JP7184932B2 - 多層構造体並びにそれを備える包装材及び縦製袋充填シール袋 - Google Patents
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Description
[1]樹脂成分が実質的にエチレン-ビニルアルコール共重合体(A)及び酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)のみからなる樹脂組成物(x)からなる層(X)並びに層(X)の両面側に熱可塑性樹脂(C)を含む層(Y)を備え、エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)に対する酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)の質量比(B/A)が3/97以上17/83以下であり、酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)のJIS K 7210:2014に従って測定した230℃、2160g荷重におけるメルトフローレートが0.1g/10min以上10g/10min以下であり、全層の平均厚みの合計が50μm以上500μm以下であり、全層の平均厚みの合計に対する層(X)の平均厚みの割合が1%以上15%以下である、多層構造体;
[2]酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)の酸価が3.0mgKOH/g以上20mgKOH/g以下である、[1]の多層構造体;
[3]エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)のJIS K 7210:2014に従って測定した230℃、2160g荷重におけるメルトフローレートと、酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)のJIS K 7210:2014に従って測定した230℃、2160g荷重におけるメルトフローレートとの差の絶対値が10g/10min以下である、[1]または[2]の多層構造体;
[4]層(X)の平均厚みが1μm以上20μm以下である、[1]~[3]のいずれかの多層構造体;
[5]層(Y)の平均厚みが25μm以上499μm以下である、[1]~[4]のいずれかの多層構造体;
[6][1]~[5]のいずれかの多層構造体を備える包装材;
[7][1]~[5]のいずれかの多層構造体を備える縦製袋充填シール袋;
を提供することで達成される。
層(X)は、樹脂成分が実質的にEVOH(A)及び重合体(B)のみからなる樹脂組成物(x)からなる。層(X)が樹脂組成物(x)からなることで、透明性を維持した状態で耐屈曲性、耐衝撃性及び折り目強度が増加する傾向となる。層(X)がEVOH(A)及び重合体(B)以外の樹脂成分を含む場合、透明性、耐衝撃性、折り目強度等が低下する傾向となる。
樹脂組成物(x)がEVOH(A)を含むことで、層(X)、ひいては本発明の多層構造体のガスバリア性が良好になる。
酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)とは、不飽和カルボン酸またはその無水物等をエチレン-αオレフィン共重合体に付加反応やグラフト反応等により化学的に結合して得られる、変性エチレン-αオレフィン共重合体を意味する。樹脂組成物(x)が重合体(B)を含むことで屈曲性および折り目強度が増加する傾向となる。酸変性剤としては、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸またはその無水物が挙げられるが、EVOH(A)との反応性の観点から無水マレイン酸変性が好ましい。
樹脂組成物(x)の樹脂成分は実質的にEVOH(A)及び重合体(B)のみからなり、EVOH(A)に対する重合体(B)の質量比(B/A)が3/97以上17/83以下である。質量比(B/A)は5/95以上が好ましく、7/93以上がより好ましく、9/91以上がさらに好ましい。また、質量比(B/A)は15/85が好ましく、13/87以下がより好ましく、11/89以下がさらに好ましい。質量比(B/A)が3/97未満であると耐屈曲性及び折り目強度が低下する傾向となる。また質量比(B/A)が17/83超であると流動性不良による膜面安定性の低下により外観が低下する傾向となる。また質量比(B/A)が17/83超であると層(X)の透明性が低下する。
樹脂組成物(x)は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、例えば、EVOH(A)及び重合体(B)以外の樹脂、カルボン酸化合物、リン酸化合物、ホウ素化合物、金属塩、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、帯電防止剤、滑剤、着色剤、充填剤、乾燥剤、各種繊維などの補強剤などのその他の成分(EVOH(A)及び重合体(B)以外の成分)を含有してもよい。
