JP6258350B2 - 積層体、それを使用した包装材料およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明におけるポリオレフィン系樹脂層(I)としては、ポリオレフィンからなる層であれば特に制限されない。例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)や高密度ポリエチレン(HDPE)などのポリエチレン、酸変性ポリエチレン、ポリプロピレン、酸変性ポリプロピレン、プロピレン・α−オレフィン共重合体、エチレン−ビニルアセテート共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、アイオノマー等のポリオレフィン系樹脂が用いられ、中でも包装材料としての内容物の保護や低温シール性などの点から、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびプロピレン・α−オレフィン共重合体が好ましく、ホモポリプロピレン、プロピレン・エチレンランダム共重合体およびプロピレン・ブテンランダム共重合体が、さらに良好な成形性を得ることができることから、特に好ましく用いられる。該ポリプロピレンおよびプロピレン・α−オレフィン共重合体としては、後述のアイソタクティックポリプロピレン(A)、プロピレン系共重合体(B)またはポリプロピレン(D)を用いてもよい。これらのポリオレフィンは、1種単独で、または2種以上を混合して用いてもよい。良好な外観を有する積層体が得られる点から、ポリプロピレン(D)と同じポリプロピレンを用いることが好ましい。
本発明に係る被蒸着層(II)は、後述する、被蒸着層用組成物(P)およびポリプロピレン(D)を含んでなる。該被蒸着層(II)は、前記ポリオレフィン系樹脂層(I)と異なる。
本発明で用いられるアイソタクティックポリプロピレン(A)(成分(A)とも称す)としては、プロピレンの単独重合体およびプロピレン・α-オレフィン共重合体が挙げられる。該プロピレン・α-オレフィン共重合体は、後述するプロピレン系共重合体(B)と異なる。
本発明におけるプロピレン系共重合体(B)(成分(B)とも称す)は、下記要件(i)を満たし、好ましくは要件(i)と、要件(ii)または(iii)を満たし、さらに好ましくは要件(i)〜(iii)の全てを満たす。該プロピレン・系共重合体(B)は、アイソタクティックポリプロピレン(A)と異なる。
本発明に係る被蒸着層用組成物(P)は、前記アイソタクティックポリプロピレン(A)30〜85重量%、好ましくは40〜80重量%、より好ましくは45〜75重量%、および前記プロピレン系共重合体(B)70〜15重量%、好ましくは60〜20重量%、より好ましくは55〜25重量%と、必要に応じて、後述の添加剤とを溶融混練して得られる(ここで、成分(A)と成分(B)は合計して100重量%)。溶融混練前において、該アイソタクティックポリプロピレン(A)および/またはプロピレン系共重合体(B)の一部または全部が、グラフトモノマー(C)でグラフト変性されている。すなわち、組成物(P)の原料には、グラフト変性体が含まれる。
本発明においてグラフトモノマーをグラフトさせる場合には、その方法については特に限定されず、溶液法、溶融混練法等、従来公知のグラフト重合法を採用することができる。例えばポリマーを溶融し、そこへグラフトモノマーを添加してグラフト反応させる方法、あるいはポリマーを溶媒に溶解して溶液となし、そこへグラフトモノマーを添加してグラフト反応させる方法等がある。
本発明に係る被蒸着層用組成物(P)の製造方法としては特に限定されるものではなく、公知の方法を制限なく採用できる。例えば、グラフト変性を、アイソタクティックポリプロピレン(A)及びプロピレン系共重合体(B)が同時に存在する状態で、或いは成分(A)又は成分(B)の一部または全部をグラフト変性した後に未変性の残りの成分を混合する方法によって実施した後、後述する任意成分(添加剤)を加えたのち、溶融混練することによって変性ポリオレフィン組成物である被蒸着層用組成物を得ることが可能である。
該ポリプロピレン(D)は、プロピレン系共重合体(B)と同一であっても異なっていてもよいが、成形性の点から、異なることが好ましい。該ポリプロピレン(D)として、前記成分(A)から得られるグラフト変性体を用いてもよいが、経済性の点から、未変性体が好ましい。
