JP5742016B2 - ポリオレフィン複層樹脂フィルム - Google Patents
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Description
上記のバイオマス由来のエチレンを5質量%以上含んでなり、0.915〜0.96g/cm3の密度を有し、10〜100μmの厚さを有する、第1の樹脂層と、
上記のバイオマス由来のエチレンを5質量%以上含んでなり、0.90〜0.925g/cm3の密度を有し、1〜50μmの厚さを有する、第2の樹脂層と
を有してなり、
第1の樹脂層の密度d1と第2の樹脂層の密度d2が、d1>d2を満たし、
第1の樹脂層の厚さt1と第2の樹脂層の厚さt2が、t1>t2を満たすことを特徴とするものである。
本発明において、バイオマス由来のポリオレフィンの原料となるバイオマス由来のエチレンの製造方法は、特に限定されず、従来公知の方法により得ることができる。以下、バイオマス由来のエチレンの製造方法の一例を説明する。
本発明において、バイオマス由来のポリオレフィンは、バイオマス由来のエチレンを含むモノマーが重合してなるものである。バイオマス由来のエチレンには、上記の製造方法により得られたものを用いることが好ましい。原料であるモノマーとしてバイオマス由来のエチレンを用いているため、重合されてなるポリオレフィンはバイオマス由来となる。なお、ポリオレフィンの原料モノマーは、バイオマス由来のエチレンを100質量%含むものでなくてもよい。
Pbio(%)=PC14/105.5×100
本発明において、樹脂組成物は、上記のポリオレフィンを主成分として含むものである。樹脂組成物は、バイオマス由来のエチレンを樹脂組成物全体に対して5質量%以上、好ましくは5〜95質量%、より好ましくは25〜75質量%含んでなるものである。樹脂組成物中のバイオマス由来のエチレンの濃度が5質量%以上であれば、従来に比べて化石燃料の使用量を削減することができ、カーボンニュートラルなポリオレフィン複層樹脂フィルムを実現できる。
本発明による複層樹脂フィルムは、上記の樹脂組成物からなる樹脂層を少なくとも2層有してなるものである。複層樹脂フィルムを構成する各樹脂層がバイオマス由来のエチレンを特定量%以上含んでなり、複層樹脂フィルムが、バイオマス由来のエチレンを複層樹脂フィルム全体に対して好ましくは5質量%以上、より好ましくは5〜95質量%、さらに好ましくは25〜75質量%含んでなることで、カーボンニュートラルなポリオレフィン複層樹脂フィルムを実現できる。したがって、従来に比べて化石燃料の使用量を大幅に削減することができ、環境負荷を減らすことができる。また、本発明のポリオレフィン複層樹脂フィルムは、従来の化石燃料から得られる原料から製造されたポリオレフィン複層樹脂フィルムと比べて、機械的特性等の物性面で遜色がないため、従来のポリオレフィン複層樹脂フィルムを代替することができる。
第1の樹脂層は、複層樹脂フィルムのコア層としての機能を果たすものである。第1の樹脂層は、コア層としての剛性が求められる。複層樹脂フィルムは、コア層を有することで、破断せず、優れた屈曲性を示すことができる。
第2の樹脂層は、複層樹脂フィルムのシール層としての機能を果たすものでる。第2の樹脂層はヒートシール層としての、ヒートシール性が求められる。複層樹脂フィルムはヒートシール層を有することで、他の樹脂フィルム上に積層する際に接着剤等を用いなくとも、強固に接着させることができる。
本発明による複層樹脂フィルムは、容器や袋等の包装製品、化粧シートやトレー等のシート成形品、積層フィルム、光学フィルム、樹脂板、各種ラベル材料、蓋材、およびラミネートチューブ等の各種用途に好適に使用することができ、特に、包装製品およびシート成形品が好ましい。
下記の参考例、参考比較例、実施例、および比較例において、バイオマス度とは、放射性炭素(C14)測定によるバイオマス由来の炭素の含有量の値である。
下記の参考例1〜7および参考比較例1〜2で用いた押出製膜機の条件は、以下のとおりであった。
スクリュー径:90mm
スクリュー型式:フルフライト
L/D:28
Tダイ:11S型ストレートマニホールド
Tダイ有効開口長:560mm
参考例1
バイオマス由来の高密度ポリエチレン(Braskem社製、商品名:SHA7260、バイオマス度:94.5%、密度:0.955g/cm3、MFR:20g/10分)を290℃の樹脂温度にて、厚み12μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:E5100)上に押し出して、樹脂フィルムを得た。押出成形の条件を、有効巾は560mm、押出厚みは30μm、押出速度は100m/分に設定した。