層(Y)は、熱可塑性樹脂(C)を含む層であり、少なくとも層(X)の両面側に配置される。層(Y)が層(X)の両方の面側にそれぞれ配置されていないと、耐屈曲性が低下する傾向となる。層(Y)は、層(X)の表面上に直接積層されていてもよく、他の層(例えば接着性樹脂層等)を介して積層されていてもよい。
本発明の多層構造体の層構成は、層(X)の両面側に層(Y)を備えていれば、特に限定されないが、接着性樹脂層をAdで表した場合、Y/X/Y、Y/X/Ad/Y、Y/Ad/X/Ad/Y、Y/Ad/Y/X/Y/Ad/Y、Y/X/Y/X/Y等を例示できる。中でも、本発明の多層構造体がY/Ad/X/Ad/Yのように、層(X)と層(Y)との間に接着性樹脂層を有していることが好ましい。本発明の多層構造体が上記層構成を有していることで、耐屈曲性及び折り目強度が極めて良好となる傾向となる。一方、本発明の多層構造体が、例えばX/Ad/Yのように、本発明の構成を満たさない場合、耐屈曲性が低下するのみならず、折り目強度も同様に低下する。また、Y/X/Ad/Yのように、層(X)及び層(Y)が直接積層されている箇所がある場合に比べて、Y/Ad/X/Ad/Yのように、層(X)と層(Y)とが全て接着性樹脂層を介して積層されている場合、耐屈曲性等がより高まる。特に、層(Y)に含まれる熱可塑性樹脂(C)が極性官能基を有さないポリオレフィンである場合は、Y/Ad/X/Ad/Yのように、層(X)と層(Y)との間に接着性樹脂層を有することが好ましい。
本発明の多層構造体は、層(X)が高いガスバリア性及び透明性を維持しつつ耐衝撃性に優れ、かつ、多層構造体自体の外観、耐屈曲性及び折り目強度に優れるため、フレキシブルな包装材として有用である。フレキシブルな包装材としては、例えば縦製袋充填シール袋が挙げられる。縦製袋充填シール袋は様々な用途に適用することができるが、酸素に対するバリア性が必要となる用途、例えば、食品を内容物とする袋として好ましく用いられる。本発明の縦製袋充填シール袋の内容物は、日用品;農薬、医薬などの薬品;医療器材;機械部品、精密材料などの産業資材;衣料などであってもよい。
・EVOH(A)
A-1:「エバール(登録商標)L171B」(EVOH、株式会社クラレ製、エチレン単位含有量:27モル%、MFR:8.0g/10min(230℃、2160g荷重))
・酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)
B-1:「タフマー(商標)MH7020」(無水マレイン酸変性エチレン-ブテン共重合体、三井化学株式会社製、MFR:1.5g/10min(230℃、2160g荷重)、酸価12mgKOH/g)
B-2:「タフマー(商標)MH7010」(無水マレイン酸変性エチレン-ブテン共重合体、三井化学株式会社製、MFR:1.8g/10min(230℃、2160g荷重)、酸価6mgKOH/g)
B-3:「タフマー(商標)MP0620」(無水マレイン酸変性エチレン-プロピレン共重合体、三井化学株式会社製、MFR:0.3g/10min(230℃、2160g荷重)、酸価12mgKOH/g)
B-4:「タフマー(商標)MA8510」(無水マレイン酸変性エチレン-ブテン共重合体、三井化学株式会社製、MFR:5.0g/10min(230℃、2160g荷重)、酸価6mgKOH/g)
B-5:「タフマー(商標)MP0610」(無水マレイン酸変性エチレン-プロピレン共重合体、三井化学株式会社製、MFR:0.6g/10min(230℃、2160g荷重)、酸価6mgKOH/g)
B-6:「Fusabond(商標)M603」(酸変性エチレン-αオレフィン共重合体、Du pont製、MFR:50g/10min(230℃、2160g荷重)、酸価42mgKOH/g)
・エチレン-αオレフィン共重合体(B’)
B’-1:「タフマー(商標)P0280」(エチレン-プロピレン共重合体、三井化学株式会社製、MFR:5.4g/10min(230℃、2160g荷重))
B’-2:「タフマー(商標)A4070」(エチレン-ブテン共重合体、三井化学株式会社製、MFR:6.7g/10min(230℃、2160g荷重))
上記樹脂のMFR及び酸価は後述する評価方法(1)及び(2)に従って測定した。
(1)メルトフローレート(MFR)
実施例及び比較例で使用する樹脂並びに実施例及び比較例で得られた樹脂組成物について、JIS K 7210:2014に準じて、メルトインデクサを用い、温度210℃または230℃、2160g荷重の条件下で、試料の流出速度(g/10分)を測定した。各樹脂については温度230℃の条件とし、各樹脂組成物については温度210℃の条件とした。