無機層(III)としては、本発明に効果を奏する限り特に制限されないが、例えば、金(Au)、銅(Cu)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、コバルト(Co)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、錫(Sn)、インジウム(In)、および珪素(Si)などの元素を含む金属、並びに該元素を含む酸化物、窒化物、窒酸化物、硫化物、リン化物、リン酸化物、リン窒化物およびリン窒酸化物などの無機化合物が挙げられる。
本発明の積層体において必須ではないが、無機層(III)に隣接させて透明シーラント層(IV)を用いることもできる。この場合の積層体は、ポリオレフィン樹脂層(I)、被蒸着層用組成物(P)からなる被蒸着層(II)、好ましくは該組成物(P)およびポリプロピレン(D)を含んでなる被蒸着層(II)、無機層(III)および透明シーラント層(IV)がこの順に積層された積層体である。透明シーラント層(IV)を付設することにより、これが、ヒートシール機能を果たすと同時に、透明であるがゆえに隣接する無機層(III)の光輝感を維持できる。
本発明の積層体では、無機層(III)および透明シーラント層(IV)の表面に、表面保護、印刷適性、ラミネート適性などを向上させるために、種々公知のコーティング剤、例えば、ポリエステル系、ポリウレタン系、アクリル系、ポリ酢酸ビニル系、アイオノマー系など種々のコーティング可能な樹脂を施してもよい。
本発明の積層体は公知の方法により製造することができる。例えば、T−ダイ成形、インフレーション成形、キャスト成形、チューブ成形、押出コーティング成形などの共押出法により製造することができる。また、単層あるいは複層などのフィルムを成形した後に、加熱によりドライラミネーションする方法などを例示することができる。本発明においては、生産性の点から、複数の成分を多層の押出機に供して成形する共押出法を用いることが好ましい。
本発明の積層体は、光輝性(キラキラ感)、透明性に優れ、また、層間の剥離強度が高く、ガスバリア性にも優れるため、種々の分野に好適に使用することができる。例えば、食品包装用フィルムや、カップ、ボトル、トレー、チューブ、BIB(バックインボックス)等の食品容器などの食品分野があげられるが、ガスバリア性にも優れるため、パイプなどの非食品用途にも好適に使用することができる。
本発明の包装材料は、本発明の積層体を含んでなり、飲食料品、化粧品、雑貨品や、食品包装、充填包装、繊維包装など包装容器および包装袋などの材料(包装材)として好適に用いられる。
本実施例等においては、以下の方法に従って測定を実施した。
特に断らない限り、ASTM D1238に従い、230℃、2.16kg荷重の下、測定を実施した。
密度は、JIS K 7112に準拠して測定した。
DSCの吸熱曲線から求めた。DSC測定は、成分(A)、成分(A)のグラフト変性体および(D)については、装置内で10分間200℃保持した後、降温速度10℃/minで−20℃まで冷却し、−20℃で1分間保持した後、再度昇温速度10℃/minで測定した際に得られるDSC曲線上の吸熱ピークを成分(A)の融点(Tm)とした。
重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及び分子量分布(Mw/Mn)は、アライアンス社製GPC-2000を用い以下のようにして測定した。すなわち、分離カラムは、TSKgel GMH6-HT×2+TSKgel GMH6-HTL×2であり、カラムサイズは直径7.5mm、長さ300mmのものを使用した。カラム温度は140℃とし、移動相にはオルトジクロルベンゼン(和光純薬社製)及び酸化防止剤としてBHT(ブチルヒドロキシトルエン)(武田薬品工業社製)0.025重量%を用い、1.0ml/分で移動させた。試料濃度は0.1重量%とし、試料注入量は500マイクロリットルとした。検出器として示差屈折計を用いた。標準ポリスチレンは東ソー社製を用いた。
Tダイ付き押出成形機により、エチレン・アクリル酸共重合体(EAA;三井・デュポンポリケミカル社製)の厚さ50μmフィルムを成形した。得られたエチレン・アクリル酸共重合体フィルムと、アルミニウム蒸着した厚さ50μmのフィルム(被蒸着層および無機層(III)を有するフィルム)を、蒸着面を接着面としてヒートシーラーにより105℃、0.3MPaで10秒間圧着させた。この積層フィルムを幅15mm×長さ80mm(製膜方向と長辺方向が一致)で切り取り、引張試験機を用いて、T型により引張速度300mm/分にて引張試験を行い、剥離進行時のTピール強度を蒸着強度とした。なお、表1の中では、該接着強度をアルミニウム蒸着強度と呼ぶ。
