JP5982401B2 - シーラント用樹脂組成物、積層フィルムおよび包装袋 - Google Patents
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Description
本願は、2011年12月22日に日本に出願された特願2011−281366号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
特許文献2には、ガラス転移温度(Tg)が30℃以下である環状オレフィン系共重合体(環状オレフィンとα−オレフィンとを共重合して得られるCOC)2〜98重量%と、熱可塑性樹脂98〜2重量%とからなる熱可塑性樹脂組成物が記載されている。
特許文献2の場合、COCのTgが30℃以下であるため、それより高い温度では非吸着性が得られないという問題がある。
前記シクロオレフィンポリマー(COP)と前記シクロオレフィンコポリマー(COC)のガラス転移温度が、いずれも50〜140℃であることが好ましい。
また、本発明は、基材と、積層フィルムの一方の最表面となるシーラント層とを含む複数の層を有する積層フィルムにおいて、前記シーラント層が、前記シーラント用樹脂組成物からなることを特徴とする積層フィルムを提供する。
また、本発明は、前記積層フィルムからなり、前記シーラント層をヒートシールしてなるヒートシール部を有することを特徴とする包装袋を提供する。
本形態例のシーラント用樹脂組成物は、シクロオレフィンポリマー(COP)とシクロオレフィンコポリマー(COC)とポリエチレン(PE)をブレンドした樹脂からなり、その配合比は、シクロオレフィンポリマー(COP)42〜98重量%、シクロオレフィンコポリマー(COC)1〜49重量%、ポリエチレン(PE)1〜19重量%である。
ここで、シーラント層とは、ヒートシールに用いられる層であり、包装材料としては内容品に接する最内層に配置されるものである。前記シーラント層が、本形態例のシーラント用樹脂組成物からなる。
基材または他の中間層とシーラント層との積層は、接着剤層又はアンカー剤層を介しても良いし、基材に直接積層されていても良い。前記中間層としては、補強層、ガスバリア層、遮光層、印刷層など、適宜、一層または複数層を選択することができる。
下記化学式(化1)に、COPの一例を示す。
下記化学式(化2)に、COCの一例を示す。
ノルボルネン系モノマーとしては、例えば、下記化学式(化3)に示すように、ビシクロ[2.2.1]−2−ヘプテン(ノルボルネン)およびその誘導体、トリシクロ[4.3.0.12,5]−3−デセンおよびその誘導体、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセンおよびその誘導体、ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]−4−ペンタデセンおよびその誘導体、ペンタシクロ[7.4.0.12,5.19,12.08,13]−3−ペンタデセンおよびその誘導体、ペンタシクロ[8.4.0.12,5.19,12.08,13]−3−ヘキサデセンおよびその誘導体、ペンタシクロ[6.6.1.13,6.02,7.09,14]−4−ヘキサデセンおよびその誘導体、ヘキサシクロ[6.6.1.13,6.110,13.02,7.09,14]−4−ヘプタデセンおよびその誘導体、ヘプタシクロ[8.7.0.12,9.14,7.111,17.03,8.012,16]−5−エイコセンおよびその誘導体、ヘプタシクロ[8.7.0.13,6.110,17.112,15.02,7.011,16]−4−エイコセンおよびその誘導体、ヘプタシクロ[8.8.0.12,9.14,7.111,18.03,8.012,17]−5−ヘンエイコセンおよびその誘導体、オクタシクロ[8.8.0.12,9.14,7.111,18.113,16.03,8.012,17]−5−ドコセンおよびその誘導体、ノナシクロ[10.9.1.14,7.113,20.115,18.02,10.03,8.012,21.014,19]−5−ペンタコセンおよびその誘導体等が挙げられる。誘導体としては、置換基として上記炭素数1〜20の有機基(R1、R2)を1つまたは2つ以上有するものや、ノルボルナジエンのように不飽和結合を2以上有するもの等が挙げられる。