JIS K 0070:1992に準じて、酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)をキシレンに溶解させ、フェノールフタレインを指示薬として用い、0.05mol/L水酸化カリウム-エタノール溶液を滴下することで酸価を算出した。
実施例及び比較例で得られた厚み20μmの単層フィルムについて、JIS K7375に準じて、ポイック積分球式光線透過率・全光線反射率計(村上色彩技術研究所製「HR-100型」)を使用し内部ヘイズを測定した。内部ヘイズとは、フィルム両面に水を塗布し、ガラス板で挟んで測定したヘイズ値(曇り度)である。
実施例及び比較例で得られた厚み100μmの単層フィルムについて23℃/50%RHの条件下で調湿したのち、フィルムインパクトテスター(東洋精機製)を使用し測定を行った。
実施例及び比較例で得られた多層フィルムの膜面を、以下の基準で目視評価した。
A:良好な膜面
B:わずかにストリークあり
C:ゲルブツが確認できる
実施例及び比較例で得られた厚み20μmの単層フィルムを20℃、65%RHの条件下で7日間調湿後、JIS K 7126-2(等圧法)に準じ、20℃、65%RHの条件下で酸素透過速度の測定(Mocon社製「OX-TORAN MODEL 2/21」)を行った。
実施例及び比較例で得られた多層フィルムを23℃/50%RHの条件下で調湿したのち、ゲルボフレックステスター(テスター産業株式会社製BE-1005)を使用し、屈曲性の測定を行った。具体的には、まず、12インチ×8インチのフィルムを直径3.5インチの円筒状とした。この両端を把持し、初期把持間隔7インチ、最大屈曲時の把持間隔1インチ、ストロークの最初の3.5インチで角度440度のひねりを加え、その後2.5インチは直進水平運動である動作の繰り返しからなる往復運動を40回/分の早さで行い、1000回往復運動後のピンホールの発生有無を評価した。
実施例及び比較例で得られた多層フィルムを23℃/50%RHの条件下で調湿したのち、JIS K7124に準じて、ダートインパクトテスター(テスター産業製IM-302)を使用し測定を行った。測定は、多層フィルムをMD方向にそって折りたたみ、フィルムに折り目をつけた後、フィルムを開いて折れ目から5mm離れた位置に260gのおもりによる衝撃が当たるようにした。折り曲げ部に沿ってフィルムが裂けるかどうかを判定した。
EVOH(株式会社クラレ製、「エバール(登録商標)L171B」)(A-1)95質量部、及びエチレン-ブテン共重合体(三井化学株式会社製、「タフマー(商標)MH7020」)(B-1)5質量部をドライブレンドし、以下の押出機の条件で樹脂組成物ペレットを得た。
<押出機の条件>
装置:30mmφ二軸押出機
L/D:45.5
スクリュー:同方向完全噛合型
押出し温度(℃):220℃
回転数:200rpm
吐出量:20kg/hr
<厚み20μmの単層フィルム作製条件>
装置:20mmφ単軸押出機(東洋精機製作所製ラボプラストミル15C300)
L/D:20
スクリュー:フルフライト
ダイ:300mmコートハンガーダイ
押出し温度(℃):C1=200、C2~C5=230、Die=230
スクリーン:50/100/50
冷却ロール温度:80℃
引取り速度:3.0~3.5m/分
フィルム厚み:20μm
<厚み100μmの単層フィルム作製条件>
装置:20mmφ単軸押出機(東洋精機製作所製ラボプラストミル15C300)
L/D:20
スクリュー:フルフライト
ダイ:300mmコートハンガーダイ
押出し温度(℃):C1=200、C2~C5=230、Die=230
スクリーン:50/100/50
冷却ロール温度:80℃
引取り速度:1.5m/分
フィルム厚み:100μm
<多層フィルム作製条件>
低密度ポリエチレン(LDPE):日本ポリエチレン株式会社製「ノバテック(登録商標) LC600」
接着性樹脂(Ad):三井化学株式会社製「アドマー(登録商標) NF500」
多層フィルムの層構成:LDPE層(Y)/Ad/樹脂組成物層(X)/Ad/LDPE層(Y)=34μm/6μm/10μm/6μm/34μm(総厚み90μm)
装置:フィードブロック型3種5層フィルム押出成形機
ダイ温度:220℃。冷却ロール温度:60℃。引取り速度:5.0m/min。
<LDPE層押出機の条件>
押出機:32φ単軸押出機(株式会社プラスチック工学研究所製)。回転数:57rpm。押出温度:供給部/圧縮部/計量部=150℃/200℃/210℃。
<接着性樹脂層押出機の条件>
押出機:20φ単軸押出機(株式会社テクノベル製)。回転数:25rpm。押出温度:供給部/圧縮部/計量部=150℃/200℃/220℃。
<樹脂組成物層押出機の条件>
押出機:20φ単軸押出機(株式会社東洋精機製作所製)。回転数:20rpm。押出温度:供給部/圧縮部/計量部=175℃/210℃/220℃。