光沢度:光沢面について、JIS P 8142の方法に準じて入射角20度の鏡面光沢度を、グロスメーター(村上カラーリサーチラボラトリー社製、GM−26D)で測定した。なお、表1の中では、光沢度をグロスと呼ぶ。
(1)変性PP-1:変性アイソタクティックランダムポリプロピレン
(MFR=12g/10分、密度=0.91g/cm3、無水マレイン酸グラフト量=0.4wt%、融点=138℃、Mw/Mn=4.5)
(2)変性PP-2:変性アイソタクティックホモプロピレン
(MFR=10g/10分、密度=0.90g/cm3、無水マレイン酸グラフト量=0.3wt%、融点=158℃、Mw/Mn=4.1)
(3)PP−1:ランダムポリプロピレン
(MFR=7g/10分、密度=0.91g/cm3、融点=141℃、エチレン含量=3.5mol%、Mw/Mn=7.5)
(4)PP−2:ホモポリプロピレン
(MFR=3.0g/10分、密度=0.91g/cm3、融点=162℃、Mw/Mn=7.2)
(5)PER-1:プロピレン・エチレンランダム共重合体
(MFR=20g/10分、密度=0.86g/cm3、エチレン含量=20mol%、融点=109℃、Mw/Mn=2.1)
(6)PBR-1:プロピレン・ブテンランダム共重合体、
(MFR=7g/10分、 密度=0.86g/cm3、ブテン含量=25mol%、融点=75℃、Mw/Mn=2.2)
(7)PEBR-1:プロピレン・エチレン・ブテンランダム共重合体
(MFR=3g/10分、密度=0.86g/cm3、エチレン含量=13mol%、ブテン含量=19mol%、融点=45℃、Mw/Mn=2.0)
(8)EPR-1:エチレン・プロピレン共重合体
(ASTM D1238に従い、190℃、2.16Kg荷重で測定されたMFR=1g/10分、密度=0.87g/cm3、プロピレン含量=19mol%、融点=検出されず)
(9)エチレン系コポリマー:エチレン・メチルメタクリレート
(ASTM D1238に従い、190℃、2.16Kg荷重で測定されたMFR=20g/10分、密度=0.94g/cm3、メチルメタクリレート含量=20wt%)
〔実施例1〕
<被蒸着層用組成物(P)の製造>
(A)変性アイソタクティックホモポリプロピレン(変性PP-1)50重量%と、(B)プロピレン・エチレンランダム共重合体(PER-1)50重量%を、1軸押出機を用いて230℃で溶融混練し、被蒸着用組成物(P)を得た。
以下に示した構成からなる各層を、下記の条件で共押出して、2層積層フィルムを成形した。
前記した蒸着強度測定法および光沢度測定法に従って、実施例で得られた積層体の蒸着強度と、無機層(蒸着面)の光沢度を測定した。結果を表1に示した。
表1または2に示した配合処方に従って被蒸着層用組成物(P)または被蒸着層(II)を調製した以外は、実施例1と同様の方法で2層積層フィルムを製造した。
実施例1に記載の被蒸着用組成物(P)の代わりに、ランダムポリプロピレン(PP-1)60重量%と、エチレン系コポリマー(エチレン・メチルメタクリレート)40重量%を、1軸押出機を用いて230℃で溶融混練し、組成物を得た。
変性アイソタクティックホモポリプロピレン(変性PP-1)90重量%と、プロピレン・エチレンランダム共重合体(PER-1)10重量%を、1軸押出機を用いて230℃で溶融混練し、被蒸着用組成物を得た。
Claims (10)
- 少なくとも、ポリオレフィン系樹脂層(I)と、被蒸着層(II)と、無機層(III)とをこの順で有する積層体であり、
該被蒸着層(II)が、被蒸着層用組成物(P)およびポリプロピレン(D)を含んでなり、かつ、ポリオレフィン系樹脂層(I)と異なり、
該被蒸着層用組成物(P)が、アイソタクティックポリプロピレン(A)30〜85重量%と、プロピレン系共重合体(B)70〜15重量%(ここで、(A)および(B)の合計を100重量%とする)と、必要に応じて添加剤とを溶融混練して得られ、かつ、少なくとも、該アイソタクティックポリプロピレン(A)の一部または全部が、グラフトモノマー(C)でグラフト変性されており、かつ
該プロピレン系共重合体(B)が、アイソタクティックポリプロピレン(A)と異なり、かつ、(i)プロピレン由来の構成単位(U3)45〜89モル%と、エチレンおよび炭素数4〜20のα−オレフィンから選ばれる少なくとも1種のα−オレフィン由来の構成単位(UO)11〜55モル%とを含む(ここで、プロピレン由来の構成単位(U3)と、該α−オレフィン由来の構成単位(UO)との合計を100モル%とする)こと、かつ
該ポリプロピレン(D)が、未変性体であり、かつ、アイソタクティックポリプロピレン(A)およびプロピレン系共重合体(B)と異なる