COPとしては市販品を用いることができ、例えば日本ゼオン株式会社製のゼオネックス、ゼオノアを好適に用いることができる。COCとしては市販品を用いることができ、例えば三井化学株式会社製のアペル、ポリプラスチック社製のTOPASを好適に用いることができる。
ポリエチレン(PE)は、エチレンホモポリマー、またはエチレンとエチレン以外の非環状オレフィン(例えばα−オレフィン)との共重合体が好ましい。
ポリエチレン(PE)は、前記樹脂自身の融点や組成物中の配合量を適宜選択することが好ましい。ポリプロピレン(PP)のような比較的高融点のポリオレフィン系樹脂に比べると、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン(m−LLDPE。メタロセン触媒により重合したLLDPE)等のエチレンホモポリマー、あるいは、C4−LLDPE、C6−LLDPE、C8−LLDPE等のエチレン−α−オレフィン共重合体は、シーラント層の融点を適度なものとすることができるので、好ましい。
前記シーラント用樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)は、40℃より高いことが好ましい。ガラス転移温度以下の温度では非吸着性が低下する。ブレンド前のCOPのTgは50〜140℃であり、COCのTgも50〜140℃であることが好ましい。また、ブレンド前のCOPのTgが50〜130℃であり、COCのTgも50〜130℃であることがより好ましい。
また、COPとCOCとPEとの配合比は、より好ましくは、COPが43〜94重量%、COCが3〜48重量%、PEが3〜18重量%であり、さらに好ましくは、COPが44〜82重量%、COCが9〜46重量%、PEが5〜12重量%である。
COPとCOCとPEとの配合量の関係は、COPの配合量がCOCの配合量以上であることが好ましく(COP≧COC)、また、COCの配合量がPEの配合量以上であることが好ましい(COC≧PE)。
前記アンカー剤層を構成するアンカー剤としては、ポリウレタン系、ポリエーテル系、アルキルチタネート(有機チタン化合物)系等、一般的に押出ラミネート法に使用されるアンカー剤が使用でき、積層フィルムの用途に合わせて選択可能である。
前記接着剤層を構成する接着剤としては、ポリウレタン系、ポリエーテル系等、一般的にドライラミネート法に使用される接着剤を使用でき、積層フィルムの用途に合わせて選択可能である。
補強層は積層フィルムの強度特性を補完する役割を有する。補強層を構成する樹脂としては、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のポリオレフィン系樹脂、2軸延伸ポリエチレンテレフタレート(O−PET)、2軸延伸ナイロン(O−Ny)、2軸延伸ポリプロピレン(OPP)等を挙げることができる。補強層の厚みは、通常5〜50μmであり、好ましくは10〜30μmである。
ガスバリア層の厚みは、金属箔またはガスバリア性樹脂層による場合は通常5〜50μmであり、好ましくは10〜30μmである。ガスバリア層として金属蒸着層または無機酸化物蒸着層を用いる場合には、これより薄くすることができる。
本形態例の積層フィルムにおいて、シーラント層の厚さは、包装材料の用途にも依存し、特に限定されないが、通常は5〜150μm程度であり、好ましくは15〜80μmである。
本形態例の包装袋は、上述の積層フィルムを前記シーラント層によりヒートシールしてなるものであり、低分子量成分の非吸着性およびバリア性にも優れているから、飲食物や化粧品、薬剤等の包装袋として好適に利用できる。包装袋の形態は、三方袋、四方袋、合掌貼り袋、ガゼット袋、自立袋等の包装袋(パウチ)のほか、例えばバッグインボックス用の内袋やドラム缶内装袋などの大型の袋等、特に限定なく適用可能である。
表1に示す組成により、シーラント材を製造した。シーラント材の製造は、各材料を溶融混練後、押出成形により、所定の厚さのフィルム状に成形する方法により実施した。
なお、本実施例で用いたCOP、COCおよびPEは、次のとおりである。
「COP」・・・シクロオレフィンポリマー(日本ゼオン株式会社製、商品名ZEONOR(登録商標)1020R。Tg=102℃、MFR=20g/10min(280℃)、ρ=1.01g/cm3)
「COC」・・・シクロオレフィンコポリマー(ポリプラスチックス株式会社製、商品名TOPAS(登録商標)8007F−04。Tg=78℃、MVR=32cm3/10min(260℃)、ρ=1.02g/cm3)