バイオマス由来の高密度ポリエチレン(Braskem社製、商品名:SHA7260、バイオマス度:94.5%、密度:0.955g/cm3、MFR:20g/10分)50質量部と、化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、商品名:LC701、バイオマス度:0%、密度:0.919g/cm3、MFR:14g/10分)50質量部とをドライブレンドした樹脂(バイオマス度:48%、密度:0.937g/cm3、MFR:17g/10分)を、290℃の樹脂温度にて、厚み12μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:E5100)上に押し出して、樹脂フィルムを得た。押出成形の条件を、有効巾は560mm、押出厚みは30μm、押出速度は100m/分に設定した。
バイオマス由来の高密度ポリエチレン(Braskem社製、商品名:SHA7260、バイオマス度:94.5%、密度:0.955g/cm3、MFR:20g/10分)33質量部と、化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、商品名:LC701、バイオマス度:0%、密度:0.919g/cm3、MFR:14g/10分)67質量部とをドライブレンドした樹脂(バイオマス度:32%、密度:0.931g/cm3、MFR:16g/10分)を、290℃の樹脂温度にて、厚み12μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:E5100)上に押し出して、樹脂フィルムを得た。押出成形の条件を、有効巾は560mm、押出厚みは30μm、押出速度は100m/分に設定した。
化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、商品名:LC701、バイオマス度:0%、密度:0.919g/cm3、MFR:14g/10分)を290℃の樹脂温度にて、厚み12μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:E5100)上に押し出して、樹脂フィルムを得た。押出成形の条件を、有効巾は560mm、押出厚みは30μm、押出速度は100m/分に設定した。
上記の参考例1〜3および参考比較例1で用いた樹脂組成物の加工適性および得られたフィルムの特性について、以下の各種評価:(1)ドローダウン、(2)ネックイン、(3)モーター負荷、(4)樹脂圧力、(5)ループスティフネス、を行った。
(1)ドローダウン
上記の参考例1〜3および参考比較例1で用いた樹脂組成物を、上記の押出製膜機を用いて、Tダイ幅560mm、樹脂温度290℃、スクリュー回転数34rpmの条件で、押出コーティング膜が膜切れするか、サージングする最高引取り速度(m/分)を測定した。測定結果は、下記の表1に示される通りであった。
上記の参考例1〜3および参考比較例1で用いた樹脂組成物を、上記の押出製膜機を用いて、Tダイ幅560mm、スクリュー回転数105rpmの条件で、引取り速度140m/分、エアーギャップ120mmの時の両耳ネックイン(mm)を測定した。測定結果は、下記の表1に示される通りであった。
上記の参考例1〜3および参考比較例1において、上記の押出製膜機を用いて樹脂フィルムを製造した際のモーター負荷(A)を測定した。測定結果は、下記の表1に示される通りであった。
上記の参考例1〜3および参考比較例1において、上記の押出製膜機を用いて樹脂フィルムを製造した際の樹脂圧力(MPa)を測定した。測定結果は、下記の表1に示される通りであった。
上記の参考例1〜3および参考比較例1で得られた樹脂フィルムを、幅15mm、長さ150mmに切り出し、剛性試験機(東洋精機製作所社製、商品名:ループステフネステスタ)を用いてフィルムの剛性(N)の測定を行った。ループの長さは60mmとした。測定結果は、下記の表1に示される通りであった。
参考例4