ことを特徴とする積層体。 - 前記プロピレン系共重合体(B)が、さらに、下記要件(ii)および(iii)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の積層体。
(ii)示差走査型熱量計により測定した融点(Tm)が、120℃以下または観測されない。
(iii)ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により求められる分子量分布(Mw/Mn)が、1.0〜3.0の範囲にある。 - 該グラフトモノマー(C)のグラフト量が、該アイソタクティックポリプロピレン(A)および該プロピレン系共重合体(B)の合計100重量に対して、0.001〜5重量部であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層体。
- 前記被蒸着層用組成物(P)およびポリプロピレン(D)の重量比が、(P):(D)=95:5〜5:95であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記グラフトモノマー(C)が、前記不飽和カルボン酸および/またはその誘導体を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層体。
- さらに、透明シーラント層(IV)を有し、
前記ポリオレフィン系樹脂層(I)、前記被蒸着層(II)、前記無機層(III)および該透明シーラント層(IV)をこの順で有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の積層体。 - 前記無機層(III)が、アルミニウムを含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の積層体。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の積層体を含んでなる包装材料。
- 少なくとも、被蒸着層を有する積層体であり、
該被蒸着層が、被蒸着層用組成物(P)およびポリプロピレン(D)を含んでなり、
該被蒸着層用組成物(P)が、アイソタクティックポリプロピレン(A)30〜85重量%と、プロピレン系共重合体(B)70〜15重量%(ここで、(A)および(B)の合計を100重量%とする)と、必要に応じて添加剤とを溶融混練して得られ、かつ、少なくとも、該アイソタクティックポリプロピレン(A)の一部または全部が、グラフトモノマー(C)でグラフト変性されており、かつ
該プロピレン系共重合体(B)が、アイソタクティックポリプロピレン(A)と異なり、かつ、(i)プロピレン由来の構成単位(U3)45〜89モル%と、エチレンおよび炭素数4〜20のα−オレフィンから選ばれる少なくとも1種のα−オレフィン由来の構成単位(UO)11〜55モル%とを含む(ここで、プロピレン由来の構成単位(U3)と、該α−オレフィン由来の構成単位(UO)との合計を100モル%とする)こと、かつ
該ポリプロピレン(D)が、未変性体であり、かつ、アイソタクティックポリプロピレン(A)およびプロピレン系共重合体(B)と異なる
ことを特徴とする積層体。 - アイソタクティックポリプロピレン(A)30〜85重量%と、プロピレン系共重合体(B)70〜15重量%(ここで、(A)および(B)の合計を100重量%とする)と、必要に応じて添加剤とを溶融混練して被蒸着層用組成物(P)を製造する工程(1)と、
被蒸着層用組成物(P)およびポリプロピレン(D)を含んでなる被蒸着層を製造する工程(2)を含む、少なくとも、被蒸着層を有する積層体の製造方法であり、
少なくとも、該アイソタクティックポリプロピレン(A)の一部または全部が、グラフトモノマー(C)でグラフト変性されており、かつ
該プロピレン系共重合体(B)が、アイソタクティックポリプロピレン(A)と異なり、かつ、(i)プロピレン由来の構成単位(U3)45〜89モル%と、エチレンおよび炭素数4〜20のα−オレフィンから選ばれる少なくとも1種のα−オレフィン由来の構成単位(UO)11〜55モル%とを含む(ここで、プロピレン由来の構成単位(U3)と、該α−オレフィン由来の構成単位(UO)との合計を100モル%とする)こと、かつ
該ポリプロピレン(D)が、未変性体であり、かつ、アイソタクティックポリプロピレン(A)およびプロピレン系共重合体(B)と異なる
ことを特徴とする積層体の製造方法。
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