層体。
  5. 【請求項5】 蓋材用途に用いられる請求項4記載の積
    層体。
  6. 【請求項6】 発泡ポリスチレン容器の蓋材に用いられ
    る請求項5記載の積層体。 【0001】
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