「PE(1)」・・・オクテン−1共重合LLDPE(Tm=121℃、MFR=2.0g/10min、ρ=0.923g/cm3)
「PE(2)」・・・メタロセン触媒LLDPE(Tm=55℃、MFR=1.0g/10min、ρ=0.870g/cm3)
「PE(3)」・・・メタロセン触媒LLDPE(Tm=126℃、MFR=4.0g/10min、ρ=0.937g/cm3)
厚み30μmのシーラント材をPETフィルムおよびAl箔とドライラミネートにより貼り合わせ、PET12μm/Al箔9μm/シーラント材30μmの層構成を有する積層フィルムを得た。
上記積層フィルムからパウチを作製し、下記に説明する評価を行った。ただし(4)の引張特性は、シーラント材から作製した試験片を評価した。
JIS Z 1526に準じて、パウチのヒートシール部のシール強度(N/15mm)を引張速度300mm/min、幅15mmにて測定した。ヒートシール条件は、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃のうちのいずれかの温度において、圧力0.2MPaで1秒間加熱および加圧するものである。
(1)で測定したヒートシール強度の最大値を含み、かつ最大値との差が1N/15mm以内の範囲に収まる温度範囲を、安定領域と定義した。
有効成分として酢酸α−トコフェロール(ビタミンEアセテート)を含む市販の化粧水2.5mlをパウチに入れ、パウチの開口部を圧力0.2MPa、時間1秒、温度180℃でヒートシールして密封した。密封したパウチを40℃で1ヶ月ないし3ヶ月保管した後に開封し、化粧水中の酢酸α−トコフェロールの残存量を高速液体クロマトグラフィ法で定量し、前記残存量をもとに有効成分の残存率を算出した。なお、1ヶ月後評価用のパウチと3ヶ月評価後用のパウチは別々に用意し、それぞれの保管期間経過後にパウチを開封して酢酸α−トコフェロールの残存率を測定した。
シーラント材の引張強度(N/15mm)及び引張伸度(%)は、JIS K 7127「プラスチック−引張特性の試験方法」に規定された測定方法に準じて測定した。試験片の幅は15mm、引張速度は300mm/minとした。引張伸度の掴み具間は50mmとした。
COPおよびCOCとともにPEを20%配合した比較例1では、ヒートシール強度の向上が低く、40℃で3ヶ月の非吸着性がCOC単独(比較例7)よりも低くなった。
COPを単独で用いる比較例2では、十分なヒートシール温度が得られる温度が200℃以上と高温であり、シール強度の安定領域がみられなかった。また、引張伸度が低かった。
COPとPEを配合した比較例3では、ヒートシール強度はCOP単独(比較例2)より高いが、160℃以下でほとんど向上しなかった。また、引張伸度の向上も低かった。
COPとCOCを配合した比較例4,5では、ヒートシール強度はCOP単独(比較例2)より高いが、引張伸度は同程度であった。
COCとPEを配合した比較例6では、ヒートシール強度はCOC単独(比較例7)より向上せず、非吸着性は低下した。また、引張伸度の向上も低かった。
COCを単独で用いる比較例7では、180℃程度の低温ではヒートシール温度が良いが、それ以上の温度ではヒートシール温度が下降し、安定領域がみられなかった。また、引張伸度が低かった。
なお、表には示さないものの、COP:COC:PE=1:1:1の配合では効果はなかった。
Claims (4)
- シクロオレフィンポリマー(COP)とシクロオレフィンコポリマー(COC)とポリエチレン(PE)をブレンドした樹脂からなり、その配合比は、シクロオレフィンポリマー(COP)42〜98重量%、シクロオレフィンコポリマー(COC)1〜49重量%、ポリエチレン(PE)1〜19重量%であることを特徴とするシーラント用樹脂組成物。
- 前記シクロオレフィンポリマー(COP)と前記シクロオレフィンコポリマー(COC)のガラス転移温度が、いずれも50〜140℃であることを特徴とする請求項1に記載のシーラント用樹脂組成物。
- 基材と、積層フィルムの一方の最表面となるシーラント層とを含む複数の層を有する積層フィルムにおいて、前記シーラント層が、請求項1または2に記載のシーラント用樹脂組成物からなることを特徴とする積層フィルム。
- 請求項3に記載の積層フィルムからなり、前記シーラント層をヒートシールしてなるヒートシール部を有することを特徴とする包装袋。
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