表1に記載される通り重合体(B)(及び重合体(B’))の種類及びEVOH(A-1)との質量比を変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂組成物ペレット及び単層フィルムを作製した。また、表1に記載した通りに全層厚みを変更した以外は、実施例1と同様の方法で多層フィルムを作製した。なお、接着性樹脂層の厚みはいずれも実施例1と同じ厚みとし、樹脂組成物層(X)とLDPE層(Y)の厚みを変更して、全層厚みを調整した。実施例2~7、比較例1~4及び6については実施例1と同様の評価を実施し、比較例5については上記(3)~(7)の評価方法に従って、透明性、衝撃強度、多層フィルムの外観、酸素透過度及び耐屈曲性について評価した。結果を表1に示す。
フィードブロック型3種5層フィルム押出成形機の片側の接着性樹脂層及びLDPE層を形成するための流路を閉じ、各層の厚みを調整した以外は実施例2と同様の方法で、LDPE層(Y)/Ad/樹脂組成物層(X)=74μm/6μm/10μm(総厚み90μm)の多層フィルムを作製した。なお、単層フィルムについては実施例2と同様の方法で作製した。
装置:フィードブロック型3種5層フィルム押出成形機
ダイ温度:220℃。冷却ロール温度:60℃。引取り速度:5.0m/min。
<LDPE層押出機の条件>
押出機:32φ単軸押出機(株式会社プラスチック工学研究所製)。回転数:62rpm。押出温度:供給部/圧縮部/計量部=150℃/200℃/210℃。
<接着性樹脂層押出機の条件>
押出機:20φ単軸押出機(株式会社テクノベル製)。回転数:12.5rpm。押出温度:供給部/圧縮部/計量部=150℃/200℃/220℃。
<樹脂組成物層押出機の条件>
押出機:20φ単軸押出機(株式会社東洋精機製作所製)。回転数:20rpm。押出温度:供給部/圧縮部/計量部=175℃/210℃/220℃。
結果を表1に示す。
10 フィルム材
11 上端部
12 下端部
15 胴体部
20 背面
21、22 側端部
Claims (7)
- 樹脂成分が実質的にエチレン-ビニルアルコール共重合体(A)及び酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)のみからなる樹脂組成物(x)からなる層(X)と、層(X)の両面側に熱可塑性樹脂(C)を含む層(Y)とを備える多層構造体であって、
エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)に対する酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)の質量比(B/A)が3/97以上17/83以下であり、
酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)のJIS K 7210:2014に従って測定した230℃、2160g荷重におけるメルトフローレートが0.1g/10min以上10g/10min以下であり、
全層の平均厚みの合計が50μm以上500μm以下であり、
全層の平均厚みの合計に対する層(X)の平均厚みの割合が1%以上15%以下であり、
上記樹脂組成物(x)の樹脂成分に対するエチレン-ビニルアルコール共重合体(A)及び酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)の合計含有量が95質量%以上である、多層構造体。 - 酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)の酸価が3.0mgKOH/g以上20mgKOH/g以下である、請求項1に記載の多層構造体。
- エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)のJIS K 7210:2014に従って測定した230℃、2160g荷重におけるメルトフローレートと、酸変性エチレン-αオレフィン共重合体(B)のJIS K 7210:2014に従って測定した230℃、2160g荷重におけるメルトフローレートとの差の絶対値が10g/10min以下である、請求項1または2に記載の多層構造体。
- 層(X)の平均厚みが1μm以上20μm以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の多層構造体。
- 層(Y)の平均厚みが25μm以上499μm以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の多層構造体。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の多層構造体を備える包装材。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の多層構造体を備える縦製袋充填シール袋。
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