バイオマス由来の直鎖状低密度ポリエチレン(Braskem社製、商品名:SLL318、バイオマス度:87%、密度:0.918g/cm3、MFR:2.7g/10分)を320℃の樹脂温度にて、厚み12μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:E5100)上に押し出して、樹脂フィルムを得た。押出成形の条件を、有効巾は560mm、押出厚みは30μm、押出速度は100m/分に設定した。
バイオマス由来の直鎖状低密度ポリエチレン(Braskem社製:SLL318、バイオマス度:87%、密度:0.918g/cm3、MFR:2.7g/10分)33質量部と、化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、商品名:LC604、バイオマス度:0%、密度:0.918g/cm3、MFR:8g/10分)67質量部とをメルトブレンドした樹脂(バイオマス度:29%、密度:0.918g/cm3、MFR:6.3g/10分)を、320℃の樹脂温度にて、厚み12μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:E5100)上に押し出して、樹脂フィルムを得た。押出成形の条件を、有効巾は560mm、押出厚みは30μm、押出速度は100m/分に設定した。
バイオマス由来の直鎖状低密度ポリエチレン(Braskem社製、商品名:SLL318、バイオマス度:87%、密度:0.918g/cm3、MFR:2.7g/10分)33質量部と、化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、商品名:LC604、バイオマス度:0%、密度:0.918g/cm3、MFR:8g/10分)37質量部と、化石燃料由来の直鎖状低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、商品名:KC573、バイオマス度:0%、密度:0.910g/cm3、MFR:15g/10分)30質量部とをメルトブレンドした樹脂(バイオマス度:29%、密度:0.916g/cm3、MFR:8.4g/10分)を、320℃の樹脂温度にて、厚み12μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:E5100)上に押し出して、樹脂フィルムを得た。押出成形の条件を、有効巾は560mm、押出厚みは30μm、押出速度は100m/分に設定した。
バイオマス由来の直鎖状低密度ポリエチレン(Braskem社製、商品名:SLL318、バイオマス度:87%、密度:0.918g/cm3、MFR:2.7g/10分)33質量部と、化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、商品名:LC604、バイオマス度:0%、密度:0.918g/cm3、MFR:8g/10分)37質量部と、化石燃料由来の直鎖状低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、商品名:KS560T、バイオマス度:0%、密度:0.898g/cm3、MFR:16g/10分)30質量部とをメルトブレンドした樹脂(バイオマス度:29%、密度:0.912g/cm3、MFR:8.7g/10分)を、320℃の樹脂温度にて、厚み12μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:E5100)上に押し出して、樹脂フィルムを得た。押出成形の条件を、有効巾は560mm、押出厚みは30μm、押出速度は100m/分に設定した。
化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、商品名:LC600A、バイオマス度:0%、密度:0.919g/cm3、MFR:7g/10分)を320℃の樹脂温度にて、厚み12μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:E5100)上に押し出して、樹脂フィルムを得た。押出成形の条件を、有効巾は560mm、押出厚みは30μm、押出速度は100m/分に設定した。
上記の参考例4〜7および参考比較例2で用いた樹脂組成物の加工適性および得られたフィルムの特性について、以下の各種評価:(6)ドローダウン、(7)ネックイン、(8)モーター負荷、(9)樹脂圧力、(10)シール開始温度、を行った。
上記の参考例4〜7および参考比較例2で用いた樹脂組成物を、上記の押出製膜機を用いて、Tダイ幅560mm、樹脂温度290℃、スクリュー回転数34rpmの条件で、押出コーティング膜が膜切れするか、サージングする最高引取り速度(m/分)を測定した。測定結果は、下記の表2に示される通りであった。
上記の参考例4〜7および参考比較例2で用いた樹脂組成物を、上記の押出製膜機を用いて、Tダイ幅560mm、スクリュー回転数105rpmの条件で、引取り速度140m/分、エアーギャップ120mmの時の両耳ネックイン(mm)を測定した。測定結果は、下記の表2に示される通りであった。
上記の参考例4〜7および参考比較例2において、上記の押出製膜機を用いて樹脂フィルムを製造した際のモーター負荷(A)を測定した。測定結果は、下記の表2に示される通りであった。
上記の参考例4〜7および参考比較例2において、上記の押出製膜機を用いて樹脂フィルムを製造した際の樹脂圧力(MPa)を測定した。測定結果は、下記の表2に示される通りであった。
上記の参考例4〜7および参考比較例2で得られた樹脂フィルムを、厚さ幅15mm、長さ200mmに切り出し、シール温度は90〜150℃、シール圧力は30N/cm2、シール時間は1秒でヒートシールした。この試験片を引張試験機(テンシロンRTC−125A、オリエンテック社製)を用いて、引張速度300mm/分でT時剥離強度の測定を行い、シールが開始される温度(℃)を特定した。測定結果は、下記の表2に示される通りであった。
下記の実施例1〜2および比較例1で用いた共押出製膜機の条件は、以下のとおりであった。
スクリュー径:90mm
スクリュー型式:フルフライト
L/D:28
Tダイ:11S型ストレートマニホールド
Tダイ有効開口長:560mm
第1の樹脂層(コア層)用の樹脂として参考例1で用いた樹脂組成物(バイオマス度:94.5%、密度:0.955g/cm3、MFR:20g/10分)を用いた。一方、第2の樹脂層(シール層)用樹脂として参考例4で用いた樹脂組成物(バイオマス度:87%、密度:0.918g/cm3、MFR:2.7g/10分)を用いた。これらの樹脂組成物を、アンカーコート剤を介してそれぞれ290℃、320℃の樹脂温度で、厚み12μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:E5100)上に、共押し(コア層:15μm、シール層:5μm)にて押出して、コーティングし、ポリエチレン複層樹脂フィルムを得た。得られた複層樹脂フィルム全体のバイオマス度は93%であった。
第1の樹脂層(コア層)用の樹脂として参考例2でドライブレンドした樹脂組成物(バイオマス度:48%、密度:0.937g/cm3、MFR:17g/10分)を用いた。一方、第2の樹脂層(シール層)用樹脂として参考例5でメルトブレンドした樹脂組成物(バイオマス度:29%、密度:0.918g/cm3、MFR:6.3g/10分)を用いた。これらの樹脂組成物を、アンカーコート剤を介してそれぞれ290℃、320℃の樹脂温度で、厚み12μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:E5100)上に、共押し(コア層:15μm、シール層:5μm)にて押出して、コーティングし、ポリエチレン複層樹脂フィルムを得た。得られた複層樹脂フィルム全体のバイオマス度は43%であった。
第1の樹脂層(コア層)用の樹脂として参考比較例1で用いた樹脂組成物(バイオマス度:0%、密度:0.919g/cm3、MFR:14g/10分)を用いた。一方、第2の樹脂層(シール層)用樹脂として参考比較例2で用いた樹脂組成物(バイオマス度:0%、密度:0.919g/cm3、MFR:7g/10分)を用いた。これらの樹脂組成物を、アンカーコート剤を介してそれぞれ290℃、320℃の樹脂温度で、厚み12μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:E5100)上に、共押し(コア層:15μm、シール層:5μm)にて押出して、コーティングし、ポリエチレン複層樹脂フィルムを得た。得られた複層樹脂フィルム全体のバイオマス度は0%であった。
上記の実施例1〜2および比較例1で得られた複層樹脂フィルムの特性について、以下の各種評価:(11)シール開始温度、(12)シール強度、(13)ピロー製袋適性、を行った。
(11)シール開始温度
上記の実施例1〜2および比較例1で得られた複層樹脂フィルムを、幅15mm、長さ200mmに切り出し、シール温度は90〜150℃、シール圧力は30N/cm2、シール時間は1秒でヒートシールして、シールが開始される温度(℃)を特定した。測定結果は、下記の表3に示される通りであった。
(12)シール強度
上記の実施例1〜2および比較例1で得られた複層樹脂フィルムを、幅15mm、長さ200mmに切り出し、シール温度は150℃、シール圧力は30N/cm2、シール時間は1秒でヒートシールした。この試験片を引張試験機(オリエンテック社製、商品名:テンシロンRTC−125A)を用いて、引張速度300mm/分でT時剥離強度の測定を行い、シール強度(N/15mm)を測定した。測定結果は、下記の表3に示される通りであった。
(13)ピロー製袋適性
上記の実施例1〜2および比較例1で得られた複層樹脂フィルムを使用して、外寸法20mm×100mm、背シール巾部5mmのピロー袋を作成し、製袋適性を判断した。
11 第1の樹脂層
12 第2の樹脂層
Claims (14)
- バイオマス由来のエチレンを含むモノマーが重合してなるバイオマス由来のポリオレフィンと、化石燃料由来のエチレンと、化石燃料由来のエチレンおよび/またはα−オレフィンとを含むモノマーが重合してなる化石燃料由来のポリオレフィンと、を含んでなる樹脂組成物からなる樹脂層を、少なくとも2層有してなる複層樹脂フィルムであって、
前記バイオマス由来のエチレンを5質量%以上含んでなり、0.915〜0.96g/cm3の密度を有し、10〜100μmの厚さを有する、第1の樹脂層と、
前記バイオマス由来のエチレンを5質量%以上含んでなり、0.90〜0.925g/cm3の密度を有し、1〜50μmの厚さを有する、第2の樹脂層と
を有してなり、
第1の樹脂層の密度d1と第2の樹脂層の密度d2が、d1>d2を満たし、
第1の樹脂層の厚さt1と第2の樹脂層の厚さt2が、t1>t2を満たす、複層樹脂フィルム。 - 第1の樹脂層が、1〜30g/10分のメルトフローレート(MFR)を有し、第2の樹脂層が、1〜30g/10分のメルトフローレート(MFR)を有する、請求項1に記載の複層樹脂フィルム。
- 第1の樹脂層のMFR1と第2の樹脂層のMFR2が、MFR1>MFR2を満たす、請求項2に記載の複層樹脂フィルム。
- 第1の樹脂層が、前記バイオマス由来のエチレンを第1の樹脂層全体に対して5〜95質量%含んでなり、第2の樹脂層が、前記バイオマス由来のエチレンを第2の樹脂層全体に対して5〜95質量%含んでなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の複層樹脂フィルム。
- 第1の樹脂層中のバイオマス由来のエチレン濃度C1と第2の樹脂層中のバイオマス由来のエチレン濃度C2が、C1>C2を満たす、請求項1〜4のいずれか一項に記載の複層樹脂フィルム。
- 前記バイオマス由来のエチレンを含むモノマーが、化石燃料由来のエチレンおよび/またはα−オレフィンをさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の複層樹脂フィルム。
- 前記バイオマス由来のエチレンを含むモノマーが、バイオマス由来のα−オレフィンをさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の複層樹脂フィルム。
- 前記樹脂組成物が、5〜90質量%の前記バイオマス由来のポリオレフィンと、10〜95質量%の前記化石燃料由来のポリオレフィンとを含んでなる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の樹脂フィルム。
- 前記α−オレフィンが、ブチレン、ヘキセン、またはオクテンである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の複層樹脂フィルム。
- 前記ポリオレフィンが、ポリエチレンである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の複層樹脂フィルム。
- 前記樹脂組成物が、共押出成形されてなる、請求項1〜10のいずれか一項に複層樹脂フィルム。
- 前記共押出成形が、Tダイ法またはインフレーション法により行われる、請求項11に記載の複層樹脂フィルム。
- 請求項1〜12のいずれか一項に複層樹脂フィルムからなる、包装製品。
- 請求項1〜12のいずれか一項に複層樹脂フィルムからなる、シート成形品